WO2021059069A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2021059069A1
WO2021059069A1 PCT/IB2020/058440 IB2020058440W WO2021059069A1 WO 2021059069 A1 WO2021059069 A1 WO 2021059069A1 IB 2020058440 W IB2020058440 W IB 2020058440W WO 2021059069 A1 WO2021059069 A1 WO 2021059069A1
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light
light emitting
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receiving element
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楠紘慈
久保田大介
初見亮
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株式会社半導体エネルギー研究所
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    • H10K59/353—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels characterised by the geometrical arrangement of the RGB subpixels

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to an electronic device.
  • One aspect of the present invention relates to a display device.
  • One aspect of the invention relates to a program.
  • 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.
  • Such information terminal devices often include personal information and the like, and various authentication technologies have been developed to prevent unauthorized use.
  • Patent Document 1 discloses an electronic device having a fingerprint sensor in a push button switch section.
  • Capacitive touch sensors which are widely used in information terminal devices, detect contact by utilizing changes in the capacitance on the display surface. Capacitive touch sensors can determine the position of a finger, electrostatic touch pen, etc., but cannot detect the pressure applied to the display. Therefore, many of them are equipped with a pressure-sensitive sensor that can detect the push-in to detect the difference in the touch method. However, the built-in pressure sensor increases the number of parts of the information terminal device.
  • One aspect of the present invention is to provide an electronic device capable of detecting a difference in touching method.
  • one aspect of the present invention is to provide an electronic device capable of detecting a difference in touching method with a small number of parts.
  • one of the problems of the uniform state of the present invention is to provide an electronic device capable of performing various processes with a simple operation.
  • one aspect of the present invention is to provide a new electronic device.
  • One aspect of the present invention is an electronic device having a control unit and a display unit.
  • the display unit has a function of displaying an image on the screen and also has a detection unit.
  • the detection unit has a function of detecting a touch operation and a function of capturing an image of the detected object touching the screen at least twice.
  • the control unit calculates the difference between the area of the object to be detected in the first imaging and the area of the object to be detected in the second imaging, and executes different processing depending on whether the difference is larger or smaller than the reference. Has a function.
  • another aspect of the present invention is an electronic device having a control unit, a display unit, and a storage unit.
  • the display unit has a function of displaying an image on the screen and also has a detection unit.
  • the detection unit has a function of detecting a touch operation and a function of photographing an object to be detected that touches the screen.
  • the control unit has a function of acquiring information on the contact area of the detected object from the data captured by the detection unit.
  • the storage unit has a function of holding information on the reference contact area registered in advance.
  • the control unit has a function of executing different processes depending on whether the contact area of the object to be detected is larger than the reference contact area or smaller than the reference contact area.
  • another aspect of the present invention is an electronic device having a control unit, a display unit, and a storage unit.
  • the display unit has a function of displaying an image on the screen and also has a detection unit.
  • the detection unit has a function of detecting a touch operation on the screen and a function of capturing an image of a finger touching the screen.
  • the control unit has a function of acquiring information on the contact area of the finger and fingerprint information of the finger from the data captured by the detection unit.
  • the storage unit has a function of holding fingerprint information for collation and information on the reference contact area, which are registered in advance.
  • the control unit has a function of collating the fingerprint information of the finger with the fingerprint information for collation, and when the fingerprint information of the finger and the fingerprint information for collation match, the contact area of the finger is larger than the reference contact area. It has a function of executing different processes depending on whether the case is small or small.
  • the display unit has a function of capturing an image using a plurality of pixels and the entire display area.
  • the pixel has a light emitting element and a light receiving element, and the light emitting element and the light receiving element are provided on the same surface.
  • the light emitting element preferably has a laminated structure in which the first electrode, the light emitting layer, and the common electrode are laminated.
  • the light receiving element preferably has a laminated structure in which a second electrode, an active layer, and a common electrode are laminated.
  • the light emitting layer and the active layer contain organic compounds different from each other.
  • the first electrode and the second electrode are provided on the same surface so as to be separated from each other, and the common electrode is provided so as to cover the light emitting layer and the active layer.
  • the light emitting element preferably has a laminated structure in which the first electrode, the common layer, the light emitting layer, and the common electrode are laminated.
  • the light receiving element preferably has a laminated structure in which the second electrode, the common layer, the active layer, and the common electrode are laminated.
  • the light emitting layer and the active layer contain organic compounds different from each other.
  • the first electrode and the second electrode are provided so as to be separated from each other on the same surface, the common electrode is provided so as to cover the light emitting layer and the active layer, and the common layer is provided as the first electrode and the second electrode. It is preferable that the electrode is provided so as to cover the electrode.
  • the light emitting element has a function of emitting visible light
  • the light receiving element has a function of receiving visible light emitted by the light emitting element
  • the light emitting element has a function of emitting infrared light and the light receiving element has a function of receiving infrared light emitted by the light emitting element.
  • an electronic device capable of detecting a difference in touching method.
  • one aspect of the present invention can provide a novel electronic device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of how the device operates.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of how the device operates.
  • 4A and 4B are diagrams showing a state in which a finger is imaged and the imaged data thereof.
  • 5A and 5B are diagrams showing the contact area of a finger that changes with the passage of time.
  • 6A to 6D and 6F are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 6E and 6G are diagrams showing an example of an image captured by the display device.
  • 6H and 6J to 6L are top views showing an example of pixels.
  • 7A to 7G are top views showing an example of pixels.
  • FIG. 8A and 8B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 9A and 9B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 10A to 10C are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • 11B and 11C are views showing an example of the upper surface layout of the resin layer.
  • FIG. 12 is a perspective view showing an example of the display device.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • 15B is a cross-sectional view showing an example of a transistor.
  • 16A and 16B are circuit diagrams showing an example of a pixel circuit.
  • 17A and 17B are diagrams showing an example of an electronic device.
  • 18A to 18D are diagrams showing an example of an electronic device.
  • 19A to 19F 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 electronic device of one aspect of the present invention can recognize the difference in touching method by detecting the contact area of the object to be detected. As a result, the electronic device can perform different processes depending on the touch method. In particular, it is preferable to operate the electronic device of one aspect of the present invention using an object having a variable contact area, such as a finger or a pen having a rubber tip.
  • the electronic device captures an image of the object to be detected touching the screen to acquire information on the contact area, and the contact area of the object to be detected is a standard contact area registered in advance. It is possible to execute different processing depending on whether it is larger or smaller than. Thereby, for example, different processes can be executed depending on whether the screen is strongly touched or weakly touched.
  • the electronic device of one aspect of the present invention can take an image of the object to be detected that touches the screen, acquire information on the contact area, and execute processing according to the change in the contact area of the object to be detected.
  • the object to be detected can be imaged twice, the difference in contact area between the first and second objects to be detected can be calculated, and different processes can be executed depending on whether the object is larger or smaller than the reference. Thereby, for example, even when the screen is held down for a long time, different processes can be executed depending on whether the screen is held down with the same strength while being touched and when the screen is pressed more strongly after being touched.
  • the detection of the touch operation and the imaging of the detected object can be performed on the display unit. Then, the information on the contact area of the detected object can be acquired from the imaged data of the detected object, and the difference in the touching method can be recognized. Therefore, since it is not necessary to separately mount a pressure sensor or the like, it is possible to realize a multifunctional device with a small number of parts.
  • the electronic device of one aspect of the present invention may have a function of acquiring a fingerprint of a finger touching the screen and executing a user authentication process using the fingerprint.
  • a device with an extremely high security level can be realized.
  • the processing is not executed unless the fingerprint information and the size or change pattern of the contact area are stored in the device and both the fingerprint information and the size or change pattern of the contact area are matched. Can be set.
  • it may have a function of executing a user authentication process using not only a fingerprint but also a palm print.
  • the image to be detected can be imaged on the display unit. Therefore, the fingerprint information of the detected object can be acquired from the data obtained by capturing the image of the finger touching the screen. Therefore, since it is not necessary to separately mount a fingerprint sensor or the like, a multifunctional device can be realized with a small number of parts.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a device 10 according to an aspect of the present invention.
  • the device 10 includes a control unit 11, a display unit 12, and a storage unit 13.
  • the display unit 12 has a detection unit 21.
  • the device 10 can be used as an electronic device such as an information terminal device.
  • the display unit 12 has a function of displaying an image, a function of detecting a touch operation, and a function of photographing an object to be detected. It is preferable that the display unit 12 further has a function of acquiring fingerprint information of a finger touching a screen or the like.
  • the display unit 12 has the detection unit 21.
  • the detection unit 21 is a part of the display unit 12 that has a function of detecting a touch operation, a function of photographing an object to be detected, and a function of acquiring fingerprint information.
  • the display unit 12 can also be referred to as a touch panel with a fingerprint information acquisition function.
  • a display device described in detail in the second embodiment can be used for the display unit 12.
  • the detection unit 21 has a function of outputting information on the position touched by the detected object on the screen to the control unit 11. Further, the detection unit 21 has a function of capturing an image of the object to be detected touching the screen and outputting the image information to the control unit 11.
  • the display unit 12 can image the touched object to be detected at any position on the screen. That is, it is preferable that the range in which the touch sensor functions on the screen and the range in which the information on the contact area of the object to be detected (furthermore, the fingerprint information) can be acquired coincide with or substantially match.
  • FIG. 1 shows an example in which the display unit 12 includes the detection unit 21, these may be provided separately.
  • a detection unit used for detecting the touch operation and a detection unit used for acquiring fingerprint information may be provided separately.
  • a detection unit that acquires fingerprint information may be included in the display unit, and a detection unit that detects a touch operation may be provided independently of the display unit.
  • a display device having a detection unit for acquiring fingerprint information may be used with the display device described in detail in the second embodiment, and a capacitance type touch sensor may be used for the detection unit for detecting the touch operation. Good.
  • the storage unit 13 has a function of holding information on a reference contact area. Further, it is preferable that the storage unit 13 has a function of holding the fingerprint information of the user registered in advance.
  • the storage unit 13 can output the contact area information (furthermore, fingerprint information) to the control unit 11 in response to the request of the control unit 11.
  • the contact area information may be registered in the device 10 in advance, or may be appropriately registered by the user.
  • Examples of the reference contact area information include a reference for the size of the contact area and a reference for the amount of change in the contact area.
  • the control unit 11 can determine whether or not the contact area of the object to be detected is larger than the reference contact area, and determine the process to be executed.
  • the control unit 11 can determine whether or not the change in the contact area of the object to be detected is larger than the amount of change in the contact area that serves as the reference, and determine the process to be executed.
  • the storage unit 13 holds fingerprint information of all fingers used by the user to operate the screen. For example, it is possible to hold two fingerprint information of the index finger of the user's right hand and the index finger of the left hand. In addition to this, it is preferable to retain one or more fingerprint information of the middle finger, ring finger, little finger, and thumb.
  • the control unit 11 has a function of requesting the detection unit 21 to take an image of the detected object when the detection unit 21 detects a touch operation. Then, the control unit 11 has a function of acquiring information on the contact area of the detected body from the imaging data of the detected body input from the detection unit 21. The control unit 11 has a function of collating the information on the contact area of the detected object with the information on the reference contact area registered in the storage unit 13 in advance.
  • control unit 11 may have a function of acquiring information on the amount of change in the contact area of the detected object from at least two imaging data input from the detection unit 21. At this time, the control unit 11 collates the information on the amount of change in the contact area with the information on the amount of change in the contact area as a reference registered in advance in the storage unit 13, and executes processing according to the collation result. Is preferable.
  • control unit 11 has a function of acquiring fingerprint information from the image pickup data of the detected object input from the detection unit 21. Further, it is preferable that the control unit 11 has a function of collating the fingerprint information of the detected object with the fingerprint information registered in advance in the storage unit 13.
  • control unit 11 determines that the fingerprint information of the detected object matches the registered fingerprint information
  • the control unit 11 executes a process according to the matching result of the contact area.
  • the control unit 11 does not execute the process when it is determined that the two fingerprint information do not match.
  • the fingerprint authentication method executed by the control unit 11 for example, a method such as a template matching method in which two images are compared and their similarity is used, or a pattern matching method can be used. Further, the fingerprint authentication process may be executed by inference using machine learning. At this time, it is particularly preferable to perform inference using a neural network.
  • control unit 11 can function as, for example, a central processing unit (CPU: Central Processing Unit).
  • CPU Central Processing Unit
  • the control unit 11 performs various data processing and program control by interpreting and executing instructions from various programs by the processor.
  • the program that can be executed by the processor may be stored in the memory area of the processor or may be stored in the storage unit 13.
  • FIG. 1 is a flowchart relating to the operation of the device 10. The flowchart shown in FIG. 2 has steps S1 to S7.
  • step S1 the detection unit 21 detects the touch operation. If a touch is detected, the process proceeds to step S2. If the touch operation is not performed, the process waits until the touch operation is performed (the process proceeds to step S1 again).
  • step S2 the detection unit 21 performs the first imaging, and the object to be detected is imaged.
  • the detection unit 21 outputs the acquired imaging data to the control unit 11.
  • step S3 the detection unit 21 performs a second image pickup, and the object to be detected is imaged in the same manner as the first image pickup.
  • the detection unit 21 outputs the acquired imaging data to the control unit 11.
  • step S4 the control unit 11 acquires information on the contact area of the detected object from the imaging data acquired by the detection unit 21. Then, the control unit 11 calculates the difference between the contact area of the detected object in the first imaging and the contact area of the detected object in the second imaging.
  • step S5 the control unit 11 determines whether or not the difference between the contact area of the detected object in the first imaging and the contact area of the detected object in the second imaging is larger than the reference. In the present embodiment, if it is larger than the reference, the process proceeds to step S6, and if it is below the reference, the process proceeds to step S7.
  • step S6 the control unit 11 executes the first process.
  • any application can be launched.
  • step S7 the control unit 11 executes the second process. For example, any application can be terminated.
  • the process to be executed is determined by performing imaging only once and determining whether or not the contact area of the object to be detected in the imaging is larger than the reference contact area registered in the storage unit 13 in advance. You may. That is, it is not necessary to have step S3 shown in FIG. At this time, an image is taken in step S2, and the contact area of the object to be detected in the image is acquired in step S4. Then, in step S5, the process to be executed can be determined by determining whether or not the contact area of the detected object is larger than the reference contact area registered in the storage unit 13 in advance.
  • FIG. 3 is a flowchart relating to the operation of the device 10. The flowchart shown in FIG. 3 has steps S11 to S17.
  • step S11 the detection unit 21 detects the touch operation. If a touch operation is detected, the process proceeds to step S12. If the touch operation is not performed, the process waits until the touch operation is performed (the process proceeds to step S11 again).
  • step S12 the detection unit 21 performs the first imaging, and the object to be detected is imaged.
  • the detection unit 21 outputs the acquired imaging data to the control unit 11.
  • step S13 the detection unit 21 performs a second image pickup, and the object to be detected is imaged in the same manner as the first image pickup.
  • the detection unit 21 outputs the acquired imaging data to the control unit 11.
  • Step S14 is process A.
  • the control unit 11 acquires information on the contact area of the detected object from the imaging data acquired by the detection unit 21. Then, the control unit 11 calculates the difference between the contact area of the detected object in the first imaging and the contact area of the detected object in the second imaging.
  • Step S15 is process B.
  • the control unit 11 acquires fingerprint information of the detected object from the imaging data acquired by the detection unit 21. Then, the control unit 11 collates the fingerprint information. Specifically, the fingerprint information held in the storage unit 13 and the fingerprint information acquired by the detection unit 21 are collated, and it is determined whether or not they match.
  • step S16 the control unit 11 determines that the information obtained from step S12 to step S15 is the fingerprint information held in the storage unit 13 and the size of the contact area or the pattern of change in the size. Determine if both are met. That is, the control unit 11 determines whether both the process A and the process B satisfy the conditions. Examples of the condition of the process A include a condition that the difference in the contact area of the objects to be detected calculated in step S14 is larger than the reference.
  • the condition of the process B includes a condition that the fingerprint information held in the storage unit 13 collated in step S15 and the fingerprint information acquired by the detection unit 21 match. If both the conditions of process A and process B are satisfied, the process proceeds to step S17.
  • step S11 if the condition is not satisfied by either one, the process proceeds to step S11. That is, if different users touch it, the predetermined process is not executed. Further, even if a specific user touches the touch, if the touch is kept pressed with the same strength, the predetermined process is not executed.
  • step S17 the control unit 11 executes a predetermined process. For example, you can unlock a locked folder and open it.
  • 4A and 4B show a side view of a finger being imaged and the imaged data thereof.
  • FIG. 4A schematically shows the display unit 20, the finger 22, the captured image 23 of the finger, and the reference contact area 24 registered in advance.
  • the fingertip of the finger 22 touches the upper surface of the display unit 20.
  • the display unit 20 captures the captured image 23 of the finger 22, and the contact region 22A of the finger 22 is captured in the lower region of the captured image 23. Since the area of the contact area 22A of the finger 22 (which can also be said to be the contact area) in the captured image 23 is larger than the reference contact area 24, the first process is executed.
  • FIG. 4B schematically shows the display unit 20, the finger 22, the captured image 25, and the reference contact area 24.
  • the fingertip of the finger 22 touches the upper surface of the display unit 20.
  • the display unit 20 captures the captured image 25 of the finger 22, and the contact region 22A of the finger 22 is captured in the upper region of the captured image 25. Since the area of the contact area 22A of the finger 22 in the captured image 25 is smaller than the reference contact area 24, the second process is executed.
  • the display unit can image the touched object to be detected at any position on the screen. As a result, no matter which part of the display unit is touched, the contact area is compared with the reference contact area and the process is executed.
  • FIG. 5 shows the contact area of the finger that changes with time.
  • FIG. 5A schematically shows the display unit 20, the finger 22, the first captured image 26, and the second captured image 27.
  • the finger 22 touches the display unit 20, and the area of the contact region 22A increases with the passage of time.
  • the difference in the area of the contact area 22A between the first captured image 26 and the second captured image 27 is calculated, and when the difference is larger than the amount of change in the reference contact area, the first process is executed.
  • the frequency of imaging and the interval of imaging can be set as appropriate.
  • FIG. 5B schematically shows the display unit 20, the finger 22, the first captured image 28, and the second captured image 29.
  • the finger 22 touches the display unit 20, and the change in the area of the contact region 22A with the passage of time is smaller than that in FIG. 5A.
  • the second process is executed.
  • the display device of the present embodiment can be suitably used for the display unit of the device described in the first embodiment.
  • the display unit of the display device has a function of displaying an image by using a light emitting element (also referred to as a light emitting device). Further, the display unit has one or both of an imaging function and a sensing function.
  • a light emitting element also referred to as a light emitting device
  • the display device of one aspect of the present invention includes a light receiving element (also referred to as a light receiving device) and a light emitting element.
  • the display device according to one aspect of the present invention has a light emitting / receiving element (also referred to as a light receiving / emitting device) and a light emitting element.
  • the display device of one aspect of the present invention has a light receiving element and a light emitting element in the display unit.
  • light emitting elements are arranged in a matrix on the display unit, and an image can be displayed on the display unit.
  • light receiving elements are arranged in a matrix on the display unit, and the display unit has one or both of an imaging function and a sensing function.
  • the display unit can be used for an image sensor or a touch sensor. That is, by detecting the light on the display unit, it is possible to capture an image and detect the proximity or contact of an object (finger, pen, etc.).
  • the light emitting element 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 element when the object reflects (or scatters) the light emitted by the light emitting element of the display unit, the light receiving element can detect the reflected light (or scattered light), so that the place is dark.
  • the light receiving element can detect the reflected light (or scattered light), so that the place is dark.
  • the display device of one aspect of the present invention has a function of displaying an image by using a light emitting element. That is, the light emitting element functions as a display element (also referred to as a display device).
  • an EL element also referred to as an EL device
  • an OLED Organic Light Emitting Diode
  • QLED Quadantum-dot Light Emitting Diode
  • the light emitting substances of the EL element 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 one aspect of the present invention has a function of detecting light by using a light receiving element.
  • the display device can capture an image by using the light receiving element.
  • the display device of this embodiment can be used as a scanner.
  • an image sensor can be used to acquire data related to biological information such as fingerprints and palm prints.
  • the display device can incorporate a biometric authentication sensor.
  • a biometric authentication sensor By incorporating a biometric authentication sensor in the display device, 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 display device can detect the proximity or contact of the object by using the light receiving element.
  • the light receiving element for example, a pn type or pin type photodiode can be used.
  • the light receiving element functions as a photoelectric conversion element (also referred to as a photoelectric conversion device) that detects light incident on the light receiving element and generates an electric charge.
  • the amount of charge generated from the light receiving element is determined based on the amount of light incident on the light receiving element.
  • organic photodiode having a layer containing an organic compound as the light receiving element.
  • 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 element (also referred to as an organic EL device) is used as a light emitting element, and an organic photodiode is used as a light receiving element.
  • the organic EL element 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 element.
  • one of the pair of electrodes can be a common layer for the light receiving element and the light emitting element.
  • the light receiving element and the light emitting element may have the same configuration except that the light receiving element has an active layer and the light emitting element has a light emitting layer. That is, the light receiving element can be manufactured only by replacing the light emitting layer of the light emitting element with the active layer.
  • a display device having a light receiving element can be manufactured by using the existing manufacturing device and manufacturing method of the display device.
  • the layer that the light receiving element and the light emitting element have in common may have different functions in the light emitting element and those in the light receiving element.
  • the components are referred to based on the function in the light emitting element.
  • the hole injection layer functions as a hole injection layer in the light emitting element and as a hole transport layer in the light receiving element.
  • the electron injection layer functions as an electron injection layer in the light emitting element and as an electron transport layer in the light receiving element.
  • the layer that the light receiving element and the light emitting element have in common may have the same function in the light emitting element and the function in the light receiving element.
  • the hole transport layer functions as a hole transport layer in both the light emitting element and the light receiving element
  • the electron transport layer functions as an electron transport layer in both the light emitting element and the light receiving element.
  • the sub-pixel exhibiting any color has a light emitting / receiving element instead of the light emitting element, and the sub pixel exhibiting the other color has a light emitting element.
  • the light receiving / receiving element has both a function of emitting light (light emitting function) and a function of receiving light (light receiving function). For example, when a pixel has three sub-pixels of a red sub-pixel, a green sub-pixel, and a blue sub-pixel, at least one sub-pixel has a light-receiving element and the other sub-pixel has a light-emitting element. It is configured. Therefore, the display unit of the display device according to one aspect of the present invention has a function of displaying an image by using both the light emitting / receiving element and the light emitting element.
  • the light receiving / receiving element also serves as a light emitting element and a light receiving element, it is possible to impart a light receiving function to the pixels without increasing the number of sub-pixels included in the pixels.
  • one or both of the imaging function and the sensing function can be added to the display unit of the display device while maintaining the aperture ratio of the pixels (aperture ratio of each sub-pixel) and the fineness of the display device. .. Therefore, in the display device of one aspect of the present invention, the aperture ratio of the pixels can be increased and the definition can be easily increased as compared with the case where the sub-pixels having a light receiving element are provided separately from the sub-pixels having a light emitting element. is there.
  • a light emitting / receiving element and a light emitting element are arranged in a matrix on the display unit, and an image can be displayed on the display unit.
  • the display unit can be used for an image sensor or a touch sensor.
  • the light emitting element 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 and emitting element can detect the reflected light (or scattered light), so that it is dark. It is possible to capture images and detect touch operations even in places.
  • the light receiving / receiving element can be manufactured by combining an organic EL element and an organic photodiode.
  • a light emitting / receiving element can be manufactured by adding an active layer of an organic photodiode to a laminated structure of an organic EL element.
  • an increase in the film forming process can be suppressed by collectively forming a layer having a structure common to that of the organic EL element.
  • one of the pair of electrodes can be a common layer for the light receiving element and the light emitting element.
  • 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 emitting / receiving element and the light emitting element.
  • the light receiving element and the light emitting element may have the same configuration except for the presence or absence of the active layer of the light receiving element. That is, a light emitting / receiving element can be manufactured only by adding the active layer of the light receiving element to the light emitting element.
  • a display device having a light receiving / receiving element can be manufactured by using the existing manufacturing device and manufacturing method of the display device.
  • the layer of the light emitting / receiving element may have different functions depending on whether the light receiving / receiving element functions as a light receiving element or a light emitting element.
  • the constituent elements are referred to based on the function when the light emitting / receiving element functions as a light emitting element.
  • the hole injection layer functions as a hole injection layer when the light receiving / receiving element functions as a light emitting element, and functions as a hole transporting layer when the light receiving / receiving element functions as a light receiving element.
  • the electron injection layer functions as an electron injection layer when the light receiving / receiving element functions as a light emitting element, and functions as an electron transporting layer when the light receiving / receiving element functions as a light receiving element.
  • the layer included in the light emitting / receiving element may have the same function depending on whether the light receiving / receiving element functions as a light receiving element or a light emitting element.
  • the hole transport layer functions as a hole transport layer regardless of whether it functions as a light emitting element or a light receiving element, and the electron transport layer functions as either a light emitting element or a light receiving element. Functions as.
  • the display device of the present embodiment has a function of displaying an image by using a light emitting element and a light receiving / receiving element. That is, the light emitting element and the light receiving / receiving element function as display elements.
  • the display device of the present embodiment has a function of detecting light by using a light receiving / receiving element.
  • the light receiving / receiving element can detect light having a shorter wavelength than the light emitted by the light receiving / emitting element itself.
  • the display device of the present embodiment can capture an image by using the light receiving / receiving element.
  • the display device of this embodiment can be used as a scanner.
  • the display device of the present embodiment can detect the proximity or contact of the object by using the light receiving / receiving element.
  • the light receiving / receiving element functions as a photoelectric conversion element that detects light incident on the light emitting / receiving element and generates an electric charge.
  • the amount of electric charge generated from the light receiving and emitting element is determined based on the amount of light incident on the light receiving and emitting element.
  • the light receiving / receiving element can be manufactured by adding an active layer of the light receiving element to the structure of the light emitting element.
  • a pn type or pin type photodiode structure can be applied to the light receiving / receiving element.
  • 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.
  • Display device 6A to 6D and 6F show cross-sectional views of the display device according to one aspect of the present invention.
  • the display device 200A shown in FIG. 6A has a layer 203 having a light receiving element, a functional layer 205, and a layer 207 having a light emitting element between the substrate 201 and the substrate 209.
  • the display device 200A has a configuration in which red (R), green (G), and blue (B) lights are emitted from the layer 207 having a light emitting element.
  • the light receiving element included in the layer 203 having the light receiving element can detect the light incident from the outside of the display device 200A.
  • the display device 200B shown in FIG. 6B has a layer 204 having a light emitting / receiving element, a functional layer 205, and a layer 207 having a light emitting element between the substrate 201 and the substrate 209.
  • the display device 200B has a configuration in which green (G) light and blue (B) light are emitted from the layer 207 having a light emitting element, and red (R) light is emitted from the layer 204 having a light emitting / receiving element. is there.
  • the color of the light emitted by the layer 204 having the light emitting / receiving element is not limited to red.
  • the color of the light emitted by the layer 207 having the light emitting element is not limited to the combination of green and blue.
  • the light emitting / receiving element included in the layer 204 having the light receiving / receiving element can detect the light incident from the outside of the display device 200B.
  • the light receiving / receiving element can detect, for example, one or both of green (G) light and blue (B) light.
  • the functional layer 205 has a circuit for driving a light receiving element or a light emitting / receiving element, and a circuit for driving the light emitting element.
  • the functional layer 205 may be provided with switches, transistors, capacitances, resistors, wirings, terminals and the like. When the light emitting element and the light receiving element are driven by the passive matrix method, a switch or a transistor may not be provided.
  • the display device of one aspect of the present invention may have a function (function as a touch panel) of detecting an object such as a finger in contact with the display device. For example, as shown in FIG. 6C, when the light emitted by the light emitting element in the layer 207 having the light emitting element is reflected by the finger 202 in contact with the display device 200A, the light receiving element in the layer 203 having the light receiving element reflects the light. Detect light. Thereby, it is possible to detect that the finger 202 has come into contact with the display device 200A.
  • the light emitted by the light emitting element in the layer 207 having the light emitting element is reflected by the finger in contact with the display device 200B, so that the light receiving element in the layer 204 having the light receiving element reflects the reflected light. Can be detected.
  • the case where the light emitted from the light emitting element is reflected by the object will be described as an example, but the light may be scattered by the object.
  • 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.
  • the display device of one aspect of the present invention may have a function of detecting the fingerprint of the finger 202.
  • FIG. 6E shows an image diagram of an image captured by the display device of one aspect of the present invention.
  • the outline of the finger 202 is shown by a broken line and the outline of the contact portion 261 is shown by a dashed-dotted line within the imaging range 263.
  • An image of a high-contrast fingerprint 262 can be captured by the difference in the amount of light incident on the light receiving element (or the light receiving / emitting element) in the contact portion 261.
  • the display device of one aspect of the present invention can also function as a pen tablet.
  • FIG. 6F shows a state in which the tip of the stylus 208 is in contact with the substrate 209 and is slid in the direction of the broken line arrow.
  • the scattered light scattered at the tip of the stylus 208 and the contact surface of the substrate 209 is incident on the light receiving element (or light emitting / receiving element) located at the portion overlapping the contact surface, so that the stylus is stylus.
  • the position of the tip of 208 can be detected with high accuracy.
  • FIG. 6G shows an example of the locus 266 of the stylus 208 detected by the display device of one aspect of the present invention. Since the display device of one aspect of the present invention can detect the position of the object to be detected such as the stylus 208 with high position accuracy, it is also possible to perform high-definition drawing in a drawing application or the like. Further, unlike the case where a capacitance type touch sensor or an electromagnetic induction type touch pen is used, the position can be detected even with a highly insulating object to be detected, so that the tip of the stylus 208 can be detected. Any material can be used, and various writing instruments (for example, a brush, a glass pen, a quill pen, etc.) can be used.
  • various writing instruments for example, a brush, a glass pen, a quill pen, etc.
  • the display device of one aspect of the present invention has a plurality of pixels arranged in a matrix.
  • One pixel has a plurality of sub-pixels.
  • One sub-pixel has one light emitting element, one light receiving element, or one light receiving element.
  • Each of the plurality of pixels has one or more of a sub-pixel having a light emitting element, a sub pixel having a light receiving element, and a sub pixel having a light receiving element.
  • a pixel has a plurality of (for example, three or four) sub-pixels having a light emitting element, and one sub-pixel having a light receiving element.
  • the light receiving element may be provided on all pixels or may be provided on some pixels. Further, one pixel may have a plurality of light receiving elements. Further, one light receiving element may be provided over a plurality of pixels. The definition of the light receiving element and the definition of the light emitting element may be different from each other.
  • the three sub-pixels include sub-pixels of three colors R, G, and B, yellow (Y), cyan (C), and magenta (M). Examples include three-color sub-pixels.
  • the four sub-pixels include four sub-pixels of R, G, B, and white (W), and four colors of R, G, B, and Y. Sub-pixels and the like can be mentioned.
  • 6H, 6J, 6K, and 6L show an example of a pixel having a plurality of sub-pixels having a light emitting element and one sub-pixel having a light receiving element.
  • the arrangement of the sub-pixels shown in the present embodiment is not limited to the order shown. For example, the positions of the sub-pixel (B) and the sub-pixel (G) may be reversed.
  • the pixels shown in FIGS. 6H, 6J, and 6K are a sub-pixel (PD) having a light receiving function, a sub-pixel (R) exhibiting red light, a sub-pixel (G) exhibiting green light, and It has a sub-pixel (B) that exhibits blue light.
  • PD sub-pixel
  • R sub-pixel
  • G sub-pixel
  • B sub-pixel
  • a matrix array is applied to the pixels shown in FIG. 6H, and a stripe array is applied to the pixels shown in FIG. 6J.
  • a sub-pixel (R) exhibiting red light, a sub-pixel (G) exhibiting green light, and a sub-pixel (B) exhibiting blue light are arranged in a horizontal row.
  • a sub-pixel (PD) having a light receiving function is arranged below. That is, in FIG. 6K, the sub-pixel (R), the sub-pixel (G), and the sub-pixel (B) are arranged in the same row as each other, and are arranged in a row different from the sub-pixel (PD).
  • the pixel shown in FIG. 6L has a sub-pixel (X) that exhibits light other than R, G, and B, in addition to the pixel configuration shown in FIG. 6K.
  • Examples of light other than R, G, and B include light such as white (W), yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and infrared light (IR).
  • the sub-pixel (PD) having a light receiving function has a function of detecting infrared light.
  • the sub-pixel (PD) having a light receiving function may have a function of detecting both visible light and infrared light.
  • the wavelength of light detected by the light receiving element can be determined according to the application of the sensor.
  • the pixel has a plurality of sub-pixels having a light emitting element and one sub pixel having a light emitting / receiving element.
  • one or both of the imaging function and the sensing function are displayed in the display unit without reducing the aperture ratio and the definition. Can be added.
  • the light receiving / receiving element may be provided in all the pixels or may be provided in some of the pixels. Further, one pixel may have a plurality of light receiving / receiving elements.
  • 7A to 7D show an example of a pixel having a plurality of sub-pixels having a light emitting element and one sub-pixel having a light emitting / receiving element.
  • the pixels shown in FIG. 7A have a stripe arrangement applied to them, and emit red light and sub-pixels (R / PD) having a light receiving function, sub-pixels (G) exhibiting green light, and blue light. It has a sub-pixel (B) to be presented.
  • R / PD red light and sub-pixels
  • G sub-pixels
  • B sub-pixel
  • a display device having a light receiving function in the pixel can be manufactured by replacing the light emitting element used for the sub pixel of R with a light receiving element. it can.
  • the pixels shown in FIG. 7B are sub-pixels (RPD) that exhibit red light and have a light receiving function, sub-pixels (G) that exhibit green light, and sub-pixels (B) that exhibit blue light.
  • RPD sub-pixels
  • the sub-pixels (R / PD) are arranged in different columns from the sub-pixel (G) and the sub-pixel (B).
  • Sub-pixels (G) and sub-pixels (B) are alternately arranged in the same column, one in odd rows and the other in even rows.
  • the sub-pixels arranged in a row different from the sub-pixels of other colors are not limited to red (R), but may be green (G) or blue (B).
  • a matrix arrangement is applied, and sub-pixels (R / PD) having a light receiving function, sub-pixels (R / PD) exhibiting red light, sub-pixels (G) exhibiting green light, and sub-pixels exhibiting blue light. It has a pixel (B) and a sub-pixel (X) that exhibits light other than R, G, and B. Even in a display device in which the pixels are composed of four sub-pixels of R, G, B, and X, a display device having a light receiving function in the pixels is manufactured by replacing the light emitting element used for the sub pixel of R with a light receiving element. can do.
  • FIG. 7D shows two pixels, and one pixel is composed of three sub-pixels surrounded by a dotted line.
  • the pixels shown in FIG. 7D are a sub-pixel (R / PD) that exhibits red light and has a light receiving function, a sub-pixel (G) that exhibits green light, and a sub-pixel (B) that exhibits blue light.
  • R / PD sub-pixel
  • G sub-pixel
  • B sub-pixel
  • the sub-pixel (G) is arranged in the same row as the sub-pixel (R / PD), and the sub-pixel (B) is arranged in the same column as the sub-pixel (G).
  • the sub-pixels (R / PD), sub-pixels (G), and sub-pixels (B) are repeatedly arranged in both the odd-numbered rows and the even-numbered rows, and in each column.
  • Sub-pixels of different colors are arranged in the odd-numbered rows and the even-numbered rows.
  • FIG. 7E shows four pixels to which the pentile array is applied, and the two adjacent pixels have sub-pixels that exhibit two colors of light in different combinations.
  • the shape of the sub-pixel shown in FIG. 7E indicates the shape of the upper surface of the light emitting element or the light emitting / receiving element of the sub pixel.
  • FIG. 7F is a modification of the pixel array shown in FIG. 7E.
  • the upper left pixel and the lower right pixel shown in FIG. 7E have a sub-pixel (R / PD) that exhibits red light and has a light receiving function, and a sub pixel (G) that exhibits green light.
  • the lower left pixel and the upper right pixel shown in FIG. 7E have a sub-pixel (G) exhibiting green light and a sub-pixel (B) exhibiting blue light.
  • the upper left pixel and the lower right pixel shown in FIG. 7F have a sub-pixel (R / PD) that exhibits red light and has a light receiving function, and a sub pixel (G) that exhibits green light.
  • the lower left pixel and the upper right pixel shown in FIG. 7F have a sub-pixel (R / PD) that exhibits red light and has a light receiving function, and a sub-pixel (B) that exhibits blue light.
  • each pixel is provided with a sub-pixel (G) that exhibits green light.
  • sub-pixels (R / PD) that exhibit red light and have a light receiving function are provided for each pixel. Since each pixel is provided with a sub-pixel having a light receiving function, the configuration shown in FIG. 7F can perform imaging with a higher definition than the configuration shown in FIG. 7E. Thereby, for example, the accuracy of biometric authentication can be improved.
  • the upper surface shapes of the light emitting element and the light receiving / receiving element are not particularly limited, and may be a circle, an ellipse, a polygon, a polygon with rounded corners, or the like.
  • FIG. 7E shows an example of being circular
  • FIG. 7F shows an example of being square.
  • the upper surface shapes of the light emitting element and the light receiving / receiving element of each color may be different from each other, or may be the same for some or all colors.
  • the aperture ratios of the sub-pixels of each color may be different from each other, and may be the same for some or all colors.
  • the aperture ratio of the sub-pixels (sub-pixels (G) in FIG. 7E and sub-pixels (R / PD) in FIG. 7F) provided in each pixel is made smaller than the aperture ratios of the sub-pixels of other colors. May be good.
  • FIG. 7G is a modification of the pixel array shown in FIG. 7F. Specifically, the configuration of FIG. 7G is obtained by rotating the configuration of FIG. 7F by 45 °. In FIG. 7F, it has been described that one pixel is composed of two sub-pixels, but as shown in FIG. 7G, it can be considered that one pixel is composed of four sub-pixels.
  • one pixel is composed of four sub-pixels surrounded by a dotted line.
  • One pixel has two sub-pixels (R / PD), one sub-pixel (G), and one sub-pixel (B).
  • R / PD sub-pixels
  • G sub-pixel
  • B sub-pixel
  • the definition of imaging can be double the route of definition of display.
  • p is an integer of 2 or more) first light emitting elements and q (q is an integer of 2 or more) second light emitting elements.
  • r is an integer larger than p and larger than q).
  • One of the first light emitting element and the second light emitting element emits green light, and the other emits blue light.
  • the light receiving / receiving element emits red light and has a light receiving function.
  • the light receiving / receiving element when the touch operation is detected by using the light receiving / receiving element, it is preferable that the light emitted from the light source is hard to be visually recognized by the user. Since blue light has lower visibility than green light, it is preferable to use a light emitting element that emits blue light as a light source. Therefore, it is preferable that the light receiving / receiving element has a function of receiving blue light.
  • pixels of various arrangements can be applied to the display device of the present embodiment.
  • 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 element is formed, a bottom emission type that emits light on the substrate side on which the light emitting element is formed, and both sides. It may be any of the dual emission type that emits light to the light.
  • a top emission type display device will be described as an example.
  • the display device 280A shown in FIG. 8A includes a light receiving element 270PD, a light emitting element 270R that emits red (R) light, a light emitting element 270G that emits green (G) light, and a light emitting element 270B that emits blue (B) light.
  • a light receiving element 270PD includes a light receiving element 270PD, a light emitting element 270R that emits red (R) light, a light emitting element 270G that emits green (G) light, and a light emitting element 270B that emits blue (B) light.
  • Each light emitting element has a pixel electrode 271, a hole injection layer 281, a hole transport layer 282, a light emitting layer, an electron transport layer 284, an electron injection layer 285, and a common electrode 275 laminated in this order.
  • the light emitting element 270R has a light emitting layer 283R
  • the light emitting element 270G has a light emitting layer 283G
  • the light emitting element 270B has a light emitting layer 283B.
  • the light emitting layer 283R has a light emitting substance that emits red light
  • the light emitting layer 283G has a light emitting substance that emits green light
  • the light emitting layer 283B has a light emitting substance that emits blue light.
  • the light emitting element is an electroluminescent element that emits light to the common electrode 275 side by applying a voltage between the pixel electrode 271 and the common electrode 275.
  • the light receiving element 270PD has a pixel electrode 271, a hole injection layer 281, a hole transport layer 282, an active layer 273, an electron transport layer 284, an electron injection layer 285, and a common electrode 275 stacked in this order.
  • the light receiving element 270PD is a photoelectric conversion element that receives light incident from the outside of the display device 280A and converts it into an electric signal.
  • the pixel electrode 271 functions as an anode and the common electrode 275 functions as a cathode. That is, the light receiving element can detect the light incident on the light receiving element, generate an electric charge, and take it out as an electric current by driving the light receiving element by applying a reverse bias between the pixel electrode 271 and the common electrode 275.
  • an organic compound is used for the active layer 273 of the light receiving element 270PD.
  • the light receiving element 270PD can have a layer other than the active layer 273 having the same configuration as the light emitting element. Therefore, the light receiving element 270PD can be formed in parallel with the formation of the light emitting element only by adding the step of forming the active layer 273 to the manufacturing process of the light emitting element. Further, the light emitting element and the light receiving element 270PD can be formed on the same substrate. Therefore, the light receiving element 270PD can be built in the display device without significantly increasing the manufacturing process.
  • the display device 280A shows an example in which the light receiving element 270PD and the light emitting element have a common configuration except that the active layer 273 of the light receiving element 270PD and the light emitting layer 283 of the light emitting element are separately formed.
  • the configuration of the light receiving element 270PD and the light emitting element is not limited to this.
  • the light receiving element 270PD and the light emitting element may have layers that are separated from each other.
  • the light receiving element 270PD and the light emitting element preferably have one or more layers (common layers) that are commonly used. As a result, the light receiving element 270PD can be incorporated in the display device without significantly increasing the manufacturing process.
  • a conductive film that transmits visible light is used as 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.
  • a micro-optical resonator (microcavity) structure is applied to the light emitting element of the display device of the present embodiment. Therefore, one of the pair of electrodes of the light emitting element 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 element 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 element 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 light transmittance of the transparent electrode shall be 40% or more.
  • 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 or reflectance of the near-infrared light of these electrodes is the same as the transmittance or reflectance of visible light. It is preferable to satisfy the above numerical range.
  • the light emitting element has at least a light emitting layer 283.
  • the light emitting device includes a substance having a high hole injection property, a substance having a high hole transport property, a hole blocking material, a substance having a high electron transport property, a substance having a high electron transfer property, or a bipolar property. It may further have a layer containing the substance (substance having high electron transport property and hole transport property) and the like.
  • the light emitting element and the light receiving element may have one or more of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer having a common configuration. Further, the light emitting element and the light receiving element can form one or more of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the 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 injectability 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 benzoquinoline skeleton, a metal complex having an oxazole skeleton, a metal complex having a thiazole skeleton, and the like, as well as oxazole derivatives, triazole derivatives, and imidazole derivatives.
  • ⁇ electron deficiency including oxazole derivative, thiazole derivative, phenanthroline derivative, quinoline derivative having quinoline ligand, benzoquinoline derivative, quinoxalin derivative, dibenzoquinoxalin 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 injection property 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.
  • the light emitting layer 283 is a layer containing a light emitting substance.
  • the light emitting layer 283 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. Further, as the luminescent substance, a substance that emits near-infrared light can also be used.
  • luminescent material examples include fluorescent materials, phosphorescent materials, TADF materials, quantum dot materials, and the like.
  • fluorescent material examples include pyrene derivative, anthracene derivative, triphenylene derivative, fluorene derivative, carbazole derivative, dibenzothiophene derivative, dibenzofuran derivative, dibenzoquinoxaline derivative, quinoxaline derivative, pyridine derivative, pyrimidine derivative, phenanthrene derivative, naphthalene derivative and the like. Be done.
  • an organic metal complex having a 4H-triazole skeleton, a 1H-triazole skeleton, an imidazole skeleton, a pyrimidine skeleton, a pyrazine skeleton, or a pyridine skeleton (particularly an iridium complex), or a phenylpyridine derivative having an electron-withdrawing group is arranged.
  • examples thereof include an organic metal complex (particularly an iridium complex), a platinum complex, and a rare earth metal complex as a ligand.
  • the light emitting layer 283 may have one or more kinds of organic compounds (host material, assist material, etc.) in addition to the light emitting substance (guest material).
  • organic compounds host material, assist material, etc.
  • guest material As one or more kinds of organic compounds, one or both of a hole transporting material and an electron transporting material can be used. Further, a bipolar material or a TADF material may be used as one or more kinds of organic compounds.
  • the light emitting layer 283 preferably has, for example, a phosphorescent material and a hole transporting material and an electron transporting material which are combinations that easily form an excitation complex.
  • ExTET Exciplex-Triplet Energy Transfer
  • a combination that forms an excitation complex that emits light that overlaps the wavelength of the absorption band on the lowest energy side of the luminescent material energy transfer becomes smooth and light emission can be obtained efficiently.
  • high efficiency, low voltage drive, and long life of the light emitting element can be realized at the same time.
  • the HOMO level (maximum occupied orbital level) of the hole-transporting material is equal to or higher than the HOMO level of the electron-transporting material.
  • the LUMO level (lowest empty orbital level) of the hole transporting material is equal to or higher than the LUMO level of the electron transporting material.
  • the LUMO and HOMO levels of the material can be derived from the electrochemical properties (reduction potential and oxidation potential) of the material as measured by cyclic voltammetry (CV) measurements.
  • the emission spectrum of the hole transporting material, the emission spectrum of the electron transporting material, and the emission spectrum of the mixed film in which these materials are mixed are compared, and the emission spectrum of the mixed film is the emission spectrum of each material. It can be confirmed by observing the phenomenon of shifting the wavelength longer than the spectrum (or having a new peak on the long wavelength side).
  • the transient photoluminescence (PL) of the hole-transporting material, the transient PL of the electron-transporting material, and the transient PL of the mixed membrane in which these materials are mixed are compared, and the transient PL lifetime of the mixed membrane is the transient of each material.
  • transient PL may be read as transient electroluminescence (EL). That is, the formation of the excited complex is confirmed by comparing the transient EL of the hole-transporting material, the transient EL of the material having electron-transporting property, and the transient EL of the mixed membrane of these, and observing the difference in the transient response. can do.
  • EL transient electroluminescence
  • the active layer 273 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 included in the active layer 273 is shown.
  • the light emitting layer 283 and the active layer 273 can be formed by the same method (for example, vacuum vapor deposition method), and the manufacturing apparatus can be shared, which is preferable.
  • n-type semiconductor material contained in the active layer 273 examples include electron-accepting organic semiconductor materials such as fullerenes (for example, C 60 , C 70, etc.) and fullerene derivatives.
  • Fullerenes have a soccer ball-like shape, and the shape is energetically stable.
  • Fullerenes have deep (low) both HOMO and LUMO levels. Since fullerenes have a deep LUMO level, they have extremely high electron acceptor properties. Normally, when ⁇ -electron conjugation (resonance) spreads in a plane like benzene, the electron donating property (donor property) increases, but since fullerenes have a spherical shape, ⁇ -electrons spread widely.
  • Both C 60 and C 70 have a wide absorption band in the visible light region, and C 70 is particularly preferable because it has a larger ⁇ -electron conjugated system than C 60 and also has a wide absorption band in the long wavelength region.
  • Examples of the material for the n-type semiconductor include a metal complex having a quinoline skeleton, a metal complex having a benzoquinoline skeleton, a metal complex having an oxazole skeleton, a metal complex having a thiazole skeleton, an oxazole derivative, a triazole derivative, and an imidazole derivative.
  • Examples of the material of the p-type semiconductor contained in the active layer 273 include copper (II) phthalocyanine (Coper (II) phthalocyanine; CuPc), tetraphenyldibenzoperichanine (DBP), zinc phthalocyanine (Zinc Phthalocyanine; Zinc Phthalocyanine). Examples thereof include electron-donating organic semiconductor materials such as phthalocyanine (SnPc) and quinacridone.
  • Examples of the material for the p-type semiconductor include a carbazole derivative, a thiophene derivative, a furan derivative, and a compound having an aromatic amine skeleton. Further, as the material of the p-type semiconductor, naphthalene derivative, anthracene derivative, pyrene derivative, triphenylene derivative, fluorene derivative, pyrrole derivative, benzofuran derivative, benzothiophene derivative, indole derivative, dibenzofuran derivative, dibenzothiophene derivative, indolocarbazole derivative, Examples thereof include porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, quinacridone derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, and polythiophene derivatives.
  • the HOMO level of the electron-donating organic semiconductor material is preferably shallower (higher) than the HOMO level of the electron-accepting organic semiconductor material.
  • the LUMO level of the electron-donating organic semiconductor material is preferably shallower (higher) than the LUMO level of the electron-accepting organic semiconductor material.
  • spherical fullerenes as the electron-accepting organic semiconductor material and to use an organic semiconductor material having a shape close to a plane as the electron-donating organic semiconductor material. Molecules of similar shape tend to gather together, and when molecules of the same type aggregate, the energy levels of the molecular orbitals are close, so carrier transportability can be improved.
  • the active layer 273 is preferably formed by co-depositing an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.
  • Either a low molecular weight compound or a high molecular weight compound can be used for the light emitting element and the light receiving element, and an inorganic compound may be contained.
  • the layers constituting the light emitting element and the light receiving element can be formed by a method such as a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, or a coating method, respectively.
  • the display device 280B shown in FIG. 8B is different from the display device 280A in that the light receiving element 270PD and the light emitting element 270R have the same configuration.
  • the light receiving element 270PD and the light emitting element 270R have an active layer 273 and a light emitting layer 283R in common.
  • the light receiving element 270PD has the same configuration as the light emitting element that emits light having a wavelength longer than that of the light to be detected.
  • the light receiving element 270PD having a configuration for detecting blue light can have the same configuration as one or both of the light emitting element 270R and the light emitting element 270G.
  • the light receiving element 270PD having a structure for detecting green light can have the same structure as the light emitting element 270R.
  • the number of film forming steps and the number of masks are compared with the configuration in which the light receiving element 270PD and the light emitting element 270R have layers that are separately formed from each other. Can be reduced. Therefore, the manufacturing process and manufacturing cost of the display device can be reduced.
  • the margin for misalignment can be narrowed as compared with the configuration in which the light receiving element 270PD and the light emitting element 270R have layers that are separately formed from each other. ..
  • the aperture ratio of the pixels can be increased, and the light extraction efficiency of the display device can be increased.
  • the life of the light emitting element can be extended.
  • the display device can express high brightness. It is also possible to increase the definition of the display device.
  • the light emitting layer 283R has a light emitting material that emits red light.
  • the active layer 273 has an organic compound that absorbs light having a wavelength shorter than red (for example, one or both of green light and blue light).
  • the active layer 273 preferably has an organic compound that does not easily absorb red light and absorbs light having a wavelength shorter than that of red. As a result, red light is efficiently extracted from the light emitting element 270R, and the light receiving element 270PD can detect light having a wavelength shorter than that of red with high accuracy.
  • the display device 280B an example in which the light emitting element 270R and the light receiving element 270PD have the same configuration is shown, but the light emitting element 270R and the light receiving element 270PD may have optical adjustment layers having different thicknesses.
  • the display device 280C shown in FIGS. 9A and 9B has a light emitting / receiving element 270R / PD that emits red (R) light and has a light receiving function, a light emitting element 270G that emits green (G) light, and blue ( It has a light emitting element 270B that emits the light of B).
  • Each light emitting element has a pixel electrode 271, a hole injection layer 281, a hole transport layer 282, a light emitting layer, an electron transport layer 284, an electron injection layer 285, and a common electrode 275 laminated in this order.
  • the light emitting element 270G has a light emitting layer 283G
  • the light emitting element 270B has a light emitting layer 283B.
  • the light emitting layer 283G has a light emitting substance that emits green light
  • the light emitting layer 283B has a light emitting substance that emits blue light.
  • the light emitting / receiving element 270R / PD includes a pixel electrode 271, a hole injection layer 281, a hole transport layer 282, an active layer 273, a light emitting layer 283R, an electron transport layer 284, an electron injection layer 285, and a common electrode 275 in this order. It has a stack.
  • the light emitting / receiving element 270R / PD of the display device 280C has the same configuration as the light emitting element 270R and the light receiving element 270PD of the display device 280B. Further, the light emitting elements 270G and 270B of the display device 280C have the same configuration as the light emitting elements 270G and 270B of the display device 280B.
  • FIG. 9A shows a case where the light emitting / receiving element 270R / PD functions as a light emitting element.
  • FIG. 9A shows an example in which the light emitting element 270B emits blue light, the light emitting element 270G emits green light, and the light emitting / receiving element 270R / PD emits red light.
  • FIG. 9B shows a case where the light emitting / receiving element 270R / PD functions as a light receiving element.
  • FIG. 9B shows an example in which the light emitting / receiving element 270R / PD detects the blue light emitted by the light emitting element 270B and the green light emitted by the light emitting element 270G.
  • the light emitting element 270B, the light emitting element 270G, and the light emitting / receiving element 270R / PD have a pixel electrode 271 and a common electrode 275, respectively.
  • a case where the pixel electrode 271 functions as an anode and the common electrode 275 functions as a cathode will be described as an example.
  • the pixel electrode 271 functions as an anode and the common electrode 275 functions as a cathode. That is, the light emitting / receiving element 270R / PD is driven by applying a reverse bias between the pixel electrode 271 and the common electrode 275 to detect the light incident on the light emitting / receiving element 270R / PD and generate an electric charge. It can be taken out as an electric current.
  • the light emitting / receiving elements 270R / PD shown in FIGS. 9A and 9B can be said to have a configuration in which an active layer 273 is added to the light emitting element. That is, the light emitting / receiving element 270R / PD can be formed in parallel with the formation of the light emitting element only by adding the step of forming the active layer 273 to the manufacturing process of the light emitting element. Further, the light emitting element and the light receiving / receiving element can be formed on the same substrate. Therefore, one or both of the imaging function and the sensing function can be provided to the display unit without significantly increasing the manufacturing process.
  • the stacking order of the light emitting layer 283R and the active layer 273 is not limited.
  • 9A and 9B show an example in which the active layer 273 is provided on the hole transport layer 282 and the light emitting layer 283R is provided on the active layer 273.
  • the light emitting layer 283R may be provided on the hole transport layer 282, and the active layer 273 may be provided on the light emitting layer 283R.
  • the active layer 273 and the light emitting layer 283R may be in contact with each other. Further, a buffer layer may be sandwiched between the active layer 273 and the light emitting layer 283R.
  • a buffer layer at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole block layer, an electron block layer and the like can be used.
  • the optical path length (cavity length) of the microcavity structure can be adjusted by using the buffer layer. Therefore, high luminous efficiency can be obtained from a light receiving / receiving element having a buffer layer between the active layer 273 and the light emitting layer 283R.
  • the light receiving / receiving element may not have at least one of the hole injection layer 281, the hole transport layer 282, the electron transport layer 284, and the electron injection layer 285. Further, the light receiving / receiving element may have other functional layers such as a hole block layer and an electron block layer.
  • the light emitting / receiving element may not have the active layer 273 and the light emitting layer 283R, but may have a layer that also serves as a light emitting layer and an active layer.
  • the layer that serves as both the light emitting layer and the active layer include an n-type semiconductor that can be used for the active layer 273, a p-type semiconductor that can be used for the active layer 273, and a light emitting substance that can be used for the light emitting layer 283R.
  • a layer containing the three materials of, can be used.
  • the absorption band on the lowest energy side of the absorption spectrum of the mixed material of the n-type semiconductor and the p-type semiconductor and the maximum peak of the emission spectrum (PL spectrum) of the luminescent material do not overlap each other, which is sufficient. It is more preferable that they are separated.
  • 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.
  • each layer constituting the light emitting / receiving element Since the functions and materials of each layer constituting the light emitting / receiving element are the same as the functions and materials of each layer constituting the light emitting element and the light receiving element, detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 10A shows a cross-sectional view of the display device 100A.
  • the display device 100A includes a light receiving element 110 and a light emitting element 190.
  • the light emitting element 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 stacked in this order.
  • the buffer layer 192 can have one or both of the hole injection layer and the hole transport layer.
  • the light emitting layer 193 has an organic compound.
  • the buffer layer 194 can have one or both of an electron injection layer and an electron transport layer.
  • the light emitting element 190 has a function of emitting visible light.
  • the display device 100A may further have a light emitting element having a function of emitting infrared light.
  • the light receiving element 110 has a pixel electrode 191, a buffer layer 182, an active layer 183, a buffer layer 184, and a common electrode 115 stacked in this order.
  • the buffer layer 182 can have a hole transport layer.
  • the active layer 183 has an organic compound.
  • the buffer layer 184 can have an electron transport layer.
  • the light receiving element 110 has a function of detecting visible light.
  • the light receiving element 110 may further have a function of detecting infrared light.
  • the pixel electrode 191 functions as an anode and the common electrode 115 functions as a cathode. That is, by driving the light receiving element 110 by applying a reverse bias between the pixel electrode 191 and the common electrode 115, the display device 100A detects the light incident on the light receiving element 110, generates an electric charge, and causes a current. Can be taken out as.
  • 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 or a laminated structure. May be good.
  • the pixel electrode 191 is located on the insulating layer 214. Each pixel electrode 191 can be formed of the same material and in the same process. The end of the pixel electrode 191 is covered with a partition wall 216. The two pixel electrodes 191 adjacent to each other are electrically isolated from each other by the 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. Instead of the partition wall 216, a partition wall that blocks visible light may be provided.
  • the common electrode 115 is a layer commonly used for the light receiving element 110 and the light emitting element 190.
  • the materials and film thicknesses of the pair of electrodes included in the light receiving element 110 and the light emitting element 190 can be made equal. This makes it possible to reduce the manufacturing cost of the display device and simplify the manufacturing process.
  • the display device 100A has a light receiving element 110, a light emitting element 190, a transistor 131, a transistor 132, and the like between a pair of substrates (the substrate 151 and the substrate 152).
  • the buffer layer 182, the active layer 183, and the buffer layer 184 located between the pixel electrode 191 and the common electrode 115 can also be referred to as an organic layer (a layer containing an organic compound).
  • the pixel electrode 191 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 191 preferably has a function of reflecting infrared light.
  • the light receiving element 110 has a function of detecting light.
  • the light receiving element 110 is a photoelectric conversion element that receives light 122 incident from the outside of the display device 100A and converts it into an electric signal.
  • the light 122 can also be said to be light reflected by an object from the light emitted by the light emitting element 190. Further, the light 122 may enter the light receiving element 110 via a lens or the like provided in the display device 100A.
  • 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 be collectively referred to as an EL layer.
  • the EL layer has at least a light emitting layer 193.
  • 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 100A has a light emitting element 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.
  • micro-optical resonator microcavity
  • 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 element.
  • the light emitting element 190 has a function of emitting visible light.
  • the light emitting element 190 is an electroluminescent element that emits light toward the substrate 152 by applying a voltage between the pixel electrode 191 and the common electrode 115 (see light emitting 121).
  • the pixel electrode 191 of the light receiving element 110 is electrically connected to the source or drain of the transistor 131 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the pixel electrode 191 of the light emitting element 190 is electrically connected to the source or drain of the transistor 132 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the transistor 131 and the transistor 132 are in contact with each other on the same layer (the substrate 151 in FIG. 10A).
  • At least a part of the circuit electrically connected to the light receiving element 110 is formed of the same material and the same process as the circuit electrically connected to the light emitting element 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 element 110 and the light emitting element 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 element 110 and the light emitting element 190, and the reliability of the light receiving element 110 and the light emitting element 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 positions that overlap with the light-emitting element 190 and at positions that overlap with the light-receiving element 110.
  • the light receiving element 110 detects the light emitted by the light emitting element 190 reflected by the object.
  • the light emitted from the light emitting element 190 may be reflected in the display device 100A and may be incident on the light receiving element 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 123 emitted by the light emitting element 190 may be reflected by the substrate 152, and the reflected light 124 may be incident on the light receiving element 110.
  • the light-shielding layer 158 it is possible to prevent the reflected light 124 from being incident on the light receiving element 110. As a result, noise can be reduced and the sensitivity of the sensor using the light receiving element 110 can be increased.
  • the light-shielding layer 158 a material that blocks light emission from the light-emitting element 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.
  • Display device 100B] 10B and 10C show a cross-sectional view of the display device 100B.
  • the description of the same configuration as the display device described above may be omitted.
  • the display device 100B includes a light emitting element 190B, a light emitting element 190G, and a light receiving / receiving element 190R / PD.
  • the light emitting element 190B has a pixel electrode 191 and a buffer layer 192B, a light emitting layer 193B, a buffer layer 194B, and a common electrode 115 stacked in this order.
  • the light emitting element 190B has a function of emitting blue light 121B.
  • the light emitting element 190G has a pixel electrode 191 and a buffer layer 192G, a light emitting layer 193G, a buffer layer 194G, and a common electrode 115 stacked in this order.
  • the light emitting element 190G has a function of emitting green light 121G.
  • the light emitting / receiving element 190R / PD has a pixel electrode 191 and a buffer layer 192R, an active layer 183, a light emitting layer 193R, a buffer layer 194R, and a common electrode 115 laminated in this order.
  • the light emitting / receiving elements 190R / PD have a function of emitting red light 121R and a function of detecting light 122.
  • FIG. 10B shows a case where the light emitting / receiving element 190R / PD functions as a light emitting element.
  • FIG. 10B shows an example in which the light emitting element 190B emits blue light, the light emitting element 190G emits green light, and the light emitting / receiving element 190R / PD emits red light.
  • FIG. 10C shows a case where the light emitting / receiving element 190R / PD functions as a light receiving element.
  • FIG. 10C shows an example in which the light emitting / receiving element 190R / PD detects the blue light emitted by the light emitting element 190B and the green light emitted by the light emitting element 190G.
  • the display device 100B has a light emitting / receiving element 190R / PD, a light emitting element 190G, a light emitting element 190B, a transistor 132, and the like between a pair of substrates (the substrate 151 and the substrate 152).
  • the pixel electrode 191 is located on the insulating layer 214. Two pixel electrodes 191 adjacent to each other are electrically insulated from each other by a partition wall 216. The pixel electrode 191 is electrically connected to the source or drain of the transistor 132 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the light emitting / receiving element and the light emitting element are each covered with the protective layer 116. Further, 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.
  • FIG. 11A shows a cross-sectional view of the display device 100C.
  • the display device 100C includes a light receiving element 110 and a light emitting element 190.
  • the light emitting element 190 has a pixel electrode 191 and a common layer 112, a light emitting layer 193, a common layer 114, and a common electrode 115 in this order.
  • the common layer 112 can have one or both of the hole injecting layer and the hole transporting layer.
  • the light emitting layer 193 has an organic compound.
  • the common layer 114 can have one or both of an electron injecting layer and an electron transporting layer.
  • the light emitting element 190 has a function of emitting visible light.
  • the display device 100C may further have a light emitting element having a function of emitting infrared light.
  • the light receiving element 110 has a pixel electrode 191 and a common layer 112, an active layer 183, a common layer 114, and a common electrode 115 stacked in this order.
  • the active layer 183 has an organic compound.
  • the light receiving element 110 has a function of detecting visible light.
  • the light receiving element 110 may further have a function of detecting infrared light.
  • the pixel electrode 191 and the common layer 112, the active layer 183, the light emitting layer 193, the common layer 114, and the common electrode 115 may each have a single layer structure or a laminated structure.
  • the pixel electrode 191 is located on the insulating layer 214. Two pixel electrodes 191 adjacent to each other are electrically insulated from each other by a partition wall 216. The pixel electrode 191 is electrically connected to the source or drain of the transistor 132 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the common layer 112, the common layer 114, and the common electrode 115 are layers commonly used for the light receiving element 110 and the light emitting element 190. It is preferable that at least a part of the layers constituting the light receiving element 110 and the light emitting element 190 have a common configuration, because the manufacturing process of the display device can be reduced.
  • the display device 100C has a light receiving element 110, a light emitting element 190, a transistor 131, a transistor 132, and the like between a pair of substrates (the substrate 151 and the substrate 152).
  • the light receiving element 110 and the light emitting element 190 are each covered with a protective layer 116. Further, the protective layer 116 and the substrate 152 are bonded to each other by the adhesive layer 142.
  • 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 element 190, and is not provided at a position where it overlaps with the light receiving element 110.
  • the resin layer 159 can be provided at a position where it overlaps with the light emitting element 190 and has an opening 159p at a position where it overlaps with the light receiving element 110, for example.
  • the resin layer 159 may be provided in an island shape at a position where it overlaps with the light emitting element 190, and may not be provided at a position where it overlaps with the light receiving element 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 that overlap with the light-emitting element 190 and at positions that overlap with the light-receiving element 110.
  • the light receiving element 110 detects the light emitted by the light emitting element 190 reflected by the object.
  • the light emitted from the light emitting element 190 may be reflected in the display device 100C and may be incident on the light receiving element 110 without passing through the object.
  • the light-shielding layer 158 can absorb such stray light and reduce the stray light incident on the light receiving element 110.
  • the light-shielding layer 158 can absorb the stray light 123a 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 123b before reaching the resin layer 159.
  • the stray light incident on the light receiving element 110 can be reduced. Therefore, it is possible to reduce noise and increase the sensitivity of the sensor using the light receiving element 110.
  • the light-shielding layer 158 is located close to the light emitting element 190 because stray light can be further reduced. Further, when the light-shielding layer 158 is located close to the light emitting element 190, the dependence on the viewing angle of the display can be suppressed, which is preferable from the viewpoint of improving the display quality.
  • the range in which the light receiving element 110 detects light can be controlled.
  • the imaging range is narrowed and the imaging resolution 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 element 190 (specifically, the light-emitting region of the light-emitting element 190) is received from the light-shielding layer 158. It is shorter than the distance to the element 110 (specifically, the light receiving region of the light receiving element 110).
  • the noise of the sensor it is possible to reduce the noise of the sensor, increase the resolution of imaging, and suppress the viewing angle dependence 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 element 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 element and the distance from the light-shielding layer to the light-emitting element. 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 element 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 element 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 element 190 side to the common electrode 115 can be used. Since the shortest distance L2 is shorter than the shortest distance L1, it is possible to suppress stray light from the light emitting element 190 and increase the sensitivity of the sensor using the light receiving element 110. 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 element 110 can be narrowed, and the imaging resolution can be increased.
  • the distance from the light shielding layer 158 to the light receiving element 110 and the distance from the light shielding layer 158 to the light emitting element 190 can be obtained. Can make a difference with the distance to.
  • FIG. 12 shows a perspective view of the display device 100D
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view of the display device 100D.
  • the display device 100D 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 100D includes a display unit 162, a circuit 164, wiring 165, and the like.
  • FIG. 12 shows an example in which IC173 and FPC172 are mounted on the display device 100D. Therefore, the configuration shown in FIG. 12 can be said to be a display module having a display device 100D, an IC (integrated circuit), and an FPC (flexible printed circuit board, Flexible Printed Circuit).
  • 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. 12 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 100D and the display module may be configured not to be provided with an IC. Further, the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • FIG. 13 shows a part of the area including the FPC 172, a part of the area including the circuit 164, a part of the area including the display unit 162, and one of the areas including the end portion of the display device 100D shown in FIG. An example of the cross section when each part is cut is shown.
  • the display device 100D shown in FIG. 13 has a transistor 241, a transistor 245, a transistor 246, a transistor 247, a light emitting element 190B, a light emitting element 190G, a light emitting and receiving element 190R / PD, and the like between the substrate 151 and the substrate 152.
  • the substrate 152 and the protective layer 116 are bonded by an adhesive layer 142.
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to seal the light emitting element 190B, the light emitting element 190G, and the light emitting / receiving element 190R / PD.
  • FIG. 13 the space surrounded by the substrate 152, the adhesive layer 142, and the insulating layer 214 is sealed by the adhesive layer 142, and a solid sealing structure is applied.
  • the light emitting element 190B has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and 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 214 side.
  • the pixel electrode 191 is connected to the conductive layer 222b of the transistor 247 via an opening provided in the insulating layer 214.
  • the transistor 247 has a function of controlling the drive of the light emitting element 190B.
  • the end of the pixel electrode 191 is covered with a partition wall 216.
  • the pixel electrode 191 contains a material that reflects visible light
  • the common electrode 115 contains a material that transmits visible light.
  • the light emitting element 190G has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and 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 214 side.
  • the pixel electrode 191 is connected to the conductive layer 222b of the transistor 246 via an opening provided in the insulating layer 214.
  • the transistor 246 has a function of controlling the drive of the light emitting element 190G.
  • the light emitting / receiving element 190R / PD has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and the common layer 112, the active layer 183, the light emitting layer 193R, 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 electrically connected to the conductive layer 222b of the transistor 245 via an opening provided in the insulating layer 214.
  • the transistor 245 has a function of controlling the drive of the light emitting / receiving element 190R / PD.
  • the light emitted by the light emitting element 190B, the light emitting element 190G, and the light emitting / receiving element 190R / PD is emitted to the substrate 152 side. Further, light is incident on the light emitting / receiving element 190R / PD via the substrate 152 and the adhesive layer 142. It is preferable to use a material having high transparency to visible light for the substrate 152 and the adhesive layer 142.
  • the pixel electrode 191 included in the light emitting element 190B, the light emitting element 190G, and the light emitting / receiving element 190R / PD 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 emitting element 190B, the light emitting element 190G, and the light emitting / receiving element 190R / PD.
  • the light emitting / receiving element 190R / PD has a structure in which an active layer 183 is added to the structure of a light emitting element that exhibits red light.
  • the light emitting element 190B, the light emitting element 190G, and the light emitting / receiving element 190R / PD can all have the same configuration except that the configurations of the active layer 183 and the light emitting layer 193 of each color are different. Thereby, the light receiving function can be added to the display unit 162 of the display device 100D without significantly increasing the manufacturing process.
  • 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 an opening at a position where it overlaps with each of the light-emitting element 190B, the light-emitting element 190G, and the light-receiving element 190R / PD.
  • By providing the light-shielding layer 158 it is possible to control the range in which the light-receiving element 190R / PD detects light. As described above, it is preferable to control the light incident on the light emitting / receiving element by adjusting the position of the opening of the light shielding layer provided at the position overlapping with the light receiving / emitting element 190R / PD.
  • the light-shielding layer 158 it is possible to suppress the direct incident of light from the light-emitting element 190 to the light-receiving element 190R / PD without the intervention of an object. Therefore, it is possible to realize a sensor with low noise and high sensitivity.
  • the transistor 241 and the transistor 245, the transistor 246, and the transistor 247 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.
  • an inorganic insulating film as the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215, respectively.
  • the 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.
  • two or more of the above-mentioned insulating films may be laminated and used.
  • a base film may be provided between the substrate 151 and the transistor.
  • the above-mentioned inorganic insulating film can also be used for the base film.
  • 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 100D. As a result, it is possible to prevent impurities from entering from the end of the display device 100D 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 100D so that the organic insulating film is not exposed at the end portion of the display device 100D.
  • 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. ..
  • the protective layer 116 that covers the light emitting element 190B, the light emitting element 190G, and the light emitting / receiving element 190R / PD, impurities such as water are suppressed from entering the light emitting element 190B, the light emitting element 190G, and the light emitting / receiving element 190R / PD.
  • the reliability of the light emitting element 190B, the light emitting element 190G, and the light emitting / receiving element 190R / PD can be improved.
  • 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 100D can be improved.
  • 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.
  • the protective layer 116 may be a single layer or a laminated structure.
  • 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 rather than the end portion of the organic insulating film.
  • Transistors 241 and 245, transistors 246, and transistors 247 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, and a semiconductor layer 231. It has an insulating layer 213 that functions as a gate insulating layer 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 241, the transistor 245, the transistor 246, and the transistor 247.
  • 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 a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and giving a potential for driving to the other.
  • 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 there 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 there may be two or more types.
  • a connecting portion 244 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 191 is exposed on the upper surface of the connecting portion 244. As a result, the connection portion 244 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 adhesive, a thermosetting adhesive, and an anaerobic 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 epoxy resin is preferable.
  • a two-component mixed type resin may be used.
  • an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Connective Paste), or the like can be used.
  • ACF Anisotropic Conductive Film
  • ACP Anisotropic Connective Paste
  • 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 a display device, and conductive layers (conductive layers that function as pixel electrodes and common electrodes) of light emitting elements and light receiving elements (or light receiving and emitting elements). it can.
  • 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.
  • Display device 100E] 14 and 15A show a cross-sectional view of the display device 100E.
  • the perspective view of the display device 100E is the same as that of the display device 100D (FIG. 9).
  • FIG. 14 shows an example of a cross section of the display device 100E 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. 15A shows an example of a cross section of the display device 100E when a part of the display unit 162 is cut.
  • FIG. 14 shows an example of a cross section of the display unit 162 when a region including the light receiving element 110 and the light emitting element 190R that emits red light is cut.
  • FIG. 15A shows an example of a cross section of the display unit 162 when a region including a light emitting element 190G that emits green light and a light emitting element 190B that emits blue light is cut.
  • the display device 100E shown in FIGS. 14 and 15A has a transistor 243, a transistor 248, a transistor 249, a transistor 240, a light emitting element 190R, a light emitting element 190G, a light emitting element 190B, a light receiving element 110, and the like between the substrates 153 and the substrate 154.
  • a transistor 243 a transistor 248, a transistor 249, a transistor 240, a light emitting element 190R, a light emitting element 190G, a light emitting element 190B, a light receiving element 110, and the like between the substrates 153 and the substrate 154.
  • 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 100E.
  • 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 first manufacturing substrate provided with an insulating layer 212, each transistor, a light receiving element 110, each light emitting element, 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.
  • the substrate 153 is attached to the exposed surface by peeling off the first production substrate
  • 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 have flexibility, respectively. Thereby, the flexibility of the display device 100E 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 element 190R has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and 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 191 is connected to the conductive layer 169 via an opening provided in the insulating layer 214b.
  • the conductive layer 169 is connected to the conductive layer 222b of the transistor 248 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 191 is electrically connected to the transistor 248.
  • the transistor 248 has a function of controlling the drive of the light emitting element 190R.
  • the light emitting element 190G has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and 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 191 is electrically connected to the low resistance region 231n of the transistor 249 via the conductive layer 169 and the conductive layer 222b of the transistor 249. That is, the pixel electrode 191 is electrically connected to the transistor 249.
  • the transistor 249 has a function of controlling the drive of the light emitting element 190G.
  • the light emitting element 190B has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and 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 191 is electrically connected to the low resistance region 231n of the transistor 240 via the conductive layer 169 and the conductive layer 222b of the transistor 240. That is, the pixel electrode 191 is electrically connected to the transistor 240.
  • the transistor 240 has a function of controlling the drive of the light emitting element 190B.
  • the light receiving element 110 has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and 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 end of the pixel electrode 191 is covered with a partition wall 216.
  • the pixel electrode 191 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 elements 190R, 190G, and 190B is emitted to the substrate 154 side. Further, light is incident on the light receiving element 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.
  • Each 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 for the light receiving element 110 and the light emitting elements 190R, 190G, and 190B.
  • the light receiving element 110 and the light emitting element 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 element 110 can be incorporated in the display device 100E 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 elements 190R, 190G, and 190B, and is not provided at a position where it overlaps with the light receiving element 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 openings at positions that overlap with the light-receiving element 110 and at positions that overlap with each of the light-emitting elements 190R, 190G, and 190B.
  • the range in which the light receiving element 110 detects light can be controlled.
  • the distance from the light-shielding layer 158 to the light-emitting element of each color is shorter than the distance from the light-shielding layer 158 to the light-receiving element 110. Therefore, both the display quality and the image quality can be improved.
  • the partition wall 216 has an opening between the light receiving element 110 and the light emitting element 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 element 110 and the light-emitting element 190R.
  • the light-shielding layer 219a absorbs the light emitted by the light emitting element 190R. As a result, the stray light incident on the light receiving element 110 can be suppressed.
  • the spacer 219b is provided on the partition wall 216 and is located between the light emitting element 190G and the light emitting element 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 244 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 connecting layer 242.
  • the conductive layer 167 can be obtained by processing the same conductive film as the conductive layer 169.
  • a conductive layer 166 obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode 191 is exposed on the upper surface of the connecting portion 244.
  • the connection portion 244 and the FPC 172 can be electrically connected via the connection layer 242.
  • the transistor 243, the transistor 248, the transistor 249, and the transistor 240 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 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 opening of the insulating layer 215.
  • an insulating layer covering the transistor may be provided on the conductive layer 222a and the conductive layer 222b.
  • 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 one aspect of the present invention includes the difference in distance between the light receiving elements (or light receiving and emitting elements) of the two light emitting elements and the light receiving elements (or light receiving and emitting elements) of the two light emitting elements.
  • the difference in distance to the openings of the overlapping light-shielding layers is different from each other.
  • the light receiving element or the light receiving / receiving element can receive more light derived from one of the two light emitting elements than the light derived from the other. Therefore, for example, in the display device of one aspect of the present invention, a large amount of light derived from a light emitting element used as a light source can be incident on the light receiving element or the light receiving / receiving element.
  • the display device of one aspect of the present invention has a first pixel circuit having a light receiving element and a second pixel circuit having a light emitting element in the display unit.
  • the first pixel circuit and the second pixel circuit are arranged in a matrix, respectively.
  • FIG. 16A shows an example of a first pixel circuit having a light receiving element
  • FIG. 16B shows an example of a second pixel circuit having a light emitting element.
  • the pixel circuit PIX1 shown in FIG. 16A has a light receiving element 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 element 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 at which the potential of the node changes according to the current flowing through the light receiving element PD.
  • the transistor M3 functions as an amplification transistor that outputs an output 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 pixel circuit PIX2 shown in FIG. 16B includes a light emitting element EL, a transistor M5, a transistor M6, a transistor M7, and a capacitance C2.
  • a light emitting diode is used as the light emitting element 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 element 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 element 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 element 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 pixel circuit PIX2. Further, the transistor M6 functions as a drive transistor that controls the current flowing through the light emitting element 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 element 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 element EL to the outside via the wiring OUT2.
  • the wiring V1 to which the cathode of the light receiving element PD is electrically connected and the wiring V5 to which the cathode of the light emitting element EL is electrically connected can have the same layer and the same potential.
  • all the transistors included in the pixel circuit PIX1 and the pixel circuit PIX2 have a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) in the semiconductor layer on which a channel is formed (hereinafter, OS). It is preferable to use a 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 PIX1 and the pixel circuit PIX2 may use transistors having silicon in the semiconductor layer on which channels are formed (hereinafter, also referred to as Si transistors).
  • silicon include single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon.
  • LTPS transistor Low-temperature polysilicon
  • the LTPS transistor has high field-effect mobility and is capable of high-speed operation.
  • 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 pixel circuit PIX1 preferably includes an OS transistor and an LTPS transistor.
  • the OS transistor and the LTPS transistor may be used for the pixel circuit PIX2, or both may be used.
  • CMOS circuits can be built on the same substrate as the display unit. It will be easy. 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.
  • a transistor using a metal oxide 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 an OS transistor for the transistor M1, the transistor M2, and the transistor M5 connected in series with the capacitance C1 or the capacitance C2.
  • the reading operation of the imaging data can be performed at high speed.
  • a display device having a first pixel circuit having a light receiving element and a second pixel circuit having a light emitting element in the display unit includes a mode for displaying an image, a mode for performing image imaging, and an image display and imaging. Can be driven in any of the modes in which In the image display mode, for example, a full-color image can be displayed using a light emitting element. Further, in the mode of performing imaging, for example, an image for imaging (for example, monochromatic green, monochromatic blue, etc.) can be displayed using a light emitting element, and imaging can be performed using a light receiving element. In the imaging mode, for example, fingerprint authentication can be performed.
  • some pixels display an image for imaging using a light emitting element, and a light receiving element is used for imaging, and the remaining pixels emit light.
  • a full-color image can be displayed using the element.
  • the transistor is described as an n-channel type transistor in FIGS. 16A and 16B, 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 metal oxide preferably contains at least indium or zinc. In particular, it preferably contains indium and zinc. In addition to them, it is preferable that aluminum, gallium, yttrium, tin and the like are contained. It may also contain one or more selected from boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, cobalt and the like. ..
  • CVD chemical vapor deposition
  • MOCVD metalorganic chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • the crystal structure of the oxide semiconductor includes amorphous (including compactly atomous), CAAC (c-axis-aligned crystalline), nc (nanocrystalline), CAC (crowd-aligned crystal), single crystal (single crystal), and single crystal. (Poly crystal) and the like.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated using an X-ray diffraction (XRD) spectrum.
  • XRD X-ray diffraction
  • it can be evaluated using the XRD spectrum obtained by GIXD (Glazing-Incidence XRD) measurement.
  • GIXD Gazing-Incidence XRD
  • the GIXD method is also referred to as a thin film method or a Seemann-Bohlin method.
  • the shape of the peak of the XRD spectrum is almost symmetrical.
  • the shape of the peak of the XRD spectrum is asymmetrical.
  • the asymmetrical shape of the peaks in the XRD spectrum clearly indicates the presence of crystals in the film or substrate. In other words, the film or substrate cannot be said to be in an amorphous state unless the shape of the peak of the XRD spectrum is symmetrical.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated by a diffraction pattern (also referred to as a microelectron diffraction pattern) observed by a micro electron diffraction method (NBED: Nano Beam Electron Diffraction).
  • a diffraction pattern also referred to as a microelectron diffraction pattern
  • NBED Nano Beam Electron Diffraction
  • halos are observed, and it can be confirmed that the quartz glass is in an amorphous state.
  • a spot-like pattern is observed instead of a halo. Therefore, it is presumed that the IGZO film formed at room temperature is neither in a crystalline state nor in an amorphous state, is in an intermediate state, and cannot be concluded to be in an amorphous state.
  • oxide semiconductors may be classified differently from the above.
  • oxide semiconductors are divided into single crystal oxide semiconductors and other non-single crystal oxide semiconductors.
  • the non-single crystal oxide semiconductor include the above-mentioned CAAC-OS and nc-OS.
  • the non-single crystal oxide semiconductor includes a polycrystalline oxide semiconductor, a pseudo-amorphous oxide semiconductor (a-like OS: amorphous-like oxide semiconductor), an amorphous oxide semiconductor, and the like.
  • CAAC-OS CAAC-OS
  • nc-OS nc-OS
  • a-like OS the details of the above-mentioned CAAC-OS, nc-OS, and a-like OS will be described.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor having a plurality of crystal regions, and the plurality of crystal regions are oriented in a specific direction on the c-axis.
  • the specific direction is the thickness direction of the CAAC-OS film, the normal direction of the surface to be formed of the CAAC-OS film, or the normal direction of the surface of the CAAC-OS film.
  • the crystal region is a region having periodicity in the atomic arrangement. When the atomic arrangement is regarded as a lattice arrangement, the crystal region is also a region in which the lattice arrangement is aligned. Further, the CAAC-OS has a region in which a plurality of crystal regions are connected in the ab plane direction, and the region may have distortion.
  • the strain refers to a region in which a plurality of crystal regions are connected in which the orientation of the lattice arrangement changes between a region in which the lattice arrangement is aligned and a region in which another grid arrangement is aligned. That is, CAAC-OS is an oxide semiconductor that is c-axis oriented and not clearly oriented in the ab plane direction.
  • Each of the plurality of crystal regions is composed of one or a plurality of minute crystals (crystals having a maximum diameter of less than 10 nm).
  • the maximum diameter of the crystal region is less than 10 nm.
  • the size of the crystal region may be about several tens of nm.
  • CAAC-OS has indium (In) and oxygen. It tends to have a layered crystal structure (also referred to as a layered structure) in which a layer (hereinafter, In layer) and a layer having elements M, zinc (Zn), and oxygen (hereinafter, (M, Zn) layer) are laminated. There is. Indium and element M can be replaced with each other. Therefore, the (M, Zn) layer may contain indium. In addition, the In layer may contain the element M. The In layer may contain Zn.
  • the layered structure is observed as a lattice image in, for example, a high-resolution TEM (Transmission Electron Microscope) image.
  • the position of the peak indicating the c-axis orientation may vary depending on the type and composition of the metal elements constituting CAAC-OS.
  • a plurality of bright spots are observed in the electron diffraction pattern of the CAAC-OS film.
  • a certain spot and another spot are observed at point-symmetrical positions with the spot of the incident electron beam passing through the sample (also referred to as a direct spot) as the center of symmetry.
  • the lattice arrangement in the crystal region is based on a hexagonal lattice, but the unit lattice is not limited to a regular hexagon and may be a non-regular hexagon. Further, in the above strain, it may have a lattice arrangement such as a pentagon or a heptagon.
  • a clear grain boundary cannot be confirmed even in the vicinity of strain. That is, it can be seen that the formation of grain boundaries is suppressed by the distortion of the lattice arrangement. This is because CAAC-OS can tolerate distortion because the arrangement of oxygen atoms is not dense in the ab plane direction and the bond distance between atoms changes due to the replacement of metal atoms. It is thought that this is the reason.
  • CAAC-OS for which no clear crystal grain boundary is confirmed, is one of the crystalline oxides having a crystal structure suitable for the semiconductor layer of the transistor.
  • a configuration having Zn is preferable.
  • In-Zn oxide and In-Ga-Zn oxide are more suitable than In oxide because they can suppress the generation of grain boundaries.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor having high crystallinity and no clear grain boundary is confirmed. Therefore, it can be said that CAAC-OS is unlikely to cause a decrease in electron mobility due to grain boundaries. Further, since the crystallinity of the oxide semiconductor may be lowered due to the mixing of impurities or the generation of defects, CAAC-OS can be said to be an oxide semiconductor having few impurities and defects (oxygen deficiency, etc.). Therefore, the oxide semiconductor having CAAC-OS has stable physical properties. Therefore, the oxide semiconductor having CAAC-OS is resistant to heat and has high reliability. CAAC-OS is also stable against high temperatures in the manufacturing process (so-called thermal budget). Therefore, when CAAC-OS is used for the OS transistor, the degree of freedom in the manufacturing process can be expanded.
  • nc-OS has periodicity in the atomic arrangement in a minute region (for example, a region of 1 nm or more and 10 nm or less, particularly a region of 1 nm or more and 3 nm or less).
  • nc-OS has tiny crystals. Since the size of the minute crystal is, for example, 1 nm or more and 10 nm or less, particularly 1 nm or more and 3 nm or less, the minute crystal is also referred to as a nanocrystal.
  • nc-OS does not show regularity in crystal orientation between different nanocrystals. Therefore, no orientation is observed in the entire film.
  • the nc-OS may be indistinguishable from the a-like OS and the amorphous oxide semiconductor depending on the analysis method. For example, when a structural analysis is performed on an nc-OS film using an XRD apparatus, a peak indicating crystallinity is not detected in the Out-of-plane XRD measurement using a ⁇ / 2 ⁇ scan. Further, when electron beam diffraction (also referred to as limited field electron diffraction) using an electron beam having a probe diameter larger than that of nanocrystals (for example, 50 nm or more) is performed on the nc-OS film, a diffraction pattern such as a halo pattern is performed. Is observed.
  • electron beam diffraction also referred to as limited field electron diffraction
  • nanocrystals for example, 50 nm or more
  • electron diffraction also referred to as nanobeam electron diffraction
  • an electron beam having a probe diameter for example, 1 nm or more and 30 nm or less
  • An electron diffraction pattern in which a plurality of spots are observed in a ring-shaped region centered on a direct spot may be acquired.
  • the a-like OS is an oxide semiconductor having a structure between nc-OS and an amorphous oxide semiconductor.
  • the a-like OS has a void or low density region. That is, the a-like OS has lower crystallinity than the nc-OS and CAAC-OS.
  • a-like OS has a higher hydrogen concentration in the membrane than nc-OS and CAAC-OS.
  • CAC-OS relates to the material composition.
  • CAC-OS is, for example, a composition of a material in which the elements constituting the metal oxide are unevenly distributed in a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or a size close thereto.
  • the metal oxide one or more metal elements are unevenly distributed, and the region having the metal element has a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or a size close thereto.
  • the mixed state is also called a mosaic shape or a patch shape.
  • CAC-OS has a structure in which the material is separated into a first region and a second region to form a mosaic shape, and the first region is distributed in the membrane (hereinafter, also referred to as a cloud shape). It says.). That is, CAC-OS is a composite metal oxide having a structure in which the first region and the second region are mixed.
  • the atomic number ratios of In, Ga, and Zn with respect to the metal elements constituting CAC-OS in the In-Ga-Zn oxide are expressed as [In], [Ga], and [Zn], respectively.
  • the first region is a region in which [In] is larger than [In] in the composition of the CAC-OS film.
  • the second region is a region in which [Ga] is larger than [Ga] in the composition of the CAC-OS film.
  • the first region is a region in which [In] is larger than [In] in the second region and [Ga] is smaller than [Ga] in the second region.
  • the second region is a region in which [Ga] is larger than [Ga] in the first region and [In] is smaller than [In] in the first region.
  • the first region is a region in which indium oxide, indium zinc oxide, or the like is the main component.
  • the second region is a region in which gallium oxide, gallium zinc oxide, or the like is the main component. That is, the first region can be rephrased as a region containing In as a main component. Further, the second region can be rephrased as a region containing Ga as a main component.
  • CAC-OS in In-Ga-Zn oxide is a region containing Ga as a main component and a part of In as a main component in a material composition containing In, Ga, Zn, and O. Each of the regions is mosaic, and these regions are randomly present. Therefore, it is presumed that CAC-OS has a structure in which metal elements are non-uniformly distributed.
  • the CAC-OS can be formed by a sputtering method, for example, under the condition that the substrate is not heated.
  • a sputtering method one or more selected from an inert gas (typically argon), an oxygen gas, and a nitrogen gas may be used as the film forming gas. Good.
  • the flow rate ratio of the oxygen gas to the total flow rate of the film-forming gas at the time of film formation is preferably 0% or more and less than 30%. Is preferably 0% or more and 10% or less.
  • EDX Energy Dispersive X-ray spectroscopy
  • the first region is a region having higher conductivity than the second region. That is, when the carrier flows through the first region, the conductivity as a metal oxide is exhibited. Therefore, high field effect mobility ( ⁇ ) can be realized by distributing the first region in the metal oxide in a cloud shape.
  • the second region is a region having higher insulating properties than the first region. That is, the leakage current can be suppressed by distributing the second region in the metal oxide.
  • CAC-OS when CAC-OS is used for a transistor, the conductivity caused by the first region and the insulating property caused by the second region act complementarily to switch the function (On / Off). Function) can be added to the CAC-OS. That is, the CAC-OS has a conductive function in a part of the material and an insulating function in a part of the material, and has a function as a semiconductor in the whole material. By separating the conductive function and the insulating function, both functions can be maximized. Therefore, by using CAC-OS for the transistor, high on-current ( Ion ), high field effect mobility ( ⁇ ), and good switching operation can be realized.
  • Ion on-current
  • ⁇ high field effect mobility
  • CAC-OS is most suitable for various semiconductor devices including display devices.
  • Oxide semiconductors have various structures, and each has different characteristics.
  • the oxide semiconductor of one aspect of the present invention has two or more of amorphous oxide semiconductor, polycrystalline oxide semiconductor, a-like OS, CAC-OS, nc-OS, and CAAC-OS. You may.
  • the oxide semiconductor as a transistor, a transistor having high field effect mobility can be realized. Moreover, a highly reliable transistor can be realized.
  • the carrier concentration of the oxide semiconductor is 1 ⁇ 10 17 cm -3 or less, preferably 1 ⁇ 10 15 cm -3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 13 cm -3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 11 cm ⁇ . It is 3 or less, more preferably less than 1 ⁇ 10 10 cm -3 , and more than 1 ⁇ 10 -9 cm -3.
  • the impurity concentration in the oxide semiconductor film may be lowered to lower the defect level density.
  • a low impurity concentration and a low defect level density is referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic.
  • An oxide semiconductor having a low carrier concentration may be referred to as a high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic oxide semiconductor.
  • the trap level density may also be low.
  • the charge captured at the trap level of the oxide semiconductor takes a long time to disappear, and may behave as if it were a fixed charge. Therefore, a transistor in which a channel formation region is formed in an oxide semiconductor having a high trap level density may have unstable electrical characteristics.
  • Impurities include hydrogen, nitrogen, alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel, silicon and the like.
  • the concentration of silicon and carbon in the oxide semiconductor and the concentration of silicon and carbon near the interface with the oxide semiconductor are 2 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 17 atoms / cm 3 or less.
  • the oxide semiconductor contains an alkali metal or an alkaline earth metal
  • a defect level may be formed and carriers may be generated. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor containing an alkali metal or an alkaline earth metal tends to have a normally-on characteristic. Therefore, the concentration of the alkali metal or alkaline earth metal in the oxide semiconductor obtained by SIMS is set to 1 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 16 atoms / cm 3 or less.
  • the nitrogen concentration in the oxide semiconductor obtained by SIMS is less than 5 ⁇ 10 19 atoms / cm 3 , preferably 5 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, and more preferably 1 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less. , More preferably 5 ⁇ 10 17 atoms / cm 3 or less.
  • hydrogen contained in an oxide semiconductor reacts with oxygen bonded to a metal atom to become water, which may form an oxygen deficiency.
  • oxygen deficiency When hydrogen enters the oxygen deficiency, electrons that are carriers may be generated.
  • a part of hydrogen may be combined with oxygen that is bonded to a metal atom to generate an electron as a carrier. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor containing hydrogen tends to have a normally-on characteristic. Therefore, it is preferable that hydrogen in the oxide semiconductor is reduced as much as possible.
  • the hydrogen concentration obtained by SIMS is less than 1 ⁇ 10 20 atoms / cm 3 , preferably less than 1 ⁇ 10 19 atoms / cm 3 , and more preferably 5 ⁇ 10 18 atoms / cm. Less than 3 , more preferably less than 1 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 .
  • the electronic device of one aspect of the present invention can perform imaging on the display unit and detect a touch operation. As a result, the functionality and convenience of the electronic device can be enhanced.
  • the electronic device of one aspect of the present invention includes, for example, a television device, a desktop or notebook personal computer, a monitor for a computer, a digital signage, a large game machine such as a pachinko machine, or the like, and a relatively large screen.
  • a television device for example, a television device, a desktop or notebook personal computer, a monitor for a computer, a digital signage, a large game machine such as a pachinko machine, or the like, and a relatively large screen.
  • digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, mobile information terminals, sound reproduction devices, and the like can be mentioned.
  • the electronic device of one aspect of the present invention includes sensors (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, voice, time, hardness, electric field, current, It may have the ability to measure voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, odor or infrared rays).
  • the electronic device of one aspect of the present invention 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. 17A 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 shown in the second embodiment can be applied to the display unit 6502.
  • FIG. 17B 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 printed circuit board 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.
  • the display unit 6502 can perform imaging.
  • the display panel 6511 can capture a fingerprint and perform fingerprint authentication.
  • the display unit 6502 can be provided with a touch panel function.
  • the touch sensor panel 6513 various methods such as a capacitance method, a resistance film method, a surface acoustic wave method, an infrared method, an optical method, and a pressure sensitive method can be used.
  • the display panel 6511 may function as a touch sensor, in which case the touch sensor panel 6513 may not be provided.
  • FIG. 18A 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 shown in the second embodiment can be applied to the display unit 7000.
  • the operation of the television device 7100 shown in FIG. 18A 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 provided on 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. 18B shows an example of a notebook personal computer.
  • the notebook personal computer 7200 includes 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 shown in the second embodiment can be applied to the display unit 7000.
  • 18C and 18D show an example of digital signage.
  • the digital signage 7300 shown in FIG. 18C 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. 18D 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 shown in the second embodiment 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 easier it is for people to see, 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. Further, when it is used for 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 such as a smartphone or the information terminal 7411 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. Further, by operating the information terminal 7311 or the information terminal 7411, the display of the display unit 7000 can be switched.
  • 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. 19A to 19F 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. 19A to 19F 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 electronic devices 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.
  • FIGS. 19A to 19F Details of the electronic devices shown in FIGS. 19A to 19F will be described below.
  • FIG. 19A 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. 19A 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. 19B 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. 19C 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.
  • FIG. 19D to 19F are perspective views showing a foldable mobile information terminal 9201. Further, FIG. 19D is a perspective view of the mobile information terminal 9201 in an unfolded state, FIG. 19F is a folded state, and FIG. 19E is a perspective view of a state in which one of FIGS. 19D and 19F 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. For example, the display unit 9001 can be bent with a radius of curvature of 0.1 mm or more and 150 mm or less.

Abstract

タッチの仕方の違いを検出することが可能な電子機器を提供する。少ない部品点数で、かつ、タッチの仕方の違いを検出することが可能な電子機器を提供する。簡単な操作で様々な処理を実行することができる電子機器を提供する。 電子機器は、制御部と、表示部と、を有する。表示部は、画面に画像を表示する機能を有し、かつ、検出部を有する。検出部は、タッチ操作を検出する機能と、画面に触れた被検出体を少なくとも２回撮像する機能と、を有する。制御部は、１回目の撮像における被検出体の面積と２回目の撮像における被検出体の面積との差を算出して、基準よりも大きい場合と小さい場合で異なる処理を実行する機能を有する。

Description

電子機器
本発明の一態様は、電子機器に関する。本発明の一態様は、表示装置に関する。本発明の一態様は、プログラムに関する。
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、スマートフォンなどの携帯電話、タブレット型情報端末などの情報端末機器の多くは簡単な操作で様々な処理を実行する機能が搭載されている。例えば、操作のバリエーションを増やすために、タッチの強さ（圧力）を検出し、圧力の度合いによって実行する処理を変える機能などがある。
また、このような情報端末機器は、個人情報などが含まれることが多く、不正な利用を防止するための様々な認証技術が開発されている。
例えば、特許文献１には、プッシュボタンスイッチ部に、指紋センサを備える電子機器が開示されている。
米国特許出願公開第２０１４／００５６４９３号明細書
情報端末機器で広く用いられている静電容量式のタッチセンサは、ディスプレイ表面の静電容量の変化を利用して接触の感知を行う。静電容量式のタッチセンサでは指や静電式のタッチペン等の位置を判断することは可能でも、ディスプレイに加えられる圧力を検出することはできない。そのためタッチの仕方の違いを検出するのに、押し込みを感知可能な感圧センサを搭載しているものが多い。しかし、感圧センサを内蔵することで情報端末機器の部品点数が増えてしまう。
本発明の一態様は、タッチの仕方の違いを検出することが可能な電子機器を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、少ない部品点数で、かつ、タッチの仕方の違いを検出することが可能な電子機器を提供することを課題の一とする。または、本発明の一様態は、簡単な操作で様々な処理を実行することができる電子機器を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な電子機器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、制御部と、表示部と、を有する電子機器である。表示部は、画面に画像を表示する機能を有し、かつ、検出部を有する。検出部は、タッチ操作を検出する機能と、画面に触れた被検出体を少なくとも２回撮像する機能と、を有する。制御部は、１回目の撮像における被検出体の面積と２回目の撮像における被検出体の面積との差を算出して、当該差が基準よりも大きい場合と小さい場合で異なる処理を実行する機能を有する。
また、本発明の他の一態様は、制御部と、表示部と、記憶部と、を有する電子機器である。表示部は、画面に画像を表示する機能を有し、かつ、検出部を有する。検出部は、タッチ操作を検出する機能と、画面に触れた被検出体を撮像する機能と、を有する。制御部は、検出部が撮像したデータから、被検出体の接触面積の情報を取得する機能を有する。記憶部は、あらかじめ登録された基準の接触面積の情報を保持する機能を有する。制御部は、被検出体の接触面積が、基準の接触面積よりも大きい場合と小さい場合で異なる処理を実行する機能を有する。
また、本発明の他の一態様は、制御部と、表示部と、記憶部と、を有する電子機器である。表示部は、画面に画像を表示する機能を有し、かつ、検出部を有する。検出部は、画面へのタッチ操作を検出する機能と、画面に触れた指を撮像する機能と、を有する。制御部は、検出部が撮像したデータから、指の接触面積の情報と、指の指紋情報と、を取得する機能を有する。記憶部は、それぞれあらかじめ登録された、照合用の指紋情報と、基準の接触面積の情報と、を保持する機能を有する。制御部は、指の指紋情報と照合用の指紋情報を照合する機能と、指の指紋情報と、照合用の指紋情報が一致した場合に、指の接触面積が、基準の接触面積よりも大きい場合と小さい場合で異なる処理を実行する機能と、を有する。
また、上記において、表示部は、複数の画素と、表示領域全体を用いて撮像する機能を有することが好ましい。このとき、画素は、発光素子と、受光素子と、を有し、発光素子と、受光素子とは、同一面上に設けられることが好ましい。
また、上記において、発光素子は、第１の電極と、発光層と、共通電極と、が積層された積層構造を有することが好ましい。また受光素子は、第２の電極と、活性層と、共通電極と、が積層された積層構造を有することが好ましい。このとき、発光層と、活性層とは、それぞれ互いに異なる有機化合物を含むことが好ましい。また、第１の電極と、第２の電極とは、同一面上に離間して設けられ、共通電極は、発光層及び活性層を覆って設けられることが好ましい。
または、上記において、発光素子は、第１の電極と、共通層と、発光層と、共通電極と、が積層された積層構造を有することが好ましい。また受光素子は、第２の電極と、共通層と、活性層と、共通電極と、が積層された積層構造を有することが好ましい。このとき、発光層と、活性層とは、それぞれ互いに異なる有機化合物を含むことが好ましい。また第１の電極と、第２の電極とは、同一面上に離間して設けられ、共通電極は、発光層及び活性層を覆って設けられ、共通層は、第１の電極及び第２の電極を覆って設けられることが好ましい。
また、上記において、発光素子は、可視光を発する機能を有し、受光素子は、発光素子が発する可視光を受光する機能を有することが好ましい。
または、上記において、発光素子は、赤外光を発する機能を有し、受光素子は、発光素子が発する赤外光を受光する機能を有することが好ましい。
本発明の一態様により、タッチの仕方の違いを検出することが可能な電子機器を提供することができる。または、本発明の一態様により、少ない部品点数で、かつ、タッチの仕方の違いを検出することが可能な電子機器を提供することができる。または、本発明の一様態により、簡単な操作で様々な処理を実行することができる電子機器を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な電子機器を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。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１は、デバイスの構成例を説明する図である。
図２は、デバイスの動作方法例を説明する図である。
図３は、デバイスの動作方法例を説明する図である。
図４Ａ及び図４Ｂは、指を撮像している様子とその撮像データを示す図である。
図５Ａ及び図５Ｂは、時間経過により変化する指の接触面積を示す図である。
図６Ａ~図６Ｄ、図６Ｆは、表示装置の一例を示す断面図である。図６Ｅ、図６Ｇは、表示装置が撮像した画像の例を示す図である。図６Ｈ、図６Ｊ~図６Ｌは、画素の一例を示す上面図である。
図７Ａ~図７Ｇは、画素の一例を示す上面図である。
図８Ａ、図８Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図９Ａ、図９Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図１０Ａ~図１０Ｃは、表示装置の一例を示す断面図である。
図１１Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図１１Ｂ、図１１Ｃは、樹脂層の上面レイアウトの一例を示す図である。
図１２は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図１３は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１４は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１５Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図１５Ｂは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図１６Ａ、図１６Ｂは、画素回路の一例を示す回路図である。
図１７Ａ、図１７Ｂは、電子機器の一例を示す図である。
図１８Ａ~図１８Ｄは、電子機器の一例を示す図である。
図１９Ａ~図１９Ｆ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、本発明の一態様の電子機器の構成例、及び動作方法について図１~図５を用いて説明する。
なお、本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることや、一つの機能を複数の構成要素で実現することもあり得る。
本発明の一態様の電子機器は、被検出体の接触面積を検出することで、タッチの仕方の違いを認識することができる。これにより、当該電子機器では、タッチの仕方によって、異なる処理を実行することができる。特に、指や先端がゴム状のペン等、接触面積に変化のある物を用いて、本発明の一態様の電子機器を操作することが好ましい。
具体的には、本発明の一態様の電子機器は、画面に触れた被検出体を撮像して接触面積の情報を取得し、被検出体の接触面積が、あらかじめ登録された基準の接触面積よりも大きい場合と小さい場合とで異なる処理を実行することができる。これにより、例えば、画面を強くタッチしたときと、弱くタッチしたときと、で、異なる処理を実行することができる。
また、本発明の一態様の電子機器は、画面に触れた被検出体を撮像して接触面積の情報を取得し、被検出体の接触面積の変化に応じた処理を実行することができる。例えば、被検出体を２回撮像し、１回目と２回目の被検出体の接触面積の差を算出し、基準よりも大きい場合と小さい場合で異なる処理を実行することができる。これにより、例えば、画面を長押ししている場合であっても、タッチしたまま同じ強さで押し続けるときと、タッチした後により強く押すときと、で、異なる処理を実行することができる。
本発明の一態様の電子機器では、タッチ操作の検出と、被検出体の撮像と、を表示部で行うことができる。そして、被検出体を撮像したデータから、被検出体の接触面積の情報を取得し、タッチの仕方の違いを認識することができる。したがって、別途、感圧センサなどを実装する必要がないため、少ない部品点数で多機能なデバイスを実現することができる。
また、本発明の一態様の電子機器は、画面に触れる指の指紋を取得し、当該指紋を用いてユーザー認証処理を実行する機能を有していてもよい。指紋情報を指の接触面積の情報と組み合わせることで、極めてセキュリティレベルの高いデバイスを実現することができる。例えば、指紋情報と、接触面積の大きさもしくは変化のパターンと、をデバイスに記憶させ、指紋情報と、接触面積の大きさもしくは変化のパターンと、の両方を一致させなければ、処理が実行されない設定にすることができる。また、指紋に限らず掌紋を用いてユーザー認証処理を実行する機能を有していてもよい。
上述の通り、本発明の一態様の電子機器では、被検出体の撮像を表示部で行うことができる。したがって、画面に触れた指を撮像したデータから、被検出体の指紋情報を取得することができる。したがって、別途、指紋センサなどを実装する必要がないため、少ない部品点数で多機能なデバイスを実現することができる。
［電子機器の構成例］
図１に、本発明の一態様のデバイス１０のブロック図を示す。デバイス１０は、制御部１１と、表示部１２と、記憶部１３と、を有する。表示部１２は、検出部２１を有する。デバイス１０は、例えば情報端末機器などの電子機器として用いることができる。
表示部１２は、画像を表示する機能と、タッチ操作を検出する機能と、被検出体を撮像する機能と、を有する。表示部１２は、さらに、画面等に触れた指の指紋情報を取得する機能を有することが好ましい。ここでは、表示部１２が、検出部２１を有する例を示している。検出部２１は、表示部１２の上記機能のうち、タッチ操作を検出する機能、被検出体を撮像する機能、及び指紋情報を取得する機能を担う部分である。表示部１２は、指紋情報取得機能付きタッチパネルともいうことができる。例えば、表示部１２には、実施の形態２で詳述する表示装置を用いることができる。
検出部２１は、画面における被検出体がタッチした位置の情報を制御部１１に出力する機能を有する。また、検出部２１は、画面に触れた被検出体を撮像し、その画像情報を制御部１１に出力する機能を有する。
表示部１２は、画面上のどの位置であっても、触れた被検出体を撮像できることが好ましい。すなわち、画面上におけるタッチセンサが機能する範囲と、被検出体の接触面積の情報（さらには、指紋情報）の取得が可能な範囲とが、一致または概略一致することが好ましい。
なお、図１では、表示部１２が、検出部２１を含む例を示したが、これらが別々に設けられていてもよい。または、タッチ操作の検出に用いる検出部と、指紋情報の取得に用いる検出部とが別々に設けられていてもよい。例えば、指紋情報の取得を行う検出部が表示部に含まれ、タッチ操作の検出を行う検出部が表示部とは独立して設けられていてもよい。例えば、指紋情報の取得を行う検出部を有する表示部に、実施の形態２で詳述する表示装置を用い、タッチ操作の検出を行う検出部に、静電容量式のタッチセンサを用いてもよい。
記憶部１３は、基準となる接触面積の情報を保持する機能を有する。さらに、記憶部１３は、あらかじめ登録されたユーザーの指紋情報を保持する機能を有することが好ましい。記憶部１３は、制御部１１の要求に応じて、当該接触面積の情報（さらには指紋情報）を制御部１１に出力することができる。
接触面積の情報は、デバイス１０にあらかじめ登録されていてもよく、ユーザーが適宜登録してもよい。基準となる接触面積の情報としては、接触面積の大きさの基準や、接触面積の変化量の基準などが挙げられる。例えば、制御部１１は、基準となる接触面積よりも、被検出体の接触面積が大きいか否かを判断して、実行する処理を決定することができる。または、制御部１１は、当該基準となる接触面積の変化量よりも、被検出体の接触面積の変化が大きいか否かを判断して、実行する処理を決定することができる。
記憶部１３には、ユーザーが画面の操作に用いる全ての指の指紋情報が保持されていることが好ましい。例えば、ユーザーの右手の人差し指と、左手の人差し指の２つの指紋情報を保持することができる。また、これに加えて、中指、薬指、小指、親指のうち、１つ以上の指紋情報を保持することが好ましい。
制御部１１は、検出部２１がタッチ操作を検出した際に、検出部２１に対して被検出体の撮像を要求する機能を有する。そして、制御部１１は、検出部２１から入力される被検出体の撮像データから、被検出体の接触面積の情報を取得する機能を有する。制御部１１は、被検出体の接触面積の情報と、あらかじめ記憶部１３に登録された基準となる接触面積の情報と、を照合する機能を有する。
また、制御部１１は、検出部２１から少なくとも２つ入力される撮像データから、被検出体の接触面積の変化量の情報を取得する機能を有していてもよい。このとき、制御部１１は、接触面積の変化量の情報と、あらかじめ記憶部１３に登録された基準となる接触面積の変化量の情報と、を照合し、照合結果に応じた処理を実行することが好ましい。
また、制御部１１は、検出部２１から入力される被検出体の撮像データから、指紋情報を取得する機能を有することが好ましい。さらに、制御部１１は、被検出体の指紋情報と、あらかじめ記憶部１３に登録された指紋情報と照合する機能を有することが好ましい。
例えば、制御部１１は被検出体の指紋情報が、登録された指紋情報と一致すると判断した場合に、接触面積の照合結果に応じた処理を実行する。一方、制御部１１は、２つの指紋情報が一致しないと判断した場合には処理を実行しない。
制御部１１によって実行される、指紋認証の方法としては、例えば、２つの画像を比較して、その類似度を用いるテンプレートマッチング法、またはパターンマッチング法などの手法を用いることができる。また、機械学習を用いた推論により、指紋認証処理を実行してもよい。このとき、特にニューラルネットワークを用いた推論により行われることが好ましい。
また、制御部１１は、例えば中央演算装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）として機能することができる。制御部１１は、プロセッサにより種々のプログラムからの命令を解釈し実行することで、各種のデータ処理やプログラム制御を行う。プロセッサにより実行しうるプログラムは、プロセッサが有するメモリ領域に格納されていてもよいし、記憶部１３に格納されていてもよい。
［デバイス１０の動作例１］
以下では、上記デバイス１０の動作の一例について説明する。動作例１は、被検出体の接触面積を検出することで、タッチの仕方の違いを認識することができる。これにより、当該電子機器では、タッチの仕方によって、異なる処理を実行することができる。動作例１は、撮像を２回行い、被検出体の接触面積の変化が大きいか否かにより、異なる処理を実行する例である。図２は、デバイス１０の動作に係るフローチャートである。図２に示すフローチャートは、ステップＳ１乃至ステップＳ７を有する。
ステップＳ１において、検出部２１によってタッチ操作の検出が行われる。タッチが検出された場合には、ステップＳ２に移行する。タッチ操作が行われない場合には、タッチ操作が行われるまで待機する（再度ステップＳ１に移行する）。
ステップＳ２において、検出部２１によって第１の撮像が行われ、被検出体が撮像される。検出部２１は、取得した撮像データを、制御部１１に出力する。
ステップＳ３において、検出部２１によって第２の撮像が行われ、第１の撮像と同様に被検出体が撮像される。検出部２１は、取得した撮像データを、制御部１１に出力する。
ステップＳ４において、制御部１１は、検出部２１が取得した撮像データから被検出体の接触面積の情報を取得する。そして、制御部１１によって、第１の撮像における被検出体の接触面積と第２の撮像における被検出体の接触面積の差が算出される。
ステップＳ５において、制御部１１によって第１の撮像における被検出体の接触面積と第２の撮像における被検出体の接触面積の差が基準より大きいか否かが判断される。本実施の形態では、基準より大きい場合はステップＳ６に移行し、基準以下の場合はステップＳ７に移行する例を示す。
ステップＳ６において、制御部１１は、第１の処理を実行する。例えば、任意のアプリケーションを起動させることができる。
ステップＳ７において、制御部１１は、第２の処理を実行する。例えば、任意のアプリケーションを終了させることができる。
以上が、図２に示すフローチャートの説明である。
なお、撮像を１回のみ行い、当該撮像における被検出体の接触面積が、あらかじめ記憶部１３に登録された基準となる接触面積より大きいか否かを判断することで、実行する処理を決定してもよい。つまり、図２に示すステップＳ３を有していなくてもよい。このとき、ステップＳ２にて撮像を行い、ステップＳ４にて当該撮像における被検出体の接触面積を取得する。そして、ステップＳ５にて、被検出体の接触面積が、あらかじめ記憶部１３に登録された基準となる接触面積より大きいか否かを判断することで、実行する処理を決定することができる。
［デバイス１０の動作例２］
以下では、上記デバイス１０の動作の別の例について説明する。動作例２では、特定のユーザーがタッチした後により強く押すことで、所定の処理を実行することができる場合を例に挙げて説明する。なお、動作例２は、動作例１でのタッチの仕方の違いを反映した処理に加え、個人認証も可能であるため、セキュリティレベルをより高めることができる。図３は、デバイス１０の動作に係るフローチャートである。図３に示すフローチャートは、ステップＳ１１乃至ステップＳ１７を有する。
ステップＳ１１において、検出部２１によってタッチ操作の検出が行われる。タッチ操作が検出された場合には、ステップＳ１２に移行する。タッチ操作が行われない場合には、タッチ操作が行われるまで待機する（再度ステップＳ１１に移行する）。
ステップＳ１２において、検出部２１によって第１の撮像が行われ、被検出体が撮像される。検出部２１は、取得した撮像データを、制御部１１に出力する。
ステップＳ１３において、検出部２１によって第２の撮像が行われ、第１の撮像と同様に被検出体が撮像される。検出部２１は、取得した撮像データを、制御部１１に出力する。
ステップＳ１４を処理Ａとする。ステップＳ１４において、制御部１１は、検出部２１が取得した撮像データから被検出体の接触面積の情報を取得する。そして、制御部１１によって、第１の撮像における被検出体の接触面積と第２の撮像における被検出体の接触面積の差が算出される。
ステップＳ１５を処理Ｂとする。ステップＳ１５において、制御部１１は、検出部２１が取得した撮像データから被検出体の指紋情報を取得する。そして、制御部１１によって、指紋情報の照合が行われる。具体的には、記憶部１３に保持された指紋情報と、検出部２１で取得した指紋情報とを照合し、これらが一致するか否かを判定する。
ステップＳ１６において、制御部１１は、ステップＳ１２からステップＳ１５までに得られた情報が、記憶部１３に保持された、指紋情報と、接触面積の大きさもしくは当該大きさの変化のパターンと、の両方を満たすかを判断する。つまり、制御部１１は、処理Ａと処理Ｂの両方が条件を満たすかを判断する。処理Ａの条件としては、例えば、ステップＳ１４で算出した被検出体の接触面積の差が基準より大きいという条件が挙げられる。処理Ｂの条件としては、ステップＳ１５で照合した記憶部１３に保持された指紋情報と、検出部２１で取得した指紋情報が一致するという条件が挙げられる。処理Ａと処理Ｂの両方の条件を満たす場合には、ステップＳ１７に移行する。一方、どちらか一方でも条件が満たされない場合には、ステップＳ１１に移行する。つまり、異なるユーザーがタッチした場合は所定の処理が実行されない。また、特定のユーザーがタッチした場合であっても、タッチしたまま同じ強さで押し続ける場合には、所定の処理は実行されない。
ステップＳ１７において、制御部１１は、所定の処理を実行する。例えば、ロックがかけられているフォルダのロックを解除し、当該フォルダを開くことができる。
以上が、図３に示すフローチャートの説明である。
図４Ａ、図４Ｂは、指を撮像している様子を横から見た図と、その撮像データを示している。
図４Ａに、表示部２０と、指２２と、指の撮像画像２３と、あらかじめ登録された基準の接触面積２４を模式的に示している。図４Ａでは、指２２の指先が表示部２０の上面に触れている。このとき、表示部２０によって、指２２の撮像画像２３が撮像され、撮像画像２３の下側の領域に指２２の接触領域２２Ａが撮像される。撮像画像２３における指２２の接触領域２２Ａの面積（接触面積ともいえる）は基準の接触面積２４より大きいため、第１の処理が実行される。
図４Ｂに、表示部２０と、指２２と、撮像画像２５と、基準の接触面積２４を模式的に示している。図４Ｂでは、指２２の指先が表示部２０の上面に触れている。このとき、表示部２０によって、指２２の撮像画像２５が撮像され、撮像画像２５の上側の領域に指２２の接触領域２２Ａが撮像される。撮像画像２５における指２２の接触領域２２Ａの面積は基準の接触面積２４より小さいため、第２の処理が実行される。
上述の通り、表示部は、画面上のどの位置であっても、触れた被検出体を撮像できることが好ましい。これにより、表示部のどの部分に触れても接触面積が基準の接触面積と比較され処理が実行される。
また、指２２の接触領域２２Ａの中心位置、または当該中心位置の変化量によって、異なる処理を実行することも可能である。具体的には指２２の接触領域２２Ａの中心位置が基準より大きく移動した場合、画面を拡大することができ、指２２の接触領域２２Ａの中心位置が基準より小さく移動した場合、画面を縮小することができてもよい。
図５は、時間によって変化する指の接触面積を示している。
図５Ａに、表示部２０と、指２２と、１回目の撮像画像２６と、２回目の撮像画像２７と、を模式的に示している。図５Ａでは、指２２が表示部２０に触れており、時間経過に伴い接触領域２２Ａの面積が大きくなっている。１回目の撮像画像２６と２回目の撮像画像２７の接触領域２２Ａの面積の差が算出され、基準の接触面積の変化量より差が大きい場合、第１の処理が実行される。なお、撮像の頻度、及び、撮像の間隔は、それぞれ、適宜設定することができる。
図５Ｂに、表示部２０と、指２２と、１回目の撮像画像２８と、２回目の撮像画像２９と、を模式的に示している。図５Ｂでは、指２２が表示部２０に触れており、時間経過に伴う接触領域２２Ａの面積の変化が、図５Ａに比べて小さい。１回目の撮像画像２８と２回目の撮像画像２９の接触面積の差が算出され、基準の接触面積の変化量より差が小さい場合、第２の処理が実行される。
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６~図１５を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、実施の形態１で説明したデバイスの表示部に好適に用いることができる。
本発明の一態様の表示装置の表示部は、発光素子（発光デバイスともいう）を用いて画像を表示する機能を有する。さらに、当該表示部は、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方も有する。
本発明の一態様の表示装置は、受光素子（受光デバイスともいう）と発光素子とを有する。または、本発明の一態様の表示装置は、受発光素子（受発光デバイスともいう）と発光素子とを有する。
まず、受光素子と発光素子とを有する表示装置について説明する。
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受光素子と発光素子とを有する。本発明の一態様の表示装置は、表示部に、発光素子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、受光素子がマトリクス状に配置されており、表示部は、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方も有する。表示部は、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、表示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、本発明の一態様の表示装置は、発光素子をセンサの光源として利用することができる。したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設けなくてよく、電子機器の部品点数を削減することができる。
本発明の一態様の表示装置では、表示部が有する発光素子が発した光を対象物が反射（または散乱）した際、受光素子がその反射光（または散乱光）を検出できるため、暗い場所でも、撮像やタッチ操作の検出が可能である。
本発明の一態様の表示装置は、発光素子を用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光素子は、表示素子（表示デバイスともいう）として機能する。
発光素子としては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）やＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬ素子（ＥＬデバイスともいう）を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、無機化合物（量子ドット材料など）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）などが挙げられる。また、発光素子として、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などのＬＥＤを用いることもできる。
本発明の一態様の表示装置は、受光素子を用いて、光を検出する機能を有する。
受光素子をイメージセンサに用いる場合、表示装置は、受光素子を用いて、画像を撮像することができる。例えば、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、掌紋などの生体情報に係るデータを取得することができる。つまり、表示装置に、生体認証用センサを内蔵させることができる。表示装置が生体認証用センサを内蔵することで、表示装置とは別に生体認証用センサを設ける場合に比べて、電子機器の部品点数を少なくでき、電子機器の小型化及び軽量化が可能である。
また、受光素子をタッチセンサに用いる場合、表示装置は、受光素子を用いて、対象物の近接または接触を検出することができる。
受光素子としては、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。受光素子は、受光素子に入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換素子（光電変換デバイスともいう）として機能する。受光素子に入射する光量に基づき、受光素子から発生する電荷量が決まる。
特に、受光素子として、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードを用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。
本発明の一態様では、発光素子として有機ＥＬ素子（有機ＥＬデバイスともいう）を用い、受光素子として有機フォトダイオードを用いる。有機ＥＬ素子及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ＥＬ素子を用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。
有機ＥＬ素子及び有機フォトダイオードを構成する全ての層を作り分けようとすると、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素子と共通の構成にできる層が多いため、共通の構成にできる層は一括で成膜することで、成膜工程の増加を抑制することができる。
例えば、一対の電極のうち一方（共通電極）を、受光素子及び発光素子で共通の層とすることができる。また、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも１つを、受光素子及び発光素子で共通の層とすることが好ましい。また、例えば、受光素子が活性層を有し、発光素子が発光層を有する以外は、受光素子と発光素子とで同一の構成にすることもできる。つまり、発光素子の発光層を、活性層に置き換えるのみで、受光素子を作製することもできる。このように、受光素子及び発光素子が共通の層を有することで、成膜回数及びマスクの数を減らすことができ、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。また、表示装置の既存の製造装置及び製造方法を用いて、受光素子を有する表示装置を作製することができる。
なお、受光素子と発光素子が共通で有する層は、発光素子における機能と受光素子における機能とが異なる場合がある。本明細書中では、発光素子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、発光素子において正孔注入層として機能し、受光素子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、発光素子において電子注入層として機能し、受光素子において電子輸送層として機能する。また、受光素子と発光素子が共通で有する層は、発光素子における機能と受光素子における機能とが同一である場合もある。正孔輸送層は、発光素子及び受光素子のいずれにおいても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光素子及び受光素子のいずれにおいても、電子輸送層として機能する。
次に、受発光素子と発光素子とを有する表示装置について説明する。
本発明の一態様の表示装置において、いずれかの色を呈する副画素は、発光素子の代わりとして、受発光素子を有し、その他の色を呈する副画素は、発光素子を有する。受発光素子は、光を発する機能（発光機能）と、受光する機能（受光機能）と、の双方を有する。例えば、画素が、赤色の副画素、緑色の副画素、青色の副画素の３つの副画素を有する場合、少なくとも１つの副画素が受発光素子を有し、他の副画素は発光素子を有する構成とする。したがって、本発明の一態様の表示装置の表示部は、受発光素子と発光素子との双方を用いて画像を表示する機能を有する。
受発光素子が、発光素子と受光素子とを兼ねることで、画素に含まれる副画素の数を増やさずに、画素に受光機能を付与することができる。これにより、画素の開口率（各副画素の開口率）、及び、表示装置の精細度を維持したまま、表示装置の表示部に、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を付加することができる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、発光素子を有する副画素とは別に、受光素子を有する副画素を設ける場合に比べ、画素の開口率を高くでき、また、高精細化が容易である。
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受発光素子と発光素子がマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。また、表示部は、イメージセンサやタッチセンサに用いることができる。本発明の一態様の表示装置は、発光素子をセンサの光源として利用することができる。したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設けなくてよく、電子機器の部品点数を削減することができる。
本発明の一態様の表示装置では、表示部が有する発光素子が発した光を対象物が反射（または散乱）した際、受発光素子がその反射光（または散乱光）を検出できるため、暗い場所でも、撮像やタッチ操作の検出が可能である。
受発光素子は、有機ＥＬ素子と有機フォトダイオードを組み合わせて作製することができる。例えば、有機ＥＬ素子の積層構造に、有機フォトダイオードの活性層を追加することで、受発光素子を作製することができる。さらに、有機ＥＬ素子と有機フォトダイオードを組み合わせて作製する受発光素子は、有機ＥＬ素子と共通の構成にできる層を一括で成膜することで、成膜工程の増加を抑制することができる。
例えば、一対の電極のうち一方（共通電極）を、受発光素子及び発光素子で共通の層とすることができる。また、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも１つを、受発光素子及び発光素子で共通の層とすることが好ましい。また、例えば、受光素子の活性層の有無以外は、受発光素子と発光素子とで同一の構成にすることもできる。つまり、発光素子に、受光素子の活性層を加えるのみで、受発光素子を作製することもできる。このように、受発光素子及び発光素子が共通の層を有することで、成膜回数及びマスクの数を減らすことができ、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。また、表示装置の既存の製造装置及び製造方法を用いて、受発光素子を有する表示装置を作製することができる。
なお、受発光素子が有する層は、受発光素子が、受光素子として機能する場合と、発光素子として機能する場合と、で、機能が異なることがある。本明細書中では、受発光素子が発光素子として機能する場合における機能に基づいて構成要素を呼称する。例えば、正孔注入層は、受発光素子が発光素子として機能する際には、正孔注入層として機能し、受発光素子が受光素子として機能する際には、正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、受発光素子が発光素子として機能する際には、電子注入層として機能し、受発光素子が受光素子として機能する際には、電子輸送層として機能する。また、受発光素子が有する層は、受発光素子が、受光素子として機能する場合と、発光素子として機能する場合と、で、機能が同一であることもある。正孔輸送層は、発光素子及び受光素子のいずれとして機能する場合においても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光素子及び受光素子のいずれとして機能する場合においても、電子輸送層として機能する。
本実施の形態の表示装置は、発光素子及び受発光素子を用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光素子及び受発光素子は、表示素子として機能する。
本実施の形態の表示装置は、受発光素子を用いて、光を検出する機能を有する。受発光素子は、受発光素子自身が発する光よりも短波長の光を検出することができる。
受発光素子をイメージセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受発光素子を用いて、画像を撮像することができる。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。
また、受発光素子をタッチセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受発光素子を用いて、対象物の近接または接触を検出することができる。
受発光素子は、受発光素子に入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換素子として機能する。受発光素子に入射する光量に基づき、受発光素子から発生する電荷量が決まる。
受発光素子は、上記発光素子の構成に、受光素子の活性層を追加することで作製することができる。
受発光素子には、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオード構造を適用することができる。
特に、受発光素子には、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードの活性層を用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。
以下では、本発明の一態様の表示装置について、図面を用いてより具体的に説明する。
［表示装置］
図６Ａ~図６Ｄ及び図６Ｆに、本発明の一態様の表示装置の断面図を示す。
図６Ａに示す表示装置２００Ａは、基板２０１と基板２０９との間に、受光素子を有する層２０３、機能層２０５、及び、発光素子を有する層２０７を有する。
表示装置２００Ａは、発光素子を有する層２０７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。
受光素子を有する層２０３に含まれる受光素子は、表示装置２００Ａの外部から入射した光を検出することができる。
図６Ｂに示す表示装置２００Ｂは、基板２０１と基板２０９との間に、受発光素子を有する層２０４、機能層２０５、及び、発光素子を有する層２０７を有する。
表示装置２００Ｂは、発光素子を有する層２０７から、緑色（Ｇ）の光及び青色（Ｂ）の光が射出され、受発光素子を有する層２０４から赤色（Ｒ）の光が射出される構成である。なお、本発明の一態様の表示装置において、受発光素子を有する層２０４が発する光の色は、赤色に限定されない。また、発光素子を有する層２０７が発する光の色も、緑色と青色の組み合わせに限定されない。
受発光素子を有する層２０４に含まれる受発光素子は、表示装置２００Ｂの外部から入射した光を検出することができる。当該受発光素子は、例えば、緑色（Ｇ）の光及び青色（Ｂ）の光のうち一方または双方を検出することができる。
機能層２０５は、受光素子または受発光素子を駆動する回路、及び、発光素子を駆動する回路を有する。機能層２０５には、スイッチ、トランジスタ、容量、抵抗、配線、端子などを設けることができる。なお、発光素子及び受光素子をパッシブマトリクス方式で駆動させる場合には、スイッチやトランジスタを設けない構成としてもよい。
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（タッチパネルとしての機能）を有していてもよい。例えば、図６Ｃに示すように、発光素子を有する層２０７において発光素子が発した光を、表示装置２００Ａに接触した指２０２が反射することで、受光素子を有する層２０３における受光素子がその反射光を検出する。これにより、表示装置２００Ａに指２０２が接触したことを検出することができる。また、表示装置２００Ｂでは、発光素子を有する層２０７において発光素子が発した光を、表示装置２００Ｂに接触した指が反射することで、受発光素子を有する層２０４における受発光素子がその反射光を検出することができる。なお、以下では、発光素子の発光が対象物により反射される場合を例に挙げて説明するが、光は対象物により散乱される場合もある。
本発明の一態様の表示装置は、図６Ｄに示すように、表示装置に近接している（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。
本発明の一態様の表示装置は、指２０２の指紋を検出する機能を有していてもよい。図６Ｅに、本発明の一態様の表示装置で撮像した画像のイメージ図を示す。図６Ｅには、撮像範囲２６３内に、指２０２の輪郭を破線で、接触部２６１の輪郭を一点鎖線で示している。接触部２６１内において、受光素子（または受発光素子）に入射する光量の違いによって、コントラストの高い指紋２６２の画像を撮像することができる。
本発明の一態様の表示装置は、ペンタブレットとしても機能させることができる。図６Ｆには、スタイラス２０８の先端を基板２０９に接触させた状態で、破線矢印の方向に滑らせている様子を示している。
図６Ｆに示すように、スタイラス２０８の先端と、基板２０９の接触面で散乱される散乱光が、当該接触面と重なる部分に位置する受光素子（または受発光素子）に入射することで、スタイラス２０８の先端の位置を高精度に検出することができる。
図６Ｇに、本発明の一態様の表示装置で検出したスタイラス２０８の軌跡２６６の例を示している。本発明の一態様の表示装置は、高い位置精度でスタイラス２０８等の被検出体の位置検出が可能であるため、描画アプリケーション等において、高精細な描画を行うことも可能である。また、静電容量式のタッチセンサや、電磁誘導型のタッチペン等を用いた場合とは異なり、絶縁性の高い被検出体であっても位置検出が可能であるため、スタイラス２０８の先端部の材料は問われず、様々な筆記用具（例えば筆、ガラスペン、羽ペンなど）を用いることもできる。
［画素］
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、複数の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光素子、１つの受発光素子、または１つの受光素子を有する。
複数の画素は、それぞれ、発光素子を有する副画素、受光素子を有する副画素、及び、受発光素子を有する副画素のうち１つまたは複数を有する。
例えば、画素は、発光素子を有する副画素を複数（例えば、３つまたは４つ）有し、受光素子を有する副画素を１つ有する。
なお、受光素子は、全ての画素に設けられていてもよく、一部の画素に設けられていてもよい。また、１つの画素が複数の受光素子を有していてもよい。また、１つの受光素子が複数の画素にわたって設けられていてもよい。受光素子の精細度と発光素子の精細度は互いに異なっていてもよい。
画素が発光素子を有する副画素を３つ有する場合、当該３つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の副画素、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色の副画素などが挙げられる。画素が発光素子を有する副画素を４つ有する場合、当該４つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素などが挙げられる。
図６Ｈ、図６Ｊ、図６Ｋ、図６Ｌに、発光素子を有する副画素を複数有し、受光素子を有する副画素を１つ有する画素の一例を示す。なお、本実施の形態で示す副画素の配列は図示した順序に限定されない。例えば、副画素（Ｂ）と副画素（Ｇ）の位置を逆にしても構わない。
図６Ｈ、図６Ｊ、図６Ｋに示す画素は、いずれも、受光機能を有する副画素（ＰＤ）、赤色の光を呈する副画素（Ｒ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。
図６Ｈに示す画素には、マトリクス配列が適用されており、図６Ｊに示す画素には、ストライプ配列が適用されている。また、図６Ｋは、横１列に、赤色の光を呈する副画素（Ｒ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）が配置され、その下に受光機能を有する副画素（ＰＤ）が配置されている例である。つまり、図６Ｋにおいて、副画素（Ｒ）、副画素（Ｇ）、及び副画素（Ｂ）は互いに同じ行に配置され、副画素（ＰＤ）とは異なる行に配置される。
図６Ｌに示す画素は、図６Ｋに示す画素の構成に加えて、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光を呈する副画素（Ｘ）を有する。Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光としては、白色（Ｗ）、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、赤外光（ＩＲ）等の光が挙げられる。副画素（Ｘ）が赤外光を呈する場合、受光機能を有する副画素（ＰＤ）は、赤外光を検出する機能を有することが好ましい。受光機能を有する副画素（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、受光素子が検出する光の波長を決定することができる。
または、例えば、画素は、発光素子を有する副画素を複数有し、受発光素子を有する副画素を１つ有する。
受発光素子を有する表示装置は、画素に受光機能を組み込むために画素配列を変更する必要がないため、開口率及び精細度を低減させずに、表示部に撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を付加することができる。
なお、受発光素子は、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発光素子を有していてもよい。
図７Ａ~図７Ｄに、発光素子を有する副画素を複数有し、受発光素子を有する副画素を１つ有する画素の一例を示す。
図７Ａに示す画素は、ストライプ配列が適用され、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。画素が、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの副画素からなる表示装置において、Ｒの副画素に用いる発光素子を、受発光素子に置き換えることで、画素に受光機能を有する表示装置を作製することができる。
図７Ｂに示す画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。副画素（Ｒ・ＰＤ）は、副画素（Ｇ）と副画素（Ｂ）とは異なる列に配置される。副画素（Ｇ）と副画素（Ｂ）とは、同じ列に交互に配置され、一方が奇数行に設けられ、他方が偶数行に設けられる。なお、他の色の副画素と異なる列に配置される副画素は、赤色（Ｒ）に限られず、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）であってもよい。
図７Ｃに示す画素は、マトリクス配列が適用され、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、青色の光を呈する副画素（Ｂ）、及び、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光を呈する副画素（Ｘ）を有する。画素が、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｘの４つの副画素からなる表示装置においても、Ｒの副画素に用いる発光素子を、受発光素子に置き換えることで、画素に受光機能を有する表示装置を作製することができる。
図７Ｄには、２つの画素を示しており、点線で囲まれた３つの副画素により１つの画素が構成されている。図７Ｄに示す画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。図７Ｄに示す左の画素では、副画素（Ｒ・ＰＤ）と同じ行に副画素（Ｇ）が配置され、副画素（Ｒ・ＰＤ）と同じ列に副画素（Ｂ）が配置されている。図７Ｄに示す右の画素では、副画素（Ｒ・ＰＤ）と同じ行に副画素（Ｇ）が配置され、副画素（Ｇ）と同じ列に副画素（Ｂ）が配置されている。図７Ｄに示す画素レイアウトでは、奇数行と偶数行のいずれにおいても、副画素（Ｒ・ＰＤ）、副画素（Ｇ）、及び副画素（Ｂ）が繰り返し配置されており、かつ、各列において、奇数行と偶数行では互いに異なる色の副画素が配置される。
図７Ｅには、ペンタイル配列が適用された４つの画素を示しており、隣接する２つの画素は組み合わせの異なる２色の光を呈する副画素を有する。なお、図７Ｅに示す副画素の形状は、当該副画素が有する発光素子または受発光素子の上面形状を示している。図７Ｆは、図７Ｅに示す画素配列の変形例である。
図７Ｅに示す左上の画素と右下の画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、及び、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）を有する。図７Ｅに示す左下の画素と右上の画素は、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。
図７Ｆに示す左上の画素と右下の画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、及び、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）を有する。図７Ｆに示す左下の画素と右上の画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。
図７Ｅでは、各画素に緑色の光を呈する副画素（Ｇ）が設けられている。一方、図７Ｆでは、各画素に赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（Ｒ・ＰＤ）が設けられている。各画素に受光機能を有する副画素が設けられているため、図７Ｆに示す構成では、図７Ｅに示す構成に比べて、高い精細度で撮像を行うことができる。これにより、例えば、生体認証の精度を高めることができる。
また、発光素子及び受発光素子の上面形状は特に限定されず、円、楕円、多角形、角の丸い多角形等とすることができる。副画素（Ｇ）が有する発光素子の上面形状について、図７Ｅでは円形である例を示し、図７Ｆでは正方形である例を示している。各色の発光素子及び受発光素子の上面形状は、互いに異なっていてもよく、一部または全ての色で同じであってもよい。
また、各色の副画素の開口率は、互いに異なっていてもよく、一部または全ての色で同じであってもよい。例えば、各画素に設けられる副画素（図７Ｅでは副画素（Ｇ）、図７Ｆでは副画素（Ｒ・ＰＤ））の開口率を、他の色の副画素の開口率に比べて小さくしてもよい。
図７Ｇは、図７Ｆに示す画素配列の変形例である。具体的には、図７Ｇの構成は、図７Ｆの構成を４５°回転させることで得られる。図７Ｆでは、２つの副画素により１つの画素が構成されることとして説明したが、図７Ｇに示すように、４つの副画素により１つの画素が構成されていると捉えることもできる。
図７Ｇでは、点線で囲まれた４つの副画素により１つの画素が構成されることとして説明を行う。１つの画素は、２つの副画素（Ｒ・ＰＤ）と、１つの副画素（Ｇ）と、１つの副画素（Ｂ）と、を有する。このように、１つの画素が、受光機能を有する副画素を複数有することで、高い精細度で撮像を行うことができる。したがって、生体認証の精度を高めることができる。例えば、撮像の精細度を、表示の精細度のルート２倍とすることができる。
図７Ｆまたは図７Ｇに示す構成が適用された表示装置は、ｐ個（ｐは２以上の整数）の第１の発光素子と、ｑ個（ｑは２以上の整数）の第２の発光素子と、ｒ個（ｒはｐより大きく、ｑより大きい整数）の受発光素子と、を有する。ｐとｒはｒ＝２ｐを満たす。また、ｐ、ｑ、ｒはｒ＝ｐ＋ｑを満たす。第１の発光素子と第２の発光素子のうち一方が緑色の光を発し、他方が青色の光を発する。受発光素子は、赤色の光を発し、かつ、受光機能を有する。
例えば、受発光素子を用いて、タッチ操作の検出を行う場合、光源からの発光がユーザーに視認されにくいことが好ましい。青色の光は、緑色の光よりも視認性が低いため、青色の光を発する発光素子を光源とすることが好ましい。したがって、受発光素子は、青色の光を受光する機能を有することが好ましい。
以上のように、本実施の形態の表示装置には、様々な配列の画素を適用することができる。
［デバイス構造］
次に、本発明の一態様の表示装置に用いることができる、発光素子、受光素子、及び受発光素子の詳細な構成について説明する。
本発明の一態様の表示装置は、発光素子が形成されている基板とは反対方向に光を射出するトップエミッション型、発光素子が形成されている基板側に光を射出するボトムエミッション型、両面に光を射出するデュアルエミッション型のいずれであってもよい。
本実施の形態では、トップエミッション型の表示装置を例に挙げて説明する。
なお、本明細書等において、特に説明のない限り、要素（発光素子、発光層など）を複数有する構成を説明する場合であっても、各々の要素に共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略して説明する。例えば、発光層２８３Ｒ及び発光層２８３Ｇ等に共通する事項を説明する場合に、発光層２８３と記す場合がある。
図８Ａに示す表示装置２８０Ａは、受光素子２７０ＰＤ、赤色（Ｒ）の光を発する発光素子２７０Ｒ、緑色（Ｇ）の光を発する発光素子２７０Ｇ、及び、青色（Ｂ）の光を発する発光素子２７０Ｂを有する。
各発光素子は、画素電極２７１、正孔注入層２８１、正孔輸送層２８２、発光層、電子輸送層２８４、電子注入層２８５、及び共通電極２７５をこの順で積層して有する。発光素子２７０Ｒは、発光層２８３Ｒを有し、発光素子２７０Ｇは、発光層２８３Ｇを有し、発光素子２７０Ｂは、発光層２８３Ｂを有する。発光層２８３Ｒは、赤色の光を発する発光物質を有し、発光層２８３Ｇは、緑色の光を発する発光物質を有し、発光層２８３Ｂは、青色の光を発する発光物質を有する。
発光素子は、画素電極２７１と共通電極２７５との間に電圧を印加することで、共通電極２７５側に光を射出する電界発光素子である。
受光素子２７０ＰＤは、画素電極２７１、正孔注入層２８１、正孔輸送層２８２、活性層２７３、電子輸送層２８４、電子注入層２８５、及び共通電極２７５をこの順で積層して有する。
受光素子２７０ＰＤは、表示装置２８０Ａの外部から入射される光を受光し、電気信号に変換する、光電変換素子である。
本実施の形態では、発光素子及び受光素子のいずれにおいても、画素電極２７１が陽極として機能し、共通電極２７５が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受光素子は、画素電極２７１と共通電極２７５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受光素子に入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
本実施の形態の表示装置では、受光素子２７０ＰＤの活性層２７３に有機化合物を用いる。受光素子２７０ＰＤは、活性層２７３以外の層を、発光素子と共通の構成にすることができる。そのため、発光素子の作製工程に、活性層２７３を成膜する工程を追加するのみで、発光素子の形成と並行して受光素子２７０ＰＤを形成することができる。また、発光素子と受光素子２７０ＰＤとを同一基板上に形成することができる。したがって、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光素子２７０ＰＤを内蔵することができる。
表示装置２８０Ａでは、受光素子２７０ＰＤの活性層２７３と、発光素子の発光層２８３と、を作り分ける以外は、受光素子２７０ＰＤと発光素子が共通の構成である例を示す。ただし、受光素子２７０ＰＤと発光素子の構成はこれに限定されない。受光素子２７０ＰＤと発光素子は、活性層２７３と発光層２８３のほかにも、互いに作り分ける層を有していてもよい。受光素子２７０ＰＤと発光素子は、共通で用いられる層（共通層）を１層以上有することが好ましい。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光素子２７０ＰＤを内蔵することができる。
画素電極２７１と共通電極２７５のうち、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
本実施の形態の表示装置が有する発光素子には、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光素子が有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極（半透過・半反射電極）を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極（反射電極）を有することが好ましい。発光素子がマイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光素子から射出される光を強めることができる。
なお、半透過・半反射電極は、反射電極と可視光に対する透過性を有する電極（透明電極ともいう）との積層構造とすることができる。
透明電極の光の透過率は、４０％以上とする。例えば、発光素子には、可視光（波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光）の透過率が４０％以上である電極を用いることが好ましい。半透過・半反射電極の可視光の反射率は、１０％以上９５％以下、好ましくは３０％以上８０％以下とする。反射電極の可視光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、１×１０−２Ωｃｍ以下が好ましい。なお、発光素子が近赤外光（波長７５０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の光）を発する場合、これらの電極の近赤外光の透過率または反射率は、可視光の透過率または反射率と同様に、上記の数値範囲を満たすことが好ましい。
発光素子は少なくとも発光層２８３を有する。発光素子は、発光層２８３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、発光素子及び受光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１層以上を共通の構成とすることができる。また、発光素子及び受光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１層以上を互いに作り分けることができる。
正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料としては、芳香族アミン化合物や、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。
発光素子において、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。受光素子において、正孔輸送層は、活性層において入射した光に基づき発生した正孔を陽極に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体など）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。
発光素子において、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。受光素子において、電子輸送層は、活性層において入射した光に基づき発生した電子を陰極に輸送する層である。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。
電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、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。
発光層２８３は、発光物質を含む層である。発光層２８３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。
発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、ＴＡＤＦ材料、量子ドット材料などが挙げられる。
蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。
燐光材料としては、例えば、４Ｈ−トリアゾール骨格、１Ｈ−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、またはピリジン骨格を有する有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。
発光層２８３は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種または複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料等）を有していてもよい。１種または複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方または双方を用いることができる。また、１種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、またはＴＡＤＦ材料を用いてもよい。
発光層２８３は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質（燐光材料）へのエネルギー移動であるＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光素子の高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。
励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位（最高被占有軌道準位）が電子輸送性材料のＨＯＭＯ準位以上の値であると好ましい。正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位（最低空軌道準位）が電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位以上の値であると好ましい。材料のＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位及び酸化電位）から導出することができる。
励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性材料の発光スペクトル、電子輸送性材料の発光スペクトル、及びこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（または長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。または、正孔輸送性材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、電子輸送性材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、または遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性材料の過渡ＥＬ、電子輸送性を有する材料の過渡ＥＬ、及びこれらの混合膜の過渡ＥＬを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
活性層２７３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２７３が有する半導体として、有機半導体を用いる例を示す。有機半導体を用いることで、発光層２８３と、活性層２７３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２７３が有するｎ型半導体の材料としては、フラーレン（例えばＣ６０、Ｃ７０等）、フラーレン誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。フラーレンは、サッカーボールのような形状を有し、当該形状はエネルギー的に安定である。フラーレンは、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位の双方が深い（低い）。フラーレンは、ＬＵＭＯ準位が深いため、電子受容性（アクセプター性）が極めて高い。通常、ベンゼンのように、平面にπ電子共役（共鳴）が広がると、電子供与性（ドナー性）が高くなるが、フラーレンは球体形状であるため、π電子が大きく広がっているにも関わらず、電子受容性が高くなる。電子受容性が高いと、電荷分離を高速に効率よく起こすため、受光素子として有益である。Ｃ６０、Ｃ７０ともに可視光領域に広い吸収帯を有しており、特にＣ７０はＣ６０に比べてπ電子共役系が大きく、長波長領域にも広い吸収帯を有するため好ましい。
また、ｎ型半導体の材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、クマリン誘導体、ローダミン誘導体、トリアジン誘導体、キノン誘導体等が挙げられる。
活性層２７３が有するｐ型半導体の材料としては、銅（ＩＩ）フタロシアニン（Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）　ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＣｕＰｃ）、テトラフェニルジベンゾペリフランテン（Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｄｉｂｅｎｚｏｐｅｒｉｆｌａｎｔｈｅｎｅ；ＤＢＰ）、亜鉛フタロシアニン（Ｚｉｎｃ　Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＺｎＰｃ）、スズフタロシアニン（ＳｎＰｃ）、キナクリドン等の電子供与性の有機半導体材料が挙げられる。
また、ｐ型半導体の材料としては、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体、芳香族アミン骨格を有する化合物等が挙げられる。さらに、ｐ型半導体の材料としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、ピロール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、インドール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
電子供与性の有機半導体材料のＨＯＭＯ準位は、電子受容性の有機半導体材料のＨＯＭＯ準位よりも浅い（高い）ことが好ましい。電子供与性の有機半導体材料のＬＵＭＯ準位は、電子受容性の有機半導体材料のＬＵＭＯ準位よりも浅い（高い）ことが好ましい。
電子受容性の有機半導体材料として、球状のフラーレンを用い、電子供与性の有機半導体材料として、平面に近い形状の有機半導体材料を用いることが好ましい。似た形状の分子同士は集まりやすい傾向にあり、同種の分子が凝集すると、分子軌道のエネルギー準位が近いため、キャリア輸送性を高めることができる。
例えば、活性層２７３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。
発光素子及び受光素子には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光素子及び受光素子を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
図８Ｂに示す表示装置２８０Ｂは、受光素子２７０ＰＤと発光素子２７０Ｒが同一の構成である点で、表示装置２８０Ａと異なる。
受光素子２７０ＰＤと発光素子２７０Ｒは、活性層２７３と発光層２８３Ｒを共通して有する。
ここで、受光素子２７０ＰＤは、検出したい光よりも長波長の光を発する発光素子と共通の構成にすることが好ましい。例えば、青色の光を検出する構成の受光素子２７０ＰＤは、発光素子２７０Ｒ及び発光素子２７０Ｇの一方または双方と同様の構成にすることができる。例えば、緑色の光を検出する構成の受光素子２７０ＰＤは、発光素子２７０Ｒと同様の構成にすることができる。
受光素子２７０ＰＤと、発光素子２７０Ｒと、を共通の構成にすることで、受光素子２７０ＰＤと、発光素子２７０Ｒと、が互いに作り分ける層を有する構成に比べて、成膜工程の数及びマスクの数を削減することができる。したがって、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。
また、受光素子２７０ＰＤと、発光素子２７０Ｒと、を共通の構成にすることで、受光素子２７０ＰＤと、発光素子２７０Ｒと、が互いに作り分ける層を有する構成に比べて、位置ずれに対するマージンを狭くできる。これにより、画素の開口率を高めることができ、表示装置の光取り出し効率を高めることができる。これにより、発光素子の寿命を延ばすことができる。また、表示装置は、高い輝度を表現することができる。また、表示装置の高精細度化も可能である。
発光層２８３Ｒは、赤色の光を発する発光材料を有する。活性層２７３は、赤色よりも短波長の光（例えば、緑色の光及び青色の光の一方または双方）を吸収する有機化合物を有する。活性層２７３は、赤色の光を吸収しにくく、かつ、赤色よりも短波長の光を吸収する有機化合物を有することが好ましい。これにより、発光素子２７０Ｒからは赤色の光が効率よく取り出され、受光素子２７０ＰＤは、高い精度で赤色よりも短波長の光を検出することができる。
また、表示装置２８０Ｂでは、発光素子２７０Ｒ及び受光素子２７０ＰＤが同一の構成である例を示すが、発光素子２７０Ｒ及び受光素子２７０ＰＤは、それぞれ異なる厚さの光学調整層を有していてもよい。
図９Ａ、図９Ｂに示す表示装置２８０Ｃは、赤色（Ｒ）の光を発し、かつ、受光機能を有する受発光素子２７０Ｒ・ＰＤ、緑色（Ｇ）の光を発する発光素子２７０Ｇ、及び、青色（Ｂ）の光を発する発光素子２７０Ｂを有する。
各発光素子は、画素電極２７１、正孔注入層２８１、正孔輸送層２８２、発光層、電子輸送層２８４、電子注入層２８５、及び共通電極２７５をこの順で積層して有する。発光素子２７０Ｇは、発光層２８３Ｇを有し、発光素子２７０Ｂは、発光層２８３Ｂを有する。発光層２８３Ｇは、緑色の光を発する発光物質を有し、発光層２８３Ｂは、青色の光を発する発光物質を有する。
受発光素子２７０Ｒ・ＰＤは、画素電極２７１、正孔注入層２８１、正孔輸送層２８２、活性層２７３、発光層２８３Ｒ、電子輸送層２８４、電子注入層２８５、及び共通電極２７５をこの順で積層して有する。
なお、表示装置２８０Ｃが有する受発光素子２７０Ｒ・ＰＤは、表示装置２８０Ｂが有する発光素子２７０Ｒ及び受光素子２７０ＰＤと同一の構成である。また、表示装置２８０Ｃが有する発光素子２７０Ｇ、２７０Ｂについても、表示装置２８０Ｂが有する発光素子２７０Ｇ、２７０Ｂと同一の構成である。
図９Ａでは、受発光素子２７０Ｒ・ＰＤが発光素子として機能する場合を示す。図９Ａでは、発光素子２７０Ｂが青色の光を発し、発光素子２７０Ｇが緑色の光を発し、受発光素子２７０Ｒ・ＰＤが赤色の光を発している例を示す。
図９Ｂでは、受発光素子２７０Ｒ・ＰＤが受光素子として機能する場合を示す。図９Ｂでは、発光素子２７０Ｂが発する青色の光と、発光素子２７０Ｇが発する緑色の光と、を、受発光素子２７０Ｒ・ＰＤが検出している例を示す。
発光素子２７０Ｂ、発光素子２７０Ｇ、及び受発光素子２７０Ｒ・ＰＤは、それぞれ、画素電極２７１及び共通電極２７５を有する。本実施の形態では、画素電極２７１が陽極として機能し、共通電極２７５が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。
本実施の形態では、発光素子と同様に、受発光素子２７０Ｒ・ＰＤにおいても、画素電極２７１が陽極として機能し、共通電極２７５が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受発光素子２７０Ｒ・ＰＤは、画素電極２７１と共通電極２７５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受発光素子２７０Ｒ・ＰＤ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。
なお、図９Ａ、図９Ｂに示す受発光素子２７０Ｒ・ＰＤは、発光素子に、活性層２７３を追加した構成ということができる。つまり、発光素子の作製工程に、活性層２７３を成膜する工程を追加するのみで、発光素子の形成と並行して受発光素子２７０Ｒ・ＰＤを形成することができる。また、発光素子と受発光素子とを同一基板上に形成することができる。したがって、作製工程を大幅に増やすことなく、表示部に撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を付与することができる。
なお、発光層２８３Ｒと活性層２７３との積層順は限定されない。図９Ａ、図９Ｂでは、正孔輸送層２８２上に活性層２７３が設けられ、活性層２７３上に発光層２８３Ｒが設けられている例を示す。正孔輸送層２８２上に発光層２８３Ｒが設けられ、発光層２８３Ｒ上に活性層２７３が設けられていてもよい。
図９Ａ、図９Ｂに示すように、活性層２７３と発光層２８３Ｒとは、互いに接していてもよい。また、活性層２７３と発光層２８３Ｒとの間にバッファ層が挟まれていてもよい。バッファ層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層、及び電子ブロック層等のうち少なくとも１層を用いることができる。
活性層２７３と発光層２８３Ｒとの間にバッファ層を設けることで、発光層２８３Ｒから活性層２７３に励起エネルギーが移動することを抑制できる。また、バッファ層を用いて、マイクロキャビティ構造の光路長（キャビティ長）を調整することもできる。したがって、活性層２７３と発光層２８３Ｒとの間にバッファ層を有する受発光素子からは、高い発光効率を得ることができる。
また、受発光素子は、正孔注入層２８１、正孔輸送層２８２、電子輸送層２８４、及び電子注入層２８５のうち少なくとも１層を有していなくてもよい。また、受発光素子は、正孔ブロック層、電子ブロック層など、他の機能層を有していてもよい。
また、受発光素子は、活性層２７３及び発光層２８３Ｒを有さず、発光層と活性層を兼ねる層を有していてもよい。発光層と活性層を兼ねる層としては、例えば、活性層２７３に用いることができるｎ型半導体と、活性層２７３に用いることができるｐ型半導体と、発光層２８３Ｒに用いることができる発光物質と、の３つの材料を含む層を用いることができる。
なお、ｎ型半導体とｐ型半導体との混合材料の吸収スペクトルの最も低エネルギー側の吸収帯と、発光物質の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）の最大ピークと、は互いに重ならないことが好ましく、十分に離れていることがより好ましい。
受発光素子において、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
受発光素子を構成する各層の機能及び材料は、発光素子及び受光素子を構成する各層の機能及び材料と同様であるため、詳細な説明は省略する。
以下では、図１０、図１１を用いて、本発明の一態様の表示装置の詳細な構成について説明する。
［表示装置１００Ａ］
図１０Ａに表示装置１００Ａの断面図を示す。
表示装置１００Ａは、受光素子１１０及び発光素子１９０を有する。
発光素子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をこの順で積層して有する。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。発光層１９３は、有機化合物を有する。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。発光素子１９０は、可視光を発する機能を有する。なお、表示装置１００Ａは、さらに、赤外光を発する機能を有する発光素子を有していてもよい。
受光素子１１０は、画素電極１９１、バッファ層１８２、活性層１８３、バッファ層１８４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。バッファ層１８２は、正孔輸送層を有することができる。活性層１８３は、有機化合物を有する。バッファ層１８４は、電子輸送層を有することができる。受光素子１１０は、可視光を検出する機能を有する。なお、受光素子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、発光素子１９０及び受光素子１１０のいずれにおいても、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ものとして説明する。つまり、受光素子１１０を、画素電極１９１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１００Ａは、受光素子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１９１は、絶縁層２１４上に位置する。各画素電極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１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。互いに隣り合う２つの画素電極１９１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。隔壁２１６のかわりに、可視光を遮る隔壁を設けてもよい。
共通電極１１５は、受光素子１１０と発光素子１９０に共通で用いられる層である。
受光素子１１０及び発光素子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１００Ａは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受光素子１１０、発光素子１９０、トランジスタ１３１、及びトランジスタ１３２等を有する。
受光素子１１０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、受光素子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１９１は赤外光を反射する機能を有することが好ましい。
受光素子１１０は、光を検出する機能を有する。具体的には、受光素子１１０は、表示装置１００Ａの外部から入射される光１２２を受光し、電気信号に変換する、光電変換素子である。光１２２は、発光素子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１２２は、表示装置１００Ａに設けられたレンズなどを介して受光素子１１０に入射してもよい。
発光素子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、まとめてＥＬ層ということもできる。なお、ＥＬ層は、少なくとも発光層１９３を有する。上述の通り、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。また、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１００Ａが、赤外光を発する発光素子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素子には、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていることが好ましい。
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、各発光素子において、特定の色の光を強めて取り出すことができる。
発光素子１９０は、可視光を発する機能を有する。具体的には、発光素子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素子である（発光１２１参照）。
受光素子１１０が有する画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ１３１が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
発光素子１９０が有する画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ１３２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１３１とトランジスタ１３２とは、同一の層（図１０Ａでは基板１５１）上に接している。
受光素子１１０と電気的に接続される回路の少なくとも一部は、発光素子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。
受光素子１１０及び発光素子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１０Ａ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、受光素子１１０及び発光素子１９０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、受光素子１１０及び発光素子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、発光素子１９０と重なる位置、及び、受光素子１１０と重なる位置に開口を有する。
ここで、発光素子１９０の発光が対象物によって反射された光を受光素子１１０は検出する。しかし、発光素子１９０の発光が、表示装置１００Ａ内で反射され、対象物を介さずに、受光素子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、発光素子１９０が発した光１２３は、基板１５２で反射され、反射光１２４が受光素子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１２４が受光素子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、受光素子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、発光素子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１００Ｂ］
図１０Ｂ、図１０Ｃに表示装置１００Ｂ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１００Ｂは、発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、及び受発光素子１９０Ｒ・ＰＤを有する。
発光素子１９０Ｂは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｂ、バッファ層１９４Ｂ、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。発光素子１９０Ｂは、青色の光１２１Ｂを発する機能を有する。
発光素子１９０Ｇは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、バッファ層１９４Ｇ、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。発光素子１９０Ｇは、緑色の光１２１Ｇを発する機能を有する。
受発光素子１９０Ｒ・ＰＤは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｒ、活性層１８３、発光層１９３Ｒ、バッファ層１９４Ｒ、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。受発光素子１９０Ｒ・ＰＤは、赤色の光１２１Ｒを発する機能と、光１２２を検出する機能と、を有する。
図１０Ｂでは、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤが発光素子として機能する場合を示す。図１０Ｂでは、発光素子１９０Ｂが青色の光を発し、発光素子１９０Ｇが緑色の光を発し、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤが赤色の光を発している例を示す。
図１０Ｃでは、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤが受光素子として機能する場合を示す。図１０Ｃでは、発光素子１９０Ｂが発する青色の光と、発光素子１９０Ｇが発する緑色の光と、を、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤが検出している例を示す。
表示装置１００Ｂは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤ、発光素子１９０Ｇ、発光素子１９０Ｂ、及びトランジスタ１３２等を有する。
画素電極１９１は、絶縁層２１４上に位置する。互いに隣り合う２つの画素電極１９１は隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている。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１３２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
受発光素子及び発光素子は、それぞれ、保護層１１６に覆われていることが好ましい。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。
［表示装置１００Ｃ］
図１１Ａに表示装置１００Ｃの断面図を示す。
表示装置１００Ｃは、受光素子１１０及び発光素子１９０を有する。
発光素子１９０は、画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３、共通層１１４、及び共通電極１１５をこの順で有する。共通層１１２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。発光層１９３は、有機化合物を有する。共通層１１４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。発光素子１９０は、可視光を発する機能を有する。なお、表示装置１００Ｃは、さらに、赤外光を発する機能を有する発光素子を有していてもよい。
受光素子１１０は、画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、共通層１１４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。活性層１８３は、有機化合物を有する。受光素子１１０は、可視光を検出する機能を有する。なお、受光素子１１０は、さらに、赤外光を検出する機能を有していてもよい。
画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、発光層１９３、共通層１１４、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１９１は、絶縁層２１４上に位置する。互いに隣り合う２つの画素電極１９１は隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている。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１３２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、受光素子１１０と発光素子１９０に共通で用いられる層である。受光素子１１０と発光素子１９０を構成する層の少なくとも一部を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１００Ｃは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受光素子１１０、発光素子１９０、トランジスタ１３１、及びトランジスタ１３２等を有する。
受光素子１１０及び発光素子１９０は、それぞれ、保護層１１６に覆われていることが好ましい。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、樹脂層１５９が設けられている。樹脂層１５９は、発光素子１９０と重なる位置に設けられ、受光素子１１０と重なる位置には設けられない。
樹脂層１５９は、例えば、図１１Ｂに示すように、発光素子１９０と重なる位置に設けられ、かつ、受光素子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１１Ｃに示すように、発光素子１９０と重なる位置に島状に設けられ、かつ、受光素子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、発光素子１９０と重なる位置、及び、受光素子１１０と重なる位置に開口を有する。
ここで、発光素子１９０の発光が対象物によって反射された光を受光素子１１０は検出する。しかし、発光素子１９０の発光が、表示装置１００Ｃ内で反射され、対象物を介さずに、受光素子１１０に入射されてしまう場合がある。遮光層１５８は、このような迷光を吸収し、受光素子１１０に入射する迷光を低減することができる。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１２３ａ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１２３ｂを吸収することができる。これにより、受光素子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、受光素子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が発光素子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が発光素子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、受光素子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が受光素子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から発光素子１９０（具体的には、発光素子１９０の発光領域）までの距離は、遮光層１５８から受光素子１１０（具体的には、受光素子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、発光素子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、遮光層から受光素子までの距離と、遮光層から発光素子までの距離と、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から受光素子１１０までの距離と、遮光層１５８から発光素子１９０までの距離と、を比較するために、例えば、遮光層１５８の受光素子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の発光素子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、発光素子１９０からの迷光を抑制し、受光素子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、受光素子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、発光素子１９０と重なる部分に比べて、受光素子１１０と重なる部分が厚い構成とすることでも、遮光層１５８から受光素子１１０までの距離と、遮光層１５８から発光素子１９０までの距離と、に差を生じさせることができる。
以下では、図１２~図１５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１００Ｄ］
図１２に表示装置１００Ｄの斜視図を示し、図１３に、表示装置１００Ｄの断面図を示す。
表示装置１００Ｄは、基板１５２と基板１５１とが貼り合わされた構成を有する。図１２では、基板１５２を破線で明示している。
表示装置１００Ｄは、表示部１６２、回路１６４、配線１６５等を有する。図１２では表示装置１００ＤにＩＣ１７３及びＦＰＣ１７２が実装されている例を示している。そのため、図１２に示す構成は、表示装置１００Ｄ、ＩＣ（集積回路）、及びＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）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１２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１００Ｄ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１３に、図１２で示した表示装置１００Ｄの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４を含む領域の一部、表示部１６２を含む領域の一部、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１３に示す表示装置１００Ｄは、基板１５１と基板１５２の間に、トランジスタ２４１、トランジスタ２４５、トランジスタ２４６、トランジスタ２４７、発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤ等を有する。
基板１５２と保護層１１６は接着層１４２によって貼り合わされている。発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤ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１３では、基板１５２、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間が、接着層１４２によって封止されているおり、固体封止構造が適用されている。
発光素子１９０Ｂは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、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１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２４７が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２４７は、発光素子１９０Ｂの駆動を制御する機能を有する。画素電極１９１の端部は、隔壁２１６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。
発光素子１９０Ｇは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、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１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２４６が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２４６は、発光素子１９０Ｇの駆動を制御する機能を有する。
受発光素子１９０Ｒ・ＰＤは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、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１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２４５が有する導電層２２２ｂと電気的に接続されている。トランジスタ２４５は、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤの駆動を制御する機能を有する。
発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤが発する光は、基板１５２側に射出される。また、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤには、基板１５２及び接着層１４２を介して、光が入射する。基板１５２及び接着層１４２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。
発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤが有する画素電極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、発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤに共通して用いられる。受発光素子１９０Ｒ・ＰＤは、赤色の光を呈する発光素子の構成に活性層１８３を追加した構成である。また、発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤは、活性層１８３と各色の発光層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１００Ｄの表示部１６２に受光機能を付加することができる。
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、発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤ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、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤが光を検出する範囲を制御することができる。上述の通り、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤと重なる位置に設けられる遮光層の開口の位置を調整することで、受発光素子に入射する光を制御することが好ましい。また、遮光層１５８を有することで、対象物を介さずに、発光素子１９０から受発光素子１９０Ｒ・ＰＤ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。
トランジスタ２４１、トランジスタ２４５、トランジスタ２４６、及びトランジスタ２４７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、酸化窒化ハフニウム膜、窒化酸化ハフニウム膜、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。なお、基板１５１とトランジスタとの間に下地膜を設けてもよい。当該下地膜にも上記の無機絶縁膜を用いることができる。
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１００Ｄ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１００Ｄ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１００Ｄ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１００Ｄ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。
発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤを覆う保護層１１６を設けることで、発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤに水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光素子１９０Ｂ、発光素子１９０Ｇ、受発光素子１９０Ｒ・ＰＤの信頼性を高めることができる。
図１３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１００Ｄの信頼性を高めることができる。
表示装置１００Ｄ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１００Ｄの信頼性を高めることができる。
保護層１１６は単層であっても積層構造であってもよい。例えば、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。
トランジスタ２４１、トランジスタ２４５、トランジスタ２４６、及びトランジスタ２４７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２４１、トランジスタ２４５、トランジスタ２４６、及びトランジスタ２４７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２４４が設けられている。接続部２４４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２４４の上面は、画素電極１９１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２４４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。
発光素子１９０Ｇ、１９０Ｂ、及び受発光素子１９０Ｒ・ＰＤの構成及び材料などは、上述の記載を参照できる。
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、発光素子及び受光素子（または受発光素子）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１００Ｅ］
図１４及び図１５Ａに、表示装置１００Ｅの断面図を示す。表示装置１００Ｅの斜視図は表示装置１００Ｄ（図９）と同様である。図１４には、表示装置１００Ｅ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１５Ａには、表示装置１００Ｅ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１４では、表示部１６２のうち、特に、受光素子１１０と赤色の光を発する発光素子１９０Ｒを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。図１５Ａでは、表示部１６２のうち、特に、緑色の光を発する発光素子１９０Ｇと青色の光を発する発光素子１９０Ｂを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。
図１４及び図１５Ａに示す表示装置１００Ｅは、基板１５３と基板１５４の間に、トランジスタ２４３、トランジスタ２４８、トランジスタ２４９、トランジスタ２４０、発光素子１９０Ｒ、発光素子１９０Ｇ、発光素子１９０Ｂ、及び受光素子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１００Ｅ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１００Ｅの作製方法としては、まず、絶縁層２１２、各トランジスタ、受光素子１１０、各発光素子等が設けられた第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１００Ｅ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。
発光素子１９０Ｒは、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、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１９１は、絶縁層２１４ｂに設けられた開口を介して、導電層１６９と接続されている。導電層１６９は、絶縁層２１４ａに設けられた開口を介して、トランジスタ２４８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１９１は、トランジスタ２４８と電気的に接続されている。トランジスタ２４８は、発光素子１９０Ｒの駆動を制御する機能を有する。
同様に、発光素子１９０Ｇは、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、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１９１は、導電層１６９及びトランジスタ２４９の導電層２２２ｂを介して、トランジスタ２４９の低抵抗領域２３１ｎと電気的に接続される。つまり、画素電極１９１は、トランジスタ２４９と電気的に接続されている。トランジスタ２４９は、発光素子１９０Ｇの駆動を制御する機能を有する。
そして、発光素子１９０Ｂは、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、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１９１は、導電層１６９及びトランジスタ２４０の導電層２２２ｂを介して、トランジスタ２４０の低抵抗領域２３１ｎと電気的に接続される。つまり、画素電極１９１は、トランジスタ２４０と電気的に接続されている。トランジスタ２４０は、発光素子１９０Ｂの駆動を制御する機能を有する。
受光素子１１０は、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、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１９１の端部は、隔壁２１６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。
発光素子１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂが発する光は、基板１５４側に射出される。また、受光素子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。
各画素電極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、受光素子１１０及び発光素子１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂに共通して用いられる。受光素子１１０と各色の発光素子とは、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１００Ｅに受光素子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、発光素子１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂと重なる位置に設けられ、受光素子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、受光素子１１０と重なる位置及び発光素子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、受光素子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、発光素子１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂから受光素子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から各色の発光素子までの距離は、遮光層１５８から受光素子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。
図１４に示すように、隔壁２１６は、受光素子１１０と発光素子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、受光素子１１０と発光素子１９０Ｒとの間に位置する。遮光層２１９ａは、発光素子１９０Ｒが発した光を吸収する。これにより、受光素子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、隔壁２１６上に設けられ、発光素子１９０Ｇと発光素子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１５Ａ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２４４が設けられている。接続部２４４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１６９と同一の導電膜を加工して得ることができる。接続部２４４の上面は、画素電極１９１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２４４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２４３、トランジスタ２４８、トランジスタ２４９、及びトランジスタ２４０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１４及び図１５Ａにおいて、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１４及び図１５Ａに示す構造を作製できる。図１４及び図１５Ａ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１５Ｂに示すトランジスタ２５２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、本発明の一態様の表示装置は、２つの発光素子の受光素子（または受発光素子）までの距離の差と、当該２つの発光素子の受光素子（または受発光素子）と重なる遮光層の開口までの距離の差とが互いに異なる。このような構成とすることで、受光素子または受発光素子は、２つの発光素子の一方に由来する光を、他方に由来する光に比べて多く受光することができる。したがって、例えば、本発明の一態様の表示装置では、受光素子または受発光素子に、光源として用いる発光素子に由来する光を多く入射させることができる。
［画素回路の例］
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受光素子を有する第１の画素回路と、発光素子を有する第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１６Ａに、受光素子を有する第１の画素回路の一例を示し、図１６Ｂに、発光素子を有する第２の画素回路の一例を示す。
図１６Ａに示す画素回路ＰＩＸ１は、受光素子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、受光素子ＰＤとして、フォトダイオードを用いた例を示している。
受光素子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。受光素子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、受光素子ＰＤに流れる電流に応じて上記ノードの電位が変化するタイミングを制御する機能を有する。トランジスタ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１６Ｂに示す画素回路ＰＩＸ２は、発光素子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、発光素子ＥＬとして、発光ダイオードを用いた例を示している。特に、発光素子ＥＬとして、有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。
トランジスタ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、発光素子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。発光素子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。発光素子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、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素子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素子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と発光素子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。
受光素子ＰＤのカソードが電気的に接続される配線Ｖ１と、発光素子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。
本発明の一態様の表示装置では、画素回路ＰＩＸ１及び画素回路ＰＩＸ２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、画素回路ＰＩＸ１及び画素回路ＰＩＸ２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、画素回路ＰＩＸ１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、画素回路ＰＩＸ１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、画素回路ＰＩＸ１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、画素回路ＰＩＸ２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、画素に２種類のトランジスタ（例えば、ＯＳトランジスタとＬＴＰＳ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。
シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量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または容量Ｃ２に直列に接続されるトランジスタＭ１、トランジスタＭ２、及びトランジスタＭ５には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
また、トランジスタＭ３には、Ｓｉトランジスタを用いることが好ましい。これにより、撮像データの読み出し動作を高速に行うことができる。
なお、表示部に、受光素子を有する第１の画素回路と、発光素子を有する第２の画素回路と、を有する表示装置は、画像表示を行うモード、撮像を行うモード、画像表示と撮像とを同時に行うモードのいずれでも駆動することができる。画像表示を行うモードでは、例えば、発光素子を用いてフルカラーの画像を表示することができる。また、撮像を行うモードでは、例えば、発光素子を用いて撮像用画像（例えば、緑単色、青単色など）を表示し、受光素子を用いて撮像を行うことができる。撮像を行うモードでは、例えば、指紋認証などを行うことができる。また、画像表示と撮像とを同時に行うモードでは、例えば、一部の画素では、発光素子を用いて撮像用画像を表示し、かつ、受光素子を用いて撮像を行い、残りの画素では、発光素子を用いて、フルカラーの画像を表示することができる。
なお、図１６Ａ、図１６Ｂ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らず、さらに、バックゲートを有していてもよい。
受光素子ＰＤ、または発光素子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、高精細な表示部を実現できる。
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、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物（酸化物半導体ともいう）について説明する。
金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウム、コバルトなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
また、金属酸化物は、スパッタリング法、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより形成することができる。
＜結晶構造の分類＞
酸化物半導体の結晶構造としては、アモルファス（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓを含む）、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、単結晶（ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌ）、及び多結晶（ｐｏｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌ）等が挙げられる。
なお、膜または基板の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）スペクトルを用いて評価することができる。例えば、ＧＩＸＤ（Ｇｒａｚｉｎｇ−Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ　ＸＲＤ）測定で得られるＸＲＤスペクトルを用いて評価することができる。なお、ＧＩＸＤ法は、薄膜法またはＳｅｅｍａｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。
例えば、石英ガラス基板では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状がほぼ左右対称である。一方で、結晶構造を有するＩＧＺＯ膜では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称である。ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称であることは、膜中または基板中の結晶の存在を明示している。別言すると、ＸＲＤスペクトルのピークの形状で左右対称でないと、膜または基板は非晶質状態であるとは言えない。
また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法（ＮＢＥＤ：Ｎａｎｏ　Ｂｅａｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって観察される回折パターン（極微電子線回折パターンともいう）にて評価することができる。例えば、石英ガラス基板の回折パターンでは、ハローが観察され、石英ガラスは、非晶質状態であることが確認できる。また、室温成膜したＩＧＺＯ膜の回折パターンでは、ハローではなく、スポット状のパターンが観察される。このため、室温成膜したＩＧＺＯ膜は、結晶状態でもなく、非晶質状態でもない、中間状態であり、非晶質状態であると結論することはできないと推定される。
＜＜酸化物半導体の構造＞＞
なお、酸化物半導体は、構造に着目した場合、上記とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、及びｎｃ−ＯＳがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。
ここで、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、及びａ−ｌｉｋｅ　ＯＳの詳細について、説明を行う。
［ＣＡＡＣ−ＯＳ］
ＣＡＡＣ−ＯＳは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はｃ軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の厚さ方向、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線方向、またはＣＡＡＣ−ＯＳ膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ−ｂ面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向し、ａ−ｂ面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、１つまたは複数の微小な結晶（最大径が１０ｎｍ未満である結晶）で構成される。結晶領域が１つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は１０ｎｍ未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の大きさは、数十ｎｍ程度となる場合がある。
また、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズ、チタンなどから選ばれた一種、または複数種）において、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム（Ｉｎ）、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛（Ｚｎ）、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能である。よって、（Ｍ，Ｚｎ）層にはインジウムが含まれる場合がある。また、Ｉｎ層には元素Ｍが含まれる場合がある。なお、Ｉｎ層にはＺｎが含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像において、格子像として観察される。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、例えば、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、ｃ軸配向を示すピークが２θ＝３１°またはその近傍に検出される。なお、ｃ軸配向を示すピークの位置（２θの値）は、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成する金属元素の種類、組成などにより変動する場合がある。
また、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点（スポット）が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット（ダイレクトスポットともいう）を対称中心として、点対称の位置に観測される。
上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリー）を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属原子が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下などを引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないＣＡＡＣ−ＯＳは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成するには、Ｚｎを有する構成が好ましい。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、及びＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物は、Ｉｎ酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。
ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損など）の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対しても安定である。従って、ＯＳトランジスタにＣＡＡＣ−ＯＳを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
［ｎｃ−ＯＳ］
ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。別言すると、ｎｃ−ＯＳは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径（例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
［ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ］
ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。また、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、膜中の水素濃度が高い。
＜＜酸化物半導体の構成＞＞
次に、上述のＣＡＣ−ＯＳの詳細について、説明を行う。なお、ＣＡＣ−ＯＳは材料構成に関する。
［ＣＡＣ−ＯＳ］
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つまたは複数の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
さらに、ＣＡＣ−ＯＳとは、第１の領域と、第２の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第１の領域が、膜中に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、当該第１の領域と、当該第２の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。
ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳを構成する金属元素に対するＩｎ、Ｇａ、及びＺｎの原子数比のそれぞれを、［Ｉｎ］、［Ｇａ］、及び［Ｚｎ］と表記する。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳにおいて、第１の領域は、［Ｉｎ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｉｎ］よりも大きい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｇａ］よりも大きい領域である。または、例えば、第１の領域は、［Ｉｎ］が、第２の領域における［Ｉｎ］よりも大きく、且つ、［Ｇａ］が、第２の領域における［Ｇａ］よりも小さい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、第１の領域における［Ｇａ］よりも大きく、且つ、［Ｉｎ］が、第１の領域における［Ｉｎ］よりも小さい領域である。
具体的には、上記第１の領域は、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。また、上記第２の領域は、ガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。つまり、上記第１の領域を、Ｉｎを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第２の領域を、Ｇａを主成分とする領域と言い換えることができる。
なお、上記第１の領域と、上記第２の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
また、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とする領域と、一部にＩｎを主成分とする領域とが、それぞれモザイク状であり、これらの領域がランダムに存在している構成をいう。よって、ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が不均一に分布した構造を有していると推測される。
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
また、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ−ｒａｙ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、Ｉｎを主成分とする領域（第１の領域）と、Ｇａを主成分とする領域（第２の領域）とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
ここで、第１の領域は、第２の領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、第１の領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、第１の領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
一方、第２の領域は、第１の領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、第２の領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制することができる。
従って、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いる場合、第１の領域に起因する導電性と、第２の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳに付与することができる。つまり、ＣＡＣ−ＯＳとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。導電性の機能と絶縁性の機能とを分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。よって、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いることで、高いオン電流（Ｉｏｎ）、高い電界効果移動度（μ）、及び良好なスイッチング動作を実現することができる。
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、表示装置をはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ、ＣＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
＜酸化物半導体を有するトランジスタ＞
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１５ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１３ｃｍ−３以下、より好ましくは１×１０１１ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１０ｃｍ−３未満であり、１×１０−９ｃｍ−３以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ場合がある。
また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。
＜不純物＞
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体におけるシリコンや炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
また、酸化物半導体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満にする。
不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
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４）
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１７~図１９を用いて説明する。
本発明の一態様の電子機器は、表示部で撮像を行うことや、タッチ操作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。
本発明の一態様の電子機器としては、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。
本発明の一態様の電子機器は、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。
本発明の一態様の電子機器は、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１７Ａ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、実施の形態２で示した表示装置を適用することができる。
図１７Ｂ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。
表示パネル６５１１に、実施の形態２で示した表示装置を用いることで、表示部６５０２で撮像を行うことができる。例えば、表示パネル６５１１で指紋を撮像し、指紋認証を行うことができる。
表示部６５０２が、さらに、タッチセンサパネル６５１３を有することで、表示部６５０２に、タッチパネル機能を付与することができる。タッチセンサパネル６５１３としては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。または、表示パネル６５１１を、タッチセンサとして機能させてもよく、その場合、タッチセンサパネル６５１３を設けなくてもよい。
図１８Ａ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、実施の形態２で示した表示装置を適用することができる。
図１８Ａ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１８Ｂ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、実施の形態２で示した表示装置を適用することができる。
図１８Ｃ、図１８Ｄに、デジタルサイネージの一例を示す。
図１８Ｃ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１８Ｄ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１８Ｃ、図１８Ｄにおいて、表示部７０００に、実施の形態２で示した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１８Ｃ、図１８Ｄ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１９Ａ~図１９Ｆ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１９Ａ~図１９Ｆ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１９Ａ~図１９Ｆに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図１９Ａ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１９Ａ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１９Ｂ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１９Ｃ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１９Ｄ~図１９Ｆ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１９Ｄは携帯情報端末９２０１を展開した状態、図１９Ｆは折り畳んだ状態、図１９Ｅは図１９Ｄと図１９Ｆ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、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：デバイス、１１：制御部、１２：表示部、１３：記憶部、２０：表示部、２１：検出部、２２：指、２２Ａ：接触領域、２３：撮像画像、２４：接触面積、２５：撮像画像、２６：撮像画像、２７：撮像画像、２８：撮像画像、２９：撮像画像、１００Ａ：表示装置、１００Ｂ：表示装置、１００Ｃ：表示装置、１００Ｄ：表示装置、１００Ｅ：表示装置、１１０：受光素子、１１２：共通層、１１４：共通層、１１５：共通電極、１１６：保護層、１２１：発光、１２１Ｂ：光、１２１Ｇ：光、１２１Ｒ：光、１２２：光、１２３：光、１２３ａ：迷光、１２３ｂ：迷光、１２４：反射光、１３１：トランジスタ、１３２：トランジスタ、１４２：接着層、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、１６２：表示部、１６４：回路、１６５：配線、１６６：導電層、１６７：導電層、１６９：導電層、１７２：ＦＰＣ、１７３：ＩＣ、１８２：バッファ層、１８３：活性層、１８４：バッファ層、１９０：発光素子、１９０Ｂ：発光素子、１９０Ｇ：発光素子、１９０Ｒ・ＰＤ：受発光素子、１９０Ｒ：発光素子、１９１：画素電極、１９２：バッファ層、１９２Ｂ：バッファ層、１９２Ｇ：バッファ層、１９２Ｒ：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、１９４Ｂ：バッファ層、１９４Ｇ：バッファ層、１９４Ｒ：バッファ層、２００Ａ：表示装置、２００Ｂ：表示装置、２０１：基板、２０２：指、２０３：受光素子を有する層、２０４：受発光素子を有する層、２０５：機能層、２０７：発光素子を有する層、２０８：スタイラス、２０９：基板、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、２１９ａ：遮光層、２１９ｂ：スペーサ、２２１：導電層、２２２ａ：導電層、２２２ｂ：導電層、２２３：導電層、２２５：絶縁層、２２８：領域、２３１：半導体層、２３１ｉ：チャネル形成領域、２３１ｎ：低抵抗領域、２４０：トランジスタ、２４１：トランジスタ、２４２：接続層、２４３：トランジスタ、２４４：接続部、２４５：トランジスタ、２４６：トランジスタ、２４７：トランジスタ、２４８：トランジスタ、２４９：トランジスタ、２５２：トランジスタ、２６１：接触部、２６２：指紋、２６３：撮像範囲、２６６：軌跡、２７０Ｂ：発光素子、２７０Ｇ：発光素子、２７０ＰＤ：受光素子、２７０Ｒ・ＰＤ：受発光素子、２７０Ｒ：発光素子、２７１：画素電極、２７３：活性層、２７５：共通電極、２８０Ａ：表示装置、２８０Ｂ：表示装置、２８０Ｃ：表示装置、２８１：正孔注入層、２８２：正孔輸送層、２８３：発光層、２８３Ｂ：発光層、２８３Ｇ：発光層、２８３Ｒ：発光層、２８４：電子輸送層、２８５：電子注入層、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 (8)

  1. 　制御部と、表示部と、を有する電子機器であって、
    　前記表示部は、画面に画像を表示する機能を有し、かつ、検出部を有し、
    　前記検出部は、タッチ操作を検出する機能と、前記画面に触れた被検出体を少なくとも２回撮像する機能と、を有し、
    　前記制御部は、１回目の撮像における前記被検出体の面積と２回目の撮像における前記被検出体の面積との差を算出して、前記差が基準よりも大きい場合と小さい場合で異なる処理を実行する機能を有する、
    　電子機器。
  2. 　制御部と、表示部と、記憶部と、を有する電子機器であって、
    　前記表示部は、画面に画像を表示する機能を有し、かつ、検出部を有し、
    　前記検出部は、タッチ操作を検出する機能と、前記画面に触れた被検出体を撮像する機能と、を有し、
    　前記制御部は、前記検出部が撮像したデータから、前記被検出体の接触面積の情報を取得する機能を有し、
    　前記記憶部は、あらかじめ登録された基準の接触面積の情報を保持する機能を有し、
    　前記制御部は、前記被検出体の接触面積が、前記基準の接触面積よりも大きい場合と小さい場合で異なる処理を実行する機能を有する、
    　電子機器。
  3. 　制御部と、表示部と、記憶部と、を有する電子機器であって、
    　前記表示部は、画面に画像を表示する機能を有し、かつ、検出部を有し、
    　前記検出部は、前記画面へのタッチ操作を検出する機能と、前記画面に触れた指を撮像する機能と、を有し、
    　前記制御部は、前記検出部が撮像したデータから、前記指の接触面積の情報と、前記指の指紋情報と、を取得する機能を有し、
    　前記記憶部は、それぞれあらかじめ登録された、照合用の指紋情報と、基準の接触面積の情報と、を保持する機能を有し、
    　前記制御部は、
    　前記指の指紋情報と前記照合用の指紋情報を照合する機能と、
    　前記指の指紋情報と、前記照合用の指紋情報が一致した場合に、前記指の接触面積が、前記基準の接触面積よりも大きい場合と小さい場合で異なる処理を実行する機能と、を有する、
    　電子機器。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか一において、
    　前記表示部は、複数の画素と、表示領域全体を用いて撮像する機能を有し、
    　前記画素は、発光素子と、受光素子と、を有し、
    　前記発光素子と、前記受光素子とは、同一面上に設けられる、
    　電子機器。
  5. 　請求項４において、
    　前記発光素子は、第１の電極と、発光層と、共通電極と、が積層された積層構造を有し、
    　前記受光素子は、第２の電極と、活性層と、前記共通電極と、が積層された積層構造を有し、
    　前記発光層と、前記活性層とは、それぞれ互いに異なる有機化合物を含み、
    　前記第１の電極と、前記第２の電極とは、同一面上に離間して設けられ、
    　前記共通電極は、前記発光層及び前記活性層を覆って設けられる、
    　電子機器。
  6. 　請求項４において、
    　前記発光素子は、第１の電極と、共通層と、発光層と、共通電極と、が積層された積層構造を有し、
    　前記受光素子は、第２の電極と、前記共通層と、活性層と、前記共通電極と、が積層された積層構造を有し、
    　前記発光層と、前記活性層とは、それぞれ互いに異なる有機化合物を含み、
    　前記第１の電極と、前記第２の電極とは、同一面上に離間して設けられ、
    　前記共通電極は、前記発光層及び前記活性層を覆って設けられ、
    　前記共通層は、前記第１の電極及び前記第２の電極を覆って設けられる、
    　電子機器。
  7. 　請求項４乃至請求項６のいずれか一において、
    　前記発光素子は、可視光を発する機能を有し、
    　前記受光素子は、前記発光素子が発する前記可視光を受光する機能を有する、
    　電子機器。
  8. 　請求項４乃至請求項６のいずれか一において、
    　前記発光素子は、赤外光を発する機能を有し、
    　前記受光素子は、前記発光素子が発する前記赤外光を受光する機能を有する、
    　電子機器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4319537A1 (en) * 2022-08-02 2024-02-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Photosensor and sensor embedded display panel and electronic device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220042144A (ko) * 2019-07-26 2022-04-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 복합 디바이스 및 프로그램
CN114430833A (zh) 2019-09-27 2022-05-03 株式会社半导体能源研究所 电子设备及程序

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013117890A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Sony Corp 電子機器及び電子機器の操作方法
JP2013247443A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Kyocera Document Solutions Inc 表示入力装置
JP2015176371A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 キヤノン株式会社 電子機器、触感制御方法及びプログラム
JP2017208173A (ja) * 2016-05-16 2017-11-24 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
EP3503197A1 (en) * 2017-09-15 2019-06-26 Boe Technology Group Co., Ltd. Display panel and display device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9436864B2 (en) 2012-08-23 2016-09-06 Apple Inc. Electronic device performing finger biometric pre-matching and related methods
JP6969516B2 (ja) 2017-09-15 2021-11-24 株式会社セガ プログラム及び情報処理装置
JP6418299B1 (ja) 2017-09-15 2018-11-07 株式会社セガゲームス 情報処理装置及びプログラム
CN112673488A (zh) 2018-09-14 2021-04-16 株式会社半导体能源研究所 显示装置、显示模块及电子设备
KR20220042144A (ko) 2019-07-26 2022-04-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 복합 디바이스 및 프로그램

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013117890A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Sony Corp 電子機器及び電子機器の操作方法
JP2013247443A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Kyocera Document Solutions Inc 表示入力装置
JP2015176371A (ja) * 2014-03-14 2015-10-05 キヤノン株式会社 電子機器、触感制御方法及びプログラム
JP2017208173A (ja) * 2016-05-16 2017-11-24 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
EP3503197A1 (en) * 2017-09-15 2019-06-26 Boe Technology Group Co., Ltd. Display panel and display device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4319537A1 (en) * 2022-08-02 2024-02-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Photosensor and sensor embedded display panel and electronic device

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