WO2021214617A1

WO2021214617A1 - 表示装置及びその駆動方法、並びに電子機器

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Publication number: WO2021214617A1
Application number: PCT/IB2021/053189
Authority: WO
Inventors: 吉本智史; 渡邉一徳; 川島進; 山内諒; 齋藤元晴; 楠紘慈; 山崎舜平
Original assignee: 株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2021-10-28
Also published as: CN115427924A; JPWO2021214617A1; KR20230003479A; US20230152926A1

Abstract

短時間で認証を行うことができる表示装置を提供する。第１の画素がマトリクス状に配列された第１の表示部と、第２の画素がマトリクス状に配列された第２の表示部と、第１及び第２のロードライバ回路と、制御回路と、を有し、第１及び第２の画素は、受光素子を有する表示装置。第１及び第２の画素は、受光素子を用いて、撮像データを取得する機能を有する。第１及び第２のロードライバ回路は、撮像データを読み出す第１及び第２の画素をそれぞれ選択する機能を有する。制御回路は、第１のモードにより、第１及び第２のロードライバ回路を順に駆動させる機能を有し、また第２のモードにより、撮像データに基づき、第１又は第２のロードライバ回路の一方を駆動させる機能を有する。第１のモードにおける第１及び第２のロードライバ回路の走査速度は、第２のモードにおける第１又は第２のロードライバ回路の走査速度より速い。

Description

表示装置及びその駆動方法、並びに電子機器

本発明の一態様は、表示装置、及びその駆動方法に関する。本発明の一態様は、撮像機能を有する表示装置、及びその駆動方法に関する。本発明の一態様は、表示装置を有する電子機器に関する。

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、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、タッチセンサ等）、入出力装置（例えば、タッチパネル等）、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。

表示装置は、スマートフォン、タブレット型端末、ノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の情報端末機器、テレビジョン装置、モニタ装置等、様々な機器に用いられている。また近年、タッチパネルとしての機能、認証のために指紋を撮像する機能等、画像を表示するだけでなく、様々な機能が付加された表示装置が求められている。特許文献１には、指紋認証を行うことができる、スマートフォン等の電子機器について開示されている。

特開２０１９−７９４１５号公報

認証の一態様である指紋認証を行う方法として、発光素子から光を指に照射し、指により反射された光を受光素子で検出する方法が挙げられる。この場合、時間をかけて指紋認証を行うことにより、指紋認証を高い精度で行うことができる。一方、指紋認証等の認証に時間がかかると、認証を受ける者にとってはストレスとなる。

本発明の一態様は、短時間で認証を行うことができる表示装置を提供することを課題の一とする。又は、高い精度で認証を行うことができる表示装置を提供することを課題の一とする。又は、消費電力を低減した表示装置を提供することを課題の一とする。又は、信頼性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。又は、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。

又は、短時間で認証を行うことができる表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。又は、高い精度で認証を行うことができる表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。又は、消費電力を低減した表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。又は、信頼性の高い表示装置の駆動方法を提供することを課題の一とする。又は、新規な表示装置の駆動方法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。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項等の記載から抽出することが可能である。

本発明の一態様は、撮像機能を有する表示装置に関する。本発明の一態様の表示装置では、認証、例えば指紋認証を行うことができる。

本発明の一態様は、第１の画素がマトリクス状に配列された第１の表示部と、第２の画素がマトリクス状に配列された第２の表示部と、第１のロードライバ回路と、第２のロードライバ回路と、制御回路と、を有し、第１及び第２の画素は、それぞれ受光素子を有し、第１及び第２の画素は、それぞれ受光素子を用いて、撮像データを取得する機能を有し、第１のロードライバ回路は、撮像データを読み出す第１の画素を選択する機能を有し、第２のロードライバ回路は、撮像データを読み出す第２の画素を選択する機能を有し、制御回路は、第１のロードライバ回路と、第２のロードライバ回路と、を順に駆動させる第１のモードにより駆動する機能を有し、制御回路は、撮像データに基づき、第１のロードライバ回路又は第２のロードライバ回路の一方を駆動させる第２のモードにより駆動する機能を有し、第１のモードにおける第１及び第２のロードライバ回路の走査速度は、第２のモードにおける第１又は第２のロードライバ回路の走査速度より速い表示装置である。

又は、上記態様において、第１及び第２の画素は、それぞれトランジスタを有し、トランジスタのソース又はドレインの一方は、受光素子の一方の電極と電気的に接続され、トランジスタは、金属酸化物を含む半導体層を有してもよい。

又は、上記態様において、第１及び第２の画素は、それぞれ発光素子を有してもよい。

又は、上記態様において、第１のモードにおいて、制御回路は、第１の表示部、又は第２の表示部に接触している物体を、撮像データに基づき検出する機能を有し、第２のモードにおいて、制御回路は、認証を行う機能を有してもよい。

又は、上記態様において、機械学習演算回路を有し、機械学習演算回路は、物体が第１の表示部、又は第２の表示部における、第１の地点から第２の地点に移動した場合に、第１の地点から第２の地点までの物体の軌跡に基づき、認証を行う機能を有してもよい。

本発明の一態様の表示装置と、操作ボタンと、を有する電子機器も、本発明の一態様である。

又は、本発明の一態様の表示装置と、筐体と、を有し、機械学習演算回路は、筐体における接触領域に基づき、認証を行う機能を有する電子機器も、本発明の一態様である。

又は、本発明の一態様は、受光素子を有する画素がマトリクス状に配列された第１の表示部と、第２の表示部と、を有する表示装置の駆動方法であって、第１の表示部に設けられる画素、及び第２の表示部に設けられる画素が、受光素子を用いて第１の撮像データを取得し、第１の撮像データを第１の表示部に設けられる画素から読み出した後、第１の撮像データを第２の表示部に設けられる画素から読み出し、第１の撮像データに基づき、第１の表示部、又は第２の表示部の一方を選択し、選択された表示部に設けられる画素が、受光素子を用いて第２の撮像データを取得した後、第２の撮像データを読み出し、第２の撮像データの読み出しに要する時間は、第１の撮像データの読み出しに要する時間より長い表示装置の駆動方法である。

又は、上記態様において、画素は、トランジスタを有し、トランジスタのソース又はドレインの一方は、受光素子の一方の電極と電気的に接続され、トランジスタは、金属酸化物を含む半導体層を有してもよい。

又は、上記態様において、画素は、発光素子を有してもよい。

又は、上記態様において、第１の表示部、又は第２の表示部に接触している物体を、第１の撮像データに基づき検出した後、物体が接触している表示部を選択し、第２の撮像データに基づき、認証を行ってもよい。

本発明の一態様により、短時間で認証を行うことができる表示装置を提供することができる。又は、高い精度で認証を行うことができる表示装置を提供することができる。又は、消費電力を低減した表示装置を提供することができる。又は、信頼性の高い表示装置を提供することができる。又は、新規な表示装置を提供することができる。

又は、短時間で認証を行うことができる表示装置の駆動方法を提供することができる。又は、高い精度で認証を行うことができる表示装置の駆動方法を提供することができる。又は、消費電力を低減した表示装置の駆動方法を提供することができる。又は、信頼性の高い表示装置の駆動方法を提供することができる。又は、新規な表示装置の駆動方法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。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項等の記載から抽出することが可能である。

図１は、表示装置の構成例を示すブロック図である。
図２は、画素の構成例を示す回路図である。
図３Ａは、表示装置の構成例を示す模式図である。図３Ｂは、指紋認証の方法の一例を示す模式図である。
図４は、表示装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。
図５Ａは、表示装置の駆動方法の一例を示すフローチャートである。図５Ｂ１、及び図５Ｂ２は、表示装置の駆動方法の一例を示す模式図である。
図６は、表示装置の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。
図７は、ロードライバ回路の構成例を示すブロック図である。
図８Ａ１、図８Ａ２、及び図８Ｂは、ロードライバ回路の構成例を示すブロック図である。
図９Ａ、及び図９Ｂは、ロードライバ回路の構成例を示す回路図である。
図１０は、ロードライバ回路の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。
図１１は、ロードライバ回路の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。
図１２Ａは、読み出し回路の構成例を示すブロック図である。図１２Ｂ１、及び図１２Ｂ２は、表示装置の駆動方法の一例を示す模式図である。
図１３は、読み出し回路の構成例を示す回路図である。
図１４Ａ１、及び図１４Ａ２は、読み出し回路の構成例を示すブロック図である。図１４Ｂは、読み出し回路の構成例を示す回路図である。
図１５Ａ乃至図１５Ｄは、認証の一例を示す模式図である。
図１６は、表示装置の構成例を示すブロック図である。
図１７Ａ、及び図１７Ｂは、表示装置の駆動方法の一例を示す模式図である。
図１８Ａ、図１８Ｂ、及び図１８Ｄは、表示装置の構成例を示す断面図である。図１８Ｃ、及び図１８Ｅは、表示装置で撮像した画像の例を示す図である。図１８Ｆ乃至図１８Ｈは、画素の構成例を示す上面図である。
図１９Ａは、表示装置の構成例を示す断面図である。図１９Ｂ乃至図１９Ｄは、画素の構成例を示す上面図である。
図２０Ａは、表示装置の構成例を示す断面図である。図２０Ｂ乃至図２０Ｉは、画素の構成例を示す上面図である。
図２１Ａ、及び図２１Ｂは、表示装置の構成例を示す図である。
図２２Ａ乃至図２２Ｇは、表示装置の構成例を示す図である。
図２３Ａ乃至図２３Ｃは、表示装置の構成例を示す図である。
図２４Ａ乃至図２４Ｃは、表示装置の構成例を示す図である。
図２５Ａ、及び図２５Ｂは、表示装置の構成例を示す図である。
図２６は、表示装置の構成例を示す図である。
図２７Ａは、表示装置の構成例を示す図である。図２７Ｂ、及び図２７Ｃは、トランジスタの構成例を示す図である。
図２８Ａ、及び図２８Ｂは、電子機器の構成例を示す図である。
図２９Ａ乃至図２９Ｆは、電子機器の構成例を示す図である。

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。

なお、本明細書で説明する各図において、各構成要素の大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。

なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。

トランジスタは半導体素子の一種であり、電流又は電圧の増幅、及び導通又は非導通を制御するスイッチング動作等を実現することができる。本明細書等におけるトランジスタは、ＩＧＦＥＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、及び薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を含む。

また、「ソース」及び「ドレイン」の機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合、及び回路動作において電流の方向が変化する場合等には入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」及び「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。

また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続される場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極及び配線をはじめ、トランジスタ等のスイッチング素子、抵抗素子、コイル、容量素子、その他の各種機能を有する素子等が含まれる。

また、本明細書等において「電極」又は「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」又は「配線」の用語は、複数の「電極」又は「配線」が一体となって形成されている場合等も含む。

また、本明細書等において、「抵抗」の抵抗値を、配線の長さによって決める場合がある。又は、抵抗値は、配線で用いる導電層とは異なる抵抗率を有する導電層と接続することにより決める場合がある。又は、半導体層に不純物をドーピングすることで抵抗値を決める場合がある。

また、本明細書等において、電気回路における「端子」とは、電流の入力又は出力、電圧の入力又は出力、もしくは、信号の受信又は送信が行なわれる部位をいう。よって、配線又は電極の一部が端子として機能する場合がある。

また、電圧は、ある電位と、基準の電位（例えば接地電位又はソース電位）との電位差のことを示す場合が多い。よって、電圧と電位は互いに言い換えることが可能な場合が多い。本明細書等では、特段の明示が無いかぎり、電圧と電位を言い換えることができるものとする。

なお、本明細書等において、トランジスタの「導通状態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に短絡しているとみなせる状態をいう。また、トランジスタの「非導通状態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に遮断しているとみなせる状態をいう。例えば、導通状態のトランジスタは、線形領域で駆動することができる。

また、本明細書等において、「オン電流」とは、トランジスタが導通状態の時にソースとドレイン間に流れる電流をいう場合がある。また、「オフ電流」とは、トランジスタが非導通状態である時にソースとドレイン間に流れる電流をいう場合がある。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。

＜表示装置の構成例＿１＞
図１は、表示装置１０の構成例を示すブロック図である。表示装置１０は、表示部１１ａ、表示部１１ｂ、データドライバ回路１２、ゲートドライバ回路１３ａ、ゲートドライバ回路１３ｂ、ロードライバ回路１４ａ、ロードライバ回路１４ｂ、読み出し回路１５、カラムドライバ回路１６、及び制御回路１７等を有する。つまり、図１に示す表示装置１０は、表示部１１、ゲートドライバ回路１３、及びロードライバ回路１４を、それぞれ２つずつ有している。なお、表示装置１０は、表示部１１、ゲートドライバ回路１３、及びロードライバ回路１４を、それぞれ３つ以上ずつ有してもよい。

表示部１１ａは、ｍ行ｎ列（ｍ、ｎは１以上の整数）のマトリクス状に配列された複数の画素３０ａを有する。表示部１１ｂは、ｍ行ｎ列のマトリクス状に配列された複数の画素３０ｂを有する。なお、表示部１１ａに設けられる画素３０ａの個数と、表示部１１ｂに設けられる画素３０ｂの個数と、は異なってもよい。例えば、表示部１１ａに設けられる画素３０ａの行数と、表示部１１ｂに設けられる画素３０ｂの行数と、が異なってもよい。詳細は後述するが、画素３０ａと画素３０ｂは、表示素子として機能する発光素子と、光電変換素子として機能する受光素子と、の両方を有する。

本明細書等において、例えば表示部１１ａと表示部１１ｂを区別しない場合に、表示部１１と記載する。他の要素についても同様とする。

本明細書等において、画素３０に“［１，１］”、“［ｍ，ｎ］”等を付記することにより、ｍ行ｎ列の画素３０を区別する。また、例えば１行目の画素３０と電気的に接続される端子等を表す符号に［１］を付記し、ｍ行目の画素３０と電気的に接続される端子等を表す符号に［ｍ］を付記することにより、ｍ個の端子等を区別する。さらに、例えば１列目の画素３０と電気的に接続される端子等を表す符号に［１］を付記し、ｎ列目の画素３０と電気的に接続される端子等を表す符号に［ｎ］を付記することにより、ｎ個の端子等を区別する。

本明細書等において、表示素子は表示デバイスと言い換えることができ、発光素子は発光デバイスと言い換えることができ、受光素子は受光デバイスと言い換えることができる。他の素子についても、「素子」を「デバイス」と言い換えることができる場合がある。

画素３０ａ、及び画素３０ｂは、端子Ｄを介してデータドライバ回路１２と電気的に接続される。また、画素３０ａ、及び画素３０ｂは、端子ＷＸを介して読み出し回路１５と電気的に接続される。

画素３０ａは、端子Ｇａを介してゲートドライバ回路１３ａと電気的に接続される。また、画素３０ａは、端子ＳＥａを介してロードライバ回路１４ａと電気的に接続され、端子ＲＳａを介してロードライバ回路１４ａと電気的に接続される。画素３０ｂは、端子Ｇｂを介してゲートドライバ回路１３ｂと電気的に接続される。また、画素３０ｂは、端子ＳＥｂを介してロードライバ回路１４ｂと電気的に接続され、端子ＲＳｂを介してロードライバ回路１４ｂと電気的に接続される。

読み出し回路１５は、カラムドライバ回路１６と電気的に接続される。カラムドライバ回路１６は、制御回路１７と電気的に接続される。制御回路１７は、端子ＳＰａを介してロードライバ回路１４ａと電気的に接続され、端子ＳＰｂを介してロードライバ回路１４ｂと電気的に接続される。

端子Ｇａ、端子ＳＥａ、及び端子ＲＳａそれぞれは行方向に延伸する配線と電気的に接続され、当該配線が行方向に配列する画素３０ａと電気的に接続される。また、端子Ｇｂ、端子ＳＥｂ、及び端子ＲＳｂそれぞれは行方向に延伸する配線と電気的に接続され、当該配線が行方向に配列する画素３０ｂと電気的に接続される。図１では、表示装置１０が、端子Ｇａ、端子Ｇｂ、端子ＳＥａ、端子ＳＥｂ、端子ＲＳａ、及び端子ＲＳｂをそれぞれｍ個有する例を示している。

端子Ｄ、及び端子ＷＸはそれぞれ列方向に延伸する配線と電気的に接続され、当該配線が列方向に配列する画素３０ａ、及び画素３０ｂと電気的に接続される。図１では、表示装置１０が、端子Ｄ、及び端子ＷＸをそれぞれｎ個ずつ有する例を示している。

画素３０ａ、及び画素３０ｂは、画像データに対応する画像を、発光素子を用いて表示する機能を有する。また、画素３０ａ、及び画素３０ｂは、受光素子を用いて撮像データを取得する機能を有する。よって、表示装置１０は、撮像機能を有する表示装置である。

詳細は後述するが、表示装置１０は、表示部１１に接触している物体の位置を検出する機能を有する。また、表示装置１０は、認証を行う機能を有する。例えば、表示装置１０は、表示部１１に接触している指の位置を検出し、且つ指に含まれる指紋に基づき指紋認証を行う機能を有する。

ゲートドライバ回路１３ａは、画像データを書き込む画素３０ａを選択する機能を有する。ゲートドライバ回路１３ａは、具体的には、端子Ｇａから信号を出力して、画像データを書き込む画素３０ａを選択することができる。ここで、ゲートドライバ回路１３ａは、端子Ｇａ［１］から順に端子Ｇａ［ｍ］まで上記信号を出力することにより、１行目の画素３０ａからｍ行目の画素３０ａまで順に画像データを書き込むことができる。よって、ゲートドライバ回路１３ａが端子Ｇａから出力する信号は、走査信号である。ここで、ゲートドライバ回路１３ａが端子Ｇａから信号を出力してから、次の行の端子Ｇａから信号を出力するまでの時間が短いことを、ゲートドライバ回路１３ａの走査速度が速いという。また、端子Ｇａから信号を出力してから、次の行の端子Ｇａから信号を出力するまでの時間が長いことを、ゲートドライバ回路１３ａの走査速度が遅いという。

ゲートドライバ回路１３ｂは、画像データを書き込む画素３０ｂを選択する機能を有する。ゲートドライバ回路１３ｂは、ゲートドライバ回路１３ａが画素３０ａを選択するのと同様の方法で、画素３０ｂを選択することができる。

データドライバ回路１２は、画素３０ａ、又は画素３０ｂに画像データを供給する機能を有する。データドライバ回路１２は、具体的には、画像データを表す信号を端子Ｄから出力する機能を有する。端子Ｄから出力された信号は、ゲートドライバ回路１３ａによって選択された画素３０ａ、又はゲートドライバ回路１３ｂによって選択された画素３０ｂに供給される。これにより、画素３０ａ、又は画素３０ｂに画像データが書き込まれる。

ロードライバ回路１４ａは、撮像データを読み出す画素３０ａを選択する機能を有する。具体的には、ロードライバ回路１４ａは、端子ＳＥａから信号を出力して、撮像データを読み出す画素３０ａを選択することができる。また、ロードライバ回路１４ａは、取得した撮像データをリセットする画素３０ａを選択する機能を有する。具体的には、ロードライバ回路１４ａは、端子ＲＳａから信号を出力して、撮像データをリセットする画素３０ａを選択することができる。ここで、ロードライバ回路１４ａは、端子ＳＥａ［１］から順に端子ＳＥａ［ｍ］まで上記信号を出力することにより、１行目の画素３０ａからｍ行目の画素３０ａまで順に撮像データを読み出すことができる。よって、ロードライバ回路１４ａが端子ＳＥａから出力する信号は、走査信号である。同様に、ロードライバ回路１４ａが端子ＲＳａから出力する信号も、走査信号とすることができる。ここで、ロードライバ回路１４ａが走査信号を出力してから、次の走査信号を出力するまでの期間が短いことを、ロードライバ回路１４ａの走査速度が速いという。また、ロードライバ回路１４ａが走査信号を出力してから、次の走査信号を出力するまでの期間が長いことを、ロードライバ回路１４ａの走査速度が遅いという。例えば、ロードライバ回路１４ａが端子ＳＥａから信号を出力してから、次の行の端子ＳＥａから信号を出力するまでの時間が短いことを、ロードライバ回路１４ａの走査速度が速いという。また、端子ＳＥａから信号を出力してから、次の行の端子ＳＥａから信号を出力するまでの時間が長いことを、ロードライバ回路１４ａの走査速度が遅いという。

ロードライバ回路１４ｂは、撮像データを読み出す画素３０ｂを選択する機能を有する。また、ロードライバ回路１４ｂは、取得した撮像データをリセットする画素３０ｂを選択する機能を有する。ロードライバ回路１４ｂは、ロードライバ回路１４ａが画素３０ａを選択するのと同様の方法で、画素３０ｂを選択することができる。

読み出し回路１５は、画素３０ａが取得した撮像データ、及び画素３０ｂが取得した撮像データの読み出しを制御する機能を有する。読み出し回路１５の構成例等は後述する。

カラムドライバ回路１６は、画素３０ａ、又は画素３０ｂから読み出した撮像データに対してＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ　ｔｏ　Ｄｉｇｉｔａｌ）変換を行う機能を有する。Ａ／Ｄ変換後の撮像データは、例えば表示装置１０の外部に出力することができる。また、Ａ／Ｄ変換後の撮像データは、制御回路１７に供給することができる。

制御回路１７は、ロードライバ回路１４ａ、及びロードライバ回路１４ｂの駆動を制御する機能を有する。制御回路１７は、例えばスタートパルス信号を生成し、端子ＳＰａ、又は端子ＳＰｂから出力する機能を有する。端子ＳＰａから出力されたスタートパルス信号はロードライバ回路１４ａに供給され、端子ＳＰｂから出力されたスタートパルス信号はロードライバ回路１４ｂに供給される。スタートパルス信号がロードライバ回路１４ａに供給されることにより、ロードライバ回路１４ａは端子ＳＥａ［１］及び端子ＲＳａ［１］から順に端子ＳＥａ［ｍ］及び端子ＲＳａ［ｍ］まで信号を出力することができる。また、スタートパルス信号がロードライバ回路１４ｂに供給されることにより、ロードライバ回路１４ｂは端子ＳＥｂ［１］及び端子ＲＳｂ［１］から順に端子ＳＥｂ［ｍ］及び端子ＲＳｂ［ｍ］まで信号を出力することができる。

また、制御回路１７は、カラムドライバ回路１６から供給された撮像データに基づき、スタートパルス信号を出力する端子を決定する機能を有する。具体的には、制御回路１７は、端子ＳＰａ又は端子ＳＰｂのどちらからスタートパルス信号を出力するかを、カラムドライバ回路１６から供給された撮像データに基づき決定する機能を有する。これにより、制御回路１７は、駆動させるロードライバ回路１４を、画素３０ａ、及び画素３０ｂから読み出された撮像データに基づき決定することができる。

＜画素の構成例＞
図２は、画素３０の構成例を示す回路図である。画素３０は、複数の副画素２１と、撮像画素２２と、を有する構成とすることができる。図２では、副画素２１として、副画素２１Ｒ、副画素２１Ｇ、及び副画素２１Ｂを画素３０が有する例を示している。

副画素２１Ｒは、赤色を呈する副画素２１とすることができる。副画素２１Ｇは、緑色を呈する副画素２１とすることができる。副画素２１Ｂは、青色を呈する副画素２１とすることができる。呈する色が異なる複数の副画素２１を画素３０が有することにより、表示装置１０はフルカラーの表示を行うことができる。なお、ここでは画素３０が、呈する色が異なる３つの副画素２１を有する例を示したが、４つ以上の副画素を有してもよい。また、副画素２１が、シアン、マゼンタ、黄色、又は白色等を呈してもよい。さらに、画素３０に、赤外光を呈する副画素２１を設けてもよい。

副画素２１は、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、容量Ｃ１、及び発光素子ＥＬを有する。副画素２１には、端子Ｇ、及び端子Ｄが電気的に接続される。ここで、図２では、端子Ｄとして端子ＤＲ、端子ＤＧ、及び端子ＤＢを示している。図２に示すように、副画素２１Ｒ、副画素２１Ｇ、及び副画素２１Ｂは、同一の端子Ｇと電気的に接続することができる。また、副画素２１Ｒは端子ＤＲと電気的に接続し、副画素２１Ｇは端子ＤＧと電気的に接続し、副画素２１Ｂは端子ＤＢと電気的に接続することができる。

トランジスタＭ１のゲート、及びトランジスタＭ３のゲートは、端子Ｇと電気的に接続される。トランジスタＭ１のソース又はドレインの一方は、端子Ｄと電気的に接続される。トランジスタＭ１のソース又はドレインの他方は、容量Ｃ１の一方の電極と電気的に接続される。容量Ｃ１の一方の電極は、トランジスタＭ２のゲートと電気的に接続される。トランジスタＭ２のソース又はドレインの一方は、配線ＡＬと電気的に接続される。トランジスタＭ２のソース又はドレインの他方は、発光素子ＥＬの一方の電極と電気的に接続される。発光素子ＥＬの一方の電極は、容量Ｃ１の他方の電極と電気的に接続される。容量Ｃ１の他方の電極は、トランジスタＭ３のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。発光素子ＥＬの他方の電極は、配線ＣＬ１と電気的に接続される。トランジスタＭ３のソース又はドレインの他方は、配線ＲＬと電気的に接続される。

トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３は、スイッチとして機能する。トランジスタＭ２は、発光素子ＥＬに流れる電流を制御するためのトランジスタとして機能する。

ここで、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３の全てに、半導体層に低温ポリシリコン（Ｌｏｗ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｐｏｌｙ　Ｓｉｌｉｃｏｎ：ＬＴＰＳ）を有するトランジスタ（以下、ＬＴＰＳトランジスタともいう。）を適用することが好ましい。又は、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３に、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物（以下、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。）を適用し、トランジスタＭ２にＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。

ＯＳトランジスタとしては、チャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を用いたトランジスタを用いることができる。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又は複数種）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又は複数種であることが好ましい。特に、ＯＳトランジスタの半導体層として、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。又は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物を用いることが好ましい。又は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物を用いることが好ましい。

シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することができる。そのため、特に容量Ｃ１に直列に接続されるトランジスタＭ１及びトランジスタＭ３には、それぞれ、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３として酸化物半導体を有するトランジスタを適用することで、容量Ｃ１に保持される電荷が、トランジスタＭ１又はトランジスタＭ３を介してリークされることを抑制することができる。また、容量Ｃ１に保持される電荷を長時間に亘って保持できるため、副画素２１に書き込まれた画像データを書き換えることなく、静止画を長期間に亘って表示することができる。

配線ＲＬには、リセット電位が与えられる。配線ＡＬには、アノード電位が与えられる。配線ＣＬ１には、カソード電位が与えられる。副画素２１において、アノード電位はカソード電位よりも高い電位とする。また、配線ＲＬに与えられるリセット電位は、リセット電位とカソード電位との電位差が、発光素子ＥＬのしきい値電圧よりも小さくなるような電位とすることができる。リセット電位は、カソード電位よりも高い電位、カソード電位と同じ電位、又は、カソード電位よりも低い電位とすることができる。

撮像画素２２は、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Ｍ８、容量Ｃ２、及び受光素子ＰＤを有する。

受光素子ＰＤの一方の電極は、トランジスタＭ５のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。受光素子ＰＤの他方の電極は、配線ＣＬ２と電気的に接続される。トランジスタＭ５のソース又はドレインの他方は、トランジスタＭ６のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＭ５のゲートは、端子ＴＸと電気的に接続される。トランジスタＭ６のソース又はドレインの一方は、容量Ｃ２の一方の電極と電気的に接続される。トランジスタＭ６のソース又はドレインの他方は、配線Ｖ１と電気的に接続される。トランジスタＭ６のゲートは、端子ＲＳと電気的に接続される。容量Ｃ２の一方の電極は、トランジスタＭ７のゲートと電気的に接続される。容量Ｃ２の他方の電極は、配線Ｖ２と電気的に接続される。トランジスタＭ７のソース又はドレインの一方は、トランジスタＭ８のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＭ７のソース又はドレインの他方は、配線Ｖ３と電気的に接続される。トランジスタＭ８のソース又はドレインの他方は、端子ＷＸと電気的に接続される。トランジスタＭ８のゲートは、端子ＳＥと電気的に接続される。

トランジスタＭ５、トランジスタＭ６、及びトランジスタＭ８は、スイッチとして機能する。トランジスタＭ７は、増幅素子（アンプ）として機能する。

トランジスタＭ５乃至トランジスタＭ８の全てに、ＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。又は、トランジスタＭ５及びトランジスタＭ６に、ＯＳトランジスタを適用し、トランジスタＭ７に、ＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。このとき、トランジスタＭ８は、ＯＳトランジスタ及びＬＴＰＳトランジスタのどちらを適用してもよい。

トランジスタＭ５及びトランジスタＭ６にＯＳトランジスタを適用することで、受光素子ＰＤに発生する電荷に基づき、トランジスタＭ７のゲートに保持される電位が、トランジスタＭ５又はトランジスタＭ６を介してリークされることを抑制することができる。

例えば、表示装置１０がグローバルシャッタ方式を用いた撮像を行う場合、画素によって電荷の転送動作が終了してから読み出し動作が開始されるまでの期間（電荷保持期間）が異なる。例えば全ての画素で階調値が等しくなる画像を撮像すると、理想的には全ての画素において同じ高さの電位を有する出力信号が得られる。しかし、電荷保持期間の長さが行毎に異なる場合、各行の画素のノードに蓄積されている電荷が時間の経過と共にリークしてしまうと、画素の出力信号の電位が行毎に異なってしまい、行毎にその階調数が変化した画像データが得られてしまう。そこで、トランジスタＭ５及びトランジスタＭ６としてＯＳトランジスタを適用することで、ノードの電位変化を極めて小さくすることができる。すなわち、グローバルシャッタ方式を用いて撮像を行っても、電荷保持期間が異なることに起因する画像データの階調の変化を小さく抑え、撮像された画像の品質を向上させることができる。

一方で、トランジスタＭ７には、半導体層に低温ポリシリコンを用いたＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。ＬＴＰＳトランジスタは、ＯＳトランジスタよりも、高い電界効果移動度を実現することができ、駆動能力及び電流能力に優れる。そのため、トランジスタＭ７では、トランジスタＭ５及びトランジスタＭ６と比較して、より高速な駆動が可能となる。トランジスタＭ７にＬＴＰＳトランジスタを用いることで、受光素子ＰＤの受光量に基づく微小の電位に応じた出力を、トランジスタＭ８に対して素早く行うことができる。

つまり、撮像画素２２において、トランジスタＭ５及びトランジスタＭ６のリーク電流が少なく、且つ、トランジスタＭ７の駆動能力が高いことで、受光素子ＰＤからトランジスタＭ５を介してトランジスタＭ７のゲートに転送された電荷を、リークすることなく保持することができる。また、読み出しを高速に行うことができる。

トランジスタＭ８は、トランジスタＭ７からの出力を端子ＷＸに流すスイッチとして機能するため、トランジスタＭ５乃至トランジスタＭ７のような小さいオフ電流、又は高速駆動等は必ずしも求められない。そのため、トランジスタＭ８の半導体層には、低温ポリシリコンを適用してもよいし、酸化物半導体を適用してもよい。

なお、トランジスタＭ５及びトランジスタＭ６をＬＴＰＳトランジスタとしてもよい。この場合、例えば表示装置１０はローリングシャッタ方式を用いた撮像を行うことができる。トランジスタＭ５及びトランジスタＭ６をＬＴＰＳトランジスタとすることにより、トランジスタＭ５乃至トランジスタＭ８を全てＬＴＰＳトランジスタとすることができる。また、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ３、及びトランジスタＭ５乃至トランジスタＭ８を全てＬＴＰＳトランジスタとすることができる。これにより、画素３０の作製工程を簡易なものとしつつ、表示装置１０を高速に駆動させることができる。

なお、トランジスタＭ５及びトランジスタＭ６がＯＳトランジスタであっても、表示装置１０がローリングシャッタ方式を用いた撮像を行う機能を有してもよい。また、トランジスタＭ５及びトランジスタＭ６がＬＴＰＳトランジスタであっても、表示装置１０がグローバルシャッタ方式を用いた撮像を行う機能を有してもよい。

図２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記載しているが、ｐチャネル型のトランジスタを用いることもできる。以降に示すトランジスタにおいても同様である。

＜表示装置の機能の一例＞
以下では、表示装置１０が有する機能の一例を説明する。図３Ａは、表示装置１０の構成例を示す模式図である。表示装置１０は、基板９１及び基板９２を有し、基板９１と基板９２の間に発光素子ＥＬ、及び受光素子ＰＤが設けられる。

発光素子ＥＬは、光９４を発することができる。光９４は、可視光、又は赤外光とすることができる。また、受光素子ＰＤは、入射した光９５を検出することができる。

図３Ｂは、物体の一例として指３１が、図３Ａに示す構成の表示装置１０に接触している様子を示している。ここで、指３１は指紋３２を有するものとする。図３Ｂに示す場合では、光９４が指３１に照射されている。そして、指３１により反射された光が光９５として受光素子ＰＤにより検出される。これにより、受光素子ＰＤが撮像データを取得し、表示装置１０は例えば指３１の位置を検出することができる。また、表示装置１０は、撮像データが表す指紋３２に基づき指紋認証を行うことができる。なお、位置検出、及び認証は、例えば制御回路１７が撮像データを解析することにより行うことができる。また、位置検出、及び認証は、表示装置１０の外部に設けられる回路が撮像データを解析することにより行ってもよい。

ここで、指紋認証等の認証を行う場合は、認証の精度を高めるために表示装置１０は高い精度で撮像を行うことが好ましい。一方、認証を行わず、指３１の位置を検出すればよい場合は、撮像の精度は認証を行う場合より低くてもよい。ここで、撮像データの読み出し速度を遅くするほど、指紋等の形状を正確に読み出すことができるため、高い精度で認証を行うことができる。よって、認証を行わず、指３１の位置を検出すればよい場合は、認証を行う場合より例えば撮像データの読み出しを高速で行うことができる。

そこで、本発明の一態様では、まず画素３０ａ、及び画素３０ｂにより第１の撮像データを取得する。次に、画素３０ａが取得した第１の撮像データをロードライバ回路１４ａによる走査により読み出した後、画素３０ｂが取得した第１の撮像データをロードライバ回路１４ｂによる走査により読み出す。その後、読み出した第１の撮像データに基づき、指３１が表示部１１ａ、又は表示部１１ｂのどちらと接触しているかを判定する。次に、指３１が接触している表示部１１に設けられる画素３０により第２の撮像データを取得した後、当該画素３０と電気的に接続されるロードライバ回路１４による走査により第２の撮像データを読み出す。第２の撮像データに基づき、指紋認証等を行うことができる。

つまり、本発明の一態様では、まず画素３０ａ、及び画素３０ｂの両方により第１の撮像データを取得して指３１の位置を検出する。次に、画素３０ａ、又は画素３０ｂの一方により第２の撮像データを取得して指紋認証等を行う。第１の撮像データを用いては指紋認証等を行わないため、第１の撮像データを読み出す際のロードライバ回路１４ａ、及びロードライバ回路１４ｂの走査速度は、第２の撮像データを読み出す際のロードライバ回路１４ａ、又はロードライバ回路１４ｂの走査速度より速くすることができる。

以上より、本発明の一態様では、表示部１１ａ、及び表示部１１ｂの両方を高速で走査した後、指３１が接触している表示部１１のみを、より遅い速度で走査することができる。よって、指紋認証等のために遅い速度で走査する表示部を、表示装置１０が有する表示部の一部のみとすることができる。したがって、表示装置１０が有する表示部の全体を、指紋認証等のために遅い速度で走査する場合より、短時間で認証を行うことができる。なお、表示装置１０に、表示部１１、及びロードライバ回路１４を３つ以上ずつ設けると、さらに短時間で認証を行うことができる。

＜表示装置の駆動方法の一例＞
以下では、表示装置１０の駆動方法の一例を説明する。図４は、副画素２１Ｒ、副画素２１Ｇ、及び副画素２１Ｂの駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。

図４に示すタイミングチャートにおいて、高電位を“Ｈ”で示し、低電位を“Ｌ”で示す。他のタイミングチャート等においても同様とする。また、以下の駆動方法の説明において、トランジスタのゲートに高電位を供給すると当該トランジスタが導通状態となり、トランジスタのゲートに低電位を供給すると当該トランジスタが非導通状態となるものとする。

時刻Ｔ１１以前では、端子Ｇに低電位が供給される。これにより、トランジスタＭ１、及びトランジスタＭ３が非導通状態となる。以上より、時刻Ｔ１１以前は、副画素２１Ｒ、副画素２１Ｇ、及び副画素２１Ｂが非選択状態である期間ということができる。

時刻Ｔ１１乃至時刻Ｔ１２は、画素３０への画像データＧＤの書き込み期間に相当する。ここで、画像データＧＤは、例えば赤色の画像を表す画像データＧＤ_Ｒと、緑色の画像を表す画像データＧＤ_Ｇと、青色の画像を表す画像データＧＤ_Ｂと、を含むものとする。

時刻Ｔ１１において、端子Ｇに高電位を供給する。また、端子ＤＲに画像データＧＤ_Ｒに対応する電位を供給し、端子ＤＧに画像データＧＤ_Ｇに対応する電位を供給し、端子ＤＢに画像データＧＤ_Ｂに対応する電位を供給する。これにより、トランジスタＭ１が導通状態となり、画像データＧＤ_Ｒに対応する電位、画像データＧＤ_Ｇに対応する電位、又は画像データＧＤ_Ｂに対応する電位がトランジスタＭ２のゲートに供給される。また、トランジスタＭ３が導通状態となり、発光素子ＥＬの一方の電極の電位が、配線ＲＬの電位となる。発光素子ＥＬの一方の電極の電位を配線ＲＬの電位とすることにより、時刻Ｔ１１乃至時刻Ｔ１２において発光素子ＥＬが発光することを抑制することができる。

時刻Ｔ１２において、端子Ｇに低電位を供給する。これにより、トランジスタＭ１及びトランジスタＭ３が非導通状態となるため、トランジスタＭ２のゲートの電位に対応する電流が発光素子ＥＬに流れ、発光素子ＥＬが画像データＧＤに対応する輝度で発光する。以上が副画素２１Ｒ、副画素２１Ｇ、及び副画素２１Ｂの駆動方法の一例である。

図５Ａは、撮像画素２２の駆動方法の一例を示すフローチャートである。本発明の一態様の駆動方法により表示装置１０を駆動させる場合は、まず、画素３０ａ、及び画素３０ｂの両方を用いて、表示装置１０が撮像データＩＤ１を取得する（ステップＳ１）。例えば、発光素子ＥＬから発せられ、指等の物体に照射されて反射された光を受光素子ＰＤで検出することにより、表示装置１０は撮像データＩＤ１を取得することができる。

次に、表示装置１０が、撮像データＩＤ１を画素３０ａから順次読み出した後、撮像データＩＤ１を画素３０ｂから順次読み出す（ステップＳ２）。具体的には、ロードライバ回路１４ａを用いて１行目の画素３０ａからｍ行目の画素３０ａまで順に撮像データを読み出した後、ロードライバ回路１４ｂを用いて１行目の画素３０ｂからｍ行目の画素３０ｂまで順に撮像データを読み出す。ここで、ロードライバ回路１４ａと、ロードライバ回路１４ｂと、は同時に駆動させないことが好ましい。これにより、読み出し回路１５、及びカラムドライバ回路１６に設けられる素子等の数を少なくすることができるため、読み出し回路１５、及びカラムドライバ回路１６の構成を簡易なものとすることができる。したがって、表示装置１０のレイアウトの自由度を高めることができる。

図５Ｂ１は、ステップＳ２における表示装置１０の動作の一例を示す模式図である。ステップＳ２では、画素３０ａが取得した撮像データＩＤ１を、ロードライバ回路１４ａが表示部１１ａに設けられる画素３０ａを走査することにより読み出した後、画素３０ｂが取得した撮像データＩＤ１を、ロードライバ回路１４ｂが表示部１１ｂに設けられる画素３０ｂを走査することにより読み出す。

表示装置１０が撮像データＩＤ１を読み出すことにより、例えば表示部１１に接触する指等の物体の位置を検出することができる。図５Ｂ１に示す例では、表示部１１ａに指３１が接触していることが検出されたものとする。

その後、制御回路１７が、撮像データＩＤ１に基づき、画素３０ａ、又は画素３０ｂの一方を選択する（ステップＳ３）。具体的には、制御回路１７が、以降のステップで駆動させるロードライバ回路１４を撮像データＩＤ１に基づき選択する。例えば、撮像データＩＤ１により指等の物体が検出された画素３０を駆動させるロードライバ回路１４を、制御回路１７が選択する。なお、画素３０ａ、又は画素３０ｂの一方を選択することを、表示部１１ａ、又は表示部１１ｂの一方を選択するということができる。

次に、ステップＳ３で選択した画素を用いて、表示装置１０が撮像データＩＤ２を取得する（ステップＳ４）。その後、表示装置１０が、撮像データＩＤ２を画素３０から読み出す（ステップＳ５）。具体的には、ロードライバ回路１４ａ及びロードライバ回路１４ｂのうち、ステップＳ３で制御回路１７が選択したロードライバ回路１４を用いて、画素３０から撮像データを読み出す。

図５Ｂ２は、ステップＳ５における表示装置１０の動作の一例を示す模式図である。図５Ｂ２に示す例では、ステップＳ３において、指３１が接触している表示部１１ａが選択されたものとする。図５Ｂ２では、表示部１１ａにハッチングを付し、表示部１１ｂにハッチングを付さないことにより、表示部１１ａが選択されたことを示している。図５Ｂ２に示す例では、画素３０ａが取得した撮像データＩＤ２を、ロードライバ回路１４ａが表示部１１ａに設けられる画素３０ａを走査することにより読み出す。ここで、図５Ｂ２に示す例では、ロードライバ回路１４ｂの駆動は停止させることができる。

撮像データＩＤ２の読み出しにより、指紋認証等の認証を行うことができる。図５Ｂ２に示す例では、指紋３２が検出され、指紋３２に基づき表示装置１０による認証が行われるものとする。

なお、ステップＳ２のように、撮像データを画素３０ａから順次読み出した後、撮像データを画素３０ｂから順次読み出すことを、表示装置１０が第１のモードで駆動するという。よって、第１のモードでは、制御回路１７は、ロードライバ回路１４ａと、ロードライバ回路１４ｂと、を順に駆動させることができる。このように、制御回路１７が、ロードライバ回路１４ａと、ロードライバ回路１４ｂと、を順に駆動させることを、制御回路１７が第１のモードで駆動するという。

また、ステップＳ５のように、画素３０ａ又は画素３０ｂの一方から撮像データを読み出すことを、表示装置１０が第２のモードで駆動するという。よって、第２のモードでは、制御回路１７は、第１のモードで読み出された撮像データに基づき、ロードライバ回路１４ａ又はロードライバ回路１４ｂの一方を駆動させることができる。このように、制御回路１７が、第１のモードで読み出された撮像データに基づき、ロードライバ回路１４ａ又はロードライバ回路１４ｂの一方を駆動させることを、制御回路１７が第２のモードで駆動するという。以上より、制御回路１７は、第１のモード、及び第２のモードにより駆動する機能を有する。

図６は、図５Ａのフローチャートに示す各ステップにおける駆動方法の詳細を示すタイミングチャートである。ここで、配線Ｖ１の電位は、配線ＣＬ２の電位より低いものとする。例えば、配線Ｖ１の電位を低電位とし、配線ＣＬ２の電位を高電位とすることができる。また、配線Ｖ２の電位は、例えば低電位とすることができる。

図６において、時刻Ｔ２１乃至時刻Ｔ２４がステップＳ１に相当し、時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２７がステップＳ２に相当する。また、時刻Ｔ３１乃至時刻Ｔ３４がステップＳ４に相当し、時刻Ｔ３５乃至時刻Ｔ３６がステップＳ５に相当する。さらに、図６には示していないが、時刻Ｔ２７乃至時刻Ｔ３１において、ステップＳ３に示す動作が行われるものとする。

時刻Ｔ２１以前において、端子ＴＸａ、端子ＴＸｂ、端子ＳＥａ、端子ＳＥｂ、端子ＲＳａ、及び端子ＲＳｂには、低電位が供給されるものとする。また、端子ＷＸには撮像データが入力されていない状態であることを、端子ＷＸが低電位であるとすることにより示している。なお、端子ＷＸに所定の電位が供給されてもよい。

時刻Ｔ２１に、端子ＴＸａ、端子ＴＸｂ、端子ＲＳａ、及び端子ＲＳｂに、高電位を供給する。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ５、画素３０ｂが有するトランジスタＭ５、画素３０ａが有するトランジスタＭ６、及び画素３０ｂが有するトランジスタＭ６が導通状態となる。したがって、配線Ｖ１からトランジスタＭ６及びトランジスタＭ５を介して、受光素子ＰＤのアノード電極に、カソード電極の電位よりも低い電位が供給される。つまり、受光素子ＰＤに逆バイアス電圧が印加された状態となる。また、容量Ｃ２の一方の電極にも、配線Ｖ１の電位が供給される。

以上により、画素３０ａ、及び画素３０ｂに対してリセット動作が行われる。よって、時刻Ｔ２１乃至時刻Ｔ２２は、リセット（初期化）期間ともいうことができる。

時刻Ｔ２２において、端子ＴＸａ、端子ＴＸｂ、端子ＲＳａ、及び端子ＲＳｂに、低電位が供給される。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ５、画素３０ｂが有するトランジスタＭ５、画素３０ａが有するトランジスタＭ６、及び画素３０ｂが有するトランジスタＭ６が非導通状態となる。

トランジスタＭ５が非導通状態となるため、受光素子ＰＤに逆バイアス電圧が印加された状態が保持される。ここで、受光素子ＰＤに入射される光によって光電変換が起こり、受光素子ＰＤのアノード電極に電荷が蓄積される。

時刻Ｔ２２乃至時刻Ｔ２３は、露光期間ともいうことができる。露光期間は、受光素子ＰＤの感度、入射光の光量等に応じて設定すればよいが、少なくともリセット期間と比較して十分に長い期間を設定することが好ましい。

また、時刻Ｔ２２乃至時刻Ｔ２３において、トランジスタＭ５及びトランジスタＭ６が非導通状態となるため、容量Ｃ２の一方の電極の電位は、配線Ｖ１から供給される低電位に保持された状態となる。

時刻Ｔ２３において、端子ＴＸａ、及び端子ＴＸｂに高電位が供給される。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ５、及び画素３０ｂが有するトランジスタＭ５が導通状態となり、受光素子ＰＤに蓄積された電荷が、トランジスタＭ５を介して容量Ｃ２の一方の電極に転送される。これにより、容量Ｃ２の一方の電極が接続されるノードの電位は、受光素子ＰＤに蓄積された電荷量に応じて上昇する。その結果、トランジスタＭ７のゲートには、受光素子ＰＤの露光量に応じた電位が供給された状態となる。

時刻Ｔ２４において、端子ＴＸａ、及び端子ＴＸｂに低電位が供給される。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ５、及び画素３０ｂが有するトランジスタＭ５が非導通状態となり、トランジスタＭ７のゲートが接続されるノードがフローティング状態となる。受光素子ＰＤの露光は常に生じているため、時刻Ｔ２３乃至時刻Ｔ２４における転送動作が完了した後に、トランジスタＭ５を非導通状態とすることで、トランジスタＭ７のゲートが接続されるノードの電位が変化することを抑制することができる。

以上、時刻Ｔ２１乃至時刻Ｔ２４により、画素３０ａ、及び画素３０ｂが撮像データＩＤ１を取得することができる。ここで、撮像データＩＤ１の取得は、グローバルシャッタ方式により行ってもよいし、ローリングシャッタ方式により行ってもよい。

時刻Ｔ２５において、端子ＳＥａに高電位が供給される。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ８が導通状態となる。例えば、画素３０ａが有するトランジスタＭ７と、読み出し回路１５が有するトランジスタとでソースフォロワ回路、又はソース接地回路を構成し、画素３０ａにより取得された撮像データＩＤ１を読み出すことができる。ここで、撮像データＩＤ１のうち、画素３０ａにより取得された撮像データを撮像データＩＤ１ａとする。トランジスタＭ７と、読み出し回路１５が有するトランジスタとでソースフォロワ回路を構成する場合、端子ＷＸの電位は、トランジスタＭ７のゲート電位に応じて決定される。具体的には、トランジスタＭ７のゲート電位から、トランジスタＭ７のしきい値電圧を差し引いた電位が、端子ＷＸの電位となる。

ここで、詳細は後述するが、時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２６において、端子ＳＥａ［１］から順に端子ＳＥａ［ｍ］まで高電位の信号を出力することができる。これにより、表示装置１０は撮像データＩＤ１ａを読み出すことができる。

本明細書等において、単に「信号を入力する」という場合は、高電位の信号を入力することを示すことがある。また、単に「信号を出力する」という場合は、高電位の信号を出力することを示すことがある。

時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２６において、端子ＳＥａに高電位を供給した後、端子ＲＳａに高電位を供給することができる。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ８が導通状態となった後、画素３０ａが有するトランジスタＭ６が導通状態となり、配線Ｖ１の電位が容量Ｃ２の一方の電極に供給される。したがって、容量Ｃ２に蓄積された電荷が放電され、リセットされる。以上により、時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２６において、撮像データＩＤ１ａに対して相関二重サンプリング（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ：ＣＤＳ）を行うことができる。

時刻Ｔ２６において、端子ＳＥａ及び端子ＲＳａに低電位が供給され、端子ＳＥｂに高電位が供給される。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ８、及びトランジスタＭ６が非導通状態となり、画素３０ｂが有するトランジスタＭ８が導通状態となる。画素３０ｂが有するトランジスタＭ８が導通状態となることで、画素３０ｂにより取得された撮像データＩＤ１を読み出すことができる。ここで、撮像データＩＤ１のうち、画素３０ｂにより取得された撮像データを撮像データＩＤ１ｂとする。詳細は後述するが、時刻Ｔ２６乃至時刻Ｔ２７において、端子ＳＥｂ［１］から順に端子ＳＥｂ［ｍ］まで高電位の信号を出力することにより、表示装置１０は撮像データＩＤ１ｂを読み出すことができる。なお、時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２６において、端子ＲＳａに低電位を供給した後、端子ＳＥａに低電位を供給してもよい。つまり、端子ＲＳａへの低電位の供給と、端子ＳＥａへの低電位の供給と、は同時でなくてもよい。

時刻Ｔ２６乃至時刻Ｔ２７において、端子ＳＥｂに高電位を供給した後、端子ＲＳｂに高電位を供給することができる。これにより、画素３０ｂが有するトランジスタＭ８が導通状態となった後、画素３０ｂが有するトランジスタＭ６が導通状態となり、配線Ｖ１の電位が容量Ｃ２の一方の電極に供給される。したがって、容量Ｃ２に蓄積された電荷が放電され、リセットされる。以上により、時刻Ｔ２６乃至時刻Ｔ２７において、撮像データＩＤ１ｂに対してＣＤＳを行うことができる。

時刻Ｔ２７において、端子ＳＥｂ、及び端子ＲＳｂに低電位を供給する。これにより、画素３０ｂが有するトランジスタＭ８、及びトランジスタＭ６が非導通状態となる。なお、時刻Ｔ２６乃至時刻Ｔ２７において、端子ＲＳｂに低電位を供給した後、端子ＳＥｂに低電位を供給してもよい。つまり、端子ＲＳｂへの低電位の供給と、端子ＳＥｂへの低電位の供給と、は同時でなくてもよい。

以上、時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２７において、撮像データＩＤ１を読み出すことができる。ここで、ステップＳ３において、撮像データＩＤ１に基づき画素３０ａが選択されたものとする。つまり、読み出された撮像データＩＤ１により、指３１等が表示部１１ａに接触していることが検出されたものとする。

時刻Ｔ３１において、端子ＴＸａ、及び端子ＲＳａに高電位を供給する。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ５、及び画素３０ａが有するトランジスタＭ６が導通状態となる。よって、画素３０ａに対して、リセット動作が行われる。時刻Ｔ３１乃至時刻Ｔ３２は、時刻Ｔ２１乃至時刻Ｔ２２と同様に、リセット（初期化）期間ともいうことができる。

時刻Ｔ３２において、端子ＴＸａ、及び端子ＲＳａに、低電位が供給される。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ５、及び画素３０ａが有するトランジスタＭ６が非導通状態となる。よって、受光素子ＰＤに入射される光によって光電変換が起こり、受光素子ＰＤのアノード電極に電荷が蓄積される。したがって、時刻Ｔ３２乃至時刻Ｔ３３は、時刻Ｔ２２乃至時刻Ｔ２３と同様に露光期間ともいうことができる。

時刻Ｔ３３において、端子ＴＸａに高電位が供給される。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ５が導通状態となる。よって、トランジスタＭ７のゲートに、受光素子ＰＤの露光量に応じた電位が供給される。

時刻Ｔ３４において、端子ＴＸａに低電位が供給される。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ５が非導通状態となる。

以上、時刻Ｔ３１乃至時刻Ｔ３４により、画素３０ａが撮像データＩＤ２を取得することができる。ここで、撮像データＩＤ２の取得は、撮像データＩＤ１と同様にグローバルシャッタ方式により行ってもよいし、ローリングシャッタ方式により行ってもよい。また、例えば画素３０ａ及び画素３０ｂの両方を用いて撮像データを取得するステップＳ１ではグローバルシャッタ方式により撮像データＩＤ１を取得し、画素３０ａ又は画素３０ｂの一方のみを用いて撮像データを取得するステップＳ４ではローリングシャッタ方式により撮像データＩＤ２を取得してもよい。なお、撮像データＩＤ２の取得をグローバルシャッタ方式により行う場合は、画素３０ａと画素３０ｂの両方により撮像データを取得しても、時刻Ｔ３１乃至時刻Ｔ３４の長さを、画素３０ａのみにより撮像データを取得する場合と等しくすることができる。

時刻Ｔ３５において、端子ＳＥａに高電位が供給される。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ８が導通状態となる。よって、撮像データＩＤ２を読み出すことができる。また、時刻Ｔ３５乃至時刻Ｔ３６において、端子ＳＥａに高電位を供給した後、端子ＲＳａに高電位を供給することができる。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ８が導通状態となった後、画素３０ａが有するトランジスタＭ６が導通状態となり、撮像データＩＤ２に対してＣＤＳを行うことができる。

時刻Ｔ３６において、端子ＳＥａ、及び端子ＲＳａに低電位を供給する。これにより、画素３０ａが有するトランジスタＭ８、及びトランジスタＭ６が非導通状態となる。以上、時刻Ｔ３５乃至時刻Ｔ３６において、撮像データＩＤ２を読み出すことができる。なお、時刻Ｔ３５乃至時刻Ｔ３６において、端子ＲＳａに低電位を供給した後、端子ＳＥａに低電位を供給してもよい。つまり、端子ＲＳａへの低電位の供給と、端子ＳＥａへの低電位の供給と、は同時でなくてもよい。

以上が表示装置１０の駆動方法の一例である。前述のように、指紋認証等の認証を行う場合は、認証の精度を高めるために表示装置１０は高い精度で撮像を行うことが好ましい。一方、認証を行わず、指等の位置を検出すればよい場合は、撮像の精度は認証を行う場合より低くてもよい。ここで、撮像データの読み出し速度を遅くするほど、指紋等の形状を正確に読み出すことができるため、高い精度で認証を行うことができる。よって、認証を行わず、指等の位置を検出すればよい場合は、認証を行う場合より例えば撮像データの読み出しを高速で行うことができる。

以上より、撮像データＩＤ２の読み出しに要する時間は、例えば撮像データＩＤ１ａの読み出しに要する時間より長いことが好ましい。具体的には、時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２６の長さをΔＴ_１とし、時刻Ｔ３５乃至時刻Ｔ３６の長さをΔＴ_２とすると、ΔＴ_１＜ΔＴ_２とすることが好ましい。これにより、撮像データＩＤ１による指等の位置の検出を高速に行いつつ、撮像データＩＤ２による認証を高い精度で行うことができる。以上より、表示装置１０は、高精度な認証を短時間で行うことができる。ここで、例えば時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２６におけるロードライバ回路１４ａの走査速度を、時刻Ｔ３５乃至時刻Ｔ３６におけるロードライバ回路１４ｂの走査速度より速くすることで、ΔＴ_１＜ΔＴ_２とすることができる。

なお、ステップＳ４における露光期間は、ステップＳ１における露光期間と等しくてもよいし、ステップＳ１における露光期間より長くてもよい。つまり、時刻Ｔ３２乃至時刻Ｔ３３の長さは、時刻Ｔ２２乃至時刻Ｔ２３の長さと等しくてもよいし、時刻Ｔ２２乃至時刻Ｔ２３の長さより長くてもよい。

＜ロードライバ回路の構成例＞
図７は、ロードライバ回路１４ａ、及びロードライバ回路１４ｂの構成例を示す図である。具体的には、ロードライバ回路１４ａ、及びロードライバ回路１４ｂが有するシフトレジスタ回路の構成例を示す図である。ロードライバ回路１４ａは、レジスタ回路Ｒａ［１］乃至レジスタ回路Ｒａ［ｍ］と、レジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭと、を有する。ロードライバ回路１４ｂは、レジスタ回路Ｒｂ［１］乃至レジスタ回路Ｒｂ［ｍ］と、レジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭと、を有する。

レジスタ回路Ｒａ［１］には、端子ＳＰａが電気的に接続され、レジスタ回路Ｒｂ［１］には、端子ＳＰｂが電気的に接続される。レジスタ回路Ｒａ［１］には、端子ＳＰａを介してスタートパルス信号が入力され、レジスタ回路Ｒｂ［１］には、端子ＳＰｂを介してスタートパルス信号が入力される。前述のように、スタートパルス信号は、制御回路１７により生成することができる。

また、レジスタ回路Ｒａ［１］乃至レジスタ回路Ｒａ［ｍ］、及びレジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭは、互いに直列に接続される。具体的には、例えばレジスタ回路Ｒａ［１］はレジスタ回路Ｒａ［２］と電気的に接続され、レジスタ回路Ｒａ［２］はレジスタ回路Ｒａ［３］と電気的に接続され、レジスタ回路Ｒａ［ｍ］はレジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭと電気的に接続される。また、レジスタ回路Ｒｂ［１］乃至レジスタ回路Ｒｂ［ｍ］、及びレジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭは、互いに直列に接続される。具体的には、例えばレジスタ回路Ｒｂ［１］はレジスタ回路Ｒｂ［２］と電気的に接続され、レジスタ回路Ｒｂ［２］はレジスタ回路Ｒｂ［３］と電気的に接続され、レジスタ回路Ｒｂ［ｍ］はレジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭと電気的に接続される。

レジスタ回路Ｒａは、端子ＳＥａ、及び端子ＲＳａと電気的に接続されており、これらの端子から信号を出力することができる。また、レジスタ回路Ｒｂは、端子ＳＥｂ、及び端子ＲＳｂと電気的に接続されており、これらの端子から信号を出力することができる。さらに、レジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭは、端子ＳＥ＿ＤＵＭ、及び端子ＲＳ＿ＤＵＭと電気的に接続されており、これらの端子から信号を出力することができる。前述のように、端子ＳＥａ、及び端子ＲＳａは画素３０ａと電気的に接続され、端子ＳＥｂ、及び端子ＲＳｂは画素３０ｂと電気的に接続される。

また、レジスタ回路Ｒａ、レジスタ回路Ｒｂ、及びレジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭには、端子ＣＬＫ、端子ＲＳ＿Ｒ、端子ＳＥ＿ＰＷＣ、端子ＲＳ＿ＰＷＣ、及び端子ＲＳ＿ＡＬＬを電気的に接続することができる。図７では、端子ＣＬＫとして端子ＣＬＫ［１］乃至端子ＣＬＫ［４］が設けられ、端子ＳＥ＿ＰＷＣとして端子ＳＥ＿ＰＷＣ［１］乃至端子ＳＥ＿ＰＷＣ［４］が設けられ、端子ＲＳ＿ＰＷＣとして端子ＲＳ＿ＰＷＣ［１］乃至端子ＲＳ＿ＰＷＣ［４］が設けられる構成を示しているが、端子ＣＬＫ、端子ＳＥ＿ＰＷＣ、及び端子ＲＳ＿ＰＷＣの個数は図７に示す個数に限られない。

図７では、１個のレジスタ回路Ｒに３個の端子ＣＬＫを電気的に接続する構成を示している。例えば、レジスタ回路Ｒａ［１］、及びレジスタ回路Ｒｂ［１］は、端子ＣＬＫ［１］、端子ＣＬＫ［２］、及び端子ＣＬＫ［３］と電気的に接続される。また、レジスタ回路Ｒａ［２］、及びレジスタ回路Ｒｂ［２］は、端子ＣＬＫ［２］、端子ＣＬＫ［３］、及び端子ＣＬＫ［４］と電気的に接続される。また、レジスタ回路Ｒａ［３］、及びレジスタ回路Ｒｂ［３］は、端子ＣＬＫ［３］、端子ＣＬＫ［４］、及び端子ＣＬＫ［１］と電気的に接続される。さらに、レジスタ回路Ｒａ［ｍ］、及びレジスタ回路Ｒｂ［ｍ］は、端子ＣＬＫ［４］、端子ＣＬＫ［１］、及び端子ＣＬＫ［２］と電気的に接続される。なお、レジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭにも、レジスタ回路Ｒと同様に３個の端子ＣＬＫを電気的に接続することができる。

また、図７では、１個のレジスタ回路Ｒに１個の端子ＳＥ＿ＰＷＣ、及び１個の端子ＲＳ＿ＰＷＣを電気的に接続する構成を示している。例えば、レジスタ回路Ｒａ［１］、及びレジスタ回路Ｒｂ［１］は、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［１］、及び端子ＲＳ＿ＰＷＣ［１］と電気的に接続される。また、レジスタ回路Ｒａ［２］、及びレジスタ回路Ｒｂ［２］は、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［２］、及び端子ＲＳ＿ＰＷＣ［２］と電気的に接続される。また、レジスタ回路Ｒａ［３］、及びレジスタ回路Ｒｂ［３］は、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［３］、及び端子ＲＳ＿ＰＷＣ［３］と電気的に接続される。さらに、レジスタ回路Ｒａ［ｍ］、及びレジスタ回路Ｒｂ［ｍ］は、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［４］、及び端子ＲＳ＿ＰＷＣ［４］と電気的に接続される。なお、レジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭにも、レジスタ回路Ｒと同様に１個の端子ＳＥ＿ＰＷＣ、及び１個の端子ＲＳ＿ＰＷＣを電気的に接続することができる。

なお、図７に示すロードライバ回路１４の構成は、端子ＳＥを端子Ｇに置き換え、端子ＲＳを設けないこと等により、ゲートドライバ回路１３に適用することができる。

図８Ａ１は、レジスタ回路Ｒと電気的に接続される端子の一例を示す図である。レジスタ回路Ｒには、端子ＣＬＫ［ｉ１］、端子ＣＬＫ［ｉ２］、端子ＣＬＫ［ｉ３］、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［ｊ］、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［ｊ］、端子ＲＳ＿Ｒ、端子ＲＳ＿ＡＬＬ、端子ＳＥ、及び端子ＲＳの他、端子ＬＩＮ、端子ＲＩＮ、及び端子ＲＯＵＴが電気的に接続される。

ここで、端子ＣＬＫ［ｉ１］、端子ＣＬＫ［ｉ２］、及び端子ＣＬＫ［ｉ３］は、端子ＣＬＫ［１］乃至端子ＣＬＫ［４］のいずれかとすることができる。例えば、レジスタ回路Ｒ［１］では、端子ＣＬＫ［ｉ１］は端子ＣＬＫ［１］、端子ＣＬＫ［ｉ２］は端子ＣＬＫ［２］、端子ＣＬＫ［ｉ３］は端子ＣＬＫ［３］とすることができる。また、レジスタ回路Ｒ［２］では、端子ＣＬＫ［ｉ１］は端子ＣＬＫ［２］、端子ＣＬＫ［ｉ２］は端子ＣＬＫ［３］、端子ＣＬＫ［ｉ３］は端子ＣＬＫ［４］とすることができる。また、レジスタ回路Ｒ［３］では、端子ＣＬＫ［ｉ１］は端子ＣＬＫ［３］、端子ＣＬＫ［ｉ２］は端子ＣＬＫ［４］、端子ＣＬＫ［ｉ３］は端子ＣＬＫ［１］とすることができる。さらに、レジスタ回路Ｒ［ｍ］では、端子ＣＬＫ［ｉ１］は端子ＣＬＫ［４］、端子ＣＬＫ［ｉ２］は端子ＣＬＫ［１］、端子ＣＬＫ［ｉ３］は端子ＣＬＫ［２］とすることができる。

また、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［ｊ］は端子ＳＥ＿ＰＷＣ［１］乃至端子ＳＥ＿ＰＷＣ［４］のいずれかとすることができ、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［ｊ］は端子ＲＳ＿ＰＷＣ［１］乃至端子ＲＳ＿ＰＷＣ［４］のいずれかとすることができる。例えば、レジスタ回路Ｒ［１］では、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［ｊ］は端子ＳＥ＿ＰＷＣ［１］、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［ｊ］は端子ＲＳ＿ＰＷＣ［１］とすることができる。また、レジスタ回路Ｒ［２］では、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［ｊ］は端子ＳＥ＿ＰＷＣ［２］、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［ｊ］は端子ＲＳ＿ＰＷＣ［２］とすることができる。また、レジスタ回路Ｒ［３］では、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［ｊ］は端子ＳＥ＿ＰＷＣ［３］、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［ｊ］は端子ＲＳ＿ＰＷＣ［３］とすることができる。さらに、レジスタ回路Ｒ［ｍ］では、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［ｊ］は端子ＳＥ＿ＰＷＣ［４］、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［ｊ］は端子ＲＳ＿ＰＷＣ［４］とすることができる。

なお、詳細は後述するが、端子ＳＥ＿ＰＷＣ、端子ＲＳ＿ＰＷＣ、端子ＲＳ＿Ｒ、端子ＲＳ＿ＡＬＬ、端子ＬＩＮ、及び端子ＲＩＮを介してレジスタ回路Ｒに信号が入力され、レジスタ回路Ｒから端子ＲＯＵＴ、端子ＳＥ、及び端子ＲＳに信号が出力される。よって、端子ＳＥ＿ＰＷＣ、端子ＲＳ＿ＰＷＣ、端子ＲＳ＿Ｒ、端子ＲＳ＿ＡＬＬ、端子ＬＩＮ、及び端子ＲＩＮは入力端子であり、端子ＲＯＵＴ、端子ＳＥ、及び端子ＲＳは出力端子である。また、端子ＣＬＫには、クロック信号が入力される。よって、端子ＣＬＫはクロック信号入力端子である。ここで、端子ＣＬＫ、端子ＳＥ＿ＰＷＣ、端子ＲＳ＿ＰＷＣ、端子ＲＳ＿Ｒ、及び端子ＲＳ＿ＡＬＬに入力される信号は、図１等に示す制御回路１７が生成することができる。

図８Ａ２は、レジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭと電気的に接続される端子の一例を示す図である。レジスタ回路Ｒには、端子ＣＬＫ［ｉ１］、端子ＣＬＫ［ｉ２］、端子ＣＬＫ［ｉ３］、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［ｊ］、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［ｊ］、端子ＲＳ＿Ｒ、端子ＲＳ＿ＡＬＬ、端子ＳＥ＿ＤＵＭ、及び端子ＲＳ＿ＤＵＭの他、端子ＬＩＮ＿ＤＵＭ、及び端子ＲＯＵＴ＿ＤＵＭが電気的に接続される。ここで、端子ＬＩＮ＿ＤＵＭは入力端子であり、端子ＲＯＵＴ＿ＤＵＭ、端子ＳＥ＿ＤＵＭ、及び端子ＲＳ＿ＤＵＭは出力端子である。

図８Ｂは、レジスタ回路Ｒ［１］乃至レジスタ回路Ｒ［ｍ］、及びレジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭの接続関係を示す図である。ここで、端子ＬＩＮ［１］にはスタートパルス信号が入力される。よって、端子ＬＩＮ［１］は、端子ＳＰである。端子ＬＩＮ［１］にスタートパルス信号が入力されることにより、レジスタ回路Ｒ［１］は端子ＲＯＵＴ［１］、端子ＳＥ［１］、及び端子ＲＳ［１］に信号を出力することができる。

端子ＲＯＵＴ［１］は、端子ＬＩＮ［２］と電気的に接続される。よって、レジスタ回路Ｒ［１］が端子ＲＯＵＴ［１］から出力した信号は、端子ＬＩＮ［２］を介してレジスタ回路Ｒ［２］に入力される。端子ＬＩＮ［２］に信号が入力されることにより、レジスタ回路Ｒ［２］は端子ＲＯＵＴ［２］、端子ＳＥ［２］、及び端子ＲＳ［２］に信号を出力することができる。

端子ＲＯＵＴ［２］は、端子ＬＩＮ［３］と電気的に接続される。よって、レジスタ回路Ｒ［２］が端子ＲＯＵＴ［２］から出力した信号は、端子ＬＩＮ［３］を介してレジスタ回路Ｒ［３］に入力される。端子ＬＩＮ［３］に信号が入力されることにより、レジスタ回路Ｒ［３］は端子ＲＯＵＴ［３］、端子ＳＥ［３］、及び端子ＲＳ［３］に信号を出力することができる。

図８Ｂには示していないが、端子ＲＯＵＴ［ｍ−１］は、端子ＬＩＮ［ｍ］と電気的に接続される。よって、レジスタ回路Ｒ［ｍ−１］が端子ＲＯＵＴ［ｍ−１］から出力した信号は、端子ＬＩＮ［ｍ］を介してレジスタ回路Ｒ［ｍ］に入力される。端子ＬＩＮ［ｍ］に信号が入力されることにより、レジスタ回路Ｒ［ｍ］は端子ＲＯＵＴ［ｍ］、端子ＳＥ［ｍ］、及び端子ＲＳ［ｍ］に信号を出力することができる。

以上のように、レジスタ回路Ｒは、端子ＲＯＵＴと、端子ＬＩＮと、を介して直列に接続される。

端子ＲＯＵＴ［ｍ］は、端子ＬＩＮ＿ＤＵＭと電気的に接続される。よって、レジスタ回路Ｒ［ｍ］が端子ＲＯＵＴ［ｍ］から出力した信号は、端子ＬＩＮ＿ＤＵＭを介してレジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭに入力される。端子ＬＩＮ＿ＤＵＭに信号が入力されることにより、レジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭは端子ＲＯＵＴ＿ＤＵＭ、端子ＳＥ＿ＤＵＭ、及び端子ＲＳ＿ＤＵＭに信号を出力することができる。

端子ＲＯＵＴ［３］は、端子ＲＩＮ［１］と電気的に接続される。よって、レジスタ回路Ｒ［３］が端子ＲＯＵＴ［３］から出力した信号は、端子ＲＩＮ［１］を介してレジスタ回路Ｒ［１］に入力される。つまり、端子ＲＩＮには、２つ後段のレジスタ回路Ｒから出力される信号を入力することができる。なお、図８Ｂには示していないが、端子ＲＩＮ［２］は、レジスタ回路Ｒ［４］と電気的に接続される端子ＲＯＵＴ［４］と電気的に接続することができる。また、端子ＲＩＮ［３］は、レジスタ回路Ｒ［５］と電気的に接続される端子ＲＯＵＴ［５］と電気的に接続することができる。

ここで、２つ後段のレジスタ回路Ｒから出力される信号を端子ＲＩＮに入力することから、ロードライバ回路１４にはｍ個のレジスタ回路Ｒの他、２個のレジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭが設けられる。これにより、端子ＲＩＮ［ｍ−１］、及び端子ＲＩＮ［ｍ］には、端子ＲＯＵＴ＿ＤＵＭが信号を供給することができる。なお、端子ＲＩＮには、１つ後段のレジスタ回路Ｒから出力される信号を入力してもよいし、３つ以上後段のレジスタ回路Ｒから出力される信号を入力してもよい。例えば、１つ後段のレジスタ回路Ｒから出力される信号を端子ＲＩＮに入力する場合は、ロードライバ回路１４に設けられるレジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭは１個とすることができる。また、３つ後段のレジスタ回路Ｒから出力される信号を端子ＲＩＮに入力する場合は、ロードライバ回路１４に設けられるレジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭは３個とすることができる。

図９Ａは、レジスタ回路Ｒの構成例を示す回路図である。レジスタ回路Ｒは、トランジスタＴｒ１１、トランジスタＴｒ１２、トランジスタＴｒ１３、トランジスタＴｒ１４、トランジスタＴｒ１５、トランジスタＴｒ１６、トランジスタＴｒ１７、トランジスタＴｒ１８、トランジスタＴｒ１９、トランジスタＴｒ２０、トランジスタＴｒ３１、トランジスタＴｒ３２、トランジスタＴｒ３３、トランジスタＴｒ３４、トランジスタＴｒ３５、トランジスタＴｒ３６、及びトランジスタＴｒ３７と、容量Ｃ１１、容量Ｃ１２、容量Ｃ３１、容量Ｃ３２、及び容量Ｃ３３と、を有する。なお、レジスタ回路Ｒは、トランジスタＴｒ１６、トランジスタＴｒ３１、トランジスタＴｒ３３、又はトランジスタＴｒ３５の少なくとも１つを有さない構成としてもよい。

本明細書等において、電位ＶＤＤは高電位を示し、電位ＶＳＳは低電位を示す。

端子ＣＬＫ［ｉ１］は、トランジスタＴｒ１７のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。端子ＣＬＫ［ｉ２］は、トランジスタＴｒ１２のゲートと電気的に接続される。端子ＣＬＫ［ｉ３］は、トランジスタＴｒ１３のゲートと電気的に接続される。端子ＲＳ＿Ｒは、トランジスタＴｒ１５のゲートと電気的に接続される。端子ＬＩＮは、トランジスタＴｒ１１のゲート、及びトランジスタＴｒ１９のゲートと電気的に接続される。端子ＲＩＮは、トランジスタＴｒ１４のゲートと電気的に接続される。端子ＳＥ＿ＰＷＣ［ｊ］は、トランジスタＴｒ３６のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。端子ＲＳ＿ＰＷＣ［ｊ］は、トランジスタＴｒ３２のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。端子ＲＳ＿ＡＬＬは、トランジスタＴｒ３４のソース又はドレインの一方、及び容量Ｃ３２の一方の電極と電気的に接続される。

端子ＲＯＵＴは、トランジスタＴｒ１７のソース又はドレインの他方、容量Ｃ１１の一方の電極、及びトランジスタＴｒ２０のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。端子ＳＥは、トランジスタＴｒ３６のソース又はドレインの他方、トランジスタＴｒ３７のソース又はドレインの一方、及び容量Ｃ３３の一方の電極と電気的に接続される。端子ＲＳは、トランジスタＴｒ３２のソース又はドレインの他方、トランジスタＴｒ３４のソース又はドレインの他方、及び容量Ｃ３１の一方の電極と電気的に接続される。

トランジスタＴｒ１１のソース又はドレインの一方は、トランジスタＴｒ１６のソース又はドレインの一方、トランジスタＴｒ１８のソース又はドレインの一方、トランジスタＴｒ３１のソース又はドレインの一方、及びトランジスタＴｒ３５のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＴｒ１２のソース又はドレインの一方は、トランジスタＴｒ１３のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＴｒ１３のソース又はドレインの他方は、トランジスタＴｒ１４のソース又はドレインの一方、トランジスタＴｒ１５のソース又はドレインの一方、トランジスタＴｒ１８のゲート、トランジスタＴｒ１９のソース又はドレインの一方、トランジスタＴｒ２０のゲート、トランジスタＴｒ３３のソース又はドレインの一方、トランジスタＴｒ３７のゲート、及び容量Ｃ１２の一方の電極と電気的に接続される。トランジスタＴｒ１６のソース又はドレインの他方は、トランジスタＴｒ１７のゲート、及び容量Ｃ１１の他方の電極と電気的に接続される。トランジスタＴｒ３１のソース又はドレインの他方は、トランジスタＴｒ３２のゲート、及び容量Ｃ３１の他方の電極と電気的に接続される。トランジスタＴｒ３３のソース又はドレインの他方は、トランジスタＴｒ３４のゲート、及び容量Ｃ３２の他方の電極と電気的に接続される。トランジスタＴｒ３５のソース又はドレインの他方は、トランジスタＴｒ３６のゲート、及び容量Ｃ３３の他方の電極と電気的に接続される。

トランジスタＴｒ１１のソース又はドレインの他方、トランジスタＴｒ１２のソース又はドレインの他方、トランジスタＴｒ１４のソース又はドレインの他方、トランジスタＴｒ１５のソース又はドレインの他方、トランジスタＴｒ１６のゲート、トランジスタＴｒ３１のゲート、及びトランジスタＴｒ３５のゲートには、電位ＶＤＤを供給することができる。また、トランジスタＴｒ１８のソース又はドレインの他方、トランジスタＴｒ１９のソース又はドレインの他方、トランジスタＴｒ２０のソース又はドレインの他方、トランジスタＴｒ３７のソース又はドレインの他方、及び容量Ｃ１２の他方の電極には、電位ＶＳＳを供給することができる。

端子ＬＩＮに高電位の信号を入力すると、トランジスタＴｒ１１、及びトランジスタＴｒ１９が導通状態となる。よって、トランジスタＴｒ１７のゲートに高電位が供給され、トランジスタＴｒ１７が導通状態となる。これにより、端子ＣＬＫ［ｉ１］に入力されたクロック信号を、端子ＲＯＵＴから出力することができる。また、トランジスタＴｒ３２のゲートに高電位が供給され、トランジスタＴｒ３２が導通状態となる。これにより、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［ｊ］に入力された信号を、端子ＲＳから出力することができる。さらに、トランジスタＴｒ３６のゲートに高電位が供給され、トランジスタＴｒ３６が導通状態となる。これにより、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［ｊ］に入力された信号を、端子ＳＥから出力することができる。

一方、端子ＣＬＫ［ｉ２］及び端子ＣＬＫ［ｉ３］に高電位の信号を入力すると、トランジスタＴｒ１２、及びトランジスタＴｒ１３が導通状態となる。よって、トランジスタＴｒ１８のゲート、トランジスタＴｒ２０のゲート、トランジスタＴｒ３４のゲート、及びトランジスタＴｒ３７のゲートに高電位が供給され、トランジスタＴｒ１８、トランジスタＴｒ２０、トランジスタＴｒ３４、及びトランジスタＴｒ３７が導通状態となる。トランジスタＴｒ２０が導通状態となることにより、端子ＲＯＵＴの電位が低電位となり、トランジスタＴｒ３７が導通状態となることにより、端子ＳＥの電位が低電位となる。また、トランジスタＴｒ３４が導通状態となることにより、端子ＲＳ＿ＡＬＬに入力された信号を、端子ＲＳから出力することができる。

また、端子ＲＩＮに高電位の信号を入力した場合、又は端子ＲＳ＿Ｒに高電位の信号を入力した場合であっても、トランジスタＴｒ１８、トランジスタＴｒ２０、トランジスタＴｒ３４、及びトランジスタＴｒ３７が導通状態となる。よって、上記の場合と同様に、端子ＲＯＵＴ、及び端子ＳＥの電位が低電位となり、端子ＲＳ＿ＡＬＬに入力された信号が端子ＲＳから出力される。

例えば、図６に示す時刻Ｔ２１乃至時刻Ｔ２２、及び時刻Ｔ３１乃至時刻Ｔ３２において、端子ＲＳ＿Ｒ、及び端子ＲＳ＿ＡＬＬに高電位の信号を入力することにより、端子ＲＳから高電位の信号が出力される。これにより、画素３０に対してリセット動作を行うことができる。

図９Ｂは、レジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭの構成例を示す図である。レジスタ回路Ｒ＿ＤＵＭは、トランジスタＴｒ１４を有さない点、及び端子ＬＩＮ、端子ＲＯＵＴ、端子ＳＥ、端子ＲＳの代わりに端子ＬＩＮ＿ＤＵＭ、端子ＲＯＵＴ＿ＤＵＭ、端子ＳＥ＿ＤＵＭ、端子ＲＳ＿ＤＵＭが電気的に接続される点が、図９Ａに示すレジスタ回路Ｒと異なる。

＜ロードライバ回路の駆動方法の一例＞
図１０は、図６に示す時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２７における、ロードライバ回路１４ａ、及びロードライバ回路１４ｂの駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。なお、図１０において、トランジスタＴｒ１６、トランジスタＴｒ３１、トランジスタＴｒ３３、又はトランジスタＴｒ３５によるブートストラップに起因する電位の上昇等は考慮していない。他のタイミングチャートにおいても同様である。

まず、時刻Ｔ２５０において、端子ＬＩＮａ［１］に、スタートパルス信号として高電位の信号を入力する。

時刻Ｔ２５１から、端子ＣＬＫ［１］乃至端子ＣＬＫ［４］にクロック信号を順次入力する。これにより、時刻Ｔ２５１には端子ＣＬＫ［１］の電位が高電位となり、端子ＣＬＫ［２］乃至端子ＣＬＫ［４］の電位が低電位となる。また、時刻Ｔ２５２には端子ＣＬＫ［１］、及び端子ＣＬＫ［２］の電位が高電位となり、端子ＣＬＫ［３］、及び端子ＣＬＫ［４］の電位が低電位となる。また、時刻Ｔ２５３には端子ＣＬＫ［２］、及び端子ＣＬＫ［３］の電位が高電位となり、端子ＣＬＫ［１］、及び端子ＣＬＫ［４］の電位が低電位となる。さらに、時刻Ｔ２５４では、端子ＣＬＫ［２］、及び端子ＣＬＫ［３］の電位が高電位となり、端子ＣＬＫ［１］、及び端子ＣＬＫ［４］の電位が低電位となるものとする。この場合、時刻Ｔ２６０では、端子ＣＬＫ［３］、及び端子ＣＬＫ［４］の電位が高電位となり、端子ＣＬＫ［１］、及び端子ＣＬＫ［２］の電位が低電位となる。

また、時刻Ｔ２５１乃至時刻Ｔ２５２において、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［１］、及び端子ＲＳ＿ＰＷＣ［１］に信号を入力する。ここで、時刻Ｔ２５１乃至時刻Ｔ２５２において、端子ＬＩＮａ［１］に高電位の信号が入力されるため、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［１］に入力された信号が端子ＳＥａ［１］から出力される。また、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［１］に入力された信号が端子ＲＳａ［１］から出力される。さらに、端子ＣＬＫ［１］に入力されるクロック信号が端子ＲＯＵＴａ［１］から出力される。時刻Ｔ２５１乃至時刻Ｔ２５２における端子ＣＬＫ［１］の電位は高電位であるため、端子ＲＯＵＴａ［１］から高電位の信号が出力される。よって、端子ＲＯＵＴａ［１］と電気的に接続される端子ＬＩＮａ［２］に高電位の信号が入力される。

時刻Ｔ２５２乃至時刻Ｔ２５３において、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［２］、及び端子ＲＳ＿ＰＷＣ［２］に信号を入力する。ここで、時刻Ｔ２５２乃至時刻Ｔ２５３において、端子ＬＩＮａ［２］に高電位の信号が入力されるため、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［２］に入力された信号が端子ＳＥａ［２］から出力される。また、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［２］に入力された信号が端子ＲＳａ［２］から出力される。さらに、端子ＣＬＫ［２］に入力されるクロック信号が端子ＲＯＵＴａ［２］から出力される。時刻Ｔ２５２乃至時刻Ｔ２５３における端子ＣＬＫ［２］の電位は高電位であるため、端子ＲＯＵＴａ［２］から高電位の信号が出力される。よって、端子ＲＯＵＴａ［２］と電気的に接続される端子ＬＩＮａ［３］に高電位の信号が入力される。

時刻Ｔ２５４乃至時刻Ｔ２６０において、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［３］、及び端子ＲＳ＿ＰＷＣ［３］に信号を入力する。ここで、時刻Ｔ２５４乃至時刻Ｔ２６０において、端子ＬＩＮａ［ｍ−１］に高電位の信号が入力されるため、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［３］に入力された信号が端子ＳＥａ［ｍ−１］から出力される。また、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［３］に入力された信号が端子ＲＳａ［ｍ−１］から出力される。さらに、端子ＣＬＫ［３］に入力されるクロック信号が端子ＲＯＵＴａ［ｍ−１］から出力される。時刻Ｔ２５４乃至時刻Ｔ２６０における端子ＣＬＫ［３］の電位は高電位であるため、端子ＲＯＵＴａ［ｍ−１］から高電位の信号が出力される。よって、端子ＲＯＵＴａ［ｍ−１］と電気的に接続される端子ＬＩＮａ［ｍ］に高電位の信号が入力される。

時刻Ｔ２６０乃至時刻Ｔ２６１において、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［４］、及び端子ＲＳ＿ＰＷＣ［４］に信号を入力する。ここで、時刻Ｔ２６０乃至時刻Ｔ２６１において、端子ＬＩＮａ［ｍ］に高電位の信号が入力されるため、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［４］に入力された信号が端子ＳＥａ［ｍ］から出力される。また、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［４］に入力された信号が端子ＲＳａ［ｍ］から出力される。さらに、端子ＣＬＫ［４］に入力されるクロック信号が端子ＲＯＵＴａ［ｍ］から出力される。

以上のように、時刻Ｔ２５０において端子ＬＩＮａ［１］に入力されたスタートパルス信号が、時刻Ｔ２５１乃至時刻Ｔ２６１においてレジスタ回路Ｒａ［１］からレジスタ回路Ｒａ［ｍ］まで順次伝送される。これに対応して、高電位の信号が端子ＳＥａ［１］乃至端子ＳＥａ［ｍ］、及び端子ＲＳａ［１］乃至端子ＲＳａ［ｍ］から順次出力される。よって、時刻Ｔ２５１乃至時刻Ｔ２６１は、図６に示す時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２６に対応する。

また、時刻Ｔ２６０において、端子ＬＩＮｂ［１］に、スタートパルス信号として高電位の信号を入力する。時刻Ｔ２６０乃至時刻Ｔ２６６における端子ＬＩＮｂ［１］乃至端子ＬＩＮｂ［ｍ］、端子ＣＬＫ［１］乃至端子ＣＬＫ［４］、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［１］乃至端子ＳＥ＿ＰＷＣ［４］、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［１］乃至端子ＲＳ＿ＰＷＣ［４］、端子ＳＥｂ［１］乃至端子ＳＥｂ［ｍ］、及び端子ＲＳｂ［１］乃至端子ＲＳｂ［ｍ］の電位変化は、時刻Ｔ２５０乃至時刻Ｔ２６１における端子ＬＩＮａ［１］乃至端子ＬＩＮａ［ｍ］、端子ＣＬＫ［１］乃至端子ＣＬＫ［４］、端子ＳＥ＿ＰＷＣ［１］乃至端子ＳＥ＿ＰＷＣ［４］、端子ＲＳ＿ＰＷＣ［１］乃至端子ＲＳ＿ＰＷＣ［４］、端子ＳＥａ［１］乃至端子ＳＥａ［ｍ］、及び端子ＲＳａ［１］乃至端子ＲＳａ［ｍ］の電位変化と同様とすることができる。

以上より、端子ＬＩＮｂ［１］に入力されたスタートパルス信号は、時刻Ｔ２６１乃至時刻Ｔ２６６において、レジスタ回路Ｒｂ［１］からレジスタ回路Ｒｂ［ｍ］まで順次伝送される。これに対応して、高電位の信号が端子ＳＥｂ［１］乃至端子ＳＥｂ［ｍ］、及び端子ＲＳｂ［１］乃至端子ＲＳｂ［ｍ］から順次出力される。よって、時刻Ｔ２６１乃至時刻Ｔ２６６は、図６に示す時刻Ｔ２６乃至時刻Ｔ２７に対応する。

図１１は、図６に示す時刻Ｔ３５乃至時刻Ｔ３６における、ロードライバ回路１４ａ、及びロードライバ回路１４ｂの駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。図１１に示す時刻Ｔ３５０乃至時刻Ｔ３５６において、端子ＬＩＮｂ［１］にスタートパルス信号は入力されない。それ以外は、時刻Ｔ３５０乃至時刻Ｔ３５６における各端子の電位変動は、図１０に示す時刻Ｔ２５０乃至時刻Ｔ２６１における各端子の電位変動と同様とすることができる。

前述のように、図６に示す時刻Ｔ３５乃至時刻Ｔ３６の長さは、時刻Ｔ２５乃至時刻Ｔ２６の長さより長いことが好ましい。よって、図１１に示す時刻Ｔ３５０乃至時刻Ｔ３５６の長さは、図１０に示す時刻Ｔ２５０乃至時刻Ｔ２６１の長さより長いことが好ましい。

＜読み出し回路の構成例＞
図１２Ａは、読み出し回路１５の構成例を示すブロック図である。なお、読み出し回路１５とカラムドライバ回路１６との接続関係を示すため、図１２Ａにはカラムドライバ回路１６も示している。

読み出し回路１５は、シフトレジスタ回路４１と、スイッチ回路４２と、信号出力回路４３ａと、信号出力回路４３ｂと、を有する。

シフトレジスタ回路４１は、端子ＣＯＵＴ＜１＞乃至端子ＣＯＵＴ＜ｐ＞（ｐは２以上の整数）を介してスイッチ回路４２と電気的に接続される。スイッチ回路４２は、端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞を介して信号出力回路４３ａと電気的に接続され、端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜ｐ＞を介して信号出力回路４３ｂと電気的に接続される。

本明細書等において、例えば＜１＞、＜ｐ＞等の符号を付記することにより、ｐ個の端子等を区別する。また、例えば端子を表す符号に＜ｐ：１＞が付記された場合は、１番目乃至ｐ番目の端子であることを表す。

スイッチ回路４２は、端子ＳＷ＿ＳＥ＜１＞、及び端子ＳＷ＿ＳＥ＜２＞と電気的に接続される。信号出力回路４３ａは、端子ＷＸ［１］乃至端子ＷＸ［ｎ／２］、及び端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜１＞乃至ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜ｎ／２ｐ＞と電気的に接続される。信号出力回路４３ｂは、端子ＷＸ［ｎ／２＋１］乃至端子ＷＸ［ｎ］、及び端子ＭＵＸ＿ＯＵＴｂ＜１＞乃至ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜ｎ／２ｐ＞と電気的に接続される。

ここで、端子ＳＷ＿ＳＥ＜１＞及び端子ＳＷ＿ＳＥ＜２＞は、スイッチ回路４２の入力端子である。また、端子ＷＸ［１］乃至端子ＷＸ［ｎ／２］は、信号出力回路４３ａの入力端子であり、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜ｎ／２ｐ＞は、信号出力回路４３ａの出力端子である。さらに、端子ＷＸ［ｎ／２＋１］乃至端子ＷＸ［ｎ］は、信号出力回路４３ｂの入力端子であり、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴｂ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＯＵＴｂ＜ｎ／２ｐ＞は、信号出力回路４３ｂの出力端子である。

また、端子ＣＯＵＴ＜１＞乃至端子ＣＯＵＴ＜ｐ＞は、シフトレジスタ回路４１にとっては出力端子であり、スイッチ回路４２にとっては入力端子である。また、端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞は、スイッチ回路４２にとっては出力端子であり、信号出力回路４３ａにとっては入力端子である。さらに、端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜１＞乃至ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜ｐ＞は、スイッチ回路４２にとっては出力端子であり、信号出力回路４３ｂにとっては入力端子である。

シフトレジスタ回路４１は、端子ＣＯＵＴ＜１＞乃至端子ＣＯＵＴ＜ｐ＞から順次信号を出力する機能を有する。シフトレジスタ回路４１の構成は、端子ＳＥを端子ＣＯＵＴに置き換え、端子ＲＳを設けないこと等により、例えば図７に示すロードライバ回路１４の構成を適用することができる。

スイッチ回路４２は、端子ＣＯＵＴ＜１＞乃至端子ＣＯＵＴ＜ｐ＞から入力された信号を、端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞、又は端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜１＞乃至ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜ｐ＞の一方に出力する機能を有する。端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞、又は端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜１＞乃至ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜ｐ＞のどちらに信号を出力するかは、端子ＳＷ＿ＳＥ＜１＞及び端子ＳＷ＿ＳＥ＜２＞に入力される信号に基づき決定することができる。例えば、端子ＳＷ＿ＳＥ＜１＞に高電位の信号が供給され、端子ＳＷ＿ＳＥ＜２＞に低電位の信号が供給された場合は、スイッチ回路４２は、端子ＣＯＵＴ＜１＞乃至端子ＣＯＵＴ＜ｐ＞から入力された信号を、端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞に出力することができる。一方、端子ＳＷ＿ＳＥ＜１＞に低電位の信号が供給され、端子ＳＷ＿ＳＥ＜２＞に高電位の信号が供給された場合は、スイッチ回路４２は、端子ＣＯＵＴ＜１＞乃至端子ＣＯＵＴ＜ｐ＞から入力された信号を、端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜１＞乃至ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜ｐ＞に出力することができる。

信号出力回路４３ａは、端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞から入力される信号に基づき、端子ＷＸ［１］乃至端子ＷＸ［ｎ／２］から入力される信号の一部を、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜ｎ／２ｐ＞から出力する機能を有する。信号出力回路４３ｂは、端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜ｐ＞から入力される信号に基づき、端子ＷＸ［ｎ／２＋１］乃至端子ＷＸ［ｎ］から入力される信号の一部を、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴｂ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＯＵＴｂ＜ｎ／２ｐ＞から出力する機能を有する。詳細は後述するが、信号出力回路４３ａ、及び信号出力回路４３ｂは、マルチプレクサ回路を有する構成とすることができる。

読み出し回路１５を図１２Ａに示す構成とすることにより、端子ＳＷ＿ＳＥ＜１＞及び端子ＳＷ＿ＳＥ＜２＞からスイッチ回路４２に入力される信号に基づき、１乃至ｎ／２列目の画素３０と、ｎ／２＋１乃至ｎ列目の画素３０と、の一方からのみ撮像データを読み出すことができる。これにより、表示部１１を、行方向だけでなく列方向に分割することができる。具体的には、表示部１１を、列方向に２つに分割することができる。

なお、図１２Ａに示す読み出し回路１５では、２つの端子ＳＷ＿ＳＥがスイッチ回路４２と電気的に接続されるが、３つ以上の端子ＳＷ＿ＳＥがスイッチ回路４２と電気的に接続されてもよい。例えば、３つの端子ＳＷ＿ＳＥがスイッチ回路４２と電気的に接続される場合、読み出し回路１５は信号出力回路４３を３個有することができ、表示部１１を、列方向に３つに分割することができる。

図１２Ｂ１は、読み出し回路１５が図１２Ａに示す構成である場合の、図５Ａ等に示すステップＳ２における表示装置１０の動作の一例を示す模式図である。図１２Ｂ１に示すように、表示部１１を例えば２行２列に分割することができる。ここで、左上の表示部１１を表示部１１ａａとし、右上の表示部１１を表示部１１ａｂとし、左下の表示部１１を表示部１１ｂａとし、右下の表示部１１を表示部１１ｂｂとする。図１２Ｂ１に示すように、ステップＳ２では、表示部１１ａａに設けられる画素３０、表示部１１ａｂに設けられる画素３０、表示部１１ｂａに設けられる画素３０、及び表示部１１ｂｂに設けられる画素３０の全てに対して、ロードライバ回路１４による走査を行う。図１２Ｂ１に示す例では、ステップＳ２において、表示部１１ａｂに指３１が接触していることが検出されたものとする。

図１２Ｂ２は、読み出し回路１５が図１２Ａに示す構成である場合の、ステップＳ５における表示装置１０の動作の一例を示す模式図である。図１２Ｂ２に示す例では、指３１が接触している表示部１１ａｂが選択されたものとする。図１２Ｂ２では、表示部１１ａｂにハッチングを付し、表示部１１ａａ、表示部１１ｂａ、及び表示部１１ｂｂにハッチングを付さないことにより、表示部１１ａｂが選択されたことを示している。図１２Ｂ２に示す例では、例えばロードライバ回路１４ａにのみスタートパルス信号を供給し、且つ端子ＳＷ＿ＳＥ＜１＞に低電位を、端子ＳＷ＿ＳＥ＜２＞に高電位を供給する。これにより、表示部１１ａｂが有する画素３０が取得した撮像データＩＤ２のみを読み出すことができる。よって、表示装置１０の消費電力を小さくすることができる。

前述のように、撮像データＩＤ２の読み出しにより、指紋認証等の認証を行うことができる。図１２Ｂ２に示す例では、指紋３２が検出され、指紋３２に基づき表示装置１０による認証が行われるものとする。

図１３は、スイッチ回路４２の構成例を示す回路図である。図１３に示すように、スイッチ回路４２は、回路４４ａ、及び回路４４ｂを有する。回路４４ａは、トランジスタＴｒ４１ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４１ａ＜ｐ＞と、トランジスタＴｒ４２ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ａ＜ｐ＞と、を有する。回路４４ｂは、トランジスタＴｒ４１ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４１ｂ＜ｐ＞と、トランジスタＴｒ４２ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ｂ＜ｐ＞と、を有する。なお、スイッチ回路４２は、トランジスタＴｒ４１ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４１ａ＜ｐ＞、及びトランジスタＴｒ４１ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４１ｂ＜ｐ＞を有さなくてもよい。

端子ＳＷ＿ＳＥ＜１＞は、トランジスタＴｒ４１ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４１ａ＜ｐ＞のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＴｒ４１ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４１ａ＜ｐ＞のソース又はドレインの他方には、トランジスタＴｒ４２ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ａ＜ｐ＞のゲートが順に電気的に接続される。端子ＳＷ＿ＳＥ＜２＞は、トランジスタＴｒ４１ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４１ｂ＜ｐ＞のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＴｒ４１ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４１ｂ＜ｐ＞のソース又はドレインの他方には、トランジスタＴｒ４２ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ｂ＜ｐ＞のゲートが順に電気的に接続される。ここで、トランジスタＴｒ４１ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４１ａ＜ｐ＞のゲート、及びトランジスタＴｒ４１ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４１ｂ＜ｐ＞のゲートには、電位ＶＤＤを供給することができる。

端子ＣＯＵＴ＜１＞乃至端子ＣＯＵＴ＜ｐ＞には、トランジスタＴｒ４２ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ａ＜ｐ＞のソース又はドレインの一方が順に電気的に接続され、またトランジスタＴｒ４２ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ｂ＜ｐ＞のソース又はドレインの一方が順に電気的に接続される。トランジスタＴｒ４２ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ａ＜ｐ＞のソース又はドレインの他方には、端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞が順に電気的に接続される。トランジスタＴｒ４２ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ｂ＜ｐ＞のソース又はドレインの他方には、端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜ｐ＞が順に電気的に接続される。

スイッチ回路４２が図１３に示す構成である場合、端子ＳＷ＿ＳＥ＜１＞に高電位を供給すると、トランジスタＴｒ４２ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ａ＜ｐ＞のゲートに高電位が供給される。これにより、トランジスタＴｒ４２ａ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ａ＜ｐ＞が導通状態となり、端子ＣＯＵＴ＜１＞乃至端子ＣＯＵＴ＜ｐ＞からスイッチ回路４２に入力された信号が、端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞から出力される。一方、端子ＳＷ＿ＳＥ＜２＞に高電位を供給すると、トランジスタＴｒ４２ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ｂ＜ｐ＞のゲートに高電位が供給される。これにより、トランジスタＴｒ４２ｂ＜１＞乃至トランジスタＴｒ４２ｂ＜ｐ＞が導通状態となり、端子ＣＯＵＴ＜１＞乃至端子ＣＯＵＴ＜ｐ＞からスイッチ回路４２に入力された信号が、端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜ｐ＞から出力される。

なお、３つ以上の端子ＳＷ＿ＳＥがスイッチ回路４２と電気的に接続される場合、スイッチ回路４２に回路４４を３つ以上設ける。例えば、３つの端子ＳＷ＿ＳＥがスイッチ回路４２と電気的に接続される場合、スイッチ回路４２に回路４４を３つ設けることができる。

図１４Ａ１は、信号出力回路４３ａの構成例を示すブロック図である。信号出力回路４３ａは、マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜１＞乃至マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜ｎ／２ｐ＞を有する。

マルチプレクサ回路ＭＵＸａは、ｐ個の選択信号入力端子と、ｐ個の入力端子と、１個の出力端子を有する構成とすることができる。マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜１＞乃至マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜ｎ／２ｐ＞の選択信号入力端子は、端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞とすることができる。

マルチプレクサ回路ＭＵＸａの入力端子は、ｐ個の端子ＷＸとすることができる。例えば、マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜１＞の入力端子は、端子ＷＸ［１］乃至端子ＷＸ［ｐ］とすることができる。また、マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜２＞の入力端子は、端子ＷＸ［ｐ＋１］乃至端子ＷＸ［２ｐ］とすることができる。さらに、マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜ｎ／２ｐ＞の入力端子は、端子ＷＸ［ｎ／２−ｐ＋１］乃至端子ＷＸ［ｎ／２］とすることができる。

マルチプレクサ回路ＭＵＸａの出力端子は、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａとすることができる。例えば、マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜１＞の出力端子は、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜１＞とすることができる。また、マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜２＞の出力端子は、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜２＞とすることができる。さらに、マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜ｎ／２ｐ＞の出力端子は、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜ｎ／２ｐ＞とすることができる。

図１４Ａ２は、信号出力回路４３ｂの構成例を示すブロック図である。信号出力回路４３ｂは、マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜１＞乃至マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜ｎ／２ｐ＞を有する。マルチプレクサ回路ＭＵＸｂは、マルチプレクサ回路ＭＵＸａと同様の構成とすることができる。

マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜１＞乃至マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜ｎ／２ｐ＞の選択信号入力端子は、端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥｂ＜ｐ＞とすることができる。

マルチプレクサ回路ＭＵＸｂの入力端子は、ｐ個の端子ＷＸとすることができる。例えば、マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜１＞の入力端子は、端子ＷＸ［ｎ／２＋１］乃至端子ＷＸ［ｎ／２＋ｐ］とすることができる。また、マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜２＞の入力端子は、端子ＷＸ［ｎ／２＋ｐ＋１］乃至端子ＷＸ［ｎ／２＋２ｐ］とすることができる。さらに、マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜ｎ／２ｐ＞の入力端子は、端子ＷＸ［ｎ−ｐ＋１］乃至端子ＷＸ［ｎ］とすることができる。

マルチプレクサ回路ＭＵＸｂの出力端子は、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴｂとすることができる。例えば、マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜１＞の出力端子は、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴｂ＜１＞とすることができる。また、マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜２＞の出力端子は、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴｂ＜２＞とすることができる。さらに、マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜ｎ／２ｐ＞の出力端子は、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴｂ＜ｎ／２ｐ＞とすることができる。

図１４Ｂは、マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜１＞の構成例を示す回路図である。マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜１＞は、トランジスタＴｒ４３［１］乃至トランジスタＴｒ４３［ｐ］を有する。

トランジスタＴｒ４３［１］乃至トランジスタＴｒ４３［ｐ］のゲートには、端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞が順に電気的に接続される。トランジスタＴｒ４３［１］乃至トランジスタＴｒ４３［ｐ］のソース又はドレインの一方には、端子ＷＸ［１］乃至端子ＷＸ［ｐ］が順に電気的に接続される。トランジスタＴｒ４３［１］乃至トランジスタＴｒ４３［ｐ］のソース又はドレインの他方には、端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜１＞が電気的に接続される。

図１４Ｂに示す構成のマルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜１＞は、端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜１＞乃至端子ＭＵＸ＿ＳＥａ＜ｐ＞に順次高電位を供給することにより、端子ＷＸ［１］乃至端子ＷＸ［ｐ］に入力された信号を端子ＭＵＸ＿ＯＵＴａ＜１＞から順次出力することができる。

なお、マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜２＞乃至マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜ｎ／２ｐ＞、及びマルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜１＞乃至マルチプレクサ回路ＭＵＸｂ＜ｎ／２ｐ＞の構成は、電気的に接続される端子が異なる他は、マルチプレクサ回路ＭＵＸａ＜１＞と同様の構成とすることができる。

＜認証方法の一例＞
ここまでは、認証として指紋認証を行う例を説明したが、本発明の一態様はこれに限らない。図１５Ａ乃至図１５Ｄは、電子機器５０が、指紋認証以外の方法で認証を行う例を示す模式図である。ここで、電子機器５０は、表示部１１を有する。電子機器５０は、例えばスマートフォン、又はタブレット等の情報端末機器とすることができる。

図１５Ａは、指３１が表示部１１上の地点３３と接している様子を示している。図１５Ｂは、指３１が地点３３から地点３４に移動した様子を示している。ここで、図１５Ｂに示すように、地点３３から地点３４までの指３１の軌跡３６には個人差がある。よって、軌跡３６を用いて認証を行うことができる。例えば、電子機器５０が、地点３３と地点３４を指定し、地点３３から地点３４まで指３１を移動させることにより、軌跡３６を取得することができる。なお、例えば地点３３、及び地点３４の位置は指定しなくてもよい。この場合、例えば指３１等の物体が表示部１１に接触した地点を地点３３とし、地点３３に接触してから一定時間経過後に指３１等の物体が接触している地点を地点３４として、電子機器５０が軌跡３６を取得することができる。また、地点３３の位置、又は地点３４の位置の一方のみを電子機器５０が指定してもよい。

なお、図１５Ａ、及び図１５Ｂでは、１本の指３１が表示部１１と接しているが、２本以上の指３１が表示部１１と接してもよい。この場合、地点３３、及び地点３４が、表示部１１にそれぞれ２箇所以上設けられる。例えば、２本の指３１が表示部１１と接する場合、地点３３、及び地点３４が、表示部１１にそれぞれ２箇所設けられる。

図１５Ｃは、電子機器５０のユーザーが電子機器５０を掴んでいる様子を示している。ここで、電子機器５０は筐体３７を有し、電子機器５０のユーザーは筐体３７を掴むことができる。図１５Ｄは、電子機器５０のユーザーが電子機器５０を掴んだ際の、筐体３７における接触領域３５を示している。接触領域３５は、例えば指が接触している領域とすることができる。

人間の手の大きさ、指の長さ、物の掴み方等には、個人差がある。よって、電子機器５０を掴んだ場合の接触領域３５の位置、及び範囲等は、個人差がある。したがって、電子機器５０は、接触領域３５を用いて認証を行うことができる。例えば、電子機器５０は、接触領域３５の位置、及び範囲等を用いて認証を行うことができる。また、互いに離隔した複数の接触領域３５が含まれる場合は、接触領域３５同士の位置関係、距離等も認証に用いることができる。

なお、図１５Ｄでは、接触領域３５を電子機器５０の側面のみとしているが、例えば電子機器５０のユーザーの手が電子機器５０の背面に接触している場合は、筐体３７の背面におけるユーザーの手の接触領域も接触領域３５とし、認証に用いてもよい。ここで、電子機器５０における、表示部１１が設けられる面を前面とし、表示部１１が設けられる面と反対の面を背面とする。よって、電子機器５０の側面、及び背面は、筐体３７に覆われた構成とすることができる。図１５Ｃ、及び図１５Ｄ等には示していないが、電子機器５０の側面には操作ボタン等を設けることができ、電子機器５０を掴んだユーザーは、当該操作ボタンを押すことにより電子機器５０を操作することができる。

図１６は、電子機器５０が有する表示装置である、表示装置１０Ａの構成例を示すブロック図である。表示装置１０Ａは、図１に示す表示装置１０が有する画素、及び回路等の他、演算回路１８を有する。また、表示装置１０Ａの外部に、演算装置５１を設けることができる。演算装置５１は、電子機器５０の外部に設けることができる。なお、表示装置１０Ａは、表示部１１と、ゲートドライバ回路１３と、ロードライバ回路１４と、をそれぞれ１つずつ有する構成としてもよい。つまり、表示部１１を、図１に示す表示装置１０のように分割しなくてもよい。

演算回路１８は、例えば指紋３２、軌跡３６、又は接触領域３５等に基づき、認証を行う機能を有する。具体的には、これらの情報に基づき、電子機器５０のユーザーが、登録された者であるか否かを判定する機能を有する。ここで、詳細は後述するが、演算回路１８は、機械学習を用いて認証を行う機能を有する。よって、演算回路１８は、機械学習演算回路である。

演算装置５１は、機械学習モデルを生成する機能を有する。演算装置５１が生成した機械学習モデルは、演算回路１８に供給され、演算回路１８は当該機械学習モデルを用いて演算を行うことができる。機械学習モデルとして、ニューラルネットワークモデル、多層パーセプトロン、又は、サポートベクターマシン等を適用することができる。特に、ニューラルネットワークモデルを用いると、高い精度で認証を行うことができるため好ましい。

ここで、演算装置５１は、サーバ等、高い演算能力を有する機器に設けることが好ましい。機械学習モデルの生成は、学習によって行われる。一方、機械学習モデルを用いた認証は、推論によって行われる。学習の際に必要となる演算量は、推論の際に必要となる演算量より多い。よって、表示装置１０Ａの外部に設けられた、演算能力が高い演算装置５１によって機械学習モデルの生成を行うことにより、演算回路１８が機械学習モデルを生成する場合と比較して、演算回路１８の負荷を小さくすることができる。なお、演算回路１８の演算能力が十分高い場合は、演算回路１８が機械学習モデルの生成を行ってもよい。

図１７Ａは、演算装置５１による機械学習モデルＭＬＭの生成、つまり学習について示す模式図である。当該学習は、例えば教師あり学習とすることができる。

例えば、指紋３２Ｌと、地点３３Ｌから地点３４Ｌまでの指等の軌跡３６Ｌと、接触領域３５Ｌと、の少なくとも１つを学習データ５２とする。また、表示装置１０Ａが設けられる電子機器５０のユーザーであるか否か（ＯＫ　ｏｒ　ＮＧ）を正解ラベル５３とする。そして、演算装置５１が、正解ラベル５３を学習データ５２に紐づけて学習を行うことにより、機械学習モデルＭＬＭを生成することができる。機械学習モデルＭＬＭには、例えば重み係数に関する情報が含まれる。

図１７Ｂは、演算回路１８による、機械学習モデルＭＬＭを用いた認証、つまり推論について示す模式図である。指紋３２と、地点３３から地点３４までの指等の軌跡３６と、接触領域３５と、の少なくとも１つを、入力データ５５として機械学習モデルＭＬＭが構築された演算回路１８に入力する。これにより、電子機器５０のユーザーの認証を、機械学習モデルＭＬＭを用いた推論により行うことができる。ユーザー認証の結果を表す出力データ５６は、演算回路１８から出力される。

以上が機械学習を用いた認証の方法の一例である。指紋３２だけでなく、軌跡３６又は接触領域３５に基づき、機械学習を用いて認証を行うことにより、高い精度で認証を行うことができる。よって、指紋３２の検出に用いる撮像データの読み出しを短時間で行っても、表示装置１０Ａは高い精度で認証を行うことができる。例えば、図５Ａに示す方法で表示装置１０Ａを駆動させる場合、撮像データＩＤ２の読み出しを短時間で行っても、表示装置１０Ａは高い精度で認証を行うことができる。

本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、又は図面等と適宜組み合わせることができる。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態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説明する。

＜表示装置の構成例＿２−１＞
図１８Ａに、表示装置２００の模式図を示す。表示装置２００は、基板２０１、基板２０２、受光素子２１２、発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、機能層２０３等を有する。

発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、及び受光素子２１２は、基板２０１と基板２０２の間に設けられている。発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、及び発光素子２１１Ｂは、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、又は青色（Ｂ）の光を発する。なお以下では、発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、及び発光素子２１１Ｂを区別しない場合に、発光素子２１１と記載する場合がある。

表示装置２００は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。１つの画素は、１つ以上の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光素子を有する。例えば、画素には、副画素を３つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂの３色、又は、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色等）、又は、副画素を４つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色、又は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色等）を適用できる。さらに、画素は、受光素子２１２を有する。受光素子２１２は、全ての画素に設けられていてもよく、一部の画素に設けられていてもよい。また、１つの画素が複数の受光素子２１２を有してもよい。

図１８Ａには、基板２０２の表面に指２２０が触れる様子を示している。発光素子２１１Ｇが発する光の一部は、基板２０２と指２２０との接触部で反射される。そして、反射光の一部が受光素子２１２に入射されることにより、指２２０が基板２０２に接触したことを検出することができる。すなわち、表示装置２００はタッチパネルとして機能することができる。

機能層２０３は、発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂを駆動する回路、及び受光素子２１２を駆動する回路を有する。機能層２０３には、スイッチ、トランジスタ、容量、配線等が設けられる。なお、発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、及び受光素子２１２をパッシブマトリクス方式で駆動させる場合には、スイッチ又はトランジスタを設けない構成としてもよい。

表示装置２００は、指２２０の指紋を検出する機能を有することが好ましい。図１８Ｂには、基板２０２に指２２０が触れている状態における接触部の拡大図を模式的に示している。また、図１８Ｂには、交互に配列した発光素子２１１と受光素子２１２を示している。

指２２０は凹部及び凸部により指紋が形成されている。そのため、図１８Ｂに示すように指紋の凸部が基板２０２に触れている。

ある表面又は界面から反射される光には、正反射と拡散反射とがある。正反射光は入射角と反射角が一致する、指向性の高い光であり、拡散反射光は、強度の角度依存性が低い、指向性の低い光である。指２２０の表面から反射される光は、正反射と拡散反射のうち拡散反射の成分が支配的となる。一方、基板２０２と大気との界面から反射される光は、正反射の成分が支配的となる。

指２２０と基板２０２との接触面又は非接触面で反射され、これらの直下に位置する受光素子２１２に入射される光の強度は、正反射光と拡散反射光とを足し合わせたものとなる。上述のように指２２０の凹部では基板２０２と指２２０が接触しないため、正反射光（実線矢印で示す）が支配的となり、凸部ではこれらが接触するため、指２２０からの拡散反射光（破線矢印で示す）が支配的となる。したがって、凹部の直下に位置する受光素子２１２で受光する光の強度は、凸部の直下に位置する受光素子２１２よりも高くなる。これにより、指２２０の指紋を撮像することができる。

受光素子２１２の配列間隔は、指紋の２つの凸部間の距離、好ましくは隣接する凹部と凸部間の距離よりも小さい間隔とすることで、鮮明な指紋の画像を取得することができる。人の指紋の凹部と凸部の間隔は概ね１５０μｍから２５０μｍの間であることから、例えば受光素子２１２の配列間隔は、４００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下、さらに好ましくは１２０μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下とする。配列間隔は小さいほど好ましいが、例えば１μｍ以上、１０μｍ以上、又は２０μｍ以上とすることができる。

表示装置２００で撮像した指紋の画像の例を図１８Ｃに示す。図１８Ｃには、撮像範囲２２３内に、指２２０の輪郭を破線で、接触部２２１の輪郭を一点鎖線で示している。接触部２２１内において、受光素子２１２に入射する光量の違いによって、コントラストの高い指紋２２２を撮像することができる。

表示装置２００は、タッチパネル、又はペンタブレットとしても機能させることができる。図１８Ｄには、スタイラス２２５の先端を基板２０２に接触させた状態で、破線矢印の方向に滑らせている様子を示している。

図１８Ｄに示すように、スタイラス２２５の先端と、基板２０２の接触面で拡散される拡散反射光が、当該接触面と重なる部分に位置する受光素子２１２に入射することで、スタイラス２２５の先端の位置を高精度に検出することができる。

図１８Ｅには、表示装置２００で検出したスタイラス２２５の軌跡２２６の例を示している。表示装置２００は、高い位置精度でスタイラス２２５等の被検出体の位置検出を行うことができるため、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できる。また、静電容量式のタッチセンサ、又は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できるため、スタイラス２２５の先端部の材料は問われず、様々な筆記用具（例えば筆、ガラスペン、羽ペン等）を用いることもできる。

ここで、図１８Ｆ乃至図１８Ｈに、表示装置２００に適用できる画素の一例を示す。

図１８Ｆ、及び図１８Ｇに示す画素は、それぞれ赤色（Ｒ）の発光素子２１１Ｒ、緑色（Ｇ）の発光素子２１１Ｇ、青色（Ｂ）の発光素子２１１Ｂ、及び受光素子２１２を有する。画素は、それぞれ発光素子２１１Ｒ、発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、及び受光素子２１２を駆動するための画素回路を有する。

図１８Ｆは、２×２のマトリクス状に、３つの発光素子と１つの受光素子が配置されている例である。図１８Ｇは、３つの発光素子が一列に配列し、その下側に、横長の１つの受光素子２１２が配置されている例である。

図１８Ｈに示す画素は、白色（Ｗ）の発光素子２１１Ｗを有する例である。ここでは、４つの発光素子が一列に配置され、その下側に受光素子２１２が配置されている。

なお、画素の構成は上記に限られず、様々な配置方法を採用することができる。

以下では、可視光を呈する発光素子と、赤外光を呈する発光素子と、受光素子と、を備える構成の例について説明する。

図１９Ａに示す表示装置２００Ａは、図１８Ａで例示した構成に加えて、発光素子２１１ＩＲを有する。発光素子２１１ＩＲは、赤外光ＩＲを発する発光素子である。またこのとき、受光素子２１２には、少なくとも発光素子２１１ＩＲが発する赤外光ＩＲを受光することのできる素子を用いることが好ましい。また、受光素子２１２として、可視光と赤外光の両方を受光することのできる素子を用いることがより好ましい。

図１９Ａに示すように、基板２０２に指２２０が触れると、発光素子２１１ＩＲから発せられた赤外光ＩＲが指２２０により反射され、当該反射光の一部が受光素子２１２に入射されることにより、指２２０の位置情報を表示装置２００Ａが取得することができる。

図１９Ｂ乃至図１９Ｄに、表示装置２００Ａに適用できる画素の一例を示す。

図１９Ｂは、３つの発光素子が一列に配列し、その下側に、発光素子２１１ＩＲと、受光素子２１２とが横に並んで配置されている例である。また、図１９Ｃは、発光素子２１１ＩＲを含む４つの発光素子が一列に配列し、その下側に、受光素子２１２が配置されている例である。

また、図１９Ｄは、発光素子２１１ＩＲを中心にして、四方に３つの発光素子と、受光素子２１２が配置されている例である。

なお、図１９Ｂ乃至図１９Ｄに示す画素において、発光素子同士、及び発光素子と受光素子とは、それぞれの位置を交換することができる。

以下では、可視光を呈する発光素子と、可視光を呈し、且つ可視光を受光する受発光素子と、を備える構成の例について説明する。

図２０Ａに示す表示装置２００Ｂは、発光素子２１１Ｂ、発光素子２１１Ｇ、及び受発光素子２１３Ｒを有する。受発光素子２１３Ｒは、赤色（Ｒ）の光を発する発光素子としての機能と、可視光を受光する光電変換素子としての機能と、を有する。図２０Ａでは、受発光素子２１３Ｒが、発光素子２１１Ｇが発する緑色（Ｇ）の光を受光する例を示している。なお、受発光素子２１３Ｒは、発光素子２１１Ｂが発する青色（Ｂ）の光を受光してもよい。また、受発光素子２１３Ｒは、緑色の光と青色の光の両方を受光してもよい。

例えば、受発光素子２１３Ｒは、自身が発する光よりも短波長の光を受光することが好ましい。又は、受発光素子２１３Ｒは、自身が発する光よりも長波長の光（例えば赤外光）を受光する構成としてもよい。受発光素子２１３Ｒは、自身が発する光と同程度の波長の光を受光する構成としてもよいが、その場合は自身が発する光をも受光してしまい、発光効率が低下してしまう恐れがある。そのため、受発光素子２１３Ｒは、発光スペクトルのピークと、吸収スペクトルのピークとができるだけ重ならないように構成されることが好ましい。

また、ここでは受発光素子が発する光は、赤色の光に限られない。また、発光素子が発する光も、緑色の光と青色の光の組み合わせに限定されない。例えば受発光素子として、緑色又は青色の光を発し、且つ、自身が発する光とは異なる波長の光を受光する素子とすることができる。

このように、受発光素子２１３Ｒが、発光素子と受光素子とを兼ねることにより、一画素に配置する素子の数を減らすことができる。そのため、高精細化、高開口率化、及び高解像度化等が容易となる。

図２０Ｂ乃至図２０Ｉに、表示装置２００Ｂに適用できる画素の一例を示す。

図２０Ｂは、受発光素子２１３Ｒ、発光素子２１１Ｇ、及び発光素子２１１Ｂが一列に配列されている例である。図２０Ｃは、発光素子２１１Ｇと発光素子２１１Ｂが縦方向に交互に配列し、これらの横に受発光素子２１３Ｒが配置されている例である。

図２０Ｄは、２×２のマトリクス状に、３つの発光素子（発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、及び発光素子２１１Ｘ）と一つの受発光素子が配置されている例である。発光素子２１１Ｘは、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光を呈する素子である。Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光としては、白色（Ｗ）、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、赤外光（ＩＲ）、紫外光（ＵＶ）等の光が挙げられる。発光素子２１１Ｘが赤外光を呈する場合、受発光素子は、赤外光を検出する機能、又は、可視光及び赤外光の双方を検出する機能を有することが好ましい。センサの用途に応じて、受発光素子が検出する光の波長を決定することができる。

図２０Ｅには、２つ分の画素を示している。点線で囲まれた３つの素子を含む領域が１つの画素に相当する。画素はそれぞれ発光素子２１１Ｇ、発光素子２１１Ｂ、及び受発光素子２１３Ｒを有する。図２０Ｅに示す左の画素では、受発光素子２１３Ｒと同じ行に発光素子２１１Ｇが配置され、受発光素子２１３Ｒと同じ列に発光素子２１１Ｂが配置されている。図２０Ｅに示す右の画素では、受発光素子２１３Ｒと同じ行に発光素子２１１Ｇが配置され、発光素子２１１Ｇと同じ列に発光素子２１１Ｂが配置されている。図２０Ｅに示す画素レイアウトでは、奇数行と偶数行のいずれにおいても、受発光素子２１３Ｒ、発光素子２１１Ｇ、及び発光素子２１１Ｂが繰り返し配置されており、且つ、各列において、奇数行と偶数行では互いに異なる色の発光素子又は受発光素子が配置される。

図２０Ｆには、ペンタイル配列が適用された４つの画素を示しており、隣接する２つの画素は組み合わせの異なる２色の光を呈する発光素子又は受発光素子を有する。なお、図２０Ｆでは、発光素子又は受発光素子の上面形状を示している。

図２０Ｆに示す左上の画素と右下の画素は、受発光素子２１３Ｒと発光素子２１１Ｇを有する。また右上の画素と左下の画素は、発光素子２１１Ｇと発光素子２１１Ｂを有する。すなわち、図２０Ｆに示す例では、各画素に発光素子２１１Ｇが設けられている。

発光素子及び受発光素子の上面形状は特に限定されず、円、楕円、多角形、角の丸い多角形等とすることができる。図２０Ｆ等では、発光素子及び受発光素子の上面形状として、略４５度傾いた正方形（ひし形）である例を示している。なお、各色の発光素子及び受発光素子の上面形状は、互いに異なっていてもよく、一部又は全ての色で同じであってもよい。

また、各色の発光素子及び受発光素子の発光領域（又は受発光領域）のサイズは、互いに異なっていてもよく、一部又は全ての色で同じであってもよい。例えば図２０Ｆにおいて、各画素に設けられる発光素子２１１Ｇの発光領域の面積を他の素子の発光領域（又は受発光領域）の面積よりも小さくしてもよい。

図２０Ｇは、図２０Ｆに示す画素配列の変形例である。具体的には、図２０Ｇの構成は、図２０Ｆの構成を４５度回転させることで得られる。図２０Ｆでは、１つの画素に２つの素子を有するとして説明したが、図２０Ｇに示すように、４つの素子により１つの画素が構成されていると捉えることもできる。

図２０Ｈは、図２０Ｆに示す画素配列の変形例である。図２０Ｈに示す左上の画素と右下の画素は、受発光素子２１３Ｒと発光素子２１１Ｇを有する。また右上の画素と左下の画素は、受発光素子２１３Ｒと発光素子２１１Ｂを有する。すなわち、図２０Ｈに示す例では、各画素に受発光素子２１３Ｒが設けられている。各画素に受発光素子２１３Ｒが設けられているため、図２０Ｈに示す構成は、図２０Ｆに示す構成に比べて、高い精細度で撮像を行うことができる。これにより、例えば、認証の精度を高めることができる。

図２０Ｉは、図２０Ｈで示す画素配列の変形例であり、当該画素配列を４５度回転させることで得られる構成である。

図２０Ｉでは、４つの素子（２つの発光素子と２つの受発光素子）により１つの画素が構成されることとして説明を行う。このように、１つの画素が、受光機能を有する受発光素子を複数有することで、高い精細度で撮像を行うことができる。したがって、認証の精度を高めることができる。例えば、撮像の精細度を、表示の精細度のルート２倍とすることができる。

図２０Ｈ又は図２０Ｉに示す構成が適用された表示装置は、ｐ個（ｐは２以上の整数）の第１の発光素子と、ｑ個（ｑは２以上の整数）の第２の発光素子と、ｒ個（ｒはｐより大きく、ｑより大きい整数）の受発光素子と、を有する。ｐとｒはｒ＝２ｐを満たす。また、ｐ、ｑ、ｒはｒ＝ｐ＋ｑを満たす。第１の発光素子と第２の発光素子のうち一方が緑色の光を発し、他方が青色の光を発する。受発光素子は、赤色の光を発し、且つ、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。なお、これに限られず、受発光素子の感度に応じて、光源とする発光素子を適宜選択することができる。

以上のように、本実施の形態の表示装置には、様々な配列の画素を適用することができる。

＜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例について説明する。

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、発光層等）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２１Ａ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２８３、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又は反射率は、可視光の透過率又は反射率と同様に、上記の数値範囲を満たすことが好ましい。

発光素子は少なくとも発光層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、又はバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有してもよい。

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、陽極から発光素子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を用いることができ、また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^−６ｃｍ^２／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、フラン誘導体等）又は芳香族アミン（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^−６ｃｍ^２／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、陰極から発光素子に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料（電子供与性材料）とを含む複合材料を用いることもできる。

発光層２８３は、発光物質を含む層である。発光層２８３は、１種又は複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色等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、量子ドット材料等が挙げられる。

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、ナフタレン誘導体等が挙げられる。

燐光材料としては、例えば、４Ｈ−トリアゾール骨格、１Ｈ−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、又はピリジン骨格を有する有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。

発光層２８３は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種又は複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料等）を有してもよい。１種又は複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方又は双方を用いることができる。また、１種又は複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、又はＴＡＤＦ材料を用いてもよい。

発光層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良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、効率良く発光を得ることができる。この構成により、発光素子の高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。

励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位（最高被占有軌道準位）が電子輸送性材料のＨＯＭＯ準位以上の値であると好ましい。正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位（最低空軌道準位）が電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位以上の値であると好ましい。材料のＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位及び酸化電位）から導出することができる。

励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性材料の発光スペクトル、電子輸送性材料の発光スペクトル、及びこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（又は長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。又は、正孔輸送性材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰｈｏｔｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＰＬ）、電子輸送性材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、又は遅延成分の割合が大きくなる等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（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：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、シリコン等の無機半導体、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Ｃ_６０、Ｃ_７０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良く起こすため、受光素子として有益である。Ｃ_６０、Ｃ_７０ともに可視光領域に広い吸収帯を有しており、特にＣ_７０はＣ_６０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。又は、活性層２７３は、ｎ型半導体とｐ型半導体とを積層して形成してもよい。

発光素子及び受光素子には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光素子及び受光素子を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。

図２１Ｂ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の一方又は双方と同様の構成にすることができる。例えば、緑色の光を検出する構成の受光素子２７０ＰＤは、発光素子２７０Ｒと同様の構成とすることができる。

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、表示装置を高精細度化することもできる。

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又は双方）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、且つ、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良く取り出され、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もよい。

図２２Ａ、及び図２２Ｂに示す表示装置２８０Ｃは、赤色（Ｒ）の光を発し、且つ、受光機能を有する受発光素子２７０ＳＲと、発光素子２７０Ｇ及び発光素子２７０Ｂと、を有する。発光素子２７０Ｇと発光素子２７０Ｂの構成は、上記表示装置２８０Ａ等を援用できる。

受発光素子２７０ＳＲ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。受発光素子２７０ＳＲは、上記表示装置２８０Ｂで例示した発光素子２７０Ｒ及び受光素子２７０ＰＤと同一の構成である。

図２２Ａでは、受発光素子２７０ＳＲが発光素子として機能する場合を示す。図２２Ａでは、発光素子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２７０ＳＲが赤色の光を発している例を示す。

図２２Ｂでは、受発光素子２７０ＳＲが受光素子として機能する場合を示す。図２２Ｂでは、受発光素子２７０ＳＲが、発光素子２７０Ｂが発する青色の光と、発光素子２７０Ｇが発する緑色の光を受光している例を示す。

発光素子２７０Ｂ、発光素子２７０Ｇ、及び受発光素子２７０ＳＲ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。受発光素子２７０ＳＲ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２７０ＳＲに入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。

受発光素子２７０ＳＲは、発光素子に、活性層２７３を追加した構成である。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２７０ＳＲ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、表示部に撮像機能を付与することができる。

発光層２８３Ｒと活性層２７３との積層順は限定されない。図２２Ａ、図２２Ｂ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。発光層２８３Ｒと活性層２７３の積層順を入れ替えてもよい。

また、受発光素子は、正孔注入層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、電子ブロック層等、他の機能層を有してもよい。

受発光素子において、光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。

受発光素子を構成する各層の機能及び材料は、発光素子及び受光素子を構成する各層の機能及び材料と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図２２Ｃ乃至図２２Ｇに、受発光素子の積層構造の例を示す。

図２２Ｃに示す受発光素子は、第１の電極２７７、正孔注入層２８１、正孔輸送層２８２、発光層２８３Ｒ、活性層２７３、電子輸送層２８４、電子注入層２８５、及び第２の電極２７８を有する。

図２２Ｃは、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が積層された例である。

図２２Ａ乃至図２２Ｃ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との間には、バッファ層が設けられることが好ましい。このとき、バッファ層は、正孔輸送性及び電子輸送性を有することが好ましい。例えば、バッファ層には、バイポーラ性の物質を用いることが好ましい。又は、バッファ層として、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層、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。図２２Ｄには、バッファ層として正孔輸送層２８２を用いる例を示す。

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。

図２２Ｅは、正孔注入層２８１上に正孔輸送層２８２−１、活性層２７３、正孔輸送層２８２−２、発光層２８３Ｒの順で積層された積層構造を有する例である。正孔輸送層２８２−２は、バッファ層として機能する。正孔輸送層２８２−１と正孔輸送層２８１−２とは、同じ材料を含んでいてもよいし、異なる材料を含んでいてもよい。また、正孔輸送層２８１−２の代わりに、上述したバッファ層に用いることのできる層を用いてもよい。また、活性層２７３と、発光層２８３Ｒの位置を入れ替えてもよい。

図２２Ｆに示す受発光素子は、正孔輸送層２８２を有さない点で、図２２Ａに示す受発光素子と異なる。このように、受発光素子は、正孔注入層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、電子ブロック層等、他の機能層を有してもよい。

図２２Ｇに示す受発光素子は、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２８９を有する点で、図２２Ａに示す受発光素子と異なる。

発光層と活性層を兼ねる層としては、例えば、活性層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。

＜表示装置の構成例＿２−２＞
以下では、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。ここでは特に、受光素子と発光素子を有する表示装置の例について説明する。

図２３Ａに、表示装置３００Ａの断面図を示す。表示装置３００Ａは、基板３５１、基板３５２、受光素子３１０、及び発光素子３９０を有する。

発光素子３９０は、画素電極３９１、バッファ層３１２、発光層３９３、バッファ層３１４、及び共通電極３１５をこの順で積層して有する。バッファ層３１２は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方又は双方を有することができる。発光層３９３は、有機化合物を有する。バッファ層３１４は、電子注入層及び電子輸送層の一方又は双方を有することができる。発光素子３９０は、可視光３２１を発する機能を有する。なお、表示装置３００Ａ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もよい。

受光素子３１０は、画素電極３１１、バッファ層３１２、活性層３１３、バッファ層３１４、及び共通電極３１５をこの順で積層して有する。活性層３１３は、有機化合物を有する。受光素子３１０は、可視光を検出する機能を有する。なお、受光素子３１０は、さらに、赤外光を検出する機能を有してもよい。

バッファ層３１２、バッファ層３１４、及び共通電極３１５は、発光素子３９０及び受光素子３１０に共通の層であり、これらに亘って設けられる。バッファ層３１２、バッファ層３１４、及び共通電極３１５は、活性層３１３及び画素電極３１１と重なる部分と、発光層３９３及び画素電極３９１と重なる部分と、いずれとも重ならない部分と、を有する。

本実施の形態では、発光素子３９０及び受光素子３１０のいずれにおいても、画素電極が陽極として機能し、共通電極３１５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３１０を、画素電極３１１と共通電極３１５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、表示装置３００Ａは、受光素子３１０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３１１、画素電極３９１、バッファ層３１２、活性層３１３、発光層３９３、バッファ層３１４、及び共通電極３１５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３１１及び画素電極３９１は、それぞれ絶縁層４１４上に位置する。各画素電極は、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３１１及び画素電極３９１の端部は、隔壁４１６によって覆われている。互いに隣り合う２つの画素電極は隔壁４１６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４１６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４１６は、可視光を透過する層である。隔壁４１６のかわりに、可視光を遮る隔壁を設けてもよい。

共通電極３１５は、受光素子３１０と発光素子３９０に共通で用いられる層である。

受光素子３１０及び発光素子３９０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を削減し、且つ作製工程を簡略化できる。

表示装置３００Ａは、一対の基板（基板３５１及び基板３５２）間に、受光素子３１０、発光素子３９０、トランジスタ３３１、及びトランジスタ３３２等を有する。

受光素子３１０において、画素電極３１１と共通電極３１５の間に位置するバッファ層３１２、活性層３１３、及びバッファ層３１４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３１１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３１５は可視光を透過する機能を有する。なお、受光素子３１０が赤外光を検出する構成である場合、共通電極３１５は赤外光を透過する機能を有する。さらに、画素電極３１１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３１０は、光を検出する機能を有する。具体的には、受光素子３１０は、表示装置３００Ａの外部から入射される光３２２を受光し、電気信号に変換する、光電変換素子である。光３２２は、発光素子３９０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３２２は、表示装置３００Ａに設けられたレンズ等を介して受光素子３１０に入射してもよい。

発光素子３９０において、画素電極３９１と共通電極３１５の間に位置するバッファ層３１２、発光層３９３、及びバッファ層３１４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３９３を有する。上述の通り、画素電極３９１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３１５は可視光を透過する機能を有する。なお、表示装置３００Ａ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３１５は赤外光を透過する機能を有する。さらに、画素電極３９１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。発光素子３９０は、画素電極３９１と共通電極３１５との間に光学調整層を有してもよい。微小共振器構造が適用されることで、各発光素子から、特定の色の光を強めて取り出すことができる。

発光素子３９０は、可視光を発する機能を有する。具体的には、発光素子３９０は、画素電極３９１と共通電極３１５との間に電圧を印加することで、基板３５２側に光（ここでは可視光３２１）を射出する電界発光素子である。

受光素子３１０が有する画素電極３１１は、絶縁層４１４に設けられた開口を介して、トランジスタ３３１が有するソース又はドレインと電気的に接続される。発光素子３９０が有する画素電極３９１は、絶縁層４１４に設けられた開口を介して、トランジスタ３３２が有するソース又はドレインと電気的に接続される。

トランジスタ３３１とトランジスタ３３２とは、同一の層（図２３Ａでは基板３５１）上に接している。

受光素子３１０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３９０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３１０及び発光素子３９０は、それぞれ、保護層３９５に覆われていることが好ましい。図２３Ａでは、保護層３９５が、共通電極３１５上に接して設けられている。保護層３９５を設けることで、受光素子３１０及び発光素子３９０に水等の不純物が入り込むことを抑制し、受光素子３１０及び発光素子３９０の信頼性を高めることができる。また、接着層３４２によって、保護層３９５と基板３５２とが貼り合わされている。

基板３５２の基板３５１側の面には、遮光層３５８が設けられている。遮光層３５８は、発光素子３９０と重なる位置、及び、受光素子３１０と重なる位置に開口を有する。

ここで、発光素子３９０の発光が対象物によって反射された光を受光素子３１０は検出する。しかし、発光素子３９０の発光が、表示装置３００Ａ内で反射され、対象物を介さずに、受光素子３１０に入射されてしまう場合がある。遮光層３５８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３５８が設けられていない場合、発光素子３９０が発した光３２３は、基板３５２で反射され、反射光３２４が受光素子３１０に入射することがある。遮光層３５８を設けることで、反射光３２４が受光素子３１０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３１０を用いたセンサの感度を高めることができる。

遮光層３５８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３５８は、可視光を吸収することが好ましい。遮光層３５８として、例えば、金属材料、又は、顔料（カーボンブラック等）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３５８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。

図２３Ｂに示す表示装置３００Ｂは、レンズ３４９を有する点で、上記表示装置３００Ａと主に相違している。

レンズ３４９は、基板３５２の基板３５１側に設けられている。外部から入射される光３２２は、レンズ３４９を介して受光素子３１０に入射される。レンズ３４９及び基板３５２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。

レンズ３４９を介して受光素子３１０に光が入射することで、受光素子３１０に入射する光の範囲を狭くすることができる。これにより、複数の受光素子３１０間で、撮像範囲が重なることを抑制でき、ぼやけの少ない鮮明な画像を撮像できる。

また、レンズ３４９は、入射された光を集光できる。したがって、受光素子３１０に入射される光の量を増やすことができる。これにより、受光素子３１０の光電変換効率を高めることができる。

図２３Ｃに示す表示装置３００Ｃは、遮光層３５８の形状が異なる点で、上記表示装置３００Ａと主に相違している。

遮光層３５８は、平面視において、受光素子３１０と重なる開口部が、受光素子３１０の受光領域よりも内側に位置するように設けられている。遮光層３５８の受光素子３１０と重なる開口部の径が小さいほど、受光素子３１０に入射する光の範囲を狭くすることができる。これにより、複数の受光素子３１０間で、撮像範囲が重なることを抑制でき、ぼやけの少ない鮮明な画像を撮像できる。

例えば、遮光層３５８の開口部の面積を、受光素子３１０の受光領域の面積の８０％以下、７０％以下、６０％以下、５０％以下、又は４０％以下であって、１％以上、５％以上、又は１０％以上とすることができる。遮光層３５８の開口部の面積が小さいほど鮮明な画像を撮像することができる。一方、当該開口部の面積が小さすぎると、受光素子３１０に到達する光の光量が減少し、受光感度が低下する恐れがある。そのため、上述した範囲内で適宜設定することが好ましい。なお、上述した上限値及び下限値は、任意に組み合わせることができる。また、受光素子３１０の受光領域は、隔壁４１６の開口部と言い換えることができる。

なお、遮光層３５８の受光素子３１０と重なる開口部の中心が、平面視において、受光素子３１０の受光領域の中心からずれていてもよい。さらには、平面視において、遮光層３５８の開口部が、受光素子３１０の受光領域と重ならない構成としてもよい。これにより、遮光層３５８の開口部を透過した斜め向きの光のみを、受光素子３１０で受光することができる。これにより、受光素子３１０に入射する光の範囲をより効果的に限定することができ、鮮明な画像を撮像できる。

図２４Ａに示す表示装置３００Ｄは、バッファ層３１２が共通層でない点で、上記表示装置３００Ａと主に相違している。

受光素子３１０は、画素電極３１１、バッファ層３１２、活性層３１３、バッファ層３１４、及び共通電極３１５を有する。発光素子３９０は、画素電極３９１、バッファ層３９２、発光層３９３、バッファ層３１４、共通電極３１５を有する。活性層３１３、バッファ層３１２、発光層３９３、及びバッファ層３９２は、それぞれ島状の上面形状を有する。

バッファ層３１２と、バッファ層３９２とは、異なる材料を含んでもよいし、同じ材料を含んでもよい。

このように、発光素子３９０と受光素子３１０とでバッファ層を作り分けることで、発光素子３９０及び受光素子３１０に用いるバッファ層の材料の選択の自由度が高まるため、より最適化が容易となる。また、バッファ層３１４及び共通電極３１５を共通層とすることで、発光素子３９０と受光素子３１０とを別々に作製する場合に比べて、作製工程が簡略化され、製造コストを削減できる。

図２４Ｂに示す表示装置３００Ｅは、バッファ層３１４が共通層でない点で、上記表示装置３００Ａと主に相違している。

受光素子３１０は、画素電極３１１、バッファ層３１２、活性層３１３、バッファ層３１４、及び共通電極３１５を有する。発光素子３９０は、画素電極３９１、バッファ層３１２、発光層３９３、バッファ層３９４、共通電極３１５を有する。活性層３１３、バッファ層３１４、発光層３９３、及びバッファ層３９４は、それぞれ島状の上面形状を有する。

バッファ層３１４と、バッファ層３９４とは、異なる材料を含んでもよいし、同じ材料を含んでもよい。

このように、発光素子３９０と受光素子３１０とでバッファ層を作り分けることで、発光素子３９０及び受光素子３１０に用いるバッファ層の材料の選択の自由度が高まるため、より最適化が容易となる。また、バッファ層３１２及び共通電極３１５を共通層とすることで、発光素子３９０と受光素子３１０とを別々に作製する場合に比べて、作製工程が簡略化され、製造コストを削減できる。

図２４Ｃに示す表示装置３００Ｆは、バッファ層３１２及びバッファ層３１４が共通層でない点で、上記表示装置３００Ａと主に相違している。

受光素子３１０は、画素電極３１１、バッファ層３１２、活性層３１３、バッファ層３１４、及び共通電極３１５を有する。発光素子３９０は、画素電極３９１、バッファ層３９２、発光層３９３、バッファ層３９４、共通電極３１５を有する。バッファ層３１２、活性層３１３、バッファ層３１４、バッファ層３９２、発光層３９３、及びバッファ層３９４は、それぞれ島状の上面形状を有する。

このように、発光素子３９０と受光素子３１０とでバッファ層を作り分けることで、発光素子３９０及び受光素子３１０に用いるバッファ層の材料の選択の自由度が高まるため、より最適化が容易となる。また、共通電極３１５を共通層とすることで、発光素子３９０と受光素子３１０とを別々に作製する場合に比べて、作製工程が簡略化され、製造コストを削減できる。

＜表示装置の構成例＿２−３＞
以下では、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。ここでは特に、受発光素子と発光素子を有する表示装置の例について説明する。

なお、以下では、上記と重複する部分については上記を援用し、説明を省略する場合がある。

図２５Ａに、表示装置３００Ｇの断面図を示す。表示装置３００Ｇは、受発光素子３９０ＳＲ、発光素子３９０Ｇ、及び発光素子３９０Ｂを有する。

受発光素子３９０ＳＲは、赤色の光３２１Ｒを発する発光素子としての機能と、光３２２を受光する光電変換素子としての機能と、を有する。発光素子３９０Ｇは、緑色の光３２１Ｇを発することができる。発光素子３９０Ｂは、青色の光３２１Ｂを発することができる。

受発光素子３９０ＳＲは、画素電極３１１、バッファ層３１２、活性層３１３、発光層３９３Ｒ、バッファ層３１４、及び共通電極３１５を有する。発光素子３９０Ｇは、画素電極３９１Ｇ、バッファ層３１２、発光層３９３Ｇ、バッファ層３１４、及び共通電極３１５を有する。発光素子３９０Ｂは、画素電極３９１Ｂ、バッファ層３１２、発光層３９３Ｂ、バッファ層３１４、及び共通電極３１５を有する。

バッファ層３１２、バッファ層３１４、及び共通電極３１５は、受発光素子３９０ＳＲ、発光素子３９０Ｇ、及び発光素子３９０Ｂに共通の層（共通層）であり、これらに亘って設けられる。活性層３１３、発光層３９３Ｒ、発光層３９３Ｇ、発光層３９３Ｂは、それぞれ島状の上面形状を有する。なお、図２５Ａにおいて、活性層３１３と発光層３９３Ｒの積層体、発光層３９３Ｇ、及び発光層３９３Ｂは、それぞれ離間して設けられる例を示しているが、隣接する２つが重なる領域を有してもよい。

なお、上記表示装置３００Ｄ、表示装置３００Ｅ、又は表示装置３００Ｆと同様に、バッファ層３１２及びバッファ層３１４の一方又は双方を、共通層として用いない構成とすることができる。

画素電極３１１は、トランジスタ３３１のソース又はドレインの一方と電気的に接続される。画素電極３９１Ｇは、トランジスタ３３２Ｇのソース又はドレインの一方と電気的に接続される。画素電極３９１Ｂは、トランジスタ３３２Ｂのソース又はドレインの一方と電気的に接続される。

このような構成とすることで、より高精細な表示装置を実現することができる。

図２５Ｂに示す表示装置３００Ｈは、受発光素子３９０ＳＲの構成が異なる点で、上記表示装置３００Ｇと主に相違している。

受発光素子３９０ＳＲは、活性層３１３と発光層３９３Ｒに置き換えて、受発光層３１８Ｒを有する。

受発光層３１８Ｒは、発光層としての機能と、活性層としての機能を兼ね備える層である。例えば、上述した発光物質と、ｎ型半導体と、ｐ型半導体とを含む層を用いることができる。

このような構成とすることで、作製工程をより簡略化できるため、低コスト化が容易となる。

＜表示装置の構成例＿２−４＞
以下では、本発明の一態様の表示装置の、より具体的な構成について説明する。

図２６は、表示装置４００の構成例を示す斜視図である。図２７Ａは、表示装置４００の構成例を示す断面図である。

表示装置４００は、基板３５３と基板３５４とが貼り合わされた構成を有する。図２６では、基板３５４を破線で明示している。

表示装置４００は、表示部３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。図２６では表示装置４００にＩＣ（集積回路）３７３及びＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。

回路３６４としては、例えばゲートドライバ回路、又はロードライバ回路を用いることができる。

配線３６５は、表示部３６２及び回路３６４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、ＦＰＣ３７２を介して外部から配線３６５に入力されるか、又はＩＣ３７３から配線３６５に入力される。

図２６では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式又はＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｆｉｌｍ）方式等により、基板３５３にＩＣ３７３が設けられている例を示す。ＩＣ３７３は、例えばゲートドライバ回路、ロードライバ回路、データドライバ回路、読み出し回路、又はカラムドライバ回路等を有するＩＣを適用できる。なお、表示装置４００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２７Ａに、図２６で示した表示装置４００の、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、表示部３６２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２７Ａに示す表示装置４００は、基板３５３と基板３５４の間に、トランジスタ４０８、トランジスタ４０９、トランジスタ４１０、発光素子３９０、受光素子３１０等を有する。

基板３５４と保護層３９５とは接着層３４２を介して接着されており、表示装置４００には、固体封止構造が適用されている。

基板３５３と絶縁層４１２とは接着層３５５によって貼り合わされている。

表示装置４００の作製方法としては、まず、絶縁層４１２、各トランジスタ、受光素子３１０、発光素子３９０等が設けられた作製基板と、遮光層３５８等が設けられた基板３５４とを接着層３４２によって貼り合わせる。そして、作製基板を剥離し露出した面に、接着層３５５を用いて基板３５３を貼り合わせることで、作製基板上に形成した各構成要素を、基板３５３に転置する。基板３５３及び基板３５４は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、表示装置４００の可撓性を高めることができる。

発光素子３９０は、絶縁層４１４側から画素電極３９１、バッファ層３１２、発光層３９３、バッファ層３１４、及び共通電極３１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極３９１は、絶縁層４１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４０８のソース又はドレインの一方と接続される。トランジスタ４０８は、発光素子３９０に流れる電流を制御する機能を有する。

受光素子３１０は、絶縁層４１４側から画素電極３１１、バッファ層３１２、活性層３１３、バッファ層３１４、及び共通電極３１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極３１１は、絶縁層４１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４０９のソース又はドレインの一方と接続される。トランジスタ４０９は、受光素子３１０に蓄積された電荷の転送を制御する機能を有する。

発光素子３９０が発する光は、基板３５４側に射出される。また、受光素子３１０には、基板３５４及び接着層３４２を介して、光が入射する。基板３５４には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。

画素電極３１１と画素電極３９１は同一の材料及び同一の工程で作製することができる。バッファ層３１２、バッファ層３１４、及び共通電極３１５は、受光素子３１０及び発光素子３９０に共通して用いられる。受光素子３１０と発光素子３９０とは、活性層３１３と発光層３９３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４００に受光素子３１０を内蔵することができる。

基板３５４の基板３５３側の面には、遮光層３５８が設けられている。遮光層３５８は、発光素子３９０、受光素子３１０のそれぞれと重なる位置に開口を有する。遮光層３５８を設けることで、受光素子３１０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、受光素子３１０と重なる位置に設けられる遮光層の開口の位置及び面積を調整することで、受光素子３１０に入射する光を制御することが好ましい。また、遮光層３５８を有することで、対象物を介さずに、発光素子３９０から受光素子３１０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。

画素電極３１１の端部、及び画素電極３９１の端部は、隔壁４１６によって覆われている。画素電極３１１及び画素電極３９１は可視光を反射する材料を含み、共通電極３１５は可視光を透過する材料を含む。

図２７Ａでは、活性層３１３の一部と発光層３９３の一部とが重なる領域を有する例を示している。活性層３１３と発光層３９３とが重なる部分は、遮光層３５８及び隔壁４１６と重なることが好ましい。

トランジスタ４０８、トランジスタ４０９、及びトランジスタ４１０は、いずれも基板３５３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３５３上には、接着層３５５を介して絶縁層４１２、絶縁層４１１、絶縁層４２５、絶縁層４１５、絶縁層４１８、及び絶縁層４１４がこの順で設けられている。絶縁層４１１及び絶縁層４２５は、それぞれ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４１５及び絶縁層４１８は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層４１４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、水素等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４１２、絶縁層４１１、絶縁層４２５、絶縁層４１５、及び絶縁層４１８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等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。

ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置４００の端部近傍に開口を有することが好ましい。図２７Ａに示す領域４２８では、絶縁層４１４に開口が形成されている。これにより、表示装置４００の端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。又は、有機絶縁膜の端部が表示装置４００の端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、表示装置４００の端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。

表示装置４００の端部近傍の領域４２８において、絶縁層４１４の開口を介して、絶縁層４１８と保護層３９５とが互いに接することが好ましい。特に、絶縁層４１８が有する無機絶縁膜と保護層３９５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３６２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４００の信頼性を高めることができる。

平坦化層として機能する絶縁層４１４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３９０、受光素子３１０を覆う保護層３９５を設けることで、発光素子３９０、受光素子３１０に水等の不純物が入り込むことを抑制し、これらの信頼性を高めることができる。

保護層３９５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３９５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。

図２７Ｂに、トランジスタ４０８、トランジスタ４０９、及びトランジスタ４１０に用いることのできるトランジスタ４０１ａの断面図を示す。

トランジスタ４０１ａは絶縁層４１２（図示しない）上に設けられ、第１のゲートとして機能する導電層４２１、第１のゲート絶縁層として機能する絶縁層４１１、半導体層４３１、第２のゲート絶縁層として機能する絶縁層４２５、及び第２のゲートとして機能する導電層４２３を有する。絶縁層４１１は、導電層４２１と半導体層４３１との間に位置する。絶縁層４２５は、導電層４２３と半導体層４３１との間に位置する。

半導体層４３１は、領域４３１ｉと、一対の領域４３１ｎとを有する。領域４３１ｉはチャネル形成領域として機能する。一対の領域４３１ｎは、一方がソースとして機能し、他方がドレインとして機能する。領域４３１ｎは、領域４３１ｉよりもキャリア濃度が高く、導電性が高い。導電層４２２ａ及び導電層４２２ｂは、絶縁層４１８及び絶縁層４１５に設けられた開口を介して、領域４３１ｎとそれぞれ接続される。

図２７Ｃには、トランジスタ４０８、トランジスタ４０９、及びトランジスタ４１０に用いることのできるトランジスタ４０１ｂの断面図を示している。また図２７では、絶縁層４１５が設けられない例を示している。トランジスタ４０１ｂは、絶縁層４２５が導電層４２３と同様に加工され、絶縁層４１８と領域４３１ｎとが接している。

なお、本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。又は、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。

トランジスタ４０８、トランジスタ４０９、及びトランジスタ４１０には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。又は、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、単結晶半導体、又は結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。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。又は、トランジスタの半導体層は、シリコンを有してもよい。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、単結晶シリコン等）等が挙げられる。

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又は複数種）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又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又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５又はその近傍の組成、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又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又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又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３６４が有するトランジスタ４１０と、表示部３６２が有するトランジスタ４０８及びトランジスタ４０９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３６４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３６２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３５３と、基板３５４が重ならない領域には、接続部４０４が設けられている。接続部４０４では、配線３６５が導電層３６６及び接続層４４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続される。接続部４０４の上面は、画素電極３１１及び画素電極３９１と同一の導電膜を加工して得られた導電層３６６が露出している。これにより、接続部４０４とＦＰＣ３７２とを接続層４４２を介して電気的に接続することができる。

基板３５４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（拡散フィルム等）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板３５４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３５３及び基板３５４に、可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、これに限られず、基板３５３及び基板３５４にそれぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂等を用いることができる。

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、嫌気型接着剤等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）等を用いることができる。

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等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、及びタングステン等の金属、並びに、当該金属を主成分とする合金等が挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、又は積層構造として用いることができる。

また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、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等の導電性酸化物又はグラフェンを用いることができる。又は、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタン等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料を用いることができる。又は、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（又はそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜等を用いると、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等の導電層に用いることができ、また発光素子及び受光素子（又は受発光素子）が有する導電層（画素電極又は共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。

各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂、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、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料が挙げられる。

（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又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、スズ等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、コバルト等から選ばれた一種、又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）法等の化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、又は原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等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、膜又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、薄膜法又は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、膜中又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、膜又は基板は非晶質状態であるとは言えない。

また、膜又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、等が含まれる。

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、又は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つ又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、チタン等から選ばれた一種、又は複数種）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°又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、組成等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、七角形等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、又は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等によって、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等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、又は欠陥の生成等によって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物又は欠陥（酸素欠損等）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又は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、鬆又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、又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、一つ又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、又はその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、又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］と記載する。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。又は、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等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等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又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（Ｉ_ｏｎ）、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１×１０^１７ｃｍ^−３以下、好ましくは１×１０^１５ｃｍ^−３以下、さらに好ましくは１×１０^１３ｃｍ^−３以下、より好ましくは１×１０^１１ｃｍ^−３以下、さらに好ましくは１×１０^１０ｃｍ^−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又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、高純度真性又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、高純度真性又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又は炭素が含まれると、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又は炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコン又は炭素の濃度（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、２×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下とする。

また、酸化物半導体にアルカリ金属又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、アルカリ金属又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又はアルカリ土類金属の濃度を、１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは２×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３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。又は、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、５×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、好ましくは５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３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、１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、好ましくは１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、より好ましくは５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３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。

（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、及び指紋認証等の認証を行うことができる。これにより、電子機器の機能性、及び利便性等を高めることができる。

図２８Ａ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、操作ボタン６５０３、操作ボタン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、上記実施の形態で示した表示装置を適用することができる。

図２８Ｂ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、表示装置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、表示装置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、表示装置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る。

表示装置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、表示装置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、表示装置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。

表示装置６５１１に、上記実施の形態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、表示装置６５１１で指紋を撮像し、指紋認証を行うことができる。上記実施の形態で示した表示装置を用いた表示装置６５１１は、指紋認証等の認証を、短時間で行うことができる。

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、感圧方式等様々な方式を用いることができる。又は、表示装置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２９Ａ乃至図２９Ｆに示す電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作ボタン９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有する。

表示部９００１に、上記実施の形態で示した表示装置を適用することができる。これにより、電子機器は、指紋認証等の認証を短時間で行うことができる。

図２９Ａ乃至図２９Ｆ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、テキスト画像等）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻等を表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有してもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画又は動画を撮影し、記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有してもよい。

図２９Ａ乃至図２９Ｆに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。

図２９Ａは、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１０１は、文字及び画像情報をその複数の面に表示することができる。図２９Ａ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、電話等の着信の通知、電子メール又はＳＮＳ等の題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度等がある。又は、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０等を表示してもよい。

図２９Ｂ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、及び情報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２９Ｃ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ができ、また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２９Ｄ乃至図２９Ｆ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２９Ｄは携帯情報端末９２０１を展開した状態、図２９Ｆは折り畳んだ状態、図２９Ｅは図２９Ｄと図２９Ｆ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。

１０：表示装置、１０Ａ：表示装置、１１：表示部、１１ａ：表示部、１１ａａ：表示部、１１ａｂ：表示部、１１ｂ：表示部、１１ｂａ：表示部、１１ｂｂ：表示部、１２：データドライバ回路、１３：ゲートドライバ回路、１３ａ：ゲートドライバ回路、１３ｂ：ゲートドライバ回路、１４：ロードライバ回路、１４ａ：ロードライバ回路、１４ｂ：ロードライバ回路、１５：回路、１６：カラムドライバ回路、１７：制御回路、１８：演算回路、２１：副画素、２１Ｂ：副画素、２１Ｇ：副画素、２１Ｒ：副画素、２２：撮像画素、３０：画素、３０ａ：画素、３０ｂ：画素、３１：指、３２：指紋、３２Ｌ：指紋、３３：地点、３３Ｌ：地点、３４：地点、３４Ｌ：地点、３５：接触領域、３５Ｌ：接触領域、３６：軌跡、３６Ｌ：軌跡、３７：筐体、４１：シフトレジスタ回路、４２：スイッチ回路、４３：信号出力回路、４３ａ：信号出力回路、４３ｂ：信号出力回路、４４：回路、４４ａ：回路、４４ｂ：回路、５０：電子機器、５１：演算装置、５２：学習データ、５３：正解ラベル、５５：入力データ、５６：出力データ、９１：基板、９２：基板、９４：光、９５：光、２００：表示装置、２００Ａ：表示装置、２００Ｂ：表示装置、２０１：基板、２０２：基板、２０３：機能層、２１１：発光素子、２１１Ｂ：発光素子、２１１Ｇ：発光素子、２１１ＩＲ：発光素子、２１１Ｒ：発光素子、２１１Ｗ：発光素子、２１１Ｘ：発光素子、２１２：受光素子、２１３Ｒ：受発光素子、２２０：指、２２１：接触部、２２２：指紋、２２３：撮像範囲、２２５：スタイラス、２２６：軌跡、２７０Ｂ：発光素子、２７０Ｇ：発光素子、２７０ＰＤ：受光素子、２７０Ｒ：発光素子、２７０ＳＲ：受発光素子、２７１：画素電極、２７３：活性層、２７５：共通電極、２７７：電極、２７８：電極、２８０Ａ：表示装置、２８０Ｂ：表示装置、２８０Ｃ：表示装置、２８１：正孔注入層、２８１−２：正孔輸送層、２８２：正孔輸送層、２８２−１：正孔輸送層、２８２−２：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、２８９：層、３００Ａ：表示装置、３００Ｂ：表示装置、３００Ｃ：表示装置、３００Ｄ：表示装置、３００Ｅ：表示装置、３００Ｆ：表示装置、３００Ｇ：表示装置、３００Ｈ：表示装置、３１０：受光素子、３１１：画素電極、３１２：バッファ層、３１３：活性層、３１４：バッファ層、３１５：共通電極、３１８Ｒ：受発光層、３２１：可視光、３２１Ｂ：光、３２１Ｇ：光、３２１Ｒ：光、３２２：光、３２３：光、３２４：反射光、３３１：トランジスタ、３３２：トランジスタ、３３２Ｂ：トランジスタ、３３２Ｇ：トランジスタ、３４２：接着層、３４９：レンズ、３５１：基板、３５２：基板、３５３：基板、３５４：基板、３５５：接着層、３５８：遮光層、３６２：表示部、３６４：回路、３６５：配線、３６６：導電層、３７２：ＦＰＣ、３７３：ＩＣ、３９０：発光素子、３９０Ｂ：発光素子、３９０Ｇ：発光素子、３９０ＳＲ：受発光素子、３９１：画素電極、３９１Ｂ：画素電極、３９１Ｇ：画素電極、３９２：バッファ層、３９３：発光層、３９３Ｂ：発光層、３９３Ｇ：発光層、３９３Ｒ：発光層、３９４：バッファ層、３９５：保護層、４００：表示装置、４０１ａ：トランジスタ、４０１ｂ：トランジスタ、４０４：接続部、４０８：トランジスタ、４０９：トランジスタ、４１０：トランジスタ、４１１：絶縁層、４１２：絶縁層、４１４：絶縁層、４１５：絶縁層、４１６：隔壁、４１８：絶縁層、４２１：導電層、４２２ａ：導電層、４２２ｂ：導電層、４２３：導電層、４２５：絶縁層、４２８：領域、４３１：半導体層、４３１ｉ：領域、４３１ｎ：領域、４４２：接続層、６５００：電子機器、６５０１：筐体、６５０２：表示部、６５０３：操作ボタン、６５０４：操作ボタン、６５０５：スピーカ、６５０６：マイク、６５０７：カメラ、６５０８：光源、６５１０：保護部材、６５１１：表示装置、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、９０００：筐体、９００１：表示部、９００３：スピーカ、９００５：操作ボタン、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

　第１の画素がマトリクス状に配列された第１の表示部と、第２の画素がマトリクス状に配列された第２の表示部と、第１のロードライバ回路と、第２のロードライバ回路と、制御回路と、を有し、
　前記第１及び第２の画素は、それぞれ受光素子を有し、
　前記第１及び第２の画素は、それぞれ前記受光素子を用いて、撮像データを取得する機能を有し、
　前記第１のロードライバ回路は、前記撮像データを読み出す前記第１の画素を選択する機能を有し、
　前記第２のロードライバ回路は、前記撮像データを読み出す前記第２の画素を選択する機能を有し、
　前記制御回路は、前記第１のロードライバ回路と、前記第２のロードライバ回路と、を順に駆動させる第１のモードにより駆動する機能を有し、
　前記制御回路は、前記撮像データに基づき、前記第１のロードライバ回路又は前記第２のロードライバ回路の一方を駆動させる第２のモードにより駆動する機能を有し、
　前記第１のモードにおける前記第１及び第２のロードライバ回路の走査速度は、前記第２のモードにおける前記第１又は第２のロードライバ回路の走査速度より速い表示装置。
　請求項１において、
　前記第１及び第２の画素は、それぞれトランジスタを有し、
　前記トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記受光素子の一方の電極と電気的に接続され、
　前記トランジスタは、金属酸化物を含む半導体層を有する表示装置。
　請求項１又は２において、
　前記第１及び第２の画素は、それぞれ発光素子を有する表示装置。
　請求項１乃至３のいずれか一項において、
　前記第１のモードにおいて、前記制御回路は、前記第１の表示部、又は前記第２の表示部に接触している物体を、前記撮像データに基づき検出する機能を有し、
　前記第２のモードにおいて、前記制御回路は、認証を行う機能を有する表示装置。
　請求項４において、
　機械学習演算回路を有し、
　前記機械学習演算回路は、前記物体が前記第１の表示部、又は前記第２の表示部における、第１の地点から第２の地点に移動した場合に、前記第１の地点から前記第２の地点までの前記物体の軌跡に基づき、認証を行う機能を有する表示装置。
　請求項１乃至５のいずれか一項に記載の表示装置と、操作ボタンと、を有する電子機器。
　請求項５に記載の表示装置と、筐体と、を有し、
　前記機械学習演算回路は、前記筐体における接触領域に基づき、前記認証を行う機能を有する電子機器。
　受光素子を有する画素がマトリクス状に配列された第１の表示部と、第２の表示部と、を有する表示装置の駆動方法であって、
　前記第１の表示部に設けられる前記画素、及び前記第２の表示部に設けられる前記画素が、前記受光素子を用いて第１の撮像データを取得し、
　前記第１の撮像データを前記第１の表示部に設けられる前記画素から読み出した後、前記第１の撮像データを前記第２の表示部に設けられる前記画素から読み出し、
　前記第１の撮像データに基づき、前記第１の表示部、又は前記第２の表示部の一方を選択し、
　前記選択された表示部に設けられる前記画素が、前記受光素子を用いて第２の撮像データを取得した後、前記第２の撮像データを読み出し、
　前記第２の撮像データの読み出しに要する時間は、前記第１の撮像データの読み出しに要する時間より長い表示装置の駆動方法。
　請求項８において、
　前記画素は、トランジスタを有し、
　前記トランジスタのソース又はドレインの一方は、前記受光素子の一方の電極と電気的に接続され、
　前記トランジスタは、金属酸化物を含む半導体層を有する表示装置の駆動方法。
　請求項８又は９において、
　前記画素は、発光素子を有する表示装置の駆動方法。
　請求項８乃至１０のいずれか一項において、
　前記第１の表示部、又は前記第２の表示部に接触している物体を、前記第１の撮像データに基づき検出した後、前記物体が接触している表示部の前記選択を行い、
　前記第２の撮像データに基づき、認証を行う表示装置の駆動方法。