WO2021005434A1 - 表示装置、表示モジュール、及び電子機器 - Google Patents

表示装置、表示モジュール、及び電子機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2021005434A1
WO2021005434A1 PCT/IB2020/055891 IB2020055891W WO2021005434A1 WO 2021005434 A1 WO2021005434 A1 WO 2021005434A1 IB 2020055891 W IB2020055891 W IB 2020055891W WO 2021005434 A1 WO2021005434 A1 WO 2021005434A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
light
light emitting
transistor
display device
Prior art date
Application number
PCT/IB2020/055891
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
渡邉一徳
楠紘慈
川島進
鎌田太介
初見亮
久保田大介
Original Assignee
株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社半導体エネルギー研究所 filed Critical 株式会社半導体エネルギー研究所
Priority to CN202080046346.9A priority Critical patent/CN114026696A/zh
Priority to US17/623,798 priority patent/US20220246694A1/en
Priority to JP2021531207A priority patent/JPWO2021005434A5/ja
Priority to KR1020227003468A priority patent/KR20220025073A/ko
Publication of WO2021005434A1 publication Critical patent/WO2021005434A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • H10K59/65OLEDs integrated with inorganic image sensors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13Sensors therefor
    • G06V40/1318Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80Constructional details
    • H10K30/81Electrodes
    • H10K30/82Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30Devices controlled by radiation
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
    • H10K50/82Cathodes
    • H10K50/828Transparent cathodes, e.g. comprising thin metal layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/86Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
    • H10K50/865Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light comprising light absorbing layers, e.g. light-blocking layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H10K59/1213Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being TFTs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H10K59/352Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels the areas of the RGB subpixels being different
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H10K59/353Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels characterised by the geometrical arrangement of the RGB subpixels
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/40OLEDs integrated with touch screens
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/8791Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light
    • H10K59/8792Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light comprising light absorbing layers, e.g. black layers
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412Digitisers structurally integrated in a display
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301Details of OLEDs
    • H10K2102/311Flexible OLED
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/40Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising a p-i-n structure, e.g. having a perovskite absorber between p-type and n-type charge transport layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/38Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to display devices, display modules, and electronic devices.
  • One aspect of the present invention relates to a display device having a light receiving device (also referred to as a light receiving element) and a light emitting device (also referred to as a light emitting element).
  • One aspect of the present invention is not limited to the above technical fields.
  • the technical fields of one aspect of the present invention include semiconductor devices, display devices, light emitting devices, power storage devices, storage devices, electronic devices, lighting devices, input devices (for example, touch sensors), input / output devices (for example, touch panels, etc.). ), Their driving method, or their manufacturing method can be given as an example.
  • display devices are expected to be applied to various applications.
  • applications of a large display device include a home television device (also referred to as a television or television receiver), digital signage (electronic signboard), PID (Public Information Display), and the like.
  • a home television device also referred to as a television or television receiver
  • digital signage electronic signboard
  • PID Public Information Display
  • mobile information terminals development of smartphones and tablet terminals equipped with a touch panel is underway.
  • a light emitting device (also referred to as an EL device or EL element) that utilizes an electroluminescence (hereinafter referred to as EL) phenomenon is a DC low-voltage power supply that is easy to be thin and lightweight, can respond to an input signal at high speed, and can respond to an input signal at high speed. It has features such as being able to be driven by using electroluminescence, and is applied to display devices.
  • Patent Document 1 discloses a flexible light emitting device to which an organic EL device (also referred to as an organic EL element) is applied.
  • One aspect of the present invention is to provide a display device having a light detection function.
  • One aspect of the present invention is to provide a highly convenient display device.
  • One aspect of the present invention is to provide a multifunctional display device.
  • One aspect of the present invention is to provide a display device having high display quality.
  • One aspect of the present invention is to provide a display device having high sensitivity for light detection.
  • One aspect of the present invention is to simplify a circuit (also referred to as an external circuit) externally attached to a display device.
  • One aspect of the present invention is to provide a new display device.
  • One aspect of the present invention includes a first pixel circuit and a second pixel circuit, the first pixel circuit having a light receiving device, a first transistor, and a second transistor, and a second pixel.
  • the circuit has a light emitting device, the light receiving device has a first pixel electrode, an active layer, and a common electrode, and the light emitting device has a second pixel electrode, a light emitting layer, and a common electrode, and is active.
  • the layer is located on the first pixel electrode and has the first organic compound, and the light emitting layer is located on the second pixel electrode and is different from the first organic compound.
  • the common electrode has a portion that overlaps with the first pixel electrode via the active layer and a portion that overlaps with the second pixel electrode via the light emitting layer, and the first transistor has.
  • the second transistor is a display device having a low temperature polysilicon in the semiconductor layer and a metal oxide in the semiconductor layer.
  • One aspect of the present invention has a first pixel circuit and a second pixel circuit, the first pixel circuit has a light receiving device, a first transistor, and a second transistor, and a second pixel.
  • the circuit has a light emitting device, the light receiving device has a first pixel electrode, a common layer, an active layer, and a common electrode, and the light emitting device has a second pixel electrode, a common layer, a light emitting layer, and a common electrode. It has an electrode, the active layer is located on the first pixel electrode and has the first organic compound, and the light emitting layer is located on the second pixel electrode and is the first organic.
  • the common electrode has a portion that overlaps with the first pixel electrode via the active layer and a portion that overlaps with the second pixel electrode via the light emitting layer.
  • the common layer is located on the first pixel electrode and the second pixel electrode, and the common layer has a portion that overlaps with the active layer and a portion that overlaps with the light emitting layer, and is a first transistor. Is a display device having low temperature polysilicon in the semiconductor layer and the second transistor having a metal oxide in the semiconductor layer.
  • the common layer preferably has a layer that functions as a hole injection layer of the light emitting device.
  • the common layer preferably has a layer that functions as a hole transport layer of the light emitting device.
  • the common layer preferably has a layer that functions as an electron transport layer of the light emitting device.
  • the common layer preferably has a layer that functions as an electron injection layer of the light emitting device.
  • the second pixel circuit preferably further includes a third transistor having low temperature polysilicon in the semiconductor layer.
  • the second pixel circuit preferably further includes a third transistor having a metal oxide in the semiconductor layer.
  • the display device of one aspect of the present invention preferably further includes a resin layer, a light-shielding layer, and a substrate.
  • the resin layer and the light-shielding layer are preferably located between the common electrode and the substrate, respectively.
  • the resin layer preferably has an opening that overlaps the light receiving device.
  • the resin layer preferably has a portion that overlaps with the light emitting device.
  • the light-shielding layer preferably has a portion located between the common electrode and the resin layer.
  • the light-shielding layer preferably covers at least a part of the opening and at least a part of the side surface of the resin layer exposed at the opening.
  • the resin layer is preferably provided in an island shape and has a portion that overlaps with the light emitting device.
  • the light-shielding layer preferably has a portion located between the common electrode and the resin layer. It is preferable that at least a part of the light that has passed through the substrate is incident on the light receiving device without passing through the resin layer.
  • the light-shielding layer preferably covers at least a part of the side surface of the resin layer.
  • the display device of one aspect of the present invention preferably further has an adhesive layer.
  • the adhesive layer is preferably located between the common electrode and the substrate.
  • the resin layer and the light-shielding layer are preferably located between the adhesive layer and the substrate, respectively.
  • the adhesive layer preferably has a first portion that overlaps the light receiving device and a second portion that overlaps the light emitting device. The first portion is preferably thicker than the second portion.
  • the display device of one aspect of the present invention preferably has flexibility.
  • One aspect of the present invention is a module having a display device having any of the above configurations and to which a connector such as a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as FPC) or TCP (Tape Carrier Package) is attached.
  • FPC flexible printed circuit board
  • TCP Tape Carrier Package
  • a module such as a module in which an integrated circuit (IC) is mounted by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip On Film) method, or the like.
  • One aspect of the present invention is an electronic device having the above module and at least one of an antenna, a battery, a housing, a camera, a speaker, a microphone, and an operation button.
  • a display device having a light detection function can be provided.
  • a highly convenient display device can be provided.
  • a multifunctional display device can be provided.
  • a display device having high display quality can be provided.
  • the external circuit of the display device can be simplified.
  • a novel display device can be provided.
  • FIG. 1A to 1D are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 1E to 1I are top views showing an example of pixels.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • 3B and 3C are views showing an example of the upper surface layout of the resin layer.
  • 4A and 4B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 5A to 5C are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 6A to 6C are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 7A is a top view showing an example of the display device.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • FIG. 8A and 8B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 9A is a top view showing an example of the display device.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • FIG. 10A is a top view showing an example of the display device.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • 11A and 11B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 12A and 12B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 13 is a perspective view showing an example of the display device.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • 15A and 15B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view showing an example of a transistor.
  • 18A and 18B are circuit diagrams showing an example of a pixel circuit.
  • 19A and 19B are top views showing an example of a display device.
  • 20A and 20B are diagrams showing an example of an electronic device.
  • 21A to 21D are diagrams showing an example of an electronic device.
  • 22A to 22F are diagrams showing an example of an electronic device.
  • membrane and the word “layer” can be interchanged with each other in some cases or depending on the situation.
  • conductive layer can be changed to the term “conductive layer”.
  • insulating film can be changed to the term “insulating layer”.
  • the display device of the present embodiment has a light receiving device and a light emitting device in the display unit.
  • light emitting devices are arranged in a matrix on the display unit, and an image can be displayed on the display unit.
  • light receiving devices are arranged in a matrix on the display unit, and the display unit also has a function as a light receiving unit.
  • the light receiving unit can be used for an image sensor or a touch sensor. That is, by detecting the light with the light receiving unit, it is possible to capture an image and detect the proximity or contact of an object (finger, pen, etc.).
  • the light emitting device can be used as a light source of the sensor. Therefore, it is not necessary to provide a light receiving unit and a light source separately from the display device, and the number of parts of the electronic device can be reduced.
  • the light receiving device when the object reflects the light emitted from the light emitting device of the display unit, the light receiving device can detect the reflected light, so that imaging and touch (including near touch) detection can be performed even in a dark place. It is possible.
  • the display device of the present embodiment has a function of displaying an image by using a light emitting device. That is, the light emitting device functions as a display device.
  • an EL device such as an OLED (Organic Light Emitting Diode) or a QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode).
  • the light emitting substances possessed by the EL device include fluorescent substances (fluorescent materials), phosphorescent substances (phosphorescent materials), inorganic compounds (quantum dot materials, etc.), and substances showing thermal activated delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence). (Thermally Activated Fluorescence: TADF) material) and the like.
  • an LED such as a micro LED (Light Emitting Diode) can also be used.
  • the display device of the present embodiment has a function of detecting light by using a light receiving device.
  • the display device of the present embodiment can capture an image by using the light receiving device.
  • the display device of this embodiment can be used as a scanner.
  • an image sensor can be used to acquire data such as fingerprints, palm prints, or irises. That is, the biometric authentication sensor can be incorporated in the display device of the present embodiment.
  • the number of parts of the electronic device can be reduced, and the size and weight of the electronic device can be reduced as compared with the case where the biometric authentication sensor is provided separately from the display device. ..
  • the image sensor can be used to acquire data such as a user's facial expression, eye movement, or change in pupil diameter.
  • data such as a user's facial expression, eye movement, or change in pupil diameter.
  • the display device of the present embodiment can detect the proximity or contact of an object by using the light receiving device.
  • the light receiving device for example, a pn type or pin type photodiode can be used.
  • the light receiving device functions as a photoelectric conversion device that detects light incident on the light receiving device and generates an electric charge. The amount of charge generated is determined based on the amount of incident light.
  • organic photodiode having a layer containing an organic compound as the light receiving device.
  • Organic photodiodes can be easily made thinner, lighter, and larger in area, and have a high degree of freedom in shape and design, so that they can be applied to various display devices.
  • an organic EL device is used as the light emitting device, and an organic photodiode is used as the light receiving device.
  • the organic EL device and the organic photodiode can be formed on the same substrate. Therefore, the organic photodiode can be built in the display device using the organic EL device.
  • the number of film forming steps becomes very large. Since many organic photodiodes have layers that can have the same configuration as organic EL devices, it is possible to suppress an increase in the film forming process by forming the layers that can have the same configuration in a batch. In addition, even if the number of film formations is the same, by reducing the number of layers that are filmed only on some devices, the influence of the film formation pattern deviation can be reduced, and adhesion to the film formation mask (metal mask, etc.) It is possible to reduce the influence of dust (including small foreign substances called particles). As a result, the yield of manufacturing the display device can be increased.
  • one of the pair of electrodes can be a common layer for the light receiving device and the light emitting device.
  • it is preferable that at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer is a common layer for the light receiving device and the light emitting device.
  • the active layer of the light receiving device and the light emitting layer of the light emitting device may be formed separately, and the other layers may have the same configuration for the light emitting device and the light receiving device.
  • the layer that the light receiving device and the light emitting device have in common may have different functions in the light receiving device and the light emitting device.
  • the components are referred to based on the function in the light emitting device.
  • the hole injection layer functions as a hole injection layer in a light emitting device and as a hole transport layer in a light receiving device.
  • the electron injection layer functions as an electron injection layer in the light emitting device and as an electron transport layer in the light receiving device.
  • a metal oxide also referred to as an oxide semiconductor
  • the semiconductor layer in which channels are formed in all the transistors included in the pixel circuit having a light receiving device and the pixel circuit having a light emitting device It is preferable to use a transistor having the same (hereinafter, also referred to as an OS transistor).
  • the OS transistor has an extremely small off current, and can retain the electric charge accumulated in the capacitance connected in series with the transistor for a long period of time. Further, by using the OS transistor, the power consumption of the display device can be reduced.
  • all the transistors included in the pixel circuit having a light receiving device and the pixel circuit having a light emitting device have silicon in the semiconductor layer on which channels are formed (hereinafter, also referred to as Si transistors). It is preferable to use). Examples of silicon include single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon.
  • Si transistors silicon in the semiconductor layer on which channels are formed
  • Examples of silicon include single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon.
  • LTPS transistor having low-temperature polysilicon (LTPS (Low Temperature Poly-Silicon)) in the semiconductor layer hereinafter, also referred to as a LTPS transistor.
  • the LTPS transistor has high field effect mobility and can operate at high speed.
  • a Si transistor such as an LTPS transistor
  • the external circuit mounted on the display device can be simplified, and the component cost and the mounting cost can be reduced.
  • the display device of one aspect of the present invention it is preferable to use two types of transistors in a pixel circuit having a light receiving device.
  • the pixel circuit preferably includes an OS transistor and an LTPS transistor.
  • the material of the semiconductor layer according to the function required for the transistor, the quality of the pixel circuit having the light receiving device can be improved, and the accuracy of sensing and imaging can be improved.
  • one of the OS transistor and the LTPS transistor may be used or both may be used for the pixel circuit having the light emitting device.
  • the LTPS transistor even when two types of transistors are used, by using the LTPS transistor, it becomes easy to build various circuits composed of CMOS circuits on the same substrate as the display unit. As a result, the external circuit mounted on the display device can be simplified, and the component cost and the mounting cost can be reduced.
  • the display device preferably has a light-shielding layer on the display surface side of the light emitting device and the light receiving device.
  • the light emitted from the light emitting device is preferably taken out of the display device through the opening of the light shielding layer (or the region where the light shielding layer is not provided), and the light receiving device has an opening of the light shielding layer (or a light shielding layer). It is preferable that the light is irradiated through the region (the region where is not provided).
  • the light receiving device detects the light emitted by the light emitting device reflected by the object.
  • the light emitted from the light emitting device may be reflected in the display device and may be incident on the light receiving device without passing through the object.
  • Such stray light becomes noise at the time of light detection, and becomes a factor of lowering the S / N ratio (Signal-to-noise ratio).
  • the influence of stray light can be suppressed. As a result, noise can be reduced and the sensitivity of the sensor using the light receiving device can be increased.
  • a structure for example, a resin layer
  • the distance from the light-shielding layer to the light-receiving device and the distance from the light-shielding layer to the light-emitting device are different.
  • the distance from the light-shielding layer to the light-receiving device can be increased, and the distance from the light-shielding layer to the light-emitting device can be shortened.
  • the display device of one aspect of the present invention preferably further has a resin layer, a light-shielding layer, and a substrate.
  • the resin layer and the light-shielding layer are preferably located between the common electrode and the substrate, respectively.
  • At least a part of the light emitted by the light emitting device is taken out of the substrate through the resin layer. At least a part of the light that has passed through the substrate is incident on the light receiving device without passing through the resin layer.
  • the resin layer has an opening that overlaps the light receiving device.
  • the resin layer is provided in an island shape at a position overlapping the light emitting device.
  • the resin layer is provided at a position where it overlaps with the light emitting device, and is not provided at a position where it overlaps with the light receiving device. Therefore, the distance from the light-shielding layer to the light-emitting device is shorter than the distance from the light-shielding layer to the light-receiving device. As a result, both the display quality and the image quality of the display device can be improved.
  • FIG. 1A to 1D show cross-sectional views of a display device according to an aspect of the present invention.
  • the display device 50A shown in FIG. 1A has a layer 53 having a light receiving device and a layer 57 having a light emitting device between the substrate 51 and the substrate 59.
  • the display device 50B shown in FIG. 1B has a layer 53 having a light receiving device, a layer 55 having a transistor, and a layer 57 having a light emitting device between the substrate 51 and the substrate 59.
  • the display device 50A and the display device 50B have a configuration in which red (R), green (G), and blue (B) lights are emitted from the layer 57 having the light emitting device.
  • the display device of one aspect of the present invention has a plurality of pixels arranged in a matrix.
  • One pixel has one or more sub-pixels.
  • One sub-pixel has one light emitting device.
  • the pixel has a configuration having three sub-pixels (three colors of R, G, B, or three colors of yellow (Y), cyan (C), and magenta (M), etc.), or sub-pixels. (4 colors of R, G, B, white (W), 4 colors of R, G, B, Y, etc.) can be applied.
  • the pixel has a light receiving device.
  • the light receiving device may be provided on all pixels or may be provided on some pixels. Further, one pixel may have a plurality of light receiving devices.
  • the layer 55 having transistors preferably has a first transistor and a second transistor.
  • the first transistor is electrically connected to the light receiving device.
  • the second transistor is electrically connected to the light emitting device.
  • the display device of one aspect of the present invention may have a function of detecting an object such as a finger in contact with the display device. For example, as shown in FIG. 1C, when the light emitted by the light emitting device in the layer 57 having the light emitting device is reflected by the finger 52 in contact with the display device 50B, the light receiving device in the layer 53 having the light receiving device reflects the light. Detect light. As a result, it is possible to detect that the finger 52 has come into contact with the display device 50B.
  • the display device of one aspect of the present invention may have a function of detecting or imaging an object that is close to (not in contact with) the display device 50B.
  • the pixels shown in FIGS. 1E to 1G have three sub-pixels (three light emitting devices) of R, G, and B, and a light receiving device PD.
  • FIG. 1E shows an example in which three sub-pixels and a light receiving device PD are arranged in a 2 ⁇ 2 matrix
  • FIG. 1F shows an example in which three sub pixels and a light receiving device PD are arranged in a horizontal row. It is an example that has been done.
  • FIG. 1G is an example in which three sub-pixels are arranged in a horizontal row and a light receiving device PD is arranged below the three sub-pixels. It can also be said that the pixels shown in FIGS. 1E to 1G are each composed of four sub-pixels, three sub-pixels used for display and one sub-pixel used for light detection.
  • the pixel shown in FIG. 1H has four sub-pixels (four light emitting devices) of R, G, B, and W, and a light receiving device PD.
  • the pixel shown in FIG. 1I has three sub-pixels R, G, and B, a light emitting device IR that emits infrared light, and a light receiving device PD.
  • the light receiving device PD preferably has a function of detecting infrared light.
  • the light receiving device PD may have a function of detecting both visible light and infrared light.
  • the wavelength of light detected by the light receiving device PD can be determined according to the application of the sensor.
  • the display device of one aspect of the present invention is a top emission type that emits light in the direction opposite to the substrate on which the light emitting device is formed, a bottom emission type that emits light on the substrate side on which the light emitting device is formed, and both sides. It may be any of the dual emission type that emits light to.
  • FIGS. 2 to 12 a top emission type display device will be described as an example.
  • a display device including a light emitting device that emits visible light and a light receiving device that detects visible light will be mainly described, but the display device is a light emitting device that further emits infrared light. May have. Further, the light receiving device may be configured to detect infrared light or to detect both visible light and infrared light.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the display device 10.
  • the display device 10 includes a light receiving device 110 and a light emitting device 190.
  • the light emitting device 190 has a pixel electrode 191 and a buffer layer 192, a light emitting layer 193, a buffer layer 194, and a common electrode 115.
  • the light emitting layer 193 has an organic compound.
  • the light emitting device 190 has a function of emitting visible light.
  • the display device 10 may further have a light emitting device having a function of emitting infrared light.
  • a case where the pixel electrode 191 functions as an anode and the common electrode 115 functions as a cathode will be described as an example.
  • the light receiving device 110 has a pixel electrode 181, a buffer layer 182, an active layer 183, a buffer layer 184, and a common electrode 115.
  • the active layer 183 has an organic compound.
  • the light receiving device 110 has a function of detecting visible light.
  • the light receiving device 110 may further have a function of detecting infrared light.
  • the pixel electrode 181 functions as an anode and the common electrode 115 functions as a cathode in alignment with the light emitting device 190. That is, by driving the light receiving device 110 by applying a reverse bias between the pixel electrode 181 and the common electrode 115, the display device 10 detects the light incident on the light receiving device 110, generates an electric charge, and causes a current. Can be taken out as.
  • the pixel electrode 181, the pixel electrode 191 and the buffer layer 182, the buffer layer 192, the active layer 183, the light emitting layer 193, the buffer layer 184, the buffer layer 194, and the common electrode 115 may each have a single layer structure and are laminated. It may be a structure.
  • the pixel electrode 181 and the pixel electrode 191 are located on the insulating layer 214.
  • the pixel electrode 181 and the pixel electrode 191 can be formed of the same material and in the same process.
  • the end portion of the pixel electrode 181 and the end portion of the pixel electrode 191 are each covered with a partition wall 216.
  • the pixel electrode 181 and the pixel electrode 191 are electrically insulated from each other by a partition wall 216 (also referred to as being electrically separated).
  • An organic insulating film is suitable as the partition wall 216.
  • Examples of the material that can be used for the organic insulating film include acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins. ..
  • the partition wall 216 is a layer that transmits visible light. Although the details will be described later, a partition wall 217 that blocks visible light may be provided instead of the partition wall 216.
  • the buffer layer 182 is located on the pixel electrode 181.
  • the active layer 183 overlaps with the pixel electrode 181 via the buffer layer 182.
  • the buffer layer 184 is located on the active layer 183.
  • the active layer 183 overlaps with the common electrode 115 via the buffer layer 184.
  • the buffer layer 182 can have a hole transport layer.
  • the buffer layer 184 can have an electron transport layer.
  • the buffer layer 192 is located on the pixel electrode 191.
  • the light emitting layer 193 overlaps with the pixel electrode 191 via the buffer layer 192.
  • the buffer layer 194 is located on the light emitting layer 193.
  • the light emitting layer 193 overlaps with the common electrode 115 via the buffer layer 194.
  • the buffer layer 192 can have one or both of the hole injection layer and the hole transport layer.
  • the buffer layer 194 can have one or both of an electron injection layer and an electron transport layer.
  • the common electrode 115 is a layer commonly used for the light receiving device 110 and the light emitting device 190.
  • the material and film thickness of the pair of electrodes included in the light receiving device 110 and the light emitting device 190 can be made equal. As a result, the manufacturing cost of the display device can be reduced and the manufacturing process can be simplified.
  • the display device 10 has a light receiving device 110, a light emitting device 190, a transistor 41, a transistor 42, and the like between a pair of boards (board 151 and board 152).
  • the buffer layer 182, the active layer 183, and the buffer layer 184 located between the pixel electrode 181 and the common electrode 115 can also be referred to as an organic layer (a layer containing an organic compound).
  • the pixel electrode 181 preferably has a function of reflecting visible light.
  • the common electrode 115 has a function of transmitting visible light.
  • the common electrode 115 has a function of transmitting infrared light.
  • the pixel electrode 181 preferably has a function of reflecting infrared light.
  • the light receiving device 110 has a function of detecting light.
  • the light receiving device 110 is a photoelectric conversion device that receives light 22 incident from the outside of the display device 10 and converts it into an electric signal.
  • the light 22 can also be said to be light reflected by an object from the light emitted by the light emitting device 190. Further, the light 22 may enter the light receiving device 110 via a lens described later.
  • the buffer layer 192, the light emitting layer 193, and the buffer layer 194 located between the pixel electrode 191 and the common electrode 115 can also be referred to as EL layers.
  • the pixel electrode 191 preferably has a function of reflecting visible light.
  • the common electrode 115 has a function of transmitting visible light.
  • the display device 10 has a light emitting device that emits infrared light
  • the common electrode 115 has a function of transmitting infrared light.
  • the pixel electrode 191 preferably has a function of reflecting infrared light.
  • a micro-optical resonator (microcavity) structure is applied to the light emitting device included in the display device of the present embodiment. Therefore, one of the pair of electrodes of the light emitting device preferably has an electrode having transparency and reflection to visible light (semi-transmissive / semi-reflective electrode), and the other has an electrode having reflection to visible light (semi-transmissive / semi-reflective electrode). It is preferable to have a reflective electrode).
  • the light emitting device has a microcavity structure, the light emitted from the light emitting layer can be resonated between both electrodes, and the light emitted from the light emitting device can be strengthened.
  • the semi-transmissive / semi-reflective electrode can have a laminated structure of a reflective electrode and an electrode having transparency to visible light (also referred to as a transparent electrode).
  • the reflective electrode which functions as a part of the semitransmissive / semi-reflective electrode, may be referred to as a pixel electrode or a common electrode
  • the transparent electrode may be referred to as an optical adjustment layer.
  • the layer can also be said to have a function as a pixel electrode or a common electrode.
  • the light transmittance of the transparent electrode shall be 40% or more.
  • an electrode having a transmittance of visible light (light having a wavelength of 400 nm or more and less than 750 nm) of 40% or more as the light emitting device.
  • the reflectance of visible light of the semi-transmissive / semi-reflective electrode is 10% or more and 95% or less, preferably 30% or more and 80% or less.
  • the reflectance of visible light of the reflecting electrode is 40% or more and 100% or less, preferably 70% or more and 100% or less.
  • the resistivity of these electrodes is preferably 1 ⁇ 10 -2 ⁇ cm or less.
  • the transmittance and reflectance of the near-infrared light (light having a wavelength of 750 nm or more and 1300 nm or less) of these electrodes are also within the above numerical ranges. ..
  • the buffer layer 192 or the buffer layer 194 may have a function as an optical adjustment layer. By making the film thickness of the buffer layer 192 or the buffer layer 194 different, it is possible to intensify and extract light of a specific color in each light emitting device.
  • the semi-transmissive / semi-reflective electrode has a laminated structure of a reflective electrode and a transparent electrode, the optical distance between the pair of electrodes indicates the optical distance between the pair of reflective electrodes.
  • the light emitting device 190 has a function of emitting visible light. Specifically, the light emitting device 190 is an electroluminescent device that emits light to the substrate 152 side by applying a voltage between the pixel electrode 191 and the common electrode 115 (see light emitting 21).
  • the light emitting layer 193 is preferably formed so as not to overlap the light receiving device 110. As a result, it is possible to suppress the light emitting layer 193 from absorbing the light 22, and it is possible to increase the amount of light emitted to the light receiving device 110.
  • the pixel electrode 181 is electrically connected to the source or drain of the transistor 41 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the pixel electrode 191 is electrically connected to the source or drain of the transistor 42 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the transistor 42 has a function of controlling the drive of the light emitting device 190.
  • the transistor 41 and the transistor 42 are in contact with each other on the same layer (the substrate 151 in FIG. 2).
  • At least a part of the circuit electrically connected to the light receiving device 110 is formed of the same material and the same process as the circuit electrically connected to the light emitting device 190.
  • the thickness of the display device can be reduced and the manufacturing process can be simplified as compared with the case where the two circuits are formed separately.
  • the light receiving device 110 and the light emitting device 190 are each covered with a protective layer 116.
  • the protective layer 116 is provided in contact with the common electrode 115.
  • impurities such as water can be suppressed from entering the light receiving device 110 and the light emitting device 190, and the reliability of the light receiving device 110 and the light emitting device 190 can be improved.
  • the protective layer 116 and the substrate 152 are bonded to each other by the adhesive layer 142.
  • a light-shielding layer 158 is provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side.
  • the light-shielding layer 158 has openings at a position overlapping the light emitting device 190 and a position overlapping the light receiving device 110.
  • the position overlapping with the light emitting device 190 specifically refers to a position overlapping with the light emitting region of the light emitting device 190.
  • the position overlapping the light receiving device 110 specifically refers to a position overlapping the light receiving region of the light receiving device 110.
  • the light receiving device 110 detects the light emitted by the light emitting device 190 reflected by the object.
  • the light emitted from the light emitting device 190 may be reflected in the display device 10 and may be incident on the light receiving device 110 without passing through the object.
  • the light-shielding layer 158 can suppress the influence of such stray light.
  • the light shielding layer 158 is not provided, the light 23 emitted by the light emitting device 190 may be reflected by the substrate 152, and the reflected light 24 may be incident on the light receiving device 110.
  • the light-shielding layer 158 it is possible to suppress the reflected light 24 from entering the light receiving device 110. As a result, noise can be reduced and the sensitivity of the sensor using the light receiving device 110 can be increased.
  • the light-shielding layer 158 a material that blocks light emission from the light-emitting device can be used.
  • the light-shielding layer 158 preferably absorbs visible light.
  • a metal material or a resin material containing a pigment (carbon black or the like) or a dye can be used to form a black matrix.
  • the light-shielding layer 158 may have a laminated structure of a red color filter, a green color filter, and a blue color filter.
  • FIG. 3A shows a cross-sectional view of the display device 10A.
  • the description of the same configuration as the display device described above may be omitted.
  • the display device 10A differs from the display device 10 in that it has a resin layer 159.
  • the resin layer 159 is provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side.
  • the resin layer 159 is provided at a position where it overlaps with the light emitting device 190, and is not provided at a position where it overlaps with the light receiving device 110.
  • the resin layer 159 may be provided at a position overlapping the light emitting device 190 and having an opening 159p at a position overlapping the light receiving device 110.
  • the resin layer 159 may be provided in an island shape at a position where it overlaps with the light emitting device 190, and may not be provided at a position where it overlaps with the light receiving device 110.
  • a light-shielding layer 158 is provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side and the surface of the resin layer 159 on the substrate 151 side.
  • the light-shielding layer 158 has openings at a position overlapping the light emitting device 190 and a position overlapping the light receiving device 110.
  • the light-shielding layer 158 can absorb the stray light 23a that has passed through the resin layer 159 and is reflected by the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side. Further, the light-shielding layer 158 can absorb the stray light 23b before reaching the resin layer 159. As a result, the stray light incident on the light receiving device 110 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce noise and increase the sensitivity of the sensor using the light receiving device 110. In particular, it is preferable that the light-shielding layer 158 is located close to the light emitting device 190 because stray light can be further reduced. Further, when the light-shielding layer 158 is located close to the light emitting device 190, the viewing angle dependence of the display can be suppressed, which is preferable from the viewpoint of improving the display quality.
  • the range in which the light receiving device 110 detects light can be controlled.
  • the imaging range is narrowed and the resolution of imaging can be increased.
  • the light-shielding layer 158 preferably covers at least a part of the opening and at least a part of the side surface of the resin layer 159 exposed at the opening.
  • the light-shielding layer 158 preferably covers at least a part of the side surface of the resin layer 159.
  • the distance from the light-shielding layer 158 to the light-emitting device 190 (specifically, the light-emitting region of the light-emitting device 190) is received from the light-shielding layer 158. It is shorter than the distance to the device 110 (specifically, the light receiving region of the light receiving device 110).
  • the noise of the sensor it is possible to reduce the noise of the sensor, increase the resolution of imaging, and suppress the dependence on the viewing angle of the display. Therefore, both the display quality and the image quality of the display device can be improved.
  • the resin layer 159 is a layer that transmits light emitted from the light emitting device 190.
  • the material of the resin layer 159 include acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins.
  • the structure provided between the substrate 152 and the light-shielding layer 158 is not limited to the resin layer, and an inorganic insulating film or the like may be used. The thicker the structure, the greater the difference between the distance from the light-shielding layer to the light-receiving device and the distance from the light-shielding layer to the light-emitting device. Since an organic insulating film such as a resin can be easily formed to be thick, it is suitable as the structure.
  • the shortest distance from the end of the light-shielding layer 158 on the light-receiving device 110 side to the common electrode 115 For example, the shortest distance from the end of the light-shielding layer 158 on the light-receiving device 110 side to the common electrode 115.
  • a distance L1 and a shortest distance L2 from the end of the light-shielding layer 158 on the light emitting device 190 side to the common electrode 115 can be used. Since the shortest distance L2 is shorter than the shortest distance L1, stray light from the light emitting device 190 can be suppressed and the sensitivity of the sensor using the light receiving device 110 can be increased. In addition, the viewing angle dependence of the display can be suppressed. Since the shortest distance L1 is longer than the shortest distance L2, the imaging range of the light receiving device 110 can be narrowed, and the imaging resolution can be increased.
  • the distance from the light shielding layer 158 to the light receiving device 110 and the distance from the light shielding layer 158 to the light emitting device 190 can be obtained. Can make a difference with the distance to.
  • FIG. 4A shows a cross-sectional view of the display device 10B.
  • the display device 10B differs from the display device 10A in that it does not have the buffer layer 182 and the buffer layer 192 and has the common layer 112.
  • the common layer 112 is located on the partition wall 216, on the pixel electrode 181 and on the pixel electrode 191.
  • the common layer 112 is a layer commonly used for the light receiving device 110 and the light emitting device 190.
  • the common layer 112 may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • the common layer 112 for example, one or both of the hole injection layer and the hole transport layer can be formed.
  • the common layer 112 may have different functions in the light emitting device 190 and the light receiving device 110.
  • the hole injection layer functions as a hole injection layer in the light emitting device 190 and as a hole transport layer in the light receiving device 110.
  • At least a part of the layers other than the active layer and the light emitting layer has a common configuration between the light receiving device and the light emitting device, so that the manufacturing process of the display device can be reduced.
  • FIG. 4B shows a cross-sectional view of the display device 10C.
  • the display device 10C differs from the display device 10A in that it does not have the buffer layer 184 and the buffer layer 194 and has the common layer 114.
  • the common layer 114 is located on the partition wall 216, the active layer 183, and the light emitting layer 193.
  • the common layer 114 is a layer commonly used for the light receiving device 110 and the light emitting device 190.
  • the common layer 114 may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • the common layer 114 for example, one or both of the electron injection layer and the electron transport layer can be formed.
  • the common layer 114 may have different functions in the light emitting device 190 and the light receiving device 110.
  • the electron injection layer functions as an electron injection layer in the light emitting device 190 and as an electron transport layer in the light receiving device 110.
  • At least a part of the layers other than the active layer and the light emitting layer has a common configuration between the light receiving device and the light emitting device, so that the manufacturing process of the display device can be reduced.
  • FIG. 5A shows a cross-sectional view of the display device 10D.
  • the display device 10D differs from the display device 10A in that it does not have the buffer layer 182, the buffer layer 192, the buffer layer 184, and the buffer layer 194, and has the common layer 112 and the common layer 114.
  • an organic compound is used for the active layer 183 of the light receiving device 110.
  • the light receiving device 110 can have a layer other than the active layer 183 having the same configuration as the light emitting device 190 (EL device). Therefore, the light receiving device 110 can be formed in parallel with the formation of the light emitting device 190 only by adding the step of forming the active layer 183 to the manufacturing process of the light emitting device 190. Further, the light emitting device 190 and the light receiving device 110 can be formed on the same substrate. Therefore, the light receiving device 110 can be built in the display device without significantly increasing the manufacturing process.
  • the light receiving device 110 and the light emitting device 190 have a common configuration except that the active layer 183 of the light receiving device 110 and the light emitting layer 193 of the light emitting device 190 are separately formed.
  • the configuration of the light receiving device 110 and the light emitting device 190 is not limited to this.
  • the light receiving device 110 and the light emitting device 190 may have layers that are separated from each other (see the display devices 10A, 10B, and 10C described above).
  • the light receiving device 110 and the light emitting device 190 preferably have one or more layers that are commonly used (common layer). As a result, the light receiving device 110 can be incorporated in the display device without significantly increasing the manufacturing process.
  • FIG. 5B shows a cross-sectional view of the display device 10E.
  • the display device 10E differs from the display device 10D in that it does not have the substrate 151 and the substrate 152, but has the substrate 153, the substrate 154, the adhesive layer 155, and the insulating layer 212.
  • the substrate 153 and the insulating layer 212 are bonded to each other by an adhesive layer 155.
  • the substrate 154 and the protective layer 116 are bonded to each other by an adhesive layer 142.
  • the display device 10E has a configuration in which the insulating layer 212, the transistor 41, the transistor 42, the light receiving device 110, the light emitting device 190, and the like formed on the manufactured substrate are transposed on the substrate 153. It is preferable that the substrate 153 and the substrate 154 each have flexibility. Thereby, the flexibility of the display device 10E can be increased. For example, it is preferable to use a resin for the substrate 153 and the substrate 154, respectively.
  • the substrates 153 and 154 include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, and polyethers, respectively.
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, and polyethers, respectively.
  • Sulfonate (PES) resin polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, ABS resin, cellulose nanofibers and the like can be used.
  • PES Sulfonate
  • polyamide resin nylon, aramid, etc.
  • polysiloxane resin cycloolefin resin
  • polystyrene resin polyamideimide resin
  • polyurethane resin polyvinyl chloride resin
  • polyvinylidene chloride resin polypropylene resin
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • ABS resin cellulose nanofibers and the like
  • a film having high optical isotropic property may be used for the substrate included in the display device of the present embodiment.
  • the film having high optical isotropic properties include a triacetyl cellulose (TAC, also referred to as cellulose triacetate) film, a cycloolefin polymer (COP) film, a cycloolefin copolymer (COC) film, and an acrylic film.
  • TAC triacetyl cellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • FIG. 5C shows a cross-sectional view of the display device 10F.
  • FIG. 6A shows a cross-sectional view of the display device 10G.
  • FIG. 6B shows a cross-sectional view of the display device 10H.
  • the display device 10F has a lens 149 in addition to the configuration of the display device 10D.
  • the display device of this embodiment may have a lens 149.
  • the lens 149 is provided at a position overlapping the light receiving device 110.
  • the lens 149 is provided in contact with the substrate 152.
  • the lens 149 of the display device 10F has a convex surface on the substrate 151 side.
  • FIG. 5C shows an example in which the lens 149 is formed first, the light shielding layer 158 may be formed first.
  • the end of the lens 149 is covered with a light-shielding layer 158.
  • the display device 10F has a configuration in which the light 22 is incident on the light receiving device 110 via the lens 149.
  • the imaging range of the light receiving device 110 can be narrowed as compared with the case where the lens 149 is not provided, and the overlapping of the imaging range with the adjacent light receiving device 110 can be suppressed. As a result, a clear image with less blur can be captured.
  • the size of the pinhole when the lens 149 is provided is larger than the size of the pinhole (in FIG. 5C, the size of the opening of the light shielding layer 158 overlapping the light receiving device 110). (Equivalent to) can be increased. Therefore, by having the lens 149, the amount of light incident on the light receiving device 110 can be increased.
  • the display device 10G shown in FIG. 6A is also one of the configurations in which the light 22 is incident on the light receiving device 110 via the lens 149.
  • the lens 149 is provided in contact with the upper surface of the protective layer 116.
  • the lens 149 of the display device 10G has a convex surface on the substrate 152 side.
  • a lens array 146 is provided on the display surface side of the substrate 152.
  • the lens included in the lens array 146 is provided at a position overlapping the light receiving device 110. It is preferable that the light-shielding layer 158 is provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side.
  • a lens such as a microlens may be directly formed on a substrate or a light receiving device, or a separately manufactured lens array such as a microlens array may be formed on the substrate. It may be pasted on.
  • the lens preferably has a refractive index of 1.3 or more and 2.5 or less.
  • the lens can be formed using at least one of an inorganic material and an organic material.
  • a material containing resin can be used for the lens.
  • a material containing at least one of an oxide and a sulfide can be used for the lens.
  • a resin containing chlorine, bromine, or iodine, a resin containing a heavy metal atom, a resin containing an aromatic ring, a resin containing sulfur, or the like can be used for the lens.
  • a material containing a resin and nanoparticles of a material having a higher refractive index than the resin can be used for the lens. Titanium oxide, zirconium oxide, etc. can be used for the nanoparticles.
  • FIG. 6C shows a cross-sectional view of the display device 10J.
  • the display device 10J differs from the display device 10D in that it does not have a partition wall 216 that transmits visible light and has a partition wall 217 that blocks visible light.
  • the partition wall 217 preferably absorbs the light emitted by the light emitting device 190.
  • a black matrix can be formed by using a resin material containing a pigment or a dye. Further, by using a brown resist material, the partition wall 217 can be formed of a colored insulating layer.
  • the light emitted by the light emitting device 190 is reflected by the substrate 152 and the partition wall 216, and the reflected light may be incident on the light receiving device 110. Further, the light emitted by the light emitting device 190 passes through the partition wall 216 and is reflected by a transistor, wiring, or the like, so that the reflected light may enter the light receiving device 110. In the display device 10J, since the light is absorbed by the partition wall 217, it is possible to prevent such reflected light from entering the light receiving device 110. As a result, noise can be reduced and the sensitivity of the sensor using the light receiving device 110 can be increased.
  • the partition wall 217 preferably absorbs at least the wavelength of light detected by the light receiving device 110. For example, when the light receiving device 110 detects the green light emitted by the light emitting device 190, the partition wall 217 preferably absorbs at least the green light. For example, if the partition wall 217 has a red color filter, it can absorb green light and suppress the reflected light from entering the light receiving device 110.
  • the light-shielding layer 158 can absorb most of the stray light 23b before reaching the resin layer 159, but a part of the stray light 23b is reflected and may be incident on the partition wall 217. If the partition wall 217 is configured to absorb the stray light 23b, it is possible to prevent the stray light 23b from entering the transistor, wiring, or the like. Therefore, it is possible to prevent the stray light 23c from reaching the light receiving device 110. The more times the stray light 23b hits the light-shielding layer 158 and the partition wall 217, the more the amount of light absorbed can be increased, and the amount of the stray light 23c reaching the light receiving device 110 can be extremely reduced. When the resin layer 159 is thick, the number of times the stray light 23b hits the light-shielding layer 158 and the partition wall 217 can be increased, which is preferable.
  • the partition wall 217 absorbs the light, the stray light 23d incident on the partition wall 217 directly from the light emitting device 190 can be absorbed by the partition wall 217. For this reason as well, by providing the partition wall 217, the stray light incident on the light receiving device 110 can be reduced.
  • FIG. 7A shows a top view of the display device 10K.
  • FIG. 7B shows a cross-sectional view between the alternate long and short dash lines A1-A2 in FIG. 7A.
  • FIG. 8A shows a cross-sectional view between the alternate long and short dash lines A3-A4 in FIG. 7A.
  • One pixel comprises a light receiving device 110, a red light emitting device 190R, a green light emitting device 190G, and a blue light emitting device 190B.
  • the upper surface shapes of the light receiving device 110 and the light emitting devices 190R, 190G, 190B are not particularly limited. Hexagonal close-packed type is applied to the pixel layout shown in FIG. 7A. The hexagonal close-packed layout is preferable because the aperture ratios of the light receiving device 110 and the light emitting devices 190R, 190G, and 190 can be increased. In the top view, the light receiving region of the light receiving device 110 is a quadrangle, and the light emitting regions of the light emitting devices 190R, 190G, and 190B are hexagonal, respectively.
  • the light receiving device 110 is provided inside the frame-shaped light-shielding layer 219a.
  • the frame-shaped light-shielding layer 219a may have a gap (which can also be said to be a cut, a broken portion, or a missing portion).
  • a spacer 219b is provided between the green light emitting device 190G and the blue light emitting device 190B.
  • the display device 10K includes a light receiving device 110, a red light emitting device 190R, a green light emitting device 190G, and a blue light emitting device 190B.
  • the light emitting device 190R has a pixel electrode 191R, a common layer 112, a light emitting layer 193R, a common layer 114, and a common electrode 115.
  • the light emitting layer 193R has an organic compound that emits red light 21R.
  • the light emitting device 190R has a function of emitting red light.
  • the light emitting device 190G has a pixel electrode 191G, a common layer 112, a light emitting layer 193G, a common layer 114, and a common electrode 115.
  • the light emitting layer 193G has an organic compound that emits green light 21G.
  • the light emitting device 190G has a function of emitting green light.
  • the light emitting device 190B has a pixel electrode 191B, a common layer 112, a light emitting layer 193B, a common layer 114, and a common electrode 115.
  • the light emitting layer 193B has an organic compound that emits blue light 21B.
  • the light emitting device 190B has a function of emitting blue light.
  • the light receiving device 110 has a pixel electrode 181 and a common layer 112, an active layer 183, a common layer 114, and a common electrode 115.
  • the active layer 183 has an organic compound.
  • the light receiving device 110 has a function of detecting visible light.
  • the display device 10K has a light receiving device 110, a light emitting device 190R, a light emitting device 190G, a light emitting device 190B, a transistor 41, a transistor 42R, a transistor 42G, a transistor 42B, and the like between a pair of boards (board 151 and board 152).
  • the ends of the pixel electrodes 181, 191R, 191G, and 191B are each covered with a partition wall 216.
  • the pixel electrode 181 is electrically connected to the source or drain of the transistor 41 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the pixel electrode 191R is electrically connected to the source or drain of the transistor 42R through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the pixel electrode 191G is electrically connected to the source or drain of the transistor 42G through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the pixel electrode 191B is electrically connected to the source or drain of the transistor 42B through the opening provided in the insulating layer 214.
  • the light receiving device 110 and the light emitting devices 190R, 190G, and 190B are each covered with a protective layer 116.
  • a resin layer 159 is provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side.
  • the resin layer 159 is provided at a position where it overlaps with the light emitting devices 190R, 190G, and 190B, and is not provided at a position where it overlaps with the light receiving device 110.
  • a light-shielding layer 158 is provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side and the surface of the resin layer 159 on the substrate 151 side.
  • the light-shielding layer 158 has openings at positions overlapping each of the light emitting devices 190R, 190G, and 190B, and at positions overlapping with the light receiving device 110.
  • the partition wall 216 is provided with a frame-shaped opening.
  • the partition wall 216 has an opening between the light receiving device 110 and the light emitting device 190R.
  • a light-shielding layer 219a is provided so as to cover the opening.
  • the light-shielding layer 219a preferably covers the opening of the partition wall 216 and the side surface of the partition wall 216 exposed by the opening.
  • the light-shielding layer 219a preferably further covers at least a part of the upper surface of the partition wall 216.
  • stray light may pass through the partition wall 216 and enter the light receiving device 110.
  • the stray light transmitted through the partition wall 216 is absorbed by the light-shielding layer 219a at the opening of the partition wall 216.
  • the light-shielding layer 219a preferably has a forward taper shape. As a result, the coverage of the film (common layer 112, common layer 114, common electrode 115, protective layer 116, etc.) provided on the light-shielding layer 219a can be improved.
  • the light-shielding layer 219a preferably absorbs at least the wavelength of light detected by the light-receiving device 110.
  • the light shielding layer 219a preferably absorbs at least the green light.
  • the light-shielding layer 219a may be a black matrix formed by using a resin material containing a pigment or a dye.
  • the light-shielding layer 219a may have a laminated structure of a red color filter, a green color filter, and a blue color filter. Alternatively, a brown resist material may be used as the light-shielding layer 219a to form a colored insulating layer.
  • the light receiving device 110 detects the green light emitted by the light emitting device 190G
  • the light emitted by the light emitting device 190G is reflected by the substrate 152 and the partition wall 216, and the reflected light may be incident on the light receiving device 110.
  • the light emitted by the light emitting device 190G passes through the partition wall 216 and is reflected by a transistor, wiring, or the like, so that the reflected light may be incident on the light receiving device 110.
  • the light is absorbed by the light-shielding layer 158 and the light-shielding layer 219a, so that such reflected light can be suppressed from entering the light-receiving device 110.
  • noise can be reduced and the sensitivity of the sensor using the light receiving device 110 can be increased.
  • the light-shielding layer 158 can absorb most of the stray light 23b before reaching the resin layer 159. Further, even if a part of the stray light 23b is reflected by the light-shielding layer 158, the light-shielding layer 219a absorbs the stray light 23b, so that the stray light 23b can be suppressed from being incident on the transistor or the wiring. Therefore, it is possible to prevent the stray light from reaching the light receiving device 110.
  • the resin layer 159 is thick, the number of times the stray light 23b hits the light-shielding layer 158 and the light-shielding layer 219a can be increased, which is preferable.
  • the resin layer 159 is thick, the distance from the light-shielding layer 158 to the light emitting device of each color is shortened, and the dependence on the viewing angle of the display can be suppressed, which is preferable from the viewpoint of improving the display quality.
  • the light-shielding layer 219a absorbs the light, the stray light 23d incident on the light-shielding layer 219a directly from the light emitting device can be absorbed by the light-shielding layer 219a. For this reason as well, by providing the light-shielding layer 219a, it is possible to reduce the stray light incident on the light receiving device 110.
  • the range in which the light receiving device 110 detects light can be controlled. If the distance from the light-shielding layer 158 to the light-receiving device 110 is long, the imaging range is narrowed and the resolution of imaging can be increased.
  • the spacer 219b is located on the partition wall 216 and is located between the light emitting device 190G and the light emitting device 190B in a top view.
  • the upper surface of the spacer 219b is preferably closer to the light-shielding layer 158 than the upper surface of the light-shielding layer 219a.
  • the sum L4 of the thickness of the partition wall 216 and the thickness of the spacer 219b is preferably larger than the thickness L3 of the light-shielding layer 219a. This makes it easy to fill the adhesive layer 142.
  • the light-shielding layer 158 may be in contact with the protective layer 116 (or the common electrode 115) at the portion where the spacer 219b and the light-shielding layer 158 overlap.
  • FIG. 8B shows a cross-sectional view of the display device 10L.
  • the display device 10L has a configuration in which the light emitting devices 190R, 190G, and 190B have the same light emitting layer.
  • FIG. 8B corresponds to a cross-sectional view between the alternate long and short dash lines A3-A4 in FIG. 7A.
  • the light emitting device 190G shown in FIG. 8B has a pixel electrode 191G, an optical adjustment layer 197G, a common layer 112, a light emitting layer 113, a common layer 114, and a common electrode 115.
  • the light emitting device 190B shown in FIG. 8B has a pixel electrode 191B, an optical adjustment layer 197B, a common layer 112, a light emitting layer 113, a common layer 114, and a common electrode 115.
  • the common layer 112, the light emitting layer 113, and the common layer 114 have a common configuration in the light emitting devices 190R, 190G, and 190B.
  • the light emitting layer 113 includes a light emitting layer 193R that emits red light, a light emitting layer 193G that emits green light, and a light emitting layer 193B that emits blue light.
  • the EL layer is shown by the common layer 112, the light emitting layer 113, and the common layer 114, but is not limited thereto.
  • the light emitting device may have a single structure having one light emitting unit between the pixel electrode 191 and the common electrode 115, or may have a tandem structure having a plurality of light emitting units.
  • the light emitting layer 113 is commonly provided in a light emitting device that emits light of each color.
  • the light emitted by the light emitting device 190G is taken out as green light 21G via the colored layer CFG.
  • the light emitted by the light emitting device 190B is taken out as blue light 21B via the colored layer CFB.
  • the light emitting device 190G and the light emitting device 190B have the same configuration except that they have optical adjustment layers having different thicknesses. Reflective electrodes are used as the pixel electrode 191G and the pixel electrode 191B. As the optical adjustment layer, a transparent electrode on the reflective electrode can be used.
  • the light emitting device of each color preferably has an optical adjustment layer 197 of a different thickness.
  • the light emitting device 190G shown in FIG. 8B is optically adjusted by using the optical adjustment layer 197G so that the optical distance between the pixel electrode 191G and the common electrode 115 is an optical distance that enhances green light.
  • the light emitting device 190B is optically adjusted by using the optical adjustment layer 197B so that the optical distance between the pixel electrode 191B and the common electrode 115 is an optical distance that enhances blue light.
  • FIG. 9A shows a top view of the display device 10M.
  • FIG. 9B shows a cross-sectional view between the alternate long and short dash lines A5-A6 in FIG. 9A.
  • a light-shielding layer 219a is provided between the green light emitting device 190G and the blue light emitting device 190B, and the space 143 is filled with the inert gas. It differs from the display device 10K shown in FIGS. 7A, 7B, and 8A in that a hollow sealing structure is applied.
  • the light shielding layer 219a may be provided both between the light emitting device 190R and the light receiving device 110 and between the light emitting device 190G and the light emitting device 190B.
  • FIG. 10A shows a top view of the display device 10N.
  • FIG. 10B shows a cross-sectional view between the alternate long and short dash lines A7 to A8 in FIG. 10A.
  • FIG. 11A shows a cross-sectional view between the alternate long and short dash lines A9 and A10 in FIG. 10A.
  • the cross-sectional structure between the alternate long and short dash lines A3-A4 in the display device 10N can be the same as that of the display device 10K (FIG. 8A).
  • the same configuration as that of the display device 10M (FIG. 9B) may be applied.
  • the display device 10N differs from the display device 10K (FIGS. 7A and 7B) in the upper surface shape and the cross-sectional shape of the light-shielding layer 219a.
  • the light-shielding layer 219a surrounds the four sides of the light receiving device 110, and one end and the other end are separated from each other.
  • the gap 220 (which can be said to be a break, a broken portion, or a missing portion) of the light-shielding layer 219a is located on the side of the red light emitting device 190R.
  • the gap 220 of the light shielding layer 219a is located on the light emitting device side different from the light emitting device used for the sensing.
  • a green light emitting device 190G or a blue light emitting device 190B for sensing. This makes it possible to suppress the influence of noise during sensing. Further, when sensing is performed using the green light emitting device 190G, as shown in the region 230, one end of the light shielding layer 219a may protrude toward the red light emitting device 190R as compared with the green light emitting device 190G. preferable. As a result, it is possible to prevent the stray light from the green light emitting device 190G from entering the light receiving device 110 through the gap 220.
  • the partition wall 216 has an opening between the light receiving device 110 and the light emitting device 190R.
  • a light-shielding layer 219a is provided so as to cover the opening.
  • the light-shielding layer 219a preferably covers the opening of the partition wall 216 and the side surface of the partition wall 216 exposed by the opening.
  • the light-shielding layer 219a preferably further covers at least a part of the upper surface of the partition wall 216.
  • the light-shielding layer 219a may have an inverted tapered shape.
  • the thickness of the organic film and the common electrode 115 provided on the light-shielding layer 219a having an inverted taper shape may become thin near the side surface of the light-shielding layer 219a.
  • a void 160 may be formed near the side surface of the light-shielding layer 219a.
  • the common electrode 115 is stepped by the light-shielding layer 219a, and the common electrode 115 is formed inside and outside the light-shielding layer 219a.
  • the shape of the upper surface of the light-shielding layer 219a is such that the four sides of the light-receiving device 110 are surrounded and one end and the other end are separated from each other, and a gap 220 is provided to prevent the common electrode 115 from being separated. As a result, display defects in the display device 10N can be suppressed.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view including the gap 220 of the light shielding layer 219a.
  • the partition wall 216 is provided with openings that surround the four sides of the light receiving device 110 and have one end and the other end separated from each other, similar to the shape of the upper surface of the light shielding layer 219a.
  • a common layer 112 In the gap 220 of the light-shielding layer 219a, a common layer 112, a common layer 114, a common electrode 115, and a protective layer 116 are provided in this order on the partition wall 216.
  • FIG. 11B shows a cross-sectional view of the display device 10P.
  • the display device 10P differs from the display device 10N in that it has a side wall 219c in contact with the side surface of the light shielding layer 219a.
  • the upper surface shape of the light-shielding layer 219a may be a frame shape as shown in FIG. 7A, or may have a gap 220 as shown in FIG. 10A.
  • the coverage of the organic film and the common electrode 115 can be improved, and the display quality of the display device can be improved.
  • improving the coverage of the common electrode 115 it is possible to suppress step breakage and thinning of the common electrode 115, so that uneven brightness of the display due to the voltage drop of the common electrode 115 can be suppressed.
  • the side wall 219c can be formed using a material that can be used for the partition wall 216.
  • Display device 10Q] 12A and 12B show a cross-sectional view of the display device 10Q.
  • the same upper surface structure as that of the display device 10K (FIG. 7A) can be applied.
  • FIG. 12A shows a cross-sectional view between the alternate long and short dash lines A1-A2 in FIG. 7A.
  • FIG. 12B shows a cross-sectional view between the alternate long and short dash lines A3-A4 in FIG. 7A.
  • the display device 10Q is mainly different from the display device 10K in that it does not have a partition wall 216 and has a partition wall 217.
  • the light-shielding layer 219a is located on the partition wall 217. Unlike the partition wall 216, the partition wall 217 can absorb the light emitted by the light emitting device, so that the partition wall 217 does not need to have an opening.
  • the stray light 23d incident on the partition wall 217 from the light emitting device is absorbed by the partition wall 217.
  • the stray light 23d incident on the light-shielding layer 219a from the light emitting device is absorbed by the light-shielding layer 219a.
  • the spacer 219b is located between the light emitting device 190G and the light emitting device 190B.
  • the upper surface of the spacer 219b is preferably closer to the light-shielding layer 158 than the upper surface of the light-shielding layer 219a. If the thickness of the spacer 219b is thinner than the thickness of the light-shielding layer 219a, the adhesive layer 142 is not sufficiently filled inside the frame-shaped light-shielding layer 219a, and the reliability of the light receiving device 110 and the display device 10Q is lowered. There is a risk of doing. Therefore, the spacer 219b is preferably thicker than the light-shielding layer 219a. This makes it easy to fill the adhesive layer 142. As shown in FIG. 12B, the light-shielding layer 158 may be in contact with the protective layer 116 (or the common electrode 115) at the portion where the spacer 219b and the light-shielding layer 158 overlap.
  • FIG. 13 shows a perspective view of the display device 100A
  • FIG. 14 shows a cross-sectional view of the display device 100A.
  • the display device 100A has a configuration in which the substrate 152 and the substrate 151 are bonded together.
  • the substrate 152 is clearly indicated by a broken line.
  • the display device 100A includes a display unit 162, a circuit 164, wiring 165, and the like.
  • FIG. 13 shows an example in which an IC (integrated circuit) 173 and an FPC 172 are mounted on the display device 100A. Therefore, the configuration shown in FIG. 13 can be said to be a display module having a display device 100A, an IC, and an FPC.
  • a scanning line drive circuit can be used.
  • the wiring 165 has a function of supplying signals and electric power to the display unit 162 and the circuit 164.
  • the signal and power are input to the wiring 165 from the outside via the FPC 172 or from the IC 173.
  • FIG. 13 shows an example in which the IC173 is provided on the substrate 151 by the COG (Chip On Glass) method, the COF (Chip On Film) method, or the like.
  • the IC 173 an IC having, for example, a scanning line drive circuit or a signal line drive circuit can be applied.
  • the display device 100A and the display module may be configured without an IC. Further, the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • FIG. 14 shows an example of a cross section of the display device 100A when a part of the region including the FPC 172, a part of the circuit 164, a part of the display unit 162, and a part of the region including the end are cut. Shown.
  • the display device 100A shown in FIG. 14 has a transistor 201, a transistor 205, a transistor 206, a light emitting device 190, a light receiving device 110, and the like between the substrate 151 and the substrate 152.
  • the resin layer 159 and the insulating layer 214 are adhered to each other via the adhesive layer 142.
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to seal the light emitting device 190 and the light receiving device 110.
  • the space 143 surrounded by the substrate 152, the adhesive layer 142, and the substrate 151 is filled with an inert gas (nitrogen, argon, etc.), and a hollow sealing structure is applied.
  • the adhesive layer 142 may be provided so as to overlap the light emitting device 190 and the light receiving device 110. Further, the space 143 surrounded by the substrate 152, the adhesive layer 142, and the substrate 151 may be filled with a resin different from that of the adhesive layer 142.
  • the light emitting device 190 has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and the common layer 112, the light emitting layer 193, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214 side.
  • the pixel electrode 191 is connected to the conductive layer 222b of the transistor 206 via an opening provided in the insulating layer 214.
  • the end of the pixel electrode 191 is covered with a partition wall 217.
  • the pixel electrode 191 contains a material that reflects visible light
  • the common electrode 115 contains a material that transmits visible light.
  • the light receiving device 110 has a laminated structure in which the pixel electrode 181, the common layer 112, the active layer 183, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214 side.
  • the pixel electrode 181 is electrically connected to the conductive layer 222b of the transistor 205 via an opening provided in the insulating layer 214.
  • the end of the pixel electrode 181 is covered by a partition wall 217.
  • the pixel electrode 181 contains a material that reflects visible light
  • the common electrode 115 contains a material that transmits visible light.
  • the light emitted by the light emitting device 190 is emitted to the substrate 152 side. Further, light is incident on the light receiving device 110 via the substrate 152 and the space 143. It is preferable to use a material having high transparency to visible light for the substrate 152.
  • the pixel electrode 181 and the pixel electrode 191 can be manufactured by the same material and the same process.
  • the common layer 112, the common layer 114, and the common electrode 115 are used for both the light receiving device 110 and the light emitting device 190.
  • the light receiving device 110 and the light emitting device 190 can all have the same configuration except that the configurations of the active layer 183 and the light emitting layer 193 are different. As a result, the light receiving device 110 can be incorporated in the display device 100A without significantly increasing the manufacturing process.
  • a resin layer 159 and a light-shielding layer 158 are provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side.
  • the resin layer 159 is provided at a position where it overlaps with the light emitting device 190, and is not provided at a position where it overlaps with the light receiving device 110.
  • the light-shielding layer 158 is provided so as to cover the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side, the side surface of the resin layer 159, and the surface of the resin layer 159 on the substrate 151 side.
  • the light-shielding layer 158 has openings at a position overlapping the light receiving device 110 and a position overlapping the light emitting device 190.
  • the light-shielding layer 158 By providing the light-shielding layer 158, it is possible to control the range in which the light receiving device 110 detects light. Further, by having the light-shielding layer 158, it is possible to suppress the direct incident of light from the light emitting device 190 to the light receiving device 110 without passing through the object. Therefore, it is possible to realize a sensor with low noise and high sensitivity.
  • the resin layer 159 By providing the resin layer 159, the distance from the light-shielding layer 158 to the light-emitting device 190 can be made shorter than the distance from the light-shielding layer 158 to the light-receiving device 110. As a result, it is possible to suppress the viewing angle dependence of the display while reducing the noise of the sensor. Therefore, both the display quality and the image quality can be improved.
  • the configuration of the partition wall 217 and the light-shielding layer 219a in the display device 100A is the same as that of the display device 10Q (FIG. 12A).
  • the partition wall 217 covers the end portion of the pixel electrode 181 and the end portion of the pixel electrode 191.
  • a light-shielding layer 219a is provided on the partition wall 217.
  • the light-shielding layer 219a is located between the light-receiving device 110 and the light-emitting device 190.
  • the partition wall 217 and the light-shielding layer 219a preferably absorb the wavelength of light detected by the light receiving device 110. As a result, the stray light incident on the light receiving device 110 can be suppressed.
  • the transistor 201, the transistor 205, and the transistor 206 are all formed on the substrate 151. These transistors can be manufactured by the same material and the same process.
  • An insulating layer 211, an insulating layer 213, an insulating layer 215, and an insulating layer 214 are provided on the substrate 151 in this order.
  • a part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • a part of the insulating layer 213 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • the insulating layer 215 is provided so as to cover the transistor.
  • the insulating layer 214 is provided so as to cover the transistor and has a function as a flattening layer.
  • the number of gate insulating layers and the number of insulating layers covering the transistors are not limited, and may be a single layer or two or more layers, respectively.
  • the insulating layer can function as a barrier layer. With such a configuration, it is possible to effectively suppress the diffusion of impurities from the outside into the transistor, and it is possible to improve the reliability of the display device.
  • an inorganic insulating film as the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215, respectively.
  • an inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon nitride film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film and the like may be used. Further, two or more of the above-mentioned insulating films may be laminated and used.
  • the organic insulating film often has a lower barrier property than the inorganic insulating film. Therefore, the organic insulating film preferably has an opening near the end of the display device 100A. As a result, it is possible to prevent impurities from entering from the end of the display device 100A via the organic insulating film.
  • the organic insulating film may be formed so that the end portion of the organic insulating film is inside the end portion of the display device 100A so that the organic insulating film is not exposed at the end portion of the display device 100A.
  • An organic insulating film is suitable for the insulating layer 214 that functions as a flattening layer.
  • the material that can be used for the organic insulating film include acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins. ..
  • an opening is formed in the insulating layer 214.
  • an organic insulating film is used for the insulating layer 214, it is possible to prevent impurities from entering the display unit 162 from the outside through the insulating layer 214. Therefore, the reliability of the display device 100A can be improved.
  • the transistor 201, transistor 205, and transistor 206 include a conductive layer 221 that functions as a gate, an insulating layer 211 that functions as a gate insulating layer, a conductive layer 222a and a conductive layer 222b that function as sources and drains, a semiconductor layer 231 and a gate insulating layer. It has an insulating layer 213 that functions as a gate and a conductive layer 223 that functions as a gate.
  • the same hatching pattern is attached to a plurality of layers obtained by processing the same conductive film.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the semiconductor layer 231.
  • the insulating layer 213 is located between the conductive layer 223 and the semiconductor layer 231.
  • the structure of the transistor included in the display device of this embodiment is not particularly limited.
  • a planar type transistor, a stagger type transistor, an inverted stagger type transistor and the like can be used.
  • a top gate type or a bottom gate type transistor structure may be used.
  • gates may be provided above and below the semiconductor layer on which the channel is formed.
  • a configuration in which a semiconductor layer on which a channel is formed is sandwiched between two gates is applied to the transistor 201, the transistor 205, and the transistor 206.
  • the transistor may be driven by connecting two gates and supplying the same signal to them.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by giving one of the two gates a potential for controlling the threshold voltage and giving the other a potential for driving.
  • the crystallinity of the semiconductor material used for the transistor is also not particularly limited, and either an amorphous semiconductor or a semiconductor having crystallinity (microcrystalline semiconductor, polycrystalline semiconductor, single crystal semiconductor, or semiconductor having a partially crystalline region). May be used. It is preferable to use a semiconductor having crystallinity because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.
  • the semiconductor layer of the transistor preferably has a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor).
  • the semiconductor layer of the transistor may have silicon. Examples of silicon include amorphous silicon and crystalline silicon (low temperature polysilicon, single crystal silicon, etc.).
  • the semiconductor layers include, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, ittrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lantern, cerium, neodymium, etc. It is preferable to have one or more selected from hafnium, tantalum, tungsten, and gallium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) also referred to as IGZO
  • IGZO oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn)
  • the atomic number ratio of In in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the atomic number ratio of M.
  • the atomic number ratio of In is 4
  • the atomic number ratio of Ga is 1 or more and 3 or less.
  • the atomic number ratio of Ga is larger than 0.1 when the atomic number ratio of In is 5. This includes the case where the number of atoms is 2 or less and the atomic number ratio of Zn is 5 or more and 7 or less.
  • the atomic number ratio of Ga is larger than 0.1 when the atomic number ratio of In is 1. This includes the case where it is 2 or less and the atomic number ratio of Zn is larger than 0.1 and 2 or less.
  • the transistor included in the circuit 164 and the transistor included in the display unit 162 may have the same structure or different structures.
  • the structures of the plurality of transistors included in the circuit 164 may all be the same, or may be two or more types.
  • the structures of the plurality of transistors included in the display unit 162 may all be the same, or may be two or more types.
  • a connecting portion 204 is provided in a region of the substrate 151 where the substrates 152 do not overlap.
  • the wiring 165 is electrically connected to the FPC 172 via the conductive layer 166 and the connection layer 242.
  • a conductive layer 166 obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode 181 is exposed on the upper surface of the connecting portion 204.
  • the connection portion 204 and the FPC 172 can be electrically connected via the connection layer 242.
  • optical members can be arranged on the outside of the substrate 152.
  • the optical member include a polarizing plate, a retardation plate, a light diffusing layer (diffusing film, etc.), an antireflection layer, a condensing film, and the like.
  • an antistatic film for suppressing the adhesion of dust a water-repellent film for preventing the adhesion of dirt, a hard coat film for suppressing the occurrence of scratches due to use, a shock absorbing layer and the like are arranged. You may.
  • Glass, quartz, ceramic, sapphire, resin and the like can be used for the substrate 151 and the substrate 152, respectively.
  • the flexibility of the display device can be increased.
  • various curable adhesives such as a photocurable adhesive such as an ultraviolet curable type, a reaction curable type adhesive, a thermosetting type adhesive, and an anaerobic type adhesive can be used.
  • these adhesives include epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, phenol resin, polyimide resin, imide resin, PVC (polyvinyl chloride) resin, PVB (polyvinyl butyral) resin, EVA (ethylene vinyl acetate) resin and the like.
  • a material having low moisture permeability such as an epoxy resin is preferable.
  • a two-component mixed type resin may be used.
  • an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conducive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Connective Paste), or the like can be used.
  • ACF Anisotropic Conducive Film
  • ACP Anisotropic Connective Paste
  • the light emitting device 190 includes a top emission type, a bottom emission type, and a dual emission type.
  • a conductive film that transmits visible light is used for the electrode on the side that extracts light. Further, it is preferable to use a conductive film that reflects visible light for the electrode on the side that does not take out light.
  • the light emitting device 190 has at least a light emitting layer 193.
  • the light emitting device 190 includes a substance having a high hole injecting property, a substance having a high hole transporting property, a hole blocking material, a substance having a high electron transporting property, a substance having a high electron injecting property, or a bipolar. It may further have a layer containing a sex substance (a substance having high electron transport property and hole transport property) and the like.
  • the common layer 112 preferably has one or both of a hole injection layer and a hole transport layer.
  • the common layer 114 preferably has one or both of an electron transport layer and an electron injection layer.
  • the hole injection layer is a layer for injecting holes from the anode into the hole transport layer, and is a layer containing a material having high hole injectability.
  • a material having high hole injection property an aromatic amine compound or a composite material containing a hole transporting material and an acceptor material (electron acceptor material) can be used.
  • the hole transport layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light emitting layer by the hole injection layer.
  • the hole transport layer is a layer that transports holes generated based on the light incident on the active layer to the anode.
  • the hole transport layer is a layer containing a hole transport material.
  • the hole transporting material a substance having a hole mobility of 10-6 cm 2 / Vs or more is preferable. In addition, any substance other than these can be used as long as it is a substance having a higher hole transport property than electrons.
  • the hole-transporting material examples include materials having high hole-transporting properties such as ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds (for example, carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.) and aromatic amines (compounds having an aromatic amine skeleton). Is preferable.
  • materials having high hole-transporting properties such as ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds (for example, carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.) and aromatic amines (compounds having an aromatic amine skeleton). Is preferable.
  • the electron transport layer is a layer that transports electrons injected from the cathode to the light emitting layer by the electron injection layer.
  • the electron transport layer is a layer that transports electrons generated based on the light incident on the active layer to the cathode.
  • the electron transport layer is a layer containing an electron transport material.
  • As the electron transporting material a substance having an electron mobility of 1 ⁇ 10 -6 cm 2 / Vs or more is preferable. Any substance other than these can be used as long as it is a substance having a higher electron transport property than holes.
  • Examples of the electron-transporting material include a metal complex having a quinoline skeleton, a metal complex having a benzoquinolin skeleton, a metal complex having an oxazole skeleton, a metal complex having a thiazole skeleton, and the like, as well as an oxazole derivative, a triazole derivative, and an imidazole derivative.
  • ⁇ electron deficiency including oxazole derivative, thiazole derivative, phenanthroline derivative, quinoline derivative having quinoline ligand, benzoquinoline derivative, quinoxalin derivative, dibenzoquinoxaline derivative, pyridine derivative, bipyridine derivative, pyrimidine derivative, and other nitrogen-containing heteroaromatic compounds
  • a material having high electron transport property such as a type heteroaromatic compound can be used.
  • the electron injection layer is a layer for injecting electrons from the cathode into the electron transport layer, and is a layer containing a material having high electron injectability.
  • a material having high electron injectability an alkali metal, an alkaline earth metal, or a compound thereof can be used.
  • a composite material containing an electron transporting material and a donor material (electron donating material) can also be used.
  • Either a low molecular weight compound or a high molecular weight compound can be used for the common layer 112, the light emitting layer 193, and the common layer 114, and an inorganic compound may be contained.
  • the layers constituting the common layer 112, the light emitting layer 193, and the common layer 114 can be formed by a method such as a thin film deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, or a coating method, respectively. ..
  • the light emitting layer 193 is a layer containing a light emitting substance.
  • the light emitting layer 193 can have one or more kinds of light emitting substances.
  • a substance exhibiting a luminescent color such as blue, purple, bluish purple, green, yellowish green, yellow, orange, and red is appropriately used.
  • a substance that emits near infrared light can also be used.
  • the active layer 183 of the light receiving device 110 includes a semiconductor.
  • the semiconductor include an inorganic semiconductor such as silicon and an organic semiconductor containing an organic compound.
  • an organic semiconductor is used as the semiconductor of the active layer.
  • the light emitting layer 193 of the light emitting device 190 and the active layer 183 of the light receiving device 110 can be formed by the same method (for example, vacuum deposition method), which is preferable because the manufacturing apparatus can be shared. ..
  • Examples of the n-type semiconductor material contained in the active layer 183 include electron-accepting organic semiconductor materials such as fullerenes (for example, C 60 , C 70, etc.) or derivatives thereof.
  • Examples of the material for the p-type semiconductor contained in the active layer 183 include copper (II) phthalocyanine (Cupper (II) phthalocyanine; CuPc), tetraphenyldibenzoperichanine (DBP), and zinc phthalocyanine (Zinc Phthalocyanine). Examples thereof include electron-donating organic semiconductor materials such as. Further, tin phthalocyanine (SnPc) may be used as a material for the p-type semiconductor.
  • the active layer 183 is preferably formed by co-depositing an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.
  • Materials that can be used for conductive layers such as transistor gates, sources and drains, as well as various wirings and electrodes that make up display devices include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, and silver. Examples thereof include metals such as titanium and tungsten, and alloys containing the metal as a main component. A film containing these materials can be used as a single layer or as a laminated structure.
  • a conductive oxide such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, or graphene can be used.
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, and titanium, and alloy materials containing the metal materials can be used.
  • a nitride of the metal material for example, titanium nitride
  • the laminated film of the above material can be used as the conductive layer.
  • a laminated film of an alloy of silver and magnesium and an indium tin oxide because the conductivity can be enhanced.
  • These can also be used for conductive layers such as various wirings and electrodes constituting the display device, and conductive layers (conductive layers that function as pixel electrodes and common electrodes) of the display device.
  • Examples of the insulating material that can be used for each insulating layer include resins such as acrylic resin and epoxy resin, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride, and aluminum oxide.
  • FIG. 15A shows a cross-sectional view of the display device 100B.
  • the display device 100B is mainly different from the display device 100A in that it has a protective layer 116 and a solid sealing structure is applied.
  • the protective layer 116 that covers the light receiving device 110 and the light emitting device 190 By providing the protective layer 116 that covers the light receiving device 110 and the light emitting device 190, impurities such as water can be suppressed from entering the light receiving device 110 and the light emitting device 190, and the reliability of the light receiving device 110 and the light emitting device 190 can be improved. it can.
  • the insulating layer 215 and the protective layer 116 are in contact with each other through the opening of the insulating layer 214.
  • the inorganic insulating film of the insulating layer 215 and the inorganic insulating film of the protective layer 116 are in contact with each other.
  • FIG. 15B shows an example in which the protective layer 116 has a three-layer structure.
  • the protective layer 116 has an inorganic insulating layer 116a on the common electrode 115, an organic insulating layer 116b on the inorganic insulating layer 116a, and an inorganic insulating layer 116c on the organic insulating layer 116b.
  • the end of the inorganic insulating layer 116a and the end of the inorganic insulating layer 116c extend outward from the end of the organic insulating layer 116b and are in contact with each other. Then, the inorganic insulating layer 116a comes into contact with the insulating layer 215 (inorganic insulating layer) through the opening of the insulating layer 214 (organic insulating layer). As a result, the light receiving device 110 and the light emitting device 190 can be surrounded by the insulating layer 215 and the protective layer 116, so that the reliability of the light receiving device 110 and the light emitting device 190 can be improved.
  • the protective layer 116 may have a laminated structure of an organic insulating film and an inorganic insulating film. At this time, it is preferable that the end portion of the inorganic insulating film extends outward from the end portion of the organic insulating film.
  • the protective layer 116 and the substrate 152 are bonded to each other by the adhesive layer 142.
  • the adhesive layer 142 is provided so as to overlap the light receiving device 110 and the light emitting device 190, respectively, and a solid sealing structure is applied to the display device 100B.
  • Display device 100C] 16 and 17A show a cross-sectional view of the display device 100C.
  • the perspective view of the display device 100C is the same as that of the display device 100A (FIG. 13).
  • FIG. 16 shows an example of a cross section of the display device 100C when a part of the region including the FPC 172, a part of the circuit 164, and a part of the display unit 162 are cut.
  • FIG. 17A shows an example of a cross section of the display device 100C when a part of the display unit 162 is cut.
  • FIG. 16 shows an example of a cross section of the display unit 162 when a region including the light receiving device 110 and the light emitting device 190R that emits red light is cut.
  • FIG. 17A shows an example of a cross section of the display unit 162 when a region including a light emitting device 190G that emits green light and a light emitting device 190B that emits blue light is cut.
  • the display device 100C shown in FIGS. 16 and 17A has a transistor 203, a transistor 207, a transistor 208, a transistor 209, a transistor 210, a light emitting device 190R, a light emitting device 190G, a light emitting device 190B, and a light receiving device between the substrates 153 and the substrate 154. It has a device 110 and the like.
  • the resin layer 159 and the common electrode 115 are adhered to each other via an adhesive layer 142, and a solid-state sealing structure is applied to the display device 100C.
  • the substrate 153 and the insulating layer 212 are bonded to each other by an adhesive layer 155.
  • the substrate 154 and the insulating layer 157 are bonded to each other by an adhesive layer 156.
  • a method for manufacturing the display device 100C first, a first manufacturing substrate provided with an insulating layer 212, each transistor, a light receiving device 110, each light emitting device, etc., an insulating layer 157, a resin layer 159, a light shielding layer 158, etc. Is attached to the second production substrate provided with the above by the adhesive layer 142. Then, the substrate 153 is attached to the exposed surface by peeling off the first production substrate, and the substrate 154 is attached to the exposed surface by peeling off the second production substrate, whereby the substrate is attached on the first production substrate and the second production substrate.
  • Each of the components formed above is transposed onto the substrate 153 and the substrate 154. It is preferable that the substrate 153 and the substrate 154 each have flexibility. Thereby, the flexibility of the display device 100C can be increased.
  • an inorganic insulating film that can be used for the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215 can be used, respectively.
  • the light emitting device 190R has a laminated structure in which the pixel electrode 191R, the common layer 112, the light emitting layer 193R, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214b side.
  • the pixel electrode 191R is connected to the conductive layer 169R via an opening provided in the insulating layer 214b.
  • the conductive layer 169R is connected to the conductive layer 222b of the transistor 208 via an opening provided in the insulating layer 214a.
  • the conductive layer 222b is connected to the low resistance region 231n through an opening provided in the insulating layer 215. That is, the pixel electrode 191R is electrically connected to the transistor 208.
  • the transistor 208 has a function of controlling the drive of the light emitting device 190R.
  • the light emitting device 190G has a laminated structure in which the pixel electrode 191G, the common layer 112, the light emitting layer 193G, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214b side.
  • the pixel electrode 191G is electrically connected to the low resistance region 231n of the transistor 209 via the conductive layer 169G and the conductive layer 222b of the transistor 209. That is, the pixel electrode 191G is electrically connected to the transistor 209.
  • the transistor 209 has a function of controlling the drive of the light emitting device 190G.
  • the light emitting device 190B has a laminated structure in which the pixel electrode 191B, the common layer 112, the light emitting layer 193B, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214b side.
  • the pixel electrode 191B is electrically connected to the low resistance region 231n of the transistor 210 via the conductive layer 169B and the conductive layer 222b of the transistor 210. That is, the pixel electrode 191B is electrically connected to the transistor 210.
  • the transistor 210 has a function of controlling the drive of the light emitting device 190B.
  • the light receiving device 110 has a laminated structure in which the pixel electrode 181, the common layer 112, the active layer 183, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214b side.
  • the pixel electrode 181 is electrically connected to the low resistance region 231n of the transistor 207 via the conductive layer 168 and the conductive layer 222b of the transistor 207. That is, the pixel electrode 181 is electrically connected to the transistor 207.
  • the ends of the pixel electrodes 181, 191R, 191G, and 191B are covered by the partition wall 216.
  • the pixel electrodes 181, 191R, 191G, and 191B include a material that reflects visible light, and the common electrode 115 contains a material that transmits visible light.
  • the light emitted by the light emitting devices 190R, 190G, and 190B is emitted to the substrate 154 side. Further, light is incident on the light receiving device 110 via the substrate 154 and the adhesive layer 142. It is preferable to use a material having high transparency to visible light for the substrate 154.
  • the pixel electrode 181 and the pixel electrode 191 can be manufactured by the same material and the same process.
  • the common layer 112, the common layer 114, and the common electrode 115 are commonly used in the light receiving device 110 and the light emitting devices 190R, 190G, and 190B.
  • the light receiving device 110 and the light emitting device of each color can all have the same configuration except that the configurations of the active layer 183 and the light emitting layer are different. As a result, the light receiving device 110 can be incorporated in the display device 100C without significantly increasing the manufacturing process.
  • a resin layer 159 and a light-shielding layer 158 are provided on the surface of the insulating layer 157 on the substrate 153 side.
  • the resin layer 159 is provided at a position where it overlaps with the light emitting devices 190R, 190G, and 190B, and is not provided at a position where it overlaps with the light receiving device 110.
  • the light-shielding layer 158 is provided so as to cover the surface of the insulating layer 157 on the substrate 153 side, the side surface of the resin layer 159, and the surface of the resin layer 159 on the substrate 153 side.
  • the light-shielding layer 158 has an opening at a position overlapping the light receiving device 110 and at a position overlapping each of the light emitting devices 190R, 190G, and 190B.
  • the light-shielding layer 158 it is possible to control the range in which the light receiving device 110 detects light. Further, by having the light-shielding layer 158, it is possible to prevent light from directly incident on the light-receiving device 110 from the light-emitting devices 190R, 190G, and 190B without passing through an object. Therefore, it is possible to realize a sensor with low noise and high sensitivity.
  • the distance from the light-shielding layer 158 to the light emitting device of each color is shorter than the distance from the light-shielding layer 158 to the light-receiving device 110. As a result, it is possible to suppress the viewing angle dependence of the display while reducing the noise of the sensor. Therefore, both the display quality and the image quality can be improved.
  • the configurations of the partition wall 216, the light-shielding layer 219a, and the spacer 219b in the display device 100C are the same as those of the display device 10K (FIGS. 7B and 8A).
  • the partition wall 216 has an opening between the light receiving device 110 and the light emitting device 190R.
  • a light-shielding layer 219a is provided so as to fill the opening.
  • the light-shielding layer 219a is located between the light-receiving device 110 and the light-emitting device 190R.
  • the light-shielding layer 219a absorbs the light emitted by the light emitting device 190R. As a result, the stray light incident on the light receiving device 110 can be suppressed.
  • the spacer 219b is located between the light emitting device 190G and the light emitting device 190B.
  • the upper surface of the spacer 219b is preferably closer to the light-shielding layer 158 than the upper surface of the light-shielding layer 219a.
  • the sum of the height (thickness) of the partition wall 216 and the height (thickness) of the spacer 219b is preferably larger than the height (thickness) of the light-shielding layer 219a. This makes it easy to fill the adhesive layer 142.
  • the light-shielding layer 158 may be in contact with the common electrode 115 (or the protective layer) at the portion where the spacer 219b and the light-shielding layer 158 overlap.
  • a connecting portion 204 is provided in a region of the substrate 153 where the substrates 154 do not overlap.
  • the wiring 165 is electrically connected to the FPC 172 via the conductive layer 167, the conductive layer 166, and the connection layer 242.
  • the conductive layer 167 can be obtained by processing the same conductive film as the conductive layer 168.
  • a conductive layer 166 obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode 181 is exposed on the upper surface of the connecting portion 204.
  • the connection portion 204 and the FPC 172 can be electrically connected via the connection layer 242.
  • the transistor 207, the transistor 208, the transistor 209, and the transistor 210 are a pair of semiconductor layers having a conductive layer 221 that functions as a gate, an insulating layer 211 that functions as a gate insulating layer, a channel forming region 231i, and a pair of low resistance regions 231n.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the channel forming region 231i.
  • the insulating layer 225 is located between the conductive layer 223 and the channel forming region 231i.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are each connected to the low resistance region 231n via an opening provided in the insulating layer 215.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b one functions as a source and the other functions as a drain.
  • the insulating layer 225 overlaps the channel forming region 231i of the semiconductor layer 231 and does not overlap the low resistance region 231n.
  • the structure shown in FIG. 16 can be produced by processing the insulating layer 225 using the conductive layer 223 as a mask.
  • the insulating layer 215 is provided so as to cover the insulating layer 225 and the conductive layer 223, and the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are connected to the low resistance region 231n, respectively, through the openings of the insulating layer 215.
  • an insulating layer covering the transistor may be provided on the conductive layer 222a and the conductive layer 222b.
  • FIG. 17B shows an example in which the insulating layer 225 covers the upper surface and the side surface of the semiconductor layer.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are connected to the low resistance region 231n via openings provided in the insulating layer 225 and the insulating layer 215, respectively.
  • the display device of the present embodiment has a light receiving device and a light emitting device in the display unit, and the display unit has both a function of displaying an image and a function of detecting light.
  • the size and weight of the electronic device can be reduced as compared with the case where the sensor is provided outside the display unit or the outside of the display device.
  • a more multifunctional electronic device can be realized by combining with a sensor provided outside the display unit or outside the display device.
  • the light receiving device can have at least one layer of the layers provided between the pair of electrodes having the same configuration as the light emitting device (EL device).
  • the light receiving device may have all layers other than the active layer having the same configuration as the light emitting device (EL device). That is, the light emitting device and the light receiving device can be formed on the same substrate only by adding the step of forming the active layer to the manufacturing process of the light emitting device.
  • the pixel electrode and the common electrode can be formed by the same material and the same process, respectively.
  • the manufacturing process of the display device can be simplified. .. As described above, a highly convenient display device can be manufactured by incorporating a light receiving device without having to carry out a complicated process.
  • a structure is provided on the surface forming the light-shielding layer so that the distance from the light-shielding layer to the light-receiving device is long and the distance from the light-shielding layer to the light-emitting device is short.
  • the display device of one aspect of the present invention has a first pixel circuit having a light receiving device and a second pixel circuit having a light emitting device in the display unit.
  • the first pixel circuit and the second pixel circuit are arranged in a matrix, respectively.
  • FIG. 18A shows an example of a first pixel circuit having a light receiving device
  • FIG. 18B shows an example of a second pixel circuit having a light emitting device.
  • the first pixel circuit PIX1 shown in FIG. 18A has a light receiving device PD, a transistor M1, a transistor M2, a transistor M3, a transistor M4, and a capacitance C1.
  • a photodiode is used as the light receiving device PD.
  • the cathode is electrically connected to the wiring V1 and the anode is electrically connected to one of the source and drain of the transistor M1.
  • the gate is electrically connected to the wiring TX, and the other of the source or drain is electrically connected to one electrode of the capacitance C1, one of the source or drain of the transistor M2, and the gate of the transistor M3.
  • the gate is electrically connected to the wiring RES, and the other of the source or drain is electrically connected to the wiring V2.
  • one of the source and the drain is electrically connected to the wiring V3, and the other of the source and the drain is electrically connected to one of the source and the drain of the transistor M4.
  • the gate is electrically connected to the wiring SE, and the other of the source and drain is electrically connected to the wiring OUT1.
  • a constant potential is supplied to the wiring V1, the wiring V2, and the wiring V3, respectively.
  • the transistor M2 is controlled by a signal supplied to the wiring RES, and has a function of resetting the potential of the node connected to the gate of the transistor M3 to the potential supplied to the wiring V2.
  • the transistor M1 is controlled by a signal supplied to the wiring TX, and has a function of controlling the timing of changing the potential of the node according to the electric charge generated in the light receiving device PD.
  • the transistor M3 functions as an amplification transistor that outputs according to the potential of the node.
  • the transistor M4 is controlled by a signal supplied to the wiring SE, and functions as a selection transistor for reading an output corresponding to the potential of the node by an external circuit connected to the wiring OUT1.
  • the second pixel circuit PIX2 shown in FIG. 18B has a light emitting device EL, a transistor M5, a transistor M6, a transistor M7, and a capacitance C2.
  • a light emitting diode is used as the light emitting device EL.
  • the gate is electrically connected to the wiring VG, one of the source or the drain is electrically connected to the wiring VS, and the other of the source or the drain is the one electrode of the capacitance C2 and the gate of the transistor M6. Connect electrically.
  • One of the source or drain of the transistor M6 is electrically connected to the wiring V4, and the other is electrically connected to the anode of the light emitting device EL and one of the source or drain of the transistor M7.
  • the gate is electrically connected to the wiring MS, and the other of the source and drain is electrically connected to the wiring OUT2.
  • the cathode of the light emitting device EL is electrically connected to the wiring V5.
  • a constant potential is supplied to the wiring V4 and the wiring V5, respectively.
  • the anode side of the light emitting device EL can have a high potential, and the cathode side can have a lower potential than the anode side.
  • the transistor M5 is controlled by a signal supplied to the wiring VG, and functions as a selection transistor for controlling the selection state of the second pixel circuit PIX2. Further, the transistor M6 functions as a drive transistor that controls the current flowing through the light emitting device EL according to the potential supplied to the gate. When the transistor M5 is in the conductive state, the potential supplied to the wiring VS is supplied to the gate of the transistor M6, and the emission brightness of the light emitting device EL can be controlled according to the potential.
  • the transistor M7 is controlled by a signal supplied to the wiring MS, and has a function of outputting the potential between the transistor M6 and the light emitting device EL to the outside via the wiring OUT2.
  • the wiring V1 to which the cathode of the light receiving device PD is electrically connected and the wiring V5 to which the cathode of the light emitting device EL is electrically connected can have the same layer and the same potential.
  • channels are formed in all of the transistors M1, transistor M2, transistor M3, and transistor M4 included in the first pixel circuit PIX1, and the transistors M5, transistor M6, and transistor M7 included in the second pixel circuit PIX2. It is preferable to apply a transistor using a metal oxide (oxide semiconductor) to the semiconductor layer to be formed. As a result, the power consumption of the display device can be reduced.
  • a metal oxide oxide semiconductor
  • a transistor using silicon it is preferable to apply a transistor using silicon to the semiconductor layer on which a channel is formed to all of the transistors M1 to M7. This enables high-speed driving of the circuit.
  • the manufacturing process of the display device can be reduced and the yield can be increased.
  • a transistor using an oxide semiconductor may be applied to one or more and six or less of the transistors M1 to M7, and a transistor using silicon may be applied to the remaining transistors.
  • a transistor using an oxide semiconductor and a transistor using low-temperature polysilicon are used will be described.
  • the semiconductor layers of the transistors M1 and M2 are, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, respectively. It is preferable to have one or more selected from molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, and gallium) and zinc. In particular, M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) also referred to as IGZO
  • IGZO oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn)
  • the description of the first embodiment can be referred to.
  • a transistor using an oxide semiconductor having a wider bandgap and a smaller carrier density than silicon can realize an extremely small off-current. Therefore, due to the small off-current, it is possible to retain the electric charge accumulated in the capacitance connected in series with the transistor for a long period of time. Therefore, it is particularly preferable to use a transistor to which an oxide semiconductor is applied for each of the transistor M1 and the transistor M2 connected in series with the capacitance C1.
  • a transistor having an oxide semiconductor as the transistor M1 and the transistor M2 the potential held at the gate of the transistor M3 is leaked through the transistor M1 or the transistor M2 based on the electric charge generated in the light receiving device PD. Can be prevented.
  • charge retention period the period from the end of the charge accumulation operation to the start of the read operation.
  • an output signal having a potential of the same height is ideally obtained for all pixels.
  • the length of the charge retention period differs from row to row, and the charge stored in the pixel node of each row leaks over time, the potential of the pixel output signal will differ from row to row.
  • Image data in which the number of gradations changes for each line is obtained. Therefore, by applying a transistor having an oxide semiconductor as the transistor M1 and the transistor M2, the potential change of the node can be reduced. That is, even if the image is taken by using the global shutter method, the change in the gradation of the image data due to the difference in the charge retention period can be suppressed to a small value, and the quality of the captured image can be improved.
  • a transistor using low-temperature polysilicon as a semiconductor layer it is preferable to apply a transistor using low-temperature polysilicon as a semiconductor layer to the transistor M3 included in the first pixel circuit PIX1.
  • a transistor using low-temperature polysilicon for the semiconductor layer can realize higher field-effect mobility than a transistor using an oxide semiconductor, and is excellent in driving ability and current ability. Therefore, the transistor M3 can operate at a higher speed than the transistors M1 and M2.
  • the transistors M1 and M2 have a small leakage current, and the transistor M3 has a high driving ability, so that the minute potential read from the light receiving device PD does not leak, and , Can be read at high speed.
  • the transistor M4 included in the first pixel circuit PIX1 functions as a switch for flowing the output from the transistor M3 to the wiring OUT1, it does not have the required functions such as small off-current and high-speed operation unlike the transistors M1 to M3. Therefore, the semiconductor layer of the transistor M4 may be low-temperature polysilicon or an oxide semiconductor.
  • a transistor in which low-temperature polysilicon is applied to a semiconductor in which a channel is formed can be used for the transistor M5 to the transistor M7, or a transistor to which an oxide semiconductor is applied can be used. It can also be used.
  • a transistor using low temperature polysilicon as a semiconductor layer and a transistor using an oxide semiconductor as a semiconductor layer may be used in combination.
  • the transistor is described as an n-channel type transistor in FIGS. 18A and 18B, a p-channel type transistor can also be used. Further, the transistor is not limited to a single gate, and may further have a back gate.
  • the transistor included in the first pixel circuit PIX1 and the transistor included in the second pixel circuit PIX2 are preferably formed side by side on the same substrate. In particular, it is preferable that the transistor included in the first pixel circuit PIX1 and the transistor included in the second pixel circuit PIX2 are mixed in one region and arranged periodically.
  • each pixel circuit can be reduced, and a high-definition light receiving unit or display unit can be realized.
  • the display unit PIX of FIG. 19A the display unit described in the first embodiment can be applied. Pixels are arranged in a matrix on the display unit PIX, and the first pixel circuit PIX1 in FIG. 18A and the second pixel circuit PIX2 in FIG. 18B are arranged in a matrix.
  • the gate driver GD and the source driver SD are electrically connected to the second pixel circuit PIX2 of FIG. 18B to supply a signal to the second pixel circuit PIX2.
  • the row selection driver RD and the read circuit ROC are electrically connected to the first pixel circuit PIX1 of FIG. 18A and supply a signal to the first pixel circuit PIX1.
  • the row selection driver RD is electrically connected to the wiring SE and wiring RES of the first pixel circuit PIX1 of FIG. 18A.
  • the readout circuit ROC is electrically connected to the wiring OUT1.
  • the row selection driver RD and the read circuit ROC are controlled by a controller.
  • the analog-to-digital conversion circuit ADC which will be described later, is also controlled by the same controller.
  • the display unit PIX shown in FIG. 19A includes a transistor using low-temperature polysilicon as a semiconductor layer and a transistor using a metal oxide as a semiconductor layer.
  • the circuit provided around the display unit PIX of FIG. 19A is required to be driven at high speed rather than having a small off-current characteristic. Therefore, it is preferable to use a transistor using low-temperature polysilicon. Further, in the case of a transistor using low temperature polysilicon, both a p-type transistor and an n-type transistor can be manufactured by a series of manufacturing processes, so that CMOS can be manufactured. Therefore, in particular, since it is preferable that each of the amplifier circuit AMP electrically connected to the readout circuit ROC, the analog-digital conversion circuit ADC electrically connected to the amplifier circuit AMP, and the controller is composed of CMOS, the low temperature poly It is preferably formed by a transistor using silicon.
  • the amplifier circuit AMP is output from the analog-digital conversion circuit ADC.
  • FIG. 19B shows an example of a panel in which the display unit PIX, the gate driver GD, the source driver SD, the row selection driver RD, and the read circuit ROC are all formed of transistors using metal oxide as a channel.
  • An analog signal (Analog Signal) is output from the read circuit ROC.
  • a transistor using a metal oxide as a channel it is more difficult to form both an n-type transistor and a p-type transistor from the same semiconductor material than silicon. In other words, it is harder to make CMOS than silicon.
  • the amplifier circuit AMP, the analog-to-digital conversion circuit ADC, and the controller which are preferably composed of CMOS, are not provided on the same substrate as the display unit PIX, but by connecting a separately manufactured IC chip or the like to the amplifier circuit. It is preferable to provide an AMP and an analog-to-digital conversion circuit ADC.
  • an external IC chip can reduce component costs and mounting costs as compared with the case where an amplifier circuit AMP, an analog-digital conversion circuit ADC, and a controller are prepared.
  • the display device of one aspect of the present invention has a transistor using low-temperature polysilicon as a semiconductor layer. Therefore, it becomes easy to build various circuits composed of CMOS circuits on the same substrate as the display unit. As a result, the external circuit mounted on the display device can be simplified, and the component cost and the mounting cost can be reduced.
  • the display device of one aspect of the present invention has a transistor using an oxide semiconductor in the semiconductor layer. As a result, the power consumption of the display device can be reduced.
  • the display device has two types of transistors, a transistor using an oxide semiconductor for the semiconductor layer and a transistor using low-temperature polysilicon for the semiconductor layer. Therefore, the material of the semiconductor layer can be changed according to the function required for the transistor. Further, since it has a transistor that uses LTPS as a semiconductor layer, it becomes easy to build various circuits composed of CMOS circuits on the same substrate as the display unit. As a result, the external circuit mounted on the display device can be simplified, and the component cost and the mounting cost can be reduced.
  • the electronic device of the present embodiment has a display device of one aspect of the present invention.
  • the display device of one aspect of the present invention can be applied to the display unit of an electronic device. Since the display device of one aspect of the present invention has a function of detecting light, biometric authentication can be performed on the display unit, or touch or near touch can be detected. As a result, the functionality and convenience of the electronic device can be enhanced.
  • Electronic devices include, for example, electronic devices with relatively large screens such as television devices, desktop or notebook personal computers, monitors for computers, digital signage, and large game machines such as pachinko machines, as well as digital devices. Examples include cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, sound reproduction devices, and the like.
  • the electronic device of the present embodiment has sensors (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, voice, time, hardness, electric field, current, voltage. , Including the ability to measure power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, odor or infrared rays).
  • the electronic device of the present embodiment can have various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function to display a calendar, date or time, a function to execute various software (programs), wireless communication. It can have a function, a function of reading a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • the electronic device 6500 shown in FIG. 20A is a portable information terminal that can be used as a smartphone.
  • the electronic device 6500 includes a housing 6501, a display unit 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, a light source 6508, and the like.
  • the display unit 6502 has a touch panel function.
  • the display device of one aspect of the present invention can be applied to the display unit 6502.
  • FIG. 20B is a schematic cross-sectional view including an end portion of the housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a translucent protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and the display panel 6511, the optical member 6512, the touch sensor panel 6513, and the print are provided in the space surrounded by the housing 6501 and the protective member 6510.
  • a substrate 6517, a battery 6518, and the like are arranged.
  • a display panel 6511, an optical member 6512, and a touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 by an adhesive layer (not shown).
  • a part of the display panel 6511 is folded back, and the FPC 6515 is connected to the folded back portion.
  • IC6516 is mounted on FPC6515.
  • the FPC6515 is connected to a terminal provided on the printed circuit board 6517.
  • a flexible display according to one aspect of the present invention can be applied to the display panel 6511. Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. Further, since the display panel 6511 is extremely thin, it is possible to mount a large-capacity battery 6518 while suppressing the thickness of the electronic device. Further, by folding back a part of the display panel 6511 and arranging the connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device having a narrow frame can be realized.
  • FIG. 21A shows an example of a television device.
  • the display unit 7000 is incorporated in the housing 7101.
  • a configuration in which the housing 7101 is supported by the stand 7103 is shown.
  • the display device of one aspect of the present invention can be applied to the display unit 7000.
  • the operation of the television device 7100 shown in FIG. 21A can be performed by an operation switch included in the housing 7101 or a separate remote control operation machine 7111.
  • the display unit 7000 may be provided with a touch sensor, and the television device 7100 may be operated by touching the display unit 7000 with a finger or the like.
  • the remote controller 7111 may have a display unit that displays information output from the remote controller 7111.
  • the channel and volume can be operated by the operation keys or the touch panel included in the remote controller 7111, and the image displayed on the display unit 7000 can be operated.
  • the television device 7100 is configured to include a receiver, a modem, and the like.
  • the receiver can receive general television broadcasts.
  • information communication is performed in one direction (sender to receiver) or two-way (sender and receiver, or between recipients, etc.). It is also possible.
  • FIG. 21B shows an example of a notebook personal computer.
  • the notebook personal computer 7200 has a housing 7211, a keyboard 7212, a pointing device 7213, an external connection port 7214, and the like.
  • a display unit 7000 is incorporated in the housing 7211.
  • the display device of one aspect of the present invention can be applied to the display unit 7000.
  • 21C and 21D show an example of digital signage.
  • the digital signage 7300 shown in FIG. 21C includes a housing 7301, a display unit 7000, a speaker 7303, and the like. Further, it may have an LED lamp, an operation key (including a power switch or an operation switch), a connection terminal, various sensors, a microphone, and the like.
  • FIG. 21D is a digital signage 7400 attached to a columnar pillar 7401.
  • the digital signage 7400 has a display unit 7000 provided along the curved surface of the pillar 7401.
  • the display device of one aspect of the present invention can be applied to the display unit 7000.
  • the wider the display unit 7000 the more information can be provided at one time. Further, the wider the display unit 7000 is, the more easily it is noticed by people, and for example, the advertising effect of the advertisement can be enhanced.
  • the touch panel By applying the touch panel to the display unit 7000, not only the image or moving image can be displayed on the display unit 7000, but also the user can intuitively operate the display unit 7000, which is preferable. In addition, when used for the purpose of providing information such as route information or traffic information, usability can be improved by intuitive operation.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 can be linked with the information terminal 7311 or the information terminal 7411 such as a smartphone owned by the user by wireless communication.
  • the information of the advertisement displayed on the display unit 7000 can be displayed on the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411.
  • the display of the display unit 7000 can be switched by operating the information terminal 7311 or the information terminal 7411.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 can be made to execute a game using the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411 as an operation means (controller). As a result, an unspecified number of users can participate in and enjoy the game at the same time.
  • the electronic devices shown in FIGS. 22A to 22F include a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, an operation key 9005 (including a power switch or an operation switch), a connection terminal 9006, and a sensor 9007 (force, displacement, position, speed). , Acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, voice, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell or infrared (Including the function of), microphone 9008, and the like.
  • the electronic devices shown in FIGS. 22A to 22F have various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function to display a calendar, date or time, etc., a function to control processing by various software (programs), It can have a wireless communication function, a function of reading and processing a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • the functions of the electronic device are not limited to these, and can have various functions.
  • the electronic device may have a plurality of display units.
  • the electronic device even if the electronic device is provided with a camera or the like, it has a function of shooting a still image or a moving image and saving it on a recording medium (external or built in the camera), a function of displaying the shot image on a display unit, and the like. Good.
  • FIG. 22A is a perspective view showing a mobile information terminal 9101.
  • the mobile information terminal 9101 can be used as, for example, a smartphone.
  • the mobile information terminal 9101 may be provided with a speaker 9003, a connection terminal 9006, a sensor 9007, and the like. Further, the mobile information terminal 9101 can display character and image information on a plurality of surfaces thereof.
  • FIG. 22A shows an example in which three icons 9050 are displayed. Further, the information 9051 indicated by the broken line rectangle can be displayed on another surface of the display unit 9001. Examples of information 9051 include notification of incoming calls such as e-mail, SNS, and telephone, titles such as e-mail and SNS, sender name, date and time, time, remaining battery level, and antenna reception strength. Alternatively, an icon 9050 or the like may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.
  • FIG. 22B is a perspective view showing a mobile information terminal 9102.
  • the mobile information terminal 9102 has a function of displaying information on three or more surfaces of the display unit 9001.
  • information 9052, information 9053, and information 9054 are displayed on different surfaces.
  • the user can check the information 9053 displayed at a position that can be observed from above the mobile information terminal 9102 with the mobile information terminal 9102 stored in the chest pocket of the clothes.
  • the user can check the display without taking out the mobile information terminal 9102 from the pocket, and can determine, for example, whether or not to receive a call.
  • FIG. 22C is a perspective view showing a wristwatch-type portable information terminal 9200.
  • the mobile information terminal 9200 can be used as, for example, a smart watch.
  • the display unit 9001 is provided with a curved display surface, and can display along the curved display surface.
  • the mobile information terminal 9200 can also make a hands-free call by communicating with a headset capable of wireless communication, for example.
  • the mobile information terminal 9200 can also perform data transmission and charge with other information terminals by means of the connection terminal 9006.
  • the charging operation may be performed by wireless power supply.
  • 22D to 22F are perspective views showing a foldable mobile information terminal 9201.
  • 22D is a perspective view of the mobile information terminal 9201 in an unfolded state
  • FIG. 22F is a folded state
  • FIG. 22E is a perspective view of a state in which one of FIGS. 22D and 22F is in the process of changing to the other.
  • the mobile information terminal 9201 is excellent in portability in the folded state, and is excellent in display listability due to a wide seamless display area in the unfolded state.
  • the display unit 9001 included in the personal digital assistant terminal 9201 is supported by three housings 9000 connected by a hinge 9055.
  • the display unit 9001 can be bent with a radius of curvature of 0.1 mm or more and 150 mm or less.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

光検出機能を有する表示装置を提供する。 第1の画素回路及び第2の画素回路を有し、第1の画素回路は、受光デバイス、第1のトランジスタ、及び第2のトランジスタを有し、第2の画素回路は、発光デバイスを有し、受光デバイスは、第1の画素電極、活性層、及び共通電極を有し、発光デバイスは、第2の画素電極、発光層、及び共通電極を有し、活性層は、第1の画素電極上に位置し、かつ、第1の有機化合物を有し、発光層は、第2の画素電極上に位置し、かつ、第1の有機化合物とは異なる第2の有機化合物を有し、共通電極は、活性層を介して第1の画素電極と重なる部分と、発光層を介して第2の画素電極と重なる部分と、を有し、第1のトランジスタは、半導体層に低温ポリシリコンを有し、第2のトランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する、表示装置である。

Description

表示装置、表示モジュール、及び電子機器
本発明の一態様は、表示装置、表示モジュール、及び電子機器に関する。本発明の一態様は、受光デバイス(受光素子ともいう)と発光デバイス(発光素子ともいう)と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。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置(例えば、タッチセンサなど)、入出力装置(例えば、タッチパネルなど)、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。
近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。例えば、大型の表示装置の用途としては、家庭用のテレビジョン装置(テレビまたはテレビジョン受信機ともいう)、デジタルサイネージ(Digital Signage:電子看板)、PID(Public Information Display)等が挙げられる。また、携帯情報端末として、タッチパネルを備えるスマートフォンやタブレット端末の開発が進められている。
表示装置としては、例えば、発光デバイス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デバイス(ELデバイス、EL素子ともいう)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、直流低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デバイス(有機EL素子ともいう)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、光検出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、利便性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、多機能の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、光検出の感度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、表示装置に外付けする回路(外部回路ともいう)を簡略化することを課題の一とする。本発明の一態様は、新規な表示装置を提供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。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。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第1の画素回路及び第2の画素回路を有し、第1の画素回路は、受光デバイス、第1のトランジスタ、及び第2のトランジスタを有し、第2の画素回路は、発光デバイスを有し、受光デバイスは、第1の画素電極、活性層、及び共通電極を有し、発光デバイスは、第2の画素電極、発光層、及び共通電極を有し、活性層は、第1の画素電極上に位置し、かつ、第1の有機化合物を有し、発光層は、第2の画素電極上に位置し、かつ、第1の有機化合物とは異なる第2の有機化合物を有し、共通電極は、活性層を介して第1の画素電極と重なる部分と、発光層を介して第2の画素電極と重なる部分と、を有し、第1のトランジスタは、半導体層に低温ポリシリコンを有し、第2のトランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する、表示装置である。
本発明の一態様は、第1の画素回路及び第2の画素回路を有し、第1の画素回路は、受光デバイス、第1のトランジスタ、及び第2のトランジスタを有し、第2の画素回路は、発光デバイスを有し、受光デバイスは、第1の画素電極、共通層、活性層、及び共通電極を有し、発光デバイスは、第2の画素電極、共通層、発光層、及び共通電極を有し、活性層は、第1の画素電極上に位置し、かつ、第1の有機化合物を有し、発光層は、第2の画素電極上に位置し、かつ、第1の有機化合物とは異なる第2の有機化合物を有し、共通電極は、活性層を介して第1の画素電極と重なる部分と、発光層を介して第2の画素電極と重なる部分と、を有し、共通層は、第1の画素電極上及び第2の画素電極上に位置し、かつ、共通層は、活性層と重なる部分と、発光層と重なる部分と、を有し、第1のトランジスタは、半導体層に低温ポリシリコンを有し、第2のトランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する、表示装置である。
共通層は、発光デバイスの正孔注入層として機能する層を有することが好ましい。
共通層は、発光デバイスの正孔輸送層として機能する層を有することが好ましい。
共通層は、発光デバイスの電子輸送層として機能する層を有することが好ましい。
共通層は、発光デバイスの電子注入層として機能する層を有することが好ましい。
第2の画素回路は、さらに、半導体層に低温ポリシリコンを有する第3のトランジスタを有することが好ましい。または、第2の画素回路は、さらに、半導体層に金属酸化物を有する第3のトランジスタを有することが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、さらに、樹脂層、遮光層、及び基板を有することが好ましい。樹脂層及び遮光層は、それぞれ、共通電極と基板との間に位置することが好ましい。
樹脂層は、受光デバイスと重なる開口を有することが好ましい。樹脂層は、発光デバイスと重なる部分を有することが好ましい。遮光層は、共通電極と樹脂層との間に位置する部分を有することが好ましい。遮光層は、開口の少なくとも一部、及び、開口にて露出している樹脂層の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
または、樹脂層は、島状に設けられ、かつ、発光デバイスと重なる部分を有することが好ましい。遮光層は、共通電極と樹脂層との間に位置する部分を有することが好ましい。基板を通過した光の少なくとも一部は、樹脂層を介さずに、受光デバイスに入射することが好ましい。遮光層は、樹脂層の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、さらに、接着層を有することが好ましい。接着層は、共通電極と基板との間に位置することが好ましい。樹脂層及び遮光層は、それぞれ、接着層と基板との間に位置することが好ましい。接着層は、受光デバイスと重なる第1の部分と、発光デバイスと重なる第2の部分と、を有することが好ましい。第1の部分は、第2の部分に比べて厚いことが好ましい。
本発明の一態様の表示装置は、可撓性を有することが好ましい。
本発明の一態様は、上記いずれかの構成の表示装置を有し、フレキシブルプリント回路基板(Flexible Printed Circuit、以下、FPCと記す)もしくはTCP(Tape Carrier Package)等のコネクタが取り付けられたモジュール、またはCOG(Chip On Glass)方式もしくはCOF(Chip On Film)方式等により集積回路(IC)が実装されたモジュール等のモジュールである。
本発明の一態様は、上記のモジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、及び操作ボタンのうち少なくとも一つと、を有する電子機器である。
本発明の一態様により、光検出機能を有する表示装置を提供できる。本発明の一態様により、利便性の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、多機能の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、表示品位の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、光検出の感度の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、表示装置の外部回路を簡略化できる。本発明の一態様により、新規な表示装置を提供できる。
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。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。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図1A~図1Dは、表示装置の一例を示す断面図である。図1E~図1Iは、画素の一例を示す上面図である。
図2は、表示装置の一例を示す断面図である。
図3Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図3B、図3Cは、樹脂層の上面レイアウトの一例を示す図である。
図4A、図4Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図5A~図5Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
図6A~図6Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
図7Aは、表示装置の一例を示す上面図である。図7Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図8A、図8Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図9Aは、表示装置の一例を示す上面図である。図9Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図10Aは、表示装置の一例を示す上面図である。図10Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図11A、図11Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図12A、図12Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図13は表示装置の一例を示す斜視図である。
図14は表示装置の一例を示す断面図である。
図15A、図15Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図16は表示装置の一例を示す断面図である。
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は、画素回路の一例を示す回路図である。
図19A、図19Bは、表示装置の一例を示す上面図である。
図20A、図20Bは、電子機器の一例を示す図である。
図21A~図21Dは、電子機器の一例を示す図である。
図22A~図22Fは、電子機器の一例を示す図である。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
(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について図1~図17を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、表示部に、受光デバイスと発光デバイスとを有する。本実施の形態の表示装置は、表示部に、発光デバイスがマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。また、当該表示部には、受光デバイスがマトリクス状に配置されており、表示部は、受光部としての機能も有する。受光部は、イメージセンサやタッチセンサに用いることができる。つまり、受光部で光を検出することで、画像を撮像することや、対象物(指やペンなど)の近接もしくは接触を検出することができる。さらに、本実施の形態の表示装置は、発光デバイス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。
本実施の形態の表示装置では、表示部が有する発光デバイスの発光を対象物が反射した際、受光デバイスがその反射光を検出できるため、暗い場所でも、撮像やタッチ(ニアタッチを含む)検出が可能である。
本実施の形態の表示装置は、発光デバイスを用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光デバイスは、表示デバイスとして機能する。
発光デバイスとしては、OLED(Organic Light Emitting Diode)やQLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)などのELデバイスを用いることが好ましい。ELデバイス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(Thermally Activated Delayed Fluorescence:TADF)材料)などが挙げられる。また、発光デバイスとして、マイクロLED(Light Emitting Diode)などのLEDを用いることもできる。
本実施の形態の表示装置は、受光デバイスを用いて、光を検出する機能を有する。
受光デバイス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、受光デバイスを用いて、画像を撮像することができる。例えば、本実施の形態の表示装置は、スキャナとして用いることができる。
例えば、イメージセンサを用いて、指紋、掌紋、または虹彩などのデータを取得することができる。つまり、本実施の形態の表示装置に、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、イメージセンサを用いて、ユーザーの表情、目の動き、または瞳孔径の変化などのデータを取得することができる。当該データを解析することで、ユーザーの心身の情報を取得することができる。当該情報をもとに表示及び音声の一方又は双方の出力内容を変化させることで、例えば、VR(Virtual Reality)向け機器、AR(Augmented Reality)向け機器、またはMR(Mixed Reality)向け機器において、ユーザーが機器を安全に使用できるよう図ることができる。
また、受光デバイス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、受光デバイスを用いて、対象物の近接または接触を検出することができる。
受光デバイスとしては、例えば、pn型またはpin型のフォトダイオードを用いることができる。受光デバイスは、受光デバイスに入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換デバイスとして機能する。入射する光量に基づき、発生する電荷量が決まる。
特に、受光デバイスとして、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、様々な表示装置に適用できる。
本発明の一態様では、発光デバイスとして有機ELデバイスを用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを用いる。有機ELデバイス及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ELデバイスを用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。
有機ELデバイス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ようとすると、成膜工程が非常に多くなる。有機フォトダイオードは、有機ELデバイス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。また、成膜回数が同じであっても、一部のデバイスにのみ成膜される層を減らすことで、成膜パターンのズレの影響を低減すること、成膜マスク(メタルマスクなど)に付着したゴミ(パーティクルと呼ばれる小さな異物を含む)の影響を低減すること、などが可能となる。これにより、表示装置の作製の歩留まりを高めることができる。
例えば、一対の電極のうち一方(共通電極)を、受光デバイス及び発光デバイス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一つを、受光デバイス及び発光デバイスで共通の層とすることが好ましい。また、例えば、受光デバイスの活性層と発光デバイスの発光層とを作り分け、それ以外の層は、発光デバイスと受光デバイスとで同一の構成にすることもできる。このように、受光デバイス及び発光デバイス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。
なお、受光デバイス及び発光デバイスが共通で有する層は、受光デバイスにおける機能と発光デバイスにおける機能とが異なる場合がある。本明細書中では、発光デバイスにおける機能に基づいて構成要素を呼称する。例えば、正孔注入層は、発光デバイスにおいて正孔注入層として機能し、受光デバイスにおいて正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、発光デバイスにおいて電子注入層として機能し、受光デバイスにおいて電子輸送層として機能する。
本発明の一態様の表示装置では、受光デバイスを有する画素回路及び発光デバイスを有する画素回路に含まれるトランジスタの全てに、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物(酸化物半導体ともいう)を有するトランジスタ(以下、OSトランジスタともいう)を用いることが好ましい。OSトランジスタは、オフ電流が極めて小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、OSトランジスタを用いることで、表示装置の消費電力を低減することができる。
または、本発明の一態様の表示装置では、受光デバイスを有する画素回路及び発光デバイスを有する画素回路に含まれるトランジスタ全てに、チャネルが形成される半導体層にシリコンを有するトランジスタ(以下、Siトランジスタともいう)を用いることが好ましい。シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン等が挙げられる。特に、半導体層に低温ポリシリコン(LTPS(Low Temperature Poly−Silicon))を有するトランジスタ(以下、LTPSトランジスタともいう)を用いることが好ましい。LTPSトランジスタは、電界効果移動度が高く高速動作が可能である。
さらに、LTPSトランジスタなどのSiトランジスタを用いることで、CMOS回路で構成される各種回路を、表示部と同一基板に作りこむことが容易となる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化することができ、部品コスト、実装コストを削減することができる。
または、本発明の一態様の表示装置では、受光デバイスを有する画素回路に、2種類のトランジスタを用いることが好ましい。具体的には、当該画素回路は、OSトランジスタと、LTPSトランジスタと、を有することが好ましい。トランジスタに求められる機能に応じて、半導体層の材料を変えることで、受光デバイスを有する画素回路の品質を高め、センシングや撮像の精度を高めることができる。このとき、発光デバイスを有する画素回路には、OSトランジスタ及びLTPSトランジスタのうち一方を用いてもよく、双方を用いてもよい。
さらに、2種類のトランジスタを用いた場合でも、LTPSトランジスタを用いることで、CMOS回路で構成される各種回路を、表示部と同一基板に作りこむことが容易となる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化することができ、部品コスト、実装コストを削減することができる。
本発明の一態様の表示装置の表示面では、発光デバイスからの発光が取り出され、かつ、受光デバイスに照射される光が通過する。表示装置は、発光デバイス及び受光デバイスよりも表示面側に、遮光層を有することが好ましい。発光デバイスからの発光は、遮光層の開口(または遮光層が設けられていない領域)を介して、表示装置の外部に取り出されることが好ましく、受光デバイスには、遮光層の開口(または遮光層が設けられていない領域)を介して、光が照射されることが好ましい。
受光デバイスは、発光デバイスの発光が対象物によって反射された光を検出する。しかし、発光デバイスの発光が、表示装置内で反射され、対象物を介さずに、受光デバイスに入射されてしまう場合がある。このような迷光は光検出時にノイズとなり、S/N比(Signal−to−noise ratio)を低下させる要因となる。発光デバイス及び受光デバイスよりも表示面側に遮光層を設けることで、迷光の影響を抑制することができる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイスを用いたセンサの感度を高めることができる。
遮光層が発光デバイスから近い位置にあるほど、表示装置内の発光デバイスの迷光を抑制し、センサの感度を高めることができる。また、遮光層が発光デバイスから近い位置にあるほど、斜め方向から表示装置を観察した際のコントラストの低下及び色度の変化を抑制でき、表示の視野角特性を良好にすることができる。一方で、遮光層が受光デバイスから遠い位置にあるほど、受光デバイスの撮像範囲の面積を狭くすることができ、撮像の解像度を高めることができる。
そこで、本発明の一態様では、遮光層から受光デバイスまでの距離と、遮光層から発光デバイスまでの距離と、に差が生じるよう、遮光層を形成する面に構造物(例えば樹脂層)を設ける。構造物のレイアウト及び厚さを調整することで、遮光層から受光デバイスまでの距離を長くし、かつ、遮光層から発光デバイスまでの距離を短くすることができる。これにより、センサのノイズを低減しつつ、撮像の解像度を高め、かつ、表示の視野角依存性を抑制することができる。したがって、表示装置における表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
具体的には、本発明の一態様の表示装置は、さらに、樹脂層、遮光層、及び基板を有することが好ましい。樹脂層及び遮光層は、それぞれ、共通電極と基板との間に位置することが好ましい。
発光デバイスが発する光の少なくとも一部は、樹脂層を介して、基板の外部に取り出される。基板を通過した光の少なくとも一部は、樹脂層を介さずに、受光デバイスに入射する。例えば、樹脂層は、受光デバイスと重なる開口を有する。または、樹脂層は、発光デバイスと重なる位置に島状に設けられる。
樹脂層は、発光デバイスと重なる位置に設けられ、受光デバイスと重なる位置には設けられない。したがって、遮光層から発光デバイスまでの距離は、遮光層から受光デバイスまでの距離に比べて短くなる。これにより、表示装置における表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
図1A~図1Dに、本発明の一態様の表示装置の断面図を示す。
図1Aに示す表示装置50Aは、基板51と基板59との間に、受光デバイスを有する層53と、発光デバイスを有する層57と、を有する。
図1Bに示す表示装置50Bは、基板51と基板59との間に、受光デバイスを有する層53、トランジスタを有する層55、及び、発光デバイスを有する層57を有する。
表示装置50A及び表示装置50Bは、発光デバイスを有する層57から、赤色(R)、緑色(G)、及び青色(B)の光が射出される構成である。
本発明の一態様の表示装置は、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つの発光デバイスを有する。例えば、画素には、副画素を3つ有する構成(R、G、Bの3色、または、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の3色など)、または、副画素を4つ有する構成(R、G、B、白色(W)の4色、または、R、G、B、Yの4色など)を適用できる。さらに、画素は、受光デバイスを有する。受光デバイスは、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デバイスを有していてもよい。
トランジスタを有する層55は、第1のトランジスタ及び第2のトランジスタを有することが好ましい。第1のトランジスタは、受光デバイスと電気的に接続される。第2のトランジスタは、発光デバイスと電気的に接続される。
本発明の一態様の表示装置は、表示装置に接触している指などの対象物を検出する機能を有していてもよい。例えば、図1Cに示すように、発光デバイスを有する層57において発光デバイスが発した光を、表示装置50Bに接触した指52が反射することで、受光デバイスを有する層53における受光デバイスがその反射光を検出する。これにより、表示装置50Bに指52が接触したことを検出することができる。
本発明の一態様の表示装置は、図1Dに示すように、表示装置50Bに近接している(接触していない)対象物を検出または撮像する機能を有していてもよい。
[画素]
図1E~図1Iに、画素の一例を示す。
図1E~図1Gに示す画素は、R、G、Bの3つの副画素(3つの発光デバイス)と、受光デバイスPDと、を有する。図1Eは、2×2のマトリクス状に、3つの副画素と受光デバイスPDとが配置されている例であり、図1Fは、横1列に、3つの副画素と受光デバイスPDとが配置されている例である。図1Gは、横1列に3つの副画素が配置され、その下に受光デバイスPDが配置されている例である。なお、図1E~図1Gに示す画素は、それぞれ、表示に用いる3つの副画素と、光検出に用いる1つの副画素と、の4つの副画素で構成されているということもできる。
図1Hに示す画素は、R、G、B、Wの4つの副画素(4つの発光デバイス)と、受光デバイスPDと、を有する。
図1Iに示す画素は、R、G、Bの3つの副画素と、赤外光を発する発光デバイスIRと、受光デバイスPDとを有する。このとき、受光デバイスPDは、赤外光を検出する機能を有することが好ましい。受光デバイスPDは、可視光及び赤外光の双方を検出する機能を有していてもよい。センサの用途に応じて、受光デバイスPDが検出する光の波長を決定することができる。
以下では、図2~図12を用いて、本発明の一態様の表示装置が有する発光デバイス及び受光デバイスの、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、発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出するトップエミッション型、発光デバイスが形成されている基板側に光を射出する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。
図2~図12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、本実施の形態では、主に、可視光を発する発光デバイスと、可視光を検出する受光デバイスと、を有する表示装置について説明するが、表示装置は、さらに、赤外光を発する発光デバイスを有していてもよい。また、受光デバイスは、赤外光を検出する構成、または、可視光及び赤外光の双方を検出する構成であってもよい。
[表示装置10]
図2に表示装置10の断面図を示す。
表示装置10は、受光デバイス110及び発光デバイス190を有する。
発光デバイス190は、画素電極191、バッファ層192、発光層193、バッファ層194、及び共通電極115を有する。発光層193は、有機化合物を有する。発光デバイス190は、可視光を発する機能を有する。なお、表示装置10は、さらに、赤外光を発する機能を有する発光デバイスを有していてもよい。本実施の形態では、画素電極191が陽極として機能し、共通電極115が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。
受光デバイス110は、画素電極181、バッファ層182、活性層183、バッファ層184、及び共通電極115を有する。活性層183は、有機化合物を有する。受光デバイス110は、可視光を検出する機能を有する。なお、受光デバイス110は、さらに、赤外光を検出する機能を有していてもよい。本実施の形態では、発光デバイス190と揃えて、画素電極181が陽極として機能し、共通電極115が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受光デバイス110を、画素電極181と共通電極115との間に逆バイアスをかけて駆動することで、表示装置10は、受光デバイス110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。
画素電極181、画素電極191、バッファ層182、バッファ層192、活性層183、発光層193、バッファ層184、バッファ層194、及び共通電極115は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
画素電極181及び画素電極191は、絶縁層214上に位置する。画素電極181と画素電極191は、同一の材料及び同一の工程で形成することができる。画素電極181の端部及び画素電極191の端部は、それぞれ、隔壁216によって覆われている。画素電極181と画素電極191とは隔壁216によって互いに電気的に絶縁されている(電気的に分離されている、ともいう)。
隔壁216としては、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、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。隔壁216は、可視光を透過する層である。詳細は後述するが、隔壁216のかわりに、可視光を遮る隔壁217を設けてもよい。
バッファ層182は、画素電極181上に位置する。活性層183は、バッファ層182を介して、画素電極181と重なる。バッファ層184は、活性層183上に位置する。活性層183は、バッファ層184を介して、共通電極115と重なる。バッファ層182は、正孔輸送層を有することができる。バッファ層184は、電子輸送層を有することができる。
バッファ層192は、画素電極191上に位置する。発光層193は、バッファ層192を介して、画素電極191と重なる。バッファ層194は、発光層193上に位置する。発光層193は、バッファ層194を介して、共通電極115と重なる。バッファ層192は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を有することができる。バッファ層194は、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を有することができる。
共通電極115は、受光デバイス110と発光デバイス190に共通で用いられる層である。
受光デバイス110及び発光デバイス190が有する一対の電極の材料及び膜厚等は等しくすることができる。これにより、表示装置の作製コストの削減及び作製工程の簡略化ができる。
表示装置10は、一対の基板(基板151及び基板152)間に、受光デバイス110、発光デバイス190、トランジスタ41、及びトランジスタ42等を有する。
受光デバイス110において、それぞれ画素電極181及び共通電極115の間に位置するバッファ層182、活性層183、及びバッファ層184は、有機層(有機化合物を含む層)ということもできる。画素電極181は可視光を反射する機能を有することが好ましい。共通電極115は可視光を透過する機能を有する。なお、受光デバイス110が赤外光を検出する構成である場合、共通電極115は赤外光を透過する機能を有する。さらに、画素電極181は赤外光を反射する機能を有することが好ましい。
受光デバイス110は、光を検出する機能を有する。具体的には、受光デバイス110は、表示装置10の外部から入射される光22を受光し、電気信号に変換する、光電変換デバイスである。光22は、発光デバイス190の発光を対象物が反射した光ということもできる。また、光22は、後述するレンズを介して受光デバイス110に入射してもよい。
発光デバイス190において、それぞれ画素電極191及び共通電極115の間に位置するバッファ層192、発光層193、及びバッファ層194は、EL層ということもできる。画素電極191は可視光を反射する機能を有することが好ましい。共通電極115は可視光を透過する機能を有する。なお、表示装置10が、赤外光を発する発光デバイスを有する構成である場合、共通電極115は赤外光を透過する機能を有する。さらに、画素電極191は赤外光を反射する機能を有することが好ましい。
本実施の形態の表示装置が有する発光デバイスには、微小光共振器(マイクロキャビティ)構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイスが有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極(半透過・半反射電極)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。発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。
なお、半透過・半反射電極は、反射電極と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。本明細書等では、それぞれ、半透過・半反射電極の一部として機能する、反射電極を画素電極または共通電極と記し、透明電極を光学調整層と記すことがあるが、透明電極(光学調整層)も、画素電極または共通電極としての機能を有するといえることがある。
透明電極の光の透過率は、40%以上とする。例えば、発光デバイスには、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。また、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、表示装置に、近赤外光を発する発光デバイスを用いる場合、これらの電極の近赤外光(波長750nm以上1300nm以下の光)の透過率、反射率も上記数値範囲であることが好ましい。
バッファ層192またはバッファ層194は、光学調整層としての機能を有していてもよい。バッファ層192またはバッファ層194の膜厚を異ならせることで、各発光デバイスにおいて、特定の色の光を強めて取り出すことができる。なお、半透過・半反射電極が、反射電極と透明電極との積層構造の場合、一対の電極間の光学距離とは、一対の反射電極間の光学距離を示す。
発光デバイス190は、可視光を発する機能を有する。具体的には、発光デバイス190は、画素電極191と共通電極115との間に電圧を印加することで、基板152側に光を射出する電界発光デバイスである(発光21参照)。
発光層193は、受光デバイス110と重ならないように形成されることが好ましい。これにより、発光層193が光22を吸収することを抑制でき、受光デバイス110に照射される光量を多くすることができる。
画素電極181は、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ41が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
画素電極191は、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ42が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。トランジスタ42は、発光デバイス190の駆動を制御する機能を有する。
トランジスタ41とトランジスタ42とは、同一の層(図2では基板151)上に接している。
受光デバイス110と電気的に接続される回路の少なくとも一部は、発光デバイス190と電気的に接続される回路と同一の材料及び同一の工程で形成されることが好ましい。これにより、2つの回路を別々に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができ、また、作製工程を簡略化できる。
受光デバイス110及び発光デバイス190は、それぞれ、保護層116に覆われていることが好ましい。図2では、保護層116が、共通電極115上に接して設けられている。保護層116を設けることで、受光デバイス110及び発光デバイス190に水などの不純物が入り込むことを抑制し、受光デバイス110及び発光デバイス190の信頼性を高めることができる。また、接着層142によって、保護層116と基板152とが貼り合わされている。
基板152の基板151側の面には、遮光層158が設けられている。遮光層158は、発光デバイス190と重なる位置、及び、受光デバイス110と重なる位置に開口を有する。なお、本明細書等において、発光デバイス190と重なる位置とは、具体的には、発光デバイス190の発光領域と重なる位置を指す。同様に、受光デバイス110と重なる位置とは、具体的には、受光デバイス110の受光領域と重なる位置を指す。
ここで、発光デバイス190の発光が対象物によって反射された光を受光デバイス110は検出する。しかし、発光デバイス190の発光が、表示装置10内で反射され、対象物を介さずに、受光デバイス110に入射されてしまう場合がある。遮光層158は、このような迷光の影響を抑制することができる。例えば、遮光層158が設けられていない場合、発光デバイス190が発した光23は、基板152で反射され、反射光24が受光デバイス110に入射することがある。遮光層158を設けることで、反射光24が受光デバイス110に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス110を用いたセンサの感度を高めることができる。
遮光層158としては、発光デバイスからの発光を遮る材料を用いることができる。遮光層158は、可視光を吸収することが好ましい。遮光層158として、例えば、金属材料、又は、顔料(カーボンブラックなど)もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。遮光層158は、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、及び青色のカラーフィルタの積層構造であってもよい。
[表示装置10A]
図3Aに表示装置10Aの断面図を示す。なお、以降の表示装置の説明において、先に説明した表示装置と同様の構成については、説明を省略することがある。
表示装置10Aは、樹脂層159を有する点で、表示装置10と異なる。
樹脂層159は、基板152の基板151側の面に設けられている。樹脂層159は、発光デバイス190と重なる位置に設けられ、受光デバイス110と重なる位置には設けられない。
樹脂層159は、例えば、図3Bに示すように、発光デバイス190と重なる位置に設けられ、かつ、受光デバイス110と重なる位置に開口159pを有する構成とすることができる。または、樹脂層159は、例えば、図3Cに示すように、発光デバイス190と重なる位置に島状に設けられ、かつ、受光デバイス110と重なる位置には設けられない構成とすることができる。
基板152の基板151側の面及び樹脂層159の基板151側の面には、遮光層158が設けられている。遮光層158は、発光デバイス190と重なる位置、及び、受光デバイス110と重なる位置に開口を有する。
例えば、遮光層158は、樹脂層159を通過し基板152の基板151側の面で反射した迷光23aを吸収することができる。また、遮光層158は、樹脂層159に届く前に迷光23bを吸収することができる。これにより、受光デバイス110に入射する迷光を低減することができる。したがって、ノイズを低減し、受光デバイス110を用いたセンサの感度を高めることができる。特に、遮光層158が発光デバイス190から近い位置にあると、迷光をより低減できるため好ましい。また、遮光層158が発光デバイス190から近い位置にあると、表示の視野角依存性を抑制できるため、表示品位の向上の観点からも好ましい。
また、遮光層158を設けることで、受光デバイス110が光を検出する範囲を制御することができる。遮光層158が受光デバイス110から離れた位置にあると、撮像範囲が狭くなり、撮像の解像度を高めることができる。
樹脂層159が開口を有する場合、遮光層158は、当該開口の少なくとも一部、及び当該開口にて露出している樹脂層159の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
樹脂層159が島状に設けられている場合、遮光層158は、樹脂層159の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
このように、樹脂層159の形状に沿って遮光層158が設けられるため、遮光層158から発光デバイス190(具体的には、発光デバイス190の発光領域)までの距離は、遮光層158から受光デバイス110(具体的には、受光デバイス110の受光領域)までの距離に比べて短くなる。これにより、センサのノイズを低減しつつ、撮像の解像度を高め、かつ、表示の視野角依存性を抑制することができる。したがって、表示装置における表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
樹脂層159は、発光デバイス190の発光を透過する層である。樹脂層159の材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。なお、基板152と遮光層158との間に設ける構造物は、樹脂層に限定されず、無機絶縁膜などを用いてもよい。当該構造物の厚さが厚いほど、遮光層から受光デバイスまでの距離と、遮光層から発光デバイスまでの距離と、に差が生じる。樹脂などの有機絶縁膜は厚く形成することが容易であるため、当該構造物として好適である。
遮光層158から受光デバイス110までの距離と、遮光層158から発光デバイス190までの距離と、を比較するために、例えば、遮光層158の受光デバイス110側の端部から共通電極115までの最短距離L1と、遮光層158の発光デバイス190側の端部から共通電極115までの最短距離L2と、を用いることができる。最短距離L1に比べて、最短距離L2が短いことで、発光デバイス190からの迷光を抑制し、受光デバイス110を用いたセンサの感度を高めることができる。また、表示の視野角依存性を抑制することができる。最短距離L2に比べて、最短距離L1が長いことで、受光デバイス110の撮像範囲を狭くすることができ、撮像の解像度を高めることができる。
また、接着層142における、発光デバイス190と重なる部分に比べて、受光デバイス110と重なる部分が厚い構成とすることでも、遮光層158から受光デバイス110までの距離と、遮光層158から発光デバイス190までの距離と、に差を生じさせることができる。
[表示装置10B]
図4Aに表示装置10Bの断面図を示す。
表示装置10Bは、バッファ層182及びバッファ層192を有さず、共通層112を有する点で、表示装置10Aと異なる。
共通層112は、隔壁216上、画素電極181上、及び画素電極191上に位置する。共通層112は、受光デバイス110及び発光デバイス190に共通で用いられる層である。共通層112は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
共通層112としては、例えば、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を形成することができる。共通層112は、発光デバイス190における機能と受光デバイス110における機能とが異なる場合がある。例えば、共通層112が正孔注入層を有するとき、当該正孔注入層は、発光デバイス190において正孔注入層として機能し、受光デバイス110において正孔輸送層として機能する。
活性層及び発光層以外の層のうち少なくとも一部を、受光デバイスと発光デバイスとで互いに共通の構成とすることで、表示装置の作製工程を削減でき、好ましい。
[表示装置10C]
図4Bに表示装置10Cの断面図を示す。
表示装置10Cは、バッファ層184及びバッファ層194を有さず、共通層114を有する点で、表示装置10Aと異なる。
共通層114は、隔壁216上、活性層183上、及び発光層193上に位置する。共通層114は、受光デバイス110及び発光デバイス190に共通で用いられる層である。共通層114は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
共通層114としては、例えば、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を形成することができる。共通層114は、発光デバイス190における機能と受光デバイス110における機能とが異なる場合がある。例えば、共通層114が電子注入層を有するとき、当該電子注入層は、発光デバイス190において電子注入層として機能し、受光デバイス110において電子輸送層として機能する。
活性層及び発光層以外の層のうち少なくとも一部を、受光デバイスと発光デバイスとで互いに共通の構成とすることで、表示装置の作製工程を削減でき、好ましい。
[表示装置10D]
図5Aに表示装置10Dの断面図を示す。
表示装置10Dは、バッファ層182、バッファ層192、バッファ層184、及びバッファ層194を有さず、共通層112及び共通層114を有する点で、表示装置10Aと異なる。
本実施の形態の表示装置では、受光デバイス110の活性層183に有機化合物を用いる。受光デバイス110は、活性層183以外の層を、発光デバイス190(ELデバイス)と共通の構成にすることができる。そのため、発光デバイス190の作製工程に、活性層183を成膜する工程を追加するのみで、発光デバイス190の形成と並行して受光デバイス110を形成することができる。また、発光デバイス190と受光デバイス110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、表示装置に受光デバイス110を内蔵することができる。
表示装置10Dでは、受光デバイス110の活性層183と、発光デバイス190の発光層193と、を作り分ける以外は、受光デバイス110と発光デバイス190が共通の構成である例を示す。ただし、受光デバイス110と発光デバイス190の構成はこれに限定されない。受光デバイス110と発光デバイス190は、活性層183と発光層193のほかにも、互いに作り分ける層を有していてもよい(前述の表示装置10A、10B、10C参照)。受光デバイス110と発光デバイス190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、表示装置に受光デバイス110を内蔵することができる。
[表示装置10E]
図5Bに表示装置10Eの断面図を示す。
表示装置10Eは、基板151及び基板152を有さず、基板153、基板154、接着層155、及び絶縁層212を有する点で、表示装置10Dと異なる。
基板153と絶縁層212とは接着層155によって貼り合わされている。基板154と保護層116とは接着層142によって貼り合わされている。
表示装置10Eは、作製基板上に形成された絶縁層212、トランジスタ41、トランジスタ42、受光デバイス110、及び発光デバイス190等を、基板153上に転置することで作製される構成である。基板153及び基板154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10Eの可撓性を高めることができる。例えば、基板153及び基板154には、それぞれ、樹脂を用いることが好ましい。
基板153及び基板154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153及び基板154の一方または双方に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
本実施の形態の表示装置が有する基板には、光学等方性が高いフィルムを用いてもよい。光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース(TAC、セルローストリアセテートともいう)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
[表示装置10F、10G、10H]
図5Cに表示装置10Fの断面図を示す。図6Aに表示装置10Gの断面図を示す。図6Bに表示装置10Hの断面図を示す。
表示装置10Fは、表示装置10Dの構成に加え、レンズ149を有する。
本実施の形態の表示装置は、レンズ149を有していてもよい。レンズ149は、受光デバイス110と重なる位置に設けられている。表示装置10Fでは、レンズ149が基板152に接して設けられている。表示装置10Fが有するレンズ149は、基板151側に凸面を有している。
基板152の同一面上に遮光層158とレンズ149との双方を形成する場合、形成順は問わない。図5Cでは、レンズ149を先に形成する例を示すが、遮光層158を先に形成してもよい。図5Cでは、レンズ149の端部が遮光層158によって覆われている。
表示装置10Fは、光22がレンズ149を介して受光デバイス110に入射する構成である。レンズ149を有すると、レンズ149を有さない場合に比べて、受光デバイス110の撮像範囲を狭くすることができ、隣接する受光デバイス110と撮像範囲が重なることを抑制できる。これにより、ぼやけの少ない、鮮明な画像を撮像できる。また、受光デバイス110の撮像範囲が同じ場合、レンズ149を有すると、レンズ149を有さない場合に比べて、ピンホールの大きさ(図5Cでは受光デバイス110と重なる遮光層158の開口の大きさに相当する)を大きくすることができる。したがって、レンズ149を有することで、受光デバイス110に入射する光量を増やすことができる。
図6Aに示す表示装置10Gも、表示装置10Fと同様に、光22がレンズ149を介して受光デバイス110に入射する構成の一つである。
表示装置10Gでは、レンズ149が保護層116の上面に接して設けられている。表示装置10Gが有するレンズ149は、基板152側に凸面を有している。
図6Bに示す表示装置10Hは、基板152の表示面側に、レンズアレイ146が設けられている。レンズアレイ146が有するレンズは、受光デバイス110と重なる位置に設けられている。基板152の基板151側の面には、遮光層158が設けられていることが好ましい。
本実施の形態の表示装置に用いるレンズの形成方法としては、基板上または受光デバイス上にマイクロレンズなどのレンズを直接形成してもよいし、別途作製されたマイクロレンズアレイなどのレンズアレイを基板に貼り合わせてもよい。
レンズは、1.3以上2.5以下の屈折率を有することが好ましい。レンズは、無機材料及び有機材料の少なくとも一方を用いて形成することができる。例えば、樹脂を含む材料をレンズに用いることができる。また、酸化物及び硫化物の少なくとも一方を含む材料をレンズに用いることができる。
具体的には、塩素、臭素、またはヨウ素を含む樹脂、重金属原子を含む樹脂、芳香環を含む樹脂、硫黄を含む樹脂などをレンズに用いることができる。または、樹脂と当該樹脂より屈折率の高い材料のナノ粒子を含む材料をレンズに用いることができる。酸化チタンまたは酸化ジルコニウムなどをナノ粒子に用いることができる。
また、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、インジウムとスズを含む酸化物、またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物などを、レンズに用いることができる。または、硫化亜鉛などを、レンズに用いることができる。
[表示装置10J]
図6Cに表示装置10Jの断面図を示す。
表示装置10Jは、可視光を透過する隔壁216を有さず、可視光を遮る隔壁217を有する点で、表示装置10Dと異なる。
隔壁217は、発光デバイス190が発した光を吸収することが好ましい。隔壁217として、例えば、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。また、茶色レジスト材料を用いることで、着色された絶縁層で隔壁217を構成することができる。
表示装置10D(図5A)において、発光デバイス190が発した光は、基板152及び隔壁216で反射され、反射光が受光デバイス110に入射することがある。また、発光デバイス190が発した光が隔壁216を透過し、トランジスタまたは配線等で反射されることで、反射光が受光デバイス110に入射することがある。表示装置10Jでは、隔壁217によって光が吸収されることで、このような反射光が受光デバイス110に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス110を用いたセンサの感度を高めることができる。
隔壁217は、少なくとも、受光デバイス110が検出する光の波長を吸収することが好ましい。例えば、発光デバイス190が発する緑色の光を受光デバイス110が検出する場合、隔壁217は、少なくとも緑色の光を吸収することが好ましい。例えば、隔壁217が、赤色のカラーフィルタを有すると、緑色の光を吸収することができ、反射光が受光デバイス110に入射することを抑制できる。
遮光層158は、樹脂層159に届く前に迷光23bの多くを吸収することができるが、迷光23bの一部は反射し、隔壁217に入射することがある。隔壁217が迷光23bを吸収する構成であると、迷光23bがトランジスタ又は配線等に入射することを抑制できる。したがって、受光デバイス110に迷光23cが到達することを抑制することができる。迷光23bが遮光層158と隔壁217に当たる回数が多いほど、吸収される光量を増やすことができ、受光デバイス110に到達する迷光23cの量を極めて少なくすることができる。樹脂層159の厚さが厚いと、迷光23bが遮光層158と隔壁217に当たる回数を増やすことができるため、好ましい。
また、隔壁217が光を吸収することで、発光デバイス190から直接、隔壁217に入射された迷光23dを、隔壁217によって吸収することができる。このことからも、隔壁217を設けることで、受光デバイス110に入射する迷光を低減することができる。
[表示装置10K]
図7Aに、表示装置10Kの上面図を示す。図7Bに、図7Aにおける一点鎖線A1−A2間の断面図を示す。図8Aに、図7Aにおける一点鎖線A3−A4間の断面図を示す。
図7Aにおいて点線の枠で囲った部分が1つの画素に相当する。1つの画素は、受光デバイス110、赤色の発光デバイス190R、緑色の発光デバイス190G、及び、青色の発光デバイス190Bを有する。
受光デバイス110及び発光デバイス190R、190G、190Bの上面形状は特に限定されない。図7Aに示す画素のレイアウトには、六方最密充填型が適用されている。六方最密充填型のレイアウトとすることで、受光デバイス110及び発光デバイス190R、190G、190の開口率を高めることができ、好ましい。上面視において、受光デバイス110の受光領域は四角形であり、発光デバイス190R、190G、190Bの発光領域は、それぞれ六角形である。
上面視(平面視ともいえる)において、受光デバイス110は、枠状の遮光層219aの内側に設けられている。受光デバイス110の四辺を遮光層219aで完全に囲うことで、迷光が受光デバイス110に入射することを抑制できる。なお、枠状の遮光層219aは、間隙(切れ目、途切れている部分、欠けている部分ともいえる)を有していてもよい。
上面視において、緑色の発光デバイス190Gと青色の発光デバイス190Bとの間には、スペーサ219bが設けられている。
図7B及び図8Aに示すように、表示装置10Kは、受光デバイス110、赤色の発光デバイス190R、緑色の発光デバイス190G、及び、青色の発光デバイス190Bを有する。
発光デバイス190Rは、画素電極191R、共通層112、発光層193R、共通層114、及び共通電極115を有する。発光層193Rは、赤色の光21Rを発する有機化合物を有する。発光デバイス190Rは、赤色の光を発する機能を有する。
発光デバイス190Gは、画素電極191G、共通層112、発光層193G、共通層114、及び共通電極115を有する。発光層193Gは、緑色の光21Gを発する有機化合物を有する。発光デバイス190Gは、緑色の光を発する機能を有する。
発光デバイス190Bは、画素電極191B、共通層112、発光層193B、共通層114、及び共通電極115を有する。発光層193Bは、青色の光21Bを発する有機化合物を有する。発光デバイス190Bは、青色の光を発する機能を有する。
受光デバイス110は、画素電極181、共通層112、活性層183、共通層114、及び共通電極115を有する。活性層183は、有機化合物を有する。受光デバイス110は、可視光を検出する機能を有する。
表示装置10Kは、一対の基板(基板151及び基板152)間に、受光デバイス110、発光デバイス190R、発光デバイス190G、発光デバイス190B、トランジスタ41、トランジスタ42R、トランジスタ42G、及びトランジスタ42B等を有する。
画素電極181、191R、191G、191Bの端部は、それぞれ、隔壁216によって覆われている。
画素電極181は、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ41が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。画素電極191Rは、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ42Rが有するソースまたはドレインと電気的に接続される。同様に、画素電極191Gは、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ42Gが有するソースまたはドレインと電気的に接続される。そして、画素電極191Bは、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ42Bが有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
受光デバイス110及び発光デバイス190R、190G、190Bは、それぞれ、保護層116に覆われている。
基板152の基板151側の面には、樹脂層159が設けられている。樹脂層159は、発光デバイス190R、190G、190Bと重なる位置に設けられ、受光デバイス110と重なる位置には設けられない。
基板152の基板151側の面及び樹脂層159の基板151側の面には、遮光層158が設けられている。遮光層158は、発光デバイス190R、190G、190Bのそれぞれと重なる位置、及び、受光デバイス110と重なる位置に開口を有する。
上面視において、隔壁216には、枠状に開口が設けられている。図7Bでは、隔壁216は、受光デバイス110と発光デバイス190Rとの間に、開口を有する。そして、開口を覆うように、遮光層219aが設けられている。遮光層219aは、隔壁216の開口、及び、開口にて露出した隔壁216の側面を覆うことが好ましい。遮光層219aは、さらに、隔壁216の上面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
隔壁216に開口を設けず、隔壁216上に遮光層219aを設ける構成とすることもできるが、迷光が隔壁216を透過して受光デバイス110に入射する可能性がある。隔壁216に開口を設け、当該開口を埋めるように遮光層219aを設ける構成とすることで、隔壁216を透過した迷光が、隔壁216の開口にて遮光層219aで吸収される。これにより、迷光が受光デバイス110に入射することを抑制できる。
遮光層219aは、順テーパ形状であることが好ましい。これにより、遮光層219a上に設けられる膜(共通層112、共通層114、共通電極115、及び保護層116など)の被覆性を高めることができる。
遮光層219aは、少なくとも、受光デバイス110が検出する光の波長を吸収することが好ましい。例えば、発光デバイス190Gが発する緑色の光を受光デバイス110が検出する場合、遮光層219aは、少なくとも緑色の光を吸収することが好ましい。例えば、遮光層219aが、赤色のカラーフィルタを有すると、緑色の光を吸収することができ、反射光が受光デバイス110に入射することを抑制できる。遮光層219aは、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いて形成されたブラックマトリクスであってもよい。遮光層219aは、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、及び青色のカラーフィルタの積層構造であってもよい。または、遮光層219aとして、茶色レジスト材料を用いて、着色された絶縁層を形成してもよい。
例えば、発光デバイス190Gが発する緑色の光を受光デバイス110が検出する場合、発光デバイス190Gが発した光は、基板152及び隔壁216で反射され、反射光が受光デバイス110に入射することがある。また、発光デバイス190Gが発した光が隔壁216を透過し、トランジスタまたは配線等で反射されることで、反射光が受光デバイス110に入射することがある。表示装置10Kでは、遮光層158及び遮光層219aによって光が吸収されることで、このような反射光が受光デバイス110に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス110を用いたセンサの感度を高めることができる。
例えば、遮光層158は、樹脂層159に届く前に迷光23bの多くを吸収することができる。さらに、迷光23bの一部が遮光層158で反射しても、遮光層219aが迷光23bを吸収することで、迷光23bがトランジスタ又は配線等に入射することを抑制できる。したがって、受光デバイス110に迷光が到達することを抑制できる。迷光23bが遮光層158と遮光層219aに当たる回数が多いほど、吸収される光量を増やすことができ、受光デバイス110に到達する迷光の量を極めて少なくすることができる。樹脂層159の厚さが厚いと、迷光23bが遮光層158と遮光層219aに当たる回数を増やすことができるため、好ましい。樹脂層159の厚さが厚いと、遮光層158から各色の発光デバイスまでの距離が短くなり、表示の視野角依存性を抑制できるため、表示品位の向上の観点からも好ましい。
また、遮光層219aが光を吸収することで、発光デバイスから直接、遮光層219aに入射された迷光23dを、遮光層219aによって吸収することができる。このことからも、遮光層219aを設けることで、受光デバイス110に入射する迷光を低減することができる。
また、遮光層158を設けることで、受光デバイス110が光を検出する範囲を制御することができる。遮光層158から受光デバイス110までの距離が長いと、撮像範囲が狭くなり、撮像の解像度を高めることができる。
スペーサ219bは、隔壁216上に位置し、かつ、上面視において、発光デバイス190Gと発光デバイス190Bとの間に位置する。スペーサ219bの上面は、遮光層219aの上面よりも遮光層158に近いことが好ましい。遮光層219aの厚さL3が、隔壁216の厚さとスペーサ219bの厚さの和L4以上の値であると、枠状の遮光層219aの内側に接着層142が十分に充填されず、受光デバイス110、さらには、表示装置10Kの信頼性が低下する恐れがある。したがって、隔壁216の厚さとスペーサ219bの厚さの和L4は、遮光層219aの厚さL3よりも大きいことが好ましい。これにより、接着層142を充填することが容易となる。図8Aに示すように、スペーサ219bと遮光層158とが重なる部分において、遮光層158は保護層116(または共通電極115)と接していてもよい。
[表示装置10L]
図8Bに、表示装置10Lの断面図を示す。
表示装置10Lは、発光デバイス190R、190G、190Bが、同一の発光層を有する構成である。図8Bは、図7Aにおける一点鎖線A3−A4間の断面図に相当する。
図8Bに示す発光デバイス190Gは、画素電極191G、光学調整層197G、共通層112、発光層113、共通層114、及び共通電極115を有する。図8Bに示す発光デバイス190Bは、画素電極191B、光学調整層197B、共通層112、発光層113、共通層114、及び共通電極115を有する。共通層112、発光層113、及び共通層114は、発光デバイス190R、190G、190Bにおいて共通の構成である。例えば、発光層113は、赤色の光を発する発光層193R、緑色の光を発する発光層193G、及び青色の光を発する発光層193Bを有する。
なお、図8Bでは、EL層を共通層112、発光層113、及び共通層114で示すが、これに限定されない。発光デバイスは、画素電極191と共通電極115との間に1つの発光ユニットを有するシングル構造であってもよく、複数の発光ユニットを有するタンデム構造であってもよい。
発光層113は、各色の光を発する発光デバイスに共通して設けられる。発光デバイス190Gが発する光は、着色層CFGを介して、緑色の光21Gとして取り出される。発光デバイス190Bが発する光は、着色層CFBを介して、青色の光21Bとして取り出される。
発光デバイス190G及び発光デバイス190Bは、厚さが互いに異なる光学調整層を有する点以外は同一の構成である。画素電極191G及び画素電極191Bとして反射電極を用いる。光学調整層として、反射電極上の透明電極を用いることができる。各色の発光デバイスは、それぞれ異なる厚さの光学調整層197を有することが好ましい。図8Bに示す発光デバイス190Gは、画素電極191Gと共通電極115の間の光学距離が緑色の光を強める光学距離となるように、光学調整層197Gを用いて光学調整されている。同様に、発光デバイス190Bは、画素電極191Bと共通電極115の間の光学距離が青色の光を強める光学距離となるように、光学調整層197Bを用いて光学調整されている。
[表示装置10M]
図9Aに、表示装置10Mの上面図を示す。図9Bに、図9Aにおける一点鎖線A5−A6間の断面図を示す。
図9A及び図9Bに示す表示装置10Mは、緑色の発光デバイス190Gと青色の発光デバイス190Bとの間に、遮光層219aが設けられている点、及び、空間143が不活性ガスで充填された、中空封止構造が適用されている点で、図7A、図7B、及び図8Aに示す表示装置10Kと異なる。
表示装置10Mのように、遮光層219aは、発光デバイス190Rと受光デバイス110との間、及び、発光デバイス190Gと発光デバイス190Bとの間の双方に設けてもよい。
[表示装置10N]
図10Aに、表示装置10Nの上面図を示す。図10Bに、図10Aにおける一点鎖線A7−A8間の断面図を示す。図11Aに、図10Aにおける一点鎖線A9−A10間の断面図を示す。
表示装置10N(図10A)における一点鎖線A3−A4間の断面構造は、表示装置10K(図8A)と同様の構成を適用できる。または、表示装置10M(図9B)と同様の構成を適用してもよい。
表示装置10Nは、遮光層219aの上面形状及び断面形状が、表示装置10K(図7A及び図7B)と異なる。
上面視(平面視ともいえる)において、遮光層219aは、受光デバイス110の四辺を囲み、かつ、一端と他端が互いに離れている構成である。遮光層219aの間隙220(切れ目、途切れている部分、欠けている部分ともいえる)は、赤色の発光デバイス190R側に位置する。ここで、センシングに用いる光源が、特定の色の発光デバイスのみである場合、当該センシングに用いる発光デバイスとは異なる発光デバイス側に、遮光層219aの間隙220が位置することが好ましい。例えば、表示装置10Nであれば、緑色の発光デバイス190Gまたは青色の発光デバイス190Bを用いて、センシングを行う構成が好ましい。これにより、センシング時のノイズの影響を抑制することができる。また、緑色の発光デバイス190Gを用いてセンシングを行う場合、領域230に示すように、遮光層219aの一端は、緑色の発光デバイス190Gに比べて、赤色の発光デバイス190R側に突出していることが好ましい。これにより、緑色の発光デバイス190Gからの迷光が、間隙220を介して、受光デバイス110に入射することを抑制できる。
隔壁216は、受光デバイス110と発光デバイス190Rとの間に、開口を有する。そして、開口を覆うように、遮光層219aが設けられている。遮光層219aは、隔壁216の開口、及び、開口にて露出した隔壁216の側面を覆うことが好ましい。遮光層219aは、さらに、隔壁216の上面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
遮光層219aは、逆テーパ形状であってもよい。逆テーパ形状の遮光層219a上に設けられる有機膜及び共通電極115の厚さは、遮光層219aの側面付近で薄くなることがある。また、遮光層219aの側面付近に、空隙160が生じることがある。
ここで、上面視において、遮光層219aが、受光デバイス110の四辺を全て囲ってしまうと、共通電極115が遮光層219aによって段切れし、遮光層219aの内側と外側とで、共通電極115が分離してしまう恐れがある。そこで、遮光層219aの上面形状を、受光デバイス110の四辺を囲み、かつ、一端と他端が離れている構成とし、間隙220を設けることで、共通電極115が分離することを抑制できる。これにより、表示装置10Nにおける表示不良を抑制できる。
図11Aは、遮光層219aの間隙220を含む断面図である。上面視において、隔壁216には、遮光層219aの上面形状と同様に、受光デバイス110の四辺を囲み、かつ、一端と他端が互いに離れている構成の開口が設けられている。遮光層219aの間隙220では、隔壁216上に、共通層112、共通層114、共通電極115、及び保護層116が順に設けられている。
[表示装置10P]
図11Bに、表示装置10Pの断面図を示す。
表示装置10Pは、遮光層219aの側面に接する側壁219cを有する点で、表示装置10Nと異なる。
表示装置10Pにおいて、遮光層219aの上面形状は、図7Aのように、枠状であってもよく、図10Aのように、間隙220を有していてもよい。
逆テーパ形状の遮光層219aの側面に接する側壁219cを設けることで、有機膜及び共通電極115等の被覆性を向上させることができ、表示装置の表示品位を高めることができる。共通電極115の被覆性を高めることで、共通電極115の段切れ、さらには薄膜化を抑制できるため、共通電極115の電圧降下に起因する表示の輝度ムラを抑制することができる。
側壁219cは、隔壁216に用いることができる材料を用いて形成することができる。
[表示装置10Q]
図12A及び図12Bに、表示装置10Qの断面図を示す。表示装置10Qは、表示装置10K(図7A)と同様の上面構造を適用することができる。図12Aに、図7Aにおける一点鎖線A1−A2間の断面図を示す。図12Bに、図7Aにおける一点鎖線A3−A4間の断面図を示す。
表示装置10Qは、隔壁216を有さず、隔壁217を有する点で、表示装置10Kと主に異なる。
遮光層219aは、隔壁217上に位置する。隔壁217は、隔壁216とは異なり、発光デバイスが発した光を吸収することができるため、隔壁217に開口を設けなくてよい。発光デバイスから隔壁217に入射された迷光23dは、隔壁217で吸収される。発光デバイスから遮光層219aに入射された迷光23dは、遮光層219aで吸収される。
スペーサ219bは、発光デバイス190Gと発光デバイス190Bとの間に位置する。スペーサ219bの上面は、遮光層219aの上面よりも遮光層158に近いことが好ましい。スペーサ219bの厚さが遮光層219aの厚さよりも薄いと、枠状の遮光層219aの内側に接着層142が十分に充填されず、受光デバイス110、さらには、表示装置10Qの信頼性が低下する恐れがある。したがって、スペーサ219bは、遮光層219aよりも厚いことが好ましい。これにより、接着層142を充填することが容易となる。図12Bに示すように、スペーサ219bと遮光層158とが重なる部分において、遮光層158は保護層116(または共通電極115)と接していてもよい。
以下では、図13~図17を用いて、本発明の一態様の表示装置の、より詳細な構成について説明する。
[表示装置100A]
図13に、表示装置100Aの斜視図を示し、図14に、表示装置100Aの断面図を示す。
表示装置100Aは、基板152と基板151とが貼り合わされた構成を有する。図13では、基板152を破線で明示している。
表示装置100Aは、表示部162、回路164、配線165等を有する。図13では表示装置100AにIC(集積回路)173及びFPC172が実装されている例を示している。そのため、図13に示す構成は、表示装置100A、IC、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164としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線165は、表示部162及び回路164に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、FPC172を介して外部から、またはIC173から配線165に入力される。
図13では、COG(Chip On Glass)方式またはCOF(Chip On Film)方式等により、基板151にIC173が設けられている例を示す。IC173は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するICを適用できる。なお、表示装置100A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14に、表示装置100Aの、FPC172を含む領域の一部、回路164の一部、表示部162の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図14に示す表示装置100Aは、基板151と基板152の間に、トランジスタ201、トランジスタ205、トランジスタ206、発光デバイス190、受光デバイス110等を有する。
樹脂層159と絶縁層214は接着層142を介して接着されている。発光デバイス190及び受光デバイス110の封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図14では、基板152、接着層142、及び基板151に囲まれた空間143が、不活性ガス(窒素やアルゴンなど)で充填されており、中空封止構造が適用されている。接着層142は、発光デバイス190及び受光デバイス110と重ねて設けられていてもよい。また、基板152、接着層142、及び基板151に囲まれた空間143を、接着層142とは異なる樹脂で充填してもよい。
発光デバイス190は、絶縁層214側から画素電極191、共通層112、発光層193、共通層114、及び共通電極115の順に積層された積層構造を有する。画素電極191は、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ206が有する導電層222bと接続されている。
画素電極191の端部は、隔壁217によって覆われている。画素電極191は可視光を反射する材料を含み、共通電極115は可視光を透過する材料を含む。
受光デバイス110は、絶縁層214側から画素電極181、共通層112、活性層183、共通層114、及び共通電極115の順に積層された積層構造を有する。画素電極181は、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ205が有する導電層222bと電気的に接続されている。画素電極181の端部は、隔壁217によって覆われている。画素電極181は可視光を反射する材料を含み、共通電極115は可視光を透過する材料を含む。
発光デバイス190が発する光は、基板152側に射出される。また、受光デバイス110には、基板152及び空間143を介して、光が入射する。基板152には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
画素電極181及び画素電極191は同一の材料及び同一の工程で作製することができる。共通層112、共通層114、及び共通電極115は、受光デバイス110と発光デバイス190との双方に用いられる。受光デバイス110と発光デバイス190とは、活性層183と発光層193の構成が異なる以外は全て共通の構成とすることができる。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置100Aに受光デバイス110を内蔵することができる。
基板152の基板151側の面には、樹脂層159及び遮光層158が設けられている。樹脂層159は、発光デバイス190と重なる位置に設けられ、受光デバイス110と重なる位置には設けられない。遮光層158は、基板152の基板151側の面、樹脂層159の側面、及び樹脂層159の基板151側の面を覆って設けられる。遮光層158は、受光デバイス110と重なる位置及び発光デバイス190と重なる位置に開口を有する。遮光層158を設けることで、受光デバイス110が光を検出する範囲を制御することができる。また、遮光層158を有することで、対象物を介さずに、発光デバイス190から受光デバイス110に光が直接入射することを抑制できる。したがって、ノイズが少なく感度の高いセンサを実現できる。樹脂層159が設けられていることで、遮光層158から発光デバイス190までの距離を、遮光層158から受光デバイス110までの距離に比べて短くすることができる。これにより、センサのノイズを低減しつつ、表示の視野角依存性を抑制することができる。したがって、表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
表示装置100Aにおける隔壁217及び遮光層219aの構成は、表示装置10Q(図12A)と同様である。
隔壁217は、画素電極181の端部及び画素電極191の端部を覆っている。隔壁217上には、遮光層219aが設けられている。遮光層219aは、受光デバイス110と発光デバイス190との間に位置する。隔壁217及び遮光層219aは、受光デバイス110が検出する光の波長を吸収することが好ましい。これにより、受光デバイス110に入射する迷光を抑制することができる。
トランジスタ201、トランジスタ205、及びトランジスタ206は、いずれも基板151上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。
基板151上には、絶縁層211、絶縁層213、絶縁層215、及び絶縁層214がこの順で設けられている。絶縁層211は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層213は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層215は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層214は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても2層以上であってもよい。
トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層211、絶縁層213、及び絶縁層215としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。
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100A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100A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。または、有機絶縁膜の端部が表示装置100A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100A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214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、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。
図14に示す領域228では、絶縁層214に開口が形成されている。これにより、絶縁層214に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層214を介して外部から表示部162に不純物が入り込むことを抑制できる。したがって、表示装置100Aの信頼性を高めることができる。
トランジスタ201、トランジスタ205、及びトランジスタ206は、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、ソース及びドレインとして機能する導電層222a及び導電層222b、半導体層231、ゲート絶縁層として機能する絶縁層213、並びに、ゲートとして機能する導電層223を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層211は、導電層221と半導体層231との間に位置する。絶縁層213は、導電層223と半導体層231との間に位置する。
本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
トランジスタ201、トランジスタ205、及びトランジスタ206には、チャネルが形成される半導体層を2つのゲートで挟持する構成が適用されている。2つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。または、2つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物(酸化物半導体ともいう)を有することが好ましい。または、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、単結晶シリコンなど)などが挙げられる。
半導体層は、例えば、インジウムと、M(Mは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種)と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IGZOとも記す)を用いることが好ましい。
半導体層がIn−M−Zn酸化物の場合、当該In−M−Zn酸化物におけるInの原子数比はMの原子数比以上であることが好ましい。このようなIn−M−Zn酸化物の金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:1:1.2またはその近傍の組成、In:M:Zn=2:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=3:1:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:4.1またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:7またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:8またはその近傍の組成、In:M:Zn=6:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:2:5またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±30%の範囲を含む。
例えば、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:3またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を4としたとき、Gaの原子数比が1以上3以下であり、Znの原子数比が2以上4以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=5:1:6またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を5としたときに、Gaの原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が5以上7以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1またはその近傍の組成と記載する場合、Inの原子数比を1としたときに、Gaの原子数比が0.1より大きく2以下であり、Znの原子数比が0.1より大きく2以下である場合を含む。
回路164が有するトランジスタと、表示部162が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路164が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、2種類以上あってもよい。同様に、表示部162が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、2種類以上あってもよい。
基板151の、基板152が重ならない領域には、接続部204が設けられている。接続部204では、配線165が導電層166及び接続層242を介してFPC172と電気的に接続されている。接続部204の上面は、画素電極181と同一の導電膜を加工して得られた導電層166が露出している。これにより、接続部204とFPC172とを接続層242を介して電気的に接続することができる。
基板152の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層(拡散フィルムなど)、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板152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。
基板151及び基板152には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂などを用いることができる。基板151及び基板152に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。
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242としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
発光デバイス190は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
発光デバイス190は少なくとも発光層193を有する。発光デバイス190は、発光層193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、またはバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。例えば、共通層112は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方又は双方を有することが好ましい。例えば、共通層114は、電子輸送層及び電子注入層の一方または双方を有することが好ましい。
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や、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とを含む複合材料を用いることができる。
発光デバイスにおいて、正孔輸送層は、正孔注入層によって、陽極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。受光デバイスにおいて、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、10−6cm/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)や芳香族アミン(芳香族アミン骨格を有する化合物)等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
発光デバイスにおいて、電子輸送層は、電子注入層によって、陰極から注入された電子を発光層に輸送する層である。受光デバイスにおいて、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、1×10−6cm/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、またはそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料(電子供与性材料)とを含む複合材料を用いることもできる。
共通層112、発光層193、及び共通層114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。共通層112、発光層193、及び共通層114を構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
発光層193は、発光物質を含む層である。発光層193は、1種また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。
受光デバイス110の活性層183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、発光デバイス190の発光層193と、受光デバイス110の活性層183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183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)またはその誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。また、活性層183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)や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)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、スズフタロシアニン(SnPc)を用いてもよい。
例えば、活性層183は、n型半導体とp型半導体と共蒸着して形成することが好ましい。
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び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、及びタングステンなどの金属、並びに、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、また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、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、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、及びチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、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、合金材料(またはそれらの窒化物)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及び電極などの導電層や、表示デバイスが有する導電層(画素電極や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。
[表示装置100B]
図15Aに、表示装置100Bの断面図を示す。
表示装置100Bは、保護層116を有する点及び固体封止構造が適用されている点で、主に表示装置100Aと異なる。
受光デバイス110及び発光デバイス190を覆う保護層116を設けることで、受光デバイス110及び発光デバイス190に水などの不純物が入り込むことを抑制し、受光デバイス110及び発光デバイス190の信頼性を高めることができる。
表示装置100Bの端部近傍の領域228において、絶縁層214の開口を介して、絶縁層215と保護層116とが互いに接することが好ましい。特に、絶縁層215が有する無機絶縁膜と保護層116が有する無機絶縁膜とが互いに接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から表示部162に不純物が入り込むことを抑制することができる。したがって、表示装置100Bの信頼性を高めることができる。
図15Bに、保護層116が3層構造である例を示す。図15Bにおいて、保護層116は、共通電極115上の無機絶縁層116aと、無機絶縁層116a上の有機絶縁層116bと、有機絶縁層116b上の無機絶縁層116cと、を有する。
無機絶縁層116aの端部と無機絶縁層116cの端部は、有機絶縁層116bの端部よりも外側に延在し、互いに接している。そして、無機絶縁層116aは、絶縁層214(有機絶縁層)の開口を介して、絶縁層215(無機絶縁層)と接する。これにより、絶縁層215と保護層116とで、受光デバイス110及び発光デバイス190を囲うことができるため、受光デバイス110及び発光デバイス190の信頼性を高めることができる。
このように、保護層116は、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造であってもよい。このとき、有機絶縁膜の端部よりも無機絶縁膜の端部を外側に延在させることが好ましい。
また、表示装置100Bでは、保護層116と基板152とが接着層142によって貼り合わされている。接着層142は、受光デバイス110及び発光デバイス190とそれぞれ重ねて設けられており、表示装置100Bには、固体封止構造が適用されている。
[表示装置100C]
図16及び図17Aに、表示装置100Cの断面図を示す。表示装置100Cの斜視図は表示装置100A(図13)と同様である。図16には、表示装置100Cの、FPC172を含む領域の一部、回路164の一部、及び、表示部162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には、表示装置100Cの、表示部162の一部を切断したときの断面の一例を示す。図16では、表示部162のうち、特に、受光デバイス110と赤色の光を発する発光デバイス190Rを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。図17Aでは、表示部162のうち、特に、緑色の光を発する発光デバイス190Gと青色の光を発する発光デバイス190Bを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。
図16及び図17Aに示す表示装置100Cは、基板153と基板154の間に、トランジスタ203、トランジスタ207、トランジスタ208、トランジスタ209、トランジスタ210、発光デバイス190R、発光デバイス190G、発光デバイス190B、及び受光デバイス110等を有する。
樹脂層159と共通電極115とは接着層142を介して接着されており、表示装置100Cには、固体封止構造が適用されている。
基板153と絶縁層212とは接着層155によって貼り合わされている。基板154と絶縁層157とは接着層156によって貼り合わされている。
表示装置100Cの作製方法としては、まず、絶縁層212、各トランジスタ、受光デバイス110、各発光デバイス等が設けられた第1の作製基板と、絶縁層157、樹脂層159、及び遮光層158等が設けられた第2の作製基板と、を接着層142によって貼り合わせる。そして、第1の作製基板を剥離し露出した面に基板153を貼り、第2の作製基板を剥離し露出した面に基板154を貼ることで、第1の作製基板上及び第2の作製基板上に形成した各構成要素を、基板153及び基板154に転置する。基板153及び基板154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100Cの可撓性を高めることができる。
絶縁層212及び絶縁層157には、それぞれ、絶縁層211、絶縁層213、及び絶縁層215に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
発光デバイス190Rは、絶縁層214b側から画素電極191R、共通層112、発光層193R、共通層114、及び共通電極115の順に積層された積層構造を有する。画素電極191Rは、絶縁層214bに設けられた開口を介して、導電層169Rと接続されている。導電層169Rは、絶縁層214aに設けられた開口を介して、トランジスタ208が有する導電層222bと接続されている。導電層222bは、絶縁層215に設けられた開口を介して、低抵抗領域231nと接続される。つまり、画素電極191Rは、トランジスタ208と電気的に接続されている。トランジスタ208は、発光デバイス190Rの駆動を制御する機能を有する。
同様に、発光デバイス190Gは、絶縁層214b側から画素電極191G、共通層112、発光層193G、共通層114、及び共通電極115の順に積層された積層構造を有する。画素電極191Gは、導電層169G及びトランジスタ209の導電層222bを介して、トランジスタ209の低抵抗領域231nと電気的に接続される。つまり、画素電極191Gは、トランジスタ209と電気的に接続されている。トランジスタ209は、発光デバイス190Gの駆動を制御する機能を有する。
そして、発光デバイス190Bは、絶縁層214b側から画素電極191B、共通層112、発光層193B、共通層114、及び共通電極115の順に積層された積層構造を有する。画素電極191Bは、導電層169B及びトランジスタ210の導電層222bを介して、トランジスタ210の低抵抗領域231nと電気的に接続される。つまり、画素電極191Bは、トランジスタ210と電気的に接続されている。トランジスタ210は、発光デバイス190Bの駆動を制御する機能を有する。
受光デバイス110は、絶縁層214b側から画素電極181、共通層112、活性層183、共通層114、及び共通電極115の順に積層された積層構造を有する。画素電極181は、導電層168及びトランジスタ207の導電層222bを介して、トランジスタ207の低抵抗領域231nと電気的に接続される。つまり、画素電極181は、トランジスタ207と電気的に接続されている。
画素電極181、191R、191G、191Bの端部は、隔壁216によって覆われている。画素電極181、191R、191G、191Bは可視光を反射する材料を含み、共通電極115は可視光を透過する材料を含む。
発光デバイス190R、190G、190Bが発する光は、基板154側に射出される。また、受光デバイス110には、基板154及び接着層142を介して、光が入射する。基板154には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
画素電極181及び画素電極191は同一の材料及び同一の工程で作製することができる。共通層112、共通層114、及び共通電極115は、受光デバイス110及び発光デバイス190R、190G、190Bに共通して用いられる。受光デバイス110と各色の発光デバイスとは、活性層183と発光層の構成が異なる以外は全て共通の構成とすることができる。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置100Cに受光デバイス110を内蔵することができる。
絶縁層157の基板153側の面には、樹脂層159及び遮光層158が設けられている。樹脂層159は、発光デバイス190R、190G、190Bと重なる位置に設けられ、受光デバイス110と重なる位置には設けられない。遮光層158は、絶縁層157の基板153側の面、樹脂層159の側面、及び樹脂層159の基板153側の面を覆って設けられる。遮光層158は、受光デバイス110と重なる位置及び発光デバイス190R、190G、190Bのそれぞれと重なる位置に開口を有する。遮光層158を設けることで、受光デバイス110が光を検出する範囲を制御することができる。また、遮光層158を有することで、対象物を介さずに、発光デバイス190R、190G、190Bから受光デバイス110に光が直接入射することを抑制できる。したがって、ノイズが少なく感度の高いセンサを実現できる。樹脂層159が設けられていることで、遮光層158から各色の発光デバイスまでの距離は、遮光層158から受光デバイス110までの距離に比べて短い。これにより、センサのノイズを低減しつつ、表示の視野角依存性を抑制することができる。したがって、表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
表示装置100Cにおける隔壁216、遮光層219a、及びスペーサ219bの構成は、表示装置10K(図7B及び図8A)と同様である。
図16では、隔壁216は、受光デバイス110と発光デバイス190Rとの間に開口を有する。当該開口を埋めるように、遮光層219aが設けられている。遮光層219aは、受光デバイス110と発光デバイス190Rとの間に位置する。遮光層219aは、発光デバイス190Rが発した光を吸収する。これにより、受光デバイス110に入射する迷光を抑制することができる。
スペーサ219bは、発光デバイス190Gと発光デバイス190Bとの間に位置する。スペーサ219bの上面は、遮光層219aの上面よりも遮光層158に近いことが好ましい。例えば、隔壁216の高さ(厚さ)とスペーサ219bの高さ(厚さ)の和は、遮光層219aの高さ(厚さ)よりも大きいことが好ましい。これにより、接着層142を充填することが容易となる。図17Aに示すように、スペーサ219bと遮光層158とが重なる部分において、遮光層158は共通電極115(または保護層)と接していてもよい。
基板153の、基板154が重ならない領域には、接続部204が設けられている。接続部204では、配線165が導電層167、導電層166、及び接続層242を介してFPC172と電気的に接続されている。導電層167は、導電層168と同一の導電膜を加工して得ることができる。接続部204の上面は、画素電極181と同一の導電膜を加工して得られた導電層166が露出している。これにより、接続部204とFPC172とを接続層242を介して電気的に接続することができる。
トランジスタ207、トランジスタ208、トランジスタ209、及びトランジスタ210は、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層211、チャネル形成領域231i及び一対の低抵抗領域231nを有する半導体層、一対の低抵抗領域231nの一方と接続する導電層222a、一対の低抵抗領域231nの他方と接続する導電層222b、ゲート絶縁層として機能する絶縁層225、ゲートとして機能する導電層223、並びに、導電層223を覆う絶縁層215を有する。絶縁層211は、導電層221とチャネル形成領域231iとの間に位置する。絶縁層225は、導電層223とチャネル形成領域231iとの間に位置する。
導電層222a及び導電層222bは、それぞれ、絶縁層215に設けられた開口を介して低抵抗領域231nと接続される。導電層222a及び導電層222bのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
図16では、絶縁層225は、半導体層231のチャネル形成領域231iと重なり、低抵抗領域231nとは重ならない。例えば、導電層223をマスクに用いて絶縁層225を加工することで、図16に示す構造を作製できる。図16では、絶縁層225及び導電層223を覆って絶縁層215が設けられ、絶縁層215の開口を介して、導電層222a及び導電層222bがそれぞれ低抵抗領域231nと接続されている。さらに、導電層222a及び導電層222b上に、トランジスタを覆う絶縁層を設けてもよい。
一方、図17Bでは、絶縁層225が半導体層の上面及び側面を覆う例を示す。導電層222a及び導電層222bは、それぞれ、絶縁層225及び絶縁層215に設けられた開口を介して低抵抗領域231nと接続される。
以上のように、本実施の形態の表示装置は、表示部に受光デバイスと発光デバイスとを有し、表示部は画像を表示する機能と光を検出する機能との双方を有する。これにより、表示部の外部または表示装置の外部にセンサを設ける場合に比べて、電子機器の小型化及び軽量化を図ることができる。また、表示部の外部または表示装置の外部に設けるセンサと組み合わせて、より多機能の電子機器を実現することもできる。
受光デバイスは、一対の電極間に設けられる層のうち少なくとも一層を、発光デバイス(ELデバイス)と共通の構成にすることができる。例えば、受光デバイスは、活性層以外の全ての層を、発光デバイス(ELデバイス)と共通の構成にすることもできる。つまり、発光デバイスの作製工程に、活性層を成膜する工程を追加するのみで、発光デバイスと受光デバイスとを同一基板上に形成することができる。また、受光デバイスと発光デバイスは、画素電極と共通電極とを、それぞれ、同一の材料及び同一の工程で形成することができる。また、受光デバイスと電気的に接続される回路と、発光デバイスと電気的に接続される回路と、を、同一の材料及び同一の工程で作製することで、表示装置の作製工程を簡略化できる。このように、複雑な工程を有さなくとも、受光デバイスを内蔵し、利便性の高い表示装置を作製することができる。
本実施の形態の表示装置は、遮光層から受光デバイスまでの距離が長く、かつ、遮光層から発光デバイスまでの距離が短くなるように、遮光層を形成する面に構造物を設ける。これにより、センサのノイズを低減しつつ、撮像の解像度を高め、かつ、表示の視野角依存性を抑制することができる。したがって、表示装置における表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図18及び図19を用いて説明する。
[画素回路の構成例]
まず、表示装置が有する画素回路の構成例について図18を用いて説明する。
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受光デバイスを有する第1の画素回路と、発光デバイスを有する第2の画素回路と、を有する。第1の画素回路と第2の画素回路は、それぞれ、マトリクス状に配置される。
図18Aに、受光デバイスを有する第1の画素回路の一例を示し、図18Bに、発光デバイスを有する第2の画素回路の一例を示す。
図18Aに示す第1の画素回路PIX1は、受光デバイスPD、トランジスタM1、トランジスタM2、トランジスタM3、トランジスタM4、及び容量C1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、カソードが配線V1と電気的に接続し、アノードがトランジスタM1のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタM1は、ゲートが配線TXと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が容量C1の一方の電極、トランジスタM2のソースまたはドレインの一方、及びトランジスタM3のゲートと電気的に接続する。トランジスタM2は、ゲートが配線RESと電気的に接続し、ソースまた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M3は、ソースまたはドレインの一方が配線V3と電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方がトランジスタM4のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタM4は、ゲートが配線SEと電気的に接続し、ソースまた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の電位よりも低い電位を供給する。トランジスタM2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M3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M1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に発生した電荷に応じて上記ノードの電位を変化させるタイミングを制御する機能を有する。トランジスタM3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M4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18Bに示す第2の画素回路PIX2は、発光デバイスEL、トランジスタM5、トランジスタM6、トランジスタM7、及び容量C2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デバイスを用いることが好ましい。
トランジスタM5は、ゲートが配線VGと電気的に接続し、ソースまたはドレインの一方が配線VSと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が、容量C2の一方の電極、及びトランジスタM6のゲートと電気的に接続する。トランジスタM6のソースまた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M7のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタM7は、ゲートが配線MSと電気的に接続し、ソースまた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M5は、配線VGに供給される信号により制御され、第2の画素回路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M6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M5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M6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M7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M6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。
受光デバイスPDのカソードが電気的に接続される配線V1と、発光デバイスELのカソードが電気的に接続される配線V5は、同一の層、同一の電位とすることができる。
ここで、第1の画素回路PIX1が有するトランジスタM1、トランジスタM2、トランジスタM3、及びトランジスタM4、並びに、第2の画素回路PIX2が有するトランジスタM5、トランジスタM6、及びトランジスタM7のすべてに、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。これにより、表示装置の消費電力を削減することができる。
または、トランジスタM1~トランジスタM7のすべてに、チャネルが形成される半導体層にシリコンを用いたトランジスタを適用することが好ましい。これにより、回路の高速駆動が可能となる。
表示装置に用いるトランジスタの種類を1種類とすることで、表示装置の作製工程を削減し、歩留まりを高めることができる。
または、トランジスタM1~トランジスタM7のうち、1つ以上6つ以下のトランジスタに、酸化物半導体を用いたトランジスタを適用し、残りのトランジスタに、シリコンを用いたトランジスタを適用してもよい。以下では、酸化物半導体を用いたトランジスタと、低温ポリシリコンを用いたトランジスタの双方を用いる場合について説明する。
第1の画素回路PIX1が有するトランジスタM1及びトランジスタM2には、それぞれチャネルが形成される半導体層に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。
トランジスタM1及びトランジスタM2の半導体層は、それぞれ、例えば、インジウムと、M(Mは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種)と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IGZOとも記す)を用いることが好ましい。
半導体層に用いることができる金属酸化物については、実施の形態1の記載を参照できる。
シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。そのため、特に容量C1に直列に接続されるトランジスタM1及びトランジスタM2には、それぞれ、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。トランジスタM1及びトランジスタM2として酸化物半導体を有するトランジスタを適用することで、受光デバイスPDに発生する電荷に基づき、トランジスタM3のゲートに保持される電位が、トランジスタM1またはトランジスタM2を介してリークされるのを防ぐことができる。
例えば、グローバルシャッタ方式を用いた撮像を行う場合、画素によって電荷の蓄積動作が終了してから読み出し動作が開始されるまでの期間(電荷保持期間)が異なる。階調数が画一的な画像を撮像すると、理想的には全ての画素において同じ高さの電位を有する出力信号が得られる。しかし、電荷保持期間の長さが行毎に異なる場合、各行の画素のノードに蓄積されている電荷が時間の経過と共にリークしてしまうと、画素の出力信号の電位が行毎に異なってしまい、行毎にその階調数が変化した画像データが得られてしまう。そこで、トランジスタM1及びトランジスタM2として酸化物半導体を有するトランジスタを適用することで、ノードの電位変化を小さくすることができる。すなわち、グローバルシャッタ方式を用いて撮像を行っても、電荷保持期間が異なることに起因する画像データの階調の変化を小さく抑え、撮像された画像の品質を向上させることができる。
一方で、第1の画素回路PIX1が有するトランジスタM3には、半導体層に低温ポリシリコンを用いたトランジスタを適用することが好ましい。低温ポリシリコンを半導体層に用いたトランジスタは、酸化物半導体を用いたトランジスタよりも、高い電界効果移動度を実現することができ、駆動能力及び電流能力に優れる。そのため、トランジスタM3では、トランジスタM1及びM2に比較して、より高速な動作が可能となる。トランジスタM3の半導体層に低温ポリシリコンを用いることで、受光デバイスPDの受光量に基づく微小の電位に応じた出力を、トランジスタM4に対して素早く行うことができる。
つまり、第1の画素回路PIX1において、トランジスタM1及びM2はリーク電流が少なく、かつ、トランジスタM3は駆動能力が高いことで、受光デバイスPDから読みだされる微小の電位をリークすることなく、かつ、高速で読み出しを行うことができる。
第1の画素回路PIX1が有するトランジスタM4は、トランジスタM3からの出力を配線OUT1に流すスイッチとして機能するため、トランジスタM1乃至M3のように、小さいオフ電流及び高速動作等の求められる機能はない。そのため、トランジスタM4の半導体層は、低温ポリシリコンでもよいし、酸化物半導体でもよい。
また、図18Bの第2の画素回路PIX2においては、トランジスタM5乃至トランジスタM7に、チャネルが形成される半導体に低温ポリ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し、酸化物半導体を適用したトランジスタを用いることもできる。また、第1の画素回路PIX1のように、低温ポリシリコンを半導体層として用いたトランジスタと、酸化物半導体を半導体層として用いたトランジスタを組み合わせて用いてもよい。
特に、容量C2に直列に接続されるトランジスタM5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。
なお、図18A、図18Bにおいて、トランジスタをnチャネル型のトランジスタとして表記しているが、pチャネル型のトランジスタを用いることもできる。また、トランジスタは、シングルゲートに限定されず、さらに、バックゲートを有していてもよい。
第1の画素回路PIX1が有するトランジスタと第2の画素回路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、第1の画素回路PIX1が有するトランジスタと第2の画素回路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または発光デバイスELと重なる位置に、トランジスタ及び容量の一方又は双方を有する層を1つまた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、高精細な受光部または表示部を実現できる。
[表示装置の構成例]
次に、表示装置の構成例について図19を用いて説明する。
図19Aの表示部PIXは、実施の形態1で説明した表示部を適用することができる。表示部PIXには、画素がマトリクス状に配置されており、図18Aの第1の画素回路PIX1及び図18Bの第2の画素回路PIX2がマトリクス状に配列される。ゲートドライバGD及びソースドライバSDは、図18Bの第2の画素回路PIX2に電気的に接続され、第2の画素回路PIX2に信号を供給する。行選択ドライバRD及び読み出し回路ROCは、図18Aの第1の画素回路PIX1に電気的に接続され、第1の画素回路PIX1に信号を供給する。行選択ドライバRDは図18Aの第1の画素回路PIX1の配線SE及び配線RESと電気的に接続される。読み出し回路ROCは、配線OUT1と電気的に接続される。
行選択ドライバRDと読み出し回路ROCは、コントローラ(Controller)によって制御される。また後述するアナログ‐デジタル変換回路ADCも、同一のコントローラによって制御される。
図19Aに示す表示部PIXは、低温ポリシリコンを半導体層として用いたトランジスタと、金属酸化物を半導体層として用いたトランジスタとを有する。
一方で、図19Aの表示部PIXの周囲に設けられた回路については、小さいオフ電流特性よりも、高速駆動が求められる。そのため、低温ポリシリコンを用いたトランジスタで構成するのが好ましい。また、低温ポリシリコンを用いたトランジスタであれば、p型トランジスタ及びn型トランジスタの双方を一連の作製プロセスによって作製できるため、CMOSを作製できる。したがって、特に、読み出し回路ROCに電気的に接続する増幅回路AMP、増幅回路AMPに電気的に接続するアナログ‐デジタル変換回路ADC、及びコントローラのそれぞれは、CMOSで構成することが好ましいため、低温ポリシリコンを用いたトランジスタで形成するのが好ましい。
すなわち、表示部PIX、ゲートドライバGD、ソースドライバSD、行選択ドライバRD、読み出し回路ROCに加えて、増幅回路AMP、アナログ‐デジタル変換回路ADC及びコントローラも、全て同一基板上に一連の作製プロセスにより形成することができる。アナログ‐デジタル変換回路ADCからはデジタル信号(Digital Signal)が出力される。
図19Bには、表示部PIX、ゲートドライバGD、ソースドライバSD、行選択ドライバRD、読み出し回路ROCをすべて、金属酸化物をチャネルに用いたトランジスタで形成した場合のパネルの例を示す。読み出し回路ROCからは、アナログ信号(Analog Signal)が出力される。金属酸化物をチャネルに用いたトランジスタの場合、n型トランジスタとp型トランジスタの双方を同じ半導体材料で形成するのは、シリコンに比べて難しい。つまり、シリコンに比べてCMOSを作りづらい。そのため、CMOSで構成するのが好ましい増幅回路AMP、アナログ‐デジタル変換回路ADC、及びコントローラは、表示部PIXとは同一基板上に設けず、別途作製したICチップ等を接続することで、増幅回路AMP及びアナログ‐デジタル変換回路ADCを設けることが好ましい。
図19Aのように表示部PIXの周辺回路全てを、低温ポリシリコンを用いたトランジスタで構成することで、図19Bの構成と比べて、低価格でパネルを提供することができる。図19Bのように外部のICチップにより、増幅回路AMP、アナログ‐デジタル変換回路ADC、及びコントローラを用意する場合に比べて、部品コスト及び実装コストを削減することができる。
以上のように、本発明の一態様の表示装置は、半導体層に低温ポリシリコンを用いたトランジスタを有する。したがって、CMOS回路で構成される各種回路を表示部と同一基板に作りこむことが容易となる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化することができ、部品コスト、実装コストを削減することができる。または、本発明の一態様の表示装置は、半導体層に酸化物半導体を用いたトランジスタを有する。これにより、表示装置の消費電力を低減することができる。
または、本発明の一態様の表示装置は、半導体層に酸化物半導体を用いたトランジスタと、半導体層に低温ポリシリコンを用いたトランジスタの、2種類のトランジスタを有する。したがって、トランジスタに求められる機能に応じて、半導体層の材料を変えることができる。また、LTPSを半導体層に用いるトランジスタを有するため、CMOS回路で構成される各種回路を表示部と同一基板に作りこむことが容易となる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化することができ、部品コスト、実装コストを削減することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態3)
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20~図22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。例えば、電子機器の表示部に、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、光を検出する機能を有するため、表示部で生体認証を行うこと、または、タッチもしくはニアタッチを検出することができる。これにより、電子機器の機能性や利便性などを高めることができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
本実施の形態の電子機器は、センサ(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの)を有していてもよい。
本実施の形態の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
図20Aに示す電子機器6500は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器6500は、筐体6501、表示部6502、電源ボタン6503、ボタン6504、スピーカ6505、マイク6506、カメラ6507、及び光源6508等を有する。表示部6502はタッチパネル機能を備える。
表示部6502に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図20B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フレキシブルディスプレイを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル6511が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ6518を搭載することもできる。また、表示パネル6511の一部を折り返して、画素部の裏側にFPC6515との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
図21A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21A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や、別体のリモコン操作機7111により行うことができる。または、表示部7000にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7000に触れることでテレビジョン装置7100を操作してもよい。リモコン操作機7111は、当該リモコン操作機7111から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7111が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部7000に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置7100は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図21B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21C、図21Dに、デジタルサイネージの一例を示す。
図21Cに示すデジタルサイネージ7300は、筐体7301、表示部7000、及びスピーカ7303等を有する。さらに、LEDランプ、操作キー(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
図21D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21C、図21Dにおいて、表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
表示部7000が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部7000が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
表示部7000にタッチパネルを適用することで、表示部7000に画像または動画を表示するだけでなく、ユーザーが直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
また、図21C、図21Dに示すように、デジタルサイネージ7300またはデジタルサイネージ7400は、ユーザーが所持するスマートフォン等の情報端末機7311または情報端末機7411と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部7000に表示される広告の情報を、情報端末機7311または情報端末機7411の画面に表示させることができる。また、情報端末機7311または情報端末機7411を操作することで、表示部7000の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ7300またはデジタルサイネージ7400に、情報端末機7311または情報端末機7411の画面を操作手段(コントローラ)としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザーが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図22A乃至図22Fに示す電子機器は、筐体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を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22A乃至図22Fに示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画や動画を撮影し、記録媒体(外部またはカメラに内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図22A乃至図22Fに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図22A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、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。図22A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、電子メールや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。または、情報9051が表示されている位置にはアイコン9050などを表示してもよい。
図22B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。例えばユーザーは、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。ユーザーは、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22C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として用いることができる。また、表示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末9200は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末9200は、接続端子9006により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うことや、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22D乃至図22F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22Dは携帯情報端末9201を展開した状態、図22Fは折り畳んだ状態、図22Eは図22Dと図22F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。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
C1:容量、C2:容量、L1:最短距離、L2:最短距離、L3:厚さ、L4:和、M1:トランジスタ、M2:トランジスタ、M3:トランジスタ、M4:トランジスタ、M5:トランジスタ、M6:トランジスタ、M7:トランジスタ、OUT1:配線、OUT2:配線、PIX1:画素回路、PIX2:画素回路、V1:配線、V2:配線、V3:配線、V4:配線、V5:配線、10:表示装置、10A:表示装置、10B:表示装置、10C:表示装置、10D:表示装置、10E:表示装置、10F:表示装置、10G:表示装置、10H:表示装置、10J:表示装置、10K:表示装置、10L:表示装置、10M:表示装置、10N:表示装置、10P:表示装置、10Q:表示装置、21:発光、21B:光、21G:光、21R:光、22:光、23:光、23a:迷光、23b:迷光、23c:迷光、23d:迷光、24:反射光、41:トランジスタ、42:トランジスタ、42B:トランジスタ、42G:トランジスタ、42R:トランジスタ、50A:表示装置、50B:表示装置、51:基板、52:指、53:受光デバイスを有する層、55:トランジスタを有する層、57:発光デバイスを有する層、59:基板、100A:表示装置、100B:表示装置、100C:表示装置、110:受光デバイス、112:共通層、113:発光層、114:共通層、115:共通電極、116:保護層、116a:無機絶縁層、116b:有機絶縁層、116c:無機絶縁層、142:接着層、143:空間、146:レンズアレイ、149:レンズ、151:基板、152:基板、153:基板、154:基板、155:接着層、156:接着層、157:絶縁層、158:遮光層、159:樹脂層、159p:開口、160:空隙、162:表示部、164:回路、165:配線、166:導電層、167:導電層、168:導電層、169B:導電層、169G:導電層、169R:導電層、172:FPC、173:IC、181:画素電極、182:バッファ層、183:活性層、184:バッファ層、190:発光デバイス、190B:発光デバイス、190G:発光デバイス、190R:発光デバイス、191:画素電極、191B:画素電極、191G:画素電極、191R:画素電極、192:バッファ層、193:発光層、193B:発光層、193G:発光層、193R:発光層、194:バッファ層、197:光学調整層、197B:光学調整層、197G:光学調整層、201:トランジスタ、203:トランジスタ、204:接続部、205:トランジスタ、206:トランジスタ、207:トランジスタ、208:トランジスタ、209:トランジスタ、210:トランジスタ、211:絶縁層、212:絶縁層、213:絶縁層、214:絶縁層、214a:絶縁層、214b:絶縁層、215:絶縁層、216:隔壁、217:隔壁、219a:遮光層、219b:スペーサ、219c:側壁、220:間隙、221:導電層、222a:導電層、222b:導電層、223:導電層、225:絶縁層、228:領域、230:領域、231:半導体層、231i:チャネル形成領域、231n:低抵抗領域、242:接続層、6500:電子機器、6501:筐体、6502:表示部、6503:電源ボタン、6504:ボタン、6505:スピーカ、6506:マイク、6507:カメラ、6508:光源、6510:保護部材、6511:表示パネル、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、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の画素回路及び第2の画素回路を有し、
     前記第1の画素回路は、受光デバイス、第1のトランジスタ、及び第2のトランジスタを有し、
     前記第2の画素回路は、発光デバイスを有し、
     前記受光デバイスは、第1の画素電極、活性層、及び共通電極を有し、
     前記発光デバイスは、第2の画素電極、発光層、及び前記共通電極を有し、
     前記活性層は、前記第1の画素電極上に位置し、
     前記活性層は、第1の有機化合物を有し、
     前記発光層は、前記第2の画素電極上に位置し、
     前記発光層は、前記第1の有機化合物とは異なる第2の有機化合物を有し、
     前記共通電極は、前記活性層を介して前記第1の画素電極と重なる部分と、前記発光層を介して前記第2の画素電極と重なる部分と、を有し、
     前記第1のトランジスタは、半導体層に低温ポリシリコンを有し、
     前記第2のトランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する、表示装置。
  2.  第1の画素回路及び第2の画素回路を有し、
     前記第1の画素回路は、受光デバイス、第1のトランジスタ、及び第2のトランジスタを有し、
     前記第2の画素回路は、発光デバイスを有し、
     前記受光デバイスは、第1の画素電極、共通層、活性層、及び共通電極を有し、
     前記発光デバイスは、第2の画素電極、前記共通層、発光層、及び前記共通電極を有し、
     前記活性層は、前記第1の画素電極上に位置し、
     前記活性層は、第1の有機化合物を有し、
     前記発光層は、前記第2の画素電極上に位置し、
     前記発光層は、前記第1の有機化合物とは異なる第2の有機化合物を有し、
     前記共通電極は、前記活性層を介して前記第1の画素電極と重なる部分と、前記発光層を介して前記第2の画素電極と重なる部分と、を有し、
     前記共通層は、前記第1の画素電極上及び前記第2の画素電極上に位置し、
     前記共通層は、前記活性層と重なる部分と、前記発光層と重なる部分と、を有し、
     前記第1のトランジスタは、半導体層に低温ポリシリコンを有し、
     前記第2のトランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する、表示装置。
  3.  請求項2において
     前記共通層は、前記発光デバイスの正孔注入層として機能する層を有する、表示装置。
  4.  請求項2または3において
     前記共通層は、前記発光デバイスの正孔輸送層として機能する層を有する、表示装置。
  5.  請求項2乃至4のいずれか一において
     前記共通層は、前記発光デバイスの電子輸送層として機能する層を有する、表示装置。
  6.  請求項2乃至5のいずれか一において
     前記共通層は、前記発光デバイスの電子注入層として機能する層を有する、表示装置。
  7.  請求項1乃至6のいずれか一において
     前記第2の画素回路は、さらに、第3のトランジスタを有し、
     前記第3のトランジスタは、半導体層に低温ポリシリコンを有する、表示装置。
  8.  請求項1乃至6のいずれか一において
     前記第2の画素回路は、さらに、第3のトランジスタを有し、
     前記第3のトランジスタは、半導体層に金属酸化物を有する、表示装置。
  9.  請求項1乃至8のいずれか一において、
     さらに、樹脂層、遮光層、及び基板を有し、
     前記樹脂層及び前記遮光層は、それぞれ、前記共通電極と前記基板との間に位置し、
     前記樹脂層は、前記受光デバイスと重なる開口を有し、
     前記樹脂層は、前記発光デバイスと重なる部分を有し、
     前記遮光層は、前記共通電極と前記樹脂層との間に位置する部分を有する、表示装置。
  10.  請求項9において、
     前記遮光層は、前記開口の少なくとも一部、及び、前記開口にて露出している前記樹脂層の側面の少なくとも一部を覆う、表示装置。
  11.  請求項1乃至8のいずれか一において、
     さらに、樹脂層、遮光層、及び基板を有し、
     前記樹脂層及び前記遮光層は、それぞれ、前記共通電極と前記基板との間に位置し、
     前記樹脂層は、島状に設けられ、かつ、前記発光デバイスと重なる部分を有し、
     前記遮光層は、前記共通電極と前記樹脂層との間に位置する部分を有し、
     前記基板を通過した光の少なくとも一部は、前記樹脂層を介さずに、前記受光デバイスに入射する、表示装置。
  12.  請求項11において、
     前記遮光層は、前記樹脂層の側面の少なくとも一部を覆う、表示装置。
  13.  請求項9乃至12のいずれか一において、
     さらに、接着層を有し、
     前記接着層は、前記共通電極と前記基板との間に位置し、
     前記樹脂層及び前記遮光層は、それぞれ、前記接着層と前記基板との間に位置し、
     前記接着層は、前記受光デバイスと重なる第1の部分と、前記発光デバイスと重なる第2の部分と、を有し、
     前記第1の部分は、前記第2の部分に比べて厚い、表示装置。
  14.  請求項1乃至13のいずれか一において、
     可撓性を有する、表示装置。
  15.  請求項1乃至14のいずれか一に記載の表示装置と、コネクタまたは集積回路と、を有する、表示モジュール。
  16.  請求項15に記載の表示モジュールと、
     アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、及び操作ボタンのうち、少なくとも一つと、を有する、電子機器。
PCT/IB2020/055891 2019-07-05 2020-06-23 表示装置、表示モジュール、及び電子機器 WO2021005434A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080046346.9A CN114026696A (zh) 2019-07-05 2020-06-23 显示装置、显示模块及电子设备
US17/623,798 US20220246694A1 (en) 2019-07-05 2020-06-23 Display apparatus, display module, and electronic device
JP2021531207A JPWO2021005434A5 (ja) 2020-06-23 表示装置
KR1020227003468A KR20220025073A (ko) 2019-07-05 2020-06-23 표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-126333 2019-07-05
JP2019126333 2019-07-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021005434A1 true WO2021005434A1 (ja) 2021-01-14

Family

ID=74114416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2020/055891 WO2021005434A1 (ja) 2019-07-05 2020-06-23 表示装置、表示モジュール、及び電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220246694A1 (ja)
KR (1) KR20220025073A (ja)
CN (1) CN114026696A (ja)
WO (1) WO2021005434A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4203644A4 (en) * 2021-06-30 2024-05-01 BOE Technology Group Co., Ltd. DISPLAY SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11832464B2 (en) 2019-08-02 2023-11-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Functional panel, display device, input/output device, and data processing device
TW202211195A (zh) 2020-08-12 2022-03-16 日商半導體能源研究所股份有限公司 顯示裝置、其工作方法以及電子裝置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081203A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Fujifilm Corp エリアセンサ、画像入力装置、およびそれを組み込んだ電子写真装置等
JP2009224595A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Fujifilm Corp 有機電界発光表示装置及びその製造方法
JP2013073965A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Toshiba Corp 光電変換装置及びその製造方法
CN104409475A (zh) * 2014-12-02 2015-03-11 京东方科技集团股份有限公司 一种有机电致发光显示器件、有机电致发光显示装置
WO2018167835A1 (ja) * 2017-03-14 2018-09-20 シャープ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
JP2019514200A (ja) * 2016-03-24 2019-05-30 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 光電子デバイス及び使用方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102079188B1 (ko) 2012-05-09 2020-02-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치 및 전자 기기

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081203A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Fujifilm Corp エリアセンサ、画像入力装置、およびそれを組み込んだ電子写真装置等
JP2009224595A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Fujifilm Corp 有機電界発光表示装置及びその製造方法
JP2013073965A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Toshiba Corp 光電変換装置及びその製造方法
CN104409475A (zh) * 2014-12-02 2015-03-11 京东方科技集团股份有限公司 一种有机电致发光显示器件、有机电致发光显示装置
JP2019514200A (ja) * 2016-03-24 2019-05-30 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 光電子デバイス及び使用方法
WO2018167835A1 (ja) * 2017-03-14 2018-09-20 シャープ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4203644A4 (en) * 2021-06-30 2024-05-01 BOE Technology Group Co., Ltd. DISPLAY SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
CN114026696A (zh) 2022-02-08
US20220246694A1 (en) 2022-08-04
JPWO2021005434A1 (ja) 2021-01-14
KR20220025073A (ko) 2022-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7381508B2 (ja) 表示装置
JP7478097B2 (ja) 表示装置
WO2021009621A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
JP2021039342A (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
WO2020148600A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
WO2021005434A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
JPWO2020136495A1 (ja) 表示装置
WO2021074738A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
WO2021152418A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
JP2024050530A (ja) 表示装置及び電子機器
WO2021053459A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
WO2021059069A1 (ja) 電子機器
WO2021064518A1 (ja) 表示モジュール、および電子機器
WO2021059073A1 (ja) 電子機器、及びプログラム
US20220254860A1 (en) Display device
WO2021130581A1 (ja) 表示装置
WO2021048683A1 (ja) 撮像装置、撮像モジュール、電子機器及び撮像方法
WO2021220141A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
WO2021165788A1 (ja) 半導体装置
WO2021171137A1 (ja) 半導体装置、撮像装置、および表示装置
WO2021229350A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
JP7510432B2 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
WO2021070008A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
TWI845544B (zh) 顯示裝置、顯示模組及電子裝置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20836074

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021531207

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20227003468

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20836074

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1