WO2022144678A1 - 光デバイス、表示装置、及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

良好な特性の光デバイスを提供する。駆動電圧の低い光デバイスを提供する。消費電力の低い光デバイスを提供する。 第１の電極と、第２の電極と、活性層と、キャリア輸送層と、を有する光デバイスとする。活性層は、第１の電極と第２の電極の間に位置する。活性層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物は、一般式（Ｇ１）で表され、第２の有機化合物は、一般式（Ｇ２－１）で表される。キャリア輸送層は、第２の電極と活性層との間に位置し、キャリア輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。

Description

光デバイス、表示装置、及び電子機器
　本発明の一態様は、光デバイスに関する。本発明の一態様は、表示装置に関する。
　なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野として、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
　近年、表示装置は、スマートフォン、タブレット型端末、ラップトップＰＣなどの情報端末機器、テレビジョン装置、モニタ装置など、様々な機器に用いられている。また、タッチパネルとしての機能、または、認証のために指紋を撮像する機能など、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。
　表示装置として、例えば、発光デバイスを有する発光装置が開発されている。エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）現象を利用した発光デバイス（ＥＬデバイス、ＥＬ素子ともいう）は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流定電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。例えば、特許文献１に、有機ＥＬデバイス（有機ＥＬ素子ともいう）が適用された、可撓性を有する発光装置が開示されている。
特開２０１４−１９７５２２号公報
　本発明の一態様は、良好な特性の光デバイスを提供することを課題の一とする。または、駆動電圧の低い光デバイスを提供することを課題の一とする。または、消費電力の低い光デバイスを提供することを課題の一とする。または、生産性の高い光デバイスを提供することを課題の一とする。または、利便性の高い光デバイスを提供することを課題の一とする。または、多機能の光デバイスを提供することを課題の一とする。または、新規な光デバイスを提供することを課題の一とする。または、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。または、新規な電子機器を提供することを課題の一とする。
　なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
　本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、活性層と、キャリア輸送層と、を有する光デバイスである。活性層は、第１の電極と第２の電極の間に位置する。活性層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物は、一般式（Ｇ１）で表され、第２の有機化合物は、一般式（Ｇ２−１）で表される。キャリア輸送層は、第２の電極と活性層との間に位置し、キャリア輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　上記一般式（Ｇ１）において、Ｄ１は置換もしくは無置換のチオフェン−ジイル基、置換もしくは無置換のフラン−ジイル基、置換もしくは無置換のチオフェンを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換のフランを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基を表し、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立に置換もしくは無置換の炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリーレン基を表し、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立に水素、重水素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、または１乃至３の置換基を有するビニル基を表し、当該置換基は、シアノ基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、またはニトロ基であり、ｍ１、ｎ１、ｋ１はそれぞれ独立に０乃至３の整数を表し、ｍ１、ｎ１、及びｋ１の少なくとも１つは１乃至３の整数を表す。
　上記一般式（Ｇ２−１）において、Ｒ１乃至Ｒ１０はそれぞれ独立に水素、重水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基を表し、ｍ２は１乃至５の整数を表す。
　前述の光デバイスにおいて、ｍ２は、２以上であり、複数のＲ９は、互いに異なってもよい。
　前述の光デバイスにおいて、ｍ２は、２以上であり、複数のＲ１０は、互いに異なってもよい。
　前述の光デバイスにおいて、Ｒ１乃至Ｒ４及びＲ５乃至Ｒ８のうち少なくとも１組の隣り合う基は、互いに結合して環を形成しもよい。
　前述の光デバイスにおいて、第２の有機化合物は、構造式（２０１）または（２０２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、活性層と、キャリア輸送層と、を有する光デバイスである。活性層は、第１の電極と第２の電極の間に位置する。活性層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物は、一般式（Ｇ１）で表され、第２の有機化合物は、一般式（Ｇ２−２）または構造式（３１０）で表される。キャリア輸送層は、第２の電極と活性層との間に位置し、キャリア輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
　上記一般式（Ｇ１）において、Ｄ１は置換もしくは無置換のチオフェン−ジイル基、置換もしくは無置換のフラン−ジイル基、置換もしくは無置換のチオフェンを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換のフランを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基を表し、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立に置換もしくは無置換の炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリーレン基を表し、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立に水素、重水素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、または１乃至３の置換基を有するビニル基を表し、当該置換基は、シアノ基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、またはニトロ基であり、ｍ１、ｎ１、ｋ１はそれぞれ独立に０乃至３の整数を表し、ｍ１、ｎ１、及びｋ１の少なくとも１つは１乃至３の整数を表す。
　上記一般式（Ｇ２−２）において、Ｍは金属、酸化金属、またはハロゲン化金属を表し、ｍ３は１または２であり、Ｒ１１乃至Ｒ２６はそれぞれ独立に水素、重水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基を表す。
　前述の光デバイスにおいて、第２の有機化合物は、構造式（３０１）乃至構造式（３０５）のいずれか一で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、活性層と、キャリア輸送層と、を有する光デバイスである。活性層は、第１の電極と第２の電極の間に位置する。活性層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物は、一般式（Ｇ１）で表され、第２の有機化合物は、一般式（Ｇ２−３）で表される。キャリア輸送層は、第２の電極と活性層との間に位置し、キャリア輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
　上記一般式（Ｇ１）において、Ｄ１は置換もしくは無置換のチオフェン−ジイル基、置換もしくは無置換のフラン−ジイル基、置換もしくは無置換のチオフェンを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換のフランを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基を表し、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立に置換もしくは無置換の炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリーレン基を表し、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立に水素、重水素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、または１乃至３の置換基を有するビニル基を表し、当該置換基は、シアノ基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、またはニトロ基であり、ｍ１、ｎ１、ｋ１はそれぞれ独立に０乃至３の整数を表し、ｍ１、ｎ１、及びｋ１の少なくとも１つは１乃至３の整数を表す。
　上記一般式（Ｇ２−３）において、Ｒ３０乃至Ｒ４９はそれぞれ独立に水素、重水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基を表す。
　前述の光デバイスにおいて、第２の有機化合物は、構造式（４０１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　前述の光デバイスにおいて、Ｄ１は、一般式（ｇ１−１−１）乃至一般式（ｇ１−１−４）のいずれか一で表される。Ａｒ１及びＡｒ２は、それぞれ独立に置換もしくは無置換のチオフェン−ジイル基、置換もしくは無置換のフラン−ジイル基、置換もしくは無置換のフェニレン基、または置換もしくは無置換のナフタレン−ジイル基である。Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に一般式（ｇ１−２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
　上記一般式（ｇ１−１−１）乃至一般式（ｇ１−１−４）、及び一般式（ｇ１−２）において、Ｒ１０１及びＲ１０２の一方はＡｒ１及びＡｒ２の一方と結合し、Ｒ１０３及びＲ１０４の一方はＡｒ１及びＡｒ２の他方と結合し、Ｒ１０５及びＲ１０６の一方はＡｒ１及びＡｒ２の一方と結合し、Ｒ１０７及びＲ１０８の一方はＡｒ１及びＡｒ２の他方と結合し、Ｒ１０９及びＲ１１０の一方はＡｒ１及びＡｒ２の一方と結合し、Ｒ１１１及びＲ１１２の一方はＡｒ１及びＡｒ２の他方と結合し、Ｒ１１３乃至Ｒ１１６のいずれか２つの一方がＡｒ１と結合し、他方がＡｒ２と結合し、Ｒ１０１乃至Ｒ１１６のうち、残りが、それぞれ独立に水素、重水素、炭素数１乃至６の直鎖アルキル基、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、炭素数１乃至６の直鎖アルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、炭素数１乃至６の直鎖ハロゲン化アルキル基、またはハロゲンを表し、Ｒ１１７乃至Ｒ１１９はそれぞれ独立に水素、重水素、シアノ基、フッ素、塩素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表し、Ｒ１１７乃至Ｒ１１９の少なくとも１つはシアノ基、フッ素、塩素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表し、Ｒ１２０はＡｒ１及びＡｒ２の一方または双方と結合し、Ｘ１乃至Ｘ１４はそれぞれ独立に酸素または硫黄を表し、ｎ１１は０乃至１０の整数を表し、ｎ１２及びｎ１３はそれぞれ独立に０乃至４の整数を表す。
　前述の光デバイスにおいて、第１の有機化合物は、一般式（Ｇ１−１）乃至一般式（Ｇ１−３）のいずれか一で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
　上記一般式（Ｇ１—１）乃至一般式（Ｇ１−３）において、Ｘ１５乃至Ｘ３０はそれぞれ独立に酸素または硫黄を表し、ｎ１４及びｎ１７はそれぞれ独立に０乃至４の整数を表し、ｎ１５、ｎ１６、ｎ１８、ｎ１９乃至ｎ２２はそれぞれ独立に０乃至３の整数を表し、ｎ２０乃至ｎ２２の少なくとも１つは１乃至３の整数を表し、Ｒ１２７乃至Ｒ１３２、及びＲ１３９乃至Ｒ１５０はそれぞれ独立に水素、重水素、炭素数１乃至６の直鎖アルキル基、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、炭素数１乃至６の直鎖アルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、炭素数１乃至６の直鎖ハロゲン化アルキル基、またはハロゲンを表し、Ｒ１２１乃至Ｒ１２６、及びＲ１３３乃至Ｒ１３８、及びＲ１６０乃至Ｒ１６５はそれぞれ独立に水素、重水素、シアノ基、フッ素、塩素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表し、Ｒ１２１乃至Ｒ１２６の少なくとも１つと、Ｒ１３３乃至Ｒ１３８の少なくとも１つと、Ｒ１６０乃至Ｒ１６５の少なくとも１つはシアノ基、フッ素、塩素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表す。
　前述の光デバイスにおいて、第１の有機化合物は、構造式（１０１）または（１０２）のいずれか一で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　前述の光デバイスにおいて、キャリア輸送層は、電子輸送性材料を有する。
　前述の光デバイスにおいて、正孔輸送層を有してもよい。正孔輸送層は、第１の電極と活性層との間に位置し、正孔輸送層は、正孔輸送性材料を有する。正孔輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
　前述の光デバイスにおいて、キャリア輸送層は、正孔輸送性材料を有する。
　前述の光デバイスにおいて、電子輸送層を有してもよい。電子輸送層は、第１の電極と活性層との間に位置し、電子輸送層は、電子輸送性材料を有する。電子輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
　前述の光デバイスにおいて、活性層は、第１の層と、第２の層を有してもよい。第１の層は、第２の層と接する領域を有し、第１の層は、第１の有機化合物を有し、第２の層は、第２の有機化合物を有する。
　前述の光デバイスにおいて、第１の発光層を有してもよい。第１の発光層は、第１の電極と活性層との間に位置する。
　前述の光デバイスにおいて、第１の発光層を有してもよい。第１の発光層は、キャリア輸送層と活性層との間に位置する。
　本発明の一態様は、前述の光デバイスと、発光デバイスと、を有する表示装置である。発光デバイスは、第３の電極と、第２の発光層と、第２の電極と、を有する。第２の発光層は、第３の電極と第２の電極の間に位置し、第２の発光層は、第１の有機化合物とは異なる第３の有機化合物を有する。
　前述の表示装置において、さらにトランジスタ、または基板の少なくとも一と、を有してもよい。
　本発明の一態様は、前述の表示装置と、マイク、カメラ、操作用ボタン、接続端子、またはスピーカの少なくとも一と、を有する電子機器である。
　本発明の一態様によれば、良好な特性の光デバイスを提供できる。または、駆動電圧の低い光デバイスを提供できる。または、消費電力の低い光デバイスを提供できる。または、生産性の高い光デバイスを提供できる。または、利便性の高い光デバイスを提供できる。または、多機能の光デバイスを提供できる。または、新規な光デバイスを提供できる。または、新規な表示装置を提供できる。または、新規な電子機器を提供できる。
　なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図１Ａ乃至図１Ｅは、受光デバイスの一例を示す断面図である。
図２Ａ乃至図２Ｄは、受発光デバイスの一例を示す断面図である。
図３Ａ及び図３Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図４Ａ及び図４Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図５Ａ及び図５Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図６Ａ乃至図６Ｄは、表示装置の一例を示す断面図である。
図７Ａ乃至図７Ｄ、図７Ｆは、表示装置の一例を示す断面図である。図７Ｅ、図７Ｇは、表示装置が撮像した画像の例を示す図である。図７Ｈ乃至図７Ｋは、画素の一例を示す上面図である。
図８Ａ乃至図８Ｇは、画素の一例を示す上面図である。
図９Ａ乃至図９Ｃは、表示装置の一例を示す断面図である。
図１０Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図１０Ｂ、図１０Ｃは、樹脂層の上面レイアウトの一例を示す図である。
図１１は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図１２は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１３は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１４Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図１４Ｂは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図１５Ａ、図１５Ｂは、画素回路の一例を示す回路図である。
図１６Ａ、図１６Ｂは、電子機器の一例を示す図である。
図１７Ａ乃至図１７Ｄは、電子機器の一例を示す図である。
図１８Ａ乃至図１８Ｆは、電子機器の一例を示す図である。
図１９Ａは、受光デバイスの電流−電圧特性を示す図である。図１９Ｂは、外部量子効率を示す図である。
図２０Ａ及び図２０Ｂは、受光デバイスの特性を示す図である。
図２１Ａ及び図２１Ｂは、受光デバイスの電流密度−電圧特性を示す図である。
図２２Ａ及び図２２Ｂは、受光デバイスの電流密度−電圧特性を示す図である。
図２３Ａ及び図２３Ｂは、受光デバイスの電流密度−電圧特性を示す図である。
図２４Ａ及び図２４Ｂは、受光デバイスの電流密度−電圧特性を示す図である。
図２５Ａ及び図２５Ｂは、受光デバイスの外部量子効率を示す図である。
図２６Ａ及び図２６Ｂは、受光デバイスの外部量子効率を示す図である。
図２７Ａ及び図２７Ｂは、受光デバイスの電流密度−電圧特性を示す図である。
図２８Ａ及び図２８Ｂは、受光デバイスの電流密度−電圧特性を示す図である。
図２９Ａ及び図２９Ｂは、受光デバイスの電流密度−電圧特性を示す図である。
図３０Ａ及び図３０Ｂは、受光デバイスの電流密度−電圧特性を示す図である。
図３１Ａ及び図３１Ｂは、受光デバイスの外部量子効率を示す図である。
図３２Ａ及び図３２Ｂは、受光デバイスの外部量子効率を示す図である。
図３３は、受光デバイスの信頼性を示す図である。
　実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
　なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
　図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解を簡単にするため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
　なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
（実施の形態１）
　本実施の形態では、本発明の一態様である光デバイスについて、説明する。ここでは、光デバイスとして受光デバイス（受光素子ともいう）、及び受発光デバイス（受発光素子ともいう）を例に挙げて、説明する。
＜受光デバイス＞
　本発明の一態様である受光デバイスの構成例を、図１Ａに示す。図１Ａは、受光デバイス１０の構成を示す断面図である。受光デバイス１０は、第１の電極１１と、第２の電極１３と、第１の電極１１及び第２の電極１３に挟まれた層１５と、を有する。層１５は、少なくとも活性層を有する。受光デバイス１０は、活性層に入射した光によって生じた電荷を、電流として取り出すことができる。このとき、第１の電極１１と第２の電極１３の間に、電圧を印加してもよい。受光デバイス１０は、可視光または近赤外光を検出する機能を有する。
　受光デバイス１０は、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオード構造を適用することができる。受光デバイス１０は、受光デバイス１０に入射する光を検出し、電荷を発生させる光電変換素子（光電変換デバイスともいう）として機能する。受光デバイス１０に入射する光量に基づき、受光デバイス１０から発生する電荷量が決まる。
［活性層］
　受光デバイス１０は、図１Ｂに示すように、層１５が活性層２３を有する構成とすることができる。活性層２３は、半導体を含む。当該半導体として、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体が挙げられる。活性層２３が有する半導体として、有機半導体を好適に用いることができる。受光デバイス１０として、有機半導体を含む層を有する有機フォトダイオードを好適に用いることができる。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、有機フォトダイオードを有する受光デバイス１０は様々な装置に適用できる。
　活性層２３は、ｎ型半導体の材料と、ｐ型半導体の材料と、を有する。活性層２３は、ｎ型半導体の材料と、ｐ型半導体の材料との混合層を有する構成（バルクヘテロ接合構造）とすることができる。例えば、活性層２３は、ｎ型半導体の材料と、ｐ型半導体の材料を共蒸着して形成することができる。バルクヘテロ接合構造を用いることにより、高い光電変換効率を有する光デバイスとすることができる。
　活性層２３が有するｎ型半導体の材料として、電子受容性の有機半導体材料を用いることができる。ｎ型半導体の材料は、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　一般式（Ｇ１）中、Ｄ１は置換もしくは無置換のチオフェン−ジイル基、置換もしくは無置換のフラン−ジイル基、置換もしくは無置換のチオフェンを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換のフランを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基を表し、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立に置換もしくは無置換の炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリーレン基を表し、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立に水素、重水素、ニトロ基、置換または無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、または１乃至３の置換基を有するビニル基を表し、当該置換基は、シアノ基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、またはニトロ基であり、ｍ１、ｎ１、ｋ１はそれぞれ独立に０乃至３の整数を表し、ｍ１、ｎ１、及びｋ１の少なくとも１つは１乃至３の整数を表す。
　なお、本明細書等において、置換もしくは無置換のＺ基と記す場合、当該Ｚ基は、重水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、及びハロゲンのいずれか一以上で置換されていてもよい。当該アリール基または当該ヘテロアリール基は、重水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、及びハロゲンのいずれか一以上で置換されていてもよい。
　ｍ１が２または３の場合、複数のＡｒ１は全て同じであってもよく、一部が異なっていてもよく、全て異なっていてもよい。同様に、ｎ１が２または３の場合、複数のＤ１は全て同じであってもよく、一部が異なっていてもよく、全て異なっていてもよい。また、ｎ１が２または３の場合、複数のＡｒ２は全て同じであってもよく、一部が異なっていてもよく、全て異なっていてもよい。
　一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、沸点が比較的低く、蒸着温度を低くすることができる。ここで、蒸着温度が高いと、活性層２３より前に形成されている膜が変質し、受光デバイス１０の特性が悪化してしまう場合がある。また、蒸着温度が高いと、生産性が悪化してしまう場合がある。本発明の一態様は、活性層２３に一般式（Ｇ１）で表される有機化合物を用いることにより、他の膜が変質してしまうことを抑制でき、良好な特性を有する光デバイスとすることができる。また、受光デバイス１０の生産性を高めることができる。
　上記一般式（Ｇ１）において、Ｄ１は、例えば、下記一般式（ｇ１−１−１）乃至一般式（ｇ１−１−４）で表される基を適用することができる。また、Ａ１及びＡ２は、例えば、一般式（ｇ１−２）で表される基を適用することができる。なお、Ｄ１、Ａ１及びＡ２に用いることができる基は、これらに限られない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　一般式（ｇ１−１−１）乃至一般式（ｇ１−１−４）、及び一般式（ｇ１−２）中、Ｒ１０１及びＲ１０２の一方はＡｒ１及びＡｒ２の一方と結合し、Ｒ１０３及びＲ１０４の一方はＡｒ１及びＡｒ２の他方と結合し、Ｒ１０５及びＲ１０６の一方はＡｒ１及びＡｒ２の一方と結合し、Ｒ１０７及びＲ１０８の一方はＡｒ１及びＡｒ２の他方と結合し、Ｒ１０９及びＲ１１０の一方はＡｒ１及びＡｒ２の一方と結合し、Ｒ１１１及びＲ１１２の一方はＡｒ１及びＡｒ２の他方と結合し、Ｒ１１３乃至Ｒ１１６のいずれか２つの一方がＡｒ１と結合し、他方がＡｒ２と結合し、Ｒ１０１乃至Ｒ１１６のうち、残りが、それぞれ独立に水素、重水素、炭素数１乃至６の直鎖アルキル基、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、炭素数１乃至６の直鎖アルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、炭素数１乃至６の直鎖ハロゲン化アルキル基、またはハロゲンを表し、Ｒ１１７乃至Ｒ１１９はそれぞれ独立に水素、重水素、シアノ基、フッ素、塩素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表し、Ｒ１１７乃至Ｒ１１９の少なくとも１つはシアノ基、フッ素、塩素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表し、Ｒ１２０はＡｒ１及びＡｒ２の一方または双方と結合し、Ｘ１乃至Ｘ１４はそれぞれ独立に酸素または硫黄を表し、ｎ１１は０乃至１０の整数を表し、ｎ１２及びｎ１３はそれぞれ独立に０乃至４の整数を表す。
　ｎ１１が２以上の場合、複数のＸ２はそれぞれ独立に酸素または硫黄を表す。同様に、ｎ１２が２以上の場合、複数のＸ５及び複数のＸ６はそれぞれ独立に酸素または硫黄を表す。また、ｎ１３が２以上の場合、複数のＸ９及び複数のＸ１０はそれぞれ独立に酸素または硫黄を表す。
　上記一般式（Ｇ１）において、Ｄ１は、例えば、下記構造式（Ｄ−１）乃至構造式（Ｄ−２１）、下記構造式（Ｄ−２３）乃至構造式（Ｄ−２５）、下記構造式（Ｄ−２７）乃至構造式（Ｄ−５１）で表される基を適用することができる。なお、Ｄ１として用いることができる基はこれらに限られない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
　上記Ａｒ１及びＡｒ２として用いることができる、置換もしくは無置換の炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基としては、例えば、置換もしくは無置換のチオフェン−ジイル基、置換もしくは無置換のフラン−ジイル基などが挙げられる。上記Ａｒ１及びＡｒ２として用いることができる、炭素数６乃至３０のアリーレン基としては、例えば、置換もしくは無置換のフェニレン基、置換もしくは無置換のナフタレン−ジイル基などが挙げられる。上記Ａｒ１及びＡｒ２は、例えば、下記構造式（Ａｒ−１）乃至構造式（Ａｒ−１０）で表される基を適用することができる。なお、Ａｒ１及びＡｒ２に用いることができる基は、これらに限られない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
　上記一般式（Ｇ１）において、Ａ１及びＡ２は、例えば、下記構造式（Ａ−１）乃至構造式（Ａ−２５）で表される基を適用することができる。なお、Ａ１及びＡ２に用いることができる基は、これらに限られない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
　活性層２３が有するｎ型半導体の材料として、一般式（Ｇ１−１）乃至一般式（Ｇ１−３）のいずれか一で表される有機化合物を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
　一般式（Ｇ１—１）乃至一般式（Ｇ１−３）中、Ｘ１５乃至Ｘ３０はそれぞれ独立に酸素または硫黄を表し、ｎ１４及びｎ１７はそれぞれ独立に０乃至４の整数を表し、ｎ１５、ｎ１６、ｎ１８、ｎ１９乃至ｎ２２はそれぞれ独立に０乃至３の整数を表し、ｎ２０乃至ｎ２２の少なくとも１つは１乃至３の整数を表し、Ｒ１２７乃至Ｒ１３２、及びＲ１３９乃至Ｒ１５０はそれぞれ独立に水素、重水素、炭素数１乃至６の直鎖アルキル基、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、炭素数１乃至６の直鎖アルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、炭素数１乃至６の直鎖ハロゲン化アルキル基、またはハロゲンを表し、Ｒ１２１乃至Ｒ１２６、及びＲ１３３乃至Ｒ１３８、及びＲ１６０乃至Ｒ１６５はそれぞれ独立に水素、重水素、シアノ基、フッ素、塩素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表す。
　ｎ１４が２以上の場合、複数のＸ１６及び複数のＸ１７はそれぞれ独立に酸素または硫黄を表す。ｎ１５乃至ｎ２２のそれぞれが２以上である場合においても同様であり、Ｘ１８乃至Ｘ３０のいずれか一以上が複数ある場合、それぞれ独立に酸素または硫黄を表す。
　ｎ１５が２以上の場合、複数のＲ１２９は全て同じであってもよく、一部が異なっていてもよく、全て異なっていてもよい。同様に、ｎ１５が２以上の場合、複数のＲ１３０は全て同じであってもよく、一部が異なっていてもよく、全て異なっていてもよい。ｎ１６、ｎ１８乃至ｎ２２のそれぞれが２以上である場合においても同様であり、Ｒ１３１乃至Ｒ１５０のいずれか一以上が複数ある場合、全て同じであってもよく、一部が異なっていてもよく、全て異なっていてもよい。
　具体的には、活性層２３が有するｎ型半導体の材料として、構造式（１００）~構造式（１３７）に示される有機化合物を挙げることができる。なお、本発明の一態様に用いることができる有機化合物はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
　活性層２７３が有するｎ型半導体の材料として、フラーレン（例えばＣ６０、Ｃ７０等）、フラーレン誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。フラーレンは、サッカーボールのような形状を有し、当該形状はエネルギー的に安定である。フラーレンは、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位の双方が深い（低い）。フラーレンは、ＬＵＭＯ準位が深いため、電子受容性（アクセプター性）が極めて高い。通常、ベンゼンのように、平面にπ電子共役（共鳴）が広がると、電子供与性（ドナー性）が高くなるが、フラーレンは球体形状であるため、π電子が大きく広がっているにも関わらず、電子受容性が高くなる。電子受容性が高いと、電荷分離を高速に効率よく起こすため、受光デバイスとして有益である。Ｃ６０、Ｃ７０ともに可視光領域に広い吸収帯を有しており、特にＣ７０はＣ６０に比べてπ電子共役系が大きく、長波長領域にも広い吸収帯を有するため好ましい。
　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２３が有するｐ型半導体の材料として、電子供与性の有機半導体材料を用いることができる。ｐ型半導体の材料は、一般式（Ｇ２−１）で表される有機化合物を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
　一般式（Ｇ２−１）中、Ｒ１乃至Ｒ１０はそれぞれ独立に水素、重水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基を表し、ｍ２は１乃至５の整数を表す。
　なお、Ｒ１乃至Ｒ４及びＲ５乃至Ｒ８は、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。また、ｍ２が２以上の場合、複数のＲ９は全て同じであってもよく、一部が異なっていてもよく、全て異なっていてもよい。同様に、ｍ２が２以上の場合、複数のＲ１０は全て同じであってもよく、一部が異なっていてもよく、全て異なっていてもよい。
　一般式（Ｇ２−１）で表される有機化合物は、沸点が比較的低く、蒸着温度を低くすることができる。本発明の一態様は、活性層２３に一般式（Ｇ２−１）で表される有機化合物を用いることにより、他の膜が変質してしまうことを抑制でき、良好な特性を有する受光デバイス１０とすることができる。また、受光デバイス１０の生産性を高めることができる。
　上記一般式（Ｇ２−１）において、Ｒ１乃至Ｒ１０は、例えば、下記構造式（Ｒ−１）乃至構造式（Ｒ−７８）で表される基を適用することができる。なお、Ｒ１乃至Ｒ１０として用いることができる基はこれらに限られない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
　具体的には、活性層２３が有するｐ型半導体の材料として、構造式（２０１）~構造式（２１６）に示される有機化合物を挙げることができる。なお、本発明の一態様に用いることができる有機化合物はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
　活性層２３が有するｐ型半導体の材料として、電子供与性の有機半導体材料を用いることができる。ｐ型半導体の材料は、一般式（Ｇ２−２）または構造式（３１０）で表される有機化合物を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
　一般式（Ｇ２−２）中、Ｍは金属、酸化金属、またはハロゲン化金属を表し、ｍ３は１または２であり、Ｒ１１乃至Ｒ２６はそれぞれ独立に水素、重水素、置換または無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換または無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、ハロゲン、置換または無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換または無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基を表す。
　一般式（Ｇ２−２）または構造式（３１０）で表される有機化合物は、沸点が比較的低く、蒸着温度を低くすることができる。本発明の一態様は、活性層２３に一般式（Ｇ２−２）または構造式（３１０）で表される有機化合物を用いることにより、他の膜が変質してしまうことを抑制でき、良好な特性を有する光デバイスとすることができる。また、受光デバイス１０の生産性を高めることができる。
　上記Ｒ１１乃至Ｒ２６として、例えば、前述の構造式（Ｒ−１）乃至構造式（Ｒ−７８）で表される基が挙げられる。
　具体的には、活性層２３が有するｐ型半導体の材料として、構造式（３０１）~構造式（３１３）に示される有機化合物を挙げることができる。なお、本発明の一態様に用いることができる有機化合物はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
　活性層２３が有するｐ型半導体の材料として、電子供与性の有機半導体材料を用いることができる。ｐ型半導体の材料は、一般式（Ｇ２−３）で表される有機化合物を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
　一般式（Ｇ２−３）中、Ｒ３０乃至Ｒ４９はそれぞれ独立に水素、重水素、置換または無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換または無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、ハロゲン、置換または無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換または無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基を表す。
　一般式（Ｇ２−３）で表される有機化合物は、沸点が比較的低く、蒸着温度を低くすることができる。本発明の一態様は、活性層２３に一般式（Ｇ２−３）で表される有機化合物を用いることにより、他の膜が変質してしまうことを抑制でき、良好な特性を有する受光デバイスとすることができる。また、受光デバイス１０の生産性を高めることができる。
　上記Ｒ３０乃至Ｒ４９として、例えば、前述の構造式（Ｒ−１）乃至構造式（Ｒ−７８）で表される基が挙げられる。
　具体的には、活性層２３が有するｐ型半導体の材料として、構造式（４０１）~構造式（４０３）に示される有機化合物を挙げることができる。なお、本発明の一態様に用いることができる有機化合物はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
　活性層２３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。
　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。
　活性層２３が、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物と、一般式（Ｇ２−１）、一般式（Ｇ２−２）、一般式（Ｇ２−３）、または構造式（３１０）で表される有機化合物と、を有することで、後述する正孔輸送層２１の材料及び厚さ、並びに、電子輸送層２５の材料及び厚さの影響を受けにくくなり、受光デバイスの駆動電圧を低くすることができる。また、信頼性の高い受光デバイスを実現することができる。これにより、受光デバイスに用いる材料の選択の幅を広げることができ、デバイス設計の自由度を高めることができる。
［キャリア輸送層］
　受光デバイス１０は、層１５がキャリア輸送層を有してもよい。キャリア輸送層は、キャリア輸送性材料を含む層である。図１Ｂに示す受光デバイス１０は、キャリア輸送層として正孔輸送層２１と、電子輸送層２５と、を有する例を示している。図１Ｂに示す受光デバイス１０は、第１の電極１１上に、正孔輸送層２１、活性層２３、及び電子輸送層２５がこの順で積層された構造を有する。正孔輸送層２１、活性層２３、及び電子輸送層２５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。なお、図１Ｂでは、受光デバイス１０が、正孔輸送層２１及び電子輸送層２５を有する例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。受光デバイス１０が、正孔輸送層２１または電子輸送層２５の一方のみを有する構成としてもよい。
　受光デバイス１０において、正孔輸送層２１は、活性層２３に入射した光によって発生した正孔を陽極に輸送する層である。正孔輸送層２１は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料は、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料は、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体など）、または芳香族アミン（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。
　正孔輸送層２１の膜厚は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。
　正孔輸送層２１の膜厚を厚くすると、受光デバイス１０の駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなってしまう場合がある。本発明の一態様である受光デバイス１０は、正孔輸送層２１の膜厚を厚くしても駆動電圧が高くなることを抑制できる。したがって、消費電力の小さい受光デバイスとすることができる。さらに、正孔輸送層２１の膜厚を前述の範囲とすることで、良好な特性を有し、かつ低い消費電力の受光デバイスとすることができる。
　受光デバイス１０の駆動電圧は、−５Ｖ以上５Ｖ以下であることが好ましく、さらには−４Ｖ以上４Ｖ以下であることが好ましく、さらには−３Ｖ以上３Ｖ以下であることが好ましく、さらには−２Ｖ以上２Ｖ以下であることが好ましく、さらには−１Ｖ以上１Ｖ以下であることが好ましい。また、受光デバイス１０の駆動電圧は、０Ｖに近いほど好ましい。駆動電圧は、例えば、ある一定の値以上の電流が流れる電圧とすることができる。例えば、２０ｎＡ以上の電流が流れる電圧を、駆動電圧とすることができる。
　受光デバイス１０において、電子輸送層２５は、活性層２３に入射した光によって発生した電子を陰極に輸送する層である。電子輸送層２５は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料は、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料は、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。
　電子輸送層２５の膜厚は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、さらには２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましい。
　電子輸送層２５の膜厚を厚くすると、受光デバイス１０の駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなってしまう場合がある。本発明の一態様である受光デバイス１０は、電子輸送層２５の膜厚を厚くしても駆動電圧が高くなることを抑制できる。したがって、消費電力の小さい受光デバイスとすることができる。さらに、電子輸送層２５の膜厚を前述の範囲とすることで、良好な特性を有し、かつ低い消費電力の受光デバイスとすることができる。
［第１の電極、第２の電極］
　第１の電極１１と第２の電極１３のうち、光が入射する側の電極には、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。図１Ａ等では、第２の電極１３に可視光を透過する導電膜を用いた受光デバイス１０を例に、受光デバイス１０に入射する光を白抜き矢印で模式的に示している。
　なお、本実施の形態、及び図１Ａ等では、第１の電極１１が陽極として機能し、第２の電極１３が陰極として機能する場合を例に挙げて説明したが、本発明の一態様はこれに限られない。第１の電極１１が陰極として機能し、第２の電極１３が陽極として機能してもよい。この場合、正孔輸送層２１、活性層２３、及び電子輸送層２５の積層順は逆になる。
　活性層２３は、図１Ｃに示すように、第１の層２３ａと、第２の層２３ｂとの積層構造としてもよい。第１の層２３ａは、第２の層２３ｂと接する領域を有し、第１の電極１１と第２の層２３ｂとの間に位置する。図１Ｃでは、陽極として機能する第１の電極１１側に第１の層２３ａを設け、陰極として機能する第２の電極１３側に第２の層２３ｂを設ける例を示している。第１の層２３ａはｐ型半導体の材料を有し、第２の層２３ｂはｎ型半導体の材料を有する構成（バイレイヤー構造）とすることができる。例えば、第１の層２３ａは、前述の活性層２３に用いることができるｐ型半導体の材料を用いることができる。第２の層２３ｂは、前述の活性層２３に用いることができるｎ型半導体の材料を用いることができる。バイレイヤー構造を用いることにより、リーク電流を抑制できる場合がある。したがって、高いＳＮ比を有する光デバイスとすることができる。なお、活性層２３に適用する構成（バルクヘテロ接合構造、またはバイレイヤー構造）は、適宜選択すればよい。また、活性層２３にバルクヘテロ接合構造、及びバイレイヤー構造以外の構成を適用してもよい。
　受光デバイス１０は、図１Ｄに示すように、正孔輸送層２１が、層２１ａと、層２１ａ上の層２１ｂと、の積層構造を有してもよい。また、電子輸送層２５が、層２５ａと、層２５ａ上の層２５ｂと、の積層構造を有してもよい。
　受光デバイス１０は、図１Ｅに示すように、正孔輸送層２１、電子輸送層２５、及び活性層２３がそれぞれ、積層構造を有してもよい。
＜受発光デバイス＞
　本発明の一態様である受発光デバイスの構成例を、図２Ａに示す。図２Ａは、受発光デバイス１０Ａの構成を示す断面図である。受発光デバイス１０Ａは、第１の電極１１と、第２の電極１３と、第１の電極１１及び第２の電極１３に挟まれた層１５と、を有する。層１５は、少なくとも活性層２３と、発光層３９と、を有する。
　受発光デバイス１０Ａは、光を発する機能（発光機能）と、受光する機能（受光機能）と、の双方を有する。受発光デバイス１０Ａは、自身が発する光よりも短波長の光を検出することができる。図２Ａ等では、第２の電極１３に可視光を透過する導電膜を用いた受発光デバイス１０Ａを例に、受発光デバイス１０Ａに入射する光、及び受発光デバイス１０Ａから射出する光をそれぞれ白抜き矢印で模式的に示している。
　受発光デバイス１０Ａは、有機ＥＬ素子と有機フォトダイオードを組み合わせて作製することができる。例えば、前述の受光デバイス１０に、発光層３９を追加することで、受発光デバイス１０Ａを作製することができる。受発光デバイス１０Ａは、有機ＥＬ素子と有機フォトダイオードで共通の構成にできる層を一括で成膜することで、成膜工程の増加を抑制することができる。
　有機ＥＬ素子は、薄型、軽量、及び大面積のデバイスとすることが容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、有機ＥＬ素子を用いた受発光デバイス１０Ａは様々な装置に適用できる。
　図２Ａに示す受発光デバイス１０Ａは、層１５が、正孔注入層３１、正孔輸送層２１、活性層２３、発光層３９、電子輸送層２５、及び電子注入層３５を有する。受発光デバイス１０Ａは、第１の電極１１上に、正孔注入層３１、正孔輸送層２１、活性層２３、発光層３９、電子輸送層２５、電子注入層３５がこの順で積層された構造を有する。正孔注入層３１、正孔輸送層２１、活性層２３、発光層３９、電子輸送層２５、電子注入層３５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。
［発光層］
　発光層３９は、発光物質を含む層である。発光層３９は、１種または複数種の発光物質を有することができる。発光物質として、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。
　発光物質として、蛍光材料、燐光材料、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ：Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）材料、量子ドット材料などが挙げられる。
　蛍光材料として、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。
　燐光材料として、例えば、４Ｈ−トリアゾール骨格、１Ｈ−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、またはピリジン骨格を有する有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。
　発光層３９は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種または複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料等）を有していてもよい。１種または複数種の有機化合物として、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方または双方を用いることができる。また、１種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、またはＴＡＤＦ材料を用いてもよい。
　発光層３９は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質（燐光材料）へのエネルギー移動であるＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、受発光デバイス１０Ａ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は、正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位（最高被占有軌道準位）が電子輸送性材料のＨＯＭＯ準位以上の値であると好ましい。正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位（最低空軌道準位）が電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位以上の値であると好ましい。材料のＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位及び酸化電位）から導出することができる。
　励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性材料の発光スペクトル、電子輸送性材料の発光スペクトル、及びこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（または長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。または、正孔輸送性材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、電子輸送性材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、または遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性材料の過渡ＥＬ、電子輸送性材料の過渡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。
　正孔注入層３１は、第１の電極１１から正孔輸送層２１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、または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。
　電子注入層３５は、第２の電極１３から電子輸送層２５に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料（電子供与性材料）とを含む複合材料を用いることもできる。
　なお、受発光デバイス１０Ａが有する層は、受発光デバイス１０Ａが、受光デバイスとして機能する場合と、発光デバイスとして機能する場合とで、機能が異なることがある。本明細書中では、受発光デバイス１０Ａが発光デバイスとして機能する場合における機能に基づいて構成要素を呼称する場合がある。例えば、正孔注入層は、受発光デバイスが発光デバイスとして機能する際には、正孔注入層として機能し、受発光デバイスが受光デバイスとして機能する際には、正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、受発光デバイスが発光デバイスとして機能する際には、電子注入層として機能し、受発光デバイスが受光デバイスとして機能する際には、電子輸送層として機能する。また、受発光デバイスが有する層は、受発光デバイスが、受光デバイスとして機能する場合と、発光デバイスとして機能する場合と、で、機能が同一であることもある。正孔輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれとして機能する場合においても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれとして機能する場合においても、電子輸送層として機能する。
　例えば、受発光デバイス１０Ａが受光デバイスとして機能する場合、正孔注入層３１は正孔輸送層として機能し、発光デバイスとして機能する場合、正孔注入層３１は正孔注入層として機能する。受発光デバイス１０Ａが受光デバイスとして機能する場合、電子注入層３５は電子輸送層として機能し、発光デバイスとして機能する場合、電子注入層３５は電子注入層として機能する。
　なお、図１Ｄ等に示した受光デバイス１０において、層２１ａは、正孔注入層３１に用いることができる材料を用いることができる。また、層２５ｂは、電子注入層３５に用いることができる材料を用いることができる。
　受発光デバイス１０Ａは、図２Ｂに示すように、第１の電極１１上に、正孔注入層３１、正孔輸送層２１、発光層３９、活性層２３、電子輸送層２５、電子注入層３５がこの順で積層された構造としてもよい。
　活性層２３は、図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、第１の層２３ａと、第２の層２３ｂとの積層構造としてもよい。第１の層２３ａ及び第２の層２３ｂについては、前述の記載を参照できるため、詳細な記載は省略する。
　活性層２３が、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物と、一般式（Ｇ２−１）、一般式（Ｇ２−２）、または一般式（Ｇ２−３）で表される有機化合物と、を有することで、正孔輸送層２１の材料及び厚さ、並びに、電子輸送層２５の材料及び厚さの影響を受けにくくなり、受発光デバイスの駆動電圧を低くすることができる。また、信頼性の高い受発光デバイスを実現することができる。これにより、受発光デバイスに用いる材料の選択の幅を広げることができ、デバイス設計の自由度を高めることができる。
　本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
　本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置について、説明する。
　本発明の一態様の表示装置は、受光デバイスと、発光デバイス（発光素子ともいう）とを、有する。本発明の一態様の表示装置に、実施の形態１に示した受光デバイスまたは受発光デバイスの一方または双方を好適に用いることができる。
　本発明の一態様の表示装置は、受光デバイスを用いて、光を検出する機能を有する。受光デバイスは、イメージセンサに用いることができる。例えば、当該表示装置は、受光デバイスを用いて、画像を撮像することができる。例えば、本実施の形態に示す表示装置は、スキャナとして用いることができる。
　例えば、イメージセンサを用いて、指紋、掌紋などの生体情報に係るデータを取得することができる。つまり、本発明の一態様である表示装置に、生体認証用センサを内蔵させることができる。表示装置が生体認証用センサを内蔵することで、表示装置とは別に生体認証用センサを設ける場合に比べて、電子機器の部品点数を少なくでき、小型、かつ軽量の電子機器を実現できる。
　受光デバイスは、例えば、タッチセンサに用いることができる。本実施の形態に示す表示装置は、受光デバイスを用いて、対象物のタッチ操作を検出することができる。
　発光デバイスは、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、またはＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬ素子（ＥＬデバイスともいう）を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質として、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、無機化合物（量子ドット材料など）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料）などが挙げられる。また、発光デバイスとして、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などのＬＥＤを用いることもできる。
　本発明の一態様では、発光デバイスとして有機ＥＬ素子（有機ＥＬデバイスともいう）を用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを好適に用いることができる。有機ＥＬ素子及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ＥＬ素子を用いた表示装置に、有機フォトダイオードを内蔵することができる。
　有機ＥＬ素子及び有機フォトダイオードを構成する全ての層を作り分けようとすると、成膜工程が非常に多くなる。有機フォトダイオードは、有機ＥＬ素子と共通の構成にできる層が多いため、共通の構成にできる層は一括で成膜することで、成膜工程の増加を抑制することができる。
　例えば、一対の電極のうち一方（共通電極）を、受光デバイス及び発光デバイスで共通の層とすることができる。また、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも１つを、受光デバイス及び発光デバイスで共通の層とすることが好ましい。また、例えば、受光デバイスが活性層を有し、発光デバイスが発光層を有する以外は、受光デバイスと発光デバイスとで同一の構成にすることもできる。つまり、発光デバイスの発光層を、活性層に置き換えるのみで、受光デバイスを作製することもできる。このように、受光デバイス及び発光デバイスが共通の層を有することで、成膜回数及びマスクの数を減らすことができ、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。また、表示装置の既存の製造装置及び製造方法を用いて、受光デバイスを有する表示装置を作製することができる。
　なお、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが異なる場合がある。本明細書中では、発光デバイスにおける機能に基づいて構成要素を呼称する場合がある。例えば、正孔注入層は、発光デバイスにおいて正孔注入層として機能し、受光デバイスにおいて正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、発光デバイスにおいて電子注入層として機能し、受光デバイスにおいて電子輸送層として機能する。また、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが同一である場合もある。正孔輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、正孔輸送層として機能し、電子輸送層は、発光デバイス及び受光デバイスのいずれにおいても、電子輸送層として機能する。
　次に、受発光デバイスと発光デバイスとを有する表示装置について、説明する。
　本発明の一態様の表示装置において、いずれかの色を呈する副画素は、発光デバイスの代わりとして、受発光デバイスを有し、その他の色を呈する副画素は、発光デバイスを有する。受発光デバイスは、光を発する機能（発光機能）と、受光する機能（受光機能）と、の双方を有する。例えば、画素が、赤色の副画素、緑色の副画素、青色の副画素の３つの副画素を有する場合、少なくとも１つの副画素が受発光デバイスを有し、他の副画素は発光デバイスを有する構成とする。したがって、本発明の一態様の表示装置の表示部は、受発光デバイスと発光デバイスとの双方を用いて画像を表示する機能を有する。
　受発光デバイスが、発光デバイスと受光デバイスとを兼ねることで、画素に含まれる副画素の数を増やさずに、画素に受光機能を付与することができる。これにより、画素の開口率（各副画素の開口率）、及び、表示装置の精細度を維持したまま、表示装置の表示部に、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を付加することができる。したがって、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスを有する副画素とは別に、受光デバイスを有する副画素を設ける場合に比べ、画素の開口率を高くでき、また、高精細化が容易である。
　本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受発光デバイスと発光デバイスがマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。また、表示部は、イメージセンサ、またはタッチセンサに用いることができる。本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスをセンサの光源として利用することができる。したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設けなくてよく、電子機器の部品点数を削減することができる。
　本発明の一態様の表示装置では、表示部が有する発光デバイスが発した光を対象物が反射（または散乱）した際、受発光デバイスがその反射光（または散乱光）を検出できるため、暗い場所でも、撮像またはタッチ操作の検出が可能である。
　受発光デバイスは、有機ＥＬ素子と有機フォトダイオードを組み合わせて作製することができる。例えば、有機ＥＬ素子の積層構造に、有機フォトダイオードの活性層を追加することで、受発光デバイスを作製することができる。さらに、有機ＥＬ素子と有機フォトダイオードを組み合わせて作製する受発光デバイスは、有機ＥＬ素子と共通の構成にできる層を一括で成膜することで、成膜工程の増加を抑制することができる。
　例えば、一対の電極のうち一方（共通電極）を、受発光デバイス及び発光デバイスで共通の層とすることができる。また、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも１つを、受発光デバイス及び発光デバイスで共通の層とすることが好ましい。また、例えば、受光デバイスの活性層の有無以外は、受発光デバイスと発光デバイスとで同一の構成にすることもできる。つまり、発光デバイスに、受光デバイスの活性層を加えるのみで、受発光デバイスを作製することもできる。このように、受発光デバイス及び発光デバイスが共通の層を有することで、成膜回数及びマスクの数を減らすことができ、表示装置の作製工程及び作製コストを削減することができる。また、表示装置の既存の製造装置及び製造方法を用いて、受発光デバイスを有する表示装置を作製することができる。
　本実施の形態の表示装置は、発光デバイス及び受発光デバイスを用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光デバイス及び受発光デバイスは、表示素子として機能する。
　本実施の形態の表示装置は、受発光デバイスを用いて、光を検出する機能を有する。受発光デバイスは、受発光デバイス自身が発する光よりも短波長の光を検出することができる。
　受発光デバイスをイメージセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受発光デバイスを用いて、画像を撮像することができる。例えば、本実施の形態の表示装置は、スキャナとして用いることができる。
　受発光デバイスをタッチセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受発光デバイスを用いて、対象物のタッチ操作を検出することができる。
　受発光デバイスは、受発光デバイスに入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換素子として機能する。受発光デバイスに入射する光量に基づき、受発光デバイスから発生する電荷量が決まる。
　受発光デバイスは、上記発光デバイスの構成に、受光デバイスの活性層を追加することで作製することができる。
　受発光デバイスには、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオードの活性層を用いることができる。
　特に、受発光デバイスには、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードの活性層を用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、有機フォトダイオードを有する受発光デバイスは様々な装置に適用できる。
　本発明の一態様の表示装置の構成について、説明する。
　本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出するトップエミッション型、発光デバイスが形成されている基板側に光を射出するボトムエミッション型、両面に光を射出するデュアルエミッション型のいずれであってもよい。
　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。
＜表示装置の構成例１＞
　本発明の一態様である表示装置の構成例を、図３Ａに示す。図３Ａは、表示装置２８０Ａの構成例を示す断面図である。図３Ａに示す表示装置２８０Ａは、受光デバイス２７０ＰＤ、赤色（Ｒ）の光を発する発光デバイス２７０Ｒ、緑色（Ｇ）の光を発する発光デバイス２７０Ｇ、及び、青色（Ｂ）の光を発する発光デバイス２７０Ｂを有する。
　受光デバイス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。
　受光デバイス２７０ＰＤは、第１の電極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、及び第２の電極２７５をこの順で積層して有する。
　受光デバイス２７０ＰＤは、実施の形態１に示した受光デバイス１０の構成を適用することができる。なお、受光デバイス２７０ＰＤにおいて、第１の電極２７１は、実施の形態１に示した受光デバイス１０の第１の電極１１に相当する。正孔注入層２８１は、層２１ａに相当する。正孔輸送層２８２は、層２１ｂに相当する。活性層２７３は、活性層２３に相当する。電子輸送層２８４は、層２５ａに相当する。電子注入層２８５は、層２５ｂに相当する。第２の電極２７５は、第２の電極１３に相当する。
　発光デバイス２７０は、第１の電極２７１と第２の電極２７５との間に電圧を印加することで、第２の電極２７５側に光を射出する電界発光デバイスである。
　各発光デバイス２７０は、第１の電極２７１、正孔注入層２８１、正孔輸送層２８２、発光層、電子輸送層２８４、電子注入層２８５、及び第２の電極２７５をこの順で積層して有する。発光デバイス２７０Ｒは、発光層２８３Ｒを有し、発光デバイス２７０Ｇは、発光層２８３Ｇを有し、発光デバイス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。例えば、第１の電極２７１は画素電極として機能し、第２の電極２７５は共通電極として機能する。
　なお、本明細書等において、特に説明のない限り、要素（発光デバイス、発光層など）を複数有する構成を説明する場合であっても、各々の要素に共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略して説明する。例えば、発光デバイス２７０Ｒ及び発光デバイス２７０Ｇ等に共通する事項を説明する場合に、発光デバイス２７０と記す場合がある。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。
　本実施の形態では、発光デバイス２７０及び受光デバイス２７０ＰＤのいずれにおいても、第１の電極２７１が陽極として機能し、第２の電極２７５が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受光デバイス２７０ＰＤは、第１の電極２７１と第２の電極２７５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受光デバイス２７０ＰＤ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、受光デバイス２７０ＰＤの活性層２７３に有機化合物を用いる。受光デバイス２７０ＰＤは、活性層２７３以外の層を、発光デバイス２７０と共通の構成にすることができる。そのため、発光デバイス２７０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、発光デバイス２７０の形成と並行して受光デバイス２７０ＰＤを形成することができる。また、発光デバイス２７０と受光デバイス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、表示装置に受光デバイス２７０ＰＤを内蔵することができる。
　活性層２７３が有する半導体として、特に、有機半導体を用いることが好ましい。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、共通の製造装置を用いることができる。
　表示装置２８０Ａでは、受光デバイス２７０ＰＤの活性層２７３と、発光デバイス２７０の発光層２８３と、を作り分ける以外は、受光デバイス２７０ＰＤと発光デバイス２７０が共通の構成である例を示す。ただし、受光デバイス２７０ＰＤと発光デバイス２７０の構成はこれに限定されない。受光デバイス２７０ＰＤと発光デバイス２７０は、活性層２７３と発光層２８３のほかにも、互いに作り分ける層を有していてもよい。受光デバイス２７０ＰＤと発光デバイス２７０は、共通で用いられる層（共通層）を１層以上有することが好ましい。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光デバイス２７０ＰＤを内蔵することができる。
　表示装置２８０Ａが有する発光デバイス２７０には、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイス２７０が有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極（半透過・半反射電極）を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極（反射電極）を有することが好ましい。発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。
　なお、半透過・半反射電極は、反射電極と可視光に対する透過性を有する電極（透明電極ともいう）との積層構造とすることができる。
　透明電極の光の透過率は、４０％以上とする。例えば、発光デバイスには、可視光（波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光）の透過率が４０％以上である電極を用いることが好ましい。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、発光デバイスが近赤外光（波長７５０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の光）を発する場合、これらの電極の近赤外光の透過率または反射率は、可視光の透過率または反射率と同様に、上記の数値範囲を満たすことが好ましい。
　発光デバイス２７０は少なくとも発光層２８３を有する。発光デバイス２７０は、発光層２８３以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
　例えば、発光デバイス２７０及び受光デバイス２７０ＰＤ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、発光デバイス２７０及び受光デバイス２７０ＰＤは、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうち１層以上を互いに作り分けることができる。
　正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料として、芳香族アミン化合物、または正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とを含む複合材料を用いることができる。
　発光デバイス２７０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。
　正孔輸送層２８２の膜厚は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。
　受光デバイスにおいて、正孔輸送層２８２の膜厚を厚くすると、受光デバイス２７０ＰＤの駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなってしまう場合がある。また、受光デバイス２７０ＰＤの消費電力が大きくなることにともない、表示装置２８０Ａの消費電力が大きくなってしまう場合がある。本発明の一態様である受光デバイス２７０ＰＤは、正孔輸送層２８２の膜厚を厚くしても駆動電圧が高くなることを抑制できる。したがって、消費電力の小さい受光デバイスとすることができる。さらに、正孔輸送層２８２の膜厚を前述の範囲とすることで、良好な特性を有し、かつ低い消費電力の受光デバイスとすることができる。したがって、良好な特性を有し、かつ低い消費電力の表示装置とすることができる。
　例えば、正孔輸送層２８２の膜厚を用いて、マイクロキャビティ構造の光路長（キャビティ長）を調整することができる。本発明の一態様である受光デバイスは、正孔輸送層２８２の膜厚を厚くしても駆動電圧が高くなることを抑制できるため、光路長（キャビティ長）を調整と、消費電力の低さを両立させることができる。
　発光デバイス２７０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。
　電子輸送層２８４の膜厚は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下が好ましく、さらには１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、さらには２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましい。
　受光デバイスにおいて、電子輸送層２８４の膜厚を厚くすると、受光デバイス２７０ＰＤの駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなってしまう場合がある。また、受光デバイス２７０ＰＤの消費電力が大きくなることにともない、表示装置２８０Ａの消費電力が大きくなってしまう場合がある。本発明の一態様である受光デバイス２７０ＰＤは、電子輸送層２８４の膜厚を厚くしても駆動電圧が高くなることを抑制できる。したがって、消費電力の小さい受光デバイスとすることができる。さらに、電子輸送層２８４の膜厚を前述の範囲とすることで、良好な特性を有し、かつ低い消費電力の受光デバイスとすることができる。したがって、良好な特性を有し、かつ低い消費電力の表示装置とすることができる。
　電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料として、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。
＜表示装置の構成例２＞
　図３Ａに示した表示装置２８０Ａと異なる構成を、図３Ｂに示す。図３Ｂに示す表示装置２８０Ｂは、電子輸送層２８４が、第１の電子輸送層２８４ａと、第２の電子輸送層２８４ｂとの積層構造を有する点で、表示装置２８０Ａと主に異なる。第１の電子輸送層２８４ａは活性層２７３側に位置し、第２の電子輸送層２８４ｂは電子注入層２８５側に位置する。
　なお、図３Ｂでは、電子輸送層２８４が、第１の電子輸送層２８４ａと、第２の電子輸送層２８４ｂとの２層構造である例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。電子輸送層２８４が３層以上の積層構造を有してもよく、また、第１の電子輸送層２８４ａと第２の電子輸送層２８４ｂがそれぞれ、積層構造を有してもよい。
＜表示装置の構成例３＞
　図３Ａに示した表示装置２８０Ａと異なる構成を、図４Ａに示す。図４Ａに示す表示装置２８０Ｃは、受光デバイス２７０ＰＤと発光デバイス２７０Ｒが同一の構成である点で、表示装置２８０Ａと主に異なる。
　受光デバイス２７０ＰＤと発光デバイス２７０Ｒは、活性層２７３と発光層２８３Ｒを共通して有する。
　ここで、受光デバイス２７０ＰＤは、検出したい光よりも長波長の光を発する発光デバイス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デバイス２７０ＰＤは、発光デバイス２７０Ｒ及び発光デバイス２７０Ｇの一方または双方と同様の構成にすることができる。例えば、緑色の光を検出する構成の受光デバイス２７０ＰＤは、発光デバイス２７０Ｒと同様の構成にすることができる。
　受光デバイス２７０ＰＤと、発光デバイス２７０Ｒと、を共通の構成にすることで、受光デバイス２７０ＰＤと、発光デバイス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。
　受光デバイス２７０ＰＤ及び発光デバイス２７０Ｒのいずれか一以上に、実施の形態１に示した受発光デバイス１０Ａの構成を適用することができる。受光デバイス２７０ＰＤ及び発光デバイス２７０Ｒの双方に、受発光デバイス１０Ａの構成を適用してもよい。
　受光デバイス２７０ＰＤと、発光デバイス２７０Ｒと、を共通の構成にすることで、受光デバイス２７０ＰＤと、発光デバイス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、発光デバイス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、本発明の一態様である表示装置を適用することで、高精細度の表示装置を実現することができる。
　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または双方）を吸収する有機化合物を有する。活性層２７３は、赤色の光を吸収しにくく、かつ、赤色よりも短波長の光を吸収する有機化合物を有することが好ましい。これにより、発光デバイス２７０Ｒからは赤色の光が効率よく取り出され、受光デバイス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。
　表示装置２８０Ｃでは、発光デバイス２７０Ｒ及び受光デバイス２７０ＰＤが同一の構成である例を示すが、発光デバイス２７０Ｒ及び受光デバイス２７０ＰＤは、それぞれ異なる厚さの光学調整層を有していてもよい。
＜表示装置の構成例４＞
　図４Ａに示した表示装置２８０Ｃと異なる構成を、図４Ｂに示す。図４Ｂに示す表示装置２８０Ｄは、電子輸送層２８４が、第１の電子輸送層２８４ａと、第２の電子輸送層２８４ｂとの積層構造を有する点で、表示装置２８０Ａと主に異なる。
　第１の電子輸送層２８４ａ、及び第２の電子輸送層２８４ｂについては、前述の記載を参照できるため、詳細な説明は省略する。
＜表示装置の構成例５＞
　図４Ａに示した表示装置２８０Ｃ、及び図４Ｂに示した表示装置２８０Ｄは、第１の電極２８１側に活性層２７３を設け、第２の電極２７５側に発光層２８３Ｒを設ける例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。表示装置２８０Ｃと異なる構成を、図５Ａに示す。表示装置２８０Ｄと異なる構成を、図５Ｂに示す。表示装置２８０Ｅ及び表示装置２８０Ｆは、活性層２７３と発光層２８３Ｒの構成が異なる点で、表示装置２８０Ｃ及び表示装置２８０Ｄと主に異なる。
　表示装置２８０Ｅ及び表示装置２８０Ｆは、第１の電極２８１側に発光層２８３Ｒを有し、第２の電極２７５側に活性層２７３を有する。
＜表示装置の構成例６＞
　図３Ａに示した表示装置２８０Ａと異なる構成を、図６Ａ及び図６Ｂに示す。図６Ａ、図６Ｂに示す表示装置２８０Ｇは、赤色（Ｒ）の光を発し、かつ、受光機能を有する受発光デバイス２７０ＲＰＤ、緑色（Ｇ）の光を発する発光デバイス２７０Ｇ、及び、青色（Ｂ）の光を発する発光デバイス２７０Ｂを有する。
　各発光デバイスは、第１の電極２７１、正孔注入層２８１、正孔輸送層２８２、発光層、電子輸送層２８４、電子注入層２８５、及び第２の電極２７５をこの順で積層して有する。発光デバイス２７０Ｇは、発光層２８３Ｇを有し、発光デバイス２７０Ｂは、発光層２８３Ｂを有する。発光層２８３Ｇは、緑色の光を発する発光物質を有し、発光層２８３Ｂは、青色の光を発する発光物質を有する。
　受発光デバイス２７０ＲＰＤは、第１の電極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、及び第２の電極２７５をこの順で積層して有する。
　なお、表示装置２８０Ｇが有する受発光デバイス２７０ＲＰＤは、表示装置２８０Ｃが有する発光デバイス２７０Ｒ及び受光デバイス２７０ＰＤと同一の構成である。また、表示装置２８０Ｇが有する発光デバイス２７０Ｇ、２７０Ｂについても、表示装置２８０Ｃが有する発光デバイス２７０Ｇ、２７０Ｂと同一の構成である。
　図６Ａでは、受発光デバイス２７０ＲＰＤが発光デバイスとして機能する場合を示す。図６Ａでは、発光デバイス２７０Ｂが青色の光を発し、発光デバイス２７０Ｇが緑色の光を発し、受発光デバイス２７０ＲＰＤが赤色の光を発している例を示す。
　図６Ｂでは、受発光デバイス２７０ＲＰＤが受光デバイスとして機能する場合を示す。図６Ｂでは、発光デバイス２７０Ｂが発する青色の光と、発光デバイス２７０Ｇが発する緑色の光と、を、受発光デバイス２７０ＲＰＤが検出している例を示す。
　発光デバイス２７０Ｂ、発光デバイス２７０Ｇ、及び受発光デバイス２７０ＲＰＤは、それぞれ、第１の電極２７１及び第２の電極２７５を有する。本実施の形態では、第１の電極２７１が陽極として機能し、第２の電極２７５が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。
　本実施の形態では、発光デバイスと同様に、受発光デバイス２７０ＲＰＤにおいても、第１の電極２７１が陽極として機能し、第２の電極２７５が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受発光デバイス２７０ＲＰＤは、第１の電極２７１と第２の電極２７５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、受発光デバイス２７０ＲＰＤに入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
　なお、図６Ａ、図６Ｂに示す受発光デバイス２７０ＲＰＤは、発光デバイスに、活性層２７３を追加した構成ということができる。つまり、発光デバイスの作製工程に、活性層２７３を成膜する工程を追加するのみで、発光デバイスの形成と並行して受発光デバイス２７０ＲＰＤを形成することができる。また、発光デバイスと受発光デバイスとを同一基板上に形成することができる。したがって、作製工程を大幅に増やすことなく、表示部に撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を付与することができる。
　なお、発光層２８３Ｒと活性層２７３との積層順は限定されない。図６Ａ、図６Ｂでは、正孔輸送層２８２上に活性層２７３が設けられ、活性層２７３上に発光層２８３Ｒが設けられている例を示す。正孔輸送層２８２上に発光層２８３Ｒが設けられ、発光層２８３Ｒ上に活性層２７３が設けられていてもよい。
　図６Ａ、図６Ｂに示すように、活性層２７３と発光層２８３Ｒとは、互いに接していてもよい。また、活性層２７３と発光層２８３Ｒとの間にバッファ層が挟まれていてもよい。バッファ層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、正孔ブロック層、及び電子ブロック層等のうち少なくとも１層を用いることができる。
　活性層２７３と発光層２８３Ｒとの間にバッファ層を設けることで、発光層２８３Ｒから活性層２７３に励起エネルギーが移動することを抑制できる。また、バッファ層を用いて、マイクロキャビティ構造の光路長（キャビティ長）を調整することもできる。したがって、活性層２７３と発光層２８３Ｒとの間にバッファ層を有する受発光デバイスからは、高い発光効率を得ることができる。
　受発光デバイスは、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、受発光デバイスは、正孔ブロック層、電子ブロック層など、他の機能層を有していてもよい。
　受発光デバイスは、活性層２７３及び発光層２８３Ｒを有さず、発光層と活性層を兼ねる層を有していてもよい。発光層と活性層を兼ねる層として、例えば、活性層２７３に用いることができるｎ型半導体と、活性層２７３に用いることができるｐ型半導体と、発光層２８３Ｒに用いることができる発光物質と、の３つの材料を含む層を用いることができる。
　なお、ｎ型半導体とｐ型半導体との混合材料の吸収スペクトルの最も低エネルギー側の吸収帯と、発光物質の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）の最大ピークと、は互いに重ならないことが好ましく、十分に離れていることがより好ましい。
　受発光デバイスにおいて、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。
　受発光デバイスを構成する各層の機能及び材料は、発光デバイス及び受光デバイス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。
＜表示装置の構成例７＞
　図６Ａ及び図６Ｂに示した表示装置２８０Ｇと異なる構成を、図６Ｃ及び図６Ｄに示す。
　図６Ｃ及び図６Ｄに示す表示装置２８０Ｈは、は、第１の電極２８１側に発光層２８３Ｒを有し、第２の電極２７５側に活性層２７３を有する。
　本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
　本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置の詳細について、説明する。
　本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受光デバイス及び発光デバイスを有する。本発明の一態様の表示装置に、実施の形態１に示した受光デバイスを好適に用いることができる。本発明の一態様の表示装置は、表示部に受光デバイスと、発光デバイスとを、有し、発光デバイスを用いて画像を表示する機能を有し、さらに、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方も有する。
　または、本発明の一態様の表示装置は、受発光デバイス（受発光デバイスともいう）と発光デバイスとを有する。
　まず、受光デバイスと発光デバイスとを有する表示装置について、説明する。
　本発明の一態様の表示装置は、表示部に、複数の画素がマトリクス状に配置される。また、画素は、発光デバイス及び受光デバイスを有する。つまり、本発明の一態様である表示装置は、表示部に、発光デバイスがマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。また、当該表示部には、受光デバイスがマトリクス状に配置されており、表示部は、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方も有する。表示部は、イメージセンサ及びタッチセンサの一方または双方に用いることができる。つまり、表示部で光を検出することで、画像を撮像すること、または対象物（指、またはペンなど）のタッチ操作を検出することができる。さらに、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスをセンサの光源として利用することができる。したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設ける必要がなく、電子機器の部品点数を削減することができる。
　本発明の一態様の表示装置では、表示部が有する発光デバイスが発した光を対象物が反射（または散乱）した際、受光デバイスがその反射光（または散乱光）を検出できるため、暗い場所でも、撮像またはタッチ操作の検出が可能である。
　本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスを用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光デバイスは、表示デバイス（表示素子ともいう）として機能する。
　本発明の一態様では、発光デバイスとして有機ＥＬ素子（有機ＥＬデバイスともいう）を用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを用いる。有機ＥＬ素子及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ＥＬ素子を用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。
　以下では、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＞
　本発明の一態様の表示装置の断面図を、図７Ａ乃至図７Ｄ、及び図７Ｆに示す。
　図７Ａに示す表示装置２００Ａは、基板２０１と基板２０９との間に、受光デバイスを有する層２０３、機能層２０５、及び、発光デバイスを有する層２０７を有する。
　表示装置２００Ａは、発光デバイスを有する層２０７から、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の光が射出される構成である。
　受光デバイスを有する層２０３に含まれる受光デバイスは、表示装置２００Ａの外部から入射した光を検出することができる。
　図７Ｂに示す表示装置２００Ｂは、基板２０１と基板２０９との間に、受発光デバイスを有する層２０４、機能層２０５、及び、発光デバイスを有する層２０７を有する。
　表示装置２００Ｂは、発光デバイスを有する層２０７から、緑色（Ｇ）の光及び青色（Ｂ）の光が射出され、受発光デバイスを有する層２０４から赤色（Ｒ）の光が射出される構成である。なお、本発明の一態様の表示装置において、受発光デバイスを有する層２０４が発する光の色は、赤色に限定されない。また、発光デバイスを有する層２０７が発する光の色も、緑色と青色の組み合わせに限定されない。
　受発光デバイスを有する層２０４に含まれる受発光デバイスは、表示装置２００Ｂの外部から入射した光を検出することができる。当該受発光デバイスは、例えば、緑色（Ｇ）の光及び青色（Ｂ）の光のうち一方または双方を検出することができる。
　機能層２０５は、受光デバイスまたは受発光デバイスを駆動する回路、及び、発光デバイスを駆動する回路を有する。機能層２０５には、スイッチ、トランジスタ、容量、抵抗、配線、端子などを設けることができる。なお、発光デバイス及び受光デバイスをパッシブマトリクス方式で駆動させる場合には、スイッチまたはトランジスタを設けない構成としてもよい。
　本発明の一態様の表示装置は、表示装置に触れている指などの対象物を検出する機能（タッチパネルとしての機能）を有していてもよい。例えば、図７Ｃに示すように、発光デバイスを有する層２０７において発光デバイスが発した光を、表示装置２００Ａに触れた指２０２が反射することで、受光デバイスを有する層２０３における受光デバイスがその反射光を検出する。これにより、表示装置２００Ａに指２０２が触れたことを検出することができる。また、表示装置２００Ｂでは、発光デバイスを有する層２０７において発光デバイスが発した光を、表示装置２００Ｂに触れた指が反射することで、受発光デバイスを有する層２０４における受発光デバイスがその反射光を検出することができる。なお、以下では、発光デバイスの発光が対象物により反射される場合を例に挙げて説明するが、光は対象物により散乱される場合もある。
　本発明の一態様の表示装置は、図７Ｄに示すように、表示装置に近接している（接触していない）対象物を検出または撮像する機能を有していてもよい。
　本発明の一態様の表示装置は、指２０２の指紋を検出する機能を有していてもよい。図７Ｅに、本発明の一態様の表示装置で撮像した画像のイメージ図を示す。図７Ｅには、撮像範囲２６３内に、指２０２の輪郭を破線で、接触部２６１の輪郭を一点鎖線で示している。接触部２６１内において、受光デバイス（または受発光デバイス）に入射する光量の違いによって、コントラストの高い指紋２６２の画像を撮像することができる。
　本発明の一態様の表示装置は、ペンタブレットとしても機能させることができる。図７Ｆには、スタイラス２０８の先端を基板２０９に触れた状態で、破線矢印の方向に滑らせている様子を示している。
　図７Ｆに示すように、スタイラス２０８の先端と、基板２０９の接触面で散乱される散乱光が、当該接触面と重なる部分に位置する受光デバイス（または受発光デバイス）に入射することで、スタイラス２０８の先端の位置を高精度に検出することができる。
　図７Ｇに、本発明の一態様の表示装置で検出したスタイラス２０８の軌跡２６６の例を示している。本発明の一態様の表示装置は、高い位置精度でスタイラス２０８等の被検出体の位置検出が可能であるため、描画アプリケーション等において、高精細な描画を行うことも可能である。また、静電容量式のタッチセンサ、また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可能であるため、スタイラス２０８の先端部の材料は問われず、様々な筆記用具（例えば筆、ガラスペン、羽ペンなど）を用いることもできる。
　画素の配列について、説明する。
　本発明の一態様の表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。１つの画素は、複数の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光デバイス、１つの受発光デバイス、または１つの受光デバイスを有する。
　複数の画素は、それぞれ、発光デバイスを有する副画素、受光デバイスを有する副画素、及び、受発光デバイスを有する副画素のうち１つまたは複数を有する。
　例えば、画素は、発光デバイスを有する副画素を複数（例えば、３つまたは４つ）有し、受光デバイスを有する副画素を１つ有する。
　なお、受光デバイスは、全ての画素に設けられていてもよく、一部の画素に設けられていてもよい。また、１つの画素が複数の受光デバイスを有していてもよい。また、１つの受光デバイスが複数の画素にわたって設けられていてもよい。受光デバイスの精細度と発光デバイスの精細度は互いに異なっていてもよい。
　画素が発光デバイスを有する副画素を３つ有する場合、当該３つの副画素として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の副画素、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色の副画素などが挙げられる。画素が発光デバイスを有する副画素を４つ有する場合、当該４つの副画素として、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素などが挙げられる。
　図７Ｈ、図７Ｉ、図７Ｊ、図７Ｋに、発光デバイスを有する副画素を複数有し、受光デバイスを有する副画素を１つ有する画素の一例を示す。なお、本実施の形態で示す副画素の配列は図示した順序に限定されない。例えば、副画素（Ｂ）と副画素（Ｇ）の位置を逆にしても構わない。
　図７Ｈ、図７Ｉ、図７Ｊに示す画素は、いずれも、受光機能を有する副画素（ＰＤ）、赤色の光を呈する副画素（Ｒ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。
　図７Ｈに示す画素には、マトリクス配列が適用されており、図７Ｉに示す画素には、ストライプ配列が適用されている。また、図７Ｊは、横１列に、赤色の光を呈する副画素（Ｒ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）が配置され、その下に受光機能を有する副画素（ＰＤ）が配置されている例である。つまり、図７Ｊにおいて、副画素（Ｒ）、副画素（Ｇ）、及び副画素（Ｂ）は互いに同じ行に配置され、副画素（ＰＤ）とは異なる行に配置される。
　図７Ｋに示す画素は、図７Ｊに示す画素の構成に加えて、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光を呈する副画素（Ｘ）を有する。Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光として、白色（Ｗ）、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、赤外光（ＩＲ）等の光が挙げられる。副画素Ｘが赤外光を呈する場合、受光機能を有する副画素（ＰＤ）は、赤外光を検出する機能を有することが好ましい。受光機能を有する副画素（ＰＤ）は、可視光及び赤外光の双方を検出する機能を有していてもよい。センサの用途に応じて、受光デバイスが検出する光の波長を決定することができる。
　または、例えば、画素は、発光デバイスを有する副画素を複数有し、受発光デバイスを有する副画素を１つ有する。
　受発光デバイスを有する表示装置は、画素に受光機能を組み込むために画素配列を変更する必要がないため、開口率及び精細度を低減させずに、表示部に撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を付加することができる。
　なお、受発光デバイスは、全ての画素に設けられていてもよく、一部の画素に設けられていてもよい。また、１つの画素が複数の受発光デバイスを有していてもよい。
　図８Ａ~図８Ｄに、発光デバイスを有する副画素を複数有し、受発光デバイスを有する副画素を１つ有する画素の一例を示す。
　図８Ａに示す画素は、ストライプ配列が適用され、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（ＲＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。画素が、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの副画素からなる表示装置において、Ｒの副画素に用いる発光デバイスを、受発光デバイスに置き換えることで、画素に受光機能を有する表示装置を作製することができる。
　図８Ｂに示す画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（ＲＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。副画素（ＲＰＤ）は、副画素（Ｇ）と副画素（Ｂ）とは異なる列に配置される。副画素（Ｇ）と副画素（Ｂ）とは、同じ列に交互に配置され、一方が奇数行に設けられ、他方が偶数行に設けられる。なお、他の色の副画素と異なる列に配置される副画素は、赤色（Ｒ）に限られず、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）であってもよい。
　図８Ｃに示す画素は、マトリクス配列が適用され、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（ＲＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、青色の光を呈する副画素（Ｂ）、及び、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の光を呈する副画素（Ｘ）を有する。画素が、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｘの４つの副画素からなる表示装置においても、Ｒの副画素に用いる発光デバイスを、受発光デバイスに置き換えることで、画素に受光機能を有する表示装置を作製することができる。
　図８Ｄには、２つの画素を示しており、点線で囲まれた３つの副画素により１つの画素が構成されている。図８Ｄに示す画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（ＲＰＤ）、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。図８Ｄに示す左の画素では、副画素（ＲＰＤ）と同じ行に副画素（Ｇ）が配置され、副画素（ＲＰＤ）と同じ列に副画素（Ｂ）が配置されている。図８Ｄに示す右の画素では、副画素（ＲＰＤ）と同じ行に副画素（Ｇ）が配置され、副画素（Ｇ）と同じ列に副画素（Ｂ）が配置されている。図８Ｄに示す画素レイアウトでは、奇数行と偶数行のいずれにおいても、副画素（ＲＰＤ）、副画素（Ｇ）、及び副画素（Ｂ）が繰り返し配置されており、かつ、各列において、奇数行と偶数行では互いに異なる色の副画素が配置される。
　図８Ｅには、ペンタイル配列が適用された４つの画素を示しており、隣接する２つの画素は組み合わせの異なる２色の光を呈する副画素を有する。なお、図８Ｅに示す副画素の形状は、当該副画素が有する発光デバイスまたは受発光デバイスの上面形状を示している。図８Ｆは、図８Ｅに示す画素配列の変形例である。
　図８Ｅに示す左上の画素と右下の画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（ＲＰＤ）、及び、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）を有する。図８Ｅに示す左下の画素と右上の画素は、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。
　図８Ｆに示す左上の画素と右下の画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（ＲＰＤ）、及び、緑色の光を呈する副画素（Ｇ）を有する。図８Ｆに示す左下の画素と右上の画素は、赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（ＲＰＤ）、及び、青色の光を呈する副画素（Ｂ）を有する。
　図８Ｅでは、各画素に緑色の光を呈する副画素（Ｇ）が設けられている。一方、図８Ｆでは、各画素に赤色の光を呈し、かつ、受光機能を有する副画素（ＲＰＤ）が設けられている。各画素に受光機能を有する副画素が設けられているため、図８Ｆに示す構成では、図８Ｅに示す構成に比べて、高い精細度で撮像を行うことができる。これにより、例えば、生体認証の精度を高めることができる。
　発光デバイス及び受発光デバイスの上面形状は特に限定されず、円、楕円、多角形、角の丸い多角形等とすることができる。副画素（Ｇ）が有する発光デバイスの上面形状について、図８Ｅでは円形である例を示し、図８Ｆでは正方形である例を示している。各色の発光デバイス及び受発光デバイスの上面形状は、互いに異なっていてもよく、一部または全ての色で同じであってもよい。
　各色の副画素の開口率は、互いに異なっていてもよく、一部または全ての色で同じであってもよい。例えば、各画素に設けられる副画素（図８Ｅでは副画素（Ｇ）、図８Ｆでは副画素（ＲＰＤ））の開口率を、他の色の副画素の開口率に比べて小さくしてもよい。
　図８Ｇは、図８Ｆに示す画素配列の変形例である。具体的には、図８Ｇの構成は、図８Ｆの構成を４５°回転させることで得られる。図８Ｆでは、２つの副画素により１つの画素が構成されることとして説明したが、図８Ｇに示すように、４つの副画素により１つの画素が構成されていると捉えることもできる。
　図８Ｇでは、点線で囲まれた４つの副画素により１つの画素が構成されることとして説明を行う。１つの画素は、２つの副画素（ＲＰＤ）と、１つの副画素（Ｇ）と、１つの副画素（Ｂ）と、を有する。このように、１つの画素が、受光機能を有する副画素を複数有することで、高い精細度で撮像を行うことができる。したがって、生体認証の精度を高めることができる。例えば、撮像の精細度を、表示の精細度のルート２倍とすることができる。
　図８Ｆまたは図８Ｇ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の発光デバイスと、ｑ個（ｑは２以上の整数）の第２の発光デバイスと、ｒ個（ｒはｐより大きく、ｑより大きい整数）の受発光デバイスと、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の発光デバイスと第２の発光デバイスのうち一方が緑色の光を発し、他方が青色の光を発する。受発光デバイスは、赤色の光を発し、かつ、受光機能を有する。
　例えば、受発光デバイスを用いて、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デバイスを光源とすることが好ましい。したがって、受発光デバイスは、青色の光を受光する機能を有することが好ましい。
　以上のように、本実施の形態の表示装置には、様々な配列の画素を適用することができる。
　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、図９及び図１０を用いて、説明する。
＜表示装置の構成例２＞
［表示装置の構成例２−１］
　本発明の一態様である表示装置の構成例を、図９Ａに示す。図９Ａは、表示装置１００Ａの断面図である。
　表示装置１００Ａは、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０を有する。
　発光デバイス１９０は、画素電極１９１、バッファ層１９２、発光層１９３、バッファ層１９４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。バッファ層１９２は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を有することができる。発光層１９３は、有機化合物を有する。バッファ層１９４は、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を有することができる。発光デバイス１９０は、可視光１２１を発する機能を有する。なお、表示装置１００Ａは、さらに、赤外光を発する機能を有する発光デバイスを有していてもよい。
　受光デバイス１１０は、画素電極１９１、バッファ層１８２、活性層１８３、バッファ層１８４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。バッファ層１８２は、正孔輸送層を有することができる。活性層１８３は、有機化合物を有する。バッファ層１８４は、電子輸送層を有することができる。受光デバイス１１０は、可視光を検出する機能を有する。なお、受光デバイス１１０は、さらに、赤外光を検出する機能を有していてもよい。
　本実施の形態では、発光デバイス１９０及び受光デバイス１１０のいずれにおいても、画素電極１９１が陽極として機能し、共通電極１１５が陰極として機能するものとして説明する。つまり、受光デバイス１１０を、画素電極１９１と共通電極１１５との間に逆バイアスをかけて駆動することで、表示装置１００Ａは、受光デバイス１１０に入射する光を検出し、電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。
　画素電極１９１、バッファ層１８２、バッファ層１９２、活性層１８３、発光層１９３、バッファ層１８４、バッファ層１９４、及び共通電極１１５は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
　画素電極１９１は、絶縁層２１４上に位置する。各画素電極１９１は、同一の材料及び同一の工程で形成することができる。画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。互いに隣り合う２つの画素電極１９１は隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている（電気的に分離されている、ともいう）。
　隔壁２１６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、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。隔壁２１６は、可視光を透過する層である。隔壁２１６のかわりに、可視光を遮る隔壁を設けてもよい。
　共通電極１１５は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０に共通で用いられる層である。
　受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０が有する一対の電極の材料及び膜厚等は等しくすることができる。これにより、表示装置の作製コストの削減及び作製工程の簡略化ができる。
　表示装置１００Ａは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０、トランジスタ１３１、及びトランジスタ１３２等を有する。
　受光デバイス１１０において、それぞれ画素電極１９１及び共通電極１１５の間に位置するバッファ層１８２、活性層１８３、及びバッファ層１８４は、有機層（有機化合物を含む層）ということもできる。画素電極１９１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。共通電極１１５は可視光を透過する機能を有する。なお、受光デバイス１１０が赤外光を検出する構成である場合、共通電極１１５は赤外光を透過する機能を有する。さらに、画素電極１９１は赤外光を反射する機能を有することが好ましい。
　受光デバイス１１０は、光を検出する機能を有する。具体的には、受光デバイス１１０は、表示装置１００Ａの外部から入射される光１２２を受光し、電気信号に変換する、光電変換素子である。光１２２は、発光デバイス１９０の発光を対象物が反射した光ということもできる。また、光１２２は、表示装置１００Ａに設けられたレンズなどを介して受光デバイス１１０に入射してもよい。
　発光デバイス１９０において、それぞれ画素電極１９１及び共通電極１１５の間に位置するバッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４は、まとめてＥＬ層ということもできる。なお、ＥＬ層は、少なくとも発光層１９３を有する。上述の通り、画素電極１９１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。また、共通電極１１５は可視光を透過する機能を有する。なお、表示装置１００Ａが、赤外光を発する発光デバイスを有する構成である場合、共通電極１１５は赤外光を透過する機能を有する。さらに、画素電極１９１は赤外光を反射する機能を有することが好ましい。
　本実施の形態の表示装置が有する発光デバイスには、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていることが好ましい。
　バッファ層１９２またはバッファ層１９４は、光学調整層としての機能を有していてもよい。バッファ層１９２またはバッファ層１９４の膜厚を異ならせることで、各発光デバイスにおいて、特定の色の光を強めて取り出すことができる。
　発光デバイス１９０は、可視光を発する機能を有する。具体的には、発光デバイス１９０は、画素電極１９１と共通電極１１５との間に電圧を印加することで、基板１５２側に光を射出する電界発光デバイスである（可視光１２１参照）。
　受光デバイス１１０が有する画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ１３１が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
　発光デバイス１９０が有する画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ１３２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
　トランジスタ１３１とトランジスタ１３２とは、同一の層（図９Ａでは基板１５１）上に接している。
　受光デバイス１１０と電気的に接続される回路の少なくとも一部は、発光デバイス１９０と電気的に接続される回路と同一の材料及び同一の工程で形成されることが好ましい。これにより、２つの回路を別々に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができ、また、作製工程を簡略化できる。
　受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０は、それぞれ、保護層１１６に覆われていることが好ましい。図９Ａでは、保護層１１６が、共通電極１１５上に接して設けられている。保護層１１６を設けることで、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０の信頼性を高めることができる。また、接着層１４２によって、保護層１１６と基板１５２とが貼り合わされている。
　基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層１５８が設けられている。遮光層１５８は、発光デバイス１９０と重なる位置、及び、受光デバイス１１０と重なる位置に開口を有する。
　ここで、発光デバイス１９０の発光が対象物によって反射された光を受光デバイス１１０は検出する。しかし、発光デバイス１９０の発光が、表示装置１００Ａ内で反射され、対象物を介さずに、受光デバイス１１０に入射されてしまう場合がある。遮光層１５８は、このような迷光の影響を抑制することができる。例えば、遮光層１５８が設けられていない場合、発光デバイス１９０が発した光１２３は、基板１５２で反射され、反射光１２４が受光デバイス１１０に入射することがある。遮光層１５８を設けることで、反射光１２４が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。
　遮光層１５８は、発光デバイスからの発光を遮る材料を用いることができる。遮光層１５８は、可視光を吸収することが好ましい。遮光層１５８として、例えば、金属材料、又は、顔料（カーボンブラックなど）もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。遮光層１５８は、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、及び青色のカラーフィルタの積層構造であってもよい。
［表示装置の構成例２−２］
　図９Ｂ、図９Ｃに表示装置１００Ｂの断面図を示す。なお、以降の表示装置の説明において、先に説明した表示装置と同様の構成については、説明を省略することがある。
　表示装置１００Ｂは、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、及び受発光デバイス１９０ＲＰＤを有する。
　発光デバイス１９０Ｂは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｂ、バッファ層１９４Ｂ、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。発光デバイス１９０Ｂは、青色の光１２１Ｂを発する機能を有する。
　発光デバイス１９０Ｇは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、バッファ層１９４Ｇ、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。発光デバイス１９０Ｇは、緑色の光１２１Ｇを発する機能を有する。
　受発光デバイス１９０ＲＰＤは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｒ、活性層１８３、発光層１９３Ｒ、バッファ層１９４Ｒ、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。受発光デバイス１９０ＲＰＤは、赤色の光１２１Ｒを発する機能と、光１２２を検出する機能と、を有する。
　図９Ｂでは、受発光デバイス１９０ＲＰＤが発光デバイスとして機能する場合を示す。図９Ｂでは、発光デバイス１９０Ｂが青色の光を発し、発光デバイス１９０Ｇが緑色の光を発し、受発光デバイス１９０ＲＰＤが赤色の光を発している例を示す。
　図９Ｃでは、受発光デバイス１９０ＲＰＤが受光デバイスとして機能する場合を示す。図９Ｃでは、発光デバイス１９０Ｂが発する青色の光と、発光デバイス１９０Ｇが発する緑色の光と、を、受発光デバイス１９０ＲＰＤが検出している例を示す。
　表示装置１００Ｂは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受発光デバイス１９０ＲＰＤ、発光デバイス１９０Ｇ、発光デバイス１９０Ｂ、及びトランジスタ１３２等を有する。
　画素電極１９１は、絶縁層２１４上に位置する。互いに隣り合う２つの画素電極１９１は隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ１３２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
　受発光デバイス及び発光デバイスは、それぞれ、保護層１１６に覆われていることが好ましい。また、接着層１４２によって、保護層１１６と基板１５２とが貼り合わされている。基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層１５８が設けられている。
［表示装置の構成例２−３］
　図１０Ａに表示装置１００Ｃの断面図を示す。
　表示装置１００Ｃは、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０を有する。
　発光デバイス１９０は、画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３、共通層１１４、及び共通電極１１５をこの順で有する。共通層１１２は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を有することができる。発光層１９３は、有機化合物を有する。共通層１１４は、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を有することができる。発光デバイス１９０は、可視光を発する機能を有する。なお、表示装置１００Ｃは、さらに、赤外光を発する機能を有する発光デバイスを有していてもよい。
　受光デバイス１１０は、画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、共通層１１４、及び共通電極１１５をこの順で積層して有する。活性層１８３は、有機化合物を有する。受光デバイス１１０は、可視光を検出する機能を有する。なお、受光デバイス１１０は、さらに、赤外光を検出する機能を有していてもよい。
　画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、発光層１９３、共通層１１４、及び共通電極１１５は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
　画素電極１９１は、絶縁層２１４上に位置する。互いに隣り合う２つの画素電極１９１は隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ１３２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。
　共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０に共通で用いられる層である。受光デバイス１１０と発光デバイス１９０を構成する層の少なくとも一部を共通の構成とすることで、表示装置の作製工程を削減でき、好ましい。
　表示装置１００Ｃは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０、トランジスタ１３１、及びトランジスタ１３２等を有する。
　受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０は、それぞれ、保護層１１６に覆われていることが好ましい。また、接着層１４２によって、保護層１１６と基板１５２とが貼り合わされている。
　基板１５２の基板１５１側の面には、樹脂層１５９が設けられている。樹脂層１５９は、発光デバイス１９０と重なる位置に設けられ、受光デバイス１１０と重なる位置には設けられない。
　樹脂層１５９は、例えば、図１０Ｂに示すように、発光デバイス１９０と重なる位置に設けられ、かつ、受光デバイス１１０と重なる位置に開口１５９ｐを有する構成とすることができる。または、樹脂層１５９は、例えば、図１０Ｃに示すように、発光デバイス１９０と重なる位置に島状に設けられ、かつ、受光デバイス１１０と重なる位置には設けられない構成とすることができる。
　基板１５２の基板１５１側の面及び樹脂層１５９の基板１５１側の面には、遮光層１５８が設けられている。遮光層１５８は、発光デバイス１９０と重なる位置、及び、受光デバイス１１０と重なる位置に開口を有する。
　ここで、発光デバイス１９０の発光が対象物によって反射された光を受光デバイス１１０は検出する。しかし、発光デバイス１９０の発光が、表示装置１００Ｃ内で反射され、対象物を介さずに、受光デバイス１１０に入射されてしまう場合がある。遮光層１５８は、このような迷光を吸収し、受光デバイス１１０に入射する迷光を低減することができる。例えば、遮光層１５８は、樹脂層１５９を通過し基板１５２の基板１５１側の面で反射した迷光１２３ａを吸収することができる。また、遮光層１５８は、樹脂層１５９に届く前に迷光１２３ｂを吸収することができる。これにより、受光デバイス１１０に入射する迷光を低減することができる。したがって、ノイズを低減し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。特に、遮光層１５８が発光デバイス１９０から近い位置にあると、迷光をより低減できるため好ましい。また、遮光層１５８が発光デバイス１９０から近い位置にあると、表示の視野角依存性を抑制できるため、表示品位の向上の観点からも好ましい。
　遮光層１５８を設けることで、受光デバイス１１０が光を検出する範囲を制御することができる。遮光層１５８が受光デバイス１１０から離れた位置にあると、撮像範囲が狭くなり、撮像の解像度を高めることができる。
　樹脂層１５９が開口を有する場合、遮光層１５８は、当該開口の少なくとも一部、及び当該開口にて露出している樹脂層１５９の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
　樹脂層１５９が島状に設けられている場合、遮光層１５８は、樹脂層１５９の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
　このように、樹脂層１５９の形状に沿って遮光層１５８が設けられるため、遮光層１５８から発光デバイス１９０（具体的には、発光デバイス１９０の発光領域）までの距離は、遮光層１５８から受光デバイス１１０（具体的には、受光デバイス１１０の受光領域）までの距離に比べて短くなる。これにより、センサのノイズを低減しつつ、撮像の解像度を高め、かつ、表示の視野角依存性を抑制することができる。したがって、表示装置における表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
　樹脂層１５９は、発光デバイス１９０の発光を透過する層である。樹脂層１５９の材料として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。なお、基板１５２と遮光層１５８との間に設ける構造物は、樹脂層に限定されず、無機絶縁膜などを用いてもよい。当該構造物の厚さが厚いほど、遮光層から受光デバイスまでの距離と、遮光層から発光デバイスまでの距離と、に差が生じる。樹脂などの有機絶縁膜は厚く形成することが容易であるため、当該構造物として好適である。
　遮光層１５８から受光デバイス１１０までの距離と、遮光層１５８から発光デバイス１９０までの距離と、を比較するために、例えば、遮光層１５８の受光デバイス１１０側の端部から共通電極１１５までの最短距離Ｌ１と、遮光層１５８の発光デバイス１９０側の端部から共通電極１１５までの最短距離Ｌ２と、を用いることができる。最短距離Ｌ１に比べて、最短距離Ｌ２が短いことで、発光デバイス１９０からの迷光を抑制し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。また、表示の視野角依存性を抑制することができる。最短距離Ｌ２に比べて、最短距離Ｌ１が長いことで、受光デバイス１１０の撮像範囲を狭くすることができ、撮像の解像度を高めることができる。
　接着層１４２における、発光デバイス１９０と重なる部分に比べて、受光デバイス１１０と重なる部分が厚い構成とすることでも、遮光層１５８から受光デバイス１１０までの距離と、遮光層１５８から発光デバイス１９０までの距離と、に差を生じさせることができる。
　以下では、図１１~図１４を用いて、本発明の一態様の表示装置の、より詳細な構成について説明する。
［表示装置の構成例２−４］
　図１１に表示装置１００Ｄの斜視図を示し、図１２に、表示装置１００Ｄの断面図を示す。
　表示装置１００Ｄは、基板１５２と基板１５１とが貼り合わされた構成を有する。図１１では、基板１５２を破線で明示している。
　表示装置１００Ｄは、表示部１６２、回路１６４、配線１６５等を有する。図１１では表示装置１００ＤにＩＣ（集積回路）１７３及びＦＰＣ１７２が実装されている例を示している。そのため、図１１に示す構成は、表示装置１００Ｄ、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
　回路１６４として、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
　配線１６５は、表示部１６２及び回路１６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ１７２を介して外部から、またはＩＣ１７３から配線１６５に入力される。
　図１１では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｆｉｌｍ）方式等により、基板１５１にＩＣ１７３が設けられている例を示す。ＩＣ１７３は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、表示装置１００Ｄ及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
　図１２に、図１１で示した表示装置１００Ｄの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４を含む領域の一部、表示部１６２を含む領域の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
　図１２に示す表示装置１００Ｄは、基板１５１と基板１５２の間に、トランジスタ２４１、トランジスタ２４５、トランジスタ２４６、トランジスタ２４７、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０ＲＰＤ等を有する。
　基板１５２と保護層１１６は接着層１４２によって貼り合わされている。発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０ＲＰＤの封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図１２では、基板１５２、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間が、接着層１４２によって封止されているおり、固体封止構造が適用されている。
　発光デバイス１９０Ｂは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３Ｂ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２４７が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２４７は、発光デバイス１９０Ｂの駆動を制御する機能を有する。画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。画素電極１９１は可視光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光を透過する材料を含む。
　発光デバイス１９０Ｇは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３Ｇ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２４６が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２４６は、発光デバイス１９０Ｇの駆動を制御する機能を有する。
　受発光デバイス１９０ＲＰＤは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、発光層１９３Ｒ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２４５が有する導電層２２２ｂと電気的に接続されている。トランジスタ２４５は、受発光デバイス１９０ＲＰＤの駆動を制御する機能を有する。
　発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０ＲＰＤが発する光は、基板１５２側に射出される。また、受発光デバイス１９０ＲＰＤには、基板１５２及び接着層１４２を介して、光が入射する。基板１５２及び接着層１４２には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
　発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０ＲＰＤが有する画素電極１９１は同一の材料及び同一の工程で作製することができる。共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０ＲＰＤに共通して用いられる。受発光デバイス１９０ＲＰＤは、赤色の光を呈する発光デバイスの構成に活性層１８３を追加した構成である。また、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０ＲＰＤは、活性層１８３と各色の発光層１９３の構成が異なる以外は全て共通の構成とすることができる。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置１００Ｄの表示部１６２に受光機能を付加することができる。
　基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層１５８が設けられている。遮光層１５８は、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０ＲＰＤのそれぞれと重なる位置に開口を有する。遮光層１５８を設けることで、受発光デバイス１９０ＲＰＤが光を検出する範囲を制御することができる。上述の通り、受発光デバイス１９０ＲＰＤと重なる位置に設けられる遮光層の開口の位置を調整することで、受発光デバイスに入射する光を制御することが好ましい。また、遮光層１５８を有することで、対象物を介さずに、発光デバイス１９０から受発光デバイス１９０ＲＰＤに光が直接入射することを抑制できる。したがって、ノイズが少なく感度の高いセンサを実現できる。
　トランジスタ２４１、トランジスタ２４５、トランジスタ２４６、及びトランジスタ２４７は、いずれも基板１５１上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。
　基板１５１上には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１３は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１５は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層２１４は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても２層以上であってもよい。
　トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水または水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。
　絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５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、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化窒化ハフニウム膜、窒化酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。なお、基板１５１とトランジスタとの間に下地膜を設けてもよい。当該下地膜にも上記の無機絶縁膜を用いることができる。
　ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置１００Ｄの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、表示装置１００Ｄの端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。または、有機絶縁膜の端部が表示装置１００Ｄの端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、表示装置１００Ｄの端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。
　平坦化層として機能する絶縁層２１４には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料として、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。
　発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０ＲＰＤを覆う保護層１１６を設けることで、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０ＲＰＤに水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受発光デバイス１９０ＲＰＤの信頼性を高めることができる。
　図１２に示す領域２２８では、絶縁層２１４に開口が形成されている。これにより、絶縁層２１４に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層２１４を介して外部から表示部１６２に不純物が入り込むことを抑制できる。したがって、表示装置１００Ｄの信頼性を高めることができる。
　表示装置１００Ｄの端部近傍の領域２２８において、絶縁層２１４の開口を介して、絶縁層２１５と保護層１１６とが互いに接することが好ましい。特に、絶縁層２１５が有する無機絶縁膜と保護層１１６が有する無機絶縁膜とが互いに接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から表示部１６２に不純物が入り込むことを抑制することができる。したがって、表示装置１００Ｄの信頼性を高めることができる。
　保護層１１６は単層であっても積層構造であってもよい。例えば、保護層１１６は、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造であってもよい。このとき、有機絶縁膜の端部よりも無機絶縁膜の端部を外側に延在させることが好ましい。
　トランジスタ２４１、トランジスタ２４５、トランジスタ２４６、及びトランジスタ２４７は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、半導体層２３１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１３、並びに、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層２１１は、導電層２２１と半導体層２３１との間に位置する。絶縁層２１３は、導電層２２３と半導体層２３１との間に位置する。
　本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
　トランジスタ２４１、トランジスタ２４５、トランジスタ２４６、及びトランジスタ２４７には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
　トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
　トランジスタの半導体層は、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を有することが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとして、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン（低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど）などが挙げられる。
　半導体層は、例えば、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
　特に、半導体層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。
　半導体層がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、当該Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物におけるＩｎの原子数比はＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±３０％の範囲を含む。
　例えば、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を４としたとき、Ｇａの原子数比が１以上３以下であり、Ｚｎの原子数比が２以上４以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を５としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が５以上７以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を１としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が０．１より大きく２以下である場合を含む。
　回路１６４が有するトランジスタと、表示部１６２が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路１６４が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。同様に、表示部１６２が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。
　基板１５１の、基板１５２が重ならない領域には、接続部２４４が設けられている。接続部２４４では、配線１６５が導電層１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。接続部２４４の上面は、画素電極１９１と同一の導電膜を加工して得られた導電層１６６が露出している。これにより、接続部２４４とＦＰＣ１７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
　基板１５２の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材として、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板１５２の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。
　基板１５１及び基板１５２には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂などを用いることができる。基板１５１及び基板１５２に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。
　接着層は、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤として、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。
　接続層は、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
　発光デバイス１９０Ｇ、１９０Ｂ、及び受発光デバイス１９０ＲＰＤの構成及び材料などは、上述の記載を参照できる。
　トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料として、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
　透光性を有する導電材料として、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタンなどの金属材料、または該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層、発光デバイス及び受光デバイス（または受発光デバイス）が有する導電層（画素電極、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、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
［表示装置の構成例２−５］
　図１３及び図１４Ａに、表示装置１００Ｅの断面図を示す。表示装置１００Ｅの斜視図は表示装置１００Ｄ（図６）と同様である。図１３には、表示装置１００Ｅの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４の一部、及び、表示部１６２の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。図１４Ａには、表示装置１００Ｅの、表示部１６２の一部を切断したときの断面の一例を示す。図１３では、表示部１６２のうち、特に、受光デバイス１１０と赤色の光を発する発光デバイス１９０Ｒを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。図１４Ａでは、表示部１６２のうち、特に、緑色の光を発する発光デバイス１９０Ｇと青色の光を発する発光デバイス１９０Ｂを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。
　図１３及び図１４Ａに示す表示装置１００Ｅは、基板１５３と基板１５４の間に、トランジスタ２４３、トランジスタ２４８、トランジスタ２４９、トランジスタ２４０、発光デバイス１９０Ｒ、発光デバイス１９０Ｇ、発光デバイス１９０Ｂ、及び受光デバイス１１０等を有する。
　樹脂層１５９と共通電極１１５とは接着層１４２を介して接着されており、表示装置１００Ｅには、固体封止構造が適用されている。
　基板１５３と絶縁層２１２とは接着層１５５によって貼り合わされている。基板１５４と絶縁層１５７とは接着層１５６によって貼り合わされている。
　表示装置１００Ｅの作製方法は、まず、絶縁層２１２、各トランジスタ、受光デバイス１１０、各発光デバイス等が設けられた第１の作製基板と、絶縁層１５７、樹脂層１５９、及び遮光層１５８等が設けられた第２の作製基板と、を接着層１４２によって貼り合わせる。そして、第１の作製基板を剥離し露出した面に基板１５３を貼り、第２の作製基板を剥離し露出した面に基板１５４を貼ることで、第１の作製基板上及び第２の作製基板上に形成した各構成要素を、基板１５３及び基板１５４に転置する。基板１５３及び基板１５４は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、表示装置１００Ｅの可撓性を高めることができる。
　絶縁層２１２及び絶縁層１５７には、それぞれ、絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
　発光デバイス１９０Ｒは、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３Ｒ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、絶縁層２１４ｂに設けられた開口を介して、導電層１６９と接続されている。導電層１６９は、絶縁層２１４ａに設けられた開口を介して、トランジスタ２４８が有する導電層２２２ｂと接続されている。導電層２２２ｂは、絶縁層２１５に設けられた開口を介して、低抵抗領域２３１ｎと接続される。つまり、画素電極１９１は、トランジスタ２４８と電気的に接続されている。トランジスタ２４８は、発光デバイス１９０Ｒの駆動を制御する機能を有する。
　同様に、発光デバイス１９０Ｇは、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３Ｇ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、導電層１６９及びトランジスタ２４９の導電層２２２ｂを介して、トランジスタ２４９の低抵抗領域２３１ｎと電気的に接続される。つまり、画素電極１９１は、トランジスタ２４９と電気的に接続されている。トランジスタ２４９は、発光デバイス１９０Ｇの駆動を制御する機能を有する。
　そして、発光デバイス１９０Ｂは、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、共通層１１２、発光層１９３Ｂ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１は、導電層１６９及びトランジスタ２４０の導電層２２２ｂを介して、トランジスタ２４０の低抵抗領域２３１ｎと電気的に接続される。つまり、画素電極１９１は、トランジスタ２４０と電気的に接続されている。トランジスタ２４０は、発光デバイス１９０Ｂの駆動を制御する機能を有する。
　受光デバイス１１０は、絶縁層２１４ｂ側から画素電極１９１、共通層１１２、活性層１８３、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。
　画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。画素電極１９１は可視光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光を透過する材料を含む。
　発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂが発する光は、基板１５４側に射出される。また、受光デバイス１１０には、基板１５４及び接着層１４２を介して、光が入射する。基板１５４には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
　各画素電極１９１は同一の材料及び同一の工程で作製することができる。共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂに共通して用いられる。受光デバイス１１０と各色の発光デバイスとは、活性層１８３と発光層の構成が異なる以外は全て共通の構成とすることができる。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置１００Ｅに受光デバイス１１０を内蔵することができる。
　絶縁層１５７の基板１５３側の面には、樹脂層１５９及び遮光層１５８が設けられている。樹脂層１５９は、発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂと重なる位置に設けられ、受光デバイス１１０と重なる位置には設けられない。遮光層１５８は、絶縁層１５７の基板１５３側の面、樹脂層１５９の側面、及び樹脂層１５９の基板１５３側の面を覆って設けられる。遮光層１５８は、受光デバイス１１０と重なる位置、及び発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂのそれぞれと重なる位置に開口を有する。遮光層１５８を設けることで、受光デバイス１１０が光を検出する範囲を制御することができる。また、遮光層１５８を有することで、対象物を介さずに、発光デバイス１９０Ｒ、１９０Ｇ、１９０Ｂから受光デバイス１１０に光が直接入射することを抑制できる。したがって、ノイズが少なく感度の高いセンサを実現できる。樹脂層１５９が設けられていることで、遮光層１５８から各色の発光デバイスまでの距離は、遮光層１５８から受光デバイス１１０までの距離に比べて短い。これにより、センサのノイズを低減しつつ、表示の視野角依存性を抑制することができる。したがって、表示品位と撮像品位との双方を高めることができる。
　図１３に示すように、隔壁２１６は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０Ｒとの間に開口を有する。当該開口を埋めるように、遮光層２１９ａが設けられている。遮光層２１９ａは、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０Ｒとの間に位置する。遮光層２１９ａは、発光デバイス１９０Ｒが発した光を吸収する。これにより、受光デバイス１１０に入射する迷光を抑制することができる。
　スペーサ２１９ｂは、隔壁２１６上に設けられ、発光デバイス１９０Ｇと発光デバイス１９０Ｂとの間に位置する。スペーサ２１９ｂの上面は、遮光層２１９ａの上面よりも遮光層１５８に近いことが好ましい。例えば、隔壁２１６の高さ（厚さ）とスペーサ２１９ｂの高さ（厚さ）の和は、遮光層２１９ａの高さ（厚さ）よりも大きいことが好ましい。これにより、接着層１４２を充填することが容易となる。図１４Ａに示すように、スペーサ２１９ｂと遮光層１５８とが重なる部分において、遮光層１５８は共通電極１１５（または保護層）と接していてもよい。
　基板１５３の、基板１５４が重ならない領域には、接続部２４４が設けられている。接続部２４４では、配線１６５が導電層１６７、導電層１６６、及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。導電層１６７は、導電層１６９と同一の導電膜を加工して得ることができる。接続部２４４の上面は、画素電極１９１と同一の導電膜を加工して得られた導電層１６６が露出している。これにより、接続部２４４とＦＰＣ１７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
　トランジスタ２４３、トランジスタ２４８、トランジスタ２４９、及びトランジスタ２４０は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、チャネル形成領域２３１ｉ及び一対の低抵抗領域２３１ｎを有する半導体層、一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と接続する導電層２２２ａ、一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と接続する導電層２２２ｂ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２２５、ゲートとして機能する導電層２２３、並びに、導電層２２３を覆う絶縁層２１５を有する。絶縁層２１１は、導電層２２１とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。絶縁層２２５は、導電層２２３とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。
　導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、絶縁層２１５に設けられた開口を介して低抵抗領域２３１ｎと接続される。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
　図１３及び図１４Ａにおいて、絶縁層２２５は、半導体層２３１のチャネル形成領域２３１ｉと重なり、低抵抗領域２３１ｎとは重ならない。例えば、導電層２２３をマスクに絶縁層２２５が加工することで、図１３及び図１４Ａに示す構造を作製できる。図１３及び図１４Ａでは、絶縁層２２５及び導電層２２３を覆って絶縁層２１５が設けられ、絶縁層２１５の開口を介して、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂがそれぞれ低抵抗領域２３１ｎと接続されている。さらに、トランジスタを覆う絶縁層を設けてもよい。
　一方、図１４Ｂでは、絶縁層２２５が半導体層の上面及び側面を覆う例を示す。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、絶縁層２２５及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して低抵抗領域２３１ｎと接続される。
　以上のように、本発明の一態様の表示装置は、２つの発光デバイスの受光デバイス（または受発光デバイス）までの距離の差と、当該２つの発光デバイスの受光デバイス（または受発光デバイス）と重なる遮光層の開口までの距離の差とが互いに異なる。このような構成とすることで、受光デバイスまたは受発光デバイスは、２つの発光デバイスの一方に由来する光を、他方に由来する光に比べて多く受光することができる。したがって、例えば、本発明の一態様の表示装置では、受光デバイスまたは受発光デバイスに、光源として用いる発光デバイスに由来する光を多く入射させることができる。
＜画素回路の例＞
　本発明の一態様の表示装置は、表示部に、受光デバイスを有する第１の画素回路と、発光デバイスを有する第２の画素回路と、を有する。第１の画素回路と第２の画素回路は、それぞれ、マトリクス状に配置される。
　図１５Ａに、受光デバイスを有する第１の画素回路の一例を示し、図１５Ｂに、発光デバイスを有する第２の画素回路の一例を示す。
　図１５Ａに示す画素回路ＰＩＸ１は、受光デバイスＰＤ、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、トランジスタＭ４、及び容量Ｃ１を有する。ここでは、受光デバイスＰＤとして、フォトダイオードを用いた例を示している。
　受光デバイスＰＤは、カソードが配線Ｖ１と電気的に接続し、アノードがトランジスタＭ１のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１は、ゲートが配線ＴＸと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が容量Ｃ１の一方の電極、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方、及びトランジスタＭ３のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ２は、ゲートが配線ＲＥＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線Ｖ２と電気的に接続する。トランジスタＭ３は、ソースまたはドレインの一方が配線Ｖ３と電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方がトランジスタＭ４のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ４は、ゲートが配線ＳＥと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線ＯＵＴ１と電気的に接続する。
　配線Ｖ１、配線Ｖ２、及び配線Ｖ３には、それぞれ定電位が供給される。受光デバイスＰＤを逆バイアスで駆動させる場合には、配線Ｖ２に、配線Ｖ１の電位よりも低い電位を供給する。トランジスタＭ２は、配線ＲＥＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ３のゲートに接続するノードの電位を、配線Ｖ２に供給される電位にリセットする機能を有する。トランジスタＭ１は、配線ＴＸに供給される信号により制御され、受光デバイスＰＤに流れる電流に応じて上記ノードの電位が変化するタイミングを制御する機能を有する。トランジスタＭ３は、上記ノードの電位に応じた出力を行う増幅トランジスタとして機能する。トランジスタＭ４は、配線ＳＥに供給される信号により制御され、上記ノードの電位に応じた出力を配線ＯＵＴ１に接続する外部回路で読み出すための選択トランジスタとして機能する。
　図１５Ｂに示す画素回路ＰＩＸ２は、発光デバイスＥＬ、トランジスタＭ５、トランジスタＭ６、トランジスタＭ７、及び容量Ｃ２を有する。ここでは、発光デバイスＥＬとして、発光ダイオードを用いた例を示している。特に、発光デバイスＥＬとして、有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。
　トランジスタＭ５は、ゲートが配線ＶＧと電気的に接続し、ソースまたはドレインの一方が配線ＶＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が、容量Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭ６のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ６のソースまたはドレインの一方は配線Ｖ４と電気的に接続し、他方は、発光デバイスＥＬのアノード、及びトランジスタＭ７のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ７は、ゲートが配線ＭＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線ＯＵＴ２と電気的に接続する。発光デバイスＥＬのカソードは、配線Ｖ５と電気的に接続する。
　配線Ｖ４及び配線Ｖ５には、それぞれ定電位が供給される。発光デバイスＥＬのアノード側を高電位に、カソード側をアノード側よりも低電位にすることができる。トランジスタＭ５は、配線ＶＧに供給される信号により制御され、画素回路ＰＩＸ２の選択状態を制御するための選択トランジスタとして機能する。また、トランジスタＭ６は、ゲートに供給される電位に応じて発光デバイスＥＬに流れる電流を制御する駆動トランジスタとして機能する。トランジスタＭ５が導通状態のとき、配線ＶＳに供給される電位がトランジスタＭ６のゲートに供給され、その電位に応じて発光デバイスＥＬの発光輝度を制御することができる。トランジスタＭ７は配線ＭＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ６と発光デバイスＥＬとの間の電位を、配線ＯＵＴ２を介して外部に出力する機能を有する。
　受光デバイスＰＤのカソードが電気的に接続される配線Ｖ１と、発光デバイスＥＬのカソードが電気的に接続される配線Ｖ５は、同一の層、同一の電位とすることができる。
　本発明の一態様の表示装置では、画素回路ＰＩＸ１及び画素回路ＰＩＸ２に含まれるトランジスタの全てに、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を有するトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタともいう）を用いることが好ましい。ＯＳトランジスタは、オフ電流が極めて小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、ＯＳトランジスタを用いることで、表示装置の消費電力を低減することができる。
　または、本発明の一態様の表示装置では、画素回路ＰＩＸ１及び画素回路ＰＩＸ２に含まれるトランジスタ全てに、チャネルが形成される半導体層にシリコンを有するトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタともいう）を用いることが好ましい。シリコンとして、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン等が挙げられる。特に、半導体層に低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ））を有するトランジスタ（以下、ＬＴＰＳトランジスタともいう）を用いることが好ましい。ＬＴＰＳトランジスタは、電界効果移動度が高く高速動作が可能である。
　さらに、ＬＴＰＳトランジスタなどのＳｉトランジスタを用いることで、ＣＭＯＳ回路で構成される各種回路を、表示部と同一基板に作りこむことが容易となる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化することができ、部品コスト、実装コストを削減することができる。
　または、本発明の一態様の表示装置では、画素回路ＰＩＸ１に、２種類のトランジスタを用いることが好ましい。具体的には、画素回路ＰＩＸ１は、ＯＳトランジスタと、ＬＴＰＳトランジスタと、を有することが好ましい。トランジスタに求められる機能に応じて、半導体層の材料を変えることで、画素回路ＰＩＸ１の品質を高め、センシング及び撮像の精度を高めることができる。このとき、画素回路ＰＩＸ２には、ＯＳトランジスタ及びＬＴＰＳトランジスタのうち一方を用いてもよく、双方を用いてもよい。
　さらに、画素に２種類のトランジスタ（例えば、ＯＳトランジスタとＬＴＰＳトランジスタ）を用いた場合でも、ＬＴＰＳトランジスタを用いることで、ＣＭＯＳ回路で構成される各種回路を、表示部と同一基板に作りこむことが容易となる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化することができ、部品コスト、実装コストを削減することができる。
　シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。そのため、特に容量Ｃ１または容量Ｃ２に直列に接続されるトランジスタＭ１、トランジスタＭ２、及びトランジスタＭ５には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
　トランジスタＭ３には、Ｓｉトランジスタを用いることが好ましい。これにより、撮像データの読み出し動作を高速に行うことができる。
　なお、表示部に、受光デバイスを有する第１の画素回路と、発光デバイスを有する第２の画素回路と、を有する表示装置は、画像表示を行うモード、撮像を行うモード、画像表示と撮像とを同時に行うモードのいずれでも駆動することができる。画像表示を行うモードでは、例えば、発光デバイスを用いてフルカラーの画像を表示することができる。また、撮像を行うモードでは、例えば、発光デバイスを用いて撮像用画像（例えば、緑単色、青単色など）を表示し、受光デバイスを用いて撮像を行うことができる。撮像を行うモードでは、例えば、指紋認証などを行うことができる。また、画像表示と撮像とを同時に行うモードでは、例えば、一部の画素では、発光デバイスを用いて撮像用画像を表示し、かつ、受光デバイスを用いて撮像を行い、残りの画素では、発光デバイスを用いて、フルカラーの画像を表示することができる。
　なお、図１５Ａ、図１５Ｂにおいて、トランジスタをｎチャネル型のトランジスタとして表記しているが、ｐチャネル型のトランジスタを用いることもできる。また、トランジスタは、シングルゲートに限らず、さらに、バックゲートを有していてもよい。
　受光デバイスＰＤ、または発光デバイスＥＬと重なる位置に、トランジスタ及び容量の一方又は双方を有する層を１つまたは複数設けることが好ましい。これにより、各画素回路の実効的な占有面積を小さくでき、高精細な表示部を実現できる。
　本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
　本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物（酸化物半導体ともいう）について説明する。
　金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウム、コバルトなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
　金属酸化物は、スパッタリング法、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、または原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより形成することができる。
＜結晶構造の分類＞
　酸化物半導体の結晶構造として、アモルファス（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓを含む）、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、単結晶（ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌ）、及び多結晶（ｐｏｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌ）等が挙げられる。
　なお、膜または基板の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）スペクトルを用いて評価することができる。例えば、ＧＩＸＤ（Ｇｒａｚｉｎｇ−Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ　ＸＲＤ）測定で得られるＸＲＤスペクトルを用いて評価することができる。なお、ＧＩＸＤ法は、薄膜法またはＳｅｅｍａｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。
　例えば、石英ガラス基板では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状がほぼ左右対称である。一方で、結晶構造を有するＩＧＺＯ膜では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称である。ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称であることは、膜中または基板中の結晶の存在を明示している。別言すると、ＸＲＤスペクトルのピークの形状で左右対称でないと、膜または基板は非晶質状態であるとは言えない。
　膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法（ＮＢＥＤ：Ｎａｎｏ　Ｂｅａｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって観察される回折パターン（極微電子線回折パターンともいう）にて評価することができる。例えば、石英ガラス基板の回折パターンでは、ハローが観察され、石英ガラスは、非晶質状態であることが確認できる。また、室温成膜したＩＧＺＯ膜の回折パターンでは、ハローではなく、スポット状のパターンが観察される。このため、室温成膜したＩＧＺＯ膜は、結晶状態でもなく、非晶質状態でもない、中間状態であり、非晶質状態であると結論することはできないと推定される。
＜酸化物半導体の構造＞
　なお、酸化物半導体は、構造に着目した場合、上記とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体は、例えば、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、及びｎｃ−ＯＳがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。
　ここで、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、及びａ−ｌｉｋｅ　ＯＳの詳細について、説明を行う。
［ＣＡＡＣ−ＯＳ］
　ＣＡＡＣ−ＯＳは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はｃ軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の厚さ方向、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線方向、またはＣＡＡＣ−ＯＳ膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ−ｂ面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向し、ａ−ｂ面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
　なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、１つまたは複数の微小な結晶（最大径が１０ｎｍ未満である結晶）で構成される。結晶領域が１つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は１０ｎｍ未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の大きさは、数十ｎｍ程度となる場合がある。
　Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズ、チタンなどから選ばれた一種、または複数種）において、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム（Ｉｎ）、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛（Ｚｎ）、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能である。よって、（Ｍ，Ｚｎ）層にはインジウムが含まれる場合がある。また、Ｉｎ層には元素Ｍが含まれる場合がある。なお、Ｉｎ層にはＺｎが含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像において、格子像として観察される。
　ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、例えば、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、ｃ軸配向を示すピークが２θ＝３１°またはその近傍に検出される。なお、ｃ軸配向を示すピークの位置（２θの値）は、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成する金属元素の種類、組成などにより変動する場合がある。
　例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点（スポット）が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット（ダイレクトスポットともいう）を対称中心として、点対称の位置に観測される。
　上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリー）を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないこと、また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などによって、歪みを許容することができるためと考えられる。
　なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下などを引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないＣＡＡＣ−ＯＳは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成するには、Ｚｎを有する構成が好ましい。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、及びＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物は、Ｉｎ酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。
　ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、酸化物半導体の結晶性は不純物の混入または欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物及び欠陥（酸素欠損など）の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対しても安定である。従って、ＯＳトランジスタにＣＡＡＣ−ＯＳを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
［ｎｃ−ＯＳ］
　ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。別言すると、ｎｃ−ＯＳは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ、また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、鬆または低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。また、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、膜中の水素濃度が高い。
＜酸化物半導体の構成＞
　次に、上述のＣＡＣ−ＯＳの詳細について、説明を行う。なお、ＣＡＣ−ＯＳは材料構成に関する。
［ＣＡＣ−ＯＳ］
　ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つまたは複数の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
　さらに、ＣＡＣ−ＯＳとは、第１の領域と、第２の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第１の領域が、膜中に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、当該第１の領域と、当該第２の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。
　ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳを構成する金属元素に対するＩｎ、Ｇａ、及びＺｎの原子数比のそれぞれを、［Ｉｎ］、［Ｇａ］、及び［Ｚｎ］と表記する。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳにおいて、第１の領域は、［Ｉｎ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｉｎ］よりも大きい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｇａ］よりも大きい領域である。または、例えば、第１の領域は、［Ｉｎ］が、第２の領域における［Ｉｎ］よりも大きく、且つ、［Ｇａ］が、第２の領域における［Ｇａ］よりも小さい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、第１の領域における［Ｇａ］よりも大きく、且つ、［Ｉｎ］が、第１の領域における［Ｉｎ］よりも小さい領域である。
　具体的には、上記第１の領域は、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。また、上記第２の領域は、ガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。つまり、上記第１の領域を、Ｉｎを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第２の領域を、Ｇａを主成分とする領域と言い換えることができる。
　なお、上記第１の領域と、上記第２の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
　Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とする領域と、一部にＩｎを主成分とする領域とが、それぞれモザイク状であり、これらの領域がランダムに存在している構成をいう。よって、ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が不均一に分布した構造を有していると推測される。
　ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
　例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ−ｒａｙ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、Ｉｎを主成分とする領域（第１の領域）と、Ｇａを主成分とする領域（第２の領域）とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
　ここで、第１の領域は、第２の領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、第１の領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、第１の領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
　一方、第２の領域は、第１の領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、第２の領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制することができる。
　従って、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いる場合、第１の領域に起因する導電性と、第２の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳに付与することができる。つまり、ＣＡＣ−ＯＳとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。導電性の機能と絶縁性の機能とを分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。よって、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いることで、高いオン電流（Ｉｏｎ）、高い電界効果移動度（μ）、及び良好なスイッチング動作を実現することができる。
　ＣＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、表示装置をはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
　酸化物半導体は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ、ＣＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
＜酸化物半導体を有するトランジスタ＞
　続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
　上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
　トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１５ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１３ｃｍ−３以下、より好ましくは１×１０１１ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１０ｃｍ−３未満であり、１×１０−９ｃｍ−３以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ場合がある。
　高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
　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また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または炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンまたは炭素の濃度（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、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
　酸化物半導体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
　酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
　酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満にする。
　不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
　本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
　本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図１６~図１８を用いて説明する。
　本発明の一態様の電子機器は、表示部で撮像を行うこと、またはタッチ操作を検出することができる。これにより、電子機器の機能性及び利便性を高めることができる。
　本発明の一態様の電子機器として、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
　本発明の一態様の電子機器は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
　本発明の一態様の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
　図１６Ａに示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
　電子機器６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、操作用ボタン６５０４、スピーカ６５０５、マイク６５０６、カメラ６５０７、及び光源６５０８等を有する。表示部６５０２はタッチパネル機能を備える。
　表示部６５０２に、実施の形態２で示した表示装置、または実施の形態３で示した表示装置を適用することができる。
　図１６Ｂは、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。
　筐体６５０１の表示面側には透光性を有する保護部材６５１０が設けられ、筐体６５０１と保護部材６５１０に囲まれた空間内に、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、バッテリ６５１８等が配置されている。
　保護部材６５１０には、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、及びタッチセンサパネル６５１３が接着層（図示しない）により固定されている。
　表示部６５０２よりも外側の領域において、表示パネル６５１１の一部が折り返されており、当該折り返された部分にＦＰＣ６５１５が接続されている。ＦＰＣ６５１５には、ＩＣ６５１６が実装されている。ＦＰＣ６５１５は、プリント基板６５１７に設けられた端子に接続されている。
　表示パネル６５１１には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル６５１１が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ６５１８を搭載することもできる。また、表示パネル６５１１の一部を折り返して、画素部の裏側にＦＰＣ６５１５との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
　表示パネル６５１１に、実施の形態２で示した表示装置を用いることで、表示部６５０２で撮像を行うことができる。例えば、表示パネル６５１１で指紋を撮像し、指紋認証を行うことができる。
　表示部６５０２が、さらに、タッチセンサパネル６５１３を有することで、表示部６５０２に、タッチパネル機能を付与することができる。タッチセンサパネル６５１３は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。または、表示パネル６５１１を、タッチセンサとして機能させてもよく、その場合、タッチセンサパネル６５１３を設けなくてもよい。
　図１７Ａにテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示している。
　表示部７０００に、実施の形態２で示した表示装置を適用することができる。
　図１７Ａに示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチ、または別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。または、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることでテレビジョン装置７１００を操作してもよい。リモコン操作機７１１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７１１１が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
　なお、テレビジョン装置７１００は、受信機及びモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
　図１７Ｂに、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。
　表示部７０００に、実施の形態２で示した表示装置を適用することができる。
　図１７Ｃ、図１７Ｄに、デジタルサイネージの一例を示す。
　図１７Ｃに示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、及びスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
　図１７Ｄは円柱状の柱７４０１に取り付けられたデジタルサイネージ７４００である。デジタルサイネージ７４００は、柱７４０１の曲面に沿って設けられた表示部７０００を有する。
　表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
　表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に画像または動画を表示するだけでなく、ユーザーが直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
　図１７Ｃ、図１７Ｄに示すように、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、ユーザーが所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１または情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
　図１７Ｃ、図１７Ｄにおいて、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の表示部に、実施の形態２で示した表示装置を適用することができる。
　デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザーが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
　図１８Ａ~図１８Ｆに示す電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有する。
　図１８Ａ~図１８Ｆに示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画または動画を撮影し、記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
　図１８Ａ~図１８Ｆに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
　図１８Ａ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１８Ａ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、電子メール、ＳＮＳ、電話などの着信の通知、電子メール及びＳＮＳなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０などを表示してもよい。
　図１８Ｂは、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えばユーザーは、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示された情報９０５３を確認することもできる。ユーザーは、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
　図１８Ｃ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（登録商標）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、及び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１８Ｄ~図１８Ｆ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１８Ｄは携帯情報端末９２０１を展開した状態、図１８Ｆは折り畳んだ状態、図１８Ｅは図１８Ｄと図１８Ｆの一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。例えば、表示部９００１は、曲率半径０．１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
　本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
　本実施例では、受光デバイスを作製し、その特性を評価した結果について説明する。なお、以降の実施例で作製した受光デバイスは、いずれも発光デバイスと構造の共通化を図った構成であり、発光デバイスの発光層を受光デバイスの活性層に置き換えて作製可能な積層構造を有する。また、発光デバイスの発光層を追加することで、受発光デバイスとして機能可能な積層構造を有する。
　本実施例では、本発明の一態様である受光デバイス（デバイスＡ）と、比較例の受光デバイス（比較デバイスＢ）を作製した。
　本実施例で用いる材料の化学式を、以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
　本実施例で作製した受光デバイスの具体的な構成を、表１及び表２に示す。受光デバイスの構成は、図１Ｅで例示した受光デバイス１０を援用できる。本実施例で作製した受光デバイスは、活性層２３の構成以外は同様の構成を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044
　第１の電極１１は、銀とパラジウムと銅の合金（ＡＰＣ：Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）をスパッタリング法により、膜厚１００ｎｍとなるように成膜し、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により、膜厚が１００ｎｍとなるように成膜することで、形成した。
　次いで、第１の電極１１が形成された基材を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った。その後、基板を３０分程度放冷した。
　正孔輸送層として機能する層２１ａは、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と、分子量６７２でフッ素を含む電子アクセプター材料（ＯＣＨＤ−００３）とを、重量比がＢＢＡＢｎｆ：ＯＣＨＤ−００３＝１：０．１となるように共蒸着することで、形成した。層２１ａは、膜厚が１０ｎｍとなるように形成した。
　正孔輸送層として機能する層２１ｂは、ＢＢＡＢｎｆを膜厚が４０ｎｍとなるように蒸着することで、形成した。
　本発明の一態様であるデバイスＡの活性層２３は、上記構造式（１２６）で表される２，２’−（５，５’−（チエノ［３，２−ｂ］チオフェン−２，５−ジイル）ビス（チオフェン−５，２−ジイル））ビス（メタン−１−イル−１−イリデン）ジマロノニトリル（略称：ＦＴ２ＴＤＭＮ）と、上記構造式（２０１）で表されるＲｕｂｒｅｎｅとを、重量比が５：５となるように共蒸着することで、形成した。活性層２３は、膜厚が６０ｎｍとなるように形成した。
　比較例である比較デバイスＢの活性層２３は、フラーレンＣ７０と、テトラフェニルジベンゾペリフランテン（略称：ＤＢＰ）とを、重量比がＣ７０：ＤＢＰ＝９：１となるように共蒸着することで、形成した。活性層２３は、膜厚が６０ｎｍとなるように形成した。
　なお、比較デバイスＢの活性層２３に用いたフラーレンＣ７０の蒸着温度は約６００℃、ＤＢＰの蒸着温度は約４００℃である。これに対し、本発明の一態様であるデバイスＡの活性層２３に用いたＦＴ２ＴＤＭＮの蒸着温度は約２５０℃、Ｒｕｂｒｅｎｅの蒸着温度は約２００℃と低温である。したがって、本発明の一態様である光デバイスの構成を用いることにより、生産性高く光デバイスを作製することができる。
　電子輸送層として機能する層２５ａは、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）を、膜厚が１０ｎｍとなるように蒸着し、続いて、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を、膜厚が１０ｎｍとなるように蒸着することで、形成した。
　電子輸送層として機能する層２５ｂは、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を、膜厚が１ｎｍとなるように蒸着することで、形成した。
　第２の電極１３は、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）との体積比を１０：１とし、膜厚が１０ｎｍとなるように共蒸着して成膜し、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法により、膜厚が４０ｎｍとなるように成膜することで、形成した。
　以上により、活性層２３の構成が異なるデバイスＡ及び比較デバイスＢをそれぞれ作製した。
＜電流−電圧特性＞
　続いて、各受光デバイスの電流−電圧特性を測定した。測定は、波長５２５ｎｍの単色光を放射照度１２．５μＷ／ｃｍ２で照射したとき（Ｐｈｏｔｏと表記）と、暗状態（Ｄａｒｋと表記）とで、それぞれ行った。デバイスＡ及び比較デバイスＢの電流−電圧特性を、図１９Ａに示す。図１９Ａにおいて、横軸に電圧Ｖを、縦軸に電流Ｉを示している。
　図１９Ａに示すように、いずれの受光デバイスも、良好な飽和特性を示すことが確認できた。
　外部量子効率（ＥＱＥ：Ｅｘｔｅｒｎａｌ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）の波長依存性を、図１９Ｂに示す。ＥＱＥは、電圧を−４Ｖとし、放射照度を１２．５μＷ／ｃｍ２として、波長を変えて測定した。図１９Ｂにおいて、横軸に波長λを、縦軸にＥＱＥを示している。
　図１９Ｂに示すように、いずれの受光デバイスも、波長４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の領域に受光感度を有することを確認できた。
　本実施例では、受光デバイスを作製し、その特性を評価した結果について説明する。
　本実施例では、本発明の一態様である受光デバイス（デバイス１ａ乃至デバイス１ｄ、デバイス２ａ乃至デバイス２ｄ）と、比較例の受光デバイス（比較デバイス１Ａ乃至比較デバイス１Ｃ、比較デバイス２Ａ乃至比較デバイス２Ｃ）を作製した。
　本実施例で用いる材料の化学式を、以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
　本実施例で作製した受光デバイスの具体的な構成を、表３及び表４に示す。受光デバイスの構成は、図１Ｅで例示した受光デバイス１０を援用できる。本実施例で作製した受光デバイスは、活性層２３及び層２５ａの構成以外は同様の構成を用いた。
　なお、本実施例の受光デバイスは、活性層２３と層２５ａの構成を変えた以外は、実施例１の受光デバイスと同様である。そのため、本実施例の受光デバイスの作製方法について、実施例１の受光デバイスと同様の部分については実施例１を参照できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000047
　第１の電極１１、層２１ａ、及び層２１ｂを形成した。第１の電極１１、層２１ａ、及び層２１ｂの形成については、実施例１の記載を参照できるため、詳細な記載は省略する。
　本発明の一態様であるデバイス１ａ乃至デバイス１ｄ、デバイス２ａ乃至デバイス２ｄの活性層２３は、上記構造式（１２６）で表されるＦＴ２ＴＤＭＮと、上記構造式（２０１）で表されるＲｕｂｒｅｎｅとを、重量比が９：１となるように共蒸着することで、形成した。活性層２３は、膜厚が６０ｎｍとなるように形成した。
　比較例である比較デバイス１Ａ乃至比較デバイス１Ｃ、比較デバイス２Ａ乃至比較デバイス２Ｃの活性層２３は、フラーレンＣ７０と、テトラフェニルジベンゾペリフランテン（略称：ＤＢＰ）とを、重量比がＣ７０：ＤＢＰ＝９：１となるように共蒸着することで、形成した。活性層２３は、膜厚が６０ｎｍとなるように形成した。
　本発明の一態様であるデバイス１ａ乃至デバイス１ｄ、及び比較例である比較デバイス１Ａ乃至比較デバイス１Ｃにおいて、電子輸送層として機能する層２５ａは、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）を蒸着し、続いて、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を、膜厚が１０ｎｍとなるように蒸着することで、形成した。
　本発明の一態様であるデバイス２ａ乃至デバイス２ｄ、及び比較例である比較デバイス２Ａ乃至比較デバイス２Ｃにおいて、電子輸送層として機能する層２５ａは、２−［４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−３，１’−ビフェニル−１−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍｐＰＣＢＰＤＢｑ）を蒸着し、続いて、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を、膜厚が１０ｎｍとなるように蒸着することで、形成した。
　電子輸送層として機能する層２５ｂ、及び第２の電極１３を形成した。層２５ｂ、及び第２の電極１３の形成については、実施例１の記載を参照できるため、詳細な記載は省略する。
　以上により、活性層２３及び層２５ａの構成が異なるデバイス１ａ乃至デバイス１ｄ、デバイス２ａ乃至デバイス２ｄ、比較デバイス１Ａ乃至比較デバイス１Ｃ、及び比較デバイス２Ａ乃至比較デバイス２Ｃをそれぞれ作製した。
＜電流−電圧特性＞
　続いて、各受光デバイスの電流−電圧特性を測定した。測定は、波長５２５ｎｍの単色光を放射照度１２．５μＷ／ｃｍ２で照射して行った。電流−電圧特性において、電流が２０ｎＡ以上となった時の電圧と、層２５ａの膜厚との関係を、図２０Ａ及び図２０Ｂに示す。電流が２０ｎＡ以上となった時の電圧は、受光デバイスの駆動電圧に相当する値である。
　図２０Ａは、本発明の一態様であるデバイス１ａ乃至デバイス１ｄ、デバイス２ａ乃至デバイス２ｄのデータを示し、図２０Ｂは、比較例の比較デバイス１Ａ乃至比較デバイス１Ｄ、比較デバイス２Ａ乃至比較デバイス２Ｄのデータを示している。図２０Ａ及び図２０Ｂにおいて、横軸に層２５ａの膜厚Ｘを、縦軸に２０ｎＡ以上となった時の電圧Ｄｒを示している。
　図２０Ａに示すように、本発明の一態様である受光デバイスは、層２５ａの材料、及び膜厚に対する電圧Ｄｒの変化が小さいことを確認できた。一方、図２０Ｂに示すように、比較例である受光デバイスは、層２５ａの材料、及び膜厚に対する電圧Ｄｒの変化が大きいことを確認できた。また、比較例の受光デバイスと比較して、本発明の一態様である受光デバイスは電圧Ｄｒの絶対値が約０．３５Ｖから約０．６０Ｖと小さく、駆動電圧が低いことを確認できた。
　本実施例では、受光デバイスを作製し、その特性を評価した結果について説明する。
　本実施例では、本発明の一態様である受光デバイス（デバイス３ａ乃至デバイス３ｄ、デバイス４ａ乃至デバイス４ｄ、デバイス５ａ乃至デバイス５ｄ、デバイス６ａ乃至デバイス６ｄ）を作製した。
　なお、本実施例の受光デバイスは、活性層２３と層２５ａの構成を変えた以外は、実施例１の受光デバイスと同様である。そのため、本実施例の受光デバイスの作製方法について、実施例１の受光デバイスと同様の部分については実施例１を参照できる。
　本実施例で用いる材料の化学式を、以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
　本実施例で作製した受光デバイスの具体的な構成を、表５及び表６に示す。受光デバイスの構成は、図１Ｅで例示した受光デバイス１０を援用できる。本実施例で作製した受光デバイスは、活性層２３及び層２５ａの構成以外は同様の構成を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050
　第１の電極１１、層２１ａ、及び層２１ｂを形成した。第１の電極１１、層２１ａ、及び層２１ｂの形成については、実施例１の記載を参照できるため、詳細な記載は省略する。
　活性層２３は、上記構造式（１２６）で表されるＦＴ２ＴＤＭＮと、上記構造式（２０１）で表されるＲｕｂｒｅｎｅとを、重量比が７：３となるように共蒸着することで、形成した。試料で活性層２３の膜厚を異ならせた。
　電子輸送層として機能する層２５ａは、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）を蒸着し、続いて、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）と、Ｌｉｑとを、膜厚が１０ｎｍ、重量比が１：１となるように共蒸着することで、形成した。試料で２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）の膜厚を異ならせた。
　第２の電極１３は、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）との体積比を１０：１とし、膜厚が１０ｎｍとなるように共蒸着して成膜することで、形成した。
　以上により、活性層２３及び層２５ａの構成が異なるデバイス３ａ乃至デバイス３ｄ、デバイス４ａ乃至デバイス４ｄ、デバイス５ａ乃至デバイス５ｄ、デバイス６ａ乃至デバイス６ｄをそれぞれ作製した。
＜電流密度−電圧特性＞
　続いて、各受光デバイスの電流密度−電圧特性を測定した。測定は、波長５２５ｎｍの単色光を放射照度１２．５μＷ／ｃｍ２で照射したとき（Ｐｈｏｔｏと表記）と、暗状態（Ｄａｒｋと記載）とで、それぞれ行った。デバイス３ａ乃至デバイス３ｄの電流密度−電圧特性を、図２１Ａ及び図２１Ｂに示す。デバイス４ａ乃至デバイス４ｄの電流密度−電圧特性を、図２２Ａ及び図２２Ｂに示す。デバイス５ａ乃至デバイス５ｄの電流密度−電圧特性を、図２３Ａ及び図２３Ｂに示す。デバイス６ａ乃至デバイス６ｄの電流密度−電圧特性を、図２４Ａ及び図２４Ｂに示す。図２１Ａ乃至図２４Ｂにおいて、横軸に電圧Ｖを、縦軸に電流密度Ｊを示している。
　図２１Ａ乃至図２４Ｂに示すように、いずれの受光デバイスも、良好な飽和特性を示すことが確認できた。
　デバイス３ａ乃至デバイス３ｄの外部量子効率（ＥＱＥ）の波長依存性を、図２５Ａに示す。デバイス４ａ乃至デバイス４ｄの外部量子効率（ＥＱＥ）の波長依存性を、図２５Ｂに示す。デバイス５ａ乃至デバイス５ｄの外部量子効率（ＥＱＥ）の波長依存性を、図２６Ａに示す。デバイス６ａ乃至デバイス６ｄの外部量子効率（ＥＱＥ）の波長依存性を、図２６Ｂに示す。ＥＱＥは、電圧を−４Ｖとし、放射照度を１２．５μＷ／ｃｍ２として、波長を変えて測定した。図２５Ａ乃至図２６Ｂにおいて、横軸に波長λを、縦軸にＥＱＥを示している。
　図２５Ａ乃至図２６Ｂに示すように、活性層２３の膜厚が６０ｎｍ以上の場合、層２５ａの膜厚による受光感度の変化が小さいことを確認できた。
　本実施例では、受光デバイスを作製し、その特性を評価した結果について説明する。
　本実施例では、本発明の一態様である受光デバイス（デバイス７ａ乃至デバイス７ｄ、デバイス８ａ乃至デバイス８ｄ、デバイス９ａ乃至デバイス９ｄ、デバイス１０ａ乃至デバイス１０ｄ）を作製した。
　本実施例で用いる材料の化学式を、以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
　本実施例で作製した受光デバイスの具体的な構成を、表７及び表８に示す。受光デバイスの構成は、図１Ｅで例示した受光デバイス１０を援用できる。本実施例で作製した受光デバイスは、活性層２３及び層２１ｂの構成以外は同様の構成を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
　第１の電極１１、及び層２１ａを形成した。第１の電極１１、及び層２１ａの形成については、実施例１の記載を参照できるため、詳細な記載は省略する。
　デバイス６ａ乃至デバイス６ｄ、及びデバイス７ａ乃至デバイス７ｄにおいて、正孔輸送層として機能する層２１ｂは、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）を蒸着することで、形成した。試料により層２１ｂの膜厚を異ならせた。
　デバイス８ａ乃至デバイス８ｄ、及びデバイス９ａ乃至デバイス９ｄにおいて、正孔輸送層として機能する層２１ｂは、ＢＢＡＢｎｆを蒸着することで、形成した。試料により層２１ｂの膜厚を異ならせた。
　活性層２３は、上記構造式（１２６）で表されるＦＴ２ＴＤＭＮと、上記構造式（２０１）で表されるＲｕｂｒｅｎｅとを、重量比が７：３となるように共蒸着することで、形成した。試料で活性層２３の膜厚を異ならせた。
　電子輸送層として機能する層２５ａは、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）を膜厚が１５ｎｍとなるように蒸着し、続いて、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）と、Ｌｉｑとを、膜厚が２５ｎｍ、重量比が１：１となるように共蒸着することで、形成した。
　第２の電極１３は、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）との体積比を１０：１とし、膜厚が１０ｎｍとなるように共蒸着して成膜することで、形成した。
　以上により、活性層２３及び層２１ｂの構成が異なるデバイス６ａ乃至デバイス６ｄ、デバイス７ａ乃至デバイス７ｄ、デバイス８ａ乃至デバイス８ｄ、デバイス９ａ乃至デバイス９ｄをそれぞれ作製した。
＜電流密度−電圧特性＞
　続いて、各受光デバイスの電流密度−電圧特性を測定した。測定は、波長５２５ｎｍの単色光を放射照度１２．５μＷ／ｃｍ２で照射したとき（Ｐｈｏｔｏと表記）と、暗状態（Ｄａｒｋと記載）とで、それぞれ行った。デバイス７ａ乃至デバイス７ｄの電流密度−電圧特性を、図２７Ａ及び図２７Ｂに示す。デバイス８ａ乃至デバイス８ｄの電流密度−電圧特性を、図２８Ａ及び図２８Ｂに示す。デバイス９ａ乃至デバイス９ｄの電流密度−電圧特性を、図２９Ａ及び図２９Ｂに示す。デバイス１０ａ乃至デバイス１０ｄの電流密度−電圧特性を、図３０Ａ及び図３０Ｂに示す。図２７Ａ乃至図３０Ｂにおいて、横軸に電圧Ｖを、縦軸に電流密度Ｊを示している。
　図２７Ａ乃至図３０Ｂに示すように、いずれの受光デバイスも、良好な飽和特性を示すことが確認できた。
　デバイス７ａ乃至デバイス７ｄの外部量子効率（ＥＱＥ）の波長依存性を、図３１Ａに示す。デバイス８ａ乃至デバイス８ｄの外部量子効率（ＥＱＥ）の波長依存性を、図３１Ｂに示す。デバイス９ａ乃至デバイス９ｄの外部量子効率（ＥＱＥ）の波長依存性を、図３２Ａに示す。デバイス１０ａ乃至デバイス１０ｄの外部量子効率（ＥＱＥ）の波長依存性を、図３２Ｂに示す。ＥＱＥは、電圧を−４Ｖとし、放射照度を１２．５μＷ／ｃｍ２として、波長を変えて測定した。図３１Ａ乃至図３２Ｂにおいて、横軸に波長λを、縦軸にＥＱＥを示している。
　図３１Ａ乃至図３２Ｂに示すように、層２１ｂの膜厚が４０ｎｍ以上で、良好な受光感度を得られることを確認できた。
　本実施例では、受光デバイスを作製し、その信頼性を評価した結果について説明する。
　本実施例では、本発明の一態様である受光デバイス（デバイス１１ａ乃至デバイス１１ｄ）を作製した。
　本実施例で用いる材料の化学式を、以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
　本実施例で作製した受光デバイスの具体的な構成を、表９及び表１０に示す。受光デバイスの構成は、図１Ｅで例示した受光デバイス１０を援用できる。本実施例で作製した受光デバイスは、層２５ａの構成以外は同様の構成を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000056
　第１の電極１１、及び層２１ａを形成した。第１の電極１１、及び層２１ａの形成については、実施例１の記載を参照できるため、詳細な記載は省略する。
　正孔輸送層として機能する層２１ｂは、ＢＢＡＢｎｆを蒸着することで、形成した。層２１ｂは、膜厚が４０ｎｍとなるように形成した。
　活性層２３は、上記構造式（１２６）で表されるＦＴ２ＴＤＭＮと、上記構造式（２０１）で表されるＲｕｂｒｅｎｅとを、重量比が９：１となるように共蒸着することで、形成した。活性層２３は、膜厚が６０ｎｍとなるように形成した。
　電子輸送層として機能する層２５ａは、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）を蒸着し、続いて、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）と、Ｌｉｑとを、膜厚が２５ｎｍ、重量比が１：１となるように共蒸着することで、形成した。試料で、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）の膜厚を異ならせた。
　第２の電極１３は、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）との体積比を１０：１とし、膜厚が１０ｎｍとなるように共蒸着して成膜することで、形成した。
　以上により、層２５ａの構成が異なるデバイス１１ａ乃至デバイス１１ｄをそれぞれ作製した。
＜信頼性＞
　続いて、各受光デバイスの信頼性を評価した。信頼性の評価は、白色ＬＥＤを用いて、５０００Ｋの光を１００ｋｌｕｘの照度で受光デバイスに照射し、電圧を−４Ｖ、温度２５℃の条件で保持したときの、電流を測定した。各受光デバイスの測定結果を、図３３に示す。図３３において、横軸に時間（Ｔｉｍｅ）を、縦軸に規格化した電流値（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ）を示している。なお、規格化した電流値は、初期の電流値を１とした時の値である。
　図３３に示すように、いずれの受光デバイスも高い信頼性を有することが確認できた。特に、層２５ａの膜厚が４０ｎｍであるデバイス１１ｂと、層２５ａの膜厚が７０ｎｍであるデバイス１１ｃで良好な信頼性が得られることを確認できた。
ＭＳ：配線、ＰＤ：受光デバイス、ＲＥＳ：配線、ＳＥ：配線、ＴＸ：配線、ＶＧ：配線、ＶＳ：配線、１０ａ：デバイス、１０Ａ：受発光デバイス、１０ｄ：デバイス、１０：受光デバイス、１１：第１の電極、１３：第２の電極、１５：層、２１ａ：層、２１ｂ：層、２１：正孔輸送層、２３ａ：第１の層、２３ｂ：第２の層、２３：活性層、２５ａ：層、２５ｂ：層、２５：電子輸送層、３１：正孔注入層、３５：電子注入層、３９：発光層、１００Ａ：表示装置、１００Ｂ：表示装置、１００Ｃ：表示装置、１００Ｄ：表示装置、１００Ｅ：表示装置、１１０：受光デバイス、１１２：共通層、１１４：共通層、１１５：共通電極、１１６：保護層、１２１Ｂ：光、１２１Ｇ：光、１２１Ｒ：光、１２１：可視光、１２２：光、１２３ａ：迷光、１２３ｂ：迷光、１２３：光、１２４：反射光、１３１：トランジスタ、１３２：トランジスタ、１４２：接着層、１５１：基板、１５２：基板、１５３：基板、１５４：基板、１５５：接着層、１５６：接着層、１５７：絶縁層、１５８：遮光層、１５９ｐ：開口、１５９：樹脂層、１６２：表示部、１６４：回路、１６５：配線、１６６：導電層、１６７：導電層、１６９：導電層、１７２：ＦＰＣ、１７３：ＩＣ、１８２：バッファ層、１８３：活性層、１８４：バッファ層、１９０Ｂ：発光デバイス、１９０Ｇ：発光デバイス、１９０Ｒ：発光デバイス、１９０ＲＰＤ：受発光デバイス、１９０：発光デバイス、１９１：画素電極、１９２Ｂ：バッファ層、１９２Ｇ：バッファ層、１９２Ｒ：バッファ層、１９２：バッファ層、１９３Ｂ：発光層、１９３Ｇ：発光層、１９３Ｒ：発光層、１９３：発光層、１９４Ｂ：バッファ層、１９４Ｇ：バッファ層、１９４Ｒ：バッファ層、１９４：バッファ層、２００Ａ：表示装置、２００Ｂ：表示装置、２０１：基板、２０２：指、２０３：層、２０４：層、２０５：機能層、２０７：層、２０８：スタイラス、２０９：基板、２１１：絶縁層、２１２：絶縁層、２１３：絶縁層、２１４ａ：絶縁層、２１４ｂ：絶縁層、２１４：絶縁層、２１５：絶縁層、２１６：隔壁、２１９ａ：遮光層、２１９ｂ：スペーサ、２２１：導電層、２２２ａ：導電層、２２２ｂ：導電層、２２３：導電層、２２５：絶縁層、２２８：領域、２３１ｉ：チャネル形成領域、２３１ｎ：低抵抗領域、２３１：半導体層、２４０：トランジスタ、２４１：トランジスタ、２４２：接続層、２４３：トランジスタ、２４４：接続部、２４５：トランジスタ、２４６：トランジスタ、２４７：トランジスタ、２４８：トランジスタ、２４９：トランジスタ、２６１：接触部、２６２：指紋、２６３：撮像範囲、２６６：軌跡、２７０Ｂ：発光デバイス、２７０Ｇ：発光デバイス、２７０ＰＤ：受光デバイス、２７０Ｒ：発光デバイス、２７０ＲＰＤ：受発光デバイス、２７０：発光デバイス、２７１：第１の電極、２７３：活性層、２７５：第２の電極、２８０Ａ：表示装置、２８０Ｂ：表示装置、２８０Ｃ：表示装置、２８０Ｄ：表示装置、２８０Ｅ：表示装置、２８０Ｆ：表示装置、２８０Ｇ：表示装置、２８０Ｈ：表示装置、２８１：正孔注入層、２８２：正孔輸送層、２８３Ｂ：発光層、２８３Ｇ：発光層、２８３Ｒ：発光層、２８３：発光層、２８４ａ：第１の電子輸送層、２８４ｂ：第２の電子輸送層、２８４：電子輸送層、２８５：電子注入層、６５００：電子機器、６５０１：筐体、６５０２：表示部、６５０３：電源ボタン、６５０４：ボタン、６５０５：スピーカ、６５０６：マイク、６５０７：カメラ、６５０８：光源、６５１０：保護部材、６５１１：表示パネル、６５１２：光学部材、６５１３：タッチセンサパネル、６５１５：ＦＰＣ、６５１６：ＩＣ、６５１７：プリント基板、６５１８：バッテリ、７０００：表示部、７１００：テレビジョン装置、７１０１：筐体、７１０３：スタンド、７１１１：リモコン操作機、７２００：ノート型パーソナルコンピュータ、７２１１：筐体、７２１２：キーボード、７２１３：ポインティングデバイス、７２１４：外部接続ポート、７３００：デジタルサイネージ、７３０１：筐体、７３０３：スピーカ、７３１１：情報端末機、７４００：デジタルサイネージ、７４０１：柱、７４１１：情報端末機、９０００：筐体、９００１：表示部、９００３：スピーカ、９００５：操作キー、９００６：接続端子、９００７：センサ、９００８：マイクロフォン、９０５０：アイコン、９０５１：情報、９０５２：情報、９０５３：情報、９０５４：情報、９０５５：ヒンジ、９１０１：携帯情報端末、９１０２：携帯情報端末、９２００：携帯情報端末、９２０１：携帯情報端末

Claims (22)

  1. 　第１の電極と、第２の電極と、活性層と、キャリア輸送層と、を有し、
    　前記活性層は、前記第１の電極と前記第２の電極の間に位置し、
    　前記活性層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    　前記第１の有機化合物は、一般式（Ｇ１）で表され、
    　前記第２の有機化合物は、一般式（Ｇ２−１）で表され、
    　前記キャリア輸送層は、前記第２の電極と前記活性層との間に位置し、
    　前記キャリア輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である光デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     　（一般式（Ｇ１）において、Ｄ１は置換もしくは無置換のチオフェン−ジイル基、置換もしくは無置換のフラン−ジイル基、置換もしくは無置換のチオフェンを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換のフランを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基を表し、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立に置換もしくは無置換の炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリーレン基を表し、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立に水素、重水素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、または１乃至３の置換基を有するビニル基を表し、前記置換基は、シアノ基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、またはニトロ基であり、ｍ１、ｎ１、ｋ１はそれぞれ独立に０乃至３の整数を表し、ｍ１、ｎ１、及びｋ１の少なくとも１つは１乃至３の整数を表す。また、一般式（Ｇ２−１）において、Ｒ１乃至Ｒ１０はそれぞれ独立に水素、重水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基を表し、ｍ２は１乃至５の整数を表す。）
  2. 　請求項１において、
    　前記ｍ２は、２以上であり、
    　複数の前記Ｒ９は、互いに異なる、光デバイス。
  3. 　請求項１または請求項２において、
    　前記ｍ２は、２以上であり、
    　複数の前記Ｒ１０は、互いに異なる、光デバイス。
  4. 　請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    　前記Ｒ１乃至前記Ｒ４及び前記Ｒ５乃至前記Ｒ８のうち少なくとも１組の隣り合う基は、互いに結合して環を形成している、光デバイス。
  5. 　請求項１において、
    　前記第２の有機化合物は、構造式（２０１）または（２０２）で表される光デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
  6. 　第１の電極と、第２の電極と、活性層と、キャリア輸送層と、を有し、
    　前記活性層は、前記第１の電極と前記第２の電極の間に位置し、
    　前記活性層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    　前記第１の有機化合物は、一般式（Ｇ１）で表され、
    　前記第２の有機化合物は、一般式（Ｇ２−２）または構造式（３１０）で表され、
    　前記キャリア輸送層は、前記第２の電極と前記活性層との間に位置し、
    　前記キャリア輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である光デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     　（一般式（Ｇ１）において、Ｄ１は置換もしくは無置換のチオフェン−ジイル基、置換もしくは無置換のフラン−ジイル基、置換もしくは無置換のチオフェンを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換のフランを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基を表し、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立に置換もしくは無置換の炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリーレン基を表し、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立に水素、重水素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、または１乃至３の置換基を有するビニル基を表し、前記置換基は、シアノ基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、またはニトロ基であり、ｍ１、ｎ１、ｋ１はそれぞれ独立に０乃至３の整数を表し、ｍ１、ｎ１、及びｋ１の少なくとも１つは１乃至３の整数を表す。また、一般式（Ｇ２−２）において、Ｍは金属、酸化金属、またはハロゲン化金属を表し、ｍ３は１または２であり、Ｒ１１乃至Ｒ２６はそれぞれ独立に水素、重水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基を表す。）
  7. 　請求項６において、
    　前記第２の有機化合物は、構造式（３０１）乃至構造式（３０５）のいずれか一で表される光デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  8. 　第１の電極と、第２の電極と、活性層と、キャリア輸送層と、を有し、
    　前記活性層は、前記第１の電極と前記第２の電極の間に位置し、
    　前記活性層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    　前記第１の有機化合物は、一般式（Ｇ１）で表され、
    　前記第２の有機化合物は、一般式（Ｇ２−３）で表され、
    　前記キャリア輸送層は、前記第２の電極と前記活性層との間に位置し、
    　前記キャリア輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である光デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     　（一般式（Ｇ１）において、Ｄ１は置換もしくは無置換のチオフェン−ジイル基、置換もしくは無置換のフラン−ジイル基、置換もしくは無置換のチオフェンを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換のフランを含む炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基を表し、Ａｒ１及びＡｒ２はそれぞれ独立に置換もしくは無置換の炭素数４乃至３０のヘテロアリーレン基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリーレン基を表し、Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立に水素、重水素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、または１乃至３の置換基を有するビニル基を表し、前記置換基は、シアノ基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、またはニトロ基であり、ｍ１、ｎ１、ｋ１はそれぞれ独立に０乃至３の整数を表し、ｍ１、ｎ１、及びｋ１の少なくとも１つは１乃至３の整数を表す。また、一般式（Ｇ２−３）において、Ｒ３０乃至Ｒ４９はそれぞれ独立に水素、重水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、ハロゲン、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、シアノ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基を表す。）
  9. 　請求項８において、
    　前記第２の有機化合物は、構造式（４０１）で表される光デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
  10. 　請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
    　前記Ｄ１は、一般式（ｇ１−１−１）乃至一般式（ｇ１−１−４）のいずれか一で表され、
    　前記Ａｒ１及び前記Ａｒ２は、それぞれ独立に置換もしくは無置換のチオフェン−ジイル基、置換もしくは無置換のフラン−ジイル基、置換もしくは無置換のフェニレン基、または置換もしくは無置換のナフタレン−ジイル基であり、
    　前記Ａ１及び前記Ａ２は、それぞれ独立に一般式（ｇ１−２）で表される光デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     　（ただし、一般式（ｇ１−１−１）乃至一般式（ｇ１−１−４）、及び一般式（ｇ１−２）において、Ｒ１０１及びＲ１０２の一方はＡｒ１及びＡｒ２の一方と結合し、Ｒ１０３及びＲ１０４の一方はＡｒ１及びＡｒ２の他方と結合し、Ｒ１０５及びＲ１０６の一方はＡｒ１及びＡｒ２の一方と結合し、Ｒ１０７及びＲ１０８の一方はＡｒ１及びＡｒ２の他方と結合し、Ｒ１０９及びＲ１１０の一方はＡｒ１及びＡｒ２の一方と結合し、Ｒ１１１及びＲ１１２の一方はＡｒ１及びＡｒ２の他方と結合し、Ｒ１１３乃至Ｒ１１６のいずれか２つの一方がＡｒ１と結合し、他方がＡｒ２と結合し、Ｒ１０１乃至Ｒ１１６のうち、残りが、それぞれ独立に水素、重水素、炭素数１乃至６の直鎖アルキル基、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、炭素数１乃至６の直鎖アルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、炭素数１乃至６の直鎖ハロゲン化アルキル基、またはハロゲンを表し、Ｒ１１７乃至Ｒ１１９はそれぞれ独立に水素、重水素、シアノ基、フッ素、塩素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表し、Ｒ１１７乃至Ｒ１１９の少なくとも１つはシアノ基、フッ素、塩素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表し、Ｒ１２０はＡｒ１及びＡｒ２の一方または双方と結合し、Ｘ１乃至Ｘ１４はそれぞれ独立に酸素または硫黄を表し、ｎ１１は０乃至１０の整数を表し、ｎ１２及びｎ１３はそれぞれ独立に０乃至４の整数を表す。）
  11. 　請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
    　前記第１の有機化合物は、一般式（Ｇ１−１）乃至一般式（Ｇ１−３）のいずれか一で表される光デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
     　（一般式（Ｇ１—１）乃至一般式（Ｇ１−３）において、Ｘ１５乃至Ｘ３０はそれぞれ独立に酸素または硫黄を表し、ｎ１４及びｎ１７はそれぞれ独立に０乃至４の整数を表し、ｎ１５、ｎ１６、ｎ１８、ｎ１９乃至ｎ２２はそれぞれ独立に０乃至３の整数を表し、ｎ２０乃至ｎ２２の少なくとも１つは１乃至３の整数を表し、Ｒ１２７乃至Ｒ１３２、及びＲ１３９乃至Ｒ１５０はそれぞれ独立に水素、重水素、炭素数１乃至６の直鎖アルキル基、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、炭素数１乃至６の直鎖アルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数６乃至３０のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数２乃至３０のヘテロアリール基、炭素数１乃至６の直鎖ハロゲン化アルキル基、またはハロゲンを表し、Ｒ１２１乃至Ｒ１２６、及びＲ１３３乃至Ｒ１３８、及びＲ１６０乃至Ｒ１６５はそれぞれ独立に水素、重水素、シアノ基、フッ素、塩素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表し、Ｒ１２１乃至Ｒ１２６の少なくとも１つと、Ｒ１３３乃至Ｒ１３８の少なくとも１つと、Ｒ１６０乃至Ｒ１６５の少なくとも１つはシアノ基、フッ素、塩素、ニトロ基、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表す。）
  12. 　請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
    　前記第１の有機化合物は、構造式（１０１）または（１０２）のいずれか一で表される光デバイス。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
  13. 　請求項１乃至請求項１２のいずれか一において、
    　前記キャリア輸送層は、電子輸送性材料を有する光デバイス。
  14. 　請求項１３において、
    　正孔輸送層を有し、
    　前記正孔輸送層は、前記第１の電極と前記活性層との間に位置し、
    　前記正孔輸送層は、正孔輸送性材料を有し、
    　前記正孔輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である光デバイス。
  15. 　請求項１乃至請求項１２のいずれか一において、
    　前記キャリア輸送層は、正孔輸送性材料を有する光デバイス。
  16. 　請求項１５において、
    　電子輸送層を有し、
    　前記電子輸送層は、前記第１の電極と前記活性層との間に位置し、
    　前記電子輸送層は、電子輸送性材料を有し、
    　前記電子輸送層の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である光デバイス。
  17. 　請求項１乃至請求項１６のいずれか一において、
    　前記活性層は、第１の層と、第２の層を有し、
    　前記第１の層は、前記第２の層と接する領域を有し、
    　前記第１の層は、前記第１の有機化合物を有し、
    　前記第２の層は、前記第２の有機化合物を有する光デバイス。
  18. 　請求項１乃至請求項１７のいずれか一において、
    　第１の発光層を有し、
    　前記第１の発光層は、前記第１の電極と前記活性層との間に位置する光デバイス。
  19. 　請求項１乃至請求項１７のいずれか一において、
    　第１の発光層を有し、
    　前記第１の発光層は、前記キャリア輸送層と前記活性層との間に位置する光デバイス。
  20. 　請求項１乃至請求項１９のいずれか一に記載の光デバイスと、発光デバイスと、を有し、
    　前記発光デバイスは、第３の電極と、第２の発光層と、前記第２の電極と、を有し、
    　前記第２の発光層は、前記第３の電極と前記第２の電極の間に位置し、
    　前記第２の発光層は、前記第１の有機化合物とは異なる第３の有機化合物を有する、表示装置。
  21. 　請求項２０において、
    　さらに、トランジスタ、または基板の少なくとも一と、を有する表示装置。
  22. 　請求項２０または請求項２１に記載の表示装置と、マイク、カメラ、操作用ボタン、接続端子、またはスピーカの少なくとも一と、を有する電子機器。
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