TW202013783A

TW202013783A - 顯示裝置、顯示模組及電子裝置

Info

Publication number: TW202013783A
Application number: TW108131740A
Authority: TW
Inventors: 鎌田太介; 初見亮; 久保田大介; 中村太紀
Original assignee: 日商半導體能源研究所股份有限公司
Priority date: 2018-09-14
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2020-04-01
Also published as: JP7478097B2; WO2020053692A1; JPWO2020053692A1; KR20210055699A; CN112673488A; US20210327979A1

Abstract

提供一種具有光檢測功能的顯示裝置。提供一種方便性高的顯示裝置。顯示裝置包括含有受光元件及發光元件的顯示部。受光元件包括第一像素電極、活性層及共用電極。發光元件包括第二像素電極、發光層及共用電極。活性層位於第一像素電極上。活性層包含第一有機化合物。發光層位於第二像素電極上。發光層包含與第一有機化合物不同的第二有機化合物。共用電極包括隔著活性層與第一像素電極重疊的部分及隔著發光層與第二像素電極重疊的部分。顯示裝置較佳為還包括位於第一像素電極上及第二像素電極上的公共層。公共層包括與活性層重疊的部分及與發光層重疊的部分。

Description

顯示裝置、顯示模組及電子裝置

本發明的一個實施方式係關於顯示裝置、顯示模組及電子裝置。本發明的一個實施方式係關於包括受光元件及發光元件的顯示裝置。

此外，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。作為本發明的一個實施方式的技術領域的例子，可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、電子裝置、照明設備、輸入裝置(例如，觸控感測器等)、輸入輸出裝置(例如，觸控面板等)、這些裝置的驅動方法或這些裝置的製造方法。

近年來，顯示裝置被期待應用於各種不同領域。例如，作為大型顯示裝置，可以舉出家用電視機(也稱為電視或電視接收機)、數位看板或公共資訊顯示器(PID)等。此外，作為可攜式資訊終端，對具備觸控面板的智慧手機或平板終端已在進行研發。

作為顯示裝置，例如對具備發光元件的發光裝置已在進行研發。利用電致發光(以下稱為EL)現象的發光元件(也記載為“EL元件”)具有容易實現薄型輕量化、能夠高速地回應輸入信號以及能夠被直流低電壓電源驅動的特徵等，因此被應用於顯示裝置。例如，專利文獻1公開了應用有機EL元件的具有撓性的發光裝置。

[專利文獻1]日本專利申請公開第2014-197522號公報

本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有光檢測功能的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種方便性高的顯示裝置。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有多功能的顯示裝置。本發明的一個實施方式是提供一種新穎的顯示裝置。

注意，上述目的的描述並不妨礙其他目的的存在。本發明的一個實施方式不一定需要實現所有上述目的。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的記載中抽取上述目的以外的目的。

本發明的一個實施方式是顯示部包括受光元件及第一發光元件的顯示裝置。受光元件包括第一像素電極、活性層及共用電極。第一發光元件包括第二像素電極、發光層及共用電極。活性層位於第一像素電極上。活性層包含第一有機化合物。發光層位於第二像素電極上。發光層包含與第一有機化合物不同的第二有機化合物。共用電極包括隔著活性層與第一像素電極重疊的部分及隔著發光層與第二像素電極重疊的部分。

本發明的一個實施方式是顯示部包括受光元件及第一發光元件的顯示裝置。受光元件包括第一像素電極、公共層、活性層及共用電極。第一發光元件包括第二像素電極、公共層、發光層及共用電極。活性層位於第一像素電極上。活性層包含第一有機化合物。發光層位於第二像素電極上。發光層包含與第一有機化合物不同的第二有機化合物。公共層位於第一像素電極上及第二像素電極上。公共層包括與活性層重疊的部分及與發光層重疊的部分。共用電極包括隔著公共層及活性層與第一像素電極重疊的部分及隔著公共層及發光層與第二像素電極重疊的部分。

本發明的一個實施方式是顯示部包括受光元件、第一發光元件及第二發光元件的顯示裝置。受光元件包括第一像素電極、公共層、活性層及共用電極。第一發光元件包括第二像素電極、公共層、第一發光層及共用電極。第二發光元件包括第三像素電極、公共層、第二發光層及共用電極。活性層位於第一像素電極上。活性層包含第一有機化合物。第一發光層位於第二像素電極上。第一發光層包含與第一有機化合物不同的第二有機化合物。第二發光層位於第三像素電極上。第二發光層包含與第一有機化合物及第二有機化合物不同的第三有機化合物。公共層位於第一像素電極上、第二像素電極上及第三像素電極上。公共層包括與活性層重疊的部分、與第一發光層重疊的部分及與第二發光層重疊的部分。共用電極包括隔著公共層及活性層與第一像素電極重疊的部分、隔著公共層及第一發光層與第二像素電極重疊的部分及隔著公共層及第二發光層與第三像素電極重疊的部分。

顯示部較佳為還包括透鏡。透鏡較佳為包括與受光元件重疊的部分。透過透鏡的光入射到受光元件。

顯示部較佳為還包括分隔壁。分隔壁較佳為覆蓋第一像素電極的端部及第二像素電極的端部。分隔壁較佳為具有電絕緣第一像素電極和第二像素電極的功能。分隔壁較佳為具有吸收第一發光元件發射的光的至少一部分的功能。

顯示部較佳為還包括彩色層。彩色層較佳為包括與第一像素電極的頂面接觸的部分及與分隔壁的側面接觸的部分。

或者，顯示部較佳為還包括絕緣層及彩色層。

彩色層、第一像素電極及第二像素電極較佳為都包括與絕緣層的頂面接觸的部分。此時，分隔壁較佳為覆蓋彩色層的頂面及側面。

或者，分隔壁、第一像素電極及第二像素電極較佳為都包括與絕緣層的頂面接觸的部分。此時，分隔壁較佳為包括到達絕緣層的開口，彩色層較佳為包括藉由開口與絕緣層接觸的部分及與分隔壁的頂面接觸的部分。

彩色層較佳為包括彩色濾光片或黑矩陣。

顯示部較佳為還包括遮光層。遮光層的端部較佳為與透鏡的端部重疊。遮光層較佳為與分隔壁重疊。

顯示部較佳為具有撓性。

本發明的一個實施方式是一種包括具有上述任何結構的顯示裝置的模組，該模組安裝有軟性印刷電路板(FPC)或捲帶式封裝(TCP)等連接器或者利用晶粒玻璃接合(COG)方式或薄膜覆晶封裝(COF)方式等安裝有積體電路(IC)等。

本發明的一個實施方式是一種包括天線、電池、外殼、攝像頭、揚聲器、麥克風及操作按鈕中的至少一個及上述模組的電子裝置。

根據本發明的一個實施方式，可以提供一種具有光檢測功能的顯示裝置。根據本發明的一個實施方式，可以提供一種方便性高的顯示裝置。根據本發明的一個實施方式，可以提供一種多功能的顯示裝置。根據本發明的一個實施方式，可以提供一種新穎的顯示裝置。

注意，上述效果的描述並不妨礙其他效果的存在。本發明的一個實施方式不一定需要具有所有上述效果。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的描述中抽取上述效果外的效果。

C1‧‧‧電容元件

C2‧‧‧電容元件

EL‧‧‧發光元件

IR‧‧‧發光元件

L1‧‧‧距離

L2‧‧‧距離

LE‧‧‧透鏡

M1‧‧‧晶体管

M2‧‧‧晶体管

M3‧‧‧晶体管

M4‧‧‧晶体管

M5‧‧‧晶体管

M6‧‧‧晶体管

M7‧‧‧晶体管

OLED‧‧‧有機EL元件

OPD‧‧‧有機光電二極體

OUT1‧‧‧佈線

OUT2‧‧‧佈線

PD‧‧‧受光元件

PIX1‧‧‧像素電路

PIX2‧‧‧像素電路

SUB‧‧‧基板

V1‧‧‧佈線

V2‧‧‧佈線

V3‧‧‧佈線

V4‧‧‧佈線

V5‧‧‧佈線

10A‧‧‧顯示裝置

10B‧‧‧顯示裝置

10C‧‧‧顯示裝置

10D‧‧‧顯示裝置

10E‧‧‧顯示裝置

10F‧‧‧顯示裝置

10G‧‧‧顯示裝置

10H‧‧‧顯示裝置

10J‧‧‧顯示裝置

10K‧‧‧顯示裝置

10L‧‧‧顯示裝置

10M‧‧‧顯示裝置

21‧‧‧發光

22‧‧‧光

23a‧‧‧光

23b‧‧‧反射光

23c‧‧‧光

23d‧‧‧反射光

41‧‧‧電晶體

42‧‧‧電晶體

43‧‧‧驅動電路

44‧‧‧驅動電路

50A‧‧‧顯示裝置

50B‧‧‧顯示裝置

51‧‧‧基板

52‧‧‧手指

53‧‧‧具有受光元件的層

55‧‧‧具有電晶體的層

57‧‧‧具有發光元件的層

59‧‧‧基板

100A‧‧‧顯示裝置

100B‧‧‧顯示裝置

100C‧‧‧顯示裝置

100D‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧受光元件

111‧‧‧像素電極

112‧‧‧公共層

113‧‧‧活性層

114‧‧‧公共層

114a‧‧‧公共層

114b‧‧‧公共層

115‧‧‧共用電極

142‧‧‧黏合層

143‧‧‧空間

146‧‧‧透鏡陣列

147‧‧‧彩色層

148‧‧‧彩色層

148a‧‧‧彩色層

148b‧‧‧彩色層

148c‧‧‧彩色層

149‧‧‧透鏡

151‧‧‧基板

152‧‧‧基板

153‧‧‧基板

154‧‧‧基板

155‧‧‧黏合層

162‧‧‧顯示部

164‧‧‧電路

165‧‧‧佈線

166‧‧‧導電層

172‧‧‧FPC

173‧‧‧IC

182‧‧‧緩衝層

184‧‧‧緩衝層

186‧‧‧電洞傳輸層

190‧‧‧發光元件

191‧‧‧像素電極

192‧‧‧緩衝層

193‧‧‧發光層

193B‧‧‧發光層

193G‧‧‧發光層

193R‧‧‧發光層

194‧‧‧緩衝層

195‧‧‧保護層

195a‧‧‧無機絕緣層

195b‧‧‧有機絕緣層

195c‧‧‧無機絕緣層

196B‧‧‧電洞傳輸層

196G‧‧‧電洞傳輸層

196R‧‧‧電洞傳輸層

201‧‧‧電晶體

204‧‧‧連接部

205‧‧‧電晶體

206‧‧‧電晶體

208‧‧‧電晶體

209‧‧‧電晶體

210‧‧‧電晶體

211‧‧‧絕緣層

212‧‧‧絕緣層

213‧‧‧絕緣層

214‧‧‧絕緣層

215‧‧‧絕緣層

216‧‧‧分隔壁

217‧‧‧分隔壁

218‧‧‧絕緣層

221‧‧‧導電層

222a‧‧‧導電層

222b‧‧‧導電層

223‧‧‧導電層

225‧‧‧絕緣層

228‧‧‧區域

231‧‧‧半導體層

231i‧‧‧通道形成區域

231n‧‧‧低電阻區域

242‧‧‧連接層

6500‧‧‧電子裝置

6501‧‧‧外殼

6502‧‧‧顯示部

6503‧‧‧電源按鈕

6504‧‧‧按鈕

6505‧‧‧揚聲器

6506‧‧‧麥克風

6507‧‧‧攝像頭

6508‧‧‧光源

6510‧‧‧保護構件

6511‧‧‧顯示面板

6512‧‧‧光學構件

6513‧‧‧觸控感測器面板

6515‧‧‧FPC

6516‧‧‧IC

6517‧‧‧印刷電路板

6518‧‧‧電池

7000‧‧‧顯示部

7100‧‧‧電視機

7101‧‧‧外殼

7103‧‧‧支架

7111‧‧‧遙控器

7200‧‧‧筆記型個人電腦

7211‧‧‧外殼

7212‧‧‧鍵盤

7213‧‧‧指向裝置

7214‧‧‧外部連接埠

7300‧‧‧數位看板

7301‧‧‧外殼

7303‧‧‧揚聲器

7311‧‧‧資訊終端設備

7400‧‧‧數位看板

7401‧‧‧柱

7411‧‧‧資訊終端設備

9000‧‧‧外殼

9001‧‧‧顯示部

9003‧‧‧揚聲器

9005‧‧‧操作鍵

9006‧‧‧連接端子

9007‧‧‧感測器

9008‧‧‧麥克風

9050‧‧‧圖示

9051‧‧‧資訊

9052‧‧‧資訊

9053‧‧‧資訊

9054‧‧‧資訊

9055‧‧‧鉸鏈

9101‧‧‧可攜式資訊終端

9102‧‧‧可攜式資訊終端

9200‧‧‧可攜式資訊終端

9201‧‧‧可攜式資訊終端

圖1A至圖1D是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖，圖1E至圖1H是示出像素的一個例子的頂面圖；

圖2A至圖2C是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；

圖3A至圖3C是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；

圖4A至圖4C是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；

圖5A至圖5C是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；

圖6A至圖6C是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；

圖7是示出顯示裝置的一個例子的透視圖；

圖8是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；

圖9A和圖9B是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；

圖10A至圖10C是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；

圖11是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖；

圖12A和圖12B是示出像素電路的一個例子的電路圖；

圖13A和圖13B是示出電子裝置的一個例子的圖；

圖14A至圖14D是示出電子裝置的一個例子的圖；

圖15A至圖15F是示出電子裝置的一個例子的圖；

圖16A和圖16B是示出用於實施例1中的計算的構成要素的位置關係的剖面圖；

圖17是示出實施例1的計算結果的圖；

圖18是示出實施例1的計算結果的圖；

圖19是示出實施例2的受光元件的特性的圖；

圖20A至圖20D示出實施例2的拍攝結果；

圖21是示出構成實施例3的顯示裝置的像素的器件結構的圖；

圖22是示出實施例3的光譜靈敏度的波長依賴性和電洞傳輸層的厚度的關係的圖；

圖23是示出實施例3的入射光強度和光電流的關係的圖；

圖24是實施例3中的顯示裝置的顯示結果；

圖25是示出實施例3中的顯示裝置的拍攝結果。

參照圖式對實施方式進行詳細說明。注意，本發明不侷限於以下說明，而所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。

注意，在下面說明的發明結構中，在不同的圖式中共同使用相同的符號來顯示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反復說明。此外，當顯示具有相同功能的部分時有時使用相同的陰影線，而不特別附加符號。

此外，為了便於理解，有時圖式中示出的各構成要素的位置、大小及範圍等並不顯示其實際的位置、大小及範圍等。因此，所公開的發明不一定侷限於圖式所公開的位置、大小、範圍等。

此外，根據情況或狀態，可以互相調換“膜”和“層”的詞語。例如，可以將“導電層”變換為“導電膜”。此外，可以將“絕緣膜”變換為“絕緣層”。

實施方式1

在本實施方式中，參照圖1A至圖11對本發明的一個實施方式的顯示裝置進行說明。

本實施方式的顯示裝置在顯示部包括受光元件及發光元件。明確而言，在顯示部中，發光元件配置為矩陣形狀，由此該顯示部能夠顯示影像。此外，在該顯示部中，受光元件配置為矩陣形狀，由此該顯示部也用作受光部。受光部可以用於影像感測器或觸控感測器。也就是說，藉由由受光部檢測出光，能夠拍攝影像或者檢測出對象(手指或筆等)的接近或接觸。

在本實施方式的顯示裝置中，當顯示部含有的發光元件所發射的光被對象反射時，受光元件能夠檢測出該反射光，由此即使在黑暗處也能夠拍攝影像或者檢測出觸摸(包括靠近(near touch))。

本實施方式的顯示裝置具有使用發光元件顯示影像的功能。也就是說，發光元件被用作顯示元件。

作為發光元件，較佳為使用如有機發光二極體(OLED)或量子點發光二極體(QLED)等EL元件。作為EL元件含有的發光物質，可以舉出發射螢光的物質(螢光材料)、發射磷光的物質(磷光材料)、無機化合物(量子點材料等)、呈現熱活化延遲螢光的物質(TADF材料)等。此外，作為發光元件，也可以使用如微型發光二極體(Micro LED)等LED。

本實施方式的顯示裝置具有使用受光元件檢測出光的功能。

當將受光元件用於影像感測器時，本實施方式的顯示裝置能夠使用受光元件拍攝影像。

例如，可以使用影像感測器獲取指紋、掌紋或虹膜等的資料。也就是說，可以在本實施方式的顯示裝置內設置生物識別用感測器。藉由在顯示裝置內設置生物識別用感測器，與分別設置顯示裝置和生物識別用感測器的情況相比，可以減少電子裝置的零件個數，由此可以實現電子裝置的小型化及輕量化。

此外，可以使用影像感測器獲取使用者的表情、視線或瞳孔直徑的變化等的資料。藉由分析該資料，可以獲取使用者的身心的資訊。藉由根據該資訊改變視頻和音訊中的一個或兩個的輸出內容，可以讓使用者安全使用如虛擬實境(VR)用設備、增強現實(AR)用設備、混合現實(MR)用設備等設備。

此外，在將受光元件用於觸控感測器的情況下，本實施方式的顯示裝置使用受光元件檢測出對象的接近或接觸。

作為受光元件，例如，可以使用pn型或pin型光電二極體。受光元件被用作檢測出入射到受光元件的光來產生電荷的光電轉換元件。所產生的電荷量取決於所入射的光量。

尤其是，作為受光元件，較佳為使用具有包含有機化合物的層的有機光電二極體。有機光電二極體容易實現薄型化、輕量化及大面積化，且形狀及設計的彈性高，由此可以應用於各種各樣的顯示裝置。

在本發明的一個實施方式中，使用有機EL元件作為發光元件，並使用有機光電二極體作為受光元件。有機光電二極體中可以以與有機EL元件相同的結構形成的層很多。因此，可以在不需大幅度增加製程的情況下在顯示裝置內設置受光元件。例如，可以將受光元件的活性層及發光元件的發光層分別形成，而其他層則是受光元件和發光元件共同使用。注意，有時受光元件與發光元件共同使用的層在受光元件中的功能和在發光元件中的功能不同。在本說明書中，根據發光元件的功能稱呼構成要素。例如，電洞注入層分別在發光元件和受光元件中具有電洞注入層和電洞傳輸層的功能。與此同樣，電子注入層分別在發光元件和受光元件中具有電子注入層和電子傳輸層的功能。

圖1A至圖1D示出本發明的一個實施方式的顯示裝置的剖面圖。

圖1A所示的顯示裝置50A在基板51與基板59之間包括具有受光元件的層53及具有發光元件的層57。

圖1B所示的顯示裝置50B在基板51與基板59之間包括具有受光元件的層53、具有電晶體的層55及具有發光元件的層57。

顯示裝置50A及顯示裝置50B從具有發光元件的層57發射紅色(R)、綠色(G)以及藍色(B)的光。

本發明的一個實施方式的顯示裝置具有配置為矩陣形狀的多個像素。一個像素具有一個以上的子像素。一個子像素具有一個發光元件。例如，像素可以採用具有三個子像素的結構(R、G、B的三種顏色或黃色(Y)、青色(C)及洋紅色(M)的三種顏色等)或具有四個子像素的結構(R、G、B、白色(W)的四種顏色或者R、G、B、Y的四種顏色等)。再者，像素具有受光元件。受光元件既可設置在所有像素又可設置在一部分像素中。此外，一個像素也可以具有多個受光元件。

具有電晶體的層55較佳為具有第一電晶體及第二電晶體。第一電晶體與受光元件電連接。第二電晶體與發光元件電連接。

本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以具有檢測出與顯示裝置接觸的如手指等對象的功能。例如，如圖1C所示，具有發光元件的層57中的發光元件所發射的光被接觸顯示裝置50B的手指52反射，使得具有受光元件的層53中的受光元件檢測出該反射光。由此，可以檢測出與顯示裝置50B接觸的手指52。

如圖1D所示，本發明的一個實施方式的顯示裝置也可以具有對接近顯示裝置50B(未接觸)的對象進行檢測或拍攝的功能。

圖1E至圖1H示出像素的一個例子。

圖1E、圖1F所示的像素包括R、G、B的三個子像素(三個發光元件)和受光元件PD。圖1E是三個子像素及受光元件PD配置為2×2的矩陣形狀的例子，圖1F是三個子像素及受光元件PD配置為一個橫列的例子。

圖1G所示的像素包括R、G、B、W的四個子像素(四個發光元件)及受光元件PD。

圖1H所示的像素包括R、G、B的三個子像素、發射紅外光的發光元件IR及受光元件PD。此時，受光元件PD較佳為具有檢測出紅外光的功能。受光元件PD也可以具有檢測出可見光和紅外光的兩者的功能。根據感測器的用途，可以決定受光元件PD所檢測出的光的波長。

以下參照圖2A至圖5C說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的詳細結構。

[顯示裝置10A]

圖2A示出顯示裝置10A的剖面圖。

顯示裝置10A包括顯示元件110及發光元件190。

受光元件110包括像素電極111、公共層112、活性層113、公共層114及共用電極115。

發光元件190包括像素電極191、公共層112、發光層193、公共層114及共用電極115。

像素電極111、像素電極191、公共層112、活性層113、發光層193、公共層114及共用電極115均既可具有單層結構又可具有疊層結構。

像素電極111及像素電極191位於絕緣層214上。像素電極111及像素電極191可以使用同一材料及同一製程形成。

公共層112位於像素電極111上及像素電極191上。公共層112是受光元件110與發光元件190共同使用的層。

活性層113隔著公共層112與像素電極111重疊。發光層193隔著公共層112與像素電極191重疊。活性層113包含第一有機化合物，而發光層193包含與第一有機化合物不同的第二有機化合物。

公共層114位於公共層112上、活性層113上及發光層193上。公共層114是受光元件110與發光元件190共同使用的層。

共用電極115具有隔著公共層112、活性層113及公共層114與像素電極111重疊的部分。此外，共用電極115具有隔著公共層112、發光層193及公共層114與像素電極191重疊的部分。共用電極115是受光元件110與發光元件190共同使用的層。

在本實施方式的顯示裝置中，受光元件110的活性層113使用有機化合物。受光元件110的活性層113以外的層可以採用與發光元件190(EL)相同的結構。由此，只要在發光元件190的製程中追加形成活性層113的製程，就可以在形成發光元件190的同時形成受光元件110。此外，發光元件190與受光元件110可以形成在同一基板上。因此，可以在不需大幅度增加製程的情況下在顯示裝置內設置受光元件110。

在顯示裝置10A中，只有受光元件110的活性層113及發光元件190的發光層193是分別形成的，而其他層可以是受光元件110和發光元件190共同使用。但是，受光元件110及發光元件190的結構不侷限於此。除了活性層113及發光層193以外，受光元件110及發光元件190還可以具有其他分別形成的層(參照後述的顯示裝置10K、顯示裝置10L及顯示裝置10M)。受光元件110與發光元件190較佳為共同使用一層以上的層(公共層)。由此，可以在不需大幅度增加製程的情況下在顯示裝置內設置受光元件110。

顯示裝置10A在一對基板(基板151及基板152)之間包括受光元件110、發光元件190、電晶體41及電晶體42等。

在受光元件110中，位於像素電極111與共用電極115之間的公共層112、活性層113及公共層114各自可以被稱為有機層(包含有機化合物的層)。像素電極111較佳為具有反射可見光的功能。像素電極111的端部被分隔壁216覆蓋。共用電極115較佳為具有透射可見光的功能。

受光元件110具有檢測光的功能。明確而言，受光元件110是接受從顯示裝置10A的外部入射的光22並將其轉換為電信號的光電轉換元件。光22也可以說是發光元件190的光被對象反射的光。此外，光22也可以藉由後述的透鏡入射到受光元件110。在本實施方式中，與發光元件190同樣，像素電極111用作陽極，而共用電極115用作陰極。也就是說，藉由將反向偏壓施加到像素電極111與共用電極115之間來驅動受光元件110，可以檢測出入射到受光元件110的光來產生電荷。

基板152的基板151一側的表面設置有遮光層BM。遮光層BM在與受光元件110重疊的位置及與發光元件190重疊的位置形成有開口。藉由設置遮光層BM，可以控制受光元件110檢測光的範圍。

作為遮光層BM，可以使用遮擋來自發光元件的光的材料。遮光層BM較佳為吸收可見光。作為遮光層BM，例如，可以使用金屬材料或包含顏料(碳黑等)或染料的樹脂材料等形成黑矩陣。遮光層BM也可以採用紅色濾光片、綠色濾光片及藍色濾光片的疊層結構。

這裡，受光元件110檢測出被對象反射的來自發光元件190的光。但是，有時來自發光元件190的光在顯示裝置10A內被反射而不經對象地入射到受光元件110。遮光層BM可以減少這種雜散光的負面影響。例如，在沒有設置遮光層BM的情況下，有時發光元件190所發射的光23a被基板152反射，由此反射光23b入射到受光元件110。藉由設置遮光層BM，可以抑制反射光23b入射到受光元件110。由此，可以減少雜訊來提高使用受光元件110的感測器的靈敏度。

在發光元件190中，分別位於像素電極191與共用電極115之間的公共層112、發光層193及公共層114可以被稱為EL層。像素電極191較佳為具有反射可見光的功能。像素電極191的端部被分隔壁216覆蓋。像素電極111和像素電極191藉由分隔壁216彼此電絕緣。共用電極115較佳為具有透射可見光的功能。

發光元件190具有發射可見光的功能。明確而言，發光元件190是電壓被施加到像素電極191與共用電極115之間時向基板152一側發射光的電致發光元件(參照發光21)。

發光層193較佳為以不與受光元件110的受光區域重疊的方式形成。由此，可以抑制發光層193對光22的吸收，來可以增加照射到受光元件110的光量。

像素電極111藉由設置在絕緣層214中的開口電連接到電晶體41的源極或汲極。像素電極111的端部被分隔壁216覆蓋。

像素電極191藉由設置在絕緣層214中的開口電連接到電晶體42的源極或汲極。像素電極191的端部被分隔壁216覆蓋。電晶體42具有控制發光元件190的驅動的功能。

電晶體41及電晶體42接觸地形成於同一層(圖2A中的基板151)上。

電連接於受光元件110的電路中的至少一部分較佳為使用與電連接於發光元件190的電路相同的材料及製程而形成。由此，與分別形成兩個電路的情況相比，可以減小顯示裝置的厚度，並可以簡化製程。

受光元件110及發光元件190各自較佳為被保護層195覆蓋。在圖2A中，保護層195設置在共用電極115上並與該共用電極115接觸。藉由設置保護層195，可以抑制水等雜質混入受光元件110及發光元件190，由此可以提高受光元件110及發光元件190的可靠性。此外，可以使用黏合層142貼合保護層195和基板152。

此外，如圖3A所示，受光元件110及發光元件190上也可以沒有保護層。在圖3A中，使用黏合層142貼合共用電極115和基板152。

[顯示裝置10B]

圖2B示出顯示裝置10B的剖面圖。此外，在後述的顯示裝置的說明中，有時省略說明與先前說明的顯示裝置同樣的結構。

圖2B所示的顯示裝置10B除了包括顯示裝置10A的結構以外還包括透鏡149。

本實施方式的顯示裝置也可以包括透鏡149。透鏡149設置在與受光元件110重疊的位置。在顯示裝置10B中，以與基板152接觸的方式設置有透鏡149。顯示裝置10B所包括的透鏡149在基板151一側具有凸面。或者，透鏡149也可以在基板152一側具有凸面。

在將遮光層BM和透鏡149的兩者形成在基板152的同一面上的情況下，對它們的形成順序沒有限制。雖然在圖2B中示出先形成透鏡149的例子，但是也可以先形成遮光層BM。在圖2B中，透鏡149的端部被遮光層BM覆蓋。

顯示裝置10B採用光22藉由透鏡149入射到受光元件110的結構。與沒有透鏡149的情況相比，藉由設置透鏡149，可以減小受光元件110的拍攝範圍，由此可以抑制與相鄰的受光元件110的拍攝範圍重疊。由此，可以拍攝模糊少的清晰影像。此外，在受光元件110的拍攝範圍相等的情況下，與沒有透鏡149的情況相比，藉由設置透鏡149，可以增大針孔的尺寸(在圖2B中相當於與受光元件110重疊的BM的開口尺寸)。由此，藉由具有透鏡149，可以增加入射到受光元件110的光量。

與圖2B所示的顯示裝置10B同樣，圖3B和圖3C所示的顯示裝置也各自採用光22藉由透鏡149入射到受光元件110的結構。

在圖3B中，以與保護層195的頂面接觸的方式設置有透鏡149。圖3B所示的顯示裝置所包括的透鏡149在基板152一側具有凸面。

圖3C所示的顯示裝置在基板152的顯示面一側設置有透鏡陣列146。透鏡陣列146所具有的透鏡設置在與受光元件110重疊的位置。較佳為基板152的基板151一側的表面設置有遮光層BM。

作為用於本實施方式的顯示裝置的透鏡的形成方法，既可在基板上或受光元件上直接形成如微透鏡等透鏡，又可將另外製成的微透鏡陣列等透鏡陣列貼合在基板上。

[顯示裝置10C]

圖2C示出顯示裝置10C的剖面圖。

圖2C所示的顯示裝置10C與顯示裝置10A的不同之處在於：包括基板153、基板154、黏合層155、絕緣層212及分隔壁217，而不包括基板151、基板152及分隔壁216。

基板153和絕緣層212被黏合層155貼合。基板154和保護層195被黏合層142貼合。

顯示裝置10C將形成在製造基板上的絕緣層212、電晶體41、電晶體42、受光元件110及發光元件190等轉置在基板153上而形成。基板153和基板154較佳為具有撓性。由此，可以提高顯示裝置10C的撓性。例如，基板153和基板154較佳為使用樹脂。

作為基板153及基板154，可以使用如下材料：聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯樹脂、聚丙烯腈樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚醚碸(PES)樹脂、聚醯胺樹脂(尼龍、芳香族聚醯胺等)、聚矽氧烷樹脂、環烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚四氟乙烯(PTFE)樹脂、ABS樹脂以及纖維素奈米纖維等。基板153和基板154中的一個或兩個也可以使用其厚度為具有撓性程度的玻璃。

本實施方式的顯示裝置所具有的基板可以使用光學各向同性高的薄膜。作為光學各向同性高的薄膜，可以舉出三乙酸纖維素(也被稱為TAC：Cellulose triacetate)薄膜、環烯烴聚合物(COP)薄膜、環烯烴共聚物(COC)薄膜及丙烯酸薄膜等。

分隔壁217較佳為吸收發光元件所發射的光。作為分隔壁217，例如可以使用包含顏料或染料的樹脂材料等形成黑矩陣。此外，藉由使用茶色光阻劑材料，可以由被著色的絕緣層構成分隔壁217。

發光元件190所發射的光23c有時被基板154及分隔壁217反射，使得反射光23d入射到受光元件110。此外，光23c有時透過分隔壁217被電晶體或佈線等反射，使得反射光入射到受光元件110。藉由由分隔壁217吸收光23c，可以抑制反射光23d入射到受光元件110。由此，可以減少雜訊來提高使用受光元件110的感測器的靈敏度。

分隔壁217較佳為至少吸收受光元件110所檢測出的光的波長。例如，在受光元件110檢測出發光元件190所發射的綠色光的情況下，分隔壁217較佳為至少吸收綠色光。例如，當分隔壁217具有紅色濾光片時，可以吸收綠色光23c，由此可以抑制反射光23d入射到受光元件110。

[顯示裝置10D]

圖4A示出顯示裝置10D的剖面圖。

顯示裝置10D除了包括顯示裝置10B的結構以外還包括彩色層148a。

彩色層148a具有與受光元件110所包括的像素電極111的頂面接觸的部分及與分隔壁216的側面接觸的部分。

彩色層148a較佳為吸收發光元件所發射的光。作為彩色層148a，例如可以使用包含顏料或染料的樹脂材料等形成黑矩陣。此外，藉由使用茶色光阻劑材料，可以由被著色的絕緣層構成彩色層148a。

彩色層148a較佳為至少吸收受光元件110所檢測出的光的波長。例如，在受光元件110檢測出發光元件190所發射的綠色光的情況下，彩色層148a較佳為吸收綠色光。例如，當彩色層148a具有紅色濾光片時，可以吸收綠色光，由此可以抑制反射光入射到受光元件110。

彩色層148a吸收在顯示裝置10D內產生的雜散光，由此可以減少入射到受光元件110的雜散光的量。由此，可以減少雜訊來提高使用受光元件110的感測器的靈敏度。

在本實施方式的顯示裝置中，彩色層配置在受光元件110與發光元件190之間。由此，可以抑制從發光元件190入射到受光元件110的雜散光。

[顯示裝置10E]

圖4B示出顯示裝置10E的剖面圖。

顯示裝置10E除了包括顯示裝置10D的結構以外還包括彩色層148b。可以用於彩色層148b的材料與彩色層148a同樣。

彩色層148b具有與受光元件190所包括的像素電極191的頂面接觸的部分及與分隔壁216的側面接觸的部分。

本實施方式的顯示裝置較佳為具有彩色層148a和彩色層148b中的一個或兩個。

藉由具有彩色層148a和彩色層148b的兩者，可以進一步減少入射到受光元件110的雜散光量。

在顯示裝置10E中，彩色層148b與像素電極191的頂面接觸，由此有時發光元件190的光21中取出到顯示裝置10E的外部的光量比顯示裝置10D(圖4A)少。因此，在設置彩色層148a和彩色層148b中的一個的情況下，較佳為與顯示裝置10D同樣地只設置受光元件110一側的彩色層148a。由此，可以提高發光元件190的光取出效率，並可以抑制入射到受光元件110的雜散光。從而，可以在顯示品質高的顯示裝置內設置靈敏度高的感測器。

[顯示裝置10F]

圖4C示出顯示裝置10F的剖面圖。

顯示裝置10F除了包括顯示裝置10B的結構以外還包括彩色層148。可以用於彩色層148的材料與彩色層148a同樣。

彩色層148覆蓋分隔壁216的頂面及側面。彩色層148具有與受光元件110所包括的像素電極111的頂面接觸的部分及與發光元件190所包括的像素電極191的頂面接觸的部分。

圖4B所示的彩色層148a及彩色層148b不一定需要彼此分開，也可以為如圖4C所示的彩色層148那樣的一個膜。彩色層148吸收在顯示裝置10F內產生的雜散光，由此可以減少入射到受光元件110的雜散光的量。由此，可以減少雜訊來提高使用受光元件110的感測器的靈敏度。

[顯示裝置10G]

圖5A示出顯示裝置10G的剖面圖。

顯示裝置10G除了包括顯示裝置10B的結構以外還包括彩色層147。

彩色層147位於絕緣層214上，並且分隔壁216覆蓋彩色層147的頂面及側面。彩色層147和受光元件110藉由分隔壁216彼此電絕緣。與此同樣，彩色層147和發光元件190藉由分隔壁216彼此電絕緣。

可以用於彩色層147的材料與彩色層148a同樣。與上述彩色層148、彩色層148a及彩色層148b同樣，彩色層147吸收在顯示裝置10G內產生的雜散光，由此可以減少入射到受光元件110的雜散光的量。由此，可以減少雜訊來提高使用受光元件110的感測器的靈敏度。

因為上述彩色層148、彩色層148a及彩色層148b吸收光，所以有時受到材料的影響其電阻率變得比分隔壁216低。例如，包含如碳黑等顏料的樹脂的電阻率比不包含該顏料的樹脂低。由此，根據材料的種類，當設置彩色層148、彩色層148a及彩色層148b中的任一個時，有可能發生電流洩漏到相鄰的發光元件或受光元件。例如，由於電流洩漏到相鄰的發光元件，導致所希望的發光元件以外的發光(也稱為串擾)。

另一方面，彩色層147分別與受光元件110及發光元件190分開設置。此外，彩色層147分別與受光元件110及發光元件190藉由分隔壁216電絕緣。由此，即使彩色層147的電阻率低，也不容易影響到受光元件110及發光元件190。因此，可以擴大用於彩色層147的材料的選擇範圍，所以是較佳的。例如，作為彩色層147，也可以使用金屬材料等形成黑矩陣。

[顯示裝置10H]

圖5B示出顯示裝置10H的剖面圖。

顯示裝置10H除了包括顯示裝置10B的結構以外還包括彩色層148c。

在顯示裝置10H中，分隔壁216具有到達絕緣層214的開口。彩色層148c具有藉由該開口與絕緣層214接觸的部分、在該開口的內側與分隔壁216的側面接觸的部分及與分隔壁216的頂面接觸的部分。彩色層148c和受光元件110藉由分隔壁216彼此電絕緣。與此同樣，彩色層148c和發光元件190藉由分隔壁216彼此電絕緣。

可以用於彩色層148c的材料與彩色層147同樣。彩色層148c吸收在顯示裝置10H內產生的雜散光，由此可以減少入射到受光元件110的雜散光的量。由此，可以減少雜訊來提高使用受光元件110的感測器的靈敏度。

彩色層148c分別與受光元件110及發光元件190分開設置。此外，彩色層148c分別與受光元件110及發光元件190藉由分隔壁216電絕緣。由此，即使彩色層148c的電阻率低，也不容易影響到受光元件110及發光元件190。因此，可以擴大用於彩色層148c的材料的選擇範圍，所以是較佳的。

[顯示裝置10J]

圖5C示出顯示裝置10J的剖面圖。

顯示裝置10J除了包括顯示裝置10D的結構以外還包括彩色層148c。

如圖4A至圖4C及圖5A至圖5C所示，本發明的一個實施方式的顯示裝置較佳為具有彩色層148、彩色層148a、彩色層148b、彩色層148c及彩色層147中的一個或多個。由此可以吸收在顯示裝置內產生的雜散光，並可以減少入射到受光元件110的雜散光的量。由此，可以減少雜訊來提高使用受光元件110的感測器的靈敏度。

[顯示裝置10K、顯示裝置10L及顯示裝置10M]

圖6A示出顯示裝置10K的剖面圖，圖6B示出顯示裝置10L的剖面圖，並且圖6C示出顯示裝置10M的剖面圖。

顯示裝置10K與顯示裝置10A的不同之處在於：包括緩衝層184及緩衝層194，而沒有公共層114。緩衝層184及緩衝層194既可具有單層結構又可具有疊層結構。

在顯示裝置10K中，受光元件110包括像素電極111、公共層112、活性層113、緩衝層184及共用電極115。此外，在顯示裝置10K中，發光元件190包括像素電極191、公共層112、發光層193、緩衝層194及共用電極115。

顯示裝置10L與顯示裝置10A的不同之處在於：包括緩衝層182及緩衝層192，而沒有公共層112。緩衝層182及緩衝層192既可具有單層結構又可具有疊層結構。

在顯示裝置10L中，受光元件110包括像素電極111、緩衝層182、活性層113、公共層114及共用電極115。此外，在顯示裝置10L中，發光元件190包括像素電極191、緩衝層192、發光層193、公共層114及共用電極115。

顯示裝置10M與顯示裝置10A的不同之處在於：包括緩衝層182、緩衝層184、緩衝層192及緩衝層194，而沒有公共層112及公共層114。

在顯示裝置10M中，受光元件110包括像素電極111、緩衝層182、活性層113、緩衝層184及共用電極115。此外，在顯示裝置10M中，發光元件190包括像素電極191、緩衝層192、發光層193、緩衝層194及共用電極115。

在受光元件110及發光元件190的製造中，不但可以分別形成活性層113及發光層193，而且還可以分別形成其他層。

在顯示裝置10K中，分別形成共用電極115與活性層113之間的緩衝層184及共用電極115與發光層193之間的緩衝層194。作為緩衝層184，例如，可以形成電子傳輸層。作為緩衝層194，例如，可以形成電子注入層和電子傳輸層中的一個或兩個。

在顯示裝置10L中，分別形成像素電極111與活性層113之間的緩衝層182及像素電極191與發光層193之間的緩衝層192。作為緩衝層182，例如，可以形成電洞傳輸層。作為緩衝層192，例如，可以形成電洞注入層和電洞傳輸層中的一個或兩個。

在顯示裝置10M中，受光元件110和發光元件190在一對電極(像素電極111或像素電極191與共用電極115)之間沒有公共層。作為顯示裝置10M所包括的受光元件110及發光元件190，在絕緣層214上使用同一材料及同一製程形成像素電極111及像素電極191，在像素電極111上形成緩衝層182、活性層113及緩衝層184，在像素電極191上形成緩衝層192、發光層193及緩衝層194，然後，以覆蓋像素電極111、緩衝層182、活性層113、緩衝層184、像素電極191、緩衝層192、發光層193及緩衝層194的方式形成共用電極115。對緩衝層182、活性層113及緩衝層184的疊層結構、緩衝層192、發光層193及緩衝層194的疊層結構的形成順序沒有特別的限制。例如，也可以在形成緩衝層182、活性層113、緩衝層184之後，形成緩衝層192、發光層193及緩衝層194。與此相反，也可以在形成緩衝層182、活性層113、緩衝層184之前，形成緩衝層192、發光層193及緩衝層194。此外，也可以按照緩衝層182、緩衝層192、活性層113、發光層193等的順序交替形成。

以下參照圖7至圖11說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的更詳細的結構。

[顯示裝置100A]

圖7示出顯示裝置100A的透視圖，而圖8示出顯示裝置100A的剖面圖。

顯示裝置100A具有貼合基板152與基板151的結構。在圖7中，以虛線表示基板152。

顯示裝置100A包括顯示部162、電路164及佈線165等。圖7示出在顯示裝置100A中安裝有IC(積體電路)173及FPC172的例子。因此，也可以將圖7所示的結構稱為包括顯示裝置100A、IC及FPC的顯示模組。

作為電路164，例如可以使用掃描線驅動電路。

佈線165具有對顯示部162及電路164供應信號及電力的功能。該信號及電力從外部經由FPC172或者從IC173輸入到佈線165。

图7示出通过晶粒玻璃接合封裝(COG)方式或薄膜覆晶封裝(COF)方式等在衬底151上设置IC173的例子。作為IC173，例如可以使用包括掃描線驅動電路或信號線驅動電路等的IC。注意，顯示裝置100A及顯示模組不一定必須設置有IC。此外，也可以將IC利用COF方式等安裝於FPC。

圖8示出圖7所示的顯示裝置100A的包括FPC172的區域的一部分、包括電路164的區域的一部分、包括顯示部162的區域的一部分及包括端部的區域的一部分的剖面的一個例子。

圖8所示的顯示裝置100A在基板151與基板152之間包括電晶體201、電晶體205、電晶體206、發光元件190及受光元件110等。

基板152及絕緣層214藉由黏合層142黏合。作為對發光元件190及受光元件110的密封，可以採用固體密封結構或中空密封結構等。在圖8中，由基板152、黏合層142及絕緣層214圍繞的空間143填充有惰性氣體(氮、氬等)，採用中空密封結構。黏合層142也可以與發光元件190重疊。此外，由基板152、黏合層142及絕緣層214圍繞的空間143也可以填充有與黏合層142不同的樹脂。

發光元件190具有從絕緣層214一側依次層疊有像素電極191、公共層112、發光層193、公共層114及共用電極115的疊層結構。像素電極191藉由形成在絕緣層214中的開口與電晶體206所包括的導電層222b連接。電晶體206具有控制發光元件190的驅動的功能。分隔壁216覆蓋像素電極191的端部。像素電極191包含反射可見光的材料，而共用電極115包含透射可見光的材料。

受光元件110具有從絕緣層214一側依次層疊有像素電極111、公共層112、活性層113、公共層114及共用電極115的疊層結構。像素電極111藉由形成在絕緣層214中的開口與電晶體205所包括的導電層222b電連接。分隔壁216覆蓋像素電極111的端部。像素電極111包含反射可見光的材料，而共用電極115包含透射可見光的材料。

發光元件190將光發射到基板152一側。此外，受光元件110藉由基板152及空間143接收光。基板152較佳為使用對可見光的透過性高的材料。

像素電極111及像素電極191可以使用同一材料及同一製程形成。公共層112、公共層114及共用電極115用於受光元件110和發光元件190的兩者。除了活性層113及發光層193以外，受光元件110和發光元件190可以共同使用其他層。由此，由此，可以在不需大幅度增加製程的情況下在顯示裝置100A內設置受光元件110。

基板152的基板151一側的表面設置有遮光層BM。遮光層BM在與受光元件110重疊的位置及與發光元件190重疊的位置形成有開口。藉由設置遮光層BM，可以控制受光元件110檢測光的範圍。此外，藉由設置有遮光層BM，可以抑制光從發光元件190不經對象地直接入射到受光元件110。由此，可以實現雜訊少且靈敏度高的感測器。

電晶體201、電晶體205及電晶體206都設置在基板151上。這些電晶體可以使用同一材料及同一製程形成。

在基板151上依次設置有絕緣層211、絕緣層213、絕緣層215及絕緣層214。絕緣層211的一部分用作各電晶體的閘極絕緣層。絕緣層213的一部分用作各電晶體的閘極絕緣層。絕緣層215以覆蓋電晶體的方式設置。絕緣層214以覆蓋電晶體的方式設置，並被用作平坦化層。此外，對閘極絕緣層的個數及覆蓋電晶體的絕緣層的個數沒有特別的限制，既可以為一個，又可以為兩個以上。

較佳的是，將水或氫等雜質不容易擴散的材料用於覆蓋電晶體的絕緣層中的至少一個。由此，可以將絕緣層被用作障壁層。藉由採用這種結構，可以有效地抑制雜質從外部擴散到電晶體中，從而可以提高顯示裝置的可靠性。

作為絕緣層211、絕緣層213及絕緣層215較佳為使用無機絕緣膜。作為無機絕緣膜，例如可以使用氮化矽膜、氧氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜等無機絕緣膜。此外，氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜及氧化釹膜等。此外，也可以層疊上述絕緣膜中的兩個以上。

這裡，有機絕緣膜的阻擋性在很多情況下低於無機絕緣膜。因此，有機絕緣膜較佳為在顯示裝置100A的端部附近包括開口。由此，可以抑制從顯示裝置100A的端部藉由有機絕緣膜的雜質侵入。此外，也可以以其端部位於顯示裝置100A的端部的內側的方式形成有機絕緣膜，以保護有機絕緣膜不暴露於顯示裝置100A的端部。

用作平坦化層的絕緣層214較佳為使用有機絕緣膜。作為能夠用於有機絕緣膜的材料，例如可以使用丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂、矽氧烷樹脂、苯并環丁烯類樹脂、酚醛樹脂及這些樹脂的前驅物等。

在圖8所示的區域228中，在絕緣層214中形成有開口。由此，即使在使用有機絕緣膜作為絕緣層214的情況下，也可以抑制雜質從外部藉由絕緣層214侵入顯示部162。由此，可以提高顯示裝置100A的可靠性。

電晶體201、電晶體205及電晶體206包括：用作閘極的導電層221；用作閘極絕緣層的絕緣層211；用作源極及汲極的導電層222a及導電層222b；半導體層231；用作閘極絕緣層的絕緣層213；以及用作閘極的導電層223。在此，經過對同一導電膜進行加工而得到的多個層附有相同的陰影線。絕緣層211位於導電層221與半導體層231之間。絕緣層213位於導電層223與半導體層231之間。

對本實施方式的顯示裝置所包括的電晶體結構沒有特別的限制。例如，可以採用平面型電晶體、交錯型電晶體或反交錯型電晶體等。此外，電晶體都可以具有頂閘極結構或底閘極結構。或者，也可以在形成通道的半導體層上下設置有閘極。

作為電晶體201、電晶體205及電晶體206，採用兩個閘極夾持形成通道的半導體層的結構。此外，也可以連接兩個閘極，並藉由對該兩個閘極供應同一信號，來驅動電晶體。或者，藉由對兩個閘極中的一個施加用來控制臨界電壓的電位，對另一個施加用來進行驅動的電位，可以控制電晶體的臨界電壓。

對用於電晶體的半導體材料的結晶性也沒有特別的限制，可以使用非晶半導體或具有結晶性的半導體(微晶半導體、多晶半導體、單晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用具有結晶性的半導體時可以抑制電晶體的特性劣化，所以是較佳的。

電晶體的半導體層較佳為使用金屬氧化物(氧化物半導體)。此外，電晶體的半導體層也可以包含矽。作為矽，可以舉出非晶矽、結晶矽(低溫多晶矽、單晶矽等)等。

例如，半導體層較佳為包含銦、M(M為選自鎵、鋁、矽、硼、釔、錫、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢或鎂中的一種或多種)和鋅。尤其是，M較佳為選自鋁、鎵、釔或錫中的一種或多種。

尤其是，作為半導體層，較佳為使用包含銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)的氧化物(IGZO)。

當半導體層為In-M-Zn氧化物時，較佳為用來形成In-M-Zn氧化物的濺射靶材中的In的原子數比為M的原子數比以上。作為這種濺射靶材的金屬元素的原子數比，可以舉出In：M：Zn=1：1：1、In：M：Zn=1：1：1.2、In：M：Zn=2：1：3、In：M：Zn=3：1：2、In：M：Zn=4：2：3、In：M：Zn=4：2：4.1、In：M：Zn=5：1：6、In：M：Zn=5：1：7、In：M：Zn=5：1：8、In：M：Zn=6：1：6、In：M：Zn=5：2：5等。

此外，作為濺射靶材較佳為使用含有多晶氧化物的靶材，由此可以易於形成具有結晶性的半導體層。注意，所形成的半導體層的原子數比分別包含上述濺射靶材中的金屬元素的原子數比的±40%的範圍內。例如，在被用於半導體層的濺射靶材的組成為In：Ga：Zn=4：2：4.1[原子數比]時，所形成的半導體層的組成有時為In：Ga：Zn=4：2：3[原子數比1或其附近。

當記載為原子數比為In：Ga：Zn=4：2：3或其附近時包括如下情況：In的原子數比為4時，Ga的原子數比為1以上且3以下，Zn的原子數比為2以上且4以下。此外，當記載為原子數比為In：Ga：Zn=5：1：6或其附近時包括如下情況：In的原子數比為5時，Ga的原子數比大於0.1且為2以下，Zn的原子數比為5以上且7以下。此外，當記載為原子數比為In：Ga：Zn=1：1：1或其附近時包括如下情況：In的原子數比為1時，Ga的原子數比大於0.1且為2以下，Zn的原子數比大於0.1且為2以下。

電路164所包括的電晶體和顯示部162所包括的電晶體既可以具有相同的結構，又可以具有不同的結構。電路164所包括的多個電晶體既可以具有相同的結構，又可以具有兩種不同的結構。與此同樣，顯示部162所包括的多個電晶體既可以具有相同的結構，又可以具有兩種不同的結構。

在基板151與基板152不重疊的區域中設置有連接部204。在連接部204中，佈線165藉由導電層166及連接層242與FPC172電連接。在連接部204 的頂面上露出對與像素電極191相同的導電膜進行加工來獲得的導電層166。因此，藉由連接層242可以使連接部204與FPC172電連接。

此外，可以在基板152的外側的表面上配置各種光學構件。作為光學構件，可以使用偏光板、相位差板、光擴散層(擴散薄膜等)、防反射層及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在基板152的外側的表面上也可以配置抑制塵埃的附著的抗靜電膜、不容易被弄髒的具有拒水性的膜、抑制使用時的損傷的硬塗膜、緩衝層等。

基板151及基板152可以使用玻璃、石英、陶瓷、藍寶石以及樹脂等。藉由將具有撓性的材料用於基板151及基板152，可以提高顯示裝置的撓性。

作為黏合層，可以使用紫外線硬化型黏合劑等光硬化型黏合劑、反應硬化型黏合劑、熱固性黏合劑、厭氧黏合劑等各種硬化型黏合劑。作為這些黏合劑，可以舉出環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、醯亞胺樹脂、PVC(聚氯乙烯)樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)樹脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)樹脂等。尤其是，較佳為使用環氧樹脂等透濕性低的材料。此外，也可以使用兩液混合型樹脂。此外，也可以使用黏合薄片等。

作為連接層242，可以使用各向異性導電膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)、各向異性導電膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。

發光元件190具有頂部發射結構、底部發射結構或雙面發射結構等。作為提取光一側的電極使用使可見光透過的導電膜。此外，作為不提取光一側的電極較佳為使用反射可見光的導電膜。

發光元件190至少包括發光層193。作為發光層193以外的層，發光元件190還可以包括包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電洞阻擋材料、電子傳輸性高的物質、電子注入性高的物質或雙極性的物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。例如，公共層112較佳為具有電洞注入層和電洞傳輸層中的一個或兩個。公共層114較佳為具有電子傳輸層和電子注入層中的一個或兩個。

公共層112、發光層193及公共層114可以使用低分子化合物或高分子化合物，還可以包含無機化合物。構成公共層112、發光層193及公共層114的層可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。

發光層193也可以包含量子點等無機化合物作為發光材料。

受光元件110的活性層113包含半導體。作為該半導體，可以舉出矽等無機半導體及包含有機化合物的有機半導體。在本實施方式中，示出使用有機半導體作為活性層含有的半導體的例子。藉由使用有機半導體，可以以同一方法(例如真空蒸鍍法)形成發光元件190的發光層193和受光元件110的活性層113，並可以共同使用製造設備，所以是較佳的。

作為活性層113含有的n型半導體的材料，可以舉出富勒烯(例如C₆₀、C₇₀等)或其衍生物等具有電子接受性的有機半導體材料。此外，作為活性層113含有的p型半導體的材料，可以舉出銅(II)酞青(Copper(II)phthalocyanine：CuPc)或四苯基二苯并二茚并芘(Tetraphenyldibenzoperiflanthene：DBP)等具有電子供給性的有機半導體材料。

例如，較佳為共蒸鍍n型半導體和p型半導體形成活性層113。

作為可用於電晶體的閘極、源極及汲極和構成顯示裝置的各種佈線及電極等導電層的材料，可以舉出鋁、鈦、鉻、鎳、銅、釔、鋯、鉬、銀、鉭或鎢等金屬或者以上述金屬為主要成分的合金等。可以使用包含這些材料的膜的單層或疊層。

此外，作為具有透光性的導電材料，可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、包含鎵的氧化鋅等導電氧化物或石墨烯。或者，可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或鈦等金屬材料、包含該金屬材料的合金材料。或者，還可以使用該金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等。此外，當使用金屬材料、合金材料(或者它們的氮化物)時，較佳為將其形成得薄到具有透光性。此外，可以使用上述疊層膜作為導電層。例如，藉由使用銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等，可以提高導電性，所以是較佳的。上述材料也可以用於構成顯示裝置的各種佈線及電極等的導電層、顯示元件所包括的導電層(被用作像素電極及共用電極的導電層)。

作為可用於各絕緣層的絕緣材料，例如可以舉出丙烯酸樹脂或環氧樹脂等樹脂、無機絕緣材料如氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽或氧化鋁等。

[顯示裝置100B]

圖9A示出顯示裝置100B的剖面圖。

顯示裝置100B與顯示裝置100A的不同之處主要在於包括透鏡149及保護層195。

藉由設置覆蓋受光元件110及發光元件190的保護層195，可以抑制水等雜質混入受光元件110及發光元件190，由此可以提高受光元件110及發光元件190的可靠性。

在顯示裝置100B的端部附近的區域228中，較佳為絕緣層215與保護層195藉由絕緣層214的開口彼此接觸。尤其是，特別較佳為絕緣層215含有的無機絕緣膜與保護層195含有的無機絕緣膜彼此接觸。由此，可以抑制雜質從外部藉由有機絕緣膜混入顯示部162。因此，可以提高顯示裝置100B的可靠性。

圖9B示出保護層195具有三層結構的例子。在圖9B中，保護層195包括共用電極115上的無機絕緣層195a、無機絕緣層195a上的有機絕緣層195b及有機絕緣層195b上的無機絕緣層195c。

無機絕緣層195a的端部及無機絕緣層195c的端部延伸到有機絕緣層195b的端部的外側，並且它們彼此接觸。此外，無機絕緣層195a藉由絕緣層214(有機絕緣層)的開口與絕緣層215(無機絕緣層)接觸。由此，可以使用絕緣層215及保護層195包圍受光元件110及發光元件190，可以提高受光元件110及發光元件190的可靠性。

像這樣，保護層195也可以具有有機絕緣膜和無機絕緣膜的疊層結構。此時，無機絕緣膜的端部較佳為延伸到有機絕緣膜的端部的外側。

在基板152的基板151一側的表面設置有透鏡149。透鏡149的凸面在基板151一側。受光元件110的受光區域較佳為與透鏡149重疊且不與發光層193重疊。由此，可以提高使用受光元件110的感測器的靈敏度及精確度。

透鏡149的折射率較佳為1.3以上且2.5以下。透鏡149可以由無機材料和有機材料中的至少一個形成。例如，透鏡149可以使用包含樹脂的材料。此外，可以將包含氧化物和硫化物中的至少一個的材料用於透鏡149。

明確而言，可以將包含氯、溴或碘的樹脂、包含重金屬原子的樹脂、包含芳雜環的樹脂、包含硫的樹脂等用於透鏡149。或者，可以將樹脂、具有其折射率高於該樹脂的材料的奈米粒子的材料用於透鏡149。作為奈米粒子，可以使用氧化鈦或氧化鋯等。

此外，可以將氧化鈰、氧化鉿、氧化鑭、氧化鎂、氧化鈮、氧化鉭、氧化鈦、氧化釔、氧化鋅、包含銦和錫的氧化物、或者包含銦和鎵和鋅的氧化物等用於透鏡149。或者，可以將硫化鋅等用於透鏡149。

此外，在顯示裝置100B中，保護層195和基板152藉由黏合層142貼合。黏合層142與受光元件110及發光元件190重疊，顯示裝置100B採用固體密封結構。

[顯示裝置100C]

圖10A示出顯示裝置100C的的剖面圖。

顯示裝置100C與顯示裝置100B的不同之處在於電晶體的結構。

顯示裝置100C在基板151上包括電晶體208、電晶體209及電晶體210。

電晶體208、電晶體209及電晶體210包括：用作閘極的導電層221；用作閘極絕緣層的絕緣層211；包含通道形成區域231i及一對低電阻區域231n的半導體層；與一對低電阻區域231n中的一個連接的導電層222a；與一對低電阻區域231n中的另一個連接的導電層222b；用作閘極絕緣層的絕緣層225；用作閘極的導電層223；以及覆蓋導電層223的絕緣層215。絕緣層211位於導電層221與通道形成區域231i之間。絕緣層225位於導電層223與通道形成區域231i之間。

導電層222a及導電層222b藉由設置在絕緣層225及絕緣層215中的開口與低電阻區域231n連接。導電層222a及導電層222b中的一個用作源極，另一個用作汲極。

發光元件190的像素電極191藉由導電層222b與電晶體208的一對低電阻區域231n中的一個電連接。

受光元件110的像素電極111藉由導電層222b與電晶體209的一對低電阻區域231n中的另一個電連接。

圖10A示出絕緣層225覆蓋半導體層的頂面及側面的例子。另一方面，在圖10B中，絕緣層225與半導體層231的通道形成區域231i重疊而不與低電阻區域231n重疊。例如，藉由以導電層223為遮罩加工絕緣層225，可以製成圖10B所示的結構。在圖10B中，絕緣層215覆蓋絕緣層225及導電層223，並且導電層222a及導電層222b分別藉由絕緣層215的開口與低電阻區域231n連接。再者，還可以設置有覆蓋電晶體的絕緣層218。

此外，顯示裝置100C與顯示裝置100B的不同之處在於包括彩色層147。

彩色層147位於絕緣層214上，分隔壁216覆蓋彩色層147的頂面及側面。

在圖10A中，彩色層147與受光元件110彼此遠離。與此同樣，彩色層147與發光元件190彼此遠離。彩色層147不侷限於圖10A的配置。如圖10C所示，彩色層147也可以覆蓋像素電極111的端部及像素電極191的端部中的一個或兩個。

因為在圖10A中彩色層147分別與受光元件110及發光元件190遠離，所以即使在彩色層147的電阻率低的情況下也不影響到受光元件110及發光元件190。因此，可以擴大用於彩色層147的材料的選擇範圍，所以是較佳的。

因為在圖10C中彩色層147覆蓋像素電極111的端部及像素電極191的端部，所以可以增大彩色層147的設置面積。彩色層147的設置面積越大，越可以吸收產生在顯示裝置內的雜散光，從而可以降低入射到受光元件110的雜散光量，所以是較佳的。由此，可以減少雜訊來提高使用受光元件110的感測器的靈敏度。

[顯示裝置100D]

圖11示出顯示裝置100D的的剖面圖。

顯示裝置100D與顯示裝置100C的不同之處在於不包括彩色層147而包括彩色層148a。

藉由由彩色層148a吸收產生在顯示裝置100D內的雜散光，可以降低入射到受光元件110的雜散光量。由此，可以減少雜訊來提高使用受光元件110的感測器的靈敏度。

此外，顯示裝置100D與顯示裝置100C的不同之處在於不包括基板151及基板152而包括基板153、基板154、黏合層155及絕緣層212。

基板153和絕緣層212被黏合層154貼合。基板154和保護層195被黏合層142貼合。

顯示裝置100D將形成在製造基板上的絕緣層212、電晶體208、電晶體209、受光元件110及發光元件190等轉置在基板153上而形成。基板153 和基板154較佳為具有撓性。由此，可以提高顯示裝置100D的撓性。

作為絕緣層212，可以使用可以用於絕緣層211、絕緣層213及絕緣層215的無機絕緣膜。

此外，作為顯示裝置100C示出沒有透鏡149的例子，而作為顯示裝置100D示出有透鏡149的例子。透鏡149根據感測器的用途等適當地設置即可。

[金屬氧化物]

以下，將說明可用於半導體層的金屬氧化物。

在本說明書等中，有時將包含氮的金屬氧化物也稱為金屬氧化物(metal oxide)。此外，也可以將包含氮的金屬氧化物稱為金屬氧氮化物(metal oxynitride)。例如，可以將鋅氧氮化物(ZnON)等含有氮的金屬氧化物用於半導體層。

在本说明书等中，有时记载为CAAC(c-axis aligned crystal)或CAC(Cloud-Aligned Composite)。CAAC是指結晶結構的一個例子，CAC是指功能或材料構成的一個例子。

例如，作為半導體層，可以使用CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS(Oxide Semiconductor)。

CAC-OS或CAC-metal oxide在材料的一部分中具有導電性的功能，在材料的另一部分中具有絕緣性的功能，作為材料的整個部分具有半導體的功能。此外，在將CAC-OS或CAC-metal oxide用於電晶體的半導體層的情況下，導電性的功能是使被用作載子的電子(或電洞)流過的功能，絕緣性的功能是不使被用作載子的電子流過的功能。藉由導電性的功能和絕緣性的功能的互補作用，可以使CAC-OS或CAC-metal oxide具有開關功能(開啟/關閉的功能)。藉由在CAC-OS或CAC-metal oxide中使各功能分離，可以最大限度地提高各功能。

此外，CAC-OS或CAC-metal oxide包括導電性區域及絕緣性區域。導電性區域具有上述導電性的功能，絕緣性區域具有上述絕緣性的功能。此外，在材料中，導電性區域和絕緣性區域有時以奈米粒子級分離。此外，導電性區域和絕緣性區域有時在材料中不均勻地分佈。此外，有時觀察到其邊緣模糊而以雲狀連接的導電性區域。

此外，在CAC-OS或CAC-metal oxide中，導電性區域和絕緣性區域有時以0.5nm以上且10nm以下，較佳為0.5nm以上且3nm以下的尺寸分散在材料中。

此外，CAC-OS或CAC-metal oxide由具有不同帶隙的成分构成。例如，CAC-OS或CAC-metal oxide由具有起因於絕緣性區域的寬隙的成分及具有起因於導電性區域的窄隙的成分構成。在該構成中，當使載子流過時，載子主要在具有窄隙的成分中流過。此外，具有窄隙的成分藉由與具有寬隙的成分的互補作用，與具有窄隙的成分聯動而使載子流過具有寬隙的成分。因此，在將上述CAC-OS或CAC-metal oxide用於電晶體的通道形成區域時，在電晶體的導通狀態中可以得到高電流驅動力，亦即，大通態電流及高場效移動率。

就是说，也可以将CAC-OS或CAC-metal oxide称为基质复合材料(matrix composite)或金屬基质复合材料(metal matrix composite)。

氧化物半導體(金屬氧化物)被分為單晶氧化物半導體和非單晶氧化物半導體。作為非單晶氧化物半導體例如有CAAC-OS(c-axis aligned crystalline oxide semiconductor)、多晶氧化物半導體、nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor)、a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半導體等。

CAAC-OS具有c軸配向性，其多個奈米晶在a-b面方向上連結而結晶結構具有畸變。注意，畸變是指在多個奈米晶連結的區域中晶格排列一致的區域與其他晶格排列一致的區域之間的晶格排列的方向變化的部分。

雖然奈米晶基本上是六角形，但是並不侷限於正六角形，有不是正六角形的情況。此外，在畸變中有時具有五角形或七角形等晶格排列。此外，在CAAC-OS中，即使在畸變附近也觀察不到明確的晶界(grain boundary)。亦即，可知由於晶格排列畸變，可抑制晶界的形成。這是由於CAAC-OS因為a-b面方向上的氧原子排列的低密度或因金屬元素被取代而使原子間的鍵合距離產生變化等而能夠包容畸變。

CAAC-OS有具有層狀結晶結構(也稱為層狀結構)的傾向，在該層狀結晶結構中層疊有包含銦及氧的層(下面稱為In層)和包含元素M、鋅及氧的層(下面稱為(M,Zn)層)。此外，銦和元素M彼此可以取代，在用銦取代(M,Zn)層中的元素M的情況下，也可以將該層表示為(In,M,Zn)層。此外，在用元素M取代In層中的銦的情況下，也可以將該層表示為(In,M)層。

CAAC-OS是結晶性高的金屬氧化物。另一方面，在CAAC-OS中不容易觀察明確的晶界，因此不容易發生起因於晶界的電子移動率的下降。此外，金屬氧化物的結晶性有時因雜質的進入或缺陷的生成等而降低，因此可以說CAAC-OS是雜質或缺陷(氧空位(也稱為V_O(oxygen vacancy))等)少的金屬氧化物。因此，包含CAAC-OS的金屬氧化物的物理性質穩定。因此，包含CAAC-OS的金屬氧化物具有高耐熱性及高可靠性。

在nc-OS中，微小的區域(例如1nm以上且10nm以下的區域，特別是1nm以上且3nm以下的區域)中的原子排列具有週期性。此外，nc-OS在不同的奈米晶之間觀察不到結晶定向的規律性。因此，在膜整體中觀察不到配向性。所以，有時nc-OS在某些分析方法中與a-like OS或非晶氧化物半導體沒有差別。

此外，在包含銦、鎵和鋅的金屬氧化物的一種的銦-鎵-鋅氧化物(以下，IGZO)有時在由上述奈米晶構成時具有穩定的結構。尤其是，IGZO有在大氣中不容易進行晶體生長的傾向，所以有時與在IGZO由大結晶(在此，幾mm的結晶或者幾cm的結晶)形成時相比在IGZO由小結晶(例如，上述奈米結晶)形成時在結構上穩定。

a-like OS是具有介於nc-OS與非晶氧化物半導體之間的結構的金屬氧化物。a-like OS包含空洞或低密度區域。也就是說，a-like OS的結晶性比nc-OS 及CAAC-OS的結晶性低。

氧化物半導體(金屬氧化物)具有各種結構及各種特性。本發明的一個實施方式的氧化物半導體也可以包括非晶氧化物半導體、多晶氧化物半導體、a-like OS、nc-OS、CAAC-OS中的兩種以上。

用作半導體層的金屬氧化物膜可以使用惰性氣體和氧氣體中的任一個或兩個形成。注意，對形成金屬氧化物膜時的氧流量比(氧分壓)沒有特別的限制。但是，在要獲得場效移動率高的電晶體的情況下，形成金屬氧化物膜時的氧流量比(氧分壓)較佳為0%以上且30%以下，更佳為5%以上且30%以下，進一步較佳為7%以上且15%以下。

金屬氧化物的能隙較佳為2eV以上，更佳為2.5eV以上，進一步較佳為3eV以上。如此，藉由使用能隙寬的金屬氧化物，可以減少電晶體的關態電流。

形成金屬氧化物膜時的基板溫度較佳為350℃以下，更佳為室溫以上且200℃以下，進一步較佳為室溫以上且130℃以下。形成金屬氧化物膜時的基板溫度較佳為室溫，由此可以提高生產率。

金屬氧化物膜可以藉由濺射法形成。除此之外，例如還可以利用PLD法、PECVD法、熱CVD法、ALD法、真空蒸鍍法等。

如上所述，本實施方式的顯示裝置在顯示部包括受光元件及發光元件，該顯示部具有顯示影像的功能及檢測光的功能的兩者。由此，與感測器設置在顯示部的外部或顯示裝置的外部的情況相比，可以實現電子裝置的小型化及輕量化。此外，也可以與設置在顯示部的外部或顯示裝置的外部的感測器組合來實現更多功能的電子裝置。

受光元件的活性層以外的至少一個層可以與發光元件(EL元件)相同。此外，受光元件的活性層以外的所有層也可以與發光元件(EL元件)相同。例如，只要對發光元件的製程追加形成活性層的製程，就可以在同一基板上形成發光元件及受光元件。此外，受光元件及發光元件可以使用同一材料及同一製程形成像素電極及共用電極。此外，藉由使用同一材料及同一製程製造電連接於受光元件的電路及電連接於發光元件的電路，可以簡化顯示裝置的製程。由此，可以在不經複雜的製程的情況下製造內置有受光元件的方便性高的顯示裝置。

此外，本實施方式的顯示裝置在受光元件與發光元件之間包括彩色層。該彩色層也可以兼作電絕緣著受光元件和發光元件的分隔壁。因為彩色層能夠吸收顯示裝置內的雜散光，所以可以提高使用受光元件的感測器的靈敏度。

本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。此外，在本說明書中，在一個實施方式中示出多個結構實例的情況下，可以適當地組合該結構實例。

實施方式2

在本實施方式中，參照圖12A和圖12B說明本發明的一個實施方式的顯示裝置。

本發明的一個實施方式的顯示裝置包括具有受光元件的第一像素電路及具有發光元件的第二像素電路。第一像素電路及第二像素電路各自配置為矩陣形狀。

圖12A示出具有受光元件的第一像素電路的一個例子，而圖12B示出具有發光元件的第二像素電路的一個例子。

圖12A所示的像素電路PIX1包括受光元件PD、電晶體M1、電晶體M2、電晶體M3、電晶體M4及電容元件C1。這裡，示出使用光電二極體作為受光元件PD的例子。

受光元件PD的陰極與佈線V1電連接，陽極與電晶體M1的源極和汲極中的一個電連接。電晶體M1的閘極與佈線TX電連接，源極和汲極中的另一個與電容元件C1的一個電極、電晶體M2的源極和汲極中的一個及電晶體M3的閘極電連接。電晶體M2的閘極與佈線RES電連接，源極和汲極中的另一個與佈線V2電連接。電晶體M3的源極和汲極中的一個與佈線V3電連接，源極和汲極中的另一個與電晶體M4的源極和汲極中的一個電連接。電晶體M4的閘極與佈線SE電連接，源極和汲極中的另一個與佈線OUT1電連接。

佈線V1、佈線V2及佈線V3各自被供應恆定電位。當以反向偏壓驅動受光元件PD時，將低於佈線V1的電位供應到佈線V2。電晶體M2被供應到佈線RES的信號控制，使得連接於電晶體M3的閘極的節點的電位重設至供應到佈線V2的電位。電晶體M1被供應到佈線TX的信號控制，根據流過受光元件PD的電流控制上述節點的電位變化的時序。電晶體M3用作根據上述節點的電位輸出的放大電晶體。電晶體M4被供應到佈線SE的信號控制，用作選擇電晶體，該選擇電晶體用來使用連接於佈線OUT1的外部電路讀出根據上述節點的電位的輸出。

圖12B所示的像素電路PIX2包括發光元件EL、電晶體M5、電晶體M6、電晶體M7及電容元件C2。這裡，示出使用發光二極體作為發光元件EL的例子。尤其是，作為發光元件EL，較佳為使用有機EL元件。

電晶體M5的閘極與佈線VG電連接，源極和汲極中的一個與佈線VS電連接，源極和汲極中的另一個與電容元件C2的一個電極及電晶體M6的閘極電連接。電晶體M6的源極和汲極中的一個與佈線V4電連接，源極和汲極中的另一個與發光元件EL的陽極及電晶體M7的源極和汲極中的一個電連接。電晶體M7的閘極與佈線MS電連接，源極和汲極中的另一個與佈線OUT2電連接。發光元件EL的陰極與佈線V5電連接。

佈線V4及佈線V5各自被供應恆定電位。可以將發光元件EL的陽極一側和陰極一側分別設定為高電位和低於陽極一側的電位。電晶體M5被供應到佈線VG的信號控制，用作用來控制像素電路PIX2的選擇狀態的選擇電晶體。此外，電晶體M6用作根據供應到閘極的電位控制流過發光元件EL的電流的驅動電晶體。當電晶體M5處於導通狀態時，供應到佈線VS的電位被供應到電晶體M6的閘極，可以根據該電位控制發光元件EL的發光亮度。電晶體M7被供應到佈線MS的信號控制，將電晶體M6與發光元件EL之間的電位藉由佈線OUT2輸出到外部。

電連接於受光元件PD的陰極的佈線V1和電連接於發光元件EL的陰極的佈線V5可以為同一層及同一電位。

在本實施方式的顯示裝置中，也可以使發光元件以脈衝方式發光，以顯示影像。藉由縮短發光元件的驅動時間，可以降低顯示裝置的耗電量並抑制發熱。尤其是，有機EL元件的頻率特性優異，所以是較佳的。例如，頻率可以為1kHz以上且100MHz以下。

這裡，像素電路PIX1所包括的電晶體M1、電晶體M2、電晶體M3及電晶體M4、像素電路PIX2所包括的電晶體M5、電晶體M6及電晶體M7較佳為使用形成其通道的半導體層含有金屬氧化物(氧化物半導體)的電晶體。

使用其能帶間隙比矽寬且載子密度低的金屬氧化物的電晶體可以實現極低的關態電流。由於其關態電流低，因此能夠長期間保持儲存於與電晶體串聯連接的電容元件中的電荷。因此，尤其是，與電容元件C1或電容元件C2串聯連接的電晶體M1、電晶體M2、電晶體M5較佳為使用含有氧化物半導體的電晶體。此外，除此以外的電晶體也同樣使用含有氧化物半導體的電晶體，由此可以降低製造成本。

此外，電晶體M1至電晶體M7也可以使用形成其通道的半導體含有矽的電晶體。尤其是，藉由使用單晶矽或多晶矽等結晶性高的矽，可以實現高場效移動率，能夠進行更高速度的工作。

此外，電晶體M1至電晶體M7中的一個以上可以使用含有氧化物半導體的電晶體，除此以外的電晶體可以使用含有矽的電晶體。

圖12A和圖12B示出n通道型電晶體，但是也可以使用p通道型電晶體。

像素電路PIX1所包括的電晶體與像素電路PIX2所包括的電晶體較佳為排列在同一基板上。尤其較佳為像素電路PIX1所包括的電晶體和像素電路PIX2所包括的電晶體較佳為混合形成在一個區域內並週期性地排列。

此外，較佳為在與受光元件PD或發光元件EL重疊的位置設置一個或多個包括電晶體和電容元件中的一個或兩個的層。由此，可以減少各像素電路的實效佔有面積，從而可以實現高清晰度的受光部或顯示部。

本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。

實施方式3

在本實施方式中，使用圖13A至圖15F對本發明的一個實施方式的電子裝置進行說明。

本實施方式的電子裝置包括本發明的一個實施方式的顯示裝置。例如，可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置用於電子裝置的顯示部。因為本發明的一個實施方式的顯示裝置具有檢測光的功能，所以可以在顯示部進行生物識別或者檢測出觸摸或靠近。由此，可以提高電子裝置的功能性及方便性。

作為電子裝置，例如除了電視機、桌上型或膝上型個人電腦、用於電腦等的顯示器、數位看板、彈珠機等大型遊戲機等具有較大的螢幕的電子裝置以外，還可以舉出數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置等。

本實施方式的電子裝置也可以包括感測器(該感測器具有測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)。

本實施方式的電子裝置可以具有各種功能。例如，可以具有如下功能：將各種資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)顯示在顯示部上的功能；觸控面板的功能；顯示日曆、日期或時間等的功能；執行各種軟體(程式)的功能；進行無線通訊的功能；讀出儲存在存儲介質中的程式或資料的功能；等。

圖13A所示的電子裝置6500是可以用作智慧手機的可攜式資訊終端設備。

電子裝置6500包括外殼6501、顯示部6502、電源按鈕6503、按鈕6504、揚聲器6505、麥克風6506、照相機6507及光源6508等。顯示部6502具有觸控面板功能。

顯示部6502可以使用本發明的一個實施方式的顯示裝置。

圖13B是包括外殼6501的麥克風6506一側的端部的剖面示意圖。

外殼6501的顯示面一側設置有具有透光性的保護構件6510，被外殼6501及保護構件6510包圍的空間內設置有顯示面板6511、光學構件6512、觸控感測器面板6513、印刷電路板6517、電池6518等。

顯示面板6511、光學構件6512及觸控感測器面板6513使用黏合層(未圖示)固定到保護構件6510。

在顯示部6502的外側的區域中，顯示面板6511的一部分疊回，且該疊回部分連接有FPC6515。FPC6515安裝有IC6516。FPC6515與設置於印刷電路板6517的端子連接。

顯示面板6511可以使用本發明的一個實施方式的撓性顯示器。由此，可以實現極輕量的電子裝置。此外，由於顯示面板6511極薄，所以可以在抑制電子裝置的厚度的情況下安裝大容量的電池6518。此外，藉由折疊顯示面板6511的一部分以在像素部的背面設置與FPC6515的連接部，可以實現窄邊框的電子裝置。

圖14A示出電視機的一個例子。在電視機7100中，外殼7101中組裝有顯示部7000。在此示出利用支架7103支撐外殼7101的結構。

可以對顯示部7000適用本發明的一個實施方式的顯示裝置。

可以藉由利用外殼7101所具備的操作開關或另外提供的遙控器7111進行圖14A所示的電視機7100的操作。此外，也可以在顯示部7000中具備觸控感測器，也可以藉由用指頭等觸摸顯示部7000進行電視機7100的操作。此外，也可以在遙控器7111中具備顯示從該遙控器7111輸出的資料的顯示部。藉由利用遙控器7111所具備的操作鍵或觸控面板，可以進行頻道及音量的操作，並可以對顯示在顯示部7000上的影像進行操作。

此外，電視機7100具備接收機及數據機等。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機連接到有線或無線方式的通訊網路，從而進行單向(從發送者到接收者)或雙向(發送者和接收者之間或接收者之間等)的資訊通訊。

圖14B示出筆記型個人電腦的一個例子。筆記型個人電腦7200包括外殼7211、鍵盤7212、指向裝置7213、外部連接埠7214等。在外殼7211中組裝有顯示部7000。

可以對顯示部7000適用本發明的一個實施方式的顯示裝置。

圖14C和圖14D示出數位看板的一個例子。

圖14C所示的數位看板7300包括外殼7301、顯示部7000及揚聲器7303等。此外，還可以包括LED燈、操作鍵(包括電源開關或操作開關)、連接端子、各種感測器、麥克風等。

圖14D示出設置於圓柱狀柱子7401上的數位看板7400。數位看板7400包括沿著柱子7401的曲面設置的顯示部7000。

在圖14C和圖14D中，可以對顯示部7000適用本發明的一個實施方式的顯示裝置。

顯示部7000越大，一次能夠提供的資訊量越多。顯示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高廣告宣傳效果。

藉由將觸控面板用於顯示部7000，不僅可以在顯示部7000上顯示靜態影像或動態影像，使用者還能夠直覺性地進行操作，所以是較佳的。此外，在用於提供路線資訊或交通資訊等資訊的用途時，可以藉由直覺性的操作提高易用性。

如圖14C和圖14D所示，數位看板7300或數位看板7400較佳為可以藉由無線通訊與使用者所攜帶的智慧手機等資訊終端設備7311或資訊終端設備7411聯動。例如，顯示在顯示部7000上的廣告資訊可以顯示在資訊終端設備7311或資訊終端設備7411的螢幕上。此外，藉由操作資訊終端設備7311或資訊終端設備7411，可以切換顯示部7000的顯示。

此外，可以在數位看板7300或數位看板7400上以資訊終端設備7311或資訊終端設備7411的螢幕為操作單元(控制器)執行遊戲。由此，不特定多個使用者可以同時參加遊戲，享受遊戲的樂趣。

圖15A至圖15F所示的電子裝置包括外殼9000、顯示部9001、揚聲器9003、操作鍵9005(包括電源開關或操作開關)、連接端子9006、感測器9007(該感測器具有測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)、麥克風9008等。

圖15A至圖15F所示的電子裝置具有各種功能。例如，可以具有如下功能：將各種資訊(靜態影像、動態影像及文字影像等)顯示在顯示部上的功能；觸控面板的功能；顯示日曆、日期或時間等的功能；藉由利用各種軟體(程式)控制處理的功能；進行無線通訊的功能；讀出儲存在存儲介質中的程式或資料並進行處理的功能；等。注意，電子裝置可具有的功能不侷限於上述功能，而可以具有各種功能。電子裝置可以包括多個顯示部。此外，也可以在電子裝置中設置照相機等而使其具有如下功能：拍攝靜態影像或動態影像，且將所拍攝的影像儲存在存儲介質(外部存儲介質或內置於照相機的存儲介質)中的功能；將所拍攝的影像顯示在顯示部上的功能；等。

下面，詳細地說明圖15A至圖15F所示的電子裝置。

圖15A是示出可攜式資訊終端9101的立體圖。可以將可攜式資訊終端9101例如用作智慧手機。注意，在可攜式資訊終端9101中，也可以設置揚聲器9003、連接端子9006、感測器9007等。此外，作為可攜式資訊終端9101，可以將文字或影像資訊顯示在其多個面上。在圖15A中示出三個圖示9050的例子。此外，可以將以虛線的矩形示出的資訊9051顯示在顯示部9001的其他面上。作為資訊9051的一個例子，可以舉出提示收到電子郵件、SNS或電話等的資訊；電子郵件或SNS等的標題；電子郵件或SNS等的發送者姓名；日期；時間；電池餘量；以及天線接收信號強度的顯示等。或者，可以在顯示有資訊9051的位置上顯示圖示9050等。

圖15B是示出可攜式資訊終端9102的立體圖。可攜式資訊終端9102具有將資訊顯示在顯示部9001的三個以上的面上的功能。在此，示出資訊9052、資訊9053、資訊9054分別顯示於不同的面上的例子。例如，在將可攜式資訊終端9102放在上衣口袋裡的狀態下，使用者能夠確認顯示在從可攜式資訊終端9102的上方看到的位置上的資訊9053。使用者可以確認到該顯示而無需從口袋裡拿出可攜式資訊終端9102，由此能夠判斷是否接電話。

圖15C是示出手錶型可攜式資訊終端9200的立體圖。可以將可攜式資訊終端9200例如用作智慧手錶。此外，顯示部9001的顯示面彎曲，可沿著其彎曲的顯示面進行顯示。此外，可攜式資訊終端9200例如藉由與可進行無線通訊的耳麥相互通訊可以進行免提通話。此外，藉由利用連接端子9006，可攜式資訊終端9200可以與其他資訊終端進行資料傳輸或進行充電。充電也可以藉由無線供電進行。

圖15D至圖15F是示出可以折疊的可攜式資訊終端9201的立體圖。此外，圖15D是將可攜式資訊終端9201展開的狀態的立體圖、圖15F是折疊的狀態的立體圖、圖15E是從圖15D的狀態和圖15F的狀態中的一個轉換成另一個時中途的狀態的立體圖。可攜式資訊終端9201在折疊狀態下可攜性好，而在展開狀態下因為具有無縫拼接較大的顯示區域所以顯示的瀏覽性強。可攜式資訊終端9201所包括的顯示部9001被由鉸鏈9055連結的三個外殼9000支撐。顯示部9001例如可以在曲率半徑0.1mm以上且150mm以下的範圍彎曲。

本實施方式可以與其他實施方式及實施例適當地組合。

實施例1

在本實施例中，參照圖16A至圖18說明本發明的一個實施方式的顯示裝置所包括的一個像素的拍攝範圍的計算結果。

以下參照圖16A和圖16B說明用於本實施例中的計算的構成要素及它們的位置關係。

如圖16A和圖16B所示，在基板SUB上設置有遮光層BM。受光元件PD與基板SUB及遮光層BM是分開的。遮光層BM具有開口，受光元件PD與該開口重疊。

圖16B所示的結構與圖16A所示的結構的不同之處在於：透鏡LE設置在基板SUB上。透鏡LE與遮光層BM的開口及受光元件PD重疊。

在本實施例中，在將受光元件PD用於指紋感測器等的前提下，假設為拍攝對象與基板SUB的表面是接觸的情況。

在本實施例中，使用圖16A和圖16B所示的受光元件PD的尺寸d、受光元件PD的拍攝範圍D、針孔與拍攝對象之間的距離L1、受光元件PD與拍攝對象之間的距離L2及針孔的直徑p進行了計算。注意，距離L1相當於基板SUB的光路長度。此外，圖16B中的距離L1也可以說是透鏡LE與拍攝對象之間的距離。此外，針孔的直徑p相當於遮光層BM的開口的直徑。

首先，使用圖16A所示的結構計算出針孔的直徑p和受光元件PD的拍攝範圍D的關係。

假設為將受光元件安裝在根據每個顏色分別形成發光層的撓性OLED面板上的情況，來決定用於計算的條件，

具體條件如下：清晰度為254ppi，像素尺寸為100μm平方，受光元件PD的尺寸d為14μm平方，距離L2為30μm；一個像素包括紅色(R)的子像素、綠色(G)的子像素、藍色(B)的子像素及含有受光元件PD的子像素；RGB的子像素的開口率的總和為10.1%，含有受光元件PD的子像素的開口率為2.0%，一個像素的開口率為12.1%。

圖17示出所計算出的針孔的直徑p和受光元件PD的拍攝範圍D的關係。圖17示出距離L1的值各不相同的五個條件(距離L1=100μm、200μm、500μm、1000μm及2000μm)的結果。

如上所述，因為在像素尺寸為100μm平方的條件下進行了計算，所以當受光元件PD的拍攝範圍D為100μm以下時，就可以說受光元件PD的拍攝範圍限於一個像素區域內。另一方面，當受光元件PD的拍攝範圍D超過100μm，因為與相鄰的受光元件PD的拍攝範圍D重疊，所以拍攝而得到的影像是模糊的。

由圖17可知：在距離L1為100μm及200μm的條件下，存在可以使受光元件PD的拍攝範圍D限於一個像素區域內的針孔的直徑p的條件；而在距離L1為500μm以上的條件下，即使為直徑p≒0μm的條件，受光元件PD的拍攝範圍D也大於一個像素區域。

此外，即使為相鄰的受光元件PD的拍攝範圍D重疊的條件及結構，也可以藉由在拍攝後進行減少影像模糊的影像處理來得到更清晰的影像。另一方面，在可以使受光元件PD的拍攝範圍D限於一個像素區域內的情況下，不需要該影像處理，所以是較佳的。

此外，如上所述，距離L1相當於基板SUB的光路長度，由此為了縮短距離L1，需要減薄基板SUB。因此，可能有撓性OLED面板的強度及抗彎折性降低的憂慮。

鑒於上述問題，進行了計算以確認是否能夠藉由使用透鏡LE擴大可以使受光元件PD的拍攝範圍D限於一個像素區域內的距離L1的範圍。

明確而言，藉由使用圖16B所示的結構，計算出受光元件PD的拍攝範圍D和針孔-拍攝對象間的距離L1的關係。

用於計算的條件與上述同樣。針孔的直徑p為14μm。

圖18示出所計算出的受光元件PD的拍攝範圍D和針孔-拍攝對象間的距離L1的關係。

由圖18可知，當距離L1為215μm以下時，受光元件PD的拍攝範圍D為100μm以下，可以使受光元件PD的拍攝範圍D限於一個像素區域內。

另一方面，由圖17可知：在不使用透鏡LE的情況下，在直徑p為14μm且距離L1為100μm的條件下，可以使受光元件PD的拍攝範圍D限於一個像素區域內；另一方面，在直徑p為14μm且距離L1為200μm的條件下，受光元件PD的拍攝範圍D大於100μm。

總之，由圖17及圖18的結果可知，藉由使用透鏡LE，可以擴大可以使受光元件PD的拍攝範圍D限於一個像素區域內的距離L1的範圍。明確而言，在針孔的直徑p相等的情況下，藉由使用透鏡LE，與不使用透鏡LE的情況相比，即使增加距離L1也可以使拍攝範圍D限於一個像素區域內。

距離L1越長，越可以增加基板SUB的厚度。例如，不但可以增加基板本身的厚度，而且還可以在基板上配置抗靜電膜、具有拒水性的膜、硬塗膜及緩衝層等中的至少一個。因此，可以提高撓性OLED面板的強度、抗彎折性及可靠性。

如上所述，根據本實施例的結果，可以確認到存在不管透鏡LE的有無都可以使受光元件PD的拍攝範圍D限於一個像素區域內的條件。此外，藉由設置透鏡LE，可以擴大該條件。例如，可以增加基板SUB的厚度，由此可以提高撓性OLED面板的強度、抗彎折性及可靠性。

實施例2

在本實施例中，說明製造受光元件並將該受光元件應用於影像感測器來拍攝的結果。

本實施例的受光元件1的結構與發光元件相同，其包括可以將發光元件的發光層置換成受光元件的活性層的疊層結構。對比受光元件2的結構與發光元件不同，其包括適於影像感測器的疊層結構。

以下示出本實施例中使用的材料的化學式。

表1示出本實施例的受光元件的元件結構。此外，參照表1說明受光元件1及對比受光元件2。

[受光元件1]

如表1所示，在受光元件1中，作為第一電極，使用了約50nm厚的鈦膜、約200nm厚的鋁膜及約5nm厚的鈦膜的三層結構。

受光元件1的第一緩衝層是對應於發光元件的電洞注入層及電洞傳輸層的層。

首先，將3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱：PCPPn)和氧化鉬以重量比成為PCPPn：氧化鉬=2：1的方式共蒸鍍，由此形成對應於電洞注入層的層。對應於電洞注入層的層的厚度約為15nm。

接著，將N-(1,1'-聯苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-茀-2-胺(簡稱：PCBBiF)以厚度成為60nm的方式蒸鍍，由此形成對應於電洞傳輸層的層。

將富勒烯(C₇₀)和四苯基二苯并二茚并芘(簡稱：DBP)以重量比成為C₇₀：DBP=9：1的方式共蒸鍍，由此形成受光元件1的活性層。活性層的厚度約為60nm。

受光元件1的第二緩衝層是對應於發光元件的電子傳輸層及電子注入層的層。

首先，將2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯并[f，h]喹

啉(簡稱：2mDBTBPDBq-II)和2，9-雙(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-啡啉(簡稱：NBPhen)分別以厚度成為10nm的方式依次蒸鍍，由此形成對應於電子傳輸層的層。

接著，將氟化鋰(LiF)以厚度成為1nm的方式蒸鍍，由此形成對應於電子注入層的層。

將銀(Ag)與鎂(Mg)以體積比成為10：1且厚度成為9nm的方式共蒸鍍，然後以厚度成為70nm的方式利用濺射法形成銦錫氧化鎢(ITO)，由此形成受光元件1的第二電極。

經上述步驟，製成受光元件1。

[對比受光元件2]

如表1所示，在對比受光元件2中，作為第一電極，使用了約50nm厚的鈦膜、約200nm厚的鋁膜及約5nm厚的鈦膜的三層結構。

將富勒烯(C₇₀)以厚度約成為10nm的方式蒸鍍，由此形成對比受光元件2的第一緩衝層。

將富勒烯(C₇₀)和DBP以重量比成為C₇₀：DBP=9：1的方式共蒸鍍，由此形成對比受光元件2的活性層。活性層的厚度約為60nm。

將氧化鉬以厚度約成為60nm的方式蒸鍍，由此形成對比受光元件2的第二緩衝層。

以厚度成為70nm的方式利用濺射法形成銦錫氧化鎢(ITO)，由此形成對比受光元件2的第二電極。

經上述步驟，製成對比受光元件2。

[受光元件1的電流-照射光強度特性]

圖19示出受光元件1的電流-照射光強度特性的評價結果。在圖19中，縱軸表示電流(A)，橫軸表示照射強度(W/cm²)。

受光元件1的受光區域為2mm×2mm。

在對受光元件1施加了-2V的電壓的狀態下，在1μW/cm²至40μW/cm²的條件下照射波長λ=550nm的光，以測量電流量。在此，所施加的電壓(-2V)通常是施加到EL元件的偏壓為正的情況下的值。也就是說，第一電極一側為高電位且第二電極一側為低電位的情況相當於正。

根據圖19可確認到，電流量相對於照射光強度以線形變化。由此可知，使用受光元件1的影像感測器能夠正常地工作。

[拍攝結果]

接著，分別使用受光元件1及對比受光元件2製造影像感測器晶片，拍攝了靜態影像。

圖20A和圖20B示出使用受光元件1的影像感測器的拍攝結果。圖20A是校正之前的資料。此外，使用利用受光元件1的影像感測器預先拍攝的全白影像及全黑影像對校正前的資料的灰階及像素之間的不均勻等進行了校正。圖20B是校正之後的資料。

圖20C和圖20D示出使用對比受光元件2的影像感測器的拍攝結果。圖20C是校正之前的資料。此外，使用利用對比受光元件2的影像感測器預先拍攝的全白影像及全黑影像，對校正前的資料的灰階及像素之間的不均勻等進行了校正。圖20D是校正之後的資料。

如圖20A至圖20D所示，使用受光元件1的影像感測器和使用對比受光元件2的影像感測器都能夠拍攝優異的靜態影像。也就是說，可以使用其結構與發光元件相同的受光元件1得到與使用具有適於影像感測器的疊層結構的對比受光元件2時同等的拍攝結果。

如上所述，在本實施例中，藉由使用其結構與發光元件相同的受光元件，可以製造能夠進行優異的拍攝的影像感測器。

實施例3

在本實施例中，說明製造在顯示部含有受光元件及發光元件的顯示裝置的結果。

[剖面結構]

圖21示出構成顯示裝置的像素的器件結構。

本實施例中製造的顯示裝置的一個像素包括紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)的三種顏色的有機EL元件OLED及一個有機光電二極體OPD的共計四個元件、用來分別獨立地驅動這四個元件的電路(驅動電路43及驅動電路44)。

四個元件各自設置在基板151(玻璃基板)上。再者，在基板151上還設置有與有機光電二極體OPD的像素電極111電連接的驅動電路43及與有機EL元件OLED的像素電極191電連接的驅動電路44。有機光電二極體OPD具有檢測出從相對基板一側入射的光的結構。有機EL元件OLED具有將光發射到相對基板一側(圖21中的共用電極115一側)的頂發射結構。像素電極191及像素電極111具有反射可見光的功能。

四個元件分別製造電洞傳輸層，還分別製造每種顏色的有機EL元件OLED的發光層及有機光電二極體OPD的活性層。明確而言，有機光電二極體OPD包括電洞傳輸層186及活性層113，紅色有機EL元件OLED包括電洞傳輸層196R及發光層193R，綠色有機EL元件OLED包括電洞傳輸層196G及發光層193G，並且藍色有機EL元件OLED包括電洞傳輸層196B及發光層193B。

在四個元件中，公共層112、公共層114a、公共層114b及共用電極115的結構相同，它們使用同一遮罩而形成。在本實施例中，公共層112是電洞注入層，公共層114a是電子傳輸層，並且公共層114b是電子注入層。共用電極115具有透射可見光的功能及反射可見光的功能。

像這樣，只要將分別製造RGB三種顏色的發光元件的結構改為分別製造包括有機光電二極體OPD的四種元件的結構，就可以在有機EL顯示器的顯示部的整個表面形成光感測器。與將光感測器作為另一模組安裝的情況相比，本實施例的顯示裝置的結構在製程、成本及設計性的方面優異，容易實現小型化及撓性化。

參照圖1C說明本實施例的顯示裝置的拍攝方法。本實施例的顯示裝置使用有機EL元件OLED所發射的光作為光源，並使用有機光電二極體OPD檢測出來自拍攝對象的反射光，以進行拍攝。

如圖1C所示，在拍攝與基板59(相對基板)接觸的手指52的指紋的情況下，基板59上的手指52反射有機EL元件OLED所發射的光，該反射光被有機光電二極體OPD檢測出。此時，藉由利用指紋的凹凸的反射率的差異，可以拍攝指紋。

此外，在本實施例的顯示裝置中，在相對基板上設置有黑色樹脂層。該黑色樹脂層相當於圖2A所示的遮光層BM。藉由設置黑色樹脂層，可以抑制有機EL元件OLED所發射的光在顯示裝置內被反射，該反射光直接入射到有機光電二極體OPD。再者，黑色樹脂層用來調整有機光電二極體OPD的拍攝範圍。藉由根據目標的拍攝範圍而設定黑色樹脂層的開口部的直徑，可以抑制拍攝影像變模糊。

指紋的拍攝只要檢測出單種顏色的光即可，不需要進行彩色拍攝。但是，本實施例的顯示裝置能夠使RGB的有機EL元件依次發光，並以時間分割方式檢測出每種顏色的反射光，而可以進行彩色拍攝。例如，能夠對配置在相對基板上的彩色影像以彩色方式進行掃描。在使用這種方式的情況下，只要配置能夠檢測整個可見光區的有機光電二極體OPD即可，不需要配置分別用於R、G及B的有機光電二極體OPD，由此有利於高清晰化。

[受光元件的探討]

如上所述，在本實施例的顯示裝置中，作為上部電極的共用電極115具有透射可見光的功能及反射可見光的功能，並且有機EL元件OLED和有機光電二極體OPD的兩者採用微腔結構。由此，可以提高有機EL元件OLED的顏色純度，並減小有機光電二極體OPD的檢測波長的幅度。

圖22示出其結構與本實施例的顯示裝置的有機光電二極體OPD相同的受光元件的光譜靈敏度的波長依賴性和電洞傳輸層的厚度的關係。圖22還示出該受光元件的正規化吸收光譜。在圖22中，第一縱軸表示光譜靈敏度(任意單位)，第二縱軸表示吸收光譜(任意單位)，並且橫軸表示波長(單位：nm)

此外，作為本實施例的受光元件的材料，使用銀(Ag)、鈀(Pd)和銅(Cu)的合金(Ag-Pd-Cu(APC))膜和包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)膜的疊層結構作為像素電極111，並使用PCPPn作為電洞傳輸層。除此以外，本實施例的受光元件的材料與實施例2的受光元件1(表1)相同。

如圖22所示，受光元件的吸收帶存在於整個可見光區域中，在紅色區域中波長越長，吸光度越下降。與此相反，受光元件的光譜靈敏度具有峰值，該峰值根據電洞傳輸層的厚度漂移。由此可知，需要相應於要檢測出的波長區域適當地調整有機光電二極體OPD的電洞傳輸層的厚度。

在本實施例中，藉由使綠色有機EL元件OLED發光，拍攝指紋。由此，在本實施例的顯示裝置中採用了能夠以綠色(波長大約為550nm)為中心覆蓋藍色至紅色的廣範圍且電洞傳輸層的厚度為40nm的有機光電二極體OPD。

圖23示出對電洞傳輸層的厚度為40nm的有機光電二極體OPD照射波長為550nm的單色光時的入射光強度和光電流的關係。在圖23中，縱軸表示電流密度(單位：μA/cm²)，橫軸表示入射光強度(單位：μW/cm²)。

如圖23所示，在外加電壓為-2V以下的情況下，可以確認到入射光強度和光電流之間的線形關係。尤其是在外加電壓為-3V以上且-6V以下的情況下，電壓依賴性小，具有飽和區域。

當掃描影像時，需要以類比灰階進行檢測。此外，當掃描彩色影像時，要求能夠檢測的波長區域寬。由此，需要具有相對於寬波長區域的入射光強度和光電流之間的線形關係及寬飽和區域。由圖22及圖23可知，其器件結構的一部分與有機EL元件OLED相同的有機光電二極體OPD滿足上述條件，能夠作為光感測器正常地工作。

[顯示裝置的結構]

在本實施例中，製造了螢幕尺寸為對角3.07英寸，像素數為360(H)×540(V)，像素間距為120μm×120μm並且清晰度為212ppi的主動矩陣型顯示裝置。閘極驅動器是內置的，源極驅動器以COG方式外置IC。讀出電路以類比電壓依次輸出。

在本實施例的顯示裝置中，使用其半導體層包含氧化物半導體的電晶體作為切換元件。其半導體層包含CAAC-OS的電晶體的關態電流非常低。借助於該特徵，有在檢測方面能夠進行全局快門式拍攝的優點。此外，可以減少靜態影像的改寫次數，由此可以實現低功耗驅動(IDS)驅動。

IDS驅動是以比通常低的速度的頻率工作的空轉停止(IDS：idling stop)驅動。IDS驅動在進行影像資料的寫入處理之後，停止影像資料的改寫。藉由延長影像資料的寫入與下一次影像資料的寫入間的間隔，可以省去該期間的影像資料的寫入所需要的功耗。IDS驅動模式的圖框頻率例如可以為正常工作模式(典型的為60Hz以上且240Hz以下)的1/100至1/10左右。靜態影像在連續的圖框間具有相同的視訊信號。因此，IDS驅動模式在顯示靜態影像時尤其有效。

通常，影像改寫工作對感測器產生雜訊，由此降低SN比。但是，在進行IDS驅動的情況下，在進行檢測期間，能夠在保持影像的狀態下停止影像的改寫工作。由此，可以在不受到由於影像改寫帶來的雜訊的負面影響的狀態下進行檢測，從而可以抑制SN比的下降。

在本實施例的顯示裝置中，將一個圖框分成顯示期間和檢測期間。在檢測期間，藉由利用IDS驅動，在不改寫影像的狀態下降低檢測時的雜訊。此外，在指紋識別或者影像掃描中，將有機EL元件OLED所發射的光用作光源，由此需要將有機EL元件OLED的發光亮度保持為固定值。在此情況下也藉由利用IDS驅動，可以減少雜訊，能夠進行優異的檢測。

[顯示結果]

圖24示出本實施例的顯示裝置的顯示結果。如圖24所示，可以確認到在顯示部中含有受光元件及發光元件的顯示裝置能夠進行優異的顯示。