WO2023017349A1 - 表示装置、表示モジュール及び電子機器 - Google Patents

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WO2023017349A1
WO2023017349A1 PCT/IB2022/056968 IB2022056968W WO2023017349A1 WO 2023017349 A1 WO2023017349 A1 WO 2023017349A1 IB 2022056968 W IB2022056968 W IB 2022056968W WO 2023017349 A1 WO2023017349 A1 WO 2023017349A1
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上妻宗広
大貫達也
小林英智
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株式会社半導体エネルギー研究所
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    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/02Details

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to semiconductor devices, display devices, display modules, and electronic devices.
  • One embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a display device.
  • one aspect of the present invention is not limited to the above technical field.
  • Technical fields of one embodiment of the present invention include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, memory devices, electronic devices, lighting devices, input devices (eg, touch sensors), and input/output devices (eg, touch panels). , their driving method or their manufacturing method can be mentioned as an example.
  • Display devices used in information terminal devices such as smartphones are becoming more and more commoditized as a result of recent technological innovations.
  • display devices are used not only for displaying photos or videos, but also for biometric authentication such as face authentication, fingerprint authentication, and vein authentication, or light receiving devices such as touch sensors and motion sensors.
  • biometric authentication such as face authentication, fingerprint authentication, and vein authentication
  • light receiving devices such as touch sensors and motion sensors.
  • Patent Literature 1 discloses an electronic device such as a smart phone that can perform fingerprint authentication.
  • the detection operation performed by driving the light receiving device is configured to be performed between display operations. In order to improve the display quality by the display operation, it is preferable to increase the display frame frequency.
  • the display frame frequency can be increased by increasing the frequency of the display operation and decreasing the frequency of the detection operation.
  • control is performed for each driver circuit. , the circuit scale of the drive circuit may increase.
  • the frequency of the detection operation When increasing the accuracy of the detection operation performed by driving the light receiving device, it is preferable to increase the frequency of the detection operation and decrease the frequency of the display operation. In order to achieve both the improvement of the display quality by the display operation and the accuracy of the detection operation, it is preferable to switch between a state in which the display frame frequency is high and a state in which the frequency of the detection operation is high. Further, by increasing the number of selection signals scanned by sub-pixels having light receiving devices, it is possible to further improve the accuracy of the detection operation. However, if the frequency of the detection operation is variable in a situation where the number of selection signals scanned by the sub-pixels having the light-receiving device is large, there is a risk of an increase in power consumption due to continued unnecessary detection operations.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display device or the like with a novel structure. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a display device or the like with a novel structure in which an increase in circuit size can be reduced. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a display device or the like with a novel structure in which an increase in power consumption can be suppressed. Alternatively, one embodiment of the present invention provides a display device or the like with a novel structure in which a detection operation and a display operation are alternately performed, which can increase the circuit scale and reduce power consumption. This is one of the issues to be addressed.
  • One aspect of the present invention provides a first subpixel having a light emitting device, a second subpixel having a light receiving device, a first gate line to which a first selection signal is applied to scan the first subpixel, and a second subpixel. a second gate line to which a second selection signal for scanning pixels is applied; and a first selection signal or a second selection signal output by a gate line driving circuit is applied to the first gate line or the second gate line.
  • a first switching unit that distributes and outputs a first selection signal or a second selection signal
  • a gate line drive circuit that outputs a first selection signal or a second selection signal
  • a drive control circuit having two switching units, and a timing control circuit for controlling the first switching unit and the second switching unit, the timing control circuit having a first operation mode and a second operation mode
  • the gate line drive circuit In the first operation mode, the gate line drive circuit outputs a first selection signal having a first frame frequency and a second selection signal having a longer selection period than the first selection signal, and performs a second operation.
  • the display device outputs a first selection signal and a second selection signal having a second frame frequency lower than the first frame frequency.
  • the display device preferably includes an analog switch provided between each of the first switching unit and the second switching unit and the gate line driving circuit and the first gate line or the second gate line.
  • the image processor has an image processor, and the image processor has a function of switching between a first operation mode and a second operation mode according to an object detection state or an object non-detection state of the light receiving device.
  • a display device is preferred.
  • the light-emitting device has a function of emitting visible light and the light-receiving device has a function of detecting visible light.
  • the light-emitting device has a function of emitting infrared light
  • the light-receiving device has a function of detecting infrared light
  • One aspect of the present invention is a display module including the display device described above and at least one of a connector and an integrated circuit.
  • One embodiment of the present invention is an electronic device including the display module described above and at least one of a housing, a battery, a camera, a speaker, and a microphone.
  • One embodiment of the present invention can provide a display device or the like with a novel configuration. Alternatively, one embodiment of the present invention can provide a display device or the like with a novel structure in which an increase in circuit size can be reduced. Alternatively, one embodiment of the present invention can provide a display device or the like with a novel structure that can suppress an increase in power consumption. Alternatively, one embodiment of the present invention provides a display device or the like with a novel structure in which a detection operation and a display operation are alternately performed, which can increase the circuit scale and reduce power consumption. be able to.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing configuration examples of a display device.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a display device.
  • 3A to 3C are diagrams showing configuration examples of the display device.
  • FIG. 4 is a flow chart showing an operation example of the display device.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an operation example of the display device.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an operation example of the display device.
  • FIG. 7 is a timing chart showing an operation example of the display device.
  • FIG. 8 is a timing chart showing an operation example of the display device.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a display device.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a display device.
  • 11A to 11D are diagrams showing configuration examples of display devices.
  • FIGS. 12A to 12D are diagrams showing configuration examples of display devices.
  • 13A to 13E are diagrams showing configuration examples of display devices.
  • 14A, 14B, and 14D are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 14C and 14E are diagrams showing examples of images captured by the display device.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • 16A to 16C are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 17A to 17C are cross-sectional views showing examples of display devices.
  • 18A to 18C are diagrams showing an example of a display device.
  • 19A to 19C are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • FIG. 20A is a top view showing an example of a display device.
  • FIG. 20A is a top view showing an example of a display device.
  • FIG. 20A is a top view showing an example of a display device.
  • FIG. 20A is a top view showing an example of a display device.
  • 20B is a cross-sectional view showing an example of a display device; 21A to 21I are top views showing examples of pixels. 22A to 22E are top views showing examples of pixels. 23A and 23B are top views showing examples of pixels. 24A and 24B are top views showing examples of pixels. 25A and 25B are top views showing examples of pixels. 26A and 26B are top views showing examples of pixels. 27A and 27B are top views showing examples of pixels.
  • FIG. 28 is a perspective view showing an example of a display device.
  • FIG. 29A is a cross-sectional view showing an example of a display device; 29B and 29C are cross-sectional views showing examples of transistors.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 31A and 31B are perspective views showing an example of a display module.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • 33A and 33B are perspective views showing an example of a display module.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • 38A to 38D are diagrams showing examples of transistors.
  • 39A and 39B are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 40A to 40D are diagrams showing examples of electronic devices.
  • 41A to 41F are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • film and “layer” can be interchanged depending on the case or situation.
  • conductive layer can be changed to the term “conductive film.”
  • insulating film can be changed to the term “insulating layer”.
  • FIG. 1A A block diagram of the display device 10 is shown in FIG. 1A.
  • the display device 10 includes a display section 71, a signal line drive circuit 72, a gate line drive circuit 73, a control line drive circuit 74, a signal readout circuit 75, a timing control circuit 21, and the like.
  • the display unit 71 has a plurality of pixels 80 arranged in a matrix.
  • Pixel 80 has sub-pixel 81R, sub-pixel 81G, sub-pixel 81B, and sub-pixel 82PS.
  • the sub-pixel 81R, sub-pixel 81G, and sub-pixel 81B each have a light-emitting device functioning as a display device.
  • the sub-pixel 82PS has a light receiving device that functions as a photoelectric conversion element.
  • a light-emitting device functions as a display device (also called a display element).
  • a display device of one embodiment of the present invention light-emitting devices are arranged in a matrix in a display portion, and an image can be displayed on the display portion. Further, the display device of one embodiment of the present invention has a function of detecting light using a light receiving device.
  • an EL device such as an OLED (Organic Light Emitting Diode) or a QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode) as the light emitting device.
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • QLED Quadantum-dot Light Emitting Diode
  • light-emitting substances in EL devices include substances that emit fluorescence (fluorescent materials), substances that emit phosphorescence (phosphorescent materials), inorganic compounds (quantum dot materials, etc.), and substances that exhibit heat-activated delayed fluorescence (heat-activated delayed fluorescence ( Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) material) and the like.
  • LEDs such as micro LED (Light Emitting Diode), can also be used as a light emitting device.
  • the TADF material a material in which the singlet excited state and the triplet excited state are in thermal equilibrium may be used. Since such a TADF material has a short emission lifetime (excitation lifetime), it is possible to suppress a decrease in efficiency in a high-luminance region of a light-emitting device.
  • light-receiving devices are arranged in a matrix, and the display portion has one or both of an imaging function and a sensing function in addition to an image display function.
  • the display part can be used for an image sensor or a touch sensor. That is, by detecting light on the display portion, an image can be captured, or proximity or contact of an object (a finger, hand, pen, or the like) can be detected.
  • the display device of one embodiment of the present invention can use a light-emitting device as a light source of a sensor. Therefore, it is not necessary to provide a light receiving portion and a light source separately from the display device, and the number of parts of the electronic device can be reduced.
  • the display device can capture an image using the light receiving device.
  • the display device of this embodiment can be used as a scanner.
  • an image sensor can be used to acquire data related to biometric information such as fingerprints and palm prints. That is, the biometric authentication sensor can be incorporated in the display device.
  • the biometric authentication sensor can be incorporated into the display device.
  • the display device can detect proximity or contact of an object using the light receiving device.
  • the pixel 80 is electrically connected to the wiring GL, the wiring SLR, the wiring SLG, the wiring SLB, the wiring RL, the wiring RS, the wiring WX, and the like.
  • the wiring SLR, the wiring SLG, and the wiring SLB are electrically connected to the signal line driver circuit 72 .
  • the wiring GL is electrically connected to the gate line driving circuit 73 .
  • the signal line driver circuit 72 functions as a source line driver circuit (also referred to as a source driver).
  • the gate line driving circuit 73 may be called a gate driver.
  • the pixel 80 has a sub-pixel 81R, a sub-pixel 81G, and a sub-pixel 81B as sub-pixels having light-emitting devices.
  • the sub-pixel 81R is a red sub-pixel
  • the sub-pixel 81G is a green sub-pixel
  • the sub-pixel 81B is a blue sub-pixel. Accordingly, the display device 10 can perform full-color display.
  • the pixel 80 has sub-pixels of three colors is shown here, it may have sub-pixels of four or more colors.
  • the sub-pixel 81R has a light-emitting device that emits red light.
  • Sub-pixel 81G has a light-emitting device that emits green light.
  • Sub-pixel 81B has a light-emitting device that emits blue light.
  • pixel 80 may have sub-pixels with light-emitting devices that exhibit other colors of light.
  • the pixel 80 may have, in addition to the three sub-pixels described above, a sub-pixel having a light-emitting device that emits white light, a sub-pixel that has a light-emitting device that emits yellow light, or the like.
  • the wiring GL is electrically connected to the sub-pixels 81R, 81G, and 81B arranged in the row direction (the extending direction of the wiring GL).
  • the wiring SLR, the wiring SLG, and the wiring SLB are electrically connected to the sub-pixels 81R, 81G, and 81B arranged in the column direction (the extending direction of the wiring SLR and the like), respectively.
  • a sub-pixel 82PS included in the pixel 80 is electrically connected to the wiring RL, the wiring RS, and the wiring WX.
  • the wiring RL is electrically connected to the gate line driving circuit 73 .
  • the wiring RS is electrically connected to the control line driving circuit 74 .
  • the wiring WX is electrically connected to the signal readout circuit 75 .
  • the control line drive circuit 74 has a function of generating a signal for driving the sub-pixel 82PS and outputting it to the sub-pixel 82PS via the wiring RS.
  • the signal readout circuit 75 has a function of receiving a signal output from the sub-pixel 82PS via the wiring WX and outputting it to the outside as image data.
  • the signal readout circuit 75 functions as a circuit for reading image data.
  • a selection signal (both a scanning signal and a first selection signal) for selecting the subpixel 81R, the subpixel 81G, and the subpixel 81B as subpixels having light-emitting devices in the gate line driver circuit 73 ) and a selection signal (also referred to as a second selection signal) for selecting the sub-pixel 82PS as a sub-pixel having a light receiving device.
  • the gate line driving circuit 73 switches between scanning of the sub-pixels having the light-emitting device when performing the display operation and scanning of the sub-pixels having the light-receiving device when performing the detection operation, which are controlled at different timings. It can be configured to perform With this structure, signals controlled at different timings can be output from one circuit, and the circuit scale of the driver circuit can be reduced.
  • the timing control circuit 21 outputs a control signal TS for switching between scanning of sub-pixels having light-emitting devices when performing a display operation and scanning of sub-pixels having light-receiving devices when performing a detection operation.
  • the timing control circuit 21 scans sub-pixels having light-emitting devices when performing display operations and scanning sub-pixels having light-receiving devices when performing detection operations based on signals from, for example, an application processor or a touch controller. , can control the operating state to switch between.
  • a configuration example of the gate line driver circuit 73 and a configuration example of the wiring GL and the wiring RL connected to the gate line driver circuit 73 will be described with reference to FIG. 1B.
  • FIG. 1B shows, as components of the gate line drive circuit 73, a drive circuit section 30 having a display section drive circuit 31 and a sensor section drive circuit 32, and a switching section 40 having an analog switch 41.
  • FIG. 1B sub-pixels 81 and sub-pixels 82 are illustrated as the configuration of the display portion 71 provided with the wiring GL and the wiring RL connected to the gate line driving circuit 73 .
  • FIG. 1B also illustrates a switching unit 50 having an analog switch 51 and a switching unit 60 having an analog switch 63 as configurations connected to the wiring GL and the wiring RL.
  • FIG. 1B also shows a timing control circuit 21 that gives a control signal TS for controlling each analog switch of the switching units 40, 50, and 60. As shown in FIG.
  • the display drive circuit 31 generates a selection signal GP that is output to the wiring GL.
  • the sensor section driving circuit 32 generates a selection signal RP that is output to the wiring RL.
  • the selection signal GP is a signal for selecting the sub-pixel 81 during display operation.
  • the selection signal RP is a signal for selecting the sub-pixel 82 during the detection operation.
  • the sub-pixel 81 corresponds to the sub-pixel 81R, sub-pixel 81G, and sub-pixel 81B, and the sub-pixel 82 corresponds to the sub-pixel 82PS.
  • the display unit driving circuit 31 and the sensor unit driving circuit 32 are configured to switch and output the selection signal GP or the selection signal RP based on a signal output from a common shift register. An increase in circuit scale can be suppressed.
  • the switching units 40 and 50 have a function of switching the analog switch 41 and the analog switch 51 on or off to distribute and output the selection signal GP or the selection signal RP output from the drive circuit unit 30 to the wiring GL and the wiring RL. have By having the switching units 40 and 50, the number of terminals between the drive circuit unit 30 and the display unit 71 can be reduced.
  • the switching unit 60 has a function of setting the potentials of the wiring GL and the wiring RL to a constant potential such as a ground potential.
  • the signals of different timings output by the driving circuit unit 30 are switched during the display operation or during the detection operation, and the sub-pixel 81 Or it can be applied to the sub-pixels 82 .
  • FIG. 2 shows a configuration in which an image processor 22 and an application processor 23 are added to the configuration of the block diagram shown in FIG. 1A.
  • the mode switching signal MC output by the image processor 22 to control the timing control circuit 21, and the sensor information data output to the application processor 23 based on the signal obtained by the detection operation in the image processor 22.
  • XD is shown.
  • the image processor 22 outputs a mode switching signal MC for controlling the timing control circuit 21 depending on whether the object is detected or not when the detection operation is executed.
  • the timing control circuit 21 can switch between the display operation and the detection operation according to the mode switching signal MC. Therefore, the operation mode can be switched according to the usage state of the display device 10 .
  • the image processor 22 can output a mode switching signal MC for switching between display operation and detection operation based on image data obtained by the signal readout circuit 75, that is, data obtained by detecting an object.
  • the application processor 23 performs arithmetic processing for controlling each circuit of the display device 10, such as the timing control circuit 21 or the signal readout circuit 75, according to the sensor information data XD according to the display operation or detection operation from the image processor 22. It can be performed.
  • the gate line driving circuit 73, the signal readout circuit 75, the timing control circuit 21, and the image processor 22 are integrated into the driving control circuit 20 which is an integrated circuit. is preferred. By integrating each circuit as an integrated integrated circuit, ie, one IC chip, the circuit scale of the drive circuit can be reduced.
  • Example of display device operation An operation example of a display device that performs a display operation or a detection operation according to an object detection state or an object non-detection state will be described with reference to FIGS. 3A to 5 .
  • FIG. 3A shows a state transition diagram showing switching between the display operation and the detection operation according to the object detection state or non-detection state.
  • the display device 10 transitions from the display operation to the detection operation when the object is detected, and transitions from the detection operation to the display operation when the object is not detected.
  • the display operation may be referred to as a first operation mode.
  • the detection operation may be referred to as a second operation mode.
  • FIG. 3B shows a schematic diagram of operation modes.
  • an image data write operation (write) and an imaging data read operation (read) for a period shorter than the write operation are alternately performed in one frame period (1 frame).
  • One frame period in display operation is preferably a short period, for example, 1/120 s.
  • the frame frequency for one frame period in the display operation is also called the first frame frequency.
  • the write operation in one frame period in the display operation has a period shorter than one frame period, and the read operation has an even shorter period.
  • the wiring GL for outputting the selection signal of the gate driver circuit is configured to output to all the rows one by one.
  • the pulse width (selection period) of the selection signal of the gate drive circuit is shortened.
  • the wiring RL for outputting the selection signal of the gate drive circuit is configured to collectively output to a plurality of rows (low-resolution readout), so that the readout operation period is short. Enables imaging of the entire surface of the device.
  • the readout operation if the purpose is simple object detection, the captured image does not need to be operated at the maximum resolution of the light receiving device.
  • the pulse width (selection period) of the selection signal of the gate driver circuit that is output to the wiring RL is longer than that in the case of outputting the signal to the wiring RL row by row. In other words, the selection signal of the gate driver circuit output to the wiring RL can ensure a sufficient selection period in the reading operation.
  • FIG. 3C shows a schematic diagram of operation modes.
  • an image data write operation (write) and an imaging data read operation (read) are alternately performed in one frame period (1 frame).
  • One frame period in the detection operation is preferably longer than that in the display operation, and is set to 1/60 s, for example.
  • the frame frequency for one frame period in the detection operation is also called a second frame frequency.
  • the writing operation in one frame period in the detection operation is configured to output the selection signal of the gate driving circuit to all the wirings GL row by row. Since one frame period in the detection operation is longer than one frame period in the display operation, the frequency of the writing operation is low.
  • the wiring RL for outputting the selection signal of the gate driver circuit is configured to output one row at a time to all the rows during the reading operation in the detection operation.
  • the selection signal of the gate driver circuit output to the wiring RL has the same pulse width (selection period) as in the writing operation. Therefore, the selection signal of the gate drive circuit output to the wiring GL and the wiring RL sequentially selects the sub-pixels in each row by a signal output at a frame frequency lower than that in the display operation during the write operation and the read operation. will have to choose.
  • display and image data writing operation can be performed, and imaging data reading operation (read) can be performed row by row. Therefore, it is possible to accurately detect the state of the object detected in the detection state.
  • FIG. 4 is a diagram showing a flowchart for explaining a detection state or a non-detection state of an object that triggers transition to display operation or detection operation.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining transition to display operation or detection operation.
  • the signal line driving circuit 72 and the gate line driving circuit 73 for writing image data are represented by "SD/GD”
  • the gate line driving circuit 73, the control line driving circuit 74 and the signal readout circuit 75 for reading image data are represented by "CD/RD”.
  • the judgment of the image processor 22 for judging detection or non-detection of the object based on the imaging data is illustrated as "22".
  • the image processor 22 outputs a mode switching signal MC for switching the operation mode, and can perform object detection or non-detection and imaging processing.
  • step S11 an image is displayed on the display device and imaging data is acquired by simultaneously scanning a plurality of lines.
  • an image data write operation is performed in SD/GD
  • an imaging data read operation is performed in CD/RD.
  • a write operation and a read operation are performed in 1/120 s (period between times T01 and T02) as described in FIG. 3B.
  • step S12 determination of object detection is made (step S12). The determination is made based on acquisition of imaging data in step S11. At this time, the image processor 22 shown in FIG. 5 determines detection or non-detection based on the imaging data. Acquisition of imaging data in the display operation is performed for the purpose of detecting the presence or absence of an object close to the display device. If there is no object close to the display device (NO), step S11 is continued.
  • step S13 If there is an object approaching the display device (YES), the process proceeds to the detection operation (step S13).
  • mode switching is performed by the image processor 22 making a determination of object detection based on the imaging data immediately before time T02. Therefore, at time T02, the display operation is switched to the detection operation by the mode switching signal MC.
  • the write operation and read operation in the detection operation are performed in 1/60 s (period between times T02 and T03) as described with reference to FIG. 3C. Imaging processing based on the acquired imaging data is performed over the period of the write operation and the read operation in the detection operation. Therefore, the state of the object can be detected with high accuracy.
  • Object detection is determined again (step 14). The determination is made based on the reading of the imaging data in step S13. If there is an object close to the display device (YES), continue with step S13.
  • the display operation is started.
  • the transition is set to be performed, for example, when the non-detection based on the imaging data in the image processor 22 continues over a plurality of frame periods.
  • the image processor 22 determines non-detection of the object based on the imaging data, and switches the mode from the detection operation to the display operation.
  • a display device of one embodiment of the present invention can be configured to switch between a detection operation and a display operation based on detection or non-detection of an object. Therefore, when the accuracy of the detection operation is to be improved, the period of the detection operation can be lengthened and the period of the display operation can be switched to be shortened.
  • the resolution of the detection operation can be increased by increasing the number of selection signals scanned by the sub-pixels having the light receiving device. Unnecessary detection operations can be suppressed by lowering the resolution of object detection during the display operation, so an increase in power consumption can be suppressed.
  • FIG. 6 shows the drive circuit 34 included in the drive circuit section 30 .
  • the driver circuit portion 30 can output selection signals to the wirings GL[1] to GL[8] and the wirings RL[1] to RL[8].
  • an identification code such as "_1”, “_2”, “[n]”, “[m,n]” is used as the code.
  • the code is added and described.
  • the second wiring GL is described as wiring GL[2].
  • the output signal SHIFT[1] is a pulse signal output by the first-stage shift register circuit SR when the clock signal CLK and the start pulse signal SP are input.
  • the output signal SHIFT[2] is a pulse signal output by the second-stage shift register circuit SR when the clock signal CLK and the output signal SHIFT[1] are input.
  • the control signals PWC[1] to PWC[4] are signals for controlling the selection period of the pulse signal output from the shift register circuit SR.
  • the AND circuit 33 is a circuit that outputs a signal corresponding to the AND of any one of the control signals PWC[1] to PWC[4] and the pulse signal output from the shift register circuit SR.
  • the level shift circuit LS transmits a signal obtained by converting the amplitude voltage of the input signal into a predetermined amplitude voltage to the wiring GL (GL[1] to GL[8]) and the wiring RL (RL[1] to RL[8]). This is the output circuit. Note that whether to output a signal to either the wiring GL or the wiring RL can be switched by switching on or off the analog switches included in the switching units 40 and 50 .
  • FIG. 7 and 8 show timing charts of various signals of the drive circuit section 30 of FIG.
  • FIG. 7 shows a timing chart during display operation in which a selection signal is output to the wiring GL.
  • FIG. 8 shows a timing chart during a detection operation in which a selection signal is output to the wiring RL.
  • selection signals can be sequentially output to the wiring GL of each row during the display operation.
  • the output signals SHIFT[1] and SHIFT[2] output by the shift register circuit SR can be output as signals with a short selection period according to the control signals PWC[1] to PWC[4] shown in FIG. .
  • the same selection signal can be sequentially output to a plurality of rows of wirings RL during the detection operation.
  • the output signals SHIFT[1] and SHIFT[2] output by the shift register circuit SR can be output as signals with long selection periods according to the control signals PWC[1] to PWC[4] shown in FIG. .
  • the selection signal applied to the wiring GL and the selection signal applied to the wiring RL preferably have different amplitude voltages.
  • the selection signal GP when the signal output from the AND circuit 33 is distributed to the wiring GL or the wiring RL, the selection signal GP or A configuration example for outputting the selection signal RP is illustrated.
  • the level shift circuit 35 is supplied with voltages GVDD and GVSS, and can output a selection signal GP having an amplitude voltage corresponding to the voltages.
  • the level shift circuit 36 is supplied with voltages RVDD and RVSS different from the voltages GVDD and GVSS, and can output a selection signal RP having an amplitude voltage corresponding to the voltages.
  • the distribution of signals to be output to the wiring according to the display operation or detection operation may be applied to the wiring SL and the wiring WX connected to the drive control circuit having the signal line driving circuit 72 and the signal readout circuit 75 .
  • a switching section 40 having an analog switch 41 is shown in addition to the signal line drive circuit 72 and the signal readout circuit 75.
  • FIG. 10 also illustrates a switching section 50 having an analog switch 51 between the drive control circuit 20A and the display section 71.
  • FIG. 10 also shows the timing control circuit 21 that gives the control signal TS for controlling each analog switch of the switching units 40 and 50 .
  • the analog switches of the switching units 40 and 50 can be switched so as to output the data signal to be given to the sub-pixel 81 output from the signal line drive circuit 72.
  • the switching unit 40 is configured to selectively read out the readout signal from the sub-pixel 82 input to the signal readout circuit 75 through the sense amplifier circuit SA. , 50 analog switches.
  • FIGS. 11A to 11D and 12A to 12D Examples of circuit diagrams of pixel circuits that can be applied to the sub-pixel 81R, sub-pixel 81G, and sub-pixel 81B are shown in FIGS. 11A to 11D and 12A to 12D.
  • a pixel circuit 81_1 shown in FIG. 11A illustrates a transistor 55A, a transistor 55B, and a capacitor 56.
  • FIG. FIG. 11A also illustrates the light emitting device 61 connected to the pixel circuit 81_1.
  • FIG. 11A also illustrates the wiring SL, the wiring GL, the wiring ANO, and the wiring VCOM.
  • the transistor 55A has a gate electrically connected to the wiring GL, one of the source and the drain electrically connected to the wiring SL, and the other electrically connected to the gate of the transistor 55B and one electrode of the capacitor 56 .
  • One of the source and drain of the transistor 55B is electrically connected to the wiring ANO and the other is electrically connected to the anode of the light emitting device 61 .
  • the other electrode of the capacitor 56 is electrically connected to the anode of the light emitting device 61 .
  • the light emitting device 61 has a cathode electrically connected to the wiring VCOM.
  • the transistor 55A functions as a switch.
  • Transistor 55B functions as a transistor for controlling the current flowing through light emitting device 61 .
  • a transistor including silicon in a channel formation region (hereinafter referred to as a Si transistor) as the transistor 55A and the transistor 55B.
  • a transistor including a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) in a channel formation region (hereinafter referred to as an OS transistor) is preferably used as the transistor 55A
  • a Si transistor is preferably used as the transistor 55B.
  • Si transistors have high field effect mobility and good frequency characteristics.
  • a transistor including low temperature poly silicon (LTPS) in a channel formation region hereinafter referred to as an LTPS transistor can be used.
  • LTPS low temperature poly silicon
  • circuits that need to be driven at high frequencies can be built on the same substrate as the display section. This makes it possible to simplify the external circuit mounted on the display device and reduce the component cost and the mounting cost.
  • Oxide semiconductors include, for example, indium and metal M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, one or more selected from neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium, gallium, and zinc (also referred to as IGZO) is preferably used for the semiconductor layer of the OS transistor.
  • an oxide containing indium, tin, and zinc is preferably used.
  • oxides containing indium, gallium, tin, and zinc are preferably used.
  • the transistor 55A connected in series with the capacitor 56 is preferably an OS transistor.
  • the charge held in the capacitor 56 can be prevented from leaking through the transistor 55A.
  • the charge held in the capacitor 56 can be held for a long time, a still image can be displayed for a long time without rewriting data in the pixel circuit 81_1.
  • the off current value of the OS transistor per 1 ⁇ m of channel width at room temperature is 1 aA (1 ⁇ 10 ⁇ 18 A) or less, 1 zA (1 ⁇ 10 ⁇ 21 A) or less, or 1 yA (1 ⁇ 10 ⁇ 24 A) or less.
  • the off current value of the Si transistor per 1 ⁇ m channel width at room temperature is 1 fA (1 ⁇ 10 ⁇ 15 A) or more and 1 pA (1 ⁇ 10 ⁇ 12 A) or less. Therefore, it can be said that the off-state current of the OS transistor is about ten digits lower than the off-state current of the Si transistor.
  • an LTPS transistor and an OS transistor for the transistors 55A and 55B, a display device with low power consumption and high driving capability can be realized.
  • a structure in which an LTPS transistor and an OS transistor are combined is sometimes called an LTPO.
  • an OS transistor as a transistor or the like that functions as a switch for controlling conduction/non-conduction between wirings, and use an LTPS transistor as a transistor or the like that controls current.
  • the light emitting device 61 has a function of emitting light (hereinafter also referred to as a light emitting function).
  • the light emitting device 61 is preferably an organic EL device (organic electroluminescence device).
  • a pixel circuit 81_2 shown in FIG. 11B has a configuration in which a transistor 55C is added to the pixel circuit 81_1.
  • a wiring V0 for applying a constant potential is electrically connected to the pixel circuit 81_2.
  • a pixel circuit 81_3 shown in FIG. 11C is an example in which a transistor having a pair of gates is applied to the transistor 55A and the transistor 55B of the pixel circuit 81_3.
  • a pixel circuit 81_4 illustrated in FIG. 11D is an example in which the transistor is applied to the pixel circuit 81_2. Note that although all the transistors are transistors having a pair of gates here, the present invention is not limited to this.
  • a configuration in which the pair of gates are electrically connected to each other and supplied with the same potential has the advantage of increasing the on current of the transistor and improving saturation characteristics.
  • a potential for controlling the threshold voltage of the transistor may be applied to one of the pair of gates.
  • the stability of the electrical characteristics of the transistor can be improved.
  • one gate of the transistor may be electrically connected to a wiring to which a constant potential is applied, or may be electrically connected to its own source or drain.
  • a pixel circuit 81_5 shown in FIG. 12A has a configuration in which a transistor 55D is added to the pixel circuit 81_2.
  • the pixel circuit 81_5 is electrically connected to three wirings functioning as gate lines (a wiring GL1, a wiring GL2, and a wiring GL3).
  • the transistor 55D has a gate electrically connected to the wiring GL3, one of the source and the drain electrically connected to the gate of the transistor 55B, and the other electrically connected to the wiring V0.
  • a gate of the transistor 55A is electrically connected to the wiring GL1, and a gate of the transistor 55C is electrically connected to the wiring GL2.
  • Such a pixel circuit is suitable for a display method in which display periods and off periods are alternately provided.
  • a pixel circuit 81_6 shown in FIG. 12B is an example in which a capacitor 56A is added to the pixel circuit 81_5. Capacitor 56A functions as a holding capacitor.
  • a pixel circuit 81_7 shown in FIG. 12C and a pixel circuit 81_8 shown in FIG. 12D are examples in which a transistor having a pair of gates is applied to the pixel circuit 81_5 or the pixel circuit 81_6, respectively.
  • a transistor having a pair of gates electrically connected to each other is applied to the transistors 55A, 55C, and 55D, and a transistor having one gate electrically connected to a source is applied to the transistor 55B.
  • FIGS. 13A to 13E Examples of circuit diagrams of pixel circuits that can then be applied to the sub-pixel 82PS are shown in FIGS. 13A to 13E.
  • the wiring RS and the wiring TX are illustrated in FIGS. 13A to 13E.
  • the wiring RL is a wiring for transmitting a selection signal for reading out data from the pixel circuit.
  • the wiring RS is a wiring for transmitting a reset signal for initializing the pixel circuit.
  • the wiring WX is a wiring that transmits a signal read out from the pixel circuit.
  • the wiring TX is a wiring that transmits a transfer signal that controls the current flowing through the light receiving device 62 .
  • a pixel circuit that can be applied to the sub-pixel 82PS is connected to a wiring that transmits a constant potential.
  • a pixel circuit 82_1 shown in FIG. 13A has a transistor 57A, a transistor 57B, a transistor 57C and a capacitor 58, and the transistors and the capacitor are connected as shown in FIG. 13A. Illustrated. FIG. 13A also illustrates the light receiving device 62 connected to the pixel circuit 82_1.
  • the light receiving device 62 has a function of detecting light (hereinafter also referred to as a light receiving function).
  • the light receiving device 62 can use, for example, a pn-type or pin-type photodiode.
  • the light receiving device 62 has a function of detecting visible light.
  • Light receiving device 62 is sensitive to visible light. More preferably, the light receiving device 62 has a function of detecting visible light and infrared light.
  • the light receiving device 62 is preferably sensitive to visible light and/or infrared light.
  • the wavelength region of blue (B) is 400 nm or more and less than 490 nm, and blue (B) light has at least one emission spectrum peak in this wavelength region.
  • the wavelength region of green (G) is 490 nm or more and less than 580 nm, and green (G) light has at least one emission spectrum peak in this wavelength region.
  • the wavelength region of red (R) is 580 nm or more and less than 700 nm, and red (R) light has at least one emission spectrum peak in this wavelength region.
  • the wavelength region of visible light is from 400 nm to less than 700 nm, and visible light has at least one emission spectrum peak in this wavelength region.
  • the infrared (IR) wavelength range is from 700 nm to less than 900 nm, and the infrared (IR) light has at least one emission spectrum peak in this wavelength range.
  • the active layer of the light receiving device 62 contains a semiconductor.
  • the semiconductor include inorganic semiconductors such as silicon and organic semiconductors including organic compounds.
  • an organic photodiode having a layer containing an organic semiconductor as the light receiving device 62 .
  • Organic photodiodes can be easily made thinner, lighter, and larger in area, and have a high degree of freedom in shape and design, so that they can be applied to various display devices.
  • the EL layer of the light emitting device 61 and the light receiving layer of the light receiving device 62 can be formed by the same method (eg, vacuum deposition method), and a common manufacturing apparatus can be used. It is preferable because it can be done.
  • the display device of one embodiment of the present invention can suitably use an organic EL device as the light-emitting device 61 and an organic photodiode as the light-receiving device 62 .
  • An organic EL device and an organic photodiode can be formed on the same substrate. Therefore, an organic photodiode can be incorporated in a display device using an organic EL device.
  • a display device which is one embodiment of the present invention has one or both of an imaging function and a sensing function in addition to a function of displaying an image.
  • a pixel circuit 82_2 shown in FIG. 13B has a configuration in which the transistor 57B in the pixel circuit 82_1 is a transistor having a pair of gates.
  • a pixel circuit 82_3 illustrated in FIG. 13C is an example in which transistors having a pair of gates are applied to the transistors 57A to 57C of the pixel circuit 82_2.
  • a pixel circuit 82_4 shown in FIG. 13D is an example in which the arrangement of the transistor 57C is changed.
  • a pixel circuit 82_5 shown in FIG. 13E is an example in which a transistor 57D is added.
  • the display device of one embodiment of the present invention outputs a selection signal for selecting a subpixel having a light-emitting device and a selection signal for selecting a subpixel having a light-receiving device.
  • the gate line driving circuit scanning of the sub-pixels having the light-emitting device when performing the display operation and scanning of the sub-pixels having the light-receiving device when performing the detection operation, which are controlled at different timings, are switched. It can be configured to perform With this structure, signals controlled at different timings can be output from one circuit, and the circuit scale of the driver circuit can be reduced.
  • the display device of one embodiment of the present invention can switch between detection operation and display operation based on detection or non-detection of an object. Therefore, when the accuracy of the detection operation is to be improved, the period of the detection operation can be lengthened and the period of the display operation can be switched to be shortened.
  • the resolution of the detection operation can be increased by increasing the number of selection signals scanned by the sub-pixels having the light receiving device. Unnecessary detection operations can be suppressed by lowering the resolution of object detection during the display operation, so an increase in power consumption can be suppressed.
  • FIG. 14A A schematic diagram of a display device of one embodiment of the present invention is shown in FIG. 14A.
  • a display device 200 shown in FIG. 14A includes a substrate 201, a substrate 202, a light emitting device 211R, a light emitting device 211G, a light emitting device 211B, a light receiving device 212PS, a functional layer 203, and the like.
  • the light emitting device 211R, the light emitting device 211G, the light emitting device 211B, and the light receiving device 212PS are provided between the substrates 201 and 202.
  • the light emitting device 211R, the light emitting device 211G, and the light emitting device 211B emit red (R), green (G), or blue (B) light, respectively.
  • the light emitting device 211R, the light emitting device 211G, and the light emitting device 211B can use the light emitting device described above.
  • the light receiving device 212PS can use the light receiving device described above.
  • the light emitting device 211R, the light emitting device 211G, and the light emitting device 211B may be referred to as the light emitting device 211 when they are not distinguished from each other.
  • FIG. 14A shows how a finger 220 touches the surface of the substrate 202.
  • FIG. Part of the light emitted by the light emitting device (for example, light emitting device 211G) is reflected at the contact portion between substrate 202 and finger 220 . Part of the reflected light is incident on the light receiving device 212PS, so that contact of the finger 220 with the substrate 202 can be detected. That is, the display device 200 can function as a touch panel.
  • the light emitting device for example, light emitting device 211G
  • the functional layer 203 has a circuit for driving the light emitting device 211R, the light emitting device 211G, and the light emitting device 211B, and a circuit for driving the light receiving device 212PS.
  • a switch, a transistor, a capacitor, a wiring, and the like are provided in the functional layer 203 .
  • the light-emitting device 211R, the light-emitting device 211G, the light-emitting device 211B, and the light-receiving device 212PS are driven by a passive matrix method, a configuration without switches and transistors may be used.
  • the display device 200 can detect the fingerprint of the finger 220, for example.
  • FIG. 14B schematically shows an enlarged view of the contact portion between substrate 202 and finger 220 .
  • FIG. 14B also shows light-emitting devices 211 and light-receiving devices 212 arranged alternately.
  • a fingerprint is formed on the finger 220 by concave portions and convex portions. Therefore, the convex portion of the fingerprint touches the substrate 202 as shown in FIG. 14B.
  • Light reflected from a surface or interface includes specular reflection and diffuse reflection.
  • Specularly reflected light is highly directional light whose incident angle and reflected angle are the same, and diffusely reflected light is light with low angle dependence of intensity and low directivity.
  • the light reflected from the surface of the finger 220 is dominated by the diffuse reflection component of the specular reflection and the diffuse reflection.
  • the light reflected from the interface between the substrate 202 and the atmosphere is predominantly a specular reflection component.
  • the intensity of the light reflected by the contact surface or non-contact surface between the finger 220 and the substrate 202 and incident on the light receiving device 212 positioned directly below them is the sum of the specular reflection light and the diffuse reflection light. .
  • the specularly reflected light (indicated by solid line arrows) is dominant. indicated by dashed arrows) becomes dominant. Therefore, the intensity of the light received by the light receiving device 212 located directly below the concave portion is higher than that of the light receiving device 212 located directly below the convex portion. Thereby, the fingerprint of the finger 220 can be imaged.
  • a clear fingerprint image can be obtained by setting the array interval of the light-receiving devices 212 to be smaller than the distance between two protrusions of the fingerprint, preferably the distance between adjacent recesses and protrusions. Since the distance between concave and convex portions of a human fingerprint is approximately 200 ⁇ m, for example, the array interval of the light receiving devices 212 is 400 ⁇ m or less, preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 150 ⁇ m or less, even more preferably 100 ⁇ m or less, and even more preferably 100 ⁇ m or less. The thickness is 50 ⁇ m or less, and 1 ⁇ m or more, preferably 10 ⁇ m or more, and more preferably 20 ⁇ m or more.
  • FIG. 14C shows the contour of the finger 220 with a dashed line and the contour of the contact portion 224 with a dashed line within the imaging range 227 .
  • a high-contrast fingerprint 222 can be imaged due to the difference in the amount of light incident on the light-receiving device 212 within the contact portion 224 .
  • the display device 200 can also function as a touch panel or a pen tablet.
  • FIG. 14D shows a state where the tip of the stylus 229 is in contact with the substrate 202 and is slid in the direction of the dashed arrow.
  • the diffusely reflected light diffused by the contact surface of the substrate 202 and the tip of the stylus 229 is incident on the light receiving device 212 located in the portion overlapping with the contact surface.
  • a position can be detected with high accuracy.
  • FIG. 14E shows an example of the trajectory 226 of the stylus 229 detected by the display device 200.
  • the display device 200 can detect the position of the object to be detected such as the stylus 229 with high positional accuracy, it is possible to perform high-definition drawing in a drawing application or the like.
  • an electromagnetic induction touch pen, or the like it is possible to detect the position of an object to be detected with high insulation.
  • Various writing utensils for example, brushes, glass pens, quill pens
  • the light receiving device 212PS can be used as a touch sensor (also referred to as a direct touch sensor) or a near touch sensor (also referred to as a hover sensor, hover touch sensor, non-contact sensor, or touchless sensor).
  • FIG. 15 shows how light 191 emitted from a light emitting device (for example, light emitting device 211G) is reflected by an object (for example, finger 220), and reflected light 192 enters light receiving device 212PS. .
  • a light emitting device for example, light emitting device 211G
  • an object for example, finger 220
  • the object can be detected using the light receiving device 212PS.
  • the light receiving device 212PS may appropriately determine the wavelength of light to be detected according to the application.
  • a touch sensor or near-touch sensor can detect the proximity or contact of an object (finger, hand, pen, etc.).
  • a touch sensor can detect an object by direct contact between the display device and the object.
  • the near-touch sensor can detect the object even if the object does not touch the display device.
  • the display device can detect the object when the distance between the display device and the object is 0.1 mm or more and 300 mm or less, preferably 3 mm or more and 50 mm or less.
  • the display device can be operated without direct contact with the object, in other words, the display device can be operated without contact.
  • a display device of one embodiment of the present invention can have a variable refresh rate. For example, it is possible to reduce power consumption by adjusting the refresh rate (for example, in the range of 1 Hz to 240 Hz) according to the content displayed on the display device. Further, the drive frequency of the touch sensor or the near-touch sensor may be changed according to the refresh rate. For example, when the refresh rate of the display device is 120 Hz, the driving frequency of the touch sensor or the near-touch sensor can be higher than 120 Hz (typically 240 Hz). With this structure, low power consumption can be achieved and the response speed of the touch sensor or the near touch sensor can be increased.
  • the light-receiving device 212PS is preferably provided in all pixels of the display device. A touch can be detected with high accuracy by providing the light receiving device 212PS in all the pixels. Note that a configuration in which the light receiving device 212PS is provided in some pixels may be employed. For example, a display device having a pixel provided with a light-emitting device and a light-receiving device and a pixel provided with a light-receiving device (without only the light-emitting device) may be used.
  • a display device 200A shown in FIG. 16A includes a substrate 201, a substrate 202, a light emitting device 211R, a light emitting device 211G, a light emitting device 211B, a light emitting device 211IR, a light receiving device 212PS, a functional layer 203, and the like.
  • the display device 200A mainly differs from the aforementioned display device 200 in that it has a light emitting device 211IR.
  • the light emitting device 211R, the light emitting device 211G, the light emitting device 211B, and the light receiving device 212PS are provided between the substrates 201 and 202.
  • Light emitting device 211IR emits infrared light.
  • the light emitting device 211IR can use the light emitting device described above.
  • FIG. 16A shows how a finger 220 touches the surface of the substrate 202.
  • FIG. Some of the light emitted by the light emitting device eg, light emitting device 211 IR
  • the light emitting device eg, light emitting device 211 IR
  • Part of the reflected light is incident on the light receiving device 212PS, so that contact of the finger 220 with the substrate 202 can be detected.
  • touch detection is possible even in a dark place.
  • the display device 200A can display an image on the display section using the light emitting device 211R, the light emitting device 211G, and the light emitting device 211B, and perform touch detection on the display section using the light emitting device 211IR and the light receiving device 212PS.
  • the display device 200A can display an image on the display unit and can perform imaging on the display unit.
  • FIG. 16B shows how the light 191 emitted from the light emitting device 211G is reflected by the object (for example, the finger 220) and the reflected light 192 enters the light receiving device 212PS.
  • FIG. 16C shows how light 191 emitted from light emitting device 211IR is reflected by an object (for example, finger 220) and reflected light 192 enters light receiving device 212PS.
  • the object is not in contact with the display device 200A, the object can be detected using the light receiving device 212PS.
  • FIG. 17A shows a configuration example different from the display device 200A described above.
  • a display device 200B shown in FIG. 17A includes a substrate 201, a substrate 202, a light emitting device 211R, a light emitting device 211G, a light emitting device 211B, a light emitting device 211IR, a light receiving device 212PS, a light receiving device 212IRS, a functional layer 203, and the like.
  • the display device 200B mainly differs from the above-described display device 200A in that the configuration of the light receiving device is different.
  • the light emitting device 211R, the light emitting device 211G, the light emitting device 211B, the light receiving device 212PS, and the light receiving device 212IRS are provided between the substrates 201 and 202.
  • the light receiving device 212PS receives visible light.
  • the light receiving device 212IRS receives infrared light.
  • the light receiving device 212PS and the light receiving device 212IRS can use the light receiving device described above.
  • FIG. 17A shows how a finger 220 touches the surface of the substrate 202.
  • the light emitting device eg, light emitting device 211 IR
  • Part of the reflected light is incident on the light receiving device 212IRS, so that contact of the finger 220 with the substrate 202 can be detected.
  • FIG. 17B shows how the light 191 emitted from the light emitting device 211IR is reflected by an object (for example, the finger 220) and the reflected light 192 enters the light receiving device 212IRS.
  • FIG. 17C shows how the light 191 emitted from the light emitting device 211G is reflected by an object (for example, the finger 220) and the reflected light 192 enters the light receiving device 212PS.
  • the object is not in contact with the display device 200B, the object can be detected using the light receiving device 212PS or the light receiving device 212IRS.
  • the area of the light receiving region of the light receiving device 212PS (hereinafter also referred to as light receiving area) is preferably smaller than the light receiving area of the light receiving device 212IRS.
  • the light-receiving device 212PS can perform higher-definition imaging than the light-receiving device 212IRS.
  • the light receiving device 212PS can be used for imaging for personal authentication using a fingerprint, palm print, iris, pulse shape (including vein shape and artery shape), face, or the like. Note that the light receiving device 212PS may appropriately determine the wavelength of light to be detected according to the application.
  • a target detection method may be selected according to the function from the difference in detection accuracy between the light receiving device 212PS and the light receiving device 212IRS.
  • the scrolling function of the display screen is realized by the near touch sensor function using the light receiving device 212IRS
  • the input function with the keyboard displayed on the screen is realized by the high-definition touch sensor function using the light receiving device 212PS.
  • the light receiving device 212PS is provided in all the pixels of the display device.
  • the light-receiving device 212IRS used as a touch sensor or a near-touch sensor does not require high accuracy compared to the detection using the light-receiving device 212PS, so it may be provided in some pixels of the display device.
  • the display device of this embodiment can be a multifunctional display device by mounting a light-emitting device and a light-receiving device in one pixel.
  • a display device having a high-definition imaging function and a sensing function such as a touch sensor or a near-touch sensor can be realized.
  • a display device of one embodiment of the present invention may emit light of a specific color and receive reflected light reflected by an object.
  • FIG. 18A schematically shows, with arrows, red light emitted from the display device and red light incident on the display device after being reflected by an object (finger 220 in this case).
  • FIG. 18B schematically shows, with arrows, infrared light emitted from the display device and infrared light incident on the display device after being reflected by an object (finger 220 in this case).
  • the transmittance of the object for red light can be measured.
  • the transmittance of the object to infrared light can be measured by emitting infrared light while the object is in contact with or in close proximity to the display device and causing the reflected light from the object to enter the display device.
  • FIG. 18C shows an enlarged view of the region P indicated by the dashed-dotted line in FIG. 18A.
  • the light 191 emitted from the light emitting device 211R is scattered by the surface of the finger 220 and the living tissue inside, and part of the scattered light travels from inside the living body toward the light receiving device 212PS. This scattered light passes through the blood vessel 91, and the transmitted light 192 enters the light receiving device 212PS.
  • the infrared light emitted from the light emitting device 211IR is scattered by the surface and internal biological tissue of the finger 220, and a part of the scattered infrared light travels from inside the living body toward the light receiving device 212IRS.
  • This scattered infrared light passes through the blood vessel 91, and the transmitted infrared light enters the light receiving device 212IRS.
  • the light 192 is light that has passed through the living tissue 93 and blood vessels 91 (arteries and veins). Since arterial blood pulsates with heartbeat, the absorption of light by arteries varies with heartbeat. On the other hand, since the body tissue 93 and the veins are not affected by the heartbeat, the light absorption by the body tissue 93 and the light absorption by the veins are constant. Therefore, the light transmittance of the artery can be calculated by excluding a component that is constant over time from the light 192 incident on the display device. Further, the transmittance of red light is lower for hemoglobin not bound to oxygen (also called reduced hemoglobin) than for hemoglobin bound to oxygen (also called oxygenated hemoglobin).
  • hemoglobin not bound to oxygen also called reduced hemoglobin
  • oxygenated hemoglobin also called oxygenated hemoglobin
  • Oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin have the same transmittance of infrared light.
  • the ratio of oxygenated hemoglobin to the sum of oxygenated hemoglobin and deoxyhemoglobin, or oxygen saturation can be calculated.
  • the display device of one embodiment of the present invention can function as a reflective pulse oximeter.
  • the position information of the area touched by the finger is acquired.
  • red light is emitted from the region where the finger is in contact and the pixels in the vicinity thereof, and the transmittance of the artery to the red light is measured.
  • Oxygen saturation can then be calculated by emitting infrared light and measuring the transmittance of the artery to infrared light.
  • the order of measuring the transmittance for red light and the transmittance for infrared light is not particularly limited. After measuring the transmittance for infrared light, the transmittance for red light may be measured. Further, although an example of calculating the oxygen saturation using a finger is shown here, one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • Oxygen saturation can also be calculated at sites other than fingers.
  • the oxygen saturation can be calculated by measuring the transmittance of the artery to red light and the transmittance of the artery to infrared light while the palm is in contact with the display unit of the display device.
  • FIG. 19A An example of an electronic device to which the display device of one embodiment of the present invention is applied is shown in FIG. 19A.
  • a mobile information terminal 400 shown in FIG. 19A can be used as, for example, a smart phone.
  • the mobile information terminal 400 has a housing 402 and a display section 404 .
  • the display device described above can be applied to the display portion 404 .
  • the display unit 404 for example, the aforementioned display device 200B can be preferably used.
  • FIG. 19A shows how a finger 406 is in contact with the display unit 404 of the mobile information terminal 400.
  • FIG. FIG. 19A shows a region where a touch is detected and a region 408 in the vicinity thereof by a dashed line.
  • the mobile information terminal 400 emits red light from the pixels in the area 408 and detects the red light incident on the display section 404 .
  • the oxygen saturation of the finger 406 can be measured by emitting infrared light from pixels in the region 408 and detecting the infrared light incident on the display portion 404 .
  • FIG. 19B shows how the pixels in region 408 are illuminated.
  • FIG. 19B shows the finger 406 transparently, only the outline is shown in dashed lines, and the region 408 is hatched. As shown in FIG. 19B, illuminated area 408 is hidden by finger 406 and is less visible to the user. Therefore, the oxygen saturation can be measured without making the user feel stressed.
  • portable information terminal 400 can measure oxygen saturation at any position within display unit 404 .
  • the obtained oxygen saturation may be displayed on the display unit 404 .
  • FIG. 19C shows how an image 409 indicating oxygen saturation is displayed in the area 407 .
  • FIG. 19C shows characters “SpO 2 97%” as an example of the image 409 .
  • the image 409 may be an image, and may include an image and characters.
  • the region 407 may be provided at any position on the display portion 404 .
  • an island-shaped light-emitting layer and an active layer can be formed by a vacuum deposition method using a metal mask (also called a shadow mask).
  • a metal mask also called a shadow mask
  • island-like formations occur due to various influences such as precision of the metal mask, misalignment between the metal mask and the substrate, bending of the metal mask, and broadening of the contour of the deposited film due to vapor scattering. Since the shapes and positions of the light-emitting layer and the active layer deviate from the design, it is difficult to increase the definition and aperture ratio of the display device.
  • an island-shaped pixel electrode (which can also be called a lower electrode) is formed, a first layer serving as an EL layer is formed over one surface, and then a first layer is formed over the first layer. 1 mask layer is formed. Then, a first resist mask is formed over the first mask layer, and the first layer and the first mask layer are processed using the first resist mask to form an island-shaped EL layer. do.
  • the second layer to be a light-receiving layer is formed into an island-shaped light-receiving layer using a second mask layer and a second resist mask.
  • the island-shaped EL layer is not formed by a pattern of a metal mask, but is processed after a layer to be an EL layer is formed over one surface.
  • the island-shaped light-receiving layer is not formed by a pattern of a metal mask, but is formed by forming a layer to be the light-receiving layer over the entire surface and then processing the layer. Therefore, it is possible to realize a high-definition display device or a display device with a high aperture ratio, which has hitherto been difficult to achieve.
  • the EL layer can be separately formed for each color, a display device with extremely vivid, high-contrast, and high-quality display can be realized.
  • a light-receiving device can be provided in a pixel, and a display device having a high-definition imaging function and a sensing function such as a touch sensor or a near-touch sensor can be realized.
  • by providing mask layers over the EL layer and the light-receiving layer damage to the EL layer and the light-receiving layer during the manufacturing process of the display device can be reduced, and the reliability of the light-emitting device and the light-receiving device can be improved.
  • the gap can be narrowed to 500 nm or less, 200 nm or less, 100 nm or less, or even 50 nm or less.
  • the area of the light-emitting region hereinafter also referred to as the light-emitting area
  • the light-receiving area occupied by the pixel can be increased, and the aperture ratio can be brought close to 100%.
  • the aperture ratio can be 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or even 90% or more, and less than 100%.
  • the patterns of the EL layer and the light-receiving layer themselves can also be made much smaller than when a metal mask is used.
  • a metal mask is used to separate the EL layer and the light-receiving layer
  • the thickness varies between the center and the edge of the pattern. area becomes smaller.
  • the pattern is formed by processing a film formed to have a uniform thickness, the thickness can be made uniform within the pattern, and even if the pattern is fine, almost the entire area of the pattern can emit light. It can be used as a region or light receiving region. Therefore, a display device having both high definition and high aperture ratio can be manufactured.
  • FIGS. 20A and 20B A display device of one embodiment of the present invention is shown in FIGS. 20A and 20B.
  • FIG. 20A is a top view of the display device 100.
  • the display device 100 has a display section in which a plurality of pixels 110 are arranged in a matrix, and a connection section 140 outside the display section.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIG. 20A.
  • a pixel 110 shown in FIG. 20A is composed of four sub-pixels, sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, sub-pixel 110c, and sub-pixel 110d.
  • Sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110c have light-emitting devices that emit light in different wavelength ranges.
  • the light emitting device the light emitting device described above can be used.
  • Sub-pixels 110a, 110b, and 110c include three sub-pixels of red (R), green (G), and blue (B), yellow (Y), cyan (C), and magenta (M). ), and the like.
  • Sub-pixel 110d has a light receiving device. The light receiving device described above can be used as the light receiving device.
  • FIG. 20A shows an example in which sub-pixels are arranged side by side in the X direction, and sub-pixels of the same type are arranged side by side in the Y direction. Note that sub-pixels of different types may be arranged side by side in the Y direction, and sub-pixels of the same type may be arranged side by side in the X direction.
  • FIG. 20A shows an example in which the connecting portion 140 is positioned below the display portion when viewed from the top, it is not particularly limited.
  • the connecting portion 140 may be provided at least one of the upper side, the right side, the left side, and the lower side of the display portion when viewed from above, and may be provided so as to surround the four sides of the display portion.
  • the number of connection parts 140 may be singular or plural.
  • FIG. 20B shows a cross-sectional view between dashed line X1-X2 in FIG. 20A.
  • the display device 100 includes a light-emitting device 130a, a light-emitting device 130b, a light-emitting device 130c, and a light-receiving device 130d on a layer 101 including transistors. Furthermore, a protective layer 131 and a protective layer 132 are provided to cover these light emitting device and light receiving device. A substrate 120 is bonded onto the protective layer 132 with a resin layer 122 . Also, an insulating layer 125 and an insulating layer 127 on the insulating layer 125 are provided in a region between the adjacent light emitting device and light receiving device.
  • a display device of one embodiment of the present invention is a top emission type in which light is emitted in a direction opposite to a substrate over which a light-emitting device is formed, and light is emitted toward a substrate over which a light-emitting device is formed.
  • a bottom emission type bottom emission type
  • a double emission type dual emission type in which light is emitted from both sides may be used.
  • the layer 101 including transistors for example, a stacked structure in which a plurality of transistors are provided on a substrate and an insulating layer is provided to cover these transistors can be applied.
  • the layer 101 containing transistors may have recesses between adjacent light emitting devices.
  • recesses may be provided in the insulating layer located on the outermost surface of the layer 101 including the transistor.
  • the light emitting device 130a, the light emitting device 130b, and the light emitting device 130c each emit light in different wavelength ranges.
  • Light-emitting device 130a, light-emitting device 130b, and light-emitting device 130c are preferably a combination that emits three colors of red (R), green (G), and blue (B), for example.
  • the light-emitting device 130a includes a pixel electrode 111a on the layer 101 including a transistor, an island-shaped EL layer 113a on the pixel electrode 111a, a common layer 114 on the island-shaped EL layer 113a, and a common electrode on the common layer 114. 115 and .
  • the light-emitting device 130b includes a pixel electrode 111b on the layer 101 including a transistor, an island-shaped EL layer 113b on the pixel electrode 111b, a common layer 114 on the island-shaped EL layer 113b, and a common electrode on the common layer 114. 115 and .
  • the light-emitting device 130c includes a pixel electrode 111c on the layer 101 including a transistor, an island-shaped EL layer 113c on the pixel electrode 111c, a common layer 114 on the island-shaped EL layer 113c, and a common electrode on the common layer 114. 115 and .
  • the light-receiving device 130d includes a pixel electrode 111d on the layer 101 including a transistor, an island-shaped light-receiving layer 113d on the pixel electrode 111d, a common layer 114 on the island-shaped light-receiving layer 113d, and a common electrode on the common layer 114. 115 and .
  • the light-emitting device and light-receiving device of each color share the same film as a common electrode.
  • the common electrode is electrically connected to the conductive layer provided on the connecting portion 140 . As a result, the same potential is supplied to the common electrodes of the light-emitting devices and light-receiving devices of each color.
  • a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like can be appropriately used as the pair of electrodes (pixel electrode and common electrode) of the light emitting device and the light receiving device.
  • indium tin oxide also referred to as In—Sn oxide, ITO
  • In—Si—Sn oxide also referred to as ITSO
  • indium zinc oxide In—Zn oxide
  • In—W— Zn oxides aluminum-containing alloys (aluminum alloys) such as alloys of aluminum, nickel, and lanthanum (Al-Ni-La)
  • Al-Ni-La aluminum-containing alloys
  • Al-Ni-La alloys of silver, palladium and copper
  • APC alloys of silver, palladium and copper
  • elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table of elements not exemplified above e.g., lithium (Li), cesium (Cs), calcium (Ca), strontium (Sr)), europium (Eu), ytterbium
  • Yb rare earth metal
  • an alloy containing an appropriate combination thereof, graphene, or the like can be used.
  • a micro optical resonator (microcavity) structure is preferably applied to the light emitting device. Therefore, one of the pair of electrodes of the light-emitting device preferably has an electrode (semi-transmissive/semi-reflective electrode) that is transparent and reflective to visible light, and the other is an electrode that is reflective to visible light ( reflective electrode). Since the light-emitting device has a microcavity structure, the light emitted from the light-emitting layer can be resonated between both electrodes, and the light emitted from the light-emitting device can be enhanced.
  • the semi-transmissive/semi-reflective electrode can have a laminated structure of an electrode that reflects visible light and an electrode that transmits visible light (also referred to as a transparent electrode).
  • the light transmittance of the transparent electrode is set to 40% or more.
  • an electrode having a visible light transmittance of 40% or more is preferably used for a light-emitting device.
  • the visible light reflectance of the semi-transmissive/semi-reflective electrode is 10% or more and 95% or less, preferably 30% or more and 80% or less.
  • the visible light reflectance of the reflective electrode is 40% or more and 100% or less, preferably 70% or more and 100% or less.
  • the resistivity of these electrodes is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm or less.
  • the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d are each provided in an island shape.
  • Each of the EL layer 113a, the EL layer 113b, and the EL layer 113c has a light-emitting layer.
  • Each of the EL layer 113a, the EL layer 113b, and the EL layer 113c preferably has a light-emitting layer that emits light in different wavelength regions.
  • the light receiving layer 113d has an active layer.
  • a light-emitting layer is a layer containing a light-emitting substance.
  • the emissive layer can have one or more emissive materials.
  • As the light-emitting substance a substance exhibiting emission colors such as blue, purple, violet, green, yellow-green, yellow, orange, and red is used as appropriate.
  • a substance that emits infrared light can also be used as the light-emitting substance.
  • Examples of light-emitting substances include fluorescent materials, phosphorescent materials, TADF materials, and quantum dot materials.
  • fluorescent materials include pyrene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, carbazole derivatives, dibenzothiophene derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, quinoxaline derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, phenanthrene derivatives, and naphthalene derivatives. be done.
  • Examples of phosphorescent materials include organometallic complexes (especially iridium complexes) having a 4H-triazole skeleton, 1H-triazole skeleton, imidazole skeleton, pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, or pyridine skeleton, and phenylpyridine derivatives having an electron-withdrawing group.
  • organometallic complexes especially iridium complexes
  • platinum complexes, rare earth metal complexes, etc. which are used as ligands, can be mentioned.
  • the light-emitting layer may contain one or more organic compounds (host material, assist material, etc.) in addition to the light-emitting substance (guest material).
  • One or both of a hole-transporting material and an electron-transporting material can be used as the one or more organic compounds.
  • Bipolar materials or TADF materials may also be used as one or more organic compounds.
  • the light-emitting layer preferably includes, for example, a phosphorescent material and a combination of a hole-transporting material and an electron-transporting material that easily form an exciplex.
  • ExTET Exciplex-Triplet Energy Transfer
  • a combination that forms an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the absorption band on the lowest energy side of the light-emitting substance energy transfer becomes smooth and light emission can be efficiently obtained. With this configuration, high efficiency, low-voltage driving, and long life of the light-emitting device can be realized at the same time.
  • the HOMO level (highest occupied orbital level) of the hole-transporting material is higher than the HOMO level of the electron-transporting material.
  • the LUMO level (lowest unoccupied molecular orbital level) of the hole-transporting material is equal to or higher than the LUMO level of the electron-transporting material.
  • the LUMO and HOMO levels of a material can be derived from the material's electrochemical properties (reduction and oxidation potentials) measured by cyclic voltammetry (CV) measurements.
  • Formation of the exciplex is performed by comparing, for example, the emission spectrum of the hole-transporting material, the emission spectrum of the electron-transporting material, and the emission spectrum of a mixed film in which these materials are mixed, and the emission spectrum of the mixed film is the emission spectrum of each material. It can be confirmed by observing a phenomenon that the spectrum shifts to a longer wavelength (or has a new peak on the longer wavelength side).
  • the transient photoluminescence (PL) of the hole-transporting material, the transient PL of the electron-transporting material, and the transient PL of the mixed film in which these materials are mixed are compared, and the transient PL lifetime of the mixed film is the transient PL of each material.
  • the transient PL described above may be read as transient electroluminescence (EL). That is, by comparing the transient EL of a hole-transporting material, the transient EL of a material having an electron-transporting property, and the transient EL of a mixed film thereof, and observing the difference in transient response, the formation of an exciplex can also be confirmed. can do.
  • EL transient electroluminescence
  • the EL layer 113a, the EL layer 113b, and the EL layer 113c are layers other than the light-emitting layer, which include a substance with a high hole-injection property, a substance with a high hole-transport property, a hole-blocking material, a substance with a high electron-transport property, and a substance with a high electron-transport property.
  • a layer containing a highly electron-injecting substance, an electron-blocking material, a bipolar substance (a substance with high electron-transporting and hole-transporting properties), or the like may be further included.
  • Both low-molecular-weight compounds and high-molecular-weight compounds can be used in the light-emitting device, and inorganic compounds may be included.
  • Each of the layers constituting the light-emitting device can be formed by a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.
  • each of the EL layer 113a, the EL layer 113b, and the EL layer 113c is one of a hole-injection layer, a hole-transport layer, a hole-blocking layer, an electron-blocking layer, an electron-transporting layer, and an electron-injecting layer. You may have more than
  • a hole-injection layer a hole-transport layer, a hole-blocking layer, an electron-blocking layer, an electron-transporting layer, and an electron-injecting layer are used as the layer formed in common for each color.
  • a carrier injection layer hole injection layer or electron injection layer
  • all layers of the EL layer may be formed separately for each color. In other words, the EL layer does not have to have a layer that is commonly formed for each color.
  • Each of the EL layer 113a, the EL layer 113b, and the EL layer 113c preferably has a light emitting layer and a carrier transport layer on the light emitting layer. As a result, exposure of the light-emitting layer to the outermost surface can be suppressed during the manufacturing process of the display device 100, and damage to the light-emitting layer can be reduced. This can improve the reliability of the light emitting device.
  • the hole-injecting layer is a layer that injects holes from the anode into the hole-transporting layer, and contains a material with high hole-injecting properties.
  • highly hole-injecting materials include aromatic amine compounds and composite materials containing a hole-transporting material and an acceptor material (electron-accepting material).
  • the hole-transporting layer is a layer that transports holes injected from the anode to the light-emitting layer by means of the hole-injecting layer.
  • a hole-transporting layer is a layer containing a hole-transporting material.
  • the hole-transporting material a substance having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that substances other than these can be used as long as they have a higher hole-transport property than electron-transport property.
  • hole-transporting materials include ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds (e.g., carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.), aromatic amines (compounds having an aromatic amine skeleton), and other highly hole-transporting materials. is preferred.
  • ⁇ -electron-rich heteroaromatic compounds e.g., carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, etc.
  • aromatic amines compounds having an aromatic amine skeleton
  • other highly hole-transporting materials is preferred.
  • the electron-transporting layer is a layer that transports electrons injected from the cathode to the light-emitting layer by the electron-injecting layer.
  • the electron-transporting layer is a layer containing an electron-transporting material.
  • an electron-transporting material a substance having an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that substances other than these substances can be used as long as they have a higher electron-transport property than hole-transport property.
  • electron-transporting materials include metal complexes having a quinoline skeleton, metal complexes having a benzoquinoline skeleton, metal complexes having an oxazole skeleton, metal complexes having a thiazole skeleton, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, ⁇ electron deficient including oxazole derivatives, thiazole derivatives, phenanthroline derivatives, quinoline derivatives with quinoline ligands, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives, and other nitrogen-containing heteroaromatic compounds
  • a material having a high electron transport property such as a type heteroaromatic compound can be used.
  • the electron injection layer is a layer that injects electrons from the cathode to the electron transport layer, and is a layer that contains a material with high electron injection properties.
  • Alkali metals, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used as materials with high electron injection properties.
  • a composite material containing an electron-transporting material and a donor material (electron-donating material) can also be used as a material with high electron-injecting properties.
  • the electron injection layer examples include lithium, cesium, ytterbium, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF x , X is an arbitrary number), and 8-(quinolinolato)lithium (abbreviation: Liq), 2-(2-pyridyl)phenoratritium (abbreviation: LiPP), 2-(2-pyridyl)-3-pyridinolatritium (abbreviation: LiPPy), 4-phenyl-2-(2-pyridyl)pheno Alkali metals such as latolithium (abbreviation: LiPPP), lithium oxide (LiO x ), cesium carbonate, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used.
  • the electron injection layer may have a laminated structure of two or more layers. As the laminated structure, for example, lithium fluoride can be used for the first layer and ytterbium can be used for the second layer.
  • an electron-transporting material may be used as the electron injection layer.
  • a compound having a lone pair of electrons and an electron-deficient heteroaromatic ring can be used as the electron-transporting material.
  • a compound having at least one of a pyridine ring, diazine ring (pyrimidine ring, pyrazine ring, pyridazine ring), and triazine ring can be used.
  • the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of the organic compound having an unshared electron pair is preferably -3.6 eV or more and -2.3 eV or less.
  • CV cyclic voltammetry
  • photoelectron spectroscopy optical absorption spectroscopy
  • inverse photoelectron spectroscopy etc. are used to determine the highest occupied molecular orbital (HOMO) level and LUMO level of an organic compound. can be estimated.
  • BPhen 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • NBPhen 2,9-di(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • HATNA diquinoxalino ⁇ 2,3-a:2′,3′-c>phenazine
  • TmPPPyTz 5-triazine
  • NBPhen has a higher glass transition temperature (Tg) than BPhen and has excellent heat resistance.
  • an intermediate layer is provided between the two light emitting units.
  • the intermediate layer has a function of injecting electrons into one of the two light-emitting units and holes into the other when a voltage is applied between the pair of electrodes.
  • a material that can be applied to an electron injection layer such as lithium
  • a material applicable to the hole injection layer can be preferably used.
  • a layer containing a hole-transporting material and an acceptor material can be used for the intermediate layer.
  • a layer containing an electron-transporting material and a donor material can be used for the intermediate layer.
  • the active layer contains a semiconductor.
  • the semiconductor include inorganic semiconductors such as silicon and organic semiconductors including organic compounds.
  • an organic semiconductor is used as the semiconductor included in the active layer.
  • the light-emitting layer and the active layer can be formed by the same method (for example, a vacuum deposition method), and a manufacturing apparatus can be shared, which is preferable.
  • Electron-accepting organic semiconductor materials such as fullerenes (eg, C 60 , C 70 , etc.) and fullerene derivatives can be used as n-type semiconductor materials for the active layer.
  • Fullerenes have a soccer ball-like shape, which is energetically stable.
  • Fullerene has both deep (low) HOMO and LUMO levels. Since fullerene has a deep LUMO level, it has an extremely high electron-accepting property (acceptor property). Normally, as in benzene, if the ⁇ -electron conjugation (resonance) spreads in the plane, the electron-donating property (donor property) increases. and the electron acceptability becomes higher.
  • a high electron-accepting property is useful as a light-receiving device because charge separation occurs quickly and efficiently.
  • Both C 60 and C 70 have broad absorption bands in the visible light region, and C 70 is particularly preferable because it has a larger ⁇ -electron conjugated system than C 60 and has a wide absorption band in the long wavelength region.
  • [6,6]-Phenyl-C71-butylic acid methyl ester (abbreviation: PC70BM), [6,6]-Phenyl-C61-butylic acid methyl ester (abbreviation: PC60BM), 1′, 1′′,4′,4′′-Tetrahydro-di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2′,3′,56,60:2′′,3′′][5,6]fullerene- C60 (abbreviation: ICBA) etc. are mentioned.
  • n-type semiconductor materials include perylenetetracarboxylic acid derivatives such as N,N′-dimethyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid diimide (abbreviation: Me-PTCDI), and 2 ,2′-(5,5′-(thieno[3,2-b]thiophene-2,5-diyl)bis(thiophene-5,2-diyl))bis(methan-1-yl-1-ylidene) Dimalononitrile (abbreviation: FT2TDMN) can be mentioned.
  • Me-PTCDI N,N′-dimethyl-3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid diimide
  • FT2TDMN 2 ,2′-(5,5′-(thieno[3,2-b]thiophene-2,5-diyl)bis(thiophene-5,2-diyl))bis(methan-1-yl-1-ylid
  • n-type semiconductor materials include metal complexes having a quinoline skeleton, metal complexes having a benzoquinoline skeleton, metal complexes having an oxazole skeleton, metal complexes having a thiazole skeleton, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, oxazole derivatives, Thiazole derivatives, phenanthroline derivatives, quinoline derivatives, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives, naphthalene derivatives, anthracene derivatives, coumarin derivatives, rhodamine derivatives, triazine derivatives, quinone derivatives, etc. .
  • Materials for the p-type semiconductor of the active layer include copper (II) phthalocyanine (CuPc), tetraphenyldibenzoperiflanthene (DBP), zinc phthalocyanine (ZnPc), and tin phthalocyanine.
  • electron-donating organic semiconductor materials such as (SnPc), quinacridone, and rubrene.
  • Examples of p-type semiconductor materials include carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, and compounds having an aromatic amine skeleton.
  • materials for p-type semiconductors include naphthalene derivatives, anthracene derivatives, pyrene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, pyrrole derivatives, benzofuran derivatives, benzothiophene derivatives, indole derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, indolocarbazole derivatives, porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, quinacridone derivatives, polyphenylenevinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, polythiophene derivatives and the like.
  • the HOMO level of the electron-donating organic semiconductor material is preferably shallower (higher) than the HOMO level of the electron-accepting organic semiconductor material.
  • the LUMO level of the electron-donating organic semiconductor material is preferably shallower (higher) than the LUMO level of the electron-accepting organic semiconductor material.
  • a spherical fullerene as the electron-accepting organic semiconductor material, and use an organic semiconductor material with a shape close to a plane as the electron-donating organic semiconductor material. Molecules with similar shapes tend to gather together, and when molecules of the same type aggregate, the energy levels of the molecular orbitals are close to each other, so the carrier transportability can be enhanced.
  • the active layer is preferably formed by co-depositing an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.
  • the active layer may be formed by laminating an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.
  • Both low-molecular-weight compounds and high-molecular-weight compounds can be used for the light-emitting device and the light-receiving device, and inorganic compounds may be included.
  • the layers constituting the light-emitting device and the light-receiving device can be formed by vapor deposition (including vacuum vapor deposition), transfer, printing, inkjet, coating, and the like.
  • hole-transporting materials include polymer compounds such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonic acid) (PEDOT/PSS), molybdenum oxide, and copper iodide (CuI).
  • Inorganic compounds such as can be used.
  • an inorganic compound such as zinc oxide (ZnO) can be used as the electron-transporting material.
  • PBDB-T polymer compound such as a PBDB-T derivative
  • a method of dispersing an acceptor material in PBDB-T or a PBDB-T derivative can be used.
  • a third material may be mixed in addition to the n-type semiconductor material and the p-type semiconductor material.
  • the third material may be a low-molecular compound or a high-molecular compound.
  • the common layer 114 (or the common electrode 115) is any one of the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, the pixel electrode 111c, the pixel electrode 111d, the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light receiving layer 113d.
  • Contact with the side surface can be suppressed, and short-circuiting of the light-emitting device and the light-receiving device can be suppressed.
  • the insulating layer 125 preferably covers at least side surfaces of the pixel electrodes 111a, 111b, 111c, and 111d. Furthermore, the insulating layer 125 preferably covers side surfaces of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d. The insulating layer 125 can be in contact with side surfaces of the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, the pixel electrode 111c, the pixel electrode 111d, the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d.
  • the insulating layer 127 is provided on the insulating layer 125 so as to fill the recesses formed in the insulating layer 125 .
  • the insulating layer 127 overlaps side surfaces of the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, the pixel electrode 111c, the pixel electrode 111d, the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d with the insulating layer 125 interposed therebetween. can be configured.
  • one of the insulating layer 125 and the insulating layer 127 may not be provided.
  • the insulating layer 127 can be in contact with side surfaces of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d.
  • the insulating layer 127 can be provided over the layer 101 so as to fill a gap between the EL layer of the light-emitting device and the light-receiving layer of the light-receiving device.
  • the common layer 114 and the common electrode 115 are provided on the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, the light receiving layer 113d, the insulating layer 125, and the insulating layer 127.
  • a step is generated between the region where the pixel electrode is provided and the region where the pixel electrode is not provided (the region between the light emitting device and the light receiving device). Since the display device of one embodiment of the present invention includes the insulating layer 125 and the insulating layer 127 , the steps can be flattened, and coverage with the common layer 114 and the common electrode 115 can be improved. Therefore, it is possible to suppress a connection failure due to step disconnection of the common electrode 115 . Alternatively, it is possible to prevent the common electrode 115 from being locally thinned due to the steps and increasing the electrical resistance.
  • the top surfaces of the insulating layer 125 and the insulating layer 127 are set at different heights, respectively. It preferably matches or approximately matches the height of at least one top surface of layer 113d.
  • the upper surface of the insulating layer 127 preferably has a flat shape, and may have a convex portion or a concave portion.
  • the insulating layer 125 has regions in contact with side surfaces of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d, and functions as a protective insulating layer for the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d. do.
  • impurities oxygen, moisture, or the like
  • the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d in a cross-sectional view When the width (thickness) of the insulating layer 125 in the region in contact with the side surface of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d in a cross-sectional view is large, the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d are large. The gap between the layers 113d may become large, resulting in a low aperture ratio.
  • the width (thickness) of the insulating layer 125 is small, the effect of suppressing the entry of impurities into the interior from the side surfaces of the EL layers 113a, 113b, 113c, and the light-receiving layer 113d is reduced.
  • the width (thickness) of the insulating layer 125 in the region in contact with the side surface of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d is preferably 3 nm or more and 200 nm or less, more preferably 3 nm or more and 150 nm or less. It is preferably 5 nm or more and 150 nm or less, more preferably 5 nm or more and 100 nm or less, further preferably 10 nm or more and 100 nm or less, further preferably 10 nm or more and 50 nm or less.
  • the insulating layer 125 can have an inorganic material.
  • an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, or a nitride oxide insulating film can be used, for example.
  • the insulating layer 125 may have a single-layer structure or a laminated structure.
  • the insulating layer 125 may be formed by a sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method, a pulsed laser deposition (PLD) method, an atomic layer deposition (ALD) method, or the like. can be done.
  • the insulating layer 125 is preferably formed by an ALD method with good coverage.
  • the ALD method can be preferably used because it causes less film formation damage on the formation surface.
  • oxide insulating film a silicon oxide film, an aluminum oxide film, a magnesium oxide film, an indium gallium zinc oxide film, a gallium oxide film, a germanium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a lanthanum oxide film, a neodymium oxide film, and a hafnium oxide. films, tantalum oxide films, and the like.
  • the nitride insulating film include a silicon nitride film and an aluminum nitride film.
  • oxynitride insulating film a silicon oxynitride film, an aluminum oxynitride film, or the like can be given.
  • nitride oxide insulating film a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride oxide film, or the like can be given.
  • aluminum oxide is preferable because it has a high etching selectivity with respect to the EL layer and has a function of protecting the EL layer during formation of the insulating layer 127 described later.
  • an inorganic insulating film such as an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a silicon oxide film formed by an ALD method to the insulating layer 125, the insulating layer 125 with few pinholes and an excellent function of protecting the EL layer can be obtained. can be formed.
  • oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen
  • nitride oxide refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen. point to the material.
  • silicon oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen
  • silicon nitride oxide refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen. indicates
  • the insulating layer 127 provided on the insulating layer 125 has the function of flattening the recesses of the insulating layer 125 formed between adjacent light emitting devices. In other words, the presence of the insulating layer 127 has the effect of improving the flatness of the surface on which the common electrode 115 is formed.
  • an insulating layer containing an organic material can be preferably used.
  • acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, imide resin, polyamide resin, polyimideamide resin, silicone resin, siloxane resin, benzocyclobutene-based resin, phenolic resin, and precursors of these resins are applied. can do.
  • an organic material such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin may be used for the insulating layer 127 .
  • a photosensitive resin can be used as the insulating layer 127 .
  • a photoresist may be used as the photosensitive resin.
  • a positive material or a negative material can be used for the photosensitive resin.
  • the difference between the height of the upper surface of the insulating layer 127 and the height of the upper surface of any one of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d is, for example, 0.5 times or less the thickness of the insulating layer 127. is preferable, and 0.3 times or less is more preferable. Further, for example, the insulating layer 127 may be provided so that the top surface of any one of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d is higher than the top surface of the insulating layer 127.
  • the upper surface of the insulating layer 127 is higher than the upper surface of the light-emitting layers of the EL layers 113a, 113b, and 113c and higher than the upper surface of the active layer of the light-receiving layer 113d.
  • An insulating layer 127 may be provided.
  • a protective layer 131 and a protective layer 132 on the light emitting device 130a, the light emitting device 130b, the light emitting device 130c, and the light receiving device 130d.
  • the conductivity of the protective layers 131 and 132 does not matter. At least one of an insulating film, a semiconductor film, and a conductive film can be used for the protective layers 131 and 132 .
  • the protective layers 131 and 132 have inorganic films, the common electrode 115 is prevented from being oxidized. The deterioration of the light-emitting device and the light-receiving device can be suppressed, and the reliability of the display device can be improved.
  • inorganic insulating films such as oxide insulating films, nitride insulating films, oxynitride insulating films, and oxynitride insulating films can be used.
  • oxide insulating film include a silicon oxide film, an aluminum oxide film, a gallium oxide film, a germanium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a lanthanum oxide film, a neodymium oxide film, a hafnium oxide film, a tantalum oxide film, and the like.
  • the nitride insulating film include a silicon nitride film and an aluminum nitride film.
  • a silicon oxynitride film, an aluminum oxynitride film, or the like can be given.
  • nitride oxide insulating film a silicon nitride oxide film, an aluminum nitride oxide film, or the like can be given.
  • Each of the protective layers 131 and 132 preferably has a nitride insulating film or a nitride oxide insulating film, and more preferably has a nitride insulating film.
  • In—Sn oxide also referred to as ITO
  • In—Zn oxide Ga—Zn oxide, Al—Zn oxide, or indium gallium zinc oxide (In—Ga -Zn oxide, also referred to as IGZO) or the like
  • the inorganic film preferably has a high resistance, and specifically, preferably has a higher resistance than the common electrode 115 .
  • the inorganic film may further contain nitrogen.
  • the protective layers 131 and 132 are likely to have high visible light transmittance.
  • the protective layers 131 and 132 are likely to have high visible light transmittance.
  • ITO, IGZO, and aluminum oxide are preferable because they are inorganic materials with high transparency to visible light.
  • the protective layers 131 and 132 have, for example, a stacked structure of an aluminum oxide film and a silicon nitride film over the aluminum oxide film, or a stacked structure of an aluminum oxide film and an IGZO film over the aluminum oxide film.
  • a structure or the like can be used. By using the stacked structure, impurities (such as water and oxygen) entering the EL layer can be suppressed.
  • the protective layer 131 and the protective layer 132 may have an organic film.
  • the protective layer 132 may have both organic and inorganic films.
  • the protective layer 131 and the protective layer 132 may be formed using different film formation methods.
  • the protective layer 131 may be formed using an ALD method
  • the protective layer 132 may be formed using a sputtering method.
  • each of the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, the pixel electrode 111c, and the pixel electrode 111d is not covered with an insulating layer. Therefore, the distance between adjacent light-emitting devices and light-receiving devices can be made very narrow. Therefore, a high-definition or high-resolution display device can be obtained.
  • a device manufactured using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MM (metal mask) structure.
  • a device manufactured without using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
  • SBS Side By Side
  • the material and structure can be optimized for each light-emitting device, so the degree of freedom in selecting the material and structure increases, and it becomes easy to improve luminance and reliability.
  • a light emitting device capable of emitting white light is sometimes called a white light emitting device.
  • a white light emitting device can be combined with a colored layer (for example, a color filter) to realize a full-color display device.
  • light-emitting devices can be broadly classified into single structures and tandem structures.
  • a single-structure device preferably has one light-emitting unit between a pair of electrodes, and the light-emitting unit preferably includes one or more light-emitting layers.
  • the light-emitting unit preferably includes one or more light-emitting layers.
  • the luminescent color of the first luminescent layer and the luminescent color of the second luminescent layer have a complementary color relationship, it is possible to obtain a configuration in which the entire light emitting device emits white light.
  • a light-emitting device having three or more light-emitting layers it is possible to adopt a configuration in which white light is emitted by mixing the light-emitting colors of the respective light-emitting layers.
  • a tandem structure device preferably has two or more light-emitting units between a pair of electrodes, and each light-emitting unit preferably includes one or more light-emitting layers.
  • each light-emitting unit preferably includes one or more light-emitting layers.
  • a structure in which white light emission is obtained by combining light from the light emitting layers of a plurality of light emitting units may be employed. Note that the structure for obtaining white light emission is the same as the structure of the single structure.
  • the light emitting device with the SBS structure can consume less power than the white light emitting device. If it is desired to keep power consumption low, it is preferable to use a light-emitting device with an SBS structure.
  • the white light emitting device is preferable because the manufacturing process is simpler than that of the SBS structure light emitting device, so that the manufacturing cost can be lowered or the manufacturing yield can be increased.
  • the display device of this embodiment can reduce the distance between the light emitting devices.
  • the distance between light-emitting devices, the distance between EL layers, or the distance between pixel electrodes is less than 10 ⁇ m, 5 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, 500 nm or less, 200 nm or less, 100 nm or less, or 90 nm or less. , 70 nm or less, 50 nm or less, 30 nm or less, 20 nm or less, 15 nm or less, or 10 nm or less.
  • the distance between the side surface of the EL layer 113a and the side surface of the EL layer 113b or the distance between the side surface of the EL layer 113b and the side surface of the EL layer 113c is 1 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m (500 nm). ), more preferably 100 nm or less.
  • the display device of the present embodiment can reduce the distance between the light receiving devices.
  • the distance between light receiving devices, the distance between light receiving layers, or the distance between pixel electrodes is less than 10 ⁇ m, 5 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, 500 nm or less, 200 nm or less, 100 nm or less, or 90 nm or less. , 70 nm or less, 50 nm or less, 30 nm or less, 20 nm or less, 15 nm or less, or 10 nm or less.
  • the distance between the side surface of the light-receiving layer and the side surface of the adjacent light-receiving layer has a region of 1 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m (500 nm) or less, more preferably 100 nm or less. have.
  • the display device of this embodiment can reduce the distance between the light-emitting device and the light-receiving device. Specifically, the distance between the light-emitting device and the light-receiving device, the distance between the EL layer and the light-receiving layer, or the distance between the pixel electrodes is less than 20 ⁇ m, 10 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or less.
  • 500 nm or less 200 nm or less, 100 nm or less, 90 nm or less, 70 nm or less, 50 nm or less, 30 nm or less, 20 nm or less, 15 nm or less, or 10 nm or less.
  • the distance between the side surface of the EL layer 113a and the side surface of the light-receiving layer 113d, the distance between the side surface of the EL layer 113b and the side surface of the light-receiving layer 113d, or the distance between the side surface of the EL layer 113c and the side surface of the light-receiving layer 113d is It has a region of 1 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m (500 nm) or less, more preferably 100 nm or less.
  • a light shielding layer may be provided on the surface of the substrate 120 on the resin layer 122 side.
  • various optical members can be arranged outside the substrate 120 .
  • optical members include polarizing plates, retardation plates, light diffusion layers (diffusion films, etc.), antireflection layers, light collecting films, and the like.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust, a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use, a shock absorption layer, etc. are arranged on the outside of the substrate 120.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust
  • a water-repellent film that prevents adhesion of dirt
  • a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use
  • a shock absorption layer, etc. are arranged.
  • Glass, quartz, ceramic, sapphire, resin, metal, alloy, semiconductor, etc. can be used for the substrate 120 .
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side from which the light from the light-emitting device is extracted.
  • Using a flexible material for the substrate 120 can increase the flexibility of the display device.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 120 .
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, polyethersulfone (PES) resins, respectively.
  • resin polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) Resin, ABS resin, cellulose nanofiber, etc.
  • glass having a thickness that is flexible may be used.
  • a substrate having high optical isotropy has small birefringence (it can be said that the amount of birefringence is small).
  • the absolute value of the retardation (retardation) value of the substrate with high optical isotropy is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • Films with high optical isotropy include triacetylcellulose (TAC, also called cellulose triacetate) films, cycloolefin polymer (COP) films, cycloolefin copolymer (COC) films, and acrylic resin films.
  • TAC triacetylcellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • the film When a film is used as a substrate, the film may absorb water, which may cause the display panel to wrinkle and change its shape. Therefore, it is preferable to use a film having a low water absorption rate as the substrate. For example, it is preferable to use a film with a water absorption of 1% or less, more preferably 0.1% or less, and even more preferably 0.01% or less.
  • various curable adhesives such as photocurable adhesives such as ultraviolet curable adhesives, reaction curable adhesives, thermosetting adhesives, and anaerobic adhesives can be used.
  • These adhesives include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, polyimide resins, imide resins, PVC (polyvinyl chloride) resins, PVB (polyvinyl butyral) resins, EVA (ethylene vinyl acetate) resins, and the like.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet or the like may be used.
  • materials that can be used for conductive layers such as various wirings and electrodes constituting display devices include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, Examples include metals such as tantalum and tungsten, and alloys containing these metals as main components. A film containing these materials can be used as a single layer or as a laminated structure.
  • Conductive oxides such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, gallium-containing zinc oxide, or graphene can be used as the conductive material having translucency.
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, and titanium, or alloy materials containing such metal materials can be used.
  • a nitride of the metal material eg, titanium nitride
  • it is preferably thin enough to have translucency.
  • a stacked film of any of the above materials can be used as the conductive layer.
  • a laminated film of a silver-magnesium alloy and indium tin oxide because the conductivity can be increased.
  • conductive layers such as various wirings and electrodes that constitute a display device, and conductive layers (conductive layers functioning as pixel electrodes or common electrodes) of light-emitting devices.
  • Examples of insulating materials that can be used for each insulating layer include resins such as acrylic resins and epoxy resins, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, and aluminum oxide.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have an OS transistor and a light-emitting device with an MML (metal maskless) structure.
  • MML metal maskless
  • leakage current that can flow through the transistor and leakage current that can flow between adjacent light-emitting devices also referred to as lateral leakage current, side leakage current, or the like
  • an observer can observe any one or more of image sharpness, image sharpness, and high contrast ratio.
  • a structure in which leakage current that can flow in a transistor and lateral leakage current between light-emitting devices are extremely low enables display with extremely low light leakage during black display (also referred to as pure black display). .
  • the arrangement of sub-pixels includes, for example, a stripe arrangement, an S-stripe arrangement, a matrix arrangement, a delta arrangement, a Bayer arrangement, and a pentile arrangement.
  • top surface shapes of sub-pixels include triangles, quadrilaterals (including rectangles and squares), polygons such as pentagons, shapes with rounded corners of these polygons, ellipses, and circles.
  • the top surface shape of the sub-pixel corresponds to the top surface shape of the light emitting region of the light emitting device or the light receiving region of the light receiving device.
  • a stripe arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIGS. 21A to 21C.
  • a display portion of a display device of one embodiment of the present invention includes a plurality of pixels arranged in a matrix in row and column directions.
  • a display portion to which the pixel layouts shown in FIGS. 21A to 21C are applied has a first array in which sub-pixels 110a, 110b, 110c, and 110d are repeatedly arranged in this order in the row direction. Furthermore, the first array is repeatedly arranged in the column direction.
  • the display portion includes a second array in which sub-pixels 110a are repeatedly arranged in the column direction, a third array in which sub-pixels 110b are repeatedly arranged in the column direction, and a sub-pixel 110c is repeatedly arranged in the column direction. It has a fourth array and a fifth array in which the sub-pixels 110d are repeatedly arranged in the column direction. Furthermore, the second array, the third array, the fourth array, and the fifth array are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • the horizontal direction of the drawing is the row direction and the vertical direction is the column direction in order to explain the layout of pixels in an easy-to-understand manner; however, the row direction and the column direction can be interchanged. . Therefore, in this specification and the like, one of the row direction and the column direction may be referred to as the first direction, and the other of the row direction and the column direction may be referred to as the second direction.
  • the second direction is orthogonal to the first direction. Note that when the top surface shape of the display section is rectangular, the first direction and the second direction may not be parallel to the straight line portion of the outline of the display section.
  • the shape of the upper surface of the display portion is not limited to a rectangle, and may be a polygon or a curved shape (circle, ellipse, etc.). can be the direction of
  • the order of sub-pixels is shown from the left of the drawing in order to explain the layout of pixels in an easy-to-understand manner, but the order is not limited to this, and can be changed to the order from the right.
  • the order of sub-pixels is shown from the top of the drawing, it is not limited to this, and can be switched to the order from the bottom.
  • “repeatedly arranged” means that the minimum unit of order of sub-pixels is arranged twice or more.
  • FIG. 21A is an example in which each sub-pixel has a rectangular top surface shape
  • FIG. 21B is an example in which each sub-pixel has a top surface shape connecting two semicircles and a rectangle
  • FIG. This is an example where the sub-pixel has an elliptical top surface shape.
  • the top surface shape of the sub-pixel may be a polygonal shape with rounded corners, an elliptical shape, a circular shape, or the like.
  • the EL layer or the light-receiving layer is processed into an island shape using a resist mask.
  • the resist film formed on the EL layer or light-receiving layer needs to be cured at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the EL layer or light-receiving layer. Therefore, curing of the resist film may be insufficient depending on the heat resistance temperature of the material of the EL layer, the heat resistance temperature of the light receiving layer material, and the curing temperature of the resist material.
  • a resist film that is insufficiently hardened may take a shape away from the desired shape during processing.
  • the top surface shape of the EL layer and light-receiving layer may be a polygonal shape with rounded corners, an elliptical shape, a circular shape, or the like.
  • a resist mask having a square top surface is formed, a resist mask having a circular top surface may be formed, and the top surfaces of the EL layer and the light-receiving layer may be circular.
  • a technique (Optical Proximity Correction) of correcting the mask pattern in advance so that the design pattern and the transfer pattern match. technology) may be used.
  • OPC Optical Proximity Correction
  • a pattern for correction is added to a corner portion of a figure on a mask pattern.
  • a matrix arrangement is applied to the pixels 110 shown in FIGS. 21D to 21F.
  • the display portion of the display device to which the pixel layouts shown in FIGS. and a second array in which the sub-pixels 110d are alternately and repeatedly arranged. Further, the first array and the second array are repeatedly arranged in this order in the column direction.
  • the display portion includes a third array in which the sub-pixels 110a and 110c are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and a fourth array in which the sub-pixels 110b and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction. , has Furthermore, the third array and the fourth array are alternately and repeatedly arranged in the row direction.
  • FIG. 21D is an example in which each sub-pixel has a square top surface shape
  • FIG. 21E is an example in which each sub-pixel has a substantially square top surface shape with rounded corners
  • FIG. which have a circular top shape.
  • FIG. 21G shows an example in which one pixel 110 is composed of 2 rows and 3 columns.
  • the pixel 110 has three sub-pixels (sub-pixels 110a, 110b, 110c) in the upper row (first row) and one sub-pixel (sub-pixel 110d) in the lower row (second row).
  • sub-pixel 110a in the left column (first column), sub-pixel 110b in the middle column (second column), and sub-pixel 110b in the right column (third column). It has pixels 110c and sub-pixels 110d over these three columns.
  • FIG. 21G shows a configuration in which sub-pixel 110d is larger than sub-pixels 110a-110c.
  • FIG. 21H shows a configuration in which sub-pixel 110b and sub-pixel 110c are larger than sub-pixel 110a, and sub-pixel 110a is larger than sub-pixel 110d.
  • Pixel 110 shown in FIG. 21H has two sub-pixels (sub-pixels 110a and 110d) in the left column (first column), has sub-pixel 110b in the center column (second column), and has sub-pixel 110b in the center column (second column). (third column) has a sub-pixel 110c.
  • a display unit of a display device to which the pixel layout shown in FIG. 21G is applied has a first array in which sub-pixels 110a, 110b, and 110c are repeatedly arranged in the row direction, and sub-pixels 110d in the row direction. and a second array in which is repeatedly arranged. Further, the first array and the second array are alternately and repeatedly arranged in the column direction.
  • the display portion includes a third array in which the sub-pixels 110a and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and a fourth array in which the sub-pixels 110b and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction. , and a fifth array in which the sub-pixels 110c and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction. Further, the third array, the fourth array, and the fifth array are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • a display unit of a display device to which the pixel layout shown in FIG. 21H is applied includes a first array in which sub-pixels 110a, 110b, and 110c are repeatedly arranged in the row direction, and sub-pixels 110d in the row direction. , and a second array in which the sub-pixels 110b and 110c are repeatedly arranged in this order. Further, the first array and the second array are alternately and repeatedly arranged in the column direction.
  • the display portion includes a third array in which the sub-pixels 110a and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction, a fourth array in which the sub-pixels 110b are repeatedly arranged in the column direction, and a third array in which the sub-pixels 110b are repeatedly arranged in the column direction. and a fifth array in which 110c is repeatedly arranged. Further, the third array, the fourth array, and the fifth array are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • FIG. 21I shows an example in which one pixel 110 is composed of 2 rows and 3 columns.
  • Pixel 110 has sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, sub-pixel 110c, and three sub-pixels 110d.
  • the pixel 110 has three sub-pixels (sub-pixels 110a, 110b, 110c) in the upper row (first row) and three sub-pixels (three sub-pixels 110d).
  • the pixel 110 has two sub-pixels (sub-pixels 110a and 110d) in the left column (first column) and two sub-pixels (sub-pixels 110b and 110b) in the center column (second column). 110d) and two sub-pixels (sub-pixels 110c, 110d) in the right column (third column).
  • a display unit of a display device to which the pixel layout shown in FIG. 21I is applied has a first array in which sub-pixels 110a, 110b, and 110c are repeatedly arranged in the row direction, and sub-pixels 110d in the row direction. and a second array in which is repeatedly arranged. Furthermore, the first array and the second array are alternately and repeatedly arranged in the column direction.
  • the display portion includes a third array in which the sub-pixels 110a and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and a fourth array in which the sub-pixels 110b and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction. , and a fifth array in which the sub-pixels 110c and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction. Furthermore, the third array, the fourth array, and the fifth array are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • a pixel 110 shown in FIGS. 21A to 21I is composed of four sub-pixels 110a, 110b, 110c and 110d.
  • the sub-pixels 110a, 110b, 110c, and 110d have light-emitting devices or light-receiving devices that emit light in different wavelength ranges.
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel (R) having a function of emitting red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel (G) having a function of emitting green light
  • the sub-pixel 110c can be a sub-pixel (B) having a function of emitting blue light
  • the sub-pixel 110d can be a sub-pixel (PS) having a light receiving function.
  • the sub-pixel (R), the sub-pixel (G), the sub-pixel (B), and the sub-pixel (PS) are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • the display section includes a second array in which sub-pixels (R) are repeatedly arranged in the column direction, a third array in which sub-pixels (G) are repeatedly arranged in the column direction, and a sub-pixel (B) array in the column direction. ) are repeatedly arranged, and a fifth array is arranged in which the sub-pixels (PS) are repeatedly arranged in the column direction. Furthermore, the second array, the third array, the fourth array, and the fifth array are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • a display unit of a display device to which the pixel layout shown in FIG. 22B is applied includes a first array in which sub-pixels (R) and sub-pixels (G) are alternately and repeatedly arranged in the row direction, and sub-pixels ( B) and a second array in which the sub-pixels (PS) are alternately and repeatedly arranged. Further, the first array and the second array are repeatedly arranged in this order in the column direction.
  • the display portion includes a third array in which subpixels (R) and subpixels (B) are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and a subpixel (G) and subpixel (PS) are alternately and repeatedly arranged in the column direction. and a fourth array arranged. Furthermore, the third array and the fourth array are alternately and repeatedly arranged in the row direction.
  • a display unit of a display device to which the pixel layout shown in FIG. 22C is applied includes a first array in which sub-pixels (R), sub-pixels (G), and sub-pixels (B) are repeatedly arranged in this order in the row direction; and a second array in which the sub-pixels (PS) are repeatedly arranged in the row direction. Further, the first array and the second array are alternately and repeatedly arranged in the column direction.
  • the display portion includes a third array in which subpixels (R) and subpixels (PS) are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and a third array in which subpixels (G) and subpixels (PS) are alternately and repeatedly arranged in the column direction. and a fifth array in which sub-pixels (B) and sub-pixels (PS) are alternately and repeatedly arranged in the column direction. Further, the third array, the fourth array, and the fifth array are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • a display unit of a display device to which the layout of pixels shown in FIG. and a second array in which sub-pixels (PS), sub-pixels (G), and sub-pixels (B) are repeatedly arranged in this order in the row direction. Further, the first array and the second array are alternately and repeatedly arranged in the column direction.
  • PS sub-pixels
  • G sub-pixels
  • B sub-pixels
  • the display section includes a third array in which the sub-pixels (R) and the sub-pixels (PS) are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and a fourth array in which the sub-pixels (G) are repeatedly arranged in the column direction. , and a fifth array in which the sub-pixels (B) are repeatedly arranged in the column direction. Further, the third array, the fourth array, and the fifth array are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • a display unit of a display device to which the pixel layout shown in FIG. and a second array in which the sub-pixels (PS) are repeatedly arranged in the row direction. Furthermore, the first array and the second array are alternately and repeatedly arranged in the column direction.
  • the display portion includes a third array in which subpixels (R) and subpixels (PS) are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and a third array in which subpixels (G) and subpixels (PS) are alternately and repeatedly arranged in the column direction. and a fifth array in which sub-pixels (B) and sub-pixels (PS) are alternately and repeatedly arranged in the column direction. Furthermore, the third array, the fourth array, and the fifth array are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • the light emitting areas of the sub-pixels (R), sub-pixels (G) and sub-pixels (B) having light emitting devices may be the same or different.
  • the light-emitting area of a sub-pixel having a light-emitting device can be determined according to the lifetime of the light-emitting device. It is preferred that the light-emitting area of a sub-pixel of a short-lived light-emitting device is larger than the light-emitting area of other sub-pixels.
  • FIG. 22D shows an example in which the light emitting areas of the sub-pixel (G) and the sub-pixel (B) are larger than the light emitting area of the sub-pixel (R).
  • This configuration can be suitably used when the life of the light emitting device that emits green light and the light emitting device that emits blue light is shorter than the life of the light emitting device that emits red light.
  • the current density applied to the light-emitting device that emits green light and the light-emitting device that emits blue light included in each sub-pixel is low. life can be extended. In other words, the display device can have high reliability.
  • FIGS. 23A and 23B Examples of pixel layouts different from FIGS. 21A to 21I and FIGS. 22A to 22E are shown in FIGS. 23A and 23B.
  • FIG. 23A shows four pixels, and shows a configuration in which two adjacent pixels 110A and 110B have different sub-pixels.
  • Pixel 110A has three sub-pixels, sub-pixel 110a, sub-pixel 110b, and sub-pixel 110d, and pixel 110B adjacent to pixel 110A has sub-pixel 110b, sub-pixel 110c, and sub-pixel 110d. That is, pixels 110A including sub-pixels 110a and pixels 110B not including sub-pixels 110a are alternately and repeatedly arranged in the column direction and the row direction. Similarly, pixels 110A that do not include sub-pixels 110c and pixels 110B that include sub-pixels 110c are alternately and repeatedly arranged in the column direction and the row direction.
  • the pixel 110A is composed of two rows and two columns, has two sub-pixels (sub-pixels 110b and 110d) in the left column (first column), and has one sub-pixel in the right column (second column). It has a pixel (sub-pixel 110a).
  • the pixel 110A has two sub-pixels (sub-pixels 110a, 110b) in the upper row (first row) and two sub-pixels (sub-pixels 110a, 110b) in the lower row (second row). 110d), and sub-pixels 110a are provided over these two rows.
  • the pixel 110B is composed of two rows and two columns, has two sub-pixels (sub-pixels 110b and 110d) in the left column (first column), and has one sub-pixel in the right column (second column). It has a pixel (sub-pixel 110c).
  • the pixel 110A has two sub-pixels (sub-pixels 110b and 110c) in the upper row (first row) and two sub-pixels (sub-pixels 110c and 110c) in the lower row (second row). 110d), and sub-pixels 110c are provided over these two rows.
  • the pixel shown in FIG. 23A is composed of two pixels, a pixel 110A and a pixel 110B, and has four types of sub-pixels, a sub-pixel 110a, a sub-pixel 110b, a sub-pixel 110c, and a sub-pixel 110d.
  • Two pixels, pixel 110A and pixel 110B have one sub-pixel 110a, two sub-pixels 110b, one sub-pixel 110c, and two sub-pixels 110d.
  • a display unit of a display device to which the pixel layout shown in FIG. and a second array ARR2 in which sub-pixels 110d, 110a, 110d and 110c are repeatedly arranged in this order. Further, the first array ARR1 and the second array ARR2 are alternately and repeatedly arranged in the column direction.
  • the display portion includes a third array ARR3 in which the sub-pixels 110b and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and a fourth array in which the sub-pixels 110a and 110c are alternately and repeatedly arranged in the column direction. and ARR4. Furthermore, the third array ARR3 and the fourth array ARR4 are alternately and repeatedly arranged in the row direction.
  • sub-pixel 110a preferably has a larger area than both sub-pixels 110b and 110d
  • sub-pixel 110c preferably has a larger area than both sub-pixels 110b and 110d.
  • the sub-pixel having the largest area in the pixel 110A is different from the sub-pixel having the largest area in the pixel 110B (here, the sub-pixel 110c).
  • the light-emitting area of a sub-pixel having a light-emitting device is sometimes referred to as the area of the sub-pixel.
  • the light-receiving area of a sub-pixel having a light-receiving device may be referred to as the area of the sub-pixel.
  • FIG. 23A shows the sub-pixel 110a and the sub-pixel 110c with the same area and the sub-pixel 110b and the sub-pixel 110d with the same area
  • the sub-pixels 110a and 110c may have different areas.
  • the sub-pixel 110b and the sub-pixel 110d may have different areas.
  • FIG. 23B shows an example where the area of sub-pixel 110b is larger than the area of sub-pixel 110d.
  • the pixel 110A and the pixel 110B may have different areas of the sub-pixel 110b and may have different areas of the sub-pixel 110d.
  • the sub-pixels 110a, 110b, and 110c preferably have light-emitting devices that emit light in different wavelength regions, and the sub-pixel 110d preferably has a light-receiving device.
  • the sub-pixel 110a is a sub-pixel (R) having a function of emitting red light
  • the sub-pixel 110b is a sub-pixel (G) having a function of emitting green light
  • the sub-pixel 110c can be a sub-pixel (B) having a function of emitting blue light
  • the sub-pixel 110d can be a sub-pixel (PS) having a light receiving function.
  • the pixel 110A includes a sub-pixel (R) having a function of emitting red light, a sub-pixel (G) having a function of emitting green light, and a sub-pixel (PS) having a function of receiving light.
  • the pixel 110B includes a subpixel (B) having a function of emitting blue light, a subpixel (G) having a function of emitting green light, and a subpixel (PS) having a light receiving function.
  • 1 shows a configuration with
  • sub-pixels (G), sub-pixels (R), sub-pixels (G) and sub-pixels (B) are repeated in this order in the row direction.
  • the display unit includes a third array ARR3 in which sub-pixels (G) and sub-pixels (PS) are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and sub-pixels (R) and sub-pixels (B) are alternately arranged in the column direction. and a fourth sequence ARR4 arranged repeatedly. Furthermore, the third array ARR3 and the fourth array ARR4 are alternately and repeatedly arranged in the row direction.
  • FIGS. 24A and 24B show an example in which both the pixel 110A and the pixel 110B are provided with a sub-pixel (PS) including a light-receiving device; however, one embodiment of the present invention is not limited to this. If the light-receiving function does not require high accuracy, pixels that do not include sub-pixels (PS) may be provided. That is, a configuration may be adopted in which pixels including sub-pixels (PS) and pixels not including sub-pixels (PS) are provided.
  • PS sub-pixel
  • PS sub-pixels
  • the area of the sub-pixel (G) having the function of emitting green light is the area of the sub-pixel (R) having the function of emitting red light and the area of the sub-pixel (R) having the function of emitting blue light. is preferably smaller than the area of any of the sub-pixels (B) having . Human luminosity to green is higher than that to red and blue.
  • the display device can have excellent balance between (G) and blue (B) and can have high visibility.
  • FIGS. 24A and 24B show configurations in which the area of the subpixel (G) is smaller than the areas of the subpixel (R) and the subpixel (B), one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the area of the sub-pixel (R) may be smaller than the areas of the sub-pixel (G) and the sub-pixel (B).
  • the area of the sub-pixel having the light emitting device may be determined according to the lifetime of the light emitting device of each color.
  • FIGS. 25A and 25B A modification of FIG. 23A is shown in FIGS. 25A and 25B.
  • a display unit of a display device to which the pixel layout shown in FIG. and a second array ARR2 in which sub-pixels 110d, 110a, 110d and 110c are repeatedly arranged in this order. Further, the first array ARR1 and the second array ARR2 are alternately and repeatedly arranged in the column direction.
  • the display unit includes a third array ARR3 in which subpixels 110b, 110d, and 110a are repeatedly arranged in this order in the column direction, and a third array ARR3 in which subpixels 110b, 110d, and 110c are arranged in this order in the column direction. and a fourth sequence ARR4 arranged repeatedly. Furthermore, the third array ARR3, the third array ARR3, the fourth array ARR4, and the fourth array ARR4 are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • a display unit of a display device to which the pixel layout shown in FIG. A second array ARR2 in which sub-pixels 110d, 110a, 110b, and 110c are repeatedly arranged in the direction, and sub-pixels 110b, 110c, 110d, and 110c are arranged in the row direction. It has a third array ARR3 repeatedly arranged in this order, and a fourth array ARR4 repeatedly arranged in the row direction with sub-pixels 110d, 110c, 110b, and 110a in this order. Furthermore, the first array ARR1, the second array ARR2, the third array ARR3, and the fourth array ARR4 are repeatedly arranged in this order in the column direction.
  • the display portion includes a fifth array ARR5 in which the sub-pixels 110b and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and a sixth array in which the sub-pixels 110a and 110c are alternately and repeatedly arranged in the column direction. and ARR6. Furthermore, the fifth array ARR5 and the sixth array ARR6 are alternately and repeatedly arranged in the row direction.
  • FIGS. 25A and 25B show configuration examples in which a sub-pixel (B) having a function of emitting light and a sub-pixel (PS) having a light-receiving function are applied to the sub-pixel 110d.
  • sub-pixels (G), sub-pixels (R), sub-pixels (G), and sub-pixels (B) are repeatedly arranged in this order in the row direction. It has a first array ARR1 and a second array ARR2 in which subpixels (PS), subpixels (R), subpixels (PS), and subpixels (B) are repeatedly arranged in this order in the row direction. Further, the first array ARR1 and the second array ARR2 are alternately and repeatedly arranged in the column direction.
  • the display unit includes a third array ARR3 in which subpixels (G), subpixels (PS), and subpixels (R) are repeatedly arranged in this order in the column direction; (PS) and a fourth array ARR4 in which sub-pixels (B) are repeatedly arranged in this order. Furthermore, the third array ARR3, the third array ARR3, the fourth array ARR4, and the fourth array ARR4 are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • sub-pixels (G), sub-pixels (R), sub-pixels (PS), and sub-pixels (R) are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • the display unit includes a fifth array ARR5 in which sub-pixels (G) and sub-pixels (PS) are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and sub-pixels (R) and sub-pixels (B) are alternately arranged in the column direction. and a sixth array ARR6 arranged repeatedly. Furthermore, the fifth array ARR5 and the sixth array ARR6 are alternately and repeatedly arranged in the row direction.
  • FIG. 27A A modification of FIG. 26A is shown in FIG. 27A.
  • a display unit of a display device to which the pixel layout shown in FIG. and a second array ARR2 in which sub-pixels 110d, 110a, 110d and 110c are repeatedly arranged in this order. Further, the first array ARR1 and the second array ARR2 are alternately and repeatedly arranged in the column direction. Furthermore, the display section may have a third array ARR3 in which the sub-pixels 110a and the sub-pixels 110c are alternately and repeatedly arranged in the row direction. Note that the pixel layout shown in FIG. 27A may be called a diamond layout.
  • the display portion includes a fourth array ARR4 in which the sub-pixels 110b and 110d are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and a fifth array in which the sub-pixels 110a and 110c are alternately and repeatedly arranged in the column direction. and ARR5. Further, the fourth array ARR4 and the fifth array ARR5 are alternately and repeatedly arranged in the row direction. Further, the display unit has a sixth array ARR6 in which sub-pixels 110b, 110a, 110d, 110b, 110c, and 110d are repeatedly arranged in the column direction in this order. good too.
  • FIG. 27A shows a configuration in which the top surface shape of the sub-pixels 110a and 110c is a square with rounded corners, and the top surface shape of the sub-pixels 110b and 110d is a triangle with rounded corners.
  • the top surface shape of the sub-pixel is not particularly limited.
  • the top surface shape of the sub-pixel 110b and the sub-pixel 110d may be a rectangle with rounded corners or a circle.
  • FIG. 27A shows a configuration example in which a sub-pixel (B) having a function of emitting light and a sub-pixel (PS) having a light-receiving function are applied to the sub-pixel 110d.
  • sub-pixels (G), sub-pixels (R), sub-pixels (G), and sub-pixels (B) are repeatedly arranged in this order in the row direction. It has a first array ARR1 and a second array ARR2 in which subpixels (PS), subpixels (R), subpixels (PS), and subpixels (B) are repeatedly arranged in this order in the row direction.
  • the display section may have a third array ARR3 in which sub-pixels (R) and sub-pixels (B) are alternately and repeatedly arranged in the row direction.
  • sub-pixels (G), sub-pixels (R), sub-pixels (PS), sub-pixels (G), sub-pixels (B), and sub-pixels (PS) are repeatedly arranged in this order in the column direction.
  • the display unit may have a fifth array ARR5 in which sub-pixels (R) and sub-pixels (B) are alternately and repeatedly arranged in the column direction, and sub-pixels (G) and sub-pixels (B) are arranged in the column direction.
  • PS may have a sixth array ARR6 arranged alternately and repeatedly.
  • the display device of this embodiment can be a high-resolution display device or a large-sized display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes a relatively large screen such as a television device, a desktop or notebook personal computer, a computer monitor, a digital signage, a large game machine such as a pachinko machine, or the like. In addition to electronic devices, it can be used for display portions of digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, and sound reproducing devices.
  • a display panel which is one aspect of a display device, has a function of displaying (outputting) an image or the like on a display surface. Therefore, the display panel is one aspect of the output device.
  • the display device has a connector such as a flexible printed circuit board (FPC: Flexible Printed Circuit) or TCP (Tape Carrier Package) attached, or a COG (Chip On Glass) method or a COF (Chip On Glass) method.
  • FPC Flexible Printed Circuit
  • TCP Transmission Carrier Package
  • COG Chip On Glass
  • COF Chip On Glass
  • a device on which an integrated circuit (IC) is mounted by the Film method or the like is sometimes called a display panel module, a display module, or simply a display panel.
  • FIG. 28 shows a perspective view of the display device 100A
  • FIG. 29A shows a cross-sectional view of the display device 100A.
  • the display device 100A has a configuration in which a substrate 152 and a substrate 151 are bonded together.
  • the substrate 152 is clearly indicated by dashed lines.
  • the display device 100A has a display section 162, a circuit 164, wiring 165, and the like.
  • FIG. 28 shows an example in which an IC 173 and an FPC 172 are mounted on the display device 100A. Therefore, the configuration shown in FIG. 28 can also be said to be a display module including the display device 100A, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • a scanning line driving circuit for example, can be used as the circuit 164 .
  • the wiring 165 has a function of supplying signals and power to the display section 162 and the circuit 164 .
  • the signal and power are input to the wiring 165 from the outside through the FPC 172 or from the IC 173 .
  • FIG. 28 shows an example in which the IC 173 is provided on the substrate 151 by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip on Film) method, or the like.
  • a COG Chip On Glass
  • COF Chip on Film
  • the IC 173 for example, an IC having a scanning line driver circuit or a signal line driver circuit can be applied.
  • the display device 100A and the display module may be configured without an IC.
  • the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • FIG. 29A shows an example of a cross-section of the display device 100A when part of the region including the FPC 172, part of the circuit 164, part of the display section 162, and part of the region including the end are cut. show.
  • the display device 100A has a light-emitting device, a light-receiving device, a transistor 207, a transistor 205, etc. between the substrate 151 and the substrate 152.
  • FIG. 29A shows a light-emitting device 130a that emits red light, a light-emitting device 130b that emits green light, and a light-receiving device 130d as light-emitting devices and light-receiving devices.
  • the three sub-pixels are R, G, and B sub-pixels, and yellow (Y). , cyan (C), and magenta (M).
  • the four sub-pixels include R, G, B, and white (W) sub-pixels, and R, G, B, and Y four-color sub-pixels. be done.
  • the light-emitting device 130a and the light-emitting device 130b have an optical adjustment layer between the pixel electrode and the EL layer, and the light-receiving device 130d has an optical adjustment layer between the pixel electrode and the light-receiving layer.
  • the light emitting device 130a has a conductive layer 126a
  • the light emitting device 130b has a conductive layer 126b
  • the light receiving device 130d has a conductive layer 126d.
  • Embodiment 1 can be referred to for details of the light-emitting device and the light-receiving device.
  • a common layer 114 is provided over the EL layer 113 a , the EL layer 113 b , the light-receiving layer 113 d , and the insulating layers 125 and 127 , and a common electrode 115 is provided over the common layer 114 .
  • a protective layer 131 is provided on each of the light emitting device 130a, the light emitting device 130b, and the light receiving device 130d.
  • a protective layer 132 is provided on the protective layer 131 .
  • the protective layer 132 and the substrate 152 are adhered via the adhesive layer 142 .
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to sealing the light-emitting device.
  • the space between substrates 152 and 151 is filled with an adhesive layer 142 to apply a solid sealing structure.
  • the space may be filled with an inert gas (such as nitrogen or argon) to apply a hollow sealing structure.
  • the adhesive layer 142 may be provided so as not to overlap the light emitting device.
  • the space may be filled with a resin different from the adhesive layer 142 provided in a frame shape.
  • the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111d are connected to the conductive layer 222b of the transistor 205 through openings provided in the insulating layer 214, respectively.
  • a concave portion is formed in the pixel electrode 111a, the pixel electrode 111b, and the pixel electrode 111d so as to cover the opening provided in the insulating layer 214 .
  • a layer 128 is preferably embedded in the recess. It is preferable to form a conductive layer 126a over the pixel electrode 111a and the layer 128, form a conductive layer 126b over the pixel electrode 111b and the layer 128, and form a conductive layer 126d over the pixel electrode 111d and the layer 128.
  • the conductive layers 126a, 126b, and 126d can also be called pixel electrodes.
  • the layer 128 has a function of planarizing the concave portions of the pixel electrodes 111a, 111b, and 111d.
  • unevenness of the surface on which the EL layer and the light-receiving layer are formed can be reduced, and coverage can be improved.
  • conductive layers 126a, 126b, and 126d electrically connected to the pixel electrodes 111a, 111b, and 111d are provided over the pixel electrodes 111a, 111b, 111d, and the layer 128. Therefore, in some cases, the regions overlapping the concave portions of the pixel electrodes 111a, 111b, and 111d can also be used as light emitting regions. Thereby, the aperture ratio of the pixel can be increased.
  • the layer 128 may be an insulating layer or a conductive layer.
  • Various inorganic insulating materials, organic insulating materials, and conductive materials can be used as appropriate for layer 128 .
  • layer 128 is preferably formed using an insulating material.
  • An insulating layer containing an organic material can be suitably used as the layer 128 .
  • an acrylic resin, a polyimide resin, an epoxy resin, a polyamide resin, a polyimideamide resin, a siloxane resin, a benzocyclobutene resin, a phenol resin, precursors of these resins, or the like can be applied.
  • a photosensitive resin can be used as the layer 128 .
  • a positive material or a negative material can be used for the photosensitive resin.
  • the layer 128 can be formed only through exposure and development steps, and dry etching, wet etching, or the like does not affect the surfaces of the pixel electrodes 111a, 111b, and 111d. can be reduced. Further, when the layer 128 is formed using a negative photosensitive resin, the layer 128 can be formed using the same photomask (exposure mask) used for forming the opening of the insulating layer 214 in some cases. be.
  • the conductive layer 126 a is provided on the pixel electrode 111 a and the layer 128 .
  • the conductive layer 126 a has a first region in contact with the top surface of the pixel electrode 111 a and a second region in contact with the top surface of the layer 128 . It is preferable that the height of the top surface of the pixel electrode 111a in contact with the first region and the height of the top surface of the layer 128 in contact with the second region match or substantially match.
  • the conductive layer 126b is provided on the pixel electrode 111b and the layer 128.
  • the conductive layer 126 b has a first region in contact with the top surface of the pixel electrode 111 b and a second region in contact with the top surface of the layer 128 .
  • the height of the top surface of the pixel electrode 111b in contact with the first region and the height of the top surface of the layer 128 in contact with the second region are preferably the same or substantially the same.
  • a conductive layer 126 d is provided on the pixel electrode 111 d and the layer 128 .
  • the conductive layer 126d has a first region in contact with the top surface of the pixel electrode 111d and a second region in contact with the top surface of the layer 128 . It is preferable that the height of the top surface of the pixel electrode 111d in contact with the first region and the height of the top surface of the layer 128 in contact with the second region match or substantially match.
  • the pixel electrode contains a material that reflects visible light
  • the counter electrode contains a material that transmits visible light
  • the display device 100A is of the top emission type. Light emitted by the light emitting device is emitted to the substrate 152 side. It is preferable that the substrate 152 be made of a material that is highly transparent to visible light. More preferably, the substrate 152 is made of a material having high visible light and infrared light transmittance. Light enters the light receiving device through the substrate 152 .
  • a stacked structure from the substrate 151 to the insulating layer 214 corresponds to the layer 101 including the transistor described in Embodiment Mode 2 and the like.
  • Both the transistor 207 and the transistor 205 are formed over the substrate 151 . These transistors can be made with the same material and the same process.
  • An insulating layer 217, an insulating layer 213, an insulating layer 215, and an insulating layer 214 are provided on the substrate 151 in this order.
  • Part of the insulating layer 217 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • Part of the insulating layer 213 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • An insulating layer 215 is provided over the transistor.
  • An insulating layer 214 is provided over the transistor and functions as a planarization layer. Note that the number of gate insulating layers and the number of insulating layers covering a transistor are not limited, and each may have a single layer or two or more layers.
  • a material in which impurities such as water and hydrogen are difficult to diffuse for at least one insulating layer covering the transistor.
  • Inorganic insulating films are preferably used for the insulating layer 217, the insulating layer 213, and the insulating layer 215, respectively.
  • As the inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film, or the like may be used.
  • two or more of the insulating films described above may be laminated and used.
  • the organic insulating film preferably has openings near the ends of the display device 100A. As a result, it is possible to prevent impurities from entering through the organic insulating film from the end portion of the display device 100A.
  • the organic insulating film may be formed so that the edges of the organic insulating film are located inside the edges of the display device 100A so that the organic insulating film is not exposed at the edges of the display device 100A.
  • An organic insulating film is suitable for the insulating layer 214 that functions as a planarization layer.
  • materials that can be used for the organic insulating film include acrylic resins, polyimide resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimideamide resins, siloxane resins, benzocyclobutene-based resins, phenolic resins, precursors of these resins, and the like.
  • the insulating layer 214 may have a laminated structure of an organic insulating film and an inorganic insulating film. The outermost layer of the insulating layer 214 preferably functions as an etching protection film.
  • the insulating layer 214 may be provided with recesses during processing of the pixel electrode 111a, the conductive layer 126a, or the like.
  • An opening is formed in the insulating layer 214 in a region 228 shown in FIG. 29A.
  • the transistors 207 and 205 include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 217 functioning as a gate insulating layer, conductive layers 222a and 222b functioning as a source and a drain, a semiconductor layer 231, and an insulating layer functioning as a gate insulating layer. It has a layer 213 and a conductive layer 223 that functions as a gate. Here, the same hatching pattern is applied to a plurality of layers obtained by processing the same conductive film.
  • the insulating layer 217 is located between the conductive layer 221 and the semiconductor layer 231 .
  • the insulating layer 213 is located between the conductive layer 223 and the semiconductor layer 231 .
  • the structure of the transistor included in the display device of this embodiment there is no particular limitation on the structure of the transistor included in the display device of this embodiment.
  • a planar transistor, a staggered transistor, an inverted staggered transistor, or the like can be used.
  • the transistor structure may be either a top-gate type or a bottom-gate type.
  • gates may be provided above and below a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • a structure in which a semiconductor layer in which a channel is formed is sandwiched between two gates is applied to the transistors 207 and 205 .
  • a transistor may be driven by connecting two gates and applying the same signal to them.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by applying a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and applying a potential for driving to the other.
  • Crystallinity of a semiconductor material used for a transistor is not particularly limited, either an amorphous semiconductor or a semiconductor having crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor partially including a crystal region). may be used. It is preferable to use a crystalline semiconductor because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.
  • a semiconductor layer of a transistor preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor).
  • the display device of this embodiment preferably uses a transistor including a metal oxide for a channel formation region (hereinafter referred to as an OS transistor).
  • the semiconductor layer of the transistor may comprise silicon. Examples of silicon include amorphous silicon and crystalline silicon (low-temperature polysilicon, monocrystalline silicon, etc.).
  • the semiconductor layer includes, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, one or more selected from hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide also referred to as IGZO
  • IGZO oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn)
  • IAZO oxide containing indium (In), aluminum (Al), and zinc (Zn)
  • IAGZO oxide containing indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), and zinc (Zn) may be used for the semiconductor layer.
  • the atomic ratio of In in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the atomic ratio of M.
  • the transistor included in the circuit 164 and the transistor included in the display portion 162 may have the same structure or different structures.
  • the plurality of transistors included in the circuit 164 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • the structures of the plurality of transistors included in the display portion 162 may all be the same, or may be of two or more types.
  • 29B and 29C show other configuration examples of the transistor.
  • the transistors 209 and 210 each include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 217 functioning as a gate insulating layer, a semiconductor layer 231 having a channel formation region 231i and a pair of low-resistance regions 231n, and one of the pair of low-resistance regions 231n.
  • a conductive layer 222a connected to a pair of low-resistance regions 231n, a conductive layer 222b connected to the other of a pair of low-resistance regions 231n, an insulating layer 225 functioning as a gate insulating layer, a conductive layer 223 functioning as a gate, and an insulating layer 215 covering the conductive layer 223 have
  • the insulating layer 217 is located between the conductive layer 221 and the channel formation region 231i.
  • the insulating layer 225 is located at least between the conductive layer 223 and the channel formation region 231i.
  • an insulating layer 218 may be provided to cover the transistor.
  • the transistor 209 shown in FIG. 29B shows an example in which the insulating layer 225 covers the top surface and side surfaces of the semiconductor layer 231 .
  • the conductive layers 222a and 222b are connected to the low-resistance region 231n through openings provided in the insulating layers 225 and 215, respectively.
  • One of the conductive layers 222a and 222b functions as a source and the other functions as a drain.
  • the insulating layer 225 overlaps the channel formation region 231i of the semiconductor layer 231 and does not overlap the low resistance region 231n.
  • the insulating layer 215 is provided to cover the insulating layer 225 and the conductive layer 223, and the conductive layers 222a and 222b are connected to the low-resistance regions 231n through openings in the insulating layer 215, respectively.
  • a connecting portion 204 is provided in a region of the substrate 151 where the substrate 152 does not overlap.
  • the wiring 165 is electrically connected to the FPC 172 via the conductive layer 166 and the connecting layer 242 .
  • the conductive layer 166 is obtained by processing the same conductive film as the pixel electrodes 111a, 111b, and 111d and the same conductive film as the conductive layers 126a, 126b, and 126d. An example of a laminated structure of the obtained conductive film is shown.
  • the conductive layer 166 is exposed on the upper surface of the connecting portion 204 . Thereby, the connecting portion 204 and the FPC 172 can be electrically connected via the connecting layer 242 .
  • a light shielding layer 117 is preferably provided on the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side.
  • various optical members can be arranged outside the substrate 152 .
  • optical members include polarizing plates, retardation plates, light diffusion layers (diffusion films, etc.), antireflection layers, light collecting films, and the like.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust, a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use, a shock absorption layer, etc. are arranged on the outside of the substrate 152.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust
  • a water-repellent film that prevents adhesion of dirt
  • a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use
  • a shock absorption layer, etc. are arranged.
  • the protective layers 131 and 132 that cover the light-emitting device By providing the protective layers 131 and 132 that cover the light-emitting device, it is possible to prevent impurities such as water from entering the light-emitting device and improve the reliability of the light-emitting device.
  • the insulating layer 215 and the protective layer 131 or 132 are in contact with each other through the opening of the insulating layer 214 in the region 228 near the edge of the display device 100A.
  • the inorganic insulating films are in contact with each other. This can prevent impurities from entering the display section 162 from the outside through the organic insulating film. Therefore, the reliability of the display device 100A can be improved.
  • the substrates 151 and 152 glass, quartz, ceramics, sapphire, resins, metals, alloys, semiconductors, etc. can be used, respectively.
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side from which the light from the light-emitting device is extracted.
  • the flexibility of the display device can be increased.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 151 or the substrate 152 .
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, and polyether resins are used, respectively.
  • PES resin Sulfone (PES) resin, polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, ABS resin, cellulose nanofiber, or the like can be used.
  • PES polyamide resin
  • aramid polysiloxane resin
  • polystyrene resin polyamideimide resin
  • polyurethane resin polyvinyl chloride resin
  • polyvinylidene chloride resin polypropylene resin
  • PTFE resin polytetrafluoroethylene
  • ABS resin cellulose nanofiber, or the like
  • One or both of the substrates 151 and 152 may be made of glass having a thickness sufficient to be flexible.
  • a substrate having high optical isotropy has small birefringence (it can be said that the amount of birefringence is small).
  • the absolute value of the retardation (retardation) value of the substrate with high optical isotropy is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • Films with high optical isotropy include triacetylcellulose (TAC, also called cellulose triacetate) films, cycloolefin polymer (COP) films, cycloolefin copolymer (COC) films, and acrylic resin films.
  • TAC triacetylcellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • the film When a film is used as a substrate, the film may absorb water, which may cause the display panel to wrinkle and change its shape. Therefore, it is preferable to use a film having a low water absorption rate as the substrate. For example, it is preferable to use a film with a water absorption of 1% or less, more preferably 0.1% or less, and even more preferably 0.01% or less.
  • various curable adhesives such as photocurable adhesives such as ultraviolet curable adhesives, reaction curable adhesives, thermosetting adhesives, and anaerobic adhesives can be used.
  • These adhesives include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, polyimide resins, imide resins, PVC (polyvinyl chloride) resins, PVB (polyvinyl butyral) resins, EVA (ethylene vinyl acetate) resins, and the like.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet or the like may be used.
  • connection layer 242 an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste), or the like can be used.
  • ACF Anisotropic Conductive Film
  • ACP Anisotropic Conductive Paste
  • materials that can be used for conductive layers such as various wirings and electrodes constituting display devices include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, Examples include metals such as tantalum and tungsten, and alloys containing these metals as main components. A film containing these materials can be used as a single layer or as a laminated structure.
  • conductive oxides such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, or graphene can be used.
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, and titanium, or alloy materials containing such metal materials can be used.
  • a nitride of the metal material eg, titanium nitride
  • it is preferably thin enough to have translucency.
  • a stacked film of any of the above materials can be used as the conductive layer.
  • a laminated film of a silver-magnesium alloy and indium tin oxide because the conductivity can be increased.
  • conductive layers such as various wirings and electrodes that constitute a display device, and conductive layers (conductive layers functioning as pixel electrodes or common electrodes) of light-emitting devices.
  • Examples of insulating materials that can be used for each insulating layer include resins such as acrylic resins and epoxy resins, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, and aluminum oxide.
  • a display device 100B shown in FIG. 30 is mainly different from the display device 100A in that it is a bottom emission type. Note that the description of the same parts as those of the display device 100A will be omitted.
  • the light emitted by the light emitting device is emitted to the substrate 151 side.
  • the substrate 151 be made of a material that is highly transparent to visible light. More preferably, the substrate 151 is made of a material having high visible light and infrared light transmittance. On the other hand, the material used for the substrate 152 may or may not be translucent. Light enters the light receiving device through the substrate 151 .
  • a light shielding layer 117 is preferably formed between the substrate 151 and the transistor 207 and between the substrate 151 and the transistor 205 .
  • 30 shows an example in which a light-blocking layer 117 is provided over a substrate 151, an insulating layer 153 is provided over the light-blocking layer 117, and transistors 207, 205, and the like are provided over the insulating layer 153.
  • FIG. 30 shows an example in which a light-blocking layer 117 is provided over a substrate 151, an insulating layer 153 is provided over the light-blocking layer 117, and transistors 207, 205, and the like are provided over the insulating layer 153.
  • the display device of this embodiment can be a high-definition display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes, for example, information terminals (wearable devices) such as a wristwatch type and a bracelet type, devices for VR such as a head-mounted display, devices for AR such as glasses, and the like. It can be used for the display part of wearable equipment.
  • information terminals wearable devices
  • VR such as a head-mounted display
  • AR such as glasses
  • the display module 280 has a display device 100C and an FPC 290 .
  • the display device included in the display module 280 is not limited to the display device 100C, and may be a display device 100D or a display device 100E, which will be described later.
  • the display module 280 has substrates 291 and 292 .
  • the display module 280 has a display section 281 .
  • the display unit 281 is an area for displaying an image in the display module 280, and is an area where light from each pixel provided in the pixel unit 284, which will be described later, can be visually recognized.
  • FIG. 31B shows a perspective view schematically showing the configuration on the substrate 291 side.
  • a circuit section 282 , a pixel circuit section 283 on the circuit section 282 , and a pixel section 284 on the pixel circuit section 283 are stacked on the substrate 291 .
  • a terminal portion 285 for connecting to the FPC 290 is provided on a portion of the substrate 291 that does not overlap with the pixel portion 284 .
  • the terminal portion 285 and the circuit portion 282 are electrically connected by a wiring portion 286 composed of a plurality of wirings.
  • the pixel section 284 has a plurality of periodically arranged pixels 284a. An enlarged view of one pixel 284a is shown on the right side of FIG. 31B.
  • the pixel 284a has a light-emitting device 130a, a light-emitting device 130b, a light-emitting device 130c, and a light-receiving device 130d that emit light of different colors.
  • the light emitting devices and light receiving devices can be arranged in a stripe arrangement as shown in FIG. 31B.
  • various light emitting device arrangement methods such as delta arrangement or pentile arrangement can be applied.
  • the pixel circuit section 283 has a plurality of periodically arranged pixel circuits 283a.
  • One pixel circuit 283a is a circuit that controls light emission from a light emitting device and light reception from a light receiving device included in one pixel 284a. For example, if one pixel 284a has three light-emitting devices and one light-receiving device, one pixel circuit 283a is a circuit that controls light emission from three light-emitting devices and light reception from one light-receiving device. One pixel circuit 283a may be provided with three circuits for controlling light emission of one light emitting device and one circuit for controlling light reception by one light receiving device. For example, the pixel circuit 283a can have at least one selection transistor, one current control transistor (driving transistor), and a capacitive element for each light emitting device.
  • a gate signal is input to the gate of the selection transistor, and a source signal is input to either the source or the drain of the selection transistor.
  • a gate signal is input to the gate of the selection transistor, and a source signal is input to either the source or the drain of the selection transistor.
  • the circuit section 282 has a circuit that drives each pixel circuit 283 a of the pixel circuit section 283 .
  • a circuit that drives each pixel circuit 283 a of the pixel circuit section 283 For example, it is preferable to have one or both of a gate line driver circuit and a source line driver circuit.
  • at least one of an arithmetic circuit, a memory circuit, a power supply circuit, and the like may be provided.
  • the FPC 290 functions as wiring for supplying a video signal, power supply potential, or the like to the circuit section 282 from the outside. Also, an IC may be mounted on the FPC 290 .
  • the aperture ratio (effective display area ratio) of the display portion 281 is extremely high. can be higher.
  • the aperture ratio of the display section 281 can be 40% or more and less than 100%, preferably 50% or more and 95% or less, more preferably 60% or more and 95% or less.
  • the pixels 284a can be arranged at an extremely high density, and the definition of the display portion 281 can be extremely high.
  • the pixels 284a are arranged with a high definition.
  • a display module 280 Since such a display module 280 has extremely high definition, it can be suitably used for devices for VR such as head-mounted displays, or glasses-type devices for AR. For example, even in the case of a configuration in which the display portion of the display module 280 is viewed through a lens, the display module 280 has an extremely high-definition display portion 281, so pixels cannot be viewed even if the display portion is enlarged with the lens. , a highly immersive display can be performed. Moreover, the display module 280 is not limited to this, and can be suitably used for electronic equipment having a relatively small display unit. For example, it can be suitably used for a display part of a wearable electronic device such as a wristwatch.
  • the substrate 301 corresponds to the substrate 291 in FIGS. 31A and 31B.
  • a transistor 310 is a transistor having a channel formation region in the substrate 301 .
  • the substrate 301 for example, a semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate can be used.
  • Transistor 310 includes a portion of substrate 301 , conductive layer 311 , low resistance region 312 , insulating layer 313 and insulating layer 314 .
  • the conductive layer 311 functions as a gate electrode.
  • An insulating layer 313 is located between the substrate 301 and the conductive layer 311 and functions as a gate insulating layer.
  • the low-resistance region 312 is a region in which the substrate 301 is doped with impurities and functions as either a source or a drain.
  • the insulating layer 314 is provided to cover the side surface of the conductive layer 311 and functions as an insulating layer.
  • a device isolation layer 315 is provided between two adjacent transistors 310 so as to be embedded in the substrate 301 .
  • An insulating layer 261 is provided to cover the transistor 310 , and a capacitor 240 is provided over the insulating layer 261 .
  • the capacitor 240 has a conductive layer 241, a conductive layer 245, and an insulating layer 243 positioned therebetween.
  • the conductive layer 241 functions as one electrode of the capacitor 240
  • the conductive layer 245 functions as the other electrode of the capacitor 240
  • the insulating layer 243 functions as the dielectric of the capacitor 240 .
  • the conductive layer 241 is provided on the insulating layer 261 and embedded in the insulating layer 254 .
  • Conductive layer 241 is electrically connected to one of the source or drain of transistor 310 by plug 271 embedded in insulating layer 261 .
  • An insulating layer 243 is provided over the conductive layer 241 .
  • the conductive layer 245 is provided in a region overlapping with the conductive layer 241 with the insulating layer 243 provided therebetween.
  • An insulating layer 255a is provided to cover the capacitor 240, an insulating layer 255b is provided on the insulating layer 255a, and a light emitting device 130a, a light emitting device 130b, a light emitting device 130c, a light receiving device 130d, etc. are provided on the insulating layer 255b.
  • An insulator is provided in a region between adjacent light emitting elements. For example, in FIG. 32, an insulating layer 125 and an insulating layer 127 over the insulating layer 125 are provided in the region.
  • a mask layer 118a is located on the EL layer 113a of the light emitting device 130a, a mask layer 118b is located on the EL layer 113b of the light emitting device 130b, and an EL layer 113c of the light emitting device 130c is:
  • the mask layer 118c is located, and the mask layer 118d is located on the light receiving layer 113d of the light receiving device 130d.
  • the conductive layer 111a, the conductive layer 111b, the conductive layer 111c, and the conductive layer 111d are the plug 256 embedded in the insulating layer 243, the insulating layer 255a, and the insulating layer 255b, the conductive layer 241 embedded in the insulating layer 254, and the insulating layer. It is electrically connected to one of the source or drain of transistor 310 by plug 271 embedded in layer 261 .
  • the height of the upper surface of the insulating layer 255b and the height of the upper surface of the plug 256 match or substantially match.
  • Various conductive materials can be used for the plug.
  • the pixel electrode of the light-emitting element has a stacked structure of a plurality of layers.
  • the pixel electrodes of the light emitting device are composed of conductive layers 111a, 111b, 111c and 111d; It has a laminated structure of
  • the conductive layers 111a, 111b, 111c, and 111d are, for example, the conductive layers 112a, 112b, and 112b.
  • the conductive layer 112c and the conductive layer 112d have a higher reflectance to visible light, and the conductive layer 112a, the conductive layer 112b, the conductive layer 112c, and the conductive layer 112d work more than the conductive layer 111a, the conductive layer 111b, the conductive layer 111c, and the conductive layer 111d, for example. It can be a layer with a large function.
  • the higher the reflectance of the pixel electrode to visible light the more it is possible to suppress the transmission of light emitted from the EL layer through the pixel electrode. Become. Further, when the pixel electrode functions as an anode, the higher the work function of the pixel electrode, the higher the luminous efficiency of the EL layer.
  • the pixel electrodes of the light-emitting element are composed of the conductive layers 111a, 111b, 111c, and 111d each having a high reflectance with respect to visible light, and the conductive layers 112a, 112b, and 112c each having a high work function.
  • the light-emitting element can have high light-extraction efficiency and high light-emitting efficiency.
  • the conductive layer 111a, the conductive layer 111b, the conductive layer 111c, and the conductive layer 111d have a higher reflectance to visible light than the conductive layer 112a, the conductive layer 112b, the conductive layer 112c, and the conductive layer 112d, the conductive layer 111a and the conductive layer 111d
  • the visible light reflectance of the layer 111b, the conductive layer 111c, and the conductive layer 111d is preferably, for example, 40% or more and 100% or less, or 70% or more and 100% or less.
  • the conductive layer 112a, the conductive layer 112b, the conductive layer 112c, and the conductive layer 112d can be transparent electrodes, and can have a visible light transmittance of, for example, 40% or more.
  • the conductive layer 111a, the conductive layer 111b, the conductive layer 111c, and the conductive layer 111d included in the light-emitting device are layers having high reflectance with respect to light emitted from the EL layer.
  • the conductive layers 111a, 111b, 111c, and 111d can be layers with high reflectance to infrared light.
  • the conductive layers 112a, 112b, 112c, and 112d have a higher work function than, for example, the conductive layers 111a, 111b, 111c, and 111d. It can be a small layer.
  • the pixel electrode when the pixel electrode has a laminated structure of a plurality of layers, the pixel electrode may deteriorate due to, for example, a reaction between the layers.
  • a chemical solution may come into contact with the pixel electrode.
  • galvanic corrosion may occur due to contact of the plurality of layers with a chemical solution.
  • at least one of the layers forming the pixel electrode may be degraded. Therefore, the yield of the display device is lowered, and the manufacturing cost of the display device is increased in some cases. Moreover, the reliability of the display device may be lowered.
  • the conductive layers 112a, 112b, 112c and 112d are formed so as to cover the top and side surfaces of the conductive layers 111a, 111b, 111c and 111d.
  • a film formed after forming a pixel electrode having the conductive layer 111a, the conductive layer 111b, the conductive layer 111c, and the conductive layer 111d, and the conductive layer 112a, the conductive layer 112b, the conductive layer 112c, and the conductive layer 112d is Even in the case of removing by wet etching, the chemical solution can be prevented from contacting the conductive layers 111a, 111b, 111c, and 111d.
  • the display device 100C can be manufactured by a method with high yield, the display device can be manufactured at a low cost. In addition, since the occurrence of defects in the display device 100C can be suppressed, the display device 100C can be a highly reliable display device.
  • a metal material for example, can be used for the conductive layer 111a, the conductive layer 111b, the conductive layer 111c, and the conductive layer 111d.
  • an oxide containing at least one selected from indium, tin, zinc, gallium, titanium, aluminum, and silicon can be used.
  • indium zinc oxide containing silicon has a large work function, for example, a work function of 4.0 eV or more, and thus can be suitably used for the conductive layers 112a, 112b, 112c, and 112d.
  • the mask layer 118a is positioned on the EL layer 113a of the light emitting device 130a
  • the mask layer 118b is positioned on the EL layer 113b of the light emitting device 130a
  • the mask layer 118b is positioned on the EL layer 113b of the light emitting device 130c.
  • a mask layer 118c is positioned on the EL layer 113c of the light-receiving device 130d
  • a mask layer 118d is positioned on the light-receiving layer 113d of the light-receiving device 130d.
  • the mask layer 118a is a part of the mask layer which is provided in contact with the upper surface of the EL layer 113a when the EL layer 113a is processed.
  • the mask layer 118b, the mask layer 118c, and the mask layer 118d are the same as the mask layer 118a. In this way, the display device 100C may partially retain the mask layer used to protect the EL layer during its manufacture. Note that the mask layer 118a, the mask layer 118b, the mask layer 118c, and the mask layer 118d may be collectively referred to as the mask layer 118 below.
  • one edge of the mask layer 118a is aligned or substantially aligned with the edge of the EL layer 113a and the edge of the conductive layer 112a. That is, the edges of the conductive layer 112a are aligned or substantially aligned with the edges of the EL layer 113a.
  • the mask layer 118b, the mask layer 118c, and the mask layer 118d are the same as the mask layer 118a.
  • the other end of mask layer 118a is located on EL layer 113a.
  • the other end of the mask layer 118a preferably overlaps with the conductive layer 111a.
  • the other end of the mask layer 118a is likely to be formed on the substantially flat surface of the EL layer 113a.
  • the mask layer 118b, the mask layer 118c, and the mask layer 118d are the same as the mask layer 118a.
  • the ends are aligned or substantially aligned, and when the top surface shapes are matched or substantially matched, at least part of the outline overlaps between the laminated layers when viewed from the top.
  • the upper layer and the lower layer may be processed with the same mask pattern or partially with the same mask pattern.
  • the contours do not overlap, and the upper layer may be located inside the lower layer, or the upper layer may be located outside the lower layer, and in this case also, the edges are roughly aligned, or the top surface shape are said to roughly match.
  • Each side surface of the EL layer 113R, the EL layer 113G, and the EL layer 113B is covered with an insulating layer 125. As shown in FIG. The insulating layer 127 overlaps with each side surface of the EL layer 113R, the EL layer 113G, and the EL layer 113B with the insulating layer 125 interposed therebetween.
  • each of the EL layer 113a, EL layer 113b, EL layer 113c, and light-receiving layer 113d is covered with a mask layer 118a, a mask layer 118b, a mask layer 118c, and a mask layer 118d.
  • the insulating layer 125 and the insulating layer 127 are part of the upper surface of each of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d through the mask layers 118a, 118b, 118c, and 118d. overlaps with
  • Part of the top surface and side surfaces of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d are covered with the insulating layer 125, the insulating layer 127, and the mask layer 118 (mask layer 118a, mask layer 118b, mask layer 118c, mask The layer 118d) prevents the common layer 114 or the common electrode 115 from contacting side surfaces of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d.
  • a short circuit of the devices 130 (light-emitting device 130a, light-emitting device 130b, light-emitting device 130c, light-receiving device 130d) can be suppressed. Thereby, the reliability of the light emitting device 130 and the like can be improved.
  • the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d can have different thicknesses.
  • the insulating layer 125 is preferably in contact with side surfaces of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d. This can prevent film peeling of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d. Adhesion between the insulating layer 125 and the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d has the effect of fixing or bonding the adjacent EL layers 113R and the like by the insulating layer 125. . Thereby, the reliability of the light emitting device 130 can be improved. Moreover, the production yield of the light-emitting device can be increased.
  • the insulating layer 125 and the insulating layer 127 cover both part of the upper surface and side surfaces of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d. film peeling can be further prevented, and the reliability of the light-emitting device 130 can be improved. In addition, the production yield of the light emitting device 130 (the light emitting devices 130a to 130c and the light receiving device 130d) can be further increased.
  • FIG. 32 shows an example in which a layered structure of an EL layer 113R, a mask layer 118a, an insulating layer 125, and an insulating layer 127 is positioned on the edge of the conductive layer 112R.
  • a stacked structure of an EL layer 113b, a mask layer 118b, an insulating layer 125, and an insulating layer 127 is located over the end of the conductive layer 112b, and the EL layer 113c and the mask are located over the end of the conductive layer 112c.
  • a laminate structure of layer 118c, insulating layer 125, and insulating layer 127 is located.
  • the insulating layer 127 is provided on the insulating layer 125 so as to fill the recess formed in the insulating layer 125 .
  • the insulating layer 127 can overlap with part of the top surface and the side surface of each of the EL layer 113a, the EL layer 113b, the EL layer 113c, and the light-receiving layer 113d with the insulating layer 125 interposed therebetween.
  • the insulating layer 127 preferably covers at least part of the side surfaces of the insulating layer 125 .
  • the space between adjacent island-shaped layers can be filled; can reduce the extreme unevenness of the surface and make it more flat. Therefore, coverage of the carrier injection layer, the common electrode, and the like can be improved.
  • a protective layer 131 is provided on the light emitting device 130a, the light emitting device 130b, the light emitting device 130c, and the light receiving device 130d.
  • a substrate 120 is bonded onto the protective layer 131 with a resin layer 122 . Details of the components from the light emitting device to the substrate 120 can be referred to the above description.
  • various inorganic insulating films such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, and a nitride oxide insulating film can be preferably used.
  • an oxide insulating film or an oxynitride insulating film such as a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, or an aluminum oxide film is preferably used.
  • a nitride insulating film or a nitride oxide insulating film such as a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is preferably used.
  • a silicon oxide film as the insulating layer 255a and a silicon nitride film as the insulating layer 255b.
  • the insulating layer 255b preferably functions as an etching protection film.
  • a nitride insulating film or a nitride oxide insulating film may be used as the insulating layer 255a, and an oxide insulating film or an oxynitride insulating film may be used as the insulating layer 255b.
  • an example in which the insulating layer 255b is provided with the recessed portion is shown; however, the insulating layer 255b may not be provided with the recessed portion.
  • the pixel electrode of the light emitting device is connected to one of the source or drain of transistor 310 by plugs 256 embedded in insulating layers 255a, 255b, conductive layers 241 embedded in insulating layers 254, and plugs 271 embedded in insulating layers 261. is electrically connected to The height of the upper surface of the insulating layer 255b and the height of the upper surface of the plug 256 match or substantially match.
  • Various conductive materials can be used for the plug.
  • FIG. 33A shows an example in which the side surface of the insulating layer 255b (the part surrounded by the dashed line in FIG. 33A) is vertical in the region overlapping the end of the conductive layer 111 (111a to 111d) in FIG.
  • FIG. 33B shows an example in which the upper surface of the insulating layer 127 has a shape in which the center and its vicinity are depressed in a cross-sectional view, that is, has a concave curved surface.
  • the stress of the insulating layer 127 can be relieved by providing the insulating layer 127 with a concave curved surface in the central portion.
  • the central portion of the insulating layer 127 has a concave curved surface, so that local stress generated at the end portions of the insulating layer 127 is relieved, and the EL layers 113a and 113b and the mask layer are formed. Any one of film peeling between the mask layers 118a and 118b, film peeling between the mask layers 118a and 118b and the insulating layer 125, and film peeling between the insulating layers 125 and 127. Or a plurality can be suppressed.
  • a multi-tone mask is a mask that allows three exposure levels to be applied to an exposed portion, an intermediately exposed portion, and an unexposed portion, and is an exposure mask in which transmitted light has a plurality of intensities.
  • the insulating layer 127 having a plurality of (typically two) thickness regions can be formed with one photomask (single exposure and development steps).
  • the line width of the mask positioned on the concave curved surface is made smaller than the line width of the exposed portion, thereby forming regions with a plurality of thicknesses.
  • An insulating layer 127 can be formed.
  • the method of forming the insulating layer 127 to have a concave curved surface in the central portion is not limited to the above.
  • an exposed portion and an intermediately exposed portion may be separately manufactured using two photomasks.
  • the viscosity of the resin material used for the insulating layer 127 may be adjusted.
  • the viscosity of the material used for the insulating layer 127 may be 10 cP or less, preferably 1 cP or more and 5 cP or less.
  • the central concave curved surface of the insulating layer 127 does not necessarily have to be continuous, and may be discontinued between adjacent light emitting elements. In this case, a part of the insulating layer 127 disappears at the central portion of the insulating layer 127 shown in FIG. 33B, and the surface of the insulating layer 125 is exposed.
  • the shape of the insulating layer 127 may be such that the common layer 114 and the common electrode 115 can cover the insulating layer 127 .
  • a display device 100D shown in FIG. 34 is mainly different from the display device 100C in that the configuration of transistors is different. Note that the description of the same parts as those of the display device 100C may be omitted.
  • the transistor 320 is a transistor (OS transistor) in which a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) is applied to a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • OS transistor a transistor in which a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) is applied to a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • the transistor 320 has a semiconductor layer 321 , an insulating layer 323 , a conductive layer 324 , a pair of conductive layers 325 , an insulating layer 326 , and a conductive layer 327 .
  • the substrate 331 corresponds to the substrate 291 in FIGS. 31A and 31B.
  • a stacked structure from the substrate 331 to the insulating layer 255b corresponds to the layer 101 including the transistor in Embodiment 1.
  • An insulating layer 332 is provided on the substrate 331 .
  • the insulating layer 332 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing from the substrate 331 into the transistor 320 and oxygen from the semiconductor layer 321 toward the insulating layer 332 side.
  • a film into which hydrogen or oxygen is less likely to diffuse than a silicon oxide film such as an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a silicon nitride film, can be used.
  • a conductive layer 327 is provided over the insulating layer 332 , and an insulating layer 326 is provided to cover the conductive layer 327 .
  • the conductive layer 327 functions as a first gate electrode of the transistor 320, and part of the insulating layer 326 functions as a first gate insulating layer.
  • An oxide insulating film such as a silicon oxide film is preferably used for at least a portion of the insulating layer 326 that is in contact with the semiconductor layer 321 .
  • the upper surface of the insulating layer 326 is preferably planarized.
  • the semiconductor layer 321 is provided on the insulating layer 326 .
  • the semiconductor layer 321 preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) film having semiconductor characteristics.
  • a pair of conductive layers 325 are provided on and in contact with the semiconductor layer 321 and function as a source electrode and a drain electrode.
  • An insulating layer 328 is provided covering the top and side surfaces of the pair of conductive layers 325 and the side surface of the semiconductor layer 321, and the insulating layer 264 is provided on the insulating layer 328.
  • the insulating layer 328 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing into the semiconductor layer 321 from the insulating layer 264 or the like and oxygen from leaving the semiconductor layer 321 .
  • an insulating film similar to the insulating layer 332 can be used as the insulating layer 328.
  • An opening reaching the semiconductor layer 321 is provided in the insulating layer 328 and the insulating layer 264 .
  • the insulating layer 323 and the conductive layer 324 are buried in contact with the side surfaces of the insulating layer 264 , the insulating layer 328 , and the conductive layer 325 and the top surface of the semiconductor layer 321 .
  • the conductive layer 324 functions as a second gate electrode, and the insulating layer 323 functions as a second gate insulating layer.
  • the top surface of the conductive layer 324, the top surface of the insulating layer 323, and the top surface of the insulating layer 264 are planarized so that their heights are the same or substantially the same, and the insulating layers 329 and 265 are provided to cover them. ing.
  • the insulating layers 264 and 265 function as interlayer insulating layers.
  • the insulating layer 329 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing into the transistor 320 from the insulating layer 265 or the like.
  • an insulating film similar to the insulating layers 328 and 332 can be used.
  • a plug 274 electrically connected to one of the pair of conductive layers 325 is provided so as to be embedded in the insulating layers 265 , 329 and 264 .
  • the plug 274 includes a conductive layer 274a that covers the side surfaces of the openings of the insulating layers 265, the insulating layers 329, the insulating layers 264, and the insulating layer 328 and part of the top surface of the conductive layer 325, and the conductive layer 274a. It is preferable to have a conductive layer 274b in contact with the top surface. At this time, a conductive material into which hydrogen and oxygen are difficult to diffuse is preferably used for the conductive layer 274a.
  • the configuration from the insulating layer 254 to the substrate 120 in the display device 100D is similar to that of the display device 100C.
  • a display device 100E illustrated in FIG. 35 has a structure in which a transistor 310 in which a channel is formed over a substrate 301 and a transistor 320 including a metal oxide in a semiconductor layer in which the channel is formed are stacked. Note that descriptions of portions similar to those of the display devices 100C and 100D may be omitted.
  • An insulating layer 261 is provided to cover the transistor 310 , and a conductive layer 251 is provided over the insulating layer 261 .
  • An insulating layer 262 is provided to cover the conductive layer 251 , and the conductive layer 252 is provided over the insulating layer 262 .
  • the conductive layers 251 and 252 each function as wirings.
  • An insulating layer 263 and an insulating layer 332 are provided to cover the conductive layer 252 , and the transistor 320 is provided over the insulating layer 332 .
  • An insulating layer 265 is provided to cover the transistor 320 and a capacitor 240 is provided over the insulating layer 265 . Capacitor 240 and transistor 320 are electrically connected by plug 274 .
  • the transistor 320 can be used as a transistor forming a pixel circuit. Further, the transistor 310 can be used as a transistor forming a pixel circuit or a transistor forming a driver circuit (a gate line driver circuit or a source line driver circuit) for driving the pixel circuit. Further, the transistors 310 and 320 can be used as transistors included in various circuits such as an arithmetic circuit and a memory circuit.
  • a display device 100F shown in FIG. 36 has a structure in which a transistor 310A and a transistor 310B each having a channel formed in a semiconductor substrate are stacked.
  • the display device 100F has a configuration in which a substrate 301B provided with a transistor 310B, a capacitor 240 and each light emitting device and a substrate 301A provided with a transistor 310A are bonded together.
  • a plug 343 penetrating through the substrate 301B is provided on the substrate 301B. Also, the plug 343 is electrically connected to a conductive layer 342 provided on the back surface of the substrate 301B (the surface opposite to the substrate 120 side). On the other hand, the conductive layer 341 is provided on the insulating layer 261 on the substrate 301A.
  • the substrates 301A and 301B are electrically connected.
  • the same conductive material is preferably used for the conductive layers 341 and 342 .
  • a metal film containing an element selected from Al, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo, and W, or a metal nitride film (titanium nitride film, molybdenum nitride film, tungsten nitride film) containing the above elements as components etc. can be used.
  • copper is preferably used for the conductive layers 341 and 342 . This makes it possible to apply a Cu--Cu direct bonding technique (a technique for achieving electrical continuity by connecting Cu (copper) pads to each other).
  • the conductive layer 341 and the conductive layer 342 may be bonded via a bump.
  • a display device 100G illustrated in FIG. 37 has a structure in which a transistor 320A and a transistor 320B each including an oxide semiconductor as a semiconductor in which a channel is formed are stacked.
  • the display device 100D described above can be used for the configuration of the transistor 320A, the transistor 320B, and their peripherals.
  • transistors each including an oxide semiconductor are stacked here, the structure is not limited to this.
  • a structure in which three or more transistors are stacked may be employed.
  • FIG. 38A is a cross-sectional view including the transistor 410.
  • FIG. 38A is a cross-sectional view including the transistor 410.
  • a transistor 410 is a transistor provided on the substrate 401 and using polycrystalline silicon for a semiconductor layer.
  • the transistor 410 corresponds to the transistor 55B of the pixel circuit 81_2 shown in FIG. 41B. That is, FIG. 38A is an example in which one of the source and drain of transistor 410 is electrically connected to conductive layer 431 of the light emitting device.
  • a transistor 410 includes a semiconductor layer 411, an insulating layer 412, a conductive layer 413, and the like.
  • the semiconductor layer 411 has a channel formation region 411i and a low resistance region 411n.
  • Semiconductor layer 411 comprises silicon.
  • Semiconductor layer 411 preferably comprises polycrystalline silicon.
  • Part of the insulating layer 412 functions as a gate insulating layer.
  • Part of the conductive layer 413 functions as a gate electrode.
  • the semiconductor layer 411 can also have a structure containing a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) exhibiting semiconductor characteristics.
  • the transistor 410 can be called an OS transistor.
  • the low resistance region 411n is a region containing an impurity element.
  • the transistor 410 is an n-channel transistor, phosphorus, arsenic, or the like may be added to the low-resistance region 411n.
  • boron, aluminum, or the like may be added to the low resistance region 411n.
  • the impurity described above may be added to the channel formation region 411i.
  • An insulating layer 421 is provided on the substrate 401 .
  • the semiconductor layer 411 is provided over the insulating layer 421 .
  • the insulating layer 412 is provided to cover the semiconductor layer 411 and the insulating layer 421 .
  • the conductive layer 413 is provided over the insulating layer 412 so as to overlap with the semiconductor layer 411 .
  • An insulating layer 422 is provided to cover the conductive layer 413 and the insulating layer 412 .
  • a conductive layer 414 a and a conductive layer 414 b are provided over the insulating layer 422 .
  • the conductive layers 414 a and 414 b are electrically connected to the low-resistance region 411 n through openings provided in the insulating layers 422 and 412 .
  • Part of the conductive layer 414a functions as one of the source and drain electrodes, and part of the conductive layer 414b functions as the other of the source and drain electrodes.
  • An insulating layer 423 is provided to cover the conductive layers 414 a , 414 b , and the insulating layer 422 .
  • a conductive layer 431 functioning as a pixel electrode is provided on the insulating layer 423 .
  • the conductive layer 431 is provided over the insulating layer 423 and is electrically connected to the conductive layer 414 b through an opening provided in the insulating layer 423 .
  • an EL layer and a common electrode can be stacked over the conductive layer 431 .
  • FIG. 38B shows a transistor 410a having a pair of gate electrodes.
  • a transistor 410a illustrated in FIG. 38B is mainly different from FIG. 38A in that it includes a conductive layer 415 and an insulating layer 416 .
  • the conductive layer 415 is provided on the insulating layer 421 .
  • An insulating layer 416 is provided to cover the conductive layer 415 and the insulating layer 421 .
  • the semiconductor layer 411 is provided so that at least a channel formation region 411i overlaps with the conductive layer 415 with the insulating layer 416 interposed therebetween.
  • part of the conductive layer 413 functions as a first gate electrode and part of the conductive layer 415 functions as a second gate electrode.
  • part of the insulating layer 412 functions as a first gate insulating layer, and part of the insulating layer 416 functions as a second gate insulating layer.
  • the conductive layer 413 and the conductive layer 413 are electrically conductive in a region (not shown) through openings provided in the insulating layers 412 and 416 .
  • the layer 415 may be electrically connected.
  • a conductive layer is formed through openings provided in the insulating layers 422, 412, and 416 in a region (not shown).
  • the conductive layer 414a or the conductive layer 414b and the conductive layer 415 may be electrically connected.
  • the transistor 410 illustrated in FIG. 38A or the transistor 410a illustrated in FIG. 38B can be applied.
  • the transistor 410a may be used for all the transistors forming the sub-pixel 81
  • the transistor 410 may be used for all the transistors
  • the transistor 410a and the transistor 410 may be used in combination. good.
  • FIG. 38C A cross-sectional schematic diagram including transistor 410a and transistor 450 is shown in FIG. 38C.
  • Configuration Example 1 For the transistor 410a, Configuration Example 1 can be used. Note that although an example using the transistor 410a is shown here, a structure including the transistors 410 and 450 may be employed, or a structure including all of the transistors 410, 410a, and 450 may be employed.
  • a transistor 450 is a transistor in which a metal oxide is applied to a semiconductor layer.
  • the configuration shown in FIG. 38C is an example in which, for example, the transistor 450 corresponds to the transistor 55A of the pixel circuit 81_2, and the transistor 410a corresponds to the transistor 55B. That is, FIG. 38C shows an example in which one of the source and drain of the transistor 410a is electrically connected to the conductive layer 431.
  • FIG. 38C shows an example in which the transistor 450 has a pair of gates.
  • the transistor 450 includes a conductive layer 455, an insulating layer 422, a semiconductor layer 451, an insulating layer 452, a conductive layer 453, and the like.
  • a portion of conductive layer 453 functions as a first gate of transistor 450 and a portion of conductive layer 455 functions as a second gate of transistor 450 .
  • part of the insulating layer 452 functions as a first gate insulating layer of the transistor 450 and part of the insulating layer 422 functions as a second gate insulating layer of the transistor 450 .
  • the conductive layer 455 is provided on the insulating layer 412 .
  • An insulating layer 422 is provided to cover the conductive layer 455 .
  • the semiconductor layer 451 is provided over the insulating layer 422 .
  • the insulating layer 452 is provided to cover the semiconductor layer 451 and the insulating layer 422 .
  • the conductive layer 453 is provided over the insulating layer 452 and has regions that overlap with the semiconductor layer 451 and the conductive layer 455 .
  • An insulating layer 426 is provided covering the insulating layer 452 and the conductive layer 453 .
  • a conductive layer 454 a and a conductive layer 454 b are provided over the insulating layer 426 .
  • the conductive layers 454 a and 454 b are electrically connected to the semiconductor layer 451 through openings provided in the insulating layers 426 and 452 .
  • Part of the conductive layer 454a functions as one of the source and drain electrodes, and part of the conductive layer 454b functions as the other of the source and drain electrodes.
  • An insulating layer 423 is provided to cover the conductive layers 454 a , 454 b , and the insulating layer 426 .
  • the conductive layers 414a and 414b electrically connected to the transistor 410a are preferably formed by processing the same conductive film as the conductive layers 454a and 454b.
  • the conductive layer 414a, the conductive layer 414b, the conductive layer 454a, and the conductive layer 454b are formed over the same surface (that is, in contact with the top surface of the insulating layer 426) and contain the same metal element. showing.
  • the conductive layers 414 a and 414 b are electrically connected to the low-resistance region 411 n through the insulating layers 426 , 452 , 422 , and openings provided in the insulating layer 412 . This is preferable because the manufacturing process can be simplified.
  • the conductive layer 413 functioning as the first gate electrode of the transistor 410a and the conductive layer 455 functioning as the second gate electrode of the transistor 450 are preferably formed by processing the same conductive film.
  • FIG. 38C shows a configuration in which the conductive layer 413 and the conductive layer 455 are formed on the same surface (that is, in contact with the upper surface of the insulating layer 412) and contain the same metal element. This is preferable because the manufacturing process can be simplified.
  • the insulating layer 452 functioning as a first gate insulating layer of the transistor 450 covers the edge of the semiconductor layer 451.
  • the transistor 450a shown in FIG. It may be processed so that the top surface shape matches or substantially matches that of the layer 453 .
  • the upper surface shapes roughly match means that at least a part of the contours overlaps between the laminated layers.
  • the upper layer and the lower layer may be processed with the same mask pattern or partially with the same mask pattern. Strictly speaking, however, the contours do not overlap, and the upper layer may be located inside the lower layer, or the upper layer may be located outside the lower layer.
  • transistor 410a corresponds to the transistor 55B and is electrically connected to the pixel electrode
  • the present invention is not limited to this.
  • the transistor 450 or the transistor 450a may correspond to the transistor 55B.
  • transistor 410a corresponds to transistor 55A, transistor 55C, or some other transistor.
  • An electronic device of this embodiment includes the display device of one embodiment of the present invention in a display portion.
  • the display device of one embodiment of the present invention can easily have high definition and high resolution. Therefore, it can be used for display portions of various electronic devices.
  • Electronic devices include, for example, televisions, desktop or notebook personal computers, monitors for computers, digital signage, electronic devices with relatively large screens such as large game machines such as pachinko machines, and digital cameras. , digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, sound reproduction devices, and the like.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have high definition, it can be suitably used for an electronic device having a relatively small display portion.
  • electronic devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, and MR devices. wearable devices that can be attached to
  • a display device of one embodiment of the present invention includes HD (1280 ⁇ 720 pixels), FHD (1920 ⁇ 1080 pixels), WQHD (2560 ⁇ 1440 pixels), WQXGA (2560 ⁇ 1600 pixels), 4K (2560 ⁇ 1600 pixels), 3840 ⁇ 2160) and 8K (7680 ⁇ 4320 pixels).
  • the resolution it is preferable to set the resolution to 4K, 8K, or higher.
  • the pixel density (definition) of the display device of one embodiment of the present invention is preferably 100 ppi or more, preferably 300 ppi or more, more preferably 500 ppi or more, more preferably 1000 ppi or more, more preferably 2000 ppi or more, and 3000 ppi or more.
  • the display device can support various screen ratios such as 1:1 (square), 4:3, 16:9, 16:10.
  • the electronic device of this embodiment includes sensors (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, number of revolutions, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current, voltage , power, radiation, flow, humidity, gradient, vibration, odor or infrared).
  • the electronic device of this embodiment can have various functions. For example, functions to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display, touch panel functions, functions to display calendars, dates or times, functions to execute various software (programs), wireless communication function, a function of reading a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • An electronic device 6500 shown in FIG. 39A is a mobile information terminal that can be used as a smart phone.
  • the electronic device 6500 has a housing 6501, a display unit 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, a light source 6508, and the like.
  • a display portion 6502 has a touch panel function.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 6502 .
  • FIG. 39B is a schematic cross-sectional view including the end of the housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a light-transmitting protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and a display panel 6511, an optical member 6512, a touch sensor panel 6513, and a printer are placed in a space surrounded by the housing 6501 and the protective member 6510.
  • a substrate 6517, a battery 6518, and the like are arranged.
  • a display panel 6511, an optical member 6512, and a touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 with an adhesive layer (not shown).
  • a portion of the display panel 6511 is folded back in a region outside the display portion 6502, and the FPC 6515 is connected to the folded portion.
  • An IC6516 is mounted on the FPC6515.
  • the FPC 6515 is connected to terminals provided on the printed circuit board 6517 .
  • the flexible display of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 6511 . Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. In addition, since the display panel 6511 is extremely thin, the thickness of the electronic device can be reduced and the large-capacity battery 6518 can be mounted. In addition, by folding back part of the display panel 6511 and arranging a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • FIG. 40A An example of a television device is shown in FIG. 40A.
  • a television set 7100 has a display portion 7000 incorporated in a housing 7101 .
  • a configuration in which a housing 7101 is supported by a stand 7103 is shown.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • the operation of the television apparatus 7100 shown in FIG. 40A can be performed using operation switches provided in the housing 7101 and a separate remote control operation device 7111 .
  • the display portion 7000 may be provided with a touch sensor, and the television device 7100 may be operated by touching the display portion 7000 with a finger or the like.
  • the remote controller 7111 may have a display section for displaying information output from the remote controller 7111 .
  • a channel and a volume can be operated with operation keys or a touch panel provided in the remote controller 7111 , and an image displayed on the display portion 7000 can be operated.
  • the television device 7100 is configured to include a receiver, a modem, and the like.
  • the receiver can receive general television broadcasts. Also, by connecting to a wired or wireless communication network via a modem, one-way (from the sender to the receiver) or two-way (between the sender and the receiver, or between the receivers, etc.) information communication is performed. is also possible.
  • FIG. 40B shows an example of a notebook personal computer.
  • a notebook personal computer 7200 has a housing 7211, a keyboard 7212, a pointing device 7213, an external connection port 7214, and the like.
  • the display portion 7000 is incorporated in the housing 7211 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • FIGS. 40C and 40D An example of digital signage is shown in FIGS. 40C and 40D.
  • a digital signage 7300 shown in FIG. 40C includes a housing 7301, a display unit 7000, speakers 7303, and the like. Furthermore, it can have an LED lamp, an operation key (including a power switch or an operation switch), connection terminals, various sensors, a microphone, and the like.
  • FIG. 40D shows a digital signage 7400 attached to a cylindrical post 7401.
  • a digital signage 7400 has a display section 7000 provided along the curved surface of a pillar 7401 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 in FIGS. 40C and 40D.
  • the wider the display unit 7000 the more information can be provided at once.
  • the wider the display unit 7000 the more conspicuous it is, and the more effective the advertisement can be, for example.
  • a touch panel By applying a touch panel to the display unit 7000, not only can images or moving images be displayed on the display unit 7000, but also the user can intuitively operate the display unit 7000, which is preferable. Further, when used for providing information such as route information or traffic information, usability can be enhanced by intuitive operation.
  • the digital signage 7300 or digital signage 7400 is preferably capable of cooperating with an information terminal 7311 or information terminal 7411 such as a smartphone possessed by the user through wireless communication.
  • advertisement information displayed on the display unit 7000 can be displayed on the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411 .
  • display on the display portion 7000 can be switched.
  • the digital signage 7300 or 7400 can execute a game using the screen of the information terminal 7311 or 7411 as an operating means (controller). This allows an unspecified number of users to simultaneously participate in and enjoy the game.
  • the electronic device shown in FIGS. 41A to 41F includes a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or an operation switch), connection terminals 9006, sensors 9007 (force, displacement, position, speed , acceleration, angular velocity, number of rotations, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substances, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell, or infrared rays function), a microphone 9008, and the like.
  • the electronic devices shown in FIGS. 41A to 41F have various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a calendar, a function to display the date or time, a function to control processing by various software (programs), It can have a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, and the like. Note that the functions of the electronic device are not limited to these, and can have various functions.
  • the electronic device may have a plurality of display units.
  • the electronic device is equipped with a camera, etc., and has the function of capturing still images or moving images and storing them in a recording medium (external or built into the camera), or the function of displaying the captured image on the display unit, etc. good.
  • FIGS. 41A to 41F Details of the electronic devices shown in FIGS. 41A to 41F will be described below.
  • FIG. 41A is a perspective view showing a mobile information terminal 9101.
  • the mobile information terminal 9101 can be used as a smart phone, for example.
  • the portable information terminal 9101 may be provided with a speaker 9003, a connection terminal 9006, a sensor 9007, and the like.
  • the mobile information terminal 9101 can display text and image information on its multiple surfaces.
  • FIG. 41A shows an example in which three icons 9050 are displayed.
  • Information 9051 indicated by a dashed rectangle can also be displayed on another surface of the display portion 9001 . Examples of the information 9051 include notification of incoming e-mail, SNS, phone call, title of e-mail or SNS, sender name, date and time, remaining battery power, radio wave intensity, and the like.
  • an icon 9050 or the like may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.
  • FIG. 41B is a perspective view showing a mobile information terminal 9102.
  • the portable information terminal 9102 has a function of displaying information on three or more sides of the display portion 9001 .
  • information 9052, information 9053, and information 9054 are displayed on different surfaces.
  • the user can confirm the information 9053 displayed at a position where the mobile information terminal 9102 can be viewed from above the mobile information terminal 9102 while the mobile information terminal 9102 is stored in the chest pocket of the clothes.
  • the user can check the display without taking out the portable information terminal 9102 from the pocket, and can determine, for example, whether to receive a call.
  • FIG. 41C is a perspective view showing a wristwatch-type mobile information terminal 9200.
  • the mobile information terminal 9200 can be used as a smart watch (registered trademark), for example.
  • the display portion 9001 has a curved display surface, and display can be performed along the curved display surface.
  • the mobile information terminal 9200 can also make hands-free calls by mutual communication with a headset capable of wireless communication, for example.
  • the portable information terminal 9200 can transmit data to and from another information terminal through the connection terminal 9006, and can be charged. Note that the charging operation may be performed by wireless power supply.
  • FIG. 41D to 41F are perspective views showing a foldable personal digital assistant 9201.
  • FIG. FIG. 41D is a perspective view of the portable information terminal 9201 in an unfolded state
  • FIG. 41F is a folded state
  • FIG. 41E is a perspective view of a state in the middle of changing from one to the other of FIGS.
  • the portable information terminal 9201 has excellent portability in the folded state, and has excellent display visibility due to a seamless wide display area in the unfolded state.
  • a display portion 9001 included in the portable information terminal 9201 is supported by three housings 9000 connected by hinges 9055 .
  • the display portion 9001 can be bent with a curvature radius of 0.1 mm or more and 150 mm or less.
  • the content (may be part of the content) described in one embodiment may be another content (may be part of the content) described in the embodiment, and/or one or more
  • the contents described in another embodiment (or part of the contents) can be applied, combined, or replaced.
  • electrode and “wiring” in this specification and the like do not functionally limit these components.
  • an “electrode” may be used as part of a “wiring” and vice versa.
  • the terms “electrode” and “wiring” include the case where a plurality of “electrodes” and “wiring” are integrally formed.
  • a voltage is a potential difference from a reference potential.
  • the reference potential is a ground voltage
  • the voltage can be translated into a potential.
  • Ground potential does not necessarily mean 0V. Note that the potential is relative, and the potential applied to the wiring or the like may be changed depending on the reference potential.
  • a switch is one that has the function of being in a conducting state (on state) or a non-conducting state (off state) and controlling whether or not to allow current to flow.
  • a switch has a function of selecting and switching a path through which current flows.
  • the channel length refers to, for example, a region in which a semiconductor (or a portion of the semiconductor in which current flows when the transistor is on) overlaps with a gate in a top view of a transistor, or a channel is formed.
  • the channel width refers to, for example, a region where a semiconductor (or a portion of the semiconductor where current flows when the transistor is on) overlaps with a gate electrode, or a region where a channel is formed. is the length of the part where the drain and the drain face each other.
  • a and B are connected includes not only direct connection between A and B, but also electrical connection.
  • a and B are electrically connected means that when there is an object having some kind of electrical action between A and B, an electric signal can be exchanged between A and B. What to say.

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Abstract

新規な構成の表示装置を提供すること。 第1副画素と、第2副画素と、第1副画素を走査する第1選択信号が与えられる第1ゲート線と、第2副画素を走査する第2選択信号が与えられる第2ゲート線と、を有する表示部と、ゲート線駆動回路と、ゲート線駆動回路が出力する第1選択信号または第2選択信号を第1ゲート線または第2ゲート線に振り分けて出力する切り替え部と、切り替え部を制御するタイミング制御回路と、を有する駆動制御回路と、を有する。タイミング制御回路は、第1動作モードにおいて、ゲート線駆動回路は、第1フレーム周波数の第1選択信号と、第1選択信号より選択期間の長い第2選択信号を出力する。タイミング制御回路は、第2動作モードにおいて、第1フレーム周波数よりも低い第2フレーム周波数の第1選択信号および第2選択信号を出力する。

Description

表示装置、表示モジュール及び電子機器
 本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、表示モジュール、及び、電子機器に関する。本発明の一態様は、表示装置の作製方法に関する。
 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。
 スマートフォンなどの情報端末機器に用いられる表示装置は、近年の技術革新の結果、コモディティ化が進んでおり、そのような中で競争力を得るために、より付加価値の高い製品が求められている。例えば、表示装置は写真、又は動画を表示するだけでなく、顔認証、指紋認証及び静脈認証等の生体認証、又はタッチセンサ、モーションセンサ等の受光デバイス等に応用される等、用途が多様化している。特許文献1には、指紋認証を行うことができる、スマートフォン等の電子機器について開示されている。
特開2019−79415号公報
 受光デバイスを駆動して行われる検出動作は、表示動作の合間に行われる構成となる。表示動作による表示品位の向上を図るためには、表示のフレーム周波数を高くする構成が好ましい。表示動作と検出動作を交互に行う場合、表示動作の頻度を大きくし、検出動作の頻度を小さくすることで、表示のフレーム周波数を高めることができる。しかしながら、表示動作を行う際の発光デバイスを有する副画素の走査と、検出動作を行う際の受光デバイスを有する副画素の走査と、を別々のタイミングで制御する場合、駆動回路毎に制御するための信号を与える構成となるため、駆動回路の回路規模が増大するといった虞がある。
 受光デバイスを駆動して行われる検出動作の精度を高める場合、検出動作の頻度を大きくし、表示動作の頻度を小さくすることが好ましい。表示動作による表示品位の向上と、検出動作の精度と、の両立を図るためには、表示のフレーム周波数が高い状態と、検出動作の頻度を大きい状態と、が切り替えられる構成が好ましい。また、受光デバイスを有する副画素の走査する選択信号の数を多くすることで検出動作の精度をさらに高めることができる。しかしながら、受光デバイスを有する副画素の走査する選択信号の数が多い状況で、検出動作の頻度を可変とする場合、不要な検出動作を行い続けることによる消費電力の増加などの虞がある。
 本発明の一態様は、新規な構成の表示装置等を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、回路規模の増大を低減できる、新規な構成の表示装置等を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、消費電力の増大を抑制できる、新規な構成の表示装置等を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、検出動作と表示動作とを交互に行う表示装置の構成において、回路規模の増大および低消費電力化を図ることのできる、新規な構成の表示装置等を提供することを課題の一つとする。
 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、発光デバイスを有する第1副画素と、受光デバイスを有する第2副画素と、第1副画素を走査する第1選択信号が与えられる第1ゲート線と、第2副画素を走査する第2選択信号が与えられる第2ゲート線と、を有する表示部と、ゲート線駆動回路が出力する第1選択信号または第2選択信号を第1ゲート線または第2ゲート線に振り分けて出力する第1切り替え部と、第1選択信号または第2選択信号を出力するゲート線駆動回路と、ゲート線駆動回路が出力する第1選択信号または第2選択信号を振り分けて出力する第2切り替え部と、第1切り替え部および第2切り替え部を制御するタイミング制御回路と、を有する駆動制御回路と、を有し、タイミング制御回路は、第1動作モードと、第2動作モードと、を切り替える機能を有し、第1動作モードにおいて、ゲート線駆動回路は、第1フレーム周波数の第1選択信号と、第1選択信号より選択期間の長い第2選択信号を出力し、第2動作モードにおいて、第1フレーム周波数よりも低い第2フレーム周波数の第1選択信号および第2選択信号を出力する、表示装置である。
本発明の一態様において、第1切り替え部および第2切り替え部はそれぞれ、ゲート線駆動回路と、第1ゲート線または第2ゲート線と、の間に設けられるアナログスイッチを有する、表示装置が好ましい。
本発明の一態様において、画像プロセッサを有し、画像プロセッサは、受光デバイスにおける物体の検知状態または物体の非検知状態に応じて、第1動作モードと第2動作モードとを切り替える機能を有する、表示装置が好ましい。
本発明の一態様において、発光デバイスは、可視光を射出する機能を有し、受光デバイスは、可視光を検出する機能を有する表示装置が好ましい。
本発明の一態様において、発光デバイスは、赤外光を射出する機能を有し、受光デバイスは、赤外光を検出する機能を有する表示装置が好ましい。
本発明の一態様は、上記記載の表示装置と、コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュールである。
本発明の一態様は、上記記載の表示モジュールと、筐体、バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する、電子機器である。
 本発明の一態様は、新規な構成の表示装置等を提供することができる。または、本発明の一態様は、回路規模の増大を低減できる、新規な構成の表示装置等を提供することができる。または、本発明の一態様は、消費電力の増大を抑制できる、新規な構成の表示装置等を提供することができる。または、本発明の一態様は、検出動作と表示動作とを交互に行う表示装置の構成において、回路規模の増大および低消費電力化を図ることのできる、新規な構成の表示装置等を提供することができる。
 なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図1Aおよび図1Bは、表示装置の構成例を示す図である。
図2は、表示装置の構成例を示す図である。
図3A乃至図3Cは、表示装置の構成例を示す図である。
図4は、表示装置の動作例を示すフローチャートである。
図5は、表示装置の動作例を示す図である。
図6は、表示装置の動作例を示す図である。
図7は、表示装置の動作例を示すタイミングチャートである。
図8は、表示装置の動作例を示すタイミングチャートである。
図9は、表示装置の構成例を示す図である。
図10は、表示装置の構成例を示す図である。
図11A乃至図11Dは、表示装置の構成例を示す図である。
図12A乃至図12Dは、表示装置の構成例を示す図である。
図13A乃至図13Eは、表示装置の構成例を示す図である。
図14A、図14B及び図14Dは、表示装置の一例を示す断面図である。図14C及び図14Eは、表示装置で撮像した画像の例を示す図である。
図15は、表示装置の一例を示す断面図である。
図16A乃至図16Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
図17A乃至図17Cは、表示装置の一例を示す断面図である。
図18A乃至図18Cは、表示装置の一例を示す図である。
図19A乃至図19Cは、電子機器の一例を示す図である。
図20Aは、表示装置の一例を示す上面図である。図20Bは、表示装置の一例を示す断面図である。
図21A乃至図21Iは、画素の一例を示す上面図である。
図22A乃至図22Eは、画素の一例を示す上面図である。
図23A及び図23Bは、画素の一例を示す上面図である。
図24A及び図24Bは、画素の一例を示す上面図である。
図25A及び図25Bは、画素の一例を示す上面図である。
図26A及び図26Bは、画素の一例を示す上面図である。
図27A及び図27Bは、画素の一例を示す上面図である。
図28は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図29Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図29B及び図29Cは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図30は、表示装置の一例を示す断面図である。
図31A及び図31Bは、表示モジュールの一例を示す斜視図である。
図32は、表示装置の一例を示す断面図である。
図33A及び図33Bは、表示モジュールの一例を示す斜視図である。
図34は、表示装置の一例を示す断面図である。
図35は、表示装置の一例を示す断面図である。
図36は、表示装置の一例を示す断面図である。
図37は、表示装置の一例を示す断面図である。
図38A乃至図38Dは、トランジスタの一例を示す図である。
図39A及び図39Bは、電子機器の一例を示す図である。
図40A乃至図40Dは、電子機器の一例を示す図である。
図41A乃至図41Fは、電子機器の一例を示す図である。
 実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
 なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
 図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
 なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
(実施の形態1)
 本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。本実施の形態では、特に表示装置の画素が有する回路構成について説明する。
<表示装置のブロック図>
 表示装置10のブロック図を、図1Aに示す。表示装置10は、表示部71、信号線駆動回路72、ゲート線駆動回路73、制御線駆動回路74、信号読み出し回路75およびタイミング制御回路21等を有する。
表示部71は、マトリクス状に配置された複数の画素80を有する。画素80は、副画素81R、副画素81G、副画素81B、及び副画素82PSを有する。副画素81R、副画素81G、及び副画素81Bは、それぞれ表示デバイスとして機能する発光デバイスを有する。副画素82PSは、光電変換素子として機能する受光デバイスを有する。
 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。本発明の一態様の表示装置は、表示部に発光デバイスがマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。また、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。
 発光デバイスは、OLED(Organic Light Emitting Diode)、QLED(Quantum−dot Light Emitting Diode)などのELデバイスを用いることが好ましい。ELデバイスが有する発光物質として、蛍光を発する物質(蛍光材料)、燐光を発する物質(燐光材料)、無機化合物(量子ドット材料など)、熱活性化遅延蛍光を示す物質(熱活性化遅延蛍光(Thermally Activated Delayed Fluorescence:TADF)材料)などが挙げられる。また、発光デバイスとして、マイクロLED(Light Emitting Diode)などのLEDを用いることもできる。なお、TADF材料として、一重項励起状態と三重項励起状態が熱平衡状態にある材料を用いてもよい。このようなTADF材料は発光寿命(励起寿命)が短くなるため、発光デバイスにおける高輝度領域での効率低下を抑制することができる。
 本発明の一態様の表示装置の表示部には、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、画像表示機能に加えて、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を有する。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。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、手、またはペンなど)の近接もしくは接触を検出することができる。さらに、本発明の一態様の表示装置は、発光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もよく、電子機器の部品点数を削減することができる。
 受光デバイスをイメージセンサに用いる場合、表示装置は、受光デバイスを用いて、画像を撮像することができる。例えば、本実施の形態の表示装置は、スキャナとして用いることができる。
 例えば、イメージセンサを用いて、指紋、掌紋などの生体情報に係るデータを取得することができる。つまり、表示装置に、生体認証用センサを内蔵させることができる。表示装置が生体認証用センサを内蔵することで、表示装置とは別に生体認証用センサを設ける場合に比べて、電子機器の部品点数を少なくでき、電子機器の小型化及び軽量化が可能である。
 受光デバイスをタッチセンサに用いる場合、表示装置は、受光デバイスを用いて、対象物の近接または接触を検出することができる。
 画素80は、配線GL、配線SLR、配線SLG、配線SLB、配線RL、配線RS、及び配線WX等と電気的に接続されている。配線SLR、配線SLG、配線SLBは、信号線駆動回路72と電気的に接続されている。配線GLは、ゲート線駆動回路73と電気的に接続されている。信号線駆動回路72は、ソース線駆動回路(ソースドライバともいう)として機能する。ゲート線駆動回路73は、ゲートドライバという場合がある。
 画素80は、発光デバイスを有する副画素として、副画素81R、副画素81G、及び副画素81Bを有する。例えば、副画素81Rは赤色を呈する副画素であり、副画素81Gは緑色を呈する副画素であり、副画素81Bは青色を呈する副画素である。これにより、表示装置10はフルカラーの表示を行うことができる。なお、ここでは画素80が3色の副画素を有する例を示したが、4色以上の副画素を有していてもよい。
 副画素81Rは、赤色の光を呈する発光デバイスを有する。副画素81Gは、緑色の光を呈する発光デバイスを有する。副画素81Bは、青色の光を呈する発光デバイスを有する。なお、画素80は、他の色の光を呈する発光デバイスを有する副画素を有していてもよい。例えば画素80は、上記3つの副画素に加えて、白色の光を呈する発光デバイスを有する副画素、または黄色の光を呈する発光デバイスを有する副画素などを有していてもよい。
 なお、本明細書等では、一つの「画素」の中で独立した動作が行われる最小単位を便宜的に「副画素」と定義して説明を行うが、「副画素」を「画素」とよぶ場合がある。
 配線GLは、行方向(配線GLの延伸方向)に配列する副画素81R、副画素81G、及び副画素81Bと電気的に接続されている。配線SLR、配線SLG、及び配線SLBは、それぞれ、列方向(配線SLR等の延伸方向)に配列する副画素81R、副画素81G、または副画素81Bと電気的に接続されている。
 画素80が有する副画素82PSは、配線RL、配線RS、及び配線WXが電気的に接続されている。配線RLは、ゲート線駆動回路73に電気的に接続される。配線RSは、制御線駆動回路74に電気的に接続される。配線WXは、信号読み出し回路75に電気的に接続される。
 制御線駆動回路74は、副画素82PSを駆動させるための信号を生成し、配線RSを介して副画素82PSに出力する機能を有する。信号読み出し回路75は、副画素82PSから配線WXを介して出力される信号を受信し、画像データとして外部に出力する機能を有する。信号読み出し回路75は、画像データの読み出しを行う回路として機能する。
本発明の一態様の構成では、ゲート線駆動回路73において、発光デバイスを有する副画素として、副画素81R、副画素81G、及び副画素81Bを選択する選択信号(走査信号、第1選択信号ともいう)と、受光デバイスを有する副画素として副画素82PSを選択する選択信号(第2選択信号ともいう)と、を出力する構成とする。つまりゲート線駆動回路73では、別々のタイミングで制御される、表示動作を行う際の発光デバイスを有する副画素の走査と、検出動作を行う際の受光デバイスを有する副画素の走査と、を切り替えて行う構成とすることができる。当該構成とすることで、別々のタイミングで制御する信号を1つの回路から出力することができ、駆動回路の回路規模を小さくすることができる。
タイミング制御回路21は、表示動作を行う際の発光デバイスを有する副画素の走査と、検出動作を行う際の受光デバイスを有する副画素の走査と、を切り替えるための制御信号TSを出力する。タイミング制御回路21は、例えばアプリケーションプロセッサあるいはタッチコントローラからの信号に基づいて、表示動作を行う際の発光デバイスを有する副画素の走査と、検出動作を行う際の受光デバイスを有する副画素の走査と、を切り替える動作状態を制御することができる。
ゲート線駆動回路73の構成例、およびゲート線駆動回路73に接続される配線GLおよび配線RLの構成例について、図1Bを用いて説明する。
図1Bにおいて、ゲート線駆動回路73が有する構成として、表示部駆動回路31およびセンサ部駆動回路32を有する駆動回路部30、およびアナログスイッチ41を有する切り替え部40を図示している。また図1Bにおいて、ゲート線駆動回路73に接続される配線GLおよび配線RLが設けられる表示部71の構成として、副画素81および副画素82を図示している。また図1Bにおいて、配線GLおよび配線RLに接続される構成として、アナログスイッチ51を有する切り替え部50、およびアナログスイッチ63を有する切り替え部60を図示している。また図1Bにおいて、切り替え部40、50、60が有する各アナログスイッチを制御する制御信号TSを与えるタイミング制御回路21を図示している。
表示部駆動回路31は、配線GLに出力される選択信号GPを生成する。センサ部駆動回路32は、配線RLに出力される選択信号RPを生成する。選択信号GPは、表示動作時において、副画素81を選択するための信号である。また選択信号RPは、検出動作時において、副画素82を選択するための信号である。なお副画素81は、副画素81R、副画素81G、及び副画素81Bに対応し、副画素82は、副画素82PSに対応する。なお表示部駆動回路31およびセンサ部駆動回路32は、共通のシフトレジスタから出力される信号をもとに選択信号GPまたは選択信号RPを切り替えて出力する構成とすることで、駆動回路部30の回路規模の増大を抑制することができる。
切り替え部40、50は、駆動回路部30から出力される選択信号GPまたは選択信号RPを、アナログスイッチ41およびアナログスイッチ51のオンまたはオフを切り替えて、配線GLおよび配線RLに振り分けて出力する機能を有する。切り替え部40、50を有することで、駆動回路部30と表示部71との間の端子数を削減することができる。切り替え部60は、配線GLおよび配線RLの電位をグラウンド電位などの定電位に設定する機能を有する。タイミング制御回路21が出力する制御信号TSによる切り替え部40、50、60の制御により、駆動回路部30が出力する別々のタイミングの信号を、表示動作時または検出動作時で切り替えて、副画素81または副画素82に与えることができる。
図2では、図1Aで示したブロック図の構成に画像プロセッサ22およびアプリケーションプロセッサ23を追加した構成を図示している。また図2では、画像プロセッサ22がタイミング制御回路21を制御するために出力するモード切替信号MC、および画像プロセッサ22において、検出動作で得られる信号を基にアプリケーションプロセッサ23に出力されるセンサ情報データXDを図示している。
画像プロセッサ22は、検出動作を実行した際に物体の検知状態、あるいは非検知状態に応じて、タイミング制御回路21を制御するモード切替信号MCを出力する。タイミング制御回路21は、モード切替信号MCに応じて、表示動作または検出動作を切り替えることができる。そのため、表示装置10の使用状態に応じた動作モードの切り替えを行うことができる。画像プロセッサ22は、信号読み出し回路75で得られる画像データ、すなわち物体を検知することで得られるデータをもとに、表示動作または検出動作を切り替えるモード切替信号MCを出力することができる。
アプリケーションプロセッサ23は、画像プロセッサ22からの表示動作または検出動作に応じたセンサ情報データXDに従って、タイミング制御回路21、または信号読み出し回路75などの表示装置10が有する各回路を制御するための演算処理を行うことができる。
なお図2に図示するように、表示装置10において、ゲート線駆動回路73、信号読み出し回路75、タイミング制御回路21および画像プロセッサ22は、集積化された集積回路となる駆動制御回路20とすることが好ましい。集積化された集積回路、すなわち1つのICチップとして各回路を集積化することで、駆動回路の回路規模を縮小することができる。
<表示装置の動作例>
図3A乃至図5を用いて、物体の検知状態、あるいは非検知状態に応じた表示動作または検出動作を行う表示装置の動作例について説明する。
図3Aは、物体の検知状態、あるいは非検知状態に応じた表示動作または検出動作の切り替えの様子を表す状態遷移図を示す。図3Aに示すように、上述した表示装置10は物体の検知状態となることで表示動作から検出動作に遷移し、物体の非検知状態となることで検出動作から表示動作に遷移する。なお表示動作は第1動作モードという場合がある。また、検出動作は第2動作モードという場合がある。
表示動作について図3Bに動作モードの模式図を示す。表示動作では、1フレーム期間(1frame)において、画像データの書き込みの動作(write)と、書き込みの動作よりも短い期間の撮像データの読み出しの動作(read)とを交互に行う。表示動作における1フレーム期間は、短い期間とすることが好ましく、例えば1/120sとする。表示動作における1フレーム期間のフレーム周波数は、第1フレーム周波数ともいう。
表示動作での1フレーム期間内における書き込みの動作は、1フレーム期間より短い期間となり、読み出しの動作はさらに短い期間となる。書き込みの動作時において、ゲート駆動回路の選択信号を出力する配線GLは、全行に一行ずつ出力する構成とする。書き込みの動作時において、ゲート駆動回路の選択信号のパルス幅(選択期間)が短くなる。
また表示動作での読み出しの動作時において、ゲート駆動回路の選択信号を出力する配線RLは、複数行にまとめて出力する構成(低解像度読み出し)とすることで、読み出しの動作期間が短くてもデバイス全面の撮像を可能にする。読み出しの動作時において、簡易的な物体検知を目的とする場合、撮像画像は受光デバイスの最大解像度で動作する必要がない。複数行に出力する構成であれば、配線RLに出力されるゲート駆動回路の選択信号のパルス幅(選択期間)は配線RLに1行ずつ出力する場合と比べて長くなる。換言すれば、配線RLに出力されるゲート駆動回路の選択信号は、読み出しの動作時において、十分な選択期間を確保することができる。
図3Bに示す表示動作時では、高フレーム周波数での表示と、検知状態か非検知状態かを判断するための読み出しの動作を定期的に行うことができる。そのため、表示品位を低下させることなく、検出動作への移行を行うことができる。
検出動作について図3Cに動作モードの模式図を示す。検出動作では、1フレーム期間(1frame)において、画像データの書き込みの動作(write)と、撮像データの読み出しの動作(read)とを交互に行う。検出動作における1フレーム期間は、表示動作時よりも長い期間とすることが好ましく、例えば1/60sとする。検出動作における1フレーム期間のフレーム周波数は、第2フレーム周波数ともいう。
検出動作での1フレーム期間内における書き込みの動作は、ゲート駆動回路の選択信号を出力する配線GLの全行に一行ずつ出力する構成とする。なお検出動作での1フレーム期間は、表示動作での1フレーム期間よりも長いため、書き込みの動作の頻度が小さくなる。
また検出動作での読み出しの動作時において、ゲート駆動回路の選択信号を出力する配線RLは、全行に一行ずつ出力する構成とする。読み出しの動作時において、配線RLに出力されるゲート駆動回路の選択信号は、ゲート駆動回路の選択信号のパルス幅(選択期間)が書き込みの動作時と同等となる。そのため、配線GLおよび配線RLに出力されるゲート駆動回路の選択信号は、書き込みの動作時および読み出しの動作時において、表示動作時よりも低いフレーム周波数で出力される信号によって順次各行の副画素を選択することになる。
図3Cに示す検出動作時では、表示と、画像データの書き込みの動作(write)を行うとともに、撮像データの読み出しの動作(read)を一行ずつ行うことができる。そのため、検知状態で検知した物体の状態を精度よく検出することができる。
図4では、表示動作または検出動作への移行のトリガーとなる物体の検知状態、あるいは非検知状態を説明するためのフローチャートを示す図である。
また図5は、表示動作または検出動作への移行を説明するための模式図である。図5では、画像データを書き込む信号線駆動回路72およびゲート線駆動回路73を「SD/GD」、撮像データを読み出すゲート線駆動回路73、制御線駆動回路74および信号読み出し回路75「CD/RD」として図示している。また撮像データを基に物体の検知または非検知を判断する画像プロセッサ22の判断を「22」として図示している。画像プロセッサ22は、動作モードを切り替えるモード切替信号MCを出力し、物体の検知または非検知、および撮像処理を行うことができる。
まず表示動作(ステップS11)では、図3Bで説明したように、表示装置での画像の表示を行うとともに、複数行を同時に走査して撮像データの取得を行う。このとき、図5に示すように、SD/GDにおいて画像データの書き込みの動作、CD/RDにおいて撮像データの読み出しの動作が行われる。書き込みの動作および読み出しの動作は、図3Bで説明したように1/120s(時刻T01とT02の間の期間)で行われる。
次いで、物体検知の判断を行う(ステップS12)。当該判断は、ステップS11における撮像データの取得をもとに行われる。このとき図5に示す画像プロセッサ22にて撮像データを基にした検知または非検知を判断する。表示動作での撮像データの取得は、表示装置に近接する物体の有無の検出を行う目的で行われる。表示装置に近接する物体がない場合(NO)、ステップS11を継続する。
表示装置に近接する物体がある場合(YES)、検出動作(ステップS13)に移行する。図5では、時刻T02の直前で画像プロセッサ22にて撮像データを基にした物体の検知の判断がなされたことによって、モード切り替えが行われる。そのため、時刻T02でモード切替信号MCによって表示動作から検出動作に切り替わる。検出動作での書き込みの動作および読み出しの動作は、図3Cで説明したように1/60s(時刻T02とT03の間の期間)で行われる。取得した撮像データに基づく撮像処理は、検出動作での書き込みの動作および読み出しの動作の期間にわたって行われる。そのため、物体の状態を精度よく検出することができる。
再度物体検知の判断を行う(ステップ14)。当該判断は、ステップS13における撮像データの読み出しをもとに行われる。表示装置に近接する物体がある場合(YES)、ステップS13を継続する。
表示装置に近接する物体がない場合(NO)、表示動作に移行する。当該移行は、例えば画像プロセッサ22にて撮像データを基にした非検知が複数フレーム期間にわたって継続する場合などに行われるよう設定しておく。図5では、時刻T04で画像プロセッサ22にて撮像データを基にした物体の非検知を判断し、検出動作から表示動作へのモード切り替えが行われる。
本発明の一態様の表示装置は、物体の検知または非検知に基づいて、検出動作と表示動作との切り替えを行う構成とすることができる。そのため、検出動作の精度を高める場合、検出動作の期間を長くし、表示動作の期間を短くするよう切り替えることができる。検出動作時においては、受光デバイスを有する副画素の走査する選択信号の数を多くすることで検出動作の解像度を高めることができる。表示動作時には物体の検知の解像度を下げることで、不要な検出動作を抑制できるため、消費電力の増加を抑制することができる。
<駆動回路部の動作>
次いで図6乃至図10にて、上記説明した表示装置10が有する駆動回路部30の構成例およびその動作について説明する。
図6には、駆動回路部30が有する駆動回路34を図示している。また図6では、一例として、クロック信号CLK、スタートパルス信号SP、シフトレジスタ回路SRおよびその出力信号SHIFT[1]、SHIFT[2]、制御信号PWC[1]乃至PWC[4]、AND回路33並びにレベルシフト回路LSを図示している。駆動回路部30は、配線GL[1]乃至GL[8]および配線RL[1]乃至RL[8]に与える選択信号を出力することができる。
 なお複数の要素に同じ符号を用いる場合、特に、それらを区別する必要があるときには、符号に“_1”、”_2”、”[n]”、”[m,n]”等の識別用の符号を付記して記載する。例えば、2番目の配線GLを配線GL[2]と記載する。
出力信号SHIFT[1]は、クロック信号CLKおよびスタートパルス信号SPが入力されることで、1段目のシフトレジスタ回路SRが出力するパルス信号である。出力信号SHIFT[2]は、クロック信号CLKおよび出力信号SHIFT[1]が入力されることで、2段目のシフトレジスタ回路SRが出力するパルス信号である。制御信号PWC[1]乃至PWC[4]は、シフトレジスタ回路SRが出力するパルス信号の選択期間を制御するための信号である。AND回路33は、制御信号PWC[1]乃至PWC[4]のいずれか一と、シフトレジスタ回路SRが出力するパルス信号と、の論理積に応じた信号を出力する回路である。レベルシフト回路LSは、入力信号の振幅電圧を所定の振幅電圧に変換した信号を、配線GL(GL[1]乃至GL[8])および配線RL(RL[1]乃至RL[8])に出力する回路である。なお配線GLまたは配線RLのいずれかに信号を出力するかについては、切り替え部40,50が有するアナログスイッチのオンまたオフの切り替えによって切り替えることができる。
図7および図8には、図6の駆動回路部30の各種信号のタイミングチャートを図示している。図7では、配線GLに選択信号を出力する、表示動作時におけるタイミングチャートを図示している。また図8では、配線RLに選択信号を出力する、検出動作時におけるタイミングチャートを図示している。
図7に図示するように、表示動作時には各行の配線GLに選択信号を順次出力することができる。シフトレジスタ回路SRが出力する出力信号SHIFT[1]およびSHIFT[2]は、図7に図示する制御信号PWC[1]乃至PWC[4]に応じて選択期間が短い信号として出力することができる。
図8に図示するように、検出動作時には複数行の配線RLに同じ選択信号を順次出力することができる。シフトレジスタ回路SRが出力する出力信号SHIFT[1]およびSHIFT[2]は、図8に図示する制御信号PWC[1]乃至PWC[4]に応じて選択期間が長い信号として出力することができる。
なお配線GLに与える選択信号と、配線RLに与える選択信号と、は、別の振幅電圧とすることが好ましい。図9に示す構成では、AND回路33から出力される信号を配線GLまたは配線RLに振り分ける際に、別々のレベルシフト回路35(GDLS)、レベルシフト回路36(RDLS)を介して選択信号GPまたは選択信号RPを出力する構成例について図示している。レベルシフト回路35には、電圧GVDD、GVSSが与えられ、当該電圧に応じた振幅電圧の選択信号GPを出力することができる。レベルシフト回路36には、電圧GVDD、GVSSとは異なる電圧RVDD、RVSSが与えられ、当該電圧に応じた振幅電圧の選択信号RPを出力することができる。
 表示動作または検知動作に応じた配線に出力する信号の振り分けは、信号線駆動回路72および信号読み出し回路75を有する駆動制御回路に接続される配線SLおよび配線WXに適用してもよい。
図10に図示する駆動制御回路20Aでは、信号線駆動回路72および信号読み出し回路75の他、アナログスイッチ41を有する切り替え部40を図示している。また図10では、駆動制御回路20Aと表示部71との間に、アナログスイッチ51を有する切り替え部50を図示している。また図10において、切り替え部40、50が有する各アナログスイッチを制御する制御信号TSを与えるタイミング制御回路21を図示している。
図10に図示する駆動制御回路20Aでは、例えば表示動作時において、信号線駆動回路72から出力される副画素81に与えるデータ信号を出力するよう切り替え部40、50のアナログスイッチを切り替えることができる。また図10に図示する駆動制御回路20Aでは、例えば検出動作時において、信号読み出し回路75に入力される副画素82からの読み出し信号を、センスアンプ回路SAを介して選択的に読み出すよう切り替え部40、50のアナログスイッチを切り替えることができる。
<画素回路の構成例>
 副画素81R、副画素81G、及び副画素81Bに適用することができる画素回路の回路図の一例を、図11A乃至図11D、および図12A乃至図12Dに示す。
 図11Aに示す画素回路81_1は、トランジスタ55A、トランジスタ55B、および容量56を図示している。また図11Aでは、画素回路81_1に接続される発光デバイス61を図示している。また図11Aには、配線SL、配線GL、配線ANO、及び配線VCOMを図示している。
 トランジスタ55Aは、ゲートが配線GLと、ソース及びドレインの一方が配線SLと、他方がトランジスタ55Bのゲート、及び容量56の一方の電極と、それぞれ電気的に接続されている。トランジスタ55Bは、ソース及びドレインの一方が配線ANOと、他方が発光デバイス61のアノードと、それぞれ電気的に接続されている。容量56は、他方の電極が発光デバイス61のアノードと電気的に接続されている。発光デバイス61は、カソードが配線VCOMと電気的に接続されている。
 トランジスタ55Aは、スイッチとして機能する。トランジスタ55Bは、発光デバイス61に流れる電流を制御するためのトランジスタとして機能する。
 ここで、トランジスタ55A及びトランジスタ55Bに、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタ(以下、Siトランジスタと記す)を適用することが好ましい。または、トランジスタ55Aに、チャネル形成領域に金属酸化物(酸化物半導体ともいう)を有するトランジスタ(以下、OSトランジスタと記す)を適用し、トランジスタ55BにSiトランジスタを適用することが好ましい。
 シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどが挙げられる。Siトランジスタは、電界効果移動度が高く、周波数特性が良好である。例えば、チャネル形成領域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トランジスタと記す)を用いることができる。
 Siトランジスタを適用することで、高周波数で駆動する必要のある回路(例えばソースドライバ回路)を表示部と同一基板上に作り込むことができる。これにより、表示装置に実装される外部回路を簡略化でき、部品コスト及び実装コストを削減することができる。
 酸化物半導体は、例えば、インジウムと、金属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、OSトランジスタの半導体層として、インジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化物(IGZOとも記す)を用いることが好ましい。または、インジウム、スズ、及び亜鉛を含む酸化物を用いることが好ましい。または、インジウム、ガリウム、スズ、及び亜鉛を含む酸化物を用いることが好ましい。
 シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい酸化物半導体を用いたOS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、OS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56に直列に接続されるトランジスタ55A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55AとしてOSトランジスタを適用することで、容量56に保持される電荷が、トランジスタ55Aを介してリークされることを防ぐことができる。また、容量56に保持される電荷を長時間に亘って保持できるため、画素回路81_1のデータを書き換えることなく、静止画を長期間に亘って表示することが可能となる。
 また、室温下における、チャネル幅1μmあたりのOSトランジスタのオフ電流値は、1aA(1×10−18A)以下、1zA(1×10−21A)以下、または1yA(1×10−24A)以下とすることができる。なお、室温下における、チャネル幅1μmあたりのSiトランジスタのオフ電流値は、1fA(1×10−15A)以上1pA(1×10−12A)以下である。したがって、OSトランジスタのオフ電流は、Siトランジスタのオフ電流よりも10桁程度低いともいえる。
 例えば、トランジスタ55A、及びトランジスタ55Bに、LTPSトランジスタとOSトランジスタとの双方を用いることで、消費電力が低く、駆動能力の高い表示装置を実現することができる。また、LTPSトランジスタと、OSトランジスタとを、組み合わせる構成をLTPOと呼称する場合がある。なお、より好適な例としては、配線間の導通、非導通を制御するためのスイッチとして機能するトランジスタ等にOSトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタ等にLTPSトランジスタを適用することが好ましい。
 発光デバイス61は、光を発する機能(以下、発光機能とも記す)を有する。発光デバイス61は、有機ELデバイス(有機電界発光デバイス)であることが好ましい。
 図11Bに示す画素回路81_2は、画素回路81_1に、トランジスタ55Cを追加した構成である。また画素回路81_2には、定電位を与える配線V0が電気的に接続されている。
 図11Cに示す画素回路81_3は、上記画素回路81_3のトランジスタ55A及びトランジスタ55Bに、一対のゲートを有するトランジスタを適用した場合の例である。また、図11Dに示す画素回路81_4は、画素回路81_2に当該トランジスタを適用した場合の例である。なお、ここでは全てのトランジスタに、一対のゲートを有するトランジスタを適用したが、これに限られない。
 一対のゲートを有するトランジスタにおいて、一対のゲートが互いに電気的に接続され、同じ電位が与えられる構成とすることで、トランジスタのオン電流が高まること、及び飽和特性が向上するといった利点がある。また、一対のゲートの一方に、トランジスタのしきい値電圧を制御する電位を与えてもよい。また、一対のゲートの一方に、定電位を与えることで、トランジスタの電気特性の安定性を向上させることができる。例えば、トランジスタの一方のゲートを、定電位が与えられる配線と電気的に接続する構成としてもよいし、自身のソースまたはドレインと電気的に接続する構成としてもよい。
 図12Aに示す画素回路81_5は、上記画素回路81_2に、トランジスタ55Dを追加した構成である。また、画素回路81_5には、3本のゲート線として機能する配線(配線GL1、配線GL2、及び配線GL3)が電気的に接続されている。
 トランジスタ55Dは、ゲートが配線GL3と、ソース及びドレインの一方がトランジスタ55Bのゲートと、他方が配線V0と、それぞれ電気的に接続されている。また、トランジスタ55Aのゲートが配線GL1と、トランジスタ55Cのゲートが配線GL2と、それぞれ電気的に接続されている。
 トランジスタ55Cとトランジスタ55Dを同時に導通状態とさせることで、トランジスタ55Bのソースとゲートが同電位となり、トランジスタ55Bを非導通状態とすることができる。これにより、発光デバイス61に流れる電流を強制的に遮断することができる。このような画素回路は、表示期間と消灯期間を交互に設ける表示方法を用いる場合に適している。
 図12Bに示す画素回路81_6は、上記画素回路81_5に容量56Aを追加した場合の例である。容量56Aは保持容量として機能する。
 図12Cに示す画素回路81_7、及び図12Dに示す画素回路81_8は、それぞれ上記画素回路81_5または画素回路81_6に、一対のゲートを有するトランジスタを適用した場合の例である。トランジスタ55A、トランジスタ55C、トランジスタ55Dには、一対のゲートが電気的に接続されたトランジスタが適用され、トランジスタ55Bには、一方のゲートがソースと電気的に接続されたトランジスタが適用されている。
 次いで副画素82PSに適用することができる画素回路の回路図の一例を、図13A乃至図13Eに示す。また図13A乃至図13Eでは、配線RLおよび配線WXの他、配線RS及び配線TXを図示している。例えば配線RLは画素回路からのデータの読み出すための選択信号を伝える配線である。例えば配線RSは画素回路を初期化するリセット信号を伝える配線である。例えば配線WXは画素回路から読み出される信号を伝える配線である。例えば配線TXは受光デバイス62に流れる電流を制御する転送信号を伝える配線である。また副画素82PSに適用することができる画素回路は、定電位を伝える配線に接続される。
 図13Aに示す画素回路82_1は、トランジスタ57A、トランジスタ57B、トランジスタ57Cおよび容量58を有し、図13Aに図示するようにトランジスタおよび容量が接続される。図示している。また図13Aでは、画素回路82_1に接続される受光デバイス62を図示している。
 受光デバイス62は、光を検出する機能(以下、受光機能とも記す)を有する。受光デバイス62は、例えば、pn型またはpin型のフォトダイオードを用いることができる。受光デバイス62は、可視光を検出する機能を有する。受光デバイス62は、可視光に感度を有する。受光デバイス62は、可視光及び赤外光を検出する機能を有するとさらに好ましい。受光デバイス62は、可視光、または赤外光の少なくともいずれかに感度を有することが好ましい。
 なお、本明細書等において、青色(B)の波長領域は、400nm以上490nm未満であり、青色(B)の光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルのピークを有する。緑色(G)の波長領域は、490nm以上580nm未満であり、緑色(G)の光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルのピークを有する。赤色(R)の波長領域は、580nm以上700nm未満であり、赤色(R)の光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルのピークを有する。また、本明細書等において、可視光の波長領域は、400nm以上700nm未満であり、可視光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルのピークを有する。赤外(IR)の波長領域は、700nm以上900nm未満であり、赤外(IR)光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルのピークを有する。
 受光デバイス62が有する活性層は、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。特に、受光デバイス62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用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。また、有機半導体を用いることで、発光デバイス61が有するEL層と、受光デバイス62が有する受光層と、を同じ方法(例えば、真空蒸着法)で形成することができ、共通の製造装置を使用できるため好ましい。
 本発明の一態様の表示装置は、発光デバイス61として有機ELデバイスを用い、受光デバイス62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デバイス及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ELデバイスを用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。本発明の一態様である表示装置は、画像を表示する機能に加えて、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。
 図13Bに示す画素回路82_2は、画素回路82_1におけるトランジスタ57Bを一対のゲートを有するトランジスタとした構成である。図13Cに示す画素回路82_3は、上記画素回路82_2のトランジスタ57A乃至トランジスタ57Cに、一対のゲートを有するトランジスタを適用した場合の例である。また、図13Dに示す画素回路82_4は、トランジスタ57Cの配置を変更した場合の例である。また、図13Eに示す画素回路82_5は、トランジスタ57Dを追加した場合の例である。
以上説明したように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を選択する選択信号と、受光デバイスを有する副画素を選択する選択信号と、を出力する構成とする。つまりゲート線駆動回路では、別々のタイミングで制御される、表示動作を行う際の発光デバイスを有する副画素の走査と、検出動作を行う際の受光デバイスを有する副画素の走査と、を切り替えて行う構成とすることができる。当該構成とすることで、別々のタイミングで制御する信号を1つの回路から出力することができ、駆動回路の回路規模を小さくすることができる。
加えて本発明の一態様の表示装置は、物体の検知または非検知に基づいて、検出動作と表示動作との切り替えを行う構成とすることができる。そのため、検出動作の精度を高める場合、検出動作の期間を長くし、表示動作の期間を短くするよう切り替えることができる。検出動作時においては、受光デバイスを有する副画素の走査する選択信号の数を多くすることで検出動作の解像度を高めることができる。表示動作時には物体の検知の解像度を下げることで、不要な検出動作を抑制できるため、消費電力の増加を抑制することができる。
 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。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
(実施の形態2)
 本実施の形態では、上記実施の形態で説明した発光デバイス及び受光デバイスを有する表示装置の利用形態等について説明する。
 本発明の一態様の表示装置の模式図を、図14Aに示す。図14Aに示す表示装置200は、基板201、基板202、発光デバイス211R、発光デバイス211G、発光デバイス211B、受光デバイス212PS、及び機能層203等を有する。
 発光デバイス211R、発光デバイス211G、発光デバイス211B、及び受光デバイス212PSは、基板201と基板202の間に設けられている。発光デバイス211R、発光デバイス211G、発光デバイス211Bはそれぞれ赤色(R)、緑色(G)、または青色(B)の光を発する。発光デバイス211R、発光デバイス211G、及び発光デバイス211Bは、前述の発光デバイスを用いることができる。受光デバイス212PSは、前述の受光デバイスを用いることができる。なお、以下では、発光デバイス211R、発光デバイス211G及び発光デバイス211Bを特に区別しない場合に、発光デバイス211と表記する場合がある。
 図14Aは、基板202の表面に指220が触れる様子を示している。発光デバイス(例えば、発光デバイス211G)が発する光の一部は、基板202と指220との接触部で反射される。そして、反射光の一部が、受光デバイス212PSに入射されることにより、指220が基板202に接触したことを検出することができる。すなわち、表示装置200はタッチパネルとして機能することができる。
 機能層203は、発光デバイス211R、発光デバイス211G、発光デバイス211Bを駆動する回路、及び、受光デバイス212PSを駆動する回路を有する。機能層203には、スイッチ、トランジスタ、容量、配線などが設けられる。なお、発光デバイス211R、発光デバイス211G、発光デバイス211B、及び受光デバイス212PS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、及びトランジスタを設けない構成としてもよい。
 表示装置200は、例えば、指220の指紋を検出することができる。図14Bは、基板202と指220の接触部の拡大図を模式的に示している。また、図14Bには、交互に配列した発光デバイス211と受光デバイス212を示している。
 指220は凹部及び凸部により指紋が形成されている。そのため、図14Bに示すように指紋の凸部が基板202に触れている。
 ある表面、または界面から反射される光には、正反射と拡散反射とがある。正反射光は入射角と反射角が一致する、指向性の高い光であり、拡散反射光は、強度の角度依存性が低い、指向性の低い光である。指220の表面から反射される光は、正反射と拡散反射のうち拡散反射の成分が支配的となる。一方、基板202と大気との界面から反射される光は、正反射の成分が支配的となる。
 指220と基板202との接触面または非接触面で反射され、これらの直下に位置する受光デバイス212に入射される光の強度は、正反射光と拡散反射光とを足し合わせたものとなる。上述のように指220の凹部では基板202と指220が接触しないため、正反射光(実線矢印で示す)が支配的となり、凸部ではこれらが接触するため、指220からの拡散反射光(破線矢印で示す)が支配的となる。したがって、凹部の直下に位置する受光デバイス212で受光する光の強度は、凸部の直下に位置する受光デバイス212よりも高くなる。これにより、指220の指紋を撮像することができる。
 受光デバイス212の配列間隔は、指紋の2つの凸部間の距離、好ましくは隣接する凹部と凸部間の距離よりも小さい間隔とすることで、鮮明な指紋の画像を取得することができる。人の指紋の凹部と凸部の間隔は概ね200μmであることから、例えば受光デバイス212の配列間隔は、400μm以下、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下、さらに好ましくは100μm以下、さらに好ましくは50μm以下であって、1μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上とする。
 表示装置200で撮像した指紋の画像の例を、図14Cに示す。図14Cは、撮像範囲227内に、指220の輪郭を破線で、接触部224の輪郭を一点鎖線で示している。接触部224内において、受光デバイス212に入射する光量の違いによって、コントラストの高い指紋222を撮像することができる。
 表示装置200は、タッチパネル、またはペンタブレットとしても機能させることができる。図14Dは、スタイラス229の先端を基板202に接触させた状態で、破線矢印の方向に滑らせている様子を示している。
 図14Dに示すように、スタイラス229の先端と、基板202の接触面で拡散される拡散反射光が、当該接触面と重なる部分に位置する受光デバイス212に入射することで、スタイラス229の先端の位置を高精度に検出することができる。
 図14Eには、表示装置200で検出したスタイラス229の軌跡226の例を示している。表示装置200は、高い位置精度でスタイラス229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、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229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)を用いることもできる。
 受光デバイス212PSは、タッチセンサ(ダイレクトタッチセンサともいう)、またはニアタッチセンサ(ホバーセンサ、ホバータッチセンサ、非接触センサ、タッチレスセンサともいう)に用いることができる。図15は、発光デバイス(例えば、発光デバイス211G)から射出された光191が、対象物(例えば、指220)で反射し、その反射した光192が受光デバイス212PSに入射する様子を示している。対象物は、表示装置200に接触していないが、受光デバイス212PSを用いて、対象物を検出することができる。なお、受光デバイス212PSは、用途に応じて、検出する光の波長を適宜決定してもよい。
 タッチセンサまたはニアタッチセンサは、対象物(指、手、またはペンなど)の近接もしくは接触を検出することができる。タッチセンサは、表示装置と、対象物とが、直接接することで、対象物を検出できる。また、ニアタッチセンサは、対象物が表示装置に接触しなくても、当該対象物を検出することができる。例えば、表示装置と、対象物との間の距離が0.1mm以上300mm以下、好ましくは3mm以上50mm以下の範囲で表示装置が当該対象物を検出できる構成であると好ましい。当該構成とすることで、表示装置に対象物が直接触れずに操作することが可能となる、別言すると非接触(タッチレス)で表示装置を操作することが可能となる。上記構成とすることで、表示装置に汚れ、または傷がつくリスクを低減することができる、または対象物が表示装置に付着した汚れ(例えば、ゴミ、またはウィルス)に直接触れずに、表示装置を操作することが可能となる。
 本発明の一態様の表示装置は、リフレッシュレートを可変にすることができる。例えば、表示装置に表示されるコンテンツに応じてリフレッシュレートを調整(例えば、1Hz以上240Hz以下の範囲で調整)し、消費電力を低減させることができる。また、当該リフレッシュレートに応じて、タッチセンサ、またはニアタッチセンサの駆動周波数を変化させてもよい。例えば、表示装置のリフレッシュレートが120Hzの場合、タッチセンサ、またはニアタッチセンサの駆動周波数を120Hzよりも高い周波数(代表的には240Hz)とする構成とすることができる。当該構成とすることで、低消費電力が実現でき、且つタッチセンサ、またはニアタッチセンサの応答速度を高めることが可能となる。
 受光デバイス212PSは、表示装置が有する全ての画素に設けられていることが好ましい。全ての画素に受光デバイス212PSを設けることにより、高い精度でタッチを検出することができる。なお、一部の画素に受光デバイス212PSを設ける構成としてもよい。例えば、発光デバイス及び受光デバイスを設けた画素と、受光デバイスを設けた(発光デバイスのみを設けない)画素と、有する表示装置としてもよい。
 前述の表示装置200と異なる構成例を、図16Aに示す。図16Aに示す表示装置200Aは、基板201、基板202、発光デバイス211R、発光デバイス211G、発光デバイス211B、発光デバイス211IR、受光デバイス212PS、及び機能層203等を有する。表示装置200Aは、発光デバイス211IRを有する点で、前述の表示装置200と主に異なる。
 発光デバイス211R、発光デバイス211G、発光デバイス211B、及び受光デバイス212PSは、基板201と基板202の間に設けられている。発光デバイス211IRは、赤外光を発する。発光デバイス211IRは、前述の発光デバイスを用いることができる。
 図16Aは、基板202の表面に指220が触れる様子を示している。発光デバイス(例えば、発光デバイス211IR)が発する光の一部は、基板202と指220との接触部で反射される。そして、反射光の一部が、受光デバイス212PSに入射されることにより、指220が基板202に接触したことを検出することができる。例えば、発光デバイス211IRから赤外線を射出し、受光デバイス212PSで赤外光を検出することにより、暗い場所でも、タッチ検出が可能となる。
 表示装置200Aは、発光デバイス211R、発光デバイス211G及び発光デバイス211Bを用いて表示部に画像を表示するとともに、発光デバイス211IR及び受光デバイス212PSを用いて表示部でタッチ検出を行うことができる。また、表示装置200Aは、表示部に画像を表示するとともに、表示部で撮像を行うことができる。
 図16Bは、発光デバイス211Gから射出された光191が、対象物(例えば、指220)で反射し、その反射した光192が受光デバイス212PSに入射する様子を示している。図16Cは、発光デバイス211IRから射出された光191が、対象物(例えば、指220)で反射し、その反射した光192が受光デバイス212PSに入射する様子を示している。対象物は、表示装置200Aに接触していないが、受光デバイス212PSを用いて、対象物を検出することができる。
 前述の表示装置200Aと異なる構成例を、図17Aに示す。図17Aに示す表示装置200Bは、基板201、基板202、発光デバイス211R、発光デバイス211G、発光デバイス211B、発光デバイス211IR、受光デバイス212PS、受光デバイス212IRS、及び機能層203等を有する。表示装置200Bは、受光デバイスの構成が異なる点で、前述の表示装置200Aと主に異なる。
 発光デバイス211R、発光デバイス211G、発光デバイス211B、受光デバイス212PS、及び受光デバイス212IRSは、基板201と基板202の間に設けられている。受光デバイス212PSは、可視光を受光する。受光デバイス212IRSは、赤外光を受光する。受光デバイス212PS、及び受光デバイス212IRSは、前述の受光デバイスを用いることができる。
 図17Aは、基板202の表面に指220が触れる様子を示している。発光デバイス(例えば、発光デバイス211IR)が発する光の一部は、基板202と指220との接触部で反射される。そして、反射光の一部が、受光デバイス212IRSに入射されることにより、指220が基板202に接触したことを検出することができる。
 図17Bは、発光デバイス211IRから射出された光191が、対象物(例えば、指220)で反射し、その反射した光192が受光デバイス212IRSに入射する様子を示している。図17Cは、発光デバイス211Gから射出された光191が、対象物(例えば、指220)で反射し、その反射した光192が受光デバイス212PSに入射する様子を示している。対象物は、表示装置200Bに接触していないが、受光デバイス212PS 、または受光デバイス212IRSを用いて、対象物を検出することができる。
 受光デバイス212PSの受光領域の面積(以下、受光面積とも記す)は、受光デバイス212IRSの受光面積よりが小さいことが好ましい。受光デバイス212PSの受光面積を小さく、つまり撮像範囲を狭くすることで、受光デバイス212PSは受光デバイス212IRSに比べて高精細な撮像を行うことができる。このとき、受光デバイス212PSは、指紋、掌紋、虹彩、脈形状(静脈形状、動脈形状を含む)、または顔などを用いた個人認証のための撮像などに用いることができる。なお、受光デバイス212PSは、用途に応じて、検出する光の波長を適宜決定してもよい。
 受光デバイス212PSと、受光デバイス212IRSとの検出精度の差から、機能に応じて、対象物の検出方法を選択してもよい。例えば、表示画面のスクロール機能は、受光デバイス212IRSを用いたニアタッチセンサ機能によって実現し、画面に表示されたキーボードでの入力機能は、受光デバイス212PSを用いた高精細なタッチセンサ機能によって実現してもよい。
 1つの画素に、2種類の受光デバイスを搭載することで、表示機能に加えて、2つの機能を追加することができ、多機能の表示装置とすることができる。
 なお、高精細な撮像を行うため、受光デバイス212PSは、表示装置が有する全ての画素に設けられていることが好ましい。一方で、タッチセンサまたはニアタッチセンサなどに用いる受光デバイス212IRSは、受光デバイス212PSを用いた検出に比べて高い精度が求められないため、表示装置が有する一部の画素に設けてもよい。表示装置が有する受光デバイス212IRSの数を、受光デバイス212PSの数よりも少なくすることで、検出速度を高めることができる。
 以上のように、本実施の形態の表示装置は、1つの画素に発光デバイス及び受光デバイスを搭載することで、多機能の表示装置とすることができる。例えば、高精細な撮像機能、及びタッチセンサまたはニアタッチセンサなどのセンシング機能を有する表示装置を実現することができる。
 本発明の一態様の表示装置は、特定の色の光を射出し、対象物で反射した反射光を受光してもよい。図18Aは、表示装置から射出される赤色の光と、対象物(ここでは指220)で反射することにより表示装置に入射した赤色の光をそれぞれ矢印で模式的に示している。図18Bは、表示装置から射出される赤外光と、対象物(ここでは指220)で反射することにより表示装置に入射した赤外光をそれぞれ矢印で模式的に示している。
 対象物が表示装置に接触または近接した状態で、赤色の光を射出し、対象物からの反射光が表示装置に入射することにより、対象物の赤色の光に対する透過率を測定できる。同様に、対象物が表示装置に接触または近接した状態で、赤外光を射出し、対象物からの反射光が表示装置に入射することにより、対象物の赤外光に対する透過率を測定できる。
 図18Aの一点鎖線で示す領域Pの拡大図を、図18Cに示す。発光デバイス211Rから射出された光191は、指220の表面及び内部の生体組織により散乱し、一部の散乱光が生体内部から受光デバイス212PSの方向に進む。この散乱光が血管91を透過し、その透過した光192が受光デバイス212PSに入射する。
 同様に、発光デバイス211IRから射出された赤外光は、指220の表面及び内部の生体組織により散乱し、一部の散乱した赤外光が生体内部から受光デバイス212IRSの方向に進む。この散乱した赤外光が血管91を透過し、その透過した赤外光が受光デバイス212IRSに入射する。
 ここで、光192は、生体組織93、及び血管91(動脈、及び静脈)を経た光である。動脈血は心拍によって脈動するため、動脈による光の吸収は、心拍に応じて変動する。一方、生体組織93、及び静脈は心拍の影響を受けないため、生体組織93よる光の吸収、及び静脈による光の吸収は一定となる。したがって、表示装置に入射した光192から経時的に一定な成分を除外することにより、動脈の光の透過率を算出することができる。また、赤色の光の透過率は、酸素と結合しているヘモグロビン(酸素化ヘモグロビンともいう)より酸素と結合していないヘモグロビン(還元ヘモグロビンともいう)で低くなる。赤外光の透過率は、酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンで同程度となる。赤色の光に対する動脈の透過率と、赤外光に対する動脈の透過率を測定することにより、酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの総和に対する酸素化ヘモグロビンの比率、つまり酸素飽和度(以下、経皮的酸素飽和度(SpO:Peripheral Oxygen Saturation)ともいう)を算出することができる。このように、本発明の一態様である表示装置は、反射型のパルスオキシメータとしての機能を有することができる。
 例えば、表示装置の表示部に指が接触した際に、指が接触している領域の位置情報を取得する。その後、指が接触している領域及びその近傍の画素から赤色の光を射出して赤色の光に対する動脈の透過率を測定する。続いて、赤外光を射出して赤外光に対する動脈の透過率を測定することにより、酸素飽和度を算出することができる。なお、赤色の光に対する透過率と、赤外光に対する透過率を測定する順は特に限定されない。赤外光に対する透過率を測定した後に、赤色の光に対する透過率を測定してもよい。また、ここでは指を用いて酸素飽和度を算出する例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。指以外の部位で酸素飽和度を算出することもできる。例えば、表示装置の表示部に掌を接触させた状態で赤色の光に対する動脈の透過率と、赤外光に対する動脈の透過率を測定することにより、酸素飽和度を算出することができる。
 本発明の一態様の表示装置を適用した電子機器の一例を、図19Aに示す。図19Aに示す携帯情報端末400は、例えば、スマートフォンとして用いることができる。携帯情報端末400は、筐体402と、表示部404を有する。表示部404は、前述の表示装置を適用することができる。表示部404は、例えば、前述の表示装置200Bを好適に用いることができる。
 図19Aは、携帯情報端末400の表示部404に指406が接触している様子を示している。図19Aは、タッチを検出した領域及びその近傍である領域408を一点鎖線で示している。
 携帯情報端末400は、領域408の画素から赤色の光を射出し、表示部404に入射した赤色の光を検出する。同様に、領域408の画素から赤外光を射出し、表示部404に入射した赤外光を検出することにより、指406の酸素飽和度を測定することができる。図19Bは、領域408の画素を点灯する様子を示している。図19Bは、指406を透過させ、輪郭のみを破線で示し、領域408にハッチングを施している。図19Bに示すように、点灯している領域408は、指406によって隠れ、ユーザーから視認されにくい。そのため、ユーザーにストレスを感じさせることなく、酸素飽和度を測定することができる。また、携帯情報端末400は、表示部404内のどの位置でも酸素飽和度の測定することができる。
 得られた酸素飽和度を、表示部404に示してもよい。図19Cは、領域407に酸素飽和度を示す画像409を表示する様子を示している。図19Cでは、画像409の例として、“SpO97%”の文字を示している。なお、画像409は画像であってもよく、画像及び文字を含んでもよい。また、領域407は表示部404の任意に位置に設ければよい。
 本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
(実施の形態3)
 本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置とその作製方法について、図20乃至図27を用いて説明する。
 発光デバイス、及び受光デバイスを有する表示装置を作製する場合、発光層及び活性層をそれぞれ島状に形成する必要がある。
 例えば、メタルマスク(シャドーマスクともいう)を用いた真空蒸着法により、島状の発光層及び活性層を成膜することができる。しかし、この方法では、メタルマスクの精度、メタルマスクと基板との位置ずれ、メタルマスクのたわみ、及び蒸気の散乱などによる成膜される膜の輪郭の広がりなど、様々な影響により、島状の発光層及び活性層の形状及び位置に設計からのずれが生じるため、表示装置の高精細化、及び高開口率化が困難である。
 本発明の一態様の表示装置の作製方法では、島状の画素電極(下部電極ともいえる)を形成し、EL層となる第1の層を一面に形成した後、第1の層上に第1のマスク層を形成する。そして、第1のマスク層上に第1のレジストマスクを形成し、第1のレジストマスクを用いて、第1の層と第1のマスク層を加工することで、島状のEL層を形成する。同様に、受光層となる第2の層を、第2のマスク層及び第2のレジストマスクを用いて、島状の受光層を形成する。
 このように、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、島状のEL層は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、EL層となる層を一面に成膜した後に加工することで形成される。同様に、島状の受光層は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、受光層となる層を一面に成膜した後に加工することで形成される。したがって、これまで実現が困難であった高精細な表示装置または高開口率の表示装置を実現することができる。さらに、EL層を各色で作り分けることができるため、極めて鮮やかでコントラストが高く、表示品位の高い表示装置を実現できる。さらに、画素内に受光デバイスを設けることができ、高精細な撮像機能、及びタッチセンサまたはニアタッチセンサなどのセンシング機能を有する表示装置を実現できる。また、EL層上、及び受光層上にマスク層を設けることで、表示装置の作製工程中にEL層及び受光層が受けるダメージを低減し、発光デバイス及び受光デバイスの信頼性を高めることができる。
 隣り合う発光デバイス及び受光デバイスの間隔は、例えば、メタルマスクを用いた形成方法では10μm未満にすることは困難であるが、上記方法によれば、3μm以下、2μm以下、または、1μm以下にまで狭めることができる。また、例えば、LSI向けの露光装置を用いることで、500nm以下、200nm以下、100nm以下、さらには50nm以下にまで間隔を狭めることもできる。これにより、画素に占める発光領域の面積(以下、発光面積とも記す)、及び受光面積を大きくすることができ、開口率を100%に近づけることが可能となる。例えば、開口率は、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、さらには90%以上であって、100%未満を実現することもできる。
 EL層及び受光層自体のパターンについても、メタルマスクを用いた場合に比べて極めて小さくすることができる。例えば、EL層及び受光層の作り分けにメタルマスクを用いた場合では、パターンの中央と端で厚さのばらつきが生じるため、パターン全体の面積に対して、発光領域または受光領域として使用できる有効な面積は小さくなる。一方、上記作製方法では、均一な厚さに成膜した膜を加工することでパターンを形成するため、パターン内で厚さを均一にでき、微細なパターンであっても、そのほぼ全域を発光領域または受光領域として用いることができる。そのため、高い精細度と高い開口率を兼ね備えた表示装置を作製することができる。
<表示装置の構成例>
 本発明の一態様の表示装置を、図20A及び図20Bに示す。
 図20Aは、表示装置100の上面図である。表示装置100は、複数の画素110がマトリクス状に配置された表示部と、表示部の外側の接続部140と、を有する。
 図20Aに示す画素110には、ストライプ配列が適用されている。図20Aに示す画素110は、副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dの、4つの副画素から構成される。副画素110a、副画素110b、及び副画素110cは、それぞれ異なる波長領域の光を発する発光デバイスを有する。当該発光デバイスとして、前述の発光デバイスを用いることができる。副画素110a、副画素110b、及び副画素110cとしては、赤色(R)、緑色(G)、青色(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。副画素110dは、受光デバイスを有する。当該受光デバイスとして、前述の受光デバイスを用いることができる。
 図20Aでは、各副画素がX方向に並べて配置されており、同じ種類の副画素が、Y方向に並べて配置されている例を示す。なお、異なる種類の副画素がY方向に並べて配置され、同じ種類の副画素が、X方向に並べて配置されていてもよい。
 図20Aでは、上面視において、接続部140が表示部の下側に位置する例を示すが、特に限定されない。接続部140は、上面視において、表示部の上側、右側、左側、下側の少なくとも一箇所に設けられていればよく、表示部の四辺を囲むように設けられていてもよい。また、接続部140は、単数であっても複数であってもよい。
 図20Aにおける一点鎖線X1−X2間の断面図を、図20Bに示す。
 図20Bに示すように、表示装置100は、トランジスタを含む層101上に、発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c、及び受光デバイス130dが設けられる。さらに、これらの発光デバイス及び受光デバイスを覆うように保護層131、及び保護層132が設けられている。保護層132上には、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。また、隣り合う発光デバイス及び受光デバイスの間の領域には、絶縁層125と、絶縁層125上の絶縁層127と、が設けられている。
 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上面射出型(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下面射出型(ボトムエミッション型)、両面に光を射出する両面射出型(デュアルエミッション型)のいずれであってもよい。
 トランジスタを含む層101には、例えば、基板に複数のトランジスタが設けられ、これらのトランジスタを覆うように絶縁層が設けられた積層構造を適用することができる。トランジスタを含む層101は、隣り合う発光デバイスの間に凹部を有していてもよい。例えば、トランジスタを含む層101の最表面に位置する絶縁層に凹部が設けられていてもよい。
 発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130cはそれぞれ、異なる波長領域の光を発する。発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び発光デバイス130cは、例えば、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の光を発する組み合わせであることが好ましい。
 発光デバイス130aは、トランジスタを含む層101上の画素電極111aと、画素電極111a上の島状のEL層113aと、島状のEL層113a上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。
 発光デバイス130bは、トランジスタを含む層101上の画素電極111bと、画素電極111b上の島状のEL層113bと、島状のEL層113b上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。
 発光デバイス130cは、トランジスタを含む層101上の画素電極111cと、画素電極111c上の島状のEL層113cと、島状のEL層113c上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。
 受光デバイス130dは、トランジスタを含む層101上の画素電極111dと、画素電極111d上の島状の受光層113dと、島状の受光層113d上の共通層114と、共通層114上の共通電極115と、を有する。
 各色の発光デバイス及び受光デバイスは、共通電極として同一の膜を共有している。共通電極は、接続部140に設けられた導電層と電気的に接続される。これにより、各色の発光デバイス及び受光デバイスが有する共通電極には、同電位が供給される。
 発光デバイス及び受光デバイスの一対の電極(画素電極と共通電極)として、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを適宜用いることができる。具体的には、インジウムスズ酸化物(In−Sn酸化物、ITOともいう)、In−Si−Sn酸化物(ITSOともいう)、インジウム亜鉛酸化物(In−Zn酸化物)、In−W−Zn酸化物、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金(Al−Ni−La)等のアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)、及び、銀とパラジウムと銅の合金(Ag−Pd−Cu、APCとも記す)が挙げられる。その他、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、スズ(Sn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)などの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第1族または第2族に属する元素(例えば、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr))、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)などの希土類金属及びこれらを適宜組み合わせて含む合金、グラフェン等を用いることができる。
 発光デバイスには、微小光共振器(マイクロキャビティ)構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイスが有する一対の電極の一方は、可視光に対する透過性及び反射性を有する電極(半透過・半反射電極)を有することが好ましく、他方は、可視光に対する反射性を有する電極(反射電極)を有することが好ましい。発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。
 なお、半透過・半反射電極は、可視光に対する反射性を有する電極と、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、発光デバイスが赤外光を発する場合、これらの電極の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。
 EL層113a、EL層113b、EL層113c、及び受光層113dはそれぞれ、島状に設けられる。EL層113a、EL層113b、及びEL層113cはそれぞれ、発光層を有する。EL層113a、EL層113b、及びEL層113cはそれぞれ、異なる波長領域の光を発する発光層を有することが好ましい。受光層113dは、活性層を有する。
 発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、1種または複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、赤外光を発する物質を用いることもできる。
 発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、TADF材料、量子ドット材料などが挙げられる。
 蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。
 燐光材料としては、例えば、4H−トリアゾール骨格、1H−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、またはピリジン骨格を有する有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。
 発光層は、発光物質(ゲスト材料)に加えて、1種または複数種の有機化合物(ホスト材料、アシスト材料等)を有していてもよい。1種または複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方または双方を用いることができる。また、1種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、またはTADF材料を用いてもよい。
 発光層は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質(燐光材料)へのエネルギー移動であるExTET(Exciplex−Triplet Energy Transfer)を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光デバイスの高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。
 励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性材料のHOMO準位(最高被占有軌道準位)が電子輸送性材料のHOMO準位以上の値であると好ましい。正孔輸送性材料のLUMO準位(最低空軌道準位)が電子輸送性材料のLUMO準位以上の値であると好ましい。材料のLUMO準位及びHOMO準位は、サイクリックボルタンメトリ(CV)測定によって測定される材料の電気化学特性(還元電位及び酸化電位)から導出することができる。
 励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性材料の発光スペクトル、電子輸送性材料の発光スペクトル、及びこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする(または長波長側に新たなピークを持つ)現象を観測することにより確認することができる。または、正孔輸送性材料の過渡フォトルミネッセンス(PL)、電子輸送性材料の過渡PL、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡PLを比較し、混合膜の過渡PL寿命が、各材料の過渡PL寿命よりも長寿命成分を有する、または遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡PLは過渡エレクトロルミネッセンス(EL)と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性材料の過渡EL、電子輸送性を有する材料の過渡EL、及びこれらの混合膜の過渡ELを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
 EL層113a、EL層113b、及び、EL層113cは、発光層以外の層として、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、電子ブロック材料、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。
 発光デバイスには低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光デバイスを構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
 例えば、EL層113a、EL層113b、及び、EL層113cは、それぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち一つ以上を有していてもよい。
 EL層のうち、各色に共通して形成される層としては、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち一つ以上を適用することができる。例えば、共通層114として、キャリア注入層(正孔注入層または電子注入層)を形成してもよい。なお、EL層の全ての層を色ごとに作り分けてもよい。つまり、EL層は、各色に共通して形成される層を有していなくてもよい。
 EL層113a、EL層113b、及び、EL層113cは、それぞれ、発光層と、発光層上のキャリア輸送層を有することが好ましい。これにより、表示装置100の作製工程中に、発光層が最表面に露出することを抑制し、発光層が受けるダメージを低減することができる。これにより、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料としては、芳香族アミン化合物、及び、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とを含む複合材料などが挙げられる。
 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。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物(例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体など)、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。
 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。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。
 電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料(電子供与性材料)とを含む複合材料を用いることもできる。
 電子注入層としては、例えば、リチウム、セシウム、イッテルビウム、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF、Xは任意数)、8−(キノリノラト)リチウム(略称:Liq)、2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPP)、2−(2−ピリジル)−3−ピリジノラトリチウム(略称:LiPPy)、4−フェニル−2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPPP)、リチウム酸化物(LiO)、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、電子注入層としては、2以上の積層構造としてもよい。当該積層構造としては、例えば、1層目にフッ化リチウムを用い、2層目にイッテルビウムを設ける構成とすることができる。
 または、電子注入層としては、電子輸送性材料を用いてもよい。例えば、非共有電子対を備え、電子不足型複素芳香環を有する化合物を、電子輸送性材料に用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環(ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環)、トリアジン環の少なくとも一つを有する化合物を用いることができる。
 なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位が、−3.6eV以上−2.3eV以下であると好ましい。また、一般にCV(サイクリックボルタンメトリ)、光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等により、有機化合物の最高被占有軌道(HOMO:highest occupied Molecular Orbital)準位及びLUMO準位を見積もることができる。
 例えば、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:BPhen)、2,9−ジ(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)、ジキノキサリノ<2,3−a:2’,3’−c>フェナジン(略称:HATNA)、2,4,6−トリス<3’−(ピリジン−3−イル)ビフェニル−3−イル>−1,3,5−トリアジン(略称:TmPPPyTz)等を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、NBPhenはBPhenと比較して、高いガラス転移温度(Tg)を備え、耐熱性に優れる。
 タンデム構造の発光デバイスを作製する場合、2つの発光ユニットとの間に、中間層を設ける。中間層は、一対の電極間に電圧を印加したときに、2つの発光ユニットの一方に電子を注入し、他方に正孔を注入する機能を有する。
 中間層としては、例えば、リチウムなどの電子注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層としては、例えば、正孔注入層に適用可能な材料を好適に用いることができる。また、中間層には、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とを含む層を用いることができる。また、中間層には、電子輸送性材料とドナー性材料とを含む層を用いることができる。このような層を有する中間層を形成することにより、発光ユニットが積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
 活性層は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体が挙げられる。本実施の形態では、活性層が有する半導体として、有機半導体を用いる例を示す。有機半導体を用いることで、発光層と、活性層と、を同じ方法(例えば、真空蒸着法)で形成することができ、製造装置を共通化できるため好ましい。
 活性層が有するn型半導体の材料としては、フラーレン(例えばC60、C70等)、フラーレン誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。フラーレンは、サッカーボールのような形状を有し、当該形状はエネルギー的に安定である。フラーレンは、HOMO準位及びLUMO準位の双方が深い(低い)。フラーレンは、LUMO準位が深いため、電子受容性(アクセプター性)が極めて高い。通常、ベンゼンのように、平面にπ電子共役(共鳴)が広がると、電子供与性(ドナー性)が高くなるが、フラーレンは球体形状であるため、π電子共役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。そのほか、フラーレン誘導体としては、[6,6]−Phenyl−C71−butyric acid methyl ester(略称:PC70BM)、[6,6]−Phenyl−C61−butyric acid methyl ester(略称:PC60BM)、1’,1’’,4’,4’’−Tetrahydro−di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2’,3’,56,60:2’’,3’’][5,6]fullerene−C60(略称:ICBA)などが挙げられる。
また、n型半導体の材料としては、例えば、N,N’−ジメチル−3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド(略称:Me−PTCDI)などのペリレンテトラカルボン酸誘導体、及び、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)が挙げられる。
 n型半導体の材料として、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、ルブレ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、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体、芳香族アミン骨格を有する化合物等が挙げられる。さらに、p型半導体の材料としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、ピロール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、インドール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
 電子供与性の有機半導体材料のHOMO準位は、電子受容性の有機半導体材料のHOMO準位よりも浅い(高い)ことが好ましい。電子供与性の有機半導体材料のLUMO準位は、電子受容性の有機半導体材料のLUMO準位よりも浅い(高い)ことが好ましい。
 電子受容性の有機半導体材料として、球状のフラーレンを用い、電子供与性の有機半導体材料として、平面に近い形状の有機半導体材料を用いることが好ましい。似た形状の分子同士は集まりやすい傾向にあり、同種の分子が凝集すると、分子軌道のエネルギー準位が近いため、キャリア輸送性を高めることができる。
 例えば、活性層は、n型半導体とp型半導体と共蒸着して形成することが好ましい。または、活性層は、n型半導体とp型半導体とを積層して形成してもよい。
 発光デバイス及び受光デバイスには低分子化合物及び高分子化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光デバイス及び受光デバイスを構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
 例えば、正孔輸送性材料として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)などの高分子化合物、及び、モリブデン酸化物、ヨウ化銅(CuI)などの無機化合物を用いることができる。また、電子輸送性材料として、酸化亜鉛(ZnO)などの無機化合物を用いることができる。
 活性層に、ドナーとして機能するPoly[[4,8−bis[5−(2−ethylhexyl)−2−thienyl]benzo[1,2−b:4,5−b’]dithiophene−2,6−diyl]−2,5−thiophenediyl[5,7−bis(2−ethylhexyl)−4,8−dioxo−4H,8H−benzo[1,2−c:4,5−c’]dithiophene−1,3−diyl]]polymer(略称:PBDB−T)、または、PBDB−T誘導体などの高分子化合物を用いることができる。例えば、PBDB−TまたはPBDB−T誘導体にアクセプター材料を分散させる方法などが使用できる。
 活性層に、3種類以上の材料を混合させてもよい。例えば、波長領域を拡大する目的で、n型半導体の材料と、p型半導体の材料と、に加えて、第3の材料を混合してもよい。このとき、第3の材料は、低分子化合物でも高分子化合物でもよい。
 画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、画素電極111d、EL層113a、EL層113b、EL層113c、及び受光層113dのそれぞれの側面は、絶縁層125及び絶縁層127によって覆われている。これにより、共通層114(または共通電極115)が、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、画素電極111d、EL層113a、EL層113b、EL層113c、及び受光層113dのいずれかの側面と接することを抑制し、発光デバイス及び受光デバイスのショートを抑制することができる。
 絶縁層125は、少なくとも画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、及び画素電極111dの側面を覆うことが好ましい。さらに、絶縁層125は、EL層113a、EL層113b、EL層113c、及び受光層113dの側面を覆うことが好ましい。絶縁層125は、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、画素電極111d、EL層113a、EL層113b、EL層113c、及び受光層113dのそれぞれの側面と接する構成とすることができる。
 絶縁層127は、絶縁層125に形成された凹部を充填するように、絶縁層125上に設けられる。絶縁層127は、絶縁層125を介して、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、画素電極111d、EL層113a、EL層113b、EL層113c、及び受光層113dのそれぞれの側面と重なる構成とすることができる。
 なお、絶縁層125及び絶縁層127のいずれか一方を設けなくてもよい。例えば、絶縁層125を設けない場合、絶縁層127は、EL層113a、EL層113b、EL層113c、及び受光層113dのそれぞれの側面と接する構成とすることができる。絶縁層127は、発光デバイスが有するEL層、及び受光デバイスが有する受光層の間を充填するように、層101上に設けることができる。
 共通層114及び共通電極115は、EL層113a、EL層113b、EL層113c、受光層113d、絶縁層125、及び絶縁層127上に設けられる。絶縁層125及び絶縁層127を設ける前の段階では、画素電極が設けられる領域と、画素電極が設けられない領域(発光デバイス及び受光デバイス間の領域)で段差が生じている。本発明の一態様の表示装置は、絶縁層125及び絶縁層127を有することで当該段差を平坦にすることができ、共通層114及び共通電極115の被覆性を向上させることができる。したがって、共通電極115の段切れによる接続不良を抑制することができる。または、段差によって共通電極115が局所的に薄くなり、電気抵抗が上昇することを抑制することができる。
 共通層114及び共通電極115の形成面の平坦性を向上させるために、絶縁層125の上面及び絶縁層127の上面の高さは、それぞれ、EL層113a、EL層113b、EL層113c及び受光層113dの少なくとも一つの上面の高さと一致または概略一致することが好ましい。また、絶縁層127の上面は平坦な形状を有することが好ましく、凸部または凹部を有していてもよい。
 絶縁層125は、EL層113a、EL層113b、EL層113c及び受光層113dの側面と接する領域を有し、EL層113a、EL層113b、EL層113c及び受光層113dの保護絶縁層として機能する。絶縁層125を設けることで、EL層113a、EL層113b、EL層113c及び受光層113dの側面から内部へ不純物(酸素、水分等)が侵入することを抑制でき、信頼性の高い表示装置とすることができる。
 断面視においてEL層113a、EL層113b、EL層113c及び受光層113dの側面と接する領域における絶縁層125の幅(厚さ)が大きいと、EL層113a、EL層113b、EL層113c及び受光層113dの間隔が大きくなり、開口率が低くなってしまう場合がある。また、絶縁層125の幅(厚さ)が小さいと、EL層113a、EL層113b、EL層113c及び受光層113dの側面から内部へ不純物が侵入することを抑制する効果が小さくなってしまう場合がある。
 EL層113a、EL層113b、EL層113c及び受光層113dの側面と接する領域における絶縁層125の幅(厚さ)は、3nm以上200nm以下が好ましく、さらには3nm以上150nm以下が好ましく、さらには5nm以上150nm以下が好ましく、さらには5nm以上100nm以下が好ましく、さらには10nm以上100nm以下が好ましく、さらには10nm以上50nm以下が好ましい。絶縁層125の幅(厚さ)を前述の範囲とすることで、高い開口率を有し、かつ信頼性の高い表示装置とすることができる。
 絶縁層125は、無機材料を有することができる。絶縁層125は、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層125は単層構造であってもよく積層構造であってもよい。
 絶縁層125の形成は、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、パルスレーザー堆積(PLD:Pulsed Laser Deposition)法、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法などを用いることができる。絶縁層125は、被覆性が良好なALD法を用いて形成することが好ましい。ALD法は、被形成面への成膜ダメージが小さいため、好適に用いることができる。
 酸化絶縁膜として、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、インジウムガリウム亜鉛酸化物膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。特に、酸化アルミニウムは、エッチングにおいて、EL層との選択比が高く、後述する絶縁層127の形成において、EL層を保護する機能を有するため、好ましい。特にALD法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を絶縁層125に適用することで、ピンホールが少なく、EL層を保護する機能に優れた絶縁層125を形成することができる。
 なお、本明細書などにおいて、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。例えば、酸化窒化シリコンと記載した場合は、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化シリコンと記載した場合は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。
 絶縁層125上に設けられる絶縁層127は、隣接する発光デバイス間に形成された絶縁層125の凹部を平坦化する機能を有する。換言すると、絶縁層127を有することで共通電極115の形成面の平坦性を向上させる効果を奏する。絶縁層127としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、絶縁層127として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、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を適用することができる。また、絶縁層127として、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いてもよい。また、絶縁層127として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いてもよい。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。
 絶縁層127の上面の高さと、EL層113a、EL層113b、EL層113c及び受光層113dのいずれかの上面の高さとの差が、例えば、絶縁層127の厚さの0.5倍以下が好ましく、0.3倍以下がより好ましい。また、例えば、EL層113a、EL層113b、EL層113c及び受光層113dのいずれかの上面が絶縁層127の上面よりも高くなるように、絶縁層127を設けてもよい。また、例えば、絶縁層127の上面が、EL層113a、EL層113b、及びEL層113cが有する発光層の上面よりも高く、かつ受光層113dが有する活性層の上面よりも高くなるように、絶縁層127を設けてもよい。
 発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c、及び受光デバイス130d上に保護層131、及び保護層132を有することが好ましい。保護層131、及び保護層132を設けることで、発光デバイス及び受光デバイスの信頼性を高めることができる。
 保護層131、及び保護層132の導電性は問わない。保護層131、及び保護層132として、絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜の少なくとも一種を用いることができる。
 保護層131、及び保護層132が無機膜を有することで、共通電極115の酸化を防止する、発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c、及び受光デバイス130dに不純物(水分、酸素など)が入り込むことを抑制する、など、発光デバイス及び受光デバイスの劣化を抑制し、表示装置の信頼性を高めることができる。
 保護層131、及び保護層132には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。
 保護層131、及び132はそれぞれ、窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を有することが好ましく、窒化絶縁膜を有することがより好ましい。
 保護層131、及び保護層132には、In−Sn酸化物(ITOともいう)、In−Zn酸化物、Ga−Zn酸化物、Al−Zn酸化物、またはインジウムガリウム亜鉛酸化物(In−Ga−Zn酸化物、IGZOともいう)などを含む無機膜を用いることもできる。当該無機膜は、高抵抗であることが好ましく、具体的には、共通電極115よりも高抵抗であることが好ましい。当該無機膜は、さらに窒素を含んでいてもよい。
 発光デバイスからの光の射出、及び受光デバイスへの光の入射を、保護層131、及び保護層132を介して取り出す場合、保護層131、保護層132は、可視光に対する透過性が高いことが好ましい。例えば、ITO、IGZO、及び、酸化アルミニウムは、それぞれ、可視光に対する透過性が高い無機材料であるため、好ましい。
 保護層131、及び保護層132としては、例えば、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上の窒化シリコン膜と、の積層構造、または、酸化アルミニウム膜と、酸化アルミニウム膜上のIGZO膜と、の積層構造などを用いることができる。当該積層構造を用いることで、EL層側に入り込む不純物(水、酸素など)を抑制することができる。
 さらに、保護層131、及び保護層132は、有機膜を有していてもよい。例えば、保護層132は、有機膜と無機膜の双方を有していてもよい。
 保護層131と保護層132とで異なる成膜方法を用いてもよい。具体的には、ALD法を用いて保護層131を形成し、スパッタリング法を用いて保護層132を形成してもよい。
 画素電極111a、画素電極111b、画素電極111c、及び画素電極111dのそれぞれの上面端部は、絶縁層によって覆われていない。そのため、隣り合う発光デバイス及び受光デバイスの間隔を極めて狭くすることができる。したがって、高精細、または、高解像度の表示装置とすることができる。
 本明細書等において、メタルマスク、またはFMM(ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク)を用いて作製されるデバイスをMM(メタルマスク)構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはFMMを用いることなく作製されるデバイスをMML(メタルマスクレス)構造のデバイスと呼称する場合がある。
 なお、本明細書等において、各色の発光デバイス(ここでは青(B)、緑(G)、及び赤(R))で、発光層を作り分ける、または発光層を塗り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と呼ぶ場合がある。SBS構造は、発光デバイスごとに材料及び構成を最適化することができるため、材料及び構成の選択の自由度が高まり、輝度の向上、信頼性の向上を図ることが容易となる。
 本明細書等において、白色光を発することのできる発光デバイスを白色発光デバイスと呼ぶ場合がある。なお、白色発光デバイスは、着色層(たとえば、カラーフィルタ)と組み合わせることで、フルカラー表示の表示装置を実現することができる。
 ここで、発光デバイスは、シングル構造と、タンデム構造とに大別することができる。シングル構造のデバイスは、一対の電極間に1つの発光ユニットを有し、当該発光ユニットは、1以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、2以上の発光層の各々の発光が補色の関係となるような発光層を選択すればよい。例えば、第1の発光層の発光色と第2の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光デバイス全体として白色発光する構成を得ることができる。また、発光層を3つ以上有する発光デバイスの場合は、各発光層の発光色の混合により白色発光する構成とすることができる。
 タンデム構造のデバイスは、一対の電極間に2以上の複数の発光ユニットを有し、各発光ユニットは、1以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、複数の発光ユニットの発光層からの光を合わせて白色発光が得られる構成とすればよい。なお、白色発光が得られる構成については、シングル構造の構成と同様である。なお、タンデム構造のデバイスにおいて、複数の発光ユニットの間には、電荷発生層などの中間層を設けると好適である。
 上述の白色発光デバイス(シングル構造またはタンデム構造)と、SBS構造の発光デバイスと、を比較した場合、SBS構造の発光デバイスは、白色発光デバイスよりも消費電力を低くすることができる。消費電力を低く抑えたい場合は、SBS構造の発光デバイスを用いると好適である。一方で、白色発光デバイスは、製造プロセスがSBS構造の発光デバイスよりも簡単であるため、製造コストを低くすることができる、又は製造歩留まりを高くすることができるため、好適である。
 本実施の形態の表示装置は、発光デバイス間の距離を狭くすることができる。具体的には、発光デバイス間の距離、EL層間の距離、または画素電極間の距離を、10μm未満、5μm以下、3μm以下、2μm以下、1μm以下、500nm以下、200nm以下、100nm以下、90nm以下、70nm以下、50nm以下、30nm以下、20nm以下、15nm以下、または10nm以下とすることができる。別言すると、EL層113aの側面とEL層113bの側面との間隔、またはEL層113bの側面とEL層113cの側面との間隔が1μm以下の領域を有し、好ましくは0.5μm(500nm)以下の領域を有し、さらに好ましくは100nm以下の領域を有する。
 同様に、本実施の形態の表示装置は、受光デバイス間の距離を狭くすることができる。具体的には、受光デバイス間の距離、受光層間の距離、または画素電極間の距離を、10μm未満、5μm以下、3μm以下、2μm以下、1μm以下、500nm以下、200nm以下、100nm以下、90nm以下、70nm以下、50nm以下、30nm以下、20nm以下、15nm以下、または10nm以下とすることができる。別言すると、受光層の側面と隣接する受光層の側面との間隔が1μm以下の領域を有し、好ましくは0.5μm(500nm)以下の領域を有し、さらに好ましくは100nm以下の領域を有する。
 本実施の形態の表示装置は、発光デバイスと受光デバイスの間の距離を狭くすることができる。具体的には、発光デバイスと受光デバイスの間の距離、EL層と受光層の間の距離、または画素電極間の距離を、20μm未満、10μm以下、5μm以下、3μm以下、2μm以下、1μm以下、500nm以下、200nm以下、100nm以下、90nm以下、70nm以下、50nm以下、30nm以下、20nm以下、15nm以下、または10nm以下とすることができる。別言すると、EL層113aの側面と受光層113dの側面との間隔、EL層113bの側面と受光層113dの側面との間隔、またはEL層113cの側面と受光層113dの側面との間隔が1μm以下の領域を有し、好ましくは0.5μm(500nm)以下の領域を有し、さらに好ましくは100nm以下の領域を有する。
 基板120の樹脂層122側の面には、遮光層を設けてもよい。また、基板120の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層(拡散フィルムなど)、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板120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120には、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂、金属、合金、半導体などを用いることができる。発光デバイスからの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板120に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板120として偏光板を用いてもよい。
 基板120としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ABS樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板120に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
 なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい(複屈折量が小さい、ともいえる)。
 光学等方性が高い基板のリタデーション(位相差)値の絶対値は、30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。
 光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース(TAC、セルローストリアセテートともいう)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルム、及びアクリル樹脂フィルム等が挙げられる。
 基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示パネルにしわが発生するなどの形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が1%以下のフィルムを用いることが好ましく、0.1%以下のフィルムを用いることがより好ましく、0.01%以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。
 樹脂層122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。
 トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
 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、または、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、及び、発光デバイスが有する導電層(画素電極または共通電極として機能する導電層)にも用いることができる。
 各絶縁層に用いることのできる絶縁材料として、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。
 なお、本発明の一態様の表示装置は、OSトランジスタを有し、且つMML(メタルマスクレス)構造の発光デバイスを有する構成とすることができる。当該構成とすることで、トランジスタに流れうるリーク電流、及び隣接する発光デバイス間に流れうるリーク電流(横リーク電流、サイドリーク電流などともいう)を、極めて低くすることができる。また、上記構成とすることで、表示装置に画像を表示した場合に、観察者が画像のきれ、画像のするどさ、及び高いコントラスト比のいずれか一または複数を観測できる。なお、トランジスタに流れうるリーク電流、及び発光デバイス間の横リーク電流が極めて低い構成とすることで、黒表示時に生じうる光漏れなどが限りなく少ない表示(真黒表示ともいう)とすることができる。
<画素のレイアウト>
 画素のレイアウトについて、説明する。副画素の配列に特に限定はなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Sストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列などが挙げられる。
 副画素の上面形状は、例えば、三角形、四角形(長方形、正方形を含む)、五角形などの多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などが挙げられる。ここで、副画素の上面形状は、発光デバイスの発光領域、または受光デバイスの受光領域の上面形状に相当する。
 図21A乃至図21Cに示す画素110は、ストライプ配列が適用されている。
 本発明の一態様の表示装置の表示部は、複数の画素を有し、画素は行方向及び列方向にマトリクス状に配置される。図21A乃至図21Cに示す画素のレイアウトを適用した表示部は、行方向に副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dがこの順に繰り返し配置される第1の配列を有する。さらに、列方向に、第1の配列が繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素110aが繰り返し配置される第2の配列と、列方向に副画素110bが繰り返し配置される第3の配列と、列方向に副画素110cが繰り返し配置される第4の配列と、列方向に副画素110dが繰り返し配置される第5の配列と、を有する。さらに、行方向に、第2の配列、第3の配列、第4の配列、及び第5の配列がこの順に繰り返し配置される。
 本実施の形態等では、画素のレイアウトを分かりやすく説明するため、図面の横方向を行方向、縦方向を列方向としているが、これに限定されず、行方向と列方向は入れ替えることができる。したがって、本明細書等において、行方向及び列方向の一方を、第1の方向を記し、行方向及び列方向の他方を、第2の方向と記す場合がある。第2の方向は、第1の方向と直交する。なお、表示部の上面形状が矩形の場合、第1の方向及び第2の方向はそれぞれ、表示部の輪郭の直線部分と平行でなくてもよい。また、表示部の上面形状は矩形に限定されず、多角形、または曲線を有する形状(円、楕円など)であってもよく、第1の方向及び第2の方向は表示部に対して任意の方向とすることができる。
 本実施の形態等では、画素のレイアウトを分かりやすく説明するため、図面の左から副画素の順序を示すが、これに限定されず、右からの順序に入れ替えることができる。同様に、図面の上から副画素の順序を示すが、これに限定されず、下からの順序に入れ替えることができる。
 本明細書等において、繰り返し配置されるとは、副画素の順序の最小単位が2回以上配置されることを指す。
 図21Aは、各副画素が、長方形の上面形状を有する例であり、図21Bは、各副画素が、2つの半円と長方形をつなげた上面形状を有する例であり、図21Cは、各副画素が、楕円形の上面形状を有する例である。
 フォトリソグラフィ法では、加工するパターンが微細になるほど、光の回折の影響を無視できなくなるため、露光によりフォトマスクのパターンを転写する際に忠実性が損なわれ、レジストマスクを所望の形状に加工することが困難になる。そのため、フォトマスクのパターンが矩形であっても、角が丸まったパターンが形成されやすい。したがって、副画素の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などになることがある。
 さらに、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、レジストマスクを用いてEL層または受光層を島状に加工する。EL層上または受光層上に形成したレジスト膜は、EL層または受光層の耐熱温度よりも低い温度で硬化する必要がある。そのため、EL層の材料の耐熱温度、受光層の材料の耐熱温度、及びレジスト材料の硬化温度によっては、レジスト膜の硬化が不十分になる場合がある。硬化が不十分なレジスト膜は、加工時に所望の形状から離れた形状をとることがある。その結果、EL層及び受光層の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などになることがある。例えば、上面形状が正方形のレジストマスクを形成しようとした場合に、円形の上面形状のレジストマスクが形成され、EL層及び受光層の上面形状が円形になることがある。
 なお、EL層及び受光層の上面形状を所望の形状とするために、設計パターンと、転写パターンが一致するように、あらかじめマスクパターンを補正する技術(OPC(Optical Proximity Correction:光近接効果補正)技術)を用いてもよい。具体的には、OPC技術では、マスクパターン上の図形コーナー部などに補正用のパターンを追加する。
 図21D乃至図21Fに示す画素110は、マトリクス配列が適用されている。
 図21D乃至図21Fに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素110a及び副画素110bが交互に繰り返し配置される第1の配列と、行方向に副画素110c及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第2の配列と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列及び第2の配列がこの順に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素110a及び副画素110cが交互に繰り返し配置される第3の配列と、列方向に副画素110b及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第4の配列と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列及び第4の配列が交互に繰り返し配置される。
 図21Dは、各副画素が、正方形の上面形状を有する例であり、図21Eは、各副画素が、角が丸い略正方形の上面形状を有する例であり、図21Fは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
 図21Gでは、1つの画素110が、2行3列で構成されている例を示す。画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、110b、110c)を有し、下の行(2行目)に、1つの副画素(副画素110d)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、副画素110aを有し、中央の列(2列目)に副画素110bを有し、右の列(3列目)に副画素110cを有し、さらに、この3列にわたって、副画素110dを有する。
 図21Gに示すように、副画素で大きさを異ならせてもよい。図21Gは、副画素110dが、副画素110a乃至副画素110cより大きい構成を示している。図21Hは、副画素110b及び副画素110cが副画素110aより大きく、副画素110aが副画素110dより大きい構成を示している。図21Hに示す画素110は、左の列(1列目)に、2つの副画素(副画素110a、110d)を有し、中央の列(2列目)に副画素110bを有し、右の列(3列目)に副画素110cを有する。
 図21Gに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素110a、副画素110b及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第1の配列と、行方向に副画素110dが繰り返し配置される第2の配列と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列及び第2の配列が交互に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素110a及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第3の配列と、列方向に副画素110b及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第4の配列と、列方向に副画素110c及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第5の配列と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列、第4の配列、及び第5の配列がこの順に繰り返し配置される。
 図21Hに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素110a、副画素110b及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第1の配列と、行方向に副画素110d、副画素110b及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第2の配列と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列及び第2の配列が交互に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素110a及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第3の配列と、列方向に副画素110bが繰り返し配置される第4の配列と、列方向に副画素110cが繰り返し配置される第5の配列と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列、第4の配列、及び第5の配列がこの順に繰り返し配置される。
 図21Iは、1つの画素110が、2行3列で構成されている例を示す。画素110は、副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び3つの副画素110dを有する。画素110は、上の行(1行目)に、3つの副画素(副画素110a、110b、110c)を有し、下の行(2行目)に、3つの副画素(3つの副画素110d)を有する。言い換えると、画素110は、左の列(1列目)に、2つの副画素(副画素110a、110d)を有し、中央の列(2列目)に2つの副画素(副画素110b、110d)を有し、右の列(3列目)に2つの副画素(副画素110c、110d)を有する。
 図21Iに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素110a、副画素110b及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第1の配列と、行方向に副画素110dが繰り返し配置される第2の配列と、を有する。さらに、列方向に第1の配列及び第2の配列が交互に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素110a及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第3の配列と、列方向に副画素110b及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第4の配列と、列方向に副画素110c及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第5の配列と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列、第4の配列及び第5の配列がこの順に繰り返し配置される。
 図21A乃至図21Iに示す画素110は、副画素110a、110b、110c、110dの、4つの副画素から構成される。副画素110a、110b、110c、110dは、それぞれ異なる波長領域の光を発する発光デバイス、または受光デバイスを有する。例えば、図22A乃至図22Eに示すように、副画素110aが赤色の光を射出する機能を有する副画素(R)、副画素110bが緑色の光を射出する機能を有する副画素(G)、副画素110cが青色の光を射出する機能を有する副画素(B)、副画素110dが受光機能を有する副画素(PS)とすることができる。
 図22Aに示す画素のレイアウトを適用した表示部は、行方向に副画素(R)、副画素(G)、副画素(B)、及び副画素(PS)がこの順に繰り返し配置される第1の配列を有する。さらに、列方向に、第1の配列が繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素(R)が繰り返し配置される第2の配列と、列方向に副画素(G)が繰り返し配置される第3の配列と、列方向に副画素(B)が繰り返し配置される第4の配列と、列方向に副画素(PS)が繰り返し配置される第5の配列と、を有する。さらに、行方向に、第2の配列、第3の配列、第4の配列、及び第5の配列がこの順に繰り返し配置される。
 図22Bに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素(R)及び副画素(G)が交互に繰り返し配置される第1の配列と、行方向に副画素(B)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第2の配列と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列及び第2の配列がこの順に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素(R)及び副画素(B)が交互に繰り返し配置される第3の配列と、列方向に副画素(G)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第4の配列と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列及び第4の配列が交互に繰り返し配置される。
 図22Cに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素(R)、副画素(G)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第1の配列と、行方向に副画素(PS)が繰り返し配置される第2の配列と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列及び第2の配列が交互に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素(R)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第3の配列と、列方向に副画素(G)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第4の配列と、列方向に副画素(B)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第5の配列と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列、第4の配列、及び第5の配列がこの順に繰り返し配置される。
 図22Dに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素(R)、副画素(G)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第1の配列と、行方向に副画素(PS)、副画素(G)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第2の配列と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列及び第2の配列が交互に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素(R)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第3の配列と、列方向に副画素(G)が繰り返し配置される第4の配列と、列方向に副画素(B)が繰り返し配置される第5の配列と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列、第4の配列、及び第5の配列がこの順に繰り返し配置される。
 図22Eに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素(R)、副画素(G)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第1の配列と、行方向に副画素(PS)が繰り返し配置される第2の配列と、を有する。さらに、列方向に第1の配列及び第2の配列が交互に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素(R)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第3の配列と、列方向に副画素(G)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第4の配列と、列方向に副画素(B)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第5の配列と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列、第4の配列及び第5の配列がこの順に繰り返し配置される。
 発光デバイスを有する副画素(R)、副画素(G)及び副画素(B)の発光面積は互いに同じでもよく、互いに異なってもよい。例えば、発光デバイスを有する副画素の発光面積は、発光デバイスの寿命に応じて決めることができる。寿命が短い発光デバイスの副画素の発光面積を、他の副画素の発光面積より大きくすることが好ましい。
 図22Dは、副画素(G)及び副画素(B)の発光面積が、副画素(R)の発光面積より大きい例を示している。この構成は、緑色の光を発する発光デバイス、及び青色の光を発する発光デバイスの寿命が、赤色の光を発する発光デバイスの寿命よりも短い場合に好適に用いることができる。発光面積の大きい副画素(G)及び副画素(B)において、各副画素が有する緑色の光を発する発光デバイス、及び青色の光を発する発光デバイスにかかる電流密度は低くなるため、当該発光デバイスの寿命を長くすることができる。つまり、信頼性の高い表示装置とすることができる。
 図21A乃至図21I、及び図22A乃至図22Eと異なる画素のレイアウトの例を、図23A及び図23Bに示す。
 図23Aは、4つの画素を示しており、隣接する2つの画素110Aと画素110Bが異なる副画素を有する構成を示している。画素110Aは、副画素110a、副画素110b、及び副画素110dの3つの副画素を有し、画素110Aと隣接する画素110Bは、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dを有する。つまり、列方向、及び行方向において、副画素110aを含む画素110Aと、副画素110aを含まない画素110Bが交互に繰り返し配置される。同様に、列方向、及び行方向において、副画素110cを含まない画素110Aと、副画素110cを含む画素110Bが交互に繰り返し配置される。
 画素110Aは、2行2列で構成され、左の列(1列目)に、2つの副画素(副画素110b、110d)を有し、右の列(2列目)に、1つの副画素(副画素110a)を有する。言い換えると、画素110Aは、上の行(1行目)に、2つの副画素(副画素110a、110b)を有し、下の行(2行目)に2つの副画素(副画素110a、110d)を有し、さらに、この2行にわたって、副画素110aを有する。
 画素110Bは、2行2列で構成され、左の列(1列目)に、2つの副画素(副画素110b、110d)を有し、右の列(2列目)に、1つの副画素(副画素110c)を有する。言い換えると、画素110Aは、上の行(1行目)に、2つの副画素(副画素110b、110c)を有し、下の行(2行目)に2つの副画素(副画素110c、110d)を有し、さらに、この2行にわたって、副画素110cを有する。
 図23Aに示す画素は、画素110Aと画素110Bの2つの画素で、副画素110a、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dの4種の副画素を有する構成である。画素110Aと画素110Bの2つの画素で、1つの副画素110a、2つの副画素110b、1つの副画素110c、2つの副画素110dを有する。このような構成にすることにより、疑似的に高い精細度を維持しつつ、副画素の面積を大きくすることができ、必要な加工精度を低くすることができる。つまり、同じ加工精度で比較すると、より高精細な表示装置を作製することが可能となる。また、面積当たりのトランジスタの数を少なくすることができるため、生産性を高めることができる。したがって、疑似的に高精細な表示装置を、高い生産性で作製することができる。
 図23Aに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素110b、副画素110a、副画素110b及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第1の配列ARR1と、行方向に副画素110d、副画素110a、副画素110d及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第2の配列ARR2と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列ARR1及び第2の配列ARR2が交互に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素110b及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第3の配列ARR3と、列方向に副画素110a及び副画素110cが交互に繰り返し配置される第4の配列ARR4と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列ARR3及び第4の配列ARR4が交互に繰り返し配置される。
 画素110Aにおいて、副画素110aは、副画素110b及び副画素110dのいずれよりも面積が大きく、画素110Bにおいて、副画素110cは、副画素110b及び副画素110dのいずれよりも面積が大きいことが好ましい。さらに、画素110Aで最も面積の大きい副画素(ここでは、副画素110a)と、画素110Bで最も面積の大きい副画素(ここでは、副画素110c)が異なることが好ましい。
 なお、本明細書等において、発光デバイスを有する副画素における発光面積を、副画素の面積と記す場合がある。同様に、受光デバイスを有する副画素における受光面積を、副画素の面積と記す場合がある。
 図23Aは、副画素110aと副画素110cを同じ面積で示し、副画素110bと副画素110dを同じ面積で示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。副画素110aと副画素110cの面積が異なってもよい。また、副画素110bと副画素110dの面積が異なってもよい。図23Bは、副画素110bの面積が副画素110dの面積より大きい例を示している。なお、画素110Aと画素110Bで、副画素110bの面積が異なってもよく、副画素110dの面積が異なってもよい。
 副画素110a、副画素110b、及び副画素110cは、それぞれ異なる波長領域の光を発する発光デバイスを有し、副画素110dは、受光デバイスを有することが好ましい。例えば、図24A及び図24Bに示すように、副画素110aが赤色の光を射出する機能を有する副画素(R)、副画素110bが緑色の光を射出する機能を有する副画素(G)、副画素110cが青色の光を射出する機能を有する副画素(B)、副画素110dが受光機能を有する副画素(PS)とすることができる。
 赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の3色の発光デバイスの内、2色の発光デバイスで1つの画素を構成すことができる。受光デバイスは、いずれの画素にも設けることができる。図24A及び図24Bは、画素110Aが、赤色の光を射出する機能を有する副画素(R)、緑色の光を射出する機能を有する副画素(G)、及び受光機能を有する副画素(PS)を有し、画素110Bが、青色の光を射出する機能を有する副画素(B)、緑色の光を射出する機能を有する副画素(G)、及び受光機能を有する副画素(PS)を有する構成を示している。
 図24A及び図24Bに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素(G)、副画素(R)、副画素(G)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第1の配列ARR1と、行方向に副画素(PS)、副画素(R)、副画素(PS)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第2の配列ARR2と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列ARR1及び第2の配列ARR2が交互に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素(G)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第3の配列ARR3と、列方向に副画素(R)及び副画素(B)が交互に繰り返し配置される第4の配列ARR4と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列ARR3及び第4の配列ARR4が交互に繰り返し配置される。
 なお、図24A及び図24Bは、画素110Aと画素110Bのいずれも受光デバイスを有する副画素(PS)を設ける例を示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。受光機能に高い精度が求められない場合は、副画素(PS)を含まない画素を設けてもよい。つまり、副画素(PS)を含む画素と、副画素(PS)を含まない画素を設ける構成としてもよい。
 図24A及び図24Bに示すように緑色の光を射出する機能を有する副画素(G)の面積は、赤色の光を射出する機能を有する副画素(R)、及び青色の光を射出する機能を有する副画素(B)のいずれの面積より小さいことが好ましい。緑色に対する人間の視感度は、赤色及び青色に比べて高いため、副画素(G)の面積を副画素(R)及び副画素(B)の面積より小さくすることで、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)のバランスに優れた、視認性の高い表示装置とすることができる表示装置とすることができる。
 図24A及び図24Bは、副画素(G)の面積が、副画素(R)及び副画素(B)の面積より小さい構成を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。例えば、副画素(R)の面積が、副画素(G)及び副画素(B)の面積より小さい構成としてもよい。なお、前述したように、発光デバイスを有する副画素の面積は、各色の発光デバイスの寿命に応じて決めてもよい。
 図23Aの変形例を、図25A及び図25Bに示す。
 図25Aに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素110b、副画素110a、副画素110b及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第1の配列ARR1と、行方向に副画素110d、副画素110a、副画素110d及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第2の配列ARR2と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列ARR1及び第2の配列ARR2が交互に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素110b、副画素110d及び副画素110aがこの順に繰り返し配置される第3の配列ARR3と、列方向に副画素110b、副画素110d及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第4の配列ARR4と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列ARR3、第3の配列ARR3、第4の配列ARR4、及び第4の配列ARR4がこの順に繰り返し配置される。
 図25Bに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素110b、副画素110a、副画素110d及び副画素110aがこの順に繰り返し配置される第1の配列ARR1と、行方向に副画素110d、副画素110a、副画素110b及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第2の配列ARR2と、行方向に副画素110b、副画素110c、副画素110d及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第3の配列ARR3と、行方向に副画素110d、副画素110c、副画素110b及び副画素110aがこの順に繰り返し配置される第4の配列ARR4と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列ARR1、第2の配列ARR2、第3の配列ARR3及び第4の配列ARR4がこの順に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素110b及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第5の配列ARR5と、列方向に副画素110a及び副画素110cが交互に繰り返し配置される第6の配列ARR6と、を有する。さらに、行方向に、第5の配列ARR5及び第6の配列ARR6が交互に繰り返し配置される。
 図25A及び図25Bに示す副画素110aに赤色の光を射出する機能を有する副画素(R)、副画素110bに緑色の光を射出する機能を有する副画素(G)、副画素110cに青色の光を射出する機能を有する副画素(B)、副画素110dに受光機能を有する副画素(PS)を適用した構成例を、図26A及び図26Bに示す。
 図26Aに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素(G)、副画素(R)、副画素(G)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第1の配列ARR1と、行方向に副画素(PS)、副画素(R)、副画素(PS)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第2の配列ARR2と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列ARR1及び第2の配列ARR2が交互に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素(G)、副画素(PS)及び副画素(R)がこの順に繰り返し配置される第3の配列ARR3と、列方向に副画素(G)、副画素(PS)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第4の配列ARR4と、を有する。さらに、行方向に、第3の配列ARR3、第3の配列ARR3、第4の配列ARR4、及び第4の配列ARR4がこの順に繰り返し配置される。
 図26Bに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素(G)、副画素(R)、副画素(PS)及び副画素(R)がこの順に繰り返し配置される第1の配列ARR1と、行方向に副画素(PS)、副画素(R)、副画素(G)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第2の配列ARR2と、行方向に副画素(G)、副画素(B)、副画素(PS)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第3の配列ARR3と、行方向に副画素(PS)、副画素(B)、副画素(G)及び副画素(R)がこの順に繰り返し配置される第4の配列ARR4と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列ARR1、第2の配列ARR2、第3の配列ARR3及び第4の配列ARR4がこの順に繰り返し配置される。
 当該表示部は、列方向に副画素(G)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第5の配列ARR5と、列方向に副画素(R)及び副画素(B)が交互に繰り返し配置される第6の配列ARR6と、を有する。さらに、行方向に、第5の配列ARR5及び第6の配列ARR6が交互に繰り返し配置される。
 図26Aの変形例を、図27Aに示す。
 図27Aに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素110b、副画素110a、副画素110b及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第1の配列ARR1と、行方向に副画素110d、副画素110a、副画素110d及び副画素110cがこの順に繰り返し配置される第2の配列ARR2と、を有する。さらに、列方向に、第1の配列ARR1及び第2の配列ARR2が交互に繰り返し配置される。さらに、当該表示部は、行方向に副画素110a及び副画素110cが交互に繰り返し配置される第3の配列ARR3を有してもよい。なお、図27Aに示す画素のレイアウトをダイヤモンド配置と呼称してもよい。
 当該表示部は、列方向に副画素110b及び副画素110dが交互に繰り返し配置される第4の配列ARR4と、列方向に副画素110a及び副画素110cが交互に繰り返し配置される第5の配列ARR5と、を有する。さらに、行方向に、第4の配列ARR4及び第5の配列ARR5が交互に繰り返し配置される。さらに、当該表示部は、列方向に副画素110b、副画素110a、副画素110d、副画素110b、副画素110c、及び副画素110dがこの順に繰り返し配置される第6の配列ARR6を有してもよい。
 なお、図27Aは、副画素110a及び副画素110cの上面形状が、角が丸い四角形であり、副画素110b及び副画素110dの上面形状が、角が丸い三角形である構成を示しているが、副画素の上面形状は特に限定されない。例えば、副画素110b及び副画素110dの上面形状は、角が丸い四角形であってよく、円形であってもよい。
 図27Aに示す副画素110aに赤色の光を射出する機能を有する副画素(R)、副画素110bに緑色の光を射出する機能を有する副画素(G)、副画素110cに青色の光を射出する機能を有する副画素(B)、副画素110dに受光機能を有する副画素(PS)を適用した構成例を、図27Bに示す。
 図27Bに示す画素のレイアウトを適用した表示装置の表示部は、行方向に副画素(G)、副画素(R)、副画素(G)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第1の配列ARR1と、行方向に副画素(PS)、副画素(R)、副画素(PS)及び副画素(B)がこの順に繰り返し配置される第2の配列ARR2と、を有する。当該表示部は、行方向に副画素(R)及び副画素(B)が交互に繰り返し配置される第3の配列ARR3を有してもよい。
 当該表示部は、列方向に副画素(G)、副画素(R)、副画素(PS)、副画素(G)、副画素(B)、及び副画素(PS)がこの順に繰り返し配置される第4の配列ARR4を有する。当該表示部は、列方向に副画素(R)及び副画素(B)が交互に繰り返し配置される第5の配列ARR5を有してもよく、列方向に副画素(G)及び副画素(PS)が交互に繰り返し配置される第6の配列ARR6を有してもよい。
 本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
(実施の形態4)
 本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図28乃至図30を用いて説明する。
 本実施の形態の表示装置は、高解像度な表示装置または大型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置の表示部に用いることができる。
 本明細書等において、表示装置の一態様である表示パネルは表示面に画像等を表示(出力)する機能を有するものである。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。
 本明細書等において、表示装置に、フレキシブルプリント回路基板(FPC:Flexible Printed Circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Package)等のコネクタが取り付けられたもの、またはCOG(Chip On Glass)方式もしくはCOF(Chip On Film)方式等により集積回路(IC)が実装されたものを、表示パネルモジュール、表示モジュール、または単に表示パネルなどと呼ぶ場合がある。
<表示装置100A>
 図28に、表示装置100Aの斜視図を示し、図29Aに、表示装置100Aの断面図を示す。
 表示装置100Aは、基板152と基板151とが貼り合わされた構成を有する。図28では、基板152を破線で明示している。
 表示装置100Aは、表示部162、回路164、配線165等を有する。図28では表示装置100AにIC173及びFPC172が実装されている例を示している。そのため、図28に示す構成は、表示装置100A、IC(集積回路)、及びFPCを有する表示モジュールということもできる。
 回路164としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
 配線165は、表示部162及び回路164に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、FPC172を介して外部から、またはIC173から配線165に入力される。
 図28では、COG(Chip On Glass)方式またはCOF(Chip on Film)方式等により、基板151にIC173が設けられている例を示す。IC173は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するICを適用できる。なお、表示装置100A及び表示モジュールは、ICを設けない構成としてもよい。また、ICを、COF方式等により、FPCに実装してもよい。
 図29Aに、表示装置100Aの、FPC172を含む領域の一部、回路164の一部、表示部162の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
 表示装置100Aは、基板151と基板152の間に、発光デバイス、受光デバイス、トランジスタ207、トランジスタ205等を有する。図29Aは、発光デバイス及び受光デバイスとして、赤色の光を発する発光デバイス130a、及び緑色の光を発する発光デバイス130b、及び受光デバイス130dを示している。
 ここで、表示装置の画素が、互いに異なる色を発する発光デバイスを有する副画素を3種類有する場合、当該3つの副画素としては、R、G、Bの3色の副画素、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の3色の副画素などが挙げられる。当該副画素を4つ有する場合、当該4つの副画素としては、R、G、B、白色(W)の4色の副画素、R、G、B、Yの4色の副画素などが挙げられる。
 発光デバイス130a、及び発光デバイス130bは、画素電極とEL層との間に光学調整層を有し、受光デバイス130dは、画素電極と受光層との間に光学調整層を有する。光学調整層として、発光デバイス130aは導電層126aを有し、発光デバイス130bは導電層126bを有し、受光デバイス130dは導電層126dを有する。発光デバイス及び受光デバイスの詳細は実施の形態1を参照できる。画素電極111a、画素電極111b、画素電極111d、導電層126a、126b、126d、EL層113a、EL層113b、及び、受光層113dの側面は、それぞれ、絶縁層125、127によって覆われている。EL層113a、EL層113b、受光層113d、及び、絶縁層125、127上に、共通層114が設けられ、共通層114上に共通電極115が設けられている。また、発光デバイス130a、発光デバイス130b、及び受光デバイス130d上にはそれぞれ、保護層131が設けられている。保護層131上には保護層132が設けられている。
 保護層132と基板152は接着層142を介して接着されている。発光デバイスの封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図29Aでは、基板152と基板151との間の空間が、接着層142で充填されており、固体封止構造が適用されている。または、当該空間を不活性ガス(窒素またはアルゴンなど)で充填し、中空封止構造を適用してもよい。このとき、接着層142は、発光デバイスと重ならないように設けられていてもよい。また、当該空間を、枠状に設けられた接着層142とは異なる樹脂で充填してもよい。
 画素電極111a、画素電極111b、画素電極111dは、それぞれ、絶縁層214に設けられた開口を介して、トランジスタ205が有する導電層222bと接続されている。
 画素電極111a、画素電極111b、画素電極111dには、絶縁層214に設けられた開口を覆うように凹部が形成される。当該凹部には、層128が埋め込まれていることが好ましい。そして、画素電極111a及び層128上に導電層126aを形成し、画素電極111b及び層128上に導電層126bを形成し、画素電極111d及び層128上に導電層126dを形成することが好ましい。導電層126a、導電層126b、及び導電層126dは、画素電極と呼ぶこともできる。
 層128は、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111dの凹部を平坦化する機能を有する。層128を設けることで、EL層及び受光層の被形成面の凹凸を低減し、被覆性を向上することができる。また、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111d及び層128上に、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111dと電気的に接続される導電層126a、導電層126b、導電層126dを設けることで、画素電極111a、画素電極111b、画素電極111dの凹部と重なる領域も発光領域として使用できる場合がある。これにより、画素の開口率を高めることができる。
 層128は、絶縁層であってもよく、導電層であってもよい。層128には、各種無機絶縁材料、有機絶縁材料、及び導電材料を適宜用いることができる。特に、層128は、絶縁材料を用いて形成されることが好ましい。
 層128としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、層128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を適用することができる。また、層128として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。
 感光性の樹脂を用いることにより、露光及び現像の工程のみで層128を作製することができ、ドライエッチング、あるいはウェットエッチング等による画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111dの表面への影響を低減することができる。また、ネガ型の感光性樹脂を用いて層128を形成することにより、絶縁層214の開口の形成に用いるフォトマスク(露光マスク)と同一のフォトマスクを用いて、層128を形成できる場合がある。
 導電層126aは、画素電極111a上及び層128上に設けられる。導電層126aは、画素電極111aの上面に接する第1領域と、層128の上面に接する第2領域と、を有する。第1領域と接する画素電極111aの上面の高さと、第2領域と接する層128の上面の高さは、一致または概略一致することが好ましい。
 同様に、導電層126bは、画素電極111b上及び層128上に設けられる。導電層126bは、画素電極111bの上面に接する第1領域と、層128の上面に接する第2領域と、を有する。第1領域と接する画素電極111bの上面の高さと、第2領域と接する層128の上面の高さは、一致または概略一致することが好ましい。
 導電層126dは、画素電極111d上及び層128上に設けられる。導電層126dは、画素電極111dの上面に接する第1領域と、層128の上面に接する第2領域と、を有する。第1領域と接する画素電極111dの上面の高さと、第2領域と接する層128の上面の高さは、一致または概略一致することが好ましい。
 画素電極は可視光を反射する材料を含み、対向電極は可視光を透過する材料を含む。
 表示装置100Aは、トップエミッション型である。発光デバイスが発する光は、基板152側に射出される。基板152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。基板152は、可視光及び赤外光に対する透過性が高い材料を用いることがさらに好ましい。受光デバイスには、基板152を介して光が入射する。
 基板151から絶縁層214までの積層構造が、実施の形態2等に示したトランジスタを含む層101に相当する。
 トランジスタ207及びトランジスタ205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217、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217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、水及び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217、絶縁層213、及び絶縁層215としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。
 ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置100Aの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、表示装置100Aの端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。または、有機絶縁膜の端部が表示装置100Aの端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、表示装置100Aの端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。
 平坦化層として機能する絶縁層214には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。また、絶縁層214を、有機絶縁膜と、無機絶縁膜との積層構造にしてもよい。絶縁層214の最表層は、エッチング保護膜としての機能を有することが好ましい。これにより、画素電極111aまたは導電層126aなどの加工時に、絶縁層214に凹部が形成されることを抑制することができる。または、絶縁層214には、画素電極111aまたは導電層126aなどの加工時に、凹部が設けられてもよい。
 図29A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。従って、表示装置100Aの信頼性を高めることができる。
 トランジスタ207及びトランジスタ205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217、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217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207及びトランジスタ205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。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ(以下、OSトランジスタ)を用いることが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン(低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど)などが挙げられる。
 半導体層は、例えば、インジウムと、M(Mは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種)と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
 特に、半導体層として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IGZOとも記す)を用いることが好ましい。または、半導体層としては、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IAZOとも記す)を用いてもよい。または、半導体層としては、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IAGZO)を用いてもよい。
 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=1:3:2又はその近傍の組成、In:M:Zn=1:3:4又はその近傍の組成、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。
 図29B及び図29Cに、トランジスタの他の構成例を示す。
 トランジスタ209及びトランジスタ210は、ゲートとして機能する導電層221、ゲート絶縁層として機能する絶縁層217、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231、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217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、少なくとも導電層223とチャネル形成領域231iとの間に位置する。さらに、トランジスタを覆う絶縁層218を設けてもよい。
 図29Bに示すトランジスタ209では、絶縁層225が半導体層231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。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。
 一方、図29Cに示すトランジスタ210では、絶縁層225は、半導体層231のチャネル形成領域231iと重なり、低抵抗領域231nとは重ならない。例えば、導電層223をマスクとして絶縁層225を加工することで、図29Cに示す構造を作製できる。図29C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。
 基板151の、基板152が重ならない領域には、接続部204が設けられている。接続部204では、配線165が導電層166及び接続層242を介してFPC172と電気的に接続されている。導電層166は、画素電極111a、画素電極111b、及び画素電極111dと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層126a、126b、及び126dと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である例を示す。接続部204の上面では、導電層166が露出している。これにより、接続部204とFPC172とを接続層242を介して電気的に接続することができる。
 基板152の基板151側の面には、遮光層117を設けることが好ましい。また、基板152の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層(拡散フィルムなど)、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板152の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。
 発光デバイスを覆う保護層131及び保護層132を設けることで、発光デバイスに水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 表示装置100A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131または保護層132とが互いに接することが好ましい。特に、無機絶縁膜同士が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。従って、表示装置100Aの信頼性を高めることができる。
 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、金属、合金、半導体などを用いることができる。発光デバイスからの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。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。また、基板151または基板152として偏光板を用いてもよい。
 基板151及び基板152としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ABS樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板151及び基板152の一方または双方に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
 なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい(複屈折量が小さい、ともいえる)。
 光学等方性が高い基板のリタデーション(位相差)値の絶対値は、30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。
 光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース(TAC、セルローストリアセテートともいう)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルム、及びアクリル樹脂フィルム等が挙げられる。
 基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示パネルにしわが発生するなどの形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が1%以下のフィルムを用いることが好ましく、0.1%以下のフィルムを用いることがより好ましく、0.01%以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。
 接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
 接続層242としては、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
 トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
 透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタンなどの金属材料、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、または、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、及び、発光デバイスが有する導電層(画素電極または共通電極として機能する導電層)にも用いることができる。
 各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
<表示装置100B>
 図30に示す表示装置100Bは、ボトムエミッション型である点で、表示装置100Aと主に相違する。なお、表示装置100Aと同様の部分については説明を省略する。
 発光デバイスが発する光は、基板151側に射出される。基板151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。基板151は、可視光及び赤外光に対する透過性が高い材料を用いることがさらに好ましい。一方、基板152に用いる材料の透光性は問わない。受光デバイスには、基板151を介して光が入射する。
 基板151とトランジスタ207との間、基板151とトランジスタ205との間には、遮光層117を形成することが好ましい。図30では、基板151上に遮光層117が設けられ、遮光層117上に絶縁層153が設けられ、絶縁層153上にトランジスタ207、205などが設けられている例を示す。
 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、本発明の一態様の表示装置について図31乃至図38を用いて説明する。
 本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、腕時計型、ブレスレット型などの情報端末機(ウェアラブル機器)、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのVR向け機器、メガネ型のAR向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。
<表示モジュール>
 図31Aに、表示モジュール280の斜視図を示す。表示モジュール280は、表示装置100Cと、FPC290と、を有する。なお、表示モジュール280が有する表示装置は表示装置100Cに限られず、後述する表示装置100Dまたは表示装置100Eであってもよい。
 表示モジュール280は、基板291及び基板292を有する。表示モジュール280は、表示部281を有する。表示部281は、表示モジュール280における画像を表示する領域であり、後述する画素部284に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
 図31Bに、基板291側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板291上には、回路部282と、回路部282上の画素回路部283と、画素回路部283上の画素部284と、が積層されている。また、基板291上の画素部284と重ならない部分に、FPC290と接続するための端子部285が設けられている。端子部285と回路部282とは、複数の配線により構成される配線部286により電気的に接続されている。
 画素部284は、周期的に配列した複数の画素284aを有する。図31Bの右側に、1つの画素284aの拡大図を示している。画素284aは、発光色が互いに異なる発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c、及び受光デバイス130dを有する。発光デバイス及び受光デバイスは、図31Bに示すようにストライプ配列で配置することができる。また、デルタ配列、または、ペンタイル配列など様々な発光デバイスの配列方法を適用することができる。
 画素回路部283は、周期的に配列した複数の画素回路283aを有する。
 1つの画素回路283aは、1つの画素284aが有する発光デバイスの発光、及び受光デバイスの受光を制御する回路である。例えば、1つの画素284aが、3つの発光デバイス及び1つの受光デバイスを有する場合、1つの画素回路283aは、3つの発光デバイスの発光及び1つの受光デバイスの受光を制御する回路である。1つの画素回路283aは、1つの発光デバイスの発光を制御する回路が3つ設けられ、1つの受光デバイスの受光を制御する回路が1つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路283aは、1つの発光デバイスにつき、1つの選択トランジスタと、1つの電流制御用トランジスタ(駆動トランジスタ)と、容量素子と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースまたはドレインの一方にはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。画素回路283aは、例えば、実施の形態1に記載の画素回路を適用することができる。
 回路部282は、画素回路部283の各画素回路283aを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方または双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。
 FPC290は、外部から回路部282にビデオ信号または電源電位等を供給するための配線として機能する。また、FPC290上にICが実装されていてもよい。
 表示モジュール280は、画素部284の下側に画素回路部283及び回路部282の一方または双方が積層された構成とすることができるため、表示部281の開口率(有効表示面積比)を極めて高くすることができる。例えば表示部281の開口率は、40%以上100%未満、好ましくは50%以上95%以下、より好ましくは60%以上95%以下とすることができる。また、画素284aを極めて高密度に配置することが可能で、表示部281の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部281には、500ppi以上、好ましくは1000ppi以上、さらに好ましくは2000ppi以上、さらに好ましくは3000ppi以上、さらに好ましくは5000ppi以上、さらに好ましくは6000ppi以上であって、20000ppi以下、または30000ppi以下の精細度で、画素284aが配置されることが好ましい。
 このような表示モジュール280は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイなどのVR向け機器、またはメガネ型のAR向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール280の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール280は極めて高精細な表示部281を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール280はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計などの装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。
<表示装置100C>
 図32に示す表示装置100Cは、基板301、発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c、受光デバイス130d、容量240、及び、トランジスタ310を有する。
 基板301は、図31A及び図31Bにおける基板291に相当する。
 トランジスタ310は、基板301にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板301としては、例えば単結晶シリコン基板などの半導体基板を用いることができる。トランジスタ310は、基板301の一部、導電層311、低抵抗領域312、絶縁層313、及び、絶縁層314を有する。導電層311は、ゲート電極として機能する。絶縁層313は、基板301と導電層311の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域312は、基板301に不純物がドープされた領域であり、ソースまたはドレインの一方として機能する。絶縁層314は、導電層311の側面を覆って設けられ、絶縁層として機能する。
 基板301に埋め込まれるように、隣接する2つのトランジスタ310の間に素子分離層315が設けられている。
 トランジスタ310を覆って絶縁層261が設けられ、絶縁層261上に容量240が設けられている。
 容量240は、導電層241と、導電層245と、これらの間に位置する絶縁層243を有する。導電層241は容量240の一方の電極として機能し、導電層245は容量240の他方の電極として機能し、絶縁層243は容量240の誘電体として機能する。
 導電層241は絶縁層261上に設けられ、絶縁層254に埋め込まれている。導電層241は、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271によってトランジスタ310のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層243は導電層241を覆って設けられる。導電層245は、絶縁層243を介して導電層241と重なる領域に設けられている。
 容量240を覆って、絶縁層255aが設けられ、絶縁層255a上に絶縁層255bが設けられ、絶縁層255b上に発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c、受光デバイス130d等が設けられている。隣り合う発光素子の間の領域には、絶縁物が設けられる。例えば図32では、当該領域に絶縁層125と、絶縁層125上の絶縁層127と、が設けられている。
発光デバイス130aが有するEL層113a上には、マスク層118aが位置し、発光デバイス130bが有するEL層113b上には、マスク層118bが位置し、発光デバイス130cが有するEL層113c上には、マスク層118cが位置し、受光デバイス130dが有する受光層113d上には、マスク層118dが位置する。
導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dは、絶縁層243、絶縁層255a、及び絶縁層255bに埋め込まれたプラグ256、絶縁層254に埋め込まれた導電層241、及び、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271によってトランジスタ310のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層255bの上面の高さと、プラグ256の上面の高さは、一致又は概略一致している。プラグには各種導電材料を用いることができる。
また、本発明の一態様の表示装置では、発光素子の画素電極を、複数の層の積層構成とする。例えば、図2Aに示す例では、発光デバイスの画素電極を、導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dと、導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dと、の積層構成としている。例えば、表示装置100Cをトップエミッション型とし、発光デバイスの画素電極が陽極として機能する場合、導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dは例えば導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dより可視光に対する反射率が高い層とし、導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dは例えば導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dより仕事関数が大きい層とすることができる。画素電極の可視光に対する反射率が高いほど、EL層が発する光が画素電極を透過することを抑制できるため、表示装置100Cがトップエミッション型である場合、EL層が発する光の取り出し効率が高くなる。また、画素電極が陽極として機能する場合、画素電極の仕事関数が大きいほど、EL層の発光効率が高くなる。以上より、発光素子の画素電極を、可視光に対する反射率が高い導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dと、仕事関数が大きい導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dと、の積層構成とすることにより、発光素子を、光取り出し効率が高く、且つ発光効率が高い発光素子とすることができる。
導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dを、導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dより可視光に対する反射率が高い層とする場合、導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dの可視光に対する反射率は、例えば40%以上100%以下、70%以上100%以下とすることが好ましい。また、導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dは、透明電極とすることができ、可視光に対する透過率を例えば40%以上とすることができる。
なお、発光デバイスが有する導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dは、EL層が発する光に対する反射率が高い層とする。例えば、EL層が赤外光を発する場合、導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dは、赤外光に対する反射率が高い層とすることができる。また、発光デバイスの画素電極が陰極として機能する場合、導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dは例えば導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dより仕事関数が小さい層とすることができる。
一方、画素電極を複数の層の積層構成とする場合、例えば当該複数の層間の反応により、画素電極が変質する場合がある。例えば、表示装置100Cの作製において、画素電極の形成後に形成した膜を、ウェットエッチング法により除去する場合、薬液が画素電極と接触する場合がある。画素電極を複数の層の積層構成とする場合、当該複数の層が薬液と接触することにより、ガルバニック腐食が発生する場合がある。これにより、画素電極を構成する層の少なくとも一つが変質する場合がある。よって、表示装置の歩留まりが低下し、表示装置の作製コストが高くなる場合がある。また、表示装置の信頼性が低下する場合がある。
そこで、表示装置100Cでは、導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dの上面及び側面を覆うように、導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dを形成する。これにより、例えば導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dと、導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dと、を有する画素電極の形成後に形成した膜を、ウェットエッチング法により除去する場合であっても、薬液が導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dに接触することを抑制できる。よって、例えば画素電極へのガルバニック腐食の発生を抑制できる。よって、表示装置100Cは、歩留まりが高い方法で作製できるため、低価格の表示装置とすることができる。また、表示装置100Cに不良が発生することを抑制できるため、表示装置100Cは信頼性が高い表示装置とすることができる。
導電層111a、導電層111b、導電層111cおよび導電層111dとして、例えば金属材料を用いることができる。具体的には、例えばアルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、スズ(Sn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)等の金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。
導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dとして、インジウム、錫、亜鉛、ガリウム、チタン、アルミニウム、及びシリコンの中から選ばれるいずれか一又は複数を有する酸化物を用いることができる。例えば、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、酸化チタン、ガリウムを含むインジウム亜鉛酸化物、アルミニウムを含むインジウム亜鉛酸化物、シリコンを含むインジウム錫酸化物、及びシリコンを含むインジウム亜鉛酸化物等のいずれか一又は複数を含む導電性酸化物を用いることが好ましい。特に、シリコンを含むインジウム錫酸化物は仕事関数が大きい、例えば仕事関数が4.0eV以上であるため、導電層112a、導電層112b、導電層112cおよび導電層112dとして好適に用いることができる。
また、図32に示す例では、発光デバイス130aが有するEL層113a上には、マスク層118aが位置し、発光デバイス130aが有するEL層113b上には、マスク層118bが位置し、発光デバイス130cが有するEL層113c上には、マスク層118cが位置し、受光デバイス130dが有する受光層113d上には、マスク層118dが位置する。マスク層118aは、EL層113aを加工する際にEL層113aの上面に接して設けたマスク層の一部が残存しているものである。マスク層118b、マスク層118c、マスク層118dについても、マスク層118aと同様である。このように、表示装置100Cは、その作製時にEL層を保護するために用いるマスク層が一部残存していてもよい。なお、以下において、マスク層118a、マスク層118b、マスク層118c、およびマスク層118dをまとめて、マスク層118と呼ぶ場合がある。
図32において、マスク層118aの一方の端部は、EL層113aの端部、及び導電層112aの端部と揃っている、又は概略揃っている。つまり、導電層112aの端部は、EL層113aの端部と揃っている、又は概略揃っている。マスク層118b、マスク層118c、マスク層118dについても、マスク層118aと同様である。
また、マスク層118aの他方の端部は、EL層113a上に位置する。ここで、マスク層118aの他方の端部は、導電層111aと重なることが好ましい。この場合、マスク層118aの他方の端部がEL層113aの概略平坦な面に形成されやすくなる。マスク層118b、マスク層118c、マスク層118dについても、マスク層118aと同様である。
なお、端部が揃っている、又は概略揃っている場合、及び、上面形状が一致又は概略一致している場合、上面視において、積層した層と層との間で少なくとも輪郭の一部が重なっているといえる。例えば、上層と下層とが、同一のマスクパターン、又は一部が同一のマスクパターンにより加工された場合を含む。ただし、厳密には輪郭が重なり合わず、上層が下層の内側に位置すること、又は、上層が下層の外側に位置することもあり、この場合も端部が概略揃っている、又は、上面形状が概略一致している、という。
EL層113R、EL層113G、及びEL層113Bのそれぞれの側面は、絶縁層125によって覆われている。絶縁層127は、絶縁層125を介して、EL層113R、EL層113G、及びEL層113Bのそれぞれの側面と重なる。
また、EL層113a、EL層113b、EL層113c、受光層113dのそれぞれの上面の一部は、マスク層118a、マスク層118b、マスク層118c、マスク層118dによって覆われている。絶縁層125及び絶縁層127は、マスク層118a、マスク層118b、マスク層118c、マスク層118dを介して、EL層113a、EL層113b、EL層113c、受光層113dのそれぞれの上面の一部と重なる。
EL層113a、EL層113b、EL層113c、受光層113dの上面の一部及び側面が、絶縁層125、絶縁層127、及びマスク層118(マスク層118a、マスク層118b、マスク層118c、マスク層118d)の少なくとも一つによって覆われていることで、共通層114又は共通電極115が、EL層113a、EL層113b、EL層113c、及び受光層113dの側面と接することを抑制し、発光デバイス130(発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c、受光デバイス130d)のショートを抑制できる。これにより、発光デバイス130等の信頼性を高めることができる。
EL層113a、EL層113b、EL層113c、受光層113dのそれぞれの膜厚は異ならせることができる。例えば、EL層113R、EL層113G、及びEL層113Bそれぞれの発する光を強める光路長に対応して膜厚を設定することが好ましい。これにより、マイクロキャビティ構造を実現し、副画素110から射出される光の色純度を高めることができる。
絶縁層125は、EL層113a、EL層113b、EL層113c、受光層113dのそれぞれの側面と接することが好ましい。これにより、EL層113a、EL層113b、EL層113c、受光層113dの膜剥がれを防止することができる。絶縁層125とEL層113a、EL層113b、EL層113c、受光層113dとが密着することで、隣り合うEL層113R等が、絶縁層125によって固定される、又は、接着される効果を奏する。これにより、発光デバイス130の信頼性を高めることができる。また、発光デバイスの作製歩留まりを高めることができる。
また、図32に示すように、絶縁層125及び絶縁層127が、EL層113a、EL層113b、EL層113c、受光層113dの上面の一部及び側面の双方を覆うことで、EL層113の膜剥がれをより防ぐことができ、発光デバイス130の信頼性を高めることができる。また、発光デバイス130(発光デバイス130a乃至130cおよび受光デバイス130d)の作製歩留まりをより高めることができる。
図32では、導電層112Rの端部上に、EL層113R、マスク層118a、絶縁層125、及び、絶縁層127の積層構造が位置する例を示す。同様に、導電層112bの端部上に、EL層113b、マスク層118b、絶縁層125、及び、絶縁層127の積層構造が位置し、導電層112cの端部上に、EL層113c、マスク層118c、絶縁層125、及び、絶縁層127の積層構造が位置する。
絶縁層127は、絶縁層125に形成された凹部を充填するように、絶縁層125上に設けられる。絶縁層127は、絶縁層125を介して、EL層113a、EL層113b、EL層113c、受光層113dのそれぞれの上面の一部及び側面と重なる構成とすることができる。絶縁層127は、絶縁層125の側面の少なくとも一部を覆うことが好ましい。
絶縁層125及び絶縁層127を設けることで、隣り合う島状の層の間を埋めることができるため、島状の層上に設ける層(例えばキャリア注入層、及び共通電極等)の被形成面の極端な凹凸を低減し、より平坦にすることができる。したがって、キャリア注入層及び共通電極等の被覆性を高めることができる。
また、発光デバイス130a、発光デバイス130b、発光デバイス130c、受光デバイス130d上には保護層131が設けられている。保護層131上には、樹脂層122によって基板120が貼り合わされている。発光デバイスから基板120までの構成要素についての詳細は、前述の記載を参照することができる。
 絶縁層255a、255bとしては、それぞれ、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの各種無機絶縁膜を好適に用いることができる。絶縁層255aとしては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜などの酸化絶縁膜または酸化窒化絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層255bとしては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を用いることが好ましい。より具体的には、絶縁層255aとして酸化シリコン膜を用い、絶縁層255bとして窒化シリコン膜を用いることが好ましい。絶縁層255bは、エッチング保護膜としての機能を有することが好ましい。または、絶縁層255aとして、窒化絶縁膜または窒化酸化絶縁膜を用い、絶縁層255bとして、酸化絶縁膜または酸化窒化絶縁膜を用いてもよい。本実施の形態では、絶縁層255bに凹部が設けられている例を示すが、絶縁層255bに凹部が設けられていなくてもよい。
 発光デバイスの画素電極は、絶縁層255a、255bに埋め込まれたプラグ256、絶縁層254に埋め込まれた導電層241、及び、絶縁層261に埋め込まれたプラグ271によってトランジスタ310のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層255bの上面の高さと、プラグ256の上面の高さは、一致または概略一致している。プラグには各種導電材料を用いることができる。
図33Aには、図32における導電層111(111a乃至111d)の端部と重なる領域において、絶縁層255bの側面(図33Aにおいて破線で囲った部分)が垂直である例を示している。図33Bには、絶縁層127の上面が、断面視において、中央及びその近傍が窪んだ形状、つまり凹曲面を有する形状を有する例を示している。また、図33Bに示すように絶縁層127の中央部に凹曲面を有する構成とすることで、絶縁層127の応力を緩和することができる。より具体的には、絶縁層127の中央部に凹曲面を有する構成とすることで、絶縁層127の端部に生じる局所的な応力を緩和し、EL層113a及びEL層113bと、マスク層118a及びマスク層118bとの間の膜剥がれ、マスク層118a及びマスク層118bと、絶縁層125との間の膜剥がれ、及び絶縁層125と、絶縁層127との間の膜剥がれのいずれか一又は複数を抑制することができる。
また、図33Bに示すような絶縁層127の中央部に凹曲面を有する構成とするには、多階調マスク(代表的にはハーフトーンマスク、又はグレートーンマスク)を用いて露光すればよい。なお、多階調マスクとは、露光部分、中間露光部分、及び未露光部分に3つの露光レベルを行うことが可能なマスクであり、透過した光が複数の強度となる露光マスクである。1枚のフォトマスク(一度の露光及び現像工程)により、複数(代表的には二種類)の厚さの領域を有する絶縁層127を形成することが可能である。又は、絶縁層127の中央部に凹曲面を有する構成とするには、凹曲面に位置するマスクの線幅を、露光部分の線幅よりも小さくすることで、複数の厚さの領域を有する絶縁層127を形成することができる。
なお、絶縁層127の中央部に凹曲面を有する形成方法としては、上記に限定されない。例えば、2枚のフォトマスクを用いて、露光部分と、中間露光部分と、を分けて作製してもよい。又は、絶縁層127に用いる樹脂材料の粘度を調整する、具体的には、絶縁層127に用いる材料の粘度を10cP以下、好ましくは1cP以上5cP以下とすればよい。
なお、図33Bにおいては、図示していないが、絶縁層127の中央部の凹曲面は、必ずしも連続している必要はなく、隣接する発光素子の間で途切れていてもよい。この場合、図33Bに示す絶縁層127の中央部において、絶縁層127の一部が消失し、絶縁層125の表面が露出する構成となる。当該構成とする場合においては、絶縁層127の形状は、共通層114、及び共通電極115が絶縁層127を被覆できるようにすればよい。
<表示装置100D>
 図34に示す表示装置100Dは、トランジスタの構成が異なる点で、表示装置100Cと主に相違する。なお、表示装置100Cと同様の部分については説明を省略することがある。
 トランジスタ320は、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)が適用されたトランジスタ(OSトランジスタ)である。
 トランジスタ320は、半導体層321、絶縁層323、導電層324、一対の導電層325、絶縁層326、及び、導電層327を有する。
 基板331は、図31A及び図31Bにおける基板291に相当する。基板331から絶縁層255bまでの積層構造が、実施の形態1におけるトランジスタを含む層101に相当する。基板331としては、絶縁性基板または半導体基板を用いることができる。
 基板331上に、絶縁層332が設けられている。絶縁層332は、基板331から水または水素などの不純物がトランジスタ320に拡散すること、及び半導体層321から絶縁層332側に酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層332としては、例えば酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、窒化シリコン膜などの、酸化シリコン膜よりも水素または酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。
 絶縁層332上に導電層327が設けられ、導電層327を覆って絶縁層326が設けられている。導電層327は、トランジスタ320の第1のゲート電極として機能し、絶縁層326の一部は、第1のゲート絶縁層として機能する。絶縁層326の少なくとも半導体層321と接する部分には、酸化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層326の上面は、平坦化されていることが好ましい。
 半導体層321は、絶縁層326上に設けられる。半導体層321は、半導体特性を有する金属酸化物(酸化物半導体ともいう)膜を有することが好ましい。
 一対の導電層325は、半導体層321上に接して設けられ、ソース電極及びドレイン電極として機能する。
 一対の導電層325の上面及び側面、並びに半導体層321の側面等を覆って絶縁層328が設けられ、絶縁層328上に絶縁層264が設けられている。絶縁層328は、半導体層321に絶縁層264等から水または水素などの不純物が拡散すること、及び半導体層321から酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層328としては、上記絶縁層332と同様の絶縁膜を用いることができる。
 絶縁層328及び絶縁層264に、半導体層321に達する開口が設けられている。当該開口の内部において、絶縁層264、絶縁層328、及び導電層325の側面、並びに半導体層321の上面に接する絶縁層323と、導電層324とが埋め込まれている。導電層324は、第2のゲート電極として機能し、絶縁層323は第2のゲート絶縁層として機能する。
 導電層324の上面、絶縁層323の上面、及び絶縁層264の上面は、それぞれ高さが一致または概略一致するように平坦化処理され、これらを覆って絶縁層329及び絶縁層265が設けられている。
 絶縁層264及び絶縁層265は、層間絶縁層として機能する。絶縁層329は、トランジスタ320に絶縁層265等から水または水素などの不純物が拡散することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層329としては、上記絶縁層328及び絶縁層332と同様の絶縁膜を用いることができる。
 一対の導電層325の一方と電気的に接続するプラグ274は、絶縁層265、絶縁層329、及び絶縁層264に埋め込まれるように設けられている。ここで、プラグ274は、絶縁層265、絶縁層329、絶縁層264、及び絶縁層328のそれぞれの開口の側面、及び導電層325の上面の一部を覆う導電層274aと、導電層274aの上面に接する導電層274bとを有することが好ましい。このとき、導電層274aとして、水素及び酸素が拡散しにくい導電材料を用いることが好ましい。
 表示装置100Dにおける、絶縁層254から基板120までの構成は、表示装置100Cと同様である。
<表示装置100E>
 図35に示す表示装置100Eは、基板301にチャネルが形成されるトランジスタ310と、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタ320とが積層された構成を有する。なお、表示装置100C、100Dと同様の部分については説明を省略することがある。
 トランジスタ310を覆って絶縁層261が設けられ、絶縁層261上に導電層251が設けられている。また導電層251を覆って絶縁層262が設けられ、絶縁層262上に導電層252が設けられている。導電層251及び導電層252は、それぞれ配線として機能する。また、導電層252を覆って絶縁層263及び絶縁層332が設けられ、絶縁層332上にトランジスタ320が設けられている。また、トランジスタ320を覆って絶縁層265が設けられ、絶縁層265上に容量240が設けられている。容量240とトランジスタ320とは、プラグ274により電気的に接続されている。
 トランジスタ320は、画素回路を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ310は、画素回路を構成するトランジスタ、または当該画素回路を駆動するための駆動回路(ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路)を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ310及びトランジスタ320は、演算回路または記憶回路などの各種回路を構成するトランジスタとして用いることができる。
 このような構成とすることで、発光デバイスの直下に画素回路だけでなく駆動回路等を形成することができるため、表示領域の周辺に駆動回路を設ける場合に比べて、表示装置を小型化することが可能となる。
<表示装置100F>
 図36に示す表示装置100Fは、それぞれ半導体基板にチャネルが形成されるトランジスタ310Aと、トランジスタ310Bとが積層された構成を有する。
 表示装置100Fは、トランジスタ310B、容量240及び各発光デバイスが設けられた基板301Bと、トランジスタ310Aが設けられた基板301Aとが、貼り合された構成を有する。
 基板301Bには、基板301Bを貫通するプラグ343が設けられる。また、プラグ343は、基板301Bの裏面(基板120側とは反対側の表面)に設けられる導電層342と電気的に接続されている。一方、基板301Aには、絶縁層261上に導電層341が設けられている。
 導電層341と、導電層342とが接合されることで、基板301Aと基板301Bとが電気的に接続される。
 導電層341及び導電層342としては、同じ導電性材料を用いることが好ましい。例えば、Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、Wから選ばれた元素を含む金属膜、又は上述した元素を成分とする金属窒化物膜(窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜)等を用いることができる。特に、導電層341及び導電層342に、銅を用いることが好ましい。これにより、Cu−Cu直接接合技術(Cu(銅)のパッド同士を接続することで電気的導通を図る技術)を適用することができる。なお、導電層341と導電層342とは、バンプを介して接合されてもよい。
<表示装置100G>
 図37に示す表示装置100Gは、それぞれチャネルが形成される半導体に酸化物半導体を有するトランジスタ320Aと、トランジスタ320Bとが積層された構成を有する。
 トランジスタ320A、トランジスタ320B、及びその周辺の構成については、上記表示装置100Dを援用することができる。
 なお、ここでは、酸化物半導体を有するトランジスタを2つ積層する構成としたが、これに限られない。例えば3つ以上のトランジスタを積層する構成としてもよい。
<トランジスタの構成例>
 以下では、上記表示装置に適用することのできるトランジスタの断面構成例について説明する。
 図38Aは、トランジスタ410を含む断面図である。
 トランジスタ410は、基板401上に設けられ、半導体層に多結晶シリコンを適用したトランジスタである。例えばトランジスタ410は、図41Bに示す画素回路81_2のトランジスタ55Bに対応する。すなわち、図38Aは、トランジスタ410のソース及びドレインの一方が、発光デバイスの導電層431と電気的に接続されている例である。
 トランジスタ410は、半導体層411、絶縁層412、導電層413等を有する。半導体層411は、チャネル形成領域411i及び低抵抗領域411nを有する。半導体層411は、シリコンを有する。半導体層411は、多結晶シリコンを有することが好ましい。絶縁層412の一部は、ゲート絶縁層として機能する。導電層413の一部は、ゲート電極として機能する。
 なお、半導体層411は、半導体特性を示す金属酸化物(酸化物半導体ともいう)を含む構成とすることもできる。このとき、トランジスタ410は、OSトランジスタと呼ぶことができる。
 低抵抗領域411nは、不純物元素を含む領域である。例えばトランジスタ410をnチャネル型のトランジスタとする場合には、低抵抗領域411nにリン、ヒ素などを添加すればよい。一方、pチャネル型のトランジスタとする場合には、低抵抗領域411nにホウ素、アルミニウムなどを添加すればよい。また、トランジスタ410のしきい値電圧を制御するため、チャネル形成領域411iに、上述した不純物が添加されていてもよい。
 基板401上に、絶縁層421が設けられている。半導体層411は、絶縁層421上に設けられている。絶縁層412は、半導体層411及び絶縁層421を覆って設けられている。導電層413は、絶縁層412上の、半導体層411と重なる位置に設けられている。
 導電層413及び絶縁層412を覆って絶縁層422が設けられる。絶縁層422上には、導電層414a及び導電層414bが設けられる。導電層414a及び導電層414bは、絶縁層422及び絶縁層412に設けられた開口部において、低抵抗領域411nと電気的に接続されている。導電層414aの一部は、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、導電層414bの一部は、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能する。また、導電層414a、導電層414b、及び絶縁層422を覆って、絶縁層423が設けられている。
 絶縁層423上には、画素電極として機能する導電層431が設けられる。導電層431は、絶縁層423上に設けられ、絶縁層423に設けられた開口において、導電層414bと電気的に接続されている。ここでは省略するが、導電層431上には、EL層及び共通電極を積層することができる。
 図38Bには、一対のゲート電極を有するトランジスタ410aを示す。図38Bに示すトランジスタ410aは、導電層415、及び絶縁層416を有する点で、図38Aと主に相違している。
 導電層415は、絶縁層421上に設けられている。また、導電層415及び絶縁層421を覆って、絶縁層416が設けられている。半導体層411は、少なくともチャネル形成領域411iが、絶縁層416を介して導電層415と重なるように設けられている。
 図38Bに示すトランジスタ410aにおいて、導電層413の一部が第1のゲート電極として機能し、導電層415の一部が第2のゲート電極として機能する。またこのとき、絶縁層412の一部が第1のゲート絶縁層として機能し、絶縁層416の一部が第2のゲート絶縁層として機能する。
 ここで、第1のゲート電極と、第2のゲート電極とを電気的に接続する場合、図示しない領域において、絶縁層412及び絶縁層416に設けられた開口部を介して導電層413と導電層415とを電気的に接続すればよい。また、第2のゲート電極と、ソースまたはドレインとを電気的に接続する場合、図示しない領域において、絶縁層422、絶縁層412、及び絶縁層416に設けられた開口部を介して、導電層414aまたは導電層414bと、導電層415とを電気的に接続すればよい。
 副画素81を構成するトランジスタの全てに、LTPSトランジスタを適用する場合、図38Aで例示したトランジスタ410、または図38Bで例示したトランジスタ410aを適用することができる。このとき、副画素81を構成する全てのトランジスタに、トランジスタ410aを用いてもよいし、全てのトランジスタにトランジスタ410を適用してもよいし、トランジスタ410aと、トランジスタ410とを組み合わせて用いてもよい。
 以下では、半導体層にシリコンが適用されたトランジスタと、半導体層に金属酸化物が適用されたトランジスタの両方を有する構成の例について説明する。
 図38Cに、トランジスタ410a及びトランジスタ450を含む、断面概略図を示している。
 トランジスタ410aについては、上記構成例1を援用できる。なお、ここではトランジスタ410aを用いる例を示したが、トランジスタ410とトランジスタ450とを有する構成としてもよいし、トランジスタ410、トランジスタ410a、トランジスタ450の全てを有する構成としてもよい。
 トランジスタ450は、半導体層に金属酸化物を適用したトランジスタである。図38Cに示す構成は、例えばトランジスタ450が画素回路81_2のトランジスタ55Aに対応し、トランジスタ410aがトランジスタ55Bに対応する例である。すなわち、図38Cは、トランジスタ410aのソース及びドレインの一方が、導電層431と電気的に接続されている例である。
 図38Cには、トランジスタ450が一対のゲートを有する例を示している。
 トランジスタ450は、導電層455、絶縁層422、半導体層451、絶縁層452、導電層453等を有する。導電層453の一部は、トランジスタ450の第1のゲートとして機能し、導電層455の一部は、トランジスタ450の第2のゲートとして機能する。このとき、絶縁層452の一部はトランジスタ450の第1のゲート絶縁層として機能し、絶縁層422の一部は、トランジスタ450の第2のゲート絶縁層として機能する。
 導電層455は、絶縁層412上に設けられている。絶縁層422は、導電層455を覆って設けられている。半導体層451は、絶縁層422上に設けられている。絶縁層452は、半導体層451及び絶縁層422を覆って設けられている。導電層453は、絶縁層452上に設けられ、半導体層451及び導電層455と重なる領域を有する。
 絶縁層426が絶縁層452及び導電層453を覆って設けられている。絶縁層426上には、導電層454a及び導電層454bが設けられる。導電層454a及び導電層454bは、絶縁層426及び絶縁層452に設けられた開口部において、半導体層451と電気的に接続されている。導電層454aの一部は、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能し、導電層454bの一部は、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能する。また、導電層454a、導電層454b、及び絶縁層426を覆って、絶縁層423が設けられている。
 ここで、トランジスタ410aと電気的に接続する導電層414a及び導電層414bは、導電層454a及び導電層454bと、同一の導電膜を加工して形成することが好ましい。図38Cでは、導電層414a、導電層414b、導電層454a、及び導電層454bが、同一面上に(すなわち絶縁層426の上面に接して)形成され、且つ、同一の金属元素を含む構成を示している。このとき、導電層414a及び導電層414bは、絶縁層426、絶縁層452、絶縁層422、及び絶縁層412に設けられた開口を介して、低抵抗領域411nと電気的に接続する。これにより、作製工程を簡略化できるため好ましい。
 トランジスタ410aの第1のゲート電極として機能する導電層413と、トランジスタ450の第2のゲート電極として機能する導電層455とは、同一の導電膜を加工して形成することが好ましい。図38Cでは、導電層413と導電層455とが、同一面上に(すなわち絶縁層412の上面に接して)形成され、且つ、同一の金属元素を含む構成を示している。これにより、作製工程を簡略化できるため好ましい。
 図38Cでは、トランジスタ450の第1のゲート絶縁層として機能する絶縁層452が、半導体層451の端部を覆う構成としたが、図38Dに示すトランジスタ450aのように、絶縁層452が、導電層453と上面形状が一致または概略一致するように加工されていてもよい。
 なお、本明細書等において「上面形状が概略一致」とは、積層した層と層との間で少なくとも輪郭の一部が重なることをいう。例えば、上層と下層とが、同一のマスクパターン、または一部が同一のマスクパターンにより加工された場合を含む。ただし、厳密には輪郭が重なり合わず、上層が下層の内側に位置すること、または、上層が下層の外側に位置することもあり、この場合も「上面形状が概略一致」という。
 なお、ここではトランジスタ410aが、トランジスタ55Bに対応し、画素電極と電気的に接続する例を示したが、これに限られない。例えば、トランジスタ450またはトランジスタ450aが、トランジスタ55Bに対応する構成としてもよい。このとき、トランジスタ410aは、トランジスタ55A、トランジスタ55C、またはその他のトランジスタに対応する。
 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6)
 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39乃至図41を用いて説明する。
 本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を有する。本発明の一態様の表示装置は、高精細化及び高解像度化が容易である。したがって、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
 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。
 特に、本発明の一態様の表示装置は、精細度を高めることが可能なため、比較的小さな表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。このような電子機器として、例えば、腕時計型及びブレスレット型の情報端末機(ウェアラブル機器)、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのVR向け機器、メガネ型のAR向け機器、及び、MR向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。
 本発明の一態様の表示装置は、HD(画素数1280×720)、FHD(画素数1920×1080)、WQHD(画素数2560×1440)、WQXGA(画素数2560×1600)、4K(画素数3840×2160)、8K(画素数7680×4320)といった極めて高い解像度を有していることが好ましい。特に4K、8K、またはそれ以上の解像度とすることが好ましい。また、本発明の一態様の表示装置における画素密度(精細度)は、100ppi以上が好ましく、300ppi以上が好ましく、500ppi以上がより好ましく、1000ppi以上がより好ましく、2000ppi以上がより好ましく、3000ppi以上がより好ましく、5000ppi以上がより好ましく、7000ppi以上がさらに好ましい。このように高い解像度及び高い精細度の一方または双方を有する表示装置を用いることで、携帯型または家庭用途などのパーソナルユースの電子機器において、臨場感及び奥行き感などをより高めることが可能となる。また、本発明の一態様の表示装置の画面比率(アスペクト比)については、特に限定はない。例えば、表示装置は、1:1(正方形)、4:3、16:9、16:10など様々な画面比率に対応することができる。
 本実施の形態の電子機器は、センサ(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの)を有していてもよい。
 本実施の形態の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア(プログラム)を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
 図39Aに示す電子機器6500は、スマートフォンとして用いることができる携帯情報端末機である。
 電子機器6500は、筐体6501、表示部6502、電源ボタン6503、ボタン6504、スピーカ6505、マイク6506、カメラ6507、及び光源6508等を有する。表示部6502はタッチパネル機能を備える。
 表示部6502に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
 図39Bは、筐体6501のマイク6506側の端部を含む断面概略図である。
 筐体6501の表示面側には透光性を有する保護部材6510が設けられ、筐体6501と保護部材6510に囲まれた空間内に、表示パネル6511、光学部材6512、タッチセンサパネル6513、プリント基板6517、バッテリ6518等が配置されている。
 保護部材6510には、表示パネル6511、光学部材6512、及びタッチセンサパネル6513が接着層(図示しない)により固定されている。
 表示部6502よりも外側の領域において、表示パネル6511の一部が折り返されており、当該折り返された部分にFPC6515が接続されている。FPC6515には、IC6516が実装されている。FPC6515は、プリント基板6517に設けられた端子に接続されている。
 表示パネル6511には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル6511が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ6518を搭載することもできる。また、表示パネル6511の一部を折り返して、画素部の裏側にFPC6515との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
 図40Aにテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7100は、筐体7101に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7103により筐体7101を支持した構成を示している。
 表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
 図40A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、及び、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40Bに、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ7200は、筐体7211、キーボード7212、ポインティングデバイス7213、外部接続ポート7214等を有する。筐体7211に、表示部7000が組み込まれている。
 表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
 図40C及び図40Dに、デジタルサイネージの一例を示す。
 図40C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40Dは円柱状の柱7401に取り付けられたデジタルサイネージ7400である。デジタルサイネージ7400は、柱7401の曲面に沿って設けられた表示部7000を有する。
 図40C及び図40Dにおいて、表示部7000に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
 表示部7000が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部7000が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
 表示部7000にタッチパネルを適用することで、表示部7000に画像または動画を表示するだけでなく、使用者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40C及び図40D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、使用者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。
 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、不特定多数の使用者が同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
 図41A乃至図41F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41A乃至図41F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41A乃至図41Fに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
 図41A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41A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、電子メールまたはSNSなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、電波強度などがある。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41B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。例えば使用者は、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。使用者は、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41C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41D乃至図41F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41Dは携帯情報端末9201を展開した状態、図41Fは折り畳んだ状態、図41Eは図41Dと図41F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。
<本明細書等の記載に関する付記>
 以上の実施の形態、及び実施の形態における各構成の説明について、以下に付記する。
 各実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて、本発明の一態様とすることができる。また、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
 なお、ある一つの実施の形態の中で述べる内容(一部の内容でもよい)は、その実施の形態で述べる別の内容(一部の内容でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複数の別の実施の形態で述べる内容(一部の内容でもよい)に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを行うことが出来る。
 なお、実施の形態の中で述べる内容とは、各々の実施の形態において、様々な図を用いて述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。
 なお、ある一つの実施の形態において述べる図(一部でもよい)は、その図の別の部分、その実施の形態において述べる別の図(一部でもよい)、及び/又は、一つ若しくは複数の別の実施の形態において述べる図(一部でもよい)に対して、組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。
 また本明細書等において、ブロック図では、構成要素を機能毎に分類し、互いに独立したブロックとして示している。しかしながら実際の回路等においては、構成要素を機能毎に切り分けることが難しく、一つの回路に複数の機能が係わる場合、あるいは、複数の回路にわたって一つの機能が関わる場合、があり得る。そのため、ブロック図のブロックは、明細書で説明した構成要素に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
 また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、説明の便宜上任意の大きさに示したものである。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は明確性を期すために模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
 本明細書等において、トランジスタの接続関係を説明する際、「ソース又はドレインの一方」(又は第1電極、又は第1端子)、「ソース又はドレインの他方」(又は第2電極、又は第2端子)という表記を用いる。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称については、ソース(ドレイン)端子、またはソース(ドレイン)電極等、状況に応じて適切に言い換えることができる。
 また、本明細書等において「電極」および「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」および「配線」の用語は、複数の「電極」および「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
 また、本明細書等において、電圧と電位は、適宜言い換えることができる。電圧は、基準となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電圧(接地電圧)とすると、電圧を電位に言い換えることができる。グラウンド電位は必ずしも0Vを意味するとは限らない。なお電位は相対的なものであり、基準となる電位によっては、配線等に与える電位を変化させる場合がある。
 なお本明細書等において、「膜」、「層」などの語句は、場合によっては、または、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な場合がある。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な場合がある。
 本明細書等において、スイッチとは、導通状態(オン状態)、または、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。または、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。
 本明細書等において、チャネル長とは、例えば、トランジスタの上面図において、半導体(またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分)とゲートとが重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとの間の距離をいう。
 本明細書等において、チャネル幅とは、例えば、半導体(またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分)とゲート電極とが重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さをいう。
 本明細書等において、AとBとが接続されている、とは、AとBとが直接接続されているものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、AとBとが電気的に接続されているとは、AとBとの間で、何らかの電気的作用を有する対象物が存在するとき、AとBとの電気信号の授受を可能とするものをいう。
10:表示装置、21:タイミング制御回路、22:画像プロセッサ、23:アプリケーションプロセッサ、30:駆動回路部、31:表示部駆動回路、32:センサ部駆動回路、40:切り替え部、41:アナログスイッチ、50:切り替え部、51:アナログスイッチ、60:切り替え部、61:発光デバイス、62:受光デバイス、63:アナログスイッチ、71:表示部、72:信号線駆動回路、73:ゲート線駆動回路、74:制御線駆動回路、75:信号読み出し回路、80:画素、81B:副画素、81G:副画素、81R:副画素、82PS:副画素

Claims (7)

  1.  発光デバイスを有する第1副画素と、受光デバイスを有する第2副画素と、前記第1副画素を走査する第1選択信号が与えられる第1ゲート線と、前記第2副画素を走査する第2選択信号が与えられる第2ゲート線と、を有する表示部と、
     前記ゲート線駆動回路が出力する前記第1選択信号または前記第2選択信号を前記第1ゲート線または前記第2ゲート線に振り分けて出力する第1切り替え部と、
     前記第1選択信号または前記第2選択信号を出力するゲート線駆動回路と、前記ゲート線駆動回路が出力する前記第1選択信号または前記第2選択信号を振り分けて出力する第2切り替え部と、前記第1切り替え部および前記第2切り替え部を制御するタイミング制御回路と、を有する駆動制御回路と、を有し、
     前記タイミング制御回路は、第1動作モードと、第2動作モードと、を切り替える機能を有し、
     前記第1動作モードにおいて、前記ゲート線駆動回路は、第1フレーム周波数の前記第1選択信号と、前記第1選択信号より選択期間の長い前記第2選択信号を出力し、
     前記第2動作モードにおいて、前記第1フレーム周波数よりも低い第2フレーム周波数の前記第1選択信号および前記第2選択信号を出力する、表示装置。
  2.  請求項1において、
     前記第1切り替え部および前記第2切り替え部はそれぞれ、前記ゲート線駆動回路と、前記第1ゲート線または前記第2ゲート線と、の間に設けられるアナログスイッチを有する、表示装置。
  3.  請求項1または請求項2において、
     画像プロセッサを有し、
     前記画像プロセッサは、前記受光デバイスにおける物体の検知状態または物体の非検知状態に応じて、前記第1動作モードと前記第2動作モードとを切り替える機能を有する、表示装置。
  4.  請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
     前記発光デバイスは、可視光を射出する機能を有し、
     前記受光デバイスは、可視光を検出する機能を有する表示装置。
  5.  請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
     前記発光デバイスは、赤外光を射出する機能を有し、
     前記受光デバイスは、赤外光を検出する機能を有する表示装置。
  6.  請求項1乃至5のいずれか一に記載の表示装置と、コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュール。
  7.  請求項6に記載の表示モジュールと、筐体、バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する、電子機器。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009129271A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Sony Corp 表示装置
WO2009110294A1 (ja) * 2008-03-03 2009-09-11 シャープ株式会社 光センサ付き表示装置
JP2016045329A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 シナプティクス・ディスプレイ・デバイス合同会社 表示駆動装置及び表示装置
JP2017016560A (ja) * 2015-07-06 2017-01-19 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置
JP2018010829A (ja) * 2016-07-15 2018-01-18 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2018060319A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置及びタッチ検出方法
WO2020075002A1 (ja) * 2018-10-11 2020-04-16 株式会社半導体エネルギー研究所 撮像装置、及び認証装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019079415A (ja) 2017-10-26 2019-05-23 京セラ株式会社 電子機器、制御装置、制御プログラム及び電子機器の動作方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009129271A (ja) * 2007-11-26 2009-06-11 Sony Corp 表示装置
WO2009110294A1 (ja) * 2008-03-03 2009-09-11 シャープ株式会社 光センサ付き表示装置
JP2016045329A (ja) * 2014-08-22 2016-04-04 シナプティクス・ディスプレイ・デバイス合同会社 表示駆動装置及び表示装置
JP2017016560A (ja) * 2015-07-06 2017-01-19 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置
JP2018010829A (ja) * 2016-07-15 2018-01-18 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2018060319A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置及びタッチ検出方法
WO2020075002A1 (ja) * 2018-10-11 2020-04-16 株式会社半導体エネルギー研究所 撮像装置、及び認証装置

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