(57)【要約】光検出機能を有する表示装置を提供する。利便性の高い表示装置を提供する。表示部に、第１の基板、第２の基板、受光素子、トランジスタ、及び発光素子を有する表示装置である。受光素子、トランジスタ、及び発光素子は、それぞれ、第１の基板と第２の基板との間に位置する。受光素子は、トランジスタよりも第１の基板側に位置する。発光素子は、トランジスタよりも第２の基板側に位置する。受光素子は、有機化合物を含む層を有する。トランジスタは、発光素子と電気的に接続される。表示装置は、さらに、レンズを有することが好ましく、受光素子には、当該レンズを透過した光が入射することが好ましい。
2020021399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部を有する表示装置であり、
前記表示部は、第１の基板、第２の基板、受光素子、トランジスタ、及び発光素子を有し、
前記受光素子、前記トランジスタ、及び前記発光素子は、それぞれ、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置し、
前記受光素子は、前記トランジスタよりも前記第１の基板側に位置し、
前記発光素子は、前記トランジスタよりも前記第２の基板側に位置し、
前記受光素子は、有機化合物を含む層を有し、
前記トランジスタは、前記発光素子と電気的に接続される、表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記表示部は、さらに、絶縁層を有し、
前記絶縁層は、前記トランジスタと前記受光素子との間に位置し、
前記絶縁層を介して、前記受光素子に光が入射する、表示装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記表示部は、さらに、レンズを有し、
前記レンズは、前記絶縁層上に位置し、
前記レンズを透過した光が、前記絶縁層を介して、前記受光素子に入射する、表示装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記表示部は、さらに、絶縁層を有し、
前記絶縁層は、前記トランジスタと前記受光素子との間に位置し、
前記発光素子が発する光は、前記絶縁層を介して、外部に取り出される、表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記表示部は、さらに、着色層及びレンズを有し、
前記発光素子が発する光は、前記着色層を介して、外部に取り出され、
前記レンズを透過した光が、前記受光素子に入射する、表示装置。
【請求項６】
受光素子と、
前記受光素子上の第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上の第１のトランジスタと、
前記第１の絶縁層上の第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタ上の第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上の発光素子と、を有し、
前記受光素子は、有機化合物を含む層を有し、
前記第１の絶縁層は、第１の開口を有し、
前記第２の絶縁層は、第２の開口を有し、
前記第１のトランジスタは、前記第１の開口を介して、前記受光素子と電気的に接続され、
前記第２のトランジスタは、前記第２の開口を介して、前記発光素子と電気的に接続される、表示装置。
【請求項７】
第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタ上の第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上の受光素子と、
前記受光素子上の接着層と、
前記接着層上の第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上の第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタ上の第３の絶縁層と、
前記第３の絶縁層上の発光素子と、を有し、
前記受光素子は、有機化合物を含む層を有し、
前記第１の絶縁層は、第１の開口を有し、
前記第３の絶縁層は、第２の開口を有し、
前記第１のトランジスタは、前記第１の開口を介して、前記受光素子と電気的に接続され、
前記第２のトランジスタは、前記第２の開口を介して、前記発光素子と電気的に接続される、表示装置。
【請求項８】
請求項６または７において、
さらに、レンズを有し、
前記レンズを透過した光が、前記受光素子に入射する、表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一に記載の表示装置と、コネクタまたは集積回路と、を有する、表示モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の表示モジュールと、
アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、または操作ボタンと、を有する、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明の一態様は、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、受光素子と発光素子とを有する表示装置に関する。【０００２】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は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、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。
【背景技術】
【０００３】近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。例えば、大型の表示装置の用途としては、家庭用のテレビジョン装置（テレビまたはテレビジョン受信機ともいう）、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）、ＰＩＤ（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等が挙げられる。また、携帯情報端末として、タッチパネルを備えるスマートフォンやタブレット端末の開発が進められている。【０００４】表示装置としては、例えば、発光素子を有する発光装置が開発されている。エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬと記す）現象を利用した発光素子（ＥＬ素子とも記す）は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流低電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。例えば、特許文献１に、有機ＥＬ素子が適用された、可撓性を有する発光装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１９７５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】本発明の一態様は、光検出機能を有する表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、利便性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、多機能の表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。【０００７】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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】本発明の一態様は、表示部に、第１の基板、第２の基板、受光素子、トランジスタ、及び発光素子を有する表示装置である。受光素子、トランジスタ、及び発光素子は、それぞれ、第１の基板と第２の基板との間に位置する。受光素子は、トランジスタよりも第１の基板側に位置する。発光素子は、トランジスタよりも第２の基板側に位置する。受光素子は、有機化合物を含む層を有する。トランジスタは、発光素子と電気的に接続される。【０００９】表示部は、さらに、絶縁層を有することが好ましい。絶縁層は、トランジスタと受光素子との間に位置することが好ましい。【００１０】表示部が上記絶縁層を有する場合、上記絶縁層を介して、受光素子に光が入射することが好ましい。このとき、表示部は、さらに、レンズを有することが好ましい。レンズは、上記絶縁層上に位置することが好ましい。レンズを透過した光が、上記絶縁層を介して、受光素子に入射することが好ましい。【００１１】または、表示部が上記絶縁層を有する場合、発光素子が発する光が、上記絶縁層を介して、外部に取り出されることが好ましい。このとき、表示部は、さらに、着色層及びレンズを有することが好ましい。発光素子が発する光は、着色層を介して、外部に取り出されることが好ましい。レンズを透過した光が、受光素子に入射することが好ましい。【００１２】本発明の一態様は、受光素子と、受光素子上の第１の絶縁層と、第１の絶縁層上の第１のトランジスタと、第１の絶縁層上の第２のトランジスタと、第１のトランジスタ上の第２の絶縁層と、第２の絶縁層上の発光素子と、を有する表示装置である。受光素子は、有機化合物を含む層を有する。第１の絶縁層は、第１の開口を有する。第２の絶縁層は、第２の開口を有する。第１のトランジスタは、第１の開口を介して、受光素子と電気的に接続される。第２のトランジスタは、第２の開口を介して、発光素子と電気的に接続される。表示装置は、さらに、レンズを有することが好ましい。レンズを透過した光が、受光素子に入射することが好ましい。【００１３】本発明の一態様は、第１のトランジスタと、第１のトランジスタ上の第１の絶縁層と、第１の絶縁層上の受光素子と、受光素子上の接着層と、接着層上の第２の絶縁層と、第２の絶縁層上の第２のトランジスタと、第２のトランジスタ上の第３の絶縁層と、第３の絶縁層上の発光素子と、を有する表示装置である。受光素子は、有機化合物を含む層を有する。第１の絶縁層は、第１の開口を有する。第３の絶縁層は、第２の開口を有する。第１のトランジスタは、第１の開口を介して、受光素子と電気的に接続される。第２のトランジスタは、第２の開口を介して、発光素子と電気的に接続される。表示装置は、さらに、レンズを有することが好ましい。レンズを透過した光が、受光素子に入射することが好ましい。【００１４】本発明の一態様は、上記いずれかの構成の表示装置を有し、フレキシブルプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ、以下、ＦＰＣと記す）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）等のコネクタが取り付けられたモジュール、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）が実装されたモジュール等のモジュールである。【００１５】本発明の一態様は、上記のモジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、または操作ボタンの少なくともいずれか一と、を有する電子機器である。
【発明の効果】
【００１６】本発明の一態様により、光検出機能を有する表示装置を提供できる。本発明の一態様により、利便性の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、多機能の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、新規な表示装置を提供できる。【００１７】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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｄ）は、表示装置の一例を示す断面図である。図１（Ｅ）〜図１（Ｈ）は、画素の一例を示す上面図である。
【図２】図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、表示装置の一例を示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、表示装置の一例を示す断面図である。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、表示装置の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、表示装置の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、表示装置の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、表示装置の一例を示す断面図である。
【図８】図８（Ａ）は、表示装置の一例を示す断面図である。図８（Ｂ）は、トランジスタの一例を示す断面図である。
【図９】図９は、表示装置の一例を示す断面図である。
【図１０】図１０は、表示装置の一例を示す断面図である。
【図１１】図１１は、表示装置の一例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、表示装置の一例を示す断面図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
【図１５】図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
【図１６】図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
【図１７】図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
【図１８】図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）は、表示装置の作製方法の一例を示す断面図である。
【図１９】図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は、画素回路の一例を示す回路図である。
【図２０】図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）は、電子機器の一例を示す図である。
【図２１】図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）は、電子機器の一例を示す図である。
【図２２】図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）は、電子機器の一例を示す図である。
【図２３】図２３（Ａ）〜図２３（Ｄ）は、電子機器の一例を示す図である。
【図２４】図２４（Ａ）〜図２４（Ｆ）は、電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】また、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。
【００２２】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。
【００２３】（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図１〜図１８を用いて説明する。
【００２４】［概要］
本実施の形態の表示装置は、表示部に、受光素子と発光素子とを有する。具体的には、表示部に、発光素子がマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。また、当該表示部には、受光素子がマトリクス状に配置されており、表示部は、受光部としての機能も有する。受光部は、イメージセンサやタッチセンサに用いることができる。つまり、受光部で光を検出することで、画像を撮像することや、対象物（指やペンなど）の近接もしくは接触を検出することができる。
【００２５】本実施の形態の表示装置では、表示部が有する発光素子の発光を対象物が反射した際、受光素子がその反射光を検出できるため、暗い場所でも、撮像やタッチ（ニアタッチを含む）検出が可能である。
【００２６】本実施の形態の表示装置は、発光素子を用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光素子は、表示素子として機能する。
【００２７】発光素子としては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬ素子を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質としては、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、発光素子として、マイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などのＬＥＤを用いることもできる。
【００２８】本実施の形態の表示装置は、受光素子を用いて、光を検出する機能を有する。
【００２９】受光素子をイメージセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受光素子を用いて、画像を撮像することができる。
【００３０】例えば、イメージセンサを用いて、指紋、掌紋、または虹彩などのデータを取得することができる。つまり、本実施の形態の表示装置に、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。
【００３１】また、イメージセンサを用いて、ユーザーの表情、目の動き、または瞳孔径の変化などのデータを取得することができる。当該データを解析することで、ユーザーの心身の情報を取得することができる。当該情報をもとに表示及び音声の一方又は双方の出力内容を変化させることで、例えば、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器、またはＭＲ（Ｍｉｘｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器において、ユーザーが機器を安全に使用できるよう図ることができる。
【００３２】また、受光素子をタッチセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受光素子を用いて、対象物の近接または接触を検出することができる。
【００３３】受光素子としては、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。受光素子は、受光素子に入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換素子として機能する。入射する光量に基づき、発生する電荷量が決まる。
【００３４】特に、受光素子として、有機化合物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。
【００３５】図１（Ａ）〜図１（Ｄ）に、本発明の一態様の表示装置の断面図を示す。
【００３６】図１（Ａ）に示す表示装置１０は、基板５１と基板５９との間に、受光素子を有する層５３、トランジスタを有する層５５、及び、発光素子を有する層５７を有する。受光素子は、トランジスタよりも基板５１側に位置し、発光素子は、トランジスタよりも基板５９側に位置する。
【００３７】図１（Ｂ）〜図１（Ｄ）に示す表示装置２０は、表示装置１０の構成に加えて、受光素子を有する層５３とトランジスタを有する層５５との間に、絶縁層５４を有する。
【００３８】図１（Ｂ）、図１（Ｃ）に示す表示装置２０は、絶縁層５４を介して、受光素子に光が入射する構成である。この構成では、発光素子を有する層５７は、受光素子を有する層５３よりも、表示装置２０の表示面から近い位置に設けられる。
【００３９】また、図１（Ｄ）に示す表示装置２０は、発光素子が発する光が、絶縁層５４を介して、外部に取り出される構成である。この構成では、発光素子を有する層５７は、受光素子を有する層５３よりも、表示装置２０の表示面から遠い位置に設けられる。
【００４０】図１（Ｂ）、図１（Ｄ）に示す表示装置２０は、発光素子を有する層５７から、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の光がそれぞれ射出される構成である。また、図１（Ｃ）に示す表示装置２０は、発光素子を有する層５７から、Ｒ、Ｇ、Ｂに加えて、白色（Ｗ）の光が射出される構成である。
【００４１】本発明の一態様の表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。当該画素は、１つ以上の副画素を有する。当該副画素は、１つの発光素子を有する。例えば、画素には、副画素を３つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂの３色、または、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色など）、または、副画素を４つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４色、または、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色など）を適用できる。さらに、画素は、受光素子を有する。受光素子は、全ての画素に設けられていてもよく、一部の画素に設けられていてもよい。また、１つの画素が複数の受光素子を有していてもよい。
【００４２】図１（Ｅ）〜図１（Ｈ）に、画素の一例を示す。
【００４３】図１（Ｅ）、図１（Ｆ）に示す画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの副画素（３つの発光素子）と、受光素子ＰＤと、を有する。図１（Ｅ）は、２×２のマトリクス状に、３つの副画素と受光素子ＰＤとが配置されている例であり、図１（Ｆ）は、横１列に、３つの副画素と受光素子ＰＤとが配置されている例である。
【００４４】図１（Ｇ）に示す画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４つの副画素（４つの発光素子）と、受光素子ＰＤと、を有する。
【００４５】図１（Ｈ）に示す画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの副画素と、赤外光を発する発光素子ＩＲと、受光素子ＰＤとを有する。このとき、受光素子ＰＤは、赤外光を検出する機能を有することが好ましい。受光素子ＰＤは、可視光及び赤外光の双方を検出する機能を有していてもよい。センサの用途に応じて、受光素子ＰＤが検出する光の波長を決定することができる。
【００４６】以下では、図２〜図４を用いて、本発明の一態様の表示装置の、詳細な構成について説明する。
【００４７】［表示装置１０Ａ］
図２（Ａ）に表示装置１０Ａの断面図を示す。
【００４８】表示装置１０Ａは、一対の基板（基板３５１及び基板３６１）間に、発光素子１７０、受光素子１８０、トランジスタ４１、及びトランジスタ４２等を有する。表示装置１０Ａは、さらにレンズ１４９を有することが好ましい。レンズ１４９を有することで、受光素子１８０への入射光量を増やすことができる。
【００４９】発光素子１７０は、電極１９１、ＥＬ層１９２、及び電極１９３を有する。ＥＬ層１９２は、電極１９１と電極１９３との間に位置する。ＥＬ層１９２は、少なくとも発光物質を含む。電極１９３は可視光を透過する機能を有する。電極１９１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。
【００５０】発光素子１７０は、可視光を発する機能を有する。具体的には、発光素子１７０は、電極１９１と電極１９３との間に電圧を印加することで、基板３５１側に光を射出する電界発光素子である（発光２１参照）。
【００５１】電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。電極１９１は、画素電極としての機能を有する。電極１９１の端部は、絶縁層２１６によって覆われている。
【００５２】ＥＬ層１９２は、受光素子１８０の受光領域と重ならないように形成されることが好ましい。これにより、ＥＬ層１９２が光２２を吸収することを抑制でき、受光素子１８０に照射される光量を多くすることができる。
【００５３】発光素子１７０は、保護層１９４に覆われていることが好ましい。図２（Ａ）では、保護層１９４が、電極１９３に接して設けられている。保護層１９４を設けることで、発光素子１７０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光素子１７０の信頼性を高めることができる。また、接着層１４２によって、保護層１９４と基板３５１とが貼り合わされている。
【００５４】受光素子１８０は、電極１１１、有機層１１２、及び電極１１３を有する。有機層１１２は、電極１１１と電極１１３との間に位置する。有機層１１２は、例えば、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とを有する。電極１１１は可視光を透過する機能を有する。電極１１３は可視光を反射する機能を有することが好ましい。
【００５５】電極１１１は、絶縁層２１２に設けられた開口を介して、トランジスタ４１が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。電極１１１は、画素電極としての機能を有する。電極１１３には、接着層１４１によって、基板３６１が貼り合わされている。電極１１３は保護層に覆われていてもよく、当該保護層と基板３６１とが、接着層１４１に貼り合わされていてもよい。これにより、受光素子１８０に不純物が入り込むことを抑制し、受光素子１８０の信頼性を高めることができる。
【００５６】基板３５１の基板３６１側の面には、遮光層ＢＭが設けられている。遮光層ＢＭは、受光素子１８０と重なる位置及び発光素子１７０と重なる位置に開口を有する。遮光層ＢＭを設けることで、受光素子１８０が光を検出する範囲を制御することができる。
【００５７】ここで、発光素子１７０の発光が対象物によって反射された光を受光素子１８０は検出する。しかし、発光素子１７０の発光が、表示装置内で反射され、対象物を介さずに、受光素子１８０に入射されてしまう場合がある。遮光層ＢＭは、このような迷光の影響を抑制することができる。例えば、遮光層ＢＭが設けられていない場合、発光素子１７０が発した光２３ａは、基板３５１で反射され、反射光２３ｂが受光素子１８０に入射することがある。遮光層ＢＭを設けることで、反射光２３ｂが受光素子１８０に入射することを抑制できる。これにより、受光素子１８０を用いたセンサの感度を高めることができる。
【００５８】絶縁層２１６上にレンズ１４９が設けられている。レンズ１４９は、受光素子１８０と重なる位置に設けられている。レンズ１４９を設けることで、受光素子１８０に高い効率で集光することができ、受光素子１８０に照射される光量を多くすることができる。
【００５９】レンズ１４９は、目的に応じた大きさで配置すればよい。例えば、基板３５１の光路長が４００μｍ、表示部の精細度が３２６ｐｐｉ、画素配置が図１（Ｅ）に示す構成の表示装置の場合を考える。このとき、１つの画素の大きさは７８μｍ□で、１つの受光素子１８０が占有できる面積は３９μｍ□である。レンズ１４９と受光素子１８０との間の光路長が３０μｍであれば、ガウスの結像公式に従うと、屈折率１．５の材料を用いた直径２８μｍの半球レンズをレンズ１４９として用いることが好ましい。また、受光素子１８０の面積を５μｍ□とすると、受光素子１８０は、レンズ１４９から表示装置の表示面側に光路長４００μｍ離れた地点、つまり表示装置の表面において、６７μｍ□の範囲の情報を得ることができ、１つの画素の大きさよりも小さい範囲の情報を得ることができる。このようにレンズ１４９と受光素子１８０を設けることで、受光部は３２６ｄｐｉの解像度を有することができ、指紋センサなどの生体認証用センサまたはタッチセンサに使用することができる。
【００６０】また、上記の構成の表示装置において、受光素子１８０が、レンズ１４９から表示装置の表示面側に光路長５００００μｍ離れた地点の情報を撮像する場合、１つの受光素子１８０は、約８３３３μｍ□の範囲の情報を得る。この場合、隣接する受光素子１８０間の受光量の差を解析することで、情報の高解像度化を図ることができる。このようにして表示装置から離れた地点の情報を得ることで、ニアタッチや表示装置周辺の画像情報（例えば、ＶＲ向け機器またはＡＲ向け機器におけるユーザーの表情もしくは目のデータ）の取得に表示装置を用いることができる。
【００６１】受光素子１８０は、光を検出する機能を有する。具体的には、受光素子１８０は、表示装置１０Ａの外部から入射される光２２を受光し、電気信号に変換する、光電変換素子である。光２２は、発光素子１７０の発光を対象物が反射した光ということもできる。また、光２２は、レンズ１４９を介して受光素子１８０に入射することが好ましい。
【００６２】トランジスタ４１とトランジスタ４２とは、同一の層（図２（Ａ）では絶縁層２１２）上に接している。トランジスタ４１は、受光素子１８０と電気的に接続されている。トランジスタ４２は、発光素子１７０の駆動を制御する機能を有する。
【００６３】受光素子１８０と電気的に接続される回路の少なくとも一部は、発光素子１７０と電気的に接続される回路と同一の材料及び同一の工程で形成されることが好ましい。これにより、２つの回路を別々に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができ、また、作製工程を簡略化できる。
【００６４】ここで、図２（Ａ）に示す表示装置１０Ａの作製方法の一例を説明する。なお、本実施の形態の表示装置の作製方法について、より詳細な説明は後述する。まず、作製基板上に、電極１１１を形成し、次に、トランジスタ４１及びトランジスタ４２を形成し、その後、レンズ１４９及び発光素子１７０を形成する。次に、作製基板と基板３５１とを互いに貼り合わせる。基板３５１は、遮光層ＢＭが設けられた面が発光素子１７０側に位置するように、作製基板と貼り合わせる。そして、作製基板と基板３５１とを互いに分離することで、電極１１１、トランジスタ４１、トランジスタ４２、レンズ１４９、及び発光素子１７０等を作製基板から基板３５１に転置する。そして、電極１１１を露出させ、電極１１１上に有機層１１２及び電極１１３を形成する。その後、電極１１３と基板３６１とを、接着層１４１を用いて互いに貼り合わせることで表示装置１０Ａを作製することができる。
【００６５】［表示装置１０Ｂ］
図２（Ｂ）に表示装置１０Ｂの断面図を示す。なお、以降の表示装置の説明において、先に説明した表示装置と同様の構成については、説明を省略することがある。
【００６６】表示装置１０Ｂは、レンズ１４９が基板３５１に接して設けられている点で、表示装置１０Ａ（図２（Ａ））と異なる。それ以外の構成は、表示装置１０Ａと同様である。
【００６７】表示装置１０Ａが有するレンズ１４９は、基板３５１側に凸面を有しており、表示装置１０Ｂが有するレンズ１４９は、基板３６１側に凸面を有している。レンズ１４９は、どちら側に凸面を有していてもよい。
【００６８】基板３５１の同一面上に遮光層ＢＭとレンズ１４９との双方を形成する場合、形成順は問わない。図２（Ｂ）では、レンズ１４９を先に形成する例を示すが、遮光層ＢＭを先に形成してもよい。図２（Ｂ）では、レンズ１４９の端部が遮光層ＢＭによって覆われている。
【００６９】［表示装置１１Ａ］
図３（Ａ）に表示装置１１Ａの断面図を示す。
【００７０】表示装置１１Ａは、一対の基板（基板３５１及び回路基板３６３）間に、発光素子１７０、受光素子１８０、及びトランジスタ４２等を有する。表示装置１１Ａは、さらにレンズ１４９を有することが好ましい。レンズ１４９を有することで、受光素子１８０への入射光量を増やすことができる。表示装置１１Ａが有するレンズ１４９は、基板３５１側に凸面を有する。
【００７１】回路基板３６３には、受光素子１８０と電気的に接続されるトランジスタなど、受光素子１８０を用いたセンサ用の回路が形成されている。
【００７２】受光素子１８０は回路基板３６３上に形成されている。受光素子１８０は、電極１１１、有機層１１２、及び電極１１３を有する。有機層１１２は、電極１１１と電極１１３との間に位置する。有機層１１２は、例えば、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とを有する。電極１１３は可視光を透過する機能を有する。電極１１１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。電極１１１は、画素電極としての機能を有する。電極１１１の端部は、絶縁層２１８によって覆われている。
【００７３】受光素子１８０は、保護層１１４で覆われていることが好ましい。保護層１１４を設けることで、受光素子１８０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、受光素子１８０の信頼性を高めることができる。そして、保護層１１４と絶縁層２１２とが、接着層１４１によって互いに貼り合わされている。
【００７４】発光素子１７０と電気的に接続されるトランジスタと、受光素子１８０と電気的に接続されるトランジスタと、を互いに異なる構成とすることで、発光素子１７０を有する画素回路及び受光素子１８０を有するセンサ用の回路のそれぞれに適した構成を適用することができる。
【００７５】例えば、発光素子１７０と電気的に接続されるトランジスタに、チャネル形成領域に金属酸化物を有するトランジスタを用い、受光素子１８０と電気的に接続されるトランジスタに、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタを用いることができる。このとき、回路基板３６３は、単結晶半導体基板にチャネルが形成されるトランジスタを有することが好ましい。例えば、受光素子１８０と電気的に接続されるトランジスタとして、単結晶シリコンにチャネルが形成されるトランジスタを適用することができる。
【００７６】基板３５１の回路基板３６３側の面には、遮光層ＢＭが設けられていることが好ましい。
【００７７】ここで、図３（Ａ）に示す表示装置１１０Ａの作製方法の一例を説明する。まず、作製基板上に、絶縁層２１２及びトランジスタ４２を形成し、その後、レンズ１４９及び発光素子１７０を形成する。次に、作製基板と基板３５１とを互いに貼り合わせる。基板３５１は、遮光層ＢＭが設けられた面が発光素子１７０側に位置するように、作製基板と貼り合わせる。そして、作製基板と基板３５１とを互いに分離することで、絶縁層２１２、トランジスタ４２、レンズ１４９、及び発光素子１７０等を作製基板から基板３５１に転置する。そして、絶縁層２１２を露出させる。また、単結晶半導体基板上にトランジスタ等を形成することで、回路基板３６３を形成した後、回路基板３６３上に受光素子１８０及び保護層１１４を形成する。そして、保護層１１４と絶縁層２１２とを接着層１４１を用いて互いに貼り合わせることで表示装置１１０Ａを作製することができる。このように、表示装置１１０Ａは、別々の基板に形成された発光素子１７０及び回路と、受光素子１８０及び回路と、を貼り合わせて作製できるため、複雑な工程を有さず、簡便に作製することができる。
【００７８】［表示装置１１Ｂ］
図３（Ｂ）に表示装置１１Ｂの断面図を示す。
【００７９】表示装置１１Ｂは、レンズ１４９が基板３５１に接して設けられている点で、表示装置１１Ａ（図３（Ａ））と異なる。それ以外の構成は、表示装置１１Ａと同様である。
【００８０】表示装置１１Ｂが有するレンズ１４９は、回路基板３６３側に凸面を有する。
【００８１】図３（Ｂ）では、遮光層ＢＭを先に形成した後、レンズ１４９を形成する例を示す。図３（Ｂ）では、遮光層ＢＭの端部がレンズ１４９によって覆われている。レンズ１４９と遮光層ＢＭは重ならなくてもよい。
【００８２】［表示装置１２Ａ］
図４（Ａ）に表示装置１２Ａの断面図を示す。
【００８３】表示装置１２Ａは、一対の基板（基板３５１及び基板３６１）間に、発光素子１７０、受光素子１８０、トランジスタ４１、及びトランジスタ４２等を有する。表示装置１２Ａは、さらに、基板３５１上にレンズアレイ１４８を有することが好ましい。レンズアレイ１４８を有することで、受光素子１８０への入射光量を増やすことができる。表示装置１２Ａが有するレンズアレイ１４８は、ユーザー側に凸面を有する。
【００８４】発光素子１７０は、電極１９１、ＥＬ層１９２、及び電極１９３を有する。ＥＬ層１９２は、複数の副画素、及び複数の画素にわたって設けられる。電極１９１は可視光を透過する機能を有する。電極１９３は可視光を反射する機能を有することが好ましい。
【００８５】絶縁層２１６上に着色層ＣＦが設けられている。着色層ＣＦは、発光素子１７０と重なる位置に設けられている。着色層ＣＦは、有機層１１２と重ならないことが好ましい。これにより、着色層ＣＦが光２２を吸収することを抑制でき、受光素子１８０に照射される光量を多くすることができる。例えば、赤色の副画素には、赤色の着色層ＣＦが設けられ、緑色の副画素には、緑色の着色層ＣＦが設けられ、青色の副画素には青色の着色層ＣＦが設けられる。
【００８６】発光素子１７０は、白色の光を呈することが好ましい。発光素子１７０が発する光は、着色層ＣＦを介して、基板３５１側に射出される。各色の副画素が、異なる色の着色層ＣＦを有することで、フルカラー表示が実現できる。
【００８７】表示装置１２Ａでは、受光素子１８０が発光素子１７０よりも表示面側に位置するため、ＥＬ層１９２を受光素子１８０と重ねて設けても、光２２がＥＬ層１９２によって遮られない。そのため、ＥＬ層１９２を複数の画素にわたって設けることができ、各色の副画素ごとに発光素子１７０を作り分けなくてよいため、作製工程を簡略化することができる。
【００８８】電極１９１は、絶縁層２１２に設けられた開口を介して、トランジスタ４２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。電極１９１は、画素電極としての機能を有する。隣り合う発光素子１７０の電極１９１は、絶縁層２１２によって互いに絶縁されている。
【００８９】発光素子１７０は、保護層１９４に覆われていることが好ましい。図４（Ａ）では、保護層１９４が、電極１９３に接して設けられている。保護層１９４を設けることで、発光素子１７０に不純物が入り込むことを抑制し、発光素子１７０の信頼性を高めることができる。保護層１９４には、接着層１４１によって、基板３６１が貼り合わされている。
【００９０】受光素子１８０は、電極１１１、有機層１１２、及び電極１１３を有する。電極１１３は可視光を透過する機能を有する。電極１１１は可視光を反射する機能を有することが好ましい。
【００９１】有機層１１２は、発光素子１７０の発光領域と重ならないように形成されることが好ましい。これにより、有機層１１２が発光２１を吸収することを抑制でき、光取り出し効率を高めることができる。
【００９２】電極１１１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４１が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。電極１１１は、画素電極としての機能を有する。
【００９３】受光素子１８０は、保護層１１４に覆われていることが好ましい。図４（Ａ）では、保護層１１４が、電極１１３に接して設けられている。保護層１１４を設けることで、受光素子１８０に不純物が入り込むことを抑制し、受光素子１８０の信頼性を高めることができる。保護層１１４には、接着層１４２によって、基板３５１が貼り合わされている。
【００９４】基板３５１の表示面側に、レンズアレイ１４８が設けられている。レンズアレイ１４８が有するレンズは、受光素子１８０と重なる位置に設けられている。基板３５１の基板３６１側の面には、遮光層ＢＭが設けられていることが好ましい。
【００９５】本実施の形態の表示装置に用いるレンズの形成方法としては、基板上にマイクロレンズなどのレンズを直接形成してもよいし、別途作製されたマイクロレンズアレイなどのレンズアレイを基板に貼り合わせてもよい。
【００９６】［表示装置１２Ｂ］
図４（Ｂ）に表示装置１２Ｂの断面図を示す。
【００９７】表示装置１２Ｂは、レンズアレイ１４８を有さない点、及び、絶縁層２１２上に着色層ＣＦを有する点で、表示装置１２Ａ（図４（Ａ））と異なる。それ以外の構成は、表示装置１２Ａと同様である。
【００９８】表示装置１２Ｂのように、本実施の形態の表示装置は、レンズを有していなくてもよい。
【００９９】着色層ＣＦの位置は、発光素子１７０と基板３５１との間であれば特に限定されない。トランジスタと着色層ＣＦを同一基板上に形成する場合、着色層ＣＦは、トランジスタ及びトランジスタの保護層を形成した後に形成することが好ましい。これにより、トランジスタの作製工程に係る温度を、着色層ＣＦの耐熱温度よりも高くすることができ、トランジスタの信頼性を高めることができる。また、トランジスタの保護層が設けられていることで、着色層ＣＦの形成時にトランジスタに不純物が入り込むことを抑制できる。図４（Ａ）では、絶縁層２１６上に接して着色層ＣＦが設けられる例を示し、図４（Ｂ）では、絶縁層２１２上及びトランジスタ４２上に着色層ＣＦが設けられる例を示す。
【０１００】以下では、図５〜図１２を用いて、本発明の一態様の表示装置の、より詳細な構成について説明する。
【０１０１】［表示装置１００Ａ］
図５に、表示装置１００Ａの斜視図を示し、図６に、表示装置１００Ａの断面図を示す。
【０１０２】表示装置１００Ａは、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図５では、基板３５１を破線で明示している。
【０１０３】表示装置１００Ａは、表示部３６２、回路３６４、配線３６５等を有する。図５では表示装置１００ＡにＩＣ（集積回路）３７３及びＦＰＣ３７２が実装されている例を示している。そのため、図５に示す構成は、表示装置１００Ａ、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
【０１０４】回路３６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
【０１０５】配線３６５は、表示部３６２及び回路３６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部から、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
【０１０６】図５では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ）方式等により、基板３６１にＩＣ３７３が設けられている例を示す。ＩＣ３７３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。
【０１０７】図６に、図５で示した表示装置１００Ａの、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路３６４を含む領域の一部、表示部３６２を含む領域の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
【０１０８】図６に示す表示装置１００Ａは、基板３５１と基板３６１の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、発光素子１７０、受光素子１８０、レンズ１４９等を有する。
【０１０９】基板３６１と絶縁層２１２は接着層１４１を介して接着されている。基板３５１と絶縁層２１４は接着層１４２を介して接着されている。発光素子１７０の封止及び受光素子１８０の封止には、それぞれ、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図６では、接着層１４１が受光素子１８０と重ねて設けられており、固体封止構造が適用されている。また、図６では、基板３５１、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間１４３が、不活性ガス（窒素やアルゴンなど）で充填されており、中空封止構造が適用されている。接着層１４２は、発光素子１７０と重ねて設けられていてもよい。また、基板３５１、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間１４３を、接着層１４２とは異なる樹脂で充填してもよい。
【０１１０】発光素子１７０は、絶縁層２１４側から電極１９１、ＥＬ層１９２、及び電極１９３の順に積層された積層構造を有する。電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２０６は、発光素子１７０の駆動を制御する機能を有する。絶縁層２１６が電極１９１の端部を覆っている。電極１９１は可視光を反射する材料を含み、電極１９３は可視光を透過する材料を含む。発光素子１７０が発する光は、基板３５１側に射出される。
【０１１１】受光素子１８０は、絶縁層２１２側から電極１１１、有機層１１２、及び電極１１３の順に積層された積層構造を有する。電極１１１は、絶縁層２１２に設けられた開口を介して、導電層２２１ｂと接続されている。導電層２２１ｂは、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと接続されている。つまり、接続部２０７において、電極１１１は、導電層２２１ｂを介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと電気的に接続されている。電極１１１は可視光を透過する材料を含み、電極１１３は可視光を反射する材料を含む。受光素子１８０には、基板３５１、空間１４３、電極１９３、レンズ１４９、絶縁層２１６、絶縁層２１４、及び絶縁層２１２等を介して、光が入射する。これらの層には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
【０１１２】受光素子１８０の画素電極である電極１１１は、トランジスタ２０５及びトランジスタ２０６が有する絶縁層２１１を挟んで、発光素子１７０の画素電極である電極１９１とは反対に位置する。
【０１１３】基板３５１の基板３６１側の面には、遮光層ＢＭが設けられている。遮光層ＢＭは、受光素子１８０と重なる位置及び発光素子１７０と重なる位置に開口を有する。遮光層ＢＭを設けることで、受光素子１８０が光を検出する範囲を制御することができる。また、遮光層ＢＭを有することで、対象物を介さずに、発光素子１７０から受光素子１８０に光が入射することを抑制できる。したがって、ノイズが少なく感度の高いセンサを実現できる。
【０１１４】遮光層ＢＭとしては、発光素子からの発光を遮る材料を用いることができ、例えば、金属材料、又は、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。なお、遮光層ＢＭは、回路３６４などの表示部３６２以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
【０１１５】レンズ１４９は、絶縁層２１６上に接して設けられている。レンズ１４９は、基板３５１側に凸面を有する。ここで、受光素子１８０の受光領域は、レンズ１４９と重なり、かつ、ＥＬ層１９２と重ならないことが好ましい。これにより、受光素子１８０を用いたセンサの感度及び精度を高めることができる。
【０１１６】トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６は、いずれも絶縁層２１２上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の工程により作製することができる。
【０１１７】絶縁層２１２上には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１３は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１５は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層２１４は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、トランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、単層であっても２層以上であってもよい。
【０１１８】トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や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、信頼性の高い表示装置を実現できる。
【０１１９】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、表示装置の端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。
【０１２０】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。図６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３６２に不純物が入り込むことを抑制できる。したがって、表示装置１００Ａの信頼性を高めることができる。
【０１２１】トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６は、ゲートとして機能する導電層２２１ａ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、半導体層２３１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１３、並びに、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層２１１は、導電層２２１ａ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。
【０１２２】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。
【０１２３】トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、及びトランジスタ２０６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。
【０１２４】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。
【０１２５】トランジスタの半導体層は、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を有することが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとしては、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。
【０１２６】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。
【０１２７】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。
【０１２８】半導体層がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットは、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５等が挙げられる。
【０１２９】スパッタリングターゲットとしては、多結晶の酸化物を含むターゲットを用いると、結晶性を有する半導体層を形成しやすくなるため好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比は、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。例えば、半導体層に用いるスパッタリングターゲットの組成がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］の場合、成膜される半導体層の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］の近傍となる場合がある。
【０１３０】なお、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍と記載する場合、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またはその近傍であると記載する場合、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またはその近傍であると記載する場合、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。
【０１３１】回路３６４が有するトランジスタと、表示部３６２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３６４が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。同様に、表示部３６２が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。
【０１３２】基板３６１と基板３５１の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３６５が導電層３６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ３７２と電気的に接続されている。接続部２０４の上面は、電極１９１と同一の導電膜を加工して得られた導電層３６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
【０１３３】基板３５１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３５１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。
【０１３４】基板３５１及び基板３６１には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、有機樹脂などを用いることができる。基板３５１及び基板３６１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。
【０１３５】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。
【０１３６】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。
【０１３７】発光素子１７０は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
【０１３８】ＥＬ層１９２は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層１９２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、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。
【０１３９】ＥＬ層１９２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。ＥＬ層１９２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。
【０１４０】ＥＬ層１９２は、量子ドットなどの無機化合物を有していてもよい。例えば、量子ドットを発光層に用いることで、発光材料として機能させることもできる。
【０１４１】受光素子１８０は、一対の電極間に活性層を有する。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、発光素子１７０のＥＬ層１９２と、受光素子１８０の有機層１１２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。
【０１４２】有機層１１２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）またはその誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。また、有機層１１２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）やテトラフェニルジベンゾペリフランテン（Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｄｉｂｅｎｚｏｐｅｒｉｆｌａｎｔｈｅｎｅ；ＤＢＰ）等の電子供与性の有機半導体材料が挙げられる。有機層１１２は、電子受容性の半導体材料と電子供与性の半導体材料の積層構造（ｐ−ｎ積層構造）としてもよいし、これらの間に電子受容性の半導体材料と電子供与性の半導体材料とを共蒸着したバルクヘテロ接合層を設けた積層構造（ｐ−ｉ−ｎ積層構造）としてもよい。また、光が照射されていない時の暗電流を抑制する目的で、上記のｐ−ｎ積層構造またはｐ−ｉ−ｎ積層構造の周辺（上側または下側）に、ホールブロック層や電子ブロック層を設けてもよい。
【０１４３】レンズ１４９は、１．３以上２．５以下の屈折率を有することが好ましい。レンズ１４９は、無機材料または有機材料を用いて形成することができる。例えば、樹脂を含む材料をレンズ１４９に用いることができる。また、酸化物または硫化物を含む材料をレンズ１４９に用いることができる。
【０１４４】具体的には、塩素、臭素、またはヨウ素を含む樹脂、重金属原子を含む樹脂、芳香環を含む樹脂、硫黄を含む樹脂などをレンズ１４９に用いることができる。または、樹脂と当該樹脂より屈折率の高い材料のナノ粒子を含む材料をレンズ１４９に用いることができる。酸化チタンまたは酸化ジルコニウムなどをナノ粒子に用いることができる。
【０１４５】また、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、インジウムとスズを含む酸化物、またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物などを、レンズ１４９に用いることができる。または、硫化亜鉛などを、レンズ１４９に用いることができる。
【０１４６】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、またはタングステンなどの金属、またはこれ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。
【０１４７】また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛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、またはチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層や、表示素子が有する導電層（画素電極や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。
【０１４８】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。
【０１４９】［表示装置１００Ｂ］
図７に、表示装置１００Ｂの断面図を示す。
【０１５０】表示装置１００Ｂは、保護層１１４及び保護層１９４を有する点、トランジスタ２０５が導電層２２３を有さない点、及び、レンズ１４９が基板３５１に接して設けられている点で、主に表示装置１００Ａと異なる。
【０１５１】受光素子１８０を覆う保護層１１４を設けることで、受光素子１８０に不純物が入り込むことを抑制し、受光素子１８０の信頼性を高めることができる。
【０１５２】発光素子１７０を覆う保護層１９４を設けることで、発光素子１７０に不純物が入り込むことを抑制し、発光素子１７０の信頼性を高めることができる。
【０１５３】表示装置１００Ｂ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１９４とが互いに接することが好ましい。特に、絶縁層２１５が有する無機絶縁膜と保護層１９４が有する無機絶縁膜とが互いに接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から表示部３６２に不純物が入り込むことを抑制することができる。したがって、表示装置１００Ｂの信頼性を高めることができる。
【０１５４】さらに、基板３５１の基板３６１側の面に、レンズ１４９が設けられている。
【０１５５】トランジスタ２０１及びトランジスタ２０６は、導電層２２３を有し、トランジスタ２０５は、導電層２２３を有していない。このように、表示装置には、２種類以上の構造のトランジスタが用いられていてもよい。
【０１５６】［表示装置１００Ｃ］
図８（Ａ）に、表示装置１００Ｃの断面図を示す。
【０１５７】表示装置１００Ｃは、主に、トランジスタの構造が、表示装置１００Ｂと異なる。以下では、表示装置１００Ｃが有するトランジスタについて説明する。
【０１５８】表示装置１００Ｃは、絶縁層２１２上にトランジスタ２０８、トランジスタ２０９、及びトランジスタ２１０を有する。
【０１５９】トランジスタ２０８、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２２１ａ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、チャネル形成領域２３１ｉ及び一対の低抵抗領域２３１ｎを有する半導体層、一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と接続する導電層２２２ａ、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。トランジスタ２０８及びトランジスタ２１０は、さらに、一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と接続する導電層２２２ｂを有する。絶縁層２１１は、導電層２２１ａとチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。絶縁層２２５は、導電層２２３とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。
【０１６０】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。
【０１６１】発光素子１７０の電極１９１は、導電層２２２ｂを介してトランジスタ２０８の一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と電気的に接続される。
【０１６２】受光素子１８０の電極１１１は、導電層２２１ｂを介してトランジスタ２０９の一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と電気的に接続される。
【０１６３】図８（Ａ）では、絶縁層２２５が半導体層の上面及び側面を覆う例を示す。一方、図８（Ｂ）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をマスクに絶縁層２２５を加工することで、図８（Ｂ）に示す構造を作製できる。図８（Ｂ）では、絶縁層２２５及び導電層２２３を覆って絶縁層２１５が設けられ、絶縁層２１５の開口を介して、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂがそれぞれ低抵抗領域２３１ｎと接続されている。さらに、トランジスタを覆う絶縁層２１７を設けてもよい。
【０１６４】［表示装置１１０Ａ］
図９に、表示装置１１０Ａの表示部３６２の断面図を示す。
【０１６５】図９に示す表示装置１１０Ａは、半導体基板２５１と基板３５１の間に、トランジスタ２０２、トランジスタ２０６、発光素子１７０、受光素子１８０、レンズ１４９等を有する。
【０１６６】発光素子１７０は、基板３５１及び接着層１４２によって封止されている。トランジスタ２０６及び発光素子１７０の構成は、図６に示す表示装置１００Ａと同様である。
【０１６７】トランジスタ２０６及び発光素子１７０は、絶縁層２１２上に設けられている。絶縁層２１２には、回路基板３６３上に形成された受光素子１８０が、接着層１４１によって貼り合わされている。
【０１６８】半導体基板２５１から絶縁層２６６までの積層構造は、図３（Ａ）に示す回路基板３６３に相当する。
【０１６９】図９に示す回路基板３６３は、半導体基板２５１にチャネルが形成されるトランジスタ２０２を有する。半導体基板２５１としては、単結晶シリコン基板が好適である。トランジスタ２０２は、導電層２５９、絶縁層２５７、絶縁層２５８、一対の低抵抗領域２５５を有する。導電層２５９は、ゲートとして機能する。絶縁層２５７は、導電層２５９と半導体基板２５１との間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。絶縁層２５８は、導電層２５９の側面を覆って設けられ、サイドウォールとして機能する。一対の低抵抗領域２５５は、半導体基板２５１における、不純物がドープされた領域であり、一方がトランジスタ２０２のソースとして機能し、他方がトランジスタ２０２のドレインとして機能する。
【０１７０】また、半導体基板２５１に埋め込まれるように、隣接する２つのトランジスタの間に、素子分離層２５３が設けられている。
【０１７１】トランジスタ２０２を覆って絶縁層２６２が設けられ、絶縁層２６２上に容量素子２４０が設けられている。
【０１７２】容量素子２４０は、絶縁層２６２側から順に、導電層２６３、絶縁層２６４、及び導電層２６５が積層された構造を有する。容量素子２４０において、導電層２６３は一方の電極として機能し、導電層２６５は他方の電極として機能し、絶縁層２６４は誘電体として機能する。
【０１７３】導電層２６３は、絶縁層２６２に設けられたプラグ２６１を介してトランジスタ２０２の低抵抗領域２５５と電気的に接続されている。絶縁層２６４は、導電層２６３を覆って設けられ、導電層２６５は絶縁層２６４を介して導電層２６３と重なる。
【０１７４】容量素子２４０を覆って絶縁層２６６が設けられ、絶縁層２６６上に受光素子１８０が設けられている。
【０１７５】受光素子１８０は、絶縁層２６６側から電極１１１、有機層１１２、及び電極１１３の順に積層された積層構造を有する。電極１１１は、絶縁層２６４及び絶縁層２６６に設けられたプラグ２６７を介して、導電層２６３と電気的に接続されている。導電層２６３は、プラグ２６１を介して、トランジスタ２０２が有する低抵抗領域２５５と電気的に接続されている。つまり、電極１１１は、トランジスタ２０２のソース又はドレインと電気的に接続されている。電極１１１の端部は、絶縁層２１９によって覆われている。電極１１１は可視光を反射する材料を含み、電極１１３は可視光を透過する材料を含む。受光素子１８０には、基板３５１、接着層１４２、電極１９３、レンズ１４９、絶縁層２１６、絶縁層２１４、絶縁層２１２、接着層１４１等を介して、光が入射する。これらの層には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
【０１７６】レンズ１４９は、絶縁層２１６上に接して設けられている。レンズ１４９は、基板３５１側に凸面を有する。ここで、受光素子１８０の受光領域は、レンズ１４９と重なり、かつ、ＥＬ層１９２と重ならないことが好ましい。これにより、受光素子１８０を用いたセンサの感度及び精度を高めることができる。
【０１７７】基板３５１の回路基板３６３側の面には、遮光層ＢＭが設けられていることが好ましい。
【０１７８】［表示装置１１０Ｂ］
図１０に、表示装置１１０Ｂの断面図を示す。
【０１７９】図１０に示す表示装置１１０Ｂは、基板２５２と基板３５１の間に、トランジスタ２０３、トランジスタ２０６、発光素子１７０、受光素子１８０、レンズ１４９等を有する。
【０１８０】発光素子１７０は、保護層１９４で覆われ、さらに、基板３５１及び接着層１４２によって封止されている。トランジスタ２０６及び発光素子１７０の構成は、図７に示す表示装置１００Ｂと同様である。
【０１８１】トランジスタ２０６及び発光素子１７０は、絶縁層２１２上に設けられている。絶縁層２１２には、回路基板３６３上に形成された受光素子１８０及び保護層１１４が、接着層１４１によって貼り合わされている。
【０１８２】基板２５２から絶縁層２８８までの積層構造は、図３（Ｂ）に示す回路基板３６３に相当する。
【０１８３】図１０に示す回路基板３６３は、基板２５２上にトランジスタ２０３を有する。
【０１８４】基板２５２としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板等の絶縁性基板、または、シリコンや炭化シリコンなどを材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板などの半導体基板を用いることができる。
【０１８５】基板２５２上には、絶縁層２７１が設けられている。絶縁層２７１は、基板２５２から水や水素などの不純物が、トランジスタ２０３に拡散すること、及び半導体層２７６から絶縁層２７１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２７１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や酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。
【０１８６】トランジスタ２０３は、導電層２７２、絶縁層２７３、絶縁層２７４、絶縁層２７５、半導体層２７６、一対の導電層２７７、絶縁層２７８、導電層２７９等を有する。半導体層２７６には、金属酸化物を有することが好ましい。
【０１８７】絶縁層２７１上に導電層２７２及び絶縁層２７３が設けられ、導電層２７２及び絶縁層２７３を覆って絶縁層２７４及び絶縁層２７５が設けられている。半導体層２７６は、絶縁層２７５上に設けられている。導電層２７２はゲートとして機能し、絶縁層２７４及び絶縁層２７５はゲート絶縁層として機能する。導電層２７２は絶縁層２７４及び絶縁層２７５を介して半導体層２７６と重なる。絶縁層２７４は、絶縁層２７１と同様に、バリア層として機能することが好ましい。半導体層２７６と接する絶縁層２７５には、酸化シリコン膜などの酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。
【０１８８】一対の導電層２７７は、半導体層２７６上に離間して設けられている。一対の導電層２７７は、ソース及びドレインとして機能する。半導体層２７６及び一対の導電層２７７を覆って、絶縁層２８１が設けられ、絶縁層２８１上に絶縁層２８２が設けられている。絶縁層２８１及び絶縁層２８２には半導体層２７６に達する開口が設けられており、当該開口の内部に絶縁層２７８及び導電層２７９が埋め込まれている。そして、絶縁層２８２、絶縁層２７８、及び導電層２７９の上面を覆って、絶縁層２８３及び絶縁層２８４が設けられている。導電層２７９はゲートとして機能し、絶縁層２７８はゲート絶縁層として機能する。導電層２７９は絶縁層２７８を介して半導体層２７６と重なる。絶縁層２８１及び絶縁層２８３は、絶縁層２７１と同様に、バリア層として機能することが好ましい。絶縁層２８１で一対の導電層２７７を覆うことで、絶縁層２８２に含まれる酸素により一対の導電層２７７が酸化してしまうことを抑制できる。
【０１８９】一対の導電層２７７の一方及び導電層２８５と電気的に接続されるプラグが、絶縁層２８１、絶縁層２８２、絶縁層２８３、及び絶縁層２８４に設けられた開口内に埋め込まれている。プラグは、当該開口の側面及び一対の導電層２７７の一方の上面に接する導電層２６１ａと、当該導電層２６１ａよりも内側に埋め込まれた導電層２６１ｂと、を有することが好ましい。このとき、導電層２６１ａ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。
【０１９０】絶縁層２８４上に容量素子２４５が設けられている。
【０１９１】容量素子２４５は、絶縁層２８４側から順に、導電層２８５、絶縁層２８６、及び導電層２８７が積層された構造を有する。容量素子２４５において、導電層２８５は一方の電極として機能し、導電層２８７は他方の電極として機能し、絶縁層２８６は誘電体として機能する。絶縁層２８６は、導電層２８５を覆って設けられ、導電層２８７は絶縁層２８６を介して導電層２８５と重なる。
【０１９２】容量素子２４５を覆って絶縁層２８８が設けられ、絶縁層２８８上に受光素子１８０が設けられている。
【０１９３】受光素子１８０は、絶縁層２８８側から電極１１１、有機層１１２、及び電極１１３の順に積層された積層構造を有する。受光素子１８０は、保護層１１４によって覆われている。電極１１１は、絶縁層２８６及び絶縁層２８８に設けられたプラグ２８９を介して、導電層２８５と電気的に接続されている。導電層２８５は、プラグを介して一対の導電層２７７の一方と電気的に接続されている。つまり、電極１１１は、トランジスタ２０３のソース又はドレインと電気的に接続されている。電極１１１は可視光を反射する材料を含み、電極１１３は可視光を透過する材料を含む。受光素子１８０には、基板３５１、レンズ１４９、接着層１４２、保護層１９４、電極１９３、絶縁層２１６、絶縁層２１４、絶縁層２１２、接着層１４１等を介して、光が入射する。
【０１９４】レンズ１４９は、基板３５１の基板２５２側の面に設けられている。レンズ１４９は、基板２５２側に凸面を有する。ここで、受光素子１８０の受光領域は、レンズ１４９と重なり、かつ、ＥＬ層１９２と重ならないことが好ましい。これにより、受光素子１８０を用いたセンサの感度及び精度を高めることができる。
【０１９５】基板３５１の回路基板３６３側の面には、遮光層ＢＭが設けられていることが好ましい。
【０１９６】［表示装置１２０Ａ］
図１１に、表示装置１２０Ａの断面図を示す。
【０１９７】図１１に示す表示装置１２０Ａは、基板３５１と基板３６１の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、発光素子１７０、受光素子１８０、レンズアレイ１４８等を有する。
【０１９８】基板３６１と保護層１９４は接着層１４１を介して接着されている。基板３５１と保護層１１４は接着層１４２を介して接着されている。基板３５１の表示面側には、レンズアレイ１４８が設けられている。基板３５１の基板３６１側の面には、遮光層ＢＭが設けられていることが好ましい。
【０１９９】発光素子１７０は、絶縁層２１２側から電極１９１、ＥＬ層１９２、及び電極１９３の順に積層された積層構造を有する。電極１９１は、絶縁層２１２に設けられた開口を介して、導電層２２１ｂと接続されている。導電層２２１ｂは、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂと接続されている。つまり、接続部２０７において、電極１９１は、導電層２２１ｂを介して、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂと電気的に接続されている。トランジスタ２０６は、発光素子１７０の駆動を制御する機能を有する。電極１９１は可視光を透過する材料を含み、電極１９３は可視光を反射する材料を含む。発光素子１７０が発する光は、絶縁層２１２、絶縁層２１４、絶縁層２１６、着色層ＣＦ、電極１１３、保護層１１４、接着層１４２等を介して、基板３５１側に射出される。これらの層には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
【０２００】受光素子１８０は、絶縁層２１４側から電極１１１、有機層１１２、及び電極１１３の順に積層された積層構造を有する。電極１１１は、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。絶縁層２１６が電極１１１の端部を覆っている。電極１１１は可視光を反射する材料を含み、電極１１３は可視光を透過する材料を含む。受光素子１８０には、レンズアレイ１４８、基板３５１、接着層１４２等を介して、光が入射する。
【０２０１】着色層ＣＦは、絶縁層２１６上に接して設けられている。ここで、着色層ＣＦは、発光素子１７０と重なり、有機層１１２と重ならないことが好ましい。これにより、受光素子１８０を用いたセンサの感度及び精度を高めることができる。
【０２０２】着色層は特定の波長域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
【０２０３】［表示装置１２０Ｂ］
図１２に、表示装置１２０Ｂの断面図を示す。
【０２０４】表示装置１２０Ｂは、レンズアレイ１４８を有さない点、及び、絶縁層２１５上に接して着色層ＣＦを有する点で、表示装置１２０Ａ（図１１）と異なる。それ以外の構成は、表示装置１２０Ａと同様である。
【０２０５】トランジスタのバリア層として機能する絶縁層２１５を形成した後に、着色層ＣＦを形成すると、着色層ＣＦの作製工程時にトランジスタに不純物が入り込むことを抑制でき、トランジスタの信頼性を高められるため、好ましい。
【０２０６】［金属酸化物］
以下では、半導体層に適用可能な金属酸化物について説明する。
【０２０７】なお、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。例えば、亜鉛酸窒化物（ＺｎＯＮ）などの窒素を有する金属酸化物を、半導体層に用いてもよい。
【０２０８】なお、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能または材料の構成の一例を表す。
【０２０９】例えば、半導体層にはＣＡＣ−ＯＳ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いることができる。
【０２１０】ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタの活性層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【０２１１】また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
【０２１２】また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
【０２１３】また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
【０２１４】すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ  ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
【０２１５】酸化物半導体（金属酸化物）は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及び非晶質酸化物半導体などがある。
【０２１６】ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ−ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。
【０２１７】ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形及び七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することは難しい。すなわち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためである。
【０２１８】また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。
【０２１９】ＣＡＡＣ−ＯＳは結晶性の高い金属酸化物である。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することが難しいため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、金属酸化物の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損（ＶＯ：ｏｘｙｇｅｎ  ｖａｃａｎｃｙともいう。）など）の少ない金属酸化物ともいえる。したがって、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する金属酸化物は熱に強く、信頼性が高い。
【０２２０】ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。
【０２２１】なお、インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、を有する金属酸化物の一種である、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（以下、ＩＧＺＯ）は、上述のナノ結晶とすることで安定な構造をとる場合がある。特に、ＩＧＺＯは、大気中では結晶成長がし難い傾向があるため、大きな結晶（ここでは、数ｍｍの結晶、または数ｃｍの結晶）よりも小さな結晶（例えば、上述のナノ結晶）とする方が、構造的に安定となる場合がある。
【０２２２】ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する金属酸化物である。ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。すなわち、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。
【０２２３】酸化物半導体（金属酸化物）は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
【０２２４】半導体層として機能する金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成膜することができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。
【０２２５】金属酸化物は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上であることがより好ましく、３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０２２６】［表示装置１００Ａの作製方法］
以下では、図５及び図６に示す表示装置１００Ａの作製方法の一例について、図１３〜図１６を用いて、説明する。図１３〜図１６では、特に、表示装置１００Ａの表示部３６２に着目して作製方法を説明する。
【０２２７】なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザ堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層成膜（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や、熱ＣＶＤ法でもよい。熱ＣＶＤ法の例として、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）法を使ってもよい。
【０２２８】表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
【０２２９】表示装置を構成する薄膜を加工する際には、リソグラフィ法等を用いて加工することができる。または、遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を形成してもよい。または、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。フォトリソグラフィ法としては、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法と、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法と、がある。
【０２３０】リソグラフィ法において光を用いる場合、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線やＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外光（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）やＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
【０２３１】薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
【０２３２】まず、作製基板６１上に剥離層６２を形成し、剥離層６２上に絶縁層６３を形成する（図１３（Ａ））。なお、絶縁層６３は設けなくてもよい。つまり、剥離層６２上に直接、被剥離層（図６における絶縁層２１２及び電極１１１から基板３５１までの積層構造）を形成してもよい。
【０２３３】この工程では、作製基板６１を剥離する際に、作製基板６１と剥離層６２の界面、剥離層６２と絶縁層６３の界面、又は剥離層６２中で分離が生じるような材料を選択する。本実施の形態では、剥離層６２と絶縁層６３の界面で分離が生じる場合を例示するが、剥離層６２や絶縁層６３に用いる材料の組み合わせによってはこれに限られない。
【０２３４】作製基板６１は、搬送が容易となる程度に剛性を有し、かつ作製工程にかかる温度に対して耐熱性を有する。作製基板６１に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂、半導体、金属または合金などが挙げられる。ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
【０２３５】剥離層６２は、有機材料及び無機材料の一方又は双方を用いて形成することができる。
【０２３６】剥離層６２に用いることができる無機材料としては、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素を含む金属、該元素を含む合金、または該元素を含む化合物等が挙げられる。シリコンを含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。
【０２３７】無機材料を用いる場合、剥離層６２の厚さは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【０２３８】無機材料を用いる場合、剥離層６２は、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、蒸着法等により形成できる。
【０２３９】剥離層６２に用いることができる有機材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、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、フェノール樹脂等が挙げられる。
【０２４０】有機材料を用いる場合、剥離層６２の厚さは、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。剥離層６２の厚さを上記範囲とすることで、作製のコストを低減することができる。ただし、これに限定されず、剥離層６２の厚さは、１０μｍ以上、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下としてもよい。
【０２４１】有機材料を用いる場合、剥離層６２の形成方法としては、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等が挙げられる。
【０２４２】絶縁層６３としては、無機絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層６３には、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の無機絶縁膜を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、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。
【０２４３】例えば、剥離層６２に、タングステンなどの高融点金属材料を含む層と当該金属材料の酸化物を含む層との積層構造を適用し、絶縁層６３に、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、または窒化酸化シリコン等の無機絶縁膜を複数有する積層構造を適用してもよい。剥離層６２に高融点金属材料を用いると、これよりも後に形成する層の形成温度を高めることが可能で、不純物の濃度が低減され、信頼性の高い表示装置を実現できる。なお、剥離後に、表示装置にとって不要な層（剥離層６２、絶縁層６３など）を除去する工程を有していてもよい。または、剥離層６２または絶縁層６３を除去せず、表示装置の構成要素としてもよい。
【０２４４】例えば、剥離層６２に金属酸化物膜を用い、絶縁層６３に無機絶縁膜及び有機絶縁膜の一方又は双方を用いる構成を適用することができる。このとき、例えば、剥離層６２と絶縁層６３の界面で分離することができる。また、剥離層６２に有機絶縁膜を用い、絶縁層６３に無機絶縁膜を用いる、または絶縁層６３を形成しない構成を適用することができる。このとき、例えば、作製基板６１と剥離層６２の界面または剥離層６２中で分離することができる。
【０２４５】次に、絶縁層６３上に電極１１１を形成し、電極１１１上に絶縁層２１２を形成し、絶縁層２１２に電極１１１に達する開口を設ける（図１３（Ｂ））。
【０２４６】電極１１１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。電極１１１は、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。
【０２４７】絶縁層２１２は、剥離層６２に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや発光素子に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。剥離層６２に有機材料を用いる場合、絶縁層２１２は、剥離層６２を加熱した際に、剥離層６２に含まれる水分等がトランジスタや発光素子に拡散することを防ぐことが好ましい。そのため、絶縁層２１２は、バリア性が高いことが好ましい。
【０２４８】絶縁層２１２としては、無機絶縁膜を用いることができる。無機絶縁膜としては、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が挙げられる。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層以上積層して用いてもよい。また、絶縁層２１２の材料として、有機絶縁材料を用いてもよい。有機絶縁材料としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂が挙げられる。
【０２４９】次に、絶縁層２１２上に、トランジスタ２０５及びトランジスタ２０６を形成する（図１３（Ｂ））。
【０２５０】具体的には、まず、絶縁層２１２上に、導電層２２１ａ及び導電層２２１ｂを形成する。導電層２２１ａ及び導電層２２１ｂは、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。ここで、絶縁層２１２の開口を介して、導電層２２１ｂと電極１１１とが接続する。
【０２５１】続いて、絶縁層２１１を形成する。
【０２５２】絶縁層２１１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の無機絶縁膜を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、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。
【０２５３】無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高い膜となるため、高温で形成することが好ましい。無機絶縁膜の成膜時の基板温度は、室温（２５℃）以上３５０℃以下が好ましく、１００℃以上３００℃以下がさらに好ましい。
【０２５４】続いて、半導体層２３１を形成する。本実施の形態では、半導体層２３１として、酸化物半導体層を形成する。酸化物半導体層は、酸化物半導体膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該酸化物半導体膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。
【０２５５】酸化物半導体膜の成膜時の基板温度は、３５０℃以下が好ましく、室温以上２００℃以下がより好ましく、室温以上１３０℃以下がさらに好ましい。酸化物半導体膜の成膜時の基板温度が室温であると、生産性を高めることができ、好ましい。
【０２５６】酸化物半導体膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、例えばＰＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。
【０２５７】続いて、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂを形成する。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、半導体層２３１と接続される。ここで、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂは、導電層２２１ｂと電気的に接続される。これにより、接続部２０７では、電極１１１と導電層２２２ｂを電気的に接続することができる。
【０２５８】なお、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂの加工の際に、レジストマスクに覆われていない半導体層２３１の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。
【０２５９】次に、導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、及び半導体層２３１を覆う絶縁層２１３を形成し、絶縁層２１３上に導電層２２３を形成する。
【０２６０】絶縁層２１３は、絶縁層２１１と同様の方法により形成することができる。
【０２６１】導電層２２３は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
【０２６２】以上のようにして、トランジスタ２０５及びトランジスタ２０６を作製できる（図１３（Ｂ））。
【０２６３】次に、トランジスタ２０５及びトランジスタ２０６を覆うように絶縁層２１５を形成し、絶縁層２１５上に絶縁層２１４を形成する（図１３（Ｂ））。絶縁層２１５は、絶縁層２１１と同様の方法により形成することができる。絶縁層２１４は、後に形成する発光素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁層２１４は、絶縁層２１２に用いることのできる樹脂または無機絶縁膜を援用できる。
【０２６４】次に、絶縁層２１４、絶縁層２１５、及び絶縁層２１３に、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂに達する開口を形成する（図１３（Ｂ））。
【０２６５】次に、電極１９１を形成する（図１３（Ｃ））。電極１９１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。ここで、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂと電極１９１とが接続する。電極１９１は、可視光を反射する導電材料を用いて形成することが好ましい。
【０２６６】次に、電極１９１の端部を覆う絶縁層２１６を形成する（図１３（Ｃ））。絶縁層２１６は、絶縁層１２１に用いることのできる樹脂または無機絶縁膜を援用できる。絶縁層２１６は、電極１９１と重なる部分に開口を有する。
【０２６７】次に、絶縁層２１６上にレンズ１４９を形成する（図１３（Ｃ））。
【０２６８】次に、ＥＬ層１９２及び電極１９３を形成する（図１４（Ａ））。電極１９３は、その一部が発光素子１７０の共通電極として機能する。電極１９３は、可視光を透過する導電材料を用いて形成する。
【０２６９】ＥＬ層１９２は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる。ＥＬ層１９２は、レンズ１４９と重ならないように形成することが好ましい。ＥＬ層１９２を副画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法等により形成することができる。
【０２７０】ＥＬ層１９２の形成後に行う各工程は、ＥＬ層１９２にかかる温度が、ＥＬ層１９２の耐熱温度以下となるように行う。電極１９３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。
【０２７１】以上のようにして、発光素子１７０を形成することができる（図１４（Ａ））。なお、表示装置１００Ｂ（図７）のように、発光素子１７０を覆う保護層１９４を形成してもよい。その場合、電極１９３を形成した後、大気に曝すことなく、保護層１９４を形成することが好ましい。
【０２７２】保護層１９４は、例えば、上述した絶縁層１２１に用いることができる無機絶縁膜を適用することができる。保護層１９４は、特に、バリア性の高い無機絶縁膜を含むことが好ましい。また、無機絶縁膜と有機絶縁膜を積層して用いてもよい。保護層１９４の成膜時の基板温度は、ＥＬ層１９２の耐熱温度以下の温度であることが好ましい。
【０２７３】次に、発光素子１７０を、接着層１４２（図６参照）及び基板３５１を用いて封止する（図１４（Ｂ））。基板３５１、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間１４３は、不活性ガス（窒素やアルゴンなど）または樹脂で充填する。基板３５１は、遮光層ＢＭが設けられた面が発光素子１７０側に位置するように、作製基板６１と貼り合わせる。
【０２７４】次に、作製基板６１を剥離する（図１５（Ａ））。図１５（Ａ）では、剥離層６２と絶縁層６３との界面で分離が生じる例を示す。分離により、絶縁層６３が露出する。
【０２７５】分離面は、絶縁層６３、剥離層６２、及び作製基板６１等の材料及び形成方法等によって、様々な位置となり得る。なお、絶縁層６３を設けず、剥離層６２と被剥離層の界面（ここでは絶縁層２１２と剥離層６２の界面及び電極１１１と剥離層６２の界面）で分離させてもよい。
【０２７６】分離を行う前に、剥離層６２に分離の起点を形成してもよい。例えば、剥離層６２の一部または一面全体にレーザ光を照射してもよい。これにより、剥離層６２を脆弱化させる、または剥離層６２と絶縁層６３（または作製基板６１）との密着性を低下させることができる。
【０２７７】例えば、剥離層６２に垂直方向に引っ張る力をかけることにより、作製基板６１を剥離することができる。具体的には、基板３５１の上面の一部を吸着し、上方に引っ張ることにより、作製基板６１を引き剥がすことができる。
【０２７８】剥離層６２と絶縁層６３（または作製基板６１）との間に、刃物などの鋭利な形状の器具を差し込むことで分離の起点を形成してもよい。または、基板３５１側から鋭利な形状の器具で剥離層６２を切り込み、分離の起点を形成してもよい。
【０２７９】次に、絶縁層６３を除去する。例えば、ドライエッチング法などを用いて絶縁層６３を除去することができる。また、絶縁層６３が有機膜である場合、アッシングにより絶縁層６３を除去してもよい。これにより、電極１１１が露出する（図１５（Ｂ））。
【０２８０】次に、露出した電極１１１上に有機層１１２を形成し、有機層１１２上に電極１１３を形成することで、受光素子１８０を形成する（図１６（Ａ））。有機層１１２は、ＥＬ層１９２と同様の方法で形成することができる。また、電極１１３は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。有機層１１２及び電極１１３の形成工程は、ＥＬ層１９２、接着層１４２、及び基板３５１等の耐熱温度以下の温度で行う。
【０２８１】そして、接着層１４１を用いて、受光素子１８０に基板３６１を貼り合わせる（図１６（Ｂ））。以上により、図１６（Ｂ）に示す表示装置１００Ａを作製することができる。なお、図６に示すように、接続層２４２を用いて、表示装置にＦＰＣ３７２を接続させる。
【０２８２】［表示装置１１０Ａの作製方法］
以下では、図９に示す表示装置１１０Ａの作製方法の一例について、図１７及び図１８を用いて、説明する。
【０２８３】まず、作製基板６１上に剥離層６２を形成する。なお、図１７（Ａ）では、絶縁層６３を設けない例を示すが、図１３（Ａ）のように、剥離層６２上に絶縁層６３を形成してもよい。次に、剥離層６２上に絶縁層２１２を形成し、絶縁層２１２上にトランジスタ２０６を形成する。次に、絶縁層２１４、絶縁層２１５、及び絶縁層２１３に、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂに達する開口を形成する。次に、電極１９１、絶縁層２１６、レンズ１４９、ＥＬ層１９２、及び電極１９３を順に形成する。そして、発光素子１７０を接着層１４２及び基板３５１を用いて封止する。これらの工程については、表示装置１００Ａの作製方法での説明を援用できる。なお、基板３５１は、遮光層ＢＭが設けられた面が発光素子１７０側に位置するように、貼りつける。以上により、図１７（Ａ）に示す積層構造を作製する。
【０２８４】次に、作製基板６１を剥離する（図１７（Ｂ））。図１７（Ｂ）では、作製基板６１と剥離層６２との界面で分離が生じる例を示す。分離により、剥離層６２が露出する。作製基板６１の剥離工程については、表示装置１００Ａの作製方法での説明を援用できる。
【０２８５】なお、露出した剥離層６２は除去してもよく、表示装置１１０Ａに残存していてもよい。本実施の形態では、剥離層６２を除去し、絶縁層２１２を露出させる例を示す。
【０２８６】また、回路基板３６３上に受光素子１８０及び保護層１１４を形成する（図１８（Ａ））。
【０２８７】そして、絶縁層２１２と保護層１１４とを接着層１４１を用いて貼り合わせる（図１８（Ｂ））。以上により、図１８（Ｂ）に示す表示装置１１０Ａを作製することができる。
【０２８８】以上のように、本実施の形態の表示装置は、表示部に受光素子と発光素子とを有するため、表示部は画像を表示する機能と光を検出する機能との双方を有する。これにより、表示部の外部または表示装置の外部にセンサを設ける場合に比べて、電子機器の小型化及び軽量化を図ることができる。また、表示部の外部または表示装置の外部に設けるセンサと組み合わせて、より多機能の電子機器を実現することもできる。
【０２８９】受光素子と電気的に接続される回路と、発光素子と電気的に接続される回路と、を、同一の材料及び工程で作製することで、表示装置の作製工程を簡略化できる。または、別々の基板に作製された受光素子と発光素子とを貼り合わせることで簡便に表示装置を作製することができる。このように、複雑な工程を有さなくとも、利便性の高い表示装置を作製することができる。
【０２９０】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。
【０２９１】（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図１９を用いて説明する。
【０２９２】本発明の一態様の表示装置は、受光素子を有する第１の画素回路と、発光素子を有する第２の画素回路と、を有する。第１の画素回路と第２の画素回路は、それぞれ、マトリクス状に配置される。
【０２９３】図１９（Ａ）に、受光素子を有する第１の画素回路の一例を示し、図１９（Ｂ）に、発光素子を有する第２の画素回路の一例を示す。
【０２９４】図１９（Ａ）に示す画素回路ＰＩＸ１は、受光素子ＰＤ、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、トランジスタＭ４、及び容量素子Ｃ１を有する。ここでは、受光素子ＰＤとして、フォトダイオードを用いた例を示している。
【０２９５】受光素子ＰＤは、アノードが配線Ｖ１と電気的に接続し、カソードがトランジスタＭ１のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１は、ゲートが配線ＴＸと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が容量素子Ｃ１の一方の電極、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方、及びトランジスタＭ３のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ２は、ゲートが配線ＲＥＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線Ｖ２と電気的に接続する。トランジスタＭ３は、ソースまたはドレインの一方が配線Ｖ３と電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方がトランジスタＭ４のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ４は、ゲートが配線ＳＥと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線ＯＵＴ１と電気的に接続する。
【０２９６】配線Ｖ１、配線Ｖ２、及び配線Ｖ３には、それぞれ定電位が供給される。受光素子ＰＤを逆バイアスで駆動させる場合には、配線Ｖ２に、配線Ｖ１の電位よりも高い電位を供給する。トランジスタＭ２は、配線ＲＥＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ３のゲートに接続するノードの電位を、配線Ｖ２に供給される電位にリセットする機能を有する。トランジスタＭ１は、配線ＴＸに供給される信号により制御され、受光素子ＰＤに流れる電流に応じて上記ノードの電位が変化するタイミングを制御する機能を有する。トランジスタＭ３は、上記ノードの電位に応じた出力を行う増幅トランジスタとして機能する。トランジスタＭ４は、配線ＳＥに供給される信号により制御され、上記ノードの電位に応じた出力を配線ＯＵＴ１に接続する外部回路で読み出すための選択トランジスタとして機能する。
【０２９７】図１９（Ｂ）に示す画素回路ＰＩＸ２は、発光素子ＥＬ、トランジスタＭ５、トランジスタＭ６、トランジスタＭ７、及び容量素子Ｃ２を有する。ここでは、発光素子ＥＬとして、発光ダイオードを用いた例を示している。特に、発光素子ＥＬとして、有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。
【０２９８】トランジスタＭ５は、ゲートが配線ＶＧと電気的に接続し、ソースまたはドレインの一方が配線ＶＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が、容量素子Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭ６のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ６のソースまたはドレインの一方は配線Ｖ４と電気的に接続し、他方は、発光素子ＥＬのアノード、及びトランジスタＭ７のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ７は、ゲートが配線ＭＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線ＯＵＴ２と電気的に接続する。発光素子ＥＬのカソードは、配線Ｖ５と電気的に接続する。
【０２９９】配線Ｖ４及び配線Ｖ５には、それぞれ定電位が供給される。発光素子ＥＬのアノード側を高電位に、カソード側をアノード側よりも低電位にすることができる。トランジスタＭ５は、配線ＶＧに供給される信号により制御され、画素回路ＰＩＸ２の選択状態を制御するための選択トランジスタとして機能する。また、トランジスタＭ６は、ゲートに供給される電位に応じて発光素子ＥＬに流れる電流を制御する駆動トランジスタとして機能する。トランジスタＭ５が導通状態のとき、配線ＶＳに供給される電位がトランジスタＭ６のゲートに供給され、その電位に応じて発光素子ＥＬの発光輝度を制御することができる。トランジスタＭ７は配線ＭＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ６と発光素子ＥＬとの間の電位を、配線ＯＵＴ２を介して外部に出力する機能を有する。
【０３００】なお、本実施の形態の表示装置では、発光素子をパルス状に発光させることで、画像を表示してもよい。発光素子の駆動時間を短縮することで、表示装置の消費電力の低減、及び、発熱の抑制を図ることができる。特に、有機ＥＬ素子は周波数特性が優れているため、好適である。周波数は、例えば、１ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下とすることができる。
【０３０１】ここで、画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、及びトランジスタＭ４、並びに、画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタＭ５、トランジスタＭ６、及びトランジスタＭ７には、それぞれ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）を用いたトランジスタを適用することが好ましい。
【０３０２】シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子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、特に容量素子Ｃ１または容量素子Ｃ２に直列に接続されるトランジスタＭ１、トランジスタＭ２、及びトランジスタＭ５には、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。また、これ以外のトランジスタも同様に酸化物半導体を適用したトランジスタを用いることで、作製コストを低減することができる。
【０３０３】また、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ７に、チャネルが形成される半導体にシリコンを適用したトランジスタを用いることもできる。特に単結晶シリコンや多結晶シリコンなどの結晶性の高いシリコンを用いることで、高い電界効果移動度を実現することができ、より高速な動作が可能となるため好ましい。
【０３０４】また、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ７のうち、一以上に酸化物半導体を適用したトランジスタを用い、それ以外にシリコンを適用したトランジスタを用いる構成としてもよい。
【０３０５】なお、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）において、トランジスタをｎチャネル型のトランジスタとして表記しているが、ｐチャネル型のトランジスタを用いることもできる。
【０３０６】画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタと画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタは、同一基板上に並べて形成されることが好ましい。特に、画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタと画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタとを１つの領域内に混在させて周期的に配列する構成とすることが好ましい。
【０３０７】また、受光素子ＰＤまたは発光素子ＥＬと重なる位置に、トランジスタ及び容量素子の一方又は双方を有する層を１つまたは複数設けることが好ましい。これにより、各画素回路の実効的な占有面積を小さくでき、高精細な受光部または表示部を実現できる。
【０３０８】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。
【０３０９】（実施の形態３）
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２０〜図２４を用いて説明する。
【０３１０】本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の表示装置を有する。例えば、電子機器の表示部に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、光を検出する機能を有するため、表示部で生体認証を行うこと、または表示部でユーザーの表情などのデータを取得することができる。これにより、電子機器の機能性や利便性などを高めることができる。
【０３１１】電子機器としては、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、などが挙げられる。
【０３１２】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は、例えば腕時計型やブレスレット型の情報端末機（ウェアラブル機器）や、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向け機器等、頭部に装着可能なウェアラブル機器等に好適に用いることができる。
【０３１３】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。
【０３１４】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。
【０３１５】図２０（Ａ）に、メガネ型の電子機器９００の斜視図を示す。電子機器９００は、一対の表示パネル９０１、一対の筐体９０２、一対の光学部材９０３、一対の装着部９０４等を有する。
【０３１６】電子機器９００は、光学部材９０３の表示領域９０６に、表示パネル９０１で表示した画像を投影することができる。光学部材９０３は透光性を有するため、ユーザーは光学部材９０３を通して視認される透過像に重ねて、表示領域９０６に表示された画像を見ることができる。したがって、電子機器９００は、ＡＲ表示が可能な電子機器である。
【０３１７】電子機器９００が備える表示パネル９０１は、画像を表示する機能に加えて、撮像する機能を有することが好ましい。このとき、電子機器９００は、光学部材９０３を介して表示パネル９０１に入射された光を受光し、電気信号に変換して出力することができる。これにより、ユーザーの目、または目及びその周辺を撮像し、画像情報として外部、または電子機器９００が備える演算部に出力することができる。
【０３１８】一つの筐体９０２には、前方を撮像することのできるカメラ９０５が設けられている。また図示しないが、いずれか一方の筐体９０２には無線受信機、またはケーブルを接続可能なコネクタが設けられ、筐体９０２に映像信号等を供給することができる。また、筐体９０２に、ジャイロセンサなどの加速度センサを配置することで、ユーザーの頭部の向きを検知して、その向きに応じた画像を表示領域９０６に表示することもできる。また、筐体９０２にはバッテリが設けられていることが好ましく、無線または有線によって充電することができることが好ましい。
【０３１９】図２０（Ｂ）を用いて、電子機器９００の表示領域９０６への画像の投影方法について説明する。筐体９０２の内部には、表示パネル９０１、レンズ９１１、反射板９１２が設けられている。また、光学部材９０３の表示領域９０６に相当する部分には、ハーフミラーとして機能する反射面９１３を有する。
【０３２０】表示パネル９０１から発せられた光９１５は、レンズ９１１を通過し、反射板９１２により光学部材９０３側へ反射される。光学部材９０３の内部において、光９１５は光学部材９０３の端面で全反射を繰り返し、反射面９１３に到達することで、反射面９１３に画像が投影される。これにより、ユーザーは、反射面９１３に反射された光９１５と、光学部材９０３（反射面９１３を含む）を透過した透過光９１６の両方を視認することができる。
【０３２１】図２０では、反射板９１２及び反射面９１３がそれぞれ曲面を有する例を示している。これにより、これらが平面である場合に比べて、光学設計の自由度を高めることができ、光学部材９０３の厚さを薄くすることができる。なお、反射板９１２及び反射面９１３を平面としてもよい。
【０３２２】反射板９１２としては、鏡面を有する部材を用いることができ、反射率が高いことが好ましい。また、反射面９１３としては、金属膜の反射を利用したハーフミラーを用いてもよいが、全反射を利用したプリズムなどを用いると、透過光９１６の透過率を高めることができる。
【０３２３】ここで、電子機器９００は、レンズ９１１と表示パネル９０１との間の距離及び角度の一方又は双方を調整する機構を有していることが好ましい。これにより、ピント調整や、画像の拡大、縮小などを行うことが可能となる。例えば、レンズ９１１及び表示パネル９０１の一方または双方が、光軸方向に移動可能な構成とすればよい。
【０３２４】電子機器９００は、反射板９１２の角度を調整可能な機構を有していることが好ましい。反射板９１２の角度を変えることで、画像が表示される表示領域９０６の位置を変えることが可能となる。これにより、ユーザーの目の位置に応じて最適な位置に表示領域９０６を配置することが可能となる。
【０３２５】表示パネル９０１には、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器９００とすることができる。
【０３２６】図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）に、ゴーグル型の電子機器９５０の斜視図を示す。図２１（Ａ）は、電子機器９５０の正面、平面及び左側面を示す斜視図であり、図２１（Ｂ）は、電子機器９５０の背面、底面、及び右側面を示す斜視図である。
【０３２７】電子機器９５０は、一対の表示パネル９５１、筐体９５２、一対の装着部９５４、緩衝部材９５５、一対のレンズ９５６等を有する。一対の表示パネル９５１は、筐体９５２の内部の、レンズ９５６を通して視認できる位置にそれぞれ設けられている。
【０３２８】電子機器９５０は、ＶＲ向けの電子機器である。電子機器９５０を装着したユーザーは、レンズ９５６を通して表示パネル９５１に表示される画像を視認することができる。また、一対の表示パネル９５１に異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うこともできる。
【０３２９】筐体９５２の背面側には、入力端子９５７と出力端子９５８とが設けられている。入力端子９５７には映像出力機器等からの映像信号や、筐体９５２内に設けられるバッテリを充電するための電力等を供給するケーブルを接続することができる。出力端子９５８は、例えば音声出力端子として機能することができ、イヤフォンやヘッドフォン等を接続することができる。なお、無線通信により音声データを出力可能な構成とする場合や、外部の映像出力機器から音声を出力する場合には、当該音声出力端子を設けなくてもよい。
【０３３０】電子機器９００は、レンズ９５６及び表示パネル９５１が、ユーザーの目の位置に応じて最適な位置となるように、これらの左右の位置を調整可能な機構を有していることが好ましい。また、レンズ９５６と表示パネル９５１との距離を変えることで、ピントを調整する機構を有していることが好ましい。
【０３３１】表示パネル９５１には、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。したがって極めて精細度の高い表示が可能な電子機器９５０とすることができる。これにより、ユーザーに高い没入感を感じさせることができる。
【０３３２】緩衝部材９５５は、ユーザーの顔（額や頬など）に接触する部分である。緩衝部材９５５がユーザーの顔と密着することにより、光漏れを防ぐことができ、より没入感を高めることができる。緩衝部材９５５は、ユーザーが電子機器９５０を装着した際にユーザーの顔に密着するよう、柔らかな素材を用いることが好ましい。例えばゴム、シリコーンゴム、ウレタン、スポンジなどの素材を用いることができる。また、緩衝部材９５５として、スポンジ等の表面を布や革（天然皮革または合成皮革）などで覆ったものを用いると、ユーザーの顔と緩衝部材９５５との間に隙間が生じにくく光漏れを好適に防ぐことができる。緩衝部材９５５や装着部９５４などの、ユーザーの肌に触れる部材は、取り外し可能な構成とすると、クリーニングや交換が容易となるため好ましい。
【０３３３】図２２（Ａ）に示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
【０３３４】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。
【０３３５】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。
【０３３６】図２２（Ｂ）は、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。
【０３３７】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。
【０３３８】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。
【０３３９】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。
【０３４０】表示パネル６５１１には本発明の一態様の表示装置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。
【０３４１】図２３（Ａ）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。
【０３４２】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。
【０３４３】図２３（Ａ）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や、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。
【０３４４】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。
【０３４５】図２３（Ｂ）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。
【０３４６】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。
【０３４７】図２３（Ｃ）、図２３（Ｄ）に、デジタルサイネージの一例を示す。
【０３４８】図２３（Ｃ）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。
【０３４９】図２３（Ｄ）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。
【０３５０】図２３（Ｃ）、図２３（Ｄ）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。
【０３５１】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。
【０３５２】表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に画像または動画を表示するだけでなく、ユーザーが直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
【０３５３】また、図２３（Ｃ）、図２３（Ｄ）に示すように、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、ユーザーが所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１または情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
【０３５４】また、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザーが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
【０３５５】図２４（Ａ）乃至図２４（Ｆ）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。
【０３５６】図２４（Ａ）乃至図２４（Ｆ）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、静止画や動画を撮影し、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。
【０３５７】図２４（Ａ）乃至図２４（Ｆ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
【０３５８】図２４（Ａ）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、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。図２４（Ａ）では３つのアイコン９０５０を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することもできる。情報９０５１の一例としては、電子メール、ＳＮＳ、電話などの着信の通知、電子メールやＳＮＳなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０などを表示してもよい。
【０３５９】図２４（Ｂ）は、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えばユーザーは、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示された情報９０５３を確認することもできる。ユーザーは、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
【０３６０】図２４（Ｃ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、例えばスマートウォッチとして用いることができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００を、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信させることによって、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や、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。
【０３６１】図２４（Ｄ）〜図２４（Ｆ）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２４（Ｄ）は携帯情報端末９２０１を展開した状態、図２４（Ｆ）は折り畳んだ状態、図２４（Ｅ）は図２４（Ｄ）と図２４（Ｆ）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。
【０３６２】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。
【符号の説明】
【０３６３】Ｃ１：容量素子、Ｃ２：容量素子、ＥＬ：発光素子、ＩＲ：発光素子、Ｍ１：トランジスタ、Ｍ２：トランジスタ、Ｍ３：トランジスタ、Ｍ４：トランジスタ、Ｍ５：トランジスタ、Ｍ６：トランジスタ、Ｍ７：トランジスタ、ＭＳ：配線、ＯＵＴ１：配線、ＯＵＴ２：配線、ＰＩＸ１：画素回路、ＰＩＸ２：画素回路、ＰＤ：受光素子、ＲＥＳ：配線、ＳＥ：配線、ＴＸ：配線、Ｖ１：配線、Ｖ２：配線、Ｖ３：配線、Ｖ４：配線、Ｖ５：配線、ＶＧ：配線、ＶＳ：配線、１０：表示装置、１０Ａ：表示装置、１０Ｂ：表示装置、１１Ａ：表示装置、１１Ｂ：表示装置、１２Ａ：表示装置、１２Ｂ：表示装置、２０：表示装置、２１：発光、２２：光、２３ａ：光、２３ｂ：反射光、４１：トランジスタ、４２：トランジスタ、５１：基板、５３：受光素子を有する層、５４：絶縁層、５５：トランジスタを有する層、５７：発光素子を有する層、５９：基板、６１：作製基板、６２：剥離層、６３：絶縁層、１００Ａ：表示装置、１００Ｂ：表示装置、１００Ｃ：表示装置、１１０Ａ：表示装置、１１０Ｂ：表示装置、１１１：電極、１１２：有機層、１１３：電極、１１４：保護層、１２０Ａ：表示装置、１２０Ｂ：表示装置、１２１：絶縁層、１４１：接着層、１４２：接着層、１４３：空間、１４８：レンズアレイ、１４９：レンズ、１７０：発光素子、１８０：受光素子、１９１：電極、１９２：ＥＬ層、１９３：電極、１９４：保護層、２０１：トランジスタ、２０２：トランジスタ、２０３：トランジスタ、２０４：接続部、２０５：トランジスタ、２０６：トランジスタ、２０７：接続部、２０８：トランジスタ、２０９：トランジスタ、２１０：トランジスタ、２１１：絶縁層、２１２：絶縁層、２１３：絶縁層、２１４：絶縁層、２１５：絶縁層、２１６：絶縁層、２１７：絶縁層、２１８：絶縁層、２１９：絶縁層、２２１ａ：導電層、２２１ｂ：導電層、２２２ａ：導電層、２２２ｂ：導電層、２２３：導電層、２２５：絶縁層、２２８：領域、２３１：半導体層、２３１ｉ：チャネル形成領域、２３１ｎ：低抵抗領域、２４０：容量素子、２４２：接続層、２４５：容量素子、２５１：半導体基板、２５２：基板、２５３：素子分離層、２５５：低抵抗領域、２５７：絶縁層、２５８：絶縁層、２５９：導電層、２６１：プラグ、２６１ａ：導電層、２６１ｂ：導電層、２６２：絶縁層、２６３：導電層、２６４：絶縁層、２６５：導電層、２６６：絶縁層、２６７：プラグ、２７１：絶縁層、２７２：導電層、２７３：絶縁層、２７４：絶縁層、２７５：絶縁層、２７６：半導体層、２７７：導電層、２７８：絶縁層、２７９：導電層、２８１：絶縁層、２８２：絶縁層、２８３：絶縁層、２８４：絶縁層、２８５：導電層、２８６：絶縁層、２８７：導電層、２８８：絶縁層、２８９：プラグ、３５１：基板、３６１：基板、３６２：表示部、３６３：回路基板、３６４：回路、３６５：配線、３６６：導電層、３７２：ＦＰＣ、３７３：ＩＣ、９００：電子機器、９０１：表示パネル、９０２：筐体、９０３：光学部材、９０４：装着部、９０５：カメラ、９０６：表示領域、９１１：レンズ、９１２：反射板、９１３：反射面、９１５：光、９１６：透過光、９５０：電子機器、９５１：表示パネル、９５２：筐体、９５４：装着部、９５５：緩衝部材、９５６：レンズ、９５７：入力端子、９５８：出力端子、６５００：電子機器、６５０１：筐体、６５０２：表示部、６５０３：電源ボタン、６５０４：ボタン、６５０５：スピーカ、６５０６：マイク、６５０７：カメラ、６５０８：光源、６５１０：保護部材、６５１１：表示パネル、６５１２：光学部材、６５１３：タッチセンサパネル、６５１５：ＦＰＣ、６５１６：ＩＣ、６５１７：プリント基板、６５１８：バッテリ、７０００：表示部、７１００：テレビジョン装置、７１０１：筐体、７１０３：スタンド、７１１１：リモコン操作機、７２００：ノート型パーソナルコンピュータ、７２１１：筐体、７２１２：キーボード、７２１３：ポインティングデバイス、７２１４：外部接続ポート、７３００：デジタルサイネージ、７３０１：筐体、７３０３：スピーカ、７３１１：情報端末機、７４００：デジタルサイネージ、７４０１：柱、７４１１：情報端末機、９０００：筐体、９００１：表示部、９００３：スピーカ、９００５：操作キー、９００６：接続端子、９００７：センサ、９００８：マイクロフォン、９０５０：アイコン、９０５１：情報、９０５２：情報、９０５３：情報、９０５４：情報、９０５５：ヒンジ、９１０１：携帯情報端末、９１０２：携帯情報端末、９２００：携帯情報端末、９２０１：携帯情報端末
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【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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【国際調査報告】
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