TW202147083A - 顯示裝置的驅動方法 - Google Patents

Abstract

提供一種位置檢測精度較高的觸控面板或者非接觸型觸控面板。顯示裝置包括第一及第二像素以及感測器像素。感測器像素包括對第一像素所呈現的第一顏色的光及第二像素所呈現的第二顏色的光具有靈敏度的光電轉換元件。顯示裝置的驅動方法包括在使第一像素點亮且使第二像素關燈的狀態下進行第一攝像的第一期間、在使第一像素及第二像素關燈的狀態下進行第一讀出的第二期間、在使第二像素點亮且使第一像素關燈的狀態下進行第二攝像的第三期間以及在使第一像素及第二像素關燈的狀態下進行第二讀出的第四期間。

Description

顯示裝置的驅動方法

本發明的一個實施方式係關於一種顯示裝置。本發明的一個實施方式係關於一種攝像裝置。本發明的一個實施方式係關於一種觸控面板。本發明的一個實施方式係關於一種非接觸式觸控面板。本發明的一個實施方式係關於一種電子裝置的識別方法。

注意，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。作為本說明書等所公開的本發明的一個實施方式的技術領域的例子，可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、電子裝置、照明設備、輸入裝置、輸入輸出裝置、這些裝置的驅動方法或這些裝置的製造方法。半導體裝置是指能夠藉由利用半導體特性而工作的所有裝置。

近年來，對智慧手機等行動電話機、平板資訊終端、筆記本型PC(個人電腦)等資訊終端設備廣泛普及。這種資訊終端設備在很多情況下包括個人資訊等，已開發了用來防止不正當利用的各種識別技術。

例如，專利文獻1公開了在按鈕開關部中具備指紋感測器的電子裝置。

[專利文獻1]美國專利申請公開第2014/0056493號說明書

在對被用作資訊終端設備的電子裝置附加指紋識別等識別功能的情況下，在電子裝置中除了觸控感測器之外還需要安裝用來拍攝指紋的模組。因此，隨著構件數量的增加而電子裝置的成本增大。

本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種位置檢測精度較高的觸控面板或者非接觸型觸控面板。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是降低具有識別功能的電子裝置的成本。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是減少電子裝置的構件數量。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種能夠拍攝指紋等的顯示裝置及其驅動方法。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有觸摸檢測功能和指紋的攝像功能的顯示裝置及其驅動方法。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種非接觸型觸控面板及其驅動方法。

本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種具有新穎結構的顯示裝置。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種新穎顯示裝置的驅動方法。

注意，上述目的的記載並不妨礙其他目的的存在。本發明的一個實施方式不一定需要實現所有上述目的。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的記載中抽取上述目的以外的目的。

本發明的一個實施方式是一種包括第一像素、第二像素及感測器像素的顯示裝置的驅動方法。感測器像素包括對第一像素所呈現的第一顏色的光及第二像素所呈現的第二顏色的光具有靈敏度的光電轉換元件。本發明的一個實施方式的顯示裝置的驅動方法包括在使第一像素點亮且使第二像素關燈的狀態下進行第一攝像的第一期間、在使第一像素及第二像素關燈的狀態下進行第一讀出的第二期間、在使第二像素點亮且使第一像素關燈的狀態下進行第二攝像的第三期間以及在使第一像素及第二像素關燈的狀態下進行第二讀出的第四期間。

本發明的另一個實施方式是一種包括第一像素、第二像素及感測器像素的顯示裝置的驅動方法。第一像素包括呈現第一顏色的光的第一發光元件，第二像素包括呈現第二顏色的光的第二發光元件，感測器像素包括對第一顏色的光及第二顏色的光具有靈敏度的光電轉換元件。本發明的一個實施方式的顯示裝置的驅動方法包括向第一像素寫入第一資料的第一期間、在根據第一資料使第一發光元件點亮的狀態下由感測器像素進行第一攝像的第二期間、使第一發光元件及第二發光元件關燈的第三期間以及向第二像素寫入第二資料的第四期間。並且，在第三期間和第四期間的一者或兩者從感測器像素進行第一讀出。

另外，在上述方法中，顯示裝置較佳為包括第三像素。第三像素包括呈現第三顏色的光的第三發光元件。並且，較佳的是，在第四期間之後包括如下期間：在根據第二資料使第二發光元件點亮的狀態下由感測器像素進行第二攝像的第五期間；使第一發光元件、第二發光元件及第三發光元件關燈的第六期間；以及向第三像素寫入第三資料的第七期間。此時，較佳的是，在第六期間和第七期間的一者或兩者從感測器像素進行第二讀出。

另外，在上述方法中的任一個中，第一發光元件及光電轉換元件較佳為設置在同一個面上。

另外，在上述方法中的任一個中，第一發光元件較佳為包括第一像素電極、發光層及第一電極。並且，光電轉換元件較佳為包括第二像素電極、活性層及第一電極。另外，較佳的是，第一電極具有隔著發光層與第一像素電極重疊的部分以及隔著活性層與第二像素電極重疊的部分。此時，第一像素電極和第二像素電極較佳為對同一個導電膜進行加工來形成。

另外，在上述方法中，較佳的是，在第一期間，第一電極被供應第一電位，第一像素電極被供應高於第一電位的第二電位，第二像素電極被供應低於第一電位的第三電位。

根據本發明的一個實施方式，可以提供一種位置檢測精度較高的觸控面板或者非接觸型觸控面板。另外，可以降低具有識別功能的電子裝置的成本。另外，可以減少電子裝置的構件數量。另外，可以提供一種能夠拍攝指紋等的顯示裝置及其驅動方法。另外，可以提供一種具有觸摸檢測功能和指紋的攝像功能的顯示裝置及其驅動方法。另外，可以提供一種非接觸型觸控面板及其驅動方法。

另外，根據本發明的一個實施方式，可以提供一種具有新穎結構的顯示裝置。另外，可以提供一種新穎顯示裝置的驅動方法。

注意，上述效果的記載並不妨礙其他效果的存在。本發明的一個實施方式不一定需要具有所有上述效果。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的記載中抽取上述效果以外的效果。

以下，參照圖式對實施方式進行說明。但是，所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實，就是實施方式可以以多個不同形式來實施，其方式和詳細內容可以在不脫離本發明的精神及其範圍的條件下被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。

注意，在以下說明的發明的結構中，在不同的圖式之間共同使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重複說明。此外，當表示具有相同功能的部分時有時使用相同的陰影線，而不特別附加元件符號。

注意，在本說明書所說明的各個圖式中，有時為了明確起見，誇大表示各組件的大小、層的厚度、區域。因此，本發明並不侷限於圖式中的尺寸。

在本說明書等中使用的“第一”、“第二”等序數詞是為了避免組件的混淆而附記的，而不是為了在數目方面上進行限定的。

實施方式1 在本實施方式中，說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的結構例子及其驅動方法的例子。

本發明的一個實施方式的顯示裝置包括多個顯示元件、多個受光元件(也稱為受光器件)及觸控感測器。顯示元件較佳為發光元件(也稱為發光器件)。受光元件較佳為光電轉換元件。以下說明作為顯示元件使用發光元件且作為受光元件使用光電轉換元件的情況。

顯示裝置具有使用排列為矩陣狀的顯示元件將影像顯示在顯示面一側的功能。

本發明的一個實施方式的顯示裝置在顯示部中包括受光元件及發光元件。本發明的一個實施方式的顯示裝置的顯示部中發光元件以矩陣狀配置，由此可以在該顯示部上顯示影像。

另外，在該顯示部中，受光元件以矩陣狀配置，因此該顯示部也具有攝像功能和感測功能中的一者或兩者。例如，發光元件所發射的光的一部分被物件反射，其反射光入射到受光元件。受光元件可以根據所入射的光的強度輸出電信號。因此，在顯示裝置包括排列為矩陣狀的多個受光元件時，可以作為資料取得(也稱為拍攝)物件的位置資料、形狀等。就是說，顯示部能夠被用作影像感測器、觸控感測器等。藉由在顯示部中檢測光，可以進行影像的拍攝、由物件(指頭、筆等)的觸摸操作的檢測等。此外，本發明的一個實施方式的顯示裝置可以將發光元件用作感測器的光源。因此，不需要與顯示裝置另行設置受光部及光源，而可以減少電子裝置的構件數量。

另外，顯示裝置可以使用受光元件拍攝觸摸或靠近顯示面的物件。就是說，顯示裝置能夠被用作影像感測器面板等。尤其是，顯示裝置能夠拍攝觸摸顯示面的指尖的指紋。採用了本發明的一個實施方式的顯示裝置的電子裝置可以使用影像感測器的功能取得基於指紋、掌紋等生物資料的資料。也就是說，可以在顯示裝置內設置生物識別用感測器。藉由在顯示裝置內設置生物識別用感測器，與分別設置顯示裝置和生物識別用感測器的情況相比，可以減少電子裝置的構件數量，由此可以實現電子裝置的小型化及輕量化。

在本發明的一個實施方式的顯示裝置中，由於在被物件反射(或散射)包括在顯示部中的發光元件所發射的光時受光元件可以檢測其反射光(或散射光)，因此在黑暗之處也可以進行攝像、觸摸操作的檢測等。

另外，如上所述那樣，顯示裝置可以被用作觸控面板。本發明的一個實施方式可以利用來自物件的反射光檢測位置，由此物件並不需要接觸，也可以取得遠離顯示面的物件的位置資料、形狀等。因此，本發明的一個實施方式被用作非接觸型觸控面板。非接觸型觸控面板也可以被稱為near-touch panel或non-touch panel等。

在此，採用了觸控面板的電子裝置(例如，智慧手機等)需要直接觸摸螢幕操作。因此，有時螢幕被指頭的皮脂、汗等弄髒。另外，當在螢幕上附著病毒、菌等時，有感染風險增大等的問題。但是，本發明的一個實施方式可以被用作非接觸型觸控面板，由此可以提供能夠極衛生地利用的電子裝置。

採用了本發明的一個實施方式的非接觸型觸控面板的電子裝置例如適合用於要重視衛生面的醫療用顯示器裝置。另外，因為即使當在做菜、打掃等時手濕或髒等的情況下也可以進行操作，所以也適合用於家用電子裝置(例如，智慧手機、平板終端、筆記本型PC)等。

在作為顯示元件使用發光元件的情況下，較佳為使用OLED(Organic Light Emitting Diode：有機發光二極體)、QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子點發光二極體)等EL元件。作為EL元件所包含的發光物質，可以舉出發射螢光的物質(螢光材料)、發射磷光的物質(磷光材料)、呈現熱活化延遲螢光的物質(熱活化延遲螢光(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料)、無機化合物(量子點材料等)等。此外，作為發光元件也可以使用micro LED(Light Emitting Diode)等LED。

作為受光元件，例如可以使用pn型或pin型光電二極體。受光元件被用作檢測入射到受光元件的光並產生電荷的光電轉換元件。在光電轉換元件中，根據入射光量決定所產生的電荷量。尤其是，作為受光元件，較佳為使用包括包含有機化合物的層的有機光電二極體。有機光電二極體容易實現薄型化、輕量化及大面積化且其形狀及設計的彈性高，所以可以應用於各種各樣的顯示裝置。

發光元件例如可以具有在一對電極之間包括發光層的疊層結構。此外，受光元件可以具有在一對電極之間包括活性層的疊層結構。作為受光元件的活性層，可以使用半導體材料。例如，可以使用包含有機化合物的有機半導體材料或矽等無機半導體材料。

尤其是，作為受光元件的活性層，較佳為使用有機化合物。此時，較佳的是，發光元件與受光元件的一個電極(也稱為像素電極)設置在同一面上。此外，更佳的是，發光元件與受光元件的另一個電極由連續的一個導電層形成的電極(也稱為共用電極)。此外，更佳的是，發光元件與受光元件包括公共層。由此，可以使製造發光元件和受光元件時的製程的一部分共同化，所以可以使製程簡化而實現製造成本的降低以及製造良率的提高。

在此，本發明的一個實施方式可以具有包括呈現不同顏色的發光元件的兩種以上的像素及含有光電轉換元件的感測器像素的結構。例如，藉由採用紅色、綠色及藍色這三個顏色的像素及感測器像素都配置為矩陣狀的結構，可以實現能夠進行彩色顯示的顯示裝置。

再者，作為顯示裝置的驅動方法，利用繼時加法混色法進行彩色顯示。明確而言，使紅色、綠色、藍色的像素依次點亮而進行彩色顯示。並且，較佳為在各顏色的像素點亮之後設置使所有像素關燈的期間(也稱為顯示黑色的期間)。由此，可以實現流暢的動態影像的顯示。另外，也可以將這種驅動方法稱為分時顯示方式(也稱為場序列驅動方式)。

再者，在驅動感測器像素時，以在紅色、綠色或藍色的像素點亮的期間至少設置曝光期間的方式驅動。並且，以在紅色、綠色或藍色的像素關燈的期間設置讀出期間的方式驅動。就是說，在1個圖框期間可以進行三次的攝像。由此，可以進行流暢的感測。另外，因為攝像(曝光)在點亮期間進行，所以可以適當地抑制在驅動像素時發生的電雜訊的影響，而可以拍攝清晰影像。

以下，參照圖式說明更具體的例子。

[結構例子1] 圖1A是本發明的一個實施方式的顯示裝置50的示意圖。顯示裝置50包括發射紅色的光55R的發光元件51R、發射綠色的光55G的發光元件51G、發射藍色的光55B的發光元件51B及受光元件52。受光元件52是對紅色、藍色及綠色的光具有靈敏度的光電轉換元件。

由發光元件51R、發光元件51G、發光元件51B及受光元件52構成一個像素。顯示裝置50具有多個該像素排列為矩陣狀的結構。

發光元件51R、發光元件51G、發光元件51B及受光元件52配置在同一個面上。光55R、光55G及光55B從各發光元件被發射到顯示面一側。

圖1A示出指頭59在顯示裝置50的上方的情況。光55R、光55G及光55B的一部分在指頭59上反射，其反射光56的一部分被入射到受光元件52中。受光元件52可以接收被入射的反射光56並將其轉換為電信號而輸出。

[驅動方法例子1] 圖1B示意性地示出顯示裝置50的驅動方法。在本驅動方法中，藉由反復進行期間60R、期間60G及期間60B可以進行影像的顯示及攝像。在本驅動方法中，1個圖框期間有一個以上的期間60R、期間60G及期間60B。

在期間60R，發光元件51R發光(點亮)。此時，發光元件51G及發光元件51B處於關燈狀態。從發光元件51R發射的光55R的一部分被指頭59反射，而其反射光56的一部分入射到受光元件52中。藉由在期間60R在受光元件52中進行曝光，可以得到一個影像。

接著，在期間60G，發光元件51G發光。此時，發光元件51R及發光元件51B處於關燈狀態。在期間60G，從發光元件51G發射的綠色的光55G被指頭59反射，由此可以得到反映了其反射光56的強度分佈的一個影像。

接著，在期間60B，發光元件51B發光，發光元件51R及發光元件51G處於關燈狀態。在期間60B，藍色的光55B被指頭59反射，由此可以得到反映了其反射光56的強度分佈的一個影像。

由於以矩陣狀配置的多個發光元件51R、發光元件51G及發光元件51B在1個圖框期間依次發光，因此紅色影像、綠色影像及藍色影像依次被顯示。由此，可以藉由繼時加法混色法進行彩色顯示。當顯示裝置50的圖框頻率低時，容易發生所謂的色亂，亦即，各顏色的影像不被合成而個別被看到，因此較佳的是，圖框頻率例如為60Hz以上、較佳為90Hz以上、更佳為120Hz以上。

另外，在顯示影像的同時，藉由以矩陣狀配置的多個受光元件52可以在1個圖框期間進行三次的攝像。由此，可以在1個圖框期間取得三次指頭59的位置資料。例如，當圖框頻率為60Hz時，可以以三倍的頻率取得位置資料，由此即使指頭59的動作快也可以準確地取得位置資料。另外，也可以根據合成1個圖框期間取得的三個影像的影像取得指頭59的位置資料。由此，即使是對於指定顏色的光具有低反射率的物體也可以取得準確的位置資料。例如，當物件的顏色不反射紅色的光時，可以藉由使用綠色的光55G及藍色的光55B拍攝的兩個影像來取得物件的形狀、位置資料等。

另外，在顯示影像的同時，藉由以矩陣狀配置的多個受光元件52可以在1個圖框期間拍攝三個影像。由於三個影像分別是對應於被物件反射的紅色反射光、綠色反射光及藍色反射光的影像，因此藉由合成這三個影像，可以取得彩色影像。也就是說，可以將本發明的一個實施方式的顯示裝置50用作全彩色影像掃描器。例如，藉由在顯示裝置50的顯示面上配置要進行攝像的紙、印刷品等，可以使該印刷品作為影像資料化。

接著，使用圖1C說明顯示裝置50的更具體的驅動方法例子。注意，以下將包括發光元件51R的像素(子像素)稱為R像素，將包括發光元件51G的像素稱為G像素，將包括發光元件51B的像素稱為B像素。在圖1C中的兩段中，上一段示出包括發光元件的像素的各工作，下一段示出包括受光元件52的感測器像素的工作。

圖1C所示的R點亮的期間對應於上述期間60R。此時，同時進行使用受光元件52的攝像(曝光)。

接著，在關燈期間，使發光元件51R、發光元件51G及發光元件51B關燈。藉由設定關燈期間，可以進行不容易發生殘像的流暢的動態影像的顯示，所以是較佳的。然後，在關燈期間之後對所有G像素寫入資料(G寫入)。

在關燈期間及G寫入期間，從感測器像素進行資料的讀出工作。在此，因為讀出使R像素點亮來拍攝的資料，所以記為R讀出。

以後，同樣地，在G點亮期間(對應於期間60G)進行攝像工作。接著，在關燈期間之後，在B寫入期間對B像素寫入資料。在關燈期間及B寫入期間進行預先使G像素點亮來拍攝的資料的讀出(G讀出)。

然後，在B點亮期間(對應於期間60B)進行攝像工作，在之後的關燈期間及R寫入期間進行預先使B像素點亮來進行攝像的資料的讀出(B讀出)。

藉由反復進行上述工作，可以同時進行顯示和攝像。並且，藉由在點亮期間進行攝像，可以取得雜訊較少的清晰影像。

以上是驅動方法例子1的說明。

[結構例子2] 以下說明更具體的顯示裝置的結構例子。

圖2A是顯示裝置10的方塊圖。顯示裝置10包括顯示部11、驅動電路部12、驅動電路部13、驅動電路部14及電路部15等。

顯示部11包括被配置為矩陣狀的多個像素30。像素30包括子像素21R、子像素21G、子像素21B及攝像像素22。子像素21R、子像素21G、子像素21B各自包括被用作顯示元件的發光元件。攝像像素22包括被用作光電轉換元件的受光元件。包括受光元件的攝像像素22是感測器像素的一個實施方式。

像素30與佈線GL、佈線SLR、佈線SLG、佈線SLB、佈線TX、佈線SE、佈線RS及佈線WX等電連接。佈線SLR、佈線SLG及佈線SLB與驅動電路部12電連接。佈線GL與驅動電路部13電連接。驅動電路部12被用作源極線驅動電路(也稱為源極驅動器)。驅動電路部13被用作閘極線驅動電路(也稱為閘極驅動器)。

像素30包括子像素21R、子像素21G及子像素21B。例如，子像素21R是呈現紅色的子像素，子像素21G是呈現綠色的子像素，子像素21B是呈現藍色的子像素。因此，顯示裝置10能夠進行全彩色顯示。注意，雖然在此示出像素30包括三個顏色的子像素的例子，但是也可以包括四個顏色以上的子像素。

子像素21R包括呈現紅色的光的發光元件。子像素21G包括呈現綠色的光的發光元件。子像素21B包括呈現藍色的光的發光元件。此外，像素30也可以包括具有發射其他顏色的光的發光元件的子像素。例如，像素30也可以除了上述三個子像素之外還包括具有呈現白色的光的發光元件的子像素或具有呈現黃色的光的發光元件的子像素等。

佈線GL與在行方向(佈線GL的延伸方向)上排列的子像素21R、子像素21G及子像素21B電連接。佈線SLR、佈線SLG及佈線SLB分別與在列方向(佈線SLR等的延伸方向)上排列的子像素21R、子像素21G或子像素21B(未圖示)電連接。

像素30所包括的攝像像素22與佈線TX、佈線SE、佈線RS及佈線WX電連接。佈線TX、佈線SE及佈線RS各自與驅動電路部14電連接，佈線WX與電路部15電連接。

驅動電路部14具有生成驅動攝像像素22的信號並將其經過佈線SE、佈線TX及佈線RS輸出到攝像像素22的功能。電路部15具有接收從攝像像素22經過佈線WX被輸出的信號並將其作為影像資料輸出到外部的功能。電路部15被用作讀出電路。

如圖2A所示，藉由以矩陣狀配置包括攝像像素22的像素30，可以使顯示的解析度(像素數)和攝像的解析度(像素數)相等。注意，當將攝像像素22僅用於觸控面板的功能等時有時不需高解析度。此時，也可以採用混合包括攝像像素22的像素30和不包括攝像像素22的像素(換言之，由子像素21R、子像素21G及子像素21B構成的像素)的結構。

[像素電路的結構例子2-1] 圖2B示出可用於上述子像素21R、子像素21G及子像素21B的像素21的電路圖的一個例子。像素21包括電晶體M1、電晶體M2、電晶體M3、電容器C1及發光元件EL。另外，佈線GL及佈線SL電連接到像素21。佈線SL對應於圖2A中示出的佈線SLR、佈線SLG和佈線SLB中的任一個。

電晶體M1的閘極與佈線GL電連接，源極和汲極中的一個與佈線SL電連接，源極和汲極中的另一個與電容器C1的一個電極及電晶體M2的閘極電連接。電晶體M2的源極和汲極中的一個與佈線AL電連接，源極和汲極中的另一個與發光元件EL的一個電極、電容器C1的另一個電極及電晶體M3的源極和汲極中的一個電連接。電晶體M3的閘極與佈線GL電連接，源極和汲極中的另一個與佈線RL電連接。發光元件EL的另一個電極與佈線CL電連接。

電晶體M1及電晶體M3被用作開關。電晶體M2被用作控制流過發光元件EL的電流的電晶體。

在此，較佳為將在形成通道的半導體層中使用低溫多晶矽(LTPS：Low Temperature Poly-Silicon)的電晶體(LTPS電晶體)用作電晶體M1至電晶體M3的全部。或者，較佳的是，將OS電晶體用作電晶體M1及電晶體M3，將LTPS電晶體用作電晶體M2。

作為OS電晶體可以使用將氧化物半導體用於被形成通道的半導體層的電晶體。例如，半導體層較佳為包含銦、M(M為選自鎵、鋁、矽、硼、釔、錫、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂中的一種或多種)和鋅。尤其是，M較佳為選自鋁、鎵、釔和錫中的一種或多種。尤其是，作為OS電晶體的半導體層，較佳為使用包含銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)的氧化物(也記載為IGZO)。或者，較佳為使用包含銦(In)、錫(Sn)及鋅(Zn)的氧化物。或者，較佳為使用包含銦(In)、鎵(Ga)、錫(Sn)及鋅(Zn)的氧化物。

使用其能帶間隙比矽寬且載子密度低的氧化物半導體的電晶體可以實現極低的關態電流。由於其關態電流低，因此能夠長期間保持儲存於與電晶體串聯連接的電容器中的電荷。因此，尤其是，與電容器C1串聯連接的電晶體M1及電晶體M3較佳為使用含有氧化物半導體的電晶體。藉由作為電晶體M1及電晶體M3使用含有氧化物半導體的電晶體，可以防止保持在電容器C1中的電荷經過電晶體M1或電晶體M3而洩漏。另外，能夠長期間保持儲存於電容器C1中的電荷，因此可以長期間顯示靜態影像而無需改寫像素21的資料。

佈線SL被供應資料電位D。佈線GL被供應選擇信號。該選擇信號包括使電晶體處於導通狀態的電位以及使電晶體處於非導通狀態的電位。

佈線RL被供應重設電位。佈線AL被供應陽極電位。佈線CL被供應陰極電位。像素21中的陽極電位比陰極電位高。另外，供應到佈線RL的重設電位可以為使重設電位和陰極電位之電位差小於發光元件EL的臨界電壓的電位。重設電位可以為高於陰極電位的電位、與陰極電位相同的電位或者低於陰極電位的電位。

[驅動方法例子2-1] 接著，使用圖3A所示的時序圖說明將圖2B所示的像素21的結構用於圖2A所示的子像素21R、子像素21G及子像素21B時的驅動方法的一個例子。

注意，以下設想像素30被配置為M行N列的矩陣狀而進行說明。換言之，顯示裝置10設置有M個佈線GL等、N個佈線SLR等。另外，以下在區別多個佈線時對符號附加數位等明確地表示。另外，在沒有特別的敘述、不區別多個佈線、說明在多個佈線中共同的事項等時，不對符號附加數位等明確地表示。

圖3A示出輸入到第1行佈線GL[1]、第M行佈線GL[M]、佈線SLR、佈線SLG及佈線SLB的各信號的例子。

＜時間T11之前＞ 時間T11之前是子像素21R、子像素21G及子像素21B處於非選擇狀態的期間。在時間T11之前，所有佈線GL被供應使電晶體M1處於非導通狀態的電位(在此，低位準電位)。圖3A的左端所示的時間T11之前的狀態相當於關燈期間。

＜期間T11-T12＞ 時間T11至時間T12的期間相當於對子像素21R的資料寫入期間(R寫入期間)。在時間T11，佈線GL[1]被供應使電晶體M1及電晶體M2處於導通狀態的電位(在此，高位準電位)，各佈線SLR被供應資料電位D_R 。此時，子像素21R中的電晶體M1成為導通狀態，從佈線SLR將資料電位供應到電晶體M2的閘極。另外，電晶體M3成為導通狀態，從佈線RL將重設電位供應到發光元件EL的一個電極。因此，可以防止在寫入期間發光元件EL發光。

在R寫入期間，第1行至第M行依次被選擇，而資料電位D_R 從佈線SLR寫入到各行的各子像素21R。

＜期間T12-T13＞ 時間T12至時間T13的期間相當於由子像素21R的顯示期間(R點亮期間)。在期間T12-T13，顯示基於被寫入的資料的紅色影像。

＜期間T13-T14＞ 時間T13至時間T14的期間相當於所有像素的發光元件關燈的期間(關燈期間)。在時間T13，佈線GL[1]至佈線GL[M]都被供應高位準電位。此時，佈線SLR、佈線SLG及佈線SLB處於被供應低位準電位的狀態，由此所有像素被寫入低位準電位。

＜時間T14之後＞ 時間T14之後的期間相當於對子像素21G的資料寫入期間(G寫入期間)。除了佈線SLG依次被供應資料電位D_G 之外，G寫入期間與R寫入期間同樣。

以後，與上述同樣地繼續G點亮期間、關燈期間、B寫入期間、B點亮期間、關燈期間，然後回到R寫入期間。

以上是像素21的驅動方法例子的說明。

[像素電路的結構例子2-2] 圖2C示出攝像像素22的電路圖的一個例子。攝像像素22包括電晶體M5、電晶體M6、電晶體M7、電晶體M8、電容器C2及受光元件PD。

在電晶體M5中，閘極與佈線TX電連接，源極和汲極中的一個與受光元件PD的陽極電極電連接，源極和汲極中的另一個與電晶體M6的源極和汲極中的一個、電容器C2的第一電極及電晶體M7的閘極電連接。在電晶體M6中，閘極與佈線RS電連接，源極和汲極中的另一個與佈線V1電連接。在電晶體M7中，源極和汲極中的一個與佈線V3電連接，源極和汲極中的另一個與電晶體M8的源極和汲極中的一個電連接。在電晶體M8中，閘極與佈線SE電連接，源極和汲極中的另一個與佈線WX電連接。在受光元件PD中，陰極電極與佈線CL電連接。在電容器C2中，第二電極與佈線V2電連接。

電晶體M5、電晶體M6及電晶體M8被用作開關。電晶體M7被用作放大元件(放大器)。

較佳為將LTPS電晶體用於電晶體M5至電晶體M8的全部。或者，較佳的是，將OS電晶體用於電晶體M5及電晶體M6，將LTPS電晶體用於電晶體M7。此時，電晶體M8可以是OS電晶體，也可以是LTPS電晶體。

藉由將OS電晶體用於電晶體M5及電晶體M6，可以防止基於在受光元件PD中產生的電荷保持在電晶體M7的閘極中的電位經過電晶體M5或電晶體M6而洩漏。

例如，在採用全局快門方式進行攝像的情況下，根據像素而從電荷傳送工作結束到開始讀出工作的期間(電荷保持期間)不同。例如，當拍攝所有像素中的灰階值相等的影像時，理想的是在所有像素中得到具有相同位準的電位的輸出信號。但是，在每個行的電荷保持期間長度不同的情況下，如果隨著時間經過儲存在各行的像素的節點的電荷洩漏，各行的像素的輸出信號的電位則不同，而會得到其灰階根據各行而不同的影像資料。於是，藉由作為電晶體M5及電晶體M6使用OS電晶體，可以使節點的電位變化極小。就是說，即使採用全局快門方式進行攝像，也可以將起因於電荷保持期間的不同的影像資料的灰階變化抑制為小且提高攝像影像的品質。

另一方面，較佳為將半導體層中使用低溫多晶矽的LTPS電晶體用於電晶體M7。LTPS電晶體可以實現比OS電晶體高的場效移動率，並具有良好的驅動能力及電流能力。因此，電晶體M7與電晶體M5及電晶體M6相比可以進行更高速的工作。藉由將LTPS電晶體用於電晶體M7，可以向電晶體M8迅速地進行與基於受光元件PD的受光量的微小電位對應的輸出。

就是說，在攝像像素22中，電晶體M5及電晶體M6的洩漏電流低，並且電晶體M7的驅動能力高，因此可以保持被受光元件PD接收並經過電晶體M5傳送的電荷而無洩漏，且可以進行高速讀出。

電晶體M8被用作將來自電晶體M7的輸出提供到佈線WX的開關，因此與電晶體M5至電晶體M7不同，不一定被要求具有低關態電流及高速工作等。因此，電晶體M8的半導體層可以使用低溫多晶矽，也可以使用氧化物半導體。

注意，在圖2B及圖2C中，電晶體為n通道型電晶體，但是也可以使用p通道型電晶體。

另外，像素21及攝像像素22所包括的各電晶體較佳為排列形成在同一基板上。

[驅動方法例子2-2] 參照圖3B所示的時序圖說明圖2C所示的攝像像素22的驅動方法的一個例子。圖3B示出輸入到佈線TX、第1行佈線SE[1]、第M行佈線SE[M]、佈線RS及佈線WX的信號。

＜時間T21之前＞ 在時間T21之前，佈線TX、佈線SE及佈線RS被供應低位準電位。佈線WX處於不被輸出資料的狀態，在此示出為低位準電位。佈線WX也可以被供應固定電位。

＜期間T21-T22＞ 時間T21至時間T22的期間相當於初始化期間(也稱為重設期間)。在時間T21，佈線TX及佈線RS被供應使電晶體處於導通狀態的電位(在此，高位準電位)。佈線SE被供應使電晶體處於非導通狀態的電位(在此，低位準電位)。

此時，電晶體M5及電晶體M6成為導通狀態，由此從佈線V1經過電晶體M6及電晶體M5將比陰極電極的電位低的電位供應到受光元件PD的陽極電極。就是說，受光元件PD被供應反向偏壓。

另外，電容器C2的第一電極也被供應佈線V1的電位，對電容器C2進行了充電。

＜期間T22-T23＞ 時間T22至時間T23的期間相當於曝光期間。在時間T22，佈線TX及佈線RS被供應低位準電位。因此，電晶體M5與電晶體M6成為非導通狀態。

由於電晶體M5成為非導通狀態，所以將反向偏壓保持在受光元件PD中。在此，入射到受光元件PD的光引起光電轉換，將電荷儲存在受光元件PD的陽極電極中。

曝光期間的長度可以根據受光元件PD的靈敏度、入射光的光量等設定，較佳為至少設定比初始化期間充分長的期間。

在期間T22-T23，電晶體M5及電晶體M6成為非導通狀態，由此電容器C2的第一電極的電位被保持為從佈線V1供應的低位準電位。

＜期間T23-T24＞ 時間T23至時間T24的期間相當於傳送期間。在時間T23，佈線TX被供應高位準電位。因此，電晶體M5成為導通狀態，儲存在受光元件PD中的電荷經過電晶體M5傳送到電容器C2的第一電極。由此，與電容器C2的第一電極連接的節點的電位根據儲存在受光元件PD中的電荷量上升。其結果，電晶體M7的閘極被供應對應於受光元件PD的曝光量的電位。

＜期間T24-T25＞ 在時間T24，佈線TX被供應低位準電位。因此，電晶體M5成為非導通狀態，連接有電晶體M7的閘極的節點成為浮動狀態。由於受光元件PD持續被曝光，所以藉由在期間T23-T24的傳送工作結束之後使電晶體M5成為非導通狀態，可以防止連接有電晶體M7的閘極的節點的電位變化。

＜期間T25-T26＞ 時間T25至時間T26的期間相當於讀出期間。在時間T25，首先佈線SE[1]被供應高位準電位，由此第1行攝像像素22中的電晶體M8成為導通狀態。

例如，可以由電晶體M7和電路部15所包括的電晶體構成源極隨耦電路，可以讀出資料。此時，輸出到佈線WX的資料電位D_S 取決於電晶體M7的閘極電位。明確而言，將從電晶體M7的閘極電位減去電晶體M7的臨界電壓而得的電位作為資料電位D_S 輸出到佈線WX，由電路部15所包括的讀出電路讀出該電位。

此外，也可以由電晶體M7及電路部15所包括的電晶體構成源極接地電路，由電路部15所包括的讀出電路讀出資料。

讀出工作對第1行至第M行依次進行。佈線WX依次被輸出M個資料電位D_S 。

＜時間T26之後＞ 在時間T26，佈線SE被供應低位準電位。因此，電晶體M8成為非導通狀態。由此，攝像像素22的資料讀出結束。在時間T26之後，依次進行下一行之後的資料的讀出工作。

藉由利用圖3B所示的驅動方法，可以分別設定曝光期間及讀出期間，由此設置在顯示部11中的所有攝像像素22可以同時被曝光，然後依次讀出資料。因此，能夠實現所謂的全局快門驅動。在執行全局快門驅動時，作為被用作攝像像素22內的開關的電晶體(尤其是，電晶體M5及電晶體M6)，較佳為使用非導通狀態下的洩漏電流極低的包含氧化物半導體的電晶體。

在此，至少圖3B所示的曝光期間相當於圖1C中的攝像期間。另外，至少圖3B所示的讀出期間相當於圖1C中的R讀出期間、G讀出期間及B讀出期間。另外，圖3B所示的初始化期間較佳為包括在攝像期間。另外，圖3B所示的傳送期間也可以包括在R讀出期間等，但較佳為包括在攝像期間，由此可以在傳送期間也抑制電雜訊的影響。

注意，以上示出對所有M×N個攝像像素22進行資料的讀出的例子，但在以觸控面板的工作為目的的情況，亦即，以檢測物件的位置資料為目的等的情況下，有時不需高解析度。此時，藉由省略讀出資料的行、列或者行及列，可以使讀出的資料較少。由此，可以縮短讀出所要的時間，而可以實現高圖框頻率。例如，藉由僅讀出奇數行或偶數行，可以使讀出期間減半。另外，較佳為採用拍攝高清晰影像時(例如，影像掃描等)和進行觸摸感測時能夠切換讀出方法的結構。

以上是攝像像素22的驅動方法的例子的說明。

本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。

實施方式2 在本實施方式中，說明本發明的一個實施方式的顯示裝置。以下所示的顯示裝置可以適當地使用在實施方式1中說明的顯示裝置的驅動方法。

在本發明的一個實施方式中，作為發光元件使用有機EL元件(也稱為有機EL器件)，作為受光元件使用有機光電二極體。有機EL元件及有機光電二極體能夠形成在同一基板上。因此，可以將有機光電二極體安裝在使用有機EL元件的顯示裝置中。

在分別製造構成有機EL元件以及有機光電二極體的所有的層的情況下，成膜製程數非常多。但是，由於有機光電二極體包括多個可以與有機EL元件具有相同結構的層，因此藉由一次性地形成可以與有機EL元件具有相同結構的層，可以抑制成膜製程的增加。

例如，一對電極中的一個(共用電極)可以為受光元件與發光元件間共同使用的層。此外，例如，較佳為電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層以及電子注入層中的至少一個為在受光元件與發光元件之間共同使用的層。此外，例如，受光元件包括活性層且發光元件包括發光層，除了上述之外受光元件與發光元件可以具有同一結構。也就是說，只要將發光元件中的發光層置換為活性層，就可以製造受光元件。如此，因為在受光元件與發光元件之間共同使用層，可以減少成膜次數及遮罩數，而可以減少顯示裝置的製程及製造成本。此外，可以使用顯示裝置的現有製造設備及製造方法製造包括受光元件的顯示裝置。

注意，有時受光元件與發光元件共同使用的層在發光元件中的功能和在受光元件中的功能不同。在本說明書中，根據發光元件中的功能而稱呼結構要素。例如，電洞注入層在發光元件中被用作電洞注入層，在受光元件中被用作電洞傳輸層。同樣，電子注入層在發光元件中被用作電子注入層，在受光元件中被用作電子傳輸層。另外，也有時受光元件與發光元件共同使用的層在發光元件中的功能和在受光元件中的功能相同。電洞傳輸層在發光元件及受光元件中都被用作電洞傳輸層，電子傳輸層在發光元件及受光元件中都被用作電子傳輸層。

另外，在本發明的一個實施方式的顯示裝置中，具有呈現任意顏色的子像素也可以包括受發光元件而代替發光元件，並且呈現其他顏色的子像素也可以包括發光元件。受發光元件是具有發射光的功能(發光功能)和接收光的功能(受光功能)這兩個功能的元件。例如，在像素包括紅色的子像素、綠色的子像素及藍色的子像素這三個子像素的情況下，其中至少一個子像素包括受發光元件且其他子像素包括發光元件。因此，本發明的一個實施方式的顯示裝置的顯示部具有使用受發光元件和發光元件的兩者顯示影像的功能。

受發光元件被用作發光元件和受光元件的兩者，從而可以對像素附加受光功能而不增加像素所包含的子像素個數。由此，可以在維持像素的開口率(各子像素的開口率)及顯示裝置的清晰度的同時將攝像功能和感測功能的一者或兩者附加到顯示裝置的顯示部。因此，與除了包括發光元件的子像素之外還設置包括受光元件的子像素的情況相比，本發明的一個實施方式的顯示裝置可以提高像素的開口率並易於高清晰化。

受發光元件可以藉由組合有機EL元件和有機光電二極體來製造。例如，藉由對有機EL元件的疊層結構追加有機光電二極體的活性層，可以製造受發光元件。再者，在組合有機EL元件和有機光電二極體來製造的受發光元件中藉由一起形成能夠具有與有機EL元件共同使用的結構的層，可以抑制成膜製程的增加。

以下，參照圖式更明確地說明本發明的一個實施方式的顯示裝置。

[顯示裝置的結構例子1] [結構例子1-1] 圖4A是顯示面板200的示意圖。顯示面板200包括基板201、基板202、受光元件212、發光元件211R、發光元件211G、發光元件211B、功能層203等。

發光元件211R、發光元件211G、發光元件211B及受光元件212設置在基板201與基板202之間。發光元件211R、發光元件211G、發光元件211B分別發射紅色(R)、綠色(G)或藍色(B)的光。注意，以下在不區別發光元件211R、發光元件211G及發光元件211B時有時將它們記為發光元件211。

顯示面板200具有配置為矩陣狀的多個像素。一個像素具有一個以上的子像素。一個子像素具有一個發光元件。例如，像素可以採用具有三個子像素的結構(R、G、B的三種顏色或黃色(Y)、青色(C)及洋紅色(M)的三種顏色等)或具有四個子像素的結構(R、G、B、白色(W)的四種顏色或者R、G、B、Y的四種顏色等)。再者，像素具有受光元件212。受光元件212可以設置在所有像素中，也可以設置在一部分像素中。此外，一個像素也可以具有多個受光元件212。

圖4A示出指頭220靠近基板202的表面的狀態。發光元件211G所發射的光的一部分被指頭220反射。然後，反射光的一部分被入射到受光元件212，由此可以檢測指頭220靠近基板202上方。也就是說，顯示面板200可以被用作非接觸型觸控面板。注意，在指頭220觸摸基板202時也可以檢測該觸摸，所以顯示面板200也被用作接觸型觸控面板(也簡稱為觸控面板)。

功能層203包括驅動發光元件211R、發光元件211G及發光元件211B的電路以及驅動受光元件212的電路。功能層203中設置有開關、電晶體、電容器、佈線等。另外，當以被動矩陣方式驅動發光元件211R、發光元件211G、發光元件211B及受光元件212時，也可以不設置開關、電晶體等。

顯示面板200較佳為具有檢測指頭220的指紋的功能。圖4B示意性地示出指頭220觸摸基板202的狀態下的接觸部的放大圖。此外，圖4B示出交替排列的發光元件211和受光元件212。

指頭220的指紋由凹部及凸部形成。因此，指紋的凸部如圖4B所示地觸摸基板202。

有個表面或介面所反射的光有規則反射和漫反射。規則反射光是入射角與反射角一致的指向性較高的光，擴散反射光是強度的角度依賴性低的指向性較低的光。在指頭220的表面所反射的光中，與規則反射相比漫反射的成分為主。另一方面，在基板202與大氣的介面所反射的光中，規則反射的成分為主。

在指頭220與基板202的接觸面或非接觸面上反射並入射到位於它們正下的受光元件212的光強度是將規則反射光與漫反射光加在一起的光強度。如上所述那樣，在指頭220的凹部中指頭220不觸摸基板202，由此規則反射光(以實線箭頭表示)為主，在其凸部中指頭220觸摸基板202，由此從指頭220反射的漫反射光(以虛線箭頭表示)為主。因此，位於凹部正下的受光元件212所接收的光強度高於位於凸部正下的受光元件212。由此，可以拍攝指頭220的指紋。

當受光元件212的排列間隔小於指紋的兩個凸部間的距離，較佳為小於鄰接的凹部與凸部間的距離時，可以獲得清晰的指紋影像。由於人的指紋的凹部與凸部的間隔大致為200μm，所以受光元件212的排列間隔例如為400μm以下，較佳為200μm以下，更佳為150μm以下，進一步較佳為100μm以下，進一步較佳為50μm以下，且為1μm以上，較佳為10μm以上，更佳為20μm以上。

圖4C示出由顯示面板200拍攝的指紋影像的例子。在圖4C中，在拍攝範圍223內以虛線示出指頭220的輪廓，並以點劃線示出接觸部221的輪廓。在接觸部221內，藉由利用入射到受光元件212的光量的不同可以拍攝對比度高的指紋222。

注意，即使指頭220不觸摸基板202，也可以藉由拍攝指頭220的指紋的凹凸形狀來拍攝指紋。

顯示面板200也可以被用作觸控面板、數位板等。圖4D示出在將觸控筆225的頂端靠近基板202的狀態下將其向虛線箭頭的方向滑動的樣子。

如圖4D所示，在觸控筆225的頂端擴散的漫反射光入射到位於與該頂端重疊的部分的受光元件212，由此可以高精度地檢測出觸控筆225的頂端位置。

圖4E示出顯示面板200所檢測出的觸控筆225的軌跡226的例子。顯示面板200可以以高位置精度檢測出觸控筆225等檢測物件的位置，所以可以在描繪應用程式等中進行高精度的描繪。此外，與使用靜電電容式觸控感測器或電磁感應型觸摸筆等的情況不同，即便是絕緣性高的被檢測體也可以檢測出位置，所以可以使用各種書寫工具(例如筆、玻璃筆、羽毛筆等)，而與觸控筆225的尖端部的材料無關。

在此，圖4F至圖4H示出可用於顯示面板200的像素的一個例子。

圖4F及圖4G所示的像素各自包括紅色(R)的發光元件211R、綠色(G)的發光元件211G、藍色(B)的發光元件211B及受光元件212。像素各自包括用來使發光元件211R、發光元件211G、發光元件211B及受光元件212驅動的像素電路。

圖4F示出以2×2的矩陣狀配置有三個發光元件及一個受光元件的例子。圖4G示出一列上排列有三個發光元件且其下一側配置有橫向長的一個受光元件212的例子。

圖4H所示的像素是包括白色(W)的發光元件211W的例子。在此，一列上配置有四個子像素，其下一側配置有受光元件212。

注意，像素的結構不侷限於上述例子，也可以採用各種各樣的配置方法。

[結構例子1-2] 下面，說明包括發射可見光的發光元件、發射紅外光的發光元件及受光元件的結構例子。

圖5A所示的顯示面板200A以對圖4A所示的結構追加的方式包括發光元件211IR。發光元件211IR發射紅外光IR。此時，作為受光元件212，較佳為使用至少能夠接收發光元件211IR所發射的紅外光IR的元件。另外，作為受光元件212，更佳為使用能夠接收可見光和紅外光的兩者的元件。

如圖5A所示，在指頭220靠近基板202時，從發光元件211IR發射的紅外光IR被指頭220反射，該反射光的一部分入射到受光元件212，由此可以取得指頭220的位置資料。

圖5B至圖5D示出可用於顯示面板200A的像素的一個例子。

圖5B示出一列上排列有三個發光元件且其下側橫向配置有發光元件211IR及受光元件212的例子。此外，圖5C示出一列上排列有包括發光元件211IR的四個發光元件且其下側配置有受光元件212的例子。

圖5D示出以發光元件211IR為中心四個方向上配置有三個發光元件及受光元件212的例子。

在圖5B至圖5D所示的像素中，各發光元件的位置可以互相調換，發光元件與受光元件的位置可以互相調換。

如上所述，各種排列的像素可以應用於本實施方式的顯示裝置。

[器件結構] 接著，對可用於本發明的一個實施方式的顯示裝置的發光元件及受光元件的詳細結構進行說明。

本發明的一個實施方式的顯示裝置可以採用如下任意結構：向與形成有發光元件的基板相反的方向射出光的頂部發射結構；向與形成有發光元件的基板相同的方向射出光的底部發射結構；從兩面射出光的雙面發射結構。

在本實施方式中，以頂部發射結構的顯示裝置為例進行說明。

注意，在本說明書等中，除非另有說明，否則即便在對包括多個要素(發光元件、發光層等)的結構進行說明的情況下，當說明各要素間的共同部分時，省略其符號的字母。例如，當說明在發光層283R及發光層283G等中共同的事項時，有時記為發光層283。

圖6A所示的顯示裝置280A包括受光元件270PD、發射紅色(R)的光的發光元件270R、發射綠色(G)的光的發光元件270G及發射藍色(B)的光的發光元件270B。

各發光元件依次層疊有像素電極271、電洞注入層281、電洞傳輸層282、發光層、電子傳輸層284、電子注入層285及共用電極275。發光元件270R包括發光層283R，發光元件270G包括發光層283G，發光元件270B包括發光層283B。發光層283R包含發射紅色的光的發光物質，發光層283G包含發射綠色的光的發光物質，發光層283B包含發射藍色的光的發光物質。

發光元件是向像素電極271與共用電極275之間施加電壓而將光發射到共用電極275一側的電致發光元件。

受光元件270PD依次層疊有像素電極271、電洞注入層281、電洞傳輸層282、活性層273、電子傳輸層284、電子注入層285及共用電極275。

受光元件270PD是接收從顯示裝置280A的外部入射的光並將其轉換為電信號的光電轉換元件。

在本實施方式中，對在發光元件及受光元件中像素電極271都被用作陽極且共用電極275都被用作陰極的情況進行說明。也就是說，藉由將反向偏壓施加到像素電極271與共用電極275之間來驅動受光元件，可以檢測出入射到受光元件的光而產生電荷並以電流的方式取出。

在本實施方式的顯示裝置中，受光元件270PD的活性層273使用有機化合物。受光元件270PD的活性層273以外的層可以採用與發光元件相同的結構。由此，只要在發光元件的製程中追加形成活性層273的製程，就可以在形成發光元件的同時形成受光元件270PD。此外，發光元件與受光元件270PD可以形成在同一基板上。因此，可以在不需大幅度增加製程的情況下在顯示裝置內設置受光元件270PD。

在顯示裝置280A中，示出分別形成受光元件270PD的活性層273及發光元件的發光層283而其他層由受光元件270PD和發光元件共同使用的例子。但是，受光元件270PD及發光元件的結構不侷限於此。除了活性層273及發光層283以外，受光元件270PD及發光元件也可以包括其他分別形成的層。受光元件270PD與發光元件較佳為共同使用一個以上的層(公共層)。由此，可以在不需大幅度增加製程的情況下在顯示裝置內設置受光元件270PD。

作為像素電極271與共用電極275中的提取光一側的電極使用使可見光透過的導電膜。此外，作為不提取光一側的電極較佳為使用反射可見光的導電膜。

本實施方式的顯示裝置所包括的發光元件較佳為採用光學微腔諧振器(微腔)結構。因此，發光元件所包括的一對電極中的一個較佳為對可見光具有透過性及反射性的電極(半透過･半反射電極)，另一個較佳為對可見光具有反射性的電極(反射電極)。當發光元件具有微腔結構時，可以在兩個電極之間使從發光層得到的發光諧振，並且可以增強從發光元件射出的光。

注意，半透過･半反射電極可以採用反射電極與對可見光具有透過性的電極(也稱為透明電極)的疊層結構。

透明電極的光穿透率為40%以上。例如，在發光元件中，較佳為使用對可見光(波長為400nm以上且小於750nm的光)的穿透率為40%以上的電極。半透過･半反射電極的對可見光的反射率為10%以上且95%以下，較佳為30%以上且80%以下。反射電極的對可見光的反射率為40%以上且100%以下，較佳為70%以上且100%以下。另外，這些電極的電阻率較佳為1×10^-2 Ωcm以下。此外，在發光元件發射近紅外光(波長為750nm以上且1300nm以下的光)時，較佳為這些電極的對近紅外光的穿透率或反射率與對可見光的穿透率或反射率同樣地滿足上述數值範圍。

發光元件至少包括發光層283。作為發光層283以外的層，發光元件還可以包括包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電洞阻擋材料、電子傳輸性高的物質、電子注入性高的物質、電子阻擋材料或雙極性的物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。

例如，發光元件及受光元件可以共同使用電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層和電子注入層中的一個以上。另外，發光元件及受光元件可以分別形成電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層和電子注入層中的一個以上。

電洞注入層是將電洞從陽極注入到電洞傳輸層的包含電洞注入性高的材料的層。作為電洞注入性高的材料，可以使用包含電洞傳輸性材料及受體材料(電子受體材料)的複合材料或芳香胺化合物(具有芳香胺骨架的化合物)等。

在發光元件中，電洞傳輸層是藉由電洞注入層將從陽極注入的電洞傳輸到發光層的層。在受光元件中，電洞傳輸層是將根據入射到活性層中的光所產生的電洞傳輸到陽極的層。電洞傳輸層是包含電洞傳輸性材料的層。作為電洞傳輸性材料，較佳為採用電洞移動率為1×10^-6 cm² /Vs以上的物質。注意，只要電洞傳輸性比電子傳輸性高，就可以使用上述以外的物質。作為電洞傳輸性材料，較佳為使用富π電子型雜芳族化合物(例如，咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物等)、芳香胺等電洞傳輸性高的材料。

在發光元件中，電子傳輸層是藉由電子注入層將陰極所注入的電子傳輸到發光層的層。在受光元件中，電子傳輸層是將基於入射到活性層中的光而產生的電子傳輸到陰極的層。電子傳輸層是包含電子傳輸性材料的層。作為電子傳輸性材料，較佳為採用電子移動率為1×10^-6 cm² /Vs以上的物質。注意，只要電子傳輸性比電洞傳輸性高，就可以使用上述以外的物質。作為電子傳輸性材料，可以使用包含喹啉骨架的金屬錯合物、包含苯并喹啉骨架的金屬錯合物、包含㗁唑骨架的金屬錯合物、包含噻唑骨架的金屬錯合物、㗁二唑衍生物、***衍生物、咪唑衍生物、㗁唑衍生物、噻唑衍生物、啡啉衍生物、包含喹啉配體的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹㗁啉衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、聯吡啶衍生物、嘧啶衍生物以及含氮雜芳族化合物等缺π電子型雜芳族化合物等的電子傳輸性高的材料。

電子注入層是將電子從陰極注入到電子傳輸層的包含電子注入性高的材料的層。作為電子注入性高的材料，可以使用鹼金屬、鹼土金屬或者包含上述物質的化合物。作為電子注入性高的材料，也可以使用包含電子傳輸性材料及施體性材料(電子施體性材料)的複合材料。

發光層283是包含發光物質的層。發光層283可以包含一種或多種發光物質。作為發光物質，適當地使用呈現藍色、紫色、藍紫色、綠色、黃綠色、黃色、橙色、紅色等發光顏色的物質。此外，作為發光物質，也可以使用發射近紅外光的物質。

作為發光物質，可以舉出螢光材料、磷光材料、TADF材料、量子點材料等。

作為螢光材料，例如可以舉出芘衍生物、蒽衍生物、聯伸三苯衍生物、茀衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。

作為磷光材料，例如可以舉出具有4H-***骨架、1H-***骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架或吡啶骨架的有機金屬錯合物(尤其是銥錯合物)、以具有拉電子基團的苯基吡啶衍生物為配體的有機金屬錯合物(尤其是銥錯合物)、鉑錯合物、稀土金屬錯合物等。

發光層283除了發光物質(客體材料)以外還可以包含一種或多種有機化合物(主體材料、輔助材料等)。作為一種或多種有機化合物，可以使用在本實施方式中說明的電洞傳輸材料和電子傳輸材料中的一者或兩者。此外，作為一種或多種有機化合物，也可以使用雙極性材料或TADF材料。

例如，發光層283較佳為包含磷光材料、容易形成激態錯合物的電洞傳輸材料及電子傳輸材料的組合。藉由採用這樣的結構，可以高效地得到利用從激態錯合物到發光物質(磷光材料)的能量轉移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer：激態錯合物-三重態能量轉移)的發光。此外，藉由選擇形成如下激態錯合物的組合，該激態錯合物呈現與發光物質的最低能量一側的吸收帶的波長重疊的發光，可以使能量轉移變得順利，從而高效地得到發光。藉由採用上述結構，可以同時實現發光元件的高效率、低電壓驅動以及長壽命。

關於形成激態錯合物的材料的組合，電洞傳輸材料的HOMO能階(最高佔有分子軌域能階)較佳為電子傳輸材料的HOMO能階以上的值。電洞傳輸材料的LUMO能階(最低未佔有分子軌域能階)較佳為電子傳輸材料的LUMO能階以上的值。材料的LUMO能階及HOMO能階可以從藉由循環伏安(CV)測量測得的材料的電化學特性(還原電位及氧化電位)求出。

注意，激態錯合物的形成例如可以藉由如下方法確認：對電洞傳輸材料的發射光譜、電子傳輸材料的發射光譜及混合這些材料而成的混合膜的發射光譜進行比較，當觀察到混合膜的發射光譜比各材料的發射光譜向長波長一側漂移(或者在長波長一側具有新的峰)的現象時說明形成有激態錯合物。或者，對電洞傳輸材料的瞬態光致發光(PL)、電子傳輸材料的瞬態PL及混合這些材料而成的混合膜的瞬態PL進行比較，當觀察到混合膜的瞬態PL壽命與各材料的瞬態PL壽命相比具有長壽命成分或者延遲成分的比例變大等瞬態回應不同時說明形成有激態錯合物。此外，可以將上述瞬態PL稱為瞬態電致發光(EL)。換言之，與對電洞傳輸材料的瞬態EL、電子傳輸材料的瞬態EL及這些材料的混合膜的瞬態EL進行比較，觀察瞬態回應的不同，可以確認激態錯合物的形成。

活性層273包含半導體。作為該半導體，可以舉出矽等無機半導體及包含有機化合物的有機半導體。在本實施方式中，示出使用有機半導體作為活性層273含有的半導體的例子。藉由使用有機半導體，可以以同一方法(例如真空蒸鍍法)形成發光層283和活性層273，並可以共同使用製造設備，所以是較佳的。

作為活性層273含有的n型半導體的材料，可以舉出富勒烯(例如C₆₀ 、C₇₀ 等)、富勒烯衍生物等具有電子受體性的有機半導體材料。富勒烯具有足球形狀，該形狀在能量上穩定。富勒烯的HOMO能階及LUMO能階都深(低)。因為富勒烯的LUMO能階較深，所以電子受體性(受體性)極高。一般地，當如苯那樣π電子共軛(共振)在平面上擴展時，電子施體性(施體性)變高。另一方面，富勒烯具有球形狀，儘管π電子廣泛擴展，但是電子受體性變高。在電子受體性較高時，高速且高效地引起電荷分離，所以對受光元件來說是有益的。C₆₀ 、C₇₀ 都在可見光區域中具有寬吸收帶，尤其是C₇₀ 的π電子共軛類大於C₆₀ ，在長波長區域中也具有寬吸收帶，所以是較佳的。

作為n型半導體的材料，可以舉出具有喹啉骨架的金屬錯合物、具有苯并喹啉骨架的金屬錯合物、具有㗁唑骨架的金屬錯合物、具有噻唑骨架的金屬錯合物、㗁二唑衍生物、***衍生物、咪唑衍生物、㗁唑衍生物、噻唑衍生物、啡啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹㗁啉衍生物、二苯并喹㗁啉衍生物、吡啶衍生物、聯吡啶衍生物、嘧啶衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、香豆素衍生物、若丹明衍生物、三嗪衍生物、醌衍生物等。

作為活性層273含有的p型半導體的材料，可以舉出銅(II)酞青(Copper(II) phthalocyanine:CuPc)、四苯基二苯并二茚并芘(Tetraphenyldibenzoperiflanthene：DBP)、酞青鋅(Zinc Phthalocyanine：ZnPc)、錫酞青(SnPc)、喹吖啶酮等具有電子施體性的有機半導體材料。

此外，作為p型半導體的材料，可以舉出咔唑衍生物，噻吩衍生物，呋喃衍生物，具有芳香胺骨架的化合物等。再者，作為p型半導體的材料，可以舉出萘衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、聯伸三苯衍生物、茀衍生物、吡咯衍生物、苯并呋喃衍生物、苯并噻吩衍生物、吲哚衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并噻吩衍生物、吲哚咔唑衍生物、紫質衍生物、酞青衍生物、萘酞青衍生物、喹吖啶酮衍生物、聚亞苯亞乙烯衍生物、聚對亞苯衍生物、聚茀衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等。

具有電子施體性的有機半導體材料的HOMO能階較佳為比具有電子接收性的有機半導體材料的HOMO能階淺(高)。具有電子施體性的有機半導體材料的LUMO能階較佳為比具有電子接收性的有機半導體材料的LUMO能階淺(高)。

較佳為使用球狀的富勒烯作為具有電子接收性的有機半導體材料，且較佳為使用其形狀與平面相似的有機半導體材料作為具有電子施體性的有機半導體材料。形狀相似的分子具有容易聚集的趨勢，當同一種分子凝集時，因分子軌域的能階相近而可以提高載子傳輸性。

例如，較佳為共蒸鍍n型半導體和p型半導體形成活性層273。此外，也可以層疊n型半導體和p型半導體形成活性層273。

發光元件及受光元件可以使用低分子類化合物或高分子類化合物，還可以包含無機化合物。構成發光元件及受光元件的層可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。

圖6B所示的顯示裝置280B與顯示裝置280A不同之處是：受光元件270PD和發光元件270R具有相同結構。

受光元件270PD和發光元件270R共用活性層273和發光層283R。

在此，受光元件270PD可以採用與發射比要檢測的光的波長長的光的發光元件相同的結構。例如，檢測藍色的光的結構的受光元件270PD可以採用與發光元件270R和發光元件270G中的一者或兩者相同的結構。例如，檢測綠色的光的結構的受光元件270PD可以採用與發光元件270R相同的結構。

與受光元件270PD及發光元件270R具有包括分別形成的層的結構的情況相比，在將受光元件270PD及發光元件270R形成為相同結構的情況下，可以減少成膜製程數以及遮罩數。由此，可以減少顯示裝置的製程數以及製造成本。

另外，與受光元件270PD及發光元件270R具有包括分別形成的層的結構的情況相比，在將受光元件270PD及發光元件270R形成為相同結構的情況下，可以減小錯位的餘地。由此，可以提高像素的開口率並提高光提取效率。由此，可以延長發光元件的使用壽命。另外，顯示裝置可以顯示高亮度。另外，也可以提高顯示裝置的清晰度。

發光層283R包含發射紅色的光的發光材料。活性層273包含吸收其波長比紅色的光短的光(例如，綠色的光和藍色的光中的一者或兩者)的有機化合物。活性層273較佳為包括不容易吸收紅色的光且吸收其波長比紅色的光短的光的有機化合物。由此，從發光元件270R高效地提取紅色的光，受光元件270PD可以高精度地檢測出其波長比紅色的光短的光。

另外，雖然示出在發光裝置280B中發光元件270R及受光元件270PD具有相同結構的例子，但是發光元件270R及受光元件270PD也可以具有彼此不同的厚度的光學調整層。

[顯示裝置的結構例子2] 以下說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的詳細結構。在此，特別說明包括受光元件及發光元件的顯示裝置的例子。

[結構例子2-1] 圖7A是顯示裝置300A的剖面圖。顯示裝置300A包括基板351、基板352、受光元件310及發光元件390。

發光元件390依次層疊有像素電極391、緩衝層312、發光層393、緩衝層314及共用電極315。緩衝層312可以具有電洞注入層和電洞傳輸層中的一者或兩者。發光層393包含有機化合物。緩衝層314可以具有電子注入層和電子傳輸層中的一者或兩者。發光元件390具有發射可見光321的功能。此外，顯示裝置300A還可以包括具有發射紅外光的功能的發光元件。

受光元件310依次層疊有像素電極311、緩衝層312、活性層313、緩衝層314及共用電極315。活性層313包含有機化合物。受光元件310具有檢測可見光的功能。另外，受光元件310還可以包括檢測紅外光的功能。

緩衝層312、緩衝層314及共用電極315是發光元件390及受光元件310共同使用的層而跨著設置在發光元件390及受光元件310上。緩衝層312、緩衝層314及共用電極315具有重疊於活性層313及像素電極311的部分、重疊於發光層393及像素電極391的部分以及既不重疊於活性層313及像素電極311也不重疊於發光層393及像素電極391的部分。

在本實施方式中，說明在發光元件390和受光元件310各自中像素電極被用作陽極且共用電極315被用作陰極的情況。也就是說，藉由將反向偏壓施加到像素電極311與共用電極315之間來驅動受光元件310，顯示裝置300A可以檢測出入射到受光元件310的光來產生電荷，由此可以將其提取為電流。

像素電極311、像素電極391、緩衝層312、活性層313、緩衝層314、發光層393及共用電極315各自可以具有單層結構或疊層結構。

像素電極311和像素電極391都位於絕緣層414上。各像素電極可以使用同一材料及同一製程形成。像素電極311及像素電極391的端部被分隔壁416覆蓋。彼此鄰接的兩個像素電極隔著分隔壁416彼此電絕緣(也稱為電分離)。

分隔壁416較佳為使用有機絕緣膜。作為能夠用於有機絕緣膜的材料，例如可以使用丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂、矽氧烷樹脂、苯并環丁烯類樹脂、酚醛樹脂及這些樹脂的前驅物等。分隔壁416是使可見光透過的層。代替分隔壁416也可以設置遮斷可見光的分隔壁。

共用電極315是受光元件310與發光元件390共同使用的層。

受光元件310及發光元件390所包括的一對電極可以使用相同的材料並具有相同的厚度等。由此，可以降低顯示裝置的製造成本並使製程簡化。

顯示裝置300A在一對基板(基板351及基板352)之間包括受光元件310、發光元件390、電晶體331及電晶體332等。

在受光元件310中，位於像素電極311與共用電極315之間的緩衝層312、活性層313及緩衝層314各自可以被稱為有機層(包含有機化合物的層)。像素電極311較佳為具有反射可見光的功能。共用電極315具有使可見光透過的功能。在受光元件310檢測出紅外光的情況下，共用電極315具有使紅外光透過的功能。此外，像素電極311較佳為具有反射紅外光的功能。

受光元件310具有檢測光的功能。明確而言，受光元件310是接受從顯示裝置300A的外部入射的光322並將其轉換為電信號的光電轉換元件。光322也可以說是發光元件390的發光被物件反射的光。此外，光322也可以藉由設置在顯示裝置300A中的透鏡等入射到受光元件310。

在發光元件390中，位於像素電極391與共用電極315之間的緩衝層312、發光層393及緩衝層314可以一併被稱為EL層。另外，EL層至少包括發光層393。如上所述那樣，像素電極391較佳為具有反射可見光的功能。另外，共用電極315具有使可見光透過的功能。在顯示裝置300A包括發射紅外光的發光元件的情況下，共用電極315具有使紅外光透過的功能。此外，像素電極391較佳為具有反射紅外光的功能。

本實施方式的顯示裝置所包括的發光元件較佳為採用光學微腔諧振器(微腔)結構。發光元件390也可以在像素電極391與共用電極315之間包括光學調整層。藉由採用光學微腔諧振器結構，可以從各發光元件提取加強指定顏色的光。

發光元件390具有發射可見光的功能。明確而言，發光元件390是電壓被施加到像素電極391與共用電極315之間時向基板352一側發射光(在此，可見光321)的電致發光元件。

受光元件310所包括的像素電極311藉由設置在絕緣層414中的開口電連接到電晶體331所包括的源極或汲極。發光元件390所包括的像素電極391藉由設置在絕緣層414中的開口電連接到電晶體332所包括的源極或汲極。

電晶體331及電晶體332接觸地形成於同一層(圖7A中的基板351)上。

電連接於受光元件310的電路中的至少一部分較佳為使用與電連接於發光元件390的電路相同的材料及製程而形成。由此，與分別形成兩個電路的情況相比，可以減小顯示裝置的厚度，並可以簡化製程。

受光元件310及發光元件390各自較佳為被保護層395覆蓋。在圖7A中，保護層395設置在共用電極315上並與該共用電極315接觸。藉由設置保護層395，可以抑制水等雜質混入受光元件310及發光元件390，由此可以提高受光元件310及發光元件390的可靠性。此外，可以使用黏合層342貼合保護層395和基板352。

基板352的基板351一側的面設置有遮光層358。遮光層358在與發光元件390重疊的位置及與受光元件310重疊的位置包括開口。

這裡，受光元件310檢測出被物件反射的發光元件390的發光。但是，有時發光元件390的發光在顯示裝置300A內被反射而不經過物件地入射到受光元件310。遮光層358可以減少這種雜散光的影響。例如，在沒有設置遮光層358的情況下，有時發光元件390所發射的光323被基板352反射，由此反射光324入射到受光元件310。藉由設置遮光層358，可以抑制反射光324入射到受光元件310。由此，可以減少雜訊來提高使用受光元件310的感測器的靈敏度。

作為遮光層358，可以使用遮擋來自發光元件的光的材料。遮光層358較佳為吸收可見光。作為遮光層358，例如，可以使用金屬材料或者使用包含顏料(碳黑等)或染料的樹脂材料等形成黑矩陣。遮光層358也可以採用紅色濾光片、綠色濾光片及藍色濾光片的疊層結構。

[結構例子2-2] 圖7B所示的顯示裝置300B的與上述顯示裝置300A主要不同之處是包括透鏡349。

透鏡349設置在基板352的基板351一側。從外部入射的光322經過透鏡349入射到受光元件310。作為透鏡349及基板352，較佳為使用對可見光具有高透過性的材料。

因為光經過透鏡349入射到受光元件310，所以可以使入射到受光元件310的光的範圍變窄。由此，可以抑制在多個受光元件310間攝像範圍重疊，而可以拍攝模糊少的清晰影像。

另外，透鏡349可以集聚被入射的光。因此，可以增加入射到受光元件310的光量。由此，可以提高受光元件310的光電轉換效率。

[結構例子2-3] 圖7C所示的顯示裝置300C的與上述顯示裝置300A主要不同之處是遮光層358的形狀。

從平面來看，遮光層358以其重疊於受光元件310的開口部位於受光元件310的受光區域內側的方式設置。遮光層358的重疊於受光元件310的開口部的直徑越小，可以使入射到受光元件310的光的範圍越窄。由此，可以抑制在多個受光元件310間攝像範圍重疊，而可以拍攝模糊少的清晰影像。

例如，可以將遮光層358的開口部的面積設為受光元件310的受光區域的面積的80%以下、70%以下、60%以下、50%以下或40%以下，且為1%以上、5%以上或10%以上。遮光層358的開口部面積越小，可以拍攝越清晰的影像。另一方面，當該開口部的面積過小時，到達受光元件310的光量可能會減少，而受光靈敏度可能會降低。因此，較佳為在上述範圍內適當地設定開口部的面積。此外，上述上限值及下限值可以任意組合。另外，可以將受光元件310的受光區域換稱為分隔壁416的開口部。

另外，從平面來看，遮光層358的重疊於受光元件310的開口部的中心也可以與受光元件310的受光區域的中心偏離。並且，從平面來看，遮光層358的開口部也可以不與受光元件310的受光區域重疊。由此，可以在受光元件310中僅接收經過遮光層358的開口部的傾斜方向的光。由此，可以高效地限制入射到受光元件310的光的範圍，而可以拍攝清晰影像。

[結構例子2-4] 圖8A所示的顯示裝置300D的與上述顯示裝置300A主要不同之處是：緩衝層312不是公共層。

受光元件310包括像素電極311、緩衝層312、活性層313、緩衝層314及共用電極315。發光元件390包括像素電極391、緩衝層392、發光層393、緩衝層314及共用電極315。活性層313、緩衝層312、發光層393及緩衝層392都具有島狀頂面形狀。

緩衝層312和緩衝層392可以包含不同材料，也可以包含相同材料。

如此，藉由分別形成發光元件390和受光元件310中的緩衝層，提高用於發光元件390及受光元件310的緩衝層的材料的選擇彈性，由此更容易實現優化。另外，與分別形成發光元件390和受光元件310時相比，藉由將緩衝層314及共用電極315形成為公共層，製程簡化，而可以縮減製造成本。

[結構例子2-5] 圖8B所示的顯示裝置300E的與上述顯示裝置300A主要不同之處是：緩衝層314不是公共層。

受光元件310包括像素電極311、緩衝層312、活性層313、緩衝層314及共用電極315。發光元件390包括像素電極391、緩衝層312、發光層393、緩衝層394及共用電極315。活性層313、緩衝層314、發光層393及緩衝層394都具有島狀頂面形狀。

緩衝層314和緩衝層394可以包含不同材料，也可以包含相同材料。

如此，藉由分別形成發光元件390和受光元件310中的緩衝層，提高用於發光元件390及受光元件310的緩衝層的材料的選擇彈性，由此更容易實現優化。另外，與分別形成發光元件390和受光元件310時相比，藉由將緩衝層312及共用電極315形成為公共層，製程簡化，而可以縮減製造成本。

[結構例子2-6] 圖8C所示的顯示裝置300F的與上述顯示裝置300A主要不同之處是：緩衝層312及緩衝層314不是公共層。

受光元件310包括像素電極311、緩衝層312、活性層313、緩衝層314及共用電極315。發光元件390包括像素電極391、緩衝層392、發光層393、緩衝層394及共用電極315。緩衝層312、活性層313、緩衝層314、緩衝層392、發光層393及緩衝層394都具有島狀頂面形狀。

如此，藉由分別形成發光元件390和受光元件310中的緩衝層，提高用於發光元件390及受光元件310的緩衝層的材料的選擇彈性，由此更容易實現優化。另外，與分別形成發光元件390和受光元件310時相比，藉由將共用電極315形成為公共層，製程簡化，而可以縮減製造成本。

[顯示裝置的結構例子3] 以下說明本發明的一個實施方式的顯示裝置的更具體結構。

圖9是顯示裝置400的立體圖，圖10A是顯示裝置400的剖面圖。

顯示裝置400具有貼合基板353與基板354的結構。在圖9中，以虛線表示基板354。

顯示裝置400包括顯示部362、電路364及佈線365等。圖9示出顯示裝置400中安裝有IC(積體電路)373及FPC372的例子。因此，也可以將圖9所示的結構稱為包括顯示裝置400、IC及FPC的顯示模組。

作為電路364，例如可以使用掃描線驅動電路。

佈線365具有對顯示部362及電路364供應信號及電力的功能。該信號及電力從外部經由FPC372輸入到佈線365，或者從IC373輸入到佈線365。

圖9示出藉由COG(Chip On Glass：晶粒玻璃接合)方式或COF(Chip On Film：薄膜覆晶封裝)方式等在基板353上設置IC373的例子。作為IC373，例如可以使用包括掃描線驅動電路或信號線驅動電路等的IC。注意，顯示裝置400及顯示模組不一定必須設置有IC。此外，也可以將IC利用COF方式等安裝於FPC。

圖10A示出圖9所示的顯示裝置400的包括FPC372的區域的一部分、包括電路364的區域的一部分、包括顯示部362的區域的一部分及包括端部的區域的一部分的剖面的一個例子。

圖10A所示的顯示裝置400在基板353與基板354之間包括電晶體408、電晶體409、電晶體410、發光元件390及受光元件310等。

基板354和保護層395隔著黏合層342黏合，顯示裝置400具有固體密封結構。

基板353和絕緣層412被黏合層355貼合。

顯示裝置400的製造方法是如下。首先，設置有絕緣層412、各電晶體、受光元件310及發光元件390等的製造基板和設置有遮光層358等的基板354被黏合層342貼合。然後，使用黏合層355在剝離製造基板而露出的面上貼合基板353，由此將形成在製造基板上的各組件轉置到基板353。基板353及基板354較佳為各自具有撓性。因此，可以提高顯示裝置400的撓性。

發光元件390具有從絕緣層414一側依次層疊有像素電極391、緩衝層312、發光層393、緩衝層314及共用電極315的疊層結構。像素電極391藉由形成在絕緣層414中的開口與電晶體408的源極和汲極中的一個連接。電晶體408具有控制流過發光元件390的電流的功能。

受光元件310具有從絕緣層414一側依次層疊有像素電極311、緩衝層312、活性層313、緩衝層314及共用電極315的疊層結構。像素電極311藉由形成在絕緣層414中的開口與電晶體409的源極和汲極中的一個連接。電晶體409具有控制儲存在受光元件310中的電荷的傳送的功能。

發光元件390將光發射到基板354一側。此外，受光元件310經過基板354及黏合層342接收光。基板354較佳為使用對可見光的透過性高的材料。

像素電極311及像素電極391可以使用同一材料及同一製程形成。緩衝層312、緩衝層314及共用電極315共同用於受光元件310和發光元件390。除了活性層313及發光層393以外，受光元件310和發光元件390可以共同使用其他層。由此，可以在不需大幅度增加製程的情況下在顯示裝置400內設置受光元件310。

基板354的基板353一側的面設置有遮光層358。遮光層358在與發光元件390重疊的位置及與受光元件310重疊的位置包括開口。藉由設置遮光層358，可以控制受光元件310檢測光的範圍。如上所述那樣，較佳的是，藉由調整設置在與受光元件310重疊的位置的遮光層的開口的位置及面積來控制入射到受光元件310的光。此外，藉由設置遮光層358，可以抑制光從發光元件390不經過物件直接入射到受光元件310。由此，可以實現雜訊少且靈敏度高的感測器。

像素電極311及像素電極391的端部被分隔壁416覆蓋。像素電極311及像素電極391包含反射可見光的材料，而共用電極315包含透射可見光的材料。

圖10A示出具有活性層313的一部分與發光層393的一部分重疊的區域的例子。活性層313與發光層393重疊的部分較佳為重疊於遮光層358及分隔壁416。

電晶體408、電晶體409及電晶體410都設置在基板353上。這些電晶體可以使用同一材料及同一製程形成。

基板353上隔著黏合層355依次設置有絕緣層412、絕緣層411、絕緣層425、絕緣層415、絕緣層418及絕緣層414。絕緣層411及絕緣層425各自的一部分被用作各電晶體的閘極絕緣層。絕緣層415及絕緣層418以覆蓋電晶體的方式設置。絕緣層414以覆蓋電晶體的方式設置，並被用作平坦化層。此外，對閘極絕緣層的個數及覆蓋電晶體的絕緣層的個數沒有特別的限制，可以為一個，也可以為兩個以上。

較佳的是，將水或氫等雜質不容易擴散的材料用於覆蓋電晶體的絕緣層中的至少一個。由此，可以將絕緣層被用作障壁層。藉由採用這種結構，可以有效地抑制雜質從外部擴散到電晶體中，從而可以提高顯示裝置的可靠性。

作為絕緣層411、絕緣層412、絕緣層425、絕緣層415及絕緣層418較佳為使用無機絕緣膜。作為無機絕緣膜，例如可以使用氮化矽膜、氧氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜等。此外，也可以使用氧化鉿膜、氧氮化鉿膜、氮氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜及氧化釹膜等。此外，也可以層疊上述絕緣膜中的兩個以上。

這裡，有機絕緣膜的阻擋性在很多情況下低於無機絕緣膜。因此，有機絕緣膜較佳為在顯示裝置400的端部附近包括開口。在圖10A所示的區域428中，開口形成在絕緣層414中。由此，可以抑制從顯示裝置400的端部藉由有機絕緣膜進入雜質。此外，也可以以其端部位於顯示裝置400的端部的內側的方式形成有機絕緣膜，以保護有機絕緣膜不暴露於顯示裝置400的端部。

在顯示裝置400的端部附近的區域428中，較佳為絕緣層418與保護層395藉由絕緣層414的開口彼此接觸。尤其是，特別較佳為絕緣層418含有的無機絕緣膜與保護層395含有的無機絕緣膜彼此接觸。由此，可以抑制雜質從外部藉由有機絕緣膜混入顯示部362。因此，可以提高顯示裝置400的可靠性。

用作平坦化層的絕緣層414較佳為使用有機絕緣膜。作為能夠用於有機絕緣膜的材料，例如可以使用丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺醯胺樹脂、矽氧烷樹脂、苯并環丁烯類樹脂、酚醛樹脂及這些樹脂的前驅物等。

藉由設置覆蓋發光元件390、受光元件310的保護層395，可以抑制水等雜質進入到發光元件390、受光元件310中並提高它們的可靠性。

保護層395可以具有單層結構，也可以具有疊層結構。例如，保護層395也可以具有有機絕緣膜和無機絕緣膜的疊層結構。此時，無機絕緣膜的端部較佳為延伸到有機絕緣膜的端部的外側。

圖10B是可以被用作電晶體408、電晶體409及電晶體410的電晶體401a的剖面圖。

電晶體401a設置在絕緣層412(未圖示)上，並包括被用作第一閘極的導電層421、被用作第一閘極絕緣層的絕緣層411、半導體層431、被用作第二閘極絕緣層的絕緣層425以及被用作第二閘極的導電層423。絕緣層411位於導電層421和半導體層431之間。絕緣層425位於導電層423和半導體層431之間。

半導體層431具有區域431i及一對區域431n。區域431i被用作通道形成區域。一對區域431n的一方被用作源極，另一方被用作汲極。區域431n的載子濃度和導電性高於區域431i。導電層422a及導電層422b藉由設置在絕緣層418及絕緣層415中的開口與區域431n連接。

圖10C是可以被用作電晶體408、電晶體409及電晶體410的電晶體401b的剖面圖。另外，圖10C示出沒有設置絕緣層415的例子。在電晶體401b中，絕緣層425與導電層423同樣地被加工，絕緣層418與區域431n接觸。

對本實施方式的顯示裝置所包括的電晶體結構沒有特別的限制。例如，可以採用平面型電晶體、交錯型電晶體或反交錯型電晶體等。此外，電晶體都可以具有頂閘極結構或底閘極結構。或者，也可以在形成通道的半導體層上下設置閘極。

作為電晶體408、電晶體409及電晶體410，採用兩個閘極夾持形成通道的半導體層的結構。此外，也可以連接兩個閘極，並藉由對該兩個閘極供應同一信號，來驅動電晶體。或者，藉由對兩個閘極中的一個施加用來控制臨界電壓的電位，對另一個施加用來進行驅動的電位，可以控制電晶體的臨界電壓。

對用於電晶體的半導體材料的結晶性也沒有特別的限制，可以使用非晶半導體、單晶半導體或具有結晶性的半導體(微晶半導體、多晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用具有結晶性的半導體時可以抑制電晶體的特性劣化，所以是較佳的。

電晶體的半導體層較佳為使用金屬氧化物(也稱為氧化物半導體)。此外，電晶體的半導體層也可以包含矽。作為矽，可以舉出非晶矽、結晶矽(低溫多晶矽、單晶矽等)等。此外，也可以組合使用採用不同的半導體層的電晶體。例如，也可以藉由組合採用低溫多晶矽(LTPS)的電晶體和採用氧化物半導體(OS)的電晶體來構成電路。可以將這種技術稱為LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide或者Low Temperature Polysilicon and Oxide)。

例如，半導體層較佳為包含銦、M(M為選自鎵、鋁、矽、硼、釔、錫、銅、釩、鈹、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂中的一種和多種)和鋅。尤其是，M較佳為選自鋁、鎵、釔及錫中的一種或多種。

尤其是，作為半導體層，較佳為使用包含銦(In)、鎵(Ga)和鋅(Zn)的氧化物(也記載為IGZO)。

當半導體層為In-M-Zn氧化物時，較佳為該In-M-Zn氧化物的In的原子數比為M的原子數比以上。作為這種In-M-Zn氧化物的金屬元素的原子數比，可以舉出In：M：Zn=1：1：1或其附近的組成、In：M：Zn=1：1：1.2或其附近的組成、In：M：Zn=2：1：3或其附近的組成、In：M：Zn=3：1：2或其附近的組成、In：M：Zn=4：2：3或其附近的組成、In：M：Zn=4：2：4.1或其附近的組成、In：M：Zn=5：1：3或其附近的組成、In：M：Zn=5：1：6或其附近的組成、In：M：Zn=5：1：7或其附近的組成、In：M：Zn=5：1：8或其附近的組成、In：M：Zn=6：1：6或其附近的組成、In：M：Zn=5：2：5或其附近的組成等。注意，附近的組成包括所希望的原子數比的±30%的範圍。

例如，當記載為原子數比為In：Ga：Zn=4：2：3或其附近的組成時包括如下情況：In的原子數比為4時，Ga的原子數比為1以上且3以下，Zn的原子數比為2以上且4以下。此外，當記載為原子數比為In：Ga：Zn=5：1：6或其附近的組成時包括如下情況：In的原子數比為5時，Ga的原子數比大於0.1且為2以下，Zn的原子數比為5以上且7以下。此外，當記載為原子數比為In：Ga：Zn=1：1：1或其附近的組成時包括如下情況：In的原子數比為1時，Ga的原子數比大於0.1且為2以下，Zn的原子數比大於0.1且為2以下。

電路364所包括的電晶體410和顯示部362所包括的電晶體408及電晶體409可以具有相同的結構，也可以具有不同的結構。電路364所包括的多個電晶體可以具有相同的結構，也可以具有兩種以上的不同結構。與此同樣，顯示部362所包括的多個電晶體可以具有相同的結構，也可以具有兩種以上的不同結構。

基板353的不與基板354重疊的區域中設置有連接部404。在連接部404中，佈線365藉由導電層366及連接層442與FPC372電連接。在連接部404的頂面上對與像素電極311及像素電極391相同的導電膜進行加工來獲得的導電層366露出。因此，藉由連接層442可以使連接部404與FPC372電連接。

此外，可以在基板354的外側的表面上配置各種光學構件。作為光學構件，可以使用偏光板、相位差板、光擴散層(擴散薄膜等)、防反射層及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在基板354的外側也可以配置抑制塵埃的附著的抗靜電膜、不容易被弄髒的具有拒水性的膜、抑制使用時的損傷的硬塗膜、緩衝層等。

藉由將具有撓性的材料用於基板353及基板354，可以提高顯示裝置的撓性。另外，不侷限於此，基板353及基板354可以使用玻璃、石英、陶瓷、藍寶石以及樹脂等。

作為黏合層，可以使用紫外線硬化型黏合劑等光硬化型黏合劑、反應硬化型黏合劑、熱固性黏合劑、厭氧黏合劑等各種硬化型黏合劑。作為這些黏合劑，可以舉出環氧樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺樹脂、醯亞胺樹脂、PVC(聚氯乙烯)樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)樹脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)樹脂等。尤其是，較佳為使用環氧樹脂等透濕性低的材料。此外，也可以使用兩液混合型樹脂。此外，也可以使用黏合薄片等。

作為連接層，可以使用異方性導電膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)、異方性導電膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。

作為可用於電晶體的閘極、源極及汲極和構成顯示裝置的各種佈線及電極等導電層的材料，可以舉出鋁、鈦、鉻、鎳、銅、釔、鋯、鉬、銀、鉭或鎢等金屬或者以上述金屬為主要成分的合金等。可以使用包含這些材料的膜的單層或疊層。

此外，作為具有透光性的導電材料，可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、包含鎵的氧化鋅等導電氧化物或石墨烯。或者，可以使用金、銀、鉑、鎂、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或鈦等金屬材料、包含該金屬材料的合金材料等。或者，也可以使用該金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等。此外，當使用金屬材料、合金材料(或者它們的氮化物)時，較佳為將其形成得薄到具有透光性。此外，可以使用上述材料的疊層膜作為導電層。例如，藉由使用銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等，可以提高導電性，所以是較佳的。上述材料也可以用於構成顯示裝置的各種佈線及電極等的導電層、發光元件及受光元件(或者受發光元件)所包括的導電層(被用作像素電極、共用電極等的導電層)等。

作為可用於各絕緣層的絕緣材料，例如可以舉出丙烯酸樹脂或環氧樹脂等樹脂、無機絕緣材料如氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽或氧化鋁等。

本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。

實施方式3 在本實施方式中，說明可用於本發明的一個實施方式的顯示裝置的電路。

圖11A是根據本發明的一個實施方式的顯示裝置的像素的方塊圖。

像素包括OLED、OPD(Organic Photo Diode：有機光電二極體)、感測器電路(記為Sensing Circuit)、驅動電晶體(記為Driving Transistor)及選擇電晶體(記為Switching Transistor)。

OLED所發射的光在物件(記為Object)上反射，OPD接收其反射光，由此可以拍攝物件。本發明的一個實施方式可以被用作觸控感測器、影像感測器、影像掃描器等。本發明的一個實施方式藉由拍攝指紋、掌紋、血管(靜脈)等可以用於生物識別。另外，也可以拍攝照片、記載有文字等的印刷品、或物體等的表面而將它們作為影像資料取得。

驅動電晶體和選擇電晶體構成用來驅動OLED的驅動電路。驅動電晶體具有控制流過OLED的電流的功能，而OLED可以以對應於該電流的亮度發光。選擇電晶體具有控制像素的選擇或非選擇的功能。根據經過選擇電晶體從外部輸入的視頻資料(記為Video Data)的值(例如，電壓值)而流過驅動電晶體及OLED的電流大小被控制，由此可以以所希望的發光亮度使OLED發光。

感測器電路相當於用來控制OPD的工作的驅動電路。借助於感測器電路，可以控制如下工作：使OPD的電極的電位重設的重設工作；根據被照射的光量將電荷儲存到OPD的曝光工作；將儲存在OPD的電荷傳送到感測器電路內的節點的傳送工作；以及向外部讀出電路作為感測資料(記為Sensing Data)輸出對應於該電荷的大小的信號(例如，電壓或電流)的讀出工作等。

圖11B所示的像素的與上述像素主要不同之處是：包括與驅動電晶體連接的記憶體部(記為Memory)。

記憶體部被供應權重資料(記為Weight Data)。驅動電晶體被供應將經過選擇電晶體被輸入的視頻資料和保持在記憶體部的權重資料加在一起的資料。借助於保持在記憶體部的權重資料，可以使OLED的亮度從僅被供應視頻資料時的亮度改變。明確而言，可以提高或降低OLED的亮度。例如，藉由提高OLED的亮度，可以提高感測器的受光靈敏度。

圖11C示出可用於上述感測器電路的像素電路的一個例子。

圖11C所示的像素電路PIX1包括受光元件PD、電晶體M1、電晶體M2、電晶體M3、電晶體M4及電容器C1。這裡，示出使用光電二極體作為受光元件PD的例子。

受光元件PD的陰極與佈線V1電連接，陽極與電晶體M1的源極和汲極中的一個電連接。電晶體M1的閘極與佈線TX電連接，源極和汲極中的另一個與電容器C1的一個電極、電晶體M2的源極和汲極中的一個及電晶體M3的閘極電連接。電晶體M2的閘極與佈線RES電連接，源極和汲極中的另一個與佈線V2電連接。電晶體M3的源極和汲極中的一個與佈線V3電連接，源極和汲極中的另一個與電晶體M4的源極和汲極中的一個電連接。電晶體M4的閘極與佈線SE電連接，源極和汲極中的另一個與佈線OUT1電連接。

佈線V1、佈線V2及佈線V3各自被供應恆定電位。當以反向偏壓驅動受光元件PD時，將低於佈線V1的電位供應到佈線V2。電晶體M2被供應到佈線RES的信號控制，使得連接於電晶體M3的閘極的節點的電位重設至供應到佈線V2的電位。電晶體M1被供應到佈線TX的信號控制，使得控制將儲存在受光元件PD的電荷傳送到上述節點的時序。電晶體M3被用作根據上述節點的電位進行輸出的放大電晶體。電晶體M4被供應到佈線SE的信號控制，並被用作選擇電晶體，該選擇電晶體用來使用連接於佈線OUT1的外部電路讀出根據上述節點的電位的輸出。

在此，受光元件PD相當於上述OPD。另外，佈線OUT1所輸出的電位或電流相當於上述感測資料。

圖11D示出用來驅動上述OLED的像素電路的一個例子。

圖11D所示的像素電路PIX2包括發光元件EL、電晶體M5、電晶體M6、電晶體M7及電容器C2。這裡，示出使用發光二極體作為發光元件EL的例子。尤其是，作為發光元件EL，較佳為使用有機EL元件。

發光元件EL相當於上述OLED，電晶體M5相當於上述選擇電晶體，電晶體M6相當於上述驅動電晶體。另外，佈線VS相當於被輸入上述視頻資料的佈線。

電晶體M5的閘極與佈線VG電連接，源極和汲極中的一個與佈線VS電連接，源極和汲極中的另一個與電容器C2的一個電極及電晶體M6的閘極電連接。電晶體M6的源極和汲極中的一個與佈線V4電連接，源極和汲極中的另一個與發光元件EL的陽極及電晶體M7的源極和汲極中的一個電連接。電晶體M7的閘極與佈線MS電連接，源極和汲極中的另一個與佈線OUT2電連接。發光元件EL的陰極與佈線V5電連接。

佈線V4及佈線V5各自被供應恆定電位。可以將發光元件EL的陽極一側和陰極一側分別設定為高電位和低於陽極一側的電位。電晶體M5被供應到佈線VG的信號控制，用作用來控制像素電路PIX2的選擇狀態的選擇電晶體。此外，電晶體M6用作根據供應到閘極的電位控制流過發光元件EL的電流的驅動電晶體。當電晶體M5處於導通狀態時，供應到佈線VS的電位被供應到電晶體M6的閘極，可以根據該電位控制發光元件EL的發光亮度。電晶體M7被供應到佈線MS的信號控制，並具有使電晶體M6與發光元件EL之間的電位成為供應到佈線OUT2的電位的功能和將電晶體M6與發光元件EL之間的電位藉由佈線OUT2輸出到外部的功能的一者或兩者。

圖11E示出可用於圖11B所示的結構的包括記憶體部的像素電路的一個例子。

圖11E所示的像素電路PIX3具有對上述像素電路PIX2追加電晶體M8及電容器C3的結構。另外，在像素電路PIX3中，上述像素電路PIX2中的佈線VS及佈線VG分別為佈線VS1及佈線VG1。

電晶體M8的閘極與佈線VG2電連接，源極和汲極中的一個與佈線VS2電連接，其中另一個與電容器C3的一個電極電連接。電容器C3的另一個電極與電晶體M6的閘極、電容器C2的一個電極及電晶體M5的源極和汲極中的另一個電連接。

佈線VS1相當於被供應上述視頻資料的佈線。佈線VS2相當於被供應上述權重資料的佈線。連接於電晶體M6的閘極的節點相當於上述記憶體部。

對像素電路PIX3的工作方法例子進行說明。首先，藉由電晶體M5從佈線VS1向連接於電晶體M6的閘極的節點寫入第一電位。然後，使電晶體M5成為非導通狀態，由此該節點成為浮動狀態。接著，藉由電晶體M8從佈線VS2向電容器C3的一個電極寫入第二電位。由此，藉由電容器C3的電容耦合，上述節點的電位根據第二電位從第一電位變為第三電位。然後，對應於第三電位的電流流過電晶體M6及發光元件EL，由此發光元件EL以對應於該電位的亮度發光。

在本實施方式的顯示裝置中，也可以使發光元件以脈衝方式發光，以顯示影像。藉由縮短發光元件的驅動時間，可以降低顯示面板的耗電量並抑制發熱。尤其是，有機EL元件的頻率特性優異，所以是較佳的。例如，頻率可以為1kHz以上且100MHz以下。另外，也可以使用改變脈衝寬度來使其發光的驅動方法(也稱為Duty驅動)。

這裡，像素電路PIX1所包括的電晶體M1、電晶體M2、電晶體M3及電晶體M4、像素電路PIX2所包括的電晶體M5、電晶體M6及電晶體M7以及像素電路PIX3所包括的電晶體M8較佳為使用形成其通道的半導體層含有金屬氧化物(氧化物半導體)的電晶體。

此外，電晶體M1至電晶體M8也可以使用形成其通道的半導體含有矽的電晶體。尤其是，藉由使用單晶矽、多晶矽等結晶性高的矽，可以實現高場效移動率，能夠進行更高速度的工作，所以是較佳的。

此外，電晶體M1至電晶體M8中的一個以上可以使用含有氧化物半導體的電晶體，除此以外的電晶體可以使用含有矽的電晶體。該結構相當於上述LTPO。

例如，被用作保持電荷的開關的電晶體M1、電晶體M2、電晶體M5、電晶體M7、電晶體M8較佳為使用關態電流極低的採用氧化物半導體的電晶體。此時，其他一個以上的電晶體可以使用採用矽的電晶體。

注意，在像素電路PIX1、像素電路PIX2及像素電路PIX3中，將電晶體表示為n通道型電晶體，但也可以使用p通道型電晶體。另外，也可以採用混合n通道型電晶體和p通道型電晶體的結構。

本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。

實施方式4 在本實施方式中，說明可用於上述實施方式中說明的電晶體的金屬氧化物(也稱為氧化物半導體)。

金屬氧化物較佳為至少包含銦或鋅。尤其較佳為包含銦及鋅。此外，除此之外，較佳為還包含鋁、鎵、釔或錫等。此外，也可以包含選自硼、矽、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢、鎂和鈷等中的一種或多種。

此外，金屬氧化物可以藉由濺射法、有機金屬化學氣相沉積(MOCVD：Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法等化學氣相沉積(CVD：Chemical Vapor Deposition)法、原子層沉積(ALD：Atomic Layer Deposition)法等形成。

＜結晶結構的分類＞ 作為氧化物半導體的結晶結構，可以舉出非晶(包括completely amorphous)、CAAC(c-axis-aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)、CAC(cloud-aligned composite)、單晶(single crystal)及多晶(poly crystal)等。

可以使用X射線繞射(XRD：X-Ray Diffraction)譜對膜或基板的結晶結構進行評價。例如，可以使用GIXD(Grazing-Incidence XRD)測定測得的XRD譜進行評價。此外，將GIXD法也稱為薄膜法或Seemann-Bohlin法。

例如，石英玻璃基板的XRD譜的峰形狀大致為左右對稱。另一方面，具有結晶結構的IGZO膜的XRD譜的峰形狀不是左右對稱。XRD譜的峰的形狀是左右不對稱說明膜中或基板中存在結晶。換言之，除非XRD譜峰形狀左右對稱，否則不能說膜或基板處於非晶狀態。

此外，可以使用奈米束電子繞射法(NBED：Nano Beam Electron Diffraction)觀察的繞射圖案(也稱為奈米束電子繞射圖案)對膜或基板的結晶結構進行評價。例如，在石英玻璃基板的繞射圖案中觀察到光暈圖案，可以確認石英玻璃處於非晶狀態。此外，以室溫形成的IGZO膜的繞射圖案中觀察到斑點狀的圖案而沒有觀察到光暈。因此可以推測，以室溫形成的IGZO膜處於既不是晶態也不是非晶態的中間態，不能得出該IGZO膜是非晶態的結論。

＜＜氧化物半導體的結構＞＞ 此外，在注目於氧化物半導體的結構的情況下，有時氧化物半導體的分類與上述分類不同。例如，氧化物半導體可以分類為單晶氧化物半導體和除此之外的非單晶氧化物半導體。作為非單晶氧化物半導體，例如可以舉出上述CAAC-OS及nc-OS。此外，在非單晶氧化物半導體中包含多晶氧化物半導體、a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半導體等。

在此，對上述CAAC-OS、nc-OS及a-like OS的詳細內容進行說明。

[CAAC-OS] CAAC-OS是包括多個結晶區域的氧化物半導體，該多個結晶區域的c軸配向於特定的方向。此外，特定的方向是指CAAC-OS膜的厚度方向、CAAC-OS膜的被形成面的法線方向、或者CAAC-OS膜的表面的法線方向。此外，結晶區域是具有原子排列的週期性的區域。注意，在將原子排列看作晶格排列時結晶區域也是晶格排列一致的區域。再者，CAAC-OS具有在a-b面方向上多個結晶區域連接的區域，有時該區域具有畸變。此外，畸變是指在多個結晶區域連接的區域中，晶格排列一致的區域和其他晶格排列一致的區域之間的晶格排列的方向變化的部分。換言之，CAAC-OS是指c軸配向並在a-b面方向上沒有明顯的配向的氧化物半導體。

此外，上述多個結晶區域的每一個由一個或多個微小結晶(最大徑小於10nm的結晶)構成。在結晶區域由一個微小結晶構成的情況下，該結晶區域的最大徑小於10nm。此外，結晶區域由多個微小結晶構成的情況下，有時該結晶區域的尺寸為幾十nm左右。

此外，在In-M-Zn氧化物(元素M為選自鋁、鎵、釔、錫和鈦等中的一種或多種)中，CAAC-OS有具有層疊有含有銦(In)及氧的層(以下，In層)、含有元素M、鋅(Zn)及氧的層(以下，(M，Zn)層)的層狀結晶結構(也稱為層狀結構)的趨勢。此外，銦和元素M可以彼此置換。因此，有時(M，Zn)層包含銦。此外，有時In層包含元素M。注意，有時In層包含Zn。該層狀結構例如在高解析度TEM(Transmission Electron Microscope)影像中被觀察作為晶格像。

例如，當對CAAC-OS膜使用XRD裝置進行結構分析時，在使用θ/2θ掃描的Out-of-plane XRD測量中，在2θ=31°或其附近檢測出c軸配向的峰值。注意，表示c軸配向的峰值的位置(2θ值)有時根據構成CAAC-OS的金屬元素的種類、組成等變動。

此外，例如，在CAAC-OS膜的電子繞射圖案中觀察到多個亮點(斑點)。此外，在以透過樣本的入射電子束的斑點(也稱為直接斑點)為對稱中心時，某一個斑點和其他斑點被觀察在點對稱的位置。

在從上述特定的方向觀察結晶區域的情況下，雖然該結晶區域中的晶格排列基本上是六方晶格，但是單位晶格並不侷限於正六角形，有是非正六角形的情況。此外，在上述畸變中，有時具有五角形、七角形等晶格排列。此外，在CAAC-OS的畸變附近觀察不到明確的晶界(grain boundary)。也就是說，晶格排列的畸變抑制晶界的形成。這可能是由於CAAC-OS可容許因如下原因而發生的畸變，亦即，a-b面方向上的氧原子的排列的低密度或因金屬原子被取代而使原子間的鍵合距離產生變化。

此外，確認到明確的晶界的結晶結構被稱為所謂的多晶(polycrystal)。晶界成為再結合中心而載子被俘獲，因而有可能導致電晶體的通態電流的降低、場效移動率的降低等。因此，確認不到明確的晶界的CAAC-OS是對電晶體的半導體層提供具有優異的結晶結構的結晶性氧化物之一。注意，為了構成CAAC-OS，較佳為包含Zn的結構。例如，與In氧化物相比，In-Zn氧化物及In-Ga-Zn氧化物能夠進一步抑制晶界的發生，所以是較佳的。

CAAC-OS是結晶性高且確認不到明確的晶界的氧化物半導體。因此，可以說在CAAC-OS中，不容易發生起因於晶界的電子移動率的降低。此外，氧化物半導體的結晶性有時因雜質的混入或缺陷的生成等而降低，因此可以說CAAC-OS是雜質或缺陷(氧空位等)少的氧化物半導體。因此，包含CAAC-OS的氧化物半導體的物理性質穩定。因此，包含CAAC-OS的氧化物半導體具有高耐熱性及高可靠性。此外，CAAC-OS對製程中的高溫度(所謂熱積存；thermal budget)也很穩定。由此，藉由在OS電晶體中使用CAAC-OS，可以擴大製程的彈性。

[nc-OS] 在nc-OS中，微小的區域(例如1nm以上且10nm以下的區域，特別是1nm以上且3nm以下的區域)中的原子排列具有週期性。換言之，nc-OS具有微小的結晶。此外，例如，該微小的結晶的尺寸為1nm以上且10nm以下，尤其為1nm以上且3nm以下，將該微小的結晶稱為奈米晶。此外，nc-OS在不同的奈米晶之間觀察不到結晶定向的規律性。因此，在膜整體中觀察不到配向性。所以，有時nc-OS在某些分析方法中與a-like OS或非晶氧化物半導體沒有差別。例如，在對nc-OS膜使用XRD裝置進行結構分析時，在使用θ/2θ掃描的Out-of-plane XRD測量中，不檢測出表示結晶性的峰值。此外，在對nc-OS膜進行使用其束徑比奈米晶大(例如，50nm以上)的電子束的電子繞射(也稱為選區電子繞射)時，觀察到類似光暈圖案的繞射圖案。另一方面，在對nc-OS膜進行使用其束徑近於或小於奈米晶的尺寸(例如1nm以上且30nm以下)的電子束的電子繞射(也稱為奈米束電子繞射)的情況下，有時得到在以直接斑點為中心的環狀區域內觀察到多個斑點的電子繞射圖案。

[a-like OS] a-like OS是具有介於nc-OS與非晶氧化物半導體之間的結構的氧化物半導體。a-like OS包含空洞或低密度區域。也就是說，a-like OS的結晶性比nc-OS及CAAC-OS的結晶性低。此外，a-like OS的膜中的氫濃度比nc-OS及CAAC-OS的膜中的氫濃度高。

＜＜氧化物半導體的結構＞＞ 接著，說明上述CAC-OS的詳細內容。此外，CAC-OS與材料構成有關。

[CAC-OS] CAC-OS例如是指包含在金屬氧化物中的元素不均勻地分佈的構成，其中包含不均勻地分佈的元素的材料的尺寸為0.5nm以上且10nm以下，較佳為1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也將在金屬氧化物中一個或多個金屬元素不均勻地分佈且包含該金屬元素的區域混合的狀態稱為馬賽克狀或補丁(patch)狀，該區域的尺寸為0.5nm以上且10nm以下，較佳為1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。

再者，CAC-OS是指其材料分開為第一區域與第二區域而成為馬賽克狀且該第一區域分佈於膜中的結構(下面也稱為雲狀)。就是說，CAC-OS是指具有該第一區域和該第二區域混合的結構的複合金屬氧化物。

在此，將相對於構成In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS的金屬元素的In、Ga及Zn的原子數比的每一個記為[In]、[Ga]及[Zn]。例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，第一區域是其[In]大於CAC-OS膜的組成中的[In]的區域。此外，第二區域是其[Ga]大於CAC-OS膜的組成中的[Ga]的區域。此外，例如，第一區域是其[In]大於第二區域中的[In]且其[Ga]小於第二區域中的[Ga]的區域。此外，第二區域是其[Ga]大於第一區域中的[Ga]且其[In]小於第一區域中的[In]的區域。

明確而言，上述第一區域是以銦氧化物或銦鋅氧化物等為主要成分的區域。此外，上述第二區域是以鎵氧化物或鎵鋅氧化物等為主要成分的區域。換言之，可以將上述第一區域稱為以In為主要成分的區域。此外，可以將上述第二區域稱為以Ga為主要成分的區域。

注意，有時觀察不到上述第一區域和上述第二區域的明確的邊界。

此外，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS是指如下構成：在包含In、Ga、Zn及O的材料構成中，部分主要成分為Ga的區域與部分主要成分為In的區域無規律地以馬賽克狀存在。因此，可推測，CAC-OS具有金屬元素不均勻地分佈的結構。

CAC-OS例如可以藉由在對基板不進行加熱的條件下利用濺射法來形成。在利用濺射法形成CAC-OS的情況下，作為沉積氣體，可以使用選自惰性氣體(典型的是氬)、氧氣體和氮氣體中的任一種或多種。此外，沉積時的沉積氣體的總流量中的氧氣體的流量比越低越好，例如，較佳為使沉積時的沉積氣體的總流量中的氧氣體的流量比為0%以上且低於30%，更佳為0%以上且10%以下。

例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根據藉由能量色散型X射線分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析(mapping)影像，可確認到具有以In為主要成分的區域(第一區域)及以Ga為主要成分的區域(第二區域)不均勻地分佈而混合的結構。

在此，第一區域是具有比第二區域高的導電性的區域。就是說，當載子流過第一區域時，呈現作為金屬氧化物的導電性。因此，當第一區域以雲狀分佈在金屬氧化物中時，可以實現高場效移動率(μ)。

另一方面，第二區域是具有比第一區域高的絕緣性的區域。就是說，當第二區域分佈在金屬氧化物中時，可以抑制洩漏電流。

在將CAC-OS用於電晶體的情況下，藉由起因於第一區域的導電性和起因於第二區域的絕緣性的互補作用，可以使CAC-OS具有開關功能(控制導通/關閉的功能)。換言之，在CAC-OS的材料的一部分中具有導電性的功能且在另一部分中具有絕緣性的功能，在材料的整體中具有半導體的功能。藉由使導電性的功能和絕緣性的功能分離，可以最大限度地提高各功能。因此，藉由將CAC-OS用於電晶體，可以實現大通態電流(I_on )、高場效移動率(μ)及良好的切換工作。

此外，使用CAC-OS的電晶體具有高可靠性。因此，CAC-OS最適合於顯示裝置等各種半導體裝置。

氧化物半導體具有各種結構及各種特性。本發明的一個實施方式的氧化物半導體也可以包括非晶氧化物半導體、多晶氧化物半導體、a-like OS、CAC-OS、nc-OS、CAAC-OS中的兩種以上。

＜具有氧化物半導體的電晶體＞ 在此，說明將上述氧化物半導體用於電晶體的情況。

藉由將上述氧化物半導體用於電晶體，可以實現場效移動率高的電晶體。此外，可以實現可靠性高的電晶體。

較佳為將載子濃度低的氧化物半導體用於電晶體。例如，氧化物半導體中的載子濃度為1×10¹⁷ cm^-3 以下，較佳為1×10¹⁵ cm^-3 以下，更佳為1×10¹³ cm^-3 以下，進一步較佳為1×10¹¹ cm^-3 以下，更進一步較佳為低於1×10¹⁰ cm^-3 ，且1×10^-9 cm^-3 以上。在以降低氧化物半導體膜的載子濃度為目的的情況下，可以降低氧化物半導體膜中的雜質濃度以降低缺陷態密度。在本說明書等中，將雜質濃度低且缺陷態密度低的狀態稱為“高純度本質”或“實質上高純度本質”。此外，有時將載子濃度低的氧化物半導體稱為“高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體”。

因為高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜具有較低的缺陷態密度，所以有可能具有較低的陷阱態密度。

此外，被氧化物半導體的陷阱態俘獲的電荷到消失需要較長的時間，有時像固定電荷那樣動作。因此，有時在陷阱態密度高的氧化物半導體中形成通道形成區域的電晶體的電特性不穩定。

因此，為了使電晶體的電特性穩定，降低氧化物半導體中的雜質濃度是有效的。為了降低氧化物半導體中的雜質濃度，較佳為還降低附近膜中的雜質濃度。作為雜質有氫、氮、鹼金屬、鹼土金屬、鐵、鎳、矽等。

＜雜質＞ 在此，說明氧化物半導體中的各雜質的影響。

在氧化物半導體包含第14族元素之一的矽、碳等時，在氧化物半導體中形成缺陷態。因此，將氧化物半導體中或與氧化物半導體的介面附近的矽或碳的濃度(藉由二次離子質譜(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)測得的濃度)設定為2×10¹⁸ atoms/cm³ 以下，較佳為2×10¹⁷ atoms/cm³ 以下。

此外，當氧化物半導體包含鹼金屬或鹼土金屬時，有時形成缺陷態而形成載子。因此，使用包含鹼金屬或鹼土金屬的氧化物半導體的電晶體容易具有常開啟特性。因此，使藉由SIMS測得的氧化物半導體中的鹼金屬或鹼土金屬的濃度為1×10¹⁸ atoms/cm³ 以下，較佳為2×10¹⁶ atoms/cm³ 以下。

當氧化物半導體包含氮時，容易產生作為載子的電子，使載子濃度增高，而n型化。其結果是，在將包含氮的氧化物半導體用於半導體的電晶體容易具有常開啟特性。或者，在氧化物半導體包含氮時，有時形成陷阱態。其結果，有時電晶體的電特性不穩定。因此，將利用SIMS測得的氧化物半導體中的氮濃度設定為低於5×10¹⁹ atoms/cm³ ，較佳為5×10¹⁸ atoms/cm³ 以下，更佳為1×10¹⁸ atoms/cm³ 以下，進一步較佳為5×10¹⁷ atoms/cm³ 以下。

包含在氧化物半導體中的氫與鍵合於金屬原子的氧起反應生成水，因此有時形成氧空位。當氫進入該氧空位時，有時產生作為載子的電子。此外，有時由於氫的一部分與鍵合於金屬原子的氧鍵合，產生作為載子的電子。因此，使用包含氫的氧化物半導體的電晶體容易具有常開啟特性。由此，較佳為儘可能地減少氧化物半導體中的氫。明確而言，在氧化物半導體中，將利用SIMS測得的氫濃度設定為低於1×10²⁰ atoms/cm³ ，較佳為低於1×10¹⁹ atoms/cm³ ，更佳為低於5×10¹⁸ atoms/cm³ ，進一步較佳為低於1×10¹⁸ atoms/cm³ 。

藉由將雜質被充分降低的氧化物半導體用於電晶體的通道形成區域，可以使電晶體具有穩定的電特性。

本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。

實施方式5 在本實施方式中，使用圖12至圖14說明本發明的一個實施方式的電子裝置。

本發明的一個實施方式的電子裝置可以在顯示部中進行攝像或檢測觸摸操作等。由此，可以提高電子裝置的功能性、方便性等。

作為本發明的一個實施方式的電子裝置，例如除了電視機、桌上型或膝上型個人電腦、用於電腦等的顯示器、數位看板、彈珠機等大型遊戲機等具有較大的螢幕的電子裝置以外，還可以舉出數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置等。

本發明的一個實施方式的電子裝置也可以包括感測器(該感測器具有測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)。

本發明的一個實施方式的電子裝置可以具有各種功能。例如，可以具有如下功能：將各種資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)顯示在顯示部上的功能；觸控面板的功能；顯示日曆、日期或時間等的功能；執行各種軟體(程式)的功能；進行無線通訊的功能；讀出儲存在存儲介質中的程式或資料的功能；等。

圖12A所示的電子裝置6500是可以被用作智慧手機的可攜式資訊終端設備。

電子裝置6500包括外殼6501、顯示部6502、電源按鈕6503、按鈕6504、揚聲器6505、麥克風6506、照相機6507及光源6508等。顯示部6502具有觸控面板功能。

顯示部6502可以使用實施方式2所示的顯示裝置。

圖12B是包括外殼6501的麥克風6506一側的端部的剖面示意圖。

外殼6501的顯示面一側設置有具有透光性的保護構件6510，被外殼6501及保護構件6510包圍的空間內設置有顯示面板6511、光學構件6512、觸控感測器面板6513、印刷電路板6517、電池6518等。

顯示面板6511、光學構件6512及觸控感測器面板6513使用黏合層(未圖示)固定到保護構件6510。

在顯示部6502的外側的區域中，顯示面板6511的一部分疊回，且該疊回部分連接有FPC6515。FPC6515安裝有IC6516。FPC6515與設置於印刷電路板6517的端子連接。

顯示面板6511可以使用本發明的一個實施方式的撓性顯示器。由此，可以實現極輕量的電子裝置。此外，由於顯示面板6511極薄，所以可以在抑制電子裝置的厚度的情況下安裝大容量的電池6518。此外，藉由折疊顯示面板6511的一部分以在像素部的背面設置與FPC6515的連接部，可以實現窄邊框的電子裝置。

藉由將實施方式2所示的顯示裝置用於顯示面板6511，能夠在顯示部6502進行攝像。例如，顯示面板6511能夠拍攝指紋進行指紋識別。

顯示部6502還包括觸控感測器面板6513，由此可以對顯示部6502附加觸控面板功能。例如，觸控感測器面板6513可以利用靜電電容式、電阻膜式、表面聲波式、紅外線式、光學式、壓敏式等各種方式。此外，也可以將顯示面板6511用作觸控感測器，在此情況下，不需要設置觸控感測器面板6513。

圖13A示出電視機的一個例子。在電視機7100中，外殼7101中組裝有顯示部7000。在此示出利用支架7103支撐外殼7101的結構。

可以對顯示部7000使用實施方式2所示的顯示裝置。

可以藉由利用外殼7101所具備的操作開關、另外提供的遙控器7111等進行圖13A所示的電視機7100的操作。此外，也可以在顯示部7000中具備觸控感測器，也可以藉由用指頭等觸控顯示部7000進行電視機7100的操作。此外，也可以在遙控器7111中具備顯示從該遙控器7111輸出的資料的顯示部。藉由利用遙控器7111所具備的操作鍵或觸控面板，可以進行頻道及音量的操作，並可以對顯示在顯示部7000上的影像進行操作。

此外，電視機7100具備接收機及數據機等。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機連接到有線或無線方式的通訊網路，從而進行單向(從發送者到接收者)或雙向(發送者和接收者之間或接收者之間等)的資訊通訊。

圖13B示出膝上型個人電腦的一個例子。膝上型個人電腦7200包括外殼7211、鍵盤7212、指向裝置7213、外部連接埠7214等。在外殼7211中組裝有顯示部7000。

可以對顯示部7000應用實施方式2所示的顯示裝置。

圖13C和圖13D示出數位看板的一個例子。

圖13C所示的數位看板7300包括外殼7301、顯示部7000及揚聲器7303等。此外，還可以包括LED燈、操作鍵(包括電源開關或操作開關)、連接端子、各種感測器、麥克風等。

圖13D示出設置於圓柱狀柱子7401上的數位看板7400。數位看板7400包括沿著柱子7401的曲面設置的顯示部7000。

顯示部7000越大，一次能夠提供的資訊量越多。顯示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高廣告宣傳效果。

藉由將觸控面板用於顯示部7000，不僅可以在顯示部7000上顯示靜態影像或動態影像，使用者還能夠直覺性地進行操作，所以是較佳的。此外，在用於提供路線資訊或交通資訊等資訊的用途時，可以藉由直覺性的操作提高易用性。

如圖13C和圖13D所示，數位看板7300或數位看板7400較佳為可以藉由無線通訊與使用者所攜帶的智慧手機等資訊終端設備7311或資訊終端設備7411聯動。例如，顯示在顯示部7000上的廣告資訊可以顯示在資訊終端設備7311或資訊終端設備7411的螢幕上。此外，藉由操作資訊終端設備7311或資訊終端設備7411，可以切換顯示部7000的顯示。

在圖13C和圖13D中，可以對資訊終端設備7311或資訊終端設備7411的顯示部使用實施方式2所示的顯示裝置。

此外，可以在數位看板7300或數位看板7400上以資訊終端設備7311或資訊終端設備7411的螢幕為操作單元(控制器)執行遊戲。由此，不特定多個使用者可以同時參加遊戲，享受遊戲的樂趣。

圖14A至圖14F所示的電子裝置包括外殼9000、顯示部9001、揚聲器9003、操作鍵9005(包括電源開關或操作開關)、連接端子9006、感測器9007(該感測器具有測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)、麥克風9008等。

圖14A至圖14F所示的電子裝置具有各種功能。例如，可以具有如下功能：將各種資訊(靜態影像、動態影像及文字影像等)顯示在顯示部上的功能；觸控面板的功能；顯示日曆、日期或時間等的功能；藉由利用各種軟體(程式)控制處理的功能；進行無線通訊的功能；讀出儲存在存儲介質中的程式或資料並進行處理的功能；等。注意，電子裝置可具有的功能不侷限於上述功能，而可以具有各種功能。電子裝置可以包括多個顯示部。此外，也可以在電子裝置中設置照相機等而使其具有如下功能：拍攝靜態影像、動態影像等，且將所拍攝的影像儲存在存儲介質(外部存儲介質或內置於照相機的存儲介質)中的功能；將所拍攝的影像顯示在顯示部上的功能；等。

下面，詳細地說明圖14A至圖14F所示的電子裝置。

圖14A是示出可攜式資訊終端9101的立體圖。可以將可攜式資訊終端9101例如用作智慧手機。注意，在可攜式資訊終端9101中，也可以設置揚聲器9003、連接端子9006、感測器9007等。此外，作為可攜式資訊終端9101，可以將文字或影像資訊等顯示在其多個面上。在圖14A中示出三個圖示9050的例子。此外，可以將以虛線的矩形示出的資訊9051顯示在顯示部9001的其他面上。作為資訊9051的一個例子，可以舉出提示收到電子郵件、SNS、電話等的資訊；電子郵件、SNS等的標題；電子郵件、SNS等的發送者姓名；日期；時間；電池餘量；以及天線接收信號強度的顯示等。或者，可以在顯示有資訊9051的位置上顯示圖示9050等。

圖14B是示出可攜式資訊終端9102的立體圖。可攜式資訊終端9102具有將資訊顯示在顯示部9001的三個以上的面上的功能。在此，示出資訊9052、資訊9053、資訊9054分別顯示於不同的面上的例子。例如，在將可攜式資訊終端9102放在上衣口袋裡的狀態下，使用者能夠確認顯示在從可攜式資訊終端9102的上方看到的位置上的資訊9053。使用者可以確認到該顯示而無需從口袋裡拿出可攜式資訊終端9102，由此例如能夠判斷是否接電話。

圖14C是示出手錶型可攜式資訊終端9200的立體圖。可攜式資訊終端9200例如可以被用作智慧手錶。此外，顯示部9001的顯示面彎曲，可沿著其彎曲的顯示面進行顯示。此外，可攜式資訊終端9200例如藉由與可進行無線通訊的耳麥相互通訊可以進行免提通話。此外，藉由利用連接端子9006，可攜式資訊終端9200可以與其他資訊終端進行資料傳輸或進行充電等。充電也可以藉由無線供電進行。

圖14D至圖14F是示出可以折疊的可攜式資訊終端9201的立體圖。此外，圖14D是將可攜式資訊終端9201展開的狀態的立體圖、圖14F是折疊的狀態的立體圖、圖14E是從圖14D的狀態和圖14F的狀態中的一個轉換成另一個時中途的狀態的立體圖。可攜式資訊終端9201在折疊狀態下可攜性好，而在展開狀態下因為具有無縫拼接較大的顯示區域所以顯示的瀏覽性強。可攜式資訊終端9201所包括的顯示部9001被由鉸鏈9055連結的三個外殼9000支撐。顯示部9001例如可以在曲率半徑0.1mm以上且150mm以下的範圍彎曲。

本實施方式的至少一部分可以與本說明書中記載的其他實施方式適當地組合而實施。

10:顯示裝置 11:顯示部 12,13,14:驅動電路部 15:電路部 21,21B,21G,21R:像素 22:攝像像素 30:像素 50:顯示裝置 51,51B,51G,51R:發光元件 52:受光元件 55B,55G,55R:光 56:反射光 59:指頭 60B,60G,60R:期間

[圖1A]是示出顯示裝置的結構例子的圖。[圖1B]及[圖1C]是說明顯示裝置的驅動方法例子的圖。 [圖2A]是示出顯示裝置的結構例子的圖。[圖2B]及[圖2C]是像素電路的電路圖。 [圖3A]及[圖3B]是說明顯示裝置的驅動方法的時序圖。 [圖4A]、[圖4B]及[圖4D]是示出顯示裝置的一個例子的剖面圖。[圖4C]及[圖4E]是示出用顯示裝置拍攝的影像的例子的圖。[圖4F]至[圖4H]是示出像素的一個例子的俯視圖。 [圖5A]是示出顯示裝置的結構例子的剖面圖。[圖5B]至[圖5D]是示出像素的一個例子的俯視圖。 [圖6A]及[圖6B]是示出顯示裝置的結構例子的圖。 [圖7A]至[圖7C]是示出顯示裝置的結構例子的圖。 [圖8A]至[圖8C]是示出顯示裝置的結構例子的圖。 [圖9]是示出顯示裝置的結構例子的圖。 [圖10A]是示出顯示裝置的結構例子的圖。[圖10B]及[圖10C]是示出電晶體的結構例子的圖。 [圖11A]及[圖11B]是示出像素的結構例子的圖。[圖11C]至[圖11E]是示出像素電路的結構例子的圖。 [圖12A]及[圖12B]是示出電子裝置的結構例子的圖。 [圖13A]至[圖13D]是示出電子裝置的結構例子的圖。 [圖14A]至[圖14F]是示出電子裝置的結構例子的圖。

51B,51G,51R:發光元件

52:受光元件

55B,55G,55R:光

56:反射光

59:指頭

60B,60G,60R:期間

Claims (6)

1. 一種包括第一像素、第二像素及感測器像素的顯示裝置的驅動方法， 其中，該感測器像素包括對該第一像素所呈現的第一顏色的光及該第二像素所呈現的第二顏色的光具有靈敏度的光電轉換元件， 並且，該驅動方法包括如下期間： 在使該第一像素點亮且使該第二像素關燈的狀態下進行第一攝像的第一期間； 在使該第一像素及該第二像素關燈的狀態下進行第一讀出的第二期間； 在使該第二像素點亮且使該第一像素關燈的狀態下進行第二攝像的第三期間；以及 在使該第一像素及該第二像素關燈的狀態下進行第二讀出的第四期間。
2. 一種包括第一像素、第二像素及感測器像素的顯示裝置的驅動方法， 其中，該第一像素包括呈現第一顏色的光的第一發光元件， 該第二像素包括呈現第二顏色的光的第二發光元件， 該感測器像素包括對該第一顏色的光及該第二顏色的光具有靈敏度的光電轉換元件， 該驅動方法包括如下期間： 向該第一像素寫入第一資料的第一期間； 在根據該第一資料使該第一發光元件點亮的狀態下由該感測器像素進行第一攝像的第二期間； 使該第一發光元件及該第二發光元件關燈的第三期間；以及 向該第二像素寫入第二資料的第四期間， 並且，在該第三期間和該第四期間的一者或兩者從該感測器像素進行第一讀出。
3. 如請求項2之顯示裝置的驅動方法， 其中該顯示裝置包括第三像素， 該第三像素包括呈現第三顏色的光的第三發光元件， 該驅動方法在該第四期間之後包括如下期間： 在根據該第二資料使該第二發光元件點亮的狀態下由該感測器像素進行第二攝像的第五期間； 使該第一發光元件、該第二發光元件及該第三發光元件關燈的第六期間；以及 向該第三像素寫入第三資料的第七期間， 並且在該第六期間和該第七期間的一者或兩者從該感測器像素進行第二讀出。
4. 如請求項2或3之顯示裝置的驅動方法， 其中該第一發光元件及該光電轉換元件設置在同一個面上。
5. 如請求項2至4中任一項之顯示裝置的驅動方法， 其中該第一發光元件包括第一像素電極、發光層及第一電極， 該光電轉換元件包括第二像素電極、活性層及該第一電極， 該第一電極具有隔著該發光層與該第一像素電極重疊的部分以及隔著該活性層與該第二像素電極重疊的部分， 並且該第一像素電極和該第二像素電極對同一個導電膜進行加工來形成。
6. 如請求項5之顯示裝置的驅動方法， 其中在該第一期間，該第一電極被供應第一電位，該第一像素電極被供應高於該第一電位的第二電位，該第二像素電極被供應低於該第一電位的第三電位。

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