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CN116868157A - 半导体装置及电子设备 - Google Patents

半导体装置及电子设备 Download PDF

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CN116868157A
CN116868157A CN202280016473.3A CN202280016473A CN116868157A CN 116868157 A CN116868157 A CN 116868157A CN 202280016473 A CN202280016473 A CN 202280016473A CN 116868157 A CN116868157 A CN 116868157A
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CN
China
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light
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transistor
light emitting
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Application number
CN202280016473.3A
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楠纮慈
渡边一德
热海知昭
吉本智史
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Abstract

提供一种具有光检测功能的包括高清晰显示部的半导体装置。半导体装置包括多个像素，像素包括第一及第二受光器件、第一至第五晶体管、电容器及第一布线。第一受光器件的一个电极与第一布线电连接，第一受光器件的另一个电极与第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接。第二受光器件的一个电极与第一布线电连接，第二受光器件的另一个电极与第二晶体管的源极和漏极中的一个电连接。第二晶体管的源极和漏极中的另一个与第一晶体管的源极和漏极中的另一个电连接。第一晶体管的源极和漏极中的另一个与电容器的一个电极、第三晶体管的源极和漏极中的一个及第四晶体管的栅极电连接。

Description

半导体装置及电子设备
技术领域
本发明的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、显示模块及电子设备。本发明的一个方式涉及一种显示装置的制造方法。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置(例如，触摸传感器等)、输入输出装置(例如，触摸面板等)、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。
背景技术
近年来，智能手机等移动电话机、平板信息终端、笔记本型PC(个人计算机)等信息终端设备广泛普及。这种信息终端设备在很多情况下包括个人信息等，已开发了用来防止不正当利用的各种识别技术。信息终端设备被要求具有各种功能，诸如图像显示功能、触摸传感器功能及为了识别拍摄指纹的功能等。
例如，专利文献1公开了在按钮开关部中具备指纹传感器的电子设备。
作为显示装置，例如对包括发光器件的发光装置已在进行研发。利用电致发光(Electroluminescence，以下称为EL)现象的发光器件(也称为EL器件、EL元件)具有容易实现薄型轻量化；能够高速地响应输入信号；以及能够使用直流恒压电源而驱动等的特征，并已将其应用于显示装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]美国专利申请公开第2014/0056493号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的包括高清晰显示部的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的包括高分辨率显示部的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的包括大型显示部的半导体装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的高可靠性的半导体装置。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的包括高清晰显示部的半导体装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的包括高分辨率显示部的半导体装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的包括大型显示部的半导体装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的高可靠性的半导体装置的制造方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种高成品率的具有光检测功能的半导体装置的制造方法。
注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是包括多个像素的半导体装置。像素包括第一像素电路。第一像素电路包括第一受光器件、第二受光器件、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、电容器及第一布线。第一受光器件的一个电极与第一布线电连接，第一受光器件的另一个电极与第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接。第二受光器件的一个电极与第一布线电连接，第二受光器件的另一个电极与第二晶体管的源极和漏极中的一个电连接。第二晶体管的源极和漏极中的另一个与第一晶体管的源极和漏极中的另一个电连接。第一晶体管的源极和漏极中的另一个与电容器的一个电极电连接。第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第三晶体管的源极和漏极中的一个电连接。第一晶体管的源极和漏极中的另一个与第四晶体管的栅极电连接。第四晶体管的源极和漏极中的一个与第五晶体管的源极和漏极中的一个电连接。
在上述半导体装置中，优选的是，第一受光器件具有检测可见光的功能，第二受光器件具有检测红外光的功能。
在上述半导体装置中，优选还包括第二布线。第二布线与第三晶体管的源极和漏极中的另一个电连接。第二布线的电位优选低于第一布线的电位。
在上述半导体装置中，优选还包括第二布线。第二布线与第三晶体管的源极和漏极中的另一个电连接。第二布线的电位优选高于第一布线的电位。
在上述半导体装置中，像素优选包括第二像素电路。第二像素电路包括第一发光器件。第一发光器件具有发射可见光的功能，第一发光器件的一个电极与第一布线电连接。
在上述半导体装置中，像素优选包括第三像素电路。第三像素电路包括第二发光器件。第二发光器件具有发射红外光的功能。第二发光器件的一个电极与第一布线电连接。
本发明的一个方式是一种电子设备，包括上述半导体装置、第二发光器件以及框体。第二发光器件具有发射红外光的功能，第二发光器件具有穿过半导体装置将光发射到外部的功能。
发明效果
根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的包括高清晰显示部的半导体装置。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的包括高分辨率显示部的半导体装置。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的包括大型显示部的半导体装置。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的高可靠性的半导体装置。
根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的包括高清晰显示部的半导体装置的制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的包括高分辨率显示部的半导体装置的制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的包括大型显示部的半导体装置的制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种具有光检测功能的高可靠性的半导体装置的制造方法。根据本发明的一个方式可以提供一种高成品率的具有光检测功能的半导体装置的制造方法。
注意，这些效果的记载并不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图简要说明
图1A是示出显示装置的一个例子的方框图。图1B是示出显示装置的像素的一个例子的图。
图2A及图2B是示出像素电路的一个例子的图。
图3是示出像素电路的一个例子的图。
图4A是示出读出电路的一个例子的方框图。图4B是读出电路的电路图。
图5是示出显示装置的显示部的一个例子的图。
图6是示出显示装置的显示部的一个例子的图。
图7是示出显示装置的一个例子的图。
图8A及图8B是说明显示装置的工作方法的一个例子的图。
图9是说明显示装置的工作方法的一个例子的图。
图10是示出显示装置的显示部的一个例子的图。
图11是示出显示装置的显示部的一个例子的图。
图12A及图12B是示出显示装置的显示部的一个例子的图。
图13A及图13B是示出显示装置的显示部的一个例子的图。
图14A是示出显示装置的像素的一个例子的图。图14B及图14C是示出电子设备的一个例子的截面图。
图15A及图15B是示出电子设备的一个例子的截面图。
图16A至图16C是示出显示装置的像素的一个例子的图。图16D是示出电子设备的一个例子的截面图。
图17是示出显示装置的布局的一个例子的图。
图18是示出显示装置的布局的一个例子的图。
图19是示出显示装置的布局的一个例子的图。
图20是示出显示装置的布局的一个例子的图。
图21A及图21B是示出显示装置的像素的一个例子的图。图21C及图21D是示出电子设备的一个例子的截面图。
图22是示出显示装置的布局的一个例子的图。
图23A至图23C是示出显示装置的一个例子的图。
图24A至图24C是示出电子设备的一个例子的图。
图25A是示出显示装置的一个例子的俯视图。图25B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图26A至图26D是示出显示装置的制造方法的一个例子的图。
图27A至图27C是示出显示装置的制造方法的一个例子的图。
图28A至图28C是示出显示装置的制造方法的一个例子的图。
图29A至图29C是示出显示装置的制造方法的一个例子的图。
图30A是示出显示装置的一个例子的俯视图。图30B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图31是示出显示装置的一个例子的立体图。
图32A是示出显示装置的一个例子的截面图。图32B及图32C是示出晶体管的一个例子的截面图。
图33A至图33D是示出发光器件的结构例子的图。
图34A及图34B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图35A及图35B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图36A及图36B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图37A至图37C是示出显示装置的一个例子的截面图。
图38A及图38B是示出电子设备的一个例子的图。
图39A至图39D是示出电子设备的一个例子的图。
图40A至图40F是示出电子设备的一个例子的图。
图41是示出车辆的一个例子的图。
实施发明的方式
参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在下面说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的符号来显示相同的部分或具有同样功能的部分，而省略反复说明。此外，当表示具有同样功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加符号。
为了便于理解，有时附图中示出的各构成要素的位置、大小、范围等并不显示其实际的位置、大小、范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小、范围等。
此外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”的词语。例如，可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，例如，可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
(实施方式1)
在本实施方式中，作为本发明的一个方式的半导体装置，对显示装置进行说明。
本发明的一个方式的显示装置包括具有发光器件、第一受光器件以及第二受光器件的像素。
本发明的一个方式的显示装置可以使用发光器件显示图像。此外，本发明的一个方式的显示装置可以使用第一受光器件或第二受光器件进行拍摄和感测中的一方或双方。
以下，参照附图说明更具体的例子。
<结构例子>
图1A示出本发明的一个方式的显示装置的方框图。图1A所示的显示装置10包括显示部11、驱动电路部12、驱动电路部13、驱动电路部14及电路部15。显示部11包括被配置为矩阵状的多个像素30。
图1B示出像素30的结构例子。像素30包括子像素G、子像素B、子像素R、子像素PS及子像素IRS。子像素G、子像素B及子像素R都具有发射光的功能(以下，也称为发光功能)。子像素PS及子像素IRS都具有接收光的功能(以下，也称为受光功能)。本发明的一个方式的显示装置的显示部除了具有显示图像的功能以外还具有拍摄功能和感测功能中的一方或双方。
例如，子像素R可以呈现红色，子像素G可以呈现绿色，子像素B可以呈现蓝色。因此，显示装置10可以进行全彩色显示。注意，虽然在此示出像素30包括三个颜色的子像素的例子，但是也可以包括四个颜色以上的子像素。此外，像素30也可以包括发射红色、绿色及蓝色之外的颜色的光的子像素。例如，像素30也可以除了上述三个子像素之外还包括发射白色光的子像素或发射黄色光的子像素等。
子像素PS具有接收可见光的功能。子像素IRS具有接收红外光的功能。
子像素R、子像素G及子像素B都包括发光器件(也称为发光元件)。子像素R包括发射红色光的发光器件。子像素G包括发射绿色光的发光器件。子像素B包括发射蓝色光的发光器件。
子像素PS及子像素IRS都包括用作光电转换元件的受光器件(也称为受光元件)。受光器件被用作检测出入射到受光器件的光来产生电荷的光电转换器件。所产生的电荷量取决于所入射到受光器件的光量。子像素PS包括具有接收可见光的功能的受光器件。子像素IRS包括具有接收红外光功能的受光器件。具有接收可见光的功能的受光器件对可见光(波长为400nm以上且小于700nm的光)具有灵敏度。接收红外光的受光器件对红外光(波长为700nm以上且小于900nm的光)具有灵敏度。
在图1B中，为了便于发光器件与受光器件的区别，对子像素R的发光区域、子像素G的发光区域、子像素B的发光区域、子像素PS的受光区域、子像素IRS的受光区域分别附上R、G、B、PS、IRS的符号。
注意，在图1B中，发光区域及受光区域示出为矩形，但是本发明不局限于此。对发光区域及受光区域的形状没有特别的限制。
子像素PS的受光区域的面积(简称为受光面积)优选比子像素IRS的受光面积小。通过使子像素PS的受光面积小，换言之，通过使摄像面积小，子像素PS可以进行与子像素IRS相比更高清晰的拍摄。此时，子像素PS可以用于使用指纹、掌纹、虹膜、脉形状(包括静脉形状、动脉形状)或人脸等的个人识别的拍摄等。另外，子像素PS可以根据用途适当地决定所检测的光的波长。
子像素IRS可以用于触摸传感器(也称为直接触摸传感器)或者接近触摸传感器(也称为悬浮传感器、悬浮触摸传感器、非接触传感器、非触摸传感器)等。例如，通过子像素IRS检测红外光，即使在昏暗的环境中也可以进行触摸检测。另外，子像素IRS可以根据用途适当地决定所检测的光的波长。
这里，触摸传感器或接近触摸传感器可以检测对象物(手指、手掌或笔等)的接近或接触。触摸传感器可以通过显示装置与对象物直接接触而检测对象物。此外，接近触摸传感器即使对象物不与显示装置接触，可以检测该对象物。例如，优选采用如下结构：在显示装置与对象物之间的距离为0.1mm以上且300mm以下，优选为3mm以上且50mm以下的范围内，显示装置能够检测该对象物。通过采用该结构，可以在对象物不直接接触显示装置的状态下进行操作。换言之，可以以非接触(非触摸)操作显示装置。通过采用上述结构，可以降低显示装置被弄脏或受损伤的风险或者可以以对象物不与附着在显示装置上的污染(例如，尘埃或病毒等)直接接触的方式操作显示装置。
本发明的一个方式的显示装置可以使刷新频率可变。例如，可以根据显示在显示装置上的内容调整刷新频率(例如，在1Hz以上且240Hz以下的范围内进行调整)来降低功耗。此外，也可以根据该刷新频率使触摸传感器或接近触摸传感器的驱动频率改变。例如，在显示装置的刷新频率为120Hz时，可以将触摸传感器或接近触摸传感器的驱动频率设定为高于120Hz的频率(典型的是240Hz)。通过采用该结构，可以实现低功耗化且可以提高触摸传感器或接近触摸传感器的响应速度。
基于子像素PS所包括的受光器件与子像素IRS所包括的受光器件的检测精度的差异也可以根据功能选择对象物的检测方法。例如，显示屏幕的滚动功能可以通过使用子像素IRS的接近触摸传感器功能实现，用显示在屏幕上的键盘的输入功能也可以通过使用子像素PS的高清晰的触摸传感器功能实现。
通过在一个像素中设置两种受光器件，除了显示功能之外还可以追加两个功能，而可以实现多功能的显示装置。
另外，为了进行高清晰的拍摄，子像素PS优选设置在显示装置所包括的所有像素中。另一方面，与使用子像素PS的检测相比，用于触摸传感器或接近触摸传感器等的子像素IRS不需高精度，因此也可以设置在显示装置所包括的部分像素中。通过使显示装置所包括的子像素IRS的个数少于子像素PS的个数，可以提高检测速度。
图1B示出在一个像素30中设置2行3列的子像素的例子。像素30在上行(第1行)包括三个子像素(子像素G、子像素B、子像素R)，在下行(第2行)包括两个子像素(子像素PS、子像素IRS)。换言之，像素30在左列(第1列)包括两个子像素(子像素G、子像素PS)，在中央列(第2列)包括子像素B，在右列(第3列)包括子像素R，沿着中央列至右列还包括子像素IRS。注意，子像素的排列方式不局限于图1B的结构。
如图1A所示，像素30包括像素电路21R、像素电路21G、像素电路21B以及像素电路22。像素电路21R具有控制子像素R的发光的功能。像素电路21G具有控制子像素G的发光的功能。像素电路21B具有控制子像素B的发光的功能。像素电路22具有控制子像素PS的受光的功能以及控制子像素IRS的受光的功能。因此，也可以说子像素PS和子像素IRS共同使用像素电路22。
像素电路22与布线SE、布线RE、布线TX、布线SW及布线WX电连接。
布线SE、布线RE、布线TX、布线SW与在行方向(布线SE等的延伸方向)上排列的像素电路22电连接。布线SE、布线RE、布线TX及布线SW与驱动电路部14电连接。驱动电路部14具有生产用来驱动像素电路22的信号并经由布线SE、布线RE、布线TX及布线SW将其输出到像素电路22的功能。驱动电路部14具有选择读出摄像数据的像素30的功能。具体而言，可以通过对布线SE供应信号来选择读出摄像数据的像素30。
布线WX与在列方向(布线WX的延伸方向)上排列的像素电路22电连接。布线WX与电路部15电连接。电路部15具有接收从像素电路22经由布线WX输出的信号并将其作为摄像数据输出到外部的功能。电路部15被用作读出电路。另外，可以将布线WX称为读出线。
在本说明书等中，摄像数据是指对应于入射到像素电路22所包括的受光器件的光量的数据。此外，有时将从像素电路22输出到电路部15的信号记为摄像数据。此外，有时将从电路部15输出到外部的信号记为摄像数据。
像素电路21R与布线SLR、布线GL1及布线GL2电连接。像素电路21G与布线SLG、布线GL1及布线GL2电连接。像素电路21B与布线SLB、布线GL1及布线GL2电连接。
布线SLR、布线SLG及布线SLB分别与在列方向(布线SLR等的延伸方向)上排列的像素电路21R、像素电路21G或像素电路21B电连接。布线SLR、布线SLG及布线SLB分别与驱动电路部12电连接。驱动电路部12被用作源极线驱动电路(也称为源极驱动器)，通过布线SLR、布线SLG及布线SLB对像素电路21R、像素电路21G及像素电路21B供应数据信号(数据电位)。
布线GL1及布线GL2分别与在行方向(布线GL1及布线GL2的延伸方向)上排列的像素电路21R、像素电路21G及像素电路21B电连接。布线GL1及布线GL2分别与驱动电路部13电连接。驱动电路部13被用作栅极线驱动电路(也称为栅极驱动器)，对布线GL1及布线GL2供应选择信号。
如图1A所示，通过以矩阵状配置包括像素电路21R、像素电路21G、像素电路21B及像素电极22的像素30，可以使显示的分辨率(像素数)和拍摄的分辨率(像素数)相等。注意，在像素电路22仅用作触摸面板的情况下等有时不需高分辨率。此时，也可以采用混合包括像素电路22的像素30和不包括像素电路22的像素(换言之，由像素电路21R、像素电路21G及像素电路21B构成的像素)的结构。
<像素电路22的结构例子>
图2Α示出可用于像素电路22的像素电路的例子。
像素电路22包括晶体管M11、晶体管M12、晶体管M13、晶体管M14、晶体管M15、电容器C11、受光器件PD1以及受光器件PD2。
受光器件PD1的一个端子与晶体管M11的源极和漏极中的一个电连接。受光器件PD1的另一个端子与布线CL电连接。晶体管M11的栅极与布线TX电连接。受光器件PD2的一个端子与晶体管M15的源极和漏极中的一个电连接。受光器件PD2的另一个端子与布线CL电连接。晶体管M15的栅极与布线SW电连接。晶体管M15的源极和漏极中的另一个与晶体管M11的源极和漏极中的另一个电连接。晶体管M11的源极和漏极中的另一个与电容器C11的一个电极电连接。电容器C11的另一个电极与布线VCP电连接。晶体管M11的源极和漏极中的另一个与晶体管M12的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M12的栅极与布线RS电连接。晶体管M12的源极和漏极中的另一个与布线VRS电连接。晶体管M11的源极和漏极中的另一个与晶体管M13的栅极电连接。晶体管M13的源极和漏极中的一个与布线VPI电连接。晶体管M13的源极和漏极中的另一个与晶体管M14的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M14的栅极与布线SE电连接。晶体管M14的源极和漏极中的另一个与布线WX电连接。
布线SE被供应控制晶体管M14的导通、非导通的信号。布线RS被供应控制晶体管M12的导通、非导通的信号。布线TX被供应控制晶体管M11的导通、非导通的信号。布线SW被供应控制晶体管M15的导通、非导通的信号。布线VCP被供应恒电位。布线VRS被供应恒电位作为复位电位。布线VPI被供应恒电位。
晶体管M11、晶体管M12、晶体管M14及晶体管M15被用作开关。晶体管M13被用作放大元件(放大器)。
如图2A所示，在受光器件PD1的阴极及受光器件PD2的阴极与布线CL电连接时，布线VRS被供应的电位优选低于布线CL被供应的电位。另一方面，在受光器件PD1的阳极及受光器件PD2的阳极与布线CL电连接时，布线VRS被供应的电位优选高于布线CL被供应的电位。
受光器件PD1可以使用具有接收可见光的功能的受光器件，受光器件PD2可以使用具有接收红外光的功能的受光器件。或者，受光器件PD1也可以使用具有接收红外光的功能的受光器件，受光器件PD2也可以使用具有接收可见光的功能的受光器件。
在本发明的一个方式的显示装置中，像素电极22具有控制子像素PS的受光的功能以及控制子像素IRS的受光的功能。与分别设置具有控制子像素PS的受光的功能的像素电路以及具有控制子像素IRS的受光的功能的像素电路的情况相比，像素电路22可以减少晶体管及布线等的个数而可以使像素的尺寸变小，由此可以实现高清晰显示装置。
在本发明的一个方式的显示装置中，像素电路22所包括的所有晶体管优选使用被形成沟道的半导体层中含有金属氧化物(也称为氧化物半导体)的晶体管(以下，也称为OS晶体管)。OS晶体管具有极低的关态电流，能够长期间保持储存于与该晶体管串联连接的电容器中的电荷。另外，通过使用OS晶体管，可以降低显示装置的功耗。
或者，在本发明的一个方式的显示装置中，像素电路所包括的所有晶体管优选使用被形成沟道的半导体层中含有硅的晶体管(以下，也称为Si晶体管)。作为硅，可以举出单晶硅、多晶硅、非晶硅等。尤其是，优选使用半导体层中含有低温多晶硅(LTPS：LowTemperature Poly-Silicon)的晶体管(以下，也称为LTPS晶体管)。LTPS晶体管具有高场效应迁移率而能够进行高速工作。
或者，在本发明的一个方式的显示装置中，像素电路优选使用两种晶体管。具体而言，像素电路优选包括OS晶体管及LTPS晶体管。通过根据晶体管被要求的功能改变半导体层的材料，可以提高像素电路的品质而提高感测或拍摄的精度。
例如，晶体管M11至晶体管M15优选都使用在半导体层中使用低温多晶硅的LTPS晶体管。或者，优选的是，晶体管M11、晶体管M12及晶体管M15使用在半导体层中使用金属氧化物的OS晶体管，晶体管M13使用LTPS晶体管。此时，晶体管M14也可以使用OS晶体管或LTPS晶体管。
通过将OS晶体管用于晶体管M11、晶体管M12及晶体管M15，可以防止基于在受光器件PD1及受光器件PD2中产生的电荷保持在晶体管M13的栅极中的电位经过晶体管M11、晶体管M12或晶体管M15而泄漏。
另一方面，优选将LTPS晶体管用于晶体管M13。LTPS晶体管可以实现比OS晶体管高的场效应迁移率，并具有良好的驱动能力及电流能力。因此，晶体管M13与晶体管M11、晶体管M12及晶体管M15相比可以进行更高速的工作。通过将LTPS晶体管用于晶体管M13，可以向晶体管M14迅速地进行与基于受光器件PD1或受光器件PD2的受光量的微小电位对应的输出。
也就是说，在图2A所示的像素电路22中，晶体管M11、晶体管M12及晶体管M15的泄漏电流低，晶体管M13的驱动能力高，因此可以由受光器件PD1及受光器件PD2接收光，可以保持经过晶体管M11及晶体管M15传送的电荷而无泄漏，且可以进行高速读出。
晶体管M14被用作将来自晶体管M13的输出流过布线WX的开关，因此与晶体管M11至晶体管M13及晶体管M15不同，不一定被要求具有低关态电流及高速工作等。因此，晶体管M14的半导体层可以使用低温多晶硅，也可以使用氧化物半导体。
注意，在图2A中，将晶体管记作n沟道型晶体管，但是也可以使用p沟道型晶体管。
如上所述，在用于个人识别的拍摄等需要进行高清晰且鲜明的拍摄的情况下，受光器件的开口率(受光面积)优选较小。另一方面，在接近触摸传感器等只要能够检测大致位置即可的情况下，受光器件的开口率(受光面积)优选较大。因此，优选使受光器件PD1的开口率(受光面积)比受光器件PD2的开口率(受光面积)小。于是，在需要以高清晰度进行拍摄的情况下，优选通过使晶体管M11导通并且使晶体管M15关闭，只使用受光器件PD1进行拍摄。另一方面，在进行大面积的检测时，优选通过使晶体管M11及晶体管M15的双方导通，使用受光器件PD1及受光器件PD2的双方进行拍摄。由此，通过增加能够拍摄的光量，可以容易检测离显示装置远的地方的对象物。
如上所述那样，本实施方式的显示装置通过在一个像素中设置两种受光器件，除了显示功能之外还可以追加两个功能，而可以实现多功能的显示装置。例如，可以实现高清晰的拍摄功能以及触摸传感器或接近触摸传感器等的感测功能。另外，通过组合设置了两种受光器件的像素与具有其他结构的像素，可以还增加显示装置的功能。例如，可以使用包括发射红外光的发光器件或各种传感装置等的像素。
<像素电路21的结构例子>
图2B示出可用于像素电路21R、像素电路21G及像素电路21B的像素电路的例子。图2B所示的像素电路21包括晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3、晶体管M4、电容器C1、电容器C2及发光器件EL。
在晶体管M1中，栅极与布线GL1电连接，源极和漏极中的一个与布线SL电连接，另一个与电容器C1的一个电极、电容器C2的一个电极及晶体管M2的栅极电连接。在晶体管M2中，源极和漏极中的一个与布线AL电连接，源极和漏极中的另一个与发光器件EL的一个电极、电容器C1的另一个电极及晶体管M3的源极和漏极中的一个电连接。在晶体管M3中，栅极与布线GL1电连接，源极和漏极中的另一个与电容器C2的另一个电极电连接。在晶体管M4中，栅极与布线GL2电连接，源极和漏极中的一个与电容器C2的另一个电极电连接、另一方与布线V0L电连接。发光器件EL的另一个电极与布线CL电连接。
晶体管M1、晶体管M3及晶体管M4被用作开关。晶体管M2被用作控制流过发光器件EL的电流的晶体管。
在此，优选将LTPS晶体管用于晶体管M1至晶体管M4的全部。或者，优选的是，将OS晶体管用于晶体管M1、晶体管M3及晶体管M4，将LTPS晶体管用于晶体管M2。
布线SL被供应数据电位。布线GL1及布线GL2分别被供应选择信号。该选择信号包括使晶体管成为导通状态的电位以及使晶体管成为非导通状态的电位。布线AL被供应恒电位。布线CL被供应恒电位。
如图2B所示，在发光器件EL的阴极与布线CL电连接时，布线AL被供应的电位优选高于布线CL被供应的电位。另一方面，在发光器件EL的阳极与布线CL电连接时，布线AL被供应的电位优选低于布线CL被供应的电位。
注意，可用于像素电路21R、像素电路21G及像素电路21B的像素电路不局限于图2B所示的像素电路21。
<像素30的结构例子>
图3示出包括像素电路22、像素电路21R、像素电路21G及像素电路21B的像素30的电路图的一个例子。
像素电路21R包括发射红色光的发光器件ELR。像素电路21G包括发射绿色光的发光器件ELG。像素电路21B包括发射蓝色光的发光器件ELB。除了发光器件不同以外，像素电路21R、像素电路21G及像素电路21B具有同样的结构。
图3示出受光器件PD1的一个电极、受光器件PD2的一个电极、发光器件ELR的一个电极、发光器件ELG的一个电极以及发光器件ELB的一个电极与布线CL电连接的结构。通过采用这种结构，像素30所包括的布线的个数减少而可以使像素30的尺寸变小，由此可以实现高清晰显示装置。注意，也可以采用受光器件PD1的一个电极、受光器件PD2的一个电极、受光器件ELR的一个电极、发光器件ELG的一个电极以及发光器件ELB的一个电极分别与不同布线电连接的结构。
注意，像素电路21R、像素电路21G及像素电路21B的结构不局限于图3所示的结构。
<读出电路的结构例子>
图4A示出可以用作读出电路的电路的例子。图4A所示的电路50可以用于图1A所示的电路部15。
图4A示出电路50的方框图。电路50包括多个电路51、多个电路52、电路53、电路54及电路55。
电路50被输入从第K到第K+p(K为1以上且N以下的整数)的布线WX[K：K+p]的信号。一个电路50可以被输入从将在行方向上排列的像素30的个数N(N为2以上的整数)除以任意整数x的个数的布线WX的信号。就是说，p是满足N/x-1的整数，并电路50被输入从N/x个布线WX的信号。在此，显示装置可以采用作为读出电路具有x个电路50的结构。另外，N不是x的倍数的情况下，适当地调整与一个电路50连接的布线WX的个数即可。
电路51是将输出到布线WX中的一个的电流转换为电压而输出的电路。电路51可以使用构成上述像素电路22的晶体管M13及源极跟随电路的电路。
电路52可以适当地使用相关双采样(CDS：Correlated Double Sampling)电路。由电路52可以生成减少噪声的信号。
电路53可以使用复用器电路。电路53可以将从多个电路52被输入的并行信号转换为串行信号而输出到电路54。
电路54可以使用源极跟随电路。电路54具有将从电路53输入的信号放大而输出的功能。
电路55可以使用模拟数字转换电路。电路55具有将从电路54输入的模拟信号转换为数字信号的信号SOUT而输出的功能。
图4B示出电路50的更具体的电路图的一个例子。图4B示出与第j的布线WX[j]连接的电路51[j]、电路52[j]、电路53的一部分、电路54、电路55、电路56。在电路53中，示出与电路52[j]连接的一部分的结构作为电路53[j]。电路53包括多个电路53[j]。
电路51[j]包括晶体管61及晶体管62。此外，电路51[j]连接于各自被供应恒电位的布线IVB及布线VIV。晶体管62构成像素电路22包括的晶体管M13及源极跟随电路。晶体管61用作恒流源。晶体管61与晶体管62构成电流镜。
电路52[j]包括晶体管63至晶体管68、电容器81及电容器82。电路52[j]连接于被供应控制晶体管的导通状态的信号的布线SEL1、布线SEL2及布线SCL与被供应恒电位的布线VCL、布线CDB、布线VDD1及布线VSS1。例如，可以对布线VCL、布线VDD1及布线CDB供应高电位，可以对布线VSS1供应低电位。
晶体管66及晶体管68构成源极跟随电路。晶体管67被用作恒流源，与晶体管68构成电流镜。晶体管66的栅极与电路51[j]的输出布线之间设置有电容器81。从电路51[j]供应到电路52[j]的信号通过电容器81传达到晶体管66的栅极。
晶体管65具有对与晶体管66的栅极连接的节点SH供应恒电位(也称为初期电位)的功能。首先，在对节点SH从布线VCL供应初期电位的状态下，取得布线WX[j]的电位。接着，使晶体管65成为非导通状态且使像素电路22所包括的晶体管M12成为导通状态，取得布线WX[j]的电位。由此，可以将相当于与初期电位之差的电位作为摄像数据读出。通过进行这种相关双采样工作，电路50可以输出减少噪声的信号。
晶体管63具有调整CDS电路的电容值的功能。通过使晶体管63成为导通状态，电容器81与电容器82并联连接。由此，可以提高CDS电路的灵敏度。另一方面，通过使晶体管63成为非导通状态，可以实现读出工作的高速化。例如，在拍摄对比度或亮度低的对象物的情况下，通过使晶体管63成为导通状态而增大CDS电路的电容值，可以提高其灵敏度。另一方面，在需要高速读出的情况下，使晶体管63成为非导通状态而可以减小CDS电路的电容值。通过供应到布线SEL1的信号，可以切换晶体管63的导通状态或非导通状态。
晶体管64具有使布线WX[j]与节点SH导通的功能。通过使晶体管64成为导通状态，可以进行不使用相关双采样的读出工作。通过供应到布线SEL2的信号，可以切换晶体管64的导通状态或非导通状态。
电路53[j]包括晶体管69、电容器83及电容器84。此外，电路53[j]与被供应控制晶体管的导通状态的信号的布线SEL3及被供应恒电位的布线VDD2连接。电容器83及电容器84具有保持布线的电位的功能。若不需要也可以省略电容器83及电容器84的一方或双方。
在电路53中选择电路53[j]的情况下，使晶体管69成为导通状态。由此，可以通过晶体管69将从电路52[j]输出的信号输出到电路54。通过依次选择电路53所包括的多个晶体管69，可以将从多个电路52输入的并行信号转换为串行信号而输出到电路54。
电路54包括晶体管71至晶体管74。此外，电路54与被供应控制晶体管的导通状态的信号的布线SFR、被供应恒电位的布线VRSF、布线SFB、布线VDD3及布线VSS3连接。
晶体管72与晶体管74构成源极跟随电路。晶体管73被用作恒流源，与晶体管74构成电流镜。
晶体管71具有使用布线VRSF被供应的电位将与晶体管72的栅极连接的节点的电位复位的功能。
如图4B所示，也可以在电路54与电路55之间设置用作放大电路的电路56。电路56具有放大从电路54输入的信号而输出到电路55的功能。
在此示出构成电路51、电路52、电路53及电路54的所有的晶体管使用n沟道型晶体管的情况的例子。此时，各晶体管优选使用被形成沟道的半导体层采用氧化物半导体的晶体管。尤其是，用作开关的晶体管63、晶体管64、晶体管65、晶体管69及晶体管71等优选使用关态电流极低的晶体管。另外，不局限于此，一部分或所有的晶体管也可以使用包含硅的晶体管。另外，一部分或所有的晶体管也可以使用p沟道型晶体管。
图4B示出使用构成电路51、电路52、电路53及电路54的所有的晶体管使用一对栅极彼此电连接的晶体管的例子。注意，不局限于此，一部分或所有的晶体管也可以使用包括一个栅极的晶体管。此外，一部分或所有的晶体管也可以使用一个栅极与源极和漏极中的一个电连接的晶体管。此外，一部分或所有的晶体管也可以使用一个栅极被供应控制阈值电压的恒电位或信号的晶体管。
电路51、电路52、电路53及电路54优选在设置像素的衬底上经过与像素同样的工序而形成。由此，可以减少显示装置的构件数量而实现低成本化。此外，电路56和电路55中的一方或双方既可以使用IC芯片，又可以将电路56和电路55中的一方或双方形成在设置像素的衬底上。
以上是读出电路的结构例子的说明。
注意，可用于电路部15的电路不局限于图4A及图4B所示的结构。
另外，在本发明的一个方式的显示装置所包括的晶体管中也可以设置背栅极。通过对背栅极供应与前栅极相同的电位，可以提高晶体管的通态电流。此外，通过对背栅极供应恒电位，可以调整晶体管的阈值电压。
<显示部的结构例子1>
图5及图6示出显示部11的结构的一个例子。显示部11具有像素30以M行N列(M、N分别独立地为2以上的整数)的矩阵状排列的结构。图5及图6示出从i行j列(i、j分别独立地为1以上的整数)到i+1行j+1列的四个像素30。
在本说明书等中，在多个要素使用同一符号并且需要区分它们时，有时对符号附加“[1]”、“[m]”、“[1，1]”、“[m，n]”等用于识别的符号。例如，将i行j列的像素30记载为像素30[i，j]。
图5示出子像素R、子像素G、子像素B、子像素PS及子像素IRS的排列。图6示出像素电路21R、像素电路21G、像素电路21B、像素电路22及各布线的连接关系。
布线SE[i]、布线RE[i]、布线TX[i]及布线SW[i]分别与在i行方向上排列的像素电路22[i，j]及像素电路22[i，j+1]电连接。布线SE[i+1]、布线RE[i+1]、布线TX[i+1]及布线SW[i+1]分别与在i+1行方向上排列的像素电路22[i+1，j]及像素电路22[i+1，j+1]电连接。
布线WX[j]与在j列方向上排列的像素电路22[i，j]及像素电路22[i+1，j]电连接。布线WX[j+1]与在j+1列方向上排列的像素电路22[i，j+1]及像素电路22[i+1，j+1]电连接。
布线GL1[i]及布线GL2[i]分别与在i方向上排列的像素电路21R[i，j]、像素电路21G[i，j]、像素电路21B[i，j]、像素电路21R[i，j+1]、像素电路21G[i，j+1]及像素电路21B[i，j+1]电连接。布线GL1[i+1]及布线GL2[i+1]分别与在i+1行方向上排列的像素电路21R[i+1，j]、像素电路21G[i+1，j]、像素电路21B[i+1，j]、像素电路21R[i+1，j+1]、像素电路21G[i+1，j+1]及像素电路21B[i+1，j+1]电连接。
布线SLR[j]与在j列方向上排列的像素电路21R[i，j]及像素电路21R[i+1，j]电连接。布线SLG[j]与在j列方向上排列的像素电路21G[i，j]及像素电路21G[i+1，j]电连接。布线SLB[j]与在j列方向上排列的像素电路21B[i，j]及像素电路21B[i+1，j]电连接。布线SLR[j+1]与在j+1列方向上排列的像素电路21R[i，j+1]及像素电路21R[i+1，j+1]电连接。布线SLG[j+1]与在j+1列方向上排列的像素电路21G[i，j+1]及像素电路21G[i+1，j+1]电连接。布线SLB[j+1]与在j+1列方向上排列的像素电路21B[i，j+1]及像素电路21B[i+1，j+1]电连接。
<驱动方法例子>
参照图7所示的结构对像素电路22的驱动方法的一个例子进行说明。在此，举出作为电路50使用图4B所示的结构的例子。图7示出像素电路22[i，j]、像素电路22[i+1，j]及用作CDS电路的电路52[j]。
图8A、图8B及图9示出像素电路22的工作的时序图。在图8A、图8B及图9中，示出输入到布线TX、布线SW、第i行的布线SE[i]、第i行的布线RS[i]、第i+1行的布线SE[i+1]、第i+1行的布线RS[i+1]及布线SCL的信号。
首先，参照图8A说明关于具有接收可见光的功能的子像素PS的曝光的工作。在此，曝光是指摄像数据的取得。
<时间T11之前>
在时间T11之前，布线TX、布线SW、布线SE及布线RS被供应低电平电位。
<时间T11-T12>
时间T11至时间T12的期间相当于初始化期间(也称为复位期间)。在时间T11，布线TX及布线RS被供应使晶体管成为导通状态的电位(在此，高电平电位)。布线SW及布线SE被供应使晶体管成为非导通状态的电位(在此，低电平电位)。由此，晶体管M11及晶体管M12成为导通状态。
通过晶体管M11及晶体管M12成为导通状态，存储在电容器C11中的电荷被初期化(复位)。另外，由布线VRS经过晶体管M11及晶体管M12向受光器件PD1的阳极供应比受光器件PD1的阴极的电位低的电位。就是说，受光器件PD1被供应反向偏压。
<时间T12-T13>
时间T12至时间T13的期间相当于曝光期间(进行摄像数据的取得的期间)。在时间T12，布线TX及布线RS被供应低电平电位。由此，晶体管M11及晶体管M12成为非导通状态。
由于晶体管M11成为非导通状态，所以反向偏压被保持在受光器件PD1中。在此，入射到受光器件PD1的光(在此可见光)引起光电转换，将电荷储存在受光器件PD1的阳极电极中。
曝光期间的长度可以根据受光器件PD1的灵敏度、入射光的光量等设定，优选至少设定比初始化期间充分长的期间。
<时间T13-T14>
时间T13至时间T14的期间相当于传送期间。在时间T13，布线TX被供应高电平电位。因此，晶体管M11成为导通状态，储存在受光器件PD1中的电荷经过晶体管M11传送到电容器C11的一个电极。由此，与电容器C11的一个电极连接的节点的电位根据储存在受光器件PD1中的电荷量而上升。其结果，晶体管M13的栅极被供应对应于受光器件PD1的曝光量的电位。
<时间T14之后>
在时间T14，布线TX被供应低电平电位。因此，晶体管M11成为非导通状态，连接有晶体管M13的栅极的节点成为浮动状态。由于受光器件PD1持续被曝光，所以通过在期间T13-T14的传送工作结束之后使晶体管M11成为非导通状态，可以防止与晶体管M13的栅极连接的节点的电位变化。
以上是关于具有接收可见光的功能的子像素PS的曝光工作的例子的说明。
接着，参照图8B说明关于具有接收红外光的功能的子像素IRS的曝光工作的例子。
<时间T21之前>
在时间T21之前，布线TX、布线SW、布线SE及布线RS被供应低电平电位。
<时间T21-T22>
时间T21至时间T22的期间相当于初始化期间(也称为复位期间)。在时间T21，布线SW及布线RS被供应高电平电位。布线TX及布线SE被供应低电平电位。由此，晶体管M15及晶体管M12成为导通状态。
通过晶体管M15及晶体管M12成为导通状态，存储在电容器C11中的电荷被初期化(复位)。另外，由布线VRS经过晶体管M15及晶体管M12向受光器件PD2的阳极供应比受光器件PD2的阴极低的电位。就是说，受光器件PD2被供应反向偏压。
<时间T22-T23>
时间T22至时间T23的期间相当于曝光期间。在时间T22，布线SW及布线RS被供应低电平电位。由此，晶体管M15及晶体管M12成为非导通状态。
由于晶体管M15成为非导通状态，所以反向偏压被保持在受光器件PD2中。在此，入射到受光器件PD2的光(在此红外光)引起光电转换，将电荷储存在受光器件PD2的阳极电极中。
曝光期间的长度可以根据受光器件PD2的灵敏度、入射光的光量等设定，优选至少设定比初始化期间充分长的期间。
<时间T23-T24>
时间T23至时间T24的期间相当于传送期间。在时间T23，布线SW被供应高电平电位。因此，晶体管M15成为导通状态，储存在受光器件PD2中的电荷经过晶体管M15传送到电容器C11的一个电极。由此，与电容器C11的一个电极连接的节点的电位根据储存在受光器件PD2中的电荷量而上升。其结果，晶体管M13的栅极被供应对应于受光器件PD2的曝光量的电位。
<时间T24之后>
在时间T24，布线SW被供应低电平电位。因此，晶体管M15成为非导通状态，连接有晶体管M13的栅极的节点成为浮动状态。由于受光器件PD2持续被曝光，所以通过在期间T23-T24的传送工作结束之后使晶体管M15成为非导通状态，可以防止连接有晶体管M13的栅极的节点的电位变化。
以上是关于具有接收红外光的功能的子像素IRS的曝光工作的例子的说明。
接着，参照图9说明关于子像素PS及子像素IRS的读出工作的例子。期间T31-T41示出第i行的像素电路22的读出，期间T41-T51示出第i+1行的像素电路22的读出。
<时间T31之前>
在时间T31之前，布线TX、布线SW、布线SE、布线RS及布线SCL被供应低电平电位。
<时间T31-T34>
时间T31至时间T34的期间相当于相关双采样(CDS)处理期间。
在时间T31，布线SE[i]及布线SCL被供应高电平电位。布线TX及布线RS[i]被供应低电平电位。由此，像素电路22[i，j]的晶体管M14及电路52[j]的晶体管65成为导通状态。
通过晶体管65成为导通状态，与晶体管66的栅极电连接的节点SH的电位成为供应给布线VCL的电位(初期电位)。另外，通过像素电路22[i，j]的晶体管M14成为导通状态，从像素电路22[i，j]输出摄像数据，相当于摄像数据的电位被供应给电容器81的一个电极。
在时间T32，布线SCL被供应低电平电位。由此，晶体管65成为非导通状态。
通过晶体管65成为非导通状态，电容器81的一个电极的电位保持在相当于从像素电路22[i，j]输出的摄像数据的电位。此时，通过馈通，节点SH的电位低于供应给布线VCL的电位(初期电位)。
在时间T33，布线RS[i]被供应高电平电位。由此，像素电路22[i，j]的晶体管M12成为导通状态。
通过晶体管M12成为导通状态，供应给布线VRS的电位(复位电位)经过布线WX[j]供应给电路52[j]。
由此，可以将相当于与初期电位之差的电位作为摄像数据读出。通过进行上述相关双采样工作，电路52[j]可以输出减少噪声的信号。
<期间T34-T41>
时间T34至时间T41的期间相当于输出期间。
在时间T34，布线RS[i]被供应低电平电位。由此，像素电路22[i，j]的晶体管M12成为非导通状态。相当于摄像数据的电位从电路52[j]输出到电路53[j]。
以上是关于第i行的像素电路22的读出工作。
接着，进行第i+1行的像素电路22的读出工作。在第i+1行的像素电路22中，进行与上述期间T31-T41同样的工作。
<期间T41-T44>
时间T41至时间T44的期间相当于相关双采样(CDS)处理期间。
在时间T41，布线SE[i+1]及布线SCL被供应高电平电位。布线TX及布线RS[i+1]被供应低电平电位。由此，像素电路22[i+1，j]的晶体管M14及电路52[j]的晶体管65成为导通状态。
通过晶体管65成为导通状态，与晶体管66的栅极电连接的节点SH的电位成为供应给布线VCL的电位(初期电位)。另外，通过像素电路22[i+1，j]的晶体管M14成为导通状态，从像素电路22[i+1，j]输出摄像数据，相当于摄像数据的电位被供应给电容器81的一个电极。
在时间T42，布线SCL被供应低电平电位。由此，晶体管65成为非导通状态。
通过晶体管65成为非导通状态，电容器81的一个电极的电位保持在相当于从像素电路22[i+1，j]输出的摄像数据的电位。此时，通过馈通，节点SH的电位低于供应给布线VCL的电位(初期电位)。
在时间T43，布线RS[i+1]被供应高电平电位。由此，像素电路22[i+1，j]的晶体管M12成为导通状态。
通过晶体管M12成为导通状态，供应给布线VRS的电位(复位电位)经过布线WX[j]供应给电路52[j]。
由此，可以将相当于与初期电位之差的电位作为摄像数据读出。通过进行这种相关双采样工作，电路52[j]可以输出减少噪声的信号。
<期间T44-T51>
时间T44至时间T51的期间相当于输出期间。
在时间T44，布线RS[i+1]被供应低电平电位。由此，像素电路22[i+1，j]的晶体管M12成为非导通状态。相当于摄像数据的电位从电路52[j]输出到电路53[j]。
<时间T51之后>
在时间T51，布线SE[i+1]被供应低电平电位。由此，晶体管M14成为非导通状态。由此，第i+1行的像素电路22的数据读出结束。在时间T51之后，依次进行下一行之后的数据的读出工作。
读出工作对第1行至第M行依次进行。布线WX依次被输出M个数据电位。
通过利用图8A、图8B及图9所示的驱动方法，可以分别设定曝光期间及读出期间，由此设置在显示部11中的所有像素电路22可以同时被曝光，然后依次读出数据。因此，能够实现所谓的全局快门驱动。在执行全局快门驱动时，作为用作像素电路22内的开关的晶体管(尤其是，晶体管M11、晶体管M12及晶体管M15)优选使用非导通状态下的泄漏电流极低的使用氧化物半导体的晶体管。
注意，以上示出对所有M×N个像素电路22进行数据的读出的例子，但在以触摸面板的工作为目的的情况，即以检测对象物的位置数据为目的的情况下等，有时不需高分辨率。此时，通过省略读出数据的行、列或者行及列，可以使读出的数据较少。由此，可以缩短读出所要的时间，而可以实现高帧频。例如，通过仅读出奇数行或偶数行，可以使读出期间减半。另外，优选采用拍摄高清晰图像时(例如，图像扫描等)和进行触摸感测时能够切换读出方法的结构。
以上是像素电路22的驱动方法的例子的说明。
<显示部的结构例子2>
图10及图11示出与图5及图6所示的显示部11不同结构的例子。
图10及图11所示的显示部11A与图5及图6所示的显示部11的主要不同之处是：在显示部11A中，像素电路22设置在像素30的每两行中。换言之，也可以说在显示部11A中在列方向上相邻的两个像素30共同使用一个像素电路22。具体而言，在像素30[i，j]及像素30[i+1，j]中设置一个像素电路22[k，j]，在像素30[i，j+1]及像素30[i+1，j+1]中设置一个像素电路22[k，j+1]。在此，k为1以上且M/2以下的整数。在显示部11A中，在列方向上相邻的两个像素30包括一个子像素PS及一个子像素IRS。
布线SE、布线RE、布线TX及布线SW都设置在像素30的每两行中。图11示出在第i行的像素30及第i+1行的像素30中设置布线SE[k]、布线RE[k]、布线TX[k]及布线SW[k]的例子。布线SE[k]、布线RE[k]、布线TX[k]及布线SW[k]分别与像素电路22[k，j]及像素电路22[k，j+1]电连接。
图10示出在第i行的像素30中设置子像素PS且在第i+1行的像素30中设置子像素IRS的例子。注意，子像素PS及子像素IRS的配置不局限于图10所示的结构。
如图12A所示的显示部11B那样，也可以交替地配置子像素PS及子像素IRS。
如图12B所示的显示部11C那样，也可以设置子像素PS代替子像素IRS。就是说，一个像素电路22可以包括具有接收可见光的功能的两个受光器件。在此情况下，一个像素电路22可以具有控制两个子像素PS的受光的功能。
如图13A所示的显示部11D那样，也可以设置子像素IRS代替子像素PS。就是说，一个像素电路22可以包括具有接收红外光的功能的两个受光器件。在此情况下，一个像素电路22可以具有控制两个子像素IRS的受光的功能。
图10及图12A示出在行方向上配置子像素PS及子像素IRS的结构，本发明的一个方式不局限于此。如图13B所示的显示部11E那样，也可以在列方向上配置子像素PS及子像素IRS。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。此外，在本说明书中，在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下，可以适当地组合该结构例子。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照附图说明包括本发明的一个方式的显示装置的电子设备。
本发明的一个方式的电子设备可以使用实施方式1所示的显示装置。图14A示出本发明的一个方式的显示装置所包括的像素的一个例子。图14B及图14C示出包括本发明的一个方式的显示装置的电子设备的截面图的一个例子。
图14A所示的像素180A包括子像素G、子像素B、子像素R、子像素PS及子像素IRS。像素180A可以参照上述像素30的记载，所以省略详细说明。
图14B及图14C所示的电子设备都在框体103与保护构件105之间包括显示装置100及光源104。显示装置100可以使用实施方式1所示的显示装置10。
光源104包括发射红外光31IR的发光器件。光源104例如优选使用发光二极管(LED：Light Emitting Diode)。
图14B示出在不与显示装置100重叠的位置上配置光源104的例子。此时，从光源104发射的光穿过保护构件105发射到电子设备的外部。
图14C示出显示装置与光源104重叠地设置的例子。此时，从光源104发射的光穿过显示装置100及保护构件105发射到电子设备的外部。
图14B及图14C示出图14A中的点划线A1-A2之间的截面结构。显示装置100在衬底106与衬底102之间包括多个发光器件及多个受光器件。
子像素R包括发射红色光31R的发光器件130R。子像素G包括发射绿色光31G的发光器件130G。子像素B包括发射蓝色光31B的发光器件130B。
子像素PS包括受光器件150PS，子像素IRS包括受光器件150IRS。
如图14B及图14C所示，从光源104发射的红外光31IR被对象物108(这里手指)反射，来自对象物108的反射光32IR入射到受光器件150IRS。虽然对象物108不触摸电子设备，但是可以使用受光器件150IRS检测对象物108。
注意，在本实施方式中示出使用红外光31IR检测对象物的例子，但是对受光器件150IRS所检测的光的波长没有特别的限制。受光器件150IRS优选检测红外光。或者，受光器件150IRS也可以检测可见光，也可以检测红外光和可见光的双方。
这里，在触摸传感器或接近触摸传感器中，通过增大受光器件的受光面积，有时可以更容易检测对象物。因此，如图15A所示，也可以通过使用受光器件150PS和受光器件150IRS的双方检测对象物108。
与图14B及图14C同样地，在图15A中，从光源104发射的红外光31IR被对象物108(这里手指)反射，来自对象物108的反射光32IR入射到受光器件150IRS。再者，在图15A中，从发光器件130G发射的绿色光31G也被对象物108反射，来自对象物108的反射光32G入射到受光器件150PS。虽然对象物108不触摸电子设备，但是可以使用受光器件150IRS及受光器件150PS检测对象物108。
注意，也可以使用受光器件150IRS(及受光器件150PS)检测触摸电子设备的对象物108。
子像素PS的受光面积比子像素IRS的受光面积小。受光面积越小，拍摄范围越窄，由此可以抑制拍摄结果的模糊且可以提高分辨率。因此，通过使用子像素PS，与使用子像素IRS的情况相比，可以进行高清晰或高分辨率的拍摄。例如，可以使用子像素PS进行指纹、掌纹、虹膜、脉形状(包括静脉形状、动脉形状)或人脸等的个人识别的拍摄。
例如，如图15B所示，从发光器件130G发射的绿色光31G被对象物108反射，来自对象物108的反射光32G入射到受光器件150PS。如此，可以使用受光器件150PS拍摄对象物108的指纹。
注意，在本实施方式中示出使用从发光器件130G发射的绿色光31G由受光器件150PS检测对象物的例子，对受光器件150PS所检测的光的波长没有特别的限制。受光器件150PS优选检测可见光，优选检测蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等颜色中的一个或多个。此外，受光器件150PS也可以检测红外光。
例如，受光器件150PS也可以具有检测从发光器件130R发射的红色光31R的功能。此外，受光器件150PS也可以具有检测从发光器件130B发射的蓝色光31B的功能。
注意，发射受光器件150PS所检测的光的发光器件优选在像素中设置在离子像素PS近的子像素中。例如，在像素180A中，从与子像素PS相邻的子像素G所包括的发光器件130G发射的光由受光器件150PS检测。通过采用这种结构，可以提高检测精度。
本发明的一个方式的显示装置也可以在所有的像素中使用上述像素180A的结构，也可以在部分像素中使用像素180A的结构且在其他像素中使用其他结构。
例如，本发明的一个方式的显示装置也可以包括图16A所示的像素180A和图16B所示的像素180B的双方。由于图16A所示的像素180A具有与图1B所示的像素30相同的结构，所以省略详细说明。
图16B所示的像素180B包括子像素G、子像素B、子像素R、子像素PS及子像素X。
通过使用子像素X所包括的器件，可以在显示装置或安装有该显示装置的电子设备中实现各种功能。
例如，显示装置或电子设备可以具有通过使用子像素X所包括的器件测量力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、磁、温度、化学物质、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味、健康状态、脉搏、体温和血氧浓度中的至少一个的功能。
作为显示装置或电子设备所具有的功能，例如可以举出频闪光功能、闪光灯功能、劣化校正功能、加速度传感器功能、气味传感器功能、健康状态检测功能、脉搏检测功能、体温检测功能或血氧浓度测量功能等。
频闪光功能例如可以在短周期反复发光和非发光来实现。
闪光灯功能例如可以通过利用双电层等的原理瞬时放电产生闪光来实现。
注意，频闪光功能及闪光灯功能例如可以利用于犯罪预防用途或自卫用途等。此外，频闪光及闪光灯的发光颜色优选为白色。注意，对频闪光及闪光灯的发光颜色没有特别的限制，实施者可以适当地选择白色、蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等中的一个或多个的最适合的发光颜色。
作为劣化校正功能，可以举出校正选自子像素G、子像素B和子像素R中的至少一个子像素所包括的发光器件的劣化的功能。更具体而言，在用于子像素G所包括的发光器件的材料的可靠性低时，通过子像素X的结构与子像素G相同，可以在像素180B中设置两个子像素G。通过采用该结构，子像素G的面积可以加倍。通过子像素G的面积加倍，与具有一个子像素G的结构相比，可以将可靠性提高到两倍左右。或者，也可以采用如下结构：通过在像素180B中设置两个子像素G，在一个子像素G因劣化等而变为非发光的情况下，另一个子像素G补充一个子像素G的发光。
注意，在上述中示出子像素G，子像素B及子像素R也可以采用相同的结构。
加速度传感器功能、气味传感器功能、健康状态检测功能、脉搏检测功能、体温检测功能及血氧浓度测量功能可以通过分别在子像素X中设置检测所需的传感装置来实现。此外，可以说根据设置在子像素X中的传感装置而显示装置或电子设备可以实现各种功能。
如上所述，通过对图16B所示的子像素X赋予各种功能，可以将包括像素180B的显示装置称为多功能显示装置或多功能面板。注意，子像素X也可以具有一个或两个以上的功能，实施者可以适当地选择最合适的功能。
注意，本发明的一个方式的显示装置也可以包括不包括子像素X及子像素IRS的双方而由四个子像素构成的像素。也就是说，也可以包括具有子像素G、子像素B、子像素R及子像素PS的像素。此外，也可以在显示装置中每个像素所包括的子像素的个数不同。另一方面，为了使各像素的品质均匀，所有像素中的子像素的个数优选相等。
例如，本发明的一个方式的显示装置也可以包括图16A所示的像素180A和图16C所示的像素180C的双方。
图16C所示的像素180C包括子像素G、子像素B、子像素R、子像素PS及子像素IR。
子像素IR包括发射红外光的发光器件。也就是说，子像素IR可以被用作传感器的光源。通过显示装置包括发射红外光的发光器件，可以并不需要与显示装置另行设置光源，由此可以减少电子设备的构件数。
图16D示出包括本发明的一个方式的显示装置的电子设备的截面图的一个例子。
图16D所示的电子设备在框体103与保护构件105之间包括显示装置100。
图16D所示的显示装置100相当于沿着图16A的点划线A1-A2的截面结构及沿着图16C的点划线A3-A4的截面结构。也就是说，图16D所示的显示装置100包括像素180A及像素180C。
子像素R包括发射红色光31R的发光器件130R。子像素G包括发射绿色光31G的发光器件130G。子像素B包括发射蓝色光31B的发光器件130B。
子像素PS包括受光器件150PS，子像素IRS包括受光器件150IRS。子像素IR包括发射红外光31IR的发光器件130IR。
如图16D所示，从发光器件130IR发射的红外光31IR被对象物108(这里手指)反射，来自对象物108的反射光32IR入射到受光器件150IRS。虽然对象物108不触摸电子设备，但是可以使用受光器件150IRS检测对象物108。
图17至图20示出显示装置的布局的一个例子。
接近触摸传感器功能例如如下方法可以实现：用固定于指定部分的光源照对象物(手指、手掌或笔等)，来自对象物的反射光由多个子像素IRS检测，根据多个子像素IRS的检测强度比推测对象物的位置。
包括子像素IRS的像素180A可以在显示部中按固定周期配置或配置在显示部的外周等。
通过只使用部分像素进行接近触摸检测，可以提高驱动频率。此外，由于在其他像素中安装子像素X或子像素IR，所以可以实现多功能的显示装置。
图17所示的显示装置100A包括像素180A及像素180B的两种像素。在显示装置100A中，在3×3个像素(9个像素)中设置1个像素180A，在其他像素中使用像素180B。
注意，配置像素180A的周期不局限于3×3个像素。例如，用于触摸检测的像素按4个像素(2×2个像素)设置1个，按16个像素(4×4个像素)设置1个，按100个像素(10×10个像素)设置1个，或者900个像素(30×30个像素)设置1个等，可以适当地决定。
图18所示的显示装置100B包括像素180A及像素180C的两种像素。在显示装置100B中，在3×3个像素(9个像素)中设置1个像素180A，在其他像素中使用像素180C。
图19所示的显示装置100C包括像素180A及像素180B的两种像素。在显示装置100C中，在显示部的外周设置像素180A，在其他像素中使用像素180B。
当在显示部的外周设置像素180A时，像素180A如图19所示那样也可以以围绕四个边全部的方式配置，也可以在四角配置，也可以在各边配置一个或多个，可以采用各种配置。
图20所示的显示装置100D包括像素180A和像素180C的两种像素。在显示装置100D中，在显示部的外周设置像素180A，在其他像素中使用像素180C。
在图17及图19中，设置在显示装置的显示部的外部的光源104所发射的红外光31IR被对象物108反射，来自对象物108的反射光32IR入射到多个像素180A。由设置在该像素180A中的子像素IRS检测反射光32IR，可以根据多个子像素IRS的检测强度比推测对象物108的位置。
注意，光源104至少设置在显示装置的显示部的外部，也可以安装在显示装置中，也可以与显示装置另行安装在电子设备中。光源104例如可以使用发射红外光的发光二极管等。
在图18及图20中，从像素180C所包括的子像素IR发射的红外光31IR被对象物108反射，来自对象物108的反射光32IR入射到多个像素180A。由此，由设置在该像素180A中的子像素IRS检测反射光32IR，可以根据多个子像素IRS的检测强度比推测对象物108的位置。
如上所述，显示装置的布局可以采用各种方式。
图21A示出与上述像素180A至像素180C不同的例子。图21A所示的像素180D包括子像素G、子像素B、子像素R、子像素IR、子像素PS及子像素IRS。图21A示出在一个像素180D中设置2行3列的子像素的例子。像素180D在上行(第1行)包括三个子像素(子像素G、子像素B、子像素R)，在下行(第2行)包括三个子像素(子像素IR、子像素PS、子像素IRS)。换言之，像素180D在左列(第1列)包括两个子像素(子像素G、子像素IR)，在中央列(第2列)包括两个子像素(子像素B、子像素PS)，在右列(第3列)包括两个子像素(子像素R、子像素IRS)。注意，子像素的排列方法不局限于图21A的结构。
子像素G、子像素B、子像素R、子像素IR、子像素PS及子像素IRS可以参照上述记载，所以省略详细说明。
如图21B所示，像素180D包括像素电路21R、像素电路21G、像素电路21B、像素电路21IR及像素电路22。像素电路21R、像素电路21G、像素电路21B及像素电路22可以参照上述记载，所以省略详细说明。像素电路21IR具有控制子像素IR的发光的功能。像素电路21IR可以采用像素电路21R、像素电路21G或像素电路21B的结构。例如，像素电路21IR可以使用图2B所示的像素电路21。
图21C及图21D示出图21A中的点划线A5-A6之间的截面结构。图21C示出从发光器件130IR发射的红外光31IR被对象物108(这里手指)反射，来自对象物108的反射光32IR入射到受光器件150IRS的情况。图21D示出从发光器件130G发射的绿色光31G被对象物108(这里手指)反射，来自对象物108的反射光32G入射到受光器件150PS的情况。
图22所示的显示装置100E包括像素180D。如图22所示，从像素180D发射的红外光31IR被对象物108(这里手指)反射，来自对象物108的反射光32IR入射到像素180D所包括的受光器件150IRS。显示装置100E可以检测出对象物108的接触或接近。
图22示出由像素180D构成的显示装置的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。此外，也可以组合像素180D与像素180A、像素180B和像素180C中的任一个或多个构成显示装置。
本发明的一个方式的显示装置也可以发射特定颜色的光并接收被对象物反射的光。在图23A中，使用箭头示意地示出从显示装置发射的红色光以及被对象物108(这里手指)反射而入射到显示装置的红色光。在图23B中，使用箭头示意地示出从显示装置发射的红外光以及被对象物108(这里手指)反射而入射到显示装置的红外光。
通过在对象物与显示装置接触或接近的情况下发射红色光使对象物所反射的反射光入射到显示装置，可以测量对象物对红色光的透过率。同样地，通过在对象物与显示装置接触或接近的情况下发射红外光使对象物所反射的反射光入射到显示装置，可以测量对象物对红外光的透过率。
图23C示出在图23A中以点划线示出的区域P的放大图。从发光器件130R发射的光31R由对象物108的表面及内部的生物组织散射，一部分的散射光从生物内部向受光器件150PS的方向进入。该散射光透过血管91，透过血管91的光32R入射到受光器件150PS。
同样地，从发光器件130IR发射的红外光由对象物108的表面及内部的生物组织散射，一部分的散射光从生物内部向受光器件150IRS的方向进入。该散射光透过血管91，透过血管91的红外光入射到受光器件150IRS。
在此，光32R是经过生物组织93及血管91(动脉及静脉)的光。由于动脉血随着心跳而脉动，因此动脉的光吸收随着心跳而波动。另一方面，生物组织93及静脉不受心跳的影响，所以生物组织93的光吸收及静脉的光吸收是恒定的。由此，通过排除掉入射到显示装置的光32R中的经时恒定的成分，可以算出动脉的光的透过率。另外，不与氧键合的血红蛋白(也称为还原血红蛋白)的红色光透过率低于与氧键合的血红蛋白(也称为氧化血红蛋白)的红色光透过率。氧化血红蛋白的红外光透过率与还原血红蛋白的红外光透过率大致相同。通过测量动脉的红色光透过率和动脉的红外光透过率，可以算出氧化血红蛋白与还原血红蛋白的总和中氧化血红蛋白所占的比例，即，氧饱和度(以下，也称为外周血氧饱和度(SpO2：Peripheral Oxygen Saturation))。如此，本发明的一个方式的显示装置可以具有作为反射型脉搏血氧仪的功能。
例如，当显示装置的显示部与手指接触时，取得与手指接触的区域的位置信息。然后，从与手指接触的区域及其附近的像素发射红色光并测量动脉的红色光透过率。接着，可以通过发射红外光并测量动脉的红外光透过率来算出血氧饱和度。注意，对测量红色光透过率及红外光透过率的顺序没有特别的限制。此外，也可以在测量红外光透过率之后测量红色光透过率。另外，在此示出使用手指算出血氧饱和度的例子，本发明的一个方式不局限于此。此外，也可以使用手指以外的部分算出血氧饱和度。例如，可以通过在显示装置的显示部与手掌接触的情况下测量动脉的红色光透过率及红外光透过率来算出血氧饱和度。
图24A示出应用本发明的一个方式的显示装置的电子设备的一个例子。图24A所示的便携式信息终端400例如可以用作智能手机。便携式信息终端400包括框体402及显示部404。显示部404优选包括上述像素180D。显示部404例如可以应用上述显示装置100E。
图24A示出便携式信息终端400的显示部404与手指406接触的情况。在图24A中，检测触摸的区域及其附近的区域408以点划线表示。
便携式信息终端400从区域408的像素发射红色光并检测入射到显示部404的红色光。同样地，通过从区域408的像素发射红外光并检测入射到显示部404的红外光，可以测量手指406的血氧饱和度。图24B示出使区域408的像素发光的情况。在图24B中，以虚线示出透明的手指的轮廓，并且对区域408附上阴影线。如图24B所示，发光的区域408被手指406遮住，使用者不容易看到该区域。因此，可以在使用者不感到不舒服的情况下测量血氧饱和度。另外，便携式信息终端400可以在显示部404中的任意区域测量血氧饱和度。
测得的血氧饱和度也可以显示在显示部404上。图24C示出表示血氧饱和度的图像412显示在区域410的情况。在图24C中，作为图像412的例子，显示“SpO297％”的文字。注意，图像412既可以是图像，又可以包含图像及文字。另外，区域410可以设置在显示部404中的任意位置。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。此外，在本说明书中，在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下，可以适当地组合该结构例子。
(实施方式3)
在本实施方式中，参照图25至图29说明本发明的一个方式的显示装置及其制造方法。
本发明的一个方式的显示装置在像素中包括发光器件及受光器件。在本发明的一个方式的显示装置中，由于像素具有受光功能，所以可以在显示图像的同时检测对象物的接触或接近。例如，不仅是在显示装置所包括的所有的子像素中显示图像，而是可以在部分子像素中呈现作为光源的光且在剩下子像素中显示图像。
在本发明的一个方式的显示装置的显示部中发光器件以矩阵状配置，可以在该显示部上显示图像。此外，在该显示部中，受光器件以矩阵状配置，显示部除了图像显示功能以外还具有拍摄功能和感测功能中的一方或双方。显示部可以用于图像传感器或触摸传感器。也就是说，通过由显示部检测光，可以拍摄图像或检测对象物(手指、手掌或笔等)的接近或接触。再者，本发明的一个方式的显示装置可以将发光器件用作传感器的光源。因此，不需要与显示装置另行设置受光部及光源，而可以减少电子设备的构件数。
在本发明的一个方式的显示装置中，由于在显示部所包括的发光器件发射的光被对象物反射(或散射)时受光器件可以检测该反射光(或散射光)，所以在昏暗的环境中也可以进行拍摄或触摸检测。
本发明的一个方式的显示装置具有使用发光器件显示图像的功能。也就是说，发光器件被用作显示器件(也称为显示元件)。
作为发光器件，优选使用OLED(Organic Light Emitting Diode：有机发光二极管)、QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode：量子点发光二极管)等EL器件。作为EL器件所包含的发光物质，可以举出发射荧光的物质(荧光材料)、发射磷光的物质(磷光材料)、无机化合物(量子点材料等)、呈现热活化延迟荧光的物质(热活化延迟荧光(ThermallyActivated Delayed Fluorescence：TADF)材料)等。此外，作为发光器件，也可以使用微型LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等LED。注意，作为TADF材料，也可以使用单重激发态与三重激发态间处于热平衡状态的材料。这种TADF材料由于发光寿命(激发寿命)短，所以可以抑制发光器件的高亮度区域中的效率降低。
本发明的一个方式的显示装置具有使用受光器件检测光的功能。
当将受光器件用于图像传感器时，显示装置可以使用受光器件拍摄图像。例如，可以将本实施方式的显示装置用作扫描器。
例如，可以利用图像传感器获取基于指纹、掌纹等生物信息的数据。也就是说，显示装置可以内置有生物识别用传感器。通过显示装置内置有生物识别用传感器，与分别设置显示装置和生物识别用传感器的情况相比，可以减少电子设备的构件数，由此可以实现电子设备的小型化及轻量化。
在将受光器件用于触摸传感器的情况下，显示装置可以使用受光器件检测出对象物的接近或接触。
作为受光器件，例如可以使用pn型或pin型光电二极管。受光器件被用作检测入射到受光器件的光并产生电荷的光电转换器件(也称为光电转换元件)。受光器件所产生的电荷量取决于入射到受光器件的光量。
尤其是，作为受光器件，优选使用包括包含有机化合物的层的有机光电二极管。有机光电二极管容易实现薄型化、轻量化及大面积化且其形状及设计的自由度高，所以可以应用于各种各样的显示装置。
在本发明的一个方式中，作为发光器件使用有机EL器件，作为受光器件使用有机光电二极管。有机EL器件及有机光电二极管能够形成在同一衬底上。因此，可以将有机光电二极管内置在使用有机EL器件的显示装置中。
由于有机光电二极管包括多个能够具有与有机EL器件共同结构的层，因此通过一次性地沉积能够具有与有机EL器件共同结构的层，可以抑制沉积工序的增加。
例如，一对电极中的一个(公共电极)可以为受光器件与发光器件之间共同的层。此外，例如，空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的至少一个优选为在受光器件与发光器件之间共同的层。
注意，有时受光器件与发光器件共同包括的层在发光器件与受光器件中具有不同的功能。在本说明书中，根据发光器件中的功能而称呼结构要素。例如，空穴注入层在发光器件中被用作空穴注入层，在受光器件中被用作空穴传输层。同样，电子注入层在发光器件中被用作电子注入层，在受光器件中被用作电子传输层。另外，也有时受光器件与发光器件共同包括的层在发光器件与受光器件中具有相同的功能。空穴传输层在发光器件及受光器件中都被用作空穴传输层，电子传输层在发光器件及受光器件中都被用作电子传输层。
在制造包括各发光层的发光颜色不同的多个有机EL器件的显示装置时，需要将发光颜色不同的发光层分别形成为岛状。
例如，通过使用金属掩模(也称为遮蔽掩模)的真空蒸镀法，可以沉积岛状的发光层。但是，在该方法中，因为因金属掩模的精度、金属掩模与衬底的错位、金属掩模的弯曲及蒸汽的散射等导致被沉积的膜的轮廓扩大等各种影响而岛状发光层的形状及位置不同于设计，所以显示装置的高清晰化及高开口率化很困难。
在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，形成岛状像素电极(也可以称为下部电极)，将包括发射第一颜色光的发光层的第一层(也可以称为EL层或EL层的一部分)形成在整个面上，然后在第一层上形成第一牺牲层。并且，在第一牺牲层上形成第一抗蚀剂掩模，使用第一抗蚀剂掩模对第一层及第一牺牲层进行加工来形成岛状第一层。接着，与第一层同样，使用第二牺牲层及第二抗蚀剂掩模将包括发射第二颜色光的发光层的第二层(也可以称为EL层或EL层的一部分)形成为岛状。
如此，在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，岛状EL层不是使用高精细金属掩模(Fine Metal Mask：FMM)形成的，而是在整个面上沉积EL层之后进行加工来形成的。因此，可以实现以前难以实现的高清晰显示装置或高开口率的显示装置。再者，由于可以按每个颜色分别形成EL层，所以可以实现极为鲜明、对比度高且显示品质高的显示装置。此外，通过在EL层上设置牺牲层，可以降低在显示装置的制造工序中EL层受到的损伤，由此可以提高发光器件的可靠性。
关于相邻的发光器件的间隔，例如在使用金属掩模的形成方法中，难以实现小于10μm的间隔，但是通过上述方法可以缩小到3μm以下、2μm以下或1μm以下。
关于EL层本身的图案，与使用金属掩模的情况相比，可以极为小。此外，例如在使用金属掩模分别形成EL层时，由于在图案的中央和端部产生厚度不均匀，所以图案整体的面积中的能够用作发光区域的有效面积变小。另一方面，在上述制造方法中，由于对以均匀的厚度沉积的膜进行加工来形成图案，所以可以在图案中厚度均匀，即使采用微细的图案，也可以将几乎整个区域用作发光区域。因此，可以制造兼具高清晰度及高开口率的显示装置。
在此，第一层及第二层都至少包括发光层，优选由多个层构成。具体而言，优选在发光层上包括一个以上的层。通过在发光层和牺牲层之间包括其他层，可以抑制显示装置的制造工序中发光层露出在最表面上，可以降低发光层受到的损伤。由此，可以提高发光器件的可靠性。
注意，在分别呈现不同颜色的发光器件中，不需要分别形成构成EL层的所有层，也可以通过同一工序沉积一部分层。在本发明的一个方式的显示装置的制造方法中，在根据颜色将构成EL层的一部分层形成为岛状之后，去除牺牲层，并且形成各颜色的发光器件间共同的构成EL层的剩下层以及公共电极(也可以称为上部电极)。
关于受光器件，可以采用与发光器件同样的制造方法。受光器件所包括的岛状的活性层(也称为光电转换层)由于不是使用高精细金属掩模形成的，而是在整个面上沉积成为活性层的膜之后进行加工来形成的，所以可以以均匀的厚度形成岛状的活性层。此外，通过在活性层上设置牺牲层，可以降低在显示装置的制造工序中活性层受到的损伤，由此可以提高受光器件的可靠性。
[显示装置的结构例子1]
图25A及图25B示出本发明的一个方式的显示装置。
本发明的一个方式的显示装置也可以采用如下结构中的任一个：向与形成有发光器件的衬底相反的方向发射光的顶部发射结构(top emission)、向形成有发光器件的衬底一侧发射光的底部发射结构(bottom emission)、向双面发射光的双面发射结构(dualemission)。
图25A示出显示装置100F的俯视图。显示装置100F包括多个像素110配置为矩阵状的显示部以及显示部外侧的连接部140。一个像素110由子像素110a、子像素110b、子像素110c、子像素110d及子像素110e这五个子像素构成。连接部140也可以被称为阴极接触部。
图25A示出在一个像素110中设置2行3列的子像素的例子。像素110在上行(第1行)包括三个子像素(子像素110a、110b、110c)，在下行(第2行)包括两个子像素(子像素110d、110e)。换言之，像素110在左列(第1列)包括两个子像素(子像素110a、110d)，在中央列(第2列)包括子像素110b，在右列(第3列)包括子像素110c，并且沿着中央列至右列包括子像素110e。
在本实施方式中，示出子像素110a、110b、110c包括发射各自不同颜色的光的发光器件且子像素110d、110e包括具有各自不同的受光面积的受光器件的例子。例如，子像素110a、110b、110c相当于图14A等所示的子像素G、子像素B、子像素R。此外，子像素110d相当于图14A等所示的子像素PS，子像素110e相当于图14A等所示的子像素IRS。
注意，也可以按每个像素改变设置在子像素110e中的器件。由此，也可以采用一部分的子像素110e相当于子像素IRS且其他子像素110e相当于子像素X(参照图16B)或子像素IR(参照图16C)的结构。
在图25A所示的例子中，在俯视时连接部140位于显示部的下侧，但是对其没有特别的限制。连接部140只要在俯视时设置在显示部的上侧、右侧、左侧和下侧中的至少一个位置即可，也可以以围绕显示部的四边的方式设置。此外，连接部140也可以为一个或多个。
图25B示出沿着图25A的点划线X1-X2、Y3-Y4及Y1-Y2间的截面图。
如图25B所示，在显示装置100F中，具有晶体管的层101上设置有发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c、受光器件150d(参照图29B)及受光器件150e，以覆盖这些发光器件及受光器件的方式设置有保护层131。保护层131上由树脂层119贴合有衬底120。
作为具有晶体管的层101例如可以采用一种叠层结构，其中衬底上设置有多个晶体管，以覆盖这些晶体管的方式设置有绝缘层。后面将在实施方式4中说明具有晶体管的层101的结构例子。
发光器件130a、130b、130c分别发射不同颜色光。发光器件130a、130b、130c例如优选为发射红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)这三个颜色的光的组合。
发光器件在一对电极之间包括EL层。在本说明书等中，有时将一对电极中的一个记为像素电极且将另一个记为公共电极。
在发光器件所包括的一对电极中，一个电极被用作阳极，另一个电极被用作阴极。下面以像素电极被用作阳极且公共电极被用作阴极的情况为例进行说明。
发光器件130a包括具有晶体管的层101上的像素电极111a、像素电极111a上的第一层113a、第一层113a上的第六层114以及第六层114上的公共电极115。在发光器件130a中，可以将第一层113a和第六层114总称为EL层。
第一层113a包括像素电极111a上的第一空穴注入层181a、第一空穴注入层181a上的第一空穴传输层182a、第一空穴传输层182a上的第一发光层183a以及第一发光层183a上的第一电子传输层184a。
第六层114例如包括电子注入层。或者，第六层114也可以层叠包括电子传输层及电子注入层。
发光器件130b包括具有晶体管的层101上的像素电极111b、像素电极111b上的第二层113b、第二层113b上的第六层114以及第六层114上的公共电极115。在发光器件130b中，可以将第二层113b和第六层114总称为EL层。
第二层113b包括像素电极111b上的第二空穴注入层181b、第二空穴注入层181b上的第二空穴传输层182b、第二空穴传输层182b上的第二发光层183b以及第二发光层183b上的第二电子传输层184b。
发光器件130c包括具有晶体管的层101上的像素电极111c、像素电极111c上的第三层113c、第三层113c上的第六层114以及第六层114上的公共电极115。在发光器件130c中，可以将第三层113c和第六层114总称为EL层。
第三层113c包括像素电极111c上的第三空穴注入层181c、第三空穴注入层181c上的第三空穴传输层182c、第三空穴传输层182c上的第三发光层183c以及第三发光层183c上的第三电子传输层184c。
发光器件130a、130b、130c分别发射不同颜色光。发光器件130a、130b、130c例如优选为发射红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)这三个颜色的光的组合。
受光器件在一对电极之间包括活性层。在本说明书等中，有时将一对电极中的一个记为像素电极且将另一个记为公共电极。
在受光器件所包括的一对电极中，一个电极被用作阳极，另一个电极被用作阴极。下面以像素电极被用作阳极且公共电极被用作阴极的情况为例进行说明。也就是说，通过对像素电极与公共电极之间施加反向偏压来驱动受光器件，可以检测入射到受光器件的光来产生电荷，由此可以将其提取为电流。
受光器件150d(参照图28C及图29B)包括具有晶体管的层101上的像素电极111d、像素电极111d上的第四层113d、第四层113d上的第六层114以及第六层114上的公共电极115。
第四层113d包括像素电极111d上的第四空穴传输层182d、第四空穴传输层182d上的第一活性层185d以及第一活性层185d上的第四电子传输层184d。
第六层114为发光器件及受光器件共同包括的层。第六层114如上所述那样例如包括电子注入层。或者，第六层114也可以层叠包括电子传输层及电子注入层。
这里，受光器件及发光器件共同包括的层有时在发光器件及受光器件中具有不同的功能。在本说明书中，有时根据发光器件中的功能称呼构成要素。例如，空穴注入层在发光器件中被用作空穴注入层，在受光器件中被用作空穴传输层。同样，电子注入层在发光器件中被用作电子注入层，在受光器件中被用作电子传输层。另外，也有时受光器件及发光器件共同包括的层在发光器件及受光器件中具有相同的功能。空穴传输层在发光器件及受光器件中都被用作空穴传输层，电子传输层在发光器件及受光器件中都被用作电子传输层。
受光器件150e包括具有晶体管的层101上的像素电极111e、像素电极111e上的第五层113e、第五层113e上的第六层114以及第六层114上的公共电极115。
第五层113e包括像素电极111e上的第五空穴传输层182e、第五空穴传输层182e上的第二活性层185e以及第二活性层185e上的第五电子传输层184e。
公共电极115与设置在连接部140中的导电层123电连接。由此，对各颜色的发光器件所包括的公共电极115供应同一电位。
作为像素电极和公共电极中的提取光一侧的电极，使用使可见光及红外光透过的导电膜。此外，作为不提取光一侧的电极优选使用反射可见光及红外光的导电膜。
作为形成发光器件及受光器件的一对电极(像素电极和公共电极)的材料，可以适当地使用金属、合金、导电化合物及它们的混合物等。具体而言，可以举出铟锡氧化物(也称为In-Sn氧化物、ITO)、In-Si-Sn氧化物(也称为ITSO)、铟锌氧化物(In-Zn氧化物)、In-W-Zn氧化物、铝、镍及镧的合金(Al-Ni-La)等包含铝的合金(铝合金)以及银、钯及铜的合金(也记载为Ag-Pd-Cu、APC)。除了上述以外，也可以使用铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钇(Y)、钕(Nd)等金属以及适当地组合并包含它们的合金。另外，可以使用以上没有列举的属于元素周期表中第1族或第2族的元素(例如，锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)、锶(Sr))、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属、适当地组合并包含它们的合金以及石墨烯等。
发光器件及受光器件优选采用光学微腔谐振器(微腔)结构。因此，发光器件及受光器件所包括的一对电极中的一个优选包括对可见光具有透过性及反射性的电极(半透过·半反射电极)，另一个优选包括对可见光具有反射性的电极(反射电极)。在发光器件具有微腔结构时，可以使从发光层得到的发光在两个电极之间谐振，并且可以增强从发光器件发射的光。在受光器件具有微腔结构时，可以使活性层接受的光在两个电极之间谐振，并且可以增强该光，由此可以提高受光器件的检测精度。
另外，半透过·半反射电极可以采用反射电极与对可见光具有透过性的电极(也称为透明电极)的叠层结构。
透明电极的光透过率设为40％以上。例如，优选将可见光(波长为400nm以上且小于750nm的光)的透过率为40％以上的电极用于发光器件。半透过·半反射电极的可见光反射率设为10％以上且95％以下，优选为30％以上且80％以下。反射电极的可见光反射率设为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。另外，上述电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。另外，这些电极的近红外光(波长为750nm以上且1300nm以下的光)的透过率或反射率优选与可见光的透过率或反射率同样地满足上述数值范围。
第一层113a、第二层113b以及第三层113c都包括发光层。第一层113a、第二层113b以及第三层113c优选包括发射各自不同颜色的光的发光层。
发光层是包含发光物质的层。发光层可以包含一种或多种发光物质。作为发光物质，适当地使用呈现蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等发光颜色的物质。另外，作为发光物质也可以使用发射近红外光的物质。
作为发光物质，可以举出荧光材料、磷光材料、热活化延迟荧光(Thermallyactivated delayed fluorescence：TADF)材料、量子点材料等。
作为荧光材料，例如可以举出芘衍生物、蒽衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。
作为磷光材料，例如可以举出具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架或吡啶骨架的有机金属配合物(尤其是铱配合物)、以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属配合物(尤其是铱配合物)、铂配合物、稀土金属配合物等。
发光层除了发光物质(客体材料)以外还可以包含一种或多种有机化合物(主体材料、辅助材料等)。作为一种或多种有机化合物，可以使用空穴传输性材料和电子传输性材料中的一方或双方。此外，作为一种或多种有机化合物，也可以使用双极性材料或TADF材料。
例如，发光层优选包含磷光材料、容易形成激基复合物的空穴传输性材料及电子传输性材料的组合。通过采用这样的结构，可以高效地得到利用从激基复合物到发光物质(磷光材料)的能量转移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)的发光。通过以形成呈现与发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的发光的激基复合物的方式选择组合，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光。通过采用上述结构，可以同时实现发光器件的高效率、低电压驱动以及长寿命。
作为发光层以外的层，第一层113a、第二层113b以及第三层113c也可以还包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质、电子阻挡材料或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等的层。
发光器件可以使用低分子化合物或高分子化合物，还可以包含无机化合物。构成发光器件的层可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
例如，第一层113a、第二层113b以及第三层113c也可以分别包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层和电子注入层中的一个以上。
第六层114可以包括空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子阻挡层、电子传输层和电子注入层中的一个以上。例如，当像素电极111a、111b、111c被用作阳极且公共电极115被用作阴极时，第六层114优选包括电子注入层。
空穴注入层是将空穴从阳极注入到空穴传输层的层，也是包含空穴注入性高的材料的层。作为空穴注入性高的材料，可以举出包含空穴传输性材料(例如，芳香胺化合物)和受体性材料(电子接收性材料)的复合材料等。
在发光器件中，空穴传输层是通过空穴注入层将从阳极注入的空穴传输到发光层的层。在受光器件中，空穴传输层是将根据入射到活性层中的光所产生的空穴传输到阳极的层。空穴传输层是包含空穴传输性材料的层。作为空穴传输性材料，优选采用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要空穴传输性比电子传输性高，就可以使用上述以外的物质。作为空穴传输性材料，优选使用富π电子型杂芳族化合物(例如咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物等)、芳香胺(具有芳香胺骨架的化合物)等空穴传输性高的材料。
在发光器件中，电子传输层是通过电子注入层将从阴极注入的电子传输到发光层的层。在受光器件中，电子传输层是将根据入射到活性层中的光所产生的电子传输到阴极的层。电子传输层是包含电子传输性材料的层。作为电子传输性材料，优选采用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要电子传输性比空穴传输性高，就可以使用上述以外的物质。作为电子传输性材料，可以使用具有喹啉骨架的金属配合物、具有苯并喹啉骨架的金属配合物、具有噁唑骨架的金属配合物、具有噻唑骨架的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、菲咯啉衍生物、包含喹啉配体的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物、含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族化合物等电子传输性高的材料。
电子注入层是将电子从阴极注入到电子传输层的层，也是包含电子注入性高的材料的层。作为电子注入性高的材料，可以使用碱金属、碱土金属或者它们的化合物。作为电子注入性高的材料，也可以使用包含电子传输性材料及供体性材料(电子给体性材料)的复合材料。
作为电子注入层，例如可以使用锂、铯、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、8-(羟基喹啉)锂(简称：Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羟基吡啶(pyridinolato)锂(简称：LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPPP)、锂氧化物(LiOx)、碳酸铯等碱金属、碱土金属或者它们的化合物。
或者，作为电子注入层也可以使用电子传输性材料。例如，可以将具有非共用电子对并具有缺电子杂芳环的化合物用于电子传输性材料。具体而言，可以使用具有吡啶环、二嗪环(嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环)以及三嗪环中的至少一个的化合物。
此外，具有非共用电子对的有机化合物的最低未占据分子轨道(LUMO：LowestUnoccupied Molecular Orbital)优选为-3.6eV以上且-2.3eV以下。另外，一般来说，可以使用CV(循环伏安法)、光电子能谱法、光吸收能谱法、逆光电子能谱法等估计有机化合物的最高占据分子轨道(HOMO：highest occupied Molecular Orbital)能级及LUMO能级。
例如，作为具有非共用电子对的有机化合物，可以使用4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(简称：BPhen)、2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(简称：NBPhen)、二喹喔啉并[2，3-a：2’，3’-c]吩嗪(简称：HATNA)、2，4，6-三[3’-(吡啶-3-基)联苯基-3-基]-1，3，5-三嗪(简称：TmPPPyTz)等。此外，与BPhen相比，NBPhen具有高玻璃化转变温度(Tg)，从而具有高耐热性。
第四层113d及第五层113e都包括活性层。第四层113d与第五层113e可以包括具有相同结构的活性层，也可以包括具有不同结构的活性层。例如，在受光器件具有微腔结构时，即使活性层的结构相同，第四层113d与第五层113e可以检测不同波长的光。另外，通过使受光器件150d、150e具有不同的像素电极的厚度或光学调整层的厚度，可以制造微腔结构。这种情况下，有时第四层113d与第五层113e可以具有相同结构。
第一活性层185d及第二活性层185e都包含半导体。作为该半导体，可以举出硅等无机半导体及包含有机化合物的有机半导体。在本实施方式中，示出使用有机半导体作为活性层所包含的半导体的例子。通过使用有机半导体，可以以同一方法(例如真空蒸镀法)形成发光层和活性层，并可以共同使用制造设备，所以是优选的。
作为活性层含有的n型半导体的材料，可以举出富勒烯(例如C60、C70等)、富勒烯衍生物等具有电子接收性的有机半导体材料。富勒烯具有足球形状，该形状在能量上稳定。富勒烯的HOMO能级及LUMO能级都深(低)。因为富勒烯的LUMO能级较深，所以电子接收性(受体性)极高。一般地，当如苯那样π电子共轭(共振)在平面上扩大时，电子供给性(供体性)变高。另一方面，富勒烯具有球形状，尽管π电子广泛扩大，但是电子接收性变高。在电子接收性较高时，高速且高效地引起电荷分离，所以对受光器件来说是有益的。C60、C70都在可见光区域中具有宽吸收带，尤其是C70与C60相比具有更大的π电子共轭体系，在长波长区域中也具有宽吸收带，所以是优选的。除此以外，作为富勒烯衍生物，可以举出[6，6]-苯基-C71-丁酸甲酯(简称：PC70BM)、[6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯(简称：PC60BM)、1’，1”，4’，4”-四氢-二[1，4]甲烷萘并(methanonaphthaleno)[1，2：2’，3’，56，60：2”，3”][5，6]富勒烯-C60(简称：ICBA)等。
作为n型半导体的材料，可以举出具有喹啉骨架的金属配合物、具有苯并喹啉骨架的金属配合物、具有噁唑骨架的金属配合物、具有噻唑骨架的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、菲罗啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、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。
作为活性层含有的p型半导体的材料，可以举出铜(II)酞菁(Copper(II)phthalocyanine：CuPc)、四苯基二苯并二茚并芘(Tetraphenyldibenzoperiflanthene：DBP)、锌酞菁(Zinc Phthalocyanine：ZnPc)、锡酞菁(SnPc)、喹吖啶酮等具有电子供给性的有机半导体材料。
作为p型半导体的材料，可以举出咔唑衍生物、噻吩衍生物、呋喃衍生物，具有芳香胺骨架的化合物等。再者，作为p型半导体的材料，可以举出萘衍生物、蒽衍生物、芘衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、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、卟啉衍生物、酞菁衍生物、萘酞菁衍生物、喹吖啶酮衍生物、聚亚苯亚乙烯衍生物、聚对亚苯衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚噻吩衍生物等。
具有电子供给性的有机半导体材料的HOMO能级优选比具有电子接收性的有机半导体材料的HOMO能级浅(高)。具有电子供给性的有机半导体材料的LUMO能级优选比具有电子接收性的有机半导体材料的LUMO能级浅(高)。
优选使用球状的富勒烯作为具有电子接收性的有机半导体材料，且优选使用其形状与平面相似的有机半导体材料作为具有电子供给性的有机半导体材料。形状相似的分子具有容易聚集的趋势，当同一种分子凝集时，因分子轨道的能级相近而可以提高载流子传输性。
例如，优选共蒸镀n型半导体和p型半导体而形成活性层。或者，也可以层叠n型半导体和p型半导体而形成活性层。
作为活性层以外的层，第四层113d及第五层113e也可以还包括包含空穴传输性高的物质、电子传输性高的物质或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等的层。此外，第四层113d及第五层113e也可以包括能够用于第一层113a、第二层113b及第三层113c的各种功能层。
受光器件可以使用低分子化合物或高分子化合物，还可以包含无机化合物。构成受光器件的层可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
例如，作为空穴传输性材料可以使用聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等高分子化合物及钼氧化物、碘化铜(Cul)等无机化合物。此外，作为电子传输性材料可以使用氧化锌(ZnO)等无机化合物。
活性层可以使用用作供体的聚[[4，8-双[5-(2-乙基己基)-2-噻吩基]苯并[1，2-b：4，5-b’]二噻吩-2，6-二基]-2，5-噻吩二基[5，7-双(2-乙基己基)-4，8-二氧-4H，8H-苯并[1，2-c：4，5-c’]二噻吩-1，3-二基]]聚合物(简称：PBDB-T)或PBDB-T衍生物等高分子化合物。例如，可以使用在PBDB-T或PBDB-T衍生物中分散受体材料的方法等。
此外，也可以在活性层中混合三种以上的材料。例如，以扩大波长区域为目的，也可以除了n型半导体的材料及p型半导体的材料以外还混合第三材料。此时，第三材料可以为低分子化合物或高分子化合物。
在发光器件130a、130b、130c、受光器件150d、150e上优选包括保护层131。通过设置保护层131，可以提高发光器件及受光器件的可靠性。
对保护层131的导电性没有限制。作为保护层131，可以使用绝缘膜、半导体膜和导电膜中的至少一种。
当保护层131包括无机膜时，可以抑制发光器件及受光器件的劣化，诸如防止公共电极115的氧化、抑制杂质(水分、氧等)进入发光器件130a、130b、130c、受光器件150d、150e中等，由此可以提高显示装置的可靠性。
作为保护层131例如可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等无机绝缘膜。作为氧化绝缘膜可以举出氧化硅膜、氧化铝膜、氧化镓膜、氧化锗膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镧膜、氧化钕膜、氧化铪膜及氧化钽膜等。作为氮化绝缘膜可以举出氮化硅膜及氮化铝膜等。作为氧氮化绝缘膜可以举出氧氮化硅膜、氧氮化铝膜等。作为氮氧化绝缘膜可以举出氮氧化硅膜、氮氧化铝膜等。
注意，在本说明书等中，氧氮化物是指在其组成中氧含量多于氮含量的材料，氮氧化物是指在其组成中氮含量多于氧含量的材料。
保护层131优选包括氮化绝缘膜或氮氧化绝缘膜，更优选包括氮化绝缘膜。
保护层131也可以使用包含In-Sn氧化物(也称为ITO)、In-Zn氧化物、Ga-Zn氧化物、Al-Zn氧化物或铟镓锌氧化物(也称为In-Ga-Zn氧化物、IGZO)等的无机膜。该无机膜优选具有高电阻，具体而言优选具有比公共电极115高的电阻。该无机膜也可以还包含氮。
在经过保护层131提取发光器件的发光的情况下，保护层131的可见光透过性优选高。例如，ITO、IGZO以及氧化铝都是可见光透过性高的无机材料，所以是优选的。
作为保护层131，例如可以使用氧化铝膜和氧化铝膜上的氮化硅膜的叠层结构或者氧化铝膜和氧化铝膜上的IGZO膜的叠层结构等。通过使用该叠层结构，可以抑制杂质(水、氧等)进入EL层一侧。
并且，保护层131也可以包括有机膜。例如，保护层131也可以包括有机膜和无机膜的双方。
像素电极111a、111b、111c的各自端部被绝缘层121覆盖。
在本说明书等中，有时将使用金属掩模或FMM(Fine Metal Mask，高精细金属掩模)制造的器件称为具有MM(Metal Mask)结构的器件。此外，在本说明书等中，有时将不使用金属掩模或FMM制造的器件称为具有MML(Metal Mask Less)结构的器件。
此外，在本说明书等中，有时将在各颜色的发光器件(这里为蓝色(B)、绿色(G)及红色(R))中分别形成发光层或分别涂布发光层的结构称为SBS(Side By Side)结构。另外，在本说明书等中，有时将可发射白色光的发光器件称为白色发光器件。此外，白色发光器件通过与着色层(例如，滤色片)组合可以实现以全彩色显示的显示装置。
发光器件大致可以分为单结构和串联结构。单结构的器件优选具有如下结构：在一对电极间包括一个发光单元，而且该发光单元包括一个以上的发光层。为了得到白色发光，以两个以上的发光层的各发光处于补色关系的方式选择发光层即可。例如，通过使第一发光层的发光颜色与第二发光层的发光颜色处于补色关系，可以得到在发光器件整体上以白色发光的结构。此外，包括三个以上的发光层的发光器件也是同样的。
串联结构的器件优选具有如下结构：在一对电极间包括两个以上的多个发光单元，而且各发光单元包括一个以上的发光层。为了得到白色发光，采用组合从多个发光单元的发光层发射的光来得到白色发光的结构即可。注意，得到白色发光的结构与单结构中的结构同样。此外，在串联结构的器件中，优选在多个发光单元间设置电荷产生层等中间层。
在对上述白色发光器件(单结构或串联结构)和SBS结构的发光器件进行比较的情况下，可以使SBS结构的发光器件的功耗比白色发光器件低。在想要降低功耗时优选采用SBS结构的发光器件。另一方面，白色发光器件的制造程序比SBS结构的发光器件简单，由此可以降低制造成本或者提高制造成品率，所以是优选的。
在本实施方式的显示装置中，可以缩小发光器件间的距离。具体而言，可以使发光器件间的距离为1μm以下，优选为500nm以下，更优选为200nm以下、100nm以下、90nm以下、70nm以下、50nm以下、30nm以下、20nm以下、15nm以下或10nm以下。换言之，本实施方式的显示装置具有第一层113a的侧面和第二层113b的侧面的间距或者第二层113b的侧面和第三层113c的侧面的间距为1μm以下的区域，优选具有0.5μm(500nm)以下的区域，更优选具有100nm以下的区域。
注意，发光器件与受光器件之间的距离也可以在上述范围内。此外，为了抑制发光器件与受光器件之间的泄漏，优选使发光器件与受光器件之间的距离比发光器件之间的距离宽。例如，发光器件与受光器件之间的距离可以为8μm以下、5μm以下或3μm以下。
[显示装置的制造方法例子]
接着，参照图26至图29说明显示装置的制造方法例子。图26A至图26D并列示出图25A中的点划线X1-X2间的截面图、X3-X4间的截面图以及Y1-Y2间的截面图。图27至图29也与图26同样。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜及导电膜等)可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD：PulsedLaser Deposition)法、ALD法等形成。作为CVD法有等离子体增强化学气相沉积(PECVD：Plasma Enhanced CVD)法及热CVD法等。此外，作为热CVD法之一，有有机金属化学气相沉积(MOCVD：Metal Organic CVD)法。
构成显示装置的薄膜(绝缘膜、半导体膜及导电膜等)可以利用旋涂法、浸渍法、喷涂法、喷墨法、分配器法、丝网印刷法、胶版印刷法、刮刀(doctor knife)法、狭缝式涂布法、辊涂法、帘式涂布法、刮刀式涂布法等方法形成。
尤其是，当制造发光器件时，可以利用蒸镀法等真空工艺以及旋涂法、喷墨法等溶液工艺。作为蒸镀法，可以举出溅射法、离子镀法、离子束蒸镀法、分子束蒸镀法、真空蒸镀法等物理气相沉积法(PVD法)以及化学气相沉积法(CVD法)等。尤其是，可以利用蒸镀法(真空蒸镀法等)、涂敷法(浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法、喷涂法等)、印刷法(喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法或微接触印刷法等)等方法形成包括在EL层中的功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等)。
当对构成显示装置的薄膜进行加工时，可以利用光刻法等加工。或者，还可以利用纳米压印法、喷砂法、剥离法等对薄膜进行加工。此外，还可以利用使用金属掩模等遮蔽掩模的沉积方法直接形成岛状的薄膜。
光刻法典型地有如下两种方法。一个是在要进行加工的薄膜上形成抗蚀剂掩模，通过蚀刻等对该薄膜进行加工，并去除抗蚀剂掩模的方法。另一个是在沉积感光性薄膜之后，进行曝光及显影来将该薄膜加工为所希望的形状的方法。
在光刻法中，作为用于曝光的光，例如可以使用i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、h线(波长405nm)或将这些光混合了的光。另外，还可以使用紫外线、KrF激光或ArF激光等。此外，也可以利用液浸曝光技术进行曝光。此外，作为用于曝光的光，也可以使用极紫外(EUV：Extreme Ultra-violet)光或X射线。此外，也可以使用电子束代替用于曝光的光。当使用极紫外光、X射线或电子束时，可以进行极微细的加工，所以是优选的。另外，在通过利用电子束等光束进行扫描而进行曝光时，不需要光掩模。
在薄膜的蚀刻中，可以利用干蚀刻法、湿蚀刻法、喷砂法等。
首先，如图26A所示，在具有晶体管的层101上形成像素电极111a、111b、111c、111d、111e以及导电层123。各像素电极设置在显示部，导电层123设置在连接部140。
接着，形成覆盖像素电极111a、111b、111c、111d、111e的端部及导电层123的端部的绝缘层121。
然后，如图26B所示，在各像素电极上及绝缘层121上依次形成第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A，在第一电子传输层184A上形成第一牺牲层118A，在第一牺牲层118A上形成第二牺牲层119A。
图26B示出在Y1-Y2间的截面图中第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A、第一牺牲层118A及第二牺牲层119A都设置在导电层123上的例子，但是不局限于此。
例如，第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A、第一电子传输层184A及第一牺牲层118A也可以不与导电层123重叠。此外，第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A的连接部140一侧的端部也可以位于第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的端部的内侧。例如，通过使用用来规定沉积区域的掩模(为了与高精细金属掩模区别，也称为区域掩模、粗糙金属掩模等)，可以使第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A的沉积区域与第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的沉积区域不同。在本发明的一个方式中，使用抗蚀剂掩模形成发光器件，通过组合上述区域掩模，可以以较简单的工序制造发光器件。
能够用于像素电极的材料为如上所述。在像素电极的形成中，例如可以利用溅射法或真空蒸镀法。
绝缘层121可以具有使用无机绝缘膜和有机绝缘膜中的一方或双方的单层结构或叠层结构。
作为能够用于绝缘层121的有机绝缘材料，例如可以举出丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、聚硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂以及酚醛树脂等。另外，作为能够用于绝缘层121的无机绝缘膜，可以使用能够用于保护层131的无机绝缘膜。
在作为覆盖像素电极的端部的绝缘层121使用无机绝缘膜时，与使用有机绝缘膜的情况相比，杂质不容易进入发光器件，从而可以提高发光器件的可靠性。在作为覆盖像素电极的端部的绝缘层121使用有机绝缘膜时，与使用无机绝缘膜的情况相比，台阶覆盖性高且不容易受到像素电极的形状的影响。因此，可以防止发光器件的短路。具体而言，当作为绝缘层121使用有机绝缘膜时，可以将绝缘层121的形状加工为锥形形状等。注意，在本说明书等中，锥形形状是指构成要素的侧面的至少一部分相对于衬底面倾斜地设置的形状。例如，优选具有倾斜的侧面和衬底面所形成的角度(也称为锥角)小于90°的区域。
注意，也可以不设置绝缘层121。在不设置绝缘层121的情况下，有时可以提高子像素的开口率。或者，有时可以缩小子像素间的距离，而提高显示装置的清晰度或分辨率。
第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A分别是后面成为第一空穴注入层181a、第一空穴传输层182a、第一发光层183a及第一电子传输层184a的层。因此，分别可以采用能够用于上述的第一空穴注入层181a、第一空穴传输层182a、第一发光层183a及第一电子传输层184a的结构。第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A分别通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等方法形成。此外，第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A也可以分别使用预混材料形成。注意，在本说明书等中，预混材料是指多个材料预先配合或混合的材料。
在本实施方式中示出牺牲层具有第一牺牲层及第二牺牲层的两层结构的例子，牺牲层也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。作为牺牲层使用对于第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A以及在后面工序中形成的各种功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层及活性层等)的加工条件的耐性高的膜，具体而言，使用蚀刻选择比大的膜。
在形成牺牲层时，例如可以利用溅射法、ALD法(热ALD法、PEALD法)或真空蒸镀法。注意，优选利用给EL层带来的损伤少的形成方法，与溅射法相比优选利用ALD法或真空蒸镀法形成牺牲层。
作为牺牲层优选使用可以利用湿蚀刻法去除的膜。通过利用湿蚀刻法，与利用干蚀刻法的情况相比，可以降低在牺牲层的加工中第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A受到的损伤。
在本实施方式的显示装置的制造方法中，优选的是，在各种牺牲层的加工工序中构成发光器件及受光器件的各种功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、活性层及电子传输层等)不容易被加工，在功能层的加工工序中各种牺牲层不容易被加工。优选考虑到这些条件而选择牺牲层的材料、加工方法以及功能层的加工方法。
作为牺牲层，例如可以使用金属膜、合金膜、金属氧化物膜、半导体膜、无机绝缘膜等无机膜。
作为牺牲层，例如可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯、钛、铝、钇、锆及钽等金属材料或者包含该金属材料的合金材料。
牺牲层可以使用In-Ga-Zn氧化物等金属氧化物。作为牺牲层，例如可以利用溅射法形成In-Ga-Zn氧化物膜。并且，可以使用氧化铟、In-Zn氧化物、In-Sn氧化物、铟钛氧化物(In-Ti氧化物)、铟锡锌氧化物(In-Sn-Zn氧化物)、铟钛锌氧化物(In-Ti-Zn氧化物)、铟镓锡锌氧化物(In-Ga-Sn-Zn氧化物)等。或者，也可以使用包含硅的铟锡氧化物等。
注意，也可以使用元素M(M为选自铝、硅、硼、钇、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁中的一种或多种)代替上述镓。尤其是，M优选为选自镓、铝和钇中的一种或多种。
作为牺牲层，可以使用能够用于保护层131的各种无机绝缘膜。尤其是，氧化绝缘膜的与EL层的密接性比氮化绝缘膜的与EL层的密接性高，所以是优选的。例如，可以将氧化铝、氧化铪、氧化硅等无机绝缘材料用于牺牲层。作为牺牲层，例如可以利用ALD法形成氧化铝膜。通过利用ALD法，可以降低基底(尤其是EL层等)受到的损伤，所以是优选的。
例如，作为牺牲层，可以使用利用溅射法形成的In-Ga-Zn氧化物膜和在In-Ga-Zn氧化物膜上利用ALD法形成的氧化铝膜的叠层结构。此外，作为牺牲层，可以使用利用ALD法形成的氧化铝膜和在氧化铝膜上利用溅射法形成的In-Ga-Zn氧化物膜的叠层结构。此外，作为牺牲层，可以使用利用ALD法形成的氧化铝膜的单层结构。
接着，如图26C所示，在第二牺牲层119A上形成抗蚀剂掩模190a。抗蚀剂掩模可以通过涂敷感光性树脂(光致抗蚀剂)且进行曝光及显影来形成。抗蚀剂掩模190a设置在与像素电极111a重叠的位置上。抗蚀剂掩模190a优选不与像素电极111b、111c、111d、111e及导电层123重叠。当抗蚀剂掩模190a与像素电极111b、111c、111d、111e或导电层123重叠时，优选其间夹着绝缘层121。
于是，如图26D所示，使用抗蚀剂掩模190a去除第二牺牲层119A的一部分。由此，可以去除第二牺牲层119A的不与抗蚀剂掩模190a重叠的区域。因此，在与像素电极111a重叠的位置上残留第二牺牲层119a。然后去除抗蚀剂掩模190a。
接着，如图27A所示，使用第二牺牲层119a去除第一牺牲层118A的一部分。由此，可以去除第一牺牲层118A的不与第二牺牲层119a重叠的区域。因此，在与像素电极111a重叠的位置上残留第一牺牲层118a及第二牺牲层119a的叠层结构。
接着，如图27B所示，使用第一牺牲层118a及第二牺牲层119a去除第一空穴注入层181A的一部分、第一空穴传输层182A的一部分、第一发光层183A的一部分及第一电子传输层184A的一部分。由此，可以去除第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A的不与第一牺牲层118a及第二牺牲层119a重叠的区域。由此，像素电极111b、111c、111d、111e及导电层123露出。于是，在像素电极111a上残留第一空穴注入层181a、第一空穴传输层182a、第一发光层183a、第一电子传输层184a、第一牺牲层118a及第二牺牲层119a的叠层结构。注意，将第一空穴注入层181a、第一空穴传输层182a、第一发光层183a及第一电子传输层184a的叠层结构也记为第一层113a。
第一牺牲层118A及第二牺牲层119A都可以利用湿蚀刻法或干蚀刻法加工。第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的加工优选通过各向异性蚀刻进行。
通过利用湿蚀刻法，与利用干蚀刻法的情况相比，可以降低在牺牲层的加工中第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A受到的损伤。在利用湿蚀刻法的情况下，例如优选使用显影液、四甲基氢氧化铵水溶液(TMAH)、稀氢氟酸、草酸、磷酸、乙酸、硝酸或它们的混合液体的药液等。
在利用干蚀刻法的情况下，通过作为蚀刻气体不使用含有氧的气体可以抑制第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A的劣化。在利用干蚀刻法的情况下，例如优选将CF4、C4F8、SF6、CHF3、Cl2、H2O、BCl3或He等含有贵气体(也称为稀有气体)的气体用作蚀刻气体。
通过牺牲层具有叠层结构，可以使用抗蚀剂掩模190a对一部分的层进行加工，去除抗蚀剂掩模190a，然后将该一部分的层用作硬掩模对剩下的层进行加工。
例如，在使用抗蚀剂掩模190a对第二牺牲层119A进行加工之后，通过使用氧等离子体的灰化等去除抗蚀剂掩模190a。此时，由于第一牺牲层118A位于最表面，第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A不露出，所以在抗蚀剂掩模190a的去除工序中，可以抑制第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A受到损伤。并且，可以将第二牺牲层119a用作硬掩模且对第一牺牲层118A进行加工，可以将第一牺牲层118a及第二牺牲层119a用作硬掩模且对第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A进行加工。
第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A的加工优选通过各向异性蚀刻进行。尤其优选的是各向异性干蚀刻。作为蚀刻气体，优选使用含有氮的气体、含有氢的气体、含有贵气体的气体、含有氮及氩的气体或者含有氮及氢的气体等。通过作为蚀刻气体不使用含有氧的气体，可以抑制第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A的劣化。
接着，如图27C所示，在第二牺牲层119a、像素电极111b、111c、111d、111e及绝缘层121上依次形成第二空穴注入层181B、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B，在第二电子传输层184B上形成第一牺牲层118B，在第一牺牲层118B上形成第二牺牲层119B。
第二空穴注入层181B、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B分别是后面成为第二空穴注入层181b、第二空穴传输层182b、第二发光层183b及第二电子传输层184b的层。第二发光层183b发射与第一发光层183a不同的颜色的光。能够用于第二空穴注入层181b、第二空穴传输层182b、第二发光层183b及第二电子传输层184b的结构及材料等分别与第一空穴注入层181a、第一空穴传输层182a、第一发光层183a及第一电子传输层184a同样。第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B分别可以以与第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A同样的方法沉积。
第一牺牲层118B及第二牺牲层119B可以使用能够用于第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的材料形成。
接着，如图27C所示，在第一牺牲层118B上形成抗蚀剂掩模190b。抗蚀剂掩模190b设置在与像素电极111b重叠的位置上。
接着，使用抗蚀剂掩模190b去除第二牺牲层119B的一部分。由此，可以去除第二牺牲层119B的不与抗蚀剂掩模190b重叠的区域。因此，在与像素电极111b重叠的位置上残留第二牺牲层119b。然后，如图28A所示，去除抗蚀剂掩模190b。
接着，通过将第二牺牲层119b用作硬掩模对第一牺牲层118B进行加工，形成第一牺牲层118b。并且，如图28B所示，通过将第一牺牲层118b及第二牺牲层119b用作硬掩模，对第二空穴注入层181B、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B进行加工，形成第二空穴注入层181b、第二空穴传输层182b、第二发光层183b及第二电子传输层184b。注意，将第二空穴注入层181b、第二空穴传输层182b、第二发光层183b及第二电子传输层184b的叠层结构也记为第二层113b。
第一牺牲层118B及第二牺牲层119B可以通过利用能够用于第一牺牲层118A及第二牺牲层119A的加工的方法被加工。第二空穴注入层181B、第二空穴传输层182B、第二发光层183B及第二电子传输层184B可以通过利用能够用于第一空穴注入层181A、第一空穴传输层182A、第一发光层183A及第一电子传输层184A的加工的方法被加工。抗蚀剂掩模190b可以以能够用于抗蚀剂掩模190a的去除的方法及时序被去除。
通过同样的方法，在像素电极111c上形成第三层113c、第一牺牲层118c及第二牺牲层119c的叠层结构，在像素电极111d上形成第四层113d、第一牺牲层118d及第二牺牲层119d的叠层结构，在像素电极111e上形成第五层113e、第一牺牲层118e及第二牺牲层119e的叠层结构。注意，在本实施方式中，示出第四层113d和第五层113e具有不同结构的例子，在第四层113d和第五层113e具有相同结构的情况下，可以以相同工序制造。
注意，用来形成第五层113e的抗蚀剂掩模优选以也与导电层123重叠的方式设置。由此，如图28C所示，在导电层123上残留第一牺牲层118e及第二牺牲层119e的叠层结构。通过采用这种结构，在下面进行的第一牺牲层及第二牺牲层的去除工序中，可以抑制导电层123受到损伤，因此是优选的。
接着，如图29A所示，去除第一牺牲层118a、118b、118c、118d、118e及第二牺牲层119a、119b、119c、119d、119e。由此，在像素电极111a上第一电子传输层184a露出，在像素电极111b上第二电子传输层184b露出，在像素电极111c上第三电子传输层184c露出，在像素电极111d上第四电子传输层184d露出，在像素电极111e上第五电子传输层184e露出，在连接部140中导电层123露出。
牺牲层的去除工序可以利用与牺牲层的加工工序同样的方法。尤其是，通过利用湿蚀刻法，与利用干蚀刻法的情况相比，可以在去除牺牲层时降低第一层113a、第二层113b、第三层113c、第四层113d及第五层113e受到的损伤。
接着，如图29B所示，以覆盖第一层113a、第二层113b、第三层113c、第四层113d、第五层113e及绝缘层121的方式形成第六层114，在第六层114、绝缘层121及导电层123上形成公共电极115。
能够用于第六层114的材料可以参照上述内容。构成第六层114的层可以分别通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。此外，构成第六层114的层也可以使用预混材料形成。注意，若不需要则可以不设置第六层114。
能够用于公共电极115的材料可以参照上述内容。公共电极115例如可以通过利用溅射法或真空蒸镀法形成。
于是，如图29B所示，在公共电极115上形成保护层131。
能够用于保护层131的材料可以参照上述内容。作为保护层131的沉积方法，可以举出真空蒸镀法、溅射法、CVD法及ALD法等。保护层131可以具有单层结构或叠层结构。例如，保护层131也可以具有利用彼此不同的沉积方法形成的两层叠层结构。
注意，在图29B中示出第六层114进入第一层113a与第二层113b的区域等的例子，如图29C所示，也可以在该区域形成空隙133。
空隙133例如包含选自空气、氮、氧、二氧化碳和第18族元素(典型为氦、氖、氩、氙、氪等)中的一种或多种。
在空隙133的折射率比第六层114的折射率低的情况下，从发光器件发射的光被第六层114与空隙133的界面反射。由此，可以抑制从发光器件发射的光入射到相邻的像素(或子像素)。由此，由于可以抑制不同颜色的光混合，所以可以提高显示装置的显示品质。
然后，通过在保护层131上使用树脂层119贴合衬底120，可以制造图25B所示的显示装置100F。
如上所述，在本实施方式的显示装置的制造方法中，岛状的EL层不是使用金属掩模的图案形成的，而是在整个面上沉积EL层之后进行加工来形成的，所以可以以均匀的厚度形成岛状的EL层。此外，可以实现以前难以实现的高清晰的显示装置或高开口率的显示装置。再者，可以实现内置有受光器件且具有光检测功能的高清晰的显示装置或高开口率的显示装置。
构成各颜色的发光器件的第一层、第二层、第三层分别在不同工序中形成。因此，各EL层可以以适合于各颜色的发光器件的结构(材料及厚度等)制造。由此，可以制造特性良好的发光器件。
[显示装置的结构例子2]
图30A及图30B示出与图25A及图25B所示的显示装置100F不同的例子。
图30A所示的显示装置100G包括多个像素110A配置为矩阵状的显示部以及显示部外侧的连接部140。一个像素110A由子像素110a、子像素110b、子像素110c、子像素110d、子像素110e及子像素110f这六个子像素构成。
图30A示出在一个像素110A中设置2行3列的子像素的例子。像素110A在上行(第1行)包括三个子像素(子像素110a、子像素110b及子像素110c)，在下行(第2行)包括三个子像素(子像素110d、子像素110e及子像素110f)。换言之，像素110A在左列(第1列)包括两个子像素(子像素110a及子像素110f)，在中央列(第2列)包括两个子像素(子像素110b及子像素110d)，在右列(第3列)包括两个子像素(子像素110c及子像素110e)。
在本实施方式中，示出子像素110a、子像素110b、子像素110c及子像素110f包括发射各自不同波长区域的光的发光器件且子像素110d及子像素110e包括对不同波长区域具有灵敏度的受光器件的例子。例如，子像素110a、子像素110b、子像素110c、子像素110d、子像素110e及子像素110f相当于图21A等所示的子像素G、子像素B、子像素R、子像素IR、子像素PS及子像素IRS。
图30B示出沿着图30A的点划线X1-X2、X5-X6及Y1-Y2间的截面图。
如图30B所示，在显示装置100G中，具有晶体管的层101上设置有发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c、发光器件130f、受光器件150d及受光器件150e，以覆盖这些发光器件及受光器件的方式设置有保护层131。保护层131上由树脂层119贴合有衬底120。
发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c及发光器件130f发射各自不同波长区域的光。发光器件130f例如优选发射红外(IR)光。
发光器件130f包括具有晶体管的层101上的像素电极111f、像素电极111f上的第七层113f、第七层113f上的第六层114以及第六层114上的公共电极115。在发光器件130f中，可以将第七层113f和第六层114总称为EL层。
第七层113f包括像素电极111f上的第七空穴注入层181f、第七空穴注入层181f上的第七空穴传输层182f、第七空穴传输层182f上的第四发光层183f以及第四发光层183f上的第七电子传输层184f。
发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c、受光器件150d及受光器件150e可以参照上述记载，所以省略详细说明。
显示装置100G的制造方法可以参照上述显示装置100F的制造方法的记载，所以省略详细说明。发光器件130f可以与发光器件130a至发光器件130c的形成同样地形成。注意，对发光器件130a、发光器件130b、发光器件130c、发光器件130f、受光器件150d及受光器件150e的形成顺序没有特别的限制。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，使用图31及图32说明本发明的一个方式的显示装置。
本实施方式的显示装置可以为高分辨率的显示装置或大型显示装置。因此，例如可以将本实施方式的显示装置用作如下装置的显示部：具有较大的屏幕的电子设备诸如电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等；数码相机；数字视频摄像机；数码相框；移动电话机；便携式游戏机；便携式信息终端；声音再现装置。
注意，在本说明书等中，有时将安装有柔性印刷电路板(FPC：Flexible printedcircuit)或TCP(Tape Carrier Package：载带封装)等连接器的显示装置、通过COG(ChipOn Glass：玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip On Film：薄膜覆晶封装)方式等安装有集成电路(IC)的显示装置称为显示面板模块、显示模块或仅称为显示面板。
[显示装置100H]
图31示出显示装置100H的立体图，图32A示出显示装置100H的截面图。
显示装置100H具有贴合衬底152与衬底151的结构。在图31中，以虚线表示衬底152。
显示装置100H包括显示部162、电路164、布线165等。图31示出显示装置100H中安装有IC173及FPC172的例子。因此，也可以将图31所示的结构称为包括显示装置100H、集成电路(IC)及FPC的显示模块。
作为电路164，例如可以使用扫描线驱动电路。
布线165具有对显示部162及电路164供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由FPC172输入到布线165或者从IC173输入到布线165。
图31示出通过COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip on Film：薄膜覆晶封装)方式等在衬底151上设置IC173的例子。作为IC173，例如可以使用包括扫描线驱动电路或信号线驱动电路等的IC。注意，显示装置100H及显示模块也可以采用不设置IC的结构。此外，也可以将IC利用COF方式等安装于FPC。
图32A示出截断显示装置100H的包括FPC172的区域的一部分、电路164的一部分、显示部162的一部分及包括端部的区域的一部分时的截面的一个例子。
图32A所示的显示装置100H在衬底151与衬底152之间包括晶体管201、晶体管205a、晶体管205e、发光器件130a及受光器件150e等。发光器件130a例如发射红色、绿色或蓝色的光。或者，发光器件130a也可以发射红外光。受光器件150e例如检测红外光。或者，受光器件150e可以检测可见光，也可以检测可见光和红外光的双方。
在此，当显示装置的像素包括具有发射彼此不同颜色光的发光器件的三个子像素时，作为该三个子像素可以举出R、G、B这三个颜色的子像素、黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)这三个颜色的子像素等。当包括四个该子像素时，作为该四个子像素可以举出R、G、B、白色(W)这四个颜色的子像素、R、G、B及Y这四个颜色的子像素等。
保护层131和衬底152由粘合层142粘合。作为发光器件的密封可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图32A中，衬底152和衬底151之间的空间被粘合层142填充，即采用固体密封结构。或者，也可以采用使用惰性气体(氮或氩等)填充该空间的中空密封结构。此时，粘合层142也可以以不与发光器件重叠的方式设置。另外，也可以使用与设置为框状的粘合层142不同的树脂填充该空间。
发光器件130a具有与图25B所示的发光器件130a同样的叠层结构，受光器件150e具有与图25B所示的受光器件150e同样的叠层结构。发光器件及受光器件的详细内容可以参照实施方式3。此外，发光器件130a的端部及受光器件150e的端部都被保护层131覆盖。
像素电极111a、111e通过设置在绝缘层214中的开口与晶体管205a、205e所包括的导电层222b连接。
像素电极的端部被绝缘层121覆盖。像素电极包含反射可见光的材料，公共电极包含使可见光透过的材料。
从发光器件发射的光发射到衬底152一侧。另外，受光器件检测从衬底152一侧入射的光。因此，衬底152优选使用对可见光及红外光的透过性高的材料。
衬底151至绝缘层214的叠层结构相当于实施方式3中的具有晶体管的层101。
晶体管201、晶体管205a及晶体管205e都形成在衬底151上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序制造。
在衬底151上依次设置有绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层214。绝缘层211的一部分被用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层213的一部分被用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层215以覆盖晶体管的方式设置。绝缘层214以覆盖晶体管的方式设置，并被用作平坦化层。此外，对栅极绝缘层的个数及覆盖晶体管的绝缘层的个数没有特别的限制，既可以为单层，又可以为两层以上。
优选的是，将水及氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖晶体管的绝缘层中的至少一层。由此，可以将绝缘层用作阻挡层。通过采用这种结构，可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中，从而可以提高显示装置的可靠性。
绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等。此外，也可以使用氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。
这里，有机绝缘膜的阻挡性在很多情况下低于无机绝缘膜。因此，有机绝缘膜优选在显示装置100H的端部附近包括开口。由此，可以抑制杂质从显示装置100H的端部通过有机绝缘膜进入。此外，也可以以其端部位于显示装置100H的端部的内侧的方式形成有机绝缘膜，以使有机绝缘膜不暴露于显示装置100H的端部。
用作平坦化层的绝缘层214优选使用有机绝缘膜。作为能够用于有机绝缘膜的材料，可以举出丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及这些树脂的前体等。
在图32A所示的区域228中，绝缘层214中形成有开口。由此，即使在使用有机绝缘膜作为绝缘层214的情况下，也可以抑制杂质从外部通过绝缘层214进入显示部162。由此，可以提高显示装置100H的可靠性。
晶体管201、晶体管205a及晶体管205e包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；用作源极及漏极的导电层222a及导电层222b；半导体层231；用作栅极绝缘层的绝缘层213；以及用作栅极的导电层223。在此，通过对同一导电膜进行加工而得到的多个层由相同的阴影线表示。绝缘层211位于导电层221与半导体层231之间。绝缘层213位于导电层223与半导体层231之间。
对本实施方式的显示装置所包括的晶体管结构没有特别的限制。例如，可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管等。此外，晶体管可以具有顶栅结构或底栅结构。或者，也可以在形成沟道的半导体层上下设置有栅极。
晶体管201、晶体管205a及晶体管205e采用两个栅极夹着形成沟道的半导体层的结构。此外，也可以连接两个栅极，并通过对该两个栅极供应同一信号来驱动晶体管。或者，也可以通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位，对另一个施加用来进行驱动的电位，来控制晶体管的阈值电压。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，也可以使用非晶半导体、具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用具有结晶性的半导体时，可以抑制晶体管特性的劣化，所以是优选的。
晶体管的半导体层优选包含金属氧化物(也称为氧化物半导体)。就是说，本实施方式的显示装置优选使用将金属氧化物用于沟道形成区域的晶体管(以下，OS晶体管)。此外，晶体管的半导体层也可以包含硅。作为硅，可以举出非晶硅、结晶硅(低温多晶硅、单晶硅等)等。
例如，半导体层优选包含铟、M(M为选自镓、铝、硅、硼、钇、锡、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁中的一种或多种)以及锌。尤其是，M优选为选自铝、镓、钇和锡中的一种或多种。
尤其是，作为半导体层，优选使用包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也记载为IGZO)。
在半导体层使用In-M-Zn氧化物时，该In-M-Zn氧化物中的In的原子个数比优选为M的原子个数比以上。作为这种In-M-Zn氧化物的金属元素的原子个数比，可以举出In：M：Zn＝1：1：1或其附近的组成、In：M：Zn＝1：1：1.2或其附近的组成、In：M：Zn＝2：1：3或其附近的组成、In：M：Zn＝3：1：2或其附近的组成、In：M：Zn＝4：2：3或其附近的组成、In：M：Zn＝4：2：4.1或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：3或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：6或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：7或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：8或其附近的组成、In：M：Zn＝6：1：6或其附近的组成、In：M：Zn＝5：2：5或其附近的组成等。此外，附近的组成包括所希望的原子个数比的±30％的范围。
例如，当记载为原子个数比为In：Ga：Zn＝4：2：3或其附近的组成时，包括如下情况：In的原子个数比为4时，Ga的原子个数比为1以上且3以下，Zn的原子个数比为2以上且4以下。此外，当记载为原子个数比为In：Ga：Zn＝5：1：6或其附近的组成时，包括如下情况：In的原子个数比为5时，Ga的原子个数比大于0.1且为2以下，Zn的原子个数比为5以上且7以下。此外，当记载为原子个数比为In：Ga：Zn＝1：1：1或其附近的组成时，包括如下情况：In的原子个数比为1时，Ga的原子个数比大于0.1且为2以下，Zn的原子个数比大于0.1且为2以下。
电路164所包括的晶体管和显示部162所包括的晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有不同的结构。电路164所包括的多个晶体管既可以都具有相同的结构，又可以具有两种以上的结构。与此同样，显示部162所包括的多个晶体管既可以都具有相同的结构，又可以具有两种以上的结构。
图32B及图32C示出晶体管的其他结构例子。
晶体管209及晶体管210包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；包含沟道形成区域231i及一对低电阻区域231n的半导体层231；与一对低电阻区域231n中的一个连接的导电层222a；与一对低电阻区域231n中的另一个连接的导电层222b；用作栅极绝缘层的绝缘层225；用作栅极的导电层223；以及覆盖导电层223的绝缘层215。绝缘层211位于导电层221与沟道形成区域231i之间。绝缘层225至少位于导电层223与沟道形成区域231i之间。再者，还可以设置有覆盖晶体管的绝缘层218。
图32B所示的晶体管209示出绝缘层225覆盖半导体层231的顶面及侧面的例子。导电层222a及导电层222b都通过设置在绝缘层225及绝缘层215中的开口与低电阻区域231n连接。在导电层222a及导电层222b中，一个被用作源极，另一个被用作漏极。
另一方面，在图32C所示的晶体管210中，绝缘层225与半导体层231的沟道形成区域231i重叠而不与低电阻区域231n重叠。例如，通过以导电层223为掩模加工绝缘层225，可以制造图32C所示的结构。在图32C中，绝缘层215覆盖绝缘层225及导电层223，并且导电层222a及导电层222b分别通过绝缘层215的开口与低电阻区域231n连接。
衬底151的不与衬底152重叠的区域中设置有连接部204。在连接部204中，布线165通过导电层166及连接层242与FPC172电连接。示出如下例子：导电层166为加工与像素电极相同的导电膜而得到的导电膜。在连接部204的顶面上露出导电层166。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC172电连接。
优选在衬底152的衬底151一侧的面设置遮光层148。此外，可以在衬底152的外侧配置各种光学构件。作为光学构件，可以使用偏振片、相位差板、光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在衬底152的外侧也可以配置抑制尘埃的附着的抗静电膜、不容易被弄脏的具有拒水性的膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜、冲击吸收层等。
通过设置覆盖发光器件的保护层131，可以抑制水等杂质进入发光器件，由此可以提高发光器件的可靠性。
在显示装置100H的端部附近的区域228中，优选绝缘层215与保护层131通过绝缘层214的开口彼此接触。尤其是，优选无机绝缘膜彼此接触。由此，可以抑制杂质从外部通过有机绝缘膜进入显示部162。因此，可以提高显示装置100H的可靠性。
衬底151及衬底152可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石、树脂、金属、合金、半导体等。取出来自发光器件的光一侧的衬底使用使该光透过的材料。通过将具有柔性的材料用于衬底151及衬底152，可以提高显示装置的柔性。此外，作为衬底151或衬底152，也可以使用偏振片。
衬底151及衬底152可以使用如下材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚醚砜(PES)树脂、聚酰胺树脂(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚硅氧烷树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、ABS树脂、纤维素纳米纤维等。此外，也可以作为衬底151和衬底152中的一方或双方使用其厚度为具有柔性程度的玻璃。
在将圆偏振片重叠于显示装置的情况下，优选将光学各向同性高的衬底用作显示装置所包括的衬底。光学各向同性高的衬底的双折射较低(也可以说双折射量较少)。
光学各向同性高的衬底的相位差值(retardation value)的绝对值优选为30nm以下，更优选为20nm以下，进一步优选为10nm以下。
作为光学各向同性高的薄膜，可以举出三乙酸纤维素(也被称为TAC、Cellulosetriacetate)薄膜、环烯烃聚合物(COP)薄膜、环烯烃共聚物(COC)薄膜及丙烯酸薄膜等。
当作为衬底使用薄膜时，有可能因薄膜的吸水而发生显示面板出现皱纹等形状变化。因此，作为衬底优选使用吸水率低的薄膜。例如，优选使用吸水率为1％以下的薄膜，更优选使用吸水率为0.1％以下的薄膜，进一步优选为使用吸水率为0.01％以下的薄膜。
粘合层可以使用紫外线固化粘合剂等光固化粘合剂、反应固化粘合剂、热固化粘合剂、厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。作为这些粘合剂，可以举出环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、酰亚胺树脂、PVC(聚氯乙烯)树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)树脂等。尤其是，优选使用环氧树脂等透湿性低的材料。此外，也可以使用两液混合型树脂。此外，也可以使用粘合薄片等。
连接层242可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)、各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
作为可用于晶体管的栅极、源极及漏极和构成显示装置的各种布线及电极等导电层的材料，可以举出铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽及钨等金属以及以上述金属为主要成分的合金等。可以使用包含这些材料的膜的单层或叠层。
此外，作为具有透光性的导电材料，可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、包含镓的氧化锌等导电氧化物或石墨烯。或者，可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯及钛等金属材料或包含该金属材料的合金材料。或者，还可以使用该金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。此外，当使用金属材料或合金材料(或者它们的氮化物)时，优选将其形成得薄到具有透光性。此外，可以使用上述材料的叠层膜作为导电层。例如，通过使用银和镁的合金与铟锡氧化物的叠层膜等，可以提高导电性，所以是优选的。上述材料也可以用于构成显示装置的各种布线及电极等导电层及发光器件所包括的导电层(被用作像素电极或公共电极的导电层)。
作为可用于各绝缘层的绝缘材料，例如可以举出丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂、无机绝缘材料如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式5)
在本实施方式中，对能够用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件进行说明。
图33A所示的发光器件包括电极772、EL层786以及电极788。在电极772和电极788中，一个被用作阳极，另一个被用作阴极。另外，在电极772和电极788中，一个被用作像素电极，另一个被用作公共电极。另外，优选的是，在电极772和电极788中，提取光一侧的电极对可见光具有透过性，另一个电极反射可见光。
如图33A所示，发光器件所包括的EL层786可以由层4420、发光层4411、层4430等多个层构成。层4420例如可以包括含有电子注入性高的物质的层(电子注入层)及含有电子传输性高的物质的层(电子传输层)等。发光层4411例如包含发光性化合物。层4430例如可以包括含有空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)及含有空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)。
包括设置在一对电极之间的层4420、发光层4411及层4430的结构可以被用作单一的发光单元，在本说明书中将图33A的结构称为单结构。
图33B示出图33A所示的发光器件所包括的EL层786的变形例子。具体而言，图33B所示的发光器件包括电极772上的层4430-1、层4430-1上的层4430-2、层4430-2上的发光层4411、发光层4411上的层4420-1、层4420-1上的层4420-2以及层4420-2上的电极788。例如，在电极772被用作阳极且电极788被用作阴极时，层4430-1被用作空穴注入层，层4430-2被用作空穴传输层，层4420-1被用作电子传输层，并且层4420-2被用作电子注入层。或者，在电极772被用作阴极且电极788被用作阳极时，层4430-1被用作电子注入层，层4430-2被用作电子传输层，层4420-1被用作空穴传输层，并且层4420-2被用作空穴注入层。通过采用上述层结构，可以将载流子高效地注入到发光层4411，由此可以提高发光层4411内的载流子的再结合的效率。
此外，如图33C所示层4420与层4430之间设置有多个发光层(发光层4411、发光层4412及发光层4413)的结构也是单结构的变形例子。
如图33D所示，多个发光单元(EL层786a及EL层786b)隔着中间层4440(也称为电荷产生层)串联连接的结构在本说明书中被称为串联结构。注意，不局限于此，例如，也可以将串联结构称为叠层结构。通过采用串联结构，可以实现能够以高亮度发光的发光器件。
另外，在图33C及图33D中，如图33B所示，层4420及层4430可以具有两层以上的叠层结构。
发光器件的发光颜色根据构成EL层786的材料而可以为红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色或白色等。此外，当发光器件具有微腔结构时，可以进一步提高色纯度。
发射白色光的发光器件优选具有在发光层中包含两种以上的发光物质的结构。当发光器件具有包含两种发光物质的结构时，选择各发光处于补色关系的发光物质即可。例如，通过使第一发光层的发光颜色与第二发光层的发光颜色处于补色关系，可以得到在发光器件整体上以白色发光的发光器件。当发光器件具有包含三种以上的发光物质的结构时，通过各发光颜色的混合，可以得到白色发光。此外，包括两个以上的发光层的发光器件也是同样的。例如，通过在图33C所示的发光层4411、发光层4412及发光层4413的发光颜色的混合，可以实现单结构的白色发光器件。
发光层优选包含呈现R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)、Y(黄色)、O(橙色)等的发光的两种以上的发光物质。或者，优选的是，发光层包含两种以上的发光物质，并且每个发光物质的发光包含R、G、B中的两个以上的颜色的光谱成分。
[显示装置的变形例子]
参照图34至图37说明发光器件的结构例子。
图34A示出显示装置500的截面示意图。显示装置500包括发射红色光的发光器件550R、发射绿色光的发光器件550G以及发射蓝色光的发光器件550B。注意，在本实施方式中，省略显示装置所包括的受光器件的记载。
发光器件550R具有在一对电极(电极501、电极502)之间隔着中间层531层叠两个发光单元(发光单元512R_1、发光单元512R_2)的结构。同样地，发光器件550G包括发光单元512G_1、发光单元512G_2，发光器件550B包括发光单元512B_1、发光单元512B_2。
电极501被用作像素电极并设置在每个发光器件中。电极502被用作公共电极并共同设置在多个发光器件中。
发光单元512R_1包括层521、层522、发光层523R、层524等。发光单元512R_2包括层522、发光层523R、层524等。此外，发光器件550R在发光单元512R_2与电极502之间包括层525等。注意，也可以将层525看作发光单元512R_2的一部分。
层521例如包括包含空穴注入性高的物质的层(空穴注入层)等。层522例如包括包含空穴传输性高的物质的层(空穴传输层)等。层524例如包括包含电子传输性高的物质的层(电子传输层)等。层525例如包括包含电子注入性高的物质的层(电子注入层)等。
或者，也可以具有如下结构：层521包括电子注入层，层522包括电子传输层，层524包括空穴传输层，层525包括空穴注入层。
注意，层522、发光层523R、层524在发光单元512R_1及发光单元512R_2中也可以具有同一结构或不同结构(材料、厚度等)。
在图34A中，分别示出层521及层522，但是不局限于此。例如，在层521具有空穴注入层及空穴传输层的双方的功能时或者层521具有电子注入层及电子传输层的双方的功能时，也可以省略层522。
中间层531具有在电极501与电极502之间施加电压时对发光单元512R_1和发光单元512R_2中的一个注入电子且对另一个注入空穴的功能。中间层531也可以称为电荷产生层。
作为中间层531，例如可以适当地使用氟化锂等的能够用于电子注入层的材料。此外，作为中间层，例如可以适当地使用能够用于空穴注入层的材料。此外，中间层可以使用包含空穴传输性材料和受体性材料(电子接收性材料)的层。另外，中间层可以使用包含电子传输性材料和供体性材料的层。通过形成包括这种层的中间层，可以抑制层叠发光单元时的驱动电压的上升。
注意，发光器件550R所包括的发光层523R包含呈现红色的发光的发光物质，发光器件550G所包括的发光层523G包含呈现绿色的发光的发光物质，发光器件550B所包括的发光层523B包含呈现蓝色的发光的发光物质。注意，发光器件550G、发光器件550B分别具有用发光层523G、发光层523B代替发光器件550R所包括的发光层523R的结构，其他结构与发光器件550R同样。
注意，层521、层522、层524、层525可以在各颜色的发光器件中具有同一结构或不同结构(材料、厚度等)。
如发光器件550R、发光器件550G及发光器件550B那样，多个发光单元隔着中间层531串联连接的结构在本说明书中称为串联结构。另一方面，在一对电极之间具有一个发光单元的结构称为单结构。注意，在本说明书等中称为串联结构，但是不局限于此，例如，串联结构也可以称为叠层结构。注意，通过采用串联结构，可以实现能够以高亮度发光的发光器件。此外，串联结构由于与单结构相比可以降低为了得到相同的亮度所需要的电流，所以可以提高可靠性。
如发光器件550R、发光器件550G及发光器件550B那样，按每个发光器件分别形成发光层的结构有时称为SBS(Side By Side)结构。SBS结构由于可以按每个发光器件使材料及结构最优化，材料及结构的选择自由度得到提高，可以容易实现亮度及可靠性的提高。
显示装置500可以说具有串联结构及SBS结构。由此，可以具有串联结构及SBS结构双方的优点。注意，由于显示装置500如图34A所示具有串联形成两级发光单元的结构，所以也可以称为两级串联结构。此外，在图34A所示的两级串联结构中，在包括红色发光层的第一发光单元上层叠包括红色发光层的第二发光单元。同样地，在图34A所示的两级串联结构中，在包括绿色发光层的第一发光单元上层叠包括绿色发光层的第二发光单元，在包括蓝色发光层的第一发光单元上层叠包括蓝色发光层的第二发光单元。
在图34A中，可以形成发光单元512R_1、中间层531、发光单元512R_2、层525作为岛状的层。此外，可以形成发光单元512G_1、中间层531、发光单元512G_2、层525作为岛状的层。此外，可以形成发光单元512B_1、中间层531、发光单元512B_2、层525作为岛状的层。就是说，图34A所示的层113相当于图25B等所示的第一层113a、第二层113b或第三层113c。
图34B是图34A所示的显示装置500的变形例子。图34B所示的显示装置500是与电极502同样地在各发光器件之间共同设置层525的情况的例子。此时，可以将层525称为公共层。如此，通过在多个发光器件中设置一个以上的公共层，可以使制造工序简化，因此可以降低制造成本。
在图34A中，可以形成发光单元512R_1、中间层531、发光单元512R_2作为岛状的层。此外，可以形成发光单元512G_1、中间层531、发光单元512G_2作为岛状的层。此外，可以形成发光单元512B_1、中间层531、发光单元512B_2作为岛状的层。就是说，图34B所示的层113相当于图25B等所示的第一层113a、第二层113b或第三层113c。另外，层525相当于图25B所示的第六层114。注意，图35至图37所示的层113也相当于图25B等所示的第一层113a、第二层113b或第三层113c。
图35A所示的显示装置500是层叠三个发光单元的情况的例子。在图35A的发光器件550R中，在发光单元512R_2上隔着中间层531还层叠发光单元512R_3。发光单元512R_3包括层522、发光层523R、层524等。发光单元512R_3可以采用与发光单元512R_2同样的结构。此外，发光器件550G所包括的发光单元512G_3、发光器件550B所包括的发光单元512B_3也同样。
图35B示出层叠n个发光单元(n为2以上的整数)的情况的例子。
如此，通过增加发光单元的叠层数，可以根据叠层数提高以相同的电流量从发光器件得到的亮度。此外，通过增加发光单元的叠层数，可以降低为了得到相同的亮度所需的电流，可以根据叠层数降低发光器件的功耗。
图36A所示的显示装置500示出相邻的两个发光器件分开且电极502沿着发光单元及中间层531的侧面设置的情况的例子。
这里，在中间层531与电极502接触时，有时会电短路。因此，优选使中间层531与电极502绝缘。
图36A示出以覆盖电极501、各发光单元及中间层531的侧面的方式设置绝缘层541的例子。绝缘层541可以称为侧壁、侧壁保护层或侧壁绝缘膜等。通过设置绝缘层541，可以使中间层531与电极502电绝缘。
各发光单元及中间层531的侧面优选垂直于或大致垂直于被形成面。例如，优选将由被形成面与这些侧面而成的角度设定为60度以上且90度以下。
图36B示出层525及电极502沿着发光单元及中间层531的侧面设置的情况的例子。再者，作为侧壁保护层设置绝缘层541及绝缘层542的两层结构。
图37A是图36B的变形例子。此外，图37B是图37A所示的区域503的放大图。图37A与图36B的不同之处在于绝缘层542的端部的形状。此外，由于绝缘层542的端部的形状不同且沿着绝缘层542的形状形成层525及电极502，所以层525及电极502的形状也不同。此外，图37A与图36B的不同之处在于绝缘层542的厚度比绝缘层541的厚度厚。绝缘层542的端部的形状如图37B所示那样可以具有圆形。例如，在形成绝缘层542时，利用干蚀刻法，在利用各向异性蚀刻对绝缘层542的上部进行蚀刻的情况下，绝缘层542的端部如图37B所示那样具有圆形。通过绝缘层542的端部的形状具有圆形，层525及电极502的覆盖性得到提高，因此是优选的。如图37A及图37B所示，通过绝缘层542的厚度比绝缘层541的厚度厚，有时容易使端部的形状具有圆形。
借助用作侧壁保护层的绝缘层541(及绝缘层542)，可以防止电极502与中间层531的电短路。此外，通过绝缘层541(及绝缘层542)覆盖电极501的侧面，可以防止电极501与电极502的电短路。由此，可以防止在位于发光器件的四角的角部上发生的电短路。
绝缘层541及绝缘层542都优选使用无机绝缘膜。例如，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧氮化铝或氧化铪等氧化物或者氮化物。此外，也可以使用氧化钇、氧化锆、氧化镓、氧化钽、氧化镁、氧化镧、氧化铈及氧化钕等。
绝缘层541及绝缘层542例如可以利用溅射法、蒸镀法、CVD法、ALD法等各种沉积方法形成。尤其是，由于ALD法给被形成层带来的沉积损伤小，所以直接形成在发光单元及中间层531上的绝缘层541优选利用ALD法形成。此外，此时，通过利用溅射法形成绝缘层542，可以提高生产率，所以是优选的。
例如，可以绝缘层541使用利用ALD法形成的氧化铝膜，可以绝缘层542使用利用溅射法形成的氮化硅膜。
绝缘层541和绝缘层542中的一方或双方优选具有对于水和氧中的至少一方的阻挡绝缘膜的功能。或者，绝缘层541和绝缘层542中的一方或双方优选具有抑制水和氧中的至少一方的扩散的功能。或者，绝缘层541和绝缘层542中的一方或双方优选具有俘获或固定(也称为吸杂)水和氧中的至少一方的功能。
注意，在本说明书等中，阻挡绝缘膜是指具有阻挡性的绝缘膜。此外，在本说明书等中，阻挡性是指抑制所对应的物质的扩散的功能(也可以说透过性低)。或者，阻挡性是指俘获或固定(也称为吸杂)所对应的物质的功能。
通过绝缘层541和绝缘层542中的一方或双方具有上述阻挡绝缘膜的功能或吸杂功能，可以抑制从外部会扩散到各发光器件的杂质(典型的是水或氧)的进入。通过采用该结构，可以提供可靠性优异的显示装置。
注意，如图37C所示，也可以不包括用作侧壁保护层的绝缘层541及绝缘层542。在图37C中，层525与各发光单元及中间层531的侧面接触地设置。
注意，在显示装置500中，对发光层的发光材料没有特别的限制。例如，在图34A所示的显示装置500中，可以具有如下结构：发光单元512R_1所包括的发光层523R包含磷光材料，发光单元512R_2所包括的发光层523R包含磷光材料，发光单元512G_1所包括的发光层523G包含荧光材料，发光单元512G_2所包括的发光层523G包含荧光材料，发光单元512B_1所包括的发光层523B包含荧光材料，发光单元512B_2所包括的发光层523B所包括的发光层523B包含荧光材料。
或者，在图34A所示的显示装置500中，可以具有如下结构：发光单元512R_1所包括的发光层523R包含磷光材料，发光单元512R_2所包括的发光层523R包含磷光材料，发光单元512G_1所包括的发光层523G包含磷光材料，发光单元512G_2所包括的发光层523G包含磷光材料，发光单元512B_1所包括的发光层523B包含荧光材料，发光单元512B_2所包括的发光层523B所包括的发光层523B包含荧光材料。
另外，本发明的一个方式的显示装置可以采用所有发光层使用荧光材料的结构或所有发光层使用磷光材料的结构。
或者，在图34A所示的显示装置500中，也可以采用发光单元512R_1所包括的发光层523R使用磷光材料且发光单元512R_2所包括的发光层523R使用荧光材料的结构，或者发光单元512R_1所包括的发光层523R使用荧光材料且发光单元512R_2所包括的发光层523R使用磷光材料的结构，就是说，也可以使第一级发光层和第二级发光层的发光材料不同。注意，虽然这里记载的内容是关于发光单元512R_1及发光单元512R_2的内容，但是发光单元512G_1及发光单元512G_2以及发光单元512B_1及发光单元512B_2也可以采用同样的结构。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式6)
在本实施方式中，说明可用于上述实施方式中说明的OS晶体管的金属氧化物(也称为氧化物半导体)。
金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。此外，除此之外，优选还包含铝、镓、钇、锡等。此外，也可以包含选自硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁及钴等中的一种或多种。
金属氧化物可以通过溅射法、有机金属化学气相沉积(MOCVD：Metal OrganicChemical Vapor Deposition)法等化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)法或原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法等形成。
<结晶结构的分类>
作为氧化物半导体的结晶结构，可以举出非晶(包括completely amorphous)、CAAC(c-axis-aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)、CAC(cloud-alignedcomposite)、单晶(single crystal)及多晶(poly crystal)等。
另外，可以使用X射线衍射(XRD：X-Ray Diffraction)谱对膜或衬底的结晶结构进行评价。例如，可以使用GIXD(Grazing-Incidence XRD：掠入射X射线衍射)测定测得的XRD谱进行评价。此外，将GIXD法也称为薄膜法或Seemann-Bohlin法。
例如，石英玻璃衬底的XRD谱的峰形状大致为左右对称。另一方面，具有结晶结构的IGZO膜的XRD谱的峰形状不是左右对称。XRD谱的峰形状是左右不对称说明膜中或衬底中存在结晶。换言之，除非XRD谱的峰形状左右对称，否则不能说膜或衬底处于非晶状态。
另外，可以通过使用纳米束电子衍射法(NBED：Nano Beam ElectronDiffraction)观察的衍射图案(也称为纳米束电子衍射图案)对膜或衬底的结晶结构进行评价。例如，在石英玻璃衬底的衍射图案中观察到光晕，可以确认石英玻璃处于非晶状态。此外，以室温沉积的IGZO膜的衍射图案中观察到斑点状的图案而没有观察到光晕。因此可以推测，以室温沉积的IGZO膜处于既不是晶态也不是非晶态的中间态，不能得出该IGZO膜是非晶态的结论。
<<氧化物半导体的结构>>
此外，在注目于氧化物半导体的结构的情况下，有时氧化物半导体的分类与上述分类不同。例如，氧化物半导体可以分类为单晶氧化物半导体和除此之外的非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体，例如可以举出上述CAAC-OS及nc-OS。此外，在非单晶氧化物半导体中包含多晶氧化物半导体、a-like OS(amorphous-like oxidesemiconductor)及非晶氧化物半导体等。
在此，对上述CAAC-OS、nc-OS及a-like OS的详细内容进行说明。
[CAAC-OS]
CAAC-OS是包括多个结晶区域的氧化物半导体，该多个结晶区域的c轴取向于特定的方向。此外，特定的方向是指CAAC-OS膜的厚度方向、CAAC-OS膜的被形成面的法线方向、或者CAAC-OS膜的表面的法线方向。此外，结晶区域是具有原子排列的周期性的区域。注意，在将原子排列看作晶格排列时结晶区域也是晶格排列一致的区域。再者，CAAC-OS具有在a-b面方向上多个结晶区域连接的区域，有时该区域具有畸变。此外，畸变是指在多个结晶区域连接的区域中，晶格排列一致的区域和其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。换言之，CAAC-OS是指c轴取向并在a-b面方向上没有明显的取向的氧化物半导体。
此外，上述多个结晶区域的每一个由一个或多个微小结晶(最大径小于10nm的结晶)构成。在结晶区域由一个微小结晶构成的情况下，该结晶区域的最大径小于10nm。此外，结晶区域由多个微小结晶构成的情况下，有时该结晶区域的尺寸为几十nm左右。
在In-M-Zn氧化物(元素M为选自铝、镓、钇、锡及钛等中的一种或多种)中，CAAC-OS有具有层叠有含有铟(In)及氧的层(以下，In层)、含有元素M、锌(Zn)及氧的层(以下，(M，Zn)层)的层状结晶结构(也称为层状结构)的趋势。此外，铟和元素M可以彼此置换。因此，有时(M，Zn)层包含铟。此外，有时In层包含元素M。注意，有时In层包含Zn。该层状结构例如在高分辨率TEM(Transmission Electron Microscope)图像中被观察作为晶格像。
例如，当对CAAC-OS膜使用XRD装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的Out-of-plane XRD测量中，在2θ＝31°或其附近检测出表示c轴取向的峰。注意，表示c轴取向的峰的位置(2θ值)有时根据构成CAAC-OS的金属元素的种类、组成等变动。
例如，在CAAC-OS膜的电子衍射图案中观察到多个亮点(斑点)。此外，在以透过样品的入射电子束的斑点(也称为直接斑点)为对称中心时，某一个斑点和其他斑点被观察在点对称的位置。
在从上述特定的方向观察结晶区域的情况下，虽然该结晶区域中的晶格排列基本上是六方晶格，但是单位晶格并不局限于正六角形，有是非正六角形的情况。此外，在上述畸变中，有时具有五角形、七角形等晶格排列。此外，在CAAC-OS的畸变附近观察不到明确的晶界(grain boundary)。也就是说，晶格排列的畸变抑制晶界的形成。这可能是由于CAAC-OS因为a-b面方向上的氧原子的排列的低密度或者因金属原子被取代而使原子间的键合距离产生变化等而能够包容畸变。
此外，确认到明确的晶界的结晶结构被称为所谓的多晶(polycrystal)。晶界成为复合中心而载流子被俘获，因而有可能导致晶体管的通态电流的降低、场效应迁移率的降低等。因此，确认不到明确的晶界的CAAC-OS是对晶体管的半导体层提供具有优异的结晶结构的结晶性氧化物之一。注意，为了构成CAAC-OS，优选为包含Zn的结构。例如，与In氧化物相比，In-Zn氧化物及In-Ga-Zn氧化物能够进一步抑制晶界的发生，所以是优选的。
CAAC-OS是结晶性高且确认不到明确的晶界的氧化物半导体。因此，可以说在CAAC-OS中，不容易发生起因于晶界的电子迁移率的降低。此外，氧化物半导体的结晶性有时因杂质的混入以及缺陷的生成等而降低，因此可以说CAAC-OS是杂质及缺陷(氧空位等)少的氧化物半导体。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体的物理性质稳定。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体具有高耐热性及高可靠性。此外，CAAC-OS对制造工序中的高温度(所谓热积存：thermal budget)也很稳定。由此，通过在OS晶体管中使用CAAC-OS，可以扩大制造工序的自由度。
[nc-OS]
在nc-OS中，微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域)中的原子排列具有周期性。换言之，nc-OS具有微小的结晶。此外，例如，该微小的结晶的尺寸为1nm以上且10nm以下，尤其为1nm以上且3nm以下，将该微小的结晶称为纳米晶。此外，nc-OS在不同的纳米晶之间观察不到结晶取向的规律性。因此，在膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-OS在某些分析方法中与a-like OS或非晶氧化物半导体没有差别。例如，在对nc-OS膜使用XRD装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的Out-of-plane XRD测量中，检测不出表示结晶性的峰。此外，在对nc-OS膜进行使用其束径比纳米晶大(例如，50nm以上)的电子束的电子衍射(也称为选区电子衍射)时，观察到类似光晕图案的衍射图案。另一方面，在对nc-OS膜进行使用其束径近于或小于纳米晶的尺寸(例如1nm以上且30nm以下)的电子束的电子衍射(也称为纳米束电子衍射)的情况下，有时得到在以直接斑点为中心的环状区域内观察到多个斑点的电子衍射图案。
[a-like OS]
a-like OS是具有介于nc-OS与非晶氧化物半导体之间的结构的氧化物半导体。a-like OS包含空洞或低密度区域。也就是说，a-like OS的结晶性比nc-OS及CAAC-OS的结晶性低。此外，a-like OS的膜中的氢浓度比nc-OS及CAAC-OS的膜中的氢浓度高。
<<氧化物半导体的构成>>
接着，说明上述CAC-OS的详细内容。此外，CAC-OS与材料构成有关。
[CAC-OS]
CAC-OS例如是指包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成，其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也将在金属氧化物中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域混合的状态称为马赛克状或补丁(patch)状，该区域的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。
再者，CAC-OS是指其材料分开为第一区域与第二区域而成为马赛克状且该第一区域分布于膜中的结构(下面也称为云状)。就是说，CAC-OS是指具有该第一区域和该第二区域混合的结构的复合金属氧化物。
在此，将相对于构成In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS的金属元素的In、Ga及Zn的原子个数比的每一个记为[In]、[Ga]及[Zn]。例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，第一区域是其[In]大于CAC-OS膜的组成中的[In]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于CAC-OS膜的组成中的[Ga]的区域。此外，例如，第一区域是其[In]大于第二区域中的[In]且其[Ga]小于第二区域中的[Ga]的区域。此外，第二区域是其[Ga]大于第一区域中的[Ga]且其[In]小于第一区域中的[In]的区域。
具体而言，上述第一区域是以铟氧化物或铟锌氧化物等为主要成分的区域。此外，上述第二区域是以镓氧化物或镓锌氧化物等为主要成分的区域。换言之，可以将上述第一区域称为以In为主要成分的区域。此外，可以将上述第二区域称为以Ga为主要成分的区域。
注意，有时观察不到上述第一区域和上述第二区域的明确的边界。
In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS是指如下构成：在包含In、Ga、Zn及O的材料构成中，部分主要成分为Ga的区域与部分主要成分为In的区域无规律地以马赛克状存在。因此，可推测，CAC-OS具有金属元素不均匀地分布的结构。
CAC-OS例如可以通过在对衬底不进行加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成CAC-OS的情况下，作为沉积气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的任一种或多种。此外，沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，优选使沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比为0％以上且低于30％，更优选为0％以上且10％以下。
例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根据通过能量分散型X射线分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析(EDX-mapping)图像，可确认到具有以In为主要成分的区域(第一区域)及以Ga为主要成分的区域(第二区域)不均匀地分布而混合的结构。
在此，第一区域是具有比第二区域高的导电性的区域。就是说，当载流子流过第一区域时，呈现作为金属氧化物的导电性。因此，当第一区域以云状分布在金属氧化物中时，可以实现高场效应迁移率(μ)。
另一方面，第二区域是具有比第一区域高的绝缘性的区域。就是说，当第二区域分布在金属氧化物中时，可以抑制泄漏电流。
由此，在将CAC-OS用于晶体管的情况下，通过起因于第一区域的导电性和起因于第二区域的绝缘性的互补作用，可以使CAC-OS具有开关功能(控制开启/关闭的功能)。换言之，在CAC-OS的材料的一部分中具有导电性的功能且在另一部分中具有绝缘性的功能，在材料的整体中具有半导体的功能。通过使导电性的功能和绝缘性的功能分离，可以最大限度地提高各功能。因此，通过将CAC-OS用于晶体管，可以实现大通态电流(Ion)、高场效应迁移率(μ)及良好的开关工作。
使用CAC-OS的晶体管具有高可靠性。因此，CAC-OS最适合于显示装置等各种半导体装置。
氧化物半导体具有各种结构及各种特性。本发明的一个方式的氧化物半导体也可以包括非晶氧化物半导体、多晶氧化物半导体、a-likeOS、CAC-OS、nc-OS、CAAC-OS中的两种以上。
<具有氧化物半导体的晶体管>
接着，说明将上述氧化物半导体用于晶体管的情况。
通过将上述氧化物半导体用于晶体管，可以实现场效应迁移率高的晶体管。此外，可以实现可靠性高的晶体管。
优选将载流子浓度低的氧化物半导体用于晶体管。例如，氧化物半导体中的载流子浓度为1×1017cm-3以下，优选为1×1015cm-3以下，更优选为1×1013cm-3以下，进一步优选为1×1011cm-3以下，更进一步优选低于1×1010cm-3，且为1×10-9cm-3以上。在以降低氧化物半导体膜的载流子浓度为目的的情况下，可以降低氧化物半导体膜中的杂质浓度以降低缺陷态密度。在本说明书等中，将杂质浓度低且缺陷态密度低的状态称为高纯度本征或实质上高纯度本征。此外，有时将载流子浓度低的氧化物半导体称为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体。
因为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体膜具有较低的缺陷态密度，所以有可能具有较低的陷阱态密度。
被氧化物半导体的陷阱态俘获的电荷到消失需要较长的时间，有时像固定电荷那样动作。因此，有时在陷阱态密度高的氧化物半导体中形成沟道形成区域的晶体管的电特性不稳定。
因此，为了使晶体管的电特性稳定，降低氧化物半导体中的杂质浓度是有效的。为了降低氧化物半导体中的杂质浓度，优选还降低附近膜中的杂质浓度。作为杂质有氢、氮、碱金属、碱土金属、铁、镍、硅等。
<杂质>
在此，说明氧化物半导体中的各杂质的影响。
在氧化物半导体包含第14族元素之一的硅或碳时，在氧化物半导体中形成缺陷态。因此，将氧化物半导体中或与氧化物半导体的界面附近的硅或碳的浓度(通过二次离子质谱分析法(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)测得的浓度)设定为2×1018atoms/cm3以下，优选为2×1017atoms/cm3以下。
当氧化物半导体包含碱金属或碱土金属时，有时形成缺陷态而产生载流子。因此，使用包含碱金属或碱土金属的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。因此，使通过SIMS测得的氧化物半导体中的碱金属或碱土金属的浓度为1×1018atoms/cm3以下，优选为2×1016atoms/cm3以下。
当氧化物半导体包含氮时，容易产生作为载流子的电子，使载流子浓度增高，而n型化。其结果是，将包含氮的氧化物半导体用于半导体的晶体管容易具有常开启特性。或者，在氧化物半导体包含氮时，有时形成陷阱态。其结果，有时晶体管的电特性不稳定。因此，将利用SIMS测得的氧化物半导体中的氮浓度设定为低于5×1019atoms/cm3，优选为5×1018atoms/cm3以下，更优选为1×1018atoms/cm3以下，进一步优选为5×1017atoms/cm3以下。
包含在氧化物半导体中的氢与键合于金属原子的氧起反应生成水，因此有时形成氧空位。当氢进入该氧空位时，有时产生作为载流子的电子。此外，有时由于氢的一部分与键合于金属原子的氧键合，产生作为载流子的电子。因此，使用包含氢的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。由此，优选尽可能地减少氧化物半导体中的氢。具体而言，在氧化物半导体中，将利用SIMS测得的氢浓度设定为低于1×1020atoms/cm3，优选低于1×1019atoms/cm3，更优选低于5×1018atoms/cm3，进一步优选低于1×1018atoms/cm3。
通过将杂质被充分降低的氧化物半导体用于晶体管的沟道形成区域，可以使晶体管具有稳定的电特性。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式7)
在本实施方式中，使用图38至图40对本发明的一个方式的电子设备进行说明。
本实施方式的电子设备在显示部中包括本发明的一个方式的显示装置。本发明的一个方式的显示装置容易实现高清晰化及高分辨率化。因此，可以用于各种电子设备的显示部。
作为电子设备，例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外，还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。
特别是，因为本发明的一个方式的显示装置可以提高清晰度，所以可以适当地用于包括较小的显示部的电子设备。作为这种电子设备可以举出手表型及手镯型信息终端设备(可穿戴设备)、可戴在头上的可穿戴设备等诸如头戴显示器等VR用设备、眼镜型AR用设备及MR用设备等。
本发明的一个方式的显示装置优选具有极高的分辨率诸如HD(像素数为1280×720)、FHD(像素数为1920×1080)、WQHD(像素数为2560×1440)、WQXGA(像素数为2560×1600)、4K(像素数为3840×2160)、8K(像素数为7680×4320)等。尤其是，优选设定为4K、8K或其以上的分辨率。另外，本发明的一个方式的显示装置中的像素密度(清晰度)优选为100ppi以上，优选为300ppi以上，更优选为500ppi以上，进一步优选为1000ppi以上，更进一步优选为2000ppi以上，更进一步优选为3000ppi以上，还进一步优选为5000ppi以上，进一步优选为7000ppi以上。通过使用上述的具有高分辨率和高清晰度中的一方或双方的显示装置，在便携式或家用等的个人用途的电子设备中可以进一步提高真实感及纵深感等。此外，对本发明的一个方式的显示装置的屏幕比例(纵横比)没有特别的限制。例如，显示装置可以适应1：1(正方形)、4：3、16：9、16：10等各种屏幕比例。
本实施方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转数、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本实施方式的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；执行各种软件(程序)的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据的功能；等。
图38A所示的电子设备6500是可以用作智能手机的便携式信息终端设备。
电子设备6500包括框体6501、显示部6502、电源按钮6503、按钮6504、扬声器6505、麦克风6506、照相机6507及光源6508等。显示部6502具有触摸面板功能。
显示部6502可以使用本发明的一个方式的显示装置。
图38B是包括框体6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
框体6501的显示面一侧设置有具有透光性的保护构件6510，被框体6501及保护构件6510包围的空间内配置有显示面板6511、光学构件6512、触摸传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
显示面板6511、光学构件6512及触摸传感器面板6513使用粘合层(未图示)固定到保护构件6510。
在显示部6502的外侧的区域中，显示面板6511的一部分叠回，且该叠回部分连接有FPC6515。FPC6515安装有IC6516。FPC6515与设置于印刷电路板6517的端子连接。
显示面板6511可以使用本发明的一个方式的柔性显示器。由此，可以实现极轻量的电子设备。此外，由于显示面板6511极薄，所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外，通过叠回显示面板6511的一部分以在像素部的背面设置与FPC6515的连接部，可以实现窄边框的电子设备。
图39A示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中，框体7101中组装有显示部7000。在此示出利用支架7103支撑框体7101的结构。
可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
可以通过利用框体7101所具备的操作开关以及另外提供的遥控操作机7111进行图39A所示的电视装置7100的操作。另外，也可以在显示部7000中具备触摸传感器，也可以通过用指头等触摸显示部7000进行电视装置7100的操作。另外，也可以在遥控操作机7111中具备显示从该遥控操作机7111输出的信息的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部7000上的影像进行操作。
另外，电视装置7100具备接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器连接到有线或无线的通信网络，从而进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图39B示出笔记本型个人计算机的一个例子。笔记本型个人计算机7200包括框体7211、键盘7212、指向装置7213、外部连接端口7214等。在框体7211中组装有显示部7000。
可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
图39C、图39D示出数字标牌的一个例子。
图39C所示的数字标牌7300包括框体7301、显示部7000及扬声器7303等。此外，还可以包括LED灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器、麦克风等。
图39D示出设置于圆柱状柱子7401上的数字标牌7400。数字标牌7400包括沿着柱子7401的曲面设置的显示部7000。
在图39C、图39D中，可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部7000。
显示部7000越大，一次能够提供的信息量越多。此外，显示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板用于显示部7000，不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像，使用者还能够直觉性地进行操作，所以是优选的。另外，在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时，可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图39C、图39D所示，数字标牌7300或数字标牌7400优选可以通过无线通信与使用者所携带的智能手机等信息终端设备7311或信息终端设备7411联动。例如，显示在显示部7000上的广告信息可以显示在信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕上。此外，通过操作信息终端设备7311或信息终端设备7411，可以切换显示部7000的显示。
可以在数字标牌7300或数字标牌7400上以信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕为操作单元(控制器)执行游戏。由此，不特定多个使用者可以同时参加游戏，享受游戏的乐趣。
图40A至图40F所示的电子设备包括框体9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转数、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风9008等。
图40A至图40F所示的电子设备具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能；等。注意，电子设备的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。电子设备也可以包括多个显示部。另外，也可以在电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像或动态图像，且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部上的功能；等。
下面，说明图40A至图40F所示的电子设备的详细内容。
图40A是示出便携式信息终端9101的立体图。例如，可以将便携式信息终端9101用作智能手机。注意，在便携式信息终端9101中，也可以设置扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等。另外，作为便携式信息终端9101，可以将文字或图像信息显示在其多个面上。在图40A中示出显示三个图标9050的例子。另外，可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到电子邮件、SNS或电话等的来信通知；电子邮件或SNS等的标题；电子邮件或SNS等的发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及电波强度等。或者，也可以在显示有信息9051的位置上显示图标9050等。
图40B是示出便携式信息终端9102的立体图。便携式信息终端9102具有将信息显示在显示部9001的三个以上的面上的功能。在此，示出信息9052、信息9053、信息9054分别显示于不同的面上的例子。例如，在将便携式信息终端9102放在上衣口袋里的状态下，使用者能够确认显示在从便携式信息终端9102的上方看到的位置上的信息9053。例如，使用者可以确认到该显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端9102，由此能够判断是否接电话。
图40C是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。例如，可以将便携式信息终端9200用作智能手表(注册商标)。另外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外，便携式信息终端9200例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外，通过利用连接端子9006，便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电。另外，充电也可以通过无线供电进行。
图40D至图40F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。另外，图40D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图40F是折叠的状态的立体图、图40E是从图40D的状态和图40F的状态中的一个转换成另一个时中途的状态的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接的较大的显示区域所以显示的浏览性强。便携式信息终端9201所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个框体9000支撑。例如，显示部9001可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
本发明的一个方式的显示装置及电子设备可以组装在房屋或高楼的内壁或外壁、车辆的内部装饰或外部装饰。
图41示出将本发明的一个方式的显示装置安装于车辆的例子。在图41所示的车辆中，显示装置5000a、显示装置5000b及显示装置5000c安装于仪表盘5002上。此外，显示装置5000d安装在驾驶座侧的天花板5004上。注意，图41示出将显示装置5000d安装在右侧驾驶车辆上的例子，但不局限于此，也可以将其安装在左侧驾驶车辆上。此时，图41所示的结构的配置的左右互换。在图41中示出配置在驾驶座和副驾驶座的周围的方向盘5006、前挡风玻璃5008等。
显示装置5000a至显示装置5000d中的任一个或多个优选具有接近触摸传感器功能。通过具有接近触摸传感器功能，使用者无需盯着显示装置就能够操作显示装置。尤其是，驾驶员可以在不将视线从前方移开太大的情况下操作显示装置，由此可以提高开车时或停车时的安全性。显示装置5000a至显示装置5000d的显示部的对角线的长度优选为5英寸以上，更优选为10英寸以上。作为显示装置5000a至显示装置5000d，例如可以适当地使用显示部的对角线的长度为13英寸左右的显示装置。
注意，显示装置5000a至显示装置5000d也可以具有柔性。通过具有柔性，即使在组装对象具有曲面的情况下，也可以沿着曲面组装。例如，显示装置也可以沿着仪表盘5002或天花板5004等的曲面设置。
在车辆外部可以设置多个照相机5005。通过设置照相机5005，可以拍摄车辆的周围，例如可以拍摄后方的情况。虽然图41示出设置照相机5005代替后视镜的例子，但是也可以设置后视镜和照相机的双方。
照相机5005可以使用CCD照相机或CMOS照相机等。此外，也可以与上述照相机组合地使用红外线照相机。由于随着被摄体的温度变高而红外线照相机的输出电平会变高，因此可以检测或提取人或动物等生物体。
照相机5005所拍摄的图像可以输出到显示装置5000a至显示装置5000d的任一个或多个。显示装置5000a至显示装置5000d主要用于辅助车辆的驾驶。通过使用照相机5005拍摄后方的广视角图像并将该图像显示在显示装置5000a至显示装置5000d的任一个或多个上，可以使驾驶员看到死角区域而防止事故发生。
此外，可以将距离图像传感器设置在汽车的屋顶上等，将使用距离图像传感器获得的图像显示在显示装置5000a至显示装置5000d的任一个或多个上。作为距离图像传感器，可以使用图像传感器或激光雷达(LIDAR：Light Detection and Ranging)等。通过将使用图像传感器获得的图像和使用距离图像传感器获得的图像都显示在显示装置5000a至显示装置5000d的任一个或多个上，可以将更多信息提供给驾驶员而辅助驾驶。
显示装置5000a至显示装置5000d的任一个或多个还可以具有显示地图信息、交通信息、电视图像、DVD图像等的功能。
优选将具有摄像功能的显示面板用作显示装置5000a至显示装置5000d中的至少一个。例如，通过驾驶员触摸该显示面板，车辆可以进行指纹识别或掌纹识别等生物识别。车辆可以具有如下功能：当通过生物识别识别了驾驶员时，将环境调整成个人喜好的环境。例如，优选在识别后进行座椅位置的调整、方向盘位置的调整、照相机5005的方向调整、亮度设定、空调设定、雨刮速度(频率)设定、音响音量设定、音响播放列表的读出等中的一个以上。
在通过生物识别识别了驾驶员时，可以使汽车变为可驾驶状态，例如为发动机启动的状态，由此不需要现在必须的钥匙，所以是优选的。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[符号说明]
AL：布线、C11：电容器、CDB：布线、CL：布线、EL：发光器件、ELB：发光器件、ELG：发光器件、ELR：发光器件、IVB：布线、M11：晶体管、M12：晶体管、M13：晶体管、M14：晶体管、M15：晶体管、PD1：受光器件、PD2：受光器件、RE[i+1]：布线、RE[i]：布线、RE[k]：布线、RE：布线、RS[i+1]：布线、RS[i]：布线、RS：布线、SCL：布线、SE[i+1]：布线、SE[i]：布线、SE[k]：布线、SE：布线、SFB：布线、SFR：布线、SH：节点、SL：布线、SLB[j+1]：布线、SLB[j]：布线、SLB：布线、SLG[j+1]：布线、SLG[j]：布线、SLG：布线、SLR[j+1]：布线、SLR[j]：布线、SLR：布线、Sout：信号、SW[i+1]：布线、SW[i]：布线、SW[k]：布线、SW：布线、T11：时间、T12：时间、T13：时间、T14：时间、T21：时间、T22：时间、T23：时间、T24：时间、T31：时间、T32：时间、T33：时间、T34：时间、T41：时间、T42：时间、T43：时间、T44：时间、T51：时间、TX[i+1]：布线、TX[i]：布线、TX[k]：布线、TX：布线、VCL：布线、VCP：布线、VIV：布线、VPI：布线、VRS：布线、VRSF：布线、WX[j+1]：布线、WX[j]：布线、WX：布线、10：显示装置、11A：显示部、11B：显示部、11C：显示部、11D：显示部、11E：显示部、11：显示部、12：驱动电路部、13：驱动电路部、14：驱动电路部、15：电路部、21B：像素电路、21B[i+1，j+1]：像素电路、21B[i+1,j]：像素电路、21B[i,j+1]：像素电路、21B[i,j]：像素电路、21G：像素电路、21G[i+1，j+1]：像素电路、21G[i+1,j]：像素电路、21G[i,j+1]：像素电路、21G[i,j]：像素电路、21IR：像素电路、21R：像素电路、21R[i+1，j+1]：像素电路、21R[i+1,j]：像素电路、21R[i,j+1]：像素电路、21R[i,j]：像素电路、21：像素电路、22[i+1，j+1]：像素电路、22[i+1,j]：像素电路、22[i,j+1]：像素电路、22[i,j]：像素电路、22[k，j+1]：像素电路、22[k,j]：像素电路、22：像素电路、30[i+1，j+1]：像素、30[i+1,j]：像素、30[i,j+1]：像素、30[i,j]：像素、30：像素、31B：光、31G：光、31IR：红外光、31R：光、32G：反射光、32IR：反射光、32R：光、50：电路、51[j]：电路、51：电路、52[j]：电路、52：电路、53[j]：电路、53：电路、54：电路、55：电路、56：电路、61：晶体管、62：晶体管、63：晶体管、64：晶体管、65：晶体管、66：晶体管、67：晶体管、68：晶体管、69：晶体管、71：晶体管、72：晶体管、73：晶体管、74：晶体管、81：电容器、82：电容器、83：电容器、84：电容器、91：血管、93：生物组织、100A：显示装置、100B：显示装置、100C：显示装置、100D：显示装置、100E：显示装置、100F：显示装置、100G：显示装置、100H：显示装置、100：显示装置、101：层、102：衬底、103：框体、104：光源、105：保护构件、106：衬底、108：对象物、110a：子像素、110A：像素、110b：子像素、110c：子像素、110d：子像素、110e：子像素、110f：子像素、110：像素、111a：像素电极、111b：像素电极、111c：像素电极、111d：像素电极、111e：像素电极、111f：像素电极、113a：第一层、113b：第二层、113c：第三层、113d：第四层、113e：第五层、113f：第七层、113：层、114：第六层、115：公共电极、118A：第一牺牲层、118a：第一牺牲层、118B：第一牺牲层、118b：第一牺牲层、118c：第一牺牲层、118d：第一牺牲层、118e：第一牺牲层、119A：第二牺牲层、119a：第二牺牲层、119B：第二牺牲层、119b：第二牺牲层、119c：第二牺牲层、119d：第二牺牲层、119e：第二牺牲层、119：树脂层、120：衬底、121：绝缘层、123：导电层、130a：发光器件、130B：发光器件、130b：发光器件、130c：发光器件、130f：发光器件、130G：发光器件、130IR：发光器件、130R：发光器件、131：保护层、133：空隙、140：连接部、142：粘合层、148：遮光层、150d：受光器件、150e：受光器件、150IRS：受光器件、150PS：受光器件、151：衬底、152：衬底、162：显示部、164：电路、165：布线、166：导电层、172：FPC、173：IC、180A：像素、180B：像素、180C：像素、180D：像素、181A：第一空穴注入层、181a：第一空穴注入层、181B：第二空穴注入层、181b：第二空穴注入层、181c：第三空穴注入层、181f：第七空穴注入层、182A：第一空穴传输层、182a：第一空穴传输层、182B：第二空穴传输层、182b：第二空穴传输层、182c：第三空穴传输层、182d：第四空穴传输层、182e：第五空穴传输层、182f：第七空穴传输层、183A：第一发光层、183a：第一发光层、183B：第二发光层、183b：第二发光层、183c：第三发光层、183f：第四发光层、184A：第一电子传输层、184a：第一电子传输层、184B：第二电子传输层、184b：第二电子传输层、184c：第三电子传输层、184d：第四电子传输层、184e：第五电子传输层、184f：第七电子传输层、185d：第一活性层、185e：第二活性层、190a：抗蚀剂掩模、190b：抗蚀剂掩模、201：晶体管、204：连接部、205a：晶体管、205e：晶体管、209：晶体管、210：晶体管、211：绝缘层、213：绝缘层、214：绝缘层、215：绝缘层、218：绝缘层、221：导电层、222a：导电层、222b：导电层、223：导电层、225：绝缘层、228：区域、231i：沟道形成区域、231n：低电阻区域、231：半导体层、242：连接层、400：便携式信息终端、402：框体、404：显示部、406：手指、408：区域、410：区域、412：图像、500：显示装置、501：电极、502：电极、503：区域、512B_1：发光单元、512B_2：发光单元、512B_3：发光单元、512G_1：发光单元、512G_2：发光单元、512G_3：发光单元、512R_1：发光单元、512R_2：发光单元、512R_3：发光单元、521：层、522：层、523B：发光层、523G：发光层、523R：发光层、524：层、525：层、531：中间层、541：绝缘层、542：绝缘层、550B：发光器件、550G：发光器件、550R：发光器件、772：电极、786a：EL层、786b：EL层、786：EL层、788：电极、4411：发光层、4412：发光层、4413：发光层、4420：层、4430：层、4440：中间层、5000a：显示装置、5000b：显示装置、5000c：显示装置、5000d：显示装置、5002：仪表盘、5004：天花板、5005：照相机、5006：方向盘、5008：前挡风玻璃、6500：电子设备、6501：框体、6502：显示部、6503：电源按钮、6504：按钮、6505：扬声器、6506：麦克风、6507：照相机、6508：光源、6510：保护构件、6511：显示面板、6512：光学构件、6513：触摸传感器面板、6515：FPC、6516：IC、6517：印刷电路板、6518：电池、7000：显示部、7100：电视装置、7101：框体、7103：支架、7111：遥控操作器、7200：笔记本型个人计算机、7211：框体、7212：键盘、7213：指向装置、7214：外部连接端口、7300：数字标牌、7301：框体、7303：扬声器、7311：信息终端设备、7400：数字标牌，7401：柱子、7411：信息终端设备、9000：框体、9001：显示部、9003：扬声器、9005：操作键、9006：连接端子、9007：传感器、9008：麦克风、9050：图标、9051：信息、9052：信息、9053：信息、9054：信息、9055：铰链、9101：便携式信息终端、9102：便携式信息终端、9200：便携式信息终端、9201：便携式信息终端

Claims (7)

1.一种半导体装置，包括：
多个像素，
其中，所述像素包括第一像素电路，
所述第一像素电路包括第一受光器件、第二受光器件、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、电容器及第一布线，
所述第一受光器件的一个电极与所述第一布线电连接，
所述第一受光器件的另一个电极与所述第一晶体管的源极和漏极中的一个电连接，
所述第二受光器件的一个电极与所述第一布线电连接，
所述第二受光器件的另一个电极与所述第二晶体管的源极和漏极中的一个电连接，
所述第二晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第一晶体管的源极和漏极中的另一个电连接，
所述第一晶体管的源极和漏极中的另一个与所述电容器的一个电极电连接，
所述第一晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第三晶体管的源极和漏极中的一个电连接，
所述第一晶体管的源极和漏极中的另一个与所述第四晶体管的栅极电连接，
并且，所述第四晶体管的源极和漏极中的一个与所述第五晶体管的源极和漏极中的一个电连接。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中所述第一受光器件具有检测可见光的功能，
并且所述第二受光器件具有检测红外光的功能。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，还包括：
第二布线，
其中所述第二布线与所述第三晶体管的源极和漏极中的另一个电连接，
并且所述第二布线的电位低于所述第一布线的电位。
4.根据权利要求1或2所述的半导体装置，还包括：
第二布线，
其中所述第二布线与所述第三晶体管的源极和漏极中的另一个电连接，
并且所述第二布线的电位高于所述第一布线的电位。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，
其中所述像素包括第二像素电路，
所述第二像素电路包括第一发光器件，
所述第一发光器件具有发射可见光的功能，
并且所述第一发光器件的一个电极与所述第一布线电连接。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，
其中所述像素包括第三像素电路，
所述第三像素电路包括第二发光器件，
所述第二发光器件具有发射红外光的功能，
并且所述第二发光器件的一个电极与所述第一布线电连接。
7.一种电子设备，包括：
权利要求1至5中任一项所述的半导体装置；
第二发光器件；以及
框体，
其中，所述第二发光器件具有发射红外光的功能，
并且，所述第二发光器件具有穿过所述半导体装置将光发射到外部的功能。
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