(57)【要約】【課題】受光素子を有する表示装置、およびその作製方法を提供する【解決手段】基板と、基板上に位置し、副画素と感知素子を有する画素と、画素上のパッシベーション膜を有する表示装置が提供される。副画素は、パッシベーション膜を通して発光を与えるように構成される第１の発光素子を有する。感知素子は、基板を通して発光を与えるように構成される第２の発光素子、および基板を通して入射される光を受容するように構成される受光素子を有する。第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々は、画素電極と、画素電極上の発光層と、発光層上の対向電極を有し、対向電極は、第１の発光素子と前記第２の発光素子に共有されてもよい。【選択図】図７
2018010829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に位置し、副画素と感知素子を有する画素と、
前記副画素に備えられた第１の発光素子と、
前記感知素子に備えられた第２の発光素子及び受光素子と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とを覆うパッシベーション膜を有し、
前記第１の発光素子は、前記パッシベーション膜を通して光を出射し、
前記第２の発光素子は、前記基板を通して光を出射し、
前記受光素子は、前記基板を通してを通して入射される光を受容する表示装置。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に位置し、副画素と感知素子を有する画素と、
前記副画素に備えられた第１の発光素子と、
前記感知素子に備えられた第２の発光素子及び受光素子と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とを覆うパッシベーション膜を有し、
前記第１の発光素子は、前記基板を通して光を出射し、
前記第２の発光素子は、前記パッシベーション膜を通して光を出射し、
前記受光素子は、前記パッシベーション膜を通してを通して入射される光を受容する表示装置。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に位置し、副画素と感知素子を有する画素と、
前記副画素に備えられた第１の発光素子と、
前記感知素子に備えられた第２の発光素子及び受光素子と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とを覆うパッシベーション膜を有し、
前記第１の発光素子は、前記パッシベーション膜を通して光を出射し、
前記第２の発光素子は、前記パッシベーション膜を通して光を出射し、
前記受光素子は、前記パッシベーション膜を通してを通して入射される光を受容する表示装置。
【請求項４】
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子の各々は、
画素電極と、
前記画素電極上の発光層と、
前記発光層上の対向電極を有し、
前記対向電極は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共有される、請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１の発光素子の発光色は、前記第２の発光素子の発光色と同じである、請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１の発光素子の前記画素電極の端部、および前記第２の発光素子の前記画素電極の端部を覆う絶縁膜を有する請求項４に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第１の発光素子は発光層を有し、
前記発光層は、前記第１の発光素子から前記絶縁膜の上を経由して前記第２の発光素子へ亘る、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記感知素子は、前記受光素子上に遮光膜を有する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記感知素子は、前記受光素子下に遮光膜を有する、請求項２または３に記載の表示装置。
【請求項１０】
トランジスタを介して前記第１の発光素子の前記画素電極と電気的に接続される第１の走査線と、
トランジスタを介することなく前記第２の発光素子の前記画素電極と電気的に接続される第２の走査線をさらに有する、請求項４に記載の表示装置。
【請求項１１】
第１のトランジスタを介して前記第１の発光素子の前記画素電極と電気的に接続される第１の走査線と、
第２のトランジスタを介して前記第２の発光素子の前記画素電極と電気的に接続される第２の走査線をさらに有する、請求項４に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記第１の発光素子の前記画素電極と、前記第２の発光素子の前記画素電極は、電気的に接続される、請求項４に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１の発光素子の前記基板とは反対の側に、前記基板と対向する対向基板が配置される、請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態の一つは、受光素子を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネルが搭載された表示装置が広く普及している。タッチパネルを搭載することで、キーボードや入力ボタンなどの機械的な入力装置の助力を必要とすることなく、携帯電話やパーソナルコンピュータなどの電子機器へ表示装置の画面を通して直接情報を入力することができる。タッチパネルは、動作原理の相違により、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式などに分類される。光方式の場合、種々の波長の光を用いてセンシングを行うことができるため、画面に直接接触しなくてもセンシングが行えるだけでなく、例えば指紋や掌紋、静脈などの静的な生体情報や、脈波（血管の容積変化）などの動的な生体情報も感知、測定することができる。特許文献１や２には、光学式のタッチパネルが搭載された表示装置が開示されている。これらの表示装置では、表示を担う画素内に、発光素子や液晶素子とともに受光素子としてフォトダイオードが組み込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０００８７号公報
【特許文献２】特表２００９−０６９４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態の課題の一つは、受光素子を有する表示装置、およびその作製方法を提供することである。あるいは、生体情報を取得する機能を有する表示装置、およびそれを低コストで作製可能な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態の一つは、基板と、基板上に位置し、副画素と感知素子を有する画素と、画素上のパッシベーション膜を有する表示装置である。副画素は、パッシベーション膜を通して発光を与えるように構成される第１の発光素子を有する。感知素子は、基板を通して発光を与えるように構成される第２の発光素子、および基板を通して入射される光を受容するように構成される受光素子を有する。
【０００６】
本発明の実施形態の一つは、基板と、基板上に位置し、副画素と感知素子を有する画素と、画素上のパッシベーション膜を有する表示装置である。副画素は、基板を通して発光を与えるように構成される第１の発光素子を有する。感知素子は、パッシベーション膜を通して発光を与えるように構成される第２の発光素子、およびパッシベーション膜を通して入射される光を受容するように構成される受光素子を有する。
【０００７】
本発明の実施形態の一つは、基板と、基板上に位置し、副画素と感知素子を有する画素と、画素上のパッシベーション膜を有する表示装置である。副画素は、パッシベーション膜を通して発光を与えるように構成される第１の発光素子を有する。感知素子は、パッシベーション膜を通して発光を与えるように構成される第２の発光素子、およびパッシベーション膜を通して入射される光を受容するように構成される受光素子を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的斜視図。
【図２】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的上面図。
【図３】本発明の実施形態の一つで表示装置の副画素の等価回路。
【図４】本発明の実施形態の一つで表示装置の副画素の等価回路。
【図５】本発明の実施形態の一つで表示装置の副画素の等価回路。
【図６】本発明の実施形態の一つで表示装置の副画素の駆動方法を説明する図。
【図７】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【図８】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【図９】本発明の実施形態の一つの表示装置の作製方法を示す模式的断面図。
【図１０】本発明の実施形態の一つの表示装置の作製方法を示す模式的断面図。
【図１１】本発明の実施形態の一つの表示装置の作製方法を示す模式的断面図。
【図１２】本発明の実施形態の一つの表示装置の作製方法を示す模式的断面図。
【図１３】本発明の実施形態の一つの表示装置の作製方法を示す模式的断面図。
【図１４】本発明の実施形態の一つの表示装置の作製方法を示す模式的断面図。
【図１５】本発明の実施形態の一つの表示装置の作製方法を示す模式的断面図。
【図１６】本発明の実施形態の一つの表示装置の作製方法を示す模式的断面図。
【図１７】本発明の実施形態の一つの表示装置の作製方法を示す模式的断面図。
【図１８】本発明の実施形態の一つの表示装置の作製方法を示す模式的断面図。
【図１９】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【図２０】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【図２１】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【図２２】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【図２３】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【図２４】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【図２５】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【図２６】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【図２７】本発明の実施形態の一つの表示装置の模式的断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１０】
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
【００１１】
本発明において、ある一つの膜を加工して複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
【００１２】
本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
【００１３】
（第１実施形態）
本実施形態では、本発明の実施形態の一つである表示装置１００の構造に関し、図１乃至図８を用いて説明する。
【００１４】
［１．全体構成］
図１は表示装置１００の模式的斜視図である。図１に示すように、表示装置１００は基板１０２有しており、その上には複数の画素１０６と駆動回路１１０が備えられる。画素１０６と駆動回路１１０は、基板１０２とその上に設けられる対向基板１０４との間に封止される。詳細は後述するが、各画素１０６には表示素子として発光素子が備えられ、発光素子の駆動は駆動回路１１０によって制御される。画素１０６からは図示しない配線が基板１０２の端部へ延びており、配線は端部で露出され、端子１１２を形成する。端子１１２にはフレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板などのコネクタ（図示せず）が接続される。外部回路（図示せず）からコネクタおよび駆動回路１１０を介して画素１０６へ種々の信号が供給され、これにより、映像が画素１０６によって再現される。
【００１５】
図１では表示装置１００は複数の画素１０６を挟むように二つの駆動回路１１０を有しているが、駆動回路１１０は一つでもよく、また、基板１０２上に設けなくてもよい。例えば半導体基板を用いて作製されたＩＣチップを駆動回路として用い、これを基板１０２あるいはコネクタ上に設置し、外部回路からＩＣチップを介して各種信号を画素１０６へ供給してもよい。
【００１６】
［２．画素］
図２に表示装置１００の上面拡大図を模式的に示す。図２に示すように、基板１０２上に複数の画素１０６がマトリクス状に設けられる。表示装置１００は、少なくとも二種類の画素（第１の画素１０６＿１、第２の画素１０６＿２）を有する。
【００１７】
第１の画素１０６＿１は基板１０２上に複数設けられ、各第１の画素１０６＿１には、異なる色を与える複数の副画素１０８が設けられる。副画素１０８が与える色は、一つの第１の画素１０６＿１によって白色表示が実現されるよう選択することができる。例えば図２で示すように、第１の画素１０６＿１は、赤色、青色、緑色の三原色を与える三つの副画素１０８Ｒ、１０８Ｂ、１０８Ｇを有することができる。第１の画素１０６＿１が四つの副画素１０８を有し、これらによって白色表示が実現されてもよい。この場合、四つの副画素１０８のうち一つは白色を与えるように構成されてもよい。このような構成を有する第１の画素１０６＿１を複数設けることで、フルカラー表示を行うことができる。
【００１８】
各副画素１０８には、発光素子（第１の発光素子）が備えられる。各副画素１０８が与える色は、第１の発光素子の発光色を選択する、あるいはすべての副画素１０８に白色発光する第１の発光素子を設け、副画素１０８上に異なる光学特性を有するカラーフィルタを配置することで制御することができる。前者は塗り分け方式と呼ばれ、後者は白色−カラーフィルタ方式と呼ばれる。表示装置１００にはいずれの方式を採用してもよいが、以下の説明では、塗り分け方式が採用され、各第１の画素１０６＿１には三つの副画素１０８Ｒ、１０８Ｂ、１０８Ｇが設けられる例を用いて説明を行う。
【００１９】
第２の画素１０６＿２は、基板１０２上に少なくとも一つ設けられる。第２の画素１０６＿２を複数設ける場合、第１の画素１０６＿１の数が第２の画素１０６＿２よりも多くなるよう、表示装置１００を構成してもよい。第２の画素１０６＿２は、感知素子１１４をさらに有している点で第１の画素１０６＿１と異なる。感知素子１１４は発光素子（第２の発光素子）と、受光素子としてフォトダイオードを有している。感知素子１１４の存在に起因し、感知素子１１４に隣接する副画素１０８は（図２では副画素１０８Ｇ）、他の副画素１０８（図２では副画素１０８Ｒ、１０８Ｂ）よりも発光素子の面積（発光領域の面積）が小さくてもよい。発光領域の面積に関しては後述する。以下、副画素１０８Ｇが感知素子１１４に隣接するとして説明を行う。
【００２０】
第２の画素１０６＿２では、複数の副画素１０８のうちいずれか一つの第１の発光素子と、感知素子１１４の第２の発光素子が同じ色で発光するように構成することができる。例えば、副画素１０８Ｇが有する第１の発光素子と、感知素子１１４内の第２の発光素子の発光色は同じでもよい。この時、これらの発光素子は同一の層構造を有してもよい。これらの発光素子は、緑色に発光するように構成されてもよい。
【００２１】
後述するように、第１の画素１０６＿１と第２の画素１０６＿２の副画素１０８Ｒ、１０８Ｂ、１０８Ｇには、第１の発光素子に接続されるトランジスタが少なくとも一つ設けられる。そしてトランジスタのスイッチング機能、および駆動回路１１０から送られる信号に基づき、第１の発光素子の諧調や発光のタイミングが制御される。これにより、画素１０６全体の色と輝度が調整され、表示装置１００上に映像が再現される。したがって、第１の画素１０６＿１、第２の画素１０６＿２に含まれる副画素１０８Ｒ、１０８Ｂ、１０８Ｇは映像の再現に寄与する映像用副画素である。
【００２２】
一方、感知素子１１４内のフォトダイオードは、基板１０２、あるいは対向基板１０４から入射される光を感知し、第２の発光素子は、フォトダイオードの感知に必要な光を供給する。例えばフォトダイオードは、第２の発光素子から出射した光が表示装置１００外で反射して戻ってきた光を感知するように構成される。したがって感知素子１１４は、表示装置１００の外部に存在する物体を感知し、表示装置１００にタッチパネルとしての機能を付与する。
【００２３】
詳細は後述するが、映像用副画素（副画素１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂ）内に設けられる第１の発光素子の出射方向は、感知素子１１４内に設けられる第２の発光素子の出射方向と異なってもよく、同一でもよい。例えば第１の発光素子からの光が対向基板１０４から取り出され、第２の発光素子からの光が基板１０２から取り出されるよう、発光素子を構成することができる。逆に、第１の発光素子からの光が基板１０２から取り出され、第２の発光素子からの光が対向基板１０４から取り出されるよう、それぞれの発光素子を構成してもよい。
【００２４】
さらに、第１の発光素子の駆動は、第２の発光素子の駆動と独立していてもよく、あるいは互いに同期していてもよい。ここで同期するとは、同じタイミングで同一の電位が発光素子に与えられるという意味である。
【００２５】
上述したように、第１の発光素子はトランジスタによって駆動されることができる。この場合、表示装置１００はアクティブマトリクス型表示装置として機能する。一方、感知素子１１４内に設けられる第２の発光素子はトランジスタによって駆動されてもよく、トランジスタを用いずに駆動されてもよい。後者の場合、第２の発光素子は、パッシブマトリクス型の表示装置と同様の駆動方法で動作させることができる。
【００２６】
［３．等価回路］
副画素１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂ、ならびに感知素子１１４の等価回路を図３乃至図５を用いて説明する。
【００２７】
図３（Ａ）は、副画素１０８Ｒ、１０８Ｂの等価回路の一例である。副画素１０８Ｒ、１０８Ｂには、走査線１２０、映像信号線１２２、電流供給線１２４、トランジスタ１２６、トランジスタ１２８、容量素子１３０、第１の発光素子１３２、および電源線１３４などが設けられる。図示しないが、副画素１０８Ｒ、１０８Ｂには、上記以外のトランジスタや容量素子、配線などがさらに設けられていてもよい。
【００２８】
走査線１２０はトランジスタ１２６のゲートと電気的に接続され、トランジスタ１２６のオン―オフを制御するための信号を供給する。トランジスタ１２６の一方の端子は映像信号線１２２と、他方の端子はトランジスタ１２８のゲートと容量素子１３０の一方の電極と電気的に接続される。映像信号線１２２には映像信号が供給され、ここから映像信号がトランジスタ１２６を介してトランジスタ１２８のゲートに与えられ、その電位は容量素子１３０によって一定の期間保持される。電流供給線１２４は容量素子１３０の他方の電極、トランジスタ１２８の一方の端子と接続され、トランジスタ１２８の他方の端子は第１の発光素子１３２の一方の電極（画素電極）と電気的に接続される。第１の発光素子１３２の他方の電極（対向電極）は電源線１３４と電気的に接続される。トランジスタ１２８のゲートに映像信号が与えられてトランジスタ１２８がオンになると、電流供給線１２４からトランジスタ１２８を介して第１の発光素子１３２へ電流が供給され、第１の発光素子１３２が発光する。
【００２９】
図３（Ｂ）に、副画素１０８Ｇと感知素子１１４の等価回路の一例を示す。副画素１０８Ｇの等価回路は副画素１０８Ｒ、１０８Ｂのそれと同一であるので、説明を割愛する。
【００３０】
感知素子１１４には、電流供給線１４０、基準信号線１４２、出力信号線１４４、リセット信号線１４６、ゲート信号線１４８、第２の発光素子１５４、フォトダイオード１５６、およびトランジスタ１５０、１５２などが設けられる。感知素子１１４には、さらにトランジスタや容量素子、配線などが設けられてもよい。
【００３１】
第２の発光素子１５４の一方の電極（画素電極）には電流供給線１４０が、他方の電極（対向電極）には電源線１３４が接続される。したがって、第２の発光素子１５４は、第１の発光素子１３２と電源線１３４を共有することができる。電流供給線１４０と電源線１３４間に与えられる電位差に基づき、第２の発光素子１５４が発光する。すなわち第２の発光素子１５４は、電流供給線１４０と電源線１３４間ではトランジスタを介さずに駆動される、いわゆるパッシブ型の発光素子である。なお、第２の発光素子１５４の他方の電極は、副画素１０８Ｒ、１０８Ｇ、１０８Ｂの電源線１３４とは異なる電源線と接続されてもよい。
【００３２】
フォトダイオード１５６の一方の電極はリセット信号線１４６に、他方の電極はトランジスタ１５０のゲートに電気的に接続される。トランジスタ１５０の一方の端子は基準信号線１４２に、他方の端子はトランジスタ１５２の一方の端子に電気的に接続される。トランジスタ１５２のゲートはゲート信号線１４８に、他方の端子は出力信号線１４４に電気的に接続される。
【００３３】
感知素子１１４は、図３（Ｂ）に示した等価回路とは異なる等価回路を有することができる。その例を図４に示す。図４においては、副画素１０８Ｇの等価回路は図３（Ｂ）のそれと同一であり、フォトダイオード１５６やトランジスタ１５０、１５２、ならびにこれらに接続される基準信号線１４２、出力信号線１４４、リセット信号線１４６、ゲート信号線１４８などの接続関係も同一であるので、説明を割愛する。図３（Ｂ）の等価回路同様、副画素１０８Ｇには図示したトランジスタ１２６や容量素子１３０以外のトランジスタや容量素子、配線を含むことができる。
【００３４】
図４に示した等価回路は、第２の発光素子１５４がトランジスタを介して駆動される点で図３（Ｂ）に示したそれと異なる。したがって、第２の発光素子１５４は、いわゆるアクティブ型の発光素子である。
【００３５】
具体的には、感知素子１１４は、走査線１６０、信号線１６２、トランジスタ１６４、１６６、容量素子１６８、および第２の発光素子１５４を有している。走査線１６０はトランジスタ１６４のゲートに電気的に接続され、トランジスタ１６４のオン―オフを制御するための信号を供給する。トランジスタ１６４の一方の端子は信号線１６２と、他方の端子はトランジスタ１６６のゲートと容量素子１６８の一方の電極と電気的に接続される。信号線１６２には第２の発光素子１５４を制御するための信号が供給され、この信号がトランジスタ１６４を介してトランジスタ１６６のゲートに与えられ、その電位は容量素子１６８によって一定の期間保持される。電流供給線１２４は容量素子１６８の他方の電極、トランジスタ１６６の一方の端子と接続され、トランジスタ１６６の他方の端子は第２の発光素子１５４の一方の電極（画素電極）と電気的に接続される。第２の発光素子１５４の他方の電極（対向電極）は電源線１３４と電気的に接続される。したがって、電流供給線１２４と電源線１３４は、副画素１０８Ｇと感知素子１１４に共有される。ただし、副画素１０８Ｇと感知素子１１４はそれぞれ独立して電流供給線を有してもよい。トランジスタ１６６のゲートに信号が与えられてトランジスタ１６６がオンになると、電流供給線１２４からトランジスタ１６６を介して第２の発光素子１５４へ電流が供給され、第２の発光素子１５４が発光する。
【００３６】
上述したように、第２の発光素子の駆動は、第１の発光素子の駆動と同期していてもよい。この場合の等価回路を図５に示す。図５に示す等価回路は、第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４が、トランジスタ１２８と電源線１３４の間に並列に接続されている点で、図３（Ｂ）の等価回路と異なる。具体的には、第２の発光素子１５４の一方の電極はトランジスタ１２８の他方の電極に接続される。この構成により、第１の発光素子１３２の画素電極と第２の発光素子１５４の画素電極が電気的に接続され、これらの素子は同じタイミングで発光することができる。
【００３７】
［４．フォトダイオードの動作］
図６を用い、図３（Ｂ）に示した等価回路を有する感知素子１１４のフォトダイオード１５６の動作を説明する。
【００３８】
まず、出力信号線１４４の電位をＨ（Ｈｉｇｈ）にしてプレチャージが予め完了した状態で、時刻Ａにおいてリセット信号線１４６の電位をＨ（Ｈｉｇｈ）に設定し、フォトダイオード１５６に順方向のバイアスを印加する。これによりフォトダイオード１５６が導通し、トランジスタ１５０のゲート電位がＨとなる。
【００３９】
次に時刻Ｂにおいて、リセット信号線１４６の電位をＬ（Ｌｏｗ）へ変更し、累積期間をスタートさせる。累積期間では、フォトダイオード１５６のオフ電流に起因し、トランジスタ１５０のゲート電位は下降を始める。フォトダイオード１５６は受光することでオフ電流が増大するため、受光量が増大するほどトランジスタ１５０のゲート電位降下が速くなる。
【００４０】
次に時刻Ｃにおいて、ゲート信号線１４８の電位をＨへ変更する。これにより、選択期間を開始させる。この変更によってトランジスタ１５２がオン状態となり、基準信号線１４２と出力信号線１４４がトランジスタ１５０、１５２を介して導通し、これに伴い、出力信号線１４４の電位が低下し始める。この電位降下の速さは、トランジスタ１５０の端子間の電流（ソース―ドレイン電流）によって決まり、これはトランジスタ１５０のゲート電圧によって決まる。すなわち、この電位降下の速さは、フォトダイオード１５６が受容する光の量で決まる。
【００４１】
時刻Ｄにおいて、ゲート信号線１４８の電位をＬに変更する。これにより、トランジスタ１５２のゲートは浮遊状態となり、出力信号線１４４の電位が一定となる。この時の出力信号線１４４の電位はフォトダイオード１５６が受容する光の量で決まる。したがって、出力信号線１４４の電位を測定することにより、フォトダイオード１５６が受容した光の量を見積もることができる。
【００４２】
［５．断面構造］
図７に、表示装置１００の断面構造を模式的に示す。図７には副画素１０８Ｇ、１０８Ｂの一部、感知素子１１４が示されている。
【００４３】
表示装置１００は、基板１０２上にトランジスタ１２８、およびフォトダイオード１５６を有している。任意の構成として、アンダーコート１８０を基板１０２とトランジスタ１２８、フォトダイオード１５６の間に設けてもよい。アンダーコート１８０は基板１０２から金属イオンなどの不純物が拡散することを防ぎ、トランジスタ１２８やフォトダイオード１５６が汚染されることを防止する機能を有する。
【００４４】
トランジスタ１２８は、半導体膜１８２、ゲート絶縁膜１８４、ゲート１８６、および端子１９２、１９４を有する。図７に示したトランジスタ１２８はトップゲート型のトランジスタであるが、トランジスタ１２８の構造に限定はない。例えばトランジスタ１２８はボトムゲート型でもよく、端子１９２、１９４と半導体膜１８２の上下関係にも限定はない。
【００４５】
表示装置１００は、任意の構成として、層間膜１８８を含むことができる。層間膜１８８はトランジスタ１２６、１２８、１５０、１５２やフォトダイオード１５６に対する保護膜としての機能を有する。図７に示すように、トランジスタ１２８やフォトダイオード１５６を覆うように第１の平坦化膜１９０が設けられており、これにより、トランジスタ１２８やフォトダイオード１５６に起因する凹凸を吸収し、平坦な上面を与えることができる。端子１９２、１９４は第１の平坦化膜１９０上に設けられ、第１の平坦化膜１９０や層間膜１８８、ゲート絶縁膜１８４に設けられる開口部において半導体膜１８２と電気的に接続される。
【００４６】
フォトダイオード１５６は、半導体膜２００と一対の電極２０２と２０４を有している。半導体膜２００はｐ型半導体膜２００ｐ、ｎ型半導体膜２００ｎ、およびこれらに挟まれるｉ型半導体膜２００ｉを有している。ｐ型半導体膜２００ｐにはホウ素イオンなどのｐ型の導電性を付与できる不純物が含まれている。ｎ型半導体膜２００ｎにはリンやヒ素のイオンなどのｎ型の導電性を付与できる不純物が含まれている。ｉ型半導体膜２００ｉには、上述した不純物が含まれていない、あるいはその濃度がｐ型半導体膜２００ｐやｎ型半導体膜２００ｎよりも低い。ｉ型半導体膜２００ｉは、ｐ型半導体膜２００ｐよりも低い濃度でｐ型の導電性を付与できる不純物が含まれていてもよい。フォトダイオード１５６は、ｉ型半導体膜２００ｉで光を受容し、上述した駆動方法に従い、受光量が見積もられる。
【００４７】
図７では、ｉ型半導体膜２００ｉがｐ型半導体膜２００ｐとｎ型半導体膜２００ｎの上に、これらの一部を覆うように設けられているが、ｉ型半導体膜２００ｉ、ｐ型半導体膜２００ｐ、ｎ型半導体膜２００ｎは同一層内に存在してもよい。この場合、ｉ型半導体膜２００ｉ、ｐ型半導体膜２００ｐ、ｎ型半導体膜２００ｎの上面は同一平面となる。あるいは、ｉ型半導体膜２００ｉ、ｐ型半導体膜２００ｐ、ｎ型半導体膜２００ｎが互いに積層してもよい。これらの半導体膜が積層された構造は第９実施形態で述べる。
【００４８】
第１の平坦化膜１９０は半導体膜２００を覆う。電極２０２、２０４は第１の平坦化膜１９０上に設けられ、第１の平坦化膜１９０や層間膜１８８、ゲート絶縁膜１８４に設けられる開口部においてそれぞれｐ型半導体膜２００ｐ、ｎ型半導体膜２００ｎと電気的に接続される。任意の構成として、表示装置１００には、フォトダイオード１５６の上に、ｉ型半導体膜２００ｉと重なるように、遮光膜２０６を設けることができる。これにより、対向基板１０４側から入射される光を遮蔽することができる。遮光膜２０６は電気的にフローティングでもよい。
【００４９】
図７に示すように、第１の平坦化膜１９０上には、電流供給線１４０を設けることができる。この場合、電流供給線１４０と遮光膜２０６は同一の層内に存在することができる。電流供給線１４０は層間膜１８８と第１の平坦化膜１９０の間、あるいは後述する第２の平坦化膜１９６上に設けることも可能である。
【００５０】
表示装置１００は、端子１９２、１９４、電流供給線１４０、電極２０２、２０４、遮光膜２０６上に第２の平坦化膜１９６を有してもよい。第２の平坦化膜１９６は、これより下に設けられる種々の素子に起因する凹凸を吸収し、平坦な上面を与える機能を有する。
【００５１】
第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４の画素電極２１０、２３０が第２の平坦化膜１９６上に設けられる。これらは第２の平坦化膜１９６に設けられる開口部においてそれぞれ端子１９４、電流供給線１４０と電気的に接続される。これにより、画素電極２１０がトランジスタ１２８と電気的に接続される。
【００５２】
ここで副画素１０８Ｇの画素電極２１０は、可視光を反射する反射電極として機能するように構成することができる。これにより、第１の発光素子１３２内の発光層２１６で得られる光は画素電極２１０において反射し、図中矢印２３４で示すように、対向電極２２０および対向基板１０４を通して取り出すことができる。一方、第２の発光素子１５４の画素電極２３０は可視光を透過する光透過電極として機能するよう構成することができる。これにより、第２の発光素子１５４内の発光層２１６で得られる光は画素電極２３０を透過し、図中矢印２３６で示したように、基板１０２を通して取り出すことができる。すなわち、副画素１０８Ｇと感知素子１１４では、光の射出方向を互いに逆にすることが可能である。
【００５３】
図７では、画素電極２１０、２３０はそれぞれ単層構造を有するように描かれているが、これらは複数の層から形成されていてもよい。例えば図８（Ａ）に示すように、画素電極２１０は、可視光を反射可能な第１の層２１０＿１と、可視光を透過可能な第２の層２１０＿２を第１の層２１０＿１の上に有していてもよい。第１の層２１０＿１は例えばチタンやアルミニウム、銀、マグネシウムなどの金属、あるいはこれらを含む合金を含有することができ、高い光反射性を画素電極２１０に付与するのみならず、端子１９４と画素電極２１０との電気的接触の劣化を防ぐことが可能である。第１の層２１０＿１は、上記金属の積層構造を有してもよく、例えばチタンとアルミニウムの積層構造を含むことができる。一方、第２の層２１０＿２は、インジウム―スズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム―亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの可視光を透過可能な導電性酸化物を含むことができる。導電性酸化物を用いることで、画素電極２１０上に設けられるＥＬ層２１２へのキャリア注入障壁を低減することができる。
【００５４】
一方、第２の発光素子１５４では、画素電極２３０は導電性酸化物を用いて形成することができる。あるいは、銀やマグネシウム、アルミニウム、白金、パラジウム、金、ニッケルイリジウム、クロムなどの金属やこれらの合金を含む膜を、可視光が透過できる厚さ（２ｎｍから３０ｎｍ、あるいは３ｎｍから２０ｎｍ）で形成し、画素電極２３０を構成してもよい。あるいは図８（Ｂ）に示すように、第２の平坦化膜１９６の開口部を覆うように金属を含む第１の層２３０＿１を設け、それと電気的に接続されるように、かつ第２の平坦化膜１９６と接するように、導電性酸化物を含む第２の層２３０＿２を設けてもよい。第１の層２３０＿１は、画素電極２１０の第１の層２１０＿１と同様の構成を有してもよい。これにより、電流供給線１４０と画素電極２３０との電気的接触の劣化を防ぐこと、およびＥＬ層２１２へのキャリア注入障壁の低減が可能である。
【００５５】
画素電極２１０、２３０、および第２の平坦化膜１９６上には隔壁１９８が設けられる（図７）。隔壁１９８は画素電極２１０、２３０の端部を覆うことで、これらに起因する凹凸を吸収することができる。隔壁１９８は絶縁膜であり、その開口部において画素電極２１０や２３０が露出する。
【００５６】
画素電極２１０、２３０、および隔壁１９８を覆うように、ＥＬ層２１２が設けられ、ＥＬ２１２上にはさらに、対向電極２２０が設けられる。ＥＬ層２１２は複数の層から構成されることができ、例えばキャリア注入層、キャリア輸送層、発光層、キャリア阻止層、励起子阻止層などを適宜選択して組み合わせることができる。図７では、第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４において、代表的な層としてキャリア注入／輸送層２１４、発光層２１６、キャリア注入／輸送層２１８が順次積層された構造が示されている。
【００５７】
画素電極２１０、２３０、および対向電極２２０からＥＬ層２１２へキャリアが注入され、発光層２１６においてキャリアの再結合が生じ発光に至る。したがって、発光はＥＬ層２１２が画素電極２１０、２３０、および対向電極２２０の両者と接する領域で生じる。すなわち、第１の発光素子１３２の発光領域は画素電極２１０が隔壁１９８から露出した領域である。同様に、第２の発光素子１５４の発光領域は画素電極２３０が隔壁１９８から露出した領域である。上述したように、感知素子１１４に隣接する副画素（図７では副画素１０８Ｇ）の発光領域は、感知素子１１４の発光領域よりも大きくすることができる。
【００５８】
図７に示したように、互いに隣接する副画素１０８（図７では副画素１０８Ｇと１０８Ｂ）では、互いに異なる発光層２１６、２１７を有することができる。これにより、隣接する副画素１０８間で異なる発光色を得ることができる。一方、副画素１０８Ｇの第１の発光素子１３２と感知素子１１４の第２の発光素子１５４は、同一の構造を有してもよい。第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４の構造が互いに異なる場合でも、図７に示すように、たとえば一つの発光層２１６を共有することができる。この場合、発光層２１６は、副画素１０８Ｇから隔壁１９８上を経由して感知素子１１４にわたって形成される。第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４が同一の発光層２１６を有する場合、同一の発光色を得ることができる。
【００５９】
対向電極２２０は、第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４に共有されるように形成することができる。対向電極２２０には、導電性酸化物を含む膜、あるいは画素電極２１０や２３０で使用可能な金属を含み、かつ可視光が透過できる厚さを有する膜を用いることができる。第２の発光素子１５４からの発光を選択的に基板１０２を通して取り出すため、反射電極２３２をＥＬ層２１２と対向電極２２０との間、あるいは対向電極２２０の上に設けてもよい。反射電極２３２は、アルミニウムや銀などの金属を含むことができる。
【００６０】
表示装置１００は、任意の構成として、対向電極２２０の上にパッシベーション膜２４０を有することができる。パッシベーション膜２４０は外部から水や酸素などの不純物が第１の発光素子１３２や第２の発光素子１５４へ浸入することを防ぐ機能を有する。図７に示すように、パッシベーション膜２４０は例えば第１の層２４２、第２の層２４４、第３の層２４６を含む多層膜として形成することができる。第１の層２４２と第３の層２４６はケイ素を含む無機化合物を含有することができる。一方、第２の層２４４はエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの有機化合物を含むことができる。
【００６１】
表示装置１００にはさらに、第１の発光素子１３２、第２の発光素子１５４上に、接着層２５０を介して対向基板１０４が設けられる。対向基板１０４は、基板１０２と同様の材料を含むことができる。
【００６２】
上述したように、副画素１０８Ｇや１０８Ｂから出射される光は対向基板１０４を通して取り出されるのに対し、感知素子１１４から出射される光は基板１０２を通して取り出される。前者の発光は映像の提供に寄与する。後者の光は、表示装置１００外の物体２３８と反射して表示装置１００へ戻るとき、フォトダイオード１５６のｉ型半導体膜２００ｉへ入射される。また上述したように、表示装置１００のフォトダイオード１５６は、受容した光の量を見積もることができる。このため、表示装置１００は、一方の面で映像を再現できるとともに、他方の面で外部の物体２３８の存在やその動きを感知することができ、タッチパネルが搭載された表示装置として機能することができる。
【００６３】
フォトダイオード１５６による物体の感知は光で行われるため、表示装置１００と物体２３８の物理的な接触の有無にかかわらず、物体２３８を感知することができる。このため、例えば表示装置１００の基板１０２を皮膚などに近づける、あるいは接触させることにより、生体情報を取り込むこともできる。例えば個々の生体が有する指紋や掌紋、静脈などに関する情報を取得することができるため、生体認証デバイスとして表示装置１００を利用することができる。特に基板１０２や対向基板１０４を可撓性を有する基板を用いて表示装置１００を作製した場合、表示装置１００をウェアラブルデバイスとして利用することができ、生体が有する種々の動的な情報（例えば脈波など）を随時モニターすることができる。例えばウェアラブルデバイスとして表示装置１００を腕などに装着すれば、表示装置１００の一方の面を画像を表示する腕時計として機能させると同時に、他方の面を脈波などの生体情報を取得するためのデバイスとして機能させることができる。この場合、第２の発光素子１５４から出射される光が生体中の血管に吸収され、血管の容積変化に伴う吸収量の変化がフォトダイオード１５６によって測定される。
【００６４】
さらに本実施形態で示した表示装置１００では、後述するように、副画素１０８Ｒ、１０８Ｂ、１０８Ｇと、感知素子１１４を一連の工程で作製することができる。例えば図７に例示した表示装置１００では、第１の発光素子１３２を制御するトランジスタ１２８と、感知素子１１４に設けられるフォトダイオード１５６を一連の工程を通じて作製することができる。また、第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４も同時に形成することができる。したがって、部品数が大幅に削減され、かつ、映像を再現する機能と生体情報を取得する機能を併せ持つ表示装置を低コストで製造することが可能となる。
【００６５】
（第２実施形態）
本実施形態では、表示装置１００の作製方法を、図９乃至図１８を用いて説明する。本実施形態では、表示装置１００は可撓性を有する表示装置として記述する。図９乃至図１８は図７に対応する、表示装置１００の断面模式図である。第１実施形態と同様の構成に関しては、説明を割愛することがある。
【００６６】
［１．トランジスタ、フォトダイオード］
図９（Ａ）に示すように、支持基板１７０上にベースフィルム１７２を形成する。支持基板１７０は、トランジスタ１２６や１２８、フォトダイオード１５６、第１の発光素子１３２、第２の発光素子１５４などの素子を支持する。したがって、これらの素子の形成のためのプロセス温度に対する耐熱性やプロセス中で使用する薬品に対して化学的安定性があればよい。具体的には、支持基板１７０はガラスや石英、あるいはセラミックや金属を含むことができる。支持基板１７０は必ずしも可撓性を有する必要はなく、実質的に湾曲しない程度の硬さを有していてもよい。表示装置１００に可撓性を付与しない場合には、支持基板１７０は基板１０２として機能するため、可視光を透過できるガラスや石英を含むことが好ましい。
【００６７】
ベースフィルム１７２は可撓性を有する基板として機能し、例えばポリイミドやポリアミド、ポリカーボナートなどを用い、インクジェット法、スピンコート法、ディップコーティング法などの湿式成膜法、あるいはラミネート法などを適用して作製することができる。
【００６８】
次に図９（Ａ）に示すように、ベースフィルム１７２上にアンダーコート１８０を形成する。アンダーコート１８０は支持基板１７０やベースフィルム１７２からアルカリ金属などの不純物がトランジスタ１２６、１２８、１５０、１５２やフォトダイオード１５６などへ拡散することを防ぐ機能を有する膜であり、窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機絶縁体を含むことができる。アンダーコート１８０は化学気相成長法（ＣＶＤ法）やスパッタリング法などを適用して単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。ベースフィルム１７２中の不純物濃度が低い場合、アンダーコート１８０は設けない、あるいはベースフィルム１７２の一部だけを覆うように形成してもよい。
【００６９】
次に半導体膜１８２、２００を形成する（図９（Ｂ））。前者はトランジスタ１２８の活性層を構成し、後者はフォトダイオード１５６に含まれる。この段階では、フォトダイオード１５６に含まれる半導体膜２００のうち、ｐ型半導体膜２００ｐとｎ型半導体膜２００ｎを与える半導体膜２００を形成する。半導体膜１８２、２００は例えばケイ素などの１４族元素を含むことができる。半導体膜１８２、２００は酸化物半導体を含んでもよいが、可視光に対する吸収性を考慮すると、半導体膜２００は１４族元素を含むことが好ましい。酸化物半導体としては、インジウムやガリウムなどの第１３族元素を含むことができ、例えばインジウムとガリウムの混合酸化物（ＩＧＯ）が挙げられる。酸化物半導体はさらに１２族元素を含んでもよく、一例としてインジウム、ガリウム、および亜鉛を含む混合酸化物（ＩＧＺＯ）が挙げられる。半導体膜１８２、２００の結晶性に限定はなく、単結晶、多結晶、微結晶、あるいはアモルファスでもよい。半導体膜１８２、２００内でこれらのモルフォロジーが混在していてもよい。
【００７０】
半導体膜１８２、２００がケイ素を含む場合、半導体膜１８２、２００は、シランガスなどを原料として用い、ＣＶＤ法によって形成すればよい。得られるアモルファスシリコンに対して加熱処理、あるいはレーザなどの光を照射することで結晶化を行ってもよい。半導体膜１８２、２００が酸化物半導体を含む場合、半導体膜１８２、２００はスパッタリング法などを利用して形成することができる。
【００７１】
次に半導体膜１８２、および半導体膜２００の一方を覆うようにレジストマスク１７４を形成する。その後ホウ素イオンなどのｐ型の導電性を付与する不純物を、イオン注入法やドーピング法を用いて半導体膜２００に添加し、ｐ型半導体膜２００ｐを形成する（図９（Ｃ））。
【００７２】
引き続き、レジストマスク１７４を除去し、半導体膜１８２とｐ型半導体膜２００ｐを覆うレジストマスク１７６を形成する（図１０（Ａ））。露出した半導体膜２００に対し、リンやヒ素のイオンなど、ｎ型の導電性を付与する不純物を添加し、ｎ型半導体膜２００ｎを形成する（図１０（Ｂ））。
【００７３】
レジストマスク１７６を除去した後、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用い、ｐ型半導体膜２００ｐとｎ型半導体膜２００ｎの一部を覆うようにｉ型半導体膜２００ｉを形成する（図１０（Ｂ））。引き続き、半導体膜１８２、２００を覆うゲート絶縁膜１８４を形成する。ゲート絶縁膜１８４は単層構造、積層構造のいずれの構造を有していてもよく、アンダーコート１８０と同様の手法で形成することができる。
【００７４】
次に、図１０（Ｃ）に示すように、スパッタリング法やＣＶＤ法を用いてゲート絶縁膜１８４上にゲート１８６を形成する。ゲート１８６はチタンやアルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、タンタルなどの金属やその合金などを用い、単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。例えばチタンやタングステン、モリブデンなどの比較的高い融点を有する金属でアルミニウムや銅などの導電性の高い金属を挟持する構造を採用することができる。副画素１０８が図３（Ａ）、（Ｂ）で示した等価回路を有する場合、ゲート１８６は映像信号線１２２や電流供給線１２４と同時に形成することが可能である。したがって、ゲート１８６は映像信号線１２２や電流供給線１２４と同一の層に存在することができる。図示しないが、ゲート１８６をマスクとして用い、半導体膜１８２に対しドーピングを行い、ソース領域やドレイン領域を形成してもよい。
【００７５】
次にゲート１８６上に層間膜１８８、および第１の平坦化膜１９０を形成する（図１１（Ａ））。層間膜１８８は単層構造、積層構造のいずれの構造を有していてもよく、アンダーコート１８０と同様の手法で形成することができる。第１の平坦化膜１９０は有機絶縁体で形成することができる。有機絶縁体としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナート、ポリシロキサンなどの高分子材料が挙げられ、上述した湿式成膜法などによって形成することができる。
【００７６】
次に、層間膜１８８と第１の平坦化膜１９０、およびゲート絶縁膜１８４に対してエッチングを行い、半導体膜１８２、２００を露出する開口部を形成する（図１１（Ｂ））。開口部は、例えばフッ素含有炭化水素を含むガス中でプラズマエッチングを行うことで形成することができる。その後、スパッタリング法やＣＶＤ法を用い、開口部を覆うように金属膜を形成し、引き続いてエッチングによって金属膜を加工することにより、第１の平坦化膜１９０上に、トランジスタ１２８の端子１９２、１９４、フォトダイオード１５６の電極２０２、２０４を形成する。金属膜は、ゲート１８６と同様の構造を有することができる。この時、遮光膜２０６や電流供給線１４０も同時に形成してもよい（図１２（Ａ））。
【００７７】
以上のプロセスにより、トランジスタ１２８、フォトダイオード１５６が形成される。上述したように、トランジスタ１２８とフォトダイオード１５６は、一連の工程により形成することができる。
【００７８】
［２．発光素子］
引き続き、第２の平坦化膜１９６を端子１９２、１９４や電極２０２、２０４上に形成する（図１２（Ａ））。第２の平坦化膜１９６は、第１の平坦化膜１９０と同様の手法によって形成することができる。
【００７９】
この後、第２の平坦化膜１９６に対してエッチングを行い、端子１９４、ならびに電流供給線１４０を露出する（図１２（Ｂ））。エッチングは、第１の平坦化膜１９０に対するエッチングと同様の方法で行えばよい。
【００８０】
引き続き、第１の発光素子１３２、ならびに第２の発光素子１５４の画素電極２１０、２３０を、それぞれ端子１９４、電流供給線１４０と接続されるように形成する（図１３（Ａ））。画素電極２１０、２３０が図８（Ａ）、（Ｂ）で示すような二層構造になっている場合、第１の層２１０＿１、２３０＿１を銀やアルミニウム、マグネシウム、チタン、あるいはこれらの合金を用いてＣＶＤ法やスパッタリング法、蒸着法などによって形成し、引き続きＩＴＯやＩＺＯをスパッタリングすることによって第２の層２１０＿２、２３０＿２を形成すればよい。
【００８１】
次に、画素電極２１０、２３０の端部を覆うように、隔壁１９８を形成する（図１３（Ａ））。隔壁１９８により、隣接する第１の発光素子１３２の画素電極２１０同士、あるいは画素電極２１０と第２の発光素子１５４の画素電極２３０を互いに電気的に絶縁することができる。隔壁１９８はエポキシ樹脂やアクリル樹脂などを用い、湿式成膜法で形成することができる。
【００８２】
次に第１の発光素子１３２、第２の発光素子１５４のＥＬ層２１２、および対向電極２２０を形成する。ここでは、キャリア注入／輸送層２１４を副画素１０８Ｇ、１０８Ｂの第１の発光素子１３２と感知素子１１４の第２の発光素子１５４に共有されるように、画素電極２１０、２３０および隔壁１９８の上に形成する（図１３（Ｂ））。キャリア注入／輸送層２１４としては、ホール注入性、輸送性の高い材料を用いることができる。キャリア注入／輸送層２１４は、単層構造、あるいは積層の構造を有することができる。キャリア注入／輸送層２１４は、湿式法、あるいは蒸着法などを用いて形成すればよい。
【００８３】
その後、副画素１０８Ｇの画素電極２１０と第２の発光素子１５４の画素電極２３０、および副画素１０８Ｇと第２の発光素子１５４の間の領域に存在する隔壁１９８と重なるように、発光層２１６をキャリア注入／輸送層２１４上に形成する（図１４（Ａ））。これにより、副画素１０８Ｇの第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４は同一の発光層２１６を共有し、同一の色で発光することができる。発光色は、たとえば緑色である。
【００８４】
一方、副画素１０８Ｂでは、発光層２１６とは異なる材料を含む発光層２１７をキャリア注入／輸送層２１４上に形成することができる（図１４（Ａ））。これにより、副画素１０８Ｇ、１０８Ｂは互いに異なる色を与えることができる。副画素１０８Ｂが与える光の色は、例えば青色である。このように、隣接する副画素１０８Ｂ、１０８Ｂで異なる色を与えるようにするには、メタルマスクを用いて一方の副画素１０８を遮蔽しながら、各発光層２１６、２１７を蒸着によって形成すればよい。あるいはインクジェット法を用い、目的とする副画素１０８に発光層２１６、２１７に含まれる材料の溶液、あるいは懸濁液ををそれぞれ吐出すればよい。
【００８５】
その後、発光層２１６、２１７の上に、湿式法、あるいは蒸着法を用いてキャリア注入／輸送層２１８を形成する（図１４（Ｂ））。キャリア注入／輸送層２１８は、電子注入性、輸送性の高い材料を含むことができ、単層構造、あるいは積層の構造を有することができる。図１４（Ｂ）に示すように、キャリア注入／輸送層２１８も副画素１０８Ｂ、１０８Ｇの第１の発光素子１３２、第２の発光素子１５４に共有されてもよい。
【００８６】
引き続き、対向電極２２０を形成する（図１４（Ｂ））。対向電極２２０は可視光に対して透過性を有し、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの透明性を有する導電性酸化物を含むことができる。この場合、対向電極２２０はスパッタリング法によって形成することができる。あるいは対向電極２２０は、アルミニウムや銀、マグネシウム、白金、パラジウム、金、ニッケル、イリジウム、クロムなどの金属を可視光を透過する程度の厚さで、蒸着することにより形成してもよい。これにより、第１の発光素子１３２で得られる発光を、対向電極２２０を通して取り出すことができる。
【００８７】
一方、第２の発光素子１５４は、画素電極２３０を通して発光が取り出されるように構成されるため、反射電極２３２を対向電極２２０上に形成する（図１５（Ａ））。反射電極２３２は可視光に対する反射性が高い金属を用いることができ、金属として、例えばアルミニウムや銀などが挙げられる。図１５（Ａ）に示すように、反射電極２３２と対向電極２２０は互いに物理的に、電気的に接することが可能であるが、反射電極２３２と対向電極２２０の間に、他の導電膜などを設けてもよい。なお、図示しないが、反射電極２３２が対向電極２２０によって覆われるように、反射電極２３２を対向電極２２０よりも先に形成してもよい。
【００８８】
以上の工程により、第１の発光素子１３２、第２の発光素子１５４が同一のプロセスによって形成される。
【００８９】
［３．パッシベーション膜］
この後、パッシベーション膜２４０を形成してもよい。例えば図１５（Ｂ）に示すように、まず第１の層２４２を対向電極２２０、および反射電極２３２上に形成する。第１の層２４２は、例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機材料を含むことができ、アンダーコート１８０と同様の手法で形成することができる。
【００９０】
引き続き第２の層２４４を形成する。第２の層２４４は、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリシロキサン、ポリイミド、ポリエステルなどを含む有機樹脂を含むことができる。また、図１５（Ｂ）に示すように、隔壁１９８に起因する凹凸を吸収するよう、また、平坦な面を与えるような厚さで第２の層２４４を形成してもよい。第２の層は湿式成膜法によって形成することもできるが、上記高分子材料の原料となるオリゴマーを減圧下で霧状あるいはガス状にし、これを第１の層２４２に吹き付けて、その後オリゴマーを重合することによって形成してもよい。
【００９１】
その後、第３の層２４６を形成する（図１５（Ｂ））。第３の層２４６は、第１の層２４２と同様の構造を有し、同様の方法で形成することができる。パッシベーション膜２４０を形成することで、不純物が表示装置１００内へ侵入することを防ぎ、第１の発光素子１３２、第２の発光素子１５４の信頼性を向上させることができる。
【００９２】
以上の工程により、パッシベーション膜２４０が形成される。
【００９３】
［４．剥離工程］
次に剥離工程を行い、支持基板１７０をベースフィルム１７２から剥離し、可撓性を表示装置１００に付与する。具体的には、図１６に示すように、パッシベーション膜２４０上に接着層２５０を介して対向基板１０４を接着する。このとき、ポリイミドやポリエステル、ポリシロキサンなどの高分子材料を含む可撓性を有する基板を対向基板１０４として用いる。表示装置１００に可撓性を付与しない場合、対向基板１０４としてガラス基板や石英基板を用設けることで表示装置１００が得られる。対向基板１０４にタッチパネルの機能を持たせてもよい。また、対向基板１０４を設けない構造にしてもよい。対向基板１０４を設けない構造の場合、パッシベーション膜２４０上に円偏光板や樹脂で形成された保護フィルムを設けてもよい。
【００９４】
対向基板１０４を設けた後、支持基板１７０をベースフィルム１７２から剥離する。具体的には、例えば支持基板１７０側からレーザなどの光を照射し、支持基板１７０とベースフィルム１７２間の接着性を低下させる（図１６）。必要であれば、フォトダイオード１５６を遮光しながら光照射を行ってもよい。その後物理的な力を用い、接着力が低下した支持基板１７０―ベースフィルム１７２間の界面で支持基板１７０をベースフィルム１７２から剥離する（図１７）。ベースフィルム１７２と対向基板１０４の可撓性に起因し、得られる表示装置１００も可撓性を有することができ、フレキシブルな表示装置１００が得られる。なお、必要に応じ、ベースフィルム１７２の下に別途第２の基板２５２を接着し、表示装置１００を補強してもよい（図１８）。第２の基板２５２は可撓性を有する樹脂基板であり、例えばポリイミドやポリアミド、ポリカーボナートによって形成される。対向基板１０４はタッチパネルの機能を持たせてもよい。
【００９５】
以上のプロセスにより、可撓性の表示装置１００を作製することができる。表示装置１００の可撓性により、表示装置１００をはウェアラブルデバイスとして使用することができる。
【００９６】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態とは異なる構造を有する表示装置３００に関し、図１９を用いて説明する。第１、第２実施形態と同一の構成に関しては説明を割愛することがある。
【００９７】
図１９に示す表示装置３００は、対向電極２２０が第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４に共有されていないこと、および、反射電極２３２が感知素子１１４においてＥＬ層２１２と直接接している点で表示装置１００と異なる。したがって、対向電極２２０は第２の発光素子１５４の発光領域において画素電極２３０と重ならない。また、対向電極２２０と反射電極２３２の間において、パッシベーション膜２４０の第１の層２４２がＥＬ層２１２と接してもよい。図示していないが、対向電極２２０と反射電極２３２は電気的に接続されており、同一の電位が印加されるように構成されもよい。
【００９８】
表示装置１００では、ＥＬ層２１２と反射電極２３２間に透光性の画素電極２３０が含まれる。このため第２の発光素子１５４では、発光層２１６から出射され、反射電極２３２で反射して取り出される光の光路長が、第１の発光素子１３２の発光層２１６から出射され、画素電極２３０で反射して取り出される光の光路長よりも大きくなる。この差は特に、第１の発光素子１３２において反射面がＥＬ層２１２と画素電極２１０との界面になる場合に顕著となる。このため、第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４において光の干渉効果に差が生じ、発光色に大きな相違をもたらすことがある。
【００９９】
これに対して表示装置３００では、第２の発光素子１５４の光路長を第１の発光素子１３２の光路長とほぼ同一となるように調整することができるため、同一、あるいはほぼ同一の発光色で第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４を発光させることができる。
【０１００】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１乃至第３実施形態とは異なる構造を有する表示装置３１０に関し、図２０を用いて説明する。第１乃至第３実施形態と同一の構成に関しては説明を割愛することがある。
【０１０１】
表示装置３１０が表示装置１００、３００と異なる点は、反射電極２３２が第２の発光素子１５４に設けられない点、および、第２の発光素子１５４から射出される光を基板１０２側へ反射させる反射膜２６０が第２の発光素子１５４の上に、第２の発光素子１５４から離れて設けられている点である。これにより、矢印２３６で示すように、第２の発光素子１５４の発光層２１６から出射した光は、対向電極２２０を通過したのちに反射膜２６０によって反射し、その後第２の発光素子１５４を通過し、基板１０２を通して取り出される。図２０に示すように、反射膜２６０は対向基板１０４と接するように設けてもよく、あるいはパッシベーション膜２４０の第３の層２４６と接するように設けてもよい。したがって、反射膜２６０は対向電極２２０から電気的に独立していてもよい。反射膜２６０を対向基板１０４と接するように設ける場合には、反射膜２６０はスクリーン印刷で形成することも可能である。
【０１０２】
表示装置３１０では、反射電極２３２を蒸着で形成する場合のメタルマスクの精密なアライメントが不要であるため、より簡便に低コストで表示装置を製造することが可能である。
【０１０３】
（第５実施形態）
本実施形態では、第１乃至第４実施形態とは異なる構造を有する表示装置３２０に関し、図２１を用いて説明する。第１乃至第４実施形態と同一の構成に関しては説明を割愛することがある。
【０１０４】
表示装置３２０は、第２の発光素子１５４がトランジスタ１６６によって駆動されている点が表示装置１００と異なる。したがって表示装置３２０では、第２の発光素子１５４を用いても高精細な画像を再現することができる。
【０１０５】
（第６実施形態）
本実施形態では、第１乃至第５実施形態とは異なる構造を有する表示装置３３０に関し、図２２を用いて説明する。第１乃至第５実施形態と同一の構成に関しては説明を割愛することがある。
【０１０６】
図２２に示す表示装置３３０は、第２の発光素子１５４からの発光が、基板１０２からのみだけでなく、対向基板１０４からも取り出される点で、対向基板１０４を設けない構造ではパッシベーション膜２４０の側からも取出される点で、表示装置３２０と異なる。したがって、表示装置３２０の反射電極２３２や遮光膜２０６は設置する必要がない。このため、矢印２３５で示すように、第２の発光素子１５４から対向基板１０４を通して出射した光が外部の物体２３８で反射した光をフォトダイオード１５６によって感知することができる。したがって、基板１０２側のみならず、対向基板１０４側にもタッチパネルとしての機能を付与することができ、ウェアラブルデバイスとしての用途を拡大することが可能である。なお、矢印２３５で示す光と矢印２３６で示す光との両方を第２の発光素子１５４から取り出す構造でもよいし、矢印２３５で示す光のみを第２の発光素子１５４から取り出す構造でもよい。
【０１０７】
（第７実施形態）
本実施形態では、第１乃至第６実施形態とは異なる構造を有する表示装置３４０に関し、図２３を用いて説明する。第１乃至第６実施形態と同一の構成に関しては説明を割愛することがある。
【０１０８】
表示装置３４０は、第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４が同期して発光する点で、表示装置１００、３００、３１０、３２０、３３０と異なる。具体的には、第２の発光素子１５４の画素電極２３０はトランジスタ１２８の端子１９４と電気的に接続され、画素電極２１０と同じタイミングで、同じ電圧が印加される。したがって、基板１０２側の表示を対向基板１０４側で容易に確認することができる。
【０１０９】
（第８実施形態）
本実施形態では、第１乃至第７実施形態とは異なる構造を有する表示装置３５０に関し、図２４を用いて説明する。第１乃至第７実施形態と同一の構成に関しては説明を割愛することがある。
【０１１０】
表示装置３５０は、第１の発光素子１３２からの発光が基板１０２を通して取り出される点、第２の発光素子１５４からの発光が対向基板１０４を通して取り出される点で、表示装置１００、３００、３１０、３２０、３３０、３４０と異なる。したがって、画素電極２１０は可視光を透過するように構成され、一方、画素電極２３０は可視光を反射するように構成される。一方、第１の発光素子１３２のＥＬ層２１２の上には、可視光を透過可能な対向電極２２０を介し、可視光を反射可能な反射電極２３２が設けられる。第２の発光素子１５４のＥＬ層２１２の上には、対向電極２２０が配置されるが、反射電極２３２は設けられない。図示しないが、副画素１０８Ｂや１０８Ｇにおいて、反射電極２３２がＥＬ層２１２と接し、その上に対向電極２２０が設けられてもよい。
【０１１１】
遮光膜２０６はフォトダイオード１５６の上には設置しなくてもよい。一方、フォトダイオード１５６の下に遮光膜２０６を設けてもよい。遮光膜２０６は、図２４に示すように基板１０２と接するように設けられてもよく、アンダーコート１８０を複数の層で構成し、これら複数の層の間に位置するように設けてもよい。表示装置３５０では、遮光膜２０６はトランジスタ１２８の端子１９２、１９４や電流供給線１４０とは異なる工程で形成される。このため、遮光膜２０６はこれらの端子１９２、１９４や電流供給線１４０とは異なる材料で形成することができる。例えば遮光膜２０６は、クロムやモリブデンなど比較的反射率の低い金属、あるいは樹脂材料に黒色又はそれに準ずる着色材を含有させたものを用いて形成してもよい。
【０１１２】
このような構成を有する表示装置３５０は、可撓性を付与する際に有利である。これは、支持基板１７０とベースフィルム１７２間の接着力を低減するための光照射において、フォトダイオード１５６が遮光膜２０６によって保護されるためであり、光照射によるフォトダイオード１５６の劣化を防止することが可能である。
【０１１３】
（第９実施形態）
本実施形態では、第１乃至第８実施形態とは異なる構造を有する表示装置３６０に関し、図２５を用いて説明する。第１乃至第８実施形態と同一の構成に関しては説明を割愛することがある。
【０１１４】
表示装置３６０は、フォトダイオード１５６が縦型の構成を有している点で、表示装置３５０と異なる。具体的には図２５に示すように、フォトダイオード１５６は、電極２０２と、その上に積層されたｐ型半導体膜２００ｐ、ｉ型半導体膜２００ｉ、ｎ型半導体膜２００ｎ、および電極２０４を有している。図２５ではｐ型半導体膜２００ｐの上にｉ型半導体膜２００ｉ、その上にｎ型半導体膜２００ｎが積層されているが、積層の順番はこれに限られず、ｎ型半導体膜２００ｎの上にｉ型半導体膜２００ｉを介してｐ型半導体膜２００ｐが設けられていてもよい。
【０１１５】
フォトダイオード１５６の電極２０２は配線２８０を介してトランジスタ１５０のゲートと接続される。配線２８０の一部はトランジスタ１５０のゲートとして機能することができる。
【０１１６】
図２５に示すように、フォトダイオード１５６は、第１の平坦化膜１９０の上に、フォトダイオード１５６を駆動するトランジスタ１５０と重なるように設けることができる。このため、感知素子１１４の大きさを小さくすることができ、表示装置１００の小型化が可能となる。
【０１１７】
（第１０実施形態）
本実施形態では、第１乃至第９実施形態とは異なる構造を有する表示装置３７０に関し、図２６、２７を用いて説明する。第１乃至第９実施形態と同一の構成に関しては説明を割愛することがある。
【０１１８】
表示装置３７０は、第１の発光素子１３２と第２の発光素子１５４の出射方向が同一である点で、表示装置１００と異なる。具体的には図２６の矢印２３４、２３５に示すように、第１の発光素子１３２、第２の発光素子１５４を、いずれも対向基板１０４から光が取り出されるように構成することができる。この場合、第１の発光素子１３２、第２の発光素子１５４の画素電極２１０、２３０はいずれも可視光を反射できるように構成すればよい。図示していないが、第１の発光素子１３２、第２の発光素子１５４がともに基板１０２を通して発光が取り出されるように、表示装置３７０を構成してもよい。
【０１１９】
表示装置３７０は、任意の構成として、図２７に示すように、フォトダイオード１５６の下に遮光膜２０６を備えることができる。これによりフォトダイオード１５６は、対向基板１０４から入射される光のみを選択的に感知することができる。また、基板１０２を光を透過させない基板にしてもよい。基板１０２のフォトダイオード１５６とは反対側の面に、光を透過させないフィルムや金属膜を配置してもよい。
【０１２０】
表示装置３７０では、映像の再現と光の感知の両方を対向基板１０４側で行う。このため、情報の入力を表示装置３７０の画面を通して行うことができ、また、ユーザが直接画面に触れることでユーザの生体情報を取得することも可能である。
【０１２１】
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の構成に対し、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略、もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【０１２２】
本明細書においては、開示例として主に発光素子を有する表示装置の場合を例示したが、他の適用例として、その他の自発光型表示装置、液晶表示装置、あるいは電気泳動素子などを有する電子ペーパ型表示装置など、あらゆるフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能である。
【０１２３】
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【０１２４】
１００：表示装置、１０２：基板、１０４：対向基板、１０６：画素、１０６＿１：第１の画素、１０６＿２：第２の画素、１０８：副画素、１０８Ｂ：副画素、１０８Ｇ：副画素、１０８Ｒ：副画素、１１０：駆動回路、１１２：端子、１１４：感知素子、１２０：走査線、１２２：映像信号線、１２４：電流供給線、１２６：トランジスタ、１２８：トランジスタ、１３０：容量素子、１３２：第１の発光素子、１３４：電源線、１４０：電流供給線、１４２：基準信号線、１４４：出力信号線、１４６：リセット信号線、１４８：ゲート信号線、１５０：トランジスタ、１５２：トランジスタ、１５４：第２の発光素子、１５６：フォトダイオード、１６０：走査線、１６２：信号線、１６４：トランジスタ、１６６：トランジスタ、１６８：容量素子、１７０：支持基板、１７２：ベースフィルム、１７４：レジストマスク、１７６：レジストマスク、１８０：アンダーコート、１８２：半導体膜、１８４：ゲート絶縁膜、１８６：ゲート、１８８：層間膜、１９０：第１の平坦化膜、１９２：端子、１９４：端子、１９６：第２の平坦化膜、１９８：隔壁、２００：半導体膜、２００ｉ：ｉ型半導体膜、２００ｎ：ｎ型半導体膜、２００ｐ：ｐ型半導体膜、２０２：電極、２０４：電極、２０６：遮光膜、２１０：画素電極、２１０＿１：第１の層、２１０＿２：第２の層、２１２：ＥＬ層、２１４：キャリア注入／輸送層、２１６：発光層、２１７：発光層、２１８：キャリア注入／輸送層、２２０：対向電極、２３０：素電極、２３０＿１：第１の層、２３０＿２：第２の層、２３２：反射電極、２３４：矢印、２３５：矢印、２３６：矢印、２３８：物体、２４０：パッシベーション膜、２４２：第１の層、２４４：第２の層、２４６：第３の層、２５０：接着層、２５２：第２の基板、２６０：反射膜、２８０：配線、３００：表示装置、３１０：表示装置、３２０：表示装置、３３０：表示装置、３４０：表示装置、３５０：表示装置、３６０：表示装置、３７０：表示装置
【図１】
2018010829.tif 000003
【図２】
2018010829.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018010829.tif 000009
【図８】
2018010829.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2018010829.tif 000012
【図１１】
2018010829.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2018010829.tif 000015
【図１４】
2018010829.tif 000016
【図１５】
2018010829.tif 000017
【図１６】
2018010829.tif 000018
【図１７】
2018010829.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2018010829.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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