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WO2025141448A1 - Electronic device and program - Google Patents

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Publication number
WO2025141448A1
WO2025141448A1 PCT/IB2024/063096 IB2024063096W WO2025141448A1 WO 2025141448 A1 WO2025141448 A1 WO 2025141448A1 IB 2024063096 W IB2024063096 W IB 2024063096W WO 2025141448 A1 WO2025141448 A1 WO 2025141448A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
emitting
luminance
electrode
emitting element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/IB2024/063096
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
山崎舜平
木村肇
杉本和哉
久保田大介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Publication of WO2025141448A1 publication Critical patent/WO2025141448A1/en
Pending legal-status Critical Current
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    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • H10K59/65OLEDs integrated with inorganic image sensors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K65/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element and at least one organic radiation-sensitive element, e.g. organic opto-couplers

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to an electronic device.
  • One aspect of the present invention relates to a program to be executed by an electronic device.
  • One aspect of the present invention relates to an operation method of an electronic device.
  • One aspect of the present invention relates to an authentication method for an electronic device.
  • one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field.
  • Examples of technical fields of one embodiment of the present invention disclosed in this specification and the like include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, memory devices, electronic devices, lighting devices, input devices, input/output devices, driving methods thereof, and manufacturing methods thereof.
  • a semiconductor device refers to any device that can function by utilizing semiconductor characteristics.
  • information terminal devices such as mobile phones such as smartphones, tablet information terminals, and notebook PCs (personal computers) have become widespread.
  • Such information terminal devices often contain personal information, and various authentication technologies have been developed to prevent unauthorized use.
  • Patent Document 1 discloses an electronic device that has a fingerprint sensor in the push button switch section.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a display unit having a light detection function. Another object is to provide a high-definition display unit having a light detection function. Another object is to provide a display device having a light detection function. Another object is to provide a high-definition display device having a light detection function. Another object is to provide an electronic device having a display function. Another object is to provide an electronic device having a light detection function. Another object is to provide an electronic device having an authentication function typified by fingerprint authentication. Another object is to provide an electronic device with high security. Another object is to provide an electronic device with high operability. Another object is to provide a multi-function electronic device. Another object is to provide a new electronic device. Another object is to provide an electronic device having a high security authentication method. Another object is to provide an electronic device having a new operation method. Another object is to provide an electronic device having a new authentication method.
  • Another object of one embodiment of the present invention is to provide a program to be executed on a highly secure electronic device. Another object is to provide a program to be executed on a new electronic device. Another object is to provide a new program.
  • One aspect of the present invention is an electronic device having a display unit, the display unit having a plurality of light-emitting elements and a plurality of light-receiving elements, the light-receiving elements receiving light emitted from the light-emitting elements and reflected from a subject, the light-receiving elements receiving light during a first detection period when the illuminance of external light is equal to or lower than a first value, the light-emitting elements emitting light at a first luminance during the first detection period, and when the illuminance of external light is higher than the first value, the light-receiving elements receiving light during a second detection period that is shorter than the first detection period, and the light-emitting elements emitting light at a second luminance that is higher than the first luminance during the second detection period.
  • the light receiving element receives light during a first detection period when the illuminance of external light is equal to or lower than a first value, and receives light during a second detection period when the illuminance of external light is higher than the first value.
  • one aspect of the present invention is a display unit having a display unit having a plurality of pixel circuits and a plurality of second elements, the pixel circuits having a first element and a current control unit, the first element having a first electrode and a second electrode, and a first light-emitting layer located between the first electrode and the second electrode, the current control unit having a first terminal and a second terminal connected to the second electrode, the first electrodes of the first elements of the plurality of pixel circuits are connected to each other, the first terminals of the current control units of the plurality of pixel circuits are connected to each other, and the second elements are illuminated from the first elements.
  • An electronic device that receives reflected light from a subject of light emitted from the light source, and when the illuminance of external light is equal to or less than a first value, the second element receives light for a first detection period, and during the first detection period, the first element emits light at a first luminance, and when the illuminance of external light is higher than the first value, the second element receives light for a second detection period that is shorter than the first detection period, and during the second detection period, the first element emits light at a second luminance that is higher than the first luminance, and the potential difference between the first terminal and the first electrode when emitting light at the second luminance is greater than the potential difference between the first terminal and the first electrode when emitting light at the first luminance.
  • the current control unit has a first transistor, one of the source and drain of the first transistor is connected to a first terminal, and the other of the source and drain of the first transistor is connected to a second terminal.
  • the current control unit has a first transistor, and when the first element emits light, a potential corresponding to the first terminal is applied to one of the source and drain of the first transistor, and the current of the first element is controlled by the first transistor.
  • the product of the first luminance and the length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times the product of the second luminance and the length of the second detection period.
  • the subject is a first finger that is in contact with or close to the surface of the display unit, and that the device has a function of acquiring fingerprint information of the first finger.
  • the device has a memory unit
  • the subject is a first finger that is in contact with or close to the surface of the display unit
  • the memory unit has fingerprint information of a second finger, and has a function of acquiring the fingerprint information of the first finger and a function of matching the fingerprint information of the first finger with the fingerprint information of the second finger.
  • the second element has a third electrode, a fourth electrode, and an active layer located between the third electrode and the fourth electrode, the third electrodes of the second elements are connected to each other, and the same potential is applied to the third electrodes of the second elements and the first electrodes of the first elements of the pixel circuits.
  • the second element has a second light-emitting layer, and the second light-emitting layer is located between the third electrode and the fourth electrode.
  • the first element has a function of emitting light of one color selected from the three colors of red, green, and blue
  • the second element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving visible light.
  • the first element has a function of emitting light of one color selected from the three colors of red, green, and blue
  • the second element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving infrared light.
  • the potential of the first electrode when emitting light of the second brightness is lower than the potential of the first electrode when emitting light of the first brightness.
  • the potential of the first terminal when emitting light of the second luminance is higher than the potential of the first terminal when emitting light of the first luminance.
  • one aspect of the present invention is an electronic device having a display unit and a camera, the display unit having a plurality of pixel circuits and a plurality of second elements, the pixel circuit having a first element and a current control unit, in a first operation mode, the second element receives reflected light from a subject of light emitted from the first element, when the illuminance of external light is equal to or lower than a first value, the first element emits light at a first luminance, the second element receives light during a first detection period, when the illuminance of external light is higher than the first value, the first element emits light at a second luminance higher than the first luminance, and the second element receives light during a second detection period shorter than the first detection period, in a second operation mode, the first element emits light at a third luminance, and an image is captured using the camera with the light emission at the third luminance as a flashlight, and the third luminance is lower than the second luminance.
  • the first element has a first electrode and a second electrode, and a light-emitting layer located between the first electrode and the second electrode
  • the current control unit has a first terminal and a second terminal connected to the second electrode
  • the first electrodes of the first elements of the multiple pixel circuits are connected to each other
  • the first terminals of the current control units of the multiple pixel electrodes are connected to each other
  • the potential difference between the first terminal and the first electrode is greater during emission of the second luminance than during emission of the first luminance
  • the potential difference between the first terminal and the first electrode is greater during emission of the second luminance than during emission of the third luminance.
  • one aspect of the present invention is a program for executing an electronic device, the electronic device having a display unit having a display function and a detection function, and a memory unit, and the program includes a first step of placing a first finger in contact with or in close proximity to a surface of the display unit, a second step of displaying a first region of a first image on the display unit at a first luminance, performing detection during a first detection period using the first region of the first image as a light source, and obtaining a first captured image of the first finger, a third step of selecting whether or not to adopt the first captured image, and if the captured image is not adopted in the third step, displaying the first region of the first image on the display unit at a second luminance higher than the first luminance, and obtaining a first captured image of the first finger using the first region of the first image as a light source.
  • This program has a fourth step of performing detection in a second detection period that is shorter than the detection period and acquiring a second captured image of the first finger, a fifth step of selecting whether or not to adopt the second captured image, a sixth step of extracting fingerprint information of the first finger from the first captured image if the captured image is adopted in the third step, and extracting fingerprint information of the first finger from the second captured image if the captured image is adopted in the fifth step, and a seventh step of comparing the fingerprint information of the first finger extracted in the sixth step with the fingerprint information of the second finger held in the memory unit, and proceeds to the sixth step without performing the fourth and fifth steps if the captured image is adopted in the third step.
  • the product of the first luminance and the length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times the product of the second luminance and the length of the second detection period.
  • One aspect of the present invention has a display unit, a memory unit, and an illuminance sensor, the display unit has a plurality of pixel circuits and a plurality of light receiving elements, the pixel circuit has a light emitting element and a current control unit, the light receiving element receives light reflected from a subject of light emitted from the light emitting element, the memory unit has first biometric information, the illuminance sensor detects illuminance corresponding to external light received by the display unit, when the illuminance detected by the illuminance sensor is equal to or lower than a first value, the light receiving element receives light during a first detection period, during the first detection period, the light emitting element emits light at a first luminance, and when the illuminance detected by the illuminance sensor is higher than the first value, the light receiving element
  • the electronic device has a function of acquiring processing contents based on an authentication code and a function of acquiring second biometric information and approving the processing contents based on a comparison with
  • the light-emitting element has a first electrode and a second electrode, and a first light-emitting layer located between the first electrode and the second electrode
  • the current control unit has a first terminal and a second terminal connected to the second electrode
  • the first electrodes of the light-emitting elements of the multiple pixel circuits are connected to each other
  • the first terminals of the current control units of the multiple pixel circuits are connected to each other, and it is preferable that the difference between the potential of the first terminal and the potential of the first electrode when emitting light of the second luminance is greater than the difference between the potential of the first terminal and the potential of the first electrode when emitting light of the first luminance.
  • the current control unit has a first transistor, one of the source and drain of the first transistor is connected to a first terminal, and the other of the source and drain of the first transistor is connected to a second terminal.
  • the current control unit has a first transistor, and when the light-emitting element emits light, a potential corresponding to the first terminal is applied to one of the source and drain of the first transistor, and the current of the light-emitting element is controlled by the first transistor.
  • the authentication code is a barcode or a two-dimensional code.
  • the product of the first luminance and the length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times the product of the second luminance and the length of the second detection period.
  • the light receiving element has a third electrode, a fourth electrode, and an active layer located between the third electrode and the fourth electrode, the third electrodes of each of the light receiving elements are connected to each other, and the same potential is applied to each of the third electrodes of the light receiving element and the first electrodes of each of the light emitting elements of the multiple pixel circuits.
  • the light receiving element has a second light emitting layer, and the second light emitting layer is located between the third electrode and the fourth electrode.
  • the light-emitting element has a function of emitting light of one color selected from the three colors of red, green, and blue
  • the light-receiving element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving visible light
  • the light-emitting element has a function of emitting light of one color selected from the three colors of red, green, and blue
  • the light-receiving element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving infrared light.
  • the potential of the first electrode when emitting light of the second brightness is lower than the potential of the first electrode when emitting light of the first brightness.
  • the potential of the first terminal when emitting light of the second luminance is higher than the potential of the first terminal when emitting light of the first luminance.
  • one aspect of the present invention is a program to be executed by an electronic device, the electronic device having a display unit having a plurality of light receiving elements and a memory unit, and including a first step of displaying an image including an authentication code as a first subject on the display unit at a first brightness using the light source as a light source, and detecting reflected light from the first subject of the light source by the plurality of light receiving elements in a first detection period, a second step of acquiring an image of the authentication code using the reflected light detected in the first step, a third step of displaying a first processing content based on the authentication code on the display unit, a fourth step of placing a first finger in contact with or in close proximity to the display unit, and a fourth step of displaying a second image including the first finger as a second subject on the display unit at a second brightness using the light source as a light source, and detecting reflected light from the first subject of the light source as a light source in a first detection period.
  • the program has a fifth step in which a plurality of light receiving elements detect reflected light from the first finger during a second detection period; a sixth step in which an image of the first finger is acquired using the reflected light detected in the fifth step; a seventh step in which fingerprint information of the first finger is acquired from the image of the first finger and compared with the fingerprint information of the second finger stored in the storage unit; and an eighth step in which the fingerprint information of the first finger and the fingerprint information of the second finger are confirmed to match by the comparison and a first processing content is performed.
  • the program verifies the image quality of the image acquired in the sixth step, and if it is determined that the image needs to be acquired again, the fifth and sixth steps are performed again, and in the second fifth step, the second luminance is higher and the second detection period is shorter than in the first step.
  • the product of the first luminance and the length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times the product of the second luminance and the length of the second detection period.
  • a display unit having a light detection function can be provided.
  • a high-definition display unit having a light detection function can be provided.
  • a display device having a light detection function can be provided.
  • a high-definition display device having a light detection function can be provided.
  • an electronic device having a display function can be provided.
  • an electronic device having a light detection function can be provided.
  • an electronic device having an authentication function such as fingerprint authentication can be provided.
  • an electronic device with high security can be provided.
  • an electronic device with high operability can be provided.
  • a multi-function electronic device can be provided.
  • a new electronic device can be provided.
  • an electronic device having a high security authentication method can be provided.
  • an electronic device having a new operation method can be provided.
  • an electronic device having a new authentication method can be provided.
  • a program it is possible to provide a program to be executed by a highly secure electronic device. Or, it is possible to provide a program to be executed by a new electronic device. Or, it is possible to provide a new program.
  • FIG. 1A is a diagram showing a configuration example of an electronic device
  • Fig. 1B is a diagram showing a configuration example of an electronic device
  • Figs. 1C and 1D are diagrams showing examples of pixel circuits.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the operation of the electronic device.
  • 3A and 3B are diagrams illustrating an example of the operation of the electronic device.
  • FIG. 4 is a flow chart illustrating an example of a method of operating an electronic device.
  • 5A and 5B are diagrams illustrating an example of the operation of the electronic device.
  • 6A and 6B are diagrams showing a configuration example of a display unit
  • FIGS. 6C to 6F are diagrams showing a configuration example of a pixel.
  • 16A and 16B are diagrams illustrating an example of the configuration of an electronic device.
  • 17A and 17B are diagrams illustrating an example of the configuration of an electronic device.
  • 18A to 18D are diagrams showing configuration examples of electronic devices.
  • Fig. 19A is a diagram showing an example of a subject
  • Fig. 19B is a diagram showing a configuration example of an electronic device
  • Fig. 19C is a diagram showing the electronic device and a subject.
  • Fig. 20A is a diagram showing an electronic device and a subject
  • Fig. 20B and Fig. 20C are diagrams showing examples of the configuration of the electronic device.
  • 21A to 21I are diagrams showing examples of pixels.
  • 22A and 22B are circuit diagrams showing an example of a pixel circuit, and Fig.
  • FIGS. 28B to 28I are top views showing an example of a pixel.
  • 29A to 29F are diagrams showing configuration examples of light-emitting elements.
  • 30A and 30B are diagrams showing configuration examples of a light emitting element and a light receiving element.
  • 31A and 31B are diagrams showing a configuration example of a display device.
  • 32A to 32D are diagrams showing configuration examples of the display device.
  • 33A to 33C are diagrams showing configuration examples of a display device.
  • 34A to 34D are diagrams showing configuration examples of the display device.
  • 35A to 35F are diagrams showing configuration examples of the display device.
  • FIG. 36A to 36F are diagrams showing configuration examples of a display device.
  • FIG. 37 is a diagram showing an example of the configuration of a display device.
  • Fig. 38A is a cross-sectional view showing an example of a display device, and
  • Fig. 38B is a cross-sectional view showing an example of a transistor.
  • 39A to 39F are diagrams showing configuration examples of electronic devices.
  • the display unit has the function of displaying (outputting) images, etc. on a display surface. Therefore, the display unit is one aspect of an output device.
  • a display panel has a function of displaying (outputting) images, etc. on a display surface. Therefore, a display panel is one aspect of an output device.
  • a display panel having a connector such as an FPC (Flexible Printed Circuit) or TCP (Tape Carrier Package) attached to the substrate, or an IC mounted on the substrate using a method such as COG (Chip On Glass), may be referred to as a display panel module, display module, or simply a display panel.
  • a touch panel has a function of displaying an image or the like on a display surface, and a function as a touch sensor that detects when a detectable object such as a finger or stylus touches, presses, or approaches the display surface. Therefore, a touch panel is one aspect of an input/output device.
  • a touch panel can also be called, for example, a display panel (or display device) with a touch sensor or a display panel (or display device) with a touch sensor function.
  • a touch panel can also have a configuration that includes a display panel and a touch sensor panel. Alternatively, the touch panel can have a function as a touch sensor inside or on the surface of the display panel.
  • the display unit can display an image.
  • the display unit can also receive light using the displayed image as a light source.
  • the displayed image can be used as a light source to receive light reflected from a subject (object), and information such as the light intensity and wavelength can be obtained.
  • the display unit has a plurality of light-emitting elements and a plurality of light-receiving elements. It is preferable that the plurality of light-emitting elements are arranged in a matrix. It is also preferable that the plurality of light-receiving elements are arranged in a matrix.
  • a subject can be imaged using a number of light receiving elements arranged in a matrix.
  • Light emitting elements can be arranged around each of the light receiving elements arranged in a matrix.
  • the light receiving elements can receive reflected light emitted from the light emitting elements arranged around them.
  • the display unit may also be configured to include a plurality of pixels arranged in a matrix.
  • Each of the plurality of pixels may, for example, include one or more light-emitting elements and light-receiving elements.
  • Each of the plurality of pixels may, for example, include one or more light-emitting elements and one or more light-receiving elements.
  • each of the plurality of pixels may be configured to include only one of a light-emitting element and a light-receiving element.
  • the pixel may, for example, include a plurality of light-emitting elements that emit light in different wavelength ranges.
  • the pixel may, for example, include a plurality of light-receiving elements that correspond to different wavelength ranges.
  • the electronic device may have a sensor unit.
  • the display unit can obtain (also referred to as capturing) positional information and shape of a subject touching or approaching the display unit as data.
  • the display unit has the function of displaying images, and can also function as an image sensor panel or an optical sensor. Therefore, the display unit is sometimes described as functioning as part of the sensor unit of the electronic device.
  • the sensor unit can have a touch sensor, an illuminance sensor, or the like.
  • the display unit of one embodiment of the present invention can function as an optical sensor, and can detect contact with or proximity to the surface of the display unit using the optical sensor. Thus, it can be said that the display unit functions as a touch sensor.
  • the sensor unit can also be configured to have a touch sensor that is not included in the display unit.
  • An electronic device has a function of capturing an image of a subject touching or approaching the display using multiple light-receiving elements arranged on the display.
  • An electronic device has a function for acquiring authentication information from a captured image.
  • Biometric information can be acquired as authentication information.
  • authentication information can be acquired when the subject of an image is a finger, a palm, or the like.
  • a fingerprint image can be used as authentication information.
  • a palm print image can be used as authentication information.
  • an image including an authentication code can be used as a subject to acquire authentication information based on the authentication code.
  • authentication codes include barcodes and two-dimensional codes.
  • the authentication information is not limited to these codes.
  • the authentication information can include character information. An image of the character information can be captured, and character recognition can be performed in the control circuit of the electronic device to extract character data, and authentication can be performed using the extracted character data.
  • authentication information such as an authentication code may have an area that can be decrypted using a code.
  • Code information can be stored in the memory unit of an electronic device according to one embodiment of the present invention, and the authentication information can be read by combining the code with the authentication code when reading the authentication code.
  • authentication information such as an authentication code may also include an area that can be decrypted without using a code. This allows information that is desired to be widely disclosed, for example information that is widely shared among multiple users and does not contain confidential information such as personal information, to be decrypted without using a code.
  • ⁇ Configuration Example 1 of Electronic Device> 1A shows a block diagram of an electronic device 420 of one embodiment of the present invention.
  • the electronic device 420 includes a control circuit unit 401, a display unit 422, a sensor unit 403, and a memory unit 404.
  • the control circuit unit 401 includes an authentication unit 407.
  • the display unit 422 includes a light-emitting element 405 and a light-receiving element 406.
  • the electronic device 420 can be used in, for example, a portable information terminal.
  • the control circuit section 401 has a function of controlling the entire system of the electronic device 420.
  • the control circuit section 401 also has a function of controlling each component of the electronic device 420 in an integrated manner.
  • the control circuit section 401 can be configured to include a scanning line driver circuit and a signal line driver circuit.
  • the control circuit unit 401 functions as, for example, a central processing unit (CPU).
  • the control circuit unit 401 performs various data processing or program control by interpreting and executing commands from various programs using a processor.
  • Programs that can be executed by the processor may be stored in a memory area of the processor, or may be stored in the storage unit 404.
  • the authentication unit 407 has the function of performing authentication processing using authentication information.
  • the display unit 422 has a function of displaying an image using the light-emitting element 405 based on image data input from the control circuit unit 401.
  • the display unit 422 can capture an image of a subject touching the display unit 422 or a subject close to the display unit 422. For example, part of the light emitted by the light-emitting element 405 is reflected by the subject, and the reflected light is incident on the light-receiving element 406.
  • the light-receiving element can output an electrical signal according to the intensity of the incident light, and the display unit 422 has multiple light-receiving elements 406 arranged in a matrix, so that position information and shape of the subject can be obtained as data (imaged).
  • the display unit 422 can be said to have a function as an image sensor panel or an optical sensor.
  • the display unit 422 which has the function of an optical sensor, can obtain information on the color of the light in addition to information on the intensity of the light.
  • the display unit 422 can obtain information on the color of the subject.
  • the accuracy of authentication can be improved and security can be enhanced.
  • a color filter can be provided on the light receiving element, and the colors corresponding to the color filter can be obtained.
  • light of different wavelengths can be turned on in sequence, and the imaging data corresponding to each lighting period can be analyzed to obtain information on the color of the light.
  • the sensor unit 403 has an illuminance sensor.
  • the illuminance sensor can acquire the intensity of external light illuminating the environment in which the electronic device 420 is used, more specifically, the illuminance of external light illuminating the display unit 422, for example. Furthermore, the illuminance sensor can acquire information such as the color and wavelength of the external light in addition to the illuminance of the external light.
  • the sensor unit 403 can also have an ultrasonic sensor, an optical sensor, a capacitance sensor, or the like. These sensors can be used as touch sensors, for example. These sensors can also be used to obtain information about the subject. For example, if the subject is a finger, information about the finger can also be obtained.
  • An ultrasonic sensor emits ultrasonic waves and detects the waves reflected by the subject, thereby obtaining three-dimensional information about the unevenness of the subject. Because ultrasonic waves pass through the skin, when the subject is a human finger, it can detect blood flow inside the skin in addition to the unevenness (fingerprint) of the finger. After obtaining a first captured image of the finger's fingerprint as first authentication information using the light receiving element of the display unit 422, an ultrasonic sensor may be used to obtain a second captured image of the finger's fingerprint as second authentication information. Security can be increased by obtaining authentication information using multiple different methods.
  • the control circuit unit 401 has the function of performing approved processing when the authentication performed by the authentication unit 407 is approved.
  • the authentication unit 407 has a function of locking the system of the electronic device 420. It also has a function of transitioning from a locked state of the system of the electronic device to a state in which the system is unlocked and the electronic device 420 can be used. Fingerprint authentication can be used for this authentication.
  • control circuit unit 401 may have a function of generating image data including an image showing the position where the user is to touch with their finger (also called an image informing the touch position) and outputting the image data to the display unit 422.
  • the display unit 422 has a function of acquiring user authentication information using the light receiving element 406 and outputting the authentication information to the control circuit unit 401.
  • an image of the fingerprint of the user who touches the display unit 422 also referred to as an imaged image or imaged data
  • the display unit 422 can acquire the authentication information by capturing an image of the fingerprint of the user who has touched the display unit 422 using the light receiving element 406.
  • color information may be included in the authentication information.
  • the subject is a finger
  • skin color information can be obtained as authentication information in addition to fingerprint information.
  • the memory unit 404 has a function of storing user information of pre-registered users. For example, the user's fingerprint information can be used as the user information.
  • the memory unit 404 can output the user information to the authentication unit 407 in response to a request from the control circuit unit 401.
  • the pixel circuit has one or more transistors.
  • Figure 1C shows pixel circuit PX1 as a pixel circuit including a light-emitting element, and pixel circuit PX2 as a pixel circuit including a light-receiving element.
  • one of the source and drain of the transistor M2 is connected to the light-emitting element, but one or more transistors may be connected between the light-emitting element and one of the source and drain of the transistor M2.
  • the other of the source and drain of the transistor M2 is connected to the wiring ANO, but one or more transistors may be connected between the transistor M2 and the wiring ANO.
  • the transistors in the pixel circuit PX1 and the transistors in the pixel circuit PX2 can be provided in the same layer, and the light-emitting element EM and the light-receiving element IG can be provided on the layer in which the transistors are provided.
  • the heights of the regions in which the light-emitting element EM and the light-receiving element IG are arranged can be roughly the same.
  • one electrode of the light-emitting element e.g., the upper electrode
  • one electrode of the light-receiving element e.g., the upper electrode
  • the common electrode can be provided across multiple light-emitting elements and multiple light-receiving elements.
  • a pixel can be configured to include multiple sub-pixels. Each sub-pixel can have a pixel circuit.
  • the term "sub-pixel" may refer to a pixel circuit.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention has a circuit for driving pixels.
  • Examples of such circuits include a scan line driver circuit and a signal line driver circuit.
  • the display device can be applied to an electronic device according to one embodiment of the present invention.
  • the display device can include a display portion, a scanning line driver circuit, and a signal line driver circuit.
  • the scanning line driver circuit and the signal line driver circuit do not have to be included in the display device.
  • the display device may not include part or all of the signal line driver circuit.
  • the display device may also include, for example, a touch sensor panel as the touch sensor. Note that the touch sensor does not necessarily have to be included in the display device.
  • Example 1 of operation method The following describes an example of a method of operating electronic device 420. Here, the operation of capturing an image of a subject will be described.
  • Figures 3A and 3B are schematic diagrams illustrating the operation of the light receiving element detecting light that is emitted from the display unit 422 and reflected from the subject when the brightness of the external light is different.
  • Figures 3A and 3B show an example in which the subject 460 is a user's finger.
  • Figure 3A shows operation outdoors on a sunny day as an example when the illuminance of the external light is high
  • Figure 3B shows operation under indoor lighting as an example when the illuminance of the external light is lower than that of Figure 3A.
  • the illuminance of external light is higher than in FIG. 3B, so it is preferable to further increase the detection sensitivity of the light receiving element.
  • the detection sensitivity can be further increased by increasing the brightness of the light emitted from the light emitting element.
  • step S500 processing of this flow begins.
  • the instruction may, for example, display a position image to inform the user of the subject's placement position.
  • step S502 the number of processing times x (x is an integer equal to or greater than 1) is set to 1, and in step S503, the luminance L of the area used as the light source for imaging and the time t, which is the length of the detection period of the light receiving element 406, are set in the first image to be displayed on the display unit.
  • the length of the detection period of the light receiving element 406 may be expressed as the exposure time.
  • the luminance L set here is set to L(1), and the time t is set to t(1).
  • step S503 the area in the first image used as a light source for imaging is displayed on the display unit with luminance L.
  • the light emitted from the light-emitting element 405 can be used as a light source when imaging with the light-receiving element 406. Therefore, the light emitted by the light-emitting element 405 that is lit in the area used as a light source for imaging when displaying the first image can be light of a color that can be received by the light-receiving element 406. For example, if the display unit 422 has light-emitting elements 405 of three colors, red (R), green (G), and blue (B), any one, any two, or all three of these light-emitting elements 405 can be lit.
  • step S503 all of the light-emitting elements 405 of the display unit 422 may be turned on, or some of the light-emitting elements 405 of the display unit 422 may be turned on.
  • an area in the display unit 422 used as a light source for imaging is shown as area 425.
  • Figures 3A and 3B show an example in which all of the light-emitting elements 405 of the display unit 422 are turned on as area 425.
  • Area 425 can be used as a light source for imaging.
  • the first image can be said to be an image that displays white or a predetermined color over the entire surface of the display unit 422.
  • Area 425 is an area in which subject detection is performed in the following step S504, and the user can obtain a captured image by holding the subject over area 425 or by having the subject touch area 425.
  • Luminance L can be the luminance in region 425.
  • the user can obtain a captured image by holding a subject over the area 425 or by having the subject touch the area 425.
  • the light-emitting elements 405 outside the area 425 may be turned off. Since the light-emitting elements 405 that are turned on in the area 425 are covered by the subject, it is possible to prevent the user from viewing bright light. For example, in a dark usage environment, if the user directly views the display light of the first image, the user will feel dazzled and there is also a risk of the light damaging the eyes. Therefore, by making the area 425 only a part of the display unit, the burden on the user can be reduced. Note that any image may be displayed in an area other than the area 425.
  • Figure 5A shows an example in which the light-emitting elements 405 in region 425 of the display unit 422 are turned on and the other regions are turned off.
  • the first image can be said to be an image in which white or a specified color is displayed over the entire area of region 425 of the display unit 422, and black is displayed in the other regions. Note that, instead of black, a color darker than region 425 may be displayed in the regions other than region 425. It is preferable that the regions other than region 425 have a lower brightness than region 425.
  • the luminance of area 425 of display unit 422 when a fingerprint is captured in a first environment (hereinafter, imaging condition Im1), such as outdoors on a sunny day, is higher than the luminance of area 425 of display unit 422 when a fingerprint is captured in a second environment (hereinafter, imaging condition Im2), such as under indoor lighting.
  • imaging condition Im3 the luminance of area 483 in a third environment in which a flashlight is used is lower than the luminance in imaging condition Im1, for example.
  • step S104 it is determined whether the processing information displayed on the display unit in step S103 is approved. If it is not approved, the process proceeds to step S199, and the process of this flow ends. If it is approved, the process proceeds to step S105.
  • Steps S105 to S108 are for verifying user information to confirm the approval of step S104.
  • fingerprint information is used as the user information.
  • step S105 an image of the first finger is acquired.
  • an image of the first finger can be acquired in step S105.
  • step S106 the captured image acquired in step S105 is used to acquire fingerprint information of the first finger.
  • the first fingerprint information is compared.
  • the first fingerprint information may be compared with the second fingerprint information stored in the storage unit of the electronic device.
  • step S108 it is determined whether the comparison performed in step S107 results in a match. If it is determined that there is a match, the process proceeds to step S109, where the electronic device performs the process approved in step S104. If it is determined that there is no match, the process proceeds to step S199, where the process of this flow ends.
  • Example 3 of operation method> By carrying out the flow shown in FIG. 4 with an image including the authentication code as a subject, a captured image of the authentication code can be acquired in step S101 in FIG.
  • Example 4 of operation method> An example of a method of operation of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9A.
  • the first image displayed on display unit 422 is an image that can be used as a light source for imaging in the flow shown in FIG. 4 displayed in area 425, an image that can be used as a flashlight displayed in area 483, and a still image or video image captured using camera 431 displayed in area 484.
  • Area 425 and area 483 can each display white or a specified color. Note that area 425 and area 483 may display the same color or different colors.
  • the flow shown in FIG. 4 can be performed by placing a finger, which is subject 460, in contact with or close to area 425 and acquiring an image.
  • area 483 can be used as a flashlight and an image of the user can be captured using camera 431.
  • a still image or video of the user captured by camera 431 can be displayed in area 484.
  • Facial authentication may be performed by photographing the user's face and comparing it with user information stored in the memory unit of the electronic device 420.
  • Security can be improved by combining authentication using fingerprint information from the subject 460, which is the finger, with facial authentication.
  • the captured image does not have to be displayed in area 484 while the image is being captured by camera 431. Therefore, for example, as shown in FIG. 9C, area 483 used as a flashlight is displayed while the image is being captured, and area 484 displaying the captured image by camera 431 is not displayed, and as shown in FIG. 9B, after the image is captured, area 483 is not displayed, and area 484 is displayed, thereby making it possible to increase the area of each of areas 483 and 484.
  • a flashlight can be used to conveniently capture an image of the user.
  • the luminance of region 483 used as a flashlight can be made higher than the luminance of region 425 when used to capture a fingerprint image, for example.
  • the potential of wiring CAT can be made lower.
  • the potential of wiring ANO can be made higher.
  • region 425 the luminance of imaging condition Im2, driving conditions of the pixel circuit, and the like described above can be referenced, and for region 483, the luminance of imaging condition Im3, driving conditions of the pixel circuit, and the like described above can be referenced.
  • Fig. 10A shows an image that can be used as a light source for imaging in the flow shown in Fig. 4 in area 425 (area 425a and area 425b), and an image or video captured using camera 438 is displayed in area 484.
  • Fig. 10B shows electronic device 420 with the surface of housing 421 opposite to the surface shown as the top surface in Fig. 10A as the top surface.
  • Camera 438 is a camera arranged on the surface of housing 421 opposite to the surface on which display unit 422 is provided.
  • Area 484 displays a still image or video as a captured image of authentication code 485. Also, in FIG. 10A, two areas (area 425a and area 425b) are shown as area 425. A different finger can be placed on each area.
  • FIG. 10A shows an example in which the user's index finger 460a is placed on area 425a, and the user's middle finger 460b is placed on area 425b.
  • step S101 an example was shown in which an image including an authentication code is acquired in step S101, and then an image of a finger is acquired in step S105, using the flow shown in FIG. 8.
  • step S105 both images can be acquired in step S101. Therefore, it may be possible to omit step S105, which is performed later, and the efficiency of the process can be improved.
  • FIG. 11 shows an example of combining the configuration shown in Fig. 9 with the configuration shown in Fig. 10.
  • two areas are shown as area 484.
  • An image or video captured by camera 438 is displayed in area 484a.
  • a still image or video is displayed as the image of authentication code 485 in area 484b.
  • This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.
  • FIG. 12A to 13D are schematic diagrams of the electronic device 420.
  • Fig. 12A to Fig. 13D are cross-sectional views taken along dashed line A-B in Fig. 3A.
  • an area 425 and an area 427 are indicated by arrows.
  • the electronic device 420 has a housing 421, a layer 441, and a layer 443.
  • the layer 441 has a display portion 422.
  • the layer 443 has a sensor portion 403.
  • the region 427 overlaps with the layer 443, and detection can be performed using a sensor included in the sensor portion 403.
  • an illuminance sensor 432 is provided.
  • Various sensors other than an illuminance sensor can also be provided in the region 427.
  • a control circuit portion 401 and a memory portion 404 can be provided in a space 445 inside the housing 421.
  • the control circuit portion 401 and the memory portion 404 may be provided in the layer 441 or the layer 443.
  • electronic components such as a communication antenna and a storage battery can be provided in the space 445.
  • FIG. 12B shows an example in which region 425 is provided in a part of the display unit 422, and region 427 is provided in a part of the display unit 422.
  • region 425 is provided in a part of the display unit 422
  • region 427 is provided in a part of the display unit 422.
  • Figure 13C shows an example in which area 425 is provided on the entire surface of display unit 422, and area 427 is provided on the surface facing display unit 422 of electronic device 420 (surface facing the display surface). As shown in Figure 13D, area 425 may be provided in a part of display unit 422.
  • Figures 13C and 13D show a configuration in which first authentication information is obtained on the same surface (display surface) as display unit 422 of electronic device 420, and second authentication information is obtained on the surface facing display unit 422 (surface facing the display surface).
  • a space may be present between the layer 443 and the layer 441.
  • the layer 443 may be provided inside the housing 421.
  • the layer 443 is preferably fixed to the housing 421.
  • the layer 443 is fixed to the housing 421 by an adhesive layer (not shown). In addition, it is preferable that there is no space between the layer 443 and the housing 421.
  • Electronic components such as communication antennas and storage batteries can be installed in the space inside the electronic device's housing.
  • the display unit can have a touch sensor.
  • the touch sensor can use various types, such as a capacitive type, a resistive film type, a surface acoustic wave type, an infrared type, an optical type, or a pressure-sensitive type.
  • the electronic device 6500 shown in Fig. 14A and Fig. 14B is a portable information terminal that can be used as a smartphone.
  • the display portion 6502 of the electronic device 6500 faces upward
  • the surface of the housing 6501 that is located behind the surface on which the display portion 6502 of the electronic device is provided faces upward.
  • the display unit 422 described above can be applied to the display unit 6502.
  • the display unit 6502, the camera 6507, and the illuminance sensor 6523 are arranged on the side of the housing 421 where the display unit 422 is provided.
  • the cameras 6521, 6522, and the light source 6508 are arranged on the rear side.
  • the light-emitting element of the display unit 422 can be used as a flashlight.
  • the light source 6508 can be used as a flashlight.
  • Electronic device 6500 can have two or more cameras with different focal lengths.
  • Camera 6521 and camera 6522 are, for example, cameras with lenses with different focal lengths. One can be used for wider-angle imaging and the other for telephoto imaging.
  • cameras 6507, 6521, and 6522 can suitably capture images of subjects that are farther away than the distance between the subject captured on display unit 422 and the surface of the display unit.
  • the display panel 6511, the optical member 6512, and the touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 by an adhesive layer (not shown).
  • a part of the display panel 6511 is folded back, and the FPC 6515 is connected to the folded back part.
  • An IC 6516 is mounted on the FPC 6515.
  • the FPC 6515 is connected to a terminal provided on a printed circuit board 6517.
  • step S500 processing of this flow begins.
  • the light receiving area of the subpixel PS is smaller than the light emitting area of the other subpixels.
  • the smaller the light receiving area the narrower the imaging range, making it possible to suppress blurring of the imaging result and improve the resolution. Therefore, by using the subpixel PS, it is possible to perform imaging with high definition or resolution.
  • the subpixel PS can be used to perform imaging for personal authentication using a fingerprint, palm print, iris, pulse shape (including vein shape and artery shape), face, etc.
  • the subpixel PS can also be used as a touch sensor (also called a direct touch sensor) or a near-touch sensor (also called a hover sensor, hover touch sensor, non-contact sensor, or touchless sensor).
  • a touch sensor also called a direct touch sensor
  • a near-touch sensor also called a hover sensor, hover touch sensor, non-contact sensor, or touchless sensor.
  • the subpixels PS are provided in all pixels of the display device.
  • the subpixels PS do not require high accuracy compared to capturing images of fingerprints, etc., so it is sufficient that they are provided in some of the pixels of the display device.
  • the pixel circuit PIX2 shown in FIG. 22A has a light receiving element PD, a transistor M11, a transistor M12, a transistor M13, a transistor M14, and a capacitance element C2.
  • a photodiode is used as the light receiving element PD.
  • the anode of the light receiving element PD is electrically connected to the wiring V1, and the cathode is electrically connected to one of the source and drain of the transistor M11.
  • the gate of the transistor M11 is electrically connected to the wiring TX, and the other of the source and drain is electrically connected to one electrode of the capacitance element C2, one of the source and drain of the transistor M12, and the gate of the transistor M13.
  • the gate of the transistor M12 is electrically connected to the wiring RES, and the other of the source and drain is electrically connected to the wiring V2.
  • the one of the source and drain of the transistor M13 is electrically connected to the wiring V3, and the other of the source and drain is electrically connected to one of the source and drain of the transistor M14.
  • the gate of the transistor M14 is electrically connected to the wiring SEN, and the other of the source and drain is electrically connected to the wiring WX.
  • Wiring V1 can be the cathode wiring described in the previous embodiment.
  • the pixel circuit PIX1 shown in FIG. 22B has a light-emitting element EL, a transistor M15, a transistor M16, a transistor M17, and a capacitance element C3.
  • a light-emitting diode is used as the light-emitting element EL.
  • an organic EL element is preferable to use as the light-emitting element EL.
  • transistor M16 can function as a current control unit CU.
  • the gate of transistor M15 is electrically connected to wiring GL, one of the source and drain is electrically connected to wiring SL, and the other of the source and drain is electrically connected to one electrode of the capacitor C3 and the gate of transistor M16.
  • One of the source and drain of transistor M16 is electrically connected to wiring V4, and the other is electrically connected to the anode of the light-emitting element EL and one of the source and drain of transistor M17.
  • the gate of transistor M17 is electrically connected to wiring MS, and the other of the source and drain is electrically connected to wiring OUT2.
  • the cathode of the light-emitting element EL is electrically connected to wiring V5.
  • a constant potential is supplied to the wiring V4 and the wiring V5.
  • the anode side of the light-emitting element EL can be set to a high potential, and the cathode side can be set to a lower potential than the anode side.
  • the transistor M15 is controlled by a signal supplied to the wiring GL, and functions as a selection transistor for controlling the selection state of the pixel circuit PIX1.
  • the transistor M16 also functions as a drive transistor for controlling the current flowing through the light-emitting element EL according to the potential supplied to the gate.
  • the potential supplied to the wiring SL is supplied to the gate of the transistor M16, and the light emission brightness of the light-emitting element EL can be controlled according to the potential.
  • the transistor M17 is controlled by a signal supplied to the wiring MS, and has the function of outputting the potential between the transistor M16 and the light-emitting element EL to the outside via the wiring OUT2.
  • transistors M11 to M17 transistors using silicon as the semiconductor in which the channel is formed can be used.
  • silicon with high crystallinity such as single crystal silicon or polycrystalline silicon is preferable because it can achieve high field effect mobility and enable faster operation.
  • a configuration may be used in which one or more of the transistors M11 to M17 contain an oxide semiconductor, and the remaining transistors contain silicon.
  • transistors are shown as n-channel transistors, but p-channel transistors can also be used.
  • the transistors of pixel circuit PIX2 and the transistors of pixel circuit PIX1 are preferably formed side by side on the same substrate. In particular, it is preferable to have a configuration in which the transistors of pixel circuit PIX2 and the transistors of pixel circuit PIX1 are mixed and periodically arranged in one region.
  • FIG. 23A A block diagram of the display device 100 is shown in FIG. 23A.
  • the display device 100 has a display unit 11, a drive circuit unit 12, a drive circuit unit 13, a drive circuit unit 14, and a circuit unit 15, etc.
  • the display unit 11 has a plurality of pixels 30 arranged in a matrix.
  • the pixels 30 have a pixel circuit 21R, a pixel circuit 21G, a pixel circuit 21B, and a pixel circuit 22.
  • the pixel circuit 21R, the pixel circuit 21G, and the pixel circuit 21B each have a light-emitting element that functions as a display element.
  • the pixel circuit 22 has a light-receiving element that functions as a photoelectric conversion element.
  • the pixel 30 is electrically connected to the wiring GL, the wiring SLR, the wiring SLG, the wiring SLB, the wiring TX, the wiring SEN, the wiring RES, the wiring WX, etc.
  • the wiring SLR, the wiring SLG, and the wiring SLB are electrically connected to the driving circuit unit 12.
  • the wiring GL is electrically connected to the driving circuit unit 13.
  • the driving circuit unit 12 functions as a source line driving circuit (also called a source driver).
  • the driving circuit unit 13 functions as a gate line driving circuit (also called a gate driver).
  • Pixel 30 has pixel circuit 21R, pixel circuit 21G, and pixel circuit 21B.
  • pixel circuit 21R can function as a subpixel that exhibits red color or as a part of a subpixel
  • pixel circuit 21G can function as a subpixel that exhibits green color or as a part of a subpixel
  • pixel circuit 21B can function as a subpixel that exhibits blue color or as a part of a subpixel. This allows display device 100 to perform full color display. Note that, although an example in which pixel 30 has subpixels of three colors is shown here, pixel 30 may have subpixels of four or more colors.
  • the wiring GL is electrically connected to pixel circuits 21R, 21G, and 21B arranged in the row direction (extension direction of the wiring GL).
  • the wiring SLR, wiring SLG, and wiring SLB are each electrically connected to pixel circuits 21R, 21G, and 21B (not shown) arranged in the column direction (extension direction of the wiring SLR, etc.).
  • the pixel circuit 22 of the pixel 30 is electrically connected to the wiring TX, wiring SEN, wiring RES, and wiring WX.
  • the wiring TX, wiring SEN, and wiring RES are each electrically connected to the drive circuit unit 14, and the wiring WX is electrically connected to the circuit unit 15.
  • the driving circuit unit 14 has a function of generating signals for driving the pixel circuits 22 and outputting them to the pixel circuits 22 via the wirings SEN, TX, and RES.
  • the circuit unit 15 has a function of receiving signals output from the pixel circuits 22 via the wirings WX and outputting them to the outside as image data.
  • the circuit unit 15 functions as a readout circuit.
  • the pixel circuit PIX1 described above can be applied to pixel circuit 21R, pixel circuit 21G, and pixel circuit 21B.
  • the pixel circuit PIX2 described above can be applied to the pixel circuit 22.
  • Fig. 22C is a timing chart for explaining an example of a method for driving the sub-pixel PIX2 having the configuration shown in Fig. 22A.
  • a reverse bias can be applied to the light receiving element PD.
  • the potential of the wiring V1 is set to the potential of the wiring V5 of the pixel circuit PIX1, for example, the potential of the cathode wiring
  • the value of the wiring V2 is set to a potential lower than the potential of the cathode wiring.
  • “H” indicates a high potential
  • "L” indicates a low potential.
  • periods T1 to T5 are shown as periods during which the sub-pixel PIX2 is driven.
  • period T1 the potentials of the wiring TX and wiring RES are set to high potential, and the potential of the wiring SEN is set to low potential.
  • transistors M11 and M12 are turned on, and transistor M14 is turned off.
  • the potential of node FD becomes a low potential, which is the potential of wiring V2.
  • the potential of wiring V2 is also applied to the potential of one electrode of the light receiving element PD, although this is not shown in FIG. 22A.
  • the charge accumulated in capacitance C2 is reset. Therefore, period T1 is a reset period, and the operation performed in period T1 can be said to be a reset operation.
  • period T2 the potentials of the wiring TX and the wiring RES are set to low potential. This causes the transistors M11 and M12 to be turned off.
  • period T2 is an exposure period, and the operation performed in period T2 can be said to be an exposure operation.
  • the exposure period shown in period T2 is, for example, the detection period of the light receiving element described in the previous embodiment. Note that when exposure is performed using a light emitting element of the display device, it is preferable that the light emitting element is turned on at least during period T2.
  • period T3 the potential of the wiring TX is set to a high potential. This turns on the transistor M11, and the charge stored in the light-receiving element PD is transferred to the node FD. This causes the potential of the node FD to rise. Therefore, period T3 is a transfer period, and the operation performed in period T3 can be said to be a transfer operation.
  • period T4 the potential of the wiring TX is set to low. This causes the transistor M11 to be turned off, and the transfer of the accumulated charge to the node FD ends.
  • the pixel circuit PIX2 acquires image data. Specifically, the potential of the node FD becomes a potential corresponding to the image data. Therefore, the periods T1 to T4 are acquisition periods, and the operations performed during the periods T1 to T4 are acquisition operations.
  • the potential of the wiring SEN is set to a high potential. This causes the transistor M14 to be turned on, and a signal representing the imaging data acquired by the pixel circuit PIX2 is output to the wiring WX. Specifically, the potential of the wiring WX becomes a potential corresponding to the potential of the node FD. This causes the imaging data acquired by the pixel circuit PIX2 to be read out.
  • the imaging data acquired by the pixel circuit PIX2 is read out by supplying a high-potential signal to the wiring SEN.
  • the pixel circuit PIX2 that reads out the imaging data can be selected by the signal supplied to the wiring SEN. Therefore, the signal supplied to the wiring SEN can be said to be a selection signal.
  • the potential of the wiring RES is set to a high potential. This turns on the transistor M12, and the imaging data acquired by the pixel circuit PIX2 is reset. Specifically, the potential of the node FD becomes a low potential, which is the potential of the wiring V2.
  • the potential of the wiring WX also changes in response to the change in the potential of the node FD.
  • Correlated double sampling may be performed in the readout circuit section electrically connected to the wiring WX. By performing correlated double sampling, noise contained in the read-out imaging data can be reduced.
  • the imaging data acquired by the pixel circuit PIX2 is reset by supplying a high-potential signal to the wiring RES. Therefore, the signal supplied to the wiring RES can be said to be a reset signal.
  • the potential of the wiring RES is set to a low potential to turn off the transistor M12
  • the potential of the wiring SEN is set to a low potential to turn off the transistor M14.
  • period T5 is a readout period, and the operation performed in period T5 can be said to be a readout operation.
  • the acquisition of imaging data in pixel circuit PIX2 is preferably performed by a global shutter method.
  • the global shutter method refers to a method of acquiring imaging data simultaneously for all pixels.
  • the reading of the imaging data in the pixel circuit PIX2 is performed, for example, row by row. Therefore, when the imaging data is acquired by the global shutter method, there will be a pixel circuit PIX2 in which the period from acquisition to reading of the imaging data will be long. Therefore, when the imaging data is acquired by the global shutter method, it is preferable to be able to hold the charge transferred from the pixel circuit PIX2 to the node FD for a long period of time.
  • a transistor with low off-state current As a transistor with low off-state current, an OS transistor can be preferably used.
  • the transistor M11 and the transistor M12 are preferably OS transistors.
  • OS transistors do not have to be used as transistors M11 and M12.
  • transistors having a semiconductor with a wide band gap may be used.
  • a wide band gap semiconductor may refer to a semiconductor with a band gap of 2.2 eV or more. Examples include silicon carbide, gallium nitride, and diamond.
  • the transistors M11 and M12 may be transistors having silicon in their channel formation regions (hereinafter, Si transistors), or the like. Si transistors have a higher off-state current than OS transistors. However, even if the off-state currents of the transistors M11 and M12 are high, the image data in the pixel circuit PIX2 may be acquired by a global shutter system by increasing the capacitance value of the capacitor C2, for example. The image data in the pixel circuit PIX2 may be acquired by a rolling shutter system. In this case, even if the transistors M11 and M12 are transistors having a high off-state current, the capacitance value of the capacitor C2 does not need to be increased.
  • Si transistors silicon in their channel formation regions
  • n-channel transistors and p-channel transistors may be interchanged as appropriate.
  • the pixel circuit 23 shown in FIG. 24A has transistors 51 to 54, a capacitor 57, and a capacitor 58.
  • the gate of transistor 51 is electrically connected to wiring GLa.
  • One of the source and drain of transistor 53 is electrically connected to the other of the source and drain of transistor 52, the other electrode of capacitor 57, and one electrode of light-emitting element 60.
  • the other of the source and drain of transistor 53 is electrically connected to wiring 48.
  • the gate of transistor 53 is electrically connected to wiring GLb.
  • an OS transistor As described above, an OS transistor has a higher field effect mobility than, for example, a transistor using amorphous silicon. Therefore, by using an OS transistor as the transistor 53, the display device can be driven at high speed.
  • Transistor 54 functions as a switch and has the function of controlling the conductive state or non-conductive state between wiring ANO and one of the source and drain of transistor 52 based on the potential of wiring GLc.
  • a current having a magnitude corresponding to the gate potential of the transistor 52 flows, for example, from the wiring ANO to the wiring CAT. This causes the light-emitting element 60 to emit light with a luminance corresponding to the gate potential of the transistor 52.
  • no current flows through the light-emitting element 60, so that the light-emitting element 60 does not emit light.
  • an OS transistor As described above, an OS transistor has a higher field-effect mobility than, for example, a transistor using amorphous silicon. Therefore, by using an OS transistor as transistor 54, the display device can be driven at high speed.
  • the pixel circuit 23 shown in FIG. 24B differs from that shown in FIG. 24A in the connection of the transistor 54. Also, in FIG. 24B, the capacitor 58 is not provided.
  • one of the source and drain of transistor 54 is electrically connected to the other of the source and drain of transistor 51, the gate of transistor 52, and one electrode of capacitor 57.
  • the other of the source and drain of transistor 54 is electrically connected to wiring 49.
  • the gate of transistor 54 is electrically connected to wiring GLc.
  • the gate potential of the transistor 52 can be set to the potential of the wiring 49. This can prevent current from flowing through the light-emitting element 60, for example, and can prevent the light-emitting element 60 from emitting light.
  • the pixel circuit 23 shown in FIG. 24C has a transistor 61, a transistor 62, a transistor 63, a transistor 64, a transistor 65, a transistor 66, a capacitor 67, a capacitor 68, and a light-emitting element 60.
  • One of the source and drain of transistor 61 is electrically connected to wiring ANO.
  • the other of the source and drain of transistor 61 is electrically connected to one of the source and drain of transistor 62.
  • One of the source and drain of transistor 62 is electrically connected to one of the source and drain of transistor 63.
  • the gate of transistor 61 is electrically connected to wiring GLd.
  • the other of the source and drain of transistor 62 is electrically connected to the gate of transistor 63.
  • the gate of transistor 63 is electrically connected to one electrode of capacitor 67.
  • the gate of transistor 62 is electrically connected to wiring GLe.
  • One of the source and drain of transistor 64 is electrically connected to wiring SL.
  • the other of the source and drain of transistor 64 is electrically connected to the other of the source and drain of transistor 63.
  • the other of the source and drain of transistor 63 is electrically connected to one of the source and drain of transistor 65.
  • the gate of transistor 64 is electrically connected to wiring GLf.
  • the other of the source and drain of transistor 65 is electrically connected to one of the source and drain of transistor 66.
  • One of the source and drain of transistor 66 is electrically connected to the other electrode of capacitor 67.
  • the other electrode of capacitor 67 is electrically connected to one electrode of capacitor 68.
  • One electrode of capacitor 68 is electrically connected to one electrode of the light-emitting element 60.
  • the gate of transistor 65 is electrically connected to wiring GLg.
  • the other of the source and drain of the transistor 66 is electrically connected to the wiring 48.
  • the gate of the transistor 66 is electrically connected to the wiring GLe.
  • the other electrode of the capacitor 68 is electrically connected to the wiring GLf.
  • the other electrode of the light-emitting element 60 is electrically connected to the wiring CAT.
  • the wiring GLd, the wiring GLe, the wiring GLf, and the wiring GLg are electrically connected to the scanning line driving circuit.
  • the wiring GLd, the wiring GLe, the wiring GLf, and the wiring GLg are provided in the display device as the wiring GL.
  • Transistor 61, transistor 62, transistor 64, transistor 65, and transistor 66 function as switches.
  • Transistor 61 has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between wiring ANO and one of the source and drain of transistor 62 and one of the source and drain of transistor 63 based on the potential of wiring GLd.
  • Transistor 62 has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between the other of the source and drain of transistor 61 and one of the source and drain of transistor 63 and the gate of transistor 63 and one electrode of capacitor 67 based on the potential of wiring GLe.
  • Transistor 64 has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between wiring SL and the other of the source and drain of transistor 63 and one of the source and drain of transistor 65 based on the potential of wiring GLf.
  • the transistor 65 has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between the other of the source and drain of the transistor 63 and the other of the source and drain of the transistor 64 and one electrode of the light-emitting element 60 based on the potential of the wiring GLg.
  • the transistor 66 has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between the wiring ANO and one electrode of the light-emitting element 60 based on the potential of the wiring GLe.
  • OS transistors are used as transistors 61 to 66.
  • OS transistors have higher field-effect mobility than, for example, transistors using amorphous silicon. Therefore, by using OS transistors as transistors 61 to 66, a display device can be driven at high speed.
  • the pixel circuit 23 shown in FIG. 25A includes transistors M1 to M7, a capacitor C1, and a light-emitting element EL.
  • transistors M1 to M7 transistors M1 to M7, a capacitor C1, and a light-emitting element EL.
  • wirings GL1 to GL4 functioning as gate lines, wiring SL1 functioning as a source line, wiring VP2 to which a fixed potential is supplied, wiring ANO functioning as an anode wiring, and wiring CAT functioning as a cathode wiring are connected.
  • the gate of transistor M1 is connected to wiring GL2, one of the source and drain is connected to wiring SL1, and the other of the source and drain is connected to one of the source and drain of transistor M2 and one of the source and drain of transistor M3.
  • the gate of transistor M2 is connected to wiring GL3, and the other of the source and drain is connected to wiring ANO.
  • the gate of transistor M3 is connected to one electrode of capacitance C1, the other of the source and drain of transistor M4, and one of the source and drain of transistor M6, the backgate is connected to wiring ANO, and the other of the source and drain is connected to one of the source and drain of transistor M4 and one of the source and drain of transistor M5.
  • the gate of transistor M4 is connected to transistor GL2.
  • the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention has a function of detecting light using a light-receiving element.
  • An electronic device to which the light-emitting and receiving device of one embodiment of the present invention is applied can acquire data related to biometric information such as a fingerprint or palm print by using the function as an image sensor.
  • a biometric authentication sensor can be built into the light-emitting and receiving device.
  • the light receiving and emitting device can detect a touch operation on an object using the light receiving element.
  • the light receiving element can be, for example, a pn-type or pin-type photodiode.
  • the light receiving element functions as a photoelectric conversion element (also called a photoelectric conversion device) that detects light incident on the light receiving element and generates an electric charge.
  • the amount of electric charge generated by the light receiving element is determined based on the amount of light incident on the light receiving element.
  • Organic photodiode having a layer containing an organic compound as the light receiving element.
  • Organic photodiodes can be easily made thin, lightweight, and large in area, and have a high degree of freedom in shape and design, making them applicable to a variety of devices.
  • an organic EL element also called an organic EL device
  • an organic photodiode is used as a light-receiving element.
  • the organic EL element and the organic photodiode can be formed on the same substrate. Therefore, an organic photodiode can be built into a display device using an organic EL element.
  • one of the pair of electrodes can be a layer common to the light receiving element and the light emitting element.
  • at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer can be a layer common to the light receiving element and the light emitting element. In this way, by having a common layer for the light receiving element and the light emitting element, the number of film formations and the number of masks can be reduced, and the number of manufacturing steps and manufacturing costs of the light receiving and emitting device can be reduced. Also, a light receiving and emitting device having a light receiving element can be manufactured using existing manufacturing equipment and manufacturing methods for display devices.
  • the subpixels that exhibit one of the colors have a light-receiving and light-emitting element instead of a light-emitting element, and the subpixels that exhibit the other colors have a light-emitting element.
  • the light-receiving and light-emitting element has both a function of emitting light (light-emitting function) and a function of receiving light (light-receiving function).
  • the light-receiving and light-emitting portion of the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention has a function of displaying an image using both the light-receiving and light-emitting elements and the light-emitting elements.
  • the light receiving/emitting element function as both a light emitting element and a light receiving element, it is possible to impart a light receiving function to the pixel without increasing the number of sub-pixels included in the pixel.
  • This makes it possible to add one or both of an imaging function and a sensing function to the light receiving/emitting section of the light receiving/emitting device while maintaining the aperture ratio of the pixel (aperture ratio of each sub-pixel) and the definition of the light receiving/emitting device.
  • the light receiving/emitting device of one embodiment of the present invention can increase the aperture ratio of the pixel and easily achieve high definition compared to a case in which a sub-pixel having a light receiving element is provided in addition to a sub-pixel having a light emitting element.
  • light-receiving and light-emitting elements and light-emitting elements are arranged in a matrix in a light-receiving and light-emitting portion, and an image can be displayed in the light-receiving and light-emitting portion.
  • the light-receiving and light-emitting portion can be used as an image sensor, a touch sensor, and the like.
  • the light-emitting element can be used as a light source for the sensor. Therefore, imaging and detection of touch operations are possible even in a dark place.
  • the light-receiving element can be produced by combining an organic EL element and an organic photodiode.
  • the active layer of an organic photodiode can be added to the layered structure of an organic EL element to produce a light-receiving element.
  • a light-receiving element produced by combining an organic EL element and an organic photodiode can suppress an increase in the number of film-forming steps by forming layers that can be configured in common with the organic EL element in a single step.
  • one of the pair of electrodes can be a layer common to the light-receiving and light-emitting elements.
  • at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer can be a layer common to the light-receiving and light-emitting elements.
  • the layers of the light-receiving/light-emitting element may have different functions depending on whether the light-receiving/light-emitting element functions as a light-receiving element or as a light-emitting element.
  • the components are named based on their functions when the light-receiving/light-emitting element functions as a light-emitting element.
  • the light-receiving and light-emitting device of this embodiment has a function of displaying an image using a light-emitting element and a light-receiving and light-emitting element.
  • the light-emitting element and the light-receiving and light-emitting element function as display elements.
  • the light emitting/receiving device of this embodiment has the function of detecting light using a light emitting/receiving element.
  • the light emitting/receiving element can detect light with a shorter wavelength than the light emitted by the light emitting/receiving element itself.
  • the light-emitting/receiving device of this embodiment can capture an image using the light-emitting/receiving elements. Also, when the light-emitting/receiving elements are used in a touch sensor, the light-emitting/receiving device of this embodiment can detect a touch operation on an object using the light-emitting/receiving elements.
  • the light-receiving and light-emitting element functions as a photoelectric conversion element.
  • the light-receiving and light-emitting element can be produced by adding an active layer of a light-receiving element to the configuration of the light-emitting element described above.
  • the active layer of a pn-type or pin-type photodiode can be used for the light-receiving and light-emitting element.
  • an active layer of an organic photodiode having a layer containing an organic compound for the light-receiving and light-emitting element.
  • Organic photodiodes are easy to make thin, lightweight, and large in area, and have a high degree of freedom in shape and design, making them applicable to a variety of devices.
  • Display Device Configuration Example 1 [Configuration Example 1-1]
  • 26A shows a schematic diagram of the display unit 200.
  • the display unit 200 has a substrate 201, a substrate 202, a light receiving element 212, a light emitting element 211R, a light emitting element 211G, a light emitting element 211B, a functional layer 203, and the like.
  • Light-emitting element 211R, light-emitting element 211G, light-emitting element 211B, and light-receiving element 212 are provided between substrate 201 and substrate 202.
  • Light-emitting element 211R, light-emitting element 211G, and light-emitting element 211B emit red (R), green (G), and blue (B) light, respectively. Note that below, when there is no need to distinguish between light-emitting element 211R, light-emitting element 211G, and light-emitting element 211B, they may be referred to as light-emitting element 211.
  • the display unit 200 has a plurality of pixels arranged in a matrix. Each pixel has one or more sub-pixels. Each sub-pixel has one light-emitting element. For example, a pixel may have three sub-pixels (three colors: R, G, and B, or three colors: yellow (Y), cyan (C), and magenta (M)), or a pixel may have four sub-pixels (four colors: R, G, B, and white (W), or four colors: R, G, B, and Y). Furthermore, the pixel has a light-receiving element 212. The light-receiving element 212 may be provided in all pixels, or may be provided in some pixels. Also, one pixel may have multiple light-receiving elements 212.
  • Figure 26A shows a state in which a finger 220 touches the surface of the substrate 202.
  • a portion of the light emitted by the light-emitting element 211G is reflected at the contact point between the substrate 202 and the finger 220. Then, a portion of the reflected light is incident on the light-receiving element 212, making it possible to detect that the finger 220 has touched the substrate 202.
  • the display unit 200 can function as a touch panel.
  • the functional layer 203 has a circuit for driving the light-emitting element 211R, the light-emitting element 211G, and the light-emitting element 211B, and a circuit for driving the light-receiving element 212.
  • the functional layer 203 is provided with switches, transistors, capacitance, wiring, and the like. Note that when the light-emitting element 211R, the light-emitting element 211G, the light-emitting element 211B, and the light-receiving element 212 are driven by a passive matrix method, a configuration without switches, transistors, and the like may be used.
  • Light reflected from a surface, interface, etc. can be specularly reflected or diffusely reflected.
  • Specularly reflected light is highly directional, with the angle of incidence and angle of reflection being the same, while diffusely reflected light is less directional, with its intensity less dependent on the angle.
  • the light reflected from the surface of the finger 220 is dominated by the diffuse reflection component of the specular and diffuse reflection types.
  • the light reflected from the interface between the substrate 202 and the atmosphere is dominated by the specular reflection component.
  • the intensity of light reflected by the contact or non-contact surface between finger 220 and substrate 202 and incident on light receiving element 212 located directly below them is the sum of specularly reflected light and diffusely reflected light.
  • specularly reflected light indicated by solid arrows
  • diffusely reflected light indicated by dashed arrows
  • the light emitted by the light-receiving/light-emitting element is not limited to red light.
  • the light emitted by the light-emitting element is not limited to a combination of green light and blue light.
  • the light-receiving/light-emitting element can be an element that emits green or blue light and receives light of a different wavelength from the light it emits.
  • the light receiving/receiving element 213R functions as both a light emitting element and a light receiving element, so the number of elements arranged in one pixel can be reduced. This makes it easier to achieve higher definition, a higher aperture ratio, and higher resolution.
  • Figures 28B to 28I show an example of a pixel that can be used in the display unit 200B.
  • Figure 28B shows an example in which light-emitting/receiving element 213R, light-emitting element 211G, and light-emitting element 211B are arranged in a row.
  • Figure 28C shows an example in which light-emitting element 211G and light-emitting element 211B are arranged alternately in the vertical direction, with light-emitting/receiving element 213R arranged next to them.
  • FIG. 28E An area including three elements surrounded by dotted lines corresponds to one pixel.
  • Each pixel has a light-emitting element 211G, a light-emitting element 211B, and a light-receiving/light-emitting element 213R.
  • the light-emitting element 211G is arranged in the same row as the light-receiving/light-emitting element 213R
  • the light-emitting element 211B is arranged in the same column as the light-receiving/light-emitting element 213R.
  • the light-emitting element 211G is arranged in the same row as the light-receiving/light-emitting element 213R, and the light-emitting element 211B is arranged in the same column as the light-receiving/light-emitting element 211G.
  • the light-receiving/light-emitting elements 213R, the light-emitting element 211G, and the light-emitting element 211B are arranged repeatedly in both odd and even rows, and in each column, light-emitting elements or light-receiving/light-emitting elements with different emission colors are arranged in the odd and even rows.
  • the upper left pixel and the lower right pixel shown in FIG. 28F have a light receiving/emitting element 213R and a light emitting element 211G.
  • the upper right pixel and the lower left pixel have a light emitting element 211G and a light emitting element 211B. That is, in the example shown in FIG. 28F, a light emitting element 211G is provided in each pixel.
  • the top surface shape of the light-emitting element and light-receiving element is not particularly limited, and can be a circle, an ellipse, a polygon, a polygon with rounded corners, etc.
  • Figure 28F etc. shows an example in which the top surface shape of the light-emitting element and light-receiving element is a square (diamond) tilted at approximately 45 degrees. Note that the top surface shapes of the light-emitting element and light-receiving element for each color may be different from each other, or may be the same for some or all of the colors.
  • the size of the light-emitting region (or light-receiving region) of the light-emitting element and light-receiving/light-emitting element of each color may be different from each other, or may be the same for some or all colors.
  • the area of the light-emitting region of the light-emitting element 211G provided in each pixel may be smaller than the light-emitting regions (or light-receiving/light-emitting regions) of the other elements.
  • Figure 28G is a modified example of the pixel array shown in Figure 28F. Specifically, the configuration in Figure 28G is obtained by rotating the configuration in Figure 28F by 45 degrees. In Figure 28F, it has been described that one pixel has two elements, but as shown in Figure 28G, one pixel can also be considered to be made up of four elements.
  • Figure 28H is a modified example of the pixel array shown in Figure 28F.
  • the upper left pixel and lower right pixel shown in Figure 28H have light receiving/emitting element 213R and light emitting element 211G.
  • the upper right pixel and lower left pixel have light receiving/emitting element 213R and light emitting element 211B. That is, in the example shown in Figure 28H, each pixel is provided with light receiving/emitting element 213R. Because each pixel is provided with light receiving/emitting element 213R, the configuration shown in Figure 28H can capture images with higher resolution than the configuration shown in Figure 28F. This can improve the accuracy of biometric authentication, for example.
  • Figure 28I is a modified example of the pixel array shown in Figure 28H, which is obtained by rotating the pixel array by 45 degrees.
  • one pixel is composed of four elements (two light-emitting elements and two light-receiving and light-emitting elements).
  • one pixel can capture images with high resolution by having multiple light-receiving and light-emitting elements with light-receiving capabilities. This can improve the accuracy of biometric authentication.
  • the resolution of the image can be set to the root of twice the resolution of the display.
  • a display device to which the configuration shown in Figure 28H or Figure 28I is applied has p (p is an integer of 2 or more) first light-emitting elements, q (q is an integer of 2 or more) second light-emitting elements, and r (r is an integer greater than p and greater than q) light-receiving and light-emitting elements.
  • One of the first light-emitting elements and the second light-emitting elements emits green light, and the other emits blue light.
  • the light-receiving and light-emitting elements emit red light and have a light-receiving function.
  • the light emitted from the light source is difficult for the user to see.
  • Blue light is less visible than green light, so it is preferable to use a light-emitting element that emits blue light as the light source. Therefore, it is preferable that the light-receiving/light-emitting element has a function of receiving blue light.
  • the light-emitting element to be used as the light source can be appropriately selected depending on the sensitivity of the light-receiving/light-emitting element.
  • This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.
  • a device fabricated using a metal mask or an FMM may be referred to as a device with an MM (metal mask) structure.
  • a device fabricated without using a metal mask or an FMM may be referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
  • a structure in which a separate light-emitting layer is created for each color light-emitting element (here, blue (B), green (G), and red (R)), or the light-emitting layers are painted separately, may be referred to as an SBS (Side By Side) structure.
  • SBS Side By Side
  • a light-emitting element capable of emitting white light may be referred to as a white light-emitting element.
  • a white light-emitting element can be combined with a colored layer (e.g., a color filter) to realize a light-emitting device and electronic device having a full-color display unit.
  • the light-emitting element can be roughly divided into a single structure and a tandem structure.
  • a single structure device has one light-emitting unit between a pair of electrodes, and the light-emitting unit is preferably configured to include one or more light-emitting layers.
  • a light-emitting layer that can produce white light by the emission of each of two or more light-emitting layers can be selected to obtain white light emission.
  • a configuration in which the light-emitting element as a whole emits white light can be obtained by making the emission color of the first light-emitting layer and the emission color of the second light-emitting layer have a complementary color relationship.
  • white light emission is obtained using three or more light-emitting layers
  • a configuration in which the emission colors of the three or more light-emitting layers are combined to emit white light as a whole light-emitting device can be used to obtain white light emission.
  • the light-emitting element having an SBS structure can reduce power consumption compared to the white light-emitting element. If you want to keep power consumption low, it is preferable to use a light-emitting element having an SBS structure.
  • the manufacturing process of the white light-emitting element is simpler than that of the light-emitting element having an SBS structure, so it is preferable because the manufacturing cost can be reduced or the manufacturing yield can be increased.
  • the light-emitting element has an EL layer 790 between a pair of electrodes (a lower electrode 791 and an upper electrode 792).
  • the EL layer 790 can be composed of a plurality of layers, such as a layer 720, a light-emitting layer 711, and a layer 730.
  • the layer 720 can have, for example, a layer containing a substance with high electron injection properties (electron injection layer) and a layer containing a substance with high electron transport properties (electron transport layer).
  • the light-emitting layer 711 has, for example, a light-emitting compound.
  • the layer 730 can have, for example, a layer containing a substance with high hole injection properties (hole injection layer) and a layer containing a substance with high hole transport properties (hole transport layer).
  • a structure having layer 720, light-emitting layer 711, and layer 730 disposed between a pair of electrodes can function as a single light-emitting unit, and in this specification, the structure in FIG. 29A is referred to as a single structure.
  • the light-emitting element shown in FIG. 29B is a modified example of the EL layer 790 of the light-emitting element shown in FIG. 29A.
  • the light-emitting element shown in FIG. 29B has a layer 730-1 on the lower electrode 791, a layer 730-2 on the layer 730-1, a light-emitting layer 711 on the layer 730-2, a layer 720-1 on the light-emitting layer 711, a layer 720-2 on the layer 720-1, and an upper electrode 792 on the layer 720-2.
  • the layer 730-1 functions as a hole injection layer
  • the layer 730-2 functions as a hole transport layer
  • the layer 720-1 functions as an electron transport layer
  • the layer 720-2 functions as an electron injection layer
  • the layer 730-1 functions as an electron injection layer
  • the layer 730-2 functions as an electron transport layer
  • the layer 720-1 functions as a hole transport layer
  • the layer 720-2 functions as a hole injection layer.
  • a variation of the single structure is a configuration in which multiple light-emitting layers (light-emitting layers 711, 712, 713) are provided between layer 720 and layer 730, as shown in Figures 29C and 29D.
  • tandem structure a configuration in which multiple light-emitting units (EL layer 790a, EL layer 790b) are connected in series via an intermediate layer (charge generating layer) 740 is referred to as a tandem structure in this specification.
  • the configuration shown in Figures 29E and 29F is referred to as a tandem structure, but is not limited to this, and for example, the tandem structure can also be referred to as a stack structure. Note that by using a tandem structure, it is possible to obtain a light-emitting element that can emit light with high brightness.
  • light-emitting layers 711, 712, and 713 may be made of light-emitting materials that emit light of the same color.
  • FIG. 29D shows an example in which a colored layer 795 that functions as a color filter is provided. When white light passes through the color filter, light of the desired color can be obtained.
  • the light-emitting elements 750G and 750B have a configuration in which the light-emitting layer 753R of the light-emitting element 750R is replaced with the light-emitting layer 753G and the light-emitting layer 753B, respectively, and the other configurations are the same as those of the light-emitting element 750R.
  • one aspect of the present invention has an EL layer processed without using FMM, and therefore has clear side surfaces.
  • one aspect of the present invention preferably has a portion where the EL layer has a taper angle of 30 degrees or more and 120 degrees or less, preferably 60 degrees or more and 120 degrees or less.
  • the end of an object being tapered means that the angle between the side (surface) and the surface to be formed (bottom surface) in the end region is greater than 0 degrees and less than 90 degrees, and the cross-sectional shape has a continuously increasing thickness from the end.
  • the taper angle refers to the angle between the bottom surface (surface to be formed) and the side (surface) at the end of the object.
  • Figure 31A shows a schematic top view of the display device 100.
  • the display device 100 has multiple light-emitting elements 90R that exhibit red light, multiple light-emitting elements 90G that exhibit green light, multiple light-emitting elements 90B that exhibit blue light, and multiple light-receiving elements 90S.
  • the display device 100 has a substrate 101, and the light-emitting elements 90R, 90G, 90B, and 90S are each provided on the substrate 101.
  • the symbols R, G, B, and S are assigned within the light-emitting region of each light-emitting element or light-receiving element.
  • the light-emitting element 90R, the light-emitting element 90G, the light-emitting element 90B, and the light-receiving element 90S are each arranged in a matrix.
  • FIG. 31A shows a configuration in which two elements are arranged alternately in one direction. Note that the method of arranging the light-emitting elements is not limited to this, and arrangement methods such as a stripe arrangement, an S-stripe arrangement, a delta arrangement, a Bayer arrangement, a zigzag arrangement, or a pentile arrangement, diamond arrangement, etc. may also be used.
  • FIG. 31A shows a connection electrode 111C that is electrically connected to the common electrode 113.
  • the connection electrode 111C is given a potential (e.g., an anode potential or a cathode potential) to be supplied to the common electrode 113.
  • the connection electrode 111C is provided outside the display area where the light-emitting elements 90R and the like are arranged.
  • FIG. 31A shows the common electrode 113 by a dashed line.
  • connection electrode 111C can be provided along the outer periphery of the display area. For example, it may be provided along one side of the outer periphery of the display area, or it may be provided over two or more sides of the outer periphery of the display area. In other words, if the top surface shape of the display area is rectangular, the top surface shape of the connection electrode 111C can be strip-shaped, L-shaped, U-shaped (square bracket shaped), square, or the like.
  • Figure 31B is a schematic cross-sectional view corresponding to dashed lines A1-A2 and C1-C2 in Figure 31A.
  • Figure 31B shows a schematic cross-sectional view of the light-emitting element 90B, the light-emitting element 90R, the light-receiving element 90S, and the connection electrode 111C.
  • the light-emitting element 90G which is not shown in the schematic cross-sectional diagram, can be configured in the same manner as the light-emitting element 90B or the light-emitting element 90R, and the following description of these elements can be referred to.
  • the light-emitting element 90B has a pixel electrode 111, an organic layer 112B, an organic layer 114, and a common electrode 113.
  • the light-emitting element 90R has a pixel electrode 111, an organic layer 112R, an organic layer 114, and a common electrode 113.
  • the light-receiving element 90S has a pixel electrode 111, an organic layer 115, an organic layer 114, and a common electrode 113.
  • the organic layer 114 and the common electrode 113 are provided in common to the light-emitting element 90B, the light-emitting element 90R, and the light-receiving element 90S.
  • the organic layer 114 can also be referred to as a common layer.
  • the pixel electrodes 111 are provided at a distance between each light-emitting element and between the light-emitting element and the light-receiving element.
  • Organic layer 112R contains a light-emitting organic compound that emits at least red light.
  • Organic layer 112B contains a light-emitting organic compound that emits at least blue light.
  • Organic layer 115 contains a photoelectric conversion material that is sensitive to the wavelength range of visible light or infrared light.
  • Organic layer 112R and organic layer 112B can each be called an EL layer.
  • the organic layers 112R, 112B, and 115 may each have one or more of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole injection layer, and a hole transport layer.
  • the organic layer 114 may be configured not to have a light-emitting layer.
  • the organic layer 114 has one or more of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole injection layer, and a hole transport layer.
  • the uppermost layer of the stacked structure of organic layers 112R, 112B, and 115 i.e., the layer in contact with organic layer 114
  • the layer in contact with organic layer 114 is a layer other than the light-emitting layer.
  • the pixel electrode 111 is provided for each element.
  • the common electrode 113 and the organic layer 114 are provided as a continuous layer common to each light-emitting element.
  • a conductive film having transparency to visible light is used for either one of the pixel electrodes or the common electrode 113, and a conductive film having reflectivity is used for the other.
  • An insulating layer 131 is provided covering the end of the pixel electrode 111.
  • the end of the insulating layer 131 is preferably tapered.
  • a tapered end of an object means that the angle between the surface and the surface to be formed in the end region is greater than 0 degrees and less than 90 degrees, and the cross-sectional shape has a continuously increasing thickness from the end.
  • the surface can be made gently curved. This improves the coverage of the film formed on the insulating layer 131.
  • Materials that can be used for the insulating layer 131 include, for example, acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenolic resin, and precursors of these resins.
  • the insulating layer 131 may also include an inorganic insulating material.
  • inorganic insulating materials that can be used for the insulating layer 131 include oxides or nitrides such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, and hafnium oxide.
  • yttrium oxide, zirconium oxide, gallium oxide, tantalum oxide, magnesium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, and neodymium oxide may also be used.
  • the two organic layers are spaced apart with a gap between them.
  • organic layer 112R, organic layer 112B, and organic layer 115 are arranged so as not to contact each other. This makes it possible to preferably prevent current from flowing through two adjacent organic layers and causing unintended light emission. This makes it possible to increase the contrast and realize a display device with high display quality.
  • the organic layers 112R, 112B, and 115 preferably have a taper angle of 30 degrees or more.
  • the organic layers 112R, 112G, and 112B preferably have an angle between the side surface (surface) and the bottom surface (surface to be formed) at the end of the organic layers 112R, 112G, and 112B of 30 degrees or more and 120 degrees or less, preferably 45 degrees or more and 120 degrees or less, and more preferably 60 degrees or more and 120 degrees or less.
  • the organic layers 112R, 112G, and 112B preferably each have a taper angle of 90 degrees or close to 90 degrees (for example, 80 degrees or more and 100 degrees or less).
  • a protective layer 121 is provided on the common electrode 113.
  • the protective layer 121 has the function of preventing impurities such as water from diffusing from above to each light-emitting element.
  • the protective layer 121 can have, for example, a single-layer structure or a multilayer structure including at least an inorganic insulating film.
  • the inorganic insulating film include oxide films or nitride films such as a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride oxide film, a silicon nitride film, an aluminum oxide film, an aluminum oxynitride film, and a hafnium oxide film.
  • a semiconductor material such as indium gallium oxide or indium gallium zinc oxide may be used as the protective layer 121.
  • a laminated film of an inorganic insulating film and an organic insulating film can also be used as the protective layer 121.
  • the protective layer 121 it is preferable to have a configuration in which an organic insulating film is sandwiched between a pair of inorganic insulating films.
  • the organic insulating film functions as a planarizing film. This allows the upper surface of the organic insulating film to be flat, improving the coverage of the inorganic insulating film thereon and enhancing the barrier properties.
  • the upper surface of the protective layer 121 is flat, it is preferable that when a structure (e.g., a color filter, an electrode of a touch sensor, or a lens array) is provided above the protective layer 121, the influence of the uneven shape caused by the structure below can be reduced.
  • a structure e.g., a color filter, an electrode of a touch sensor, or a lens array
  • connection portion 130 a common electrode 113 is provided in contact with the connection electrode 111C, and a protective layer 121 is provided covering the common electrode 113.
  • an insulating layer 131 is provided covering the end of the connection electrode 111C.
  • Figures 32A to 32D show an example in which the side of pixel electrode 111 roughly coincides with the side of organic layer 112R, organic layer 112B, or organic layer 115.
  • organic layer 114 is provided to cover the top and side surfaces of organic layer 112R, organic layer 112B, and organic layer 115.
  • Organic layer 114 prevents pixel electrode 111 and common electrode 113 from coming into contact with each other and causing an electrical short circuit.
  • Figure 32B shows an example having an insulating layer 125 provided in contact with organic layer 112R, organic layer 112G, and organic layer 112B, as well as the side surface of pixel electrode 111.
  • Insulating layer 125 can effectively prevent electrical shorts between pixel electrode 111 and common electrode 113, and leakage current between them.
  • the insulating layer 125 may be an insulating layer containing an inorganic material.
  • an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, and a nitride oxide insulating film may be used for the insulating layer 125.
  • the insulating layer 125 may have a single layer structure or a laminated structure.
  • an insulating layer having an organic material can be suitably used.
  • acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, imide resin, polyamide resin, polyimideamide resin, silicone resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins can be applied.
  • organic materials such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin can be used.
  • a photosensitive resin can be used as the photosensitive resin.
  • a photoresist can be used as the photosensitive resin, a positive material or a negative material can be used.
  • Figures 35A, 35B, and 35C show enlarged views of the resin layer 126 and its vicinity when the upper surface of the resin layer 126 is flat.
  • Figure 35A shows an example where the width of the organic layer 112R etc. is greater than that of the pixel electrode 111.
  • Figure 35B shows an example where these widths are roughly the same.
  • Figure 35C shows an example where the width of the organic layer 112R etc. is smaller than that of the pixel electrode 111.
  • Display device 400 has a configuration in which substrate 452 and substrate 451 are bonded together.
  • substrate 452 is shown by a dashed line.
  • an IC 473 is provided on a substrate 451 by a COG (chip on glass) method or a COF (chip on film) method.
  • a COG chip on glass
  • COF chip on film
  • an IC having a scanning line driver circuit or a signal line driver circuit can be used as the IC 473.
  • the display device 400 and the display module may not have an IC.
  • the IC may be mounted on an FPC by a COF method or the like.
  • Figure 38A shows an example of a cross section of the display device 400 when a part of the area including the FPC 472, a part of the circuit 464, a part of the display unit 462, and a part of the area including the connection part are cut.
  • Figure 38A shows an example of a cross section of the display unit 462 when a region including the light-emitting element 430b that emits green light (G) and the light-receiving element 440 that receives reflected light (L) is cut.
  • the display device 400 shown in FIG. 38A has a transistor 252, a transistor 260, a transistor 258, a light-emitting element 430b, a light-receiving element 440, and the like between a substrate 453 and a substrate 454.
  • the light-emitting element 430b and the light-receiving element 440 can be the light-emitting element or light-receiving element exemplified above.
  • the three subpixels include subpixels of three colors of red (R), green (G), and blue (B), and subpixels of three colors of yellow (Y), cyan (C), and magenta (M).
  • the four subpixels include subpixels of four colors of R, G, B, and white (W), and subpixels of four colors of R, G, B, and Y.
  • the subpixels may have light-emitting elements that emit infrared light.
  • the light receiving element 440 may be a photoelectric conversion element sensitive to light in the red, green, or blue wavelength range, or a photoelectric conversion element sensitive to light in the infrared wavelength range.
  • the substrate 454 and the protective layer 416 are bonded via an adhesive layer 442.
  • the adhesive layer 442 is provided so as to overlap the light-emitting element 430b and the light-receiving element 440, respectively, and a solid sealing structure is applied to the display device 400.
  • a light-shielding layer 417 is provided on the substrate 454.
  • the light-emitting element 430b and the light-receiving element 440 have conductive layers 411a, 411b, and 411c as pixel electrodes.
  • the conductive layer 411b is reflective to visible light and functions as a reflective electrode.
  • the conductive layer 411c is transparent to visible light and functions as an optical adjustment layer.
  • the conductive layer 411a of the light-emitting element 430b is connected to the conductive layer 272b of the transistor 260 through an opening provided in the insulating layer 264.
  • the transistor 260 has a function of controlling the driving of the light-emitting element.
  • the conductive layer 411a of the light-receiving element 440 is electrically connected to the conductive layer 272b of the transistor 258.
  • the transistor 258 has a function of controlling the timing of exposure using the light-receiving element 440, etc.
  • An EL layer 412G or a photoelectric conversion layer 412S is provided to cover the pixel electrode.
  • An insulating layer 491 is provided in contact with the side surface of the EL layer 412G and the side surface of the photoelectric conversion layer 412S, and a resin layer 492 is provided to fill the recess of the insulating layer 491.
  • An organic layer 414, a common electrode 413, and a protective layer 416 are provided to cover the EL layer 412G and the photoelectric conversion layer 412S.
  • Light G emitted by the light-emitting element 430b is emitted toward the substrate 452.
  • the light-receiving element 440 receives the light L incident through the substrate 452 and converts it into an electrical signal. It is preferable to use a material that is highly transparent to visible light for the substrate 452.
  • Transistor 252, transistor 260, and transistor 258 are all formed on a substrate 451. These transistors can be manufactured using the same material and the same process.
  • transistors 252, 260, and 258 may be fabricated to have different configurations.
  • transistors may be fabricated with or without a back gate, or transistors may be fabricated with different materials and/or thicknesses for the semiconductor, gate electrode, gate insulating layer, source electrode, and drain electrode.
  • Using a flexible material for the substrate 453 can increase the flexibility of the display device.
  • Figure 38A shows an example in which an insulating layer 275 covers the top and side surfaces of the semiconductor layer.
  • the conductive layer 272a and the conductive layer 272b are connected to the low resistance region 281n through openings provided in the insulating layer 275 and the insulating layer 265, respectively.
  • the atomic ratios of In, Ga, and Zn to the metal elements constituting CAC-OS in In-Ga-Zn oxide are expressed as [In], [Ga], and [Zn], respectively.
  • the first region is a region where [In] is larger than [In] in the composition of the CAC-OS film.
  • the second region is a region where [Ga] is larger than [Ga] in the composition of the CAC-OS film.
  • the first region is a region where [In] is larger than [In] in the second region and [Ga] is smaller than [Ga] in the second region.
  • the second region is a region where [Ga] is larger than [Ga] in the first region and [In] is smaller than [In] in the first region.
  • the first region is a region whose main component is indium oxide, indium zinc oxide, etc.
  • the second region is a region whose main component is gallium oxide, gallium zinc oxide, etc.
  • the first region can be rephrased as a region whose main component is In.
  • the second region can be rephrased as a region whose main component is Ga.
  • CAC-OS in In-Ga-Zn oxide refers to a material composition containing In, Ga, Zn, and O, in which some regions mainly contain Ga and some regions mainly contain In, each of which is in a mosaic shape, and these regions exist randomly. Therefore, it is presumed that CAC-OS has a structure in which metal elements are distributed non-uniformly.
  • CAC-OS can be formed, for example, by a sputtering method under conditions where the substrate is not heated.
  • any one or more of an inert gas (typically argon), oxygen gas, and nitrogen gas may be used as the film-forming gas.
  • the flow rate ratio of oxygen gas to the total flow rate of film-forming gas during film formation is set to 0% or more and less than 30%, preferably 0% or more and 10% or less.
  • the structure has a region mainly composed of In (first region) and a region mainly composed of Ga (second region) that are unevenly distributed and mixed.
  • EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
  • the first region is a region with higher conductivity than the second region.
  • the first region exhibits conductivity as a metal oxide when carriers flow through it. Therefore, when the first region is distributed in a cloud-like shape in the metal oxide, a high field effect mobility ( ⁇ ) can be achieved.
  • the second region has higher insulating properties than the first region.
  • the second region is distributed in the metal oxide, which can suppress leakage current.
  • the CAC-OS when used in a transistor, the conductivity due to the first region and the insulating property due to the second region act complementarily, so that the CAC-OS can be given a switching function (on/off function).
  • the CAC-OS has a conductive function in a part of the material and an insulating function in a part of the material, and the whole material has a function as a semiconductor. By separating the conductive function and the insulating function, both functions can be maximized. Therefore, by using the CAC-OS in a transistor, a high on-current (I on ), a high field-effect mobility ( ⁇ ), and a good switching operation can be realized.
  • CAC-OS In addition, transistors using CAC-OS are highly reliable. Therefore, CAC-OS can improve the reliability of electronic devices to which it is applied.
  • Oxide semiconductors have a variety of structures, each of which has different characteristics.
  • the oxide semiconductor of one embodiment of the present invention may have two or more of an amorphous oxide semiconductor, a polycrystalline oxide semiconductor, an a-like OS, a CAC-OS, an nc-OS, and a CAAC-OS.
  • a transistor with high field-effect mobility can be realized.
  • a highly reliable transistor can be realized.
  • the carrier concentration of the oxide semiconductor is 1 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or less, preferably 1 ⁇ 10 15 cm ⁇ 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 13 cm ⁇ 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 11 cm ⁇ 3 or less, and further preferably less than 1 ⁇ 10 10 cm ⁇ 3 and 1 ⁇ 10 ⁇ 9 cm ⁇ 3 or more.
  • the carrier concentration can be lowered by lowering the impurity concentration in the oxide semiconductor film and lowering the density of defect states.
  • a low impurity concentration and a low density of defect states are referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic.
  • an oxide semiconductor having a low carrier concentration may be referred to as a high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic oxide semiconductor.
  • a highly pure intrinsic or substantially highly pure intrinsic oxide semiconductor film may have a low density of trap states because of its low density of defect states.
  • the charge trapped in the trap states of the oxide semiconductor takes a long time to disappear and may behave as if it were a fixed charge. Therefore, a transistor in which a channel formation region is formed in an oxide semiconductor with a high density of trap states may have unstable electrical characteristics.
  • impurities include hydrogen, nitrogen, alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel, silicon, and the like.
  • impurities in an oxide semiconductor refer to, for example, anything other than the main component that constitutes the oxide semiconductor. For example, an element with a concentration of less than 0.1 atomic % can be considered an impurity.
  • the concentration of silicon or carbon in the oxide semiconductor and the concentration of silicon or carbon in the vicinity of the interface with the oxide semiconductor are set to 2 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 17 atoms/cm 3 or less.
  • the concentration of the alkali metal or the alkaline earth metal in the oxide semiconductor measured by SIMS is set to 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 16 atoms/cm 3 or less.
  • the nitrogen concentration in the oxide semiconductor obtained by SIMS is set to less than 5 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 , preferably 5 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, and further preferably 5 ⁇ 10 17 atoms/cm 3 or less.
  • hydrogen contained in the oxide semiconductor reacts with oxygen bonded to a metal atom to form water, and thus oxygen vacancies may be formed.
  • oxygen vacancies When hydrogen enters the oxygen vacancies, electrons serving as carriers may be generated.
  • some of the hydrogen may bond to oxygen bonded to a metal atom to generate electrons serving as carriers. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor containing hydrogen is likely to have normally-on characteristics. For this reason, it is preferable that hydrogen in the oxide semiconductor is reduced as much as possible.
  • the hydrogen concentration in the oxide semiconductor obtained by SIMS is set to less than 1 ⁇ 10 20 atoms/cm 3 , preferably less than 1 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 , more preferably less than 5 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 , and further preferably less than 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 .
  • This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.
  • the electronic device shown in Figures 39A to 39F has a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or an operation switch), a connection terminal 9006, a sensor 9007, a microphone 9008, etc.
  • the electronic device shown in Figures 39A to 39F has various functions. For example, it can have a function of displaying various information (still images, videos, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function of displaying a calendar, date or time, etc., a function of controlling processing by various software (programs), a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, etc.
  • the functions of the electronic device are not limited to these, and it can have various functions.
  • the electronic device may have multiple display units.
  • the electronic device may have a function of providing a camera or the like to capture still images or videos and store them on a recording medium (external or built into the camera), a function of displaying the captured images on the display unit, etc.

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Abstract

The present invention provides an electronic device having an authentication function. The electronic device has a display unit. The display unit has a plurality of light-emitting elements and a plurality of light-receiving elements. The light-receiving element receives light emitted from the light-emitting element and then reflected from a subject. When the illuminance of external light is equal to or less than a first value, the light-emitting element emits light at a first illuminance and the light-receiving element receives light during a first detection period. When the illuminance of the external light is higher than the first value, the light-emitting element emits light at a second illuminance higher than the first illuminance, and the light-receiving element receives light during a second detection period shorter than the first detection period.

Description

電子機器、及びプログラムElectronic devices and programs

本発明の一態様は、電子機器に関する。本発明の一態様は、電子機器に実行させるためのプログラムに関する。本発明の一態様は、電子機器の動作方法に関する。本発明の一態様は、電子機器の認証方法に関する。 One aspect of the present invention relates to an electronic device. One aspect of the present invention relates to a program to be executed by an electronic device. One aspect of the present invention relates to an operation method of an electronic device. One aspect of the present invention relates to an authentication method for an electronic device.

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野として、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、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。半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。 Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. Examples of technical fields of one embodiment of the present invention disclosed in this specification and the like include semiconductor devices, display devices, light-emitting devices, power storage devices, memory devices, electronic devices, lighting devices, input devices, input/output devices, driving methods thereof, and manufacturing methods thereof. A semiconductor device refers to any device that can function by utilizing semiconductor characteristics.

近年、スマートフォンなどの携帯電話、タブレット型情報端末、ノート型PC(パーソナルコンピュータ)などの情報端末機器が広く普及している。このような情報端末機器は、個人情報などが含まれることが多く、不正な利用を防止するための様々な認証技術が開発されている。 In recent years, information terminal devices such as mobile phones such as smartphones, tablet information terminals, and notebook PCs (personal computers) have become widespread. Such information terminal devices often contain personal information, and various authentication technologies have been developed to prevent unauthorized use.

例えば、特許文献1には、プッシュボタンスイッチ部に、指紋センサを備える電子機器が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an electronic device that has a fingerprint sensor in the push button switch section.

米国特許出願公開第2014/0056493号明細書US Patent Application Publication No. 2014/0056493

本発明の一態様は、光検出機能を有する表示部を提供することを課題の一とする。または、光検出機能を有する高精細な表示部を提供することを課題の一とする。または、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。または、光検出機能を有する高精細な表示装置を提供することを課題の一とする。または、表示機能を有する電子機器を提供することを課題の一とする。または、光検出機能を有する電子機器を提供することを課題の一とする。または、指紋認証に代表される認証の機能を有する電子機器を提供することを課題の一とする。または、セキュリティの高い電子機器を提供することを課題の一とする。または、操作性の高い電子機器を提供することを課題の一とする。または、多機能の電子機器を提供することを課題の一とする。または、新規な電子機器を提供することを課題の一とする。または、セキュリティの高い認証方法を有する電子機器を提供することを課題の一とする。または、新規な動作方法を有する電子機器を提供することを課題の一とする。または、新規な認証方法を有する電子機器を提供することを課題の一とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a display unit having a light detection function. Another object is to provide a high-definition display unit having a light detection function. Another object is to provide a display device having a light detection function. Another object is to provide a high-definition display device having a light detection function. Another object is to provide an electronic device having a display function. Another object is to provide an electronic device having a light detection function. Another object is to provide an electronic device having an authentication function typified by fingerprint authentication. Another object is to provide an electronic device with high security. Another object is to provide an electronic device with high operability. Another object is to provide a multi-function electronic device. Another object is to provide a new electronic device. Another object is to provide an electronic device having a high security authentication method. Another object is to provide an electronic device having a new operation method. Another object is to provide an electronic device having a new authentication method.

または、本発明の一態様は、セキュリティの高い電子機器に実行させるためのプログラムを提供することを課題の一とする。または、新規な電子機器に実行させるためのプログラムを提供することを課題の一とする。または、新規なプログラムを提供することを課題の一とする。 Another object of one embodiment of the present invention is to provide a program to be executed on a highly secure electronic device. Another object is to provide a program to be executed on a new electronic device. Another object is to provide a new program.

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。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。 Note that the description of these problems does not preclude the existence of other problems. Note that one embodiment of the present invention does not necessarily solve all of these problems. Note that problems other than these can be extracted from the description in the specification, drawings, claims, etc.

本発明の一態様は、表示部を有し、表示部は、複数の発光素子と、複数の受光素子とを有し、受光素子は、発光素子から射出された光の被写体からの反射光を受光し、外光の照度が第1の値以下のときに、受光素子は第1の検出期間の間、受光し、第1の検出期間の間、発光素子は第1の輝度で発光し、外光の照度が第1の値より高いときに、受光素子は第1の検出期間より短い第2の検出期間の間、受光し、第2の検出期間の間、発光素子は第1の輝度より高い第2の輝度で発光する、電子機器である。 One aspect of the present invention is an electronic device having a display unit, the display unit having a plurality of light-emitting elements and a plurality of light-receiving elements, the light-receiving elements receiving light emitted from the light-emitting elements and reflected from a subject, the light-receiving elements receiving light during a first detection period when the illuminance of external light is equal to or lower than a first value, the light-emitting elements emitting light at a first luminance during the first detection period, and when the illuminance of external light is higher than the first value, the light-receiving elements receiving light during a second detection period that is shorter than the first detection period, and the light-emitting elements emitting light at a second luminance that is higher than the first luminance during the second detection period.

また上記態様において、受光素子は、外光の照度が第1の値以下のとき、第1の検出期間の間、受光し、外光の照度が第1の値より高いとき、第2の検出期間の間、受光することが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the light receiving element receives light during a first detection period when the illuminance of external light is equal to or lower than a first value, and receives light during a second detection period when the illuminance of external light is higher than the first value.

または本発明の一態様は、表示部を有し、表示部は、複数の画素回路と、複数の第2の素子とを有し、画素回路は、第1の素子と、電流制御部とを有し、第1の素子は、第1の電極及び第2の電極と、第1の電極及び第2の電極の間に位置する第1の発光層とを有し、電流制御部は、第1の端子と、第2の電極と接続される第2の端子とを有し、複数の画素回路が有するそれぞれの第1の素子の第1の電極は、互いに接続され、複数の画素回路が有するそれぞれの電流制御部の第1の端子は、互いに接続され、第2の素子は、第1の素子から射出された光の被写体からの反射光を受光し、外光の照度が、第1の値以下のときに、第2の素子は第1の検出期間の間、受光し、第1の検出期間の間、第1の素子は第1の輝度で発光し、外光の照度が第1の値より高いときに、第2の素子は第1の検出期間より短い第2の検出期間の間、受光し、第2の検出期間の間、第1の素子は第1の輝度より高い第2の輝度で発光し、第2の輝度の発光のときの第1の端子の電位と第1の電極の電位差は、第1の輝度の発光のときの第1の端子の電位と第1の電極の電位差よりも大きい、電子機器である。 Or one aspect of the present invention is a display unit having a display unit having a plurality of pixel circuits and a plurality of second elements, the pixel circuits having a first element and a current control unit, the first element having a first electrode and a second electrode, and a first light-emitting layer located between the first electrode and the second electrode, the current control unit having a first terminal and a second terminal connected to the second electrode, the first electrodes of the first elements of the plurality of pixel circuits are connected to each other, the first terminals of the current control units of the plurality of pixel circuits are connected to each other, and the second elements are illuminated from the first elements. An electronic device that receives reflected light from a subject of light emitted from the light source, and when the illuminance of external light is equal to or less than a first value, the second element receives light for a first detection period, and during the first detection period, the first element emits light at a first luminance, and when the illuminance of external light is higher than the first value, the second element receives light for a second detection period that is shorter than the first detection period, and during the second detection period, the first element emits light at a second luminance that is higher than the first luminance, and the potential difference between the first terminal and the first electrode when emitting light at the second luminance is greater than the potential difference between the first terminal and the first electrode when emitting light at the first luminance.

また上記態様において、電流制御部は、第1のトランジスタを有し、第1のトランジスタのソース及びドレインの一方は、第1の端子に接続され、第1のトランジスタのソース及びドレインの他方は、第2の端子に接続されることが好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the current control unit has a first transistor, one of the source and drain of the first transistor is connected to a first terminal, and the other of the source and drain of the first transistor is connected to a second terminal.

また上記態様において、電流制御部は、第1のトランジスタを有し、第1の素子が発光するときは、第1のトランジスタのソース及びドレインの一方には、第1の端子に対応する電位が与えられ、第1の素子の電流は、第1のトランジスタにより制御されることが好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the current control unit has a first transistor, and when the first element emits light, a potential corresponding to the first terminal is applied to one of the source and drain of the first transistor, and the current of the first element is controlled by the first transistor.

また上記態様において、第1の輝度と第1の検出期間の長さとの積は、第2の輝度と第2の検出期間の長さとの積の0.8倍以上1.2倍以下であることが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the product of the first luminance and the length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times the product of the second luminance and the length of the second detection period.

また上記態様において、被写体は、表示部の表面に接する、または表面に近接する第1の指であり、第1の指の指紋情報を取得する機能を有することが好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the subject is a first finger that is in contact with or close to the surface of the display unit, and that the device has a function of acquiring fingerprint information of the first finger.

また上記態様において、記憶部を有し、被写体は、表示部の表面に接する、または表面に近接する第1の指であり、記憶部は、第2の指の指紋情報を有し、第1の指の指紋情報を取得する機能と、第1の指の指紋情報と第2の指の指紋情報を照合する機能とを有することが好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the device has a memory unit, the subject is a first finger that is in contact with or close to the surface of the display unit, the memory unit has fingerprint information of a second finger, and has a function of acquiring the fingerprint information of the first finger and a function of matching the fingerprint information of the first finger with the fingerprint information of the second finger.

また上記態様において、第2の素子は、第3の電極及び第4の電極と、第3の電極と第4の電極の間に位置する活性層とを有し、複数の第2の素子が有するそれぞれの第3の電極は互いに接続され、複数の第2の素子が有するそれぞれの第3の電極と、複数の画素回路が有するそれぞれの第1の素子の第1の電極には、同じ電位が与えられることが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the second element has a third electrode, a fourth electrode, and an active layer located between the third electrode and the fourth electrode, the third electrodes of the second elements are connected to each other, and the same potential is applied to the third electrodes of the second elements and the first electrodes of the first elements of the pixel circuits.

また上記態様において、第2の素子は、第2の発光層を有し、第2の発光層は、第3の電極と第4の電極の間に位置することが好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the second element has a second light-emitting layer, and the second light-emitting layer is located between the third electrode and the fourth electrode.

また上記態様において、第1の素子は、赤、緑、及び青の3色から選ばれる一の色の光を発する機能を有し、第2の素子は、3色から選ばれる他の一の色の光を発する機能と、可視光を受光する機能と、を有することが好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the first element has a function of emitting light of one color selected from the three colors of red, green, and blue, and the second element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving visible light.

また上記態様において、第1の素子は、赤、緑、及び青の3色から選ばれる一の色の光を発する機能を有し、第2の素子は、3色から選ばれる他の一の色の光を発する機能と、赤外光を受光する機能と、を有することが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the first element has a function of emitting light of one color selected from the three colors of red, green, and blue, and the second element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving infrared light.

また上記態様において、第2の輝度の発光のときの第1の電極の電位は、第1の輝度の発光のときの第1の電極の電位よりも低いことが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the potential of the first electrode when emitting light of the second brightness is lower than the potential of the first electrode when emitting light of the first brightness.

また上記態様において、第2の輝度の発光のときの第1の端子の電位は、第1の輝度の発光のときの第1の端子の電位よりも高いことが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the potential of the first terminal when emitting light of the second luminance is higher than the potential of the first terminal when emitting light of the first luminance.

または本発明の一態様は、表示部と、カメラとを有し、表示部は、複数の画素回路と、複数の第2の素子とを有し、画素回路は、第1の素子と、電流制御部とを有し、第1の動作モードにおいて、第2の素子は、第1の素子から射出された光の被写体からの反射光を受光し、外光の照度が、第1の値以下のときに、第1の素子は第1の輝度で発光し、第2の素子は第1の検出期間の間、受光し、外光の照度が第1の値より高いときに、第1の素子は第1の輝度より高い第2の輝度で発光し、第2の素子は第1の検出期間より短い第2の検出期間の間、受光し、第2の動作モードにおいて、第1の素子は第3の輝度で発光し、第3の輝度での発光をフラッシュライトとして、カメラを用いて撮像を行い、第3の輝度は、第2の輝度より低い、電子機器である。 Or, one aspect of the present invention is an electronic device having a display unit and a camera, the display unit having a plurality of pixel circuits and a plurality of second elements, the pixel circuit having a first element and a current control unit, in a first operation mode, the second element receives reflected light from a subject of light emitted from the first element, when the illuminance of external light is equal to or lower than a first value, the first element emits light at a first luminance, the second element receives light during a first detection period, when the illuminance of external light is higher than the first value, the first element emits light at a second luminance higher than the first luminance, and the second element receives light during a second detection period shorter than the first detection period, in a second operation mode, the first element emits light at a third luminance, and an image is captured using the camera with the light emission at the third luminance as a flashlight, and the third luminance is lower than the second luminance.

また上記態様において、第1の素子は、第1の電極及び第2の電極と、第1の電極及び第2の電極の間に位置する発光層とを有し、電流制御部は、第1の端子と、第2の電極と接続される第2の端子とを有し、複数の画素回路が有するそれぞれの第1の素子の第1の電極は、互いに接続され、複数の画素電極が有するそれぞれの電流制御部の第1の端子は、互いに接続され、第1の端子の電位と第1の電極の電位差は、第2の輝度の発光のときに、第1の輝度の発光のときよりも大きく、第1の端子の電位と第1の電極の電位差は、第2の輝度の発光のときに、第3の輝度の発光のときよりも大きいことが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the first element has a first electrode and a second electrode, and a light-emitting layer located between the first electrode and the second electrode, the current control unit has a first terminal and a second terminal connected to the second electrode, the first electrodes of the first elements of the multiple pixel circuits are connected to each other, the first terminals of the current control units of the multiple pixel electrodes are connected to each other, and the potential difference between the first terminal and the first electrode is greater during emission of the second luminance than during emission of the first luminance, and the potential difference between the first terminal and the first electrode is greater during emission of the second luminance than during emission of the third luminance.

または本発明の一態様は、電子機器を実行させるためのプログラムであり、電子機器は、表示機能及び検出機能を有する表示部と、記憶部と、を有し、第1の指を表示部の表面に接して、または第1の指を表示部の表面に近接して配置する第1のステップと、表示部に第1の画像の第1領域を第1の輝度において表示し、第1の画像の第1領域を光源として第1の検出期間にて検出を行い、第1の指の第1の撮像画像を取得する第2のステップと、第1の撮像画像の採用の可否を選択する第3のステップと、第3のステップにおいて撮像画像が採用されなかった場合、表示部に第1の画像の第1領域を第1の輝度よりも高い第2の輝度にて表示し、第1の画像の第1領域を光源として第1の検出期間よりも短い第2の検出期間にて検出を行い、第1の指の第2の撮像画像を取得する第4のステップと、第2の撮像画像の採用の可否を選択する第5のステップと、第3のステップにおいて撮像画像が採用された場合には第1の撮像画像から第1の指の指紋情報を抽出し、第5のステップにおいて撮像画像が採用された場合には第2の撮像画像から第1の指の指紋情報を抽出する第6のステップと、第6のステップにおいて抽出された第1の指の指紋情報と、記憶部が有する第2の指の指紋情報とを照合する第7のステップと、を有し、第3のステップにおいて撮像画像が採用された場合には、第4のステップ及び第5のステップを行わずに第6のステップに進む、プログラムである。 Or one aspect of the present invention is a program for executing an electronic device, the electronic device having a display unit having a display function and a detection function, and a memory unit, and the program includes a first step of placing a first finger in contact with or in close proximity to a surface of the display unit, a second step of displaying a first region of a first image on the display unit at a first luminance, performing detection during a first detection period using the first region of the first image as a light source, and obtaining a first captured image of the first finger, a third step of selecting whether or not to adopt the first captured image, and if the captured image is not adopted in the third step, displaying the first region of the first image on the display unit at a second luminance higher than the first luminance, and obtaining a first captured image of the first finger using the first region of the first image as a light source. This program has a fourth step of performing detection in a second detection period that is shorter than the detection period and acquiring a second captured image of the first finger, a fifth step of selecting whether or not to adopt the second captured image, a sixth step of extracting fingerprint information of the first finger from the first captured image if the captured image is adopted in the third step, and extracting fingerprint information of the first finger from the second captured image if the captured image is adopted in the fifth step, and a seventh step of comparing the fingerprint information of the first finger extracted in the sixth step with the fingerprint information of the second finger held in the memory unit, and proceeds to the sixth step without performing the fourth and fifth steps if the captured image is adopted in the third step.

また上記態様において、第1の輝度と第1の検出期間の長さとの積は、第2の輝度と第2の検出期間の長さとの積の0.8倍以上1.2倍以下であることが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the product of the first luminance and the length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times the product of the second luminance and the length of the second detection period.

本発明の一態様は、表示部と、記憶部と、照度センサとを有し、表示部は、複数の画素回路と、複数の受光素子とを有し、画素回路は、発光素子と、電流制御部とを有し、受光素子は、発光素子から射出された光の被写体からの反射光を受光し、記憶部は、第1の生体情報を有し、照度センサは、表示部が受ける外光に対応した照度を検出し、照度センサに検出される照度が、第1の値以下のときに、受光素子は第1の検出期間の間、受光し、第1の検出期間の間、発光素子は第1の輝度で発光し、照度センサに検出される照度が第1の値より高いときに、受光素子は第1の検出期間より短い第2の検出期間の間、受光し、第2の検出期間の間、発光素子は第1の輝度より高い第2の輝度で発光し、認証コードに基づく処理内容を取得する機能と、第2の生体情報を取得して、第1の生体情報との照合に基づき処理内容の承認を行う機能とを有し、認証コードは、認証コードを含む画像を第1の被写体とし、第1の被写体からの反射光を複数の受光素子が検出することで取得され、第2の生体情報は、指または掌を第2の被写体とし、第2の被写体からの反射光を複数の受光素子が検出することで取得される、電子機器である。 One aspect of the present invention has a display unit, a memory unit, and an illuminance sensor, the display unit has a plurality of pixel circuits and a plurality of light receiving elements, the pixel circuit has a light emitting element and a current control unit, the light receiving element receives light reflected from a subject of light emitted from the light emitting element, the memory unit has first biometric information, the illuminance sensor detects illuminance corresponding to external light received by the display unit, when the illuminance detected by the illuminance sensor is equal to or lower than a first value, the light receiving element receives light during a first detection period, during the first detection period, the light emitting element emits light at a first luminance, and when the illuminance detected by the illuminance sensor is higher than the first value, the light receiving element The electronic device has a function of acquiring processing contents based on an authentication code and a function of acquiring second biometric information and approving the processing contents based on a comparison with the first biometric information, the authentication code being acquired by using an image including the authentication code as a first subject and detecting reflected light from the first subject with multiple light receiving elements, and the second biometric information being acquired by using a finger or palm as a second subject and detecting reflected light from the second subject with multiple light receiving elements.

また上記態様において、発光素子は、第1の電極及び第2の電極と、第1の電極及び第2の電極の間に位置する第1の発光層とを有し、電流制御部は、第1の端子と、第2の電極と接続される第2の端子とを有し、複数の画素回路が有するそれぞれの発光素子の第1の電極は、互いに接続され、複数の画素回路が有するそれぞれの電流制御部の第1の端子は、互いに接続され、第2の輝度の発光のときの第1の端子の電位と第1の電極の電位の差は、第1の輝度の発光のときの第1の端子の電位と第1の電極の電位の差よりも大きいことが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, the light-emitting element has a first electrode and a second electrode, and a first light-emitting layer located between the first electrode and the second electrode, the current control unit has a first terminal and a second terminal connected to the second electrode, the first electrodes of the light-emitting elements of the multiple pixel circuits are connected to each other, the first terminals of the current control units of the multiple pixel circuits are connected to each other, and it is preferable that the difference between the potential of the first terminal and the potential of the first electrode when emitting light of the second luminance is greater than the difference between the potential of the first terminal and the potential of the first electrode when emitting light of the first luminance.

また上記態様において、電流制御部は、第1のトランジスタを有し、第1のトランジスタのソース及びドレインの一方は、第1の端子に接続され、第1のトランジスタのソース及びドレインの他方は、第2の端子に接続されることが好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the current control unit has a first transistor, one of the source and drain of the first transistor is connected to a first terminal, and the other of the source and drain of the first transistor is connected to a second terminal.

また上記態様において、電流制御部は、第1のトランジスタを有し、発光素子が発光するときは、第1のトランジスタのソース及びドレインの一方には、第1の端子に対応する電位が与えられ、発光素子の電流は、第1のトランジスタにより制御されることが好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the current control unit has a first transistor, and when the light-emitting element emits light, a potential corresponding to the first terminal is applied to one of the source and drain of the first transistor, and the current of the light-emitting element is controlled by the first transistor.

また上記態様において、認証コードは、バーコードまたは2次元コードであることが好ましい。 In the above embodiment, it is preferable that the authentication code is a barcode or a two-dimensional code.

また上記態様において、第1の輝度と第1の検出期間の長さとの積は、第2の輝度と第2の検出期間の長さとの積の0.8倍以上1.2倍以下であることが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the product of the first luminance and the length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times the product of the second luminance and the length of the second detection period.

また上記態様において、受光素子は、第3の電極及び第4の電極と、第3の電極と第4の電極の間に位置する活性層とを有し、受光素子が有するそれぞれの第3の電極は互いに接続され、受光素子が有するそれぞれの第3の電極と、複数の画素回路が有するそれぞれの発光素子の第1の電極には、同じ電位が与えられることが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the light receiving element has a third electrode, a fourth electrode, and an active layer located between the third electrode and the fourth electrode, the third electrodes of each of the light receiving elements are connected to each other, and the same potential is applied to each of the third electrodes of the light receiving element and the first electrodes of each of the light emitting elements of the multiple pixel circuits.

また上記態様において、受光素子は、第2の発光層を有し、第2の発光層は、第3の電極と第4の電極の間に位置することが好ましい。 In the above aspect, it is preferable that the light receiving element has a second light emitting layer, and the second light emitting layer is located between the third electrode and the fourth electrode.

また上記態様において、発光素子は、赤、緑、及び青の3色から選ばれる一の色の光を発する機能を有し、受光素子は、3色から選ばれる他の一の色の光を発する機能と、可視光を受光する機能と、を有することが好ましい。 In the above embodiment, it is preferable that the light-emitting element has a function of emitting light of one color selected from the three colors of red, green, and blue, and the light-receiving element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving visible light.

また上記態様において、発光素子は、赤、緑、及び青の3色から選ばれる一の色の光を発する機能を有し、受光素子は、3色から選ばれる他の一の色の光を発する機能と、赤外光を受光する機能と、を有することが好ましい。 In the above embodiment, it is preferable that the light-emitting element has a function of emitting light of one color selected from the three colors of red, green, and blue, and the light-receiving element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving infrared light.

また上記態様において、第2の輝度の発光のときの第1の電極の電位は、第1の輝度の発光のときの第1の電極の電位よりも低いことが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the potential of the first electrode when emitting light of the second brightness is lower than the potential of the first electrode when emitting light of the first brightness.

また上記態様において、第2の輝度の発光のときの第1の端子の電位は、第1の輝度の発光のときの第1の端子の電位よりも高いことが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the potential of the first terminal when emitting light of the second luminance is higher than the potential of the first terminal when emitting light of the first luminance.

または本発明の一態様は、電子機器に実行させるためのプログラムであり、電子機器は、複数の受光素子を有する表示部と、記憶部と、を有し、認証コードを含む画像を第1の被写体とし、表示部に光源として第1の画像を第1の輝度で表示し、光源の第1の被写体からの反射光を複数の受光素子が第1の検出期間で検出する第1のステップと、第1のステップで検出された反射光を用いて、認証コードの撮像画像を取得する第2のステップと、認証コードに基づく第1の処理内容を表示部に表示する第3のステップと、第1の指を表示部に接触させて、または近接して配置する第4のステップと、第1の指を第2の被写体とし、表示部に光源として第2の画像を第2の輝度で表示し、光源の第2の被写体からの反射光を複数の受光素子が第2の検出期間で検出する第5のステップと、第5のステップで検出された反射光を用いて、第1の指の撮像画像を取得する第6のステップと、第1の指の撮像画像から第1の指の指紋情報を取得し、記憶部が有する第2の指の指紋情報との照合を行う第7のステップと、照合により第1の指の指紋情報と第2の指の指紋情報の一致を確認し、第1の処理内容を行う第8のステップと、を有し、第6のステップにおいて取得された撮像画像の画質を検証し、撮像画像の再取得が必要と判断された場合には、第5のステップ及び第6のステップを再度行い、2回目に行う第5のステップでは、1回目と比較して、第2の輝度が高く、第2の検出期間が短い、プログラムである。 Or one aspect of the present invention is a program to be executed by an electronic device, the electronic device having a display unit having a plurality of light receiving elements and a memory unit, and including a first step of displaying an image including an authentication code as a first subject on the display unit at a first brightness using the light source as a light source, and detecting reflected light from the first subject of the light source by the plurality of light receiving elements in a first detection period, a second step of acquiring an image of the authentication code using the reflected light detected in the first step, a third step of displaying a first processing content based on the authentication code on the display unit, a fourth step of placing a first finger in contact with or in close proximity to the display unit, and a fourth step of displaying a second image including the first finger as a second subject on the display unit at a second brightness using the light source as a light source, and detecting reflected light from the first subject of the light source as a light source in a first detection period. The program has a fifth step in which a plurality of light receiving elements detect reflected light from the first finger during a second detection period; a sixth step in which an image of the first finger is acquired using the reflected light detected in the fifth step; a seventh step in which fingerprint information of the first finger is acquired from the image of the first finger and compared with the fingerprint information of the second finger stored in the storage unit; and an eighth step in which the fingerprint information of the first finger and the fingerprint information of the second finger are confirmed to match by the comparison and a first processing content is performed. The program verifies the image quality of the image acquired in the sixth step, and if it is determined that the image needs to be acquired again, the fifth and sixth steps are performed again, and in the second fifth step, the second luminance is higher and the second detection period is shorter than in the first step.

また上記態様において、第1の輝度と第1の検出期間の長さとの積は、第2の輝度と第2の検出期間の長さとの積の0.8倍以上1.2倍以下であることが好ましい。 Furthermore, in the above aspect, it is preferable that the product of the first luminance and the length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times the product of the second luminance and the length of the second detection period.

本発明の一態様によれば、光検出機能を有する表示部を提供することができる。または、光検出機能を有する高精細な表示部を提供することができる。または、光検出機能を有する表示装置を提供することができる。または、光検出機能を有する高精細な表示装置を提供することができる。または、表示機能を有する電子機器を提供することができる。または、光検出機能を有する電子機器を提供することができる。または、指紋認証に代表される認証の機能を有する電子機器を提供することができる。または、セキュリティの高い電子機器を提供することができる。または、操作性の高い電子機器を提供することができる。または、多機能の電子機器を提供することができる。または、新規な電子機器を提供することができる。または、セキュリティの高い認証方法を有する電子機器を提供することができる。または、新規な動作方法を有する電子機器を提供することができる。または、新規な認証方法を有する電子機器を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, a display unit having a light detection function can be provided. Or, a high-definition display unit having a light detection function can be provided. Or, a display device having a light detection function can be provided. Or, a high-definition display device having a light detection function can be provided. Or, an electronic device having a display function can be provided. Or, an electronic device having a light detection function can be provided. Or, an electronic device having an authentication function such as fingerprint authentication can be provided. Or, an electronic device with high security can be provided. Or, an electronic device with high operability can be provided. Or, a multi-function electronic device can be provided. Or, a new electronic device can be provided. Or, an electronic device having a high security authentication method can be provided. Or, an electronic device having a new operation method can be provided. Or, an electronic device having a new authentication method can be provided.

または、本発明の一態様によれば、セキュリティの高い電子機器に実行させるためのプログラムを提供することができる。または、新規な電子機器に実行させるためのプログラムを提供するができる。または、新規なプログラムを提供することができる。 Alternatively, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a program to be executed by a highly secure electronic device. Or, it is possible to provide a program to be executed by a new electronic device. Or, it is possible to provide a new program.

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。なお、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。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。 Note that the description of these effects does not preclude the existence of other effects. Note that one embodiment of the present invention does not necessarily have to have all of these effects. Note that effects other than these can be extracted from the description in the specification, drawings, claims, etc.

図1Aは、電子機器の構成例を示す図である。図1Bは、電子機器の構成例を示す図である。図1C及び図1Dは、画素回路の一例を示す図である。
図2は、電子機器の動作例を示す図である。
図3A及び図3Bは、電子機器の動作例を示す図である。
図4は、電子機器の動作方法の例を示すフローチャートである。
図5A及び図5Bは、電子機器の動作例を示す図である。
図6A及び図6Bは、表示部の構成例を示す図である。図6C乃至図6Fは、画素の構成例を示す図である。
図7A及び図7Bは、電子機器の動作例を示すタイミングチャートである。図7Cは、画素回路の一例を示す図である。
図8は、電子機器の動作方法の例を示すフローチャートである。
図9A乃至図9Cは、電子機器の動作例を示す図である。
図10A及び図10Bは、電子機器の動作例を示す図である。
図11は、電子機器の動作例を示す図である。
図12A乃至図12Dは、電子機器の構成例を示す図である。
図13A乃至図13Dは、電子機器の構成例を示す図である。
図14A乃至図14Cは、電子機器の一例を示す図である。
図15A及び図15Bは、電子機器の構成例を示す図である。
図16A及び図16Bは、電子機器の構成例を示す図である。
図17A及び図17Bは、電子機器の構成例を示す図である。
図18A乃至図18Dは、電子機器の構成例を示す図である。
図19Aは、被写体の一例を示す図である。図19Bは、電子機器の構成例を示す図である。図19Cは、電子機器と被写体とを示す図である。
図20Aは、電子機器と被写体とを示す図である。図20B及び図20Cは、電子機器の構成例を示す図である。
図21A乃至図21Iは、画素の例を示す図である。
図22A及び図22Bは、画素回路の例を示す回路図である。図22Cは画素回路の動作例を示すタイミングチャートである。
図23Aは、表示装置の構成例を示す図である。図23Bは、画素回路の例を示す回路図である。
図24A乃至図24Cは、画素回路の例を示す回路図である。
図25A及び図25Bは、画素回路の例を示す回路図である。
図26A、図26B及び図26Dは、表示装置の例を示す断面図である。図26C及び図26Eは、画像の例を示す図である。図26F乃至図26Hは、画素の例を示す上面図である。
図27Aは、表示装置の構成例を示す断面図である。図27B乃至図27Dは、画素の例を示す上面図である。図27Eは、画像の例を示す図である。
図28Aは、表示装置の構成例を示す断面図である。図28B乃至図28Iは、画素の一例を示す上面図である。
図29A乃至図29Fは、発光素子の構成例を示す図である。
図30A及び図30Bは、発光素子および受光素子の構成例を示す図である。
図31A及び図31Bは、表示装置の構成例を示す図である。
図32A乃至図32Dは、表示装置の構成例を示す図である。
図33A乃至図33Cは、表示装置の構成例を示す図である。
図34A乃至図34Dは、表示装置の構成例を示す図である。
図35A乃至図35Fは、表示装置の構成例を示す図である。
図36A乃至図36Fは、表示装置の構成例を示す図である。
図37は、表示装置の構成例を示す図である。
図38Aは、表示装置の一例を示す断面図である。図38Bは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図39A乃至図39Fは、電子機器の構成例を示す図である。
Fig. 1A is a diagram showing a configuration example of an electronic device, Fig. 1B is a diagram showing a configuration example of an electronic device, and Figs. 1C and 1D are diagrams showing examples of pixel circuits.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the operation of the electronic device.
3A and 3B are diagrams illustrating an example of the operation of the electronic device.
FIG. 4 is a flow chart illustrating an example of a method of operating an electronic device.
5A and 5B are diagrams illustrating an example of the operation of the electronic device.
6A and 6B are diagrams showing a configuration example of a display unit, and FIGS. 6C to 6F are diagrams showing a configuration example of a pixel.
7A and 7B are timing charts showing an example of the operation of the electronic device, and FIG. 7C is a diagram showing an example of a pixel circuit.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a method of operating an electronic device.
9A to 9C are diagrams illustrating an example of the operation of the electronic device.
10A and 10B are diagrams illustrating an example of the operation of the electronic device.
FIG. 11 is a diagram showing an example of the operation of the electronic device.
12A to 12D are diagrams showing configuration examples of electronic devices.
13A to 13D are diagrams showing configuration examples of electronic devices.
14A to 14C are diagrams showing an example of an electronic device.
15A and 15B are diagrams illustrating an example of the configuration of an electronic device.
16A and 16B are diagrams illustrating an example of the configuration of an electronic device.
17A and 17B are diagrams illustrating an example of the configuration of an electronic device.
18A to 18D are diagrams showing configuration examples of electronic devices.
Fig. 19A is a diagram showing an example of a subject, Fig. 19B is a diagram showing a configuration example of an electronic device, and Fig. 19C is a diagram showing the electronic device and a subject.
Fig. 20A is a diagram showing an electronic device and a subject, Fig. 20B and Fig. 20C are diagrams showing examples of the configuration of the electronic device.
21A to 21I are diagrams showing examples of pixels.
22A and 22B are circuit diagrams showing an example of a pixel circuit, and Fig. 22C is a timing chart showing an example of the operation of the pixel circuit.
Fig. 23A is a diagram showing a configuration example of a display device, and Fig. 23B is a circuit diagram showing an example of a pixel circuit.
24A to 24C are circuit diagrams showing examples of pixel circuits.
25A and 25B are circuit diagrams showing examples of pixel circuits.
26A, 26B, and 26D are cross-sectional views showing an example of a display device, 26C and 26E are diagrams showing example images, and 26F to 26H are top views showing example pixels.
Fig. 27A is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device, Fig. 27B to Fig. 27D are top views showing examples of pixels, and Fig. 27E is a diagram showing an example of an image.
28A is a cross-sectional view showing a configuration example of a display device, and FIGS. 28B to 28I are top views showing an example of a pixel.
29A to 29F are diagrams showing configuration examples of light-emitting elements.
30A and 30B are diagrams showing configuration examples of a light emitting element and a light receiving element.
31A and 31B are diagrams showing a configuration example of a display device.
32A to 32D are diagrams showing configuration examples of the display device.
33A to 33C are diagrams showing configuration examples of a display device.
34A to 34D are diagrams showing configuration examples of the display device.
35A to 35F are diagrams showing configuration examples of the display device.
36A to 36F are diagrams showing configuration examples of a display device.
FIG. 37 is a diagram showing an example of the configuration of a display device.
Fig. 38A is a cross-sectional view showing an example of a display device, and Fig. 38B is a cross-sectional view showing an example of a transistor.
39A to 39F are diagrams showing configuration examples of electronic devices.

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、以下の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。 The following describes the embodiments with reference to the drawings. However, it will be readily understood by those skilled in the art that the embodiments can be implemented in many different ways, and that the form and details can be modified in various ways without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be interpreted as being limited to the description of the embodiments below.

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、ハッチングパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。 In the configuration of the invention described below, the same parts or parts having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and repeated explanations will be omitted. Also, when referring to similar functions, the same hatching pattern may be used and no particular reference numeral may be used.

なお、本明細書で説明する各図において、各構成要素の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。 Note that in each figure described in this specification, the size of each component, the thickness of a layer, or the area may be exaggerated for clarity. Therefore, the figures are not necessarily limited to the scale.

なお、本明細書等における「第1」、「第2」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。 Note that ordinal numbers such as "first" and "second" are used in this specification to avoid confusion between components and do not limit the number.

なお、以下では「上」、「下」などの向きを示す表現は、基本的には図面の向きと合わせて用いるものとする。しかしながら、説明を容易にするためなどの目的で、明細書中の「上」または「下」が意味する向きが、図面とは一致しない場合がある。一例として、積層体等の積層順(または形成順)などを説明する場合に、図面において当該積層体が設けられる側の面(被形成面、支持面、接着面、平坦面など)が当該積層体よりも上側に位置していても、被形成面が下にある、などと表現し、積層体が上にある、などと表現する場合がある。 In the following, expressions indicating directions such as "up" and "down" are basically used in accordance with the directions in the drawings. However, for the purpose of facilitating explanation, the directions that "up" and "down" refer to in the specification may not match those in the drawings. As an example, when explaining the stacking order (or formation order) of a laminate, etc., even if the surface on which the laminate is provided (the surface to be formed, the supporting surface, the adhesive surface, the flat surface, etc.) is located above the laminate in the drawings, it may be expressed as "the surface to be formed is below" and "the laminate is above."

本明細書等において、表示部は表示面に画像等を表示(出力)する機能を有するものである。したがって表示部は出力装置の一態様である。 In this specification, the display unit has the function of displaying (outputting) images, etc. on a display surface. Therefore, the display unit is one aspect of an output device.

また本明細書等において、表示パネルは表示面に画像等を表示(出力)する機能を有するものである。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。 Furthermore, in this specification, a display panel has a function of displaying (outputting) images, etc. on a display surface. Therefore, a display panel is one aspect of an output device.

本明細書等では、表示パネルの基板に、例えばFPC(Flexible Printed Circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Package)などのコネクターが取り付けられたもの、または基板にCOG(Chip On Glass)方式等によりICが実装されたものを、表示パネルモジュール、表示モジュール、または単に表示パネルなどと呼ぶ場合がある。 In this specification, a display panel having a connector such as an FPC (Flexible Printed Circuit) or TCP (Tape Carrier Package) attached to the substrate, or an IC mounted on the substrate using a method such as COG (Chip On Glass), may be referred to as a display panel module, display module, or simply a display panel.

なお、本明細書等において、タッチパネルは表示面に画像等を表示する機能と、表示面に指またはスタイラスなどの被検知体が触れる、押圧する、または近づくことなどを検出するタッチセンサとしての機能と、を有する。したがってタッチパネルは入出力装置の一態様である。 Note that in this specification, a touch panel has a function of displaying an image or the like on a display surface, and a function as a touch sensor that detects when a detectable object such as a finger or stylus touches, presses, or approaches the display surface. Therefore, a touch panel is one aspect of an input/output device.

タッチパネルは、例えばタッチセンサ付き表示パネル(または表示装置)、タッチセンサ機能つき表示パネル(または表示装置)とも呼ぶことができる。タッチパネルは、表示パネルとタッチセンサパネルとを有する構成とすることもできる。または、表示パネルの内部または表面にタッチセンサとしての機能を有する構成とすることもできる。 A touch panel can also be called, for example, a display panel (or display device) with a touch sensor or a display panel (or display device) with a touch sensor function. A touch panel can also have a configuration that includes a display panel and a touch sensor panel. Alternatively, the touch panel can have a function as a touch sensor inside or on the surface of the display panel.

本明細書等では、タッチパネルの基板に、コネクター、IC等から選ばれる一以上が実装されたものを、タッチパネルモジュール、表示モジュール、または単にタッチパネルなどと呼ぶ場合がある。 In this specification, a touch panel substrate on which one or more components selected from a connector, an IC, etc. are mounted may be referred to as a touch panel module, a display module, or simply a touch panel.

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, an electronic device according to one embodiment of the present invention will be described.

本発明の一態様の電子機器は、表示部を有する。表示部は、発光を行う機能と、受光を行う機能と、を有する。また表示部は、タッチ操作を検出する機能を有することが好ましい。 The electronic device of one embodiment of the present invention has a display unit. The display unit has a function of emitting light and a function of receiving light. In addition, it is preferable that the display unit has a function of detecting a touch operation.

表示部は、画像の表示を行うことができる。また表示部は、表示された画像を光源に用いて、受光を行うことができる。例えば、表示された画像を光源とし、被写体(対象物)で反射した光を受光し、光の強度、波長、等の情報を取得することができる。 The display unit can display an image. The display unit can also receive light using the displayed image as a light source. For example, the displayed image can be used as a light source to receive light reflected from a subject (object), and information such as the light intensity and wavelength can be obtained.

表示部は、複数の発光素子と、複数の受光素子とを有する。複数の発光素子はマトリクス状に配置されることが好ましい。また複数の受光素子はマトリクス状に配置されることが好ましい。 The display unit has a plurality of light-emitting elements and a plurality of light-receiving elements. It is preferable that the plurality of light-emitting elements are arranged in a matrix. It is also preferable that the plurality of light-receiving elements are arranged in a matrix.

マトリクス状に配置された複数の受光素子を用いて、被写体の撮像を行うことができる。またマトリクス状に配置された複数の受光素子のそれぞれの周囲に発光素子を配置することができる。受光素子は、周囲に配置された発光素子から射出された光の反射光を受光することができる。 A subject can be imaged using a number of light receiving elements arranged in a matrix. Light emitting elements can be arranged around each of the light receiving elements arranged in a matrix. The light receiving elements can receive reflected light emitted from the light emitting elements arranged around them.

また表示部は、マトリクス状に配置された複数の画素を含む構成とすることができる。複数の画素のそれぞれは例えば、発光素子及び受光素子の一以上を含む構成とすることができる。複数の画素のそれぞれは例えば、一以上の発光素子と、一以上の受光素子とを含む。あるいは複数の画素のそれぞれは、発光素子と受光素子の一方のみを含む構成とすることもできる。画素に含まれる発光素子は複数である場合には例えば、異なる波長域の発光を呈する複数の発光素子を有することができる。また、画素に含まれる受光素子が複数である場合には例えば、異なる波長域に対応する複数の受光素子を有することができる。 The display unit may also be configured to include a plurality of pixels arranged in a matrix. Each of the plurality of pixels may, for example, include one or more light-emitting elements and light-receiving elements. Each of the plurality of pixels may, for example, include one or more light-emitting elements and one or more light-receiving elements. Alternatively, each of the plurality of pixels may be configured to include only one of a light-emitting element and a light-receiving element. When a pixel includes a plurality of light-emitting elements, the pixel may, for example, include a plurality of light-emitting elements that emit light in different wavelength ranges. When a pixel includes a plurality of light-receiving elements, the pixel may, for example, include a plurality of light-receiving elements that correspond to different wavelength ranges.

電子機器は、センサ部を有することができる。 The electronic device may have a sensor unit.

表示部において発光素子が発した光の一部は、被写体により反射し、その反射光が受光素子に入射する。受光素子は、入射する光の強度に応じて電気信号を出力することができる。そのため、表示部はマトリクス状に配列された受光素子を有することで、表示部に触れる、または近接する被写体の位置情報及び形状をデータとして取得する(撮像するともいう)ことができる。つまり、表示部は画像を表示する機能を有するとともに、イメージセンサパネル、または光学式センサとして機能することができる。よって表示部は、電子機器のセンサ部の一部として機能する、と表現される場合がある。 Part of the light emitted by the light-emitting element in the display unit is reflected by the subject, and the reflected light is incident on the light-receiving element. The light-receiving element can output an electrical signal depending on the intensity of the incident light. Therefore, by having light-receiving elements arranged in a matrix, the display unit can obtain (also referred to as capturing) positional information and shape of a subject touching or approaching the display unit as data. In other words, the display unit has the function of displaying images, and can also function as an image sensor panel or an optical sensor. Therefore, the display unit is sometimes described as functioning as part of the sensor unit of the electronic device.

また、センサ部は、タッチセンサ、照度センサ、等を有することができる。本発明の一態様の表示部は、光学式センサとして機能することができ、当該光学式センサを用いて、表示部の表面への接触、あるいは近接を検知することができる。よって、表示部がタッチセンサとして機能する、と表現することができる。 The sensor unit can have a touch sensor, an illuminance sensor, or the like. The display unit of one embodiment of the present invention can function as an optical sensor, and can detect contact with or proximity to the surface of the display unit using the optical sensor. Thus, it can be said that the display unit functions as a touch sensor.

またセンサ部が、表示部に含まれないタッチセンサを有する構成とすることもできる。 The sensor unit can also be configured to have a touch sensor that is not included in the display unit.

本発明の一態様の電子機器は、表示部に配置された複数の受光素子を用いて、表示部に触れた、あるいは近接した被写体の撮像画像を取得する機能を有する。 An electronic device according to one embodiment of the present invention has a function of capturing an image of a subject touching or approaching the display using multiple light-receiving elements arranged on the display.

本発明の一態様の電子機器は、撮像画像から認証情報を取得する機能を有する。 An electronic device according to one aspect of the present invention has a function for acquiring authentication information from a captured image.

認証情報として生体情報を取得することができる。例えば、撮像する被写体を指、掌などとして、認証情報を取得することができる。被写体を指とする場合は、認証情報として、指紋の画像を用いることができる。被写体を掌とする場合は、認証情報として、掌紋の画像を用いることができる。 Biometric information can be acquired as authentication information. For example, authentication information can be acquired when the subject of an image is a finger, a palm, or the like. When the subject is a finger, a fingerprint image can be used as authentication information. When the subject is a palm, a palm print image can be used as authentication information.

また例えば、認証コードを含む画像を被写体として、認証コードに基づく認証情報を取得することができる。認証コードとして、バーコード、二次元コード等が挙げられる。また、認証情報は、これらのコードに限らない。認証情報は文字情報を含むことができる。文字情報を撮像し、電子機器の制御回路部において文字認識を行って文字データを抽出し、抽出された当該文字データを用いて認証を行うこともできる。 For example, an image including an authentication code can be used as a subject to acquire authentication information based on the authentication code. Examples of authentication codes include barcodes and two-dimensional codes. Furthermore, the authentication information is not limited to these codes. The authentication information can include character information. An image of the character information can be captured, and character recognition can be performed in the control circuit of the electronic device to extract character data, and authentication can be performed using the extracted character data.

なお、認証コードなどの認証情報は、暗号を用いて解読可能な領域を有してもよい。本発明の一態様の電子機器の記憶部に、暗号情報を記憶し、認証コードの読み取りにおいて暗号との組み合わせを行って認証情報を読み取ることができる。 Note that authentication information such as an authentication code may have an area that can be decrypted using a code. Code information can be stored in the memory unit of an electronic device according to one embodiment of the present invention, and the authentication information can be read by combining the code with the authentication code when reading the authentication code.

暗号を用いて解読可能な領域に例えば、ユーザーに紐づいた情報を含めることにより、個人情報の保護、管理が可能となる。また利便性向上のためには、認証コードなどの認証情報に、暗号を用いずに解読可能な領域も含めてもよい。これにより、広く情報開示を行いたい情報、例えば複数のユーザー間で広く共有される、個人情報等の機密を含まない情報は、暗号を用いずに解読することができる。 For example, by including information linked to a user in an area that can be decrypted using a code, it becomes possible to protect and manage personal information. Furthermore, to improve convenience, authentication information such as an authentication code may also include an area that can be decrypted without using a code. This allows information that is desired to be widely disclosed, for example information that is widely shared among multiple users and does not contain confidential information such as personal information, to be decrypted without using a code.

<電子機器の構成例1>
本発明の一態様の電子機器420のブロック図を、図1Aに示す。電子機器420は、制御回路部401と、表示部422と、センサ部403と、記憶部404と、を有する。制御回路部401は、認証部407を有する。表示部422は、発光素子405と、受光素子406と、を有する。電子機器420は例えば、携帯情報端末などに適用することができる。
<Configuration Example 1 of Electronic Device>
1A shows a block diagram of an electronic device 420 of one embodiment of the present invention. The electronic device 420 includes a control circuit unit 401, a display unit 422, a sensor unit 403, and a memory unit 404. The control circuit unit 401 includes an authentication unit 407. The display unit 422 includes a light-emitting element 405 and a light-receiving element 406. The electronic device 420 can be used in, for example, a portable information terminal.

なお、本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることがある。また、一つの機能を複数の構成要素で実現することもあり得る。 In the drawings attached to this specification, the components are classified by function and shown in block diagrams as independent blocks. However, in reality, it is difficult to completely separate components by function, and one component may be involved in multiple functions. Also, one function may be realized by multiple components.

制御回路部401は、電子機器420のシステムの制御全般を行う機能を有する。また、制御回路部401は、電子機器420が有する各構成要素を統括的に制御する機能を有する。制御回路部401は、走査線駆動回路及び信号線駆動回路を含む構成とすることができる。 The control circuit section 401 has a function of controlling the entire system of the electronic device 420. The control circuit section 401 also has a function of controlling each component of the electronic device 420 in an integrated manner. The control circuit section 401 can be configured to include a scanning line driver circuit and a signal line driver circuit.

制御回路部401は例えば、中央演算装置(CPU:Central Processing Unit)としての機能を有する。制御回路部401は、プロセッサにより種々のプログラムからの命令を解釈し実行することで、各種のデータ処理、またはプログラム制御を行う。プロセッサにより実行しうるプログラムは、プロセッサが有するメモリ領域に格納されていてもよいし、記憶部404に格納されていてもよい。 The control circuit unit 401 functions as, for example, a central processing unit (CPU). The control circuit unit 401 performs various data processing or program control by interpreting and executing commands from various programs using a processor. Programs that can be executed by the processor may be stored in a memory area of the processor, or may be stored in the storage unit 404.

制御回路部401は、表示部422に出力する画像データを生成する機能、表示部422の受光素子406から入力される認証情報を処理する機能、電子機器420のロック状態を制御する機能等を有する。 The control circuit unit 401 has functions such as generating image data to be output to the display unit 422, processing authentication information input from the light receiving element 406 of the display unit 422, and controlling the lock state of the electronic device 420.

認証部407は、認証情報を用いて、認証処理を行う機能を有する。 The authentication unit 407 has the function of performing authentication processing using authentication information.

表示部422は、制御回路部401から入力される画像データに基づき、発光素子405を用いて画像を表示する機能を有する。表示部422は、表示部422に触れる被写体、または表示部422に近接する被写体を撮像することができる。例えば、発光素子405が発した光の一部は被写体により反射し、その反射光が受光素子406に入射する。受光素子は入射する光の強度に応じた電気信号を出力することができ、表示部422がマトリクス状に配列した複数の受光素子406を有することで、被写体の位置情報及び形状をデータとして取得する(撮像する)ことができる。表示部422は、イメージセンサパネル、または光学式センサとしての機能を有するということができる。 The display unit 422 has a function of displaying an image using the light-emitting element 405 based on image data input from the control circuit unit 401. The display unit 422 can capture an image of a subject touching the display unit 422 or a subject close to the display unit 422. For example, part of the light emitted by the light-emitting element 405 is reflected by the subject, and the reflected light is incident on the light-receiving element 406. The light-receiving element can output an electrical signal according to the intensity of the incident light, and the display unit 422 has multiple light-receiving elements 406 arranged in a matrix, so that position information and shape of the subject can be obtained as data (imaged). The display unit 422 can be said to have a function as an image sensor panel or an optical sensor.

光学式センサの機能を有する表示部422は、光の強度の情報に加えて、光の色の情報を取得することができる。よって、表示部422は、被写体の色の情報を取得することができる。色の情報を用いることにより、認証の精度が向上し、セキュリティを高めることができる。なお、光の色の情報を取得する場合には例えば、受光素子上にカラーフィルタを設け、当該カラーフィルタに対応する色をそれぞれ取得することができる。あるいは、光源として用いる画像において、異なる波長の光を順に点灯し、それぞれの点灯期間に対応する撮像データを解析することにより、光の色の情報を取得することができる。 The display unit 422, which has the function of an optical sensor, can obtain information on the color of the light in addition to information on the intensity of the light. Thus, the display unit 422 can obtain information on the color of the subject. By using the color information, the accuracy of authentication can be improved and security can be enhanced. When obtaining information on the color of the light, for example, a color filter can be provided on the light receiving element, and the colors corresponding to the color filter can be obtained. Alternatively, in an image used as a light source, light of different wavelengths can be turned on in sequence, and the imaging data corresponding to each lighting period can be analyzed to obtain information on the color of the light.

センサ部403は、照度センサを有する。照度センサは、電子機器420が使用される環境を照らす外光の強さ、より具体的には例えば表示部422を照らす外光の照度を取得することができる。また、照度センサは、外光の照度に加えて、外光の色、波長などの情報も取得することができる。 The sensor unit 403 has an illuminance sensor. The illuminance sensor can acquire the intensity of external light illuminating the environment in which the electronic device 420 is used, more specifically, the illuminance of external light illuminating the display unit 422, for example. Furthermore, the illuminance sensor can acquire information such as the color and wavelength of the external light in addition to the illuminance of the external light.

またセンサ部403は、超音波式センサ、光学式センサ、静電容量式センサなどを有することができる。これらのセンサは例えば、タッチセンサとして用いることができる。またこれらのセンサを用いて、被写体の情報を取得することができる。例えば、被写体が指である場合には、指の情報を取得することもできる。 The sensor unit 403 can also have an ultrasonic sensor, an optical sensor, a capacitance sensor, or the like. These sensors can be used as touch sensors, for example. These sensors can also be used to obtain information about the subject. For example, if the subject is a finger, information about the finger can also be obtained.

超音波式センサは、超音波を発し、被写体で反射した反射波を検知することで、被写体の凹凸の情報を三次元で取得することができる。超音波は皮膚を透過するため、被写体を人の指とする場合は指の凹凸(指紋)に加えて、皮膚内部の血流を検知することもできる。表示部422の受光素子を用いて、第1の認証情報として指の指紋の第1の撮像画像を取得した後、超音波式センサを用いて、第2の認証情報として指の指紋の第2の撮像画像を取得してもよい。異なる複数の方式を用いて認証情報を取得することにより、セキュリティを高めることができる。 An ultrasonic sensor emits ultrasonic waves and detects the waves reflected by the subject, thereby obtaining three-dimensional information about the unevenness of the subject. Because ultrasonic waves pass through the skin, when the subject is a human finger, it can detect blood flow inside the skin in addition to the unevenness (fingerprint) of the finger. After obtaining a first captured image of the finger's fingerprint as first authentication information using the light receiving element of the display unit 422, an ultrasonic sensor may be used to obtain a second captured image of the finger's fingerprint as second authentication information. Security can be increased by obtaining authentication information using multiple different methods.

制御回路部401は、認証部407で実行される認証が承認された場合に、承認された処理を行う機能を有する。 The control circuit unit 401 has the function of performing approved processing when the authentication performed by the authentication unit 407 is approved.

認証部407は、電子機器420のシステムをロックする機能を有する。また、電子機器のシステムがロックされた状態から、ロックが解除され、電子機器420を使用できる状態に移行する機能を有する。当該認証に、指紋認証を用いることができる。 The authentication unit 407 has a function of locking the system of the electronic device 420. It also has a function of transitioning from a locked state of the system of the electronic device to a state in which the system is unlocked and the electronic device 420 can be used. Fingerprint authentication can be used for this authentication.

制御回路部401において指紋認証を行う場合には、ユーザーに指をタッチさせる位置を示す画像(タッチ位置を知らせる画像ともいう)を含む画像データを生成し、当該画像データを表示部422に出力する機能を有してもよい。 When fingerprint authentication is performed in the control circuit unit 401, the control circuit unit 401 may have a function of generating image data including an image showing the position where the user is to touch with their finger (also called an image informing the touch position) and outputting the image data to the display unit 422.

撮像する被写体を指とする場合には、表示部422は、受光素子406を用いてユーザーの認証情報を取得し、認証情報を制御回路部401に出力する機能を有する。認証情報として例えば、表示部422に触れたユーザーの指紋の画像(撮像画像、撮像データともいう)を用いることができる。表示部422は、触れたユーザーの指紋の画像を、受光素子406を用いて撮像することにより、認証情報を取得することができる。 When the subject to be imaged is a finger, the display unit 422 has a function of acquiring user authentication information using the light receiving element 406 and outputting the authentication information to the control circuit unit 401. For example, an image of the fingerprint of the user who touches the display unit 422 (also referred to as an imaged image or imaged data) can be used as the authentication information. The display unit 422 can acquire the authentication information by capturing an image of the fingerprint of the user who has touched the display unit 422 using the light receiving element 406.

光学式センサの機能を有する表示部422は、被写体の色の情報を取得できることから、認証情報に色の情報を含ませてもよい。例えば、被写体を指とする場合は、認証情報として指紋の情報に加えて、肌の色の情報を取得することができる。 Since the display unit 422, which has the function of an optical sensor, can obtain color information of the subject, color information may be included in the authentication information. For example, if the subject is a finger, skin color information can be obtained as authentication information in addition to fingerprint information.

記憶部404は、あらかじめ登録されたユーザーのユーザー情報を保持する機能を有する。ユーザー情報として、例えば、ユーザーの指紋情報を用いることができる。記憶部404は、制御回路部401の要求に応じて、ユーザー情報を認証部407に出力することができる。 The memory unit 404 has a function of storing user information of pre-registered users. For example, the user's fingerprint information can be used as the user information. The memory unit 404 can output the user information to the authentication unit 407 in response to a request from the control circuit unit 401.

記憶部404は、ユーザーが認証に用いる指の指紋情報を保持することができ、一以上の指の情報を自由に登録することができる。例えば、ユーザーの右手の人差し指と、左手の人差し指の2つの指紋情報を保持することができる。ユーザーは、人差し指だけでなく、中指、薬指、小指、親指のうち、1つ以上の指紋情報を自由に登録することができ、記憶部404は、登録された全ての指紋情報を保持することができる。 The storage unit 404 can hold fingerprint information of the fingers used by the user for authentication, and can freely register information for one or more fingers. For example, it can hold fingerprint information for two fingers, the index finger of the user's right hand and the index finger of the left hand. The user can freely register fingerprint information for one or more of the index finger, middle finger, ring finger, little finger, and thumb, and the storage unit 404 can hold information for all registered fingerprints.

認証部407は、表示部422から入力される認証情報と、記憶部404に保持された情報を照合し、これらが一致するか否かを判定する処理(認証処理)を実行する機能を有する。 The authentication unit 407 has a function of executing a process (authentication process) of comparing the authentication information input from the display unit 422 with the information stored in the memory unit 404 and determining whether they match.

認証処理は例えば、2つの画像を比較して、その類似度を用いるテンプレートマッチング法、またはパターンマッチング法などの手法を用いることができる。認証処理は、画像のパターンの端点、及び分岐点等の特徴点(Minutia)を比較するマニューシャ方式を用いてもよい。また、認証処理は、機械学習を用いた推論を用いてもよい。特にニューラルネットワークを用いた推論により行われることが好ましい。 The authentication process can use, for example, a template matching method that compares two images and uses the similarity between them, or a pattern matching method. The authentication process can also use a minutia method that compares feature points (minutia) such as the endpoints and branching points of the image patterns. The authentication process can also use inference using machine learning. In particular, it is preferable to perform inference using a neural network.

図1Bは、電子機器420の一例を示す斜視図である。図1Bに示す電子機器420は、筐体421と、表示部422を有する。電子機器420は、筐体421内に制御回路部401、センサ部403及び記憶部404を有する。 FIG. 1B is a perspective view showing an example of an electronic device 420. The electronic device 420 shown in FIG. 1B has a housing 421 and a display unit 422. The electronic device 420 has a control circuit unit 401, a sensor unit 403, and a memory unit 404 within the housing 421.

センサ部403は、照度センサ432を有する。照度センサ432は例えば、筐体421において、表示部422が設けられる側の表面、あるいは表面の近傍に位置する。照度センサ432は、表示部422が受ける外光に対応した照度を検出することができる。 The sensor unit 403 has an illuminance sensor 432. The illuminance sensor 432 is located, for example, on the surface of the housing 421 on which the display unit 422 is provided, or in the vicinity of the surface. The illuminance sensor 432 can detect the illuminance corresponding to the external light received by the display unit 422.

電子機器420は、カメラ431を有する。電子機器420はカメラ431を用いて静止画または動画を撮像し、記憶部に保存する機能、撮像画像を表示部に表示する機能、等を有する。 The electronic device 420 has a camera 431. The electronic device 420 has a function of capturing still images or videos using the camera 431 and storing them in a storage unit, a function of displaying the captured images on a display unit, etc.

カメラ431は例えば、筐体421において、表示部422が設けられる側の表面、あるいは表面の近傍に位置する。カメラ431は、インカメラと呼ばれる場合がある。カメラ431は広角レンズを含むことが好ましい。カメラ431は、表示部422が有する受光素子を用いて撮像される被写体よりも、表示部422からの距離が遠い被写体を撮像する場合に好適に用いることができる。 The camera 431 is located, for example, on the surface of the housing 421 on which the display unit 422 is provided, or in the vicinity of the surface. The camera 431 may be called an in-camera. It is preferable that the camera 431 includes a wide-angle lens. The camera 431 can be suitably used when capturing an image of a subject that is farther away from the display unit 422 than the subject captured using the light receiving element of the display unit 422.

表示部422に画像を表示し、当該画像をフラッシュライトとして、カメラ431での撮像を行うことができる。図2には、ユーザー433が電子機器420の表示部422に画像を表示し、当該画像をフラッシュライトとし、カメラ431を用いてユーザー433自身を含む画像を撮像する例を示す。図2には、表示部422において、領域483を点灯させ、フラッシュライトとして用いる例を示す。図2には領域483は表示部422の全面とする例を示すが、領域483は表示部422の一部の領域であってもよい。領域483では、全ての画素を点灯させてもよいし、千鳥格子状、縞状などの規則的な模様を表示してもよい。また、フラッシュライトとしての表示には例えば、白色での表示を用いることができる。また、フラッシュライトとしての表示の際には、表示させる色の色温度を設定できるようにしてもよい。例えば、定められた2つ以上の色温度から選択できるようにしてもよい。色温度として、より赤みを帯びる色温度とすることにより例えば、人の肌色がより自然に見え、好ましい場合がある。 An image can be displayed on the display unit 422, and the image can be used as a flashlight to capture an image with the camera 431. FIG. 2 shows an example in which the user 433 displays an image on the display unit 422 of the electronic device 420, uses the image as a flashlight, and captures an image including the user 433 himself using the camera 431. FIG. 2 shows an example in which the region 483 in the display unit 422 is turned on and used as a flashlight. FIG. 2 shows an example in which the region 483 is the entire surface of the display unit 422, but the region 483 may be a partial region of the display unit 422. In the region 483, all pixels may be turned on, or a regular pattern such as a houndstooth check pattern or a striped pattern may be displayed. In addition, for example, a white display may be used for display as a flashlight. In addition, when displaying as a flashlight, the color temperature of the color to be displayed may be set. For example, it may be possible to select from two or more predetermined color temperatures. By setting the color temperature to a reddish color temperature, for example, a person's skin color may look more natural, which may be preferable.

本発明の一態様の電子機器、及び表示部において、発光素子の輝度は例えば、複数の画素を含む領域における平均の輝度を指す場合がある。 In an electronic device and a display portion according to one embodiment of the present invention, the luminance of a light-emitting element may refer to, for example, the average luminance in an area including multiple pixels.

[画素回路]
画素は、一以上の画素回路を有する。一の画素回路には一の発光素子が含まれる。あるいは一の画素回路には、一の受光素子が含まれる。あるいは一の画素回路には、一の発光素子と、一の受光素子とが含まれてもよい。また画素回路に二以上の発光素子が含まれてもよい。また画素回路に二以上の受光素子が含まれてもよい。なお図1Cに示す画素回路は、表示素子に広く用いることができる。例えば液晶素子に用いてもよい。また、表示素子に限定されず、データに応じた状態を保持する記憶素子に用いてもよい。
[Pixel circuit]
A pixel has one or more pixel circuits. One pixel circuit includes one light-emitting element. Alternatively, one pixel circuit includes one light-receiving element. Alternatively, one pixel circuit may include one light-emitting element and one light-receiving element. Furthermore, the pixel circuit may include two or more light-emitting elements. Furthermore, the pixel circuit shown in FIG. 1C may be widely used for display elements. For example, it may be used for liquid crystal elements. Furthermore, it is not limited to display elements, and may be used for memory elements that hold a state according to data.

画素回路は一以上のトランジスタを有することが好ましい。 It is preferable that the pixel circuit has one or more transistors.

図1Cには、発光素子を含む画素回路として画素回路PX1を示し、受光素子を含む画素回路として画素回路PX2を示す。 Figure 1C shows pixel circuit PX1 as a pixel circuit including a light-emitting element, and pixel circuit PX2 as a pixel circuit including a light-receiving element.

図1Cにおいて画素回路PX1は、発光素子EMと、電流制御部CUとを有する。電流制御部CUは、発光素子EMの電流を制御する機能を有する。また画素回路PX1は信号供給部SEを有する。信号供給部SEは、配線GLから与えられる走査信号と、配線SLから与えられる画像信号とに基づいた信号を、電流制御部CUに与える機能を有する。配線GLは走査線、配線SLは信号線とそれぞれ呼ばれる場合がある。 In FIG. 1C, pixel circuit PX1 has a light-emitting element EM and a current control unit CU. The current control unit CU has a function of controlling the current of the light-emitting element EM. Pixel circuit PX1 also has a signal supply unit SE. The signal supply unit SE has a function of supplying to the current control unit CU a signal based on a scanning signal provided from a line GL and an image signal provided from a line SL. The line GL may be called a scanning line, and the line SL may be called a signal line.

発光素子EMの一方の端子は、配線CATに接続される。配線CATの電位は、カソード電位と呼ばれる場合がある。 One terminal of the light-emitting element EM is connected to the wiring CAT. The potential of the wiring CAT is sometimes called the cathode potential.

電流制御部CUの一方の端子は配線ANOに接続される。配線ANOの電位は、アノード電位と呼ばれる場合がある。また電流制御部CUの他方の端子は発光素子EMの他方の端子と接続される。 One terminal of the current control unit CU is connected to the wiring ANO. The potential of the wiring ANO is sometimes called the anode potential. The other terminal of the current control unit CU is connected to the other terminal of the light-emitting element EM.

電流制御部は、電流制御用トランジスタを有する。電流制御用トランジスタは、駆動トランジスタと呼ぶこともできる。電流制御用トランジスタは、発光素子EMの電流を制御する機能を有する。発光素子EMの電流を制御することにより例えば、発光素子EMの輝度を制御することができる。 The current control section has a current control transistor. The current control transistor can also be called a drive transistor. The current control transistor has the function of controlling the current of the light-emitting element EM. By controlling the current of the light-emitting element EM, for example, the brightness of the light-emitting element EM can be controlled.

画素回路PX2は受光素子IGを有する。受光素子IGの一方の端子は、配線CATに接続される。 Pixel circuit PX2 has a light receiving element IG. One terminal of the light receiving element IG is connected to wiring CAT.

図1Dには、画素PX1の一例として、電流制御部としてトランジスタM2を用い、信号供給部としてトランジスタM1を用いる例を示す。 Figure 1D shows an example of pixel PX1 in which transistor M2 is used as the current control unit and transistor M1 is used as the signal supply unit.

なお、図1DにおいてトランジスタM2のソース及びドレインの一方は発光素子と接続されるが、トランジスタM2のソース及びドレインの一方と発光素子との間に一以上のトランジスタを介して接続される構成とすることもできる。また、図1DにおいてトランジスタM2のソース及びドレインの他方は配線ANOと接続されるが、トランジスタM2と配線ANOとの間に一以上のトランジスタを介して接続される構成とすることもできる。 In FIG. 1D, one of the source and drain of the transistor M2 is connected to the light-emitting element, but one or more transistors may be connected between the light-emitting element and one of the source and drain of the transistor M2. In FIG. 1D, the other of the source and drain of the transistor M2 is connected to the wiring ANO, but one or more transistors may be connected between the transistor M2 and the wiring ANO.

画素回路PX1の動作方法の一例を説明する。ここでは図1Dを例として説明する。まず第1の期間には、配線GLにトランジスタM1がオン状態となる電位、例えばハイレベル電位を与え、配線SLに画像信号を与えることにより、トランジスタM1が導通状態となり、トランジスタM2のゲートに画像信号が与えられる。このとき、発光素子EMの他方の端子にリセット信号を与える場合には、発光素子EMが発光しない状態とすることもできる。 An example of the operation method of pixel circuit PX1 will be described. Here, FIG. 1D is used as an example. First, in the first period, a potential that turns on transistor M1, such as a high-level potential, is applied to wiring GL, and an image signal is applied to wiring SL, thereby turning on transistor M1 and applying an image signal to the gate of transistor M2. At this time, if a reset signal is applied to the other terminal of the light-emitting element EM, the light-emitting element EM can be put into a non-emitting state.

続く第2の期間には、配線GLにトランジスタM1がオフ状態となる信号、例えばローレベル電位を与える。トランジスタM2のゲート電位が保持され、トランジスタM2のゲート電位に対応した電流が発光素子EMに流れる。第2の期間には、次の行以降の書き込みが行われる。 In the subsequent second period, a signal that turns off the transistor M1, for example a low-level potential, is applied to the wiring GL. The gate potential of the transistor M2 is maintained, and a current corresponding to the gate potential of the transistor M2 flows through the light-emitting element EM. In the second period, writing is performed on the next row and onwards.

なお、一つの画素回路が発光素子と、受光素子の両方を有する構成とすることもできる。その場合は、画素回路は発光素子と対応する回路領域と、受光素子を制御する回路領域と、を有する。 It is also possible for one pixel circuit to have both a light-emitting element and a light-receiving element. In that case, the pixel circuit has a circuit area corresponding to the light-emitting element and a circuit area that controls the light-receiving element.

また、隣り合う画素回路は、一部が共有される場合がある。例えば、配線、電極、等が共有される場合がある。 Also, adjacent pixel circuits may share some parts. For example, wiring, electrodes, etc. may be shared.

本発明の一態様の表示部では、画素回路PX1が有するトランジスタと、画素回路PX2が有するトランジスタとは同じ層に設けることができ、発光素子EMと受光素子IGはそれぞれ、当該トランジスタが設けられる層上に設けることができる。このような構成とすることで、発光素子EMと受光素子IGが配置される領域の高さを概略揃えることができる。発光素子と受光素子との距離が近くなることで、受光素子の検出性能を高めることができる。 In the display portion of one embodiment of the present invention, the transistors in the pixel circuit PX1 and the transistors in the pixel circuit PX2 can be provided in the same layer, and the light-emitting element EM and the light-receiving element IG can be provided on the layer in which the transistors are provided. With this configuration, the heights of the regions in which the light-emitting element EM and the light-receiving element IG are arranged can be roughly the same. By shortening the distance between the light-emitting element and the light-receiving element, the detection performance of the light-receiving element can be improved.

発光素子として、対となる2つの電極(例えば下部電極と上部電極)と、間に位置する発光層と、を有する構成を用い、受光素子として、対となる2つの電極(例えば下部電極と上部電極)と、間に位置する活性層とを有する構成を用いる場合には、発光素子の一方の電極(例えば上部電極)と、受光素子の一方の電極(例えば上部電極)を共通の電極とすることができる。当該共通電極は、複数の発光素子と複数の受光素子とに亘って設けることができる。 When a configuration is used in which the light-emitting element has two pairs of electrodes (e.g., a lower electrode and an upper electrode) and a light-emitting layer located between them, and the light-receiving element has two pairs of electrodes (e.g., a lower electrode and an upper electrode) and an active layer located between them, one electrode of the light-emitting element (e.g., the upper electrode) and one electrode of the light-receiving element (e.g., the upper electrode) can be a common electrode. The common electrode can be provided across multiple light-emitting elements and multiple light-receiving elements.

画素は、複数の副画素を含む構成とすることができる。副画素はそれぞれ、画素回路を有する構成とすることができる。また本明細書等において副画素とは、画素回路を指す場合がある。 A pixel can be configured to include multiple sub-pixels. Each sub-pixel can have a pixel circuit. In this specification, the term "sub-pixel" may refer to a pixel circuit.

本発明の一態様の電子機器は、画素を駆動する回路を有する。当該回路として例えば、走査線駆動回路及び信号線駆動回路が挙げられる。 The electronic device of one embodiment of the present invention has a circuit for driving pixels. Examples of such circuits include a scan line driver circuit and a signal line driver circuit.

表示装置を、本発明の一態様の電子機器に適用することができる。表示装置は例えば、表示部と、走査線駆動回路と、信号線駆動回路と、を含む構成とすることができる。また、走査線駆動回路及び信号線駆動回路が表示装置に含まれなくてもよい。例えば、信号線駆動回路の一部、またはすべてが表示装置に含まれない構成としてもよい。 The display device can be applied to an electronic device according to one embodiment of the present invention. For example, the display device can include a display portion, a scanning line driver circuit, and a signal line driver circuit. The scanning line driver circuit and the signal line driver circuit do not have to be included in the display device. For example, the display device may not include part or all of the signal line driver circuit.

また、表示装置は例えば、タッチセンサとして、タッチセンサパネルを含むことができる。なおタッチセンサが表示装置に含まれなくてもよい。 The display device may also include, for example, a touch sensor panel as the touch sensor. Note that the touch sensor does not necessarily have to be included in the display device.

<動作方法の例1>
以下では、電子機器420の動作方法の一例について説明する。ここでは被写体の撮像を行う動作について説明する。
<Example 1 of operation method>
The following describes an example of a method of operating electronic device 420. Here, the operation of capturing an image of a subject will be described.

図3A及び図3Bは、外光の明るさがそれぞれ異なるときに、表示部422から射出された光の被写体からの反射光を、受光素子が検出する動作を説明する模式図である。図3A及び図3Bでは、被写体460がユーザーの指である例を示す。図3Aは外光の照度が高いときの例として、晴天時の屋外での動作を示し、図3Bは外光の照度が図3Aと比較して低いときの例として、屋内の照明下での動作を示す。 Figures 3A and 3B are schematic diagrams illustrating the operation of the light receiving element detecting light that is emitted from the display unit 422 and reflected from the subject when the brightness of the external light is different. Figures 3A and 3B show an example in which the subject 460 is a user's finger. Figure 3A shows operation outdoors on a sunny day as an example when the illuminance of the external light is high, and Figure 3B shows operation under indoor lighting as an example when the illuminance of the external light is lower than that of Figure 3A.

図3Aにおいては、図3Bと比較して外光の照度が高いため、受光素子の検出感度をより高めることが好ましい。例えば、発光素子から射出される光の輝度を高めることにより、検出感度をより高めることができる。 In FIG. 3A, the illuminance of external light is higher than in FIG. 3B, so it is preferable to further increase the detection sensitivity of the light receiving element. For example, the detection sensitivity can be further increased by increasing the brightness of the light emitted from the light emitting element.

電子機器420の動作に係るフローチャートを、図4に示す。 A flowchart of the operation of electronic device 420 is shown in Figure 4.

ステップS500において、本フローの処理を開始する。 In step S500, processing of this flow begins.

次にステップS501において、被写体を検知する。例えば、表示部の表面への被写体の接触、あるいは表示部の表面へ被写体が近接して配置されることを電子機器が検知する。また、被写体の検知を行わなくてもよい。その場合には例えばステップS501において電子機器は、被写体を配置する指示を表示部に表示し、当該指示に従ってユーザーが被写体の配置を行う。 Next, in step S501, the subject is detected. For example, the electronic device detects that the subject has touched the surface of the display unit, or that the subject has been placed close to the surface of the display unit. It is also possible that the subject does not need to be detected. In that case, for example, in step S501, the electronic device displays instructions on the display unit to place the subject, and the user places the subject according to the instructions.

当該指示において例えば、被写体の配置位置をユーザーに知らせるための位置画像を表示してもよい。 The instruction may, for example, display a position image to inform the user of the subject's placement position.

次にステップS502において、処理回数x(xは1以上の整数)を1として、ステップS503で表示部に表示する第1の画像において、撮像の光源として用いられる領域の輝度Lと受光素子406の検出期間の長さである時間tが設定される。受光素子406の検出期間の長さは、露光時間と表現される場合がある。ここで設定される輝度LをL(1)とし、時間tをt(1)とする。 Next, in step S502, the number of processing times x (x is an integer equal to or greater than 1) is set to 1, and in step S503, the luminance L of the area used as the light source for imaging and the time t, which is the length of the detection period of the light receiving element 406, are set in the first image to be displayed on the display unit. The length of the detection period of the light receiving element 406 may be expressed as the exposure time. The luminance L set here is set to L(1), and the time t is set to t(1).

次にステップS503において、第1の画像において、撮像の光源として用いられる領域を輝度Lとして、表示部に表示する。発光素子405から発せられる光は、受光素子406で撮像する際の光源として用いることができる。そのため、第1の画像の表示の際に撮像の光源として用いられる領域で点灯する発光素子405が発する光は、受光素子406が受光可能な色の光とすることができる。例えば、表示部422が赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の発光素子405を有する場合には、これらのいずれか1つ、いずれか2つ、または3つ全ての発光素子405を点灯することができる。 Next, in step S503, the area in the first image used as a light source for imaging is displayed on the display unit with luminance L. The light emitted from the light-emitting element 405 can be used as a light source when imaging with the light-receiving element 406. Therefore, the light emitted by the light-emitting element 405 that is lit in the area used as a light source for imaging when displaying the first image can be light of a color that can be received by the light-receiving element 406. For example, if the display unit 422 has light-emitting elements 405 of three colors, red (R), green (G), and blue (B), any one, any two, or all three of these light-emitting elements 405 can be lit.

ステップS503において、表示部422の全ての発光素子405を点灯させてもよいし、表示部422の一部の発光素子405を点灯させてもよい。図3A及び図3Bには、表示部422において、撮像の光源として用いられる領域を領域425として示す。図3A及び図3Bは、領域425として、表示部422の全ての発光素子405を点灯する例を示している。領域425を撮像の光源として用いることができる。図3A及び図3Bでは第1の画像は、表示部422の全面に白、あるいは所定の色を表示する画像である、といえる。領域425は、続くステップS504において、被写体の検出を行う領域であり、ユーザーは、領域425に被写体をかざす、あるいは被写体を領域425に接触させることにより、撮像画像を取得することができる。 In step S503, all of the light-emitting elements 405 of the display unit 422 may be turned on, or some of the light-emitting elements 405 of the display unit 422 may be turned on. In Figures 3A and 3B, an area in the display unit 422 used as a light source for imaging is shown as area 425. Figures 3A and 3B show an example in which all of the light-emitting elements 405 of the display unit 422 are turned on as area 425. Area 425 can be used as a light source for imaging. In Figures 3A and 3B, the first image can be said to be an image that displays white or a predetermined color over the entire surface of the display unit 422. Area 425 is an area in which subject detection is performed in the following step S504, and the user can obtain a captured image by holding the subject over area 425 or by having the subject touch area 425.

輝度Lは、領域425における輝度とすることができる。 Luminance L can be the luminance in region 425.

表示部422の一部の発光素子405を点灯させる場合、つまり表示部422の一部を領域425とする場合は、ユーザーは領域425に被写体をかざす、あるいは被写体を領域425に接触させることにより、撮像画像を取得することができる。領域425以外の発光素子405は、消灯してもよい。領域425において点灯する発光素子405は被写体によって覆われるため、ユーザーが明るい光を視認することを防ぐことができる。例えば、暗い使用環境では、第1の画像の表示光をユーザーが直接視認すると眩しさを感じ、さらに光によって目を傷める危険性もあるため、領域425を表示部の一部のみとすることで、ユーザーの負担を低減することができる。なお、領域425以外の領域に、任意の画像を表示してもよい。 When some of the light-emitting elements 405 of the display unit 422 are turned on, that is, when part of the display unit 422 is the area 425, the user can obtain a captured image by holding a subject over the area 425 or by having the subject touch the area 425. The light-emitting elements 405 outside the area 425 may be turned off. Since the light-emitting elements 405 that are turned on in the area 425 are covered by the subject, it is possible to prevent the user from viewing bright light. For example, in a dark usage environment, if the user directly views the display light of the first image, the user will feel dazzled and there is also a risk of the light damaging the eyes. Therefore, by making the area 425 only a part of the display unit, the burden on the user can be reduced. Note that any image may be displayed in an area other than the area 425.

図5Aには、表示部422の領域425の発光素子405を点灯させ、他の領域を消灯する例を示す。図5Aでは第1の画像は、表示部422において領域425の全面に白、あるいは所定の色を表示し、それ以外の領域に、黒を表示する画像である、といえる。なお、領域425以外の領域に、黒ではなく、領域425よりも暗い色を表示してもよい。領域425以外の領域は、領域425よりも輝度が低いことが好ましい。 Figure 5A shows an example in which the light-emitting elements 405 in region 425 of the display unit 422 are turned on and the other regions are turned off. In Figure 5A, the first image can be said to be an image in which white or a specified color is displayed over the entire area of region 425 of the display unit 422, and black is displayed in the other regions. Note that, instead of black, a color darker than region 425 may be displayed in the regions other than region 425. It is preferable that the regions other than region 425 have a lower brightness than region 425.

画素が赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に対応するそれぞれの発光素子を有する場合には、領域425では例えば、R、G、及びBの全画素を点灯させることができる。あるいはR、G、Bのいずれかを点灯させなくてもよい。例えば、R、G、Bのいずれかの単色の点灯とすることもできる。 When a pixel has light-emitting elements corresponding to the three colors red (R), green (G), and blue (B), for example, all of the R, G, and B pixels in region 425 can be lit. Alternatively, none of the R, G, or B pixels can be lit. For example, a single color, R, G, or B, can be lit.

また、領域425では全画素を点灯させなくてもよい。例えば図6Aに示すように、点灯させる画素30(以降、画素30[w]と呼ぶ)と、消灯させる画素30(以降、画素30[b]と呼ぶ)を千鳥格子状に配置させた画像を、領域425に表示してもよい。あるいは図6Bに示すように、画素30[w]と画素30[b]を縞状に配置させた画像を、領域425に表示してもよい。あるいは画素30[w]と画素30[b]はランダムに配置させてもよい。画素30[w]と画素30[b]は、被写体へ照射される光が、撮像される画像の画質に支障がない範囲で均一となるように配置されていればよい。 Also, not all pixels in region 425 need to be lit. For example, as shown in FIG. 6A, an image in which lit pixels 30 (hereinafter referred to as pixels 30[w]) and unlit pixels 30 (hereinafter referred to as pixels 30[b]) are arranged in a staggered pattern may be displayed in region 425. Alternatively, as shown in FIG. 6B, an image in which pixels 30[w] and pixels 30[b] are arranged in a striped pattern may be displayed in region 425. Alternatively, pixels 30[w] and pixels 30[b] may be arranged randomly. Pixels 30[w] and pixels 30[b] may be arranged so that the light irradiated to the subject is uniform within a range that does not impair the image quality of the captured image.

図6C乃至図6Fは、画素30が有する副画素の点灯状態を示す。画素30は赤色に対応する発光素子を含む副画素R、緑色に対応する発光素子を含む副画素G、青色に対応する発光素子を含む副画素B、受光素子を含む副画素PSを有する。 Figures 6C to 6F show the illuminated states of the sub-pixels of pixel 30. Pixel 30 has sub-pixel R including a light-emitting element corresponding to red, sub-pixel G including a light-emitting element corresponding to green, sub-pixel B including a light-emitting element corresponding to blue, and sub-pixel PS including a light-receiving element.

図6C及び図6Dは、領域425において消灯させる画素30(画素30[b])の副画素の点灯状態の例を示す。図6Cは、すべての色に対応する発光素子を消灯させ、受光素子も駆動させない例を示す。図6Dは、すべての色に対応する発光素子を消灯させ、受光素子は駆動させる例を示す。 Figures 6C and 6D show examples of the lighting state of the sub-pixels of pixel 30 (pixel 30[b]) that are turned off in region 425. Figure 6C shows an example in which the light-emitting elements corresponding to all colors are turned off and the light-receiving elements are not driven. Figure 6D shows an example in which the light-emitting elements corresponding to all colors are turned off and the light-receiving elements are driven.

図6E及び図6Fは、領域425において点灯させる画素30(画素30[w])の副画素の点灯状態の例を示す。図6Eは、すべての色に対応する発光素子を点灯させ、受光素子も駆動させる例を示す。図6Fは、すべての発光素子のうち、緑色に対応する発光素子のみを点灯させ、受光素子も駆動させる例を示す。 Figures 6E and 6F show examples of the lighting state of the sub-pixels of pixel 30 (pixel 30[w]) that is turned on in region 425. Figure 6E shows an example in which light-emitting elements corresponding to all colors are turned on and the light-receiving element is also driven. Figure 6F shows an example in which only the light-emitting element corresponding to green is turned on among all light-emitting elements and the light-receiving element is also driven.

また、図5Bには、第1の画像として、領域425の全面に白、あるいは所定の色を表示し、それ以外の領域には文字481、画像482、等の情報を表示する画像を用いる例を示す。文字481は例えば、ユーザーが表示部422上に指を配置することを促すメッセージとすることができる。 5B shows an example of using an image as the first image in which white or a predetermined color is displayed over the entire area 425, and information such as text 481 and image 482 is displayed in the other areas. Text 481 can be, for example, a message encouraging the user to place a finger on display unit 422.

次にステップS504において、第1の画像を光源として用いて、被写体の撮像を行う。撮像において、受光素子406の検出期間の長さを時間tとする。ステップS504において電子機器は、受光素子406で検出された信号を用いて被写体の撮像画像を取得する。 Next, in step S504, the first image is used as a light source to capture an image of the subject. In the image capture, the length of the detection period of the light receiving element 406 is time t. In step S504, the electronic device obtains a captured image of the subject using the signal detected by the light receiving element 406.

次にステップS505において、ステップS504で取得された撮像画像の採用の可否を判断する。具体的には例えば、撮像画像が被写体の情報の取得に充分な画質であるか否かを判断し、画質が充分である場合には画像を採用し、不充分である場合には画像を採用しない。 Next, in step S505, it is determined whether or not the captured image acquired in step S504 can be adopted. Specifically, for example, it is determined whether or not the captured image has sufficient image quality for acquiring information about the subject, and if the image quality is sufficient, the image is adopted, and if the image quality is insufficient, the image is not adopted.

撮像画像が採用された場合には、ステップS509に進み、採用されなかった場合には、ステップS506に進む。 If the captured image is adopted, proceed to step S509; if not, proceed to step S506.

ステップS506では、処理回数xに、1を足す(xをx+1とする)。 In step S506, 1 is added to the processing count x (x becomes x+1).

ステップS507では処理回数xがn(nは1以上の整数)より小さいか否かの判定を行う。処理回数がnに達した場合は、ステップS511に進み、処理を終了する。なおステップS511では、電子機器の制御回路部は、処理の終了の情報とともに、撮像画像の取得に失敗したという情報を受け付ける。処理回数がnに達していない場合は、ステップS508に進む。 In step S507, it is determined whether the number of processing times x is smaller than n (n is an integer equal to or greater than 1). If the number of processing times reaches n, the process proceeds to step S511, where the process ends. In step S511, the control circuit unit of the electronic device receives information indicating that the process has ended as well as information indicating that the captured image has not been obtained. If the number of processing times has not reached n, the process proceeds to step S508.

ステップS508では、ステップS503で表示部に表示する第1の画像の輝度Lと受光素子406の検出期間の長さである時間tの値が再度、設定される。ここで設定される輝度LをL(x)とし、時間tをt(x)とする。 In step S508, the values of the luminance L of the first image to be displayed on the display unit in step S503 and the time t, which is the length of the detection period of the light receiving element 406, are set again. The luminance L set here is L(x), and the time t is t(x).

受光素子406には、発光素子405から射出される光の被写体からの反射光の入射、のほかに、外光の入射が生じる。当該外光の入射は、被写体の撮像画像を形成する際にノイズとなり得る。特に図3Aに示す例のように外光の照度が明るい場合には、撮像画像におけるノイズ成分が多くなり、撮像画像の画質の低下を招く懸念がある。 In addition to the light emitted from the light emitting element 405 and reflected from the subject, external light also enters the light receiving element 406. The external light can become noise when forming a captured image of the subject. In particular, when the illuminance of the external light is bright as in the example shown in FIG. 3A, there is a concern that the noise components in the captured image will increase, leading to a deterioration in the image quality.

よって、外光の照度が高い場合には、発光素子405の輝度を高くすることにより、相対的にノイズ成分を減少させることが好ましい。 Therefore, when the illuminance of external light is high, it is preferable to relatively reduce the noise components by increasing the brightness of the light-emitting element 405.

ステップ508では例えば、外光の照度が所定の値を超える場合において、輝度Lの値を、1つ前の処理よりも高い値に設定する。また輝度Lを高い値に設定する場合には、受光素子406に入射する反射光の強度も高くすることができ、より短い検出期間でも、充分に光を検出することができる。よって、輝度Lを高い値に設定するとともに時間tを、より短い値に設定する。 In step 508, for example, if the illuminance of external light exceeds a predetermined value, the value of luminance L is set to a value higher than that of the previous process. Furthermore, when luminance L is set to a high value, the intensity of the reflected light incident on the light receiving element 406 can also be increased, and light can be sufficiently detected even in a shorter detection period. Therefore, luminance L is set to a high value and time t is set to a shorter value.

例えば、輝度LをA倍とする場合には、時間tがおよそ1/A倍となるように、それぞれを設定することが好ましい。言い換えると、輝度Lと時間tとの積が概略一定となるように、それぞれを設定することが好ましい。ここではL(x)をL(1)のA倍とし、時間t(x)を時間t(1)の1/A倍とする。 For example, if the luminance L is A times, it is preferable to set each so that the time t is approximately 1/A times. In other words, it is preferable to set each so that the product of the luminance L and the time t is approximately constant. Here, L(x) is A times L(1), and the time t(x) is 1/A times the time t(1).

輝度Lと時間tとの積は、1つ前の処理における輝度Lと時間tとの積の0.8倍以上1.2倍以下、あるいは0.85倍以上1.15倍以下、あるいは0.9倍以上1.1倍以下となるように設定することができる。 The product of brightness L and time t can be set to be 0.8 to 1.2 times, or 0.85 to 1.15 times, or 0.9 to 1.1 times the product of brightness L and time t in the previous process.

ステップS508の後には、ステップS503に再び戻り、ステップS503乃至ステップS505を繰り返す。ステップS505において撮像画像が採用されなかった場合には、ステップS506に進み、ステップS505において撮像画像が採用された場合には、ステップS509に進む。 After step S508, the process returns to step S503, and steps S503 to S505 are repeated. If the captured image is not adopted in step S505, the process proceeds to step S506, and if the captured image is adopted in step S505, the process proceeds to step S509.

ステップS509において、採用された撮像画像を取得し、ステップS510において、本フローの処理を終了する。 In step S509, the selected captured image is acquired, and in step S510, the processing of this flow ends.

本発明の一態様の電子機器、及び表示部において、発光素子の輝度は例えば、複数の画素を含む領域における平均の輝度を指す場合がある。 In an electronic device and a display portion according to one embodiment of the present invention, the luminance of a light-emitting element may refer to, for example, the average luminance in an area including multiple pixels.

[輝度Lの設定]
ステップS507において行われる輝度Lの設定について説明する。
[Luminance L setting]
The setting of the luminance L performed in step S507 will now be described.

図1Cに示す画素回路PX1が有する発光素子EMの輝度は例えば、配線ANOと配線CATの電位差と、信号供給部SEから電流制御部CUに与えられる画像信号の強度と、により決定される。画像信号は画素ごとに異なる信号とすることができる。また発光素子は、画像信号の値に応じた階調で発光することができる。 The luminance of the light-emitting element EM of the pixel circuit PX1 shown in FIG. 1C is determined, for example, by the potential difference between the wiring ANO and the wiring CAT, and the intensity of the image signal provided from the signal supply unit SE to the current control unit CU. The image signal can be a different signal for each pixel. Furthermore, the light-emitting element can emit light with a gradation that corresponds to the value of the image signal.

一方、配線ANO、配線CATのそれぞれは、複数の画素回路において共有される配線であり、それぞれの画素回路で共通の電位が与えられる。よって、配線ANOあるいは配線CATの電位を変化させることにより、共有される画素回路の全体の輝度が変化する。 On the other hand, each of the wirings ANO and CAT is a wiring shared by multiple pixel circuits, and a common potential is applied to each pixel circuit. Therefore, by changing the potential of the wiring ANO or wiring CAT, the overall brightness of the shared pixel circuits changes.

輝度を大きく変化させる用途においては例えば、配線CATまたは配線ANOの電位を変化させる。一例として、ユーザーが表示部に表示された画像情報、文字情報などを視認する際の表示部の輝度と、被写体の撮像を行う際の輝度が大きく異なる場合には、配線CATまたは配線ANOの電位を変化させる。例えば、図3Aに示すように、晴天時の屋外において、表示部の受光素子を用いて被写体を撮像する場合には、ステップS508では、一つ前の処理から配線CATまたは配線ANOの電位を変化させることにより配線ANOと配線CATの電位差を大きくして、輝度を高めることが好ましい。例えば、外光から受ける光の照度が照度Q以上である場合には、配線CATまたは配線ANOの電位を変化させることが好ましく、照度Qは例えば、1000ルクス以上50000ルクス以下である。また照度Qは例えば1000ルクス(lx)以上20000ルクス以下、より好ましくは1000ルクス以上10000ルクス以下、さらに好ましくは1000ルクス以上5000ルクス以下であり、例えば2000ルクス程度とすることができる。照度の単位であるルクスは、単位記号であるlxで表すこともできる。また、lm/mと表すこともできる。 In applications where the luminance is changed significantly, for example, the potential of the wiring CAT or wiring ANO is changed. As an example, when the luminance of the display unit when the user visually recognizes image information, character information, etc. displayed on the display unit is significantly different from the luminance when the subject is imaged, the potential of the wiring CAT or wiring ANO is changed. For example, as shown in FIG. 3A, when an image of a subject is captured using a light receiving element of the display unit outdoors on a sunny day, in step S508, it is preferable to increase the luminance by increasing the potential difference between the wiring ANO and the wiring CAT by changing the potential of the wiring CAT or wiring ANO from the previous process. For example, when the illuminance of light received from outside light is equal to or greater than the illuminance Q, it is preferable to change the potential of the wiring CAT or wiring ANO, and the illuminance Q is, for example, 1000 lux or more and 50000 lux or less. The illuminance Q is, for example, 1000 lux (lx) or more and 20000 lux or less, more preferably 1000 lux or more and 10000 lux or less, and even more preferably 1000 lux or more and 5000 lux or less, and can be, for example, about 2000 lux. The unit of illuminance, lux, can also be expressed by the unit symbol lx. It can also be expressed as lm/ m2 .

一方、図3Bに示すように、室内の照明下においてはステップS508においても配線CAT及び配線ANOの電位は変化させなくてもよく、例えば同じ条件とすることができる。あるいは、晴天の屋外と比較して、配線ANOと配線CATとの間の電位差を小さくすることができる。つまり、配線ANO及び配線CATの電圧変動の幅を、より小さくすることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 3B, under indoor lighting, the potentials of the wiring CAT and wiring ANO do not need to be changed in step S508, and the same conditions can be used, for example. Alternatively, the potential difference between the wiring ANO and wiring CAT can be made smaller compared to outdoors on a clear day. In other words, the range of voltage fluctuations of the wiring ANO and wiring CAT can be made smaller.

また同様に、図2に示すように撮像時にフラッシュライトを用いる環境では例えば、図3Aに示すような晴天の屋外と比べて、外光の照度が低い場合がある。このような場合においても、フラッシュライトとして用いる画像を表示する際には、配線CAT及び配線ANOの電位は変化させなくてもよい。あるいは、晴天の屋外と比較して、配線ANOと配線CATとの間の電位差を小さくすることができる。つまり、配線ANO及び配線CATの電圧変動の幅を、より小さくすることができる。 Similarly, in an environment in which a flashlight is used when capturing an image as shown in FIG. 2, the illuminance of external light may be lower than, for example, a sunny day outdoors as shown in FIG. 3A. Even in such a case, the potential of wiring CAT and wiring ANO does not need to be changed when displaying an image used as a flashlight. Alternatively, the potential difference between wiring ANO and wiring CAT can be made smaller than when it is outdoors on a sunny day. In other words, the range of voltage fluctuation of wiring ANO and wiring CAT can be made smaller.

晴天時の屋外などに代表される、第1の環境下における指紋の撮像時(以下、撮像条件Im1)の表示部422の領域425の輝度は例えば、室内の照明下などに代表される、第2の環境下における指紋の撮像時(以下、撮像条件Im2)の表示部422の領域425の輝度に比べて高い。また、フラッシュライトを用いる第3の環境下(以下、撮像条件Im3)における領域483の輝度は例えば、撮像条件Im1における輝度よりも低い。 The luminance of area 425 of display unit 422 when a fingerprint is captured in a first environment (hereinafter, imaging condition Im1), such as outdoors on a sunny day, is higher than the luminance of area 425 of display unit 422 when a fingerprint is captured in a second environment (hereinafter, imaging condition Im2), such as under indoor lighting. Also, the luminance of area 483 in a third environment (hereinafter, imaging condition Im3) in which a flashlight is used is lower than the luminance in imaging condition Im1, for example.

撮像条件Im1における領域425の輝度は例えば、撮像条件Im2における領域425の輝度の1.5倍以上、あるいは1.7倍以上、あるいは2倍以上である。 The brightness of region 425 under imaging condition Im1 is, for example, 1.5 times or more, 1.7 times or more, or 2 times or more than the brightness of region 425 under imaging condition Im2.

撮像条件Im1における領域425の輝度は例えば、撮像条件Im3における領域483の輝度の1.5倍以上、あるいは1.7倍以上、あるいは2倍以上である。 The brightness of region 425 under imaging condition Im1 is, for example, 1.5 times or more, 1.7 times or more, or 2 times or more than the brightness of region 483 under imaging condition Im3.

撮像条件Im1における配線ANOと配線CATの電位差は例えば、撮像条件Im2または撮像条件Im3における配線ANOと配線CATの電位差の1.05倍以上、あるいは1.1倍以上、あるいは1.2倍以上である。また撮像条件Im2における配線ANOと配線CATの電位差は、撮像条件Im3における配線ANOと配線CATの電位差よりも小さい場合がある。 The potential difference between the wiring ANO and the wiring CAT under imaging condition Im1 is, for example, 1.05 times or more, 1.1 times or more, or 1.2 times or more than the potential difference between the wiring ANO and the wiring CAT under imaging condition Im2 or imaging condition Im3. In addition, the potential difference between the wiring ANO and the wiring CAT under imaging condition Im2 may be smaller than the potential difference between the wiring ANO and the wiring CAT under imaging condition Im3.

撮像条件Im1における配線CATの電位は例えば、撮像条件Im2及び撮像条件Im3における配線CATの電位より低い。また、撮像条件Im1における配線CATの電位と、撮像条件Im2または撮像条件Im3における配線CATの電位の差は例えば、当該画素が撮像条件Im2または撮像条件Im3において発光しているときの電流制御部CUが有する電流制御用トランジスタ(駆動トランジスタ)のゲート−ソース間の電位差の0.5倍以上5倍以下である。また撮像条件Im2における配線CATの電位は、撮像条件Im3における配線CATの電位差よりも大きい場合がある。 The potential of the wiring CAT under imaging condition Im1 is, for example, lower than the potential of the wiring CAT under imaging condition Im2 and imaging condition Im3. Also, the difference between the potential of the wiring CAT under imaging condition Im1 and the potential of the wiring CAT under imaging condition Im2 or imaging condition Im3 is, for example, 0.5 to 5 times the potential difference between the gate and source of the current control transistor (drive transistor) of the current control unit CU when the pixel is emitting light under imaging condition Im2 or imaging condition Im3. Also, the potential of the wiring CAT under imaging condition Im2 may be greater than the potential difference of the wiring CAT under imaging condition Im3.

あるいは、撮像条件Im1における配線ANOの電位は例えば、撮像条件Im2及び撮像条件Im3における配線ANOの電位より低い。また、撮像条件Im1における配線ANOの電位と、撮像条件Im2または撮像条件Im3における配線ANOの電位の差は例えば、当該画素が撮像条件Im2または撮像条件Im3において発光しているときの電流制御部CUが有する電流制御用トランジスタ(駆動トランジスタ)のゲート−ソース間の電位差の0.5倍以上5倍以下である。また撮像条件Im2における配線ANOの電位は、撮像条件Im3における配線ANOの電位差よりも小さい場合がある。 Alternatively, the potential of the wiring ANO under imaging condition Im1 is, for example, lower than the potential of the wiring ANO under imaging condition Im2 and imaging condition Im3. Also, the difference between the potential of the wiring ANO under imaging condition Im1 and the potential of the wiring ANO under imaging condition Im2 or imaging condition Im3 is, for example, 0.5 to 5 times the potential difference between the gate and source of the current control transistor (drive transistor) of the current control unit CU when the pixel is emitting light under imaging condition Im2 or imaging condition Im3. Also, the potential of the wiring ANO under imaging condition Im2 may be smaller than the potential difference of the wiring ANO under imaging condition Im3.

図7Aには、図4に示すフローにおいて(x−1)回目のステップS502及びステップS503の処理と比較して、x回目のステップS502及びステップS503の処理を行う場合に、配線CATの電位を低くして、配線ANOと配線CATの電位差を大きくする例を示す。なおx回目のステップS503では輝度を高めるため、(x−1)回目のステップS503と比較して受光素子406の検知期間の長さである時間tが短くなるが、図7Aではおのおのの受光素子406の検知期間に対応する情報は省いている。 FIG. 7A shows an example in which the potential of the wiring CAT is lowered and the potential difference between the wiring ANO and the wiring CAT is increased when performing the processing of steps S502 and S503 for the xth time in the flow shown in FIG. 4, compared to the processing of steps S502 and S503 for the (x-1)th time. Note that in order to increase the luminance in step S503 for the xth time, the time t, which is the length of the detection period of the light receiving element 406, is shortened compared to step S503 for the (x-1)th time, but information corresponding to the detection period of each light receiving element 406 is omitted in FIG. 7A.

また、図7Bには、図4に示すフローにおいて(x−1)回目のステップS502及びステップS503の処理を行う場合と比較して、x回目のステップS502及びステップS503の処理を行う場合に、配線ANOの電位を高くして、配線ANOと配線CATの電位差を大きくする例を示す。 In addition, FIG. 7B shows an example in which the potential of the wiring ANO is increased and the potential difference between the wiring ANO and the wiring CAT is increased when performing the x-th processing of steps S502 and S503 compared to when performing the (x-1)th processing of steps S502 and S503 in the flow shown in FIG. 4.

ここで、電流制御部CUが有する電流制御用トランジスタがpチャネル型である場合には例えば、配線ANOから供給される電位がトランジスタのソースに与えられ、信号供給部SEから与えられる画像信号に対応する電位がトランジスタのゲートに与えられる。トランジスタのソースの電位を変化させると、ゲート−ソース間の電位が変化し、トランジスタの動作、具体的にはトランジスタの飽和領域において流れる飽和電流の安定性などが変化してしまう場合があるため、好ましくない。よって電流制御用トランジスタがpチャネル型である場合には、図7Aに示すように、配線CATの電位を変化させることが好ましい。 Here, if the current control transistor in the current control unit CU is a p-channel type, for example, a potential supplied from the wiring ANO is applied to the source of the transistor, and a potential corresponding to the image signal provided by the signal supply unit SE is applied to the gate of the transistor. Changing the potential of the source of the transistor is not preferable because it changes the potential between the gate and source, which may change the operation of the transistor, specifically, the stability of the saturation current flowing in the saturation region of the transistor. Therefore, if the current control transistor is a p-channel type, it is preferable to change the potential of the wiring CAT, as shown in FIG. 7A.

また、電流制御部CUが有する電流制御用トランジスタがnチャネル型である場合には例えば、発光素子EMと接続される側の端子がトランジスタのソースと接続され、信号供給部SEから与えられる画像信号に対応する電位がトランジスタのゲートに与えられる。電流制御用トランジスタがnチャネル型である場合には、図7Bに示すように、配線ANOの電位を変化させることが好ましい。 In addition, when the current control transistor of the current control unit CU is an n-channel type, for example, the terminal connected to the light-emitting element EM is connected to the source of the transistor, and a potential corresponding to the image signal provided by the signal supply unit SE is provided to the gate of the transistor. When the current control transistor is an n-channel type, it is preferable to change the potential of the wiring ANO, as shown in FIG. 7B.

図7Cには、マトリクス状に配置された複数の画素回路PX1と複数の画素回路PX2を示す。複数の画素回路PX1において、配線ANOには共通の信号が与えられる。また複数の画素回路PX1と複数の画素回路PX2において、配線CATには共通の信号が与えられる。 Figure 7C shows multiple pixel circuits PX1 and multiple pixel circuits PX2 arranged in a matrix. In the multiple pixel circuits PX1, a common signal is applied to the wiring ANO. In addition, in the multiple pixel circuits PX1 and multiple pixel circuits PX2, a common signal is applied to the wiring CAT.

なお、配線CATには受光素子を含む画素回路PX2も接続されている。よって、配線CATの電圧を変化させる場合には、受光素子の駆動を行う画素回路PX2の駆動条件にも影響を与える。このような場合には、配線CATを変化させるのに伴い、画素回路PX2において、それぞれの配線に与える信号の電圧などを適宜、変更することが好ましい。 The wiring CAT is also connected to the pixel circuit PX2, which includes a light receiving element. Therefore, changing the voltage of the wiring CAT also affects the driving conditions of the pixel circuit PX2, which drives the light receiving element. In such a case, it is preferable to appropriately change the voltage of the signals supplied to each wiring in the pixel circuit PX2 in conjunction with changing the wiring CAT.

一方、配線ANOは画素回路PX2に接続されないため、配線ANOを変化させて発光素子の輝度を変化させる場合には、画素回路PX2の駆動条件については考慮しなくてよい、という利点がある。 On the other hand, since the wiring ANO is not connected to the pixel circuit PX2, there is an advantage that when changing the wiring ANO to change the luminance of the light-emitting element, the driving conditions of the pixel circuit PX2 do not need to be taken into consideration.

<動作方法の例2>
以下では、前述の動作方法の例1を適用し、本発明の一態様の電子機器において認証を行う動作例を説明する。
<Example 2 of operation method>
In the following, an example of an operation for performing authentication in an electronic device according to one embodiment of the present invention will be described by applying the above-described example 1 of the operation method.

電子機器420の動作に係るフローチャートを、図8に示す。 A flowchart of the operation of electronic device 420 is shown in Figure 8.

ステップS100において、本フローの処理を開始する。 In step S100, processing of this flow begins.

次にステップS101において、認証コードの撮像画像を取得する。撮像画像の取得には例えば、電子機器が有するカメラなどを用いることができる。 Next, in step S101, an image of the authentication code is acquired. For example, a camera included in the electronic device can be used to acquire the image.

次にステップS102において、認証コードの撮像画像から、認証コードの情報を取得する。 Next, in step S102, authentication code information is obtained from the captured image of the authentication code.

次にステップS103において、認証コードに基づく処理の情報を表示部に表示する。当該処理は例えば、電子機器420を用いて行われる処理である。当該処理として例えば、認証コードを用いた決裁が挙げられる。 Next, in step S103, information on the process based on the authentication code is displayed on the display unit. The process is, for example, a process performed using the electronic device 420. An example of the process is approval using the authentication code.

次にステップS104において、ステップS103にて表示部に表示された処理の情報の承認の可否を判断する。承認されなかった場合にはステップS199に進み、本フローの処理を終了する。承認された場合にはステップS105に進む。 Next, in step S104, it is determined whether the processing information displayed on the display unit in step S103 is approved. If it is not approved, the process proceeds to step S199, and the process of this flow ends. If it is approved, the process proceeds to step S105.

ステップS105乃至ステップS108は、ステップS104の承認を確定させるための、ユーザー情報の照合である。ここではユーザー情報として指紋情報を用いる。 Steps S105 to S108 are for verifying user information to confirm the approval of step S104. Here, fingerprint information is used as the user information.

まずステップS105において、第1の指の撮像画像を取得する。被写体を第1の指として、前述した図4に示すフローを行うことにより、ステップS105として、第1の指の撮像画像を取得することができる。 First, in step S105, an image of the first finger is acquired. By performing the flow shown in FIG. 4 with the first finger as the subject, an image of the first finger can be acquired in step S105.

次にステップS106において、ステップS105で取得された撮像画像を用いて、第1の指の指紋情報を取得する。 Next, in step S106, the captured image acquired in step S105 is used to acquire fingerprint information of the first finger.

次にステップS107において、第1の指紋情報の照合を行う。当該照合として例えば、電子機器の記憶部に記憶されている第2の指紋情報との照合を行えばよい。 Next, in step S107, the first fingerprint information is compared. For example, the first fingerprint information may be compared with the second fingerprint information stored in the storage unit of the electronic device.

次にステップS108において、ステップS107で行った照合が一致したか否かの判断を行う。一致したと判断された場合はステップS109に進み、電子機器は、ステップS104において承認された処理を行う。また一致しないと判断された場合は、ステップS199に進み、本フローの処理を終了する。 Next, in step S108, it is determined whether the comparison performed in step S107 results in a match. If it is determined that there is a match, the process proceeds to step S109, where the electronic device performs the process approved in step S104. If it is determined that there is no match, the process proceeds to step S199, where the process of this flow ends.

<動作方法の例3>
認証コードを含む画像を被写体として前述した図4に示すフローを行うことにより、図8のステップS101として、認証コードの撮像画像の取得を行うことができる。
<Example 3 of operation method>
By carrying out the flow shown in FIG. 4 with an image including the authentication code as a subject, a captured image of the authentication code can be acquired in step S101 in FIG.

<動作方法の例4>
本発明の一態様の動作方法の一例について、図9Aを用いて説明する。
<Example 4 of operation method>
An example of a method of operation of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9A.

図9Aにおいて表示部422に表示される第1の画像は、領域425に、図4に示すフローにおいて撮像の光源として用いることができる画像が表示され、領域483にフラッシュライトとして用いることができる画像が表示され、領域484に、カメラ431を用いて撮影された画像として静止画あるいは動画が表示される。 In FIG. 9A, the first image displayed on display unit 422 is an image that can be used as a light source for imaging in the flow shown in FIG. 4 displayed in area 425, an image that can be used as a flashlight displayed in area 483, and a still image or video image captured using camera 431 displayed in area 484.

領域425及び領域483にはそれぞれ、白、あるいは所定の色を表示することができる。なお、領域425と領域483には同じ色を表示してもよいし、異なる色を表示してもよい。 Area 425 and area 483 can each display white or a specified color. Note that area 425 and area 483 may display the same color or different colors.

図9Aにおいて、領域425に接して、あるいは領域425に近接して被写体460である指を配置し、撮像画像を取得することにより、図4に示すフローを行うことができる。このとき、当該撮像画像の取得を行っている間、領域483をフラッシュライトとして用いて、カメラ431を用いてユーザーの撮影を行うことができる。カメラ431により撮影されたユーザーの画像の静止画あるいは動画は、領域484に表示することができる。 In FIG. 9A, the flow shown in FIG. 4 can be performed by placing a finger, which is subject 460, in contact with or close to area 425 and acquiring an image. At this time, while the image is being acquired, area 483 can be used as a flashlight and an image of the user can be captured using camera 431. A still image or video of the user captured by camera 431 can be displayed in area 484.

ユーザーの顔を撮影し、電子機器420の記憶部が有するユーザー情報を照合することにより、顔認証を行ってもよい。被写体460である指の指紋情報を用いた認証と、顔認証とを組み合わせることにより、セキュリティを高めることができる。 Facial authentication may be performed by photographing the user's face and comparing it with user information stored in the memory unit of the electronic device 420. Security can be improved by combining authentication using fingerprint information from the subject 460, which is the finger, with facial authentication.

なお、特に静止画の場合には、カメラ431において撮影が行われる間は、領域484に撮影された画像を表示していなくてもよい。よって例えば、図9Cに示すように、撮影を行う間はフラッシュライトとして用いる領域483を表示し、カメラ431の撮影画像を表示する領域484は表示せず、図9Bに示すように、撮影を行った後には領域483は表示せず、領域484を表示することにより、領域483及び領域484の面積をそれぞれ、広くすることができる。 Note that, particularly in the case of still images, the captured image does not have to be displayed in area 484 while the image is being captured by camera 431. Therefore, for example, as shown in FIG. 9C, area 483 used as a flashlight is displayed while the image is being captured, and area 484 displaying the captured image by camera 431 is not displayed, and as shown in FIG. 9B, after the image is captured, area 483 is not displayed, and area 484 is displayed, thereby making it possible to increase the area of each of areas 483 and 484.

なお、特に外光の照度が低い場合には、フラッシュライトを用いることによりユーザーの撮影を好適に行うことができる。フラッシュライトとして用いる領域483の輝度は例えば、指紋の撮像などに用いる場合の領域425の輝度よりも高くすることができる。例えば、配線CATの電位を低くすることができる。例えば、配線ANOの電位を高くすることができる。ここで、領域425については、先に述べた撮像条件Im2の輝度、画素回路の駆動条件、等の記載を参照することができ、領域483については、先に述べた撮像条件Im3の輝度、画素回路の駆動条件、等の記載を参照することができる。 Note that, particularly when the illuminance of external light is low, a flashlight can be used to conveniently capture an image of the user. The luminance of region 483 used as a flashlight can be made higher than the luminance of region 425 when used to capture a fingerprint image, for example. For example, the potential of wiring CAT can be made lower. For example, the potential of wiring ANO can be made higher. Here, for region 425, the luminance of imaging condition Im2, driving conditions of the pixel circuit, and the like described above can be referenced, and for region 483, the luminance of imaging condition Im3, driving conditions of the pixel circuit, and the like described above can be referenced.

あるいは、外光の照度が高い場合には、領域425について、先に述べた撮像条件Im1の輝度、画素回路の駆動条件、等の記載を参照することができる場合がある。 Alternatively, when the illuminance of external light is high, it may be possible to refer to the description of the luminance of the imaging condition Im1, the driving conditions of the pixel circuit, etc., described above, for area 425.

<動作方法の例5>
図10Aにおいて表示部422に表示される第1の画像は、領域425(領域425a及び領域425b)に、図4に示すフローにおいて撮像の光源として用いることができる画像が表示され、領域484に、カメラ438を用いて撮影された画像あるいは動画が表示される。図10Bは、筐体421において、図10Aで上面に示す面の裏側の面を上面として、電子機器420を表示している。カメラ438は、筐体421において、表示部422が設けられる面の裏側の面に配置されたカメラである。
<Example 5 of Operation Method>
In the first image displayed on display unit 422 in Fig. 10A, an image that can be used as a light source for imaging in the flow shown in Fig. 4 is displayed in area 425 (area 425a and area 425b), and an image or video captured using camera 438 is displayed in area 484. Fig. 10B shows electronic device 420 with the surface of housing 421 opposite to the surface shown as the top surface in Fig. 10A as the top surface. Camera 438 is a camera arranged on the surface of housing 421 opposite to the surface on which display unit 422 is provided.

領域484には、認証コード485の撮像画像として、静止画あるいは動画が表示される。また図10Aにおいて、領域425として2つの領域(領域425a及び領域425b)が示されている。それぞれの領域上には、異なる指を配置することができる。図10Aでは領域425a上にユーザーの人差し指460aを、領域425b上にユーザーの中指460bをそれぞれ配置する例を示す。 Area 484 displays a still image or video as a captured image of authentication code 485. Also, in FIG. 10A, two areas (area 425a and area 425b) are shown as area 425. A different finger can be placed on each area. FIG. 10A shows an example in which the user's index finger 460a is placed on area 425a, and the user's middle finger 460b is placed on area 425b.

先に述べた動作方法の例3では、図8に示すフローを用いて、ステップS101において認証コードを含む撮像画像を取得した後、ステップS105において指の撮像画像を取得する例を示したが、図10Aに示す表示部422の画像では例えば、ステップS101において両方の撮像画像を取得することができる。よって、のちに行うステップS105を省略できる場合があり、処理の効率を高めることができる。 In the above-mentioned example 3 of the operation method, an example was shown in which an image including an authentication code is acquired in step S101, and then an image of a finger is acquired in step S105, using the flow shown in FIG. 8. However, in the image of the display unit 422 shown in FIG. 10A, for example, both images can be acquired in step S101. Therefore, it may be possible to omit step S105, which is performed later, and the efficiency of the process can be improved.

<動作方法の例6>
図11には、図9に示す構成と、図10に示す構成とを組み合わせる例を示す。図11において、領域484として2つの領域(領域484a及び領域484b)が示されている。領域484aに、カメラ438を用いて撮像された画像あるいは動画が表示される。領域484bに、認証コード485の画像として、静止画あるいは動画が表示される。
<Example 6 of Operation Method>
Fig. 11 shows an example of combining the configuration shown in Fig. 9 with the configuration shown in Fig. 10. In Fig. 11, two areas (area 484a and area 484b) are shown as area 484. An image or video captured by camera 438 is displayed in area 484a. A still image or video is displayed as the image of authentication code 485 in area 484b.

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。 This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器の一例を説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, an example of an electronic device of one embodiment of the present invention will be described.

<電子機器の構成例2>
電子機器420の概略図を、図12A乃至図13Dに示す。図12A乃至図13Dは、図3Aに示す一点鎖線A−Bにおける断面図である。また、図12A乃至図13Dにはそれぞれ、領域425及び領域427を矢印で示している。
<Configuration Example 2 of Electronic Device>
12A to 13D are schematic diagrams of the electronic device 420. Fig. 12A to Fig. 13D are cross-sectional views taken along dashed line A-B in Fig. 3A. In Fig. 12A to Fig. 13D, an area 425 and an area 427 are indicated by arrows.

電子機器420は、筐体421と、層441と、層443と、を有する。層441は、表示部422を有する。層443は、センサ部403を有する。領域427は、層443と重なる領域であり、センサ部403が有するセンサを用いた検知を行うことができる。図3Aに示す例では照度センサ432が設けられている。また領域427には照度センサ以外の様々なセンサを設けることもできる。また筐体421の内部の空間445に、制御回路部401、及び記憶部404を設けることができる。なお、制御回路部401、及び記憶部404は、層441または層443に設けてもよい。また、図示していないが、空間445に、通信用アンテナ、蓄電池などの電子部品を設けることができる。 The electronic device 420 has a housing 421, a layer 441, and a layer 443. The layer 441 has a display portion 422. The layer 443 has a sensor portion 403. The region 427 overlaps with the layer 443, and detection can be performed using a sensor included in the sensor portion 403. In the example shown in FIG. 3A, an illuminance sensor 432 is provided. Various sensors other than an illuminance sensor can also be provided in the region 427. A control circuit portion 401 and a memory portion 404 can be provided in a space 445 inside the housing 421. The control circuit portion 401 and the memory portion 404 may be provided in the layer 441 or the layer 443. Although not shown, electronic components such as a communication antenna and a storage battery can be provided in the space 445.

図12Aは、領域425が表示部422の全面に設けられ、領域427が表示部422の一部に設けられる例を示している。つまり、領域425と領域427が重なる領域を有する。図12Aに示す構成において、表示部422のいずれかの位置で第1の認証情報の取得を行うことができる。 FIG. 12A shows an example in which area 425 is provided on the entire surface of display unit 422, and area 427 is provided on a portion of display unit 422. In other words, area 425 and area 427 have an overlapping area. In the configuration shown in FIG. 12A, the first authentication information can be obtained at any position on display unit 422.

図12Bは、領域425が表示部422の一部に設けられ、領域427が表示部422の一部に設けられる例を示している。表示部422の一部に領域425を設ける構成とすることにより、点灯する発光素子405が一部となるため、電子機器420の消費電力を低くすることができる。図12Bでは、領域425と領域427が重なる領域を有さない構成を示したが、図12Cに示すように、領域425と領域427が重なる領域を有する構成としてもよい。 FIG. 12B shows an example in which region 425 is provided in a part of the display unit 422, and region 427 is provided in a part of the display unit 422. By providing region 425 in a part of the display unit 422, only a part of the light-emitting element 405 is turned on, so that the power consumption of the electronic device 420 can be reduced. In FIG. 12B, a configuration in which region 425 and region 427 do not have an overlapping area is shown, but as shown in FIG. 12C, a configuration in which region 425 and region 427 have an overlapping area may also be used.

図12Dは、領域425と領域427が同じ位置に位置する例を示している。領域425と領域427を同じ位置とすることにより、ユーザーはある指を表示部422にタッチさせたまま、第1の認証情報の取得、及び第2の認証情報の取得を行うことができ、電子機器420の操作性を高めることができる。 FIG. 12D shows an example in which area 425 and area 427 are located in the same position. By locating area 425 and area 427 in the same position, the user can obtain first authentication information and second authentication information while keeping a finger touching display unit 422, thereby improving the operability of electronic device 420.

図12A乃至図12Dは、領域427を表示部422に設け、表示部422内で第2の認証情報を取得する構成を示している。センサ部403を有する層443は、表示部422を有する層441に固定されていることが好ましい。例えば、層443は、層441に接着層(図示せず)により固定される。また、層443と層441の間に空間を有さないことが好ましい。層443と層441の間に空間(空気)を有さない構成とすることで、センサ部403に超音波を用いた指紋センサを用いた場合に、空気により超音波が減衰することを抑制でき、第2の認証情報の取得を感度高く行うことができる。 FIGS. 12A to 12D show a configuration in which an area 427 is provided in the display unit 422, and the second authentication information is acquired within the display unit 422. The layer 443 having the sensor unit 403 is preferably fixed to the layer 441 having the display unit 422. For example, the layer 443 is fixed to the layer 441 by an adhesive layer (not shown). It is also preferable that there is no space between the layer 443 and the layer 441. By adopting a configuration in which there is no space (air) between the layer 443 and the layer 441, when a fingerprint sensor using ultrasonic waves is used for the sensor unit 403, attenuation of ultrasonic waves due to air can be suppressed, and the second authentication information can be acquired with high sensitivity.

図13Aは、領域425が表示部422の全面に設けられ、領域427が表示部422の外に設けられる例を示している。図13Bに示すように、領域425が表示部422の一部に設けられてもよい。図13A及び図13Bは、領域425と領域427が重なる領域を有さず、また、電子機器420の表示部422と同じ面(表示面)で、第1の認証情報の取得、及び第2の認証情報の取得が行われる構成を示している。 Figure 13A shows an example in which area 425 is provided on the entire surface of display unit 422, and area 427 is provided outside display unit 422. As shown in Figure 13B, area 425 may be provided in a part of display unit 422. Figures 13A and 13B show a configuration in which area 425 and area 427 do not overlap, and the first authentication information and the second authentication information are obtained on the same surface (display surface) as display unit 422 of electronic device 420.

なお、図13A及び図13Bでは、層443が露出する構成例を示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。層443が、筐体421内に設けられてもよい、層443を筐体421内に設ける場合、層443は、筐体421に固定されていることが好ましい。層443は、筐体421に接着層(図示せず)により固定される。また、層443と筐体421の間に空間を有さないことが好ましい。層443と筐体421の間に空間(空気)を有さない構成とすることで、センサ部403に超音波を用いた指紋センサを用いた場合に、空気により超音波が減衰することを抑制でき、第2の認証情報の取得を感度高く行うことができる。 13A and 13B show a configuration example in which the layer 443 is exposed, but one embodiment of the present invention is not limited to this. The layer 443 may be provided inside the housing 421. In the case where the layer 443 is provided inside the housing 421, the layer 443 is preferably fixed to the housing 421. The layer 443 is fixed to the housing 421 by an adhesive layer (not shown). In addition, it is preferable that there is no space between the layer 443 and the housing 421. By using a configuration in which there is no space (air) between the layer 443 and the housing 421, when a fingerprint sensor using ultrasound is used for the sensor unit 403, attenuation of ultrasound due to air can be suppressed, and the second authentication information can be acquired with high sensitivity.

図13Cは、領域425が表示部422の全面に設けられ、領域427が電子機器420の表示部422と対向する面(表示面と対向する面)に設けられる例を示している。図13Dに示すように、領域425が表示部422の一部に設けられてもよい。図13C及び図13Dは、電子機器420の表示部422と同じ面(表示面)で第1の認証情報の取得が行われ、表示部422と対向する面(表示面と対向する面)で第2の認証情報の取得が行われる構成を示している。 Figure 13C shows an example in which area 425 is provided on the entire surface of display unit 422, and area 427 is provided on the surface facing display unit 422 of electronic device 420 (surface facing the display surface). As shown in Figure 13D, area 425 may be provided in a part of display unit 422. Figures 13C and 13D show a configuration in which first authentication information is obtained on the same surface (display surface) as display unit 422 of electronic device 420, and second authentication information is obtained on the surface facing display unit 422 (surface facing the display surface).

図13C及び図13Dに示す構成とする場合は、層443と層441の間に空間(空気)を有してもよい。なお、図13C及び図13Dでは、層443が露出する構成例を示しているが、本発明の一態様はこれに限られない。層443が、筐体421内に設けられてもよい、層443を筐体421内に設ける場合、層443は、筐体421に固定されていることが好ましい。層443は、筐体421に接着層(図示せず)により固定される。また、層443と筐体421の間に空間を有さないことが好ましい。 When the configuration shown in FIG. 13C and FIG. 13D is used, a space (air) may be present between the layer 443 and the layer 441. Note that although the configuration example in which the layer 443 is exposed is shown in FIG. 13C and FIG. 13D, one embodiment of the present invention is not limited to this. The layer 443 may be provided inside the housing 421. When the layer 443 is provided inside the housing 421, the layer 443 is preferably fixed to the housing 421. The layer 443 is fixed to the housing 421 by an adhesive layer (not shown). In addition, it is preferable that there is no space between the layer 443 and the housing 421.

以上が、電子機器の構成例についての説明である。 The above is an explanation of an example of the configuration of an electronic device.

なお、本発明の一態様の電子機器により実行される認証方法、処理方法、操作方法、動作方法、または表示方法等は、例えばプログラムとして記述されうる。例えば、上記で例示した電子機器420等により実行される認証方法、処理方法、操作方法、動作方法、または表示方法等が記述されたプログラムは、非一時的記憶媒体に格納され、電子機器420の制御回路部401が有する演算装置等により読み出され、実行することができる。すなわち、上記で例示した認証方法、動作方法等を、ハードウェアにより実行させるためのプログラム、及び当該プログラムが格納された非一時的記憶媒体は、本発明の一態様である。 Note that the authentication method, processing method, operation method, operation method, display method, etc. executed by the electronic device of one aspect of the present invention can be described, for example, as a program. For example, a program describing the authentication method, processing method, operation method, operation method, display method, etc. executed by the electronic device 420, etc. exemplified above can be stored in a non-transitory storage medium and read and executed by an arithmetic device, etc., possessed by the control circuit unit 401 of the electronic device 420. In other words, a program for executing the authentication method, operation method, etc. exemplified above by hardware, and a non-transitory storage medium in which the program is stored, are one aspect of the present invention.

本発明の一態様の電子機器は、スピーカ、マイク、カメラのいずれか一または複数を有してもよい。また、電子機器は、スピーカ、マイクロフォン、カメラ、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検知、検出、または測定する機能を含むもの)のいずれか一または複数を有してもよい。 The electronic device of one embodiment of the present invention may have one or more of a speaker, a microphone, and a camera. The electronic device may also have one or more of a speaker, a microphone, a camera, and a sensor (including a function to sense, detect, or measure force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, odor, or infrared light).

電子機器の筐体の内部の空間に、通信用アンテナ、蓄電池などの電子部品を設けることができる。 Electronic components such as communication antennas and storage batteries can be installed in the space inside the electronic device's housing.

表示部は、タッチセンサを有することができる。タッチセンサは、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。 The display unit can have a touch sensor. The touch sensor can use various types, such as a capacitive type, a resistive film type, a surface acoustic wave type, an infrared type, an optical type, or a pressure-sensitive type.

図14A及び図14B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。図14Aの斜視図では電子機器6500の表示部6502が上を向いて配置され、図14Bの斜視図では筐体6501において、電子機器の表示部6502が設けられる面の裏側に位置する表面が上を向いて配置されている。 The electronic device 6500 shown in Fig. 14A and Fig. 14B is a portable information terminal that can be used as a smartphone. In the perspective view of Fig. 14A, the display portion 6502 of the electronic device 6500 faces upward, and in the perspective view of Fig. 14B, the surface of the housing 6501 that is located behind the surface on which the display portion 6502 of the electronic device is provided faces upward.

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、カメラ6521、カメラ6522、照度センサ6523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。 The electronic device 6500 includes a housing 6501, a display portion 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, a camera 6521, a camera 6522, an illuminance sensor 6523, a light source 6508, and the like. The display portion 6502 has a touch panel function.

表示部6502に、先に述べた表示部422等を適用することができる。 The display unit 422 described above can be applied to the display unit 6502.

表示部6502、カメラ6507及び照度センサ6523は、筐体421において、表示部422が設けられる側に配置されている。またカメラ6521、カメラ6522及び光源6508は、その裏側に配置されている。 The display unit 6502, the camera 6507, and the illuminance sensor 6523 are arranged on the side of the housing 421 where the display unit 422 is provided. The cameras 6521, 6522, and the light source 6508 are arranged on the rear side.

カメラ6507は、ユーザーの撮像に用いることができる。カメラ6507をインカメラ、カメラ6521及びカメラ6522をアウトカメラとそれぞれ呼ぶことができる。 Camera 6507 can be used to capture an image of the user. Camera 6507 can be called an in-camera, and cameras 6521 and 6522 can be called out-cameras.

カメラ6507を用いた撮像では例えば、表示部422の発光素子をフラッシュライトとして用いることができる。また、カメラ6521及びカメラ6522を用いた撮像では例えば、光源6508をフラッシュライトとして用いることができる。 When capturing images using the camera 6507, for example, the light-emitting element of the display unit 422 can be used as a flashlight. When capturing images using the cameras 6521 and 6522, for example, the light source 6508 can be used as a flashlight.

電子機器6500は、焦点距離の異なる2以上のカメラを有することができる。カメラ6521及びカメラ6522は例えば、レンズの焦点距離が異なるカメラである。一方をより広角での撮像に、他方をより望遠での撮像に、用いることができる。 Electronic device 6500 can have two or more cameras with different focal lengths. Camera 6521 and camera 6522 are, for example, cameras with lenses with different focal lengths. One can be used for wider-angle imaging and the other for telephoto imaging.

また、カメラ6507、カメラ6521及びカメラ6522は、表示部422において撮影される被写体と表示部の表面との距離よりも、距離が遠い被写体を好適に撮像することができる。 Furthermore, cameras 6507, 6521, and 6522 can suitably capture images of subjects that are farther away than the distance between the subject captured on display unit 422 and the surface of the display unit.

照度センサ6523は、筐体421において、表示部422が設けられる側に配置されている。よって、表示部422が受ける外光に対応した照度を検出することができる。なお、照度センサ6523は筐体421において、表示部422の裏面側に設けてもよく、その場合には、表示部422に照射された外光が表示部422を通過して照度センサ6523に照射される。 The illuminance sensor 6523 is disposed on the side of the housing 421 where the display unit 422 is provided. Therefore, it is possible to detect illuminance corresponding to external light received by the display unit 422. Note that the illuminance sensor 6523 may be disposed on the rear side of the display unit 422 in the housing 421. In this case, external light irradiated to the display unit 422 passes through the display unit 422 and is irradiated to the illuminance sensor 6523.

図14Cは、筐体6501のマイク6506側の端部を含む断面概略図である。 Figure 14C is a schematic cross-sectional view including the end of the housing 6501 on the microphone 6506 side.

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。 A transparent protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and a display panel 6511, optical members 6512, a touch sensor panel 6513, a printed circuit board 6517, a battery 6518, etc. are arranged in the space surrounded by the housing 6501 and the protective member 6510.

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。 The display panel 6511, the optical member 6512, and the touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 by an adhesive layer (not shown).

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。 In an area outside the display portion 6502, a part of the display panel 6511 is folded back, and the FPC 6515 is connected to the folded back part. An IC 6516 is mounted on the FPC 6515. The FPC 6515 is connected to a terminal provided on a printed circuit board 6517.

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、表示部の裏側に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。 The display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 6511. Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. In addition, since the display panel 6511 is extremely thin, a large-capacity battery 6518 can be mounted thereon while keeping the thickness of the electronic device small. In addition, by folding back a part of the display panel 6511 and arranging a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the display portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.

表示部6502で撮像を行うことができる。例えば、表示パネル6511で指紋を撮像し、指紋認証を行うことができる。 Images can be captured using the display unit 6502. For example, a fingerprint can be captured using the display panel 6511 for fingerprint authentication.

表示部6502が、さらに、タッチセンサパネル6513を有することで、表示部6502に、タッチパネル機能を付与することができる。タッチセンサパネル6513は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。または、表示パネル6511を、タッチセンサとして機能させてもよく、その場合、タッチセンサパネル6513を設けなくてもよい。 When the display unit 6502 further includes a touch sensor panel 6513, the display unit 6502 can have a touch panel function. The touch sensor panel 6513 can use various types, such as a capacitive type, a resistive film type, a surface acoustic wave type, an infrared type, an optical type, or a pressure-sensitive type. Alternatively, the display panel 6511 may function as a touch sensor, in which case the touch sensor panel 6513 does not need to be provided.

<電子機器の構成例3>
図15Aに示す電子機器420は、生体または物体に装着可能な携帯情報端末として用いることができる。
<Configuration Example 3 of Electronic Device>
The electronic device 420 shown in FIG. 15A can be used as a portable information terminal that can be attached to a living body or an object.

図15Aに示す電子機器420は、バンド435を有する。バンド435を用いて、生体または物体に装着することができる。また図15Aに示す電子機器420は、留め具437を有する。留め具437を用いて、装着したバンド435を、生体または物体に固定することができる。図15Aに示す例では、ユーザーの左手首461に電子機器420を装着する例を示す。 The electronic device 420 shown in FIG. 15A has a band 435. The electronic device 420 can be attached to a living body or an object using the band 435. The electronic device 420 shown in FIG. 15A also has a fastener 437. The fastener 437 can be used to fasten the attached band 435 to the living body or an object. In the example shown in FIG. 15A, the electronic device 420 is attached to the user's left wrist 461.

筐体421は、第1の面と、第1の面と対向する第2の面と、を有する。表示部422は、第1の面に設けられ、センサ部403は第2の面に設けられることが好ましい。図17Aは、図15Aに示す電子機器420の第1の面(表示部422)側の外観を示す斜視図である。図17Bは、図15Aに示す電子機器420の第2の面(センサ部403)側の外観を示す斜視図である。センサ部403は第2の面に設けられることにより、電子機器420の着脱状態を検出する。 The housing 421 has a first surface and a second surface opposite to the first surface. It is preferable that the display unit 422 is provided on the first surface, and the sensor unit 403 is provided on the second surface. Fig. 17A is a perspective view showing the appearance of the first surface (display unit 422) side of the electronic device 420 shown in Fig. 15A. Fig. 17B is a perspective view showing the appearance of the second surface (sensor unit 403) side of the electronic device 420 shown in Fig. 15A. The sensor unit 403 is provided on the second surface to detect the attachment/detachment state of the electronic device 420.

なお、図15Aは、電子機器420の表示部422が矩形の例を示しているが、表示部422の形状は特に限定されない。表示部422が矩形以外の形状を有することにより、電子機器420の意匠性を高めることができる。図15Bに示すように、表示部422が円形であってもよい。図16Aに示すように、表示部422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構成としてもよい。また、図16Bに示すように、電子機器420の形状を筒状としてもよい。図16Bでは、電子機器420を指463に装着する様子を示している。 Note that while FIG. 15A shows an example in which the display unit 422 of the electronic device 420 is rectangular, the shape of the display unit 422 is not particularly limited. The design of the electronic device 420 can be improved by having the display unit 422 have a shape other than rectangular. As shown in FIG. 15B, the display unit 422 may be circular. As shown in FIG. 16A, the display unit 422 may be configured so that its display surface is curved and the display is performed along the curved display surface. Also, as shown in FIG. 16B, the electronic device 420 may be cylindrical. FIG. 16B shows the electronic device 420 being worn on a finger 463.

電子機器420は、操作ボタン436を有してもよい。ユーザーは、操作ボタン436を押すことにより電子機器420を操作することができる。電子機器420は、バンド435、及び留め具437を有してもよい。バンド435、及び留め具437により、電子機器420を生体または物体に装着することができる。なお、図15A等では、電子機器420が操作ボタン436を有する構成を示したが、操作ボタン436を有さない構成としてもよい。また、図17A、図17B等では、電子機器420が留め具437を有する構成を示したが、留め具437を有さない構成としてもよい。バンド435のみで、電子機器420を生体または物体に装着できる構成としてもよい。また、電子機器420がバンド435を有さない構成としてもよい。 The electronic device 420 may have an operation button 436. The user can operate the electronic device 420 by pressing the operation button 436. The electronic device 420 may have a band 435 and a fastener 437. The electronic device 420 can be attached to a living body or an object by the band 435 and the fastener 437. Note that, although the configuration in which the electronic device 420 has the operation button 436 is shown in FIG. 15A and the like, the electronic device 420 may be configured not to have the operation button 436. Also, although the configuration in which the electronic device 420 has the fastener 437 is shown in FIG. 17A, FIG. 17B and the like, the electronic device 420 may be configured not to have the fastener 437. The electronic device 420 may be configured to be attached to a living body or an object by only the band 435. Also, the electronic device 420 may be configured not to have the band 435.

電子機器420は、例えば、無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話する構成とすることができる。また、電子機器420は、接続端子(図示せず)により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、及び、充電を行うことができる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。 The electronic device 420 can be configured to communicate hands-free, for example, by communicating with a wireless headset. The electronic device 420 can also transmit data to and from other information terminals and charge itself via a connection terminal (not shown). The charging operation can also be performed by wireless power supply.

図18A及び図18Bは、図15Aに示す一点鎖線A−Bにおける断面図であり、図18Cは、図15Aに示す一点鎖線E−Fにおける断面図である。図18Dは、図16Aに示す一点鎖線C−Dにおける断面図である。図18B乃至図18Dは、筐体421、表示部422、及びセンサ部403を拡大して示している。なお、図18A乃至図18Dは、操作ボタン436及び留め具437を省略している。 Figures 18A and 18B are cross-sectional views taken along dashed line A-B in Figure 15A, and Figure 18C is a cross-sectional view taken along dashed line E-F in Figure 15A. Figure 18D is a cross-sectional view taken along dashed line C-D in Figure 16A. Figures 18B to 18D show enlarged views of the housing 421, display unit 422, and sensor unit 403. Note that Figures 18A to 18D omit the operation button 436 and fastener 437.

センサ部403は、発した光の一部が生体または物体で反射し、その反射光が入射することで、電子機器420の着脱状態の情報(第1の情報)を取得することができる。図18Bでは、表示部422から発せられる光と、センサ部403から発せられる光をそれぞれ矢印で示している。図18Bに示すように、表示部422から発せられる光と、センサ部403から発せられる光は、逆の向きであることが好ましい。なお、図18Aでは、手の甲側にセンサ部403がくるように装着する例を示しているが、電子機器420の装着方法はこれに限られない。手のひら側にセンサ部403がくるように装着してもよい。 The sensor unit 403 can obtain information (first information) on the attachment/detachment state of the electronic device 420 by receiving the reflected light that is incident on the sensor unit 403 after a portion of the emitted light is reflected by a living body or an object. In FIG. 18B, the light emitted from the display unit 422 and the light emitted from the sensor unit 403 are indicated by arrows. As shown in FIG. 18B, it is preferable that the light emitted from the display unit 422 and the light emitted from the sensor unit 403 are in opposite directions. Note that while FIG. 18A shows an example in which the sensor unit 403 is worn on the back of the hand, the method of wearing the electronic device 420 is not limited to this. The sensor unit 403 may also be worn on the palm of the hand.

図18Dに示すように、表示部422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構成としてもよい。 As shown in FIG. 18D, the display unit 422 may be configured so that its display surface is curved and the display is performed along the curved display surface.

<動作方法の例7>
電子機器420として生体または物体に装着可能な携帯情報端末を用いる場合において、図4及び図8に示す動作方法の例を参照し、認証コード及びユーザー情報の照合を用いて認証を行う例を示す。
<Example 7 of Operation Method>
In the case where a portable information terminal that can be attached to a living body or an object is used as the electronic device 420, an example of performing authentication using a comparison of an authentication code and user information will be described with reference to the examples of the operation methods shown in FIGS.

[認証コードの撮像]
まず、図4に示す動作方法を用いて、認証コードを含む画像の撮像画像を取得する方法を説明する。なお、以下において、先の実施の形態の記載を適宜、参照することができる。
[Image of authentication code]
First, a method for acquiring a captured image of an image including an authentication code will be described using the operation method shown in Fig. 4. Note that, in the following, the description of the previous embodiment can be appropriately referred to.

まずステップS500において、本フローの処理を開始する。 First, in step S500, processing of this flow begins.

次にステップS501において、被写体460を検知する。 Next, in step S501, the subject 460 is detected.

本ステップにおいて、被写体460は認証コードを含む画像である。図19Aには一例として、認証コードが印刷された紙を示す。認証コードは商品、備品などの物体、及び、柱、壁などの構造体、等に貼り付けることもできる。また被写体460は、電子機器に表示されていてもよい。例えば、電子機器の表示部に、認証コードの画像が表示されていてもよい。 In this step, subject 460 is an image including an authentication code. FIG. 19A shows, as an example, a piece of paper on which an authentication code is printed. The authentication code can also be attached to objects such as merchandise and fixtures, and to structures such as pillars and walls. Subject 460 may also be displayed on an electronic device. For example, an image of the authentication code may be displayed on the display unit of the electronic device.

本ステップにおける検知として例えば、ユーザーが被写体460に電子機器420の表示部422を近づけた後、センサ部を用いて被写体460の近接の検知を行うことができる。このとき、電子機器420の表示部422に被写体460の撮像を開始するメッセージを表示することにより、ユーザーは、当該メッセージに従い、ユーザーが表示部422を被写体460に近づけることができる。また後述する通り、撮像は表示部422をスキャンすることにより行われる場合がある。この際には、スキャンを開始するメッセージを表示することができる。なお、このようなメッセージを表示する場合には例えば、メッセージを表示してから一定時間後に、被写体460の近接の検知を行わずに、次のステップに進むこともできる。 As an example of the detection in this step, after the user brings the display unit 422 of the electronic device 420 close to the subject 460, the proximity of the subject 460 can be detected using the sensor unit. At this time, a message to start capturing an image of the subject 460 is displayed on the display unit 422 of the electronic device 420, and the user can follow the message and bring the display unit 422 closer to the subject 460. As will be described later, the image may be captured by scanning the display unit 422. At this time, a message to start scanning can be displayed. Note that when such a message is displayed, for example, it is also possible to proceed to the next step after a certain time has passed since the message was displayed, without detecting the proximity of the subject 460.

次にステップS502において、処理回数xを1とし、輝度LをL(1)とし、時間tをt(1)とする。 Next, in step S502, the number of processing times x is set to 1, the luminance L is set to L(1), and the time t is set to t(1).

次にステップS503において、輝度Lで第1の画像を表示部に表示する。 Next, in step S503, the first image is displayed on the display unit at luminance L.

次にステップS504において、第1の画像を光源として用いて、被写体の撮像を行う。ここで、電子機器420の表示部422の大きさよりも認証コードの画像の方が大きい場合には、表示部422をスキャンすることにより、認証コードの画像の全体を撮像することができる。図19B及び図19Cは、被写体460に近接された表示部422を矢印の方向にスキャンする様子を表している。図19Cでは電子機器420はユーザーの左手首461に装着されており、ユーザーの掌が表に位置し、裏側、すなわちユーザーの手の甲の側に電子機器420の筐体421が装着されている。ユーザーが左手首461を動かすことにより、表示部422をスキャンして、被写体である認証コードの画像の全体を撮像することができる。 Next, in step S504, the first image is used as a light source to capture an image of the subject. Here, if the image of the authentication code is larger than the size of the display unit 422 of the electronic device 420, the entire image of the authentication code can be captured by scanning the display unit 422. Figures 19B and 19C show how the display unit 422, which is brought close to the subject 460, is scanned in the direction of the arrow. In Figure 19C, the electronic device 420 is worn on the user's left wrist 461, with the user's palm positioned on the front and the housing 421 of the electronic device 420 worn on the back side, i.e., the back of the user's hand. The user moves the left wrist 461 to scan the display unit 422, and the entire image of the authentication code, which is the subject, can be captured.

またステップS504において電子機器は、受光素子で検出された信号を用いて被写体の撮像画像を取得する。 Then, in step S504, the electronic device acquires a captured image of the subject using the signal detected by the light receiving element.

次にステップS505において、ステップS504で取得された撮像画像の採用の可否を判断する。具体的には例えば、撮像画像が被写体の情報を取得するのに充分な画質であるか否かを判断し、画質が充分である場合には採用し、不充分である場合には採用しない。 Next, in step S505, it is determined whether or not the captured image acquired in step S504 can be adopted. Specifically, for example, it is determined whether or not the captured image has sufficient image quality to acquire information about the subject, and if the image quality is sufficient, it is adopted, and if the image quality is insufficient, it is not adopted.

撮像画像が採用された場合には、ステップS509に進み、採用されなかった場合には、ステップS506に進む。 If the captured image is adopted, proceed to step S509; if not, proceed to step S506.

ステップ506では、処理回数xの繰り上げを行う。 In step 506, the processing count x is incremented.

ステップS507では処理回数xがnより小さいか否かの判定を行う。処理回数がnに達した場合は、ステップS511に進み、処理を終了する。 In step S507, it is determined whether the number of processing times x is smaller than n. If the number of processing times reaches n, the process proceeds to step S511 and ends the process.

ステップS508では、輝度LをL(x)とし、時間tをt(x)とする。 In step S508, the luminance L is set to L(x) and the time t is set to t(x).

ステップS508の後には、ステップS503に再び戻り、ステップS503乃至ステップS505を繰り返す。ステップS505において撮像画像が採用されなかった場合には、ステップS506に進み、ステップS505において撮像画像が採用された場合には、ステップS509に進む。 After step S508, the process returns to step S503, and steps S503 to S505 are repeated. If the captured image is not adopted in step S505, the process proceeds to step S506, and if the captured image is adopted in step S505, the process proceeds to step S509.

ステップS509において、可決された撮像画像を取得し、ステップS510において、本フローの処理を終了する。 In step S509, the approved captured image is acquired, and in step S510, the processing of this flow ends.

[指の撮像]
次に、図4に示す動作方法を用いて、ユーザーの指の撮像画像を取得する方法を説明する。なお、以下において、先の実施の形態の記載を適宜、参照することができる。
[Finger imaging]
Next, a method for acquiring an image of a user's finger will be described using the operation method shown in Fig. 4. Note that in the following, the description of the previous embodiment can be referred to as appropriate.

まずステップS500において、本フローの処理を開始する。 First, in step S500, processing of this flow begins.

次にステップS501において、被写体460を検知する。 Next, in step S501, the subject 460 is detected.

本ステップにおいて、被写体460はユーザーの指である。図20Aには一例として、ユーザーの左手首461に装着された電子機器420の表示部422に、ユーザーの右手の人差し指が触れる例を示す。 In this step, the subject 460 is the user's finger. As an example, FIG. 20A shows an example in which the index finger of the user's right hand touches the display unit 422 of the electronic device 420 worn on the user's left wrist 461.

本ステップにおける検知として例えば、ユーザーが被写体460に電子機器420の表示部422を近づけた後、センサ部を用いて被写体460の近接の検知を行うことができる。また、電子機器420の表示部422に被写体460の撮像を開始するメッセージを表示し、ユーザーが当該メッセージに従い、ユーザーが指を表示部422に触れる、あるいは近づけることができる。このようなメッセージを表示する場合には例えば、メッセージを表示してから一定時間後に、被写体460の近接の検知を行わずに、次のステップに進むこともできる。 As an example of the detection in this step, after the user brings the display unit 422 of the electronic device 420 close to the subject 460, the proximity of the subject 460 can be detected using a sensor unit. Alternatively, a message to start capturing an image of the subject 460 can be displayed on the display unit 422 of the electronic device 420, and the user can touch or bring their finger close to the display unit 422 in accordance with the message. When such a message is displayed, for example, it is also possible to proceed to the next step after a certain time has elapsed since the message was displayed, without detecting the proximity of the subject 460.

次にステップS502において、処理回数xを1とし、輝度LをL(1)とし、時間tをt(1)とする。 Next, in step S502, the number of processing times x is set to 1, the luminance L is set to L(1), and the time t is set to t(1).

次にステップS503において、輝度Lで第1の画像を表示部に表示する。 Next, in step S503, the first image is displayed on the display unit at luminance L.

次にステップS504において、第1の画像を光源として用いて、被写体の撮像を行う。またステップS504において電子機器は、受光素子で検出された信号を用いて被写体の撮像画像を取得する。 Next, in step S504, the first image is used as a light source to capture an image of the subject. Also in step S504, the electronic device obtains a captured image of the subject using a signal detected by the light receiving element.

次にステップS505において、ステップS504で取得された撮像画像の採用の可否を判断する。具体的には例えば、撮像画像が被写体の情報を取得するのに充分な画質であるか否かを判断し、画質が充分である場合には採用し、不充分である場合には採用しない。 Next, in step S505, it is determined whether or not the captured image acquired in step S504 can be adopted. Specifically, for example, it is determined whether or not the captured image has sufficient image quality to acquire information about the subject, and if the image quality is sufficient, it is adopted, and if the image quality is insufficient, it is not adopted.

撮像画像が採用された場合には、ステップS509に進み、採用されなかった場合には、ステップS506に進む。 If the captured image is adopted, proceed to step S509; if not, proceed to step S506.

ステップ506では、処理回数xの繰り上げを行う。 In step 506, the processing count x is incremented.

ステップS507では処理回数xがnより小さいか否かの判定を行う。処理回数がnに達した場合は、ステップS511に進み、処理を終了する。 In step S507, it is determined whether the number of processing times x is smaller than n. If the number of processing times reaches n, the process proceeds to step S511 and ends the process.

ステップS508では、輝度LをL(x)とし、時間tをt(x)とする。 In step S508, the luminance L is set to L(x) and the time t is set to t(x).

ステップS508の後には、ステップS503に再び戻り、ステップS503乃至ステップS505を繰り返す。ステップS505において撮像画像が採用されなかった場合には、ステップS506に進み、ステップS505において撮像画像が採用された場合には、ステップS509に進む。 After step S508, the process returns to step S503, and steps S503 to S505 are repeated. If the captured image is not adopted in step S505, the process proceeds to step S506, and if the captured image is adopted in step S505, the process proceeds to step S509.

ステップS509において、採用された撮像画像を取得し、ステップS510において、本フローの処理を終了する。 In step S509, the selected captured image is acquired, and in step S510, the processing of this flow ends.

[認証]
次に、電子機器として生体または物体に装着可能な携帯情報端末を用いて、図8に示すフローにより認証を行う場合の動作例を示す。なお、以下において、先の実施の形態の記載を適宜、参照することができる。
[certification]
Next, an example of an operation of performing authentication using a portable information terminal that can be attached to a living body or an object as an electronic device according to the flow shown in Fig. 8 will be described. Note that in the following, the description of the previous embodiment can be appropriately referred to.

まず、ステップS100において、本フローの処理を開始する。 First, in step S100, processing of this flow begins.

次にステップS101において、認証コードの撮像画像を取得する。ここで、認証コードの撮像画像の取得には、先に述べた方法を用いる。 Next, in step S101, an image of the authentication code is acquired. Here, the method described above is used to acquire the image of the authentication code.

電子機器として生体または物体に装着可能な携帯情報端末を用いることで、ユーザーは、電子機器が装着された部位、例えば図19Cにおいては手首を動かすのみで、認証コードの撮像を行うことができる。よって、ユーザーの作業のさまたげを最小限に抑えることができる。また、電子機器を鞄、ポケット等に入れて運搬する必要がなく、また鞄、ポケット等から取り出す必要もないため、作業における利便性が向上する。作業のさまたげを抑え、利便性を向上させることにより、作業の安全性を高めることができ、作業効率も高めることができる。 By using a portable information terminal that can be attached to a living body or an object as the electronic device, the user can capture an image of the authentication code simply by moving the part of the body where the electronic device is attached, for example, the wrist in Figure 19C. This can minimize hindrance to the user's work. In addition, there is no need to carry the electronic device in a bag, pocket, etc., and there is no need to remove it from a bag, pocket, etc., which improves convenience during work. By minimizing hindrance to work and improving convenience, it is possible to increase the safety of work and improve work efficiency.

次にステップS102において、認証コードの撮像画像から、認証コードの情報を取得する。 Next, in step S102, authentication code information is obtained from the captured image of the authentication code.

次にステップS103において、認証コードに基づく処理の情報を表示部に表示する。 Next, in step S103, information about the processing based on the authentication code is displayed on the display unit.

次にステップS104において、ステップS103にて表示部に表示された処理の情報の承認の可否を判断する。承認されなかった場合にはステップS199に進み、本フローの処理を終了する。承認された場合にはステップS105に進む。 Next, in step S104, it is determined whether the processing information displayed on the display unit in step S103 is approved. If it is not approved, the process proceeds to step S199, and the process of this flow ends. If it is approved, the process proceeds to step S105.

次にステップS105において、第1の指の撮像画像を取得する。ここで、第1の指の撮像画像の取得には、先に述べた方法を用いる。 Next, in step S105, an image of the first finger is acquired. Here, the method described above is used to acquire the image of the first finger.

電子機器として生体または物体に装着可能な携帯情報端末を用いることで、ユーザーは、電子機器を鞄、ポケット等に入れて運搬する必要がなく、また鞄、ポケット等から取り出す必要もないため、作業における利便性が向上する。またユーザーの作業のさまたげを最小限に抑えることができる。作業のさまたげを抑え、利便性を向上させることにより、作業の安全性を高めることができ、作業効率も高めることができる。 By using a portable information terminal that can be attached to a living body or an object as the electronic device, the user does not need to carry the electronic device in a bag, pocket, etc., and there is no need to remove the electronic device from a bag, pocket, etc., improving convenience during work. In addition, it is possible to minimize hindrance to the user's work. By minimizing hindrance to work and improving convenience, it is possible to increase the safety of work and improve work efficiency.

次にステップS106において、ステップS105で取得された撮像画像を用いて、第1の指の指紋情報を取得する。 Next, in step S106, the captured image acquired in step S105 is used to acquire fingerprint information of the first finger.

次にステップS107において、第1の指紋情報の照合を行う。当該照合として例えば、電子機器の記憶部に記憶されている第2の指紋情報との照合を行えばよい。 Next, in step S107, the first fingerprint information is compared. For example, the first fingerprint information may be compared with the second fingerprint information stored in the storage unit of the electronic device.

次にステップS108において、ステップS107で行った照合が一致したか否かの判断を行う。一致したと判断された場合はステップS109に進み、電子機器は、ステップS104において承認された処理を行う。また一致しないと判断された場合は、ステップS199に進み、本フローの処理を終了する。 Next, in step S108, it is determined whether the comparison performed in step S107 results in a match. If it is determined that there is a match, the process proceeds to step S109, where the electronic device performs the process approved in step S104. If it is determined that there is no match, the process proceeds to step S199, where the process of this flow ends.

なお、電子機器420の着脱を検知するセンサをセンサ部に設け、電子機器420をユーザーの装着部位から取り外した後、再度装着する場合に認証を行うことにより、電子機器420とユーザーを紐づけが行うことができる。電子機器420において行われる操作はすなわち、ユーザーとの紐づけにより第1の認証があらかじめ承認された端末により行われる操作である。電子機器420の装着時のユーザーとの紐づけを第1段階の認証とし、ステップ107における指紋情報の一致を第2段階の認証とした2段階の認証であると表現することもできる。2段階の認証とすることにより、セキュリティをきわめて高いものとすることができる。 Note that a sensor that detects the attachment and detachment of electronic device 420 is provided in the sensor unit, and authentication is performed when electronic device 420 is removed from the user's wearing site and then worn again, thereby linking electronic device 420 to the user. The operation performed on electronic device 420 is an operation performed by a terminal that has been approved in advance for first authentication by linking with the user. It can also be expressed as two-stage authentication, with the linking with the user when electronic device 420 is worn being the first stage authentication, and the matching of fingerprint information in step 107 being the second stage authentication. By using two stages of authentication, security can be made extremely high.

電子機器420の装着の際の認証は、指紋認証、暗証番号認証などを含むパスワード認証、声紋認証、等の認証方法を適宜、用いることができる。 When the electronic device 420 is worn, authentication can be performed using an appropriate method such as fingerprint authentication, password authentication including PIN authentication, voiceprint authentication, etc.

[照度センサ]
図20Bは、図15Aに示す一点鎖線A−Bにおける断面図であり、筐体421内に照度センサ434が設けられる例を示す。図20Bに示す照度センサ434は、表示部422の裏面に重なるように設けられる。表示部422に照射される外光は、表示部422を経て照度センサ434に入射される。
[Illuminance sensor]
Fig. 20B is a cross-sectional view taken along dashed line A-B in Fig. 15A, and shows an example in which an illuminance sensor 434 is provided inside the housing 421. The illuminance sensor 434 shown in Fig. 20B is provided so as to overlap the rear surface of the display unit 422. External light irradiated to the display unit 422 is incident on the illuminance sensor 434 via the display unit 422.

また図20Cに示す例では、照度センサ434が筐体421の表面において、表示部422の隣に配置される例を示す。 In the example shown in FIG. 20C, the illuminance sensor 434 is disposed next to the display unit 422 on the surface of the housing 421.

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。 This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の受光素子等を有する表示装置の例について説明する。当該表示装置は、本発明の一態様の電子機器に適用することができる。
(Embodiment 3)
In this embodiment, an example of a display device including a light-receiving element or the like according to one embodiment of the present invention will be described. The display device can be applied to an electronic device according to one embodiment of the present invention.

本実施の形態の表示装置において、画素は、互いに発光色の異なる発光素子を有する副画素を、複数種有する構成とすることができる。例えば、画素は、副画素を3種類有する構成とすることができる。当該3つの副画素としては、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の副画素、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の3色の副画素などが挙げられる。または、画素は副画素を4種類有する構成とすることができる。当該4つの副画素としては、R、G、B、白色(W)の4色の副画素、R、G、B、Yの4色の副画素などが挙げられる。 In the display device of this embodiment, a pixel can be configured to have multiple types of subpixels having light-emitting elements with different light-emitting colors. For example, a pixel can be configured to have three types of subpixels. The three subpixels can be subpixels of three colors, red (R), green (G), and blue (B), or subpixels of three colors, yellow (Y), cyan (C), and magenta (M). Alternatively, a pixel can be configured to have four types of subpixels. The four subpixels can be subpixels of four colors, R, G, B, and white (W), or subpixels of four colors, R, G, B, and Y.

副画素の配列に特に限定はなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Sストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列などが挙げられる。 There are no particular limitations on the arrangement of the sub-pixels, and various methods can be applied. Examples of the arrangement of the sub-pixels include a stripe arrangement, an S-stripe arrangement, a matrix arrangement, a delta arrangement, a Bayer arrangement, and a pentile arrangement.

また、副画素の上面形状としては、例えば、三角形、四角形(長方形、正方形を含む)、五角形などの多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などが挙げられる。ここでいう副画素の上面形状は、発光素子の発光領域の上面形状に相当する。 The top surface shape of the subpixel may be, for example, a triangle, a quadrangle (including a rectangle and a square), a polygon such as a pentagon, a polygon with rounded corners, an ellipse, or a circle. The top surface shape of the subpixel here corresponds to the top surface shape of the light-emitting region of the light-emitting element.

画素に、発光素子及び受光素子を有する表示装置では、画素が受光機能を有するため、画像を表示しながら、対象物の接触または近接を検出することができる。例えば、表示装置が有する副画素全てで画像を表示するだけでなく、一部の副画素は、光源としての光を呈し、他の一部の副画素は、光検出を行い、残りの副画素で画像を表示することもできる。 In a display device having a light-emitting element and a light-receiving element in each pixel, the pixels have a light-receiving function, so that it is possible to detect the contact or proximity of an object while displaying an image. For example, rather than just displaying an image using all of the sub-pixels of the display device, some of the sub-pixels can emit light as a light source, while other sub-pixels can perform light detection, and the image can be displayed using the remaining sub-pixels.

図21A、図21B、図21C、図21G、図21H及び図21Iに示す画素は、副画素G、副画素B、副画素R、及び、副画素PSを有する。 The pixels shown in Figures 21A, 21B, 21C, 21G, 21H, and 21I have subpixels G, B, R, and PS.

図21Aに示す画素には、ストライプ配列が適用されている。図21Bに示す画素には、マトリクス配列が適用されている。 The pixels shown in FIG. 21A are arranged in a stripe pattern. The pixels shown in FIG. 21B are arranged in a matrix pattern.

図21Cに示す画素の配列は、1つの副画素(副画素B)の隣に、3つの副画素(副画素R、副画素G、副画素S)が縦に3つ並んだ構成を有する。 The pixel array shown in FIG. 21C has three subpixels (subpixel R, subpixel G, and subpixel S) arranged vertically next to one subpixel (subpixel B).

図21Gに示す画素の配列は、副画素が2行に配列されている例を示す。上の行(1行目)には、横に並んだ3つの副画素(副画素G、副画素B、副画素R)が設けられ、下の行には、1つの副画素(副画素PS)が設けられている。 The pixel array shown in FIG. 21G shows an example in which subpixels are arranged in two rows. The top row (first row) has three subpixels (subpixel G, subpixel B, and subpixel R) arranged horizontally, and the bottom row has one subpixel (subpixel PS).

図21Hには、副画素が3行に配列されている例を示す。1つの副画素(副画素B)が1行目と2行目にわたって設けられ、その左隣りの1行目に1つの副画素(副画素G)、2行目に1つの副画素(副画素R)が設けられ、3行目に1つの副画素(副画素PS)が設けられている。 Figure 21H shows an example in which subpixels are arranged in three rows. One subpixel (subpixel B) is provided across the first and second rows, and to the left of it, one subpixel (subpixel G) is provided in the first row, one subpixel (subpixel R) is provided in the second row, and one subpixel (subpixel PS) is provided in the third row.

図21Iに示す構成は、異なる構成を有する2つの画素(以下、画素30c及び画素30dと呼ぶ)が並んで配置される。 The configuration shown in FIG. 21I has two pixels (hereinafter referred to as pixel 30c and pixel 30d) with different configurations arranged side by side.

図21Iに示す画素30cは、上の行(1行目)に、副画素PSを有し、下の行(2行目)に、副画素Gを有し、1行目から2行目にわたって副画素Rを有する。言い換えると、画素30cは、左の列(1列目)に、副画素PS、副画素Gを有し、右の列(2列目)に副画素Rを有する。 Pixel 30c shown in FIG. 21I has subpixel PS in the top row (first row), subpixel G in the bottom row (second row), and subpixel R across the first and second rows. In other words, pixel 30c has subpixel PS and subpixel G in the left column (first column), and subpixel R in the right column (second column).

図21Iに示す画素30dは、上の行(1行目)に、副画素PSを有し、下の行(2行目)に、副画素Gを有し、1行目から2行目にわたって副画素Bを有する。言い換えると、画素30dは、左の列(1列目)に、副画素PS、副画素Gを有し、右の列(2列目)に副画素Bを有する。 Pixel 30d shown in FIG. 21I has subpixel PS in the top row (first row), subpixel G in the bottom row (second row), and subpixel B across the first and second rows. In other words, pixel 30d has subpixel PS and subpixel G in the left column (first column), and subpixel B in the right column (second column).

図21Iに示す構成においては、副画素R及び副画素Bはそれぞれ2画素に1つ配置され、副画素R及び副画素Bの面積は、副画素Gの面積よりも大きい。このような構成とすることで、副画素G及び副画素PSの精細度を高くし、副画素R及び副画素Bの面積を大きくすることにより、より低い消費電力でも輝度を高めることができるため、高精細で、消費電力が低く、信頼性に優れた表示装置を実現することができる。 In the configuration shown in FIG. 21I, subpixels R and B are arranged in every two pixels, and the areas of subpixels R and B are larger than the area of subpixel G. With this configuration, the resolution of subpixels G and PS is increased, and the areas of subpixels R and B are increased, thereby increasing the luminance even with lower power consumption, thereby realizing a display device that is high-resolution, has low power consumption, and is highly reliable.

なお副画素PSの受光面積は、他の副画素の発光面積よりも小さい構成にしてもよい。受光面積が小さいほど、撮像範囲が狭くなり、撮像結果のボケの抑制、及び、解像度の向上が可能となる。そのため、副画素PSを用いることで、高精細または高解像度の撮像を行うことができる。 The light receiving area of the subpixel PS may be configured to be smaller than the light emitting areas of the other subpixels. The smaller the light receiving area, the narrower the imaging range, making it possible to suppress blurring in the imaging results and improve the resolution. Therefore, by using the subpixel PS, it is possible to perform imaging with high definition or high resolution.

図21D、図21E、図21Fに示す画素は、副画素G、副画素B、副画素R、副画素IRS、及び副画素PSを有する。 The pixel shown in Figures 21D, 21E, and 21F has subpixel G, subpixel B, subpixel R, subpixel IRS, and subpixel PS.

図21D、図21E、図21Fでは、1つの画素が、2行に設けられている例を示す。上の行(1行目)には、3つの副画素(副画素G、副画素B、副画素R)が設けられ、下の行(2行目)には2つの副画素(1つの副画素PSと、1つの副画素IRS)が設けられている。 Figures 21D, 21E, and 21F show an example in which one pixel is provided in two rows. The top row (first row) has three subpixels (subpixel G, subpixel B, and subpixel R), and the bottom row (second row) has two subpixels (one subpixel PS and one subpixel IRS).

図21Dでは、縦長の副画素G、副画素B、副画素Rが横に3つ並び、その下側に副画素PSと、横長の副画素IRSと、が横に並んだ構成を有する。図21Eでは、横長の副画素G及び副画素Rが縦方向に2つ並び、その横に縦長の副画素Bが並び、それらの下側に、横長の副画素IRSと、縦長の副画素PSが横に並んだ構成を有する。図21Fでは、縦長の副画素R、副画素G、副画素Bが横に3つ並び、それらの下側に横長の副画素IRSと縦長の副画素PSが横に並んだ構成を有する。図21E及び図21Fでは、副画素IRSの面積が最も大きく、副画素PSの面積が副画素等と同程度である場合を示している。 In FIG. 21D, three vertically elongated subpixels G, B, and R are arranged horizontally, and below them, subpixel PS and horizontally elongated subpixel IRS are arranged horizontally. In FIG. 21E, two horizontally elongated subpixels G and R are arranged vertically, and vertically elongated subpixel B is arranged horizontally, and below them, horizontally elongated subpixel IRS and vertically elongated subpixel PS are arranged horizontally. In FIG. 21F, three vertically elongated subpixels R, G, and B are arranged horizontally, and below them, horizontally elongated subpixel IRS and vertically elongated subpixel PS are arranged horizontally. In FIGS. 21E and 21F, the area of subpixel IRS is the largest, and the area of subpixel PS is approximately the same as that of the subpixels, etc.

なお、副画素のレイアウトは図21A乃至図21Iの構成に限られない。 Note that the layout of the subpixels is not limited to the configurations shown in Figures 21A to 21I.

副画素Rは、赤色の光を発する発光素子を有する。副画素Gは、緑色の光を発する発光素子を有する。副画素Bは、青色の光を発する発光素子を有する。副画素IRSは、赤外光を発する発光素子を有する。副画素PSは、受光素子を有する。副画素PSが検出する光の波長は特に限定されないが、副画素PSが有する受光素子は、副画素R、副画素G、副画素B、または副画素IRSが有する発光素子が発する光に感度を有することが好ましい。例えば、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの波長域の光、及び、赤外の波長域の光のうち、一つまたは複数を検出することが好ましい。 Subpixel R has a light-emitting element that emits red light. Subpixel G has a light-emitting element that emits green light. Subpixel B has a light-emitting element that emits blue light. Subpixel IRS has a light-emitting element that emits infrared light. Subpixel PS has a light-receiving element. The wavelength of light detected by subpixel PS is not particularly limited, but it is preferable that the light-receiving element of subpixel PS is sensitive to light emitted by the light-emitting element of subpixel R, subpixel G, subpixel B, or subpixel IRS. For example, it is preferable to detect one or more of light in wavelength ranges such as blue, purple, blue-purple, green, yellow-green, yellow, orange, and red, and light in the infrared wavelength range.

副画素PSの受光面積は、他の副画素の発光面積よりも小さい。受光面積が小さいほど、撮像範囲が狭くなり、撮像結果のボケの抑制、及び、解像度の向上が可能となる。そのため、副画素PSを用いることで、高精細または高解像度の撮像を行うことができる。例えば、副画素PSを用いて、指紋、掌紋、虹彩、脈形状(静脈形状、動脈形状を含む)、または顔などを用いた個人認証のための撮像を行うことができる。 The light receiving area of the subpixel PS is smaller than the light emitting area of the other subpixels. The smaller the light receiving area, the narrower the imaging range, making it possible to suppress blurring of the imaging result and improve the resolution. Therefore, by using the subpixel PS, it is possible to perform imaging with high definition or resolution. For example, the subpixel PS can be used to perform imaging for personal authentication using a fingerprint, palm print, iris, pulse shape (including vein shape and artery shape), face, etc.

また、副画素PSは、タッチセンサ(ダイレクトタッチセンサともいう)またはニアタッチセンサ(ホバーセンサ、ホバータッチセンサ、非接触センサ、タッチレスセンサともいう)などに用いることができる。例えば、副画素PSは、赤外光を検出することが好ましい。これにより、暗い場所でも、タッチ検出が可能となる。 The subpixel PS can also be used as a touch sensor (also called a direct touch sensor) or a near-touch sensor (also called a hover sensor, hover touch sensor, non-contact sensor, or touchless sensor). For example, it is preferable for the subpixel PS to detect infrared light. This allows touch detection even in dark places.

ここで、タッチセンサまたはニアタッチセンサは、対象物(指、手、またはペンなど)の近接もしくは接触を検出することができる。タッチセンサは、表示装置と、対象物とが、直接接することで、対象物を検出できる。また、ニアタッチセンサは、対象物が表示装置に接触しなくても、当該対象物を検出することができる。例えば、表示装置と、対象物との間の距離が0.1mm以上300mm以下、好ましくは3mm以上50mm以下の範囲で表示装置が当該対象物を検出できる構成であると好ましい。当該構成とすることで、表示装置に対象物が直接触れずに操作することが可能となる、別言すると非接触(タッチレス)で表示装置を操作することが可能となる。上記構成とすることで、表示装置に汚れ、または傷がつくリスクを低減することができる、または対象物が表示装置に付着した汚れ(例えば、ゴミ、またはウィルスなど)に直接触れずに、表示装置を操作することが可能となる。 Here, the touch sensor or near-touch sensor can detect the proximity or contact of an object (such as a finger, hand, or pen). The touch sensor can detect an object by directly contacting the display device with the object. The near-touch sensor can detect the object even if the object does not contact the display device. For example, it is preferable that the display device is configured to detect the object when the distance between the display device and the object is in the range of 0.1 mm to 300 mm, preferably 3 mm to 50 mm. With this configuration, it is possible to operate the display device without the object directly touching it, in other words, it is possible to operate the display device in a non-contact (touchless) manner. With the above configuration, it is possible to reduce the risk of the display device becoming dirty or scratched, or it is possible to operate the display device without the object directly touching the dirt (such as dust or viruses) attached to the display device.

なお、高精細な撮像を行うため、副画素PSは、表示装置が有する全ての画素に設けられていることが好ましい。一方で、副画素PSは、タッチセンサまたはニアタッチセンサなどに用いる場合は、指紋などを撮像する場合と比較して高い精度が求められないため、表示装置が有する一部の画素に設けられていればよい。表示装置が有する副画素PSの数を、副画素R等の数よりも少なくすることで、検出速度を高めることができる。 In order to capture high-definition images, it is preferable that the subpixels PS are provided in all pixels of the display device. On the other hand, when used in a touch sensor or near-touch sensor, the subpixels PS do not require high accuracy compared to capturing images of fingerprints, etc., so it is sufficient that they are provided in some of the pixels of the display device. By making the number of subpixels PS in the display device less than the number of subpixels R, etc., the detection speed can be increased.

図22Aに、受光素子を有する副画素に対応する画素回路の一例を示し、図22Bに、発光素子を有する副画素に対応する画素回路の一例を示す。 Figure 22A shows an example of a pixel circuit corresponding to a subpixel having a light receiving element, and Figure 22B shows an example of a pixel circuit corresponding to a subpixel having a light emitting element.

図22Aに示す画素回路PIX2は、受光素子PD、トランジスタM11、トランジスタM12、トランジスタM13、トランジスタM14、及び容量素子C2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。 The pixel circuit PIX2 shown in FIG. 22A has a light receiving element PD, a transistor M11, a transistor M12, a transistor M13, a transistor M14, and a capacitance element C2. Here, an example is shown in which a photodiode is used as the light receiving element PD.

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M11のソース及びドレインソース及びドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタM11は、ゲートが配線TXと電気的に接続し、ソース及びドレインの他方が容量素子C2の一方の電極、トランジスタM12のソース及びドレインの一方、及びトランジスタM13のゲートと電気的に接続する。トランジスタM12は、ゲートが配線RESと電気的に接続し、ソース及び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M13は、ソース及びドレインの一方が配線V3と電気的に接続し、ソース及びドレインの他方がトランジスタM14のソース及びドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタM14は、ゲートが配線SENと電気的に接続し、ソース及びドレインの他方が配線WXと電気的に接続する。 The anode of the light receiving element PD is electrically connected to the wiring V1, and the cathode is electrically connected to one of the source and drain of the transistor M11. The gate of the transistor M11 is electrically connected to the wiring TX, and the other of the source and drain is electrically connected to one electrode of the capacitance element C2, one of the source and drain of the transistor M12, and the gate of the transistor M13. The gate of the transistor M12 is electrically connected to the wiring RES, and the other of the source and drain is electrically connected to the wiring V2. The one of the source and drain of the transistor M13 is electrically connected to the wiring V3, and the other of the source and drain is electrically connected to one of the source and drain of the transistor M14. The gate of the transistor M14 is electrically connected to the wiring SEN, and the other of the source and drain is electrically connected to the wiring WX.

配線V1は先の実施の形態で述べた、カソード配線とすることができる。 Wiring V1 can be the cathode wiring described in the previous embodiment.

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M12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M13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M11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M13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M14は、配線SEN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WX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。 A constant potential is supplied to each of the wirings V1, V2, and V3. When the light receiving element PD is driven with a reverse bias, a potential higher than the potential of the wiring V1 is supplied to the wiring V2. The transistor M12 is controlled by a signal supplied to the wiring RES, and has a function of resetting the potential of the node connected to the gate of the transistor M13 to the potential supplied to the wiring V2. The transistor M11 is controlled by a signal supplied to the wiring TX, and has a function of controlling the timing at which the potential of the node changes according to the current flowing through the light receiving element PD. The transistor M13 functions as an amplifying transistor that outputs according to the potential of the node. The transistor M14 is controlled by a signal supplied to the wiring SEN, and functions as a selection transistor for reading out the output according to the potential of the node in an external circuit connected to the wiring WX.

図22Bに示す画素回路PIX1は、発光素子EL、トランジスタM15、トランジスタM16、トランジスタM17、及び容量素子C3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。 The pixel circuit PIX1 shown in FIG. 22B has a light-emitting element EL, a transistor M15, a transistor M16, a transistor M17, and a capacitance element C3. Here, an example is shown in which a light-emitting diode is used as the light-emitting element EL. In particular, it is preferable to use an organic EL element as the light-emitting element EL.

図22Bにおいて、トランジスタM16は、電流制御部CUとして機能することができる。 In FIG. 22B, transistor M16 can function as a current control unit CU.

トランジスタM15は、ゲートが配線GLと電気的に接続し、ソース及びドレインの一方が配線SLと電気的に接続し、ソース及びドレインの他方が、容量素子C3の一方の電極、及びトランジスタM16のゲートと電気的に接続する。トランジスタM16のソース及び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M17のソース及びドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタM17は、ゲートが配線MSと電気的に接続し、ソース及び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。 The gate of transistor M15 is electrically connected to wiring GL, one of the source and drain is electrically connected to wiring SL, and the other of the source and drain is electrically connected to one electrode of the capacitor C3 and the gate of transistor M16. One of the source and drain of transistor M16 is electrically connected to wiring V4, and the other is electrically connected to the anode of the light-emitting element EL and one of the source and drain of transistor M17. The gate of transistor M17 is electrically connected to wiring MS, and the other of the source and drain is electrically connected to wiring OUT2. The cathode of the light-emitting element EL is electrically connected to wiring V5.

配線V4及び配線V5はそれぞれ、先の実施の形態で述べたアノード配線及びカソード配線とすることができる。 Wiring V4 and wiring V5 can be the anode wiring and cathode wiring described in the previous embodiment, respectively.

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M15は、配線GLに供給される信号により制御され、画素回路PIX1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M16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M15が導通状態のとき、配線SLに供給される電位がトランジスタM16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M17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M16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。 A constant potential is supplied to the wiring V4 and the wiring V5. The anode side of the light-emitting element EL can be set to a high potential, and the cathode side can be set to a lower potential than the anode side. The transistor M15 is controlled by a signal supplied to the wiring GL, and functions as a selection transistor for controlling the selection state of the pixel circuit PIX1. The transistor M16 also functions as a drive transistor for controlling the current flowing through the light-emitting element EL according to the potential supplied to the gate. When the transistor M15 is in a conductive state, the potential supplied to the wiring SL is supplied to the gate of the transistor M16, and the light emission brightness of the light-emitting element EL can be controlled according to the potential. The transistor M17 is controlled by a signal supplied to the wiring MS, and has the function of outputting the potential between the transistor M16 and the light-emitting element EL to the outside via the wiring OUT2.

ここで、画素回路PIX2が有するトランジスタM11、トランジスタM12、トランジスタM13、及びトランジスタM14、並びに、画素回路PIX1が有するトランジスタM15、トランジスタM16、及びトランジスタM17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。 Here, it is preferable to use transistors that use metal oxide (oxide semiconductor) in the semiconductor layer in which the channel is formed for the transistors M11, M12, M13, and M14 in the pixel circuit PIX2, and the transistors M15, M16, and M17 in the pixel circuit PIX1.

シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア濃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C2または容量素子C3に直列に接続されるトランジスタM11、トランジスタM12、及びトランジスタM15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。 Transistors using metal oxides that have a wider band gap than silicon and a smaller carrier concentration can achieve an extremely small off-current. Therefore, due to the small off-current, it is possible to hold the charge accumulated in the capacitor connected in series with the transistor for a long period of time. Therefore, it is preferable to use transistors using oxide semiconductors for transistors M11, M12, and M15, which are connected in series with capacitor C2 or capacitor C3 in particular. In addition, by using transistors using oxide semiconductors for other transistors as well, the manufacturing cost can be reduced.

また、トランジスタM11乃至トランジスタM17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または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。 Also, for the transistors M11 to M17, transistors using silicon as the semiconductor in which the channel is formed can be used. In particular, using silicon with high crystallinity such as single crystal silicon or polycrystalline silicon is preferable because it can achieve high field effect mobility and enable faster operation.

また、トランジスタM11乃至トランジスタM17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。 In addition, a configuration may be used in which one or more of the transistors M11 to M17 contain an oxide semiconductor, and the remaining transistors contain silicon.

なお、図22A、図22B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。 Note that in Figures 22A and 22B, the transistors are shown as n-channel transistors, but p-channel transistors can also be used.

画素回路PIX2が有するトランジスタと画素回路PIX1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PIX2が有するトランジスタと画素回路PIX1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。 The transistors of pixel circuit PIX2 and the transistors of pixel circuit PIX1 are preferably formed side by side on the same substrate. In particular, it is preferable to have a configuration in which the transistors of pixel circuit PIX2 and the transistors of pixel circuit PIX1 are mixed and periodically arranged in one region.

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。 In addition, it is preferable to provide one or more layers having one or both of a transistor and a capacitance element at a position overlapping the light receiving element PD or the light emitting element EL. This makes it possible to reduce the effective area occupied by each pixel circuit, and to realize a high-definition light receiving section or display section.

表示装置100のブロック図を、図23Aに示す。表示装置100は、表示部11、駆動回路部12、駆動回路部13、駆動回路部14、及び回路部15等を有する。 A block diagram of the display device 100 is shown in FIG. 23A. The display device 100 has a display unit 11, a drive circuit unit 12, a drive circuit unit 13, a drive circuit unit 14, and a circuit unit 15, etc.

表示部11は、マトリクス状に配置された複数の画素30を有する。画素30は、画素回路21R、画素回路21G、画素回路21B、及び画素回路22を有する。画素回路21R、画素回路21G、画素回路21Bは、それぞれ表示素子として機能する発光素子を有する。画素回路22は、光電変換素子として機能する受光素子を有する。 The display unit 11 has a plurality of pixels 30 arranged in a matrix. The pixels 30 have a pixel circuit 21R, a pixel circuit 21G, a pixel circuit 21B, and a pixel circuit 22. The pixel circuit 21R, the pixel circuit 21G, and the pixel circuit 21B each have a light-emitting element that functions as a display element. The pixel circuit 22 has a light-receiving element that functions as a photoelectric conversion element.

画素30は、配線GL、配線SLR、配線SLG、配線SLB、配線TX、配線SEN、配線RES、及び配線WX等と電気的に接続されている。配線SLR、配線SLG、配線SLBは、駆動回路部12と電気的に接続されている。配線GLは、駆動回路部13と電気的に接続されている。駆動回路部12は、ソース線駆動回路(ソースドライバともいう)として機能する。駆動回路部13は、ゲート線駆動回路(ゲートドライバともいう)として機能する。 The pixel 30 is electrically connected to the wiring GL, the wiring SLR, the wiring SLG, the wiring SLB, the wiring TX, the wiring SEN, the wiring RES, the wiring WX, etc. The wiring SLR, the wiring SLG, and the wiring SLB are electrically connected to the driving circuit unit 12. The wiring GL is electrically connected to the driving circuit unit 13. The driving circuit unit 12 functions as a source line driving circuit (also called a source driver). The driving circuit unit 13 functions as a gate line driving circuit (also called a gate driver).

画素30は、画素回路21R、画素回路21G、及び画素回路21Bを有する。例えば、画素回路21Rは赤色を呈する副画素として、または副画素の一部として機能することができ、画素回路21Gは緑色を呈する副画素として、または副画素の一部として機能することができ、画素回路21Bは青色を呈する副画素として、または副画素の一部として機能することができる。これにより、表示装置100はフルカラーの表示を行うことができる。なお、ここでは画素30が3色の副画素を有する例を示したが、4色以上の副画素を有していてもよい。 Pixel 30 has pixel circuit 21R, pixel circuit 21G, and pixel circuit 21B. For example, pixel circuit 21R can function as a subpixel that exhibits red color or as a part of a subpixel, pixel circuit 21G can function as a subpixel that exhibits green color or as a part of a subpixel, and pixel circuit 21B can function as a subpixel that exhibits blue color or as a part of a subpixel. This allows display device 100 to perform full color display. Note that, although an example in which pixel 30 has subpixels of three colors is shown here, pixel 30 may have subpixels of four or more colors.

画素回路21Rは、赤色の光を呈する発光素子を有する。画素回路21Gは、緑色の光を呈する発光素子を有する。画素回路21Bは、青色の光を呈する発光素子を有する。なお、画素30は、他の光を呈する発光素子を有する副画素を有していてもよい。例えば画素30は、上記3つの副画素に加えて、白色の光を呈する発光素子を有する副画素、または黄色の光を呈する発光素子を有する副画素などを有していてもよい。 Pixel circuit 21R has a light-emitting element that emits red light. Pixel circuit 21G has a light-emitting element that emits green light. Pixel circuit 21B has a light-emitting element that emits blue light. Note that pixel 30 may have sub-pixels that have light-emitting elements that emit other light. For example, pixel 30 may have, in addition to the above three sub-pixels, a sub-pixel that has a light-emitting element that emits white light, or a sub-pixel that has a light-emitting element that emits yellow light.

配線GLは、行方向(配線GLの延伸方向)に配列する画素回路21R、画素回路21G、及び画素回路21Bと電気的に接続されている。配線SLR、配線SLG、及び配線SLBは、それぞれ、列方向(配線SLR等の延伸方向)に配列する画素回路21R、画素回路21G、または画素回路21B(図示しない)と電気的に接続されている。 The wiring GL is electrically connected to pixel circuits 21R, 21G, and 21B arranged in the row direction (extension direction of the wiring GL). The wiring SLR, wiring SLG, and wiring SLB are each electrically connected to pixel circuits 21R, 21G, and 21B (not shown) arranged in the column direction (extension direction of the wiring SLR, etc.).

画素30が有する画素回路22は、配線TX、配線SEN、配線RES、及び配線WXが電気的に接続されている。配線TX、配線SEN、配線RESは、それぞれ駆動回路部14に電気的に接続され、配線WXは、回路部15に電気的に接続される。 The pixel circuit 22 of the pixel 30 is electrically connected to the wiring TX, wiring SEN, wiring RES, and wiring WX. The wiring TX, wiring SEN, and wiring RES are each electrically connected to the drive circuit unit 14, and the wiring WX is electrically connected to the circuit unit 15.

駆動回路部14は、画素回路22を駆動させるための信号を生成し、配線SEN、配線TX、及び配線RESを介して画素回路22に出力する機能を有する。回路部15は、画素回路22から配線WXを介して出力される信号を受信し、画像データとして外部に出力する機能を有する。回路部15は、読み出し回路として機能する。 The driving circuit unit 14 has a function of generating signals for driving the pixel circuits 22 and outputting them to the pixel circuits 22 via the wirings SEN, TX, and RES. The circuit unit 15 has a function of receiving signals output from the pixel circuits 22 via the wirings WX and outputting them to the outside as image data. The circuit unit 15 functions as a readout circuit.

画素回路21R、画素回路21G、及び画素回路21Bには、前述の画素回路PIX1を適用することができる。 The pixel circuit PIX1 described above can be applied to pixel circuit 21R, pixel circuit 21G, and pixel circuit 21B.

画素回路22には、前述の画素回路PIX2を適用することができる。 The pixel circuit PIX2 described above can be applied to the pixel circuit 22.

[画素回路の駆動方法例]
図22Cは、図22Aに示す構成の副画素PIX2の駆動方法の一例を説明するタイミングチャートである。ここで、配線V2の電位を、配線V1の電位よりも低い電位とすることにより、受光素子PDに逆バイアスをかけることができる。配線V1の電位を、画素回路PIX1の配線V5の電位、例えばカソード配線の電位とする場合には、配線V2の値は、カソード配線の電位よりさらに低い電位とする。なお、図22Bにおいて、“H”は高電位を示し、“L”は低電位を示す。他のタイミングチャートにおいても、同様の記載をする。図22Bでは、副画素PIX2が駆動する期間として、期間T1乃至期間T5を示している。
[Example of a method for driving a pixel circuit]
Fig. 22C is a timing chart for explaining an example of a method for driving the sub-pixel PIX2 having the configuration shown in Fig. 22A. Here, by setting the potential of the wiring V2 to a potential lower than the potential of the wiring V1, a reverse bias can be applied to the light receiving element PD. When the potential of the wiring V1 is set to the potential of the wiring V5 of the pixel circuit PIX1, for example, the potential of the cathode wiring, the value of the wiring V2 is set to a potential lower than the potential of the cathode wiring. Note that in Fig. 22B, "H" indicates a high potential and "L" indicates a low potential. The same notation is used in other timing charts. In Fig. 22B, periods T1 to T5 are shown as periods during which the sub-pixel PIX2 is driven.

期間T1において、配線TX、及び配線RESの電位を高電位とし、配線SENの電位を低電位とする。これにより、トランジスタM11及びトランジスタM12がオン状態となり、トランジスタM14がオフ状態となる。トランジスタM12がオン状態となることにより、ノードFDの電位が、配線V2の電位である低電位となる。また、トランジスタM12の他、トランジスタM11がオン状態となることにより、図22Aには示していないが、受光素子PDの一方の電極の電位にも、配線V2の電位が与えられる。以上により、容量C2に蓄積された電荷がリセットされる。よって、期間T1はリセット期間であり、期間T1に行う動作はリセット動作であるということができる。 In period T1, the potentials of the wiring TX and wiring RES are set to high potential, and the potential of the wiring SEN is set to low potential. As a result, transistors M11 and M12 are turned on, and transistor M14 is turned off. When transistor M12 is turned on, the potential of node FD becomes a low potential, which is the potential of wiring V2. In addition, when transistor M12 and transistor M11 are turned on, the potential of wiring V2 is also applied to the potential of one electrode of the light receiving element PD, although this is not shown in FIG. 22A. As a result, the charge accumulated in capacitance C2 is reset. Therefore, period T1 is a reset period, and the operation performed in period T1 can be said to be a reset operation.

期間T2において、配線TX、及び配線RESの電位を低電位とする。これにより、トランジスタM11及びトランジスタM12がオフ状態となる。この状態で受光素子PDに光が照射されると、当該光により受光素子PDに入射するエネルギーに応じた電荷が受光素子PDに蓄積される。よって、期間T2は露光期間であり、期間T2に行う動作は露光動作であるということができる。 In period T2, the potentials of the wiring TX and the wiring RES are set to low potential. This causes the transistors M11 and M12 to be turned off. When light is irradiated onto the light receiving element PD in this state, charge corresponding to the energy of the light incident on the light receiving element PD is accumulated in the light receiving element PD. Therefore, period T2 is an exposure period, and the operation performed in period T2 can be said to be an exposure operation.

期間T2に示す露光期間は例えば、先の実施の形態において述べた、受光素子の検出期間である。なお、表示装置が有する発光素子を用いて露光を行う場合には少なくとも、期間T2の間、発光素子が点灯していることが好ましい。 The exposure period shown in period T2 is, for example, the detection period of the light receiving element described in the previous embodiment. Note that when exposure is performed using a light emitting element of the display device, it is preferable that the light emitting element is turned on at least during period T2.

期間T3において、配線TXの電位を高電位とする。これにより、トランジスタM11がオン状態となり、受光素子PDに蓄積された電荷がノードFDに転送される。これにより、ノードFDの電位が上昇する。よって、期間T3は転送期間であり、期間T3に行う動作は転送動作であるということができる。 In period T3, the potential of the wiring TX is set to a high potential. This turns on the transistor M11, and the charge stored in the light-receiving element PD is transferred to the node FD. This causes the potential of the node FD to rise. Therefore, period T3 is a transfer period, and the operation performed in period T3 can be said to be a transfer operation.

期間T4において、配線TXの電位を低電位とする。これにより、トランジスタM11がオフ状態となり、蓄積された電荷のノードFDへの転送が終了する。 In period T4, the potential of the wiring TX is set to low. This causes the transistor M11 to be turned off, and the transfer of the accumulated charge to the node FD ends.

以上により、画素回路PIX2により撮像データが取得される。具体的には、ノードFDの電位が、撮像データに対応する電位となる。よって、期間T1乃至期間T4は取得期間であり、期間T1乃至期間T4に行う動作は取得動作であるということができる。 As a result, the pixel circuit PIX2 acquires image data. Specifically, the potential of the node FD becomes a potential corresponding to the image data. Therefore, the periods T1 to T4 are acquisition periods, and the operations performed during the periods T1 to T4 are acquisition operations.

次に、期間T5における駆動方法の一例を説明する。期間T5中において、配線SENの電位を高電位とする。これにより、トランジスタM14がオン状態となり、画素回路PIX2が取得した撮像データを表す信号が、配線WXに出力される。具体的には、配線WXの電位が、ノードFDの電位に対応する電位となる。これにより、画素回路PIX2が取得した撮像データが読み出される。 Next, an example of a driving method in the period T5 will be described. During the period T5, the potential of the wiring SEN is set to a high potential. This causes the transistor M14 to be turned on, and a signal representing the imaging data acquired by the pixel circuit PIX2 is output to the wiring WX. Specifically, the potential of the wiring WX becomes a potential corresponding to the potential of the node FD. This causes the imaging data acquired by the pixel circuit PIX2 to be read out.

以上のように、配線SENに高電位の信号を供給することにより、画素回路PIX2が取得した撮像データが読み出される。つまり、配線SENに供給される信号により、撮像データを読み出す画素回路PIX2を選択することができる。よって、配線SENに供給される信号は、選択信号であるということができる。 As described above, the imaging data acquired by the pixel circuit PIX2 is read out by supplying a high-potential signal to the wiring SEN. In other words, the pixel circuit PIX2 that reads out the imaging data can be selected by the signal supplied to the wiring SEN. Therefore, the signal supplied to the wiring SEN can be said to be a selection signal.

また、撮像データを読み出した後、配線RESの電位を高電位とする。これにより、トランジスタM12がオン状態となり、画素回路PIX2が取得した撮像データがリセットされる。具体的には、ノードFDの電位が、配線V2の電位である低電位となる。ここで、トランジスタM14がオン状態であるため、配線WXの電位も、ノードFDの電位変化に応じて変化する。配線WXと電気的に接続される読み出し回路部において、相関二重サンプリングを行ってもよい。相関二重サンプリングを行うことにより、読み出した撮像データに含まれるノイズを低減することができる。 Furthermore, after the imaging data is read out, the potential of the wiring RES is set to a high potential. This turns on the transistor M12, and the imaging data acquired by the pixel circuit PIX2 is reset. Specifically, the potential of the node FD becomes a low potential, which is the potential of the wiring V2. Here, because the transistor M14 is on, the potential of the wiring WX also changes in response to the change in the potential of the node FD. Correlated double sampling may be performed in the readout circuit section electrically connected to the wiring WX. By performing correlated double sampling, noise contained in the read-out imaging data can be reduced.

以上のように、配線RESに高電位の信号を供給することにより、画素回路PIX2が取得した撮像データがリセットされる。よって、配線RESに供給される信号は、リセット信号であるということができる。 As described above, the imaging data acquired by the pixel circuit PIX2 is reset by supplying a high-potential signal to the wiring RES. Therefore, the signal supplied to the wiring RES can be said to be a reset signal.

次に、配線RESの電位を低電位とすることによりトランジスタM12をオフ状態とし、また配線SENの電位を低電位とすることによりトランジスタM14をオフ状態とする。 Next, the potential of the wiring RES is set to a low potential to turn off the transistor M12, and the potential of the wiring SEN is set to a low potential to turn off the transistor M14.

以上が期間T5における駆動方法の一例である。期間T5では、画素回路PIX2が取得した撮像データが読み出される。よって、期間T5は、読み出し期間であり、期間T5に行う動作は読み出し動作であるということができる。 The above is an example of a driving method in period T5. In period T5, the imaging data acquired by pixel circuit PIX2 is read out. Therefore, period T5 is a readout period, and the operation performed in period T5 can be said to be a readout operation.

画素回路PIX2における撮像データの取得は、グローバルシャッタ方式により行うことが好ましい。ここで、グローバルシャッタ方式とは、全画素で同時に撮像データを取得する方式を示す。グローバルシャッタ方式により撮像データの取得を行うことにより、撮像の同時性を確保することができるため、被写体が高速に移動する場合であっても歪の小さい画像を容易に得ることができる。 The acquisition of imaging data in pixel circuit PIX2 is preferably performed by a global shutter method. Here, the global shutter method refers to a method of acquiring imaging data simultaneously for all pixels. By acquiring imaging data by the global shutter method, it is possible to ensure the simultaneity of imaging, so that an image with little distortion can be easily obtained even when the subject is moving at high speed.

一方、画素回路PIX2における撮像データの読み出しは、例えば1行ごとに行う。よって、撮像データをグローバルシャッタ方式により取得する場合、撮像データの取得から読み出しまでの期間が長くなる画素回路PIX2が生じる。したがって、撮像データをグローバルシャッタ方式により取得する場合、画素回路PIX2からノードFDに転送された電荷を長期間保持できるようにすることが好ましい。 On the other hand, the reading of the imaging data in the pixel circuit PIX2 is performed, for example, row by row. Therefore, when the imaging data is acquired by the global shutter method, there will be a pixel circuit PIX2 in which the period from acquisition to reading of the imaging data will be long. Therefore, when the imaging data is acquired by the global shutter method, it is preferable to be able to hold the charge transferred from the pixel circuit PIX2 to the node FD for a long period of time.

ノードFDに長期間電荷を保持するには、ノードFDと電気的に接続されるトランジスタを、オフ電流が低いトランジスタを用いることが好ましい。オフ電流が低いトランジスタとして、OSトランジスタを好適に用いることができる。トランジスタM11及びトランジスタM12は、OSトランジスタとすることが好ましい。 In order to hold charge in the node FD for a long period of time, it is preferable to use a transistor with low off-state current as a transistor electrically connected to the node FD. As a transistor with low off-state current, an OS transistor can be preferably used. The transistor M11 and the transistor M12 are preferably OS transistors.

トランジスタM11及びトランジスタM12として、オフ電流が低ければOSトランジスタを適用しないことができる。例えば、バンドギャップが大きい半導体を有するトランジスタを適用してもよい。バンドギャップが大きい半導体とは、バンドギャップが2.2eV以上の半導体を指す場合がある。例えば、炭化ケイ素、窒化ガリウム、ダイヤモンド等が挙げられる。 If the off-state current is low, OS transistors do not have to be used as transistors M11 and M12. For example, transistors having a semiconductor with a wide band gap may be used. A wide band gap semiconductor may refer to a semiconductor with a band gap of 2.2 eV or more. Examples include silicon carbide, gallium nitride, and diamond.

なお、トランジスタM11及びトランジスタM12を、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタ(以下、Siトランジスタ)等としてもよい。Siトランジスタは、OSトランジスタと比べてオフ電流が高い。しかしながら、容量C2の容量値を大きくすること等により、トランジスタM11及びトランジスタM12のオフ電流が高くても、画素回路PIX2における撮像データの取得をグローバルシャッタ方式により行うことができる。なお、画素回路PIX2におけるによる撮像データの取得を、ローリングシャッタ方式により行ってもよい。この場合、トランジスタM11及びトランジスタM12をオフ電流が大きいトランジスタとしても、容量C2の容量値を大きくしなくてよい。 Note that the transistors M11 and M12 may be transistors having silicon in their channel formation regions (hereinafter, Si transistors), or the like. Si transistors have a higher off-state current than OS transistors. However, even if the off-state currents of the transistors M11 and M12 are high, the image data in the pixel circuit PIX2 may be acquired by a global shutter system by increasing the capacitance value of the capacitor C2, for example. The image data in the pixel circuit PIX2 may be acquired by a rolling shutter system. In this case, even if the transistors M11 and M12 are transistors having a high off-state current, the capacitance value of the capacitor C2 does not need to be increased.

また、トランジスタM13及びトランジスタM14は、Siトランジスタとしてもよいし、OSトランジスタとしてもよい。例えば、トランジスタM13及びトランジスタM14として、結晶性のシリコン(代表的には、低温ポリシリコン(LTPSとも呼称する。)、単結晶シリコン等)を有するトランジスタを適用すると、トランジスタM13及びトランジスタM14のオン電流を高めることができる。よって、撮像データの読み出しを高速で行うことができる。一方、トランジスタM11乃至トランジスタM14を全てOSトランジスタとすると、画素回路PIX2が有するトランジスタを全て同一の層に形成することができる。さらに、トランジスタM11乃至トランジスタM14も含め、表示装置が有する全てのトランジスタをOSトランジスタとすると、表示装置が有するトランジスタを全て同一の層に形成することができる。以上により、表示装置の作製工程を簡略化することができる。なお、トランジスタM11乃至トランジスタM14として、チャネル形成領域にアモルファスシリコンを有するトランジスタを適用してもよい。なお、トランジスタM11乃至トランジスタM14としては、Siトランジスタ(代表的にはLTPSトランジスタ)と、OSトランジスタと、を組み合わせて用いてもよい。なお、LTPSトランジスタと、OSトランジスタとを、組み合わせる構成をLTPOと呼称する場合がある。例えば、配線間の導通、非導通を制御するためのスイッチとして機能するトランジスタ等にOSトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタ等にLTPSトランジスタを適用すると、表示品位の高い表示装置を得ることができる。 In addition, the transistors M13 and M14 may be Si transistors or OS transistors. For example, when transistors having crystalline silicon (typically, low-temperature polysilicon (also referred to as LTPS), single crystal silicon, or the like) are used as the transistors M13 and M14, the on-state current of the transistors M13 and M14 can be increased. Thus, image data can be read at high speed. On the other hand, when the transistors M11 to M14 are all OS transistors, all the transistors in the pixel circuit PIX2 can be formed in the same layer. Furthermore, when all the transistors in the display device, including the transistors M11 to M14, are OS transistors, all the transistors in the display device can be formed in the same layer. As described above, the manufacturing process of the display device can be simplified. Note that the transistors M11 to M14 may be transistors having amorphous silicon in their channel formation regions. Note that the transistors M11 to M14 may be a combination of a Si transistor (typically an LTPS transistor) and an OS transistor. Note that a configuration in which an LTPS transistor and an OS transistor are combined may be referred to as LTPO. For example, a display device with high display quality can be obtained by using an OS transistor as a transistor that functions as a switch for controlling conduction/non-conduction between wirings and an LTPS transistor as a transistor for controlling current.

本発明の一態様の表示装置を用いて指紋認証を行う場合、まず、ロードライバ回路が表示部の特定の行の画素を選択し、第1の撮像データを読み出す。これにより、例えば表示部に接触又は近接している指の、当該表示部における位置を検出する。次に、ロードライバ回路が、指が接触又は近接している行、及び当該行の周辺の行の画素のみを選択し、第2の撮像データ、すなわち使用者の指紋を読み出す。これにより、本発明の一態様の表示装置は、指紋認証を行う。 When fingerprint authentication is performed using a display device according to one embodiment of the present invention, first, a row driver circuit selects pixels in a specific row of the display unit and reads out first imaging data. This allows, for example, the position on the display unit of a finger that is in contact with or close to the display unit to be detected. Next, the row driver circuit selects only pixels in the row in which the finger is in contact with or close to that row and the rows surrounding that row, and reads out second imaging data, i.e., the user's fingerprint. In this way, the display device according to one embodiment of the present invention performs fingerprint authentication.

ここで、第1の撮像データを読み出す場合、指の位置を検出するだけでよく、指紋画像の読み出しまで行う必要はない。そのため、第1の撮像データの読み出しは、必ずしも表示部内の全ての行列分の画素を対象に行う必要はない。例えば、複数行おき、及び複数列おきの限られた数の画素を対象に行ってもよい。これにより、表示部内の全ての画素を対象として第1の撮像データの読み出しを行う場合よりも、画素1行あたりの読み出し期間を短くすることができる。一方、第2の撮像データを読み出す場合、指定された領域内の全ての画素を対象に指紋画像の読み出しを行う必要があるため、画素1行あたりの読み出し期間が、第1の撮像データを読み出す場合より長くなる。本発明の一態様の表示装置では、指紋認証のために第2の撮像データを読み出す画素を、表示部に設けられる画素の一部のみとすることができる。よって、全ての画素から第2の撮像データを読み出す場合より、短時間で指紋認証を行うことができる。 Here, when reading out the first imaging data, it is only necessary to detect the position of the finger, and it is not necessary to read out the fingerprint image. Therefore, it is not necessary to read out the first imaging data for all rows and columns of pixels in the display unit. For example, it may be performed for a limited number of pixels every several rows and columns. This makes it possible to shorten the readout period per pixel row compared to when the first imaging data is read out for all pixels in the display unit. On the other hand, when reading out the second imaging data, it is necessary to read out the fingerprint image for all pixels in the specified area, so the readout period per pixel row is longer than when the first imaging data is read out. In the display device of one embodiment of the present invention, the pixels from which the second imaging data is read out for fingerprint authentication can be only a part of the pixels provided in the display unit. Therefore, fingerprint authentication can be performed in a shorter time than when the second imaging data is read out from all pixels.

また、画素回路が受光と発光の両方の機能を有する受発光素子を含む場合には、当該画素回路は、受光に用いる回路領域と、発光に用いる回路領域とを含むことができる。図23Bには、受発光素子SRを含む画素回路の一例を示す。受発光素子SRにおいて露光を行う場合には、トランジスタM16及びトランジスタM17をオフ状態とする。トランジスタM16をオフ状態とすることで、アノード配線として機能する配線V4と受発光素子SRとの間の電気的接続を遮断することができる。また、受発光素子SRにおいて発光を行う場合には例えば、配線TXからトランジスタM11のゲートに低電位を与えればよい。 Furthermore, when a pixel circuit includes a light receiving/emitting element that has both light receiving and emitting functions, the pixel circuit can include a circuit area used for light receiving and a circuit area used for emitting light. FIG. 23B shows an example of a pixel circuit including a light receiving/emitting element SR. When exposure is performed on the light receiving/emitting element SR, the transistors M16 and M17 are turned off. By turning off the transistor M16, it is possible to cut off the electrical connection between the wiring V4, which functions as the anode wiring, and the light receiving/emitting element SR. Furthermore, when light is to be emitted from the light receiving/emitting element SR, for example, a low potential can be applied from the wiring TX to the gate of the transistor M11.

図24A、図24B、図24C、図25A及び図25Bは、画素回路21R、画素回路G、画素回路Bとして用いることができる画素回路の一例を示す。 Figures 24A, 24B, 24C, 25A, and 25B show examples of pixel circuits that can be used as pixel circuit 21R, pixel circuit G, and pixel circuit B.

図24Aに示す画素回路23において例えば、トランジスタ52及びトランジスタ54は、画素回路の電流制御部CUとして機能することができる。またトランジスタ54は駆動トランジスタとして機能することができる。 In the pixel circuit 23 shown in FIG. 24A, for example, the transistor 52 and the transistor 54 can function as a current control unit CU of the pixel circuit. Also, the transistor 54 can function as a drive transistor.

図24Bに示す画素回路23において例えば、トランジスタ54は、画素回路の電流制御部CUとして機能することができる。またトランジスタ54は駆動トランジスタとして機能することができる。 In the pixel circuit 23 shown in FIG. 24B, for example, the transistor 54 can function as a current control unit CU of the pixel circuit. The transistor 54 can also function as a drive transistor.

図24Cに示す画素回路23において例えば、トランジスタ61、トランジスタ62、トランジスタ63、トランジスタ65、及び容量67は、画素回路の電流制御部CUとして機能することができる。またトランジスタ63は駆動トランジスタとして機能することができる。 In the pixel circuit 23 shown in FIG. 24C, for example, transistor 61, transistor 62, transistor 63, transistor 65, and capacitor 67 can function as a current control unit CU of the pixel circuit. Also, transistor 63 can function as a drive transistor.

図25Aに示す画素回路23において例えば、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及び容量素子C1は、画素回路の電流制御部CUとして機能することができる。またトランジスタM3は駆動トランジスタとして機能することができる。図25Aにおいては一例として、トランジスタにp型チャネルのトランジスタを用いる例を示すが、図25Bにおいては、トランジスタM4及びトランジスタM6をn型チャネルのトランジスタに置き換える例を示す。 In the pixel circuit 23 shown in FIG. 25A, for example, transistors M2, M3, M4, M5, and capacitance element C1 can function as a current control unit CU of the pixel circuit. Transistor M3 can also function as a drive transistor. FIG. 25A shows an example in which p-type channel transistors are used as the transistors, while FIG. 25B shows an example in which transistors M4 and M6 are replaced with n-type channel transistors.

なお、上記の画素回路において、トランジスタの極性は一例であり適宜、nチャネル型トランジスタとpチャネル型トランジスタを入れ替えて用いてもよい場合がある。 Note that in the above pixel circuit, the polarity of the transistors is just an example, and n-channel transistors and p-channel transistors may be interchanged as appropriate.

図24Aに示す画素回路23は、トランジスタ51乃至トランジスタ54と、容量57と、容量58とを有する。 The pixel circuit 23 shown in FIG. 24A has transistors 51 to 54, a capacitor 57, and a capacitor 58.

トランジスタ51のゲートは、配線GLaと電気的に接続される。トランジスタ53のソース及びドレインの一方は、トランジスタ52のソース及びドレインの他方、容量57の他方の電極、及び発光素子60の一方の電極と電気的に接続される。トランジスタ53のソース及びドレインの他方は、配線48と電気的に接続される。トランジスタ53のゲートは、配線GLbと電気的に接続される。 The gate of transistor 51 is electrically connected to wiring GLa. One of the source and drain of transistor 53 is electrically connected to the other of the source and drain of transistor 52, the other electrode of capacitor 57, and one electrode of light-emitting element 60. The other of the source and drain of transistor 53 is electrically connected to wiring 48. The gate of transistor 53 is electrically connected to wiring GLb.

トランジスタ53は、スイッチとしての機能を有し、配線GLbの電位に基づいて、配線48と発光素子60の一方の電極との間の導通状態、又は非導通状態を制御する機能を有する。配線48には、例えば基準電位が供給される。トランジスタ53を介して供給される配線48の基準電位によって、トランジスタ52のゲート−ソース間電位のばらつきを抑制できる。 The transistor 53 has a function as a switch and has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between the wiring 48 and one electrode of the light-emitting element 60 based on the potential of the wiring GLb. A reference potential, for example, is supplied to the wiring 48. The reference potential of the wiring 48 supplied via the transistor 53 can suppress variations in the gate-source potential of the transistor 52.

また配線48を用いて、画素パラメータの設定に用いることのできる電流値を取得できる。より具体的には、配線48は、トランジスタ52に流れる電流、又は発光素子60に流れる電流を、画素回路23の外部に出力するためのモニタ線として機能させることができる。配線48に出力された電流は、例えばソースフォロア回路により電位に変換できる。又は、例えばA−Dコンバータによりデジタル信号に変換できる。なお、配線48がモニタ線として機能する場合、表示装置は基準電位生成回路を有さなくてもよい。また、配線48がモニタ線として機能する場合、画素回路23は、列毎に異なる配線48と電気的に接続することができる。 The wiring 48 can also be used to obtain a current value that can be used to set pixel parameters. More specifically, the wiring 48 can function as a monitor line for outputting the current flowing through the transistor 52 or the current flowing through the light-emitting element 60 to the outside of the pixel circuit 23. The current output to the wiring 48 can be converted to a potential by, for example, a source follower circuit. Or, it can be converted to a digital signal by, for example, an A-D converter. Note that when the wiring 48 functions as a monitor line, the display device does not need to have a reference potential generating circuit. Also, when the wiring 48 functions as a monitor line, the pixel circuit 23 can be electrically connected to a different wiring 48 for each column.

トランジスタ53として、OSトランジスタを用いることが好ましい。前述のように、OSトランジスタは、例えば非晶質シリコンを用いたトランジスタより、電界効果移動度が高い。よって、トランジスタ53として、OSトランジスタを用いることにより、表示装置を高速に駆動させることができる。 It is preferable to use an OS transistor as the transistor 53. As described above, an OS transistor has a higher field effect mobility than, for example, a transistor using amorphous silicon. Therefore, by using an OS transistor as the transistor 53, the display device can be driven at high speed.

トランジスタ52のソース及びドレインの一方は、トランジスタ54のソース及びドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ54のソース及びドレインの他方は、配線ANOと電気的に接続される。トランジスタ54のゲートは、配線GLcと電気的に接続される。容量58の一方の電極は、トランジスタ52のソース及びドレインの他方、トランジスタ53のソース及びドレインの一方、容量57の他方の電極、及び発光素子60の一方の電極と電気的に接続される。容量58の他方の電極は、配線ANOに電気的に接続される。 One of the source and drain of transistor 52 is electrically connected to one of the source and drain of transistor 54. The other of the source and drain of transistor 54 is electrically connected to wiring ANO. The gate of transistor 54 is electrically connected to wiring GLc. One electrode of capacitor 58 is electrically connected to the other of the source and drain of transistor 52, one of the source and drain of transistor 53, the other electrode of capacitor 57, and one electrode of light-emitting element 60. The other electrode of capacitor 58 is electrically connected to wiring ANO.

配線GLcは、走査線駆動回路と電気的に接続される。つまり、画素回路23が図24Aに示す構成である場合、配線GLとして配線GLa、配線GLb、及び配線GLcが表示装置に設けられる。 The wiring GLc is electrically connected to the scanning line driving circuit. That is, when the pixel circuit 23 has the configuration shown in FIG. 24A, the wiring GLa, the wiring GLb, and the wiring GLc are provided in the display device as the wiring GL.

トランジスタ54は、スイッチとしての機能を有し、配線GLcの電位に基づいて、配線ANOとトランジスタ52のソース及びドレインの一方との間の導通状態、又は非導通状態を制御する機能を有する。 Transistor 54 functions as a switch and has the function of controlling the conductive state or non-conductive state between wiring ANO and one of the source and drain of transistor 52 based on the potential of wiring GLc.

トランジスタ54をオン状態とすることで、トランジスタ52のゲート電位に応じた大きさの電流が、例えば配線ANOから配線CATに向かって流れる。これにより、発光素子60が、トランジスタ52のゲート電位に応じた輝度の光を発する。一方、トランジスタ54をオフ状態とすることで、発光素子60に電流が流れなくすることができるため、発光素子60が光を発しなくすることができる。 By turning on the transistor 54, a current having a magnitude corresponding to the gate potential of the transistor 52 flows, for example, from the wiring ANO to the wiring CAT. This causes the light-emitting element 60 to emit light with a luminance corresponding to the gate potential of the transistor 52. On the other hand, by turning off the transistor 54, no current flows through the light-emitting element 60, so that the light-emitting element 60 does not emit light.

トランジスタ54として、OSトランジスタを用いることが好ましい。前述のように、OSトランジスタは、例えば非晶質シリコンを用いたトランジスタより、電界効果移動度が高い。よって、トランジスタ54として、OSトランジスタを用いることにより、表示装置を高速に駆動させることができる。 It is preferable to use an OS transistor as transistor 54. As described above, an OS transistor has a higher field-effect mobility than, for example, a transistor using amorphous silicon. Therefore, by using an OS transistor as transistor 54, the display device can be driven at high speed.

図24Bに示す画素回路23は、トランジスタ54の接続が図24Aと異なる。また、図24Bにおいては、容量58が設けられていない。 The pixel circuit 23 shown in FIG. 24B differs from that shown in FIG. 24A in the connection of the transistor 54. Also, in FIG. 24B, the capacitor 58 is not provided.

図24Bにおいて、トランジスタ54のソース及びドレインの一方は、トランジスタ51のソース及びドレインの他方、トランジスタ52のゲート、及び容量57の一方の電極と電気的に接続される。トランジスタ54のソース及びドレインの他方は、配線49と電気的に接続される。トランジスタ54のゲートは、配線GLcと電気的に接続される。画素回路23が図24Bに示す構成である場合、配線GLとして配線GLa、配線GLb、及び配線GLcが表示装置に設けられる。 In FIG. 24B, one of the source and drain of transistor 54 is electrically connected to the other of the source and drain of transistor 51, the gate of transistor 52, and one electrode of capacitor 57. The other of the source and drain of transistor 54 is electrically connected to wiring 49. The gate of transistor 54 is electrically connected to wiring GLc. When pixel circuit 23 has the configuration shown in FIG. 24B, wiring GLa, wiring GLb, and wiring GLc are provided in the display device as wiring GL.

トランジスタ54をオン状態とすることで、トランジスタ52のゲート電位を、配線49の電位とすることができる。これにより、例えば発光素子60に電流が流れなくすることができ、発光素子60が光を発しなくすることができる。 By turning on the transistor 54, the gate potential of the transistor 52 can be set to the potential of the wiring 49. This can prevent current from flowing through the light-emitting element 60, for example, and can prevent the light-emitting element 60 from emitting light.

図24Cに示す画素回路23は、トランジスタ61、トランジスタ62、トランジスタ63、トランジスタ64、トランジスタ65、トランジスタ66、容量67、容量68、及び発光素子60を有する。 The pixel circuit 23 shown in FIG. 24C has a transistor 61, a transistor 62, a transistor 63, a transistor 64, a transistor 65, a transistor 66, a capacitor 67, a capacitor 68, and a light-emitting element 60.

トランジスタ61のソース及びドレインの一方は、配線ANOと電気的に接続される。トランジスタ61のソース及びドレインの他方は、トランジスタ62のソース及びドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ62のソース及びドレインの一方は、トランジスタ63のソース及びドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ61のゲートは、配線GLdと電気的に接続される。 One of the source and drain of transistor 61 is electrically connected to wiring ANO. The other of the source and drain of transistor 61 is electrically connected to one of the source and drain of transistor 62. One of the source and drain of transistor 62 is electrically connected to one of the source and drain of transistor 63. The gate of transistor 61 is electrically connected to wiring GLd.

トランジスタ62のソース及びドレインの他方は、トランジスタ63のゲートと電気的に接続される。トランジスタ63のゲートは、容量67の一方の電極と電気的に接続される。トランジスタ62のゲートは、配線GLeと電気的に接続される。 The other of the source and drain of transistor 62 is electrically connected to the gate of transistor 63. The gate of transistor 63 is electrically connected to one electrode of capacitor 67. The gate of transistor 62 is electrically connected to wiring GLe.

トランジスタ64のソース及びドレインの一方は、配線SLと電気的に接続される。トランジスタ64のソース及びドレインの他方は、トランジスタ63のソース及びドレインの他方と電気的に接続される。トランジスタ63のソース及びドレインの他方は、トランジスタ65のソース及びドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ64のゲートは、配線GLfと電気的に接続される。 One of the source and drain of transistor 64 is electrically connected to wiring SL. The other of the source and drain of transistor 64 is electrically connected to the other of the source and drain of transistor 63. The other of the source and drain of transistor 63 is electrically connected to one of the source and drain of transistor 65. The gate of transistor 64 is electrically connected to wiring GLf.

トランジスタ65のソース及びドレインの他方は、トランジスタ66のソース及びドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ66のソース及びドレインの一方は、容量67の他方の電極と電気的に接続される。容量67の他方の電極は、容量68の一方の電極と電気的に接続される。容量68の一方の電極は、発光素子60の一方の電極と電気的に接続される。トランジスタ65のゲートは、配線GLgと電気的に接続される。 The other of the source and drain of transistor 65 is electrically connected to one of the source and drain of transistor 66. One of the source and drain of transistor 66 is electrically connected to the other electrode of capacitor 67. The other electrode of capacitor 67 is electrically connected to one electrode of capacitor 68. One electrode of capacitor 68 is electrically connected to one electrode of the light-emitting element 60. The gate of transistor 65 is electrically connected to wiring GLg.

トランジスタ66のソース及びドレインの他方は、配線48と電気的に接続される。トランジスタ66のゲートは、配線GLeと電気的に接続される。 The other of the source and drain of the transistor 66 is electrically connected to the wiring 48. The gate of the transistor 66 is electrically connected to the wiring GLe.

容量68の他方の電極は、配線GLfと電気的に接続される。発光素子60の他方の電極は、配線CATと電気的に接続される。 The other electrode of the capacitor 68 is electrically connected to the wiring GLf. The other electrode of the light-emitting element 60 is electrically connected to the wiring CAT.

配線GLd、配線GLe、配線GLf、及び配線GLgは、走査線駆動回路と電気的に接続される。つまり、画素回路23が図24Cに示す構成である場合、配線GLとして配線GLd、配線GLe、配線GLf、及び配線GLgが表示装置に設けられる。 The wiring GLd, the wiring GLe, the wiring GLf, and the wiring GLg are electrically connected to the scanning line driving circuit. In other words, when the pixel circuit 23 has the configuration shown in FIG. 24C, the wiring GLd, the wiring GLe, the wiring GLf, and the wiring GLg are provided in the display device as the wiring GL.

トランジスタ61、トランジスタ62、トランジスタ64、トランジスタ65、及びトランジスタ66は、スイッチとしての機能を有する。トランジスタ61は、配線GLdの電位に基づいて、配線ANOと、トランジスタ62のソース及びドレインの一方、及びトランジスタ63のソース及びドレインの一方との間の導通状態、又は非導通状態を制御する機能を有する。トランジスタ62は、配線GLeの電位に基づいて、トランジスタ61のソース及びドレインの他方、及びトランジスタ63のソース及びドレインの一方と、トランジスタ63のゲート、及び容量67の一方の電極との間の導通状態、又は非導通状態を制御する機能を有する。トランジスタ64は、配線GLfの電位に基づいて、配線SLと、トランジスタ63のソース及びドレインの他方、及びトランジスタ65のソース及びドレインの一方との間の導通状態、又は非導通状態を制御する機能を有する。トランジスタ65は、配線GLgの電位に基づいて、トランジスタ63のソース及びドレインの他方、及びトランジスタ64のソース及びドレインの他方と、発光素子60の一方の電極との間の導通状態、又は非導通状態を制御する機能を有する。トランジスタ66は、配線GLeの電位に基づいて、配線ANOと発光素子60の一方の電極との間の導通状態、又は非導通状態を制御する機能を有する。 Transistor 61, transistor 62, transistor 64, transistor 65, and transistor 66 function as switches. Transistor 61 has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between wiring ANO and one of the source and drain of transistor 62 and one of the source and drain of transistor 63 based on the potential of wiring GLd. Transistor 62 has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between the other of the source and drain of transistor 61 and one of the source and drain of transistor 63 and the gate of transistor 63 and one electrode of capacitor 67 based on the potential of wiring GLe. Transistor 64 has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between wiring SL and the other of the source and drain of transistor 63 and one of the source and drain of transistor 65 based on the potential of wiring GLf. The transistor 65 has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between the other of the source and drain of the transistor 63 and the other of the source and drain of the transistor 64 and one electrode of the light-emitting element 60 based on the potential of the wiring GLg. The transistor 66 has a function of controlling the conductive state or non-conductive state between the wiring ANO and one electrode of the light-emitting element 60 based on the potential of the wiring GLe.

トランジスタ61乃至トランジスタ66として、OSトランジスタを用いることが好ましい。OSトランジスタは、例えば非晶質シリコンを用いたトランジスタより、電界効果移動度が高い。よって、トランジスタ61乃至トランジスタ66として、OSトランジスタを用いることにより、表示装置を高速に駆動させることができる。 It is preferable to use OS transistors as transistors 61 to 66. OS transistors have higher field-effect mobility than, for example, transistors using amorphous silicon. Therefore, by using OS transistors as transistors 61 to 66, a display device can be driven at high speed.

図25Aに示す画素回路23は、トランジスタM1乃至トランジスタM7、容量C1、並びに発光素子ELを有する。画素回路には、ゲート線として機能する配線GL1乃至配線GL4、ソース線として機能する配線SL1、固定電位が供給される配線VP2、アノード配線として機能する配線ANO、カソード配線として機能する配線CATが接続される。 The pixel circuit 23 shown in FIG. 25A includes transistors M1 to M7, a capacitor C1, and a light-emitting element EL. To the pixel circuit, wirings GL1 to GL4 functioning as gate lines, wiring SL1 functioning as a source line, wiring VP2 to which a fixed potential is supplied, wiring ANO functioning as an anode wiring, and wiring CAT functioning as a cathode wiring are connected.

トランジスタM1は、ゲートが配線GL2と、ソース及びドレインの一方が配線SL1と、ソース及びドレインの他方がトランジスタM2のソース及びドレインの一方、及びトランジスタM3のソース及びドレインの一方と、それぞれ接続される。トランジスタM2は、ゲートが配線GL3と、ソース及びドレインの他方が配線ANOと、それぞれ接続される。トランジスタM3は、ゲートが容量C1の一方の電極、トランジスタM4のソース及びドレインの他方、及びトランジスタM6のソース及びドレインの一方と、バックゲートが配線ANOと、ソース及びドレインの他方がトランジスタM4のソース及びドレインの一方、及びトランジスタM5のソース及びドレインの一方と、それぞれ接続される。トランジスタM4は、ゲートがトランジスタGL2と接続される。トランジスタM5は、ゲートが配線GL3と、ソース及びドレインの他方が発光素子ELの一方の電極、及びトランジスタM7のソース及びドレインの一方と、それぞれ接続される。トランジスタM6は、ゲートが配線GL1と、ソース及びドレインの他方が配線VP2と、それぞれ接続される。トランジスタM7は、ゲートが配線GL4と、ソース及びドレインの他方が配線VP2と、それぞれ接続される。容量C1は、他方の電極が配線ANOと接続される。 The gate of transistor M1 is connected to wiring GL2, one of the source and drain is connected to wiring SL1, and the other of the source and drain is connected to one of the source and drain of transistor M2 and one of the source and drain of transistor M3. The gate of transistor M2 is connected to wiring GL3, and the other of the source and drain is connected to wiring ANO. The gate of transistor M3 is connected to one electrode of capacitance C1, the other of the source and drain of transistor M4, and one of the source and drain of transistor M6, the backgate is connected to wiring ANO, and the other of the source and drain is connected to one of the source and drain of transistor M4 and one of the source and drain of transistor M5. The gate of transistor M4 is connected to transistor GL2. The gate of transistor M5 is connected to wiring GL3, and the other of the source and drain is connected to one electrode of the light-emitting element EL and one of the source and drain of transistor M7. The gate of the transistor M6 is connected to the wiring GL1, and the other of the source and drain is connected to the wiring VP2. The gate of the transistor M7 is connected to the wiring GL4, and the other of the source and drain is connected to the wiring VP2. The other electrode of the capacitor C1 is connected to the wiring ANO.

ここでは、トランジスタM1乃至トランジスタM7の全てがpチャネル型トランジスタである例を示したが、一又は複数がnチャネル型のトランジスタであってもよい。図25Bにおいては、トランジスタM4及びトランジスタM6をn型チャネルのトランジスタに置き換える例を示す。 Here, an example is shown in which all of the transistors M1 to M7 are p-channel transistors, but one or more may be n-channel transistors. Figure 25B shows an example in which the transistors M4 and M6 are replaced with n-channel transistors.

トランジスタM3が駆動トランジスタとして機能し、それ以外のトランジスタはスイッチとして機能する。トランジスタM3には、pチャネル型のLTPSトランジスタを適用することが好ましい。容量C1へのノイズの影響の大きいトランジスタM4及びトランジスタM6には、寄生容量の小さなTGトランジスタを適用することが好ましい。また、トランジスタM1、トランジスタM2、トランジスタM5、及びトランジスタM7には、オン電流の大きな縦型トランジスタ又はLTPSトランジスタを適用することが好ましい。TGトランジスタ及び縦型トランジスタを適用する場合には、nチャネル型のトランジスタを用いることが好ましい。 Transistor M3 functions as a drive transistor, and the other transistors function as switches. It is preferable to use a p-channel LTPS transistor for transistor M3. It is preferable to use TG transistors with small parasitic capacitance for transistors M4 and M6, which are greatly affected by noise on capacitance C1. It is also preferable to use vertical transistors or LTPS transistors with large on-current for transistors M1, M2, M5, and M7. When using TG transistors and vertical transistors, it is preferable to use n-channel transistors.

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。 This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の受発光装置について説明する。以下で例示する受発光装置あるいは受発光装置の一部、及び、表示装置あるいは表示装置の一部は、実施の形態1で説明した電子機器に好適に用いることができる。受発光装置の受発光部は例えば、本発明の一態様の電子機器を構成する表示部に適用することができる。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a light-receiving and light-emitting device according to one embodiment of the present invention will be described. The light-receiving and light-emitting device or a part of the light-receiving and light-emitting device and the display device or a part of the display device described below can be suitably used in the electronic device described in Embodiment 1. The light-receiving and light-emitting portion of the light-receiving and light-emitting device can be applied to, for example, a display portion included in the electronic device according to one embodiment of the present invention.

本発明の一態様の受発光装置の受発光部は、受光素子(受光デバイスともいう)と発光素子を有する。受発光部は、発光素子を用いて画像を表示する機能を有する。さらに、当該受発光部は、受光素子を用いて撮像する機能及びセンシングする機能の一方または双方を有する。そのため、本発明の一態様の受発光装置は、表示装置とも表現することができ、受発光部は表示部とも表現することができる。 The light-receiving and light-emitting portion of the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention has a light-receiving element (also called a light-receiving device) and a light-emitting element. The light-receiving and light-emitting portion has a function of displaying an image using the light-emitting element. Furthermore, the light-receiving and light-emitting portion has one or both of a function of capturing an image and a function of sensing using the light-receiving element. Therefore, the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention can also be expressed as a display device, and the light-receiving and light-emitting portion can also be expressed as a display portion.

または、本発明の一態様の受発光装置は、受発光素子(受発光デバイスともいう)と発光素子とを有する構成としてもよい。 Alternatively, the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention may have a light-receiving and light-emitting element (also called a light-receiving and light-emitting device) and a light-emitting element.

まず、受光素子と発光素子とを有する受発光装置について説明する。 First, we will explain the light receiving and emitting device that has a light receiving element and a light emitting element.

本発明の一態様の受発光装置は、受発光部に、受光素子と発光素子とを有する。本発明の一態様の受発光装置は、受発光部に、発光素子がマトリクス状に配置されており、当該受発光部で画像を表示することができる。また、当該受発光部には、受光素子がマトリクス状に配置されており、受発光部は、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方も有する。受発光部は、イメージセンサ、タッチセンサなどに用いることができる。つまり、受発光部で光を検出することで、画像を撮像すること、対象物(指、ペンなど)のタッチ操作を検出することができる。さらに、本発明の一態様の受発光装置は、発光素子をセンサの光源として利用することができる。したがって、受発光装置と別に受光部及び光源を設けなくてよく、電子機器の部品点数を削減することができる。 The light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention has a light-receiving element and a light-emitting element in the light-receiving and light-emitting portion. In the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention, the light-emitting and receiving portion has light-emitting elements arranged in a matrix, and an image can be displayed in the light-receiving and light-emitting portion. The light-receiving and light-emitting portion has light-receiving elements arranged in a matrix, and the light-receiving and light-emitting portion has one or both of an imaging function and a sensing function. The light-receiving and light-emitting portion can be used as an image sensor, a touch sensor, and the like. That is, by detecting light in the light-receiving and light-receiving portion, it is possible to capture an image and detect a touch operation of an object (such as a finger or a pen). Furthermore, in the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention, the light-emitting and receiving device can use the light-emitting element as a light source for a sensor. Therefore, it is not necessary to provide a light-receiving portion and a light source separately from the light-receiving and light-emitting device, and the number of components in an electronic device can be reduced.

本発明の一態様の受発光装置では、受発光部が有する発光素子が発した光を対象物が反射(または散乱)した際、受光素子がその反射光(または散乱光)を検出できるため、暗い場所でも、撮像、タッチ操作の検出などが可能である。 In one embodiment of the light-receiving and light-emitting device of the present invention, when light emitted by a light-emitting element in the light-receiving and light-emitting unit is reflected (or scattered) by an object, the light-receiving element can detect the reflected light (or scattered light), making it possible to capture images and detect touch operations even in dark places.

本発明の一態様の受発光装置が有する発光素子は、表示素子(表示デバイスともいう)として機能する。 The light-emitting element of the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention functions as a display element (also called a display device).

発光素子としては、OLED、QLEDなどのEL素子(ELデバイスともいう)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)、熱活性化遅延蛍光を示す物質(熱活性化遅延蛍光(TADF)材料)などが挙げられる。EL素子が有する発光物質としては、有機化合物だけでなく、無機化合物(量子ドット材料など)を用いることもできる。また、発光素子として、マイクロLEDなどのLEDを用いることもできる。 As the light-emitting element, it is preferable to use an EL element (also called an EL device) such as an OLED or QLED. Examples of the light-emitting substance possessed by the EL element include a substance that emits fluorescence (fluorescent material), a substance that emits phosphorescence (phosphorescent material), and a substance that exhibits thermally activated delayed fluorescence (thermally activated delayed fluorescence (TADF) material). As the light-emitting substance possessed by the EL element, not only organic compounds but also inorganic compounds (such as quantum dot materials) can be used. Furthermore, LEDs such as micro LEDs can also be used as the light-emitting element.

本発明の一態様の受発光装置は、受光素子を用いて、光を検出する機能を有する。 The light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention has a function of detecting light using a light-receiving element.

受光素子をイメージセンサに用いる場合、受発光装置は、受光素子を用いて、画像を撮像することができる。例えば、受発光装置は、スキャナとして用いることができる。 When the light receiving element is used in an image sensor, the light receiving and emitting device can capture an image using the light receiving element. For example, the light receiving and emitting device can be used as a scanner.

本発明の一態様の受発光装置が適用された電子機器は、イメージセンサとしての機能を用いて、指紋、掌紋などの生体情報に係るデータを取得することができる。つまり、受発光装置に、生体認証用センサを内蔵させることができる。受発光装置が生体認証用センサを内蔵することで、受発光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。 An electronic device to which the light-emitting and receiving device of one embodiment of the present invention is applied can acquire data related to biometric information such as a fingerprint or palm print by using the function as an image sensor. In other words, a biometric authentication sensor can be built into the light-emitting and receiving device. By building in a biometric authentication sensor into the light-emitting and receiving device, the number of components in the electronic device can be reduced compared to a case in which a biometric authentication sensor is provided separately from the light-emitting and receiving device, and the electronic device can be made smaller and lighter.

また、受光素子をタッチセンサに用いる場合、受発光装置は、受光素子を用いて、対象物のタッチ操作を検出することができる。 In addition, when the light receiving element is used as a touch sensor, the light receiving and emitting device can detect a touch operation on an object using the light receiving element.

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(光電変換デバイスともいう)として機能する。受光素子に入射する光量に基づき、受光素子から発生する電荷量が決まる。 The light receiving element can be, for example, a pn-type or pin-type photodiode. The light receiving element functions as a photoelectric conversion element (also called a photoelectric conversion device) that detects light incident on the light receiving element and generates an electric charge. The amount of electric charge generated by the light receiving element is determined based on the amount of light incident on the light receiving element.

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、様々な装置に適用できる。 In particular, it is preferable to use an organic photodiode having a layer containing an organic compound as the light receiving element. Organic photodiodes can be easily made thin, lightweight, and large in area, and have a high degree of freedom in shape and design, making them applicable to a variety of devices.

本発明の一態様では、発光素子として有機EL素子(有機ELデバイスともいう)を用い、受光素子として有機フォトダイオードを用いる。有機EL素子及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機EL素子を用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。 In one embodiment of the present invention, an organic EL element (also called an organic EL device) is used as a light-emitting element, and an organic photodiode is used as a light-receiving element. The organic EL element and the organic photodiode can be formed on the same substrate. Therefore, an organic photodiode can be built into a display device using an organic EL element.

有機EL素子及び有機フォトダイオードを構成する全ての層を作り分ける場合、成膜工程数が膨大になってしまう。しかしながら有機フォトダイオードは、有機EL素子と共通の構成にできる層が多いため、共通の構成にできる層は一括で成膜することで、成膜工程数の増加を抑制することができる。 If all the layers constituting an organic EL element and an organic photodiode are fabricated separately, the number of film formation processes becomes enormous. However, since organic photodiodes have many layers that can be configured in common with organic EL elements, the layers that can be configured in common can be formed in one go, thereby preventing an increase in the number of film formation processes.

例えば、一対の電極のうち一方(共通電極)を、受光素子及び発光素子で共通の層とすることができる。また、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも1つを、受光素子及び発光素子で共通の層としてもよい。このように、受光素子及び発光素子が共通の層を有することで、成膜回数及びマスクの数を減らすことができ、受発光装置の作製工程数及び作製コストを削減することができる。また、表示装置の既存の製造装置及び製造方法を用いて、受光素子を有する受発光装置を作製することができる。 For example, one of the pair of electrodes (common electrode) can be a layer common to the light receiving element and the light emitting element. Also, for example, at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer can be a layer common to the light receiving element and the light emitting element. In this way, by having a common layer for the light receiving element and the light emitting element, the number of film formations and the number of masks can be reduced, and the number of manufacturing steps and manufacturing costs of the light receiving and emitting device can be reduced. Also, a light receiving and emitting device having a light receiving element can be manufactured using existing manufacturing equipment and manufacturing methods for display devices.

次に、受発光素子と発光素子を有する受発光装置について説明する。なお、上記と同様の機能、作用、効果等については、説明を省略することがある。 Next, we will explain the light emitting/receiving device having a light emitting/receiving element and a light emitting element. Note that the description of the same functions, actions, effects, etc. as those described above may be omitted.

本発明の一態様の受発光装置において、いずれかの色を呈する副画素は、発光素子の代わりに受発光素子を有し、その他の色を呈する副画素は、発光素子を有する。受発光素子は、光を発する機能(発光機能)と、受光する機能(受光機能)と、の双方を有する。例えば、画素が、赤色の副画素、緑色の副画素、青色の副画素の3つの副画素を有する場合、少なくとも1つの副画素が受発光素子を有し、他の副画素は発光素子を有する構成とする。したがって、本発明の一態様の受発光装置の受発光部は、受発光素子と発光素子との双方を用いて画像を表示する機能を有する。 In the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention, the subpixels that exhibit one of the colors have a light-receiving and light-emitting element instead of a light-emitting element, and the subpixels that exhibit the other colors have a light-emitting element. The light-receiving and light-emitting element has both a function of emitting light (light-emitting function) and a function of receiving light (light-receiving function). For example, when a pixel has three subpixels, a red subpixel, a green subpixel, and a blue subpixel, at least one subpixel has a light-receiving and light-emitting element, and the other subpixels have a light-emitting element. Therefore, the light-receiving and light-emitting portion of the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention has a function of displaying an image using both the light-receiving and light-emitting elements and the light-emitting elements.

受発光素子が、発光素子と受光素子を兼ねることで、画素に含まれる副画素の数を増やさずに、画素に受光機能を付与することができる。これにより、画素の開口率(各副画素の開口率)、及び、受発光装置の精細度を維持したまま、受発光装置の受発光部に、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方を付加することができる。したがって、本発明の一態様の受発光装置は、発光素子を有する副画素とは別に、受光素子を有する副画素を設ける場合に比べ、画素の開口率を高くでき、また、高精細化が容易である。 By having the light receiving/emitting element function as both a light emitting element and a light receiving element, it is possible to impart a light receiving function to the pixel without increasing the number of sub-pixels included in the pixel. This makes it possible to add one or both of an imaging function and a sensing function to the light receiving/emitting section of the light receiving/emitting device while maintaining the aperture ratio of the pixel (aperture ratio of each sub-pixel) and the definition of the light receiving/emitting device. Therefore, the light receiving/emitting device of one embodiment of the present invention can increase the aperture ratio of the pixel and easily achieve high definition compared to a case in which a sub-pixel having a light receiving element is provided in addition to a sub-pixel having a light emitting element.

本発明の一態様の受発光装置は、受発光部に、受発光素子と発光素子がマトリクス状に配置されており、当該受発光部で画像を表示することができる。また、受発光部は、イメージセンサ、タッチセンサなどに用いることができる。本発明の一態様の受発光装置は、発光素子をセンサの光源として利用することができる。そのため暗い場所でも、撮像、タッチ操作の検出などが可能である。 In the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention, light-receiving and light-emitting elements and light-emitting elements are arranged in a matrix in a light-receiving and light-emitting portion, and an image can be displayed in the light-receiving and light-emitting portion. The light-receiving and light-emitting portion can be used as an image sensor, a touch sensor, and the like. In the light-receiving and light-emitting device of one embodiment of the present invention, the light-emitting element can be used as a light source for the sensor. Therefore, imaging and detection of touch operations are possible even in a dark place.

受発光素子は、有機EL素子と有機フォトダイオードを組み合わせて作製することができる。例えば、有機EL素子の積層構造に、有機フォトダイオードの活性層を追加することで、受発光素子を作製することができる。さらに、有機EL素子と有機フォトダイオードを組み合わせて作製する受発光素子は、有機EL素子と共通の構成にできる層を一括で成膜することで、成膜工程数の増加を抑制することができる。 The light-receiving element can be produced by combining an organic EL element and an organic photodiode. For example, the active layer of an organic photodiode can be added to the layered structure of an organic EL element to produce a light-receiving element. Furthermore, a light-receiving element produced by combining an organic EL element and an organic photodiode can suppress an increase in the number of film-forming steps by forming layers that can be configured in common with the organic EL element in a single step.

例えば、一対の電極のうち一方(共通電極)を、受発光素子及び発光素子で共通の層とすることができる。また、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層の少なくとも1つを、受発光素子及び発光素子で共通の層としてもよい。 For example, one of the pair of electrodes (a common electrode) can be a layer common to the light-receiving and light-emitting elements. Also, for example, at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer can be a layer common to the light-receiving and light-emitting elements.

なお、受発光素子が有する層は、受発光素子が、受光素子として機能する場合と、発光素子として機能する場合と、で、機能が異なることがある。本明細書中では、受発光素子が発光素子として機能する場合における機能に基づいて構成要素を呼称する。 The layers of the light-receiving/light-emitting element may have different functions depending on whether the light-receiving/light-emitting element functions as a light-receiving element or as a light-emitting element. In this specification, the components are named based on their functions when the light-receiving/light-emitting element functions as a light-emitting element.

本実施の形態の受発光装置は、発光素子及び受発光素子を用いて、画像を表示する機能を有する。つまり、発光素子及び受発光素子は、表示素子として機能する。 The light-receiving and light-emitting device of this embodiment has a function of displaying an image using a light-emitting element and a light-receiving and light-emitting element. In other words, the light-emitting element and the light-receiving and light-emitting element function as display elements.

本実施の形態の受発光装置は、受発光素子を用いて、光を検出する機能を有する。受発光素子は、受発光素子自身が発する光よりも短波長の光を検出することができる。 The light emitting/receiving device of this embodiment has the function of detecting light using a light emitting/receiving element. The light emitting/receiving element can detect light with a shorter wavelength than the light emitted by the light emitting/receiving element itself.

受発光素子をイメージセンサに用いる場合、本実施の形態の受発光装置は、受発光素子を用いて、画像を撮像することができる。また、受発光素子をタッチセンサに用いる場合、本実施の形態の受発光装置は、受発光素子を用いて、対象物のタッチ操作を検出することができる。 When the light-emitting/receiving elements are used in an image sensor, the light-emitting/receiving device of this embodiment can capture an image using the light-emitting/receiving elements. Also, when the light-emitting/receiving elements are used in a touch sensor, the light-emitting/receiving device of this embodiment can detect a touch operation on an object using the light-emitting/receiving elements.

受発光素子は、光電変換素子として機能する。受発光素子は、上記発光素子の構成に、受光素子の活性層を追加することで作製することができる。受発光素子には、例えば、pn型またはpin型のフォトダイオードの活性層を用いることができる。 The light-receiving and light-emitting element functions as a photoelectric conversion element. The light-receiving and light-emitting element can be produced by adding an active layer of a light-receiving element to the configuration of the light-emitting element described above. For example, the active layer of a pn-type or pin-type photodiode can be used for the light-receiving and light-emitting element.

特に、受発光素子には、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードの活性層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、様々な装置に適用できる。 In particular, it is preferable to use an active layer of an organic photodiode having a layer containing an organic compound for the light-receiving and light-emitting element. Organic photodiodes are easy to make thin, lightweight, and large in area, and have a high degree of freedom in shape and design, making them applicable to a variety of devices.

以下では、本発明の一態様の受発光装置の一例である表示装置について、図面を用いてより具体的に説明する。 Below, a display device, which is an example of a light-emitting and receiving device according to one embodiment of the present invention, will be described in more detail with reference to the drawings.

[表示装置の構成例1]
〔構成例1−1〕
図26Aに、表示部200の模式図を示す。表示部200は、基板201、基板202、受光素子212、発光素子211R、発光素子211G、発光素子211B、機能層203等を有する。
[Display Device Configuration Example 1]
[Configuration Example 1-1]
26A shows a schematic diagram of the display unit 200. The display unit 200 has a substrate 201, a substrate 202, a light receiving element 212, a light emitting element 211R, a light emitting element 211G, a light emitting element 211B, a functional layer 203, and the like.

発光素子211R、発光素子211G、発光素子211B、及び受光素子212は、基板201と基板202の間に設けられている。発光素子211R、発光素子211G、発光素子211Bは、それぞれ赤色(R)、緑色(G)、または青色(B)の光を発する。なお以下では、発光素子211R、発光素子211G及び発光素子211Bを区別しない場合に、発光素子211と表記する場合がある。 Light-emitting element 211R, light-emitting element 211G, light-emitting element 211B, and light-receiving element 212 are provided between substrate 201 and substrate 202. Light-emitting element 211R, light-emitting element 211G, and light-emitting element 211B emit red (R), green (G), and blue (B) light, respectively. Note that below, when there is no need to distinguish between light-emitting element 211R, light-emitting element 211G, and light-emitting element 211B, they may be referred to as light-emitting element 211.

表示部200は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。1つの画素は、1つ以上の副画素を有する。1つの副画素は、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、白色(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212を有する。受光素子212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212を有していてもよい。 The display unit 200 has a plurality of pixels arranged in a matrix. Each pixel has one or more sub-pixels. Each sub-pixel has one light-emitting element. For example, a pixel may have three sub-pixels (three colors: R, G, and B, or three colors: yellow (Y), cyan (C), and magenta (M)), or a pixel may have four sub-pixels (four colors: R, G, B, and white (W), or four colors: R, G, B, and Y). Furthermore, the pixel has a light-receiving element 212. The light-receiving element 212 may be provided in all pixels, or may be provided in some pixels. Also, one pixel may have multiple light-receiving elements 212.

図26Aには、基板202の表面に指220が触れる様子を示している。発光素子211Gが発する光の一部は、基板202と指220との接触部で反射される。そして、反射光の一部が、受光素子212に入射されることにより、指220が基板202に接触したことを検出することができる。すなわち、表示部200はタッチパネルとして機能することができる。 Figure 26A shows a state in which a finger 220 touches the surface of the substrate 202. A portion of the light emitted by the light-emitting element 211G is reflected at the contact point between the substrate 202 and the finger 220. Then, a portion of the reflected light is incident on the light-receiving element 212, making it possible to detect that the finger 220 has touched the substrate 202. In other words, the display unit 200 can function as a touch panel.

機能層203は、発光素子211R、発光素子211G、発光素子211Bを駆動する回路、及び、受光素子212を駆動する回路を有する。機能層203には、スイッチ、トランジスタ、容量、配線などが設けられる。なお、発光素子211R、発光素子211G、発光素子211B、及び受光素子212をパッシブマトリクス方式で駆動させる場合には、スイッチ、トランジスタなどを設けない構成としてもよい。 The functional layer 203 has a circuit for driving the light-emitting element 211R, the light-emitting element 211G, and the light-emitting element 211B, and a circuit for driving the light-receiving element 212. The functional layer 203 is provided with switches, transistors, capacitance, wiring, and the like. Note that when the light-emitting element 211R, the light-emitting element 211G, the light-emitting element 211B, and the light-receiving element 212 are driven by a passive matrix method, a configuration without switches, transistors, and the like may be used.

表示部200は、指220の指紋を検出する機能を有することが好ましい。図26Bには、基板202に指220が触れている状態における接触部の拡大図を模式的に示している。また、図26Bには、交互に配列した発光素子211と受光素子212を示している。 The display unit 200 preferably has a function for detecting the fingerprint of a finger 220. Fig. 26B shows a schematic enlarged view of the contact area when the finger 220 is touching the substrate 202. Fig. 26B also shows light-emitting elements 211 and light-receiving elements 212 arranged alternately.

指220は凹部及び凸部により指紋が形成されている。そのため、図26Bに示すように指紋の凸部が基板202に触れている。 A fingerprint is formed on finger 220 by concave and convex parts. Therefore, the convex parts of the fingerprint are touching substrate 202 as shown in FIG. 26B.

ある表面、界面などから反射される光には、正反射と拡散反射とがある。正反射光は入射角と反射角が一致する、指向性の高い光であり、拡散反射光は、強度の角度依存性が低い、指向性の低い光である。指220の表面から反射される光は、正反射と拡散反射のうち拡散反射の成分が支配的となる。一方、基板202と大気との界面から反射される光は、正反射の成分が支配的となる。 Light reflected from a surface, interface, etc. can be specularly reflected or diffusely reflected. Specularly reflected light is highly directional, with the angle of incidence and angle of reflection being the same, while diffusely reflected light is less directional, with its intensity less dependent on the angle. The light reflected from the surface of the finger 220 is dominated by the diffuse reflection component of the specular and diffuse reflection types. On the other hand, the light reflected from the interface between the substrate 202 and the atmosphere is dominated by the specular reflection component.

指220と基板202との接触面または非接触面で反射され、これらの直下に位置する受光素子212に入射される光の強度は、正反射光と拡散反射光とを足し合わせたものとなる。上述のように指220の凹部では基板202と指220が接触しないため、正反射光(実線矢印で示す)が支配的となり、凸部ではこれらが接触するため、指220からの拡散反射光(破線矢印で示す)が支配的となる。したがって、凹部の直下に位置する受光素子212で受光する光の強度は、凸部の直下に位置する受光素子212よりも高くなる。これにより、指220の指紋を撮像することができる。 The intensity of light reflected by the contact or non-contact surface between finger 220 and substrate 202 and incident on light receiving element 212 located directly below them is the sum of specularly reflected light and diffusely reflected light. As described above, in the concave portions of finger 220, substrate 202 and finger 220 do not come into contact, so specularly reflected light (indicated by solid arrows) is dominant, whereas in the convex portions, they come into contact, so diffusely reflected light (indicated by dashed arrows) from finger 220 is dominant. Therefore, the intensity of light received by light receiving element 212 located directly below the concave portions is higher than that of light receiving element 212 located directly below the convex portions. This allows the fingerprint of finger 220 to be captured.

受光素子212の配列間隔は、指紋の2つの凸部間の距離、好ましくは隣接する凹部と凸部間の距離よりも小さい間隔とすることで、鮮明な指紋の画像を取得することができる。人の指紋の凹部と凸部の間隔は概ね200μmであることから、例えば受光素子212の配列間隔は、400μm以下、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下、さらに好ましくは100μm以下、さらに好ましくは50μm以下であって、1μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上とする。 By setting the spacing between the light receiving elements 212 to be smaller than the distance between two convex parts of a fingerprint, preferably the distance between adjacent convex and concave parts, a clear fingerprint image can be obtained. Since the distance between the concave and convex parts of a human fingerprint is approximately 200 μm, for example, the spacing between the light receiving elements 212 is 400 μm or less, preferably 200 μm or less, more preferably 150 μm or less, even more preferably 100 μm or less, and even more preferably 50 μm or less, and is 1 μm or more, preferably 10 μm or more, and more preferably 20 μm or more.

表示部200で撮像した指紋の画像の例を図26Cに示す。図26Cには、撮像範囲223内に、指220の輪郭を破線で、接触部221の輪郭を一点鎖線で示している。接触部221内において、受光素子212に入射する光量の違いによって、コントラストの高い指紋222を撮像することができる。 An example of a fingerprint image captured by the display unit 200 is shown in FIG. 26C. In FIG. 26C, within the imaging range 223, the outline of the finger 220 is shown by a dashed line, and the outline of the contact area 221 is shown by a dashed line. Within the contact area 221, a fingerprint 222 with high contrast can be captured due to differences in the amount of light incident on the light receiving element 212.

被写体を掌として、掌紋を用いた認証を行ってもよい。図27Eに示すように、撮像範囲223に、掌220bの掌紋222bが撮像されるように掌を配置する。 The subject may be a palm and authentication may be performed using a palm print. As shown in FIG. 27E, the palm is positioned in the imaging range 223 so that the palm print 222b of the palm 220b is captured.

なお図26A等に示す構成においては、基板201上に、表示パネルとして機能する発光素子と、指紋及び掌紋などの読み取りを行う機能を有するセンサとして機能する受光素子と、が配置される例を示すが、発光素子と、指紋及び掌紋などの読み取りを行う機能を有するセンサと、が同じ平面上に形成されていなくてもよい。例えば、指紋及び掌紋などの読み取りを行う機能を有するセンサが、表示部の下側に配置されていてもよい。例えば、指紋及び掌紋などの読み取りを行う機能を有するセンサが搭載されたICチップが、表示部の下に配置されていてもよい。但し、そのような場合には、本発明の一態様の表示部のように表示部自体がセンサとしての機能を有する場合と比較して、表示部とは別でセンサを設ける場合には、筐体内に占める体積が増えてしまう。よって筐体内でセンサを配置する配置の自由度が低くなる。また、センサの面積が限定されてしまう場合には、読み指の本数などが制限されてしまう。 In the configuration shown in FIG. 26A and the like, an example is shown in which a light-emitting element functioning as a display panel and a light-receiving element functioning as a sensor having a function of reading fingerprints, palm prints, etc. are arranged on the substrate 201, but the light-emitting element and the sensor having a function of reading fingerprints, palm prints, etc. do not have to be formed on the same plane. For example, the sensor having a function of reading fingerprints, palm prints, etc. may be arranged below the display unit. For example, an IC chip equipped with a sensor having a function of reading fingerprints, palm prints, etc. may be arranged below the display unit. However, in such a case, compared to the case in which the display unit itself functions as a sensor as in one embodiment of the present invention, when the sensor is provided separately from the display unit, the volume occupied within the housing increases. Therefore, the degree of freedom in arranging the sensor within the housing is reduced. In addition, if the area of the sensor is limited, the number of fingers to be read is limited.

本発明の一態様の電子機器では、表示部自体がセンサとしての機能を有することから、表示部のあらゆる位置で、指紋及び掌紋などの読み取りが可能となる。そのため、表示部において、読み取りを行う領域を縦長、横長、など自由な形状として動作させることができ、適切な位置で、任意の指の本数等で、好適に読み取りを行うことができる。 In an electronic device according to one aspect of the present invention, the display unit itself functions as a sensor, making it possible to read fingerprints, palm prints, and the like at any position on the display unit. Therefore, the area on the display unit where reading is performed can be operated in any shape, such as vertical or horizontal, and suitable reading can be performed at an appropriate position and with any number of fingers, etc.

表示部200は、タッチセンサ、ペンタブレットとしても機能させることができる。図26Dには、スタイラス225の先端を基板202に接触させた状態で、破線矢印の方向に滑らせている様子を示している。 The display unit 200 can also function as a touch sensor or a pen tablet. Figure 26D shows the tip of the stylus 225 being slid in the direction of the dashed arrow while in contact with the substrate 202.

図26Dに示すように、スタイラス225の先端と、基板202の接触面で拡散される拡散反射光が、当該接触面と重なる部分に位置する受光素子212に入射することで、スタイラス225の先端の位置を高精度に検出することができる。 As shown in FIG. 26D, the diffuse reflected light diffused by the tip of the stylus 225 and the contact surface of the substrate 202 is incident on the light receiving element 212 located at the portion overlapping the contact surface, thereby enabling the position of the tip of the stylus 225 to be detected with high accuracy.

図26Eには、表示部200で検出したスタイラス225の軌跡226の例を示している。表示部200は、高い位置精度でスタイラス225等の被検出体の位置検出が可能であるため、描画アプリケーション等において、高精細な描画を行うことも可能である。また、静電容量式のタッチセンサ、電磁誘導型のタッチペン等を用いた場合とは異なり、絶縁性の高い被検出体であっても位置検出が可能であるため、スタイラス225の先端部の材料は問われず、様々な筆記用具(例えば筆、ガラスペン、羽ペンなど)を用いることもできる。 Figure 26E shows an example of the trajectory 226 of the stylus 225 detected by the display unit 200. The display unit 200 is capable of detecting the position of a detectable object such as the stylus 225 with high positional accuracy, and therefore is also capable of performing high-resolution drawing in drawing applications and the like. Also, unlike the case where a capacitive touch sensor, an electromagnetic induction touch pen, or the like is used, the position of even a highly insulating detectable object can be detected, so the material of the tip of the stylus 225 does not matter, and various writing implements (e.g., a brush, a glass pen, a feather pen, etc.) can be used.

ここで、図26F乃至図26Hに、表示部200に適用可能な画素の一例を示す。 Here, Figures 26F to 26H show an example of a pixel that can be applied to the display unit 200.

図26F、及び図26Gに示す画素は、それぞれ赤色(R)の発光素子211R、緑色(G)の発光素子211G、青色(B)の発光素子211Bと、受光素子212を有する。画素は、それぞれ発光素子211R、発光素子211G、発光素子211B、及び受光素子212を駆動するための画素回路を有する。 The pixels shown in Figures 26F and 26G each have a red (R) light-emitting element 211R, a green (G) light-emitting element 211G, a blue (B) light-emitting element 211B, and a light-receiving element 212. The pixels each have a pixel circuit for driving the light-emitting element 211R, the light-emitting element 211G, the light-emitting element 211B, and the light-receiving element 212.

図26Fは、2×2のマトリクス状に、3つの発光素子と1つの受光素子が配置されている例である。図26Gは、3つの発光素子が一列に配列し、その下側に、横長の1つの受光素子212が配置されている例である。 Figure 26F shows an example in which three light-emitting elements and one light-receiving element are arranged in a 2 x 2 matrix. Figure 26G shows an example in which three light-emitting elements are arranged in a row, with one horizontally long light-receiving element 212 arranged below them.

図26Hに示す画素は、白色(W)の発光素子211Wを有する例である。ここでは、4つの発光素子が一列に配置され、その下側に受光素子212が配置されている。 The pixel shown in Figure 26H is an example having a white (W) light-emitting element 211W. Here, four light-emitting elements are arranged in a row, and a light-receiving element 212 is arranged below them.

なお、画素の構成は上記に限られず、様々な配置方法を採用することができる。 Note that the pixel configuration is not limited to the above, and various arrangement methods can be used.

〔構成例1−2〕
以下では、可視光を呈する発光素子と、赤外光を呈する発光素子と、受光素子と、を備える構成例について説明する。
[Configuration Example 1-2]
In the following, a configuration example including a light-emitting element that emits visible light, a light-emitting element that emits infrared light, and a light-receiving element will be described.

図27Aに示す表示部200Aは、図26Aで例示した構成に加えて、発光素子211IRを有する。発光素子211IRは、赤外光IRを発する発光素子である。またこのとき、受光素子212には、少なくとも発光素子211IRが発する赤外光IRを受光することのできる素子を用いることが好ましい。また、受光素子212として、可視光と赤外光の両方を受光することのできる素子を用いることがより好ましい。 The display unit 200A shown in FIG. 27A has a light-emitting element 211IR in addition to the configuration exemplified in FIG. 26A. The light-emitting element 211IR is a light-emitting element that emits infrared light IR. In this case, it is preferable to use an element that can receive at least the infrared light IR emitted by the light-emitting element 211IR as the light-receiving element 212. It is more preferable to use an element that can receive both visible light and infrared light as the light-receiving element 212.

図27Aに示すように、基板202に指220が触れると、発光素子211IRから発せられた赤外光IRが指220により反射され、当該反射光の一部が受光素子212に入射されることにより、指220の位置情報を取得することができる。 As shown in FIG. 27A, when a finger 220 touches the substrate 202, the infrared light IR emitted from the light-emitting element 211IR is reflected by the finger 220, and a portion of the reflected light is incident on the light-receiving element 212, thereby obtaining position information of the finger 220.

図27B乃至図27Dに、表示部200Aに適用可能な画素の一例を示す。 Figures 27B to 27D show an example of a pixel that can be used in the display unit 200A.

図27Bは、3つの発光素子が一列に配列し、その下側に、発光素子211IRと、受光素子212とが横に並んで配置されている例である。また、図27Cは、発光素子211IRを含む4つの発光素子が一列に配列し、その下側に、受光素子212が配置されている例である。 Figure 27B shows an example in which three light-emitting elements are arranged in a row, and below them, light-emitting element 211IR and light-receiving element 212 are arranged side by side. Also, Figure 27C shows an example in which four light-emitting elements including light-emitting element 211IR are arranged in a row, and below them, light-receiving element 212 is arranged.

また、図27Dは、発光素子211IRを中心にして、四方に3つの発光素子と、受光素子212が配置されている例である。 Figure 27D shows an example in which three light-emitting elements and a light-receiving element 212 are arranged on all four sides with the light-emitting element 211IR at the center.

なお、図27B乃至図27Dに示す画素において、発光素子同士、及び発光素子と受光素子とは、それぞれの位置を交換可能である。 Note that in the pixels shown in Figures 27B to 27D, the positions of the light-emitting elements and the light-emitting elements and light-receiving elements can be interchanged.

〔構成例1−3〕
以下では、可視光を呈する発光素子と、可視光を呈し、且つ可視光を受光する受発光素子と、を備える構成例について説明する。
[Configuration Example 1-3]
In the following, a configuration example including a light-emitting element that emits visible light and a light-receiving/light-emitting element that emits visible light and receives visible light will be described.

図28Aに示す表示部200Bは、発光素子211B、発光素子211G、及び受発光素子213Rを有する。受発光素子213Rは、赤色(R)の光を発する発光素子としての機能と、可視光を受光する光電変換素子としての機能と、を有する。図28Aでは、受発光素子213Rが、発光素子211Gが発する緑色(G)の光を受光する例を示している。なお、受発光素子213Rは、発光素子211Bが発する青色(B)の光を受光してもよい。また、受発光素子213Rは、緑色の光と青色の光の両方を受光してもよい。 The display unit 200B shown in FIG. 28A has a light-emitting element 211B, a light-emitting element 211G, and a light-receiving/light-emitting element 213R. The light-receiving/light-emitting element 213R has a function as a light-emitting element that emits red (R) light, and a function as a photoelectric conversion element that receives visible light. FIG. 28A shows an example in which the light-receiving/light-emitting element 213R receives green (G) light emitted by the light-emitting element 211G. The light-receiving/light-emitting element 213R may receive blue (B) light emitted by the light-emitting element 211B. The light-receiving/light-emitting element 213R may also receive both green and blue light.

例えば、受発光素子213Rは、自身が発する光よりも短波長の光を受光することが好ましい。または、受発光素子213Rは、自身が発する光よりも長波長の光(例えば赤外光)を受光する構成としてもよい。受発光素子213Rは、自身が発する光と同程度の波長を受光する構成としてもよいが、その場合は自身が発する光をも受光してしまい、発光効率が低下してしまう恐れがある。そのため、受発光素子213Rは、発光スペクトルのピークと、吸収スペクトルのピークとができるだけ重ならないように構成されることが好ましい。 For example, it is preferable that the light receiving/emitting element 213R receives light with a shorter wavelength than the light it emits. Alternatively, the light receiving/emitting element 213R may be configured to receive light with a longer wavelength than the light it emits (e.g., infrared light). The light receiving/emitting element 213R may be configured to receive light with a wavelength similar to the light it emits, but in that case, it may also receive the light it emits, which may reduce the light emission efficiency. For this reason, it is preferable that the light receiving/emitting element 213R is configured so that the peak of the emission spectrum and the peak of the absorption spectrum do not overlap as much as possible.

また、ここでは受発光素子が発する光は、赤色の光に限られない。また、発光素子が発する光も、緑色の光と青色の光の組み合わせに限定されない。例えば受発光素子として、緑色または青色の光を発し、且つ、自身が発する光とは異なる波長の光を受光する素子とすることができる。 In addition, the light emitted by the light-receiving/light-emitting element is not limited to red light. Furthermore, the light emitted by the light-emitting element is not limited to a combination of green light and blue light. For example, the light-receiving/light-emitting element can be an element that emits green or blue light and receives light of a different wavelength from the light it emits.

このように、受発光素子213Rが、発光素子と受光素子とを兼ねることにより、一画素に配置する素子の数を減らすことができる。そのため、高精細化、高開口率化、高解像度化などが容易となる。 In this way, the light receiving/receiving element 213R functions as both a light emitting element and a light receiving element, so the number of elements arranged in one pixel can be reduced. This makes it easier to achieve higher definition, a higher aperture ratio, and higher resolution.

図28B乃至図28Iに、表示部200Bに適用可能な画素の一例を示す。 Figures 28B to 28I show an example of a pixel that can be used in the display unit 200B.

図28Bは、受発光素子213R、発光素子211G、及び発光素子211Bが一列に配列されている例である。図28Cは、発光素子211Gと発光素子211Bが縦方向に交互に配列し、これらの横に受発光素子213Rが配置されている例である。 Figure 28B shows an example in which light-emitting/receiving element 213R, light-emitting element 211G, and light-emitting element 211B are arranged in a row. Figure 28C shows an example in which light-emitting element 211G and light-emitting element 211B are arranged alternately in the vertical direction, with light-emitting/receiving element 213R arranged next to them.

図28Dは、2×2のマトリクス状に、3つの発光素子(発光素子211G、発光素子211B、及び発光素子211Xと一つの受発光素子が配置されている例である。発光素子211Xは、R、G、B以外の光を呈する素子である。R、G、B以外の光としては、白色(W)、黄色(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、赤外光(IR)、紫外光(UV)等の光が挙げられる。発光素子211Xが赤外光を呈する場合、受発光素子は、赤外光を検出する機能、または、可視光及び赤外光の双方を検出する機能を有することが好ましい。センサの用途に応じて、受発光素子が検出する光の波長を決定することができる。 Figure 28D shows an example in which three light-emitting elements (light-emitting element 211G, light-emitting element 211B, and light-emitting element 211X) and one light-receiving and light-emitting element are arranged in a 2x2 matrix. Light-emitting element 211X is an element that emits light other than R, G, and B. Examples of light other than R, G, and B include white (W), yellow (Y), cyan (C), magenta (M), infrared light (IR), and ultraviolet light (UV). When light-emitting element 211X emits infrared light, it is preferable that the light-receiving and light-emitting element has a function of detecting infrared light or a function of detecting both visible light and infrared light. The wavelength of light detected by the light-receiving and light-emitting element can be determined depending on the application of the sensor.

図28Eには、2つ分の画素を示している。点線で囲まれた3つの素子を含む領域が1つの画素に相当する。画素はそれぞれ発光素子211G、発光素子211B、及び受発光素子213Rを有する。図28Eに示す左の画素では、受発光素子213Rと同じ行に発光素子211Gが配置され、受発光素子213Rと同じ列に発光素子211Bが配置されている。図28Eに示す右の画素では、受発光素子213Rと同じ行に発光素子211Gが配置され、発光素子211Gと同じ列に発光素子211Bが配置されている。図28Eに示す画素レイアウトでは、奇数行と偶数行のいずれにおいても、受発光素子213R、発光素子211G、及び発光素子211Bが繰り返し配置されており、かつ、各列において、奇数行と偶数行では互いに発光色の異なる発光素子または受発光素子が配置される。 Two pixels are shown in FIG. 28E. An area including three elements surrounded by dotted lines corresponds to one pixel. Each pixel has a light-emitting element 211G, a light-emitting element 211B, and a light-receiving/light-emitting element 213R. In the left pixel shown in FIG. 28E, the light-emitting element 211G is arranged in the same row as the light-receiving/light-emitting element 213R, and the light-emitting element 211B is arranged in the same column as the light-receiving/light-emitting element 213R. In the right pixel shown in FIG. 28E, the light-emitting element 211G is arranged in the same row as the light-receiving/light-emitting element 213R, and the light-emitting element 211B is arranged in the same column as the light-receiving/light-emitting element 211G. In the pixel layout shown in FIG. 28E, the light-receiving/light-emitting elements 213R, the light-emitting element 211G, and the light-emitting element 211B are arranged repeatedly in both odd and even rows, and in each column, light-emitting elements or light-receiving/light-emitting elements with different emission colors are arranged in the odd and even rows.

図28Fには、ペンタイル配列が適用された4つの画素を示しており、隣接する2つの画素は組み合わせの異なる2色の光を呈する発光素子または受発光素子を有する。なお、図28Fでは、発光素子または受発光素子の上面形状を示している。 Figure 28F shows four pixels to which a Pentile array is applied, with two adjacent pixels having light-emitting or light-receiving elements that emit light of two different colors. Note that Figure 28F shows the top shape of the light-emitting or light-receiving elements.

図28Fに示す左上の画素と右下の画素は、受発光素子213Rと発光素子211Gを有する。また右上の画素と左下の画素は、発光素子211Gと発光素子211Bを有する。すなわち、図28Fに示す例では、各画素に発光素子211Gが設けられている。 The upper left pixel and the lower right pixel shown in FIG. 28F have a light receiving/emitting element 213R and a light emitting element 211G. The upper right pixel and the lower left pixel have a light emitting element 211G and a light emitting element 211B. That is, in the example shown in FIG. 28F, a light emitting element 211G is provided in each pixel.

発光素子及び受発光素子の上面形状は特に限定されず、円、楕円、多角形、角の丸い多角形等とすることができる。図28F等では、発光素子及び受発光素子の上面形状として、略45度傾いた正方形(ひし形)である例を示している。なお、各色の発光素子及び受発光素子の上面形状は、互いに異なっていてもよく、一部または全ての色で同じであってもよい。 The top surface shape of the light-emitting element and light-receiving element is not particularly limited, and can be a circle, an ellipse, a polygon, a polygon with rounded corners, etc. Figure 28F etc. shows an example in which the top surface shape of the light-emitting element and light-receiving element is a square (diamond) tilted at approximately 45 degrees. Note that the top surface shapes of the light-emitting element and light-receiving element for each color may be different from each other, or may be the same for some or all of the colors.

また、各色の発光素子及び受発光素子の発光領域(または受発光領域)のサイズは、互いに異なっていてもよく、一部または全ての色で同じであってもよい。例えば図28Fにおいて、各画素に設けられる発光素子211Gの発光領域の面積を他の素子の発光領域(または受発光領域)よりも小さくしてもよい。 Furthermore, the size of the light-emitting region (or light-receiving region) of the light-emitting element and light-receiving/light-emitting element of each color may be different from each other, or may be the same for some or all colors. For example, in FIG. 28F, the area of the light-emitting region of the light-emitting element 211G provided in each pixel may be smaller than the light-emitting regions (or light-receiving/light-emitting regions) of the other elements.

図28Gは、図28Fに示す画素配列の変形例である。具体的には、図28Gの構成は、図28Fの構成を45度回転させることで得られる。図28Fでは、1つの画素に2つの素子を有するとして説明したが、図28Gに示すように、4つの素子により1つの画素が構成されていると捉えることもできる。 Figure 28G is a modified example of the pixel array shown in Figure 28F. Specifically, the configuration in Figure 28G is obtained by rotating the configuration in Figure 28F by 45 degrees. In Figure 28F, it has been described that one pixel has two elements, but as shown in Figure 28G, one pixel can also be considered to be made up of four elements.

図28Hは、図28Fに示す画素配列の変形例である。図28Hに示す左上の画素と右下の画素は、受発光素子213Rと発光素子211Gを有する。また右上の画素と左下の画素は、受発光素子213Rと発光素子211Bを有する。すなわち、図28Hに示す例では、各画素に受発光素子213Rが設けられている。各画素に受発光素子213Rが設けられているため、図28Hに示す構成は、図28Fに示す構成に比べて、高い精細度で撮像を行うことができる。これにより、例えば、生体認証の精度を高めることができる。 Figure 28H is a modified example of the pixel array shown in Figure 28F. The upper left pixel and lower right pixel shown in Figure 28H have light receiving/emitting element 213R and light emitting element 211G. The upper right pixel and lower left pixel have light receiving/emitting element 213R and light emitting element 211B. That is, in the example shown in Figure 28H, each pixel is provided with light receiving/emitting element 213R. Because each pixel is provided with light receiving/emitting element 213R, the configuration shown in Figure 28H can capture images with higher resolution than the configuration shown in Figure 28F. This can improve the accuracy of biometric authentication, for example.

図28Iは、図28Hで示す画素配列の変形例であり、当該画素配列を45度回転させることで得られる構成である。 Figure 28I is a modified example of the pixel array shown in Figure 28H, which is obtained by rotating the pixel array by 45 degrees.

図28Iでは、4つの素子(2つの発光素子と2つの受発光素子)により1つの画素が構成されることとして説明を行う。このように、1つの画素が、受光機能を有する受発光素子を複数有することで、高い精細度で撮像を行うことができる。したがって、生体認証の精度を高めることができる。例えば、撮像の精細度を、表示の精細度のルート2倍とすることができる。 In FIG. 28I, it is assumed that one pixel is composed of four elements (two light-emitting elements and two light-receiving and light-emitting elements). In this way, one pixel can capture images with high resolution by having multiple light-receiving and light-emitting elements with light-receiving capabilities. This can improve the accuracy of biometric authentication. For example, the resolution of the image can be set to the root of twice the resolution of the display.

図28Hまたは図28Iに示す構成が適用された表示装置は、p個(pは2以上の整数)の第1の発光素子と、q個(qは2以上の整数)の第2の発光素子と、r個(rはpより大きく、qより大きい整数)の受発光素子と、を有する。pとrはr=2pを満たす。また、p、q、rはr=p+qを満たす。第1の発光素子と第2の発光素子のうち一方が緑色の光を発し、他方が青色の光を発する。受発光素子は、赤色の光を発し、かつ、受光機能を有する。 A display device to which the configuration shown in Figure 28H or Figure 28I is applied has p (p is an integer of 2 or more) first light-emitting elements, q (q is an integer of 2 or more) second light-emitting elements, and r (r is an integer greater than p and greater than q) light-receiving and light-emitting elements. p and r satisfy r = 2p. Furthermore, p, q, and r satisfy r = p + q. One of the first light-emitting elements and the second light-emitting elements emits green light, and the other emits blue light. The light-receiving and light-emitting elements emit red light and have a light-receiving function.

例えば、受発光素子を用いて、タッチ操作の検出を行う場合、光源からの発光がユーザーに視認されにくいことが好ましい。青色の光は、緑色の光よりも視認性が低いため、青色の光を発する発光素子を光源とすることが好ましい。したがって、受発光素子は、青色の光を受光する機能を有することが好ましい。なお、これに限られず、受発光素子の感度に応じて、光源とする発光素子を適宜選択することができる。 For example, when detecting a touch operation using a light-receiving/light-emitting element, it is preferable that the light emitted from the light source is difficult for the user to see. Blue light is less visible than green light, so it is preferable to use a light-emitting element that emits blue light as the light source. Therefore, it is preferable that the light-receiving/light-emitting element has a function of receiving blue light. However, this is not limited, and the light-emitting element to be used as the light source can be appropriately selected depending on the sensitivity of the light-receiving/light-emitting element.

以上のように、本実施の形態の表示装置には、様々な配列の画素を適用することができる。 As described above, various pixel arrangements can be applied to the display device of this embodiment.

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。 This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様である受発光装置に用いることができる発光素子、及び受光素子について説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, a light-emitting element and a light-receiving element that can be used in a light-receiving and light-emitting device which is one embodiment of the present invention will be described.

本明細書等において、メタルマスク、またはFMM(ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク)を用いて作製されるデバイスをMM(メタルマスク)構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはFMMを用いることなく作製されるデバイスをMML(メタルマスクレス)構造のデバイスと呼称する場合がある。 In this specification, etc., a device fabricated using a metal mask or an FMM (fine metal mask, high-definition metal mask) may be referred to as a device with an MM (metal mask) structure. Also, in this specification, etc., a device fabricated without using a metal mask or an FMM may be referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.

なお、本明細書等において、各色の発光素子(ここでは青(B)、緑(G)、及び赤(R))で、発光層を作り分ける、または発光層を塗り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と呼ぶ場合がある。また、本明細書等において、白色光を発することのできる発光素子を白色発光素子と呼ぶ場合がある。なお、白色発光素子は、着色層(たとえば、カラーフィルタ)と組み合わせることで、フルカラー表示の表示部を有する発光装置、及び電子機器を実現することができる。 Note that in this specification, a structure in which a separate light-emitting layer is created for each color light-emitting element (here, blue (B), green (G), and red (R)), or the light-emitting layers are painted separately, may be referred to as an SBS (Side By Side) structure. Also, in this specification, a light-emitting element capable of emitting white light may be referred to as a white light-emitting element. Note that a white light-emitting element can be combined with a colored layer (e.g., a color filter) to realize a light-emitting device and electronic device having a full-color display unit.

[発光素子]
また、発光素子は、シングル構造と、タンデム構造とに大別することができる。シングル構造のデバイスは、一対の電極間に1つの発光ユニットを有し、当該発光ユニットは、1以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。シングル構造で白色発光を得るには、2以上の発光層の各々の発光により白色を作ることのできるような発光層を選択することで、白色発光を得ることができる。例えば2色の場合、第1の発光層の発光色と第2の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する構成を得ることができる。また、3以上の発光層を用いて白色発光を得る場合、3以上の発光層のそれぞれの発光色が合わさることで、発光デバイス全体として白色発光することができる構成を用いることで、白色発光を得ることができる。
[Light-emitting element]
Moreover, the light-emitting element can be roughly divided into a single structure and a tandem structure. A single structure device has one light-emitting unit between a pair of electrodes, and the light-emitting unit is preferably configured to include one or more light-emitting layers. To obtain white light emission with a single structure, a light-emitting layer that can produce white light by the emission of each of two or more light-emitting layers can be selected to obtain white light emission. For example, in the case of two colors, a configuration in which the light-emitting element as a whole emits white light can be obtained by making the emission color of the first light-emitting layer and the emission color of the second light-emitting layer have a complementary color relationship. In addition, when white light emission is obtained using three or more light-emitting layers, a configuration in which the emission colors of the three or more light-emitting layers are combined to emit white light as a whole light-emitting device can be used to obtain white light emission.

タンデム構造のデバイスは、一対の電極間に2以上の複数の発光ユニットを有し、各発光ユニットは、1以上の発光層を含む構成とすることが好ましい。各発光ユニットにおいて、同じ色の光を発する発光層を用いることで、所定の電流当たりの輝度が高められ、且つ、シングル構造と比較して信頼性の高い発光素子とすることができる。タンデム構造で白色発光を得るには、複数の発光ユニットの発光層からの光を合わせて白色発光が得られる構成を用いることで、白色発光を得ることができる。なお、白色発光が得られる発光色の組み合わせについては、シングル構造の構成と同様である。なお、タンデム構造のデバイスにおいて、複数の発光ユニットの間には、電荷発生層などの中間層を設けると好適である。 A device with a tandem structure has two or more light-emitting units between a pair of electrodes, and each light-emitting unit preferably includes one or more light-emitting layers. By using light-emitting layers that emit light of the same color in each light-emitting unit, the luminance per given current can be increased, and a light-emitting element with higher reliability can be obtained compared to a single structure. To obtain white light emission in a tandem structure, a configuration can be used in which light from the light-emitting layers of multiple light-emitting units is combined to obtain white light emission. The combination of light-emitting colors that produces white light emission is the same as in the single structure. In a device with a tandem structure, it is preferable to provide an intermediate layer such as a charge generation layer between the multiple light-emitting units.

また、上述の白色発光素子(シングル構造またはタンデム構造)と、SBS構造の発光素子と、を比較した場合、SBS構造の発光素子は、白色発光素子よりも消費電力を低くすることができる。消費電力を低く抑えたい場合は、SBS構造の発光素子を用いると好適である。一方で、白色発光素子は、製造プロセスがSBS構造の発光素子よりも簡単であるため、製造コストを低くすることができる、又は製造歩留まりを高くすることができるため、好適である。 In addition, when comparing the above-mentioned white light-emitting element (single structure or tandem structure) with a light-emitting element having an SBS structure, the light-emitting element having an SBS structure can reduce power consumption compared to the white light-emitting element. If you want to keep power consumption low, it is preferable to use a light-emitting element having an SBS structure. On the other hand, the manufacturing process of the white light-emitting element is simpler than that of the light-emitting element having an SBS structure, so it is preferable because the manufacturing cost can be reduced or the manufacturing yield can be increased.

<発光素子の構成例>
図29Aに示すように、発光素子は、一対の電極(下部電極791、上部電極792)の間に、EL層790を有する。EL層790は、層720、発光層711、層730などの複数の層で構成することができる。層720は、例えば電子注入性の高い物質を含む層(電子注入層)および電子輸送性の高い物質を含む層(電子輸送層)などを有することができる。発光層711は、例えば発光性の化合物を有する。層730は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層(正孔注入層)および正孔輸送性の高い物質を含む層(正孔輸送層)を有することができる。
<Configuration example of light-emitting element>
As shown in FIG. 29A , the light-emitting element has an EL layer 790 between a pair of electrodes (a lower electrode 791 and an upper electrode 792). The EL layer 790 can be composed of a plurality of layers, such as a layer 720, a light-emitting layer 711, and a layer 730. The layer 720 can have, for example, a layer containing a substance with high electron injection properties (electron injection layer) and a layer containing a substance with high electron transport properties (electron transport layer). The light-emitting layer 711 has, for example, a light-emitting compound. The layer 730 can have, for example, a layer containing a substance with high hole injection properties (hole injection layer) and a layer containing a substance with high hole transport properties (hole transport layer).

一対の電極間に設けられた層720、発光層711および層730を有する構成は単一の発光ユニットとして機能することができ、本明細書では図29Aの構成をシングル構造と呼ぶ。 A structure having layer 720, light-emitting layer 711, and layer 730 disposed between a pair of electrodes can function as a single light-emitting unit, and in this specification, the structure in FIG. 29A is referred to as a single structure.

また、図29Bは、図29Aに示す発光素子が有するEL層790の変形例である。具体的には、図29Bに示す発光素子は、下部電極791上の層730−1と、層730−1上の層730−2と、層730−2上の発光層711と、発光層711上の層720−1と、層720−1上の層720−2と、層720−2上の上部電極792と、を有する。例えば、下部電極791を陽極とし、上部電極792を陰極とした場合、層730−1が正孔注入層として機能し、層730−2が正孔輸送層として機能し、層720−1が電子輸送層として機能し、層720−2が電子注入層として機能する。または、下部電極791を陰極とし、上部電極792を陽極とした場合、層730−1が電子注入層として機能し、層730−2が電子輸送層として機能し、層720−1が正孔輸送層として機能し、層720−2が正孔注入層として機能する。このような層構造とすることで、発光層711に効率よくキャリアを注入し、発光層711内におけるキャリアの再結合の効率を高めることが可能となる。 29B is a modified example of the EL layer 790 of the light-emitting element shown in FIG. 29A. Specifically, the light-emitting element shown in FIG. 29B has a layer 730-1 on the lower electrode 791, a layer 730-2 on the layer 730-1, a light-emitting layer 711 on the layer 730-2, a layer 720-1 on the light-emitting layer 711, a layer 720-2 on the layer 720-1, and an upper electrode 792 on the layer 720-2. For example, when the lower electrode 791 is an anode and the upper electrode 792 is a cathode, the layer 730-1 functions as a hole injection layer, the layer 730-2 functions as a hole transport layer, the layer 720-1 functions as an electron transport layer, and the layer 720-2 functions as an electron injection layer. Alternatively, when the lower electrode 791 is a cathode and the upper electrode 792 is an anode, the layer 730-1 functions as an electron injection layer, the layer 730-2 functions as an electron transport layer, the layer 720-1 functions as a hole transport layer, and the layer 720-2 functions as a hole injection layer. By using such a layer structure, it is possible to efficiently inject carriers into the light-emitting layer 711 and increase the efficiency of carrier recombination in the light-emitting layer 711.

なお、図29C、図29Dに示すように層720と層730との間に複数の発光層(発光層711、712、713)が設けられる構成もシングル構造のバリエーションである。 Note that a variation of the single structure is a configuration in which multiple light-emitting layers (light-emitting layers 711, 712, 713) are provided between layer 720 and layer 730, as shown in Figures 29C and 29D.

また、図29E、図29Fに示すように、複数の発光ユニット(EL層790a、EL層790b)が中間層(電荷発生層)740を介して直列に接続された構成を本明細書ではタンデム構造と呼ぶ。なお、本明細書等においては、図29E、図29Fに示すような構成をタンデム構造として呼称するが、これに限定されず、例えば、タンデム構造をスタック構造と呼ぶこともできる。なお、タンデム構造とすることで、高輝度発光が可能な発光素子とすることができる。 Furthermore, as shown in Figures 29E and 29F, a configuration in which multiple light-emitting units (EL layer 790a, EL layer 790b) are connected in series via an intermediate layer (charge generating layer) 740 is referred to as a tandem structure in this specification. Note that in this specification and the like, the configuration shown in Figures 29E and 29F is referred to as a tandem structure, but is not limited to this, and for example, the tandem structure can also be referred to as a stack structure. Note that by using a tandem structure, it is possible to obtain a light-emitting element that can emit light with high brightness.

図29Cにおいて、発光層711、発光層712、及び発光層713に、同じ色の光を発する発光材料を用いてもよい。 In FIG. 29C, light-emitting layers 711, 712, and 713 may be made of light-emitting materials that emit light of the same color.

また、発光層711、発光層712、及び発光層713に、異なる発光材料を用いてもよい。発光層711、発光層712、及び発光層713がそれぞれ発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。図29Dでは、カラーフィルタとして機能する着色層795を設ける例を示している。白色光がカラーフィルタを透過することで、所望の色の光を得ることができる。 In addition, different light-emitting materials may be used for the light-emitting layers 711, 712, and 713. When the light emitted by the light-emitting layers 711, 712, and 713 is complementary in color, white light is obtained. Figure 29D shows an example in which a colored layer 795 that functions as a color filter is provided. When white light passes through the color filter, light of the desired color can be obtained.

また、図29Eにおいて、発光層711と、発光層712とに、同じ発光材料を用いてもよい。または、発光層711と、発光層712とに、発光色の異なる光を発する発光材料を用いてもよい。発光層711が発する光と、発光層712が発する光が補色の関係である場合、白色発光が得られる。図29Fには、さらに着色層795を設ける例を示している。 In addition, in FIG. 29E, the same light-emitting material may be used for the light-emitting layers 711 and 712. Alternatively, light-emitting materials that emit light of different colors may be used for the light-emitting layers 711 and 712. When the light emitted by the light-emitting layers 711 and 712 is a complementary color, white light is obtained. FIG. 29F shows an example in which a colored layer 795 is further provided.

なお、図29C、図29D、図29E、図29Fにおいても、図29Bに示すように、層720と、層730とは、2層以上の層からなる積層構造としてもよい。 In addition, in Figures 29C, 29D, 29E, and 29F, layers 720 and 730 may have a laminated structure consisting of two or more layers, as shown in Figure 29B.

また、図29Dにおいて、発光層711、発光層712、及び発光層713に同じ発光材料を用いてもよい。同様に、図29Fにおいて、発光層711と、発光層712とに、同じ発光材料を用いてもよい。このとき、着色層795に代えて色変換層を適用することで、発光材料とは異なる色の所望の色の光を得ることができる。例えば、各発光層に青色の発光材料を用い、青色光が色変換層を透過することで、青色よりも波長の長い光(例えば赤色、緑色など)を得ることができる。色変換層としては、蛍光材料、燐光材料、または量子ドットなどを用いることができる。 In addition, in FIG. 29D, the same light-emitting material may be used for light-emitting layers 711, 712, and 713. Similarly, in FIG. 29F, the same light-emitting material may be used for light-emitting layers 711 and 712. In this case, by applying a color conversion layer instead of colored layer 795, light of a desired color different from the light-emitting material can be obtained. For example, by using a blue light-emitting material for each light-emitting layer and transmitting blue light through the color conversion layer, light with a longer wavelength than blue (e.g., red, green, etc.) can be obtained. As the color conversion layer, a fluorescent material, a phosphorescent material, or quantum dots can be used.

発光素子ごとに、発光色(ここでは青(B)、緑(G)、および赤(R))を作り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と呼ぶ場合がある。 A structure that produces different emission colors (here, blue (B), green (G), and red (R)) for each light-emitting element is sometimes called an SBS (Side By Side) structure.

発光素子の発光色は、EL層790を構成する材料によって、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄または白などとすることができる。また、発光素子にマイクロキャビティ構造を付与することにより色純度をさらに高めることができる。 The color of light emitted by the light-emitting element can be red, green, blue, cyan, magenta, yellow, or white, depending on the material that constitutes the EL layer 790. In addition, the color purity can be further improved by imparting a microcavity structure to the light-emitting element.

白色の光を発する発光素子は、発光層に2種類以上の発光物質を含む構成とすることが好ましい。白色発光を得るには、2つの発光物質の発光が補色の関係となるような発光物質を選択する、または、2以上の発光物質の発光が合わさることで白色となるような発光物質を選択することが好ましい。例えば、2つの発光層を用いて白色発光を得る場合、第1の発光層の発光色と第2の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることができる。また、3つ以上の発光層を用いて白色発光を得る場合、3つ以上の発光層の発光色が合わさることで、発光素子全体として白色発光する構成とすることが好ましい。 A light-emitting element that emits white light is preferably configured to include two or more types of light-emitting materials in the light-emitting layer. To obtain white light emission, it is preferable to select light-emitting materials in which the light emitted by the two light-emitting materials has a complementary color relationship, or to select light-emitting materials in which the light emitted by the two or more light-emitting materials is combined to produce a white light. For example, when white light emission is obtained using two light-emitting layers, a light-emitting element that emits white light as a whole can be obtained by making the light-emitting color of the first light-emitting layer and the light-emitting color of the second light-emitting layer complementary colors. In addition, when white light emission is obtained using three or more light-emitting layers, it is preferable to configure the light-emitting element to emit white light as a whole by combining the light-emitting colors of the three or more light-emitting layers.

発光層には、R(赤)、G(緑)、B(青)、Y(黄)、O(橙)等の発光を示す発光物質を2以上含むことが好ましい。または、発光物質を2以上有し、それぞれの発光物質の発光は、R、G、Bのうち2以上の色のスペクトル成分を含むことが好ましい。 The light-emitting layer preferably contains two or more luminescent materials that emit light of R (red), G (green), B (blue), Y (yellow), O (orange), etc. Alternatively, it is preferable that the light-emitting layer contains two or more luminescent materials, and the light emitted by each of the luminescent materials contains spectral components of two or more colors of R, G, and B.

図30Aに、発光素子750R、発光素子750G、発光素子750B、及び受光素子760の断面概略図を示す。発光素子750R、発光素子750G、発光素子750B、及び受光素子760は、共通の層として上部電極792を有する。 Figure 30A shows a schematic cross-sectional view of light-emitting element 750R, light-emitting element 750G, light-emitting element 750B, and light-receiving element 760. Light-emitting element 750R, light-emitting element 750G, light-emitting element 750B, and light-receiving element 760 have upper electrode 792 as a common layer.

発光素子750Rは、画素電極791R、層751、層752、発光層753R、層754、層755、及び上部電極792を有する。発光素子750Gは、画素電極791G、発光層753Gを有する。発光素子750Bは、画素電極791B、発光層753Bを有する。 Light-emitting element 750R has pixel electrode 791R, layer 751, layer 752, light-emitting layer 753R, layer 754, layer 755, and upper electrode 792. Light-emitting element 750G has pixel electrode 791G and light-emitting layer 753G. Light-emitting element 750B has pixel electrode 791B and light-emitting layer 753B.

層751は、例えば正孔注入性の高い物質を含む層(正孔注入層)等を有する。層752は、例えば正孔輸送性の高い物質を含む層(正孔輸送層)等を有する。層754は、例えば電子輸送性の高い物質を含む層(電子輸送層)等を有する。層755は、例えば電子注入性の高い物質を含む層(電子注入層)等を有する。 Layer 751 includes, for example, a layer containing a substance with high hole injection properties (hole injection layer), etc. Layer 752 includes, for example, a layer containing a substance with high hole transport properties (hole transport layer), etc. Layer 754 includes, for example, a layer containing a substance with high electron transport properties (electron transport layer), etc. Layer 755 includes, for example, a layer containing a substance with high electron injection properties (electron injection layer), etc.

又は、層751が電子注入層を有し、層752が電子輸送層を有し、層754が正孔輸送層を有し、層755が正孔注入層を有する構成としてもよい。 Alternatively, a structure may be used in which layer 751 has an electron injection layer, layer 752 has an electron transport layer, layer 754 has a hole transport layer, and layer 755 has a hole injection layer.

なお、図30Aにおいては、層751と、層752と、を分けて明示したがこれに限定されない。例えば、層751が正孔注入層と、正孔輸送層との双方の機能を有する構成とする場合、あるいは層751が電子注入層と、電子輸送層との双方の機能を有する構成とする場合においては、層752を省略してもよい。 Note that, although layers 751 and 752 are shown separately in FIG. 30A, this is not limiting. For example, when layer 751 has the functions of both a hole injection layer and a hole transport layer, or when layer 751 has the functions of both an electron injection layer and an electron transport layer, layer 752 may be omitted.

なお、発光素子750Rが有する発光層753Rは、赤色の発光を示す発光物質を有し、発光素子750Gが有する発光層753Gは緑色の発光を示す発光物質を有し、発光素子750Bが有する発光層753Bは、青色の発光を示す発光物質を有する。なお、発光素子750G、発光素子750Bは、それぞれ、発光素子750Rが有する発光層753Rを、発光層753G、発光層753Bに置き換えた構成を有し、そのほかの構成は、発光素子750Rと同様である。 Note that the light-emitting layer 753R of the light-emitting element 750R has a light-emitting material that emits red light, the light-emitting layer 753G of the light-emitting element 750G has a light-emitting material that emits green light, and the light-emitting layer 753B of the light-emitting element 750B has a light-emitting material that emits blue light. Note that the light-emitting elements 750G and 750B have a configuration in which the light-emitting layer 753R of the light-emitting element 750R is replaced with the light-emitting layer 753G and the light-emitting layer 753B, respectively, and the other configurations are the same as those of the light-emitting element 750R.

なお、層751、層752、層754、層755は、各色の発光素子で同一の構成(材料、膜厚等)を有していてもよく、互いに異なる構成を有していてもよい。 Note that layers 751, 752, 754, and 755 may have the same configuration (material, film thickness, etc.) for the light-emitting elements of each color, or may have different configurations.

受光素子760は、画素電極791PD、層761、層762、層763、及び上部電極792を有する。受光素子760は、正孔注入層、及び電子注入層を有さない構成とすることができる。 The light receiving element 760 has a pixel electrode 791PD, a layer 761, a layer 762, a layer 763, and an upper electrode 792. The light receiving element 760 can be configured without a hole injection layer and an electron injection layer.

層762は、活性層(光電変換層とも呼ぶ)を有する。層762は、特定の波長帯の光を吸収し、キャリア(電子とホール)を生成する機能を有する。 Layer 762 has an active layer (also called a photoelectric conversion layer). Layer 762 has the function of absorbing light in a specific wavelength band and generating carriers (electrons and holes).

層761と層763は、例えばそれぞれ正孔輸送層または電子輸送層のいずれか一方を有する。層761が正孔輸送層を有する場合、層763は電子輸送層を有する。一方、層761が電子輸送層を有する場合、層763は正孔輸送層を有する。 Layer 761 and layer 763 each have, for example, either a hole transport layer or an electron transport layer. When layer 761 has a hole transport layer, layer 763 has an electron transport layer. On the other hand, when layer 761 has an electron transport layer, layer 763 has a hole transport layer.

また受光素子760は、画素電極791PDがアノード、上部電極792がカソードであってもよいし、画素電極791PDがカソード、上部電極792がアノードであってもよい。 In addition, the light receiving element 760 may have the pixel electrode 791PD as the anode and the upper electrode 792 as the cathode, or the pixel electrode 791PD as the cathode and the upper electrode 792 as the anode.

図30Bは、図30Aの変形例である。図30Bでは、層755を、上部電極792と同様に、各発光素子間、及び各受光素子間で共通に設けた場合の例である。このとき、層755を共通層と呼ぶことができる。このように、各発光素子間、及び各受光素子間に1以上の共通層を設けることで、作製工程を簡略化できるため、製造コストを低減することができる。 Figure 30B is a modified example of Figure 30A. Figure 30B shows an example in which layer 755 is provided in common between each light-emitting element and each light-receiving element, similar to upper electrode 792. In this case, layer 755 can be called a common layer. In this way, by providing one or more common layers between each light-emitting element and each light-receiving element, the manufacturing process can be simplified, and manufacturing costs can be reduced.

ここで、層755は、発光素子750R等にとっては、電子注入層または正孔注入層として機能する。このとき、受光素子760にとっては、電子輸送層または正孔輸送層として機能する。そのため、図30Bに示す受光素子760には、電子輸送層または正孔輸送層として機能する層763を設けなくてもよい。 Here, layer 755 functions as an electron injection layer or a hole injection layer for light-emitting element 750R and the like. At this time, layer 755 functions as an electron transport layer or a hole transport layer for light-receiving element 760. Therefore, layer 763 functioning as an electron transport layer or a hole transport layer does not need to be provided in light-receiving element 760 shown in FIG. 30B.

[発光素子]
ここで、発光素子の具体的な構成例について説明する。
[Light-emitting element]
Here, a specific example of the configuration of the light-emitting element will be described.

発光素子は少なくとも発光層を有する。また、発光素子は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、電子ブロック材料、またはバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。 The light-emitting element has at least a light-emitting layer. The light-emitting element may further have a layer other than the light-emitting layer, the layer including a substance having high hole injection properties, a substance having high hole transport properties, a hole blocking material, a substance having high electron transport properties, a substance having high electron injection properties, an electron blocking material, or a bipolar substance (a substance having high electron transport properties and hole transport properties).

発光素子には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。発光素子を構成する層は、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。 The light-emitting element may be made of either a low molecular weight compound or a high molecular weight compound, and may contain an inorganic compound. The layers constituting the light-emitting element may be formed by a deposition method (including a vacuum deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.

例えば、発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層のうち1層以上を有する構成とすることができる。 For example, the light-emitting element can have one or more layers selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.

正孔注入層は、陽極から正孔輸送層に正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。正孔注入性の高い材料としては、芳香族アミン化合物、及び、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)とを含む複合材料などが挙げられる。 The hole injection layer is a layer that injects holes from the anode to the hole transport layer, and is a layer that contains a material with high hole injection properties. Examples of materials with high hole injection properties include aromatic amine compounds and composite materials that contain a hole transport material and an acceptor material (electron accepting material).

正孔輸送層は、正孔注入層によって陽極から注入された正孔を、発光層に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物(例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体など)、芳香族アミン(芳香族アミン骨格を有する化合物)等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。 The hole transport layer is a layer that transports holes injected from the anode by the hole injection layer to the light emitting layer. The hole transport layer is a layer that contains a hole transport material. As the hole transport material, a substance having a hole mobility of 1×10 −6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that other substances can also be used as long as they have a higher hole transport property than electrons. As the hole transport material, a material having a high hole transport property such as a π-electron-rich heteroaromatic compound (e.g., a carbazole derivative, a thiophene derivative, a furan derivative, etc.) and an aromatic amine (a compound having an aromatic amine skeleton) is preferable.

電子輸送層は、電子注入層によって陰極から注入された電子を、発光層に輸送する層である。電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送性材料としては、1×10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。 The electron transport layer is a layer that transports electrons injected from the cathode by the electron injection layer to the light-emitting layer. The electron transport layer is a layer that includes an electron transporting material. As the electron transporting material, a substance having an electron mobility of 1×10 −6 cm 2 /Vs or more is preferable. Note that, other substances can be used as long as they have a higher electron transporting property than holes. As the electron transporting material, in addition to metal complexes having a quinoline skeleton, metal complexes having a benzoquinoline skeleton, metal complexes having an oxazole skeleton, and metal complexes having a thiazole skeleton, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, phenanthroline derivatives, quinoline derivatives having a quinoline ligand, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives, and other π-electron-deficient heteroaromatic compounds including nitrogen-containing heteroaromatic compounds can be used.

電子注入層は、陰極から電子輸送層に電子を注入する層であり、電子注入性の高い材料を含む層である。電子注入性の高い材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。電子注入性の高い材料としては、電子輸送性材料とドナー性材料(電子供与性材料)とを含む複合材料を用いることもできる。 The electron injection layer is a layer that injects electrons from the cathode to the electron transport layer, and is a layer that contains a material with high electron injection properties. As the material with high electron injection properties, an alkali metal, an alkaline earth metal, or a compound thereof can be used. As the material with high electron injection properties, a composite material containing an electron transport material and a donor material (electron donor material) can also be used.

電子注入層としては、例えば、リチウム、セシウム、イッテルビウム、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、8−(キノリノラト)リチウム(略称:Liq)、2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPP)、2−(2−ピリジル)−3−ピリジノラトリチウム(略称:LiPPy)、4−フェニル−2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPPP)、リチウム酸化物(LiO)、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、電子注入層としては、2以上の積層構造としてもよい。当該積層構造としては、例えば、1層目にフッ化リチウムを用い、2層目にイッテルビウムを設ける構成とすることができる。 As the electron injection layer, for example, lithium, cesium, ytterbium, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), 8-(quinolinolato)lithium (abbreviation: Liq), 2-(2-pyridyl)phenolatolithium (abbreviation: LiPP), 2-(2-pyridyl)-3-pyridinolatolithium (abbreviation: LiPPy), 4-phenyl-2-(2-pyridyl)phenolatolithium (abbreviation: LiPPP), lithium oxide (LiO x ), alkali metals such as cesium carbonate, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used. In addition, the electron injection layer may have a laminated structure of two or more layers. As the laminated structure, for example, a configuration in which lithium fluoride is used in the first layer and ytterbium is provided in the second layer can be used.

または、上述の電子注入層としては、電子輸送性を有する材料を用いてもよい。例えば、非共有電子対を備え、電子不足型複素芳香環を有する化合物を、電子輸送性を有する材料に用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環(ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環)、トリアジン環の少なくとも一つを有する化合物を用いることができる。 Alternatively, a material having electron transport properties may be used for the electron injection layer. For example, a compound having an unshared electron pair and an electron-deficient heteroaromatic ring may be used as the material having electron transport properties. Specifically, a compound having at least one of a pyridine ring, a diazine ring (pyrimidine ring, pyrazine ring, pyridazine ring), and a triazine ring may be used.

なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位が、−3.6eV以上−2.3eV以下であると好ましい。また、一般にCV(サイクリックボルタンメトリ)、光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等により、有機化合物の最高被占有軌道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)準位及びLUMO準位を見積もることができる。 The lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of an organic compound having an unshared electron pair is preferably -3.6 eV or more and -2.3 eV or less. In general, the highest occupied molecular orbital (HOMO) level and the LUMO level of an organic compound can be estimated by CV (cyclic voltammetry), photoelectron spectroscopy, optical absorption spectroscopy, inverse photoelectron spectroscopy, etc.

例えば、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:BPhen)、2,9−ジ(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBPhen)、2,2’−(1,3−フェニレン)ビス(9−フェニル−1,10−フェナントロリン)(略称:mPPhen2P)、ジキノキサリノ[2,3−a:2’,3’−c]フェナジン(略称:HATNA)、2,4,6−トリス[3’−(ピリジン−3−イル)ビフェニル−3−イル]−1,3,5−トリアジン(略称:TmPPPyTz)等を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、NBPhenはBPhenと比較して、高いガラス転移温度(Tg)を備え、耐熱性に優れる。 For example, 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: BPhen), 2,9-di(naphthalene-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: NBPhen), 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline) (abbreviation: mPPhen2P), diquinoxalino[2,3-a:2',3'-c]phenazine (abbreviation: HATNA), 2,4,6-tris[3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl]-1,3,5-triazine (abbreviation: TmPPPyTz), etc. can be used as an organic compound having an unshared electron pair. Note that NBPhen has a higher glass transition temperature (Tg) and is more heat resistant than BPhen.

発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、1種または複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。 The light-emitting layer is a layer that contains a light-emitting substance. The light-emitting layer can have one or more types of light-emitting substances. As the light-emitting substance, a substance that emits light of a color such as blue, purple, blue-purple, green, yellow-green, yellow, orange, or red is appropriately used. In addition, a substance that emits near-infrared light can also be used as the light-emitting substance.

発光物質としては、蛍光材料、燐光材料、TADF材料、量子ドット材料などが挙げられる。 Light-emitting materials include fluorescent materials, phosphorescent materials, TADF materials, quantum dot materials, etc.

蛍光材料としては、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。 Examples of fluorescent materials include pyrene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, carbazole derivatives, dibenzothiophene derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, quinoxaline derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, phenanthrene derivatives, and naphthalene derivatives.

燐光材料としては、例えば、4H−トリアゾール骨格、1H−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、またはピリジン骨格を有する有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体(特にイリジウム錯体)、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。 Examples of phosphorescent materials include organometallic complexes (particularly iridium complexes) having a 4H-triazole skeleton, 1H-triazole skeleton, imidazole skeleton, pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, or pyridine skeleton, organometallic complexes (particularly iridium complexes) having a phenylpyridine derivative having an electron-withdrawing group as a ligand, platinum complexes, and rare earth metal complexes.

発光層は、発光物質(ゲスト材料)に加えて、1種または複数種の有機化合物(ホスト材料、アシスト材料等)を有していてもよい。1種または複数種の有機化合物としては、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方または双方を用いることができる。また、1種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料、またはTADF材料を用いてもよい。 The light-emitting layer may have one or more organic compounds (host material, assist material, etc.) in addition to the light-emitting substance (guest material). As the one or more organic compounds, one or both of a hole transport material and an electron transport material may be used. In addition, as the one or more organic compounds, a bipolar material or a TADF material may be used.

発光層は、例えば、燐光材料と、励起錯体を形成しやすい組み合わせである正孔輸送性材料及び電子輸送性材料と、を有することが好ましい。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質(燐光材料)へのエネルギー移動であるExTET(Exciplex−Triplet Energy Transfer)を用いた発光を効率よく得ることができる。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。この構成により、発光素子の高効率、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。 The light-emitting layer preferably has, for example, a phosphorescent material and a hole-transporting material and an electron-transporting material, which are a combination that easily forms an exciplex. With this configuration, light emission can be efficiently obtained using ExTET (Exciplex-Triple Energy Transfer), which is the energy transfer from the exciplex to the light-emitting material (phosphorescent material). By selecting a combination that forms an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the lowest energy absorption band of the light-emitting material, the energy transfer becomes smooth and light emission can be efficiently obtained. With this configuration, it is possible to simultaneously achieve high efficiency, low voltage operation, and long life for the light-emitting element.

[受光素子]
受光素子が有する活性層は、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、発光層と、活性層と、を同じ方法(例えば、真空蒸着法)で形成することができ、製造装置を共通化できるため好ましい。
[Light receiving element]
The active layer of the light receiving element includes a semiconductor. Examples of the semiconductor include inorganic semiconductors such as silicon and organic semiconductors including organic compounds. In this embodiment, an example in which an organic semiconductor is used as the semiconductor of the active layer is shown. By using an organic semiconductor, the light emitting layer and the active layer can be formed by the same method (for example, vacuum deposition method), which is preferable because the manufacturing equipment can be shared.

活性層が有するn型半導体の材料としては、フラーレン(例えばC60、C70等)、フラーレン誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。フラーレンは、サッカーボールのような形状を有し、当該形状はエネルギー的に安定である。フラーレンは、HOMO準位及びLUMO準位の双方が深い(低い)。フラーレンは、LUMO準位が深いため、電子受容性(アクセプター性)が極めて高い。通常、ベンゼンのように、平面にπ電子共役(共鳴)が広がると、電子供与性(ドナー性)が高くなるが、フラーレンは球体形状であるため、π電子共役が大きく広がっているにも関わらず、電子受容性が高くなる。電子受容性が高いと、電荷分離を高速に効率よく起こすため、受光素子として有益である。C60、C70ともに可視光領域に広い吸収帯を有しており、特にC70はC60に比べてπ電子共役系が大きく、長波長領域にも広い吸収帯を有するため好ましい。そのほか、フラーレン誘導体としては、[6,6]−Phenyl−C71−butyric acid methyl ester(略称:PC70BM)、[6,6]−Phenyl−C61−butyric acid methyl ester(略称:PC60BM)、1’,1’’,4’,4’’−Tetrahydro−di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2’,3’,56,60:2’’,3’’][5,6]fullerene−C60(略称:ICBA)などが挙げられる。 Examples of the n-type semiconductor material of the active layer include electron-accepting organic semiconductor materials such as fullerene (e.g., C 60 , C 70 , etc.) and fullerene derivatives. Fullerene has a shape like a soccer ball, and this shape is energetically stable. Fullerene has both a deep (low) HOMO level and a LUMO level. Fullerene has a deep LUMO level, so it has extremely high electron-accepting (acceptor) properties. Normally, as in benzene, when the π-electron conjugation (resonance) spreads on a plane, the electron-donating (donor) properties are high, but fullerene has a spherical shape, so it has high electron-accepting properties despite the large spread of the π-electron conjugation. High electron-accepting properties cause charge separation efficiently at high speed, which is beneficial as a light-receiving element. Both C 60 and C 70 have wide absorption bands in the visible light region, and C 70 in particular is preferred because it has a larger π-electron conjugation system than C 60 and a wide absorption band in the long wavelength region. Other fullerene derivatives include [6,6]-Phenyl-C 71 -butylic acid methyl ester (abbreviation: PC70BM), [6,6]-Phenyl-C 61 -butylic acid methyl ester (abbreviation: PC60BM), and 1',1'',4',4''-Tetrahydro-di[1,4]methanenaphthaleno[1,2:2',3',56,60:2'',3''][5,6]fullerene-C 60 (abbreviation: ICBA).

また、n型半導体の材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、クマリン誘導体、ローダミン誘導体、トリアジン誘導体、キノン誘導体等が挙げられる。 In addition, examples of materials for n-type semiconductors include metal complexes having a quinoline skeleton, metal complexes having a benzoquinoline skeleton, metal complexes having an oxazole skeleton, metal complexes having a thiazole skeleton, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, phenanthroline derivatives, quinoline derivatives, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, pyrimidine derivatives, naphthalene derivatives, anthracene derivatives, coumarin derivatives, rhodamine derivatives, triazine derivatives, and quinone derivatives.

活性層が有するp型半導体の材料としては、銅(II)フタロシアニン(Copper(II) phthalocyanine;CuPc)、テトラフェニルジベンゾペリフランテン(Tetraphenyldibenzoperiflanthene;DBP)、亜鉛フタロシアニン(Zinc Phthalocyanine;ZnPc)、スズフタロシアニン(SnPc)、キナクリドン等の電子供与性の有機半導体材料が挙げられる。 Examples of the p-type semiconductor material in the active layer include electron-donating organic semiconductor materials such as copper (II) phthalocyanine (CuPc), tetraphenyldibenzoperiflathene (DBP), zinc phthalocyanine (ZnPc), tin phthalocyanine (SnPc), and quinacridone.

また、p型半導体の材料としては、カルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体、芳香族アミン骨格を有する化合物等が挙げられる。さらに、p型半導体の材料としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、ピロール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、インドール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。 In addition, examples of p-type semiconductor materials include carbazole derivatives, thiophene derivatives, furan derivatives, and compounds having an aromatic amine skeleton. In addition, examples of p-type semiconductor materials include naphthalene derivatives, anthracene derivatives, pyrene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, pyrrole derivatives, benzofuran derivatives, benzothiophene derivatives, indole derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, indolocarbazole derivatives, porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, quinacridone derivatives, polyphenylenevinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, and polythiophene derivatives.

電子供与性の有機半導体材料のHOMO準位は、電子受容性の有機半導体材料のHOMO準位よりも浅い(高い)ことが好ましい。電子供与性の有機半導体材料のLUMO準位は、電子受容性の有機半導体材料のLUMO準位よりも浅い(高い)ことが好ましい。 The HOMO level of the electron-donating organic semiconductor material is preferably shallower (higher) than the HOMO level of the electron-accepting organic semiconductor material. The LUMO level of the electron-donating organic semiconductor material is preferably shallower (higher) than the LUMO level of the electron-accepting organic semiconductor material.

電子受容性の有機半導体材料として、球状のフラーレンを用い、電子供与性の有機半導体材料として、平面に近い形状の有機半導体材料を用いることが好ましい。似た形状の分子同士は集まりやすい傾向にあり、同種の分子が凝集すると、分子軌道のエネルギー準位が近いため、キャリア輸送性を高めることができる。 It is preferable to use spherical fullerenes as the electron-accepting organic semiconductor material, and an organic semiconductor material with a nearly planar shape as the electron-donating organic semiconductor material. Molecules with similar shapes tend to gather together, and when molecules of the same type aggregate, the energy levels of their molecular orbitals are close, which can increase carrier transport.

例えば、活性層は、n型半導体とp型半導体と共蒸着して形成することが好ましい。または、活性層は、n型半導体とp型半導体とを積層して形成してもよい。 For example, the active layer is preferably formed by co-evaporation of an n-type semiconductor and a p-type semiconductor. Alternatively, the active layer may be formed by stacking an n-type semiconductor and a p-type semiconductor.

受光素子は、活性層以外の層として、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、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。また、上記に限られず、正孔注入性の高い物質、正孔ブロック材料、電子注入性の高い材料、電子ブロック材料などを含む層をさらに有していてもよい。 The light-receiving element may further include a layer containing a material with high hole transport properties, a material with high electron transport properties, or a bipolar material (a material with high electron transport properties and hole transport properties) as a layer other than the active layer. In addition, the light-receiving element may further include a layer containing a material with high hole injection properties, a hole blocking material, a material with high electron injection properties, an electron blocking material, etc., without being limited to the above.

受光素子には低分子化合物及び高分子化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。受光素子を構成する層は、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。 The light receiving element may be made of either a low molecular weight compound or a high molecular weight compound, and may contain an inorganic compound. The layers constituting the light receiving element may be formed by a deposition method (including a vacuum deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or the like.

例えば、正孔輸送性材料または電子ブロック材料として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(略称:PEDOT/PSS)などの高分子化合物、及び、モリブデン酸化物、ヨウ化銅(CuI)などの無機化合物を用いることができる。また、電子輸送性材料または正孔ブロック材料として、酸化亜鉛(ZnO)などの無機化合物、ポリエチレンイミンエトキシレート(PEIE)などの有機化合物を用いることができる。受光素子は、例えば、PEIEとZnOとの混合膜を有していてもよい。 For example, a polymer compound such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrenesulfonic acid (abbreviated as PEDOT/PSS) and an inorganic compound such as molybdenum oxide and copper iodide (CuI) can be used as the hole transport material or the electron blocking material. In addition, an inorganic compound such as zinc oxide (ZnO) and an organic compound such as polyethyleneimine ethoxylate (PEIE) can be used as the electron transport material or the hole blocking material. The light receiving element may have, for example, a mixed film of PEIE and ZnO.

また、活性層に、ドナーとして機能するポリ[[4,8−bis[5−(2−ethylhexyl)−2−thienyl]benzo[1,2−b:4,5−b’]dithiophene−2,6−diyl]−2,5−thiophenediyl[5,7−bis(2−ethylhexyl)−4,8−dioxo−4H,8H−benzo[1,2−c:4,5−c’]dithiophene−1,3−diyl]]polymer(略称:PBDB−T)、または、PBDB−T誘導体などの高分子化合物を用いることができる。例えば、PBDB−TまたはPBDB−T誘導体にアクセプター材料を分散させる方法などが使用できる。 In addition, a polymer compound such as poly[[4,8-bis[5-(2-ethylhexyl)-2-thienyl]benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-2,6-diyl]-2,5-thiophenediyl[5,7-bis(2-ethylhexyl)-4,8-dioxo-4H,8H-benzo[1,2-c:4,5-c']dithiophene-1,3-diyl]] polymer (abbreviation: PBDB-T) or a PBDB-T derivative that functions as a donor can be used in the active layer. For example, a method of dispersing an acceptor material in PBDB-T or a PBDB-T derivative can be used.

また、活性層には3種類以上の材料を用いてもよい。例えば、吸収波長域を拡大する目的で、n型半導体の材料と、p型半導体の材料と、に加えて、第3の材料を混合してもよい。このとき、第3の材料は、低分子化合物及び高分子化合物のいずれも用いることができる。 The active layer may also contain three or more materials. For example, in order to expand the absorption wavelength range, a third material may be mixed in addition to an n-type semiconductor material and a p-type semiconductor material. In this case, the third material may be either a low molecular weight compound or a high molecular weight compound.

以上が受光素子の説明である。 That concludes the explanation of the photodetector.

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。 This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器に適用可能な表示装置の構成例について説明する。本発明の一態様の電子機器の表示部は、表示装置が有する発光素子と受光素子とを含む構成とすることができる。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a configuration example of a display device that can be used in an electronic device of one embodiment of the present invention will be described. A display portion of the electronic device of one embodiment of the present invention can include a light-emitting element and a light-receiving element included in the display device.

本発明の一態様は、発光素子と受光素子を有する表示装置である。例えば、それぞれ赤色(R)、緑色(G)、または青色(B)の光を発する3種類の発光素子を有することで、フルカラーの表示装置を実現できる。 One aspect of the present invention is a display device having a light-emitting element and a light-receiving element. For example, a full-color display device can be realized by having three types of light-emitting elements that respectively emit red (R), green (G), and blue (B) light.

本発明の一態様は、EL層同士、及びEL層と活性層とをメタルマスクなどのシャドーマスクを用いることなく、フォトリソグラフィ法により微細なパターンに加工する。これにより、これまで実現が困難であった高い精細度と、大きな開口率を有する表示装置を実現できる。さらに、EL層を作り分けることができるため、極めて鮮やかで、コントラストが高く、表示品位の高い表示装置を実現できる。 In one aspect of the present invention, EL layers and EL layers and active layers are processed into fine patterns by photolithography without using a shadow mask such as a metal mask. This makes it possible to realize a display device with high definition and a large aperture ratio, which have been difficult to achieve until now. Furthermore, because the EL layers can be made separately, it is possible to realize a display device that is extremely vivid, has high contrast, and has high display quality.

異なる色のEL層、またはEL層と活性層との間隔について、例えばメタルマスクを用いた形成方法では10μm未満にすることは困難であるが、上記方法によれば、3μm以下、2μm以下、または、1μm以下にまで狭めることができる。例えばLSI向けの露光装置を用いることで、500nm以下、200nm以下、100nm以下、さらには50nm以下にまで間隔を狭めることもできる。これにより、2つの発光素子間または発光素子と受光素子との間に存在しうる非発光領域の面積を大幅に縮小することができ、開口率を100%に近づけることが可能となる。例えば、開口率は、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、さらには90%以上であって、100%未満を実現することもできる。 Regarding the spacing between EL layers of different colors or between an EL layer and an active layer, it is difficult to make it less than 10 μm, for example, using a formation method using a metal mask, but the above method can narrow it to 3 μm or less, 2 μm or less, or 1 μm or less. For example, by using an exposure device for LSI, the spacing can be narrowed to 500 nm or less, 200 nm or less, 100 nm or less, or even 50 nm or less. This allows the area of the non-light-emitting region that may exist between two light-emitting elements or between a light-emitting element and a light-receiving element to be significantly reduced, making it possible to approach an aperture ratio of 100%. For example, the aperture ratio can be 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or even 90% or more, and it is also possible to achieve less than 100%.

さらに、EL層及び活性層自体のサイズについても、メタルマスクを用いた場合に比べて極めて小さくすることができる。また、例えばEL層の作り分けにメタルマスクを用いた場合では、島状のEL層の中央と端で厚さのばらつきが生じるため、EL層全体の面積に対して、発光領域として使用できる有効な面積は小さくなる。一方、上記作製方法では、均一な厚さに成膜した膜を加工することで島状のEL層を形成するため厚さを均一にでき、EL層のサイズが微細であっても、そのほぼ全域を発光領域として用いることができる。そのため、上記作製方法によれば、高い精細度と高い開口率を兼ね備えることができる。 Furthermore, the size of the EL layer and the active layer themselves can be made much smaller than when a metal mask is used. Also, for example, when a metal mask is used to create separate EL layers, the thickness varies between the center and edges of the island-shaped EL layer, so the effective area that can be used as a light-emitting region is small compared to the area of the entire EL layer. On the other hand, with the above manufacturing method, the island-shaped EL layer is formed by processing a film that has been deposited to a uniform thickness, so the thickness can be made uniform, and even if the size of the EL layer is minute, almost the entire area can be used as a light-emitting region. Therefore, with the above manufacturing method, it is possible to achieve both high definition and a high aperture ratio.

FMM(Fine Metal Mask)を用いて形成された有機膜は、端部に近いほど厚さが薄くなるような、極めてテーパー角の小さな(例えば0度より大きく30度未満)膜となる場合が多い。そのため、FMMを用いて形成された有機膜は、その側面と上面が連続的につながるため、側面を明確に確認することは困難である。一方、本発明の一態様においては、FMMを用いることなく加工されたEL層を有するため、明確な側面を有する。特に、本発明の一態様は、EL層のテーパー角が、30度以上120度以下、好ましくは60度以上120度以下である部分を有することが好ましい。 Organic films formed using FMM (Fine Metal Mask) often have a very small taper angle (e.g., greater than 0 degrees and less than 30 degrees) with the thickness decreasing toward the end. For this reason, organic films formed using FMM have a continuous connection between the side and top surfaces, making it difficult to clearly identify the side surfaces. On the other hand, one aspect of the present invention has an EL layer processed without using FMM, and therefore has clear side surfaces. In particular, one aspect of the present invention preferably has a portion where the EL layer has a taper angle of 30 degrees or more and 120 degrees or less, preferably 60 degrees or more and 120 degrees or less.

なお、本明細書等において、対象物の端部がテーパー形状であるとは、その端部の領域において側面(表面)と被形成面(底面)との成す角度が0度より大きく90度未満であり、端部から連続的に厚さが増加するような断面形状を有することをいう。また、テーパー角とは、対象物の端部における、底面(被形成面)と側面(表面)との成す角をいう。 In this specification, the end of an object being tapered means that the angle between the side (surface) and the surface to be formed (bottom surface) in the end region is greater than 0 degrees and less than 90 degrees, and the cross-sectional shape has a continuously increasing thickness from the end. The taper angle refers to the angle between the bottom surface (surface to be formed) and the side (surface) at the end of the object.

以下では、より具体的な例について説明する。 More specific examples are provided below.

図31Aに、表示装置100の上面概略図を示す。表示装置100は、赤色を呈する発光素子90R、緑色を呈する発光素子90G、青色を呈する発光素子90B、及び受光素子90Sを、それぞれ複数有する。表示装置100は基板101を有し、発光素子90R、発光素子90G、発光素子90B、及び受光素子90Sはそれぞれ、基板101上に設けられる。図31Aでは、各発光素子の区別を簡単にするため、各発光素子または受光素子の発光領域内にR、G、B、Sの符号を付している。 Figure 31A shows a schematic top view of the display device 100. The display device 100 has multiple light-emitting elements 90R that exhibit red light, multiple light-emitting elements 90G that exhibit green light, multiple light-emitting elements 90B that exhibit blue light, and multiple light-receiving elements 90S. The display device 100 has a substrate 101, and the light-emitting elements 90R, 90G, 90B, and 90S are each provided on the substrate 101. In Figure 31A, to easily distinguish between the light-emitting elements, the symbols R, G, B, and S are assigned within the light-emitting region of each light-emitting element or light-receiving element.

発光素子90R、発光素子90G、発光素子90B、及び受光素子90Sは、それぞれマトリクス状に配列している。図31Aは、一方向に2つの素子が交互に配列する構成を示している。なお、発光素子の配列方法はこれに限られず、ストライプ配列、Sストライプ配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ジグザグ配列などの配列方法を適用してもよいし、ペンタイル配列、ダイヤモンド配列などを用いることもできる。 The light-emitting element 90R, the light-emitting element 90G, the light-emitting element 90B, and the light-receiving element 90S are each arranged in a matrix. FIG. 31A shows a configuration in which two elements are arranged alternately in one direction. Note that the method of arranging the light-emitting elements is not limited to this, and arrangement methods such as a stripe arrangement, an S-stripe arrangement, a delta arrangement, a Bayer arrangement, a zigzag arrangement, or a pentile arrangement, diamond arrangement, etc. may also be used.

また、図31Aには、共通電極113と電気的に接続する接続電極111Cを示している。接続電極111Cは、共通電極113に供給するための電位(例えばアノード電位、またはカソード電位)が与えられる。接続電極111Cは、発光素子90Rなどが配列する表示領域の外に設けられる。また図31Aには、共通電極113を破線で示している。 Furthermore, FIG. 31A shows a connection electrode 111C that is electrically connected to the common electrode 113. The connection electrode 111C is given a potential (e.g., an anode potential or a cathode potential) to be supplied to the common electrode 113. The connection electrode 111C is provided outside the display area where the light-emitting elements 90R and the like are arranged. Furthermore, FIG. 31A shows the common electrode 113 by a dashed line.

接続電極111Cは、表示領域の外周に沿って設けることができる。例えば、表示領域の外周の一辺に沿って設けられていてもよいし、表示領域の外周の2辺以上にわたって設けられていてもよい。すなわち、表示領域の上面形状が長方形である場合には、接続電極111Cの上面形状は、帯状、L字状、コの字状(角括弧状)、または四角形などとすることができる。 The connection electrode 111C can be provided along the outer periphery of the display area. For example, it may be provided along one side of the outer periphery of the display area, or it may be provided over two or more sides of the outer periphery of the display area. In other words, if the top surface shape of the display area is rectangular, the top surface shape of the connection electrode 111C can be strip-shaped, L-shaped, U-shaped (square bracket shaped), square, or the like.

図31Bは、図31A中の一点鎖線A1−A2、及び一点鎖線C1−C2に対応する断面概略図である。図31Bには、発光素子90B、発光素子90R、受光素子90S、及び接続電極111Cの断面概略図を示している。 Figure 31B is a schematic cross-sectional view corresponding to dashed lines A1-A2 and C1-C2 in Figure 31A. Figure 31B shows a schematic cross-sectional view of the light-emitting element 90B, the light-emitting element 90R, the light-receiving element 90S, and the connection electrode 111C.

なお、断面概略図に示されない発光素子90Gについては、発光素子90Bまたは発光素子90Rと同様の構成とすることができ、以降においては、これらの説明を参照することができる。 Note that the light-emitting element 90G, which is not shown in the schematic cross-sectional diagram, can be configured in the same manner as the light-emitting element 90B or the light-emitting element 90R, and the following description of these elements can be referred to.

発光素子90Bは、画素電極111、有機層112B、有機層114、及び共通電極113を有する。発光素子90Rは、画素電極111、有機層112R、有機層114、及び共通電極113を有する。受光素子90Sは、画素電極111、有機層115、有機層114、及び共通電極113を有する。有機層114と共通電極113は、発光素子90B、発光素子90R、及び受光素子90Sに共通に設けられる。有機層114は、共通層ともいうことができる。各発光素子間、及び発光素子と受光素子との間で、画素電極111は互いに離隔して設けられている。 The light-emitting element 90B has a pixel electrode 111, an organic layer 112B, an organic layer 114, and a common electrode 113. The light-emitting element 90R has a pixel electrode 111, an organic layer 112R, an organic layer 114, and a common electrode 113. The light-receiving element 90S has a pixel electrode 111, an organic layer 115, an organic layer 114, and a common electrode 113. The organic layer 114 and the common electrode 113 are provided in common to the light-emitting element 90B, the light-emitting element 90R, and the light-receiving element 90S. The organic layer 114 can also be referred to as a common layer. The pixel electrodes 111 are provided at a distance between each light-emitting element and between the light-emitting element and the light-receiving element.

有機層112Rは、少なくとも赤色の光を発する発光性の有機化合物を有する。有機層112Bは、少なくとも青色の光を発する発光性の有機化合物を有する。有機層115は、可視光または赤外光の波長域に感度を有する光電変換材料を有する。有機層112R、及び有機層112Bは、それぞれEL層とも呼ぶことができる。 Organic layer 112R contains a light-emitting organic compound that emits at least red light. Organic layer 112B contains a light-emitting organic compound that emits at least blue light. Organic layer 115 contains a photoelectric conversion material that is sensitive to the wavelength range of visible light or infrared light. Organic layer 112R and organic layer 112B can each be called an EL layer.

有機層112R、有機層112B、及び有機層115は、それぞれ電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、及び正孔輸送層のうち、一以上を有していてもよい。有機層114は、発光層を有さない構成とすることができる。例えば、有機層114は、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、及び正孔輸送層のうち、一以上を有する。 The organic layers 112R, 112B, and 115 may each have one or more of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole injection layer, and a hole transport layer. The organic layer 114 may be configured not to have a light-emitting layer. For example, the organic layer 114 has one or more of an electron injection layer, an electron transport layer, a hole injection layer, and a hole transport layer.

ここで、有機層112R、有機層112B、及び有機層115の積層構造のうち、最も上側に位置する層、すなわち有機層114と接する層は、発光層以外の層とすることが好ましい。例えば、発光層を覆って、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層、またはこれら以外の層を設け、当該層と、有機層114とが接する構成とすることが好ましい。このように、各発光素子を作製する際に、発光層の上面を他の層で保護した状態とすることで、発光素子の信頼性を向上させることができる。 Here, it is preferable that the uppermost layer of the stacked structure of organic layers 112R, 112B, and 115, i.e., the layer in contact with organic layer 114, is a layer other than the light-emitting layer. For example, it is preferable to provide an electron injection layer, an electron transport layer, a hole injection layer, a hole transport layer, or a layer other than these to cover the light-emitting layer, and to configure the layer in contact with organic layer 114. In this way, by protecting the top surface of the light-emitting layer with another layer when fabricating each light-emitting element, the reliability of the light-emitting element can be improved.

画素電極111は、それぞれ素子毎に設けられている。また、共通電極113及び有機層114は、各発光素子に共通な一続きの層として設けられている。各画素電極と共通電極113のいずれか一方に可視光に対して透光性を有する導電膜を用い、他方に反射性を有する導電膜を用いる。各画素電極を透光性、共通電極113を反射性とすることで、下面射出型(ボトムエミッション型)の表示装置とすることができ、反対に各画素電極を反射性、共通電極113を透光性とすることで、上面射出型(トップエミッション型)の表示装置とすることができる。なお、各画素電極と共通電極113の双方を透光性とすることで、両面射出型(デュアルエミッション型)の表示装置とすることもできる。 The pixel electrode 111 is provided for each element. The common electrode 113 and the organic layer 114 are provided as a continuous layer common to each light-emitting element. A conductive film having transparency to visible light is used for either one of the pixel electrodes or the common electrode 113, and a conductive film having reflectivity is used for the other. By making each pixel electrode transparent and the common electrode 113 reflective, a bottom emission type display device can be obtained. Conversely, by making each pixel electrode reflective and the common electrode 113 transparent, a top emission type display device can be obtained. Note that by making both the pixel electrodes and the common electrode 113 transparent, a dual emission type display device can also be obtained.

画素電極111の端部を覆って、絶縁層131が設けられている。絶縁層131の端部は、テーパー形状であることが好ましい。なお、本明細書等において、対象物の端部がテーパー形状であるとは、その端部の領域において表面と被形成面との成す角度が0度より大きく90度未満であり、端部から連続的に厚さが増加するような断面形状を有することをいう。 An insulating layer 131 is provided covering the end of the pixel electrode 111. The end of the insulating layer 131 is preferably tapered. In this specification and the like, a tapered end of an object means that the angle between the surface and the surface to be formed in the end region is greater than 0 degrees and less than 90 degrees, and the cross-sectional shape has a continuously increasing thickness from the end.

また、絶縁層131に有機樹脂を用いることで、その表面を緩やかな曲面とすることができる。そのため、絶縁層131の上に形成される膜の被覆性を高めることができる。 In addition, by using an organic resin for the insulating layer 131, the surface can be made gently curved. This improves the coverage of the film formed on the insulating layer 131.

絶縁層131に用いることのできる材料としては、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。 Materials that can be used for the insulating layer 131 include, for example, acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenolic resin, and precursors of these resins.

または、絶縁層131として、無機絶縁材料をもしいてもよい。絶縁層131に用いることのできる無機絶縁材料としては、例えば、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、酸化窒化アルミニウム、または酸化ハフニウムなどの、酸化物または窒化物を用いることができる。また、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化ランタン、酸化セリウム、及び酸化ネオジム等を用いてもよい。 Alternatively, the insulating layer 131 may also include an inorganic insulating material. Examples of inorganic insulating materials that can be used for the insulating layer 131 include oxides or nitrides such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, and hafnium oxide. In addition, yttrium oxide, zirconium oxide, gallium oxide, tantalum oxide, magnesium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, and neodymium oxide may also be used.

図31Bに示すように、発光色の異なる発光素子間、及び発光素子と受光素子との間において、2つの有機層は離隔して設けられ、これらの間に隙間が設けられている。このように、有機層112R、有機層112B、及び有機層115が、互いに接しないように設けられていることが好ましい。これにより、隣接する2つの有機層を介して電流が流れ、意図しない発光が生じることを好適に防ぐことができる。そのため、コントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。 As shown in FIG. 31B, between the light-emitting elements emitting different colors of light and between the light-emitting element and the light-receiving element, the two organic layers are spaced apart with a gap between them. In this way, it is preferable that organic layer 112R, organic layer 112B, and organic layer 115 are arranged so as not to contact each other. This makes it possible to preferably prevent current from flowing through two adjacent organic layers and causing unintended light emission. This makes it possible to increase the contrast and realize a display device with high display quality.

有機層112R、有機層112B、及び有機層115は、テーパー角が30度以上であることが好ましい。有機層112R、有機層112G、及び有機層112Bは、端部における側面(表面)と底面(被形成面)との角度が、30度以上120度以下、好ましくは45度以上120度以下、より好ましくは60度以上120度であることが好ましい。または、有機層112R、有機層112G、及び有機層112Bは、テーパー角がそれぞれ90度またはその近傍(例えば80度以上100度以下)であることが好ましい。 The organic layers 112R, 112B, and 115 preferably have a taper angle of 30 degrees or more. The organic layers 112R, 112G, and 112B preferably have an angle between the side surface (surface) and the bottom surface (surface to be formed) at the end of the organic layers 112R, 112G, and 112B of 30 degrees or more and 120 degrees or less, preferably 45 degrees or more and 120 degrees or less, and more preferably 60 degrees or more and 120 degrees or less. Alternatively, the organic layers 112R, 112G, and 112B preferably each have a taper angle of 90 degrees or close to 90 degrees (for example, 80 degrees or more and 100 degrees or less).

共通電極113上には、保護層121が設けられている。保護層121は、上方から各発光素子に水などの不純物が拡散することを防ぐ機能を有する。 A protective layer 121 is provided on the common electrode 113. The protective layer 121 has the function of preventing impurities such as water from diffusing from above to each light-emitting element.

保護層121としては、例えば、少なくとも無機絶縁膜を含む単層構造または積層構造とすることができる。無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜などの酸化物膜または窒化物膜が挙げられる。または、保護層121としてインジウムガリウム酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物などの半導体材料を用いてもよい。 The protective layer 121 can have, for example, a single-layer structure or a multilayer structure including at least an inorganic insulating film. Examples of the inorganic insulating film include oxide films or nitride films such as a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride oxide film, a silicon nitride film, an aluminum oxide film, an aluminum oxynitride film, and a hafnium oxide film. Alternatively, a semiconductor material such as indium gallium oxide or indium gallium zinc oxide may be used as the protective layer 121.

また、保護層121として、無機絶縁膜と、有機絶縁膜の積層膜を用いることもできる。例えば、一対の無機絶縁膜の間に、有機絶縁膜を挟んだ構成とすることが好ましい。さらに有機絶縁膜が平坦化膜として機能することが好ましい。これにより、有機絶縁膜の上面を平坦なものとすることができるため、その上の無機絶縁膜の被覆性が向上し、バリア性を高めることができる。また、保護層121の上面が平坦となるため、保護層121の上方に構造物(例えばカラーフィルタ、タッチセンサの電極、またはレンズアレイなど)を設ける場合に、下方の構造に起因する凹凸形状の影響を軽減できるため好ましい。 In addition, a laminated film of an inorganic insulating film and an organic insulating film can also be used as the protective layer 121. For example, it is preferable to have a configuration in which an organic insulating film is sandwiched between a pair of inorganic insulating films. Furthermore, it is preferable that the organic insulating film functions as a planarizing film. This allows the upper surface of the organic insulating film to be flat, improving the coverage of the inorganic insulating film thereon and enhancing the barrier properties. In addition, since the upper surface of the protective layer 121 is flat, it is preferable that when a structure (e.g., a color filter, an electrode of a touch sensor, or a lens array) is provided above the protective layer 121, the influence of the uneven shape caused by the structure below can be reduced.

接続部130では、接続電極111C上に共通電極113が接して設けられ、共通電極113を覆って保護層121が設けられている。また、接続電極111Cの端部を覆って絶縁層131が設けられている。 In the connection portion 130, a common electrode 113 is provided in contact with the connection electrode 111C, and a protective layer 121 is provided covering the common electrode 113. In addition, an insulating layer 131 is provided covering the end of the connection electrode 111C.

以下では、図31Bとは一部の構成が異なる表示装置の構成例について説明する。具体的には、絶縁層131を設けない場合の例を示す。 Below, we will explain a configuration example of a display device that has a part of the configuration different from that shown in FIG. 31B. Specifically, we will show an example in which the insulating layer 131 is not provided.

図32A乃至図32Dでは、画素電極111の側面と、有機層112R、有機層112B、または有機層115の側面とが概略一致している場合の例を示している。 Figures 32A to 32D show an example in which the side of pixel electrode 111 roughly coincides with the side of organic layer 112R, organic layer 112B, or organic layer 115.

図32Aでは、有機層114が、有機層112R、有機層112B、及び有機層115の上面及び側面を覆って設けられている。有機層114により、画素電極111と共通電極113とが接し、電気的にショートしてしまうことを防ぐことができる。 In FIG. 32A, organic layer 114 is provided to cover the top and side surfaces of organic layer 112R, organic layer 112B, and organic layer 115. Organic layer 114 prevents pixel electrode 111 and common electrode 113 from coming into contact with each other and causing an electrical short circuit.

図32Bでは、有機層112R、有機層112G、及び有機層112B、並びに画素電極111の側面に接して設けられる絶縁層125を有する例を示している。絶縁層125により、画素電極111と共通電極113との電気的なショート、及びこれらの間のリーク電流を効果的に抑制することができる。 Figure 32B shows an example having an insulating layer 125 provided in contact with organic layer 112R, organic layer 112G, and organic layer 112B, as well as the side surface of pixel electrode 111. Insulating layer 125 can effectively prevent electrical shorts between pixel electrode 111 and common electrode 113, and leakage current between them.

絶縁層125としては、無機材料を有する絶縁層とすることができる。絶縁層125には、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、及び窒化酸化絶縁膜などの無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層125は単層構造であってもよく積層構造であってもよい。酸化絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、インジウムガリウム亜鉛酸化物膜、酸化ガリウム膜、酸化ゲルマニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ランタン膜、酸化ネオジム膜、酸化ハフニウム膜、及び酸化タンタル膜などが挙げられる。窒化絶縁膜としては、窒化シリコン膜及び窒化アルミニウム膜などが挙げられる。酸化窒化絶縁膜としては、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜などが挙げられる。窒化酸化絶縁膜としては、窒化酸化シリコン膜、窒化酸化アルミニウム膜などが挙げられる。特にALD法により形成した酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を絶縁層125に適用することで、ピンホールが少なく、有機層を保護する機能に優れた絶縁層125を形成することができる。 The insulating layer 125 may be an insulating layer containing an inorganic material. For example, an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, and a nitride oxide insulating film may be used for the insulating layer 125. The insulating layer 125 may have a single layer structure or a laminated structure. Examples of the oxide insulating film include a silicon oxide film, an aluminum oxide film, a magnesium oxide film, an indium gallium zinc oxide film, a gallium oxide film, a germanium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a lanthanum oxide film, a neodymium oxide film, a hafnium oxide film, and a tantalum oxide film. Examples of the nitride insulating film include a silicon nitride film and an aluminum nitride film. Examples of the oxynitride insulating film include a silicon oxynitride film and an aluminum oxynitride film. Examples of the nitride oxide insulating film include a silicon nitride oxide film and an aluminum nitride oxide film. In particular, by applying an inorganic insulating film such as an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a silicon oxide film formed by the ALD method to the insulating layer 125, an insulating layer 125 with few pinholes and excellent function of protecting the organic layer can be formed.

なお、本明細書などにおいて、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を指す。例えば、酸化窒化シリコンと記載した場合は、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化シリコンと記載した場合は、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。 Note that in this specification and elsewhere, oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen, and nitride oxide refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen. For example, silicon oxynitride refers to a material whose composition contains more oxygen than nitrogen, and silicon nitride oxide refers to a material whose composition contains more nitrogen than oxygen.

絶縁層125の形成は、スパッタリング法、CVD法、PLD法、ALD法などを用いることができる。絶縁層125は、被覆性が良好なALD法を用いて形成することが好ましい。 The insulating layer 125 can be formed by a sputtering method, a CVD method, a PLD method, an ALD method, or the like. It is preferable to form the insulating layer 125 by an ALD method, which has good coverage.

図32Cでは、隣接する2つの発光素子間または発光素子と受光素子との間において、対向する2つの画素電極の隙間、及び対向する2つの有機層の隙間を埋めるように、樹脂層126が設けられている。樹脂層126により、有機層114、共通電極113等の被形成面を平坦化することができるため、隣接する発光素子間の段差の被覆不良により、共通電極113が断線してしまうことを防ぐことができる。 In FIG. 32C, a resin layer 126 is provided between two adjacent light-emitting elements or between a light-emitting element and a light-receiving element to fill the gap between two opposing pixel electrodes and the gap between two opposing organic layers. The resin layer 126 can flatten the surfaces on which the organic layer 114, common electrode 113, etc. are formed, preventing the common electrode 113 from being broken due to insufficient coverage of the step between adjacent light-emitting elements.

樹脂層126としては、有機材料を有する絶縁層を好適に用いることができる。例えば、樹脂層126として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等を適用することができる。また、樹脂層126として、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いてもよい。また、樹脂層126として、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いてもよい。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。 As the resin layer 126, an insulating layer having an organic material can be suitably used. For example, as the resin layer 126, acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, imide resin, polyamide resin, polyimideamide resin, silicone resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins can be applied. In addition, as the resin layer 126, organic materials such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin can be used. In addition, as the resin layer 126, a photosensitive resin can be used. As the photosensitive resin, a photoresist can be used. As the photosensitive resin, a positive material or a negative material can be used.

また、樹脂層126として、着色された材料(例えば、黒色の顔料を含む材料など)を用いることで、隣接する画素からの迷光を遮断し、混色を抑制する機能を付与してもよい。 In addition, the resin layer 126 may be made of a colored material (e.g., a material containing a black pigment) to block stray light from adjacent pixels and suppress color mixing.

図32Dでは、絶縁層125と、絶縁層125上に樹脂層126が設けられている。絶縁層125により、有機層112R等と樹脂層126とが接しないため、樹脂層126に含まれる水分などの不純物が、有機層112R等に拡散することを防ぐことができ、信頼性の高い表示装置とすることができる。 In FIG. 32D, an insulating layer 125 and a resin layer 126 are provided on the insulating layer 125. The insulating layer 125 prevents the organic layer 112R and the like from contacting the resin layer 126, preventing impurities such as moisture contained in the resin layer 126 from diffusing into the organic layer 112R and the like, resulting in a highly reliable display device.

また、絶縁層125と、樹脂層126との間に、反射膜(例えば、銀、パラジウム、銅、チタン、及びアルミニウムなどの中から選ばれる一または複数を含む金属膜)を設け、発光層から射出される光を当該反射膜で反射させることで、光取り出し効率を向上させる機構を設けてもよい。 In addition, a reflective film (e.g., a metal film containing one or more selected from silver, palladium, copper, titanium, aluminum, etc.) may be provided between the insulating layer 125 and the resin layer 126, and the light emitted from the light-emitting layer may be reflected by the reflective film, thereby providing a mechanism for improving the light extraction efficiency.

図33A乃至図33Cは、画素電極111の幅が、有機層112R、有機層112B、または有機層115の幅よりも大きい場合の例を示している。有機層112R等は、画素電極111の端部よりも内側に設けられている。 Figures 33A to 33C show an example in which the width of pixel electrode 111 is greater than the width of organic layer 112R, organic layer 112B, or organic layer 115. Organic layer 112R and the like are provided inside the end of pixel electrode 111.

図33Aは、絶縁層125を有する場合の例を示している。絶縁層125は、発光素子または受光素子が有する有機層の側面と、画素電極111の上面の一部及び側面を覆って設けられている。 Figure 33A shows an example in which an insulating layer 125 is included. The insulating layer 125 is provided to cover the side surfaces of the organic layer of the light-emitting element or light-receiving element, and a part of the upper surface and the side surfaces of the pixel electrode 111.

図33Bは、樹脂層126を有する場合の例を示している。樹脂層126は、隣接する2つの発光素子間または発光素子と受光素子との間に位置し、有機層の側面、及び画素電極111の上面及び側面を覆って設けられている。 Figure 33B shows an example in which a resin layer 126 is included. The resin layer 126 is located between two adjacent light-emitting elements or between a light-emitting element and a light-receiving element, and is provided to cover the side of the organic layer and the upper and side surfaces of the pixel electrode 111.

図33Cは、絶縁層125と樹脂層126の両方を有する場合の例を示している。有機層112R等と樹脂層126との間には、絶縁層125が設けられている。 Figure 33C shows an example having both an insulating layer 125 and a resin layer 126. The insulating layer 125 is provided between the organic layer 112R etc. and the resin layer 126.

図34A乃至図34Dは、画素電極111の幅が、有機層112R、有機層112B、または有機層115の幅よりも小さい場合の例を示している。有機層112Rなどは、画素電極111の端部を超えて外側に延在している。 Figures 34A to 34D show an example where the width of pixel electrode 111 is smaller than the width of organic layer 112R, organic layer 112B, or organic layer 115. Organic layer 112R, etc., extend outward beyond the edge of pixel electrode 111.

図34Bは、絶縁層125を有する例を示している。絶縁層125は、隣接する2つの発光素子の有機層の側面に接して設けられている。なお、絶縁層125は、有機層112R等の側面だけでなく、上面の一部を覆って設けられていてもよい。 Figure 34B shows an example having an insulating layer 125. The insulating layer 125 is provided in contact with the side surfaces of the organic layers of two adjacent light-emitting elements. Note that the insulating layer 125 may be provided to cover not only the side surfaces of the organic layer 112R, etc., but also part of the upper surface.

図34Cは、樹脂層126を有する例を示している。樹脂層126は、隣接する2つの発光素子の間に位置し、有機層112R等の側面及び上面の一部を覆って設けられている。なお、樹脂層126は、有機層112R等の側面に接し、上面を覆わない構成としてもよい。 Figure 34C shows an example having a resin layer 126. The resin layer 126 is located between two adjacent light-emitting elements, and is provided so as to cover part of the side and upper surface of the organic layer 112R, etc. Note that the resin layer 126 may be configured to contact the side surface of the organic layer 112R, etc., and not cover the upper surface.

図34Dは、絶縁層125と樹脂層126の両方を有する場合の例を示している。有機層112R等と樹脂層126との間には、絶縁層125が設けられている。 Figure 34D shows an example having both an insulating layer 125 and a resin layer 126. The insulating layer 125 is provided between the organic layer 112R etc. and the resin layer 126.

ここで、上記樹脂層126の構成例について説明する。 Here, we will explain an example of the configuration of the resin layer 126.

樹脂層126の上面は、平坦であるほど好ましいが、樹脂層126の被形成面の凹凸形状、樹脂層126の形成条件などによって、樹脂層126の表面が凹状または凸状の形状になる場合がある。 The flatter the upper surface of the resin layer 126, the better; however, depending on the uneven shape of the surface on which the resin layer 126 is formed, the conditions under which the resin layer 126 is formed, etc., the surface of the resin layer 126 may have a concave or convex shape.

図35A乃至図36Fには、発光素子90Rが有する画素電極111Rの端部、発光素子90Gが有する画素電極111Gの端部、及びこれらの近傍の拡大図を示している。画素電極111G上には、有機層112Gが設けられている。 35A to 36F show an end of the pixel electrode 111R of the light-emitting element 90R, an end of the pixel electrode 111G of the light-emitting element 90G, and an enlarged view of the vicinity thereof. An organic layer 112G is provided on the pixel electrode 111G.

図35A、図35B、図35Cでは、樹脂層126の上面が平坦である場合の、樹脂層126及びその近傍の拡大図を示している。図35Aは、画素電極111よりも有機層112R等の幅が大きい場合の例である。図35Bは、これらの幅が概略一致している場合の例である。図35Cは、画素電極111よりも有機層112R等の幅が小さい場合の例である。 Figures 35A, 35B, and 35C show enlarged views of the resin layer 126 and its vicinity when the upper surface of the resin layer 126 is flat. Figure 35A shows an example where the width of the organic layer 112R etc. is greater than that of the pixel electrode 111. Figure 35B shows an example where these widths are roughly the same. Figure 35C shows an example where the width of the organic layer 112R etc. is smaller than that of the pixel electrode 111.

図35Aに示すように、有機層112Rが、画素電極111の端部を覆って設けられるため、画素電極111の端部は、テーパー形状であることが好ましい。これにより、有機層112Rの段差被覆性が向上し、信頼性の高い表示装置とすることができる。 As shown in FIG. 35A, since the organic layer 112R is provided to cover the end of the pixel electrode 111, it is preferable that the end of the pixel electrode 111 has a tapered shape. This improves the step coverage of the organic layer 112R, resulting in a highly reliable display device.

図35D、図35E、図35Fには、樹脂層126の上面が凹状である場合の例を示している。このとき、有機層114、共通電極113、及び保護層121の上面には、樹脂層126の凹状の上面を反映した凹状の部分が形成される。 Figures 35D, 35E, and 35F show an example in which the upper surface of the resin layer 126 is concave. In this case, concave portions that reflect the concave upper surface of the resin layer 126 are formed on the upper surfaces of the organic layer 114, the common electrode 113, and the protective layer 121.

図36A、図36B、図36Cには、樹脂層126の上面が凸である場合の例を示している。このとき、有機層114、共通電極113、及び保護層121の上面には、樹脂層126の凸状の上面を反映した凸状の部分が形成される。 Figures 36A, 36B, and 36C show an example in which the upper surface of the resin layer 126 is convex. In this case, convex portions that reflect the convex upper surface of the resin layer 126 are formed on the upper surfaces of the organic layer 114, the common electrode 113, and the protective layer 121.

図36D、図36E、図36Fには、樹脂層126の一部が、有機層112Rの上端部及び上面の一部、及び有機層112Gの上端部及び上面の一部を覆っている場合の例を示している。このとき、樹脂層126と、有機層112Rまたは有機層112Gの上面との間には絶縁層125が設けられる。 Figures 36D, 36E, and 36F show an example in which part of the resin layer 126 covers part of the upper end and upper surface of the organic layer 112R, and part of the upper end and upper surface of the organic layer 112G. In this case, an insulating layer 125 is provided between the resin layer 126 and the upper surface of the organic layer 112R or the organic layer 112G.

また図36D、図36E、図36Fでは、樹脂層126の上面の一部が凹状である場合の例を示している。このとき、有機層114、共通電極113、及び保護層121は、樹脂層126の形状を反映した凹凸形状が形成される。 36D, 36E, and 36F show an example in which part of the upper surface of the resin layer 126 is concave. In this case, the organic layer 114, the common electrode 113, and the protective layer 121 are formed with an uneven shape that reflects the shape of the resin layer 126.

以上が、樹脂層の構成例についての説明である。 The above is an explanation of an example of the resin layer configuration.

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。 This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態7)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器に適用可能な表示装置、及び表示モジュールの構成例について説明する。ここでは画像を表示可能な表示装置として説明するが、発光素子を光源として用いることで、受発光装置として使用することができる。
(Seventh embodiment)
In this embodiment, a configuration example of a display device and a display module that can be applied to an electronic device according to one embodiment of the present invention will be described. Although a display device capable of displaying an image will be described here, the display device can also be used as a light-emitting and receiving device by using a light-emitting element as a light source.

また、本実施の形態の表示装置は、高解像度の表示装置または大型の表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、スマートフォン、腕時計型端末、タブレット端末、携帯情報端末、音響再生装置の表示部に用いることもできる。 The display device of this embodiment can be a high-resolution display device or a large display device. Therefore, the display device of this embodiment can be used in electronic devices with relatively large screens, such as television devices, desktop or notebook personal computers, computer monitors, digital signage, and large game machines such as pachinko machines, as well as in the display units of digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, smartphones, wristwatch terminals, tablet terminals, personal digital assistants, and audio playback devices.

[表示装置400]
図37に、表示装置400の斜視図を示し、図38Aに、表示装置400の断面図を示す。
[Display device 400]
FIG. 37 shows a perspective view of display device 400, and FIG. 38A shows a cross-sectional view of display device 400.

表示装置400は、基板452と基板451とが貼り合わされた構成を有する。図37では、基板452を破線で明示している。 Display device 400 has a configuration in which substrate 452 and substrate 451 are bonded together. In FIG. 37, substrate 452 is shown by a dashed line.

表示装置400は、表示部462、回路464、配線465等を有する。図37では表示装置400にIC473及びFPC472が実装されている例を示している。そのため、図37に示す構成は、表示装置400、IC(集積回路)、及びFPCを有する表示モジュールということもできる。表示部462は、発光素子と、当該発光素子に接続されるトランジスタとを有することができる。また表示部462は、受光素子と、当該受光素子に接続されるトランジスタとを有することができる。表示装置400は、本発明の一態様の電子機器に適用することができ、回路464及びICは、本発明の一態様の電子機器の制御回路部に含まれる構成とすることができる。 The display device 400 includes a display portion 462, a circuit 464, wiring 465, and the like. FIG. 37 shows an example in which an IC 473 and an FPC 472 are mounted on the display device 400. Therefore, the configuration shown in FIG. 37 can also be called a display module including the display device 400, an IC (integrated circuit), and an FPC. The display portion 462 can include a light-emitting element and a transistor connected to the light-emitting element. The display portion 462 can also include a light-receiving element and a transistor connected to the light-receiving element. The display device 400 can be applied to an electronic device of one embodiment of the present invention, and the circuit 464 and the IC can be included in a control circuit portion of the electronic device of one embodiment of the present invention.

回路464としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。 For example, a scanning line driver circuit can be used as the circuit 464.

配線465は、表示部462及び回路464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、FPC472を介して外部から配線465に入力されるか、またはIC473から配線465に入力される。 The wiring 465 has a function of supplying signals and power to the display portion 462 and the circuit 464. The signals and power are input to the wiring 465 from the outside via the FPC 472, or are input to the wiring 465 from the IC 473.

図37では、COG(Chip On Glass)方式またはCOF(Chip On Film)方式等により、基板451にIC473が設けられている例を示す。IC473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400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。 In FIG. 37, an example is shown in which an IC 473 is provided on a substrate 451 by a COG (chip on glass) method or a COF (chip on film) method. For example, an IC having a scanning line driver circuit or a signal line driver circuit can be used as the IC 473. Note that the display device 400 and the display module may not have an IC. Also, the IC may be mounted on an FPC by a COF method or the like.

図38Aに、表示装置400の、FPC472を含む領域の一部、回路464の一部、表示部462の一部、及び、接続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。図38Aでは、表示部462のうち、特に、緑色の光(G)を発する発光素子430bと、反射光(L)を受光する受光素子440を含む領域を切断したときの断面の一例を示す。 Figure 38A shows an example of a cross section of the display device 400 when a part of the area including the FPC 472, a part of the circuit 464, a part of the display unit 462, and a part of the area including the connection part are cut. Figure 38A shows an example of a cross section of the display unit 462 when a region including the light-emitting element 430b that emits green light (G) and the light-receiving element 440 that receives reflected light (L) is cut.

図38Aに示す表示装置400は、基板453と基板454の間に、トランジスタ252、トランジスタ260、トランジスタ258、発光素子430b、及び受光素子440等を有する。 The display device 400 shown in FIG. 38A has a transistor 252, a transistor 260, a transistor 258, a light-emitting element 430b, a light-receiving element 440, and the like between a substrate 453 and a substrate 454.

発光素子430b、及び受光素子440には、上記で例示した発光素子または受光素子を適用することができる。 The light-emitting element 430b and the light-receiving element 440 can be the light-emitting element or light-receiving element exemplified above.

ここで、表示装置の画素が、互いに発光色の異なる発光素子を有する副画素を3種類有する場合、当該3つの副画素としては、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3色の副画素、黄色(Y)、シアン(C)、及びマゼンタ(M)の3色の副画素などが挙げられる。当該副画素を4つ有する場合、当該4つの副画素としては、R、G、B、白色(W)の4色の副画素、R、G、B、Yの4色の副画素などが挙げられる。または、副画素が赤外光を発する発光素子を備えていてもよい。 Here, when a pixel of a display device has three types of subpixels having light-emitting elements with different light-emitting colors, the three subpixels include subpixels of three colors of red (R), green (G), and blue (B), and subpixels of three colors of yellow (Y), cyan (C), and magenta (M). When a pixel of a display device has four subpixels, the four subpixels include subpixels of four colors of R, G, B, and white (W), and subpixels of four colors of R, G, B, and Y. Alternatively, the subpixels may have light-emitting elements that emit infrared light.

また、受光素子440としては、赤色、緑色、または青色の波長域の光に感度を有する光電変換素子、または、赤外の波長域の光に感度を有する光電変換素子を用いることができる。 The light receiving element 440 may be a photoelectric conversion element sensitive to light in the red, green, or blue wavelength range, or a photoelectric conversion element sensitive to light in the infrared wavelength range.

基板454と保護層416とは接着層442を介して接着されている。接着層442は、発光素子430b及び受光素子440それぞれと重ねて設けられており、表示装置400には、固体封止構造が適用されている。基板454には、遮光層417が設けられている。 The substrate 454 and the protective layer 416 are bonded via an adhesive layer 442. The adhesive layer 442 is provided so as to overlap the light-emitting element 430b and the light-receiving element 440, respectively, and a solid sealing structure is applied to the display device 400. A light-shielding layer 417 is provided on the substrate 454.

発光素子430b、受光素子440は、画素電極として、導電層411a、導電層411b、及び導電層411cを有する。導電層411bは、可視光に対して反射性を有し、反射電極として機能する。導電層411cは、可視光に対して透過性を有し、光学調整層として機能する。 The light-emitting element 430b and the light-receiving element 440 have conductive layers 411a, 411b, and 411c as pixel electrodes. The conductive layer 411b is reflective to visible light and functions as a reflective electrode. The conductive layer 411c is transparent to visible light and functions as an optical adjustment layer.

発光素子430bが有する導電層411aは、絶縁層264に設けられた開口を介して、トランジスタ260が有する導電層272bと接続されている。トランジスタ260は、発光素子の駆動を制御する機能を有する。一方、受光素子440が有する導電層411aは、トランジスタ258が有する導電層272bと電気的に接続されている。トランジスタ258は、受光素子440を用いた露光のタイミングなどを制御する機能を有する。 The conductive layer 411a of the light-emitting element 430b is connected to the conductive layer 272b of the transistor 260 through an opening provided in the insulating layer 264. The transistor 260 has a function of controlling the driving of the light-emitting element. On the other hand, the conductive layer 411a of the light-receiving element 440 is electrically connected to the conductive layer 272b of the transistor 258. The transistor 258 has a function of controlling the timing of exposure using the light-receiving element 440, etc.

画素電極を覆って、EL層412Gまたは光電変換層412Sが設けられている。EL層412Gの側面、及び光電変換層412Sの側面に接して、絶縁層491が設けられ、絶縁層491の凹部を埋めるように、樹脂層492が設けられている。EL層412G及び光電変換層412Sを覆って、有機層414、共通電極413、及び保護層416が設けられている。発光素子を覆う保護層416を設けることで、発光素子に水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光素子の信頼性を高めることができる。 An EL layer 412G or a photoelectric conversion layer 412S is provided to cover the pixel electrode. An insulating layer 491 is provided in contact with the side surface of the EL layer 412G and the side surface of the photoelectric conversion layer 412S, and a resin layer 492 is provided to fill the recess of the insulating layer 491. An organic layer 414, a common electrode 413, and a protective layer 416 are provided to cover the EL layer 412G and the photoelectric conversion layer 412S. By providing the protective layer 416 to cover the light-emitting element, impurities such as water can be prevented from entering the light-emitting element, and the reliability of the light-emitting element can be improved.

発光素子430bが発する光Gは、基板452側に射出される。受光素子440は、基板452を介して入射した光Lを受光し、電気信号に変換する。基板452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。 Light G emitted by the light-emitting element 430b is emitted toward the substrate 452. The light-receiving element 440 receives the light L incident through the substrate 452 and converts it into an electrical signal. It is preferable to use a material that is highly transparent to visible light for the substrate 452.

トランジスタ252、トランジスタ260、及びトランジスタ258は、いずれも基板451上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。 Transistor 252, transistor 260, and transistor 258 are all formed on a substrate 451. These transistors can be manufactured using the same material and the same process.

なお、トランジスタ252、トランジスタ260、及びトランジスタ258は、異なる構成を有するように、作り分けられていてもよい。例えば、バックゲートの有無が異なるトランジスタを作り分けてもよいし、半導体、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極及びドレイン電極について、材料または厚さの一方又は双方が異なるトランジスタを作り分けてもよい。 Note that the transistors 252, 260, and 258 may be fabricated to have different configurations. For example, transistors may be fabricated with or without a back gate, or transistors may be fabricated with different materials and/or thicknesses for the semiconductor, gate electrode, gate insulating layer, source electrode, and drain electrode.

基板453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。 Using a flexible material for the substrate 453 can increase the flexibility of the display device.

表示装置400において、可撓性を有する構成とする場合には、まず、絶縁層262、各トランジスタ、各発光素子、受光素子等が設けられた作製基板と、遮光層417が設けられた基板454と、を接着層によって貼り合わせる。そして、作製基板を剥離し露出した面に基板453を貼ることで、作製基板上に形成した各構成要素を、基板453に転置する。これにより、表示装置400の可撓性を高めることができる。 When the display device 400 is to have a flexible structure, first, a fabrication substrate on which the insulating layer 262, the transistors, the light-emitting elements, the light-receiving elements, etc. are provided is bonded to a substrate 454 on which a light-shielding layer 417 is provided, using an adhesive layer. Then, the fabrication substrate is peeled off and a substrate 453 is attached to the exposed surface, so that each component formed on the fabrication substrate is transferred to the substrate 453. This can increase the flexibility of the display device 400.

基板453の、基板454が重ならない領域には、接続部254が設けられている。接続部254では、配線465が導電層466及び接続層292を介してFPC472と電気的に接続されている。導電層466は、画素電極と同一の導電膜を加工して得ることができる。これにより、接続部254とFPC472とを接続層292を介して電気的に接続することができる。 A connection portion 254 is provided in an area of the substrate 453 where the substrate 454 does not overlap. In the connection portion 254, the wiring 465 is electrically connected to the FPC 472 via a conductive layer 466 and a connection layer 292. The conductive layer 466 can be obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode. This allows the connection portion 254 and the FPC 472 to be electrically connected via the connection layer 292.

トランジスタ252、トランジスタ260及びトランジスタ258は、ゲートとして機能する導電層271、ゲート絶縁層として機能する絶縁層261、チャネル形成領域281i及び一対の低抵抗領域281nを有する半導体層281、一対の低抵抗領域281nの一方と接続する導電層272a、一対の低抵抗領域281nの他方と接続する導電層272b、ゲート絶縁層として機能する絶縁層275、ゲートとして機能する導電層273、並びに、導電層273を覆う絶縁層265を有する。絶縁層261は、導電層271とチャネル形成領域281iとの間に位置する。絶縁層275は、導電層273とチャネル形成領域281iとの間に位置する。 Transistor 252, transistor 260, and transistor 258 each have a conductive layer 271 functioning as a gate, an insulating layer 261 functioning as a gate insulating layer, a semiconductor layer 281 having a channel formation region 281i and a pair of low resistance regions 281n, a conductive layer 272a connected to one of the pair of low resistance regions 281n, a conductive layer 272b connected to the other of the pair of low resistance regions 281n, an insulating layer 275 functioning as a gate insulating layer, a conductive layer 273 functioning as a gate, and an insulating layer 265 covering the conductive layer 273. The insulating layer 261 is located between the conductive layer 271 and the channel formation region 281i. The insulating layer 275 is located between the conductive layer 273 and the channel formation region 281i.

導電層272a及び導電層272bは、それぞれ、絶縁層265に設けられた開口を介して低抵抗領域281nと接続される。導電層272a及び導電層272b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。 The conductive layer 272a and the conductive layer 272b are each connected to the low resistance region 281n through an opening provided in the insulating layer 265. One of the conductive layer 272a and the conductive layer 272b functions as a source, and the other functions as a drain.

図38Aでは、絶縁層275が半導体層の上面及び側面を覆う例を示す。導電層272a及び導電層272bは、それぞれ、絶縁層275及び絶縁層265に設けられた開口を介して低抵抗領域281nと接続される。 Figure 38A shows an example in which an insulating layer 275 covers the top and side surfaces of the semiconductor layer. The conductive layer 272a and the conductive layer 272b are connected to the low resistance region 281n through openings provided in the insulating layer 275 and the insulating layer 265, respectively.

一方、図38Bに示すトランジスタ259では、絶縁層275は、半導体層281のチャネル形成領域281iと重なり、低抵抗領域281nとは重ならない。例えば、導電層273をマスクとして絶縁層275を加工することで、図38Bに示す構造を作製できる。図38Bでは、絶縁層275及び導電層273を覆って絶縁層265が設けられ、絶縁層265の開口を介して、導電層272a及び導電層272bがそれぞれ低抵抗領域281nと接続されている。さらに、トランジスタを覆う絶縁層268を設けてもよい。 On the other hand, in the transistor 259 shown in FIG. 38B, the insulating layer 275 overlaps with the channel formation region 281i of the semiconductor layer 281, but does not overlap with the low resistance region 281n. For example, the structure shown in FIG. 38B can be manufactured by processing the insulating layer 275 using the conductive layer 273 as a mask. In FIG. 38B, an insulating layer 265 is provided to cover the insulating layer 275 and the conductive layer 273, and the conductive layer 272a and the conductive layer 272b are each connected to the low resistance region 281n through an opening in the insulating layer 265. Furthermore, an insulating layer 268 may be provided to cover the transistor.

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。 The structure of the transistor included in the display device of this embodiment is not particularly limited. For example, a planar type transistor, a staggered type transistor, an inverted staggered type transistor, or the like can be used. In addition, the transistor structure may be either a top-gate type or a bottom-gate type. Alternatively, a gate may be provided above and below a semiconductor layer in which a channel is formed.

トランジスタ252、トランジスタ260、及びトランジスタ258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。 Transistor 252, transistor 260, and transistor 258 are configured to sandwich a semiconductor layer in which a channel is formed between two gates. The two gates may be connected and the same signal may be supplied to drive the transistor. Alternatively, the threshold voltage of the transistor may be controlled by supplying a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and a potential for driving to the other.

トランジスタの半導体層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、単結晶半導体、または単結晶以外の結晶性を有する半導体、(微結晶半導体、多結晶半導体、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。単結晶半導体または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。 The crystallinity of the semiconductor material used in the semiconductor layer of the transistor is not particularly limited, and any of an amorphous semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor having crystallinity other than single crystal (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, or a semiconductor having a crystalline region in part) may be used. The use of a single crystal semiconductor or a semiconductor having crystallinity is preferable because it can suppress deterioration of the transistor characteristics.

トランジスタの半導体層は、金属酸化物(酸化物半導体ともいう)を有することが好ましい。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ(以下、OSトランジスタ)を用いることが好ましい。 The semiconductor layer of the transistor preferably contains a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor). In other words, the display device of this embodiment preferably uses a transistor in which a metal oxide is used for a channel formation region (hereinafter, referred to as an OS transistor).

トランジスタの半導体層に用いる金属酸化物のバンドギャップは、2eV以上が好ましく、2.5eV以上がより好ましい。バンドギャップの大きい金属酸化物を用いることで、OSトランジスタのオフ電流を低減することができる。 The band gap of the metal oxide used in the semiconductor layer of the transistor is preferably 2 eV or more, and more preferably 2.5 eV or more. By using a metal oxide with a large band gap, the off-state current of the OS transistor can be reduced.

金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を有することが好ましく、インジウム及び亜鉛を有することがより好ましい。例えば、金属酸化物は、インジウムと、M(Mは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、スズ、シリコン、ホウ素、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、マグネシウム、及びコバルト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、ガリウム、アルミニウム、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く、ガリウムがより好ましい。なお、インジウムと、Mと、亜鉛とを有する金属酸化物を、以降ではIn−M−Zn酸化物と呼ぶ場合がある。 The metal oxide preferably contains at least indium or zinc, and more preferably contains indium and zinc. For example, the metal oxide preferably contains indium, M (wherein M is one or more selected from gallium, aluminum, yttrium, tin, silicon, boron, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, and cobalt), and zinc. In particular, M is preferably one or more selected from gallium, aluminum, yttrium, and tin, and more preferably gallium. Note that a metal oxide containing indium, M, and zinc may be referred to as an In-M-Zn oxide hereinafter.

金属酸化物がIn−M−Zn酸化物の場合、当該In−M−Zn酸化物におけるInの原子数比はMの原子数比以上であることが好ましい。このようなIn−M−Zn酸化物の金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:1:1またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:1:1.2またはその近傍の組成、In:M:Zn=2:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=3:1:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=4:2:4.1またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:7またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:1:8またはその近傍の組成、In:M:Zn=6:1:6またはその近傍の組成、In:M:Zn=5:2:5またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±30%の範囲を含む。金属酸化物中のインジウムの原子数比を大きくすることで、トランジスタのオン電流、または電界効果移動度などを高めることができる。 When the metal oxide is In-M-Zn oxide, it is preferable that the atomic ratio of In in the In-M-Zn oxide is greater than or equal to the atomic ratio of M. Examples of atomic ratios of metal elements in such In-M-Zn oxides include In:M:Zn = 1:1:1 or a composition thereabout, In:M:Zn = 1:1:1.2 or a composition thereabout, In:M:Zn = 2:1:3 or a composition thereabout, In:M:Zn = 3:1:2 or a composition thereabout, In:M:Zn = 4:2:3 or a composition thereabout, In:M:Zn = 4:2:4.1 or a composition thereabout, In:M:Zn = 5:1:3 or a composition thereabout, In:M:Zn = 5:1:6 or a composition thereabout, In:M:Zn = 5:1:7 or a composition thereabout, In:M:Zn = 5:1:8 or a composition thereabout, In:M:Zn = 6:1:6 or a composition thereabout, In:M:Zn = 5:2:5 or a composition thereabout, and the like. Note that the term "nearby composition" includes a range of ±30% of the desired atomic ratio. Increasing the atomic ratio of indium in the metal oxide can increase the on-state current or field effect mobility of the transistor.

例えば、原子数比がIn:Ga:Zn=4:2:3またはその近傍の組成と記載する場合、各元素の含有比率が、Inを4としたとき、Gaが1以上3以下であり、Znが2以上4以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=5:1:6またはその近傍の組成と記載する場合、各元素の含有比率が、Inを5としたときに、Gaが0.1より大きく2以下であり、Znが5以上7以下である場合を含む。また、原子数比がIn:Ga:Zn=1:1:1またはその近傍の組成と記載する場合、各元素の含有比率が、Inを1としたときに、Gaが0.1より大きく2以下であり、Znが0.1より大きく2以下である場合を含む。 For example, when the atomic ratio is described as In:Ga:Zn=4:2:3 or a composition close thereto, this includes cases where the content ratio of each element is Ga=1 to 3 and Zn=2 to 4 when In is 4. Also, when the atomic ratio is described as In:Ga:Zn=5:1:6 or a composition close thereto, this includes cases where the content ratio of each element is Ga=0.1 to 2 and Zn=5 to 7 when In is 5. Also, when the atomic ratio is described as In:Ga:Zn=1:1:1 or a composition close thereto, this includes cases where the content ratio of each element is Ga=0.1 to 2 and Zn=0.1 to 2 when In is 1.

また、In−M−Zn酸化物におけるInの原子数比はMの原子数比未満であってもよい。このようなIn−M−Zn酸化物の金属元素の原子数比として、In:M:Zn=1:3:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:3:3またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:3:4またはその近傍の組成、等が挙げられる。金属酸化物中のMの原子数比を大きくすることで、In−M−Zn酸化物のバンドギャップをより大きくし、光負バイアスストレス試験に対する耐性を高めることが可能となる。具体的には、トランジスタのNBTIS(Negative Bias Temperature Illumination Stress)試験で測定される、しきい値電圧の変化量またはシフト電圧(Vsh)の変化量を小さくすることができる。なお、シフト電圧(Vsh)は、トランジスタのドレイン電流(Id)−ゲート電圧(Vg)カーブにおいて、カーブ上の傾きが最大である点における接線が、Id=1pAの直線と交差するVgで定義される。 In addition, the atomic ratio of In in the In-M-Zn oxide may be less than the atomic ratio of M. Examples of atomic ratios of metal elements in such In-M-Zn oxide include In:M:Zn=1:3:2 or a composition in the vicinity thereof, In:M:Zn=1:3:3 or a composition in the vicinity thereof, and In:M:Zn=1:3:4 or a composition in the vicinity thereof. By increasing the atomic ratio of M in the metal oxide, the band gap of the In-M-Zn oxide can be made larger, and the resistance to a negative bias stress test under light can be improved. Specifically, the change in threshold voltage or the change in shift voltage (Vsh) measured in a NBTIS (Negative Bias Temperature Illumination Stress) test of a transistor can be reduced. The shift voltage (Vsh) is defined as the Vg at which the tangent to the maximum slope of the transistor's drain current (Id)-gate voltage (Vg) curve intersects with the line Id = 1 pA.

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。 Alternatively, the semiconductor layer of the transistor may contain silicon. Examples of silicon include amorphous silicon and crystalline silicon (such as low-temperature polysilicon and single crystal silicon).

特に低温ポリシリコンは比較的移動度が高く、ガラス基板上に形成可能であるため、表示装置に好適に用いることができる。例えば、駆動回路が有するトランジスタ252などに低温ポリシリコンを半導体層に用いたトランジスタを適用し、画素に設けられるトランジスタ260、トランジスタ258などに、酸化物半導体を半導体層に用いたトランジスタを適用することができる。 In particular, low-temperature polysilicon has a relatively high mobility and can be formed on a glass substrate, and therefore can be suitably used in display devices. For example, a transistor using low-temperature polysilicon in its semiconductor layer can be applied to the transistor 252 in the driver circuit, and a transistor using an oxide semiconductor in its semiconductor layer can be applied to the transistor 260 and the transistor 258 provided in the pixel.

または、トランジスタの半導体層は、半導体として機能する層状物質を有してもよい。層状物質とは、層状の結晶構造を有する材料群の総称である。層状の結晶構造は、共有結合またはイオン結合によって形成される層が、ファンデルワールス結合のような、共有結合またはイオン結合よりも弱い結合を介して積層している構造である。層状物質は、単位層内における電気伝導性が高く、つまり、2次元電気伝導性が高い。半導体として機能し、かつ、2次元電気伝導性の高い材料をチャネル形成領域に用いることで、オン電流の大きいトランジスタを提供することができる。 Alternatively, the semiconductor layer of the transistor may have a layered material that functions as a semiconductor. A layered material is a general term for a group of materials that have a layered crystal structure. A layered crystal structure is a structure in which layers formed by covalent or ionic bonds are stacked via bonds weaker than covalent or ionic bonds, such as van der Waals bonds. A layered material has high electrical conductivity within a unit layer, that is, high two-dimensional electrical conductivity. By using a material that functions as a semiconductor and has high two-dimensional electrical conductivity in the channel formation region, a transistor with a large on-current can be provided.

上記層状物質として、例えば、グラフェン、シリセン、カルコゲン化物などが挙げられる。カルコゲン化物は、カルコゲン(第16族に属する元素)を含む化合物である。また、カルコゲン化物として、遷移金属カルコゲナイド、13族カルコゲナイドなどが挙げられる。トランジスタの半導体層として適用可能な遷移金属カルコゲナイドとして、具体的には、硫化モリブデン(代表的にはMoS)、セレン化モリブデン(代表的にはMoSe)、モリブデンテルル(代表的にはMoTe)、硫化タングステン(代表的にはWS)、セレン化タングステン(代表的にはWSe)、タングステンテルル(代表的にはWTe)、硫化ハフニウム(代表的にはHfS)、セレン化ハフニウム(代表的にはHfSe)、硫化ジルコニウム(代表的にはZrS)、セレン化ジルコニウム(代表的にはZrSe)などが挙げられる。 Examples of the layered material include graphene, silicene, and chalcogenides. Chalcogenides are compounds containing chalcogen (an element belonging to Group 16). Examples of the chalcogenides include transition metal chalcogenides and Group 13 chalcogenides. Specific examples of transition metal chalcogenides that can be used as the semiconductor layer of a transistor include molybdenum sulfide (representatively MoS 2 ), molybdenum selenide (representatively MoSe 2 ), molybdenum tellurium (representatively MoTe 2 ), tungsten sulfide (representatively WS 2 ), tungsten selenide (representatively WSe 2 ), tungsten tellurium (representatively WTe 2 ), hafnium sulfide (representatively HfS 2 ), hafnium selenide (representatively HfSe 2 ), zirconium sulfide (representatively ZrS 2 ), zirconium selenide (representatively ZrSe 2 ) , and the like.

回路464が有するトランジスタと、表示部462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464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462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。 The transistors in the circuit 464 and the transistors in the display portion 462 may have the same structure or different structures. The transistors in the circuit 464 may all have the same structure or may have two or more types. Similarly, the transistors in the display portion 462 may all have the same structure or may have two or more types.

トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水及び水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、当該絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。 It is preferable to use a material that is difficult for impurities such as water and hydrogen to diffuse into at least one of the insulating layers that covers the transistor. This allows the insulating layer to function as a barrier layer. With this configuration, it is possible to effectively prevent impurities from diffusing into the transistor from the outside, thereby improving the reliability of the display device.

絶縁層261、絶縁層262、絶縁層265、絶縁層268、及び絶縁層275としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などを用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の無機絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。 It is preferable to use an inorganic insulating film for each of insulating layers 261, 262, 265, 268, and 275. As the inorganic insulating film, for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used. In addition, a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film, or the like may be used. In addition, two or more of the above-mentioned inorganic insulating films may be stacked and used.

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400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400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400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400の端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。 Here, organic insulating films often have a lower barrier property than inorganic insulating films. For this reason, it is preferable that the organic insulating film has an opening near the end of the display device 400. This makes it possible to prevent impurities from entering through the organic insulating film from the end of the display device 400. Alternatively, the organic insulating film may be formed so that the end of the organic insulating film is located inside the end of the display device 400, so that the organic insulating film is not exposed at the end of the display device 400.

平坦化層として機能する絶縁層264には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。 An organic insulating film is suitable for the insulating layer 264 that functions as a planarizing layer. Materials that can be used for the organic insulating film include acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenolic resin, and precursors of these resins.

基板454の基板453側の面には、遮光層417を設けることが好ましい。また、基板454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454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。 It is preferable to provide a light-shielding layer 417 on the surface of substrate 454 facing substrate 453. In addition, various optical members can be arranged on the outside of substrate 454. Examples of optical members include a polarizing plate, a retardation plate, a light diffusion layer (such as a diffusion film), an anti-reflection layer, and a light-collecting film. In addition, an antistatic film that suppresses the adhesion of dust, a water-repellent film that makes it difficult for dirt to adhere, a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use, an impact absorbing layer, etc. may be arranged on the outside of substrate 454.

図38Aには、接続部278を示している。接続部278において、共通電極413と配線とが電気的に接続する。図38Aでは、当該配線として、画素電極と同一の積層構造を適用した場合の例を示している。 Figure 38A shows a connection portion 278. At the connection portion 278, the common electrode 413 and the wiring are electrically connected. Figure 38A shows an example in which the same layered structure as the pixel electrode is applied to the wiring.

基板453及び基板454には、それぞれ、ガラス、石英、セラミックス、サファイア、樹脂、金属、合金、半導体などを用いることができる。また、シリコンまたは炭化シリコン等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基板等の半導体基板を用いることができる。また、これらの基板上にトランジスタを含む回路が設けられたものを、基板453として用いてもよい。発光素子からの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板453及び基板454に可撓性を有する材料を用いると、表示装置の可撓性を高めることができる。また、基板453または基板454として偏光板を用いてもよい。 The substrate 453 and the substrate 454 can be made of glass, quartz, ceramics, sapphire, resin, metal, alloy, semiconductor, or the like. A semiconductor substrate such as a single crystal semiconductor substrate, a polycrystalline semiconductor substrate, a compound semiconductor substrate such as silicon germanium, or an SOI substrate made of silicon or silicon carbide can be used. A substrate having a circuit including a transistor provided thereon may be used as the substrate 453. A material that transmits light is used for the substrate on the side from which light from a light-emitting element is extracted. When a flexible material is used for the substrate 453 and the substrate 454, the flexibility of the display device can be increased. A polarizing plate may be used as the substrate 453 or the substrate 454.

基板453及び基板454を可撓性を有する材料とする場合にはそれぞれ、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ABS樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板453及び基板454の一方または双方に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。 When substrate 453 and substrate 454 are made of a flexible material, polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resin, acrylic resin, polyimide resin, polymethyl methacrylate resin, polycarbonate (PC) resin, polyethersulfone (PES) resin, polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, ABS resin, cellulose nanofiber, etc. can be used. One or both of substrates 453 and 454 may be made of glass having a thickness sufficient to provide flexibility.

なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい(複屈折量が小さい、ともいえる)。 When a circular polarizing plate is laminated on a display device, it is preferable to use a substrate with high optical isotropy as the substrate of the display device. A substrate with high optical isotropy has small birefringence (it can also be said that the amount of birefringence is small).

光学等方性が高い基板のリタデーション(位相差)値の絶対値は、30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。 The absolute value of the retardation (phase difference) value of a substrate with high optical isotropy is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.

光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース(TAC、セルローストリアセテートともいう)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。 Examples of films with high optical isotropy include triacetyl cellulose (TAC, also known as cellulose triacetate) film, cycloolefin polymer (COP) film, cycloolefin copolymer (COC) film, and acrylic film.

また、基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示パネルにしわが発生するなどの形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が1%以下のフィルムを用いることが好ましく、0.1%以下のフィルムを用いることがより好ましく、0.01%以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。 In addition, when a film is used as the substrate, there is a risk that the film will absorb water, causing changes in shape such as wrinkles on the display panel. For this reason, it is preferable to use a film with low water absorption for the substrate. For example, it is preferable to use a film with a water absorption rate of 1% or less, more preferably 0.1% or less, and even more preferably 0.01% or less.

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(ポリビニルブチラール)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。 For the adhesive layer, various curing adhesives can be used, such as photocuring adhesives such as ultraviolet curing adhesives, reactive curing adhesives, heat curing adhesives, and anaerobic adhesives. These adhesives include epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, phenolic resin, polyimide resin, imide resin, PVC (polyvinyl chloride) resin, PVB (polyvinyl butyral) resin, and EVA (ethylene vinyl acetate) resin. In particular, materials with low moisture permeability such as epoxy resin are preferable. Two-part mixed resins may also be used. Adhesive sheets, etc. may also be used.

接続層292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。 The connection layer 292 can be made of an anisotropic conductive film (ACF), an anisotropic conductive paste (ACP), or the like.

トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。 Materials that can be used for conductive layers such as the gate, source, and drain of a transistor, as well as various wirings and electrodes that constitute a display device include metals such as aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, tantalum, and tungsten, as well as alloys containing these metals as the main component. Films containing these materials can be used as a single layer or a laminated structure.

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、及びチタンなどの金属材料、または、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)などを用いてもよい。なお、金属材料、または、合金材料(またはそれらの窒化物)を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、表示装置を構成する各種配線及び電極などの導電層、及び、発光素子が有する導電層(画素電極または共通電極として機能する導電層)にも用いることができる。 In addition, as a conductive material having light transmission, conductive oxides such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, or graphene can be used. Alternatively, metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, and titanium, or alloy materials containing the metal materials can be used. Alternatively, nitrides of the metal materials (for example, titanium nitride) may be used. Note that when using metal materials or alloy materials (or their nitrides), it is preferable to make them thin enough to have light transmission. Also, a laminated film of the above materials can be used as a conductive layer. For example, it is preferable to use a laminated film of an alloy of silver and magnesium and indium tin oxide, because it can increase conductivity. These can also be used for conductive layers such as various wirings and electrodes constituting a display device, and conductive layers (conductive layers that function as pixel electrodes or common electrodes) of light-emitting elements.

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。 Insulating materials that can be used for each insulating layer include, for example, resins such as acrylic resin and epoxy resin, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, and aluminum oxide.

本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、または図面等と適宜組み合わせることができる。 The configuration examples exemplified in this embodiment and the corresponding drawings, etc. can be combined, at least in part, with other configuration examples or drawings, etc. as appropriate.

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。 This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態8)
本実施の形態では、上記の実施の形態で説明したOSトランジスタに用いることができる金属酸化物(酸化物半導体ともいう)について説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment, a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) which can be used for the OS transistor described in the above embodiment will be described.

OSトランジスタに用いる金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を有することが好ましく、インジウム及び亜鉛を有することがより好ましい。例えば、金属酸化物は、インジウムと、M(Mは、ガリウム、アルミニウム、イットリウム、スズ、シリコン、ホウ素、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、マグネシウム、及びコバルト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、ガリウム、アルミニウム、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く、ガリウムがより好ましい。 The metal oxide used in the OS transistor preferably contains at least indium or zinc, and more preferably contains indium and zinc. For example, the metal oxide preferably contains indium, M (M is one or more selected from gallium, aluminum, yttrium, tin, silicon, boron, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, and cobalt), and zinc. In particular, M is preferably one or more selected from gallium, aluminum, yttrium, and tin, and more preferably gallium.

また、金属酸化物は、スパッタリング法、有機金属化学気相成長(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法などの化学気相成長(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、または、原子層堆積(ALD:Atomic Layer Deposition)法などにより形成することができる。 Metal oxides can also be formed by sputtering, chemical vapor deposition (CVD) such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), or atomic layer deposition (ALD).

以降では、金属酸化物の一例として、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物について説明する。なお、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物を、In−Ga−Zn酸化物と呼ぶ場合がある。 Hereinafter, an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) will be described as an example of a metal oxide. Note that an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) may be referred to as an In-Ga-Zn oxide.

<結晶構造の分類>
酸化物半導体の結晶構造としては、アモルファス(completely amorphousを含む)、CAAC(c−axis−aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)、CAC(cloud−aligned composite)、単結晶(single crystal)、及び多結晶(poly crystal)等が挙げられる。
<Classification of crystal structures>
Examples of the crystal structure of an oxide semiconductor include amorphous (including completely amorphous), c-axis-aligned crystalline (CAAC), nanocrystalline (nc), cloud-aligned composite (CAC), single crystal, and polycrystalline.

なお、膜または基板の結晶構造は、X線回折(XRD:X−Ray Diffraction)スペクトルを用いて評価することができる。例えば、GIXD(Grazing−Incidence XRD)測定で得られるXRDスペクトルを用いて評価することができる。なお、GIXD法は、薄膜法またはSeemann−Bohlin法ともいう。また、以下では、GIXD測定で得られるXRDスペクトルを、単に、XRDスペクトルと記す場合がある。 The crystal structure of the film or substrate can be evaluated using an X-ray diffraction (XRD) spectrum. For example, it can be evaluated using an XRD spectrum obtained by a GIXD (Grazing-Incidence XRD) measurement. The GIXD method is also called the thin film method or the Seemann-Bohlin method. In the following, the XRD spectrum obtained by a GIXD measurement may be simply referred to as the XRD spectrum.

例えば、石英ガラス基板では、XRDスペクトルのピークの形状がほぼ左右対称である。一方で、結晶構造を有するIn−Ga−Zn酸化物膜では、XRDスペクトルのピークの形状が左右非対称である。XRDスペクトルのピークの形状が左右非対称であることは、膜中または基板中の結晶の存在を明示している。別言すると、XRDスペクトルのピークの形状で左右対称でないと、膜または基板は非晶質状態であるとは言えない。 For example, in the case of a quartz glass substrate, the shape of the peak in the XRD spectrum is nearly symmetrical. On the other hand, in the case of an In-Ga-Zn oxide film having a crystalline structure, the shape of the peak in the XRD spectrum is asymmetrical. The asymmetric shape of the peak in the XRD spectrum clearly indicates the presence of crystals in the film or substrate. In other words, if the shape of the peak in the XRD spectrum is not symmetrical, the film or substrate cannot be said to be in an amorphous state.

また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法(NBED:Nano Beam Electron Diffraction)によって観察される回折パターン(極微電子線回折パターンともいう)にて評価することができる。例えば、石英ガラス基板の回折パターンでは、ハローが観察され、石英ガラスは、非晶質状態であることが確認できる。また、室温成膜したIn−Ga−Zn酸化物膜の回折パターンでは、ハローではなく、スポット状のパターンが観察される。このため、室温成膜したIn−Ga−Zn酸化物は、単結晶または多結晶でもなく、非晶質状態でもない、中間状態であり、非晶質状態であると結論することはできないと推定される。 The crystal structure of the film or substrate can be evaluated by a diffraction pattern (also called a nanobeam electron diffraction pattern) observed by nanobeam electron diffraction (NBED). For example, a halo is observed in the diffraction pattern of a quartz glass substrate, and it can be confirmed that the quartz glass is in an amorphous state. In addition, a spot-like pattern is observed in the diffraction pattern of an In-Ga-Zn oxide film formed at room temperature, rather than a halo. For this reason, it is presumed that the In-Ga-Zn oxide formed at room temperature is neither single crystal nor polycrystal, nor in an amorphous state, but is in an intermediate state, and it cannot be concluded that it is in an amorphous state.

<<酸化物半導体の構造>>
なお、酸化物半導体は、構造に着目した場合、上記とは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、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、上述のCAAC−OS、及びnc−OSがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体(a−like OS:amorphous−like oxide semiconductor)、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。
<<Structure of oxide semiconductor>>
Note that oxide semiconductors may be classified differently from the above when focusing on their structures. For example, oxide semiconductors are classified into single-crystal oxide semiconductors and other non-single-crystal oxide semiconductors. Examples of non-single-crystal oxide semiconductors include the above-mentioned CAAC-OS and nc-OS. Non-single-crystal oxide semiconductors include polycrystalline oxide semiconductors, amorphous-like oxide semiconductors (a-like OS), amorphous oxide semiconductors, and the like.

ここで、上述のCAAC−OS、nc−OS、及びa−like OSの詳細について、説明を行う。 Here, we will explain the details of the above-mentioned CAAC-OS, nc-OS, and a-like OS.

[CAAC−OS]
CAAC−OSは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はc軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、CAAC−OS膜の厚さ方向、CAAC−OS膜の被形成面の法線方向、またはCAAC−OS膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、CAAC−OSは、a−b面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域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。つまり、CAAC−OSは、c軸配向し、a−b面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
[CAAC-OS]
CAAC-OS has a plurality of crystalline regions, and the plurality of crystalline regions are oxide semiconductors whose c-axes are aligned in a specific direction. Note that the specific direction is the thickness direction of the CAAC-OS film, the normal direction of the surface on which the CAAC-OS film is formed, or the normal direction of the surface of the CAAC-OS film. The crystalline regions are regions having periodic atomic arrangement. Note that when the atomic arrangement is regarded as a lattice arrangement, the crystalline regions are also regions with a uniform lattice arrangement. Furthermore, CAAC-OS has a region in which a plurality of crystalline regions are connected in the a-b plane direction, and the region may have distortion. Note that the distortion refers to a portion where the direction of the lattice arrangement is changed between a region with a uniform lattice arrangement and another region with a uniform lattice arrangement in the region in which the plurality of crystalline regions are connected. In other words, CAAC-OS is an oxide semiconductor whose c-axes are aligned and whose orientation is not clearly aligned in the a-b plane direction.

なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、1つまたは複数の微小な結晶(最大径が10nm未満である結晶)で構成される。結晶領域が1つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は10nm未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の大きさは、数十nm程度となる場合がある。 Each of the multiple crystal regions is composed of one or more tiny crystals (crystals with a maximum diameter of less than 10 nm). When a crystal region is composed of one tiny crystal, the maximum diameter of the crystal region is less than 10 nm. When a crystal region is composed of many tiny crystals, the size of the crystal region may be approximately several tens of nm.

また、In−Ga−Zn酸化物において、CAAC−OSは、インジウム(In)、及び酸素を有する層(以下、In層)と、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、及び酸素を有する層(以下、(Ga,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、インジウムとガリウムは、互いに置換可能である。よって、(Ga,Zn)層にはインジウムが含まれる場合がある。また、In層にはガリウムが含まれる場合がある。なお、In層には亜鉛が含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能TEM(Transmission Electron Microscope)像において、格子像として観察される。 In addition, in the In-Ga-Zn oxide, CAAC-OS tends to have a layered crystal structure (also referred to as a layered structure) in which a layer containing indium (In) and oxygen (hereinafter, an In layer) and a layer containing gallium (Ga), zinc (Zn), and oxygen (hereinafter, a (Ga, Zn) layer) are stacked. Note that indium and gallium are mutually substituted. Therefore, the (Ga, Zn) layer may contain indium. Also, the In layer may contain gallium. Note that the In layer may contain zinc. The layered structure is observed as a lattice image in a high-resolution TEM (Transmission Electron Microscope) image, for example.

CAAC−OS膜に対し、例えば、XRD装置を用いて構造解析を行うと、θ/2θスキャンを用いたOut−of−plane XRD測定では、c軸配向を示すピークが2θ=31°またはその近傍に検出される。なお、c軸配向を示すピークの位置(2θの値)は、CAAC−OSを構成する金属元素の種類、組成などにより変動する場合がある。 When a structural analysis is performed on a CAAC-OS film using, for example, an XRD device, a peak indicating c-axis orientation is detected at or near 2θ = 31° in out-of-plane XRD measurement using θ/2θ scan. Note that the position of the peak indicating c-axis orientation (2θ value) may vary depending on the type and composition of the metal elements that make up the CAAC-OS.

また、例えば、CAAC−OS膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点(スポット)が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット(ダイレクトスポットともいう)を対称中心として、点対称の位置に観測される。 Furthermore, for example, multiple bright points (spots) are observed in the electron diffraction pattern of a CAAC-OS film. Note that one spot and another spot are observed at positions that are point-symmetric with respect to the spot of the incident electron beam that has passed through the sample (also called the direct spot).

上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、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)を確認することはできない。即ち、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、金属原子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と考えられる。 When the crystal region is observed from the above-mentioned specific direction, the lattice arrangement in the crystal region is based on a hexagonal lattice, but the unit cell is not necessarily a regular hexagon and may be a non-regular hexagon. The above distortion may have a lattice arrangement such as a pentagon or heptagon. Note that in CAAC-OS, no clear grain boundary can be confirmed even in the vicinity of the distortion. In other words, it can be seen that the formation of grain boundaries is suppressed by the distortion of the lattice arrangement. This is thought to be because CAAC-OS can tolerate distortion due to the fact that the arrangement of oxygen atoms in the a-b plane direction is not dense, and the bond distance between atoms changes due to the substitution of metal atoms.

なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶(polycrystal)と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下などを引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないCAAC−OSは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、CAAC−OSを構成するには、Znを有する構成が好ましい。例えば、In−Zn酸化物、及びIn−Ga−Zn酸化物は、In酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。 Note that a crystal structure in which clear grain boundaries are observed is called polycrystal. The grain boundaries are likely to become recombination centers and capture carriers, causing a decrease in the on-state current of a transistor and a decrease in field-effect mobility. Therefore, CAAC-OS, in which no clear grain boundaries are observed, is one of the crystalline oxides having a crystal structure suitable for the semiconductor layer of a transistor. Note that a structure containing Zn is preferable for forming CAAC-OS. For example, In-Zn oxide and In-Ga-Zn oxide are suitable because they can suppress the occurrence of grain boundaries more than In oxide.

CAAC−OSは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、CAAC−OSは、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、酸化物半導体の結晶性は不純物の混入、欠陥の生成などによって低下する場合があるため、CAAC−OSは不純物及び欠陥(酸素欠損など)の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、CAAC−OSを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、CAAC−OSを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、CAAC−OSは、製造工程における高い温度(所謂サーマルバジェット)に対しても安定である。従って、OSトランジスタにCAAC−OSを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。 CAAC-OS is an oxide semiconductor with high crystallinity and no clear crystal grain boundaries. Therefore, it can be said that CAAC-OS is less susceptible to a decrease in electron mobility due to crystal grain boundaries. In addition, since the crystallinity of an oxide semiconductor may decrease due to the inclusion of impurities or the generation of defects, CAAC-OS can be said to be an oxide semiconductor with few impurities and defects (such as oxygen vacancies). Therefore, an oxide semiconductor having CAAC-OS has stable physical properties. Therefore, an oxide semiconductor having CAAC-OS is resistant to heat and highly reliable. In addition, CAAC-OS is stable against high temperatures (so-called thermal budget) in the manufacturing process. Therefore, the use of CAAC-OS in an OS transistor can increase the degree of freedom in the manufacturing process.

[nc−OS]
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。別言すると、nc−OSは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、1nm以上10nm以下、特に1nm以上3nm以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。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。従って、nc−OSは、分析方法によっては、a−like OS、または非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。例えば、nc−OS膜に対し、XRD装置を用いて構造解析を行うと、θ/2θスキャンを用いたOut−of−plane XRD測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、nc−OS膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径(例えば50nm以上)の電子線を用いる電子線回折(制限視野電子線回折ともいう。)を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、nc−OS膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径(例えば1nm以上30nm以下)の電子線を用いる電子線回折(ナノビーム電子線回折ともいう。)を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
[nc-OS]
The nc-OS has periodic atomic arrangement in a microscopic region (e.g., a region of 1 nm to 10 nm, particularly a region of 1 nm to 3 nm). In other words, the nc-OS has microcrystals. Note that the size of the microcrystals is, for example, 1 nm to 10 nm, particularly 1 nm to 3 nm, and therefore the microcrystals are also called nanocrystals. In addition, the nc-OS does not show regularity in crystal orientation between different nanocrystals. Therefore, no orientation is observed in the entire film. Therefore, the nc-OS may be indistinguishable from an a-like OS or an amorphous oxide semiconductor depending on the analysis method. For example, when a structure of the nc-OS film is analyzed using an XRD device, no peak indicating crystallinity is detected in out-of-plane XRD measurement using θ/2θ scanning. When an nc-OS film is subjected to electron diffraction (also referred to as selected area electron diffraction) using an electron beam with a probe diameter larger than that of a nanocrystal (e.g., 50 nm or more), a diffraction pattern such as a halo pattern is observed. On the other hand, when an nc-OS film is subjected to electron diffraction (also referred to as nanobeam electron diffraction) using an electron beam with a probe diameter close to the size of a nanocrystal or smaller than that of a nanocrystal (e.g., 1 nm to 30 nm), an electron diffraction pattern in which multiple spots are observed in a ring-shaped region centered on a direct spot may be obtained.

[a−like OS]
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酸化物半導体である。a−like OSは、鬆または低密度領域を有する。即ち、a−like OSは、nc−OS及びCAAC−OSと比べて、結晶性が低い。また、a−like OSは、nc−OS及びCAAC−OSと比べて、膜中の水素濃度が高い。
[a-like OS]
The a-like OS is an oxide semiconductor having a structure between the nc-OS and an amorphous oxide semiconductor. The a-like OS has a void or low-density region. That is, the a-like OS has lower crystallinity than the nc-OS and CAAC-OS. Furthermore, the a-like OS has a higher hydrogen concentration in the film than the nc-OS and CAAC-OS.

<<酸化物半導体の構成>>
次に、上述のCAC−OSの詳細について、説明を行う。なお、CAC−OSは材料構成に関する。
<<Configuration of oxide semiconductor>>
Next, the above-mentioned CAC-OS will be described in detail. Note that the CAC-OS relates to a material structure.

[CAC−OS]
CAC−OSとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上3nm以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つまたは複数の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上3nm以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
[CAC-OS]
CAC-OS is a material in which elements constituting a metal oxide are unevenly distributed in a size range of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 3 nm, or in the vicinity thereof. Note that in the following, a state in which one or more metal elements are unevenly distributed in a metal oxide and a region containing the metal elements is mixed in a size range of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 3 nm, or in the vicinity thereof, is also referred to as a mosaic or patch shape.

さらに、CAC−OSとは、第1の領域と、第2の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第1の領域が、膜中に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。つまり、CAC−OSは、当該第1の領域と、当該第2の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。 Furthermore, CAC-OS is a structure in which the material is separated into a first region and a second region, forming a mosaic shape, and the first region is distributed throughout the film (hereinafter, also referred to as a cloud shape). In other words, CAC-OS is a composite metal oxide having a structure in which the first region and the second region are mixed.

ここで、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSを構成する金属元素に対するIn、Ga、及びZnの原子数比のそれぞれを、[In]、[Ga]、及び[Zn]と表記する。例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSにおいて、第1の領域は、[In]が、CAC−OS膜の組成における[In]よりも大きい領域である。また、第2の領域は、[Ga]が、CAC−OS膜の組成における[Ga]よりも大きい領域である。または、例えば、第1の領域は、[In]が、第2の領域における[In]よりも大きく、且つ、[Ga]が、第2の領域における[Ga]よりも小さい領域である。また、第2の領域は、[Ga]が、第1の領域における[Ga]よりも大きく、且つ、[In]が、第1の領域における[In]よりも小さい領域である。 Here, the atomic ratios of In, Ga, and Zn to the metal elements constituting CAC-OS in In-Ga-Zn oxide are expressed as [In], [Ga], and [Zn], respectively. For example, in CAC-OS in In-Ga-Zn oxide, the first region is a region where [In] is larger than [In] in the composition of the CAC-OS film. The second region is a region where [Ga] is larger than [Ga] in the composition of the CAC-OS film. Alternatively, for example, the first region is a region where [In] is larger than [In] in the second region and [Ga] is smaller than [Ga] in the second region. The second region is a region where [Ga] is larger than [Ga] in the first region and [In] is smaller than [In] in the first region.

具体的には、上記第1の領域は、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。また、上記第2の領域は、ガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。つまり、上記第1の領域を、Inを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第2の領域を、Gaを主成分とする領域と言い換えることができる。 Specifically, the first region is a region whose main component is indium oxide, indium zinc oxide, etc., and the second region is a region whose main component is gallium oxide, gallium zinc oxide, etc. In other words, the first region can be rephrased as a region whose main component is In. The second region can be rephrased as a region whose main component is Ga.

なお、上記第1の領域と、上記第2の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。 Note that there may be cases where a clear boundary between the first region and the second region cannot be observed.

また、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSとは、In、Ga、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とする領域と、一部にInを主成分とする領域とが、それぞれモザイク状であり、これらの領域がランダムに存在している構成をいう。よって、CAC−OSは、金属元素が不均一に分布した構造を有していると推測される。 In addition, CAC-OS in In-Ga-Zn oxide refers to a material composition containing In, Ga, Zn, and O, in which some regions mainly contain Ga and some regions mainly contain In, each of which is in a mosaic shape, and these regions exist randomly. Therefore, it is presumed that CAC-OS has a structure in which metal elements are distributed non-uniformly.

CAC−OSは、例えば基板を加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、CAC−OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましい。例えば、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好ましくは0%以上10%以下とする。 CAC-OS can be formed, for example, by a sputtering method under conditions where the substrate is not heated. When CAC-OS is formed by a sputtering method, any one or more of an inert gas (typically argon), oxygen gas, and nitrogen gas may be used as the film-forming gas. The lower the flow rate ratio of oxygen gas to the total flow rate of film-forming gas during film formation, the more preferable it is. For example, the flow rate ratio of oxygen gas to the total flow rate of film-forming gas during film formation is set to 0% or more and less than 30%, preferably 0% or more and 10% or less.

また、例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSでは、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectroscopy)を用いて取得したEDXマッピングにより、Inを主成分とする領域(第1の領域)と、Gaを主成分とする領域(第2の領域)とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。 In addition, for example, in the case of CAC-OS in In-Ga-Zn oxide, it can be confirmed by EDX mapping obtained using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) that the structure has a region mainly composed of In (first region) and a region mainly composed of Ga (second region) that are unevenly distributed and mixed.

ここで、第1の領域は、第2の領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、第1の領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、第1の領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。 Here, the first region is a region with higher conductivity than the second region. In other words, the first region exhibits conductivity as a metal oxide when carriers flow through it. Therefore, when the first region is distributed in a cloud-like shape in the metal oxide, a high field effect mobility (μ) can be achieved.

一方、第2の領域は、第1の領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、第2の領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制することができる。 On the other hand, the second region has higher insulating properties than the first region. In other words, the second region is distributed in the metal oxide, which can suppress leakage current.

従って、CAC−OSをトランジスタに用いる場合、第1の領域に起因する導電性と、第2の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能(On/Offさせる機能)をCAC−OSに付与することができる。つまり、CAC−OS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。導電性の機能と絶縁性の機能と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。よって、CAC−OSをトランジスタに用いることで、高いオン電流(Ion)、高い電界効果移動度(μ)、及び良好なスイッチング動作を実現することができる。 Therefore, when the CAC-OS is used in a transistor, the conductivity due to the first region and the insulating property due to the second region act complementarily, so that the CAC-OS can be given a switching function (on/off function). In other words, the CAC-OS has a conductive function in a part of the material and an insulating function in a part of the material, and the whole material has a function as a semiconductor. By separating the conductive function and the insulating function, both functions can be maximized. Therefore, by using the CAC-OS in a transistor, a high on-current (I on ), a high field-effect mobility (μ), and a good switching operation can be realized.

また、CAC−OSを用いたトランジスタは、信頼性が高い。従って、CAC−OSは、適用される電子機器の信頼性を高めることができる。 In addition, transistors using CAC-OS are highly reliable. Therefore, CAC-OS can improve the reliability of electronic devices to which it is applied.

酸化物半導体は、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、CAC−OS、nc−OS、CAAC−OSのうち、二種以上を有していてもよい。 Oxide semiconductors have a variety of structures, each of which has different characteristics. The oxide semiconductor of one embodiment of the present invention may have two or more of an amorphous oxide semiconductor, a polycrystalline oxide semiconductor, an a-like OS, a CAC-OS, an nc-OS, and a CAAC-OS.

<酸化物半導体を有するトランジスタ>
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
<Transistor Having Oxide Semiconductor>
Next, the case where the oxide semiconductor is used for a transistor will be described.

上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。 By using the oxide semiconductor in a transistor, a transistor with high field-effect mobility can be realized. In addition, a highly reliable transistor can be realized.

トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は1×1017cm−3以下、好ましくは1×1015cm−3以下、さらに好ましくは1×1013cm−3以下、より好ましくは1×1011cm−3以下、さらに好ましくは1×1010cm−3未満であり、1×10−9cm−3以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすることで、キャリア濃度を低くすることができる。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性または実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性または実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ場合がある。 It is preferable to use an oxide semiconductor having a low carrier concentration for the transistor. For example, the carrier concentration of the oxide semiconductor is 1×10 17 cm −3 or less, preferably 1×10 15 cm −3 or less, more preferably 1×10 13 cm −3 or less, more preferably 1×10 11 cm −3 or less, and further preferably less than 1×10 10 cm −3 and 1×10 −9 cm −3 or more. Note that in the case of lowering the carrier concentration of the oxide semiconductor film, the carrier concentration can be lowered by lowering the impurity concentration in the oxide semiconductor film and lowering the density of defect states. In this specification and the like, a low impurity concentration and a low density of defect states are referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic. Note that an oxide semiconductor having a low carrier concentration may be referred to as a high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic oxide semiconductor.

また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。 In addition, a highly pure intrinsic or substantially highly pure intrinsic oxide semiconductor film may have a low density of trap states because of its low density of defect states.

また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。 In addition, the charge trapped in the trap states of the oxide semiconductor takes a long time to disappear and may behave as if it were a fixed charge. Therefore, a transistor in which a channel formation region is formed in an oxide semiconductor with a high density of trap states may have unstable electrical characteristics.

従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。なお、酸化物半導体中の不純物とは、例えば、酸化物半導体を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が0.1原子%未満の元素は不純物と言える。 Therefore, in order to stabilize the electrical characteristics of a transistor, it is effective to reduce the impurity concentration in the oxide semiconductor. In addition, in order to reduce the impurity concentration in the oxide semiconductor, it is preferable to also reduce the impurity concentration in adjacent films. Examples of impurities include hydrogen, nitrogen, alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel, silicon, and the like. Note that impurities in an oxide semiconductor refer to, for example, anything other than the main component that constitutes the oxide semiconductor. For example, an element with a concentration of less than 0.1 atomic % can be considered an impurity.

<不純物>
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
<Impurities>
Here, the influence of each impurity in an oxide semiconductor will be described.

酸化物半導体において、第14族元素の一つであるシリコンまたは炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体におけるシリコンまたは炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンまたは炭素の濃度(二次イオン質量分析法(SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry)により得られる濃度)を、2×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1017atoms/cm以下とする。 When an oxide semiconductor contains silicon or carbon, which is one of Group 14 elements, defect levels are formed in the oxide semiconductor. Therefore, the concentration of silicon or carbon in the oxide semiconductor and the concentration of silicon or carbon in the vicinity of the interface with the oxide semiconductor (concentration obtained by secondary ion mass spectrometry (SIMS)) are set to 2×10 18 atoms/cm 3 or less, preferably 2×10 17 atoms/cm 3 or less.

また、酸化物半導体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属またはアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、SIMSにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、1×1018atoms/cm以下、好ましくは2×1016atoms/cm以下にする。 In addition, when an oxide semiconductor contains an alkali metal or an alkaline earth metal, defect levels are formed and carriers are generated in some cases. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor containing an alkali metal or an alkaline earth metal is likely to have normally-on characteristics. For this reason, the concentration of the alkali metal or the alkaline earth metal in the oxide semiconductor measured by SIMS is set to 1×10 18 atoms/cm 3 or less, preferably 2×10 16 atoms/cm 3 or less.

また、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、n型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、SIMSにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、5×1019atoms/cm未満、好ましくは5×1018atoms/cm以下、より好ましくは1×1018atoms/cm以下、さらに好ましくは5×1017atoms/cm以下にする。 Furthermore, when nitrogen is contained in an oxide semiconductor, electrons serving as carriers are generated, the carrier concentration increases, and the semiconductor is likely to become n-type. As a result, a transistor using an oxide semiconductor containing nitrogen as a semiconductor is likely to have normally-on characteristics. Alternatively, when nitrogen is contained in an oxide semiconductor, a trap state may be formed. As a result, the electrical characteristics of the transistor may become unstable. For this reason, the nitrogen concentration in the oxide semiconductor obtained by SIMS is set to less than 5×10 19 atoms/cm 3 , preferably 5×10 18 atoms/cm 3 or less, more preferably 1×10 18 atoms/cm 3 or less, and further preferably 5×10 17 atoms/cm 3 or less.

また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、SIMSにより得られる酸化物半導体中の水素濃度を、1×1020atoms/cm未満、好ましくは1×1019atoms/cm未満、より好ましくは5×1018atoms/cm未満、さらに好ましくは1×1018atoms/cm未満にする。 In addition, hydrogen contained in the oxide semiconductor reacts with oxygen bonded to a metal atom to form water, and thus oxygen vacancies may be formed. When hydrogen enters the oxygen vacancies, electrons serving as carriers may be generated. In addition, some of the hydrogen may bond to oxygen bonded to a metal atom to generate electrons serving as carriers. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor containing hydrogen is likely to have normally-on characteristics. For this reason, it is preferable that hydrogen in the oxide semiconductor is reduced as much as possible. Specifically, the hydrogen concentration in the oxide semiconductor obtained by SIMS is set to less than 1×10 20 atoms/cm 3 , preferably less than 1×10 19 atoms/cm 3 , more preferably less than 5×10 18 atoms/cm 3 , and further preferably less than 1×10 18 atoms/cm 3 .

不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。 By using an oxide semiconductor with sufficiently reduced impurities in the channel formation region of a transistor, stable electrical characteristics can be achieved.

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。 This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.

(実施の形態9)
本実施の形態は、本発明の一態様の電子機器の一例を示す。
(Embodiment 9)
This embodiment describes an example of an electronic device according to one embodiment of the present invention.

図39A乃至図39F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、マイクロフォン9008、等を有する。 The electronic device shown in Figures 39A to 39F has a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or an operation switch), a connection terminal 9006, a sensor 9007, a microphone 9008, etc.

図39A乃至図39F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もよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画または動画を撮影し、記録媒体(外部またはカメラに内蔵)に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有してもよい。 The electronic device shown in Figures 39A to 39F has various functions. For example, it can have a function of displaying various information (still images, videos, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function of displaying a calendar, date or time, etc., a function of controlling processing by various software (programs), a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, etc. Note that the functions of the electronic device are not limited to these, and it can have various functions. The electronic device may have multiple display units. In addition, the electronic device may have a function of providing a camera or the like to capture still images or videos and store them on a recording medium (external or built into the camera), a function of displaying the captured images on the display unit, etc.

図39A乃至図39Fに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。 Details of the electronic devices shown in Figures 39A to 39F are described below.

図39A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、その複数の面に文字、または画像情報の一以上を表示することができる。図39Aでは3つのアイコン9050を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報9051を表示部9001の他の面に表示することもできる。情報9051の一例として、電子メール、SNS、電話などの着信の通知、電子メール、またはSNSなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、電波強度などがある。または、情報9051が表示されている位置にはアイコン9050などを表示してもよい。 Figure 39A is a perspective view showing a mobile information terminal 9101. The mobile information terminal 9101 can be used as a smartphone, for example. The mobile information terminal 9101 may be provided with a speaker 9003, a connection terminal 9006, a sensor 9007, and the like. The mobile information terminal 9101 can display one or more pieces of text or image information on multiple surfaces. Figure 39A shows an example in which three icons 9050 are displayed. Information 9051 shown in a dashed rectangle can also be displayed on another surface of the display unit 9001. Examples of the information 9051 include notification of incoming e-mail, SNS, telephone call, etc., the title of e-mail or SNS, the sender's name, date and time, time, remaining battery level, radio wave intensity, and the like. Alternatively, an icon 9050 or the like may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.

図39B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。 Figure 39B is a perspective view showing a mobile information terminal 9102. The mobile information terminal 9102 has a function of displaying information on three or more sides of the display unit 9001. Here, an example is shown in which information 9052, information 9053, and information 9054 are each displayed on different sides. For example, a user can check information 9053 displayed in a position that can be observed from above the mobile information terminal 9102 while the mobile information terminal 9102 is stored in a breast pocket of a garment. The user can check the display without taking the mobile information terminal 9102 out of the pocket and decide, for example, whether or not to answer a call.

図39Cは、腕時計型の携帯情報端末9200を示す斜視図である。表示部9001はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末9200は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末9200は、接続端子9006により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、または充電の一以上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。 Figure 39C is a perspective view showing a wristwatch-type mobile information terminal 9200. The display surface of the display unit 9001 is curved, and display can be performed along the curved display surface. The mobile information terminal 9200 can also perform hands-free conversation by communicating with, for example, a headset capable of wireless communication. The mobile information terminal 9200 can also perform data transmission with another information terminal or one or more of charging via a connection terminal 9006. Note that charging may be performed by wireless power supply.

図39D乃至図39F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39Dは携帯情報端末9201を展開した状態、図39Fは折り畳んだ状態、図39Eは図39Dと図39F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。 Figures 39D to 39F are perspective views showing a foldable mobile information terminal 9201. Figure 39D is a perspective view of the mobile information terminal 9201 in an unfolded state, Figure 39F is a folded state, and Figure 39E is a perspective view of a state in the middle of changing from one of Figures 39D and 39F to the other. The mobile information terminal 9201 has excellent portability when folded, and has excellent display visibility due to a seamless wide display area when unfolded. The display unit 9001 of the mobile information terminal 9201 is supported by three housings 9000 connected by hinges 9055. For example, the display unit 9001 can be bent with a curvature radius of 0.1 mm or more and 150 mm or less.

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。 This embodiment can be combined with other embodiments as appropriate.

ANO:配線、CAT:配線、CU:電流制御部、EM:発光素子、FD:ノード、GL:配線、GLa:配線、GLb:配線、GLc:配線、GLd:配線、GLe:配線、GLf:配線、GLg:配線、IG:受光素子、IR:赤外光、IRS:副画素、M11:トランジスタ、M12:トランジスタ、M13:トランジスタ、M14:トランジスタ、M15:トランジスタ、M16:トランジスタ、M17:トランジスタ、MS:配線、PD:受光素子、PS:副画素、RES:配線、SE:信号供給部、SEN:配線、SL:配線、SLB:配線、SLG:配線、SLR:配線、SR:受発光素子、TX:配線、WX:配線、11:表示部、12:駆動回路部、13:駆動回路部、14:駆動回路部、15:回路部、21B:画素回路、21G:画素回路、21R:画素回路、22:画素回路、23:画素回路、30:画素、30c:画素、30d:画素、48:配線、49:配線、51:トランジスタ、52:トランジスタ、53:トランジスタ、54:トランジスタ、57:容量、58:容量、60:発光素子、61:トランジスタ、62:トランジスタ、63:トランジスタ、64:トランジスタ、65:トランジスタ、66:トランジスタ、67:容量、68:容量、90B:発光素子、90G:発光素子、90R:発光素子、90S:受光素子、100:表示装置、101:基板、111:画素電極、111C:接続電極、111G:画素電極、111R:画素電極、112B:有機層、112G:有機層、112R:有機層、113:共通電極、114:有機層、115:有機層、121:保護層、125:絶縁層、126:樹脂層、130:接続部、131:絶縁層、200:表示部、200A:表示部、200B:表示部、201:基板、202:基板、203:機能層、211:発光素子、211B:発光素子、211G:発光素子、211IR:発光素子、211R:発光素子、211W:発光素子、211X:発光素子、212:受光素子、213R:受発光素子、220:指、221:接触部、222:指紋、223:撮像範囲、225:スタイラス、226:軌跡、252:トランジスタ、254:接続部、258:トランジスタ、259:トランジスタ、260:トランジスタ、261:絶縁層、262:絶縁層、264:絶縁層、265:絶縁層、268:絶縁層、271:導電層、272a:導電層、272b:導電層、273:導電層、275:絶縁層、278:接続部、281:半導体層、281i:チャネル形成領域、281n:低抵抗領域、292:接続層、400:表示装置、401:制御回路部、403:センサ部、404:記憶部、405:発光素子、406:受光素子、407:認証部、411a:導電層、411b:導電層、411c:導電層、412G:EL層、412S:光電変換層、413:共通電極、414:有機層、416:保護層、417:遮光層、420:電子機器、421:筐体、422:表示部、425:領域、425a:領域、425b:領域、427:領域、430b:発光素子、431:カメラ、432:照度センサ、433:ユーザー、434:照度センサ、435:バンド、436:操作ボタン、437:留め具、438:カメラ、440:受光素子、441:層、442:接着層、443:層、445:空間、451:基板、452:基板、453:基板、454:基板、460:被写体、461:左手首、462:表示部、463:指、464:回路、465:配線、466:導電層、472:FPC、473:IC、483:領域、484:領域、484a:領域、484b:領域、491:絶縁層、492:樹脂層、711:発光層、712:発光層、713:発光層、720:層、730:層、750B:発光素子、750G:発光素子、750R:発光素子、751:層、752:層、753B:発光層、753G:発光層、753R:発光層、754:層、755:層、760:受光素子、761:層、762:層、763:層、790:EL層、790a:EL層、790b:EL層、791:下部電極、791B:画素電極、791G:画素電極、791PD:画素電極、791R:画素電極、792:上部電極、795:着色層、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、6521:カメラ、6522:カメラ、6523:照度センサ、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 ANO: Wiring, CAT: Wiring, CU: Current control unit, EM: Light-emitting element, FD: Node, GL: Wiring, GLa: Wiring, GLb: Wiring, GLc: Wiring, GLd: Wiring, GLe: Wiring, GLf: Wiring, GLg: Wiring, IG: Light-receiving element, IR: Infrared light, IRS: Sub-pixel, M11: Transistor, M12: Transistor, M13: Transistor, M14: Transistor, M15: Transistor, M16: Transistor, M17: Transistor, MS: Wiring, PD: Light-receiving element, PS: Sub-pixel, RES: Wiring, SE: Signal supply unit, SEN: Wiring, SL: Wiring, SLB: Wiring, SLG: Wiring, SLR: Wiring, SR: light emitting/receiving element, TX: wiring, WX: wiring, 11: display section, 12: drive circuit section, 13: drive circuit section, 14: drive circuit section, 15: circuit section, 21B: pixel circuit, 21G: pixel circuit, 21R: pixel circuit, 22: pixel circuit, 23: pixel circuit, 30: pixel, 30c: pixel, 30d: pixel, 48: wiring, 49: wiring, 51: transistor, 52: transistor, 53: transistor, 54: transistor, 57: capacitance, 58: capacitance, 60: light emitting element, 61: transistor, 62: transistor, 63: transistor, 64: transistor, 65: transistor, 66: transistor, 67: capacitance, 68: capacitance, 90 B: light-emitting element, 90G: light-emitting element, 90R: light-emitting element, 90S: light-receiving element, 100: display device, 101: substrate, 111: pixel electrode, 111C: connection electrode, 111G: pixel electrode, 111R: pixel electrode, 112B: organic layer, 112G: organic layer, 112R: organic layer, 113: common electrode, 114: organic layer, 115: organic layer, 121: protective layer, 125: insulating layer, 126: resin layer, 130: connection portion, 131: insulating layer, 200: display portion, 200A: display portion, 200B: display portion, 201: substrate, 202: substrate, 203: functional layer, 211: light-emitting element, 211B: light-emitting element, 211G: light-emitting element, 211IR: light-emitting element child, 211R: light emitting element, 211W: light emitting element, 211X: light emitting element, 212: light receiving element, 213R: light receiving/emitting element, 220: finger, 221: contact portion, 222: fingerprint, 223: imaging range, 225: stylus, 226: trajectory, 252: transistor, 254: connection portion, 258: transistor, 259: transistor, 260: transistor, 261: insulating layer, 262: insulating layer, 264: insulating layer, 265: insulating layer, 268: insulating layer, 271: conductive layer, 272a: conductive layer, 272b: conductive layer, 273: conductive layer, 275: insulating layer, 278: connection portion, 281: semiconductor layer, 281i: channel formation region, 281n : low resistance region, 292: connection layer, 400: display device, 401: control circuit section, 403: sensor section, 404: memory section, 405: light emitting element, 406: light receiving element, 407: authentication section, 411a: conductive layer, 411b: conductive layer, 411c: conductive layer, 412G: EL layer, 412S: photoelectric conversion layer, 413: common electrode, 414: organic layer, 416: protective layer, 417: light shielding layer, 420: electronic device, 421: housing, 422: display section, 425: region, 425a: region, 425b: region, 427: region, 430b: light emitting element, 431: camera, 432: illuminance sensor, 433: user, 434: illuminance sensor, 435: band, 4 36: operation button, 437: fastener, 438: camera, 440: light receiving element, 441: layer, 442: adhesive layer, 443: layer, 445: space, 451: substrate, 452: substrate, 453: substrate, 454: substrate, 460: subject, 461: left wrist, 462: display unit, 463: finger, 464: circuit, 465: wiring, 466: conductive layer, 472: FPC, 473: IC, 483: region, 484: region, 484a: region, 484b: region, 491: insulating layer, 492: resin layer, 711: light emitting layer, 712: light emitting layer, 713: light emitting layer, 720: layer, 730: layer, 750B: light emitting element, 750G: light emitting element, 750R: light emitting element, 751: layer, 752: layer, 753B: light-emitting layer, 753G: light-emitting layer, 753R: light-emitting layer, 754: layer, 755: layer, 760: light-receiving element, 761: layer, 762: layer, 763: layer, 790: EL layer, 790a: EL layer, 790b: EL layer, 791: lower electrode, 791B: pixel electrode, 791G: pixel electrode, 791PD: pixel electrode, 791R: pixel electrode, 792: upper electrode, 795: colored layer, 6500: electronic device, 6501: housing, 6502: display unit, 6503: power button, 6504: button, 6505: speaker, 6506: microphone, 6507: camera, 6508: light source, 6510: protective member, 6511 : Display panel, 6512: Optical member, 6513: Touch sensor panel, 6515: FPC, 6516: IC, 6517: Printed circuit board, 6518: Battery, 6521: Camera, 6522: Camera, 6523: Illuminance sensor, 9000: Housing, 9001: Display unit, 9003: Speaker, 9005: Operation key, 9006: Connection terminal, 9007: Sensor, 9008: Microphone, 9050: Icon, 9051: Information, 9052: Information, 9053: Information, 9054: Information, 9055: Hinge, 9101: Portable information terminal, 9102: Portable information terminal, 9200: Portable information terminal, 9201: Portable information terminal

Claims (32)

 表示部を有し、
 前記表示部は、複数の発光素子と、複数の受光素子とを有し、
 前記受光素子は、前記発光素子から射出された光の被写体からの反射光を受光し、
 前記受光素子は第1の検出期間の間、受光し、
 前記第1の検出期間の間、前記発光素子は第1の輝度で発光し、
 前記受光素子は前記第1の検出期間より短い第2の検出期間の間、受光し、
 前記第2の検出期間の間、前記発光素子は前記第1の輝度より高い第2の輝度で発光する、
 電子機器。
A display unit is provided.
the display unit includes a plurality of light-emitting elements and a plurality of light-receiving elements;
The light receiving element receives light emitted from the light emitting element and reflected from a subject;
The light receiving element receives light during a first detection period,
During the first detection period, the light emitting element emits light at a first luminance;
the light receiving element receives light for a second detection period that is shorter than the first detection period;
During the second detection period, the light-emitting element emits light at a second luminance higher than the first luminance.
electronic equipment.
 請求項1において、
 前記受光素子は、外光の照度が第1の値以下のとき、前記第1の検出期間の間、受光し、前記外光の照度が前記第1の値より高いとき、前記第2の検出期間の間、受光する、
 電子機器。
In claim 1,
the light receiving element receives light during the first detection period when the illuminance of the external light is equal to or lower than a first value, and receives light during the second detection period when the illuminance of the external light is higher than the first value;
electronic equipment.
 表示部を有し、
 前記表示部は、複数の画素回路と、複数の第2の素子とを有し、
 前記画素回路は、第1の素子と、電流制御部とを有し、
 前記第1の素子は、第1の電極及び第2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極の間に位置する第1の発光層とを有し、
 前記電流制御部は、第1の端子と、前記第2の電極と接続される第2の端子とを有し、
 前記複数の画素回路が有するそれぞれの前記第1の素子の前記第1の電極は、互いに接続され、
 前記複数の画素回路が有するそれぞれの前記電流制御部の前記第1の端子は、互いに接続され、
 前記第2の素子は、前記第1の素子から射出された光の被写体からの反射光を受光し、
 外光の照度が、第1の値以下のときに、前記第2の素子は第1の検出期間の間、受光し、
 前記第1の検出期間の間、前記第1の素子は第1の輝度で発光し、
 前記外光の照度が前記第1の値より高いときに、前記第1の素子は前記第1の輝度より高い第2の輝度で発光し、前記第2の素子は前記第1の検出期間より短い第2の検出期間の間、受光し、
 前記第2の検出期間の間、前記第1の素子は前記第2の輝度で発光し、
 前記第2の輝度の発光のときの前記第1の端子の電位と前記第1の電極の電位の差は、前記第1の輝度の発光のときの前記第1の端子の電位と前記第1の電極の電位の差よりも大きい、
 電子機器。
A display unit is provided.
the display unit includes a plurality of pixel circuits and a plurality of second elements;
the pixel circuit includes a first element and a current control unit;
the first element has a first electrode, a second electrode, and a first light-emitting layer located between the first electrode and the second electrode;
the current control unit has a first terminal and a second terminal connected to the second electrode,
the first electrodes of the first elements of the plurality of pixel circuits are connected to each other;
the first terminals of the current control units of the pixel circuits are connected to each other;
the second element receives light emitted from the first element and reflected from a subject;
When the illuminance of the external light is equal to or less than a first value, the second element receives light for a first detection period;
During the first detection period, the first element emits light at a first intensity;
When the illuminance of the external light is higher than the first value, the first element emits light at a second luminance higher than the first luminance, and the second element receives light for a second detection period shorter than the first detection period;
During the second detection period, the first element emits light at the second intensity;
a difference between a potential of the first terminal and a potential of the first electrode during emission of the second luminance is greater than a difference between a potential of the first terminal and a potential of the first electrode during emission of the first luminance;
electronic equipment.
 請求項3において、
 前記電流制御部は、第1のトランジスタを有し、
 前記第1のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第1の端子に接続され、
 前記第1のトランジスタのソース及びドレインの他方は、前記第2の端子に接続される、
 電子機器。
In claim 3,
the current control section includes a first transistor;
one of a source and a drain of the first transistor is connected to the first terminal;
the other of the source and the drain of the first transistor is connected to the second terminal;
electronic equipment.
 請求項3において、
 前記電流制御部は、第1のトランジスタを有し、
 前記第1の素子が発光するときは、前記第1のトランジスタのソース及びドレインの一方には、前記第1の端子に対応する電位が与えられ、前記第1の素子の電流は、前記第1のトランジスタにより制御される、
 電子機器。
In claim 3,
the current control section includes a first transistor;
When the first element emits light, a potential corresponding to the first terminal is applied to one of a source and a drain of the first transistor, and a current of the first element is controlled by the first transistor.
electronic equipment.
 請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
 前記第1の輝度と前記第1の検出期間の長さとの積は、前記第2の輝度と前記第2の検出期間の長さとの積の0.8倍以上1.2倍以下である、
 電子機器。
In any one of claims 1 to 5,
a product of the first luminance and a length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times a product of the second luminance and a length of the second detection period;
electronic equipment.
 請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
 前記被写体は、前記表示部の表面に接する、または表面に近接する第1の指であり、
 前記第1の指の指紋情報を取得する機能を有する、
 電子機器。
In any one of claims 1 to 5,
the subject is a first finger in contact with or close to a surface of the display unit;
having a function of acquiring fingerprint information of the first finger;
electronic equipment.
 請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
 記憶部を有し、
 前記被写体は、前記表示部の表面に接する、または表面に近接する第1の指であり、
 前記記憶部は、第2の指の指紋情報を有し、
 前記第1の指の指紋情報を取得する機能と、前記第1の指の指紋情報と前記第2の指の指紋情報を照合する機能とを有する、電子機器。
In any one of claims 1 to 5,
A storage unit is provided.
the subject is a first finger in contact with or close to a surface of the display unit;
the storage unit has fingerprint information of a second finger;
An electronic device having a function of acquiring fingerprint information of the first finger and a function of matching the fingerprint information of the first finger with the fingerprint information of the second finger.
 請求項3において、
 前記第2の素子は、第3の電極及び第4の電極と、前記第3の電極と前記第4の電極の間に位置する活性層とを有し、
 前記複数の第2の素子が有するそれぞれの前記第3の電極は互いに接続され、
 前記複数の第2の素子が有するそれぞれの前記第3の電極と、前記複数の画素回路が有するそれぞれの前記第1の素子の前記第1の電極には、同じ電位が与えられる、
 電子機器。
In claim 3,
the second element has a third electrode, a fourth electrode, and an active layer located between the third electrode and the fourth electrode;
the third electrodes of the second elements are connected to each other;
the third electrodes of the second elements and the first electrodes of the first elements of the pixel circuits are supplied with the same potential;
electronic equipment.
 請求項9において、
 前記第2の素子は、第2の発光層を有し、
 前記第2の発光層は、前記第3の電極と前記第4の電極の間に位置する、
 電子機器。
In claim 9,
the second element has a second light-emitting layer;
the second light-emitting layer is located between the third electrode and the fourth electrode;
electronic equipment.
 請求項10において、
 前記第1の素子は、赤、緑、及び青の3色から選ばれる一の色の光を発する機能を有し、
 前記第2の素子は、前記3色から選ばれる他の一の色の光を発する機能と、可視光を受光する機能と、を有する、
 電子機器。
In claim 10,
the first element has a function of emitting light of one color selected from three colors of red, green, and blue;
the second element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving visible light;
electronic equipment.
 請求項10において、
 前記第1の素子は、赤、緑、及び青の3色から選ばれる一の色の光を発する機能を有し、
 前記第2の素子は、前記3色から選ばれる他の一の色の光を発する機能と、赤外光を受光する機能と、を有する、
 電子機器。
In claim 10,
the first element has a function of emitting light of one color selected from three colors of red, green, and blue;
the second element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving infrared light;
electronic equipment.
 請求項3において、
 前記第2の輝度の発光のときの前記第1の電極の電位は、前記第1の輝度の発光のときの前記第1の電極の電位よりも低い、
 電子機器。
In claim 3,
a potential of the first electrode during emission of the second luminance is lower than a potential of the first electrode during emission of the first luminance;
electronic equipment.
 請求項3において、
 前記第2の輝度の発光のときの前記第1の端子の電位は、前記第1の輝度の発光のときの前記第1の端子の電位よりも高い、
 電子機器。
In claim 3,
a potential of the first terminal during emission of the second luminance is higher than a potential of the first terminal during emission of the first luminance;
electronic equipment.
 表示部と、カメラとを有し、
 前記表示部は、複数の画素回路と、複数の受光素子とを有し、
 前記画素回路は、発光素子と、電流制御部とを有し、
 第1の動作モードにおいて、
 前記受光素子は、前記発光素子から射出された光の被写体からの反射光を受光し、
 外光の照度が、第1の値以下のときに、前記発光素子は第1の輝度で発光し、前記受光素子は第1の検出期間の間、受光し、
 前記外光の照度が前記第1の値より高いときに、前記発光素子は前記第1の輝度より高い第2の輝度で発光し、前記受光素子は前記第1の検出期間より短い第2の検出期間の間、受光し、
 第2の動作モードにおいて、
 前記発光素子は第3の輝度で発光し、
 前記第3の輝度での発光をフラッシュライトとして、前記カメラを用いて撮像を行い、
 前記第3の輝度は、前記第2の輝度より低い、
 電子機器。
A display unit and a camera are included.
the display unit includes a plurality of pixel circuits and a plurality of light receiving elements;
the pixel circuit includes a light emitting element and a current control unit;
In a first mode of operation,
The light receiving element receives light emitted from the light emitting element and reflected from a subject;
When the illuminance of external light is equal to or less than a first value, the light-emitting element emits light with a first luminance, and the light-receiving element receives light for a first detection period;
When the illuminance of the external light is higher than the first value, the light emitting element emits light at a second luminance higher than the first luminance, and the light receiving element receives light for a second detection period shorter than the first detection period,
In a second mode of operation,
the light emitting element emits light at a third brightness;
taking an image using the camera with the light emitted at the third luminance as a flashlight;
The third luminance is lower than the second luminance.
electronic equipment.
 請求項15において、
 前記発光素子は、第1の電極及び第2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極の間に位置する発光層とを有し、
 前記電流制御部は、第1の端子と、前記第2の電極と接続される第2の端子とを有し、
 前記複数の画素回路が有するそれぞれの前記発光素子の前記第1の電極は、互いに接続され、
 前記複数の画素回路が有するそれぞれの前記電流制御部の前記第1の端子は、互いに接続され、
 前記第1の端子の電位と前記第1の電極の電位差は、前記第2の輝度の発光のときに、前記第1の輝度の発光のときよりも大きく、
 前記第1の端子の電位と前記第1の電極の電位差は、前記第2の輝度の発光のときに、前記第3の輝度の発光のときよりも大きい、
 電子機器。
In claim 15,
The light-emitting element has a first electrode, a second electrode, and a light-emitting layer located between the first electrode and the second electrode,
the current control unit has a first terminal and a second terminal connected to the second electrode,
the first electrodes of the light-emitting elements of the plurality of pixel circuits are connected to each other;
the first terminals of the current control units of the pixel circuits are connected to each other;
a potential difference between the first terminal and the first electrode is larger during emission of the second luminance than during emission of the first luminance;
a potential difference between the first terminal and the first electrode is greater during emission of the second luminance than during emission of the third luminance;
electronic equipment.
 電子機器を実行させるためのプログラムであり、
 前記電子機器は表示機能及び検出機能を有する表示部と、記憶部と、を有し、
 第1の指を前記表示部の表面に接して、または前記第1の指を前記表示部の表面に近接して配置する第1のステップと、
 前記表示部に第1の画像の第1領域を第1の輝度において表示し、前記第1の画像の第1領域を光源として第1の検出期間にて検出を行い、前記第1の指の第1の撮像画像を取得する第2のステップと、
 前記第1の撮像画像の採用の可否を選択する第3のステップと、
 前記第3のステップにおいて撮像画像が採用されなかった場合、前記表示部に前記第1の画像の前記第1領域を前記第1の輝度よりも高い第2の輝度にて表示し、前記第1の画像の前記第1領域を光源として前記第1の検出期間よりも短い第2の検出期間にて検出を行い、前記第1の指の第2の撮像画像を取得する第4のステップと、
 前記第2の撮像画像の採用の可否を選択する第5のステップと、
 前記第3のステップにおいて前記第1の撮像画像が採用された場合には前記第1の撮像画像から前記第1の指の指紋情報を抽出し、前記第5のステップにおいて前記第2の撮像画像が採用された場合には前記第2の撮像画像から前記第1の指の指紋情報を抽出する第6のステップと、
 前記第6のステップにおいて抽出された前記第1の指の前記指紋情報と、前記記憶部が有する第2の指の指紋情報とを照合する第7のステップと、
 を有し、
 前記第3のステップにおいて前記第1の撮像画像が採用された場合には、前記第4のステップ及び前記第5のステップを行わずに前記第6のステップに進む、
 プログラム。
A program for running an electronic device,
The electronic device has a display unit having a display function and a detection function, and a memory unit,
A first step of placing a first finger on or proximate to a surface of the display;
a second step of displaying a first region of a first image on the display unit at a first luminance, performing detection during a first detection period using the first region of the first image as a light source, and acquiring a first captured image of the first finger;
a third step of selecting whether or not to adopt the first captured image;
a fourth step of displaying the first area of the first image on the display unit at a second luminance higher than the first luminance when the captured image is not adopted in the third step, performing detection in a second detection period shorter than the first detection period using the first area of the first image as a light source, and acquiring a second captured image of the first finger;
a fifth step of selecting whether or not to adopt the second captured image;
a sixth step of extracting fingerprint information of the first finger from the first captured image when the first captured image is adopted in the third step, and extracting fingerprint information of the first finger from the second captured image when the second captured image is adopted in the fifth step;
a seventh step of comparing the fingerprint information of the first finger extracted in the sixth step with fingerprint information of a second finger stored in the storage unit;
having
if the first captured image is adopted in the third step, the fourth step and the fifth step are not performed and the sixth step is performed.
program.
 請求項17において、
 前記第1の輝度と前記第1の検出期間の長さとの積は、前記第2の輝度と前記第2の検出期間の長さとの積の0.8倍以上1.2倍以下である、
 プログラム。
In claim 17,
a product of the first luminance and a length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times a product of the second luminance and a length of the second detection period;
program.
 表示部と、記憶部と、照度センサとを有し、
 前記表示部は、複数の画素回路と、複数の受光素子とを有し、
 前記画素回路は、発光素子と、電流制御部とを有し、
 前記受光素子は、前記発光素子から射出された光の被写体からの反射光を受光し、
 前記記憶部は、第1の生体情報を有し、
 前記照度センサは、前記表示部が受ける外光に対応した照度を検出し、
 前記照度センサに検出される照度が、第1の値以下のときに、前記受光素子は第1の検出期間の間、受光し、
 前記第1の検出期間の間、前記発光素子は第1の輝度で発光し、
 前記照度センサに検出される照度が前記第1の値より高いときに、前記受光素子は前記第1の検出期間より短い第2の検出期間の間、受光し、
 前記第2の検出期間の間、前記発光素子は前記第1の輝度より高い第2の輝度で発光し、
 認証コードに基づく処理内容を取得する機能と、第2の生体情報を取得して、前記第1の生体情報との照合に基づき前記処理内容の承認を行う機能とを有し、
 前記認証コードは、前記認証コードを含む画像を第1の被写体とし、前記第1の被写体からの反射光を前記複数の受光素子が検出することで取得され、
 前記第2の生体情報は、指または掌を第2の被写体とし、前記第2の被写体からの反射光を前記複数の受光素子が検出することで取得される、
 電子機器。
The device has a display unit, a storage unit, and an illuminance sensor,
the display unit includes a plurality of pixel circuits and a plurality of light receiving elements;
the pixel circuit includes a light emitting element and a current control unit;
The light receiving element receives light emitted from the light emitting element and reflected from a subject;
the storage unit has first biological information;
the illuminance sensor detects an illuminance corresponding to external light received by the display unit;
When the illuminance detected by the illuminance sensor is equal to or lower than a first value, the light receiving element receives light for a first detection period,
During the first detection period, the light emitting element emits light at a first luminance;
When the illuminance detected by the illuminance sensor is higher than the first value, the light receiving element receives light for a second detection period that is shorter than the first detection period,
During the second detection period, the light emitting element emits light at a second luminance higher than the first luminance;
a function of acquiring a processing content based on an authentication code, and a function of acquiring second biometric information and approving the processing content based on a comparison with the first biometric information;
the authentication code is acquired by using an image including the authentication code as a first subject and detecting reflected light from the first subject with the plurality of light receiving elements;
the second biometric information is acquired by detecting reflected light from a finger or a palm of a second subject using the plurality of light receiving elements;
electronic equipment.
 請求項19において、
 前記発光素子は、第1の電極及び第2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極の間に位置する第1の発光層とを有し、
 前記電流制御部は、第1の端子と、前記第2の電極と接続される第2の端子とを有し、
 前記複数の画素回路が有するそれぞれの前記発光素子の前記第1の電極は、互いに接続され、
 前記複数の画素回路が有するそれぞれの前記電流制御部の前記第1の端子は、互いに接続され、
 前記第2の輝度の発光のときの前記第1の端子の電位と前記第1の電極の電位の差は、前記第1の輝度の発光のときの前記第1の端子の電位と前記第1の電極の電位の差よりも大きい、
 電子機器。
20. In claim 19,
the light-emitting element has a first electrode, a second electrode, and a first light-emitting layer located between the first electrode and the second electrode;
the current control unit has a first terminal and a second terminal connected to the second electrode,
the first electrodes of the light-emitting elements of the plurality of pixel circuits are connected to each other;
the first terminals of the current control units of the pixel circuits are connected to each other;
a difference between a potential of the first terminal and a potential of the first electrode during emission of the second luminance is greater than a difference between a potential of the first terminal and a potential of the first electrode during emission of the first luminance;
electronic equipment.
 請求項20において、
 前記電流制御部は、第1のトランジスタを有し、
 前記第1のトランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第1の端子に接続され、前記第1のトランジスタのソース及びドレインの他方は、前記第2の端子に接続される、
 電子機器。
In claim 20,
the current control section includes a first transistor;
one of a source and a drain of the first transistor is connected to the first terminal, and the other of the source and the drain of the first transistor is connected to the second terminal;
electronic equipment.
 請求項20において、
 前記電流制御部は、第1のトランジスタを有し、
 前記発光素子が発光するときは、前記第1のトランジスタのソース及びドレインの一方には、前記第1の端子に対応する電位が与えられ、前記発光素子の電流は、前記第1のトランジスタにより制御される、
 電子機器。
In claim 20,
the current control section includes a first transistor;
When the light-emitting element emits light, a potential corresponding to the first terminal is applied to one of a source and a drain of the first transistor, and a current of the light-emitting element is controlled by the first transistor.
electronic equipment.
 請求項19乃至請求項22のいずれか一において、
 前記認証コードは、バーコードまたは2次元コードである、
 電子機器。
In any one of claims 19 to 22,
The authentication code is a barcode or a two-dimensional code.
electronic equipment.
 請求項19乃至請求項22のいずれか一において、
 前記第1の輝度と前記第1の検出期間の長さとの積は、前記第2の輝度と前記第2の検出期間の長さとの積の0.8倍以上1.2倍以下である、
 電子機器。
In any one of claims 19 to 22,
a product of the first luminance and a length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times a product of the second luminance and a length of the second detection period;
electronic equipment.
 請求項20において、
 前記受光素子は、第3の電極及び第4の電極と、前記第3の電極と前記第4の電極の間に位置する活性層とを有し、
 前記受光素子が有するそれぞれの前記第3の電極は互いに接続され、
 前記受光素子が有するそれぞれの前記第3の電極と、前記複数の画素回路が有するそれぞれの前記発光素子の前記第1の電極には、同じ電位が与えられる、
 電子機器。
In claim 20,
the light receiving element has a third electrode, a fourth electrode, and an active layer located between the third electrode and the fourth electrode;
the third electrodes of the light receiving elements are connected to each other;
the third electrode of each of the light receiving elements and the first electrode of each of the light emitting elements of the plurality of pixel circuits are given the same potential;
electronic equipment.
 請求項25において、
 前記受光素子は、第2の発光層を有し、
 前記第2の発光層は、前記第3の電極と前記第4の電極の間に位置する、
 電子機器。
26. In claim 25,
the light receiving element has a second light emitting layer,
the second light-emitting layer is located between the third electrode and the fourth electrode;
electronic equipment.
 請求項26において、
 前記発光素子は、赤、緑、及び青の3色から選ばれる一の色の光を発する機能を有し、
 前記受光素子は、前記3色から選ばれる他の一の色の光を発する機能と、可視光を受光する機能と、を有する、
 電子機器。
27. In claim 26,
the light-emitting element has a function of emitting light of one color selected from three colors of red, green, and blue,
The light receiving element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving visible light.
electronic equipment.
 請求項26において、
 前記発光素子は、赤、緑、及び青の3色から選ばれる一の色の光を発する機能を有し、
 前記受光素子は、前記3色から選ばれる他の一の色の光を発する機能と、赤外光を受光する機能と、を有する、
 電子機器。
27. In claim 26,
the light-emitting element has a function of emitting light of one color selected from three colors of red, green, and blue,
The light receiving element has a function of emitting light of another color selected from the three colors and a function of receiving infrared light.
electronic equipment.
 請求項20において、
 前記第1の電極の電位は、前記第2の輝度の発光のときに、前記第1の輝度の発光のときよりも低い、
 電子機器。
In claim 20,
a potential of the first electrode is lower during emission of the second luminance than during emission of the first luminance;
electronic equipment.
 請求項20において、
 前記第1の端子の電位は、前記第2の輝度の発光のときに、前記第1の輝度の発光のときよりも高い、
 電子機器。
In claim 20,
a potential of the first terminal is higher during emission of the second luminance than during emission of the first luminance;
electronic equipment.
 電子機器に実行させるためのプログラムであり、
 前記電子機器は、複数の受光素子を有する表示部と、記憶部と、を有し、
 認証コードを含む画像を第1の被写体とし、前記表示部に光源として第1の画像を第1の輝度で表示し、前記光源の前記第1の被写体からの反射光を前記複数の受光素子が第1の検出期間で検出する第1のステップと、
 前記第1のステップで検出された前記反射光を用いて、前記認証コードの撮像画像を取得する第2のステップと、
 前記認証コードに基づく第1の処理内容を前記表示部に表示する第3のステップと、
 第1の指を前記表示部に接触させて、または近接して配置する第4のステップと、
 前記第1の指を第2の被写体とし、前記表示部に第2の光源として第2の画像を第2の輝度で表示し、前記第2の光源の前記第2の被写体からの反射光を前記複数の受光素子が第2の検出期間で検出する第5のステップと、
 前記第5のステップで検出された前記反射光を用いて、前記第1の指の撮像画像を取得する第6のステップと、
 前記第1の指の撮像画像から前記第1の指の指紋情報を取得し、前記記憶部が有する第2の指の指紋情報との照合を行う第7のステップと、
 前記照合により前記第1の指の指紋情報と前記第2の指の指紋情報の一致を確認し、前記第1の処理内容を行う第8のステップと、
 を有し、
 前記第6のステップにおいて取得された撮像画像の画質を検証し、撮像画像の再取得が必要と判断された場合には、前記第5のステップ及び前記第6のステップを再度行い、
 2回目に行う前記第5のステップでは、1回目と比較して、前記第2の輝度が高く、前記第2の検出期間が短い、
 プログラム。
A program for causing an electronic device to execute the program.
The electronic device includes a display unit having a plurality of light receiving elements and a storage unit,
a first step of displaying the first image at a first luminance on the display unit using an image including an authentication code as a first subject and using the image as a light source, and detecting reflected light from the light source on the first subject by the plurality of light receiving elements during a first detection period;
a second step of acquiring an image of the authentication code by using the reflected light detected in the first step;
a third step of displaying a first process content based on the authentication code on the display unit;
a fourth step of placing a first finger in contact with or adjacent to the display;
a fifth step of displaying a second image at a second luminance on the display unit using the first finger as a second subject and a second light source as a second light source, and detecting reflected light of the second light source from the second subject by the plurality of light receiving elements during a second detection period;
a sixth step of acquiring an image of the first finger by using the reflected light detected in the fifth step;
a seventh step of acquiring fingerprint information of the first finger from the captured image of the first finger and comparing the fingerprint information of the first finger with fingerprint information of a second finger stored in the storage unit;
an eighth step of confirming a match between the fingerprint information of the first finger and the fingerprint information of the second finger by the collation and performing the first process;
having
verifying the image quality of the captured image acquired in the sixth step, and if it is determined that the captured image needs to be reacquired, performing the fifth step and the sixth step again;
In the fifth step performed a second time, the second luminance is higher and the second detection period is shorter than those in the first time.
program.
 請求項31において、
 前記第1の輝度と前記第1の検出期間の長さとの積は、前記第2の輝度と前記第2の検出期間の長さとの積の0.8倍以上1.2倍以下である、
 プログラム。
32. In claim 31,
a product of the first luminance and a length of the first detection period is 0.8 to 1.2 times a product of the second luminance and a length of the second detection period;
program.
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