JP7843766B2 - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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Description

本発明の一態様は、表示装置に関する。本発明の一態様は、撮像装置に関する。本発明の一態様は、撮像機能を有する表示装置に関する。
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、発光装置、蓄電装置、記憶装置、照明装置、入力装置、出力装置、入出力装置、これらの装置を有する電子機器、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得る装置全般を指す。
近年、表示装置は高解像度の画像を表示するために高精細化が求められている。また、スマートフォン、タブレット型端末、又はノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの情報端末機器においては、表示装置は、高精細化に加えて、低消費電力化が求められている。さらに、タッチパネルとしての機能、又は認証のために指紋を撮像する機能など、画像を表示するだけでなく、様々な機能が付加された表示装置が求められている。
表示装置としては、例えば、発光素子（発光デバイスともいう。）を有する発光装置が開発されている。エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬと記す。）現象を利用した発光素子（ＥＬ素子とも記す。）は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流定電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。例えば、特許文献１に、有機ＥＬ素子が適用された、可撓性を有する発光装置が開示されている。
特開２０１４－１９７５２２号公報
本発明の一態様は、撮像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、高精細な撮像装置又は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、撮像時のノイズを低減することを課題の一とする。本発明の一態様は、高感度な撮像を行うことのできる撮像装置又は表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、開口率の高い表示装置又は撮像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、指紋などの生体情報を取得できる表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、タッチパネルとして機能する表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、信頼性の高い表示装置、撮像装置、又はこれらの装置を有する電子機器を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、新規な構成を有する表示装置、撮像装置、又はこれらの装置を有する電子機器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１つを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、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。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、第１の基板と、第１の基板と対向する第２の基板と、第１の基板上の発光素子と、発光素子と隣接する受光素子と、第１の基板上の第１の遮光層と、第２の基板の第１の基板と対向する面上の第２の遮光層と、第２の遮光層の第１の基板と対向する面上の第３の遮光層と、を有し、第１乃至第３の遮光層は、平面視にて、それぞれ発光素子と、受光素子と、の間に設けられ、第１の遮光層と、第３の遮光層と、の間には、平面視にて隙間を有している表示装置である。
また上記において、第１の遮光層、第２の遮光層、第３の遮光層は、可視光の一部を吸収する材料を含んでいることが好ましい。
また上記において、第３の遮光層の数は、２以上であることが好ましい。
また上記において、第１の遮光層の数は、２以上であることが好ましい。
また上記において、発光素子と、受光素子と、の間には、絶縁層が設けられ、第１の遮光層は、絶縁層上に設けられていることが好ましい。
また上記において、絶縁層は、樹脂層であることが好ましい。
また上記において、発光素子は、発光材料を含み、受光素子は、光電変換材料を含んでいることが好ましい。
また上記において、着色層を有し、発光素子は、２以上の発光層を有していることが好ましい。
また上記において、発光素子上に、第１のレンズが設けられていることが好ましい。
又は、上記において、受光素子上に、第２のレンズが設けられていることが好ましい。
又は、上記において、発光素子上に、第３のレンズが設けられ、受光素子上に、第４のレンズが設けられていることが好ましい。
また上記において、第１乃至第４のレンズは、第２の基板と対向する側に凸形状を有する凸レンズであることが好ましい。
又は、上記において、第１乃至第４のレンズは、断面が略台形型のレンズであることが好ましい。
また上記において、第２の基板上に、第１乃至第４のレンズと対向する第５のレンズが設けられていることが好ましい。
また上記において、第５のレンズは、第１の基板と対向する側に凸形状を有する凸レンズであることが好ましい。
又は、上記において、第５のレンズは、断面が略台形型のレンズであることが好ましい。
本発明の一態様により、撮像機能を有する表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、表示品位の高い表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、高精細な撮像装置又は表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、撮像時のノイズを低減することができる。本発明の一態様により、高感度な撮像を行うことのできる撮像装置又は表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、開口率の高い表示装置又は撮像装置を提供することができる。本発明の一態様により、指紋などの生体情報を取得できる表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、タッチパネルとして機能する表示装置を提供することができる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置、撮像装置、又はこれらの装置を有する電子機器を提供することができる。本発明の一態様により、新規な構成を有する表示装置、撮像装置、又はこれらの装置を有する電子機器を提供することができる。本発明の一態様により、先行技術の問題点の少なくとも１つを軽減することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。
図１Ａは、表示装置の構成例を示す上面図である。図１Ｂ及び図１Ｃは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図２Ａ及び図２Ｂは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図３Ａ乃至図３Ｃは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図４Ａ乃至図４Ｃは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図５Ａ乃至図５Ｃは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図６Ａ乃至図６Ｃは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図７Ａ乃至図７Ｃは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図８Ａ乃至図８Ｃは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図９Ａ及び図９Ｂは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図１２Ａ及び図１２Ｂは、表示装置の構成例を示す断面図である。
図１３Ａ乃至図１３Ｃは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図１５Ａ乃至図１５Ｅは、表示装置の作製方法例を示す断面図である。
図１６は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図１７Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図１７Ｂは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図１８Ａ、図１８Ｂ、及び図１８Ｄは、表示装置の一例を示す断面図である。図１８Ｃ、図１８Ｅは、画像の一例を示す図である。図１８Ｆ乃至図１８Ｈは、画素の一例を示す上面図である。
図１９Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図１９Ｂ乃至図１９Ｄは、画素の一例を示す上面図である。
図２０Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図２０Ｂ乃至図２０Ｉは、画素の一例を示す上面図である。
図２１Ａ及び図２１Ｂは、表示装置の構成例を示す図である。
図２２Ａ乃至図２２Ｇは、表示装置の構成例を示す図である。
図２３Ａ乃至図２３Ｆは、画素の構成例を示す図である。図２３Ｇ及び図２３Ｈは、画素の回路図の一例を示す図である。
図２４Ａは、電子機器の一例を示す斜視図である。図２４Ｂは、電子機器の一例を示す断面図である。
図２５Ａ乃至図２５Ｄは、電子機器の一例を示す図である。
図２６Ａ乃至図２６Ｆは、電子機器の一例を示す図である。
図２７Ａ乃至図２７Ｆは、電子機器の一例を示す図である。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチングパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成要素の大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
なお、本明細書等における「第１」、「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、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」又は「絶縁層」という用語は、「導電膜」又は「絶縁膜」という用語に相互に交換することが可能な場合がある。
なお、本明細書等において、ＥＬ層とは発光素子の一対の電極間に設けられ、少なくとも発光性の物質を含む層（発光層とも呼ぶ。）、又は発光層を含む積層体を指すものとする。
本明細書等において、表示装置の一態様である表示パネルは表示面に画像等を表示（出力）する機能を有するものである。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。
また、本明細書等では、表示パネルの基板に、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）などのコネクターが取り付けられたもの、又は基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式等によりＩＣが実装されたものを、表示パネルモジュール、表示モジュール、又は単に表示パネルなどと呼ぶ場合がある。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例、及び表示装置の作製方法例について説明する。
本発明の一態様は、発光素子（発光デバイスともいう。）と、受光素子（受光デバイスともいう。）を有する表示装置である。発光素子は、一対の電極と、その間にＥＬ層を有する。受光素子は、一対の電極と、その間に光電変換層を有する。発光素子は、有機ＥＬ素子（有機電界発光素子）であることが好ましい。受光素子は、有機フォトダイオード（有機光電変換素子）であることが好ましい。
また、表示装置は、異なる色を発する２つ以上の発光素子を有することが好ましい。異なる色を発する発光素子は、それぞれ異なる材料を含むＥＬ層を有する。例えば、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、又は青色（Ｂ）の光を発する３種類の発光素子を有することで、フルカラーの表示装置を実現することができる。
本発明の一態様は、複数の受光素子によって撮像することができるため、撮像装置として機能する。このとき、発光素子は、撮像のための光源として用いることができる。また、本発明の一態様は、複数の発光素子によって画像を表示することが可能なため、表示装置として機能する。したがって、本発明の一態様は、撮像機能を有する表示装置、又は表示機能を有する撮像装置ということができる。
例えば、本発明の一態様の表示装置は、表示部に発光素子がマトリクス状に配置され、さらに表示部には、受光素子がマトリクス状に配置される。そのため、表示部は、画像を表示する機能と、受光部としての機能を有する。表示部に設けられる複数の受光素子により画像を撮像することができるため、表示装置は、イメージセンサ又はタッチパネル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、又は対象物が近づくこと、又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素子は、受光の際の光源として利用することができるため、表示装置とは別に光源を設ける必要がなく、電子部品の部品点数を増やすことなく機能性の高い表示装置を実現することができる。
本発明の一態様は、表示部が有する発光素子の発光を対象物が反射した際に、受光素子がその反射光を検出できるため、暗い環境でも撮像又はタッチ（非接触を含む。）の検出などを行うことができる。
また、本発明の一態様の表示装置は、表示部に指、掌などを接触させた場合に、指紋又は掌紋を撮像することができる。そのため、本発明の一態様の表示装置を備える電子機器は、撮像した指紋、又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、指紋認証又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素子が配置されているため、表示部のどの場所であっても指紋又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することができる。
他の生体認証方法として、顔認証があるが、マスクをした状態では認証精度が著しく低下するなど、状況に応じて認証の精度に差が生じる恐れがある。一方、指紋、掌紋、又は静脈などを用いた認証方法は、測定環境などによる認証精度の差はほとんどないため、より精度の高い認証方法といえる。
受光素子によって指紋などの撮像を行う際、表示部が有する発光素子の発光を光源として用いることができる。このとき、発光素子を瞬間的（例えば１００μｓ以上、１００ｍｓ以下）に発光させることが好ましい。発光時間を短くすることで、高輝度で発光させたとしても発光素子の劣化を抑制することができる。また、瞬間的かつ高輝度な発光を用いて撮像することにより、コントラスト（陰影）が強調された像を得ることができるため、指紋などの凹凸形状をより鮮明に撮像することができる。
ここで、異なる色の発光素子間で、ＥＬ層の一部又は全部を作り分ける場合、ファインメタルマスク（以下、ＦＭＭ：Ｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｓｋとも表記する。）などのシャドーマスクを用いた蒸着法により形成することが知られている。しかしながら、この方法では、ＦＭＭの精度、ＦＭＭと基板との位置ずれ、ＦＭＭのたわみ、及び蒸気の散乱などによる成膜される膜の輪郭の広がりなど、様々な影響により、島状の有機膜の形状及び位置に設計からのずれが生じるため、高精細化、及び高開口率化が困難である。そのため、ペンタイル配列などの特殊な画素配列方式を適用することなどにより、疑似的に精細度（画素密度ともいう。）を高める対策が取られていた。
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。
ＦＭＭを用いた作製方法において、少しでも高精細化、高開口率化を達成するために、隣接する２つの島状の有機膜の一部が重なるように形成することができる。これにより、２つの島状の有機膜を重ねない場合に比べて、発光領域間の距離を格段に縮めることができる。しかしながら、隣接する２つの島状の有機膜を重ねて形成した場合、隣接する２つの発光素子間において、重ねて形成した有機膜を介して電流のリークが生じ、意図しない発光が生じてしまう場合がある。これにより、輝度の低下、コントラストの低下などが生じ、表示品位が低下してしまう。また、リーク電流によって電力効率、消費電力などが悪化してしまう。
また、発光素子と受光素子との間に、同様のリーク電流が生じる場合には、当該リーク電流が、受光素子で撮像を行う際のノイズの要因となるため、撮像の感度（シグナル－ノイズ比（Ｓ／Ｎ比））が低下してしまう恐れがある。
そこで本発明の一態様では、発光素子の一対の電極間に位置する有機層の一部又は全部、及び、受光素子の一対の電極間に位置する有機層の一部又は全部を、フォトリソグラフィ法により加工する。このとき、隣接する発光素子間、及び隣接する発光素子と受光素子間において、有機層同士が分離し、接触しないように加工することが好ましい。これにより、隣接する発光素子間、及び隣接する発光素子と受光素子との間の、有機層を介した電流のリーク経路（リークパス）を分断することができる。
発光素子と受光素子との間のリーク電流（サイドリーク、サイドリーク電流ともいう。）が抑制されることで、Ｓ／Ｎ比の高い高精度な撮像を行うことができる。そのため、微弱な光を検出する場合であっても、鮮明な撮像を行うことができる。そのため、撮像時に光源として用いる発光素子の輝度を低くすることができ、消費電力を低減することができる。
また隣接する２つの発光素子間で、電流のリーク経路（リークパス）が分断されることで、発光素子の輝度を高めること、コントラストを高めること、電力効率を高めること、又は消費電力を低減すること、などを同時に実現することができる。
さらに、エッチングにより露出した有機積層膜の側面を保護するために、絶縁層を形成することが好ましい。これにより、表示装置の信頼性を高めることができる。
隣接する２つの発光素子間、及び互いに隣接する発光素子と受光素子との間には、受光素子及び発光素子の有機層が設けられない領域を有する。当該領域を覆って共通電極、又は共通電極及び共通層を形成する場合、共通電極がＥＬ層の端部の段差により分断されてしまう現象（段切れともいう。）が生じ、ＥＬ層上の共通電極が絶縁してしまう場合がある。そこで、隣接する２つの発光素子間、及び互いに隣接する発光素子と受光素子との間に位置する局所的な段差を、平坦化膜として機能する樹脂層により埋める構成（ＬＦＰ：Ｌｏｃａｌ Ｆｉｌｌｉｎｇ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎともいう。）とすることが好ましい。これにより、共通層又は共通電極の段切れを抑制し、信頼性の高い表示装置を実現することができる。
上記樹脂層は、ＥＬ層と接して設けると、樹脂層の形成時に用いる溶媒などで、ＥＬ層が溶解してしまう恐れがある。そこで、上記ＥＬ層の側面を保護する絶縁層を、ＥＬ層と樹脂層との間に設けることが好ましい。すなわち、ＥＬ層の端部において、ＥＬ層の側面及び上面に接して無機絶縁層を設け、当該無機絶縁層上に、樹脂層を設ける構成とすることが好ましい。
また、互いに隣接する発光素子と受光素子との間、例えば上述の平坦化膜として機能する樹脂層上又は樹脂層と重なる領域に、遮光性の材料を含む遮光層を形成することが好ましい。こうすることにより、発光素子から受光素子に拡散する光（迷光ともいう。）の経路を、当該遮光層によって遮断することができる。迷光は、受光素子で撮像を行う際のノイズの要因となるため、迷光を遮断する構成とすることで、撮像の感度（シグナル－ノイズ比（Ｓ／Ｎ比））を高めることができる。
このように、発光素子から、隣接する受光素子へ、迷光が入射するのを遮断する構成とすることで、撮像時のノイズの影響を極めて低く抑えることが可能となり、撮像の感度を極めて高くすることができる。
また、本発明の一態様では、白色発光の発光素子と、カラーフィルタとを組み合わせた表示装置とすることもできる。この場合、異なる色の光を呈する画素（副画素）に設けられる発光素子に、それぞれ同じ構成の発光素子を適用することができ、それぞれの発光素子が有する全ての層を、それぞれの発光素子間で同じ材料を用いて形成することができる。さらに、それぞれの発光素子の間に位置するＥＬ層の一部又は全部を、フォトリソグラフィ法により分断することにより、それぞれの発光素子の間に位置するＥＬ層を介したリーク電流が抑制され、コントラストの高い表示装置を実現することができる。特に導電性の高い中間層を介して、複数の発光層を積層したタンデム構造を有する素子では、当該中間層を介したリーク電流を効果的に防ぐことができるため、高い輝度、高い精細度、及び高いコントラストを兼ね備えた表示装置を実現することができる。
以下では、本発明の一態様の表示装置の、より具体的な構成例及び作製方法例について、図面を参照して説明する。
［構成例］
図１Ａに、表示装置１００の上面概略図を示す。表示装置１００は、赤色を呈する発光素子１１０Ｒ、緑色を呈する発光素子１１０Ｇ、青色を呈する発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１１０Ｓを、それぞれ複数有する。図１Ａでは、各発光素子又は受光素子の区別を簡単にするため、各発光素子の発光領域内又は受光素子の受光領域内にＲ、Ｇ、Ｂ、Ｓの符号を付している。
発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１１０Ｓは、それぞれマトリクス状に配列している。図１Ａは、一方向（行方向、列方向、又は斜め方向）に２種類の素子が交互に配列する構成を示している。なお、発光素子及び受光素子の配列方法はこれに限られず、ストライプ配列、Ｓストライプ配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ジグザグ配列などの配列方法を適用してもよいし、ペンタイル配列、ダイヤモンド配列などを用いることもできる。
発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、及び発光素子１１０Ｂとしては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、又はＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ－ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬ素子を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、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）、無機化合物（量子ドット材料など）などが挙げられる。
受光素子１１０Ｓとしては、例えば、ｐｎ型又はｐｉｎ型のフォトダイオードを用いることができる。受光素子１１０Ｓは、受光素子１１０Ｓに入射する光を検出し、電荷を発生させる光電変換素子として機能する。光電変換素子は、入射する光量に応じて、発生する電荷量が決まる。特に、受光素子１１０Ｓとしては、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。
また、図１Ａには、共通電極１１３と電気的に接続する接続電極１１１Ｃを示している。接続電極１１１Ｃには、共通電極１１３に供給するための電位（例えばアノード電位、又はカソード電位）が与えられる。接続電極１１１Ｃは、発光素子１１０Ｒなどが配列する表示領域の外に設けられる。なお、図１Ａでは、共通電極１１３を破線で示している。
接続電極１１１Ｃは、表示領域の外周に沿って設けることができる。例えば、表示領域の外周の一辺に沿って設けられていてもよいし、表示領域の外周の二辺以上にわたって設けられていてもよい。すなわち、表示領域の上面形状が長方形である場合には、接続電極１１１Ｃの上面形状は、帯状、Ｌ字状、コの字状（角括弧状）、又は四角形などとすることができる。
図１Ｂ、図１Ｃは、それぞれ、図１Ａ中の一点鎖線Ａ１－Ａ２、一点鎖線Ｂ１－Ｂ２に対応する断面概略図である。図１Ｂには、発光素子１１０Ｂ、受光素子１１０Ｓ、及び発光素子１１０Ｇの断面概略図を示し、図１Ｃには、接続電極１１１Ｃと共通電極１１３とが電気的に接続される接続部１４０の断面概略図を示している。
図１Ｂには、発光素子１１０Ｂ、受光素子１１０Ｓ、及び発光素子１１０Ｇの断面を示している。発光素子１１０Ｒ（図示しない。）、発光素子１１０Ｇ、発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１１０Ｓは、それぞれ基板１０１上に設けられている。また、発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１１０Ｓを覆って、接着層１７１及び基板１７０を有する。
発光素子１１０Ｒ（図示しない。）は、画素電極１１１Ｒ、有機層１１２Ｒ（いずれも図示しない。）、共通層１１４、及び共通電極１１３を有する。発光素子１１０Ｇは、画素電極１１１Ｇ、有機層１１２Ｇ、共通層１１４、及び共通電極１１３を有する。発光素子１１０Ｂは、画素電極１１１Ｂ、有機層１１２Ｂ、共通層１１４、及び共通電極１１３を有する。受光素子１１０Ｓは、画素電極１１１Ｓ、有機層１５５、共通層１１４、及び共通電極１１３を有する。共通層１１４と共通電極１１３は、発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、発光素子１１０Ｂ、及び受光素子１１０Ｓに共通に設けられる。
発光素子１１０Ｒ（図示しない。）が有する有機層１１２Ｒ（図示しない。）は、少なくとも赤色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子１１０Ｇが有する有機層１１２Ｇは、少なくとも緑色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子１１０Ｂが有する有機層１１２Ｂは、少なくとも青色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。有機層１１２Ｒ、有機層１１２Ｇ、及び有機層１１２Ｂは、それぞれ発光層を有する層とも呼ぶことができる。
受光素子１１０Ｓが有する有機層１５５は、可視光又は赤外光の波長域に感度を有する光電変換材料を有する。有機層１５５が有する光電変換材料は、発光素子１１０Ｒが発する光の波長域、発光素子１１０Ｇが発する光の波長域、又は発光素子１１０Ｂが発する光の波長域のうち、１以上に対して感度を有することが好ましい。又は、発光素子１１０Ｒが発する光の波長域よりも長波長の赤外光に感度を有する光電変換材料を用いてもよい。有機層１５５は、活性層、又は光電変換層とも呼ぶことができる。
以下では、発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、及び発光素子１１０Ｂに共通する事項を説明する場合には、発光素子１１０と呼称して説明する場合がある。同様に、画素電極１１１Ｒ、画素電極１１１Ｇ、画素電極１１１Ｂ、あるいは、有機層１１２Ｒ、有機層１１２Ｇ、有機層１１２Ｂなど、アルファベットで区別する構成要素についても、これらに共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略した符号を用いて説明する場合がある。
各発光素子１１０において、画素電極１１１と、共通電極１１３との間に位置する積層膜（有機層１１２及び共通層１１４）を、ＥＬ層と呼ぶことができる。また受光素子１１０Ｓにおいて、画素電極１１１Ｓと、共通電極１１３との間に位置する積層膜（有機層１５５及び共通層１１４）をＰＤ層と呼ぶことができる。
有機層１１２、及び共通層１１４は、それぞれ独立に電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、及び正孔輸送層のうち、１以上を有することができる。また、有機層１１２は発光層を有する。例えば、有機層１１２が、画素電極１１１側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の積層構造を有し、共通層１１４が電子注入層を有する構成とすることができる。また例えば、共通層１１４には有機化合物を含まず、無機化合物又は無機物のみを含む膜を用いる構成とすることもできる。
画素電極１１１Ｒ（図示しない。）、画素電極１１１Ｇ、及び画素電極１１１Ｂは、それぞれ発光素子１１０Ｒ（図示しない。）、発光素子１１０Ｇ、及び発光素子１１０Ｂに設けられている。また、共通層１１４及び共通電極１１３は、各発光素子１１０及び受光素子１１０Ｓに共通の一続きの層として設けられている。各画素電極１１１と共通電極１１３のいずれか一方には、可視光に対して透光性を有する導電膜を用い、他方には、反射性を有する導電膜を用いる。各画素電極１１１を透光性、共通電極１１３を反射性とした場合、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る。反対に、各画素電極１１１を反射性、共通電極１１３を透光性とした場合、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。また、各画素電極１１１と共通電極１１３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。
共通電極１１３上には、各発光素子１１０及び受光素子１１０Ｓを覆って、保護層１２１が設けられている。保護層１２１は、上方（基板１７０側）から各発光素子１１０及び受光素子１１０Ｓに水などの不純物が拡散することを防ぐ機能を有する。
画素電極１１１の端部はテーパ形状を有することが好ましい。画素電極１１１の端部がテーパ形状を有する場合、画素電極１１１の側面に沿って設けられる有機層１１２又は有機層１５５の側面も、テーパ形状を有する。画素電極１１１の側面をテーパ形状とすることで、画素電極１１１の側面に沿って設けられる有機層１１２又は有機層１５５の被覆性を高めることができる。また、画素電極１１１の側面をテーパ形状とすることで、作製工程中に生じ得る異物（例えば、ゴミ、又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、構造物の側面の少なくとも一部が、基板面（又は被形成面）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（又は被形成面）とがなす角（テーパ角ともいう。）が９０度未満である領域を有する形状のことを指す。なお、構造物の側面及び基板面（又は被形成面）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、又は微細な凹凸を有する略平面状であってもよい。
有機層１１２及び有機層１５５は、フォトリソグラフィ法により島状に加工されている。そのため、有機層１１２及び有機層１５５は、その端部において、上面と側面とのなす角が９０度に近い形状となる。一方、ＦＭＭなどを用いて形成された有機膜は、その厚さが端部に近いほど徐々に薄くなる傾向があり、例えば１μｍ以上１０μｍ以下の範囲にわたって、上面がスロープ状に形成されるため、上面と側面の区別が困難な形状となる場合がある。有機層１１２及び有機層１５５は、側面と底面（基板面）とのなす角（テーパ角）が１０度以上１２０度以下、好ましくは２０度以上１００度以下、より好ましくは３０度以上９５度以下、さらに好ましくは４５度以上９０度以下である領域を有するように、加工されていることが好ましい。
図１Ｂに示すように、互いに隣接する発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間には、絶縁層１２５、樹脂層１２６、及び遮光層１２３を有する。
互いに隣接する発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間において、有機層１１２の側面と有機層１５５の側面とが、樹脂層１２６を挟んで対向して設けられている。
樹脂層１２６は、有機層１１２又は有機層１５５の端部の段差を緩和するための平坦化膜として機能する。樹脂層１２６を設けることにより、共通電極１１３が有機層１１２又は有機層１５５の端部の段差により分断されてしまう現象（段切れともいう。）が生じ、有機層１１２又は有機層１５５上の共通電極１１３が絶縁してしまうことを防ぐことができる。樹脂層１２６は、ＬＦＰともいうことができる。
樹脂層１２６としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、樹脂層１２６として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、これら樹脂の前駆体等を適用することができる。また、樹脂層１２６として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、又はアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いてもよい。
また、樹脂層１２６として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いてもよい。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、又はネガ型の材料を用いることができる。
樹脂層１２６は、可視光を吸収する材料を含んでいてもよい。例えば、樹脂層１２６自体が可視光を吸収する材料により構成されていてもよいし、樹脂層１２６が、可視光を吸収する顔料を含んでいてもよい。樹脂層１２６としては、例えば、赤色、青色、又は緑色の光を透過し、他の光を吸収するカラーフィルタとして用いることのできる樹脂、又はカーボンブラックを顔料として含み、ブラックマトリクスとして機能する樹脂などを用いることができる。
樹脂層１２６上には、共通層１１４、共通電極１１３、及び保護層１２１が設けられている。共通層１１４、共通電極１１３、及び保護層１２１は、それぞれ有機層１１２を介して画素電極１１１と重なる部分と、有機層１５５を介して画素電極１１１Ｓと重なる部分と、樹脂層１２６と重なる部分と、を有する。
樹脂層１２６の上面（基板１７０側）は、略平坦な形状を有している。当該上面上には、共通層１１４、共通電極１１３、及び保護層１２１を介して、遮光層１２３が設けられている。遮光層１２３は、発光素子１１０が発する光が、表示装置１００の外部に出ることなく、隣接する受光素子１１０Ｓに入射するのを防ぐ（迷光防止）機能を有する。
また、保護層１２１及び遮光層１２３を覆うように接着層１７１が設けられ、接着層１７１上には基板１７０が設けられている。基板１７０の基板１０１と対向する側には、平面視にて、樹脂層１２６と重なる領域を有するように遮光層１７２が設けられている。
遮光層１７２は、平面視において、互いに隣接する発光素子１１０間、及び、互いに隣接する発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間に設けられている。
遮光層１７２のうち、平面視において、受光素子１１０Ｓを囲うように設けられる遮光層１７２は、受光素子１１０Ｓに入射される光を絞る機能を有する。これにより、鮮明な像を撮像することが可能となる。
また遮光層１７２は、非発光領域及び非受光領域に配置される配線、電極などの構造物が、ユーザから視認されないように隠す機能を有する。これにより、当該領域における反射光によるコントラストの低下を防ぎ、表示品位を高めることができる。
なお遮光層１７２は、平面視において、互いに隣接する発光素子１１０間には配置せず、互いに隣接する発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間にのみ配置する構成としてもよい。こうすることで、斜め方向から見たときの明るさ及び色度の変化（視野角依存性）が小さく、かつ鮮明な像を撮像可能な表示装置を実現することができる。
遮光層１７２の基板１０１と対向する面上には、前述した樹脂層１２６上同様、迷光防止機能を有する遮光層１２３が設けられている。
遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に設けられた遮光層１２３は、保護層１２１上の遮光層１２３と同じ材料で形成することができる。また、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に設けられた遮光層１２３は、遮光層１７２と同じ材料で形成してもよい。
なお、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に設けられた遮光層１２３と、保護層１２１上の遮光層１２３は、平面視において、互いの間に隙間を有するように互い違い（櫛歯状）に設けられることが好ましい。このように、本発明の一態様では、隣接する発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間に遮光層１２３を櫛歯状に設けることによって、遮光層１２３を有さない場合よりも、撮像時のノイズの影響が抑えられた撮像感度の高い表示装置を実現することができる。
なお図１Ｂでは、遮光層１２３が、全て同一の形状、大きさで示されているが、この限りではない。本発明の一態様では、表示装置１００が有する複数の遮光層１２３は、それぞれ異なる形状、大きさを有していてもよい。
また、図１Ｂには示していないが、遮光層１２３は、隣接する発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間だけでなく、互いに隣接する発光素子１１０間に設けてもよい。こうすることで、隣接する発光素子１１０間において、それぞれが発する異なる色の光同士が混ざり合い、当該混ざり合った光が、発光素子１１０からの発光として、表示装置１００の外部に射出するのを防ぐことができる。これにより、発光素子１１０から発せられる光の色純度の低下、及び、これに起因する表示装置１００の表示品位の低下を抑制することができる。
遮光層１２３は、少なくとも可視光の一部を吸収する材料を含むことが好ましい。例えば、発光素子１１０Ｒ、発光素子１１０Ｇ、及び発光素子１１０Ｂが発する光のうち、少なくとも１以上の光を吸収する材料を含むことが好ましい。例えば、遮光層１２３自体が可視光を吸収する材料（例えば、有色の有機材料又は無機材料）により構成されていてもよいし、遮光層１２３が、可視光を吸収する顔料を含んでいてもよい。遮光層１２３としては、例えば、カーボンブラックを顔料として含み、ブラックマトリクスとして機能する樹脂、又は赤色、青色、若しくは緑色の光を透過し、他の光を吸収するカラーフィルタとして用いることのできる樹脂などを用いることができる。
遮光層１７２は、遮光層１２３と同じ材料（上記）を用いて形成することができる。
絶縁層１２５は、有機層１１２又は有機層１５５の側面に接して設けられている。また、絶縁層１２５は、有機層１１２又は有機層１５５の上端部を覆って設けられている。また絶縁層１２５の一部は、基板１０１の上面に接して設けられている。
絶縁層１２５の一部は、有機層１１２又は有機層１５５と、樹脂層１２６との間に位置し、樹脂層１２６が有機層１１２又は有機層１５５と接することを防ぐための保護層として機能する。有機層１１２又は有機層１５５と樹脂層１２６とが接すると、樹脂層１２６の形成時に用いられる有機溶媒などにより、有機層１１２又は有機層１５５が溶解する可能性がある。そのため、このような絶縁層１２５を設けることで、有機層１１２又は有機層１５５の側面を保護することが可能となる。また、絶縁層１２５により、有機層１１２又は有機層１５５の側面が大気に曝されることを防ぐことができる。これにより、信頼性の高い発光素子１１０及び受光素子１１０Ｓを作製することができる。
絶縁層１２５は、無機材料を有する絶縁層とすることができる。絶縁層１２５には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層１２５は単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、インジウムガリウム亜鉛酸化物膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。特に、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜などの酸化金属膜、又は酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を絶縁層１２５に適用することで、ピンホールが少なく、ＥＬ層を保護する機能に優れた絶縁層１２５を形成することができる。
なお、本明細書等において、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。例えば、酸化窒化シリコンと記載した場合は、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化シリコンと記載した場合は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。
絶縁層１２５の形成は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＬＤ法などを用いることができる。絶縁層１２５は、被覆性が良好なＡＬＤ法を用いて形成することが好ましい。
樹脂層１２６は、有機層１１２又は有機層１５５の上端部及び側面を覆って設けられている。また、有機層１１２又は有機層１５５の上端部と、樹脂層１２６との間に、層１２８、及び絶縁層１２５の一部がこの順に積層されている。層１２８は、有機層１１２又は有機層１５５の上端部に接して設けられている。
層１２８は、有機層１１２又は有機層１５５のエッチング時に、有機層１１２又は有機層１５５を保護するための保護層（マスク層、犠牲層ともいう。）の一部が残存したものである。層１２８には、上述した絶縁層１２５に用いることのできる材料を用いることができる。特に、層１２８と絶縁層１２５とに同じ材料を用いると、加工のための装置等を共通に用いることができるため、好ましい。
特に、ＡＬＤ法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜などの酸化金属膜、又は酸化シリコン膜などの無機絶縁膜は、ピンホールが少ない。そのため、これらの膜を層１２８の材料に適用することで、後の工程で、ＥＬ層を保護する機能に優れた絶縁層１２５を形成することができる。
特に、層１２８には、ウェットエッチング法により加工することのできる絶縁膜を用いることが好ましい。層１２８は、有機層１１２又は有機層１５５の上端部に接する膜であるため、より被形成面に対するダメージの少ないウェットエッチング法を加工に用いることで、ドライエッチング法を用いる場合よりも発光素子１１０及び受光素子１１０Ｓの信頼性を向上させることができる。
保護層１２１は、共通電極１１３を覆うように設けられている。保護層１２１は、少なくとも無機絶縁膜を含む単層構造又は積層構造とすることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜などの酸化物膜又は窒化物膜が挙げられる。又は、保護層１２１として、インジウムガリウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物、インジウムスズ酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物などの半導体材料又は導電材料を用いてもよい。
図１Ｃには、接続電極１１１Ｃと共通電極１１３とが電気的に接続する接続部１４０を示している。接続部１４０では、接続電極１１１Ｃ上において、層１２８、絶縁層１２５、及び樹脂層１２６に開口部が設けられる。当該開口部において、接続電極１１１Ｃと共通電極１１３とが電気的に接続されている。
なお、図１Ｃには、接続電極１１１Ｃと共通電極１１３とが電気的に接続する接続部１４０を示しているが、接続電極１１１Ｃ上に共通層１１４を介して共通電極１１３が設けられていてもよい。特に、共通層１１４にキャリア注入層を用いる場合などでは、共通層１１４に電気抵抗率が十分に低い材料を用いることができる上、厚さも薄く形成することができる。そのため、共通層１１４が接続部１４０に位置していても、問題ない場合が多い。この構成の場合、共通電極１１３と共通層１１４とを、同じ遮蔽マスクを用いて形成することができるため、製造コストを低減することができる。
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の一態様の表示装置１００に設けられる遮光層１２３の効果について説明する図である。なお、図２Ａでは、遮光層１２３を有さない場合の断面図を、図２Ｂでは、遮光層１２３を有する場合の断面図を、それぞれ示している。
図２Ａは、表示装置が遮光層１２３を有さない場合の、発光素子１１０が発する光の経路を簡易的に示した図である。
図２Ａに示すように、発光素子１１０Ｂ及び発光素子１１０Ｇ（図示していないが、発光素子１１０Ｒについても同様。）が基板１７０側に発する光のうち、当該発光素子１１０と隣接する受光素子１１０Ｓ寄りに拡散する光の一部（光１８０）は、当該発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間に設けられた遮光層１７２に向かって直進する。
前述したように、遮光層１７２は、可視光を吸収する材料又は可視光を吸収する顔料を含む材料で形成することができる。そのため、遮光層１７２に入射する光１８０は、その一部が遮光層１７２に吸収され、強度を弱める。しかし、遮光層１７２が吸収しきれなかった残りの光については、遮光層１７２で反射され、基板１０１側へと進行方向を変える。
遮光層１７２で反射された光の一部は、隣接する受光素子１１０Ｓに入射する。また、これとは別の反射光は、遮光層１７２と対向する保護層１２１で反射され、基板１７０側へと進行方法を変える。当該反射光は、前述の遮光層１７２に再度入射し、その一部が吸収され、残りが反射される。そして、反射された光の一部は、隣接する受光素子１１０Ｓに入射する。
受光素子１１０Ｓに入射しなかった光についても、上記挙動を繰り返すことで、最終的にはその一部が受光素子１１０Ｓに入射する。図２Ａでは、一例として、発光素子１１０が発する光のうち、遮光層１７２で１回反射して隣接する受光素子１１０Ｓに入射する光の経路と、遮光層１７２と保護層１２１とで計３回反射して隣接する受光素子１１０Ｓに入射する光の経路について示している。
以上のように、表示装置が遮光層１２３を有さない場合、受光素子１１０Ｓが、隣接する発光素子１１０が発する光の一部を迷光として受光してしまう可能性がある。当該迷光は、表示装置が受光素子１１０Ｓで撮像を行う際のノイズ要因になり得るため、受光素子１１０Ｓが迷光を受光することで、表示装置の撮像感度（Ｓ／Ｎ比）が低下してしまう。したがって、表示装置の撮像感度を高めるためには、迷光等のノイズ要因を可能な限り除去することが好ましい。
図２Ｂは、表示装置が遮光層１２３を有する場合の、発光素子１１０が発する光の経路を簡易的に示した図である。
光１８０のうち、図２Ａで３回の反射によって受光素子１１０Ｓに入射していた光については、図２Ｂでは、遮光層１７２に設けられた２つの遮光層１２３のうち、発光素子１１０に近い側の遮光層１２３の側面に入射している。前述したように、遮光層１２３は、可視光を吸収する材料又は可視光を吸収する顔料を含む材料で形成することができる。そのため、遮光層１２３に入射する光の一部については、遮光層１２３に吸収される。そして、遮光層１２３が吸収しきれなかった残りの光については、遮光層１２３で反射され、基板１７０側へと進行方向を変える。当該光の進行経路は遮光層１７２で遮られていないため、最終的に、当該光は基板１７０を透過して外部に射出される（図示しない。）。
また、光１８０のうち、図２Ａで１回の反射によって受光素子１１０Ｓに入射していた光については、図２Ｂでは、遮光層１７２に設けられた２つの遮光層１２３のうち、発光素子１１０に近い側の遮光層１２３の底面でその一部が反射される。そして、当該反射光は、保護層１２１上に設けられた遮光層１２３の側面に向かって入射する。当該入射光の一部は、遮光層１２３によって吸収され、強度を弱める。残りの光は、遮光層１２３によって基板１０１側に反射される。
なお本発明の一態様では、表示装置１００は、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に設けられた２つの遮光層１２３を有しており、保護層１２１上に設けられた１つの遮光層１２３との間に、平面視にて隙間を有するように櫛歯状に配置されている。そのため、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に設けられた、発光素子１１０に近い側の遮光層１２３と、保護層１２１上に設けられた遮光層１２３と、の間に侵入する光（図示しない。）があったとしても、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に設けられたもう１つの遮光層１２３によって進路が遮断され、当該光が受光素子１１０Ｓに入射するのを防ぐことができる。
なお、図１Ｂ及び図２Ｂでは、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に設けられた遮光層１２３を２つ、保護層１２１上に遮光層１２３を１つ設けた構成を例示しているが、この限りではない。本発明の一態様では、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に設けられた遮光層１２３は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、保護層１２１上の遮光層１２３は２つ以上であってもよい。
以上のように、本発明の一態様の表示装置１００は、互いに隣接する発光素子１１０と、受光素子１１０Ｓと、の間に櫛歯状の遮光層１２３を有することによって、発光素子１１０が発する光の一部が、迷光として、隣接する受光素子１１０Ｓに入射してしまうのを防ぐことができる。これにより、撮像時のノイズを低減することができる。また、Ｓ／Ｎ比の高い、高感度な撮像を行う表示装置を実現することができる。
［変形例１］
以下では、上記構成例の変形例について説明する。なお、上記と重複する部分はこれを参照し、説明を省略する場合がある。
図３Ａは、図１Ｂに示す表示装置１００が有する、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に設けられた２つの遮光層１２３のうち、受光素子１１０Ｓに近い側に位置する１つを取り除いた構成例である。図３Ａでは、２つの遮光層１２３の配置が、全体的に受光素子１１０Ｓよりも発光素子１１０に近い構成となっているが、この限りではない。本発明の一態様では、２つの遮光層１２３は受光素子１１０Ｓに近い位置に配置していてもよい。又は、２つの遮光層１２３は、隣り合う発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間の、ちょうど中間に位置していてもよい。当該構成により、表示装置の作製工程（後述する。）において、基板１０１側に設ける構造物と、基板１７０側に設ける構造物と、を貼り合わせる際の位置合わせ精度が、図１Ｂに示す表示装置１００の場合ほど求められなくなるため、表示装置の作製しやすさの観点から好適である。
図３Ｂは、図１Ｂに示す表示装置１００が有する、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に設けられた２つの遮光層１２３のうち、発光素子１１０に近い側に位置する１つを取り除いた構成例である。図３Ｂでは、２つの遮光層１２３の配置が、全体的に発光素子１１０よりも受光素子１１０Ｓに近い構成となっているが、この限りではない。本発明の一態様では、２つの遮光層１２３が発光素子１１０に近い位置に配置していてもよい。又は、２つの遮光層１２３は、隣り合う発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間の、ちょうど中間に位置していてもよい。当該構成により、上述した図３Ａと同じ利点を享受することができる。
図３Ｃは、図３Ａと同様に、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上と保護層１２１上とに、それぞれ１つずつ遮光層１２３を有する構成例である。図３Ｃに示す構成例では、当該２つの遮光層１２３の大きさが、図３Ａに示す構成例よりも大きい。また、当該２つの遮光層１２３の間の中間が、隣り合う発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間の、ちょうど中間に位置している点が、図３Ａに示す構成例と異なる。遮光層１２３の大きさを大きくすることで、発光素子１１０から隣接する受光素子１１０Ｓ側に拡散する光の進路を狭めることができ、好適である。
図４Ａは、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上における遮光層１２３の位置と、保護層１２１上における遮光層１２３の位置とが、図３Ｃと異なる構成例である。具体的には、図３Ｃに示す構成例では、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上の遮光層１２３が発光素子１１０の近くに配置され、保護層１２１上の遮光層１２３が受光素子１１０Ｓの近くに配置されていたが、図４Ａに示す構成例では、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上の遮光層１２３が受光素子１１０Ｓの近くに配置され、保護層１２１上の遮光層１２３が発光素子１１０の近くに配置されている。
図４Ｂは、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上と、保護層１２１上とに、それぞれ１つずつ遮光層１２３を有し、かつ、当該２つの遮光層１２３が互いに接している構成例である。このような構成とすることで、基板１７０と保護層１２１との間において、発光素子１１０が発する光が隣接する受光素子１１０Ｓへ到達するための経路が、２つの遮光層１２３によって遮断されるため好適である。また、２つの遮光層１２３の厚さを調整することにより、基板１０１と基板１７０との距離（ギャップともいう。）を制御することができるため、ギャップのばらつきを低減できるという副次的な効果も奏する。
図４Ｃは、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上に１つの遮光層１２３が設けられ、保護層１２１上に２つの遮光層１２３が設けられている構成例である。
図５Ａは、図１Ｂに示す表示装置１００が、発光素子１１０上にレンズ１７３を有する場合の例である。
レンズ１７３は、保護層１２１上に接して設けられ、保護層１２１を介して発光素子１１０の画素電極１１１と重なる領域を有する。
レンズ１７３には、少なくとも可視光に対する屈折率が、レンズ１７３のレンズ面（凸状の表面）と接する層（ここでは、接着層１７１）よりも高い材料を用いることが好ましい。また、赤外光を用いて撮像を行う場合（この場合の発光素子の構成例については、実施の形態３で後述する。）には、レンズ１７３に、赤外光に対する屈折率が、レンズ面と接する層よりも高い材料を用いることが好ましい。
レンズ１７３としては、基板１７０と対向する側に凸形状を有する凸レンズを用いることが好ましい。発光素子１１０上にレンズ１７３を設けることで、光取り出し効率を向上させ、より高輝度な表示装置を実現することができる。また、光取り出し効率が向上するため、より低電力で所望の輝度を得ることができ、低消費電力の表示装置を実現することができる。
図５Ｂは、図１Ｂに示す表示装置１００が、受光素子１１０Ｓ上にレンズ１７３を有する場合の例である。
レンズ１７３は、保護層１２１上に接して設けられ、保護層１２１を介して受光素子１１０Ｓの画素電極１１１Ｓと重なる領域を有する。
受光素子１１０Ｓ上にレンズ１７３を設けることにより、受光素子１１０Ｓに入射される光の量を増大させることができる。これにより、レンズ１７３を有さない場合よりも高感度な撮像を行うことができるため、撮像のための照明の輝度を抑え、撮像時の消費電力を低減することができる。
図５Ｃは、図１Ｂに示す表示装置１００が、発光素子１１０上と、受光素子１１０Ｓ上の双方に、レンズ１７３を有する場合の例である。
本発明の一態様の表示装置を当該構成とすることにより、図５Ａで示した構成例の利点と、図５Ｂで示した構成例の利点の、双方を享受することができる。
図６Ａは、図５Ａに示す構成において、レンズ１７３を基板１７０側に配置した場合の例である。図６Ａでは、当該レンズをレンズ１７５としている。レンズ１７５は、基板１０１と対向する側に凸形状を有する凸レンズを用いることが好ましい。このような構成とした場合も、図５Ａと同様に、発光素子１１０の光取り出し効率の向上が見込めるため好ましい。
図６Ｂは、図５Ｂに示す構成において、レンズ１７３を基板１７０側に配置した場合の例である。図６Ｂでは、当該レンズをレンズ１７５としている。レンズ１７５は、基板１０１と対向する側に凸形状を有する凸レンズを用いることが好ましい。このような構成とした場合も、図５Ｂと同様に、受光素子１１０Ｓへの入射光の光量の増大が見込めるため好ましい。
図６Ｃは、図６Ａと図６Ｂの双方の構成を取り入れる場合の例である。
本発明の一態様の表示装置を当該構成とすることにより、図６Ａで示した構成例の利点と、図６Ｂで示した構成例の利点の、双方を享受することができる。
図７Ａは、図５Ａに示す構成において、レンズ１７３の形状が異なる場合の例である。具体的には、図５Ａに示す構成では、レンズ１７３として、断面の一部が略半球型の凸レンズを用いているが、図７Ａに示す構成では、断面が略台形型のレンズを用いている。
レンズ１７３として、断面の一部が略半球型の凸レンズを用いる場合、当該レンズの幅と厚みがほぼ比例することから、画素サイズによっては配置できない恐れがある。これに対して、レンズ１７３として、断面が略台形型のレンズを用いる場合、当該レンズの幅によらず厚みを調整することが可能であるため、微小なサイズの画素に対しても配置することができ、好適である。また、基板１０１と基板１７０との距離を縮めることができるため、表示装置全体の薄膜化を図ることができる。
図７Ｂは、図５Ｂに示す構成において、断面が略台形型のレンズをレンズ１７３に用いる場合の例である。
図７Ｃは、図５Ｃに示す構成において、断面が略台形型のレンズをレンズ１７３に用いる場合の例である。
図８Ａは、図６Ａに示す構成において、断面が略台形型のレンズをレンズ１７５に用いる場合の例である。
図８Ｂは、図６Ｂに示す構成において、断面が略台形型のレンズをレンズ１７５に用いる場合の例である。
図８Ｃは、図６Ｃに示す構成において、断面が略台形型のレンズをレンズ１７５に用いる場合の例である。
図９Ａは、図５Ｃに示す構成と図６Ｃに示す構成の双方を組み合わせた例である。このような構成とすることで、図５Ｃに示す構成のみ、又は、図６Ｃに示す構成のみを適用する場合よりも、発光素子１１０からの光取り出し効率を向上させることができる。また、受光素子１１０Ｓに入射される光の量を増大させることができる。
図９Ｂは、図５Ｃに示す構成と図８Ｃに示す構成の双方を組み合わせた例である。このような構成とすることで、図５Ｃに示す構成のみ、又は、図８Ｃに示す構成のみを適用する場合よりも、発光素子１１０からの光取り出し効率を向上させることができる。また、受光素子１１０Ｓに入射される光の量を増大させることができる。さらに、図９Ａに示す構成よりも基板１０１と基板１７０との距離を縮めることができるため、表示装置全体の薄膜化を図ることができる。
図１０Ａは、図６Ｃに示す構成と図７Ｃに示す構成の双方を組み合わせた例である。このような構成とすることで、図６Ｃに示す構成のみ、又は、図７Ｃに示す構成のみを適用する場合よりも、発光素子１１０からの光取り出し効率を向上させることができる。また、受光素子１１０Ｓに入射される光の量を増大させることができる。さらに、図９Ｂ同様に、図９Ａに示す構成よりも基板１０１と基板１７０との距離を縮めることができるため、表示装置全体の薄膜化を図ることができる。
図１０Ｂは、図７Ｃに示す構成と図８Ｃに示す構成の双方を組み合わせた例である。このような構成とすることで、図７Ｃに示す構成のみ、又は、図８Ｃに示す構成のみを適用する場合よりも、発光素子１１０からの光取り出し効率を向上させることができる。また、受光素子１１０Ｓに入射される光の量を増大させることができる。さらに、図９Ｂ及び図１０Ａに示す構成よりも基板１０１と基板１７０との距離を縮めることができるため、表示装置全体の薄膜化を図ることができる。
［変形例２］
以下では、白色発光の発光素子を用いた場合の例について説明する。
図１１Ａは、図１Ｂで例示した構成において、発光素子１１０Ｒ（図示しない。）、発光素子１１０Ｇ、及び発光素子１１０Ｂに代えて、白色発光を呈する発光素子１１０Ｗを適用した場合の例である。
発光素子１１０Ｗは、画素電極１１１Ｗと、共通電極１１３との間に、有機層１１２Ｗと共通層１１４とを有する。有機層１１２Ｗは、白色光を呈する発光層を有する。例えば、補色の関係となる２種類の発光材料を有する構成とすることができる。
基板１７０上（基板１０１と対向する側）の発光素子１１０Ｗと重なる領域に、着色層１７４Ｒ（図示しない。）、着色層１７４Ｇ、又は着色層１７４Ｂを有する。着色層１７４Ｒは、赤色の光を透過し、他の色の光を吸収する機能を有する。着色層１７４Ｇは、緑色の光を透過し、他の色の光を吸収する機能を有する。着色層１７４Ｂは、青色の光を透過し、他の色の光を吸収する機能を有する。これにより、フルカラーの表示を行うことができる。
ここで、有機層１１２Ｗは、フォトリソグラフィ法により加工され、互いに隣接する発光素子１１０Ｗの間で分断されている。これにより、有機層１１２Ｗを介して各発光素子１１０Ｗ間にリーク電流が流れることによる混色を抑制することができる。
平面視において、互いに隣接する着色層１７４の間には、遮光層１７２を設けることが好ましい。これにより、発光素子１１０Ｗからの光が、各着色層１７４の間を抜けることを防止し、コントラストの低下を抑制することができる。なお、遮光層１７２を設けずに、２以上の着色層１７４を重ねることで、遮光層１７２の機能を兼ねる構成としてもよい。
図１１Ａに示すように、基板１７０上（基板１０１と対向する側）の受光素子１１０Ｓと重なる領域には、着色層１７４を設けない構成とすることが好ましい。これにより、着色層１７４を設ける場合よりも受光素子１１０Ｓに入射する光の量を多くすることができる。なお、受光素子１１０Ｓで検出する光の波長を選択したい場合には、所定の波長の光を透過する着色層を、受光素子１１０Ｓに入射する光の経路上に配置すればよい。また、このとき、赤外光を透過し、可視光を遮光する着色層を用いてもよい。
図１１Ｂは、図１１Ａに示す構成において、着色層１７４を保護層１２１上に配置した場合の例である。このような構成とすることで、発光素子１１０Ｗと着色層１７４との距離を縮めることが可能なため、発光素子１１０Ｗからの光が、隣の着色層１７４に意図せず入射してしまうことによる混色を抑制でき、色再現性の高い表示装置を実現することができる。
なお、ここで示した白色発光の発光素子を用いた構成例に対して、上記変形例１で示した遮光層１２３の各種構成、及びレンズ１７３とレンズ１７５の各種構成を適用することができる。
［変形例３］
以下では、発光素子１１０及び受光素子１１０Ｓの形状等が、図１乃至図１１に示す構成とは異なる表示装置の例について説明する。
図１２Ａに示す構成では、画素電極１１１の側面が基板面に対して略垂直であり、テーパ形状を有していない点が、図１乃至図１１に示す構成と異なる。また、有機層１１２及び有機層１５５の端部が、画素電極１１１の端部を覆っていない点が、図１乃至図１１に示す構成と異なる。また、互いに隣接する発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間に、層１２８、絶縁層１２５、及び樹脂層１２６を有しておらず、代わりに絶縁層１３１を有している点が、図１乃至図１１に示す構成と異なる。
図１２Ａに示す構成では、隣り合う発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間、及び隣り合う発光素子１１０同士の間（図示しない。）が、絶縁層１３１で隔離されている。絶縁層１３１の上面は、略平坦な領域を有しており、端部は、画素電極１１１の上端部及び側面を覆っている。画素電極１１１の上面の一部と、絶縁層１３１の端部とを覆うように有機層１１２又は有機層１５５が設けられ、有機層１１２又は有機層１５５の上面及び側面と、絶縁層１３１の上面の一部（略平坦な領域）とを覆うように、共通層１１４、共通電極１１３、及び保護層１２１が、この順で積層されている。
保護層１２１の絶縁層１３１と重なる領域の一部は、上面が略平坦な形状を有しており、当該領域上に遮光層１２３が設けられている。また、保護層１２１を覆うように接着層１７１が設けられており、接着層１７１上には、基板１７０が設けられている。基板１７０の基板１０１と対向する側には、絶縁層１３１と重なる領域に遮光層１７２が設けられており、遮光層１７２の基板１０１と対向する面上には、平面視にて、保護層１２１上の遮光層１２３との間に隙間を有するように、２つの遮光層１２３が設けられている。
図１２Ａに示す構成は、図１乃至図１１に示す構成よりも、発光素子１１０の発光面のサイズが大きい。すなわち、画素電極１１１、有機層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１３が積層している部分の面のサイズが大きい。受光素子１１０Ｓの受光面のサイズについても、同様のことがいえる。
この場合、有機層１１２及び有機層１５５を、図１乃至図１１に示す構成よりも大きいサイズで作り分けることが可能となるため、図１乃至図１１に示す構成を作製する場合よりも作製時の加工精度を求められない。よって、図１２Ａに示す構成では、発光素子１１０又は受光素子１１０Ｓを、例えば、ＦＭＭなどのシャドーマスクを用いた蒸着法で形成することもできる。このように、図１２Ａに示す構成は、図１乃至図１１に示す構成よりも発光素子１１０又は受光素子１１０Ｓの形成方法の選択肢が増えるため、好適である。
図１２Ｂは、図１２Ａに示す構成において、白色光を呈する発光素子１１０Ｗを有し、かつ、図１１Ａに示す着色層１７４を用いる場合の例である。
なお、図１２Ａ及び図１２Ｂで示した構成例に対して、上記変形例１で示した遮光層１２３の各種構成、レンズ１７３とレンズ１７５の各種構成、及び、上記変形例２で示した着色層１７４の各種構成を適用することができる。
［作製方法例］
以下では、本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例について説明する。ここでは、図１Ｂに示す表示装置１００の作製方法の一例について説明する。
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、ＰＬＤ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、又は熱ＣＶＤ法などがある。また、熱ＣＶＤ法の１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、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、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、発光素子の作製には、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）、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、正孔ブロック層、発光層、電子ブロック層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層など）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、又は、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。
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いることができる。それ以外に、ナノインプリント法、サンドブラスト法、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）、又はこれらを混合させた光を用いることができる。その他、紫外線、ＫｒＦレーザ光（波長２４８ｎｍ）、又はＡｒＦレーザ光（波長１９３ｎｍ）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、波長１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ－Ｖｉｏｌｅｔ）光、又はＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線又は電子ビーム等を用いると、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となる。
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。
まず、基板１０１上に、画素電極１１１を形成する。
基板１０１としては、少なくとも後の熱処理に耐え得る程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。基板１０１として、絶縁性基板を用いる場合には、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、有機樹脂基板などを用いることができる。また、シリコン、又は炭化シリコンなどを材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板などの半導体基板を用いることができる。
特に、基板１０１として、上記半導体基板又は絶縁性基板上に、トランジスタなどの半導体素子を含む半導体回路が形成された基板を用いることが好ましい。当該半導体回路は、例えば画素回路、ゲート線駆動回路（ゲートドライバ）、ソース線駆動回路（ソースドライバ）などを構成していることが好ましい。また、上記に加えて演算回路、記憶回路などが構成されていてもよい。
また、画素電極１１１としては、可視光に対して反射性を有する導電膜を用いる場合、可視光の波長域全域での反射率ができるだけ高い材料（例えば、銀又はアルミニウムなど）を適用することが好ましい。これにより、発光素子１１０からの光取り出し効率を高められるだけでなく、色再現性を高めることができる。また、反射性を有する導電膜上に、透光性を有する導電膜を積層してもよく、さらに当該透光性を有する導電膜の厚さを、発光素子毎に異ならせてもよい。
画素電極１１１の形成には、例えば、スパッタリング法又は真空蒸着法を用いることができる。
続いて、画素電極１１１上に、有機層１１２又は有機層１５５を形成する。
有機層１１２は、少なくとも、発光性の化合物を含む膜を有する。この他に、電子注入層、電子輸送層、電荷発生層、正孔輸送層、又は正孔注入層として機能する膜のうち、１以上が積層された構成としてもよい。有機層１１２は、例えば蒸着法、スパッタリング法、又はインクジェット法等により形成することができる。なおこれに限られず、上述した成膜方法を適宜用いることができる。有機層１５５は、可視光又は赤外光の波長域に感度を有する光電変換材料を含む膜を有する。有機層１５５についても、有機層１１２と同様の方法で形成することができる。
続いて、隣り合う発光素子１１０間、及び、隣り合う発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間に位置する層１２８、絶縁層１２５、樹脂層１２６等を形成する。
層１２８としては、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、無機絶縁膜などの無機膜を好適に用いることができる。層１２８は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法などの各種成膜方法により形成することができる。特に、ＡＬＤ法は被形成層に対する成膜ダメージが小さいため、有機層１１２又は有機層１５５上に直接形成する層１２８は、ＡＬＤ法を用いて形成することが好ましい。
特に、層１２８としては、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化シリコンなどの酸化物、窒化シリコン、窒化アルミニウムなどの窒化物、又は酸化窒化シリコンなどの酸化窒化物を用いることができる。このような無機絶縁材料は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、又はＡＬＤ法等の成膜方法を用いて形成することができるが、特に、ＡＬＤ法を用いることが好ましい。
また、層１２８としては、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、タンタルなどの金属材料、又は当該金属材料を含む合金材料を用いることができる。特に、アルミニウム又は銀などの低融点材料を用いることが好ましい。
また、層１２８としては、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物、ＩＧＺＯとも表記する。）などの金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムスズ酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ酸化物）、インジウムチタン酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ酸化物）、インジウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムチタン亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ－Ｚｎ酸化物）、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。又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。
また、層１２８として、化学的に安定な溶媒に溶解し得る材料を用いてもよい。特に、水又はアルコールに溶解する材料を、層１２８に好適に用いることができる。層１２８を成膜する際には、水又はアルコールなどの溶媒に溶解させた状態で、湿式の成膜方法で塗布した後に、溶媒を蒸発させるための加熱処理を行うことが好ましい。このとき、減圧雰囲気下での加熱処理を行うことで、低温かつ短時間で溶媒を除去できるため、有機層１１２又は有機層１５５への熱的なダメージを低減することができ、好ましい。
層１２８の形成に用いることのできる湿式の成膜方法としては、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコートなどがある。
層１２８としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、又はアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いることができる。
絶縁層１２５の材料としては、層１２８と同じ材料を用いることが好ましい。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好ましい。ＡＬＤ法を用いることで、被形成面への成膜ダメージを小さくすることができ、また、被覆性の高い膜を成膜可能なため好ましい。絶縁層１２５の膜厚は、３ｎｍ以上、５ｎｍ以上、又は、１０ｎｍ以上、かつ、２００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、又は、５０ｎｍ以下にすることが好ましい。
絶縁層１２５は、ＥＬ層及び光電変換層の側面に接して形成されるため、ＥＬ層及び光電変換層へのダメージが少ない形成方法で成膜されることが好ましい。また、絶縁層１２５は、ＥＬ層の耐熱温度よりも低い温度で形成する。絶縁層１２５を形成する際の基板温度としては、代表的には、２００℃以下、好ましくは１８０℃以下、より好ましくは１６０℃以下、より好ましくは１４０℃以下、より好ましくは１２０℃以下、より好ましくは１００℃以下とする。
樹脂層１２６としては、感光性の有機樹脂を用いることが好ましい。特に、感光性のアクリル樹脂を用いることが好ましい。なお、本明細書等において、アクリル樹脂とは、ポリメタクリル酸エステル、又はメタクリル樹脂だけを指すものではなく、広義のアクリル系ポリマー全体を指す場合がある。
樹脂層１２６は、例えば、スピンコート法、又はインクジェット法などにより形成することが好ましい。なお、これに限られず、例えば、ディップ、スプレー塗布、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコートなどの湿式の成膜方法を用いて形成することができる。
続いて、各有機層１１２、有機層１５５、及び樹脂層１２６を覆って、共通層１１４を形成する。共通層１１４は、例えば、スパッタリング法又は真空蒸着法などにより形成することができる。
続いて、共通層１１４を覆って共通電極１１３を形成する。共通電極１１３は、例えば、スパッタリング法又は真空蒸着法などにより形成することができる。
共通層１１４及び共通電極１１３は、それぞれ基板１０１の全面に成膜するのではなく、成膜エリアを規定するための遮蔽マスク（メタルマスク、ラフメタルマスクともいう。）を用いて形成することが好ましい。共通層１１４は、各発光素子１１０及び受光素子１１０Ｓが設けられる領域に成膜し、共通電極１１３は、各発光素子１１０及び受光素子１１０Ｓが設けられる領域、及び共通電極１１３と電気的に接続する電極が設けられる領域を含む所定の領域に成膜することが好ましい。
以上の工程により、発光素子１１０及び受光素子１１０Ｓを作製することができる。
続いて、共通電極１１３上に、保護層１２１を形成する。保護層１２１に用いる無機絶縁膜の成膜には、スパッタリング法、ＰＥＣＶＤ法、又はＡＬＤ法を用いることが好ましい。特にＡＬＤ法は、段差被覆性に優れ、ピンホールなどの欠陥が生じにくいため、好ましい。また、有機絶縁膜の成膜には、インクジェット法を用いると、所望の領域に均一な膜を形成できるため好ましい。
これ以降の工程については、図面を参照しながら説明する。図１３乃至図１５は、本発明の一態様の表示装置１００が有する遮光層１２３の作製工程における断面概略図である。このうち図１３及び図１４は、基板１０１上の構造物上に遮光層１２３を作製する工程の断面図である。また図１５は、基板１７０上の構造物上に遮光層１２３を作製する工程の断面図である。当該断面図は、図１Ａに示す一点鎖線Ａ１－Ａ２間の断面を示している。
保護層１２１上に、後に遮光層１２３となる遮光膜１２３ａを形成する（図１３Ａ）。遮光膜１２３ａには、少なくとも可視光の一部を吸収する材料を含むことが好ましい。例えば、発光素子１１０Ｒ（図示しない。）、発光素子１１０Ｇ、及び発光素子１１０Ｂが発する光のうち、少なくとも１以上の光を吸収する材料を含むことが好ましい。例えば、遮光膜１２３ａ自体が可視光を吸収する材料（例えば、有色の有機材料又は無機材料）により構成されていてもよいし、遮光膜１２３ａが、可視光を吸収する顔料を含んでいてもよい。遮光膜１２３ａとしては、例えば、カーボンブラックを顔料として含み、ブラックマトリクスとして機能する樹脂、又は赤色、青色、又は緑色の光を透過し、他の光を吸収するカラーフィルタとして用いることのできる樹脂などを用いることができる。
遮光膜１２３ａの成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法等が挙げられる。
続いて、遮光膜１２３ａ上にレジストマスク１９０ａを形成する。レジストマスク１９０ａには、ポジ型のレジスト材料、又はネガ型のレジスト材料など、感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。ここで、レジストマスク１９０ａにポジ型のアクリル樹脂を用いる場合、後の工程で遮光層１２３を形成しない領域に、マスク１３６を用いて可視光線又は紫外線を照射する（図１３Ｂ）。
続いて、現像を行い、レジストマスク１９０ａの露光させた領域を除去し、レジストマスク１９０ｂを形成する（図１３Ｃ）。ここで、レジストマスク１９０ａにアクリル樹脂を用いる場合、現像液として、アルカリ性の溶液を用いることが好ましく、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）を用いることができる。
続いて、現像時の残渣（いわゆるスカム）を除去してもよい。例えば、酸素プラズマを用いたアッシングを行うことで、残渣を除去することができる。
続いて、レジストマスク１９０ｂをマスクとして、遮光膜１２３ａのエッチング処理を行い、遮光層１２３を形成する（図１４Ａ）。エッチング処理は、ドライエッチング法又はウェットエッチング法によって行うことができる。なお、当該エッチング処理により、レジストマスク１９０ｂの膜厚、又は、保護層１２１の遮光層１２３と重ならない領域の膜厚が薄くなる場合がある。
続いて、レジストマスク１９０ｂを除去し、遮光層１２３を露出させる（図１４Ｂ）。レジストマスク１９０ｂの除去は、ウェットエッチング法又はドライエッチング法により行うことができる。特に、酸素ガスをエッチングガスに用いたドライエッチング法（プラズマアッシングともいう。）により、レジストマスク１９０ｂを除去することが好ましい。なお、当該エッチング処理により、遮光層１２３の膜厚、又は、保護層１２１の遮光層１２３と重ならない領域の膜厚が薄くなる場合がある。
以上が、基板１０１上の構造物上における、遮光層１２３の作製方法の一例である。
次に、基板１７０上の構造物上における、遮光層１２３の作製方法の一例について説明する。
まず、基板１７０上に遮光層１７２を形成する。
基板１７０としては、透光性の高い材料を用いることが好ましい。例えば、ガラス材料、又は樹脂材料などを用いることができる。また、基板１７０として、偏光板、光拡散フィルムなどの光学機能材料を用いることもできる。
遮光層１７２は、表示装置１００の平面視（図１Ａ）において、互いに隣接する発光素子１１０間、及び、互いに隣接する発光素子１１０と受光素子１１０Ｓとの間に位置するように、基板１７０上に設ける。
遮光層１７２としては、前述した遮光層１２３と同じ材料を用いることができる。また、遮光層１７２は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法等で形成することができる。
続いて、遮光層１７２を形成した基板１７０上に、後に遮光層１２３となる遮光膜１２３ｂを形成する（図１５Ａ）。
遮光膜１２３ｂとしては、前述した遮光膜１２３ａと同じ材料を用いることができる。また、遮光膜１２３ｂの成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法等が挙げられる。
続いて、遮光膜１２３ｂ上にレジストマスク１９１ａを形成する。レジストマスク１９１ａとしては、前述したレジストマスク１９０ａと同じ材料を用いることができる。レジストマスク１９１ａにポジ型のアクリル樹脂を用いる場合、後の工程で遮光層１２３を形成しない領域に、マスク１３７を用いて可視光線又は紫外線を照射する（図１５Ｂ）。
続いて、現像を行い、レジストマスク１９１ａの露光させた領域を除去し、レジストマスク１９１ｂを形成する（図１５Ｃ）。ここで、レジストマスク１９１ａにアクリル樹脂を用いる場合、現像液として、アルカリ性の溶液を用いることが好ましく、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）を用いることができる。
続いて、現像時の残渣（いわゆるスカム）を除去してもよい。例えば、酸素プラズマを用いたアッシングを行うことで、残渣を除去することができる。
続いて、レジストマスク１９１ｂをマスクとして、遮光膜１２３ｂのエッチング処理を行い、遮光層１２３を形成する（図１５Ｄ）。エッチング処理は、前述した遮光膜１２３ａと同じ処理を用いることができる。なお、当該エッチング処理により、レジストマスク１９１ｂの膜厚、又は、遮光層１７２の遮光層１２３と重ならない領域の膜厚が薄くなる場合がある。
続いて、レジストマスク１９１ｂを除去し、遮光層１２３を露出させる（図１５Ｅ）。レジストマスク１９１ｂの除去には、前述したレジストマスク１９０ｂの除去時と同じエッチング法を用いることができる。なお、当該エッチング処理により、遮光層１２３の膜厚、又は、遮光層１７２の遮光層１２３と重ならない領域の膜厚が薄くなる場合がある。
以上が、基板１７０上の構造物上における、遮光層１２３の作製方法の一例である。
続いて、基板１０１上の構造物（図１４Ｂ）と、基板１７０上の構造物（図１５Ｅ）とを、接着層１７１を用いて貼り合わせる。
接着層１７１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。
以上により、本発明の一態様の表示装置１００を作製することができる（図１Ｂ）。
以上が、表示装置の作製方法例についての説明である。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について説明する。ここでは画像を表示可能な表示装置として説明するが、発光素子を光源として用いることで、表示装置として使用することができる。
また、本実施の形態の表示装置は、高解像度の表示装置又は大型の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、デスクトップ型又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、スマートフォン、腕時計型端末、タブレット端末、携帯情報端末、音響再生装置の表示部に用いることもできる。
［表示装置４００］
図１６に、表示装置４００の斜視図を示し、図１７Ａに、表示装置４００の断面図を示す。
表示装置４００は、基板４５２と基板４５１とが貼り合わされた構成を有する。図１６では、基板４５２を破線で明示している。
表示装置４００は、表示部４６２、回路４６４、配線４６５等を有する。図１６では表示装置４００にＩＣ４７３及びＦＰＣ４７２が実装されている例を示している。そのため、図１６に示す構成は、表示装置４００、ＩＣ（集積回路）、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
回路４６４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４６５は、表示部４６２及び回路４６４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、ＦＰＣ４７２を介して外部から配線４６５に入力されるか、又はＩＣ４７３から配線４６５に入力される。
図１６では、ＣＯＧ方式又はＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、基板４５１にＩＣ４７３が設けられている例を示す。ＩＣ４７３は、例えば、走査線駆動回路又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４００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１７Ａに、表示装置４００の、ＦＰＣ４７２を含む領域の一部、回路４６４の一部、表示部４６２の一部、及び、接続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１７Ａでは、表示部４６２のうち、特に、緑色の光（Ｇ）を発する発光素子４３０ｂと、反射光（Ｌ）を受光する受光素子４４０を含む領域を切断したときの断面の一例を示す。
図１７Ａに示す表示装置４００は、基板４５１と基板４５２の間に、トランジスタ２５２、トランジスタ２６０、トランジスタ２５８、発光素子４３０ｂ、受光素子４４０等を有する。
発光素子４３０ｂ、及び受光素子４４０には、上記で例示した発光素子又は受光素子を適用することができる。
ここで、表示装置の画素が、互いに異なる色を発する発光素子を有する副画素を３種類有する場合、当該３つの副画素としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の３色の副画素などが挙げられる。当該副画素を４つ有する場合、当該４つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素などが挙げられる。又は、副画素が赤外光を発する発光素子を備えていてもよい。
また、受光素子４４０としては、赤色、緑色、又は青色の波長域の光に感度を有する光電変換素子、又は、赤外の波長域の光に感度を有する光電変換素子を用いることができる。
基板４５２の基板４５１側の面には、基板４５１上の樹脂層４２２と重なる領域を有するように、遮光層４１９が設けられている。また、発光素子４３０ｂと受光素子４４０との間に挟まれて樹脂層４２２が設けられており、当該樹脂層４２２と対向する遮光層４１９上には、２つの遮光層４１７が設けられている。基板４５２と、保護層４１６とは、接着層４４２を介して接着されている。接着層４４２は、発光素子４３０ｂ及び受光素子４４０のそれぞれと重ねて設けられており、表示装置４００には、固体封止構造が適用されている。
発光素子４３０ｂ、受光素子４４０は、画素電極として、導電層４１１ａ、導電層４１１ｂ、及び導電層４１１ｃを有する。導電層４１１ｂは、可視光に対して反射性を有し、反射電極として機能する。導電層４１１ｃは、可視光に対して透過性を有し、光学調整層として機能する。
発光素子４３０ｂが有する導電層４１１ａは、絶縁層２９４に設けられた開口を介して、トランジスタ２６０が有する導電層２７２ｂと電気的に接続されている。トランジスタ２６０は、発光素子の駆動を制御する機能を有する。一方、受光素子４４０が有する導電層４１１ａは、絶縁層２９４に設けられた開口を介して、トランジスタ２５８が有する導電層２７２ｂと電気的に接続されている。トランジスタ２５８は、受光素子４４０を用いた露光のタイミングなどを制御する機能を有する。
画素電極を覆って、有機層４１２Ｇ又は有機層４１２Ｓが設けられている。有機層４１２Ｇの側面、及び有機層４１２Ｓの側面に接して、絶縁層４２１が設けられ、絶縁層４２１上に、樹脂層４２２が設けられている。有機層４１２Ｇ及び有機層４１２Ｓを覆って、共通層４１４、共通電極４１３、及び保護層４１６が設けられている。発光素子を覆う保護層４１６を設けることで、発光素子に水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光素子の信頼性を高めることができる。樹脂層４２２の上面は、略平坦な形状を有しており、発光素子４３０ｂと受光素子４４０の間に位置する樹脂層４２２の平坦な領域上には、１つの遮光層４１７が設けられている。樹脂層４２２上の遮光層４１７と、遮光層４１９上の２つの遮光層４１７とは、平面視にて、互いの間に隙間を有するように櫛歯状に配置されている。遮光層４１７をこのように配置することで、発光素子４３０ｂが発する光の一部が、迷光として、隣接する受光素子４４０に入射してしまうのを防ぐことができる。これにより、撮像時のノイズを低減することができる。また、Ｓ／Ｎ比の高い、高感度な撮像を行う表示装置を実現することができる。
発光素子４３０ｂが発する光Ｇは、基板４５２側に射出される。受光素子４４０は、基板４５２を介して入射した光Ｌを受光し、電気信号に変換する。基板４５２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。
トランジスタ２５２、トランジスタ２６０、及びトランジスタ２５８は、いずれも基板４５１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。
なお、トランジスタ２５２、トランジスタ２６０、及びトランジスタ２５８は、異なる構成を有するように、作り分けられていてもよい。例えば、ボトムゲートの有無が異なるトランジスタを作り分けてもよいし、半導体、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極及びドレイン電極について、材料又は厚さの一方又は双方が異なるトランジスタを作り分けてもよい。
基板４５１と、絶縁層２６２とは、接着層４５５によって貼り合わされている。
表示装置４００の作製方法としては、まず、絶縁層２６２、各トランジスタ、各発光素子、受光素子等が設けられた作製基板と、遮光層４１９及び遮光層４１７が設けられた基板４５２とを、接着層４４２によって貼り合わせる。そして、作製基板を剥離し露出した面に基板４５１を貼ることで、作製基板上に形成した各構成要素を、基板４５１に転置する。基板４５１及び基板４５２は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、表示装置４００の可撓性を高めることができる。
基板４５１の、基板４５２が重ならない領域には、接続部２５４が設けられている。接続部２５４では、配線４６５が導電層４６６及び接続層２９２を介して、ＦＰＣ４７２と電気的に接続されている。導電層４６６は、画素電極と同一の導電膜を加工して得ることができる。これにより、接続部２５４と、ＦＰＣ４７２とを、接続層２９２を介して電気的に接続することができる。
トランジスタ２５２、トランジスタ２６０及びトランジスタ２５８は、ゲート電極として機能する導電層２７１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２６１、チャネル形成領域２８１ｉ及び一対の低抵抗領域２８１ｎを有する半導体層２８１、一対の低抵抗領域２８１ｎの一方と接続する導電層２７２ａ、一対の低抵抗領域２８１ｎの他方と接続する導電層２７２ｂ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２７５、ゲート電極として機能する導電層２７３、及び、導電層２７３を覆う絶縁層２６５を有する。絶縁層２６１は、導電層２７１とチャネル形成領域２８１ｉとの間に位置する。絶縁層２７５は、導電層２７３とチャネル形成領域２８１ｉとの間に位置する。
導電層２７２ａ及び導電層２７２ｂは、それぞれ、絶縁層２７５及び絶縁層２６５に設けられた開口を介して低抵抗領域２８１ｎと接続される。導電層２７２ａ及び導電層２７２ｂのうち、一方はソース電極として機能し、他方はドレイン電極として機能する。
図１７Ａでは、絶縁層２７５が半導体層２８１の上面及び側面を覆う例を示す。導電層２７２ａ及び導電層２７２ｂは、それぞれ、絶縁層２７５及び絶縁層２６５に設けられた開口を介して低抵抗領域２８１ｎと接続される。
一方、図１７Ｂに示すトランジスタ２５９では、絶縁層２７５は、半導体層２８１のチャネル形成領域２８１ｉと重なり、低抵抗領域２８１ｎとは重ならない。例えば、導電層２７３をマスクとして絶縁層２７５を加工することで、図１７Ｂに示す構造を作製できる。図１７Ｂでは、絶縁層２７５及び導電層２７３を覆って絶縁層２６５が設けられ、絶縁層２６５の開口を介して、導電層２７２ａ及び導電層２７２ｂがそれぞれ低抵抗領域２８１ｎと接続されている。さらに、トランジスタを覆う絶縁層２６８を設けてもよい。
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、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。又は、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
トランジスタ２５２、トランジスタ２６０、及びトランジスタ２５８には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。又は、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
トランジスタの半導体層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、単結晶半導体、又は単結晶以外の結晶性を有する半導体、（微結晶半導体、多結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。単結晶半導体又は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。
トランジスタの半導体層に用いる金属酸化物のバンドギャップは、２ｅＶ以上が好ましく、２．５ｅＶ以上がより好ましい。バンドギャップの大きい金属酸化物を用いることで、ＯＳトランジスタのオフ電流を低減することができる。
金属酸化物は、少なくともインジウム又は亜鉛を有することが好ましく、インジウム及び亜鉛を有することがより好ましい。例えば、金属酸化物は、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、スズ、アンチモン、シリコン、ホウ素、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウム、及びコバルトから選ばれた一種又は複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種又は複数種であることが好ましく、ガリウムがより好ましい。なお、インジウムと、Ｍと、亜鉛とを有する金属酸化物を、以降ではＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物と呼ぶ場合がある。
例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物、又はＳｎを含むＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物などを用いることが好ましい。
又は、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン（低温ポリシリコン（ＬＴＰＳともいう。）、単結晶シリコンなど）などが挙げられる。
特に、低温ポリシリコンは比較的移動度が高く、ガラス基板上に形成可能であるため、表示装置に好適に用いることができる。例えば、駆動回路が有するトランジスタ２５２などに低温ポリシリコンを半導体層に用いたトランジスタ（ＬＴＰＳトランジスタ）を適用し、画素に設けられるトランジスタ２６０、トランジスタ２５８などに、酸化物半導体を半導体層に用いたトランジスタ（ＯＳトランジスタ）を適用することができる。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。
なお、図１７Ａに示す表示装置は、ＯＳトランジスタを有し、かつ発光素子間の有機層が分離された構成である。当該構成とすることで、トランジスタに流れ得るリーク電流、隣接する発光素子間に流れ得るリーク電流、及び隣接する発光素子と受光素子間に流れ得るリーク電流（横リーク電流、サイドリーク電流などともいう。）を、極めて低くすることができる。また、上記構成とすることで、表示装置に画像を表示した場合に、観察者が画像のきれ、画像のするどさ、高い彩度及び高いコントラスト比のいずれか一又は複数を観測できる。なお、トランジスタに流れ得るリーク電流、及び発光素子間の横リーク電流が極めて低い構成とすることで、黒表示時に生じ得る光漏れ（いわゆる黒浮き）などが限りなく少ない表示（真黒表示ともいう。）とすることができる。
回路４６４が有するトランジスタと、表示部４６２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４６４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４６２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。
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、当該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２６１、絶縁層２６２、絶縁層２６５、絶縁層２６８、及び絶縁層２７５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、酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の無機絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。
ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置４００の端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、表示装置４００の端部から有機絶縁膜を介して、不純物が入り込むことを抑制することができる。又は、有機絶縁膜の端部が表示装置４００の端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、表示装置４００の端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。
平坦化層として機能する絶縁層２９４には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、これら樹脂の前駆体等が挙げられる。
基板４５２の基板４５１側の面には、遮光層４１９を設けることが好ましい。また、基板４５２の外側（基板４５１と反対側）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、集光フィルム等が挙げられる。また、基板４５２の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。
図１７Ａには、接続部２７８を示している。接続部２７８において、共通電極４１３と配線とが電気的に接続する。図１７Ａでは、当該配線として、画素電極と同一の積層構造を適用した場合の例を示している。
基板４５１及び基板４５２には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、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。発光素子からの光を取り出す側の基板には、当該光を透過する材料を用いる。基板４５１及び基板４５２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４５１又は基板４５２として偏光板を用いてもよい。
基板４５１及び基板４５２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４５１及び基板４５２の一方又は双方に、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、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、表示パネル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。
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
接続層２９２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。
トランジスタのゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の他、表示装置を構成する各種配線、電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、タングステンなどの金属、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、又は積層構造として用いることができる。
また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物又はグラフェンを用いることができる。又は、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、チタンなどの金属材料、又は、当該金属材料を含む合金材料を用いることができる。又は、当該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、又は、合金材料（又はそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線、電極などの導電層、及び、発光素子が有する導電層（画素電極又は共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
本実施の形態で例示した構成例、それらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
本発明の一態様の表示装置は、受光素子（受光デバイスともいう。）と発光素子（発光デバイスともいう。）を有する。又は、本発明の一態様の表示装置は、受発光素子（受発光デバイスともいう。）と発光素子とを有する構成としてもよい。
まず、受光素子と発光素子とを有する表示装置について説明する。
本発明の一態様の表示装置は、受発光部に、受光素子と発光素子とを有する。本発明の一態様の表示装置は、受発光部に、発光素子がマトリクス状に配置されており、当該受発光部で画像を表示することができる。また、当該受発光部には、受光素子がマトリクス状に配置されており、受発光部は、撮像機能及びセンシング機能の一方又は双方も有する。受発光部は、イメージセンサ、タッチセンサなどに用いることができる。つまり、受発光部で光を検出することで、画像を撮像すること、対象物（指、ペンなど）のタッチ操作を検出することができる。さらに、本発明の一態様の表示装置は、発光素子をセンサの光源として利用することができる。したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設けなくてよく、電子機器の部品点数を削減することができる。
本発明の一態様の表示装置では、受発光部が有する発光素子が発した光を対象物が反射（又は散乱）した際、受光素子がその反射光（又は散乱光）を検出できるため、暗い場所でも、撮像、タッチ操作の検出などが可能である。
本発明の一態様の表示装置が有する発光素子は、表示素子（表示デバイスともいう。）として機能する。
発光素子としては、ＯＬＥＤ、ＱＬＥＤなどのＥＬ素子（ＥＬデバイスともいう。）を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、無機化合物（量子ドット材料など）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料）などが挙げられる。また、発光素子として、マイクロＬＥＤなどのＬＥＤを用いることもできる。
本発明の一態様の表示装置は、受光素子を用いて、光を検出する機能を有する。
受光素子をイメージセンサに用いる場合、表示装置は、受光素子を用いて、画像を撮像することができる。例えば、表示装置は、スキャナとして用いることができる。
本発明の一態様の表示装置が適用された電子機器は、イメージセンサとしての機能を用いて、指紋、掌紋などの生体情報に係るデータを取得することができる。つまり、表示装置に、生体認証用センサを内蔵させることができる。表示装置が生体認証用センサを内蔵することで、表示装置とは別に生体認証用センサを設ける場合に比べて、電子機器の部品点数を少なくでき、電子機器の小型化及び軽量化が可能である。
また、受光素子をタッチセンサに用いる場合、表示装置は、受光素子を用いて、対象物のタッチ操作を検出することができる。
受光素子としては、例えば、ｐｎ型又はｐｉｎ型のフォトダイオードを用いることができる。受光素子は、受光素子に入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換素子（光電変換デバイスともいう。）として機能する。受光素子に入射する光量に基づき、受光素子から発生する電荷量が決まる。
特に、受光素子として、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードを用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な装置に適用できる。
本発明の一態様では、発光素子として有機ＥＬ素子（有機ＥＬデバイスともいう。）を用い、受光素子として有機フォトダイオードを用いる。有機ＥＬ素子及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ＥＬ素子を用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。
有機ＥＬ素子及び有機フォトダイオードを構成する全ての層を作り分ける場合、成膜工程数が膨大になってしまう。しかしながら有機フォトダイオードは、有機ＥＬ素子と共通の構成にできる層が多いため、共通の構成にできる層は一括で成膜することで、成膜工程の増加を抑制することができる。
例えば、一対の電極のうち一方（共通電極）を、受光素子及び発光素子で共通の層とすることができる。また、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも１つを、受光素子及び発光素子で共通の層としてもよい。このように、受光素子及び発光素子が共通の層を有することで、成膜回数及びマスクの数を減らすことができ、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。また、表示装置の既存の製造装置及び製造方法を用いて、受光素子を有する表示装置を作製することができる。
次に、受発光素子と発光素子を有する表示装置について説明する。なお、上記と同様の機能、作用、効果等については、説明を省略することがある。
本発明の一態様の表示装置において、いずれかの色を呈する副画素は、発光素子の代わりに受発光素子を有し、その他の色を呈する副画素は、発光素子を有する。受発光素子は、光を発する機能（発光機能）と、受光する機能（受光機能）と、の双方を有する。例えば、画素が、赤色の副画素、緑色の副画素、青色の副画素の３つの副画素を有する場合、少なくとも１つの副画素が受発光素子を有し、他の副画素は発光素子を有する構成とする。したがって、本発明の一態様の表示装置の受発光部は、受発光素子と発光素子との双方を用いて画像を表示する機能を有する。
受発光素子が、発光素子と受光素子を兼ねることで、画素に含まれる副画素の数を増やさずに、画素に受光機能を付与することができる。これにより、画素の開口率（各副画素の開口率）、及び、表示装置の精細度を維持したまま、表示装置の受発光部に、撮像機能及びセンシング機能の一方又は双方を付加することができる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、発光素子を有する副画素とは別に、受光素子を有する副画素を設ける場合に比べ、画素の開口率を高くでき、また、高精細化が容易である。
本発明の一態様の表示装置は、受発光部に、受発光素子と発光素子がマトリクス状に配置されており、当該受発光部で画像を表示することができる。また、受発光部は、イメージセンサ、タッチセンサなどに用いることができる。本発明の一態様の表示装置は、発光素子をセンサの光源として利用することができる。そのため暗い場所でも、撮像、タッチ操作の検出などが可能である。
受発光素子は、有機ＥＬ素子と有機フォトダイオードを組み合わせて作製することができる。例えば、有機ＥＬ素子の積層構造に、有機フォトダイオードの活性層を追加することで、受発光素子を作製することができる。さらに、有機ＥＬ素子と有機フォトダイオードを組み合わせて作製する受発光素子は、有機ＥＬ素子と共通の構成にできる層を一括で成膜することで、成膜工程の増加を抑制することができる。
例えば、一対の電極のうち一方（共通電極）を、受発光素子及び発光素子で共通の層とすることができる。また、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも１つを、受発光素子及び発光素子で共通の層としてもよい。
なお、受発光素子が有する層は、受発光素子が、受光素子として機能する場合と、発光素子として機能する場合と、で、機能が異なることがある。本明細書中では、受発光素子が発光素子として機能する場合における機能に基づいて構成要素を呼称する。
本実施の形態の表示装置は、発光素子及び受発光素子を用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光素子及び受発光素子は、表示素子として機能する。
本実施の形態の表示装置は、受発光素子を用いて、光を検出する機能を有する。受発光素子は、受発光素子自身が発する光よりも短波長の光を検出することができる。
受発光素子をイメージセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受発光素子を用いて、画像を撮像することができる。また、受発光素子をタッチセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受発光素子を用いて、対象物のタッチ操作を検出することができる。
受発光素子は、光電変換素子として機能する。受発光素子は、上記発光素子の構成に、受光素子の活性層を追加することで作製することができる。受発光素子には、例えば、ｐｎ型又はｐｉｎ型のフォトダイオードの活性層を用いることができる。
特に、受発光素子には、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードの活性層を用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な装置に適用できる。
以下では、本発明の一態様の表示装置の一例である表示装置について、図面を用いてより具体的に説明する。
［表示装置の構成例］
〔構成例１〕
図１８Ａに、表示パネル２００の模式図を示す。表示パネル２００は、基板２０１、基板２０２、受光素子２１２、発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、機能層２０３等を有する。
発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、及び受光素子２１２は、基板２０１と基板２０２の間に設けられている。発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂは、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、又は青色（Ｂ）の光を発する。なお以下では、発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、及び発光素子２１１Ｂを区別しない場合に、発光素子２１１と表記する場合がある。
表示パネル２００は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。１つの画素は、１つ以上の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光素子を有する。例えば、画素には、副画素を３つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂの３色、又は、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の３色など）、又は、副画素を４つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色、又は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色など）を適用できる。さらに、画素は、受光素子２１２を有する。受光素子２１２は、全ての画素に設けられていてもよく、一部の画素に設けられていてもよい。また、１つの画素が複数の受光素子２１２を有していてもよい。
図１８Ａには、基板２０２の表面に指２２０が触れる様子を示している。発光素子２１１Ｇが発する光の一部は、基板２０２と指２２０との接触部で反射される。そして、反射光の一部が、受光素子２１２に入射されることにより、指２２０が基板２０２に接触したことを検出することができる。すなわち、表示パネル２００はタッチパネルとして機能することができる。
機能層２０３は、発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂを駆動する回路、及び、受光素子２１２を駆動する回路を有する。機能層２０３には、スイッチ、トランジスタ、容量、配線などが設けられる。なお、発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、及び受光素子２１２をパッシブマトリクス方式で駆動させる場合には、スイッチ、トランジスタなどを設けない構成としてもよい。
表示パネル２００は、指２２０の指紋を検出する機能を有することが好ましい。図１８Ｂには、基板２０２に指２２０が触れている状態における接触部の拡大図を模式的に示している。また、図１８Ｂには、交互に配列した発光素子２１１と受光素子２１２を示している。
指２２０は凹部及び凸部により指紋が形成されている。そのため、図１８Ｂに示すように指紋の凸部が基板２０２に触れている。
ある表面、界面などから反射される光には、正反射光と拡散反射光とがある。正反射光は入射角と反射角が一致する、指向性の高い光であり、拡散反射光は、強度の角度依存性が低い、指向性の低い光である。指２２０の表面から反射される光は、正反射光と拡散反射光のうち拡散反射光の成分が支配的となる。一方、基板２０２と大気との界面から反射される光は、正反射光の成分が支配的となる。
指２２０と基板２０２との接触面又は非接触面で反射され、これらの直下に位置する受光素子２１２に入射される光の強度は、正反射光と拡散反射光とを足し合わせたものとなる。上述のように指２２０の凹部では基板２０２と指２２０が接触しないため、正反射光（実線矢印で示す。）が支配的となり、凸部ではこれらが接触するため、指２２０からの拡散反射光（破線矢印で示す。）が支配的となる。したがって、凹部の直下に位置する受光素子２１２で受光する光の強度は、凸部の直下に位置する受光素子２１２よりも高くなる。これにより、指２２０の指紋を撮像することができる。
受光素子２１２の配列間隔は、指紋の２つの凸部間の距離、好ましくは隣接する凹部と凸部間の距離よりも小さい間隔とすることで、鮮明な指紋の画像を取得することができる。人の指紋の凹部と凸部の間隔は概ね２００μｍであることから、例えば受光素子２１２の配列間隔は、４００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下であって、１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上とする。
表示パネル２００で撮像した指紋の画像の例を図１８Ｃに示す。図１８Ｃには、撮像範囲２２３内に、指２２０の輪郭を破線で、接触部２２１の輪郭を一点鎖線で示している。接触部２２１内において、受光素子２１２に入射する光量の違いによって、コントラストの高い指紋２２２を撮像することができる。
表示パネル２００は、タッチパネル、ペンタブレットとしても機能させることができる。図１８Ｄには、スタイラス２２５の先端を基板２０２に接触させた状態で、破線矢印の方向に滑らせている様子を示している。
図１８Ｄに示すように、スタイラス２２５の先端と、基板２０２の接触面で拡散される拡散反射光が、当該接触面と重なる部分に位置する受光素子２１２に入射することで、スタイラス２２５の先端の位置を高精度に検出することができる。
図１８Ｅには、表示パネル２００で検出したスタイラス２２５の軌跡２２６の例を示している。表示パネル２００は、高い位置精度でスタイラス２２５等の被検出体の位置検出が可能であるため、描画アプリケーション等において、高精細な描画を行うことも可能である。また、静電容量式のタッチセンサ、電磁誘導型のタッチペン等を用いた場合とは異なり、絶縁性の高い被検出体であっても位置検出が可能であるため、スタイラス２２５の先端部の材料は問われず、様々な筆記用具（例えば、筆、ガラスペン、羽ペンなど）を用いることもできる。
ここで、図１８Ｆ乃至図１８Ｈに、表示パネル２００に適用可能な画素の一例を示す。
図１８Ｆ、及び図１８Ｇに示す画素は、それぞれ赤色（Ｒ）の発光素子２１１Ｒ、緑色（Ｇ）の発光素子２１１Ｇ、青色（Ｂ）の発光素子２１１Ｂと、受光素子２１２を有する。画素は、それぞれ発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、及び受光素子２１２を駆動するための画素回路を有する。
図１８Ｆは、２×２のマトリクス状に、３つの発光素子と１つの受光素子が配置されている例である。図１８Ｇは、３つの発光素子が一列に配列し、その下側に、横長の１つの受光素子２１２が配置されている例である。
図１８Ｈに示す画素は、白色（Ｗ）の発光素子２１１Ｗを有する例である。ここでは、４つの発光素子が一列に配置され、その下側に受光素子２１２が配置されている。
なお、画素の構成は上記に限られず、様々な配置方法を採用することができる。
〔構成例２〕
以下では、可視光を呈する発光素子と、赤外光を呈する発光素子と、受光素子と、を備える構成の例について説明する。
図１９Ａに示す表示パネル２００Ａは、図１８Ａで例示した構成に加えて、発光素子２１１ＩＲを有する。発光素子２１１ＩＲは、赤外光ＩＲを発する発光素子である。またこのとき、受光素子２１２には、少なくとも発光素子２１１ＩＲが発する赤外光ＩＲを受光することのできる素子を用いることが好ましい。また、受光素子２１２として、可視光と赤外光の両方を受光することのできる素子を用いることがより好ましい。
図１９Ａに示すように、基板２０２に指２２０が触れると、発光素子２１１ＩＲから発せられた赤外光ＩＲが指２２０により反射され、当該反射光の一部が受光素子２１２に入射されることにより、指２２０の位置情報を取得することができる。
図１９Ｂ乃至図１９Ｄに、表示パネル２００Ａに適用可能な画素の一例を示す。
図１９Ｂは、３つの発光素子（発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、及び発光素子２１１Ｂ）が一列に配列し、その下側に、発光素子２１１ＩＲと、受光素子２１２とが横に並んで配置されている例である。また、図１９Ｃは、発光素子２１１ＩＲを含む４つの発光素子が一列に配列し、その下側に、受光素子２１２が配置されている例である。
また、図１９Ｄは、発光素子２１１ＩＲを中心にして、四方に３つの発光素子（発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、及び発光素子２１１Ｂ）と、受光素子２１２が配置されている例である。
なお、図１９Ｂ乃至図１９Ｄに示す画素において、発光素子同士、及び発光素子と受光素子とは、それぞれの位置を交換可能である。
〔構成例３〕
以下では、可視光を呈する発光素子と、可視光を呈し、かつ可視光を受光する受発光素子と、を備える構成の例について説明する。
図２０Ａに示す表示パネル２００Ｂは、発光素子２１１Ｂ、発光素子２１１Ｇ、及び受発光素子２１３Ｒを有する。受発光素子２１３Ｒは、赤色（Ｒ）の光を発する発光素子としての機能と、可視光を受光する光電変換素子としての機能と、を有する。図２０Ａでは、受発光素子２１３Ｒが、発光素子２１１Ｇが発する緑色（Ｇ）の光を受光する例を示している。なお、受発光素子２１３Ｒは、発光素子２１１Ｂが発する青色（Ｂ）の光を受光してもよい。また、受発光素子２１３Ｒは、緑色の光と青色の光の両方を受光してもよい。
例えば、受発光素子２１３Ｒは、自身が発する光よりも短波長の光を受光することが好ましい。又は、受発光素子２１３Ｒは、自身が発する光よりも長波長の光（例えば、赤外光）を受光する構成としてもよい。受発光素子２１３Ｒは、自身が発する光と同程度の波長を受光する構成としてもよいが、その場合は自身が発する光をも受光してしまい、発光効率が低下してしまう恐れがある。そのため、受発光素子２１３Ｒは、発光スペクトルのピークと、吸収スペクトルのピークとができるだけ重ならないように構成されることが好ましい。
また、ここでは受発光素子が発する光は、赤色の光に限られない。また、発光素子が発する光も、緑色の光と青色の光の組み合わせに限定されない。例えば受発光素子として、緑色又は青色の光を発し、かつ、自身が発する光とは異なる波長の光を受光する素子とすることができる。
このように、受発光素子２１３Ｒが、発光素子と受光素子とを兼ねることにより、一画素に配置する素子の数を減らすことができる。そのため、高精細化、高開口率化、高解像度化などが容易となる。
図２０Ｂ乃至図２０Ｉに、表示パネル２００Ｂに適用可能な画素の一例を示す。
図２０Ｂは、受発光素子２１３Ｒ、発光素子２１１Ｇ、及び発光素子２１１Ｂが一列に配列されている例である。図２０Ｃは、発光素子２１１Ｇと発光素子２１１Ｂが縦方向に交互に配列し、これらの横に受発光素子２１３Ｒが配置されている例である。
図２０Ｄは、２×２のマトリクス状に、３つの発光素子（発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、及び発光素子２１１Ｘ）と、１つの受発光素子２１３Ｒが配置されている例である。発光素子２１１Ｘは、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光を呈する素子である。Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光としては、白色（Ｗ）、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、赤外光（ＩＲ）、紫外光（ＵＶ）等の光が挙げられる。発光素子２１１Ｘが赤外光を呈する場合、受発光素子は、赤外光を検出する機能、又は、可視光及び赤外光の双方を検出する機能を有することが好ましい。センサの用途に応じて、受発光素子が検出する光の波長を決定することができる。
図２０Ｅには、２つ分の画素を示している。点線で囲まれた３つの素子を含む領域が１つの画素に相当する。画素はそれぞれ発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、及び受発光素子２１３Ｒを有する。図２０Ｅに示す左の画素では、受発光素子２１３Ｒと同じ行に発光素子２１１Ｇが配置され、受発光素子２１３Ｒと同じ列に発光素子２１１Ｂが配置されている。図２０Ｅに示す右の画素では、受発光素子２１３Ｒと同じ行に発光素子２１１Ｇが配置され、発光素子２１１Ｇと同じ列に発光素子２１１Ｂが配置されている。図２０Ｅに示す画素レイアウトでは、奇数行と偶数行のいずれにおいても、受発光素子２１３Ｒ、発光素子２１１Ｇ、及び発光素子２１１Ｂが繰り返し配置されており、かつ、各列において、奇数行と偶数行では互いに異なる色の発光素子又は受発光素子が配置される。
図２０Ｆには、ペンタイル配列が適用された４つの画素を示しており、隣接する２つの画素は組み合わせの異なる２色の光を呈する発光素子又は受発光素子を有する。なお、図２０Ｆでは、発光素子又は受発光素子の上面形状を示している。
図２０Ｆに示す左上の画素と右下の画素は、受発光素子２１３Ｒと発光素子２１１Ｇを有する。また右上の画素と左下の画素は、発光素子２１１Ｇと発光素子２１１Ｂを有する。すなわち、図２０Ｆに示す例では、各画素に発光素子２１１Ｇが設けられている。
発光素子及び受発光素子の上面形状は特に限定されず、円、楕円、多角形、角の丸い多角形等とすることができる。図２０Ｆ等では、発光素子及び受発光素子の上面形状として、略４５度傾いた正方形（ひし形）である例を示している。なお、各色の発光素子及び受発光素子の上面形状は、互いに異なっていてもよく、一部又は全ての色で同じであってもよい。
また、各色の発光素子及び受発光素子の発光領域（又は受発光領域）のサイズは、互いに異なっていてもよく、一部又は全ての色で同じであってもよい。例えば図２０Ｆにおいて、各画素に設けられる発光素子２１１Ｇの発光領域の面積を他の素子の発光領域（又は受発光領域）よりも小さくしてもよい。
図２０Ｇは、図２０Ｆに示す画素配列の変形例である。具体的には、図２０Ｇの構成は、図２０Ｆの構成を４５度回転させることで得られる。図２０Ｆでは、１つの画素に２つの素子を有するとして説明したが、図２０Ｇに示すように、４つの素子により１つの画素が構成されていると捉えることもできる。
図２０Ｈは、図２０Ｆに示す画素配列の変形例である。図２０Ｈに示す左上の画素と右下の画素は、受発光素子２１３Ｒと発光素子２１１Ｇを有する。また右上の画素と左下の画素は、受発光素子２１３Ｒと発光素子２１１Ｂを有する。すなわち、図２０Ｈに示す例では、各画素に受発光素子２１３Ｒが設けられている。各画素に受発光素子２１３Ｒが設けられているため、図２０Ｈに示す構成は、図２０Ｆに示す構成に比べて、高い精細度で撮像を行うことができる。これにより、例えば、生体認証の精度を高めることができる。
図２０Ｉは、図２０Ｈに示す画素配列の変形例であり、当該画素配列を４５度回転させることで得られる構成である。
図２０Ｉでは、４つの素子（２つの発光素子と２つの受発光素子）により１つの画素が構成されることとして説明を行う。このように、１つの画素が、受光機能を有する受発光素子を複数有することで、高い精細度で撮像を行うことができる。したがって、生体認証の精度を高めることができる。例えば、撮像の精細度を、表示の精細度のルート２倍とすることができる。
図２０Ｈ又は図２０Ｉに示す構成が適用された表示装置は、ｐ個（ｐは２以上の整数）の第１の発光素子と、ｑ個（ｑは２以上の整数）の第２の発光素子と、ｒ個（ｒはｐより大きく、ｑより大きい整数）の受発光素子と、を有する。ｐとｒはｒ＝２ｐを満たす。また、ｐ、ｑ、ｒはｒ＝ｐ＋ｑを満たす。第１の発光素子と第２の発光素子のうち一方が緑色の光を発し、他方が青色の光を発する。受発光素子は、赤色の光を発し、かつ、受光機能を有する。
例えば、受発光素子を用いて、タッチ操作の検出を行う場合、光源からの発光がユーザに視認されにくいことが好ましい。青色の光は、緑色の光よりも視認性が低いため、青色の光を発する発光素子を光源とすることが好ましい。したがって、受発光素子は、青色の光を受光する機能を有することが好ましい。なお、これに限られず、受発光素子の感度に応じて、光源とする発光素子を適宜選択することができる。
以上のように、本実施の形態の表示装置には、様々な配列の画素を適用することができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である受発光装置に用いることができる発光素子（発光デバイスともいう。）、及び受光素子（受光デバイスともいう。）について説明する。
本明細書等において、メタルマスク、又はＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスと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、又はＦＭＭを用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイスと呼称する場合がある。
なお、本明細書等において、各色の発光デバイス（ここでは青（Ｂ）、緑（Ｇ）、及び赤（Ｒ））で、発光層を作り分ける、又は発光層を塗り分ける構造をＳＢＳ（Ｓｉｄｅ Ｂｙ Ｓｉｄｅ）構造と呼ぶ場合がある。また、本明細書等において、白色光を発することのできる発光デバイスを白色発光デバイスと呼ぶ場合がある。なお、白色発光デバイスは、着色層（例えば、カラーフィルタ）と組み合わせることで、フルカラー表示の表示装置を実現することができる。
また、発光デバイスは、シングル構造と、タンデム構造とに大別することができる。シングル構造のデバイスは、一対の電極間に１つの発光ユニットを有し、当該発光ユニットは、１以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。シングル構造で白色発光を得るには、２以上の発光層の各々の発光が補色の関係となるような発光層を選択すればよい。例えば、第１の発光層の発光色と第２の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光デバイス全体として白色発光する構成を得ることができる。また、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。
タンデム構造のデバイスは、一対の電極間に２以上の複数の発光ユニットを有し、各発光ユニットは、１以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。各発光ユニットにおいて、同じ色の光を発する発光層を用いることで、所定の電流当たりの輝度が高められ、かつ、シングル構造と比較して信頼性の高い発光デバイスとすることができる。タンデム構造で白色発光を得るには、複数の発光ユニットの発光層からの光を合わせて白色発光が得られる構成とすればよい。なお、白色発光が得られる発光色の組み合わせについては、シングル構造の構成と同様である。なお、タンデム構造のデバイスにおいて、複数の発光ユニットの間には、電荷発生層などの中間層を設けると好適である。
また、上述の白色発光デバイス（シングル構造又はタンデム構造）と、ＳＢＳ構造の発光デバイスと、を比較した場合、ＳＢＳ構造の発光デバイスは、白色発光デバイスよりも消費電力を低くすることができる。消費電力を低く抑えたい場合は、ＳＢＳ構造の発光デバイスを用いると好適である。一方で、白色発光デバイスは、製造プロセスがＳＢＳ構造の発光デバイスよりも簡単であるため、製造コストを低くすることができる、又は製造歩留まりを高くすることができ、好適である。
［デバイス構造］
次に、本発明の一態様の表示装置に用いることができる、発光素子、受光素子、及び受発光素子の詳細な構成について説明する。
本発明の一態様の表示装置は、発光素子が形成されている基板とは反対方向に光を射出するトップエミッション型、発光素子が形成されている基板側に光を射出するボトムエミッション型、両面に光を射出するデュアルエミッション型のいずれであってもよい。
本実施の形態では、トップエミッション型の表示装置を例に挙げて説明する。
なお、本明細書等において、特に説明のない限り、要素（発光素子、発光層など）を複数有する構成を説明する場合であっても、各々の要素に共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略して説明する。例えば、発光層３８３Ｒ、発光層３８３Ｇ等に共通する事項を説明する場合に、発光層３８３と記す場合がある。
図２１Ａに示す表示装置３８０Ａは、受光素子３７０ＰＤ、赤色（Ｒ）の光を発する発光素子３７０Ｒ、緑色（Ｇ）の光を発する発光素子３７０Ｇ、及び、青色（Ｂ）の光を発する発光素子３７０Ｂを有する。
各発光素子は、画素電極３７１、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、発光層３８３（発光層３８３Ｒ、発光層３８３Ｇ、及び発光層３８３Ｂ）、電子輸送層３８４、電子注入層３８５、及び共通電極３７５を、この順で積層して有する。発光素子３７０Ｒは、発光層３８３Ｒを有し、発光素子３７０Ｇは、発光層３８３Ｇを有し、発光素子３７０Ｂは、発光層３８３Ｂを有する。発光層３８３Ｒは、赤色の光を発する発光物質を有し、発光層３８３Ｇは、緑色の光を発する発光物質を有し、発光層３８３Ｂは、青色の光を発する発光物質を有する。
発光素子は、画素電極３７１と共通電極３７５との間に電圧を印加することで、共通電極３７５側に光を射出する電界発光素子である。
受光素子３７０ＰＤは、画素電極３７１、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、活性層３７３、電子輸送層３８４、電子注入層３８５、及び共通電極３７５を、この順で積層して有する。
受光素子３７０ＰＤは、表示装置３８０Ａの外部から入射される光を受光し、電気信号に変換する、光電変換素子である。
本実施の形態では、発光素子及び受光素子のいずれにおいても、画素電極３７１が陽極として機能し、共通電極３７５が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受光素子は、画素電極３７１と共通電極３７５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受光素子に入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
本実施の形態の表示装置では、受光素子３７０ＰＤの活性層３７３に有機化合物を用いる。受光素子３７０ＰＤは、活性層３７３以外の層を、発光素子と共通の構成にすることができる。そのため、発光素子の作製工程に、活性層３７３を成膜する工程を追加するのみで、発光素子の形成と並行して受光素子３７０ＰＤを形成することができる。また、発光素子と受光素子３７０ＰＤとを同一基板上に形成することができる。したがって、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光素子３７０ＰＤを内蔵することができる。
表示装置３８０Ａでは、受光素子３７０ＰＤの活性層３７３と、発光素子の発光層３８３と、を作り分ける以外は、受光素子３７０ＰＤと発光素子が共通の構成である例を示す。ただし、受光素子３７０ＰＤと発光素子の構成はこれに限定されない。受光素子３７０ＰＤと発光素子は、活性層３７３と発光層３８３の他にも、互いに作り分ける層を有していてもよい。受光素子３７０ＰＤと発光素子は、共通で用いられる層（共通層）を１層以上有することが好ましい。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光素子３７０ＰＤを内蔵することができる。
画素電極３７１と共通電極３７５のうち、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
本実施の形態の表示装置が有する発光素子には、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、発光素子が有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極（半透過・半反射電極）を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極（反射電極）を有することが好ましい。発光素子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、発光素子から射出される光を強めることができる。
なお、半透過・半反射電極は、反射電極と可視光に対する透過性を有する電極（透明電極ともいう。）との積層構造とすることができる。
透明電極の光の透過率は、４０％以上とする。例えば、発光素子には、可視光（波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光）の透過率が４０％以上である電極を用いることが好ましい。半透過・半反射電極の可視光の反射率は、１０％以上９５％以下、好ましくは３０％以上８０％以下とする。反射電極の可視光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、１×１０－２Ωｃｍ以下が好ましい。なお、発光素子が近赤外光（波長７５０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の光）を発する場合、これらの電極の近赤外光の透過率又は反射率は、可視光の透過率又は反射率と同様に、上記の数値範囲を満たすことが好ましい。
発光素子は少なくとも発光層３８３を有する。発光素子は、発光層３８３以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、電子ブロック材料、又はバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
例えば、発光素子及び受光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１層以上を共通の構成とすることができる。また、発光素子及び受光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１層以上を互いに作り分けることができる。
正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料としては、芳香族アミン化合物、又は正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とを含む複合材料を用いることができる。
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、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。なお、正孔注入性の高い材料としては、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、有機材料と、を混合した混合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。受光素子において、正孔輸送層は、活性層において入射した光に基づき発生した正孔を陽極に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えば、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、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。
電子輸送層は、電子注入層によって、陰極から注入された電子を発光層に輸送する層である。受光素子において、電子輸送層は、活性層において入射した光に基づき発生した電子を陰極に輸送する層である。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。
電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料（電子供与性材料）とを含む複合材料を用いることもできる。
発光層３８３は、発光物質を含む層である。発光層３８３は、一種又は複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。
発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、ＴＡＤＦ材料、量子ドット材料などが挙げられる。
蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。
燐光材料としては、例えば、４Ｈ－トリアゾール骨格、１Ｈ－トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、又はピリジン骨格を有する有機金属錯体（特に、イリジウム錯体）、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体（特に、イリジウム錯体）、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。
発光層３８３は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、一種又は複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料等）を有していてもよい。一種又は複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方又は双方を用いることができる。また、一種又は複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、又はＴＡＤＦ材料を用いてもよい。
発光層３８３は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質（燐光材料）へのエネルギー移動であるＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ－Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光素子の高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。
励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位（最高被占有軌道準位）が電子輸送性材料のＨＯＭＯ準位以上の値であると好ましい。正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位（最低空軌道準位）が電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位以上の値であると好ましい。材料のＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位及び酸化電位）から導出することができる。
励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性材料の発光スペクトル、電子輸送性材料の発光スペクトル、及びこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（又は長波長側に新たなピークを持つ。）現象を観測することにより確認することができる。又は、正孔輸送性材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、電子輸送性材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、又は遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性材料の過渡ＥＬ、電子輸送性を有する材料の過渡ＥＬ、及びこれらの混合膜の過渡ＥＬを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
活性層３７３は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体が挙げられる。本実施の形態では、活性層３７３が有する半導体として、有機半導体を用いる例を示す。有機半導体を用いることで、発光層３８３と、活性層３７３と、を同じ方法（例えば、真空蒸着法）で形成することができ、製造装置を共通化できるため好ましい。
活性層３７３が有するｎ型半導体の材料としては、フラーレン（例えば、Ｃ６０、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、受光素子として有益である。Ｃ６０、Ｃ７０ともに可視光領域に広い吸収帯を有しており、特にＣ７０はＣ６０に比べてπ電子共役系が大きく、長波長領域にも広い吸収帯を有するため好ましい。その他、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。
活性層３７３が有するｐ型半導体の材料としては、銅（ＩＩ）フタロシアニン（Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ） ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＣｕＰｃ）、テトラフェニルジベンゾペリフランテン（Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｄｉｂｅｎｚｏｐｅｒｉｆｌａｎｔｈｅｎｅ；ＤＢＰ）、亜鉛フタロシアニン（Ｚｉｎｃ Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＺｎＰｃ）、スズフタロシアニン（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、活性層３７３は、ｎ型半導体とｐ型半導体とを共蒸着して形成することが好ましい。又は、活性層３７３は、ｎ型半導体とｐ型半導体とを積層して形成してもよい。
発光素子及び受光素子には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光素子及び受光素子を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む。）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
例えば、正孔輸送性材料又は電子ブロック材料として、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）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、電子輸送性材料又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、活性層３７３に、ドナーとして機能するＰｏｌｙ［［４，８－ｂｉｓ［５－（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）－２－ｔｈｉｅｎｙｌ］ｂｅｎｚｏ［１，２－ｂ：４，５－ｂ’］ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ－２，６－ｄｉｙｌ］－２，５－ｔｈｉｏｐｈｅｎｅｄｉｙｌ［５，７－ｂｉｓ（２－ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）－４，８－ｄｉｏｘｏ－４Ｈ，８Ｈ－ｂｅｎｚｏ［１，２－ｃ：４，５－ｃ’］ｄｉｔｈｉｏｐｈｅｎｅ－１，３－ｄｉｙｌ］］ｐｏｌｙｍｅｒ（略称：ＰＢＤＢ－Ｔ）、又は、ＰＢＤＢ－Ｔ誘導体などの高分子化合物を用いることができる。例えば、ＰＢＤＢ－Ｔ又はＰＢＤＢ－Ｔ誘導体にアクセプター材料を分散させる方法などが使用できる。
図２１Ｂに示す表示装置３８０Ｂは、受光素子３７０ＰＤと発光素子３７０Ｒが同一の構成である点で、表示装置３８０Ａと異なる。
受光素子３７０ＰＤと発光素子３７０Ｒは、活性層３７３と発光層３８３Ｒを共通して有する。
ここで、受光素子３７０ＰＤは、検出したい光よりも長波長の光を発する発光素子と共通の構成にすることが好ましい。例えば、青色の光を検出する構成の受光素子３７０ＰＤは、発光素子３７０Ｒ及び発光素子３７０Ｇの一方又は双方と同様の構成にすることができる。例えば、緑色の光を検出する構成の受光素子３７０ＰＤは、発光素子３７０Ｒと同様の構成にすることができる。
受光素子３７０ＰＤと、発光素子３７０Ｒと、を共通の構成にすることで、受光素子３７０ＰＤと、発光素子３７０Ｒと、が互いに作り分ける層を有する構成に比べて、成膜工程の数及びマスクの数を削減することができる。したがって、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。
また、受光素子３７０ＰＤと、発光素子３７０Ｒと、を共通の構成にすることで、受光素子３７０ＰＤと、発光素子３７０Ｒと、が互いに作り分ける層を有する構成に比べて、位置ずれに対するマージンを狭くできる。これにより、画素の開口率を高めることができ、表示装置の光取り出し効率を高めることができる。これにより、発光素子の寿命を延ばすことができる。また、表示装置は、高い輝度を表現することができる。また、表示装置の高精細度化も可能である。
発光層３８３Ｒは、赤色の光を発する発光材料を有する。活性層３７３は、赤色よりも短波長の光（例えば、緑色の光及び青色の光の一方又は双方）を吸収する有機化合物を有する。活性層３７３は、赤色の光を吸収しにくく、かつ、赤色よりも短波長の光を吸収する有機化合物を有することが好ましい。これにより、発光素子３７０Ｒからは赤色の光が効率よく取り出され、受光素子３７０ＰＤは、高い精度で赤色よりも短波長の光を検出することができる。
また、表示装置３８０Ｂでは、発光素子３７０Ｒ及び受光素子３７０ＰＤが同一の構成である例を示すが、発光素子３７０Ｒ及び受光素子３７０ＰＤは、それぞれ異なる厚さの光学調整層を有していてもよい。
図２２Ａ及び図２２Ｂに示す表示装置３８０Ｃは、赤色（Ｒ）の光を発し、かつ、受光機能を有する受発光素子３７０ＳＲ、発光素子３７０Ｇ、及び、発光素子３７０Ｂを有する。発光素子３７０Ｇと発光素子３７０Ｂの構成は、上記表示装置３８０Ａ等を参照できる。
受発光素子３７０ＳＲは、画素電極３７１、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、活性層３７３、発光層３８３Ｒ、電子輸送層３８４、電子注入層３８５、及び共通電極３７５を、この順で積層して有する。受発光素子３７０ＳＲは、上記表示装置３８０Ｂで例示した発光素子３７０Ｒ及び受光素子３７０ＰＤと同一の構成である。
図２２Ａでは、受発光素子３７０ＳＲが発光素子として機能する場合を示す。図２２Ａでは、発光素子３７０Ｂが青色の光を発し、発光素子３７０Ｇが緑色の光を発し、受発光素子３７０ＳＲが赤色の光を発している例を示す。
図２２Ｂでは、受発光素子３７０ＳＲが受光素子として機能する場合を示す。図２２Ｂでは、受発光素子３７０ＳＲが、発光素子３７０Ｂが発する青色の光と、発光素子３７０Ｇが発する緑色の光を受光している例を示す。
発光素子３７０Ｂ、発光素子３７０Ｇ、及び受発光素子３７０ＳＲは、それぞれ、画素電極３７１及び共通電極３７５を有する。本実施の形態では、画素電極３７１が陽極として機能し、共通電極３７５が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。受発光素子３７０ＳＲは、画素電極３７１と共通電極３７５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受発光素子３７０ＳＲに入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
受発光素子３７０ＳＲは、発光素子に、活性層３７３を追加した構成ということができる。つまり、発光素子の作製工程に、活性層３７３を成膜する工程を追加するのみで、発光素子の形成と並行して受発光素子３７０ＳＲを形成することができる。また、発光素子と、受発光素子とを、同一基板上に形成することができる。したがって、作製工程を大幅に増やすことなく、表示部に撮像機能及びセンシング機能の一方又は双方を付与することができる。
発光層３８３Ｒと活性層３７３との積層順は限定されない。図２２Ａ及び図２２Ｂでは、正孔輸送層３８２上に活性層３７３が設けられ、活性層３７３上に発光層３８３Ｒが設けられている例を示す。発光層３８３Ｒと活性層３７３の積層順を入れ替えてもよい。
また、受発光素子は、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、電子輸送層３８４、及び電子注入層３８５のうち少なくとも１層を有していなくてもよい。また、受発光素子は、正孔ブロック層、電子ブロック層など、他の機能層を有していてもよい。
受発光素子において、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
受発光素子を構成する各層の機能及び材料は、発光素子及び受光素子を構成する各層の機能及び材料と同様であるため、詳細な説明は省略する。
図２２Ｃ乃至図２２Ｇに、受発光素子の積層構造の例を示す。
図２２Ｃに示す受発光素子は、第１の電極３７７、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、発光層３８３Ｒ、活性層３７３、電子輸送層３８４、電子注入層３８５、及び第２の電極３７８を有する。
図２２Ｃは、正孔輸送層３８２上に発光層３８３Ｒが設けられ、発光層３８３Ｒ上に活性層３７３が積層された例である。
図２２Ａ乃至図２２Ｃ、及び図２２Ｆに示すように、活性層３７３と発光層３８３Ｒとは、互いに接していてもよい。
また、活性層３７３と発光層３８３Ｒとの間には、バッファ層が設けられることが好ましい。このとき、バッファ層は、正孔輸送性及び電子輸送性を有することが好ましい。例えば、バッファ層には、バイポーラ性の物質を用いることが好ましい。又は、バッファ層として、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層、電子ブロック層等のうち少なくとも１層を用いることができる。図２２Ｄには、バッファ層として正孔輸送層３８２を用いる例を示す。
活性層３７３と発光層３８３Ｒとの間にバッファ層を設けることで、発光層３８３Ｒから活性層３７３に励起エネルギーが移動することを抑制できる。また、バッファ層を用いて、マイクロキャビティ構造の光路長（キャビティ長）を調整することもできる。したがって、活性層３７３と発光層３８３Ｒとの間にバッファ層を有する受発光素子は、高い発光効率を得ることができる。
図２２Ｅは、正孔注入層３８１上に正孔輸送層３８２－１、活性層３７３、正孔輸送層３８２－２、発光層３８３Ｒの順で積層された積層構造を有する例である。正孔輸送層３８２－２は、バッファ層として機能する。正孔輸送層３８２－１と正孔輸送層３８２－２とは、同じ材料を含んでいてもよいし、異なる材料を含んでいてもよい。また、正孔輸送層３８２－２の代わりに、上述したバッファ層に用いることのできる層を用いてもよい。また、活性層３７３と、発光層３８３Ｒの位置を入れ替えてもよい。
図２２Ｆに示す受発光素子は、正孔輸送層３８２を有さない点で、図２２Ａに示す受発光素子と異なる。このように、受発光素子は、正孔注入層３８１、正孔輸送層３８２、電子輸送層３８４、及び電子注入層３８５のうち少なくとも１層を有していなくてもよい。また、受発光素子は、正孔ブロック層、電子ブロック層など、他の機能層を有していてもよい。
図２２Ｇに示す受発光素子は、活性層３７３及び発光層３８３Ｒを有さず、発光層と活性層を兼ねる層３８９を有する点で、図２２Ａに示す受発光素子と異なる。
発光層と活性層を兼ねる層としては、例えば、活性層３７３に用いることができるｎ型半導体と、活性層３７３に用いることができるｐ型半導体と、発光層３８３Ｒに用いることができる発光物質と、の３つの材料を含む層を用いることができる。
なお、ｎ型半導体とｐ型半導体との混合材料の吸収スペクトルの最も低エネルギー側の吸収帯と、発光物質の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）の最大ピークと、は互いに重ならないことが好ましく、十分に離れていることがより好ましい。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の受光デバイス等を有する表示装置の例について説明する。
本実施の形態の表示装置において、画素は、互いに異なる色を発する発光デバイスを有する副画素を、複数種有する構成とすることができる。例えば、画素は、副画素を３種類有する構成とすることができる。当該３つの副画素としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の３色の副画素などが挙げられる。又は、画素は副画素を４種類有する構成とすることができる。当該４つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素などが挙げられる。
副画素の配列に特に限定はなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Ｓストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、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、又は円形などが挙げられる。ここでいう副画素の上面形状は、発光デバイスの発光領域の上面形状に相当する。
画素に、発光デバイス及び受光デバイスを有する表示装置では、画素が受光機能を有するため、画像を表示しながら、対象物の接触又は近接を検出することができる。例えば、表示装置が有する副画素全てで画像を表示するだけでなく、一部の副画素は、光源としての光を呈し、残りの副画素で画像を表示することもできる。
図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃに示す画素は、副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒ、及び、副画素ＰＳを有する。
図２３Ａに示す画素には、ストライプ配列が適用されている。図２３Ｂに示す画素には、マトリクス配列が適用されている。
図２３Ｃに示す画素の配列は、１つの副画素（副画素Ｂ）の隣に、３つの副画素（副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素ＰＳ）が縦に３つ並んだ構成を有する。
図２３Ｄ、図２３Ｅ、図２３Ｆに示す画素は、副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒ、副画素ＩＲ、及び副画素ＰＳを有する。
図２３Ｄ、図２３Ｅ、図２３Ｆでは、１つの画素が、２行にわたって設けられている例を示す。上の行（１行目）には、３つの副画素（副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒ）が設けられ、下の行（２行目）には２つの副画素（１つの副画素ＰＳと、１つの副画素ＩＲ）が設けられている。
図２３Ｄでは、縦長の副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒが横に３つ並び、その下側に副画素ＰＳと、横長の副画素ＩＲと、が横に並んだ構成を有する。図２３Ｅでは、横長の副画素Ｇ及び副画素Ｒが縦方向に２つ並び、その横に縦長の副画素Ｂが並び、それらの下側に、横長の副画素ＩＲと、縦長の副画素ＰＳが横に並んだ構成を有する。図２３Ｆでは、縦長の副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素Ｂが横に３つ並び、それらの下側に横長の副画素ＩＲと縦長の副画素ＰＳが横に並んだ構成を有する。図２３Ｅ及び図２３Ｆでは、副画素ＩＲの面積が最も大きく、副画素ＰＳの面積が副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素Ｂと同程度である場合を示している。
なお、副画素のレイアウトは図２３Ａ乃至図２３Ｆの構成に限られない。
副画素Ｒは、赤色の光を発する発光デバイスを有する。副画素Ｇは、緑色の光を発する発光デバイスを有する。副画素Ｂは、青色の光を発する発光デバイスを有する。副画素ＩＲは、赤外光を発する発光デバイスを有する。副画素ＰＳは、受光デバイスを有する。副画素ＰＳが検出する光の波長は特に限定されないが、副画素ＰＳが有する受光デバイスは、副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素Ｂ、又は副画素ＩＲが有する発光デバイスが発する光に感度を有することが好ましい。例えば、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの波長域の光、及び、赤外の波長域の光のうち、１つ又は複数を検出することが好ましい。
副画素ＰＳの受光面積は、他の副画素の発光面積よりも小さい。受光面積が小さいほど、撮像範囲が狭くなり、撮像結果のボケの抑制、及び、解像度の向上が可能となる。そのため、副画素ＰＳを用いることで、高精細又は高解像度の撮像を行うことができる。例えば、副画素ＰＳを用いて、指紋、掌紋、虹彩、脈形状（静脈形状、動脈形状を含む。）、又は顔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ＰＳは、タッチセンサ（ダイレクトタッチセンサともいう。）又はニアタッチセンサ（ホバーセンサ、ホバータッチセンサ、非接触センサ、タッチレスセンサともいう。）などに用いることができる。例えば、副画素ＰＳは、赤外光を検出することが好ましい。これにより、暗い場所でも、タッチ検出が可能となる。
ここで、タッチセンサ又はニアタッチセンサは、対象物（指、手、又はペンなど）の近接又は接触を検出することができる。タッチセンサは、表示装置と、対象物とが、直接接することで、対象物を検出できる。また、ニアタッチセンサは、対象物が表示装置に接触しなくても、当該対象物を検出することができる。例えば、表示装置と、対象物との間の距離が０．１ｍｍ以上３００ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲で表示装置が当該対象物を検出できる構成であると好ましい。当該構成とすることで、表示装置に対象物が直接触れずに操作することが可能となる、別言すると非接触（タッチレス）で表示装置を操作することが可能となる。上記構成とすることで、表示装置に汚れ、又は傷がつくリスクを低減することができる、又は対象物が表示装置に付着した汚れ（例えば、ゴミ、又はウィルスなど）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ＰＳは、表示装置が有する全ての画素に設けられていることが好ましい。一方で、副画素ＰＳは、タッチセンサ又はニアタッチセンサ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ＰＳの数を、副画素Ｒ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。
図２３Ｇに、受光デバイスを有する副画素の画素回路の一例を示し、図２３Ｈに、発光デバイスを有する副画素の画素回路の一例を示す。
図２３Ｇに示す画素回路ＰＩＸ１は、受光デバイスＰＤ、トランジスタＭ１１、トランジスタＭ１２、トランジスタＭ１３、トランジスタＭ１４、及び容量素子Ｃ２を有する。ここでは、受光デバイスＰＤとして、フォトダイオードを用いた例を示している。
受光デバイスＰＤは、アノードが配線Ｖ１と電気的に接続し、カソードがトランジスタＭ１１のソース又はドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１１は、ゲートが配線ＴＸと電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が容量素子Ｃ２の一方の電極、トランジスタＭ１２のソース又はドレインの一方、及びトランジスタＭ１３のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ１２は、ゲートが配線ＲＥＳと電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が配線Ｖ２と電気的に接続する。トランジスタＭ１３は、ソース又はドレインの一方が配線Ｖ３と電気的に接続し、ソース又はドレインの他方がトランジスタＭ１４のソース又はドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１４は、ゲートが配線ＳＥと電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が配線ＯＵＴ１と電気的に接続する。
配線Ｖ１、配線Ｖ２、及び配線Ｖ３には、それぞれ定電位が供給される。受光デバイスＰＤを逆バイアスで駆動させる場合には、配線Ｖ２に、配線Ｖ１の電位よりも高い電位を供給する。トランジスタＭ１２は、配線ＲＥＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ１３のゲートに接続するノードの電位を、配線Ｖ２に供給される電位にリセットする機能を有する。トランジスタＭ１１は、配線ＴＸに供給される信号により制御され、受光デバイスＰＤに流れる電流に応じて上記ノードの電位が変化するタイミングを制御する機能を有する。トランジスタＭ１３は、上記ノードの電位に応じた出力を行う増幅トランジスタとして機能する。トランジスタＭ１４は、配線ＳＥに供給される信号により制御され、上記ノードの電位に応じた出力を配線ＯＵＴ１に接続する外部回路で読み出すための選択トランジスタとして機能する。
図２３Ｈに示す画素回路ＰＩＸ２は、発光デバイスＥＬ、トランジスタＭ１５、トランジスタＭ１６、トランジスタＭ１７、及び容量素子Ｃ３を有する。ここでは、発光デバイスＥＬとして、発光ダイオードを用いた例を示している。特に、発光デバイスＥＬとして、有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。
トランジスタＭ１５は、ゲートが配線ＶＧと電気的に接続し、ソース又はドレインの一方が配線ＶＳと電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が、容量素子Ｃ３の一方の電極、及びトランジスタＭ１６のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ１６のソース又はドレインの一方は配線Ｖ４と電気的に接続し、他方は、発光デバイスＥＬのアノード、及びトランジスタＭ１７のソース又はドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１７は、ゲートが配線ＭＳと電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が配線ＯＵＴ２と電気的に接続する。発光デバイスＥＬのカソードは、配線Ｖ５と電気的に接続する。
配線Ｖ４及び配線Ｖ５には、それぞれ定電位が供給される。発光デバイスＥＬのアノード側を高電位に、カソード側をアノード側よりも低電位にすることができる。トランジスタＭ１５は、配線ＶＧに供給される信号により制御され、画素回路ＰＩＸ２の選択状態を制御するための選択トランジスタとして機能する。また、トランジスタＭ１６は、ゲートに供給される電位に応じて発光デバイスＥＬに流れる電流を制御する駆動トランジスタとして機能する。トランジスタＭ１５が導通状態のとき、配線ＶＳに供給される電位がトランジスタＭ１６のゲートに供給され、その電位に応じて発光デバイスＥＬの発光輝度を制御することができる。トランジスタＭ１７は配線ＭＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ１６と発光デバイスＥＬとの間の電位を、配線ＯＵＴ２を介して外部に出力する機能を有する。
ここで、画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタＭ１１、トランジスタＭ１２、トランジスタＭ１３、及びトランジスタＭ１４、並びに、画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタＭ１５、トランジスタＭ１６、及びトランジスタＭ１７には、それぞれチャネルが形成される半導体層に金属酸化物（酸化物半導体）を用いたトランジスタを適用することが好ましい。
シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間にわたって保持することが可能である。そのため、特に容量素子Ｃ２又は容量素子Ｃ３に直列に接続されるトランジスタＭ１１、トランジスタＭ１２、及びトランジスタＭ１５には、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。また、これ以外のトランジスタも同様に酸化物半導体を適用したトランジスタを用いることで、作製コストを低減することができる。
例えば、室温下における、チャネル幅１μｍあたりのＯＳトランジスタのオフ電流値は、１ａＡ（１×１０－１８Ａ）以下、１ｚＡ（１×１０－２１Ａ）以下、又は１ｙＡ（１×１０－２４Ａ）以下とすることができる。なお、室温下における、チャネル幅１μｍあたりのＳｉトランジスタのオフ電流値は、１ｆＡ（１×１０－１５Ａ）以上１ｐＡ（１×１０－１２Ａ）以下である。したがって、ＯＳトランジスタのオフ電流は、Ｓｉトランジスタのオフ電流よりも１０桁程度低いともいえる。
また、トランジスタＭ１１乃至トランジスタＭ１７に、チャネルが形成される半導体にシリコンを適用したトランジスタを用いることもできる。特に単結晶シリコン又は多結晶シリコンなどの結晶性の高いシリコンを用いることで、高い電界効果移動度を実現することができ、より高速な動作が可能となるため好ましい。
また、トランジスタＭ１１乃至トランジスタＭ１７のうち、１以上に酸化物半導体を適用したトランジスタを用い、それ以外にシリコンを適用したトランジスタを用いる構成としてもよい。
なお、図２３Ｇ、図２３Ｈにおいて、トランジスタをｎチャネル型のトランジスタとして表記しているが、ｐチャネル型のトランジスタを用いることもできる。
画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタと画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタは、同一基板上に並べて形成されることが好ましい。特に、画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタと画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタとを１つの領域内に混在させて周期的に配列する構成とすることが好ましい。
また、受光デバイスＰＤ又は発光デバイスＥＬと重なる位置に、トランジスタ及び容量素子の一方又は双方を有する層を１つ又は複数設けることが好ましい。これにより、各画素回路の実効的な占有面積を小さくでき、高精細な受光部又は表示部を実現できる。
画素回路に含まれる発光デバイスＥＬの発光輝度を高くする場合、発光デバイスＥＬに流す電流量を大きくする必要がある。そのためには、画素回路に含まれている駆動トランジスタのソース－ドレイン間電圧を高くする必要がある。ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタと比較して、ソース－ドレイン間における耐圧が高いため、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。そのため、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ＥＬに流れる電流量を大きくし、発光デバイスＥＬ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、発光デバイスに流れる電流量を制御することができる。このため、画素回路における階調を大きくすることができる。
また、トランジスタが飽和領域で動作するときに流れる電流の飽和特性において、ＯＳトランジスタは、ソース－ドレイン間電圧が徐々に高くなった場合においても、Ｓｉトランジスタよりも安定した電流（飽和電流）を流すことができる。そのため、ＯＳトランジスタを駆動トランジスタとして用いることで、例えば、ＥＬ材料が含まれる発光デバイスの電流－電圧特性にばらつきが生じた場合においても、発光デバイスに安定した電流を流すことができる。つまり、ＯＳトランジスタは、飽和領域で動作する場合において、ソース－ドレイン間電圧を高くしても、ソース－ドレイン間電流がほぼ変化しないため、発光デバイスの発光輝度を安定させることができる。
上記のとおり、画素回路に含まれる駆動トランジスタにＯＳトランジスタを用いることで、「黒浮きの抑制」、「発光輝度の上昇」、「多階調化」、「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。
また、本発明の一態様の表示装置は、リフレッシュレートを可変にすることができる。例えば、表示装置に表示されるコンテンツに応じてリフレッシュレートを調整（例えば、０．０１Ｈｚ以上２４０Ｈｚ以下の範囲で調整）して消費電力を低減させることができる。また、リフレッシュレートを低下させた駆動により、表示装置の消費電力を低減する駆動をアイドリングストップ（ＩＤＳ）駆動と呼称してもよい。
また、上記のリフレッシュレートに応じて、タッチセンサ、又はニアタッチセンサの駆動周波数を変化させてもよい。例えば、表示装置のリフレッシュレートが１２０Ｈｚの場合、タッチセンサ、又はニアタッチセンサの駆動周波数を１２０Ｈｚよりも高い周波数（代表的には、２４０Ｈｚ）とする構成とすることができる。当該構成とすることで、低消費電力が実現でき、かつタッチセンサ、又はニアタッチセンサの応答速度を高めることが可能となる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について図２４乃至図２７を用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の表示装置を有する。本発明の一態様の表示装置は、高精細化、高解像度化、大型化のそれぞれが容易である。したがって、本発明の一態様の表示装置は、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
また、本発明の一態様の表示装置は、低いコストで作製できるため、電子機器の製造コストを低減することができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型又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、大型ゲーム機（例えば、パチンコ機）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、ブレスレット型などの情報端末機（ウェアラブル機器）、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器、メガネ型のＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）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。また、ウェアラブル機器としては、ＳＲ（Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器、及び、ＭＲ（Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器も挙げられる。
本発明の一態様の表示装置は、ＨＤ（画素数１２８０×７２０）、ＦＨＤ（画素数１９２０×１０８０）、ＷＱＨＤ（画素数２５６０×１４４０）、ＷＱＸＧＡ（画素数２５６０×１６００）、４Ｋ２Ｋ（画素数３８４０×２１６０）、８Ｋ４Ｋ（画素数７６８０×４３２０）といった極めて高い解像度を有していることが好ましい。特に４Ｋ２Ｋ、８Ｋ４Ｋ、又はそれ以上の解像度とすることが好ましい。また、本発明の一態様の表示装置における画素密度（精細度）は、３００ｐｐｉ以上が好ましく、５００ｐｐｉ以上がより好ましく、１０００ｐｐｉ以上がより好ましく、２０００ｐｐｉ以上がより好ましく、３０００ｐｐｉ以上がより好ましく、５０００ｐｐｉ以上がより好ましく、７０００ｐｐｉ以上がさらに好ましい。このように高い解像度又は高い精細度を有する表示装置を用いることで、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。
本実施の形態の電子機器は、家屋又はビルの内壁又は外壁、又は、自動車の内装又は外装の曲面に沿って組み込むことができる。
本実施の形態の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像及び情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
本実施の形態の電子機器は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を検知、検出、又は測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
本実施の形態の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又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又はデータを読み出す機能等を有することができる。
図２４Ａ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、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２４Ｂは、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。
筐体６５０１の表示面側には透光性を有する保護部材６５１０が設けられ、筐体６５０１と保護部材６５１０に囲まれた空間内に、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、バッテリ６５１８等が配置されている。
保護部材６５１０には、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、及びタッチセンサパネル６５１３が接着層（図示しない。）により固定されている。
表示部６５０２よりも外側の領域において、表示パネル６５１１の一部が折り返されており、当該折り返された部分にＦＰＣ６５１５が接続されている。ＦＰＣ６５１５には、ＩＣ６５１６が実装されている。ＦＰＣ６５１５は、プリント基板６５１７に設けられた端子に接続されている。
表示パネル６５１１には、本発明の一態様の可撓性を有する表示装置を適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル６５１１が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ６５１８を搭載することもできる。また、表示パネル６５１１の一部を折り返して、表示部６５０２の裏側にＦＰＣ６５１５との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
図２５Ａ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２５Ａに示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチ、及び、別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。又は、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることでテレビジョン装置７１００を操作してもよい。リモコン操作機７１１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７１１１が備える操作キー又はタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機及びモデム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又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図２５Ｂ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２５Ｃ及び図２５Ｄに、デジタルサイネージの一例を示す。
図２５Ｃに示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、スピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む。）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
図２５Ｄ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２５Ｃ及び図２５Ｄにおいて、表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に画像又は動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報又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２５Ｃ及び図２５Ｄに示すように、デジタルサイネージ７３００又はデジタルサイネージ７４００は、ユーザが所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ７３００又はデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図２６Ａは、ファインダー８１００を取り付けた状態のカメラ８０００の外観を示す図である。
カメラ８０００は、筐体８００１、表示部８００２、操作ボタン８００３、シャッターボタン８００４等を有する。またカメラ８０００には、着脱可能なレンズ８００６が取り付けられている。なお、カメラ８０００は、レンズ８００６と筐体８００１とが一体となっていてもよい。
カメラ８０００は、シャッターボタン８００４を押す、又はタッチパネルとして機能する表示部８００２をタッチすることにより撮像することができる。
筐体８００１は、電極を有するマウントを有し、ファインダー８１００の他、ストロボ装置等を接続することができる。
ファインダー８１００は、筐体８１０１、表示部８１０２、ボタン８１０３等を有する。
筐体８１０１は、カメラ８０００のマウントと係合するマウントにより、カメラ８０００に取り付けられている。ファインダー８１００はカメラ８０００から受信した映像等を表示部８１０２に表示させることができる。
ボタン８１０３は、電源ボタン等としての機能を有する。
カメラ８０００の表示部８００２、及びファインダー８１００の表示部８１０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。なお、ファインダーが内蔵されたカメラ８０００であってもよい。
図２６Ｂは、ヘッドマウントディスプレイ８２００の外観を示す図である。
ヘッドマウントディスプレイ８２００は、装着部８２０１、レンズ８２０２、本体８２０３、表示部８２０４、ケーブル８２０５等を有している。また装着部８２０１には、バッテリ８２０６が内蔵されている。
ケーブル８２０５は、バッテリ８２０６から本体８２０３に電力を供給する。本体８２０３は無線受信機等を備え、受信した映像情報を表示部８２０４に表示させることができる。また、本体８２０３はカメラを備え、使用者の眼球又はまぶたの動きの情報を入力手段として用いることができる。
また、装着部８２０１には、使用者に触れる位置に、使用者の眼球の動きに伴って流れる電流を検知可能な複数の電極が設けられ、視線を認識する機能を有していてもよい。また、当該電極に流れる電流により、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部８２０１は、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ等の各種センサを有していてもよく、使用者の生体情報を表示部８２０４に表示する機能、使用者の頭部の動きに合わせて表示部８２０４に表示する映像を変化させる機能などを有していてもよい。
表示部８２０４に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図２６Ｃ乃至図２６Ｅは、ヘッドマウントディスプレイ８３００の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ８３００は、筐体８３０１と、表示部８３０２と、バンド状の固定具８３０４と、一対のレンズ８３０５と、を有する。
使用者は、レンズ８３０５を通して、表示部８３０２の表示を視認することができる。なお、表示部８３０２を湾曲して配置させると、使用者が高い臨場感を感じることができるため好ましい。また、表示部８３０２の異なる領域に表示された別の画像を、レンズ８３０５を通して視認することで、視差を用いた３次元表示等を行うこともできる。なお、表示部８３０２を１つ設ける構成に限られず、表示部８３０２を２つ設け、使用者の片方の目につき１つの表示部８３０２を配置してもよい。
表示部８３０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、極めて高い精細度を実現することも可能である。例えば、図２６Ｅのように、レンズ８３０５を用いて表示を拡大して視認される場合でも、使用者に画素が視認されにくい。つまり、表示部８３０２を用いて、使用者に現実感の高い映像を視認させることができる。
図２６Ｆは、ゴーグル型のヘッドマウントディスプレイ８４００の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ８４００は、一対の筐体８４０１と、装着部８４０２と、緩衝部材８４０３と、を有する。一対の筐体８４０１内には、それぞれ、表示部８４０４及びレンズ８４０５が設けられる。一対の表示部８４０４に互いに異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うことができる。
使用者は、レンズ８４０５を通して表示部８４０４を視認することができる。レンズ８４０５はピント調整機構を有し、使用者の視力に応じて位置を調整することができる。表示部８４０４は、正方形又は横長の長方形であることが好ましい。これにより、臨場感を高めることができる。
表示部８４０４に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
装着部８４０２は、使用者の顔のサイズに応じて調整でき、かつ、ずれ落ちることのないよう、可塑性及び弾性を有することが好ましい。また、装着部８４０２の一部は、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していることが好ましい。これにより、別途イヤフォン、スピーカなどの音響機器を必要とせず、装着しただけで映像と音声を楽しむことができる。なお、筐体８４０１内に、無線通信により音声データを出力する機能を有していてもよい。
装着部８４０２と緩衝部材８４０３は、使用者の顔（額、頬など）に接触する部分である。緩衝部材８４０３が使用者の顔と密着することにより、光漏れを防ぐことができ、より没入感を高めることができる。緩衝部材８４０３は、使用者がヘッドマウントディスプレイ８４００を装着した際に使用者の顔に密着するよう、柔らかな素材を用いることが好ましい。例えば、ゴム、シリコーンゴム、ウレタン、スポンジなどの素材を用いることができる。また、スポンジ等の表面を布、革（天然皮革又は合成皮革）、などで覆ったものを用いると、使用者の顔と緩衝部材８４０３との間に隙間が生じにくく光漏れを好適に防ぐことができる。また、このような素材を用いると、肌触りが良いことに加え、寒い季節などに装着した際に、使用者に冷たさを感じさせないため好ましい。緩衝部材８４０３又は装着部８４０２などの、使用者の肌に触れる部材は、取り外し可能な構成とすると、クリーニング又は交換が容易となるため好ましい。
図２７Ａ乃至図２７Ｆに示す電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む。）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を検知、検出、又は測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８等を有する。
図２７Ａ乃至図２７Ｆ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、日付又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又はデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画又は動画を撮影し、記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
表示部９００１に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図２７Ａ乃至図２７Ｆに示す電子機器の詳細について、以下、説明を行う。
図２７Ａ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２７Ａ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、ＳＮＳなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。又は、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２７Ｂ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２７Ｃは、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、例えばスマートウォッチ（登録商標）として用いることができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００を、例えば、無線通信可能なヘッドセットと相互通信させることによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、及び、充電を行うこともできる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。
図２７Ｄ乃至図２７Ｆ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２７Ｄは携帯情報端末９２０１を展開した状態、図２７Ｆは折り畳んだ状態、図２７Ｅは図２７Ｄと図２７Ｆの一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。例えば、表示部９００１は、曲率半径０．１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
本実施の形態で例示した構成例、それらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
１００：表示装置、１０１：基板、１１０Ｂ：発光素子、１１０Ｇ：発光素子、１１０Ｒ：発光素子、１１０Ｓ：受光素子、１１０Ｗ：発光素子、１１０：発光素子、１１１Ｂ：画素電極、１１１Ｃ：接続電極、１１１Ｇ：画素電極、１１１Ｒ：画素電極、１１１Ｓ：画素電極、１１１Ｗ：画素電極、１１１：画素電極、１１２Ｂ：有機層、１１２Ｇ：有機層、１１２Ｒ：有機層、１１２Ｗ：有機層、１１２：有機層、１１３：共通電極、１１４：共通層、１２１：保護層、１２３ａ：遮光膜、１２３ｂ：遮光膜、１２３：遮光層、１２５：絶縁層、１２６：樹脂層、１２８：層、１３１：絶縁層、１３６：マスク、１３７：マスク、１４０：接続部、１５５：有機層、１７０：基板、１７１：接着層、１７２：遮光層、１７３：レンズ、１７４Ｂ：着色層、１７４Ｇ：着色層、１７４Ｒ：着色層、１７４：着色層、１７５：レンズ、１８０：光、１９０ａ：レジストマスク、１９０ｂ：レジストマスク、１９１ａ：レジストマスク、１９１ｂ：レジストマスク、２００Ａ：表示パネル、２００Ｂ：表示パネル、２００：表示パネル、２０１：基板、２０２：基板、２０３：機能層、２１１Ｂ：発光素子、２１１Ｇ：発光素子、２１１ＩＲ：発光素子、２１１Ｒ：発光素子、２１１Ｗ：発光素子、２１１Ｘ：発光素子、２１１：発光素子、２１２：受光素子、２１３Ｒ：受発光素子、２２０：指、２２１：接触部、２２２：指紋、２２３：撮像範囲、２２５：スタイラス、２２６：軌跡、２５２：トランジスタ、２５４：接続部、２５８：トランジスタ、２５９：トランジスタ、２６０：トランジスタ、２６１：絶縁層、２６２：絶縁層、２６５：絶縁層、２６８：絶縁層、２７１：導電層、２７２ａ：導電層、２７２ｂ：導電層、２７３：導電層、２７５：絶縁層、２７８：接続部、２８１ｉ：チャネル形成領域、２８１ｎ：低抵抗領域、２８１：半導体層、２９２：接続層、２９４：絶縁層、３７０Ｂ：発光素子、３７０Ｇ：発光素子、３７０ＰＤ：受光素子、３７０Ｒ：発光素子、３７０ＳＲ：受発光素子、３７１：画素電極、３７３：活性層、３７５：共通電極、３７７：第１の電極、３７８：第２の電極、３８０Ａ：表示装置、３８０Ｂ：表示装置、３８０Ｃ：表示装置、３８１：正孔注入層、３８２：正孔輸送層、３８２－１：正孔輸送層、３８２－２：正孔輸送層、３８３Ｂ：発光層、３８３Ｇ：発光層、３８３Ｒ：発光層、３８３：発光層、３８４：電子輸送層、３８５：電子注入層、３８９：層、４００：表示装置、４１１ａ：導電層、４１１ｂ：導電層、４１１ｃ：導電層、４１２Ｇ：有機層、４１２Ｓ：有機層、４１３：共通電極、４１４：共通層、４１６：保護層、４１７：遮光層、４１９：遮光層、４２１：絶縁層、４２２：樹脂層、４３０ｂ：発光素子、４４０：受光素子、４４２：接着層、４５１：基板、４５２：基板、４５５：接着層、４６２：表示部、４６４：回路、４６５：配線、４６６：導電層、４７２：ＦＰＣ、４７３：ＩＣ、６５００：電子機器、６５０１：筐体、６５０２：表示部、６５０３：電源ボタン、６５０４：ボタン、６５０５：スピーカ、６５０６：マイク、６５０７：カメラ、６５０８：光源、６５１０：保護部材、６５１１：表示パネル、６５１２：光学部材、６５１３：タッチセンサパネル、６５１５：ＦＰＣ、６５１６：ＩＣ、６５１７：プリント基板、６５１８：バッテリ、７０００：表示部、７１００：テレビジョン装置、７１０１：筐体、７１０３：スタンド、７１１１：リモコン操作機、７２００：ノート型パーソナルコンピュータ、７２１１：筐体、７２１２：キーボード、７２１３：ポインティングデバイス、７２１４：外部接続ポート、７３００：デジタルサイネージ、７３０１：筐体、７３０３：スピーカ、７３１１：情報端末機、７４００：デジタルサイネージ、７４０１：柱、７４１１：情報端末機、８０００：カメラ、８００１：筐体、８００２：表示部、８００３：操作ボタン、８００４：シャッターボタン、８００６：レンズ、８１００：ファインダー、８１０１：筐体、８１０２：表示部、８１０３：ボタン、８２００：ヘッドマウントディスプレイ、８２０１：装着部、８２０２：レンズ、８２０３：本体、８２０４：表示部、８２０５：ケーブル、８２０６：バッテリ、８３００：ヘッドマウントディスプレイ、８３０１：筐体、８３０２：表示部、８３０４：固定具、８３０５：レンズ、８４００：ヘッドマウントディスプレイ、８４０１：筐体、８４０２：装着部、８４０３：緩衝部材、８４０４：表示部、８４０５：レンズ、９０００：筐体、９００１：表示部、９００３：スピーカ、９００５：操作キー、９００６：接続端子、９００７：センサ、９００８：マイクロフォン、９０５０：アイコン、９０５１：情報、９０５２：情報、９０５３：情報、９０５４：情報、９０５５：ヒンジ、９１０１：携帯情報端末、９１０２：携帯情報端末、９２００：携帯情報端末、９２０１：携帯情報端末

Claims (16)

  1. 第１の基板と、前記第１の基板と対向する第２の基板と、前記第１の基板上の発光素子と、前記発光素子と隣接する受光素子と、前記第１の基板上の第１の遮光層と、前記第２の基板の前記第１の基板と対向する面上の第２の遮光層と、前記第２の遮光層の前記第１の基板と対向する面上の第３の遮光層と、を有し、
    前記第１乃至前記第３の遮光層は、平面視にて、それぞれ前記発光素子と、前記受光素子と、の間に設けられ、
    前記第１の遮光層と、前記第３の遮光層と、の間には、前記平面視にて隙間を有する、
    表示装置。
  2. 請求項１において、
    前記第１の遮光層、前記第２の遮光層、前記第３の遮光層は、可視光の一部を吸収する材料を含む、
    表示装置。
  3. 請求項１又は請求項２において、
    前記第３の遮光層の数は、２以上である、
    表示装置。
  4. 請求項１乃至請求項２のいずれか一において、
    前記第１の遮光層の数は、２以上である、
    表示装置。
  5. 請求項１乃至請求項２のいずれか一において、
    前記発光素子と、前記受光素子と、の間には、絶縁層が設けられ、
    前記第１の遮光層は、前記絶縁層上に設けられる、
    表示装置。
  6. 請求項５において、
    前記絶縁層は、樹脂層である、
    表示装置。
  7. 請求項１乃至請求項２のいずれか一において、
    前記発光素子は、発光材料を含み、
    前記受光素子は、光電変換材料を含む、
    表示装置。
  8. 請求項１乃至請求項２のいずれか一において、
    着色層を有し、
    前記発光素子は、２以上の発光層を有する、
    表示装置。
  9. 請求項１乃至請求項２のいずれか一において、
    前記発光素子上に、第１のレンズが設けられる、
    表示装置。
  10. 請求項１乃至請求項２のいずれか一において、
    前記受光素子上に、第２のレンズが設けられる、
    表示装置。
  11. 請求項１乃至請求項２のいずれか一において、
    前記発光素子上に、第１のレンズが設けられ、
    前記受光素子上に、第２のレンズが設けられる、
    表示装置。
  12. 請求項１１において、
    前記第１乃至第２のレンズは、前記第２の基板と対向する側に凸形状を有する凸レンズである、
    表示装置。
  13. 請求項１１において、
    前記第１乃至第２のレンズは、断面が略台形型のレンズである、
    表示装置。
  14. 請求項１１において、
    前記第２の基板上に、前記第１乃至第２のレンズと対向する第３のレンズが設けられる、
    表示装置。
  15. 請求項１４において、
    前記第３のレンズは、前記第１の基板と対向する側に凸形状を有する凸レンズである、
    表示装置。
  16. 請求項１４において、
    前記第３のレンズは、断面が略台形型のレンズである、
    表示装置。
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