TW202117694A - 顯示裝置、識別方法及程式 - Google Patents

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鎌田太介
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渡邉一徳
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日商半導體能源研究所股份有限公司
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Abstract

提供一種具有觸摸檢測功能和指紋的攝像功能的顯示裝置。顯示裝置包括發光元件及受光元件。發光元件包括第一像素電極、發光層及共用電極，受光元件包括第二像素電極、活性層及共用電極。第一像素電極和第二像素電極設置在同一面上。共用電極隔著發光層與第一像素電極重疊，並隔著活性層與第二像素電極重疊。第一導電層、第二導電層及絕緣層設置在共用電極的上方，絕緣層設置在第一導電層的上方，第二導電層設置在絕緣層的上方。受光元件具有接收發光元件所發射的光的功能。

Description

顯示裝置、識別方法及程式
本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置。本發明的一個實施方式係關於一種攝像裝置。本發明的一個實施方式係關於一種觸控面板。本發明的一個實施方式係關於一種電子裝置的識別方法。
注意，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。作為本說明書等所公開的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、輸入輸出裝置、這些裝置的驅動方法或這些裝置的製造方法。半導體裝置是指能夠藉由利用半導體特性而工作的所有裝置。
近年來，對智慧手機等行動電話機、平板資訊終端、筆記本型PC(個人電腦)等資訊終端設備廣泛普及。這種資訊終端設備在很多情況下包括個人資訊等，已開發了用來防止不正當利用的各種識別技術。
例如，專利文獻1公開了在按鈕開關部中具備指紋感測器的電子裝置。
[專利文獻1]美國專利申請公開第2014/0056493號說明書
在對被用作資訊終端設備的電子裝置附加指紋識別等識別功能的情況下，需要將用來拍攝指紋的模組安裝在電子裝置中。因此，隨著構件數量的增加而電子裝置的成本增大。
本發明的一個實施方式的目的之一是降低具有識別功能的電子裝置的成本。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是減少電子裝置的構件數量。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種能夠拍攝指紋等的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有觸摸檢測功能和指紋的攝像功能的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有指紋識別功能且螢幕佔有率高的電子裝置。
本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種安全級別高的識別方法。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種使用者友好的識別方法。本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種新穎顯示裝置、電子裝置、識別方法或程式。
注意，上述目的的記載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一種包括發光元件、受光元件、第一導電層、第二導電層及絕緣層的顯示裝置。發光元件包括第一像素電極、發光層及共用電極。受光元件包括第二像素電極、活性層及共用電極。第一像素電極和第二像素電極設置在同一面上。共用電極具有隔著發光層與第一像素電極重疊的部分及隔著活性層與第二像素電極重疊的部分。第一導電層、第二導電層及絕緣層設置在共用電極的上方。絕緣層設置在第一導電層的上方，第二導電層設置在絕緣層的上方。受光元件具有接收發光元件所發射的光的功能。
本發明的另一個實施方式是一種包括發光元件、受光元件、第一導電層、第二導電層、絕緣層及保護層的顯示裝置。發光元件包括第一像素電極、發光層及共用電極。受光元件包括第二像素電極、活性層及共用電極。第一像素電極和第二像素電極設置在同一面上。共用電極具有隔著發光層與第一像素電極重疊的部分及隔著活性層與第二像素電極重疊的部分。保護層設置在共用電極的上方。第一導電層設置在保護層的上方。絕緣層設置在第一導電層及保護層的上方。第二導電層設置在絕緣層的上方。受光元件具有接收發光元件所發射的光的功能。
在上述顯示裝置中，第一導電層較佳為具有多個開口。此時，發光元件較佳為與第一導電層的開口中的一個重疊，受光元件較佳為與第一導電層的開口中的另一個重疊。
上述顯示裝置較佳為還包括公共層。此時，公共層較佳為具有位於第一像素電極與共用電極之間的部分及位於第二像素電極與共用電極之間的部分。發光層及活性層較佳為包含不同的有機化合物。
本發明的另一個實施方式是一種電子裝置的識別方法，電子裝置包括以矩陣狀配置有顯示元件和受光元件的顯示部、檢測出對顯示部的觸摸的觸控感測器及識別部，識別方法包括如下步驟：藉由觸控感測器取得觸摸顯示部的手指的位置資訊的步驟；使顯示部中的包括手指所觸摸的位置的第一區域中的顯示元件發光的步驟；藉由受光元件拍攝第一區域而取得指紋資訊的步驟；以及藉由識別部使用指紋資訊執行使用者識別處理的步驟。
本發明的另一個實施方式是一種電子裝置的識別方法，電子裝置包括以矩陣狀配置有顯示元件和受光元件的顯示部、檢測出對顯示部的觸摸的觸控感測器及識別部，識別方法包括如下步驟：在顯示部上顯示向使用者告知觸摸位置的影像的步驟；藉由觸控感測器檢測出對觸摸位置的觸摸的步驟；使顯示部中的包括觸摸位置的第一區域中的顯示元件發光的步驟；藉由受光元件拍攝第一區域而取得指紋資訊的步驟；以及藉由識別部使用指紋資訊執行使用者識別處理的步驟。
本發明的另一個實施方式是一種電子裝置所執行的程式，電子裝置包括以矩陣狀配置有顯示元件和受光元件的顯示部、檢測出對顯示部的觸摸的觸控感測器及識別部，程式包括如下步驟：藉由觸控感測器取得觸摸顯示部的手指的位置資訊的步驟；使顯示部中的包括手指所觸摸的位置的第一區域中的顯示元件發光的步驟；藉由受光元件拍攝第一區域而取得指紋資訊的步驟；以及藉由識別部使用指紋資訊執行使用者識別處理的步驟。
本發明的另一個實施方式是一種電子裝置所執行的程式，電子裝置包括以矩陣狀配置有顯示元件和受光元件的顯示部、檢測出對顯示部的觸摸的觸控感測器及識別部，程式包括如下步驟：在顯示部上顯示向使用者告知觸摸位置的影像的步驟；藉由觸控感測器檢測出對觸摸位置的觸摸的步驟；使顯示部中的包括觸摸位置的第一區域中的顯示元件發光的步驟；藉由受光元件拍攝第一區域而取得指紋資訊的步驟；以及藉由識別部使用指紋資訊執行使用者識別處理的步驟。
根據本發明的一個實施方式，可以降低具有識別功能的電子裝置的成本。另外，可以減少電子裝置的構件數量。另外，可以提供一種能夠拍攝指紋等的顯示裝置。另外，可以提供一種具有觸摸檢測功能和指紋的攝像功能的顯示裝置。另外，可以提供一種具有指紋識別功能且螢幕佔有率高的電子裝置。
根據本發明的一個實施方式，可以提供一種安全級別高的識別方法。另外，可以提供一種使用者友好的識別方法。根據本發明的一個實施方式，可以提供一種新穎顯示裝置、電子裝置、識別方法或程式。
注意，上述效果的記載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、申請專利範圍的記載中抽取上述效果以外的效果。
以下，參照圖式對實施方式進行說明。但是，所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實，就是實施方式可以以多個不同形式來實施，其方式和詳細內容可以在不脫離本發明的精神及其範圍的條件下被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。
注意，在以下說明的發明的結構中，在不同的圖式之間共同使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重複說明。此外，當表示具有相同功能的部分時有時使用相同的陰影線，而不特別附加元件符號。
注意，在本說明書所說明的各個圖式中，有時為了明確起見，誇大表示各組件的大小、層的厚度、區域。因此，本發明並不侷限於圖式中的尺寸。
在本說明書等中使用的“第一”、“第二”等序數詞是為了避免組件的混淆而附記的，而不是為了在數目方面上進行限定的。
注意，以下，“上”、“下”等方向的表現基本上按照圖式的方向而使用。但是，為了簡化起見，說明書中的“上”或“下”表示的方向有時與圖式不一致。例如，當說明疊層體等的疊層順序(或者形成順序)等時，即使圖式中的設置該疊層體的一側的面(被形成面、支撐面、黏合面、平坦面等)位於該疊層體的上側，有時也將該方向記載為“下”，或者將與此相反的方向記載為“上”等。
在本說明書等中，顯示裝置的一個實施方式的顯示面板是指能夠在顯示面顯示(輸出)影像等的面板。因此，顯示面板是輸出裝置的一個實施方式。
另外，在本說明書等中，有時將在顯示面板的基板上安裝有例如FPC(Flexible Printed Circuit：軟性印刷電路)或TCP(Tape Carrier Package：捲帶式封裝)等連接器的結構或在基板上以COG(Chip On Glass：晶粒玻璃接合)方式等直接安裝IC(積體電路)的結構稱為顯示面板模組或顯示模組，或者也簡稱為顯示面板等。
注意，在本說明書等中，顯示裝置的一個實施方式的觸控面板具有如下功能：在顯示面顯示影像等的功能；以及檢測出手指或觸控筆等被檢測體接觸、按壓或靠近顯示面的作為觸控感測器的功能。因此觸控面板是輸入輸出裝置的一個實施方式。
觸控面板例如也可以稱為具有觸控感測器的顯示面板(或顯示裝置)、具有觸控感測器功能的顯示面板(或顯示裝置)。觸控面板也可以包括顯示面板及觸控感測器面板。或者，也可以是顯示面板內部或表面具有觸控感測器的功能的結構。
此外，在本說明書等中，有時將在觸控面板的基板上安裝有連接器或IC的結構稱為觸控面板模組、顯示模組，或者簡稱為觸控面板等。
實施方式1 在本實施方式中，說明包括本發明的一個實施方式的顯示裝置及顯示裝置的電子裝置。
本發明的一個實施方式的顯示裝置包括多個顯示元件、多個受光元件(也稱為受光器件)及觸控感測器。顯示元件較佳為發光元件(也稱為發光器件)。受光元件較佳為光電轉換元件。以下說明作為顯示元件使用發光元件的情況。
顯示裝置具有使用排列為矩陣狀的顯示元件將影像顯示在顯示面一側的功能。
另外，顯示裝置可以拍攝觸摸或靠近顯示面的物體。例如，發光元件所發射的光的一部分被該物體反射，該反射光入射到受光元件。受光元件可以根據所入射的光的強度輸出電信號。因此，在顯示裝置包括排列為矩陣狀的多個受光元件時，可以作為資料取得(也稱為拍攝)物體的位置資訊及形狀。就是說，顯示裝置能夠被用作影像感測器面板等。尤其是，顯示裝置能夠拍攝觸摸顯示面的指尖的指紋。
另外，顯示裝置包括取得觸摸或靠近顯示面的物體的位置資訊的觸控感測器。作為觸控感測器，可以採用各種方式諸如電阻膜式、靜電電容式、紅外線式、電磁感應式、表面聲波式等，特別較佳為採用靜電電容式。
作為靜電電容式，有表面型靜電電容式、投影型靜電電容式等。另外，作為投影型靜電電容式，有自電容式、互電容式等。較佳為使用互電容式，因為可以同時進行多點檢測。
互電容式的觸控感測器可以各自包括被供應脈衝電位的多個電極和連接有檢測電路的多個電極。當手指等靠近觸控感測器時，觸控感測器能夠利用電極間的電容變化進行檢測。構成觸控感測器的電極較佳為配置在比發光元件及受光元件靠近顯示面一側。
在作為顯示元件使用發光元件的情況下，較佳為使用OLED(Organic Light Emitting Diode：有機發光二極體)、QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子點發光二極體)等EL元件。作為EL元件所包含的發光物質，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)、呈現熱活化延遲螢光的物質(熱活化延遲螢光(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料)、無機化合物(量子點材料等)等。此外，作為發光元件也可以使用微發光二極體(Micro LED)等LED。
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入射到受光元件的光並產生電荷的光電轉換元件。在光電轉換元件中，根據入射光量決定所產生的電荷量。尤其是，作為受光元件，較佳為使用包括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其形狀及設計的彈性高，所以可以應用於各種各樣的顯示裝置。
發光元件例如可以具有在一對電極之間包括發光層的疊層結構。此外，受光元件可以具有在一對電極之間包括活性層的疊層結構。作為受光元件的活性層，可以使用半導體材料。例如，可以使用包含有機化合物的有機半導體材料或矽等無機半導體材料。
尤其是，作為受光元件的活性層，較佳為使用有機化合物。此時，發光元件與受光元件各自的一個電極(也稱為像素電極)較佳為設置在同一面上。此外，發光元件與受光元件的另一個電極較佳為由連續的一個導電層形成的電極(也稱為共用電極)。此外，發光元件與受光元件較佳為包括公共層。由此，可以使製造發光元件和受光元件時的製程的一部分共同化，所以可以使製程簡化而實現製造成本的降低以及製造良率的提高。
另外，作為被用作觸控感測器的電極的導電層，較佳為使用金屬或合金材料。此時，導電層較佳為各自包括使發光元件所發射的光透過的開口及使受光元件所接收的光透過的開口。例如，較佳的是，導電層具有包括多個開口的頂面形狀，較佳為具有格子狀的頂面形狀，該導電層的一個開口與發光元件重疊，另一個開口與受光元件重疊。藉由採用這種結構，可以在導電層中使用金屬或合金材料等低電阻材料，而不損傷發光元件的發光面積及受光元件的受光面積。由此，顯示裝置可以同時實現顯示品質高的顯示、品質高的影像的攝像及靈敏度高的觸摸檢測。
此外，作為觸控感測器的電極，可以使用使發光元件所發射的光透過的透光電極。此時，透光電極可以與發光元件及受光元件重疊。
發光元件及受光元件可以設置在一對基板之間。作為基板，可以使用玻璃基板等剛性基板或撓性薄膜。此時，觸控感測器的電極可以形成在位於顯示面一側的基板上。此外，也可以將觸控感測器的電極形成在其他基板上並將其貼合於顯示面一側。
另外，較佳為將觸控感測器的電極配置在上述一對基板之間。此時，可以設置覆蓋發光元件及受光元件的保護層並在保護層上設置觸控感測器的電極。因此，可以減少構件數量而使製程簡化。另外，可以減薄顯示裝置的厚度，該顯示裝置特別適於作為基板使用撓性薄膜的撓性顯示器。
本發明的一個實施方式的顯示裝置具有用於指紋識別等的拍攝指紋的功能，不需要另行設置攝像模組，可以減少電子裝置的構件數量。此外，能夠觸摸顯示部來拍攝指紋，不需要在電子裝置的外殼的一部分另行設置指紋的攝像部，可以提高電子裝置的螢幕佔有率(相對於電子裝置的表面積的螢幕面積的比例)。因此，容易實現大螢幕化而不增大外殼的尺寸。
以下，參照圖式說明更具體的結構例子。
[顯示裝置的結構例子1] 圖1A示出顯示裝置10的結構例子。顯示裝置10包括基板11、基板12、發光元件21R、發光元件21B、發光元件21G、受光元件22、功能層15、導電層31及導電層32等。
發光元件21R、發光元件21B、發光元件21G及受光元件22設置在基板11與基板12之間。導電層31及導電層32設置在發光元件21R、發光元件21B、發光元件21G及受光元件22的上方。
發光元件21R、發光元件21B及發光元件21G分別發射紅色(R)、藍色(B)及綠色(G)的光。
顯示裝置10包括配置為矩陣狀的多個像素。一個像素包括一個以上的子像素。一個子像素包括一個發光元件。例如，作為像素可以採用具有三個子像素的結構(R、G及B的三種顏色或黃色(Y)、青色(C)及洋紅色(M)的三種顏色等)、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)。此外，像素包括受光元件22。受光元件22既可以設置在所有像素中，又可以設置在部分像素中。此外，一個像素也可以包括多個受光元件22。
導電層31和導電層32被用作觸控感測器的電極。在觸控感測器使用互電容式的情況下，導電層31和導電層32中的一個被供應脈衝電位，其中另一個與類比-數位(A-D)轉換電路、感測放大器等的檢測電路等連接。
在圖1A中，導電層31和導電層32設置在基板11與基板12之間且比發光元件21R、發光元件21B、發光元件21G及受光元件22靠近基板12一側。另外，在圖1A的例子中，發光元件21R、發光元件21B或發光元件21G所發射的光經過導電層31或導電層32射出到外部。此時，作為導電層31及導電層32較佳為使用導電金屬氧化物等透光導電材料。
圖1B示出手指60靠近基板12的表面的狀態。導電層31與導電層32之間形成有電容35。當手指60等靠近基板12時，電容35的大小變化(明確而言，電容變小)。在對導電層31及導電層32中的一個供應脈衝電位時，作為在導電層31及導電層32中的另一個發生的信號的振幅的大小變化出現上述電容變化。因此，可以檢測出手指60等的接觸及靠近。
圖1C示出手指60觸摸基板12的表面的狀態。發光元件21G所發射的光的一部分在基板12與手指60的接觸部被反射或散射。並且，作為反射光或散射光的一部分的光36入射到受光元件22，由此可以拍攝手指60的接觸面。
在手指60的表面由凹部及凸部形成指紋。因此，在手指60觸摸基板12時，指紋的凸部與基板12接觸，光被它們的接觸面反射或散射。在指紋的凹部也發生光的反射或散射，但是因為不與基板12接觸，所以關於手指所引起的反射光或散射光的強度，指紋的凹部低於凸部。因此，凸部與凹部的對比度產生差異，而可以拍攝清晰的指紋。
在手指60與基板12的接觸面散射的散射光的強度分佈中，大致與接觸面垂直的方向的強度最高，從該方向向傾斜方向其角度越大，強度分佈越低。因此，位於接觸面的正下方的(與接觸面重疊的)受光元件22所接收的光的強度最高。此外，在散射光中，散射角為預定角度以上的光在基板12的另一個面(與接觸面相反一側的面)進行全反射，而不透過到受光元件22一側。因此，能夠拍攝明確的指紋形狀。
受光元件22的排列間隔越小，所拍攝的影像可以越清晰。例如，當受光元件22的排列間隔小於指紋的兩個凸部間的距離，較佳為小於鄰接的凹部與凸部間的距離時，可以獲得清晰的指紋影像。由於人的指紋的凹部與凸部的間隔大致為200μm，所以受光元件22的排列間隔例如為400μm以下，較佳為200μm以下，更佳為150μm以下，進一步較佳為100μm以下，進一步較佳為50μm以下，且為1μm以上，較佳為10μm以上，更佳為20μm以上。
顯示裝置10能夠拍攝指紋及與基板12表面接觸的各種物體。因此，顯示裝置10也可以被用作影像感測器面板。例如，依次使發光元件21R、發光元件21B及發光元件21G發光，每次由受光元件22拍攝影像，將所得到的三個影像合成，由此可以得到彩色影像。就是說，使用顯示裝置10的電子裝置也可以被用作能夠拍攝彩色影像的影像掃描器。
另外，顯示裝置10也可以使用受光元件22被用作觸控面板、數位板。藉由使用受光元件22，與使用靜電電容式觸控感測器或電磁感應式觸控感測器等的情況不同，即便是絕緣性高的被檢測體也可以檢測出位置，所以可以使用各種書寫工具(例如筆、玻璃筆、羽毛筆等)，而與觸控筆等被檢測體的材料無關。
雖然圖1C示出作為用來拍攝手指60的光使用從發光元件21G射出的光的例子，但是不侷限於此，能夠以發光元件21R、發光元件21G及發光元件21B中的一個以上為光源拍攝手指60等。作為受光元件22，可以使用接收至少發光元件21R、發光元件21G及發光元件21B所發射的光中的一個以上的光電轉換元件。明確而言，可以將接收包括發光元件21R、發光元件21G及發光元件21B中的至少一個所發射的光的波長的波長範圍的光的光電轉換元件用作受光元件22。
另外，也可以除了發光元件21R、發光元件21G及發光元件21B之外還設置發射紅外光的發光元件，並且作為受光元件22設置能夠接收該紅外光的光電轉換元件。此外，也可以設置兩個光電轉換元件，亦即能夠接收可見光的光電轉換元件和能夠接收紅外光的光電轉換元件。由於紅外光不被人看到，所以以紅外光為光源拍攝指紋等的影像不受到所顯示的影像的影響。因此，即便同時執行顯示和攝像也可以取得清晰的影像。
[顯示裝置的結構例子2] 以下說明顯示裝置的更具體的結構例子。
＜結構例子2-1＞ 圖2A是顯示裝置100A的剖面示意圖。
顯示裝置100A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131及電晶體132等。另外，顯示裝置100A在其他一對基板(基板255及基板258)之間包括導電層251、導電層252及絕緣層253。基板152與基板255隔著黏合層256貼合。
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。作為公共層112，例如可以形成電洞注入層及電洞傳輸層中的一者或兩者。
注意，有時受光元件與發光元件共同使用的層在發光元件中的功能和在受光元件中的功能不同。在本說明書中，根據發光元件中的功能而稱呼組件。例如，電洞注入層在發光元件中被用作電洞注入層，在受光元件中被用作電洞傳輸層。同樣，電子注入層在發光元件中被用作電子注入層，在受光元件中被用作電子傳輸層。另外，電洞傳輸層在發光元件和受光元件的兩者中被用作電洞傳輸層。同樣，電子傳輸層在發光元件和受光元件的兩者中被用作電子傳輸層。
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。作為公共層114，例如可以形成電子注入層和電子傳輸層中的一者或兩者。
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元件)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100A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，而其他層由受光元件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100E、顯示裝置100F及顯示裝置100G)。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。
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是接收經過基板152從外部入射的光122並將其轉換為電信號的光電轉換元件。
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重疊的位置具有開口。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中的兩個以上的疊層結構。
這裡，有時來自發光元件190的光的一部分在顯示裝置100A內被反射而入射到受光元件110。遮光層BM可以減少這種雜散光的影響。例如，在沒有設置遮光層BM的情況下，有時發光元件190所發射的光被基板152反射，由此反射光入射到受光元件110。藉由設置遮光層BM，可以抑制反射光入射到受光元件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121的電致發光元件。
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吸收光122，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131的源極或汲極。
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132的源極或汲極。電晶體132具有控制發光元件190的驅動的功能。
電晶體131及電晶體132接觸於同一層(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。
在此，在發光元件190和受光元件110中共同設置的共用電極115較佳為與被供應第一電位的佈線電連接。作為第一電位，可以使用共用電位、接地電位及參考電位等固定電位。注意，供應到共用電極115的第一電位不侷限於固定電位，也可以選擇兩個以上的不同電位。
當受光元件110接收光並將其變換為電信號時，較佳為向像素電極111供應比施加到共用電極115的第一電位低的第二電位。作為第二電位，可以根據受光元件110的結構、光學特性及電特性等選擇受光靈敏度等最適合的電位。就是說，在將受光元件110看作光電二極體時，可以選擇向被用作陰極的共用電極115供應的第一電位和向被用作陽極的像素電極191供應的第二電位以施加反向偏壓。注意，在不使受光元件110驅動的情況下，也可以向像素電極111供應與第一電位相同或大致相同的電位或者比第一電位高的電位。
另一方面，當使發光元件190發光時，較佳為向像素電極191供應比施加到共用電極115的第一電位高的第三電位。作為第三電位，可以根據發光元件190的結構、臨界電壓及電流-亮度特性等選擇電位以使發光元件190具有所要求的發光亮度。就是說，在將發光元件190看作發光二極體時，可以選擇向被用作陰極的共用電極115供應的第一電位和向被用作陽極的像素電極191供應的第三電位以施加正向偏壓。注意，在不使發光元件190發光的情況下，也可以向像素電極191供應與第一電位相同或大致相同的電位或者比第一電位低的電位。
注意，在此以共用電極115被用作陰極且各像素電極被用作陽極的情況為例對受光元件110及發光元件190進行說明，但是不侷限於此，也可以採用共用電極115被用作陽極且各像素電極被用作陰極的結構。此時，在使受光元件110驅動時作為上述第二電位供應比第一電位高的電位，在使發光元件190驅動時作為上述第三電位供應比第一電位低的電位，即可。
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，使用黏合層142貼合保護層195和基板152。
導電層251設置在基板255上。絕緣層253覆蓋導電層251及基板255。導電層252設置在絕緣層253上。基板255與基板258被黏合層257貼合。
導電層251和導電層252中的一者或兩者被用作觸控感測器的電極。在此，示出由隔著絕緣層253形成的導電層251和導電層252構成觸控感測器的例子。
圖2A示出導電層251與導電層252重疊的部分。例如，該部分可以用於導電層251與導電層252交叉的部分。另外，示出導電層251與導電層252電連接的連接部的結構。在該連接部中，藉由設置在絕緣層253中的開口使導電層251與導電層252電連接。例如，該連接部可以用於藉由導電層252使島狀的兩個導電層251電連接的部分。
在圖2A中，導電層251及導電層252以避免發光元件190的發光區域及受光元件110的受光區域的方式設置。換言之，導電層251及導電層252位於在平面視上相鄰的兩個發光元件190之間或發光元件190與受光元件110之間的位置。此外，在圖2A中，導電層251及導電層252設置在與遮光層BM重疊的位置。由此，可以作為導電層251及導電層252使用金屬及合金等低電阻的導電材料而不使用透光導電材料，所以可以提高觸控感測器的靈敏度。
注意，圖2A示出在基板255的基板258一側的面依次形成導電層251、絕緣層253及導電層252的例子，但是不侷限於此。例如，也可以在基板255的一個面一側形成導電層251，在另一個面一側形成導電層252，並且不設置絕緣層253。
此外，在作為導電層251及導電層252使用金屬或合金等導電材料的情況下，有時從顯示面一側(圖2A中的基板258一側)看到導電層251及導電層252的外光反射。因此，較佳為在基板258上設置圓偏光板(未圖示)來抑制外光反射。
＜結構例子2-2＞ 圖2B是顯示裝置100B的剖面示意圖。顯示裝置100B與上述顯示裝置100A的主要不同之處是：不包括基板258；基板255的方向不同。
導電層251、導電層252及絕緣層253設置在基板255的基板152一側的面。另外，基板255與基板152被黏合層256貼合。
與顯示裝置100A不同，顯示裝置100B不包括基板258及黏合層257，因此可以減少製造成本並減薄厚度。
＜結構例子2-3＞ 圖3A是顯示裝置100C的剖面示意圖。顯示裝置100C與上述顯示裝置100B的主要不同之處是不包括基板152。
基板255的基板151一側的面設置有導電層251、導電層252及絕緣層253。另外，以覆蓋導電層251、導電層252及絕緣層253的方式設置絕緣層254，絕緣層254的基板151一側的面設置有遮光層BM。基板255與基板151被黏合層142貼合。
藉由具有這種結構，可以在一對基板(在此，基板151與基板255)之間設置受光元件110、發光元件190、電晶體131、電晶體132、構成觸控感測器的導電層251及導電層252。因此，與上述顯示裝置100A及顯示裝置100B相比，可以實現厚度更薄的顯示裝置。
＜結構例子2-4＞ 圖3B是顯示裝置100D的剖面示意圖。顯示裝置100D與上述顯示裝置100A等的主要不同之處是導電層251等設置在保護層195的頂面。
在顯示裝置100D中，保護層195具有從基板151一側依次層疊無機絕緣層195a、有機絕緣層195b及無機絕緣層195c的疊層結構。
導電層251設置在無機絕緣層195c上。絕緣層253覆蓋導電層251及無機絕緣層195c。導電層252設置在絕緣層253上。基板255與基板151被黏合層142貼合。
無機絕緣層195a被用作保護膜，防止水等雜質擴散到受光元件110及發光元件190。有機絕緣層195b被用作平坦化膜。與無機絕緣層195a相同，無機絕緣層195c被用作保護膜，其為導電層251的被形成面。
無機絕緣層195a和無機絕緣層195c較佳為各自包含無機絕緣材料。例如，可以舉出氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽、氧化鋁、氧氮化鋁、氧化鉿等的氧化物或氮化物。
有機絕緣層195b較佳為包含有機絕緣材料。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。
藉由使保護層195具有這種疊層結構，例如即使在無機絕緣層195a中有針孔等缺陷的情況下也可以使用步階覆蓋性高的有機絕緣層195b填埋該缺陷。並且，藉由在平坦的有機絕緣層195b的頂面形成無機絕緣層195c，可以作為無機絕緣層195c形成缺陷少的絕緣膜。另外，藉由作為無機絕緣層195c使用包含無機絕緣材料的膜，該膜被用作對導電層251進行加工(蝕刻)時的蝕刻停止膜，由此可以防止有機絕緣層195b被蝕刻。
藉由在保護層195上直接形成構成觸控感測器的導電層251及導電層252，可以使顯示裝置100D的厚度極薄。另外，由於顯示裝置100D的基板255一側不設置有導電層251和導電層252，所以在基板255與基板151的貼合時不需要高精度，而可以提高良率。此外，基板255為具有透光性的基板即可，與顯示裝置100A等相比，材料的選擇彈性極高。
圖3B示出不包括遮光層BM的例子。藉由設置遮光層BM，可以使發光元件190的發光區域的面積及受光元件110的受光區域的面積增大，由此可以實現明亮的顯示及靈敏度高的攝像。另外，極為容易進行基板255與基板151的對準，由此可以提高良率。
[變形例子1] 在上文中，說明了發光元件和受光元件具有兩個共同層的例子，但是不侷限於此。下面說明共同層的結構不同的例子。
注意，下述顯示裝置100E、顯示裝置100F及顯示裝置100G是使顯示裝置100D的受光元件110及發光元件190的結構不同的例子。當然，可以將下述受光元件110及發光元件190的結構用於顯示裝置100A、顯示裝置100B及顯示裝置100C等。
圖4A示出顯示裝置100E的剖面示意圖。顯示裝置100E與顯示裝置100D的主要不同之處在於：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100E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，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。
在顯示裝置100E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及緩衝層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。
圖4B示出顯示裝置100F的剖面示意圖。顯示裝置100F與顯示裝置100D的主要不同之處在於：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100F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，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。
在顯示裝置100F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及緩衝層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。
圖4C示出顯示裝置100G的剖面示意圖。顯示裝置100G與顯示裝置100D的主要不同之處在於：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100G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，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的製程中，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100G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100G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，以覆蓋緩衝層184及緩衝層194等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。
[變形例子2] 以下，說明作為觸控感測器的電極使用透光導電膜的例子。
圖5A是顯示裝置100H的剖面示意圖。顯示裝置100H與顯示裝置100A的主要不同之處是觸控感測器的電極的結構。
顯示裝置100H在基板255與基板258之間包括導電層251t、導電層252t及絕緣層253。導電層251t設置在基板255上，絕緣層253覆蓋導電層251t及基板255的頂面，導電層252t設置在絕緣層253上。在圖5A中，絕緣層253的一部分中設置有開口，並且示出導電層251t與導電層252t藉由該開口電連接的連接部。
導電層251t及導電層252t包含對可見光具有透光性的導電材料。作為導電層251t及導電層252t，可以使用至少對發光元件190所發射的光及受光元件110所接收的光具有透光性的材料。
因為導電層251t及導電層252t具有透光性，所以可以將它們與受光元件110及發光元件190重疊。由此，在基板255與基板151的貼合製程中不需要高精度，所以可以提高顯示裝置100H的良率。
注意，圖5A示出在基板255的基板258一側的面依次形成導電層251t、絕緣層253及導電層252t的例子，但是不侷限於此。例如，也可以在基板255的一個面一側形成導電層251t，在另一個面一側形成導電層252t，並且不設置絕緣層253。
圖5B是顯示裝置100J的剖面示意圖。顯示裝置100J與顯示裝置100B的主要不同之處在於觸控感測器的電極的結構。
顯示裝置100J代替顯示裝置100B的導電層251包括導電層251t，代替導電層252包括導電層252t。導電層251t與導電層252t也可以各自具有與受光元件110的受光區域或發光元件190的發光區域重疊的部分。
與顯示裝置100H相同，顯示裝置100J也可以提高良率。
注意，在顯示裝置100H及顯示裝置100J中，也可以將導電層251t及導電層252t中的一個代替為包含金屬或合金的導電層。此時，可以將具有透光性的導電層配置在與受光元件110及發光元件190重疊的位置，並且將包含金屬或合金的導電層配置在不與受光元件110及發光元件190重疊的位置。藉由在構成觸控感測器的導電層的一部分中使用低電阻的導電層，可以減少電阻而提高靈敏度。
[觸控感測器的結構例子] 以下，說明觸控感測器的結構例子。在此，說明靜電電容式的觸控感測器。
作為靜電電容式的觸控感測器，典型地有自電容式及互電容式。
在自電容式中，與電容器連接的電極形成片段，多個該片段以矩陣狀配置。自電容式是檢測出手指等被檢測體靠近該電極時的該電極的電容增加來取得位置資訊的方式。
在互電容式中，多個第一佈線與多個第二佈線向相互交叉的方向上配置。互電容式是檢測出形成在第一佈線與第二佈線的交叉部的電容靠近被檢測體時的變化來取得位置資訊的方式。
以下，說明可用於互電容式的觸控感測器的結構。
＜觸控感測器的結構例子＞ 圖6A是說明構成觸控感測器的導電層的例子的俯視示意圖。圖6A所示的觸控感測器包括導電層251和導電層252。
觸控感測器包括在X方向上延伸且在Y方向上排列的多個佈線(佈線X1至佈線X4)及在Y方向上延伸且在X方向上排列的多個佈線(佈線Y1至佈線Y8)。以下，當說明在佈線X1至佈線X4中共同的事項時，將它們記載為佈線Xn，當說明在佈線Y1至佈線Y8中共同的事項時，將它們記載為佈線Ym。
佈線Xn由導電層251形成。佈線Xn具有交替地連結朝向X方向的細長部分和菱形狀的部分的形狀。
佈線Ym包括導電層251及導電層252。佈線Ym由菱形狀的多個導電層251和連結這些導電層251的朝向Y方向的細長的導電層252構成。
佈線Xn的導電層251所構成的細部分與佈線Ym的導電層252所構成的細部分交叉。
另外，如圖6B所示，也可以由導電層251形成佈線Xn，由導電層252形成佈線Ym。
雖然圖6A及圖6B示出包括四個佈線Xn及八個佈線Ym的例子，但是其個數不侷限於此，而可以根據顯示裝置的顯示部的尺寸及被要求的觸控感測器的佈線密度適當地設定。
圖6C是說明觸控感測器的結構的電路圖。因為佈線Xn與佈線Ym產生電容耦合，它們之間形成有電容Cp。有時將該電容Cp稱為佈線Xn與佈線Ym的互電容。這裡，佈線Xn與被供應脈衝電位的電路連接，佈線Ym與用來取得佈線Ym的電位的電路如A-D轉換電路及感測放大器等連接。
因為佈線Xn與佈線Ym之間形成有電容耦合，所以當向佈線Xn供應脈衝電位時，佈線Ym產生脈衝電位。產生在佈線Ym中的脈衝電位的振幅和佈線Xn與佈線Ym的電容耦合的強度(亦即Cp的大小)成正比。在此，當手指等被檢測體靠近佈線Xn與佈線Ym的交叉部附近時，電容形成在佈線Xn與被檢測體之間及佈線Ym與被檢測體之間，其結果，佈線Xn與佈線Ym之間的電容耦合的強度相對變小。因此，當向佈線Xn供應脈衝電位時在佈線Ym中產生的脈衝電位的振幅變小。
取得當向佈線X1供應脈衝電位時在佈線Y1至佈線Y8中產生的脈衝電位。與此相同，按佈線X2、佈線X3及佈線X4的順序供應脈衝電位，取得此時產生的佈線Y1至佈線Y8的脈衝電位。由此，可以取得被檢測體的位置資訊。
＜電極形狀的結構例子1＞ 以下，說明上述佈線Xn及佈線Ym的電極的頂面形狀的更具體例子。
圖7是圖6A中的區域Q的放大圖。區域Q是包括佈線Xn的菱形部分、佈線Ym的菱形部分及它們的邊界的區域。
圖7示出構成佈線Xn的導電層251X及構成佈線Ym的導電層251Y的頂面形狀。導電層251X及導電層251Y各自包括格子狀的頂面形狀。換言之，導電層251X及導電層251Y各自包括具有多個開口的頂面形狀。導電層251X及導電層251Y也可以形成在不同的面上，但是，較佳的是導電層251X及導電層251Y位於同一面上且對同一導電膜進行加工來形成。
此外，圖7示出像素20。像素20包括發光元件21R、發光元件21B、發光元件21G及受光元件22。發光元件21R與發光元件21B在X方向上交替地排列。發光元件21G與受光元件22在X方向上交替地排列。發光元件21R與發光元件21G在Y方向上交替地排列。注意，像素20中的發光元件21R、發光元件21B、發光元件21G及受光元件22的位置不侷限於此，可以交換四個位置中的任何兩個。
導電層251X及導電層251Y設置在平面視上相鄰的發光元件之間及相鄰的發光元件與受光元件22之間。換言之，發光元件21R、發光元件21B、發光元件21G及受光元件22各自設置在與導電層251X或導電層251Y所具有的開口重疊的位置。在此，示出在平面視上與導電層251X或導電層251Y所具有的一個開口重疊的位置設置有一個發光元件或受光元件22的例子。注意，不侷限於此，也可以採用在與一個開口重疊的位置設置有多個發光元件或一個以上的發光元件和一個以上的受光元件22的結構。
導電層251X和導電層251Y各自由在X方向上延伸的部分、在Y方向上延伸的部分以及它們的交叉部形成格子狀的頂面形狀。另外，導電層251X與導電層251Y隔著切口部Sx及切口部Sy彼此離開，切口部Sx設置於格子狀的導電層的在X方向上延伸的部分，切口部Sy設置於在Y方向上延伸的部分。藉由具有這種結構，可以減小導電層251X與導電層251Y之間的距離而使它們之間的電容值增大。
雖然可以將切口部設置在格子的交叉部，但是藉由如圖7所示那樣將切口部Sx及切口部Sy分別配置於格子的在X方向上延伸的部分及在Y方向上延伸的部分，不容易從顯示面一側看到導電層251X及導電層251Y的圖案，所以是較佳的。
另外，如圖7所示，發光元件21R、發光元件21B、發光元件21G及受光元件22的周圍一定相鄰地設置有導電層251X或導電層251Y的一部分。因此，不容易從顯示面一側看到導電層251X及導電層251Y的圖案。尤其是，根據受光元件22的周圍設置有導電層251X或導電層251Y還是不設置有導電層251X或導電層251Y，有可能發生受光量的差異。因此，如圖7所示，藉由在受光元件22的周圍一定設置有導電層251X或導電層251Y的一部分，可以適合地抑制起因於受光元件22的受光量的偏差而產生攝像影像的不均勻。
注意，圖7示出在四個方向上被導電層251X或導電層251Y圍繞的受光元件22和與切口部Sx或切口部Sy相鄰的受光元件22混在一起的例子，但是不侷限於此，既可以僅包括在四個方向上被導電層251X或導電層251Y圍繞的受光元件22，又可以僅包括與切口部Sx或切口部Sy相鄰的受光元件22。
＜電極形狀的結構例子2＞ 圖8示出以45度傾斜圖7所示的像素20的排列方向的例子。導電層251X及導電層251Y例如具有相對於顯示裝置的顯示部的輪廓線或與像素連接的佈線的延伸方向傾斜的格子狀的頂面形狀。
導電層251X與導電層251Y隔著切口部Sa及切口部Sb彼此離開，切口部Sa設置於格子狀的導電層的從左下延伸到右上的部分，切口部Sb設置於從左上延伸到右下的部分。
這裡，在使導電層251X與導電層251Y分離時，也可以使用切口部Sa及切口部Sb中的任一個線性地分離。然而，如圖8所示，藉由組合切口部Sa或切口部Sb以導電層251X與導電層251Y的邊界為鋸齒形狀的方式進行分離，不容易從顯示面一側看到導電層251X及導電層251Y的圖案，所以是較佳的。另外，藉由使導電層251X與導電層251Y的邊界為鋸齒形狀，可以延長它們的邊界線，由此可以具有使導電層251X與導電層251Y之間的電容增大的效果。
＜電極形狀的結構例子3＞ 圖9A及圖9B示出像素20所包括的發光元件21R、發光元件21G、發光元件21B及受光元件22在X方向上排列的例子。
在圖9A中，導電層251X及導電層251Y各自具有包括縱長開口的格子狀的頂面形狀。發光元件21R、發光元件21G、發光元件21B及受光元件22各自與一個開口重疊。
在圖9B中，導電層251X及導電層251Y所具有的一個開口與發光元件21R、發光元件21G、發光元件21B及受光元件22重疊。
藉由具有這種結構，可以提高使用發光元件21R、發光元件21G及發光元件21B顯示的影像的顯示品質。
在圖10所示的像素20中，X方向上排列有發光元件21R、發光元件21G及發光元件21B，並且它們的下一側配置有受光元件22。
藉由具有這種結構，可以進一步提高影像的顯示品質，所以是較佳的。
[顯示裝置的結構例子3] 以下說明顯示裝置的更具體的例子。
＜結構例子3-1＞ 圖11示出顯示裝置200A的立體圖。
顯示裝置200A具有貼合基板151與基板152的結構。基板152上設置有基板255。在圖11中，以虛線表示基板152及基板255。基板255包括上述觸控感測器。
顯示裝置200A包括顯示部162、電路164及佈線165等。圖11示出在顯示裝置200A中安裝有IC(積體電路)173及FPC172的例子。因此，也可以將圖11所示的結構稱為包括顯示裝置200A、IC173及FPC172的顯示模組。
作為電路164，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。
圖11示出藉由COG(Chip On Glass：晶粒玻璃接合)方式或COF(Chip On Film：薄膜覆晶封裝)方式等在基板151上設置IC173的例子。作為IC173，例如可以使用包括掃描線驅動電路及信號線驅動電路等的IC。注意，顯示裝置200A及顯示模組不一定必須設置有IC173。此外，也可以利用COF方式等將IC173安裝於FPC172。
圖12示出圖11所示的顯示裝置200A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12所示的顯示裝置200A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12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所發射的光射出到基板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200A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重疊的位置具有開口。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，也可以使用氧化鉿膜、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200A的端部附近包括開口。由此，可以抑制從顯示裝置200A的端部藉由有機絕緣膜的雜質擴散。此外，也可以以其端部位於顯示裝置200A的端部的內側的方式形成有機絕緣膜，以使有機絕緣膜不暴露於顯示裝置200A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12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擴散到顯示部162。由此，可以提高顯示裝置200A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，對經過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，採用兩個閘極夾著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、單晶半導體或者單晶半導體以外的具有結晶性的半導體(微晶半導體、多晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用單晶半導體或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包含金屬氧化物(也稱為氧化物半導體)。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、釔及錫中的一種或多種。
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(也稱為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原子數比為M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=5：1：3、In：M：Zn=5：1：6、In：M：Zn=5：1：7、In：M：Zn=5：1：8、In：M：Zn=10：1：3、In：M：Zn=6：1：6、In：M：Zn=5：2：5等。
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%範圍的變動。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]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為4時，Ga為1以上且3以下，Zn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為5時，Ga大於0.1且為2以下，Zn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為1時，Ga大於0.1且為2以下，Zn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，又可以具有兩種以上的不同結構。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，又可以具有兩種以上的不同結構。
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。
基板152的與基板151相反一側的面隔著黏合層256與基板255貼合。基板255的基板151一側的面設置有導電層251、絕緣層253及導電層252。
在此，示出作為導電層251及導電層252使用包含金屬或合金的導電膜的例子。導電層251及導電層252以不與受光元件110的受光區域及發光元件190的發光區域重疊的方式設置。在圖12中，導電層251及導電層252設置在與遮光層BM重疊的位置。
作為導電層251及導電層252，例如可以舉出包含鋁、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的導電膜等。可以使用包含這些材料的膜的單層或疊層。
另外，作為導電層251及導電層252的一者或兩者可以使用透光導電膜。例如，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。此外，還可以使用包含上述金屬或合金且減薄到具有透光性的厚度的導電膜。在作為導電層251或導電層252使用透光導電膜的情況下，也可以將該導電層與受光元件110的受光區域及發光元件190的發光區域重疊。
作為絕緣層253，可以使用無機絕緣膜或有機絕緣膜。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。絕緣層253可以為單層結構或疊層結構。
可以在基板255的外側配置各種光學構件。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255的外側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、衝擊吸收層等。
基板151、基板152及基板255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、基板152及基板255，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，可以使用異方性導電膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)、異方性導電膏(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)、富勒烯衍生物等具有電子接受性的有機半導體材料。富勒烯具有足球形狀，該形狀在能量上穩定。富勒烯的HOMO能階及LUMO能階都深(低)。因為富勒烯的LUMO能階較深，所以電子受體性(受體性)極高。一般地，當如苯那樣π電子共軛(共振)在平面上擴大時，電子施體性(施體型)變高。另一方面，富勒烯具有球形狀，儘管π電子廣泛擴大，但是電子受體性變高。在電子受體性較高時，高速且高效地引起電荷分離，所以對受光器件來說是有益的。C60 、C70 都在可見光區域中具有寬吸收帶，尤其是，C70 與C60 相比具有更大的π電子共軛體系，在長波長區域中也具有更寬的吸收帶，所以是較佳的。
作為活性層113含有的n型半導體的材料，可以舉出具有喹啉骨架的金屬錯合物、具有苯并喹啉骨架的金屬錯合物、具有㗁唑骨架的金屬錯合物、具有噻唑骨架的金屬錯合物、㗁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、㗁唑衍生物、噻唑衍生物、啡啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹㗁啉衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、聯吡啶衍生物、嘧啶衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、香豆素衍生物、若丹明衍生物、三嗪衍生物、醌衍生物等。
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)、四苯基二苯并二茚并芘(Tetraphenyldibenzoperiflanthene：DBP)、酞青鋅(Zinc Phthalocyanine：ZnPc)、錫酞青(SnPc)、喹吖啶酮等具有電子施體性的有機半導體材料。
另外，作為p型半導體的材料，可以舉出咔唑衍生物，噻吩衍生物，呋喃衍生物，具有芳香胺骨架的化合物等。再者，作為p型半導體的材料，可以舉出萘衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、聯伸三苯衍生物、茀衍生物、吡咯衍生物、苯并呋喃衍生物、苯并噻吩衍生物、吲哚衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、吲哚咔唑衍生物、紫質衍生物、酞青衍生物、萘酞青衍生物、喹吖啶酮衍生物、聚亞苯亞乙烯衍生物、聚對亞苯衍生物、聚茀衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等。
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。此外，也可以層疊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，可以使用上述材料的疊層膜作為導電層。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)以及構成觸控感測器的導電層。
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、無機絕緣材料諸如氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽或氧化鋁等。
＜結構例子3-2＞ 圖13A示出顯示裝置200B的剖面圖。顯示裝置200B與顯示裝置200A的主要不同之處在於包括透鏡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，可以抑制水等雜質擴散到受光元件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200B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擴散到顯示部162。因此，可以提高顯示裝置200B的可靠性。
圖13B示出保護層195具有三層結構的例子。在圖13B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的對受光元件110所接收的光的波長的折射率較佳為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200B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200B採用固體密封結構。
＜結構例子3-3＞ 圖14A是顯示裝置200C的剖面圖。顯示裝置200C與顯示裝置200B的主要不同之處在於：電晶體的結構；不包括遮光層BM及透鏡149；以及觸控感測器的結構。
顯示裝置200C在基板151與基板152之間包括受光元件110，發光元件190及被用作觸控感測器的電極的導電層251及導電層252。
顯示裝置200C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14A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14B所示的電晶體202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，可以形成圖14B所示的結構。在圖14B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。
另外，以覆蓋受光元件110及發光元件190的方式層疊有無機絕緣層195a、有機絕緣層195b及無機絕緣層195c。另外，無機絕緣層195c上設置有構成觸控感測器的導電層251、絕緣層253及導電層252。導電層251及導電層252設置在不與受光元件110的受光區域及發光元件190的發光區域重疊的位置。
＜結構例子3-4＞ 圖15示出顯示裝置200D的剖面圖。顯示裝置200D與顯示裝置200C的主要不同之處在於基板的結構。
顯示裝置200D包括基板153、基板154、黏合層155及絕緣層212而不包括基板151及基板152。
基板153和絕緣層212由黏合層155貼合。基板154和保護層195由黏合層142貼合。
顯示裝置200D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200D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。或者，作為絕緣層212，也可以採用有機絕緣膜和無機絕緣膜的疊層膜。此時，電晶體209一側的膜較佳為無機絕緣膜。
以上是對顯示裝置的結構例子的說明。
[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。
在本說明書等中，有時記載為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由具有不同能帶間隙的成分構成。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。
就是說，也可以將CAC-OS或CAC-metal oxide稱為基質複合材料(matrix composite)或金屬基質複合材料(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，即使在畸變附近也難以觀察到明確的晶界(grain boundary)。就是說，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VO (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。
以上是對金屬氧化物的說明。
本實施方式所示的結構例子及對應於這些例子的圖式等的至少一部分可以與其他結構例子或圖式等適當地組合。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式2 在本實施方式中，說明能夠使用本發明的一個實施方式的顯示裝置的器件及使用該器件的識別方法等。
使用本發明的一個實施方式的顯示裝置的器件被用作檢測出觸摸顯示面的手指等的位置的觸控面板及拍攝顯示面上的物體的影像感測器。例如，藉由拍攝觸摸顯示面的手指等，可以進行指紋識別。由於本發明的一個實施方式包括在顯示面內以矩陣狀配置的受光元件，所以在顯示面上的哪個位置也可以執行用於指紋識別的攝像。因此，可以實現使用者不感到不快的識別處理。
[器件的結構例子] 圖16是本發明的一個實施方式的器件300的方塊圖。器件300包括控制部301、顯示部302及記憶部304。控制部301包括識別部303。顯示部302包括顯示元件305、受光元件306及觸控感測器307。例如，可以將器件300用於可攜式資訊終端等電子裝置。
注意，本說明書的圖式示出在獨立的方塊中根據其功能進行分類的組件，但是在實際上，組件難以根據功能被清楚地劃分，一個組件有時具有多個功能，還有時由多個組件實現一個功能。
控制部301具有進行器件300的系統的所有控制的功能。另外，控制部301具有總括控制器件300所包括的各元件的功能。
控制部301例如被用作中央處理器(CPU：Central Processing Unit)。控制部301藉由由處理器解釋且執行來自各種程式的指令，進行各種資料處理或程式控制。有可能由處理器執行的程式可以被儲存在處理器中的記憶體區域，也可以被儲存在記憶部304中。
另外，控制部301具有生成向顯示部302輸出的影像資料的功能、對從顯示部302的受光元件306輸入的攝像影像(攝像資料)進行處理的功能、對從觸控感測器307輸入的被檢測體的位置資訊進行處理的功能及控制系統的鎖定狀態的功能等。
顯示部302具有顯示影像的功能、檢測觸摸的功能及拍攝影像的功能。顯示部302可以藉由拍攝觸摸螢幕的手指來取得指紋資訊。顯示部302也可以被稱為具有指紋資訊取得功能的觸控面板。
明確而言，顯示部302具有根據從控制部301輸入的影像資料並使用顯示元件305顯示影像的功能。此外，顯示部302具有使用受光元件306執行指紋等的攝像並將攝像資料輸出到控制部301的功能。另外，顯示部302具有使用觸控感測器307取得手指等被檢測體的位置資訊並將其輸出到控制部301的功能。
關於可用於顯示部302的顯示裝置的結構，可以援用實施方式1。
顯示部302較佳為在螢幕上的哪個位置也可以取得所觸摸的手指的指紋資訊。就是說，螢幕上的觸控感測器起作用的範圍與能夠取得指紋資訊的範圍較佳為一致或大致一致。
記憶部304具有保持預先登錄的使用者的指紋資訊的功能。記憶部304可以根據控制部301或識別部303的要求將該指紋資訊輸出到識別部303。
記憶部304較佳為保持使用者在識別時使用的所有手指的指紋資訊。例如，可以保持使用者的右手和左手這兩個食指的指紋資訊。使用者除了食指之外還可以自由地登錄中指、無名指、小指和拇指中的一個以上的指紋資訊，記憶部304可以保持登錄了的所有指紋資訊。
控制部301具有如下功能：當識別部303所執行的使用者識別時，在識別到使用者的情況下，系統從鎖定狀態轉移到鎖定解除了的可以使用的狀態。
另外，控制部301具有如下功能：當系統處於鎖定狀態時，顯示部302檢測出觸摸工作，當輸出位置資訊時，使位於顯示部302中的被觸摸的場所的顯示元件發光，由此生成影像資料，並且將其輸出到顯示部302。此外，控制部301具有對顯示部302要求在使顯示元件發光的狀態下執行指紋的攝像的功能。
另外，控制部301也可以具有如下功能：當系統處於鎖定狀態時，在顯示部302中生成包括示出使用者所觸摸的位置的影像(也稱為告知觸摸位置的影像)的影像資料並將其輸出到顯示部302的功能。
識別部303具有如下功能：執行對照從顯示部302輸入的指紋資訊和在記憶部304中保持的指紋資訊並判定它們是否一致的處理(識別處理)。作為在識別部303所執行的識別處理中使用的方法，例如可以使用比較兩個影像來參照其相似程度的範本匹配法(template matching method)或模式匹配法(pattern matching method)等方法。另外，也可以藉由利用機器學習的推論執行指紋識別處理。此時，尤其較佳為藉由利用神經網路的推論進行識別處理。
[識別方法例子1] 以下，說明使用器件300的識別方法的一個例子。在此，說明指紋識別的工作。
圖17是使用器件300的識別方法的工作的流程圖。
首先，開始處理。此時，器件300的系統處於鎖定狀態，亦即對使用者能夠執行的功能有限制的狀態(包括登出(log-out、log-off)狀態)。
在步驟S11中，檢測出是否觸摸顯示部302。觸摸的檢測被觸控感測器307執行。在檢測出觸摸時，進入步驟S12。步驟S11直到檢測出觸摸為止反復執行。
在步驟S12中，取得觸摸位置的位置資訊。位置資訊從觸控感測器307輸出到控制部301。
在步驟S13中，根據位置資訊使位於觸摸位置及其附近的顯示元件305發光。此時，控制部301生成觸摸位置及其附近的部分明亮(灰階高)且其他部分昏暗(灰階低)的影像資料並將其輸出到顯示部302，由此在顯示部302中顯示基於該影像資料的影像。
可以將從顯示元件305發射的光用作在受光元件306中拍攝時的光源。因此，所發光的顯示元件305可以為發射受光元件306能夠接收的光的顯示元件。例如，在顯示部302包括R、G、B這三個顏色的顯示元件305的情況下，可以使它們中的一個、兩個或三個顯示元件305發光。
在步驟S13中，可以使觸摸位置及其附近明亮地顯示(發光)，使其他部分非發光。因此，所發光的顯示元件305被手指遮蔽，從而可以防止使用者看到明亮的光。就是說，可以防止使用者直接看到用於指紋識別的光源。例如，在昏暗的環境下，使用者在直接看到用於指紋識別的光源時感到刺眼，在最壞的情況下有眼睛受傷的風險。藉由只使被手指遮蔽的位置發光，可以減少對使用者的負擔。
觸摸位置以外的部分既可以處於非發光狀態，又可以處於顯示有其他影像的狀態。
這裡，所發光的顯示元件305的亮度可以根據環境光及受光元件306的靈敏度適當地改變，但是越明亮越好。例如，當將使顯示元件305最明亮地發光的亮度或灰階設定為100%時，亮度或灰階可以為50%以上且100%以下，較佳為70%以上且100%以下，更佳為80%以上且100%以下。
另外，所發光的範圍較佳為被手指遮蔽的範圍。當被手指觸摸螢幕時，手指的接觸面位於從使用者看到的手指的輪廓之內側，並且，手指的對螢幕的投影面積大於手指的接觸面積。因此，當將接觸面積設定為100%時，所發光的範圍可以為50%以上且150%以下，較佳為70%以上且130%以下，更佳為80%以上且120%以下。在發光面積小於50%時，從攝像得到的指紋資訊不足，有可能減少識別精度。另一方面，在發光面積超過150%時，有使用者直接看到光源的擔憂。
此外，也可以將所發光的範圍設定為以觸摸位置為中心的半徑r的圓，預先設定該r的值。由於手指的大小及形狀根據使用者的年齡、性別、體格等不同，所以規定所發光的範圍的圓的半徑r也可以被使用者設定。
接著，在步驟S14中，取得指紋資訊。指紋資訊作為在受光元件306中拍攝的影像資料從顯示部302輸出到控制部301。
在步驟S15中，識別部303執行識別處理。明確而言，識別部303對照從顯示部302輸出的指紋資訊(影像資料)和預先登錄的保持在記憶部304中的使用者的指紋資訊，並判定它們是否一致。當識別到使用者(亦即，判斷為兩個指紋資訊一致)時，進入步驟S16。當識別不到使用者(亦即，判斷為兩個指紋資訊不一致)時，結束處理。
在此，當記憶部304中儲存有兩個以上的指紋資訊時，對所有指紋資訊執行上述識別處理。
在步驟S16中，控制部301使器件300的系統進入解除鎖定的狀態(包括登錄(log-in)狀態)。
以上是圖17所示的流程圖的說明。
以下，說明上述識別方法的具體使用例子。圖18A至圖18C示出使用利用上述識別方法的電子裝置的狀態。
圖18A示出使用上述器件300的電子裝置320。電子裝置320包括外殼321及顯示部322。在外殼321內包括上述控制部301，作為顯示部322使用上述顯示部302。
圖18A示出手指330觸摸顯示部322並拍攝指紋的狀態。
圖18B是使圖18A中的手指330透過而以虛線僅示出輪廓的圖。圖18B示出使位於包括手指330所觸摸的部分的區域325的顯示元件發光的狀態。如圖18A及圖18B所示，明亮地發光的區域325被手指330遮蔽，使用者不容易看到該區域。因此，可以執行指紋識別而使用者不感到不快。
電子裝置320在顯示部322內的哪個位置也可以進行指紋識別。圖18C示出觸摸與圖18A及圖18B不同的位置並拍攝指紋的狀態。
[識別方法例子2] 以下，說明與上述不同的識別方法例子。圖19是使用器件300的識別方法的工作的流程圖。
首先，開始處理。此時，器件300的系統處於鎖定狀態。
在步驟S21中，檢測出對器件300的使用者的操作。例如，可以舉出開啟電子裝置的電源、按下物理按鈕、觸摸顯示部302、使用者的視線、環境光變明亮或者電子裝置的姿勢的很大的變化等。當檢測出操作時，進入步驟S22。步驟S21直到檢測出操作為止反復執行。
接著，在步驟S22中，顯示部302顯示識別位置影像。識別位置影像包括示出使用者所觸摸的位置的影像、向使用者告知觸摸位置的影像、對使用者促進觸摸的文字資訊等。
明確而言，控制部301生成包括識別位置影像的影像資料並將其輸出到顯示部302，由此在顯示部302中顯示基於該影像資料的影像。
在此，雖然識別位置影像所示的位置可以按每次處理示出相同的位置，但是較佳為按每次處理示出不同的位置。就是說，藉由使使用者觸摸按每次處理無規律地示出的不同位置，可以執行指紋識別。
例如，當按每次處理以相同位置拍攝指紋時，容易發展被用作拍攝指紋的光源的顯示元件305及構成像素的電晶體的劣化，有時發生顯示元件305的發光亮度的下降及螢幕的烙印等不良現象。因此，藉由如上所述那樣按每次處理以不同位置執行指紋識別，可以抑制顯示元件305的亮度的下降及螢幕的烙印等。
另外，在按每次處理以不同位置進行指紋識別時，使用者需要主動地進行用於識別的工作，由此具有可以提高使用者的安全意識的效果。
在此，作為識別位置影像，除了觸摸位置以外還可以組合顯示指定所觸摸的手指的影像或文字資訊。例如，在顯示“請用中指觸摸”等文字資訊時，可以在後面識別處理中用中指的指紋資訊執行識別。與觸摸位置相同，可以按每次處理無規律地使被指定的手指不同。
另外，也可以在顯示部302上顯示多個識別位置影像，用兩個以上的手指同時觸摸，根據兩個以上的指紋資訊進行識別處理。另外，也可以執行多階段識別，用一個手指執行識別處理，在識別到使用者時還使用不同的手指執行指紋識別。
如此，不是用一個指紋資訊執行識別處理而是無規律地指定多個指紋資訊來執行識別處理，由此可以使安全性極高。例如，即便在惡意的使用者非法取得正當的使用者(主人)的指紋資訊而使用器件300的情況下，若沒有多個(較佳為所有的)手指的指紋資訊則不能夠使用器件300，從而也可以適合地防止不正當使用。
在步驟S23中，檢測出是否觸摸對應於識別位置影像的位置。觸摸的檢測被觸控感測器307執行。在檢測出觸摸時，進入步驟S24。當在固定期間不檢測出觸摸或檢測出不同位置時，結束處理。
在步驟S24中，使位於觸摸位置及其附近的顯示元件305發光。在步驟S24中，可以援用上述識別方法例子1的步驟S13。
在步驟S25中，取得指紋資訊。指紋資訊作為在受光元件306中拍攝的影像資料從顯示部302輸出到控制部301。
在步驟S26中，識別部303執行識別處理。當識別到使用者時，進入步驟S27。當識別不到使用者時，結束處理。關於識別處理，可以援用上述識別方法例子1的步驟S15。
在此，在步驟S22中，當作為識別位置影像將指定所觸摸的手指的影像或文字資訊與觸摸位置組合顯示在顯示部302上時，使用所對應的手指的指紋資訊執行識別處理。
如上所述，在步驟S22中，當將與兩個以上的手指對應的多個識別位置影像顯示在顯示部302上時，使用所對應的多個手指的指紋資訊執行識別處理。
在步驟S27中，控制部301使器件300的系統進入解除鎖定的狀態(包括登錄狀態)。
以上是圖19所示的流程圖的說明。
在此，當進行在步驟S22中說明的多階段識別時，多次執行步驟S22至步驟S26的處理。例如，在執行二階段識別的情況下，可以執行如下處理：在第一次處理中用右手中指的指紋進行識別處理，當識別到使用者時，在第二次處理用左手無名指的指紋進行識別處理，當識別到使用者時，解除系統的鎖定。此外，第一次處理和第二次處理所指定的手指較佳為按每次處理無規律地變化。
在圖20A中，電子裝置320的顯示部322上作為識別位置影像顯示有影像326，手指330將要觸摸該影像326所示的部分。
影像326除了模擬指紋的插圖之外作為用來使使用者促進觸摸的文字資訊包括“Touch Here”的文字。藉由除了插圖之外附加文字資訊，可以以使用者容易看懂的方式示出位置。
在圖20B中，與圖20A不同的位置顯示有影像326，手指330將要觸摸影像326。
[電子裝置的結構例子] 圖21A是電子裝置320的示意圖。電子裝置320包括外殼321及顯示部322。圖21A示出顯示部322內的一個像素的放大圖。設置在顯示部322中的像素包括發光元件21R、發光元件21G、發光元件21B及受光元件22。另外，包括具有格子狀的頂面形狀的導電層251，以與導電層251的開口重疊的方式配置有發光元件21R、發光元件21G、發光元件21B及受光元件22。
在電子裝置320中，顯示部322的整個區域被用作觸控面板。另外，在電子裝置320中，顯示部322的整個區域設置有包括受光元件22的像素。因此，即便觸摸顯示部322的哪個場所也可以拍攝指紋。
在圖21B所示的電子裝置320A中，顯示部322包括兩個區域(區域322A及區域322B)。在圖21B中，區域322B位於顯示部322內之下側，其他區域是區域322A。
圖21B是設置在區域322A及區域322B各自中的一個像素的放大圖。與圖21A所示的電子裝置320的顯示部322中的像素相同，區域322B中的像素包括發光元件21R、發光元件21G、發光元件21B及受光元件22。
另外，區域322A中的像素不包括受光元件22，僅由發光元件構成。圖21B示出像素包括一個發光元件21R、一個發光元件21G及兩個發光元件21B的例子。注意，不侷限於此，也可以包括其他兩個發光元件。另外，可以使區域322A中的像素排列與區域322B不同，例如也可以以條紋狀排列發光元件21R、發光元件21G及發光元件21B。在區域322A與區域322B具有相同的像素排列時，不容易看到它們的邊界，所以是較佳的。
另外，區域322A和區域322B中都設置有格子狀的導電層251。由此，顯示部322的整個區域被用作觸控面板。
在圖21B中，藉由觸摸區域322B，可以執行指紋識別。因此，使用者可以經常在螢幕內的相同部分執行指紋識別，所以可以實現方便性良好的(使用者友好的)電子裝置。
注意，在圖21B的例子中，區域322B位於顯示部322的下方，區域322B的形狀大致為圓形，但是區域322B的位置及形狀不侷限於此。例如，區域322B也可以沿著顯示部322的輪廓的一部分設置。另外，區域322B的個數不侷限於一個，也可以將多個區域322B配置在顯示部322內。
以上是電子裝置的結構例子的說明。
注意，本發明的一個實施方式的器件所執行的識別方法、處理方法、操作方法、工作方法或顯示方法等例如有可能被記載為程式。例如，記載有上述器件300等所執行的識別方法、處理方法、操作方法、工作方法或顯示方法等的程式可以儲存在非暫時儲存介質中，被器件300的控制部301所包括的運算裝置等讀出並被執行。就是說，藉由硬體執行上述識別方法及工作方法等的程式及儲存有該程式的非暫時儲存介質是本發明的一個實施方式。
本實施方式所示的結構例子及對應於這些例子的圖式等的至少一部分可以與其他結構例子或圖式等適當地組合。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式3 在本實施方式中，參照圖式說明可用於本發明的一個實施方式的顯示裝置的像素的結構。
本發明的一個實施方式的顯示面板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22A示出具有受光元件的第一像素電路的一個例子，而圖22B示出具有發光元件的第二像素電路的一個例子。
圖22A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及電容器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器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22B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及電容器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器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。
在本實施方式的顯示面板中，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，可以降低顯示面板的耗電量並抑制顯示面板的發熱。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器中的電荷。因此，尤其是，與電容器C1或電容器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22A和圖22B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器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。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式4 在本實施方式中，使用圖式對能夠使用本發明的一個實施方式的顯示裝置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。因為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，並且檢測出觸摸或靠近。本發明的一個實施方式的電子裝置是難以不正使用且安全級別極高的電子裝置。此外，可以提高電子裝置的功能性及方便性等。
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23A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23B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24A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24A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，也可以藉由用手指等觸摸顯示部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24B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24C和圖24D示出數位看板的一個例子。
圖24C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24D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24C和圖24D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24C和圖24D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25A至圖25F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25A至圖25F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25A至圖25F所示的電子裝置。
圖25A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25A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25B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，由此例如能夠判斷是否接電話。
圖25C是示出手錶型可攜式資訊終端9200的立體圖。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25D、圖25E及圖25F是示出可以折疊的可攜式資訊終端9201的立體圖。此外，圖25D是將可攜式資訊終端9201展開的狀態的立體圖，圖25F是折疊的狀態的立體圖，圖25E是從圖25D的狀態和圖25F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。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
X1~X4:佈線 Y1~Y8:佈線 10:顯示裝置 11:基板 12:基板 14:記憶部 15:功能層 20:像素 21R,G,B:發光元件 22:受光元件 31,32:導電層 35:電容 36:光 60:手指 100A~H,J: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 115:共用電極 121,122:光 131,132:電晶體 142:黏合層 143:空間 149:透鏡 151~154:基板 155:黏合層 162:顯示部 164:電路 165:佈線 166:導電層 172:FPC 173:IC 182,184:緩衝層 190:發光元件 191:像素電極 192,194:緩衝層 193:發光層 195:保護層 195a:無機絕緣層 195b:有機絕緣層 195c:無機絕緣層 200A~D:顯示裝置 201,205,208,209,210:電晶體 204:連接部 211~215:絕緣層 216:分隔壁 218:絕緣層 221:導電層 222a,b: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 251,251t,251X,Y,252,252t:導電層 253,254:絕緣層 255,258:基板 256,257:黏合層 300:器件 301:控制部 302:顯示部 303:識別部 304:記憶部 305:顯示元件 306:受光元件 307:觸控感測器 320:電子裝置 320A:電子裝置 321:外殼 322:顯示部 322A,B,325:區域 326:影像 330:手指
[圖1A]至[圖1C]是示出顯示裝置的結構例子的圖； [圖2A]及[圖2B]是示出顯示裝置的結構例子的圖； [圖3A]及[圖3B]是示出顯示裝置的結構例子的圖； [圖4A]至[圖4C]是示出顯示裝置的結構例子的圖； [圖5A]及[圖5B]是示出顯示裝置的結構例子的圖； [圖6A]至[圖6C]是示出觸控感測器的結構例子的圖； [圖7]是示出觸控感測器及像素的結構例子的圖； [圖8]是示出觸控感測器及像素的結構例子的圖； [圖9A]及[圖9B]是示出觸控感測器及像素的結構例子的圖； [圖10]是示出觸控感測器及像素的結構例子的圖； [圖11]是示出顯示裝置的結構例子的圖； [圖12]是示出顯示裝置的結構例子的圖； [圖13A]及[圖13B]是示出顯示裝置的結構例子的圖； [圖14A]及[圖14B]是示出顯示裝置的結構例子的圖； [圖15]是示出顯示裝置的結構例子的圖； [圖16]是示出器件的結構例子的圖； [圖17]是說明識別方法例子的流程圖； [圖18A]至[圖18C]是示出電子裝置的使用例子的圖； [圖19]是說明識別方法例子的流程圖； [圖20A]及[圖20B]是示出電子裝置的使用例子的圖； [圖21A]及[圖21B]是示出電子裝置的結構例子的圖； [圖22A]及[圖22B]是示出像素電路的結構例子的圖； [圖23A]及[圖23B]是示出電子裝置的結構例子的圖； [圖24A]至[圖24D]是示出電子裝置的結構例子的圖； [圖25A]至[圖25F]是示出電子裝置的結構例子的圖。
10:顯示裝置
11:基板
12:基板
15:功能層
21R,G,B:發光元件
22:受光元件
31,32:導電層

Claims (8)

  1. 一種顯示裝置，包括： 發光元件； 受光元件； 第一導電層； 第二導電層；以及 絕緣層， 其中，該發光元件包括第一像素電極、發光層及共用電極， 該受光元件包括第二像素電極、活性層及該共用電極， 該第一像素電極和該第二像素電極在同一面上， 該共用電極具有隔著該發光層與該第一像素電極重疊的部分及隔著該活性層與該第二像素電極重疊的部分， 該第一導電層、該第二導電層及該絕緣層在該共用電極的上方， 該絕緣層在該第一導電層的上方， 該第二導電層在該絕緣層的上方， 並且，該受光元件具有接收該發光元件所發射的光的功能。
  2. 如請求項1之顯示裝置， 其中該第一導電層具有多個開口， 該發光元件與該第一導電層的該開口中的一個重疊， 並且該受光元件與該第一導電層的該開口中的另一個重疊。
  3. 如請求項1之顯示裝置，還包括公共層， 其中該公共層具有該第一像素電極與該共用電極之間的部分及該第二像素電極與該共用電極之間的部分， 並且該發光層及該活性層包含不同的有機化合物。
  4. 一種顯示裝置，包括： 發光元件； 受光元件； 第一導電層； 第二導電層； 絕緣層；以及 保護層， 其中，該發光元件包括第一像素電極、發光層及共用電極， 該受光元件包括第二像素電極、活性層及該共用電極， 該第一像素電極和該第二像素電極在同一面上， 該共用電極具有隔著該發光層與該第一像素電極重疊的部分及隔著該活性層與該第二像素電極重疊的部分， 該保護層在該共用電極的上方， 該第一導電層在該保護層的上方， 該絕緣層在該第一導電層及該保護層的上方， 該第二導電層在該絕緣層的上方， 並且，該受光元件具有接收該發光元件所發射的光的功能。
  5. 如請求項4之顯示裝置， 其中該第一導電層具有多個開口， 該發光元件與該第一導電層的該開口中的一個重疊， 並且該受光元件與該第一導電層的該開口中的另一個重疊。
  6. 如請求項4之顯示裝置，還包括公共層， 其中該公共層具有該第一像素電極與該共用電極之間的部分及該第二像素電極與該共用電極之間的部分， 並且該發光層及該活性層包含不同的有機化合物。
  7. 一種電子裝置的識別方法，該電子裝置包括以矩陣狀配置有顯示元件和受光元件的顯示部、檢測出對該顯示部的觸摸的觸控感測器及識別部， 該識別方法包括： 藉由該觸控感測器取得觸摸該顯示部的手指的位置資訊的步驟； 使該顯示部中的包括該手指所觸摸的位置的第一區域中的該顯示元件發光的步驟； 藉由該受光元件拍攝該第一區域的影像而取得指紋資訊的步驟；以及 藉由該識別部使用該指紋資訊執行使用者識別處理的步驟。
  8. 一種電子裝置的識別方法，該電子裝置包括以矩陣狀配置有顯示元件和受光元件的顯示部、檢測出對該顯示部的觸摸的觸控感測器及識別部， 該識別方法包括： 在該顯示部上顯示向使用者告知觸摸位置的影像的步驟； 藉由該觸控感測器檢測出對該觸摸位置的觸摸的步驟； 使該顯示部中的包括該觸摸位置的第一區域中的該顯示元件發光的步驟； 藉由該受光元件拍攝該第一區域的影像而取得指紋資訊的步驟；以及 藉由該識別部使用該指紋資訊執行使用者識別處理的步驟。
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