顯示裝置及其驅動方法

專利名稱：顯示裝置及其驅動方法
技術領域：
本發明涉及透過型顯示裝置及其驅動方法。本發明尤其涉及應用有機EU電致發光)元件的透過型顯示裝置及其驅動方法。
背景技術：
目前對有機EL元件的研究開發日益火熱。有機EL元件的基礎結構是包含發光有機化合物的層夾在一對電極之間。通過對該元件施加電壓，可以得到來自發光性的有機化合物的發光。應用有機EL元件的發光裝置之一是顯示裝置。作為上述顯示裝置，已知有應用單純矩陣方式(也稱為被動矩陣方式)或主動矩陣方式的顯示裝置。有機EL元件是可以形成為膜狀的自發光元件，該有機EL元件不需要液晶顯示裝置等所需要的背光燈，所以可以實現薄型、輕量、對比度高且能夠以低耗電量進行驅動的顯示裝置。例如，專利文獻I公開了使用有機EL元件的顯示裝置的一個例子。近年來，顯示裝置被要求具有多樣化。其中之一是具有透視功能的顯示裝置，該顯示裝置的顯示部具有光透過性而可以看到背后景物。具有上述透視功能的顯示裝置被期待應用于各種用途:車輛的擋風玻璃；房屋或高樓等建筑物的窗玻璃；店鋪的櫥窗的玻璃或陳列柜；移動電話或平板終端等信息便攜終端；頭戴顯示器等可戴顯示器；或者用于飛機等的平視顯示器等。[專利文獻I]日本專利申請公開2002-324673號公報具有透視功能的顯示裝置被要求提高其所顯示的圖像的顯示質量。然而，常規上，透過具有透視功能的顯示裝置的光(以下也稱為透過光)與來自像素部的發光混合在一起被看到，由此不能夠得到清楚的顯示圖像。另外，由于信息終端設備或可戴顯示器等需要用電池供應驅動電力，因此為了延長能夠驅動的時間還要求顯示裝置實現低耗電量化。

發明內容
本發明鑒于上述技術背景而被提出。從而，本發明的一個方式的目的之一是提供一種應用有機EL元件且顯示質量得到提高的透過型顯示裝置及其驅動方法。另外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種能夠以低耗電量進行驅動的透過型顯示裝置。本發明的一個方式至少實現上述目的中的一個。作為提高顯示圖像的顯示質量的方法，可以舉出顯示元件的高亮度化、顯示元件的色純度的提聞或顯不部的聞清晰化等。在此，為了實現上述目的，本發明人構想出一種顯示裝置的結構，該顯示裝置包括:具有不透過外光的發光元件的像素部；以及透過外光的透過部。像素部所具有的發光元件采用如下結構:通過作為與可見一側相反一側的電極設置具有反射性的電極，遮斷外光。再者，可以采用如下結構:設置與設置在像素部中的發光元件重疊的濾色片。
就是說，本發明的一個方式是一種顯示裝置，包括:選擇性地透過第一至第η波長區的光中的任一個的第一至第η濾色片；與第一至第η濾色片中的任一個重疊且發射上述第一至第η波長區的光的多個發光元件；以及透過可見光的透過部。另外，多個發光元件的每一個包括:第一電極層；第二電極層；以及夾在其間的包含發光有機化合物的層。再者，濾色片一側的第二電極層對可見光具有透光性，第一電極層對可見光具有反射性。當采用上述結構時，由于外光只透過透過部而不透過具備發光元件的區域，所以來自發光元件的發光不與來自外光的透過光混合在一起，從而可以得到清楚的顯示圖像。再者，由于來自發光元件的發光是透過濾色片被看到，所以可以提高色純度而可以得到更清楚的顯示圖像。從而，可以提供顯示質量進一步得到提高的透過型顯示裝置。再者，通過采用上述結構，可以使透過不同發光色的濾色片與發光元件的一對組合(以下在本說明書中，將彼此重疊的一個濾色片和一個發光元件的一對組合定義為顯示元件)的發光元件的結構為相同。從而，與使用金屬掩模等分別制造不同發光色的發光元件的情況相比，可以使發光元件之間的距離縮短，由此可以提供具有高清晰度或高開口率的顯示裝置。另外，在上述顯示裝置中，優選的是，第二電極層對可見光具有透光性及反射性，并且，至少一個發光元件在第一電極層與第二電極層之間包括光學調整層。另外，當采用上述結構時，設置有光學調整層的顯示元件因光學干涉而可以提高特定波長區的光的發光強度，從而可以進一步提高來自發光元件的發光的色純度。從而，可以得到更清楚的顯示圖像。另外，在上述顯示裝置中，優選的是，透過部包括多個透過發光元件，透過發光元件包括第三電極層、第二電極層及夾在其間的包含發光有機化合物的層，并且，第三電極層對可見光具有透光性。如此，優選在透過部中設置對可見光具有透光性的透過發光元件。由于該透過發光元件具有與顯示元件相同的發光有機化合物，所以通過同時使具備濾色片的顯示元件和該透過發光元件驅動而顯示圖像，與只使顯示元件驅動的情況相比，可以使該透過發光元件以低電力驅動。另外，當使該透過發光元件驅動而顯示圖像時，在與設置有濾色片的可見一側相反一側(也稱為背面一側)也可以通過來自透過發光元件的發光而顯示圖像，從而也可以用作雙面發射型顯示裝置。另外，也可以在透過發光元件不發光的狀態下只驅動顯示元件而顯示圖像。此時，從透過發光元件只看到透過光而可以使透過光量增大，這在背景暗時特別有效。此外，當不需要在背面一側顯示圖像時，也可以通過使透過發光元件處于非發光狀態，來使從背面一側看不到顯示圖像。 另外，在上述顯示裝置中，優選的是，上述透過發光元件所占的面積大于每個顯示元件所占的面積。另外，在上述顯示裝置中，優選的是，上述多個透過發光元件所占的面積的總和大于顯示元件所占的面積的總和。如上所述，通過作為與發光元件的可見一側相反一側的電極使用具有反射性的電極來提高發光亮度，由此即使擴大設置在透過部中的透過發光元件的面積也可以維持高顯示質量。透過發光元件的面積越大，透過光量越大，所以是優選的。可以使每個透過發光元件的面積大于每個顯示元件的面積，并且也可以使透過發光元件的面積的總和大于顯示元件的面積的總和。例如，當由呈現紅色、藍色及綠色的顯示元件和呈現白色的透過發光元件構成像素時，可以使透過發光元件所占的面積大于每個顯示元件所占的面積，并且也可以使透過發光元件所占的面積大于三個顯示元件所占的面積的總和。另外，本發明的一個方式是一種顯示裝置的驅動方法，該顯示裝置至少包括:發射一種波長區的光且對可見光具有非透光性的顯示元件；以及發射該波長區的光且對可見光具有透光性的透過發光元件，其中，切換驅動顯示元件及透過發光元件而顯示圖像的第一模式和只驅動顯示元件而顯示圖像的第二模式。如此，例如，當背景暗時，通過不使透過發光元件發光而驅動顯示元件來使透過光量增加。另一方面，當背景亮度高時，通過同時驅動透過發光元件來可以使顯示裝置以低耗電量驅動。再者，通過使用透過發光元件可以提高顯示圖像的亮度，由此即使在明亮的地方也可以顯示清楚的圖像。另外，本發明的另一個方式是一種顯示裝置的驅動方法，至少包括:發射第一波長區的光且對可見光具有非透光性的第一顯示元件；發射第二波長區的光且對可見光具有非透光性的第二顯示元件；以及發射第一波長區及第二波長區的光且對可見光具有透光性的透過發光元件，其中，切換驅動第一顯示元件、第二顯示元件及透過發光元件而顯示圖像的第一模式和不驅動透過發光元件但驅動第一顯示元件及第二顯示元件而顯示圖像的第二模式。如上所述，通過采用從多個顯示元件得到多個發光色的結構，在能夠進行彩色顯示的透過型顯示裝置中也可以實現低耗電量驅動。注意，在本說明書中，顯示裝置是指具備多個像素的圖像顯示裝置。此外，該顯示裝置在其范疇中還包括:連接器；安裝有諸如FPC (柔性印刷電路)或TCP (帶式載體封裝)的模塊；在TCP的端部設置有印刷線路板的模塊；以及通過COG (玻璃上的芯片)方法將IC(集成電路)直接安裝在形成有像素的襯底上的的模塊。根據本發明可以提供一種應用有機EL元件且顯示質量得到提高的透過型顯示裝置及其驅動方法。另外，可以提供一種能夠以低耗電量進行驅動的透過型顯示裝置。


圖1A和圖1B是說明本發明的一個方式的顯示裝置的圖；圖2A和圖2B是說明本發明的一個方式的顯示裝置的圖；圖3A至圖3C是說明本發明的一個方式的顯示元件及透過部的配置例的圖；圖4A至圖4C是說明本發明的一個方式的顯示元件及透過部的配置例的圖；圖5A和圖5B是說明本發明的一個方式的顯示裝置的圖；圖6A和圖6B是說明本發明的一個方式的顯示裝置的圖；圖7A和圖7B是說明本發明的一個方式的顯示裝置的圖；圖8A至圖8C是說明本發明的一個方式的EL層的圖；圖9A至圖9D是說明本發明的一個方式的顯示裝置的應用例的圖1OA至圖1OC是說明本發明的一個方式的晶體管的結構例的圖。
具體實施例方式參照附圖對實施方式進行詳細說明。但是，本發明不局限于以下說明，而所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅局限在以下所示的實施方式所記載的內容中。注意，在下面所說明的發明的結構中，在不同的附圖中共同使用相同的附圖標記來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重復說明。注意，在本說明書所說明的每一個附圖中，有時為了明確起見，夸大表示各結構的大小、層的厚度或區域。因此，本發明并不一定局限于附圖所示的大小。實施方式I在本實施方式中，參照圖1A至圖4C說明本發明的一個方式的顯示裝置的結構例。<結構例>圖1A是顯示裝置100的示意圖。顯示裝置100包括多個像素110，并且每個像素110包括呈現紅色發光的顯示元件101R、呈現綠色發光的顯示元件101G、呈現藍色發光的顯示元件IOlB及透過部103。在此，當說明每個顯示元件共同具有的特征時，將上述顯示元件概括為顯示元件101。顯示元件IOlR包括發光元件111及濾色片105R。與此同樣,顯示元件IOlG包括發光元件111及濾色片105G，顯示元件IOlB包括發光元件111及濾色片105B。在此，在顯示裝置100中，設置有濾色片的一側是能夠看到顯示圖像或透過光的可見一側。另外，將與可見一側相反的一側稱為背面一側。發光元件111具有在第一電極層113上依次層疊EL層115和第二電極層117的結構。在此，設置在濾色片一側的第二電極層117對可見光具有透光性。另外，設置在與濾色片相反的一側的第一電極層113對可見光具有反射性。從而，來自發光元件111的發光射出到濾色片一側。在此，由于第一電極層113具有反射性，所以可以反射發射到EL層115的第一電極層113 —側的光而射出到第二電極層117—側，因此可以利用干涉效應提高發光元件111的發光強度。另外，使用下述實施方式說明發光元件111的具體結構例。設置在顯示元件IOlR中的濾色片105R選擇性地透過紅色波長區的光。此外，設置在顯示元件IOlG中的濾色片105G選擇性地透過綠色波長區的光。此外，設置在顯示元件IOlB中的濾色片105B選擇性地透過藍色波長區的光。來自發光元件111的發光至少包括紅色波長區的光、綠色波長區的光及藍色波長區的光。作為發光元件111優選使用呈現白色發光的發光元件。從而，透過濾色片105R射出的來自顯示元件IOlR的發光R呈現紅色。與此同樣，透過濾色片105G射出的來自顯示元件IOlG的發光G呈現綠色，透過濾色片105B射出的來自顯示元件IOlB的發光B呈現藍色。如此，通過使像素110分別具備發射紅色、綠色、藍色的光的顯示元件，可以提供彩色顯示的顯示裝置100。透過部103是透過可見光的區域。透過光T通過透過該透過部103來透過顯示裝置 100。另一方面，在設置有顯示元件101的區域中，透過光T被第一電極層113反射而不透過。另外，也可以通過在第一電極層113的背面一側設置反射防止層，以防止透過光T反射。透過光T在像素110內的設置有透過部103的區域中透過，并且在設置有顯示元件101的區域中由于被第一電極層113反射而不透過。從而，防止來自各發光元件的發光與來自外光的透過光混合在一起，而可以得到清楚的顯示圖像。另外，由于來自發光元件111的發光透過濾色片射出，所以可以提高來自顯示元件101的發光的色純度而可以得到更鮮明的顯示圖像。另外，顯示元件101使用濾色片透過來自發光元件111的發光的一部分的波長區的光，由此作為設置在顯示元件101中的發光元件111，可以采用相同結構。因此，可以省略針對各顯示元件分別制造發光元件的工序，來可以提高制造工序中的成品率。另外，與使用金屬掩模等分別制造發光元件的情況相比，可以使相鄰元件之間的距離縮短，由此可以提供具有高清晰度或高開口率的顯示裝置100。通過采用具有上述結構的顯示裝置100，可以提供顯示質量得到提高的透過型顯示裝置。在此，可以采用在透過部103中設置具有透光性的發光元件的結構。下面，對在透過部103具備透過發光元件的顯示裝置的結構例進行說明。注意，關于與上述描述相同的部分，省略說明或者簡單地說明。圖1B是顯示裝置120的示意圖。顯示裝置120包括多個像素110。像素110包括顯示元件101R、顯示元件101G、顯示元件IOlB及透過部103。在此，除了透過部103的結構之外，顯示裝置120具有與顯示裝置100同樣的結構。透過部103具備透過發光元件131。透過發光元件131具有在第三電極層133上依次層疊有EL層115和第二電極層117的結構。構成透過發光兀件131的EL層115及第二電極層117應用與發光兀件111相同的層。另一方面，第三電極層133對可見光具有透光性。由此，來自透過發光元件131的發光W是至少包括紅色波長區的光、綠色波長區的光及藍色波長區的光的發光，優選是白色發光。另外，由于第三電極層133及第二電極層117都具有透光性，所以來自透過發光元件131的發光射出到可見一側及背面一側的雙方。另外，由于透過發光元件131的第三電極層133及第二電極層117都具有透光性，所以透過發光元件131透過光。從而，在透過部103中，透過設置有透過發光元件131的區域的光和從其他區域透過的光作為透過光T從可見一側被看到。如此，除了第三電極層133之外，透過發光元件131可以采用與發光元件111同樣的結構，由此可以容易形成。另外，通過使各顯示元件和透過發光元件131同時驅動而顯示圖像，與只驅動顯示元件的情況相比，可以以低電力驅動。另外，通過采用上述結構，在可見一側用作彩色顯示的顯示裝置，在背面一側用作單色(白色)發光的顯示裝置，由此也可以用作雙面發射型顯示裝置。另外，當在透過發光元件131不發光的狀態下只驅動顯示元件101而顯示圖像時，從透過發光元件131只看到透過光而可以使透過光T的光量增大。這樣的驅動方法當背景暗時特別有效。此外，當不需要使背面一側顯示圖像時，也可以利用該驅動方法。如此，可以根據背景的亮度或其用途控制其驅動方法。如此，通過根據情況控制驅動方法，可以降低耗電量。在本實施方式中，采用一個像素具有一個或多個透過部103的結構，但是具備透過部103的像素和不具備透過部103的像素也可以混合在一起。此外，也可以采用不同像素共享透過部103的結構。例如，也可以采用在相鄰的像素之間設置透過部103的結構。另夕卜，當采用在透過部103中具備透過發光元件131的結構時，優選采用像素具備一個以上的透過發光元件131的結構。另外，在本實施方式中采用像素包括分別呈現紅色、綠色及藍色的三色的發光的三個顯示元件的結構，但是像素的結構不局限于此，而可以采用具有一個以上的顯示元件的結構。當只將一個顯示元件設置在像素中時，該發光元件可以采用發射一種波長區的光的結構并設置選擇性地透過該光的濾色片。通過采用這樣的結構，可以用作色純度得到提高的單色顯示的顯示裝置。另外，當在透過部中設置透過發光元件時，可以通過對可見一側及背面一側使用上述波長區的光而顯示圖像。另外，當將兩個以上的顯示元件設置在像素中時，與上述顯示裝置同樣，該發光元件可以都采用發射多個波長區的光并在每個顯示元件中設置選擇性地透過上述多個波長區的光中的任一個的濾色片的結構。另外，此時當在透過部中設置透過發光元件時，該透過發光元件對可見一側及背面一側發射上述多個波長區的光。在此，優選在顯示元件內的發光元件所相對的電極之間設置光學調整層并利用微腔(微諧振)效果提高發光強度。由于可以提高來自設置有光學調整層的具有發光元件的顯示元件的發光的色純度，可以提供顯示質量進一步提高的顯示裝置。圖2A是應用光學調整層的顯示裝置140的示意圖。顯示裝置140與圖1B所示的顯示裝置120的不同之處是顯示元件101R、IOlG及IOlB的結構不同。構成顯示元件101及透過部103內的每個發光元件的可見一側的第二電極層117對可見光具有透光性及反射性。從而，到達第二電極層117的可見光的一部分透過，其他一部分反射。因此，在具備對可見光不具有透光性且具有反射性的第一電極層113的發光元件中，通過利用微腔效果調整第一電極層113與第二電極層117之間的光學距離，可以提高發光強度及色純度。呈現藍色發光的顯示元件IOlB內的發光元件141B在不使用光學調整層的情況下調整第一電極層113與第二電極層117之間的光學距離，以提高藍色的波長區的光。呈現紅色發光的顯示元件IOlR內的發光元件141R在第一電極層113與第二電極層117之間具備調整光學距離的光學調整層149R，以提高紅色的波長區的光。光學調整層149R由透過可見光的材料構成。呈現綠色發光的顯示元件IOlG內的發光元件141G在第一電極層113與第二電極層117之間具備調整光學距離的光學調整層149G，以提高綠色的波長區的光。與上述同樣，光學調整層149G由透過可見光的材料構成。另外，圖2A示出在EL層115與第一電極層113之間設置光學調整層149R及149G的結構，但是不局限于此，而可以采用在第一電極層113與第二電極層117之間的任一個位置上設置光學調整層149R及149G的結構。另外，也可以采用在電極層之間設置兩層以上的光學調整層的結構。在此，作為光學調整層，也可以應用與構成透過部103內的透過發光元件的具有透光性的第三電極層133相同的層。通過使用相同的層形成這些層，可以使工序簡化，所以是優選的。圖2B是顯示裝置160的示意圖。顯示裝置160與上述顯示裝置140的不同之處是光學調整層及第三電極層的結構不同。設置在透過部103中的透過發光元件171包括層疊有由具有透光性的導電材料構成的導線層的第三電極層173。第三電極層173的每一個層優選由相同材料構成。另外，有時被層疊的每一個層的界面不明確。呈現紅色發光的顯示元件IOlR內的發光元件161R包括光學調整層169R。光學調整層169R由與上述第三電極層173相同的疊層的導電層形成。呈現綠色發光的顯示元件IOlG內的發光元件161G包括光學調整層169G。光學調整層169G由構成上述第三電極層173的任一個導電層構成。由于光學調整層169R及169G使用由透光性導電材料構成的導電層構成,所以與上述顯示裝置140同樣，可以提高各發光元件的發光強度。再者，可以提高來自各顯示元件101的發光的色純度，由此提供顯示質量高的顯示裝置。<顯示元件、透過部的配置例>下面，說明包括在像素中的顯示元件以及透過部的配置例。圖3A至圖4C是示出像素的配置例的俯視示意圖。圖3A至圖4C示出包括至少一個像素的區域。在圖3A所示的配置例中，顯示元件101R、101G、101B的每一個在縱方向上配置為條狀。另外，在所相鄰的顯示元件之間設置有透過部103。在此，在圖3A中，在相同顏色的顯示元件之間(例如，在兩個顯示元件IOlR之間)，例如設置有布線等，來包括不透過光的非透過部107。另外，當作為布線材料使用具有透光性的材料時，不需要設置非透過部107，從而可以提供開口率極高的顯示裝置。在圖3B所示的配置例中，與圖3A同樣，顯示元件101R、101G、IOlB及透過部103在縱方向上配置為條狀，但是在一個像素中只設置有一個透過部103。另外，在圖3C所示的配置例中，透過部103在橫方向上設置為條狀。如此，通過將呈現相同顏色的發光的多個顯示元件101設置為條狀，可以在一個方向上連續地設置構成顯示元件101的濾色片。另一方面，也可以采用由顯示元件圍繞透過部103的四方的結構。例如，在圖4A所示的結構中，以將一個像素110內的透過部103使用與該像素110相鄰的兩個像素的顯示元件圍繞的方式配置顯示元件101RU01G及101B。另外，像素110配置為格子狀。
在圖4B所示的結構中，在縱方向上交替地配置有與圖4A同樣的像素110。另外，在圖4C所示的結構中，像素110包括一個透過部103及三種顯示元件中的任兩個。另外，相鄰的像素110包括上述三種顯示元件中的剩下的一個。可以使用這種兩個像素110進行彩色顯示。例如，如圖3A至圖3C所示，當透過部103在以相等的間隔配置為條狀時，根據其間隔的大小，有時產生透過光的衍射而使線狀不均勻被看到。如圖4A至圖4C所示，通過采用以顯示元件圍繞透過部103的四方的結構，可以抑制上述光的衍射所產生的線狀不均勻，所以是優選的。另外，在上述配置例中，各顯示元件的面積可以根據設置在各顯示元件中的發光元件的亮度或發光效率等的特性適當地調整。另外，與此同樣，透過部的面積也可以根據透過部中的透過率及被要求的開口率(透過度)適當地調整。當然，也可以適當地改變像素內的顯示元件的配列順序或位置關系等。本實施方式可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。實施方式2在本實施方式中，參照

在透過部中具有透過發光元件的顯示裝置的結構例。本發明的一個方式的透過型顯示裝置可以應用于單純矩陣方式及主動矩陣方式中的任一個。以下說明應用主動矩陣方式的顯示裝置的一個例子。圖5A是本發明的一個方式的顯示裝置200的俯視示意圖。顯示裝置200具有相對的第一襯底211和第二襯底212。另外，在第一襯底211上設置有具有多個像素110的顯示部201、掃描線驅動電路202及信號線驅動電路203。另夕卜，第一襯底211和第二襯底212使用以圍繞顯示部201的方式設置的密封劑213粘合而形成由第一襯底211、第二襯底212及密封劑213圍繞的密封區。另外，使掃描線驅動電路202及信號線驅動電路203電連接于設置在密封區的外側的外部輸入端子205的布線從密封區的內側延伸到外側。此外，可以使用與外部輸入端子205電連接的FPC207輸入驅動掃描線驅動電路202或信號線驅動電路203等的電源電位或驅動信號等的信號。設置在顯示部201中的像素110可以應用實施方式I所例示的像素。另外，第一襯底211及第二襯底212對可見光具有透光性。從而，顯示裝置200是能夠通過像素110內的透過部103透過光的透過型顯示裝置。〈顯示部的結構例〉以下說明顯示部201的結構例。[結構例I]在本結構例中，說明一種顯示部的結構的一個例子，其中在該顯示部中，作為像素所具備的顯示元件，使用向與設置有該顯示元件的第一襯底相反一側發光的頂部發光型發光元件。圖5B是顯示部201內的包括一個像素110的區域中的俯視示意圖。注意，為了明確起見，在圖5B中未圖示EL層115、第二電極層117等。像素110包括顯示元件101R、顯示元件101G、顯示元件IOlB及透過部103。顯示元件101所具備的發光元件是向與第一襯底211相反一側發光的頂部發光型發光元件。另一方面，透過部103具備透過發光元件。在此，顯示元件101具有對可見光具有反射性的第一電極層113。另一方面，透過發光兀件具有對可見光具有透光性的第三電極層133。另外，雖然在此未圖示，但是至少設置有覆蓋第一電極層113及第三電極層133的EL層115以及覆蓋EL層115的第二電極層117。另外，在第二襯底212的與第一電極層113重疊的區域中設置有濾色片。每個顯示元件101及透過部103分別具有開關晶體管221a、驅動用晶體管221b及電容元件222。在晶體管221a中，柵極與掃描線驅動電路202電連接，源極和漏極中的一方與信號線驅動電路203電連接，源極和漏極中的另一方與晶體管221b的柵極電連接。在晶體管221b中，源極和漏極中的一方與信號線驅動電路203電連接，源極和漏極中的另一方與第一電極層113或第三電極層133電連接。另外，電容元件222形成在電連接于晶體管221a的源極和漏極中的另一方的導電層與電連接于晶體管221b的源極和漏極中的一方的導電層隔著絕緣層重疊的區域中。注意，在此示出使用兩個晶體管與一個電容器的結構，但是不局限于此，可以采用具有一個以上的晶體管或電容元件的結構。另外，也可以設置晶體管和電容元件之外的功能元件(例如，二極管元件或電阻元件)。此外，在像素110中設置有三個布線，即與晶體管22 Ia的柵極電連接的布線、與晶體管221a的源極和漏極中的一方電連接的布線及與晶體管221b的源極和漏極中的一方電連接的布線。另外，上述布線可以根據顯示元件或透過部的電路結構或者用來驅動它們的信號的數量或種類而適當地改變其數量。本結構例的顯示元件101內的發光元件是向與設置有顯示元件101的第一襯底211相反一側射出光的頂部發光型發光元件。因此，顯示元件101內的第一電極層113可以覆蓋晶體管221a、晶體管221b、電容元件222及上述多個布線的一部分地形成，從而可以擴大發光面積。另外，透過部103應用向第一襯底211 —側及第二襯底212—側的雙方射出光的雙面發光型透過發光元件。在此，雖然可以覆蓋晶體管221a、晶體管221b、電容元件222及上述多個布線的一部分地形成設置在透過部103中的第三電極層133而形成發光區，但是此時發射到背面一側的光的一部分被遮斷。從而，圖5B示出以不與晶體管或布線等重疊的方式設置第三電極層133的結構。例如，當因光照射而對晶體管或電容元件等的元件有劣化或特性變動等的影響時，采用上述結構是優選的。另一方面，當沒有光的影響時，與顯示元件101同樣，第三電極層133也可以覆蓋它們而形成，此時可以擴大發射到第二襯底212一側的光的發光面積。另外，在本結構例中，設置在各顯示元件101及透過部103中的晶體管是相同的晶體管，但是也可以根據設置在各晶體管中的發光元件或透過發光元件的特性而形成具有不同特性的晶體管。尤其是，實現驅動用晶體管221b的晶體管尺寸(柵極長度或柵極寬度等)的最適化是有效的。通過采用本結構例所示的結構，可以實現在顯示元件中具備頂部發光型發光元件的透過型顯示裝置。[結構例2]在本結構例中，說明一種顯示部的結構的一個例子，其中在該顯示部中，作為像素所具備的顯示元件，使用向設置有該顯示元件的第一襯底一側發光的底部發光型發光元件。注意，關于與結構例I相同的部分，省略說明或者簡單地說明。圖6A是包括像素110的區域的俯視示意圖。本結構例所例示的像素110與結構例I的不同之處是顯示元件101及透過部103內的電極層的結構不同。在各顯示元件101及透過部103中設置有對可見光具有透光性(或透光性及反射性)的第二電極層117。另外，雖然在此未圖示，但是設置有覆蓋各第二電極層117的EL層115。再者，在顯示元件101內的與第二電極層117重疊的區域中設置有對可見光具有反射性的不具有透過性的第一電極層113，在透過部103內的與第二電極層117重疊的區域中設置有對可見光具有透光性的第三電極層133。因此,顯不兀件101內的發光兀件是向第一襯底211 —側發光的底部發光型發光元件。另外，透過部103內的透過發光元件是透過可見光并向第一襯底211 —側及第二襯底212 —側的雙面發光的雙面發光型發光元件。再者，在顯示元件101內的第二電極層117的下側(與EL層115相反一側)，在分別與第二電極層117重疊的區域中分別設置有濾色片。通過采用上述結構，可以實現在顯示元件中具備底部發光型發光元件的透過型顯
示裝置。[結構例3]在上述結構例中示出各顯示元件與透過部的面積大致相同的結構，但是優選擴大透過部的面積。下面，說明透過部的面積比各顯示元件大時的結構例。圖6B是包括像素110的區域的俯視示意圖。本結構例所例示的像素110與結構例I的不同之處是一個像素110所占的面積及透過部103的形狀不同。在此，像素110被分割成兩行，在其中的一行中配置有三個顯示元件(顯示元件101RU01G及101B)，一個透過部103以占有另一行的方式配置。透過部103內的第三電極層133以跨過其下的布線的一部分的方式形成。在此，在第三電極層133的與布線重疊的區域中來自透過光及透過發光元件的背面一側的發光被遮斷，但是因為不與布線重疊的面積比與布線重疊的面積大得多，所以幾乎不成問題。另夕卜，也可以采用在與第三電極層133重疊的區域中設置具有透光性的布線的結構。如上所述，當擴大透過部103的面積時可以制造透明度高的顯示裝置，所以是優選的。在此優選的是，透過部103內的透過發光元件所占的面積比一個顯示元件101所占的面積大。再者，當比包括在一個像素中的所有顯示元件101所占的面積的總和大時，換言之，當在顯示裝置整體中所有透過發光元件所占的面積的總和比所有顯示元件所占的面積的總和大時，可以制造透明度更高的顯示裝置，所以是優選的。在本結構例中示出在相等間隔下將一個像素分割成兩行而配置顯示元件及透過部的結構，但是不局限于此，可以任意改變各行或各列的寬度。例如，在圖6B中，也可以以使透過部103的縱方向的長度比顯示元件101的縱方向的長度長的方式構成像素而擴大透過部103所占的面積。注意，在周期性地配列的像素的每一個內具有至少一個顯示元件101和至少一個透過部103即可，而像素內的顯示元件101及透過部103的每一個的形狀、所占的面積及配置方法不局限于上述結構例。
以上是具有應用透過發光元件的像素的顯示部的說明。另外，當制造應用了單純矩陣(被動矩陣)方式的顯示裝置時，可以采用不設置晶體管的結構。例如，可以采用周期性地配列與顯示元件或透過發光元件的一對電極電連接的兩個布線的結構。此外，當設置電容元件時，優選使用與上述兩個布線相同的兩層導電層而形成電容元件。<顯示裝置的截面結構例>以下通過示出截面結構的例子來對本發明的一個方式的顯示裝置進行詳細說明。[結構例I]圖7A是沿著在圖5A中示出的切斷包括外部輸入端子205、掃描線驅動電路202及顯示部201的區域的切斷線A-B及C-D的顯示裝置200的截面示意圖。在本結構例中，說明將頂面發光型發光元件應用于顯示元件時的一個例子。作為用于第一襯底211及第二襯底212的襯底的材料，可以使用對可見光具有透光性的材料。例如，可以使用玻璃、石英等。此外，只要能夠承受制造工序的熱處理，就也可以采用丙烯酸樹脂等的具有透光性的樹脂材料等。另外，通過將極薄的玻璃或具有柔性的樹脂等用于襯底，可以使顯示裝置具有柔性。另外，形成有發光元件或晶體管的第一襯底211優選預先進行使其收縮程度的加熱，并同時減少吸附到襯底內部或表面的水、氫或氧等的雜質。通過進行該加熱，可以抑制在制造發光元件或晶體管的工序中雜質的擴散，從而可以制造可靠性高的顯示裝置。外部輸入端子205使用顯示裝置200內的構成晶體管或發光元件的導電層形成。在本結構例中，使用構成晶體管的柵極的導電層和構成源電極及漏電極的導電層的疊層。如此，通過層疊多個導電層而形成外部輸入端子205，可以提高FPC207的承受壓接工序的機械強度，所以是優選的。另外，以與外部輸入端子205接觸的方式設置連接器209，FPC207通過該連接器209與外部輸入端子205電連接。作為連接器209，可以使用對熱固化性樹脂混合金屬粒子的膏狀或片狀且通過熱壓接合呈現各向異性的導電材料。作為金屬粒子，優選使用如由Au覆蓋Ni粒子的金屬粒子等的兩種以上的金屬成為層狀的粒子。圖7A示出作為掃描線驅動電路202使用組合η溝道型晶體管231與晶體管232的電路的例子。注意，掃描線驅動電路202的結構不局限于此，也可以使用組合η溝道型晶體管與P溝道型晶體管的多種CMOS電路或由P溝道型晶體管構成的電路等。注意，信號線驅動電路203也是同樣的。另外，在本結構例中，示出在形成有顯示部201的襯底上形成掃描線驅動電路202及信號線驅動電路203的驅動器一體型結構，但是也可以采用與形成有顯示部201的襯底分開設置掃描線驅動電路202及信號線驅動電路203中的一方或雙方的結構。注意，對構成顯示部201、掃描線驅動電路202及信號線驅動電路203的晶體管的結構沒有特別的限制。例如，既可以采用交錯型晶體管，又可以采用反交錯型晶體管。另外，也可以采用頂柵型和底柵型中的任一方的晶體管結構。此外，作為晶體管所使用的半導體材料，例如既可以使用硅或鍺等的半導體材料，又可以使用包含銦、鎵和鋅中的至少一種的氧化物半導體材料。此外，對用于晶體管的半導體的結晶性也沒有特別的限制，可以使用非晶半導體或結晶半導體(微晶半導體、多晶半導體、單晶半導體或其一部分具有結晶區的半導體)。當使用結晶半導體時可以抑制晶體管的特性劣化，所以是優選的。
圖7A示出底柵型晶體管作為晶體管的結構的例子。在此，在晶體管的比柵電極層靠內側的區域中設置半導體層。通過采用這樣的結構，當從第一襯底211 —側射入光時柵電極層遮斷光而防止光直接照射到半導體層，由此可以抑制光照射所導致的晶體管的電特性的變動。在此，參照圖1OA至圖1OC說明與上述晶體管不同的結構的幾個例子。在此說明底柵型晶體管的例子。圖1OA是底柵型晶體管300的截面示意圖。晶體管300包括:柵電極層301 ;覆蓋柵電極層301的柵極絕緣層302 ;隔著柵極絕緣層302與柵電極層301重疊的半導體層303 ;以及分別電連接到半導體層303的源電極層304a及漏電極層304b。另外，設置有覆蓋晶體管300的絕緣層305。在此，以源電極層304a及漏電極層304b覆蓋半導體層303的頂面及側面的一部分的方式形成有晶體管300。在此，當對源電極層304a及漏電極層304b進行蝕刻時，有時半導體層303的頂面的一部分被蝕刻。另外，在半導體層303與源電極層304a及漏電極層304b接觸的區域中，也可以通過摻雜雜質等來實現低電阻化。另外，當作為半導體使用硅時，也可以形成有與金屬的硅化物。通過使半導體層303的與源電極層304a及漏電極層304b接觸的區域低電阻化，可以降低該電極層與半導體層303的接觸電阻。由于可以降低源電極層304a與漏電極層304b之間的電阻，所以可以提高導通電流等的晶體管的特性，由此是優選的。通過采用具有上述結構的晶體管300，可以減少當形成晶體管300時所需要的光掩模的數量，從而可以實現制造工序的簡化。圖1OB所示的晶體管310與圖1OA所示的晶體管300的不同之處是晶體管310在半導體層303上具有絕緣層306。當對源電極層304a及漏電極層304b進行蝕刻時設置絕緣層306，以保護半導體層303。另外，通過設置絕緣層306，在形成絕緣層306之后的工序中半導體層303的至少形成有溝道的區域的頂面不會露出，由此可以排除此后工序中的污染(金屬污染、有機污染)的影響，從而可以制造可靠性高的晶體管。圖1OC所示的晶體管320與圖1OB所示的晶體管310的不同之處是絕緣層306形成在用來連接源電極層304a及漏電極層304b與半導體層303的開口部之外的半導體層303 上。源電極層304a及漏電極層304b分別通過設置在絕緣層306中的開口部與半導體層303電連接。另外，如圖1OC所示，通過覆蓋半導體層303的端部形成絕緣層306，上述開口部之外的區域不會露出而可以有效地抑制此后工序中的污染的影響，從而可以制造可靠性高的
晶體管。以上說明了晶體管的結構例。圖7A示出一個像素110內的顯示元件101和透過部103的截面結構作為顯示部201的一個例子。并且示出在顯示元件101及透過部103中包括驅動用晶體管221b的區域。顯不兀件101具有在第一電極層113上依次層疊有EL層115和第二電極層117的發光元件111。第一電極層113通過在此后說明的設置在絕緣層237及絕緣層238中的開口部與驅動用晶體管221b中的一方電極(源電極或漏電極)電連接。透過部103具有在第三電極層133上依次層疊有EL層115和第二電極層117的透過發光元件131。第三電極層133與上述第一電極層113同樣地與驅動用晶體管221b中的一方電極(源電極或漏電極)電連接。作為可以用于具有反射性的第一電極層113的材料，可以使用鈦、鋁、金、鉬、鎳、鎢、鉻、鑰、鈷、銅、鈀等金屬材料或包含該金屬材料的合金材料。此外，也可以對這些金屬材料或合金材料添加鑭、釹、硅或鍺等。作為合金材料的例子，可以舉出鋁和鈦的合金、鋁和鎳的合金、鋁和釹的合金等包含鋁的合金(鋁合金)以及銀和銅的合金、銀和鎂的合金等包含銀的合金等。銀和銅的合金具有高耐熱性，所以是優選的。并且，通過以與包含鋁的膜接觸的方式層疊金屬膜或金屬氧化物膜，可以抑制包含鋁的膜的氧化。作為以與包含鋁的膜接觸的方式設置的金屬材料或金屬氧化物材料，可以舉出鈦、氧化鈦等。此外，也可以層疊由后述的具有透過性的材料構成的膜與由金屬材料構成的膜。例如，可以使用銀與銦錫氧化物的疊層膜、銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等。另外，當將上述材料用于具有透光性及反射性的第二電極層117時，將由上述材料構成的導電膜減薄為具有透光性的程度。另一方面，作為可以具有透光性的第二電極層117及第三電極層133的導電材料，可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加鎵的氧化鋅等的導電氧化物或石墨烯(graphene)。另外，作為上述導電材料，可以使用金、銀、鉬、鎂、鎳、鎢、鉻、鑰、鐵、鈷、銅、鈀、鈦等金屬材料或包含該金屬材料的合金材料。或者，也可以使用上述金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等。另外，當使用金屬材料(或其氮化物)時，可以將由上述材料構成的導電膜減薄為具有透光性的程度。此外，可以使用上述材料的疊層膜作為導電膜。例如，通過使用銀和鎂的合金與銦錫氧化物的疊層膜等，可以提高導電性，所以是優選的。可以通過利用沉積法諸如濺射法、蒸鍍法等；印刷法諸如噴墨法、絲網印刷法等或者鍍法形成上述導電膜。另外，在通過利用濺射法形成具有透過性的上述導電氧化物膜的情況下，當在包含氬及氧的氣氛下形成該導電氧化物時可以提高透光性。另外，當在EL層上形成導電氧化物膜時，如采用在氧濃度被降低的包含氬的氣氛下形成的第一導電氧化物膜和在包含氬及氧的氣氛下形成的第二導電氧化物膜的疊層膜，則可以降低形成EL層時的損傷，所以是優選的。在此優選形成第一導電氧化物膜時的氬氣體的純度高，例如使用其露點為_70°C以下，優選為-100°C以下的氬氣體。絕緣層233覆蓋第一電極層113或第三電極層133的端部而設置。而且，為了提高形成在絕緣層233上的第二電極層117的覆蓋性，優選使絕緣層233的上端部或下端部具有曲率半徑為0.2 μ m至3 μ m的曲面。另外，作為絕緣層233的材料，可以使用諸如根據光照射而對蝕刻劑的溶解性產生變化的負性或正性光敏樹脂等的有機化合物或諸如氧化硅、氧氮化硅等無機化合物。絕緣層238用作平坦化層，以抑制設置在其下部的晶體管等的凹凸形狀的影響。通過設置絕緣層238，可以抑制發光元件111及透過發光元件131的短路等。絕緣層238可以使用有機樹脂等的有機化合物形成。
另外，在第一襯底211表面設置有絕緣層234。絕緣層234抑制包含在第一襯底211中的雜質擴散。另外，與晶體管的半導體層接觸的絕緣層235及絕緣層236以及覆蓋晶體管的絕緣層237優選抑制雜質擴散到構成晶體管的半導體。作為上述絕緣層，例如可以使用硅等的半導體或鋁等的金屬的氧化物或氮化物。另外，也可以使用上述無機絕緣材料的疊層膜或無機絕緣材料和有機絕緣材料的疊層膜。另外，如果不需要絕緣層234，則也可以不設置絕緣層234。在第二襯底212的與發光元件111重疊的位置上設置有濾色片105。濾色片105可以使用透過紅色、綠色及藍色(或黃色)的光的有機樹脂。另外，在相鄰的顯示元件101之間或在顯示元件101與透過部103之間設置有黑矩陣241。黑矩陣241遮斷從所相鄰的發光元件111或透過發光元件131侵入的光而抑制混色。在此，通過以與黑矩陣241重疊的方式設置濾色片105的端部，可以抑制光泄漏。黑矩陣241可以使用包含金屬或顏料的有機樹脂等的材料形成。另外，黑矩陣241也可以設置在掃描線驅動電路202等的顯示部201以外的區域或不透過光的區域(例如與布線重疊的區域)等。另外，形成有覆蓋濾色片105及黑矩陣241的保護層242。保護層242由透過來自發光元件111及/或透過發光元件131的發光的材料構成，例如可以使用無機絕緣膜或有機絕緣膜。另外，如果不需要，則可以不設置保護層242。另外,在圖7A所示的截面示意圖中示出一個顯示元件101及一個透過部103,但是通過采用將獲得三種(R、G、B)或四種(R、G、B、Y)發光的顯示元件101設置在顯示部201中的結構，可以制造能夠進行彩色顯示的顯示裝置。第一襯底211與第二襯底212在第二襯底212的外周部由密封劑213粘合。作為密封劑213，可以使用熱固性樹脂或光固性樹脂等有機樹脂或者包括低熔點玻璃的玻璃材料等。上述玻璃材料對水或氧等的雜質具有高阻擋性，所以是優選的。另外，在作為密封劑213使用玻璃材料的情況下，當將半導體氧化物諸如硅氧化物等或無機絕緣物諸如鋁氧化物等的金屬氧化物用于與此接觸的層時可以提高粘合性，所以是優選的。另外，發光元件111及透過發光元件131設置在由第一襯底211、第二襯底212及密封劑213圍繞的密封區內。該密封區既可以用稀有氣體、氮氣等惰性氣體；固體諸如有機樹脂等或者粘性體諸如凝膠等填充，又可以處于減壓氣氛。另外，當密封區域內處于水或氧等的雜質已被降低的狀態時，發光元件111及透過發光元件131的可靠性得到提高，所以是優選的。此外，當設置覆蓋發光元件111及透過發光元件131的絕緣膜時，發光元件111及透過發光元件131不露出而可以提高可靠性。作為該絕緣膜，使用不透過水或氧的材料。例如，優選使用硅或鋁的氧化物或氮化物等的無機絕緣膜。另外，也可以在密封區內的不與透過部103及發光元件111重疊的區域中設置干燥劑。例如，干燥劑可以使用堿土金屬的氧化物(氧化鈣或氧化鋇等)等通過化學吸附吸收水分的物質。另外，作為其他干燥劑，也可以使用沸石或硅膠等通過物理吸附吸收水分等的雜質的物質。通過將干燥劑設置在密封區內，可以降低水分等的雜質，從而可以提高發光元件111及透過發光元件131的可靠性。以上說明了具有將頂部發光型發光元件應用于像素所具備的顯示元件的顯示部的顯示裝置。[結構例2]在本結構例中說明具有將底部發光型發光元件應用于像素所具備的顯示元件的顯示部的顯示裝置的一個例子。注意，關于與上述結構例I相同的部分，省略說明或者簡單地說明。圖7B是顯示裝置250的截面示意圖。顯示裝置250與結構例I所例示的顯示裝置200的不同之處是顯示元件101及透過部103的結構不同。顯示元件101內的發光元件111是向形成有元件的第一襯底211 —側射出光的底部發光型發光元件。發光元件111具有在第二電極層117上層疊EL層115、第三電極層133及第一電極層113的結構。在此，第二電極層117對可見光至少具有透光性，第一電極層113對可見光具有反射性。從而，來自發光元件111的發光射出到第一襯底211—側。此外，透過發光元件131在第二電極層117上設置有EL層115及第三電極層133。在此，第三電極層133對可見光具有透光性。從而，來自透過發光元件131的發光射出到第一襯底211及第二襯底212的兩側。再者，透過發光元件131可以透過可見光。在此，如圖7B所示，可以采用以與構成發光元件111的第一電極層113接觸的方式設置構成透過發光元件131的第三電極層133的結構。另外，圖7B示出在發光元件111的第三電極層133上設置第一電極層113的結構，但是也可以采用按與此相反的順序層疊并覆蓋第一電極層113地設置第三電極層133的結構。另外，在覆蓋晶體管的絕緣層237的與發光元件111重疊的位置上設置有濾色片105。再者，形成有覆蓋濾色片105的絕緣層238。以上說明了具有將底部發光型發光元件應用于像素所具備的顯示元件的顯示部的顯示裝置。本實施方式可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。實施方式3在本實施方式中，使用圖8A至圖SC說明能夠應用于本發明的一個方式的EL層的一個例子。圖8A所不的EL層405設置在第一電極403和第二電極407之間。第一電極403可以采用與上述實施方式所例示的第一電極層113或第三電極層133同樣的結構，并且第二電極407可以采用與第二電極層117同樣的結構。具有本實施方式所示的EL層405的發光元件能夠應用于上述實施方式所示的顯
示裝置。EL層405只要是至少包含發光有機化合物的發光層，即可。此外，可以采用適當地組合包含電子傳輸性高的物質的層、包含空穴傳輸性高的物質的層、包含電子注入性高的物質的層、包含空穴注入性高的物質的層、包含雙極性物質(電子傳輸性及空穴傳輸性高的物質)的層等的疊層結構。在本實施方式中，EL層405具有從第一電極403 —側依次層疊有空穴注入層701、空穴傳輸層702、包含發光有機化合物的層703、電子傳輸層704以及電子注入層705的結構。另外，也可以采用與此相反的疊層結構。對圖8A所示的發光元件的制造方法進行說明。
空穴注入層701是包含空穴注入性高的物質的層。作為空穴注入性高的物質，可以使用金屬氧化物，諸如鑰氧化物、鈦氧化物、fL氧化物、錸氧化物、釕氧化物、鉻氧化物、錯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物、銀氧化物、鎢氧化物以及錳氧化物等。此外，也可以使用酞菁類化合物，諸如酞菁(縮寫=H2Pc)或酞菁銅(II)(縮寫:CuPc)等。此外，可以使用低分子有機化合物的芳香胺化合物等。另外，可以使用高分子化合物(包括低聚物、樹枝狀聚合物及聚合物)。此外，還可以使用添加有酸的高分子化合物。尤其是，作為空穴注入層701，優選使用在空穴傳輸性高的有機化合物中包含有受主性物質的復合材料。通過使用在空穴傳輸性高的物質中包含有受主性物質的復合材料，可以提高第一電極403的空穴傳輸性，而可以降低發光元件的驅動電壓。這些復合材料通過共蒸鍍空穴傳輸性高的物質和受主性物質(電子受體)來可以形成。通過使用該復合材料形成空穴注入層701，容易將空穴從第一電極403注入到EL層405。作為用于復合材料的有機化合物，優選使用空穴傳輸性高的有機化合物。具體而言，優選使用空穴遷移率為10_6cm2/Vs以上的物質。注意，只要是空穴傳輸性高于電子傳輸性的物質,就還可以使用上述物質之外的物質。更具體而言，可以使用芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴及高分子化合物等。此外，作為受主性物質，可以舉出有機化合物或過渡金屬氧化物。例如，可以舉出屬于元素周期表第4族至第8族的金屬的氧化物。具體而言，優選使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鑰、氧化鎢、氧化錳和氧化錸，因為這些金屬氧化物具有高電子接受性。其中，尤其優選使用氧化鑰，因為氧化鑰在大氣中也穩定，吸濕性低，容易處理。另外，也可以使用高分子化合物和上述電子受體形成復合材料，并將其用于空穴注入層701。空穴傳輸層702是包含空穴傳輸性高的物質的層。作為空穴傳輸性高的物質，可以使用芳香胺化合物。它主要是空穴遷移率為10_6cm2/Vs以上的物質。注意，只要是空穴傳輸性高于電子傳輸性的物質，就還可以使用上述物質之外的物質。另外，包含空穴傳輸性高的物質的層不限于單層，可以層疊兩層以上的由上述物質構成的層。另外，作為空穴傳輸層702，還可以使用咔唑衍生物、蒽衍生物或空穴傳輸性高的高分子化合物。包含發光有機化合物的層703可以使用發射熒光的熒光化合物或發射磷光的磷光化合物。另外，作為包含發光有機化合物的層703，可以采用將發光有機化合物(客體材料)分散在其他物質(主體材料)的結構。作為主體材料，可以使用各種物質，優選使用其最低空分子軌道能級(LUM0能級)高于發光物質的最低空分子軌道能級且其最高占據分子軌道能級(HOMO能級)低于發光物質的最高占據分子軌道能級的物質。另外，可以使用多種主體材料。例如，為了抑制結晶化還可以進一步添加抑制結晶化的物質。此外，為了更高效地將能量移動到客體材料，還可以進一步添加其他物質。通過采用將客體材料分散到主體材料的結構，可以抑制包含發光有機化合物的層703的結晶化。此外，還可以抑制高濃度的客體材料引起的濃度猝滅。另外，作為包含發光有機化合物的層703，還可以使用高分子化合物。
另外，通過設置多個包含發光有機化合物的層且使每個層的發光顏色互不相同，作為發光元件整體可以得到所需顏色的發光。例如，通過在具有兩個包含發光有機化合物的層的發光元件中，使第一包含發光有機化合物的層的發光顏色和第二包含發光有機化合物的層的發光顏色處于補色關系，作為發光元件整體可以得到白色發光的發光元件。注意，詞語“補色關系”表示當顏色混合時成為非彩色的顏色關系。也即是說，通過混合從發射具有補色關系的顏色的光的物質得到的光，能夠得到白色發光。此外，這同樣也可以應用于具有三個以上的包含發光有機化合物的層的發光元件。電子傳輸層704是包含電子傳輸性高的物質的層。電子傳輸性高的物質主要是電子遷移率為10-6cm2/Vs以上的物質。另外，電子傳輸層不限于單層，還可以采用層疊兩層以上的由上述物質構成的層。電子注入層705是包含電子注入性高的物質的層。電子注入層705可以使用堿金屬、堿土金屬或者它們的化合物，諸如有鋰、銫、鈣、氟化鋰、氟化銫、氟化鈣或者鋰氧化物等。此外，可以使用氟化鉺等稀土金屬化合物。或者，還可以使用上述構成電子傳輸層704的物質。注意，上述空穴注入層701、空穴傳輸層702、包含發光有機化合物的層703、電子傳輸層704和電子注入層705分別可以通過蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、噴墨法或涂覆法等的方法形成。如圖SB所示那樣，在第一電極403和第二電極407之間可以層疊多個EL層。在該情況下，優選在被層疊的第一 EL層800和第二 EL層801之間設置電荷發生層803。電荷發生層803可以使用上述復合材料形成。另外，電荷發生層803還可以采用由復合材料構成的層和由其他材料構成的層的疊層結構。在該情況下，作為由其他材料構成的層，可以使用包含電子給予性物質(施主性物質)和電子傳輸性高的物質的層，還可以使用由透明導電膜構成的層等。在具有這種結構的發光元件中不容易發生能量的移動或猝滅等的問題。并且，由于可以選擇的材料的范圍更廣，從而容易得到兼有高發光效率和長壽命的發光元件。另外，也容易得到在一方的EL層中呈現磷光發光并在另一方的EL層中呈現熒光發光的發光元件。這種結構可以與上述EL層的結構組合而使用。另外，通過使每個EL層的發光顏色互不相同，作為發光元件整體可以得到所需顏色的發光。例如，在具有兩個EL層的發光元件中，通過使第一 EL層的發光顏色和第二 EL層的發光顏色處于補色關系，作為發光元件整體可以得到發射白色發光的發光元件。此外，這同樣也可以應用于具有三個以上的EL層的層的發光元件。此外，為了得到演色性良好的白色發光，需要將發射光譜擴大到可見光的所有區域，發光元件優選層疊有三個以上的EL層。例如，可以通過分別層疊紅色、藍色、綠色的EL層來形成發光元件。像這樣，通過采用層疊有不同的三種以上的顏色的EL層的發光元件，可以提高演色性。也可以在第一電極403和第二電極407之間形成光學調整層。光學調整層是指調整反射性電極和透過性電極之間的光學距離的層。通過設置光學調整層，可以提高特定范圍的波長的光的發光強度，因此可以調整色調。在EL層405中，如圖8C所示，也可以在第一電極403和第二電極407之間具有空穴注入層701、空穴傳輸層702、包含發光有機化合物的層703、電子傳輸層704、電子注入緩沖層706、電子繼電層707以及接觸于第二電極407的復合材料層708。通過設置接觸于第二電極407的復合材料層708，尤其當使用濺射法形成第二電極407時，可以減輕EL層405所受到的損傷，所以是優選的。作為復合材料層708，可以使用在上述空穴傳輸性高的有機化合物中包含有受主性物質的復合材料。并且，通過設置電子注入緩沖層706，可以削弱復合材料層708與電子傳輸層704之間的注入壁壘，而可以將產生在復合材料層708中的電子容易注入到電子傳輸層704。作為電子注入緩沖層706，可以使用如下電子注入性高的物質:堿金屬、堿土金屬、稀土金屬以及它們的化合物(堿金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、齒化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、堿土金屬化合物(包括氧化物、齒化物、碳酸鹽)或稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))等。當使用包括電子傳輸性高的物質和施主性物質來形成電子注入緩沖層706時，優選以施主性物質與電子傳輸性高的物質的質量比為0.001以上且0.1以下的方式添加施主性物質。另外，作為施主性物質，可以使用如下物質:堿金屬、堿土金屬、稀土金屬、它們的化合物(堿金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、齒化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、堿土金屬化合物(包括氧化物、齒化物、碳酸鹽)或稀土金屬化合物(包括氧化物、齒化物、碳酸鹽))等。除此之外，還可以使用四硫萘并萘(tetrathianaphthacene)(縮寫:TTN)、二茂鎳、十甲基二茂鎳等有機化合物。另外，作為電子傳輸性高的物質，可以使用與上述電子傳輸層704同樣的材料來形成。再者，優選在電子注入緩沖層706和復合材料層708之間形成電子繼電層707。電子繼電層707并不是必須要設置的，但是通過設置電子傳輸性高的電子繼電層707，可以將電子迅速地傳輸到電子注入緩沖層706。在復合材料層708和電子注入緩沖層706之間夾著電子繼電層707的結構是復合材料層708所包含的受主性物質和電子注入緩沖層706所包含的施主性物質彼此不容易相互作用，并且不容易互相影響各自的功能的結構。因而，可以防止驅動電壓的上升。電子繼電層707包含電子傳輸性高的物質，并且將該電子傳輸性高的物質的LUMO能級設定為復合材料層708所包含的受主性物質的LUMO能級和電子傳輸層704所包含的電子傳輸性高的物質的LUMO能級之間的值。另外，當電子繼電層707包含施主性物質時，將該施主性物質的施主能級也設定為復合材料層708所包含的受主性物質的LUMO能級與電子傳輸層704所包含的電子傳輸性高的物質的LUMO能級之間的值。至于能級的具體數值，優選將電子繼電層707所包含的電子傳輸性高的物質的LUMO能級設定為-5.0eV以上，更優選設定為-5.0eV以上且-3.0eV以下。作為電子繼電層707所包含的電子傳輸性高的物質，優選使用酞菁類的材料或具有金屬-氧鍵合和芳香配體的金屬配合物。作為電子繼電層707所包含的具有金屬-氧鍵合和芳香配體的金屬配合物，優選使用具有金屬-氧的雙鍵的金屬配合物。由于金屬-氧的雙鍵具有受主性(容易接受電子的性質)，因此電子的移動(授受)變得更加容易。并且，可以認為具有金屬-氧的雙鍵的金屬配合物是穩定的。因而，通過使用具有金屬-氧的雙鍵的金屬配合物，可以使發光元件以低電壓進行更穩定的驅動。作為具有金屬-氧鍵合和芳香配體的金屬配合物，優選使用酞菁類材料。尤其是，在分子結構上金屬-氧的雙鍵容易與其他分子相互作用的材料具有高受主性，所以是優選的。另外，作為上述酞菁類材料，優選使用具有苯氧基的材料。具體而言，優選使用PhO-VOPc等具有苯氧基的酞菁衍生物。具有苯氧基的酞菁衍生物能夠溶解于溶劑。因此，當形成發光元件時容易處理。并且，由于能夠溶解于溶劑，所以容易維修用來成膜的裝置。電子繼電層707還可以包含施主性物質。作為施主性物質，可以使用如下物質:堿金屬、堿土金屬、稀土金屬、它們的化合物(堿金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、堿土金屬化合物(包括氧化物、齒化物、碳酸鹽)、稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))等。除此之外，還可以使用四硫萘并萘(tetrathianaphthacene)(縮寫:TTN)、二茂鎳、十甲基二茂鎳等有機化合物。另外,通過使這些施主性物質包含在電子繼電層707中，電子的移動變得容易而能夠以更低的電壓驅動發光兀件。當在電子繼電層707中包含施主性物質時，作為電子傳輸性高的物質，除了上述物質以外還可以使用其LUMO能級高于含有在復合材料層708中的受主性物質的受主能級的物質。作為具體能級，優選使用在-5.0eV以上，更優選在-5.0eV以上且_3.0eV以下的范圍內具有LUMO能級的物質。作為這種物質，例如可以舉出茈衍生物、含氮稠環芳香化合物等。另外，因為含氮稠環芳香化合物具有穩定性，所以作為用來形成電子繼電層707的材料是優選的。另外，當使電子繼電層707包含施主性物質時，可以通過共蒸鍍電子傳輸性高的物質和施主性物質等的方法來形成電子繼電層707。空穴注入層701、空穴傳輸層702、包含發光有機化合物的層703以及電子傳輸層704可以分別使用上述材料形成。 通過上述步驟，可以制造本實施方式的EL層405。本實施方式可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。實施方式4在本實施方式中，使用圖9A至圖9D說明本發明的一個方式的顯示裝置的應用例。本發明的一個方式的透過型顯示裝置可以應用于各種電子設備，例如:車輛的擋風玻璃；房屋或高樓等建筑物的窗玻璃；店鋪的櫥窗的玻璃或陳列柜；移動電話或平板終端等信息便攜終端；頭戴顯示器等可戴顯示器；便攜式游戲機或聲音再現裝置；數碼相機或數字攝像機的取景器；或者用于飛機或車輛等的平視顯示器等。下面，參照附圖來說明其中幾個例子。圖9A示出移動電話機的一個例子。移動電話機7400除了組裝在框體7401中的顯示部7402之外還具備操作按鈕7403、外部連接端口 7404、揚聲器7405、麥克風7406等。另外，將顯示裝置用于顯示部7402來制造移動電話機7400。圖9A所示的移動電話機7400可以用手指等觸摸顯示部7402來輸入信息。另外，可以用手指等觸摸顯示部7402來進行打電話或制作電子郵件等的操作。顯示部7402主要有三種顯示模式。第一模式是主要用于顯示圖像的顯示模式。第二模式是主要用于輸入文字等信息的輸入模式。第三模式是混合顯不模式和輸入模式這兩種模式的顯示和輸入模式。
例如，在打電話或制作電子郵件的情況下，將顯示部7402設定為以文字輸入為主的文字輸入模式，并進行顯示在屏面上的文字的輸入操作，即可。在此情況下，優選的是，在顯示部7402的屏面的大多部分中顯示鍵盤或號碼按鈕。另外，通過在移動電話機7400內部設置具有陀螺儀和加速傳感器等檢測傾斜度的傳感器的檢測裝置，判斷移動電話機7400的方向(縱向或橫向)，而可以對顯示部7402的屏面顯示進行自動切換。另外，通過觸摸顯示部7402或對框體7401的操作按鈕7403進行操作來切換顯示模式。此外，也可以根據顯示在顯示部7402上的圖像的種類而切換顯示模式。例如，當顯示在顯示部上的圖像信號為動態圖像的數據時，將顯示模式切換成顯示模式，而當顯示在顯示部上的圖像信號為文字數據時，將顯示模式切換成輸入模式。另外，當在輸入模式下通過檢測出顯示部7402的光傳感器所檢測的信號得知在一定期間內沒有顯示部7402的觸摸操作輸入時，也可以控制為將顯示模式從輸入模式切換成顯示模式。還可以將顯示部7402用作圖像傳感器。例如，通過用手掌或手指觸摸顯示部7402，來拍攝掌紋、指紋等，而可以進行身份識別。另外，通過將發射近紅外光的背光燈或發射近紅外光的傳感用光源用于顯示部，還可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。圖9B示出具有與圖9A不同的結構的移動電話機的一個例子。圖9B所示的移動電話機7000與圖9A所示的移動電話機的大的不同之處是圖9B所示的移動電話機7000具有操作按鈕7003及數字鍵7004等的多個輸入單元。移動電話機7000除了組裝在框體7001中的顯示部7002之外還具備操作按鈕7003、數字鍵7004、揚聲器7005及麥克風7006。另外，將顯示裝置用于顯示部7002來制造移動電話機7000。圖9B所示的移動電話機7000通過對操作按鈕7003及數字鍵7004等進行操作來可以輸入信息。再者，通過對操作按鈕7003及數字鍵7004進行操作來可以進行打電話或制作電子郵件等的操作。另外，與移動電話機7400同樣，也可以通過觸摸顯示部7002來操作移動電話機7000。如上所述，除了通過觸摸顯示部7002來使移動電話機7000工作之外，還可以使用多個操作按鈕7003及數字鍵7004操作移動電話機7000，由此使用者可以根據情況選擇容易操作的任一個方法，所以是優選的。另外，由于應用了透過型顯示裝置，所以可以不直接觸摸顯示部7002而通過使用操作按鈕7003及數字鍵7004進行操作，所以可以不用用手指等遮蓋透過像地進行操作。圖9C示出頭戴顯示器的一個例子。圖9C所示的頭戴顯示器7100具有固定在幀7101中的顯示部7102及組裝在幀7101內的控制部7103。另外，通過將顯示裝置用于顯示部7102來制造頭戴顯示器7100。控制部7103生成圖像信號等并發送到顯示部7102，來可以使顯示部7102顯示圖像。另外，也可以采用如下結構:控制部7103具備紅外線、紫外線等的光電傳感器或天線等，接收由紅外線、紫外線或電波發送的信號，根據該信號使顯示部7102顯示圖像。另外，也可以采用控制部7103具備蓄電裝置的結構。此時，優選采用能夠以無線進行充電的結構。另外，也可以采用如下結構:另行設置具有上述控制部7103的一部分的功能或蓄電裝置等的操作機，并將信號從操作機發送到頭戴顯示器7100。以無線或有線的方式將信號或電力從操作機發送到頭戴顯示器7100。圖9D示出安裝在飛機中的平視顯示器的一個例子。平視顯示器7200具有顯示部7202并以與飛機的擋風玻璃7203相對的方式設置。平視顯示器7200顯示例如高度、速度、方位、外氣溫、氣壓、水平軸及垂直軸等的信息(顯示圖像)。另外，透過平視顯示器7200也可以以與透過平視顯示器7200觀察到的目標物的實像(透過像)重疊的方式顯示目標物的信息或與目標物的距離等的信息。通過設置平視顯示器7200可以在同一視野內獲得各種信息。另外，也可以縮小平視顯示器7200的視野角，以防止從駕駛者的就座位置之外的位置看到顯示圖像。如上所述，在使透過像和顯示圖像重疊而使用時，當采用能夠從預定外的位置看到的結構時，有透過像與顯示圖像相對地偏離而誤認信息的擔憂，所以縮小視野角是有效的方法。另外，如果具備上述實施方式所說明的顯示裝置，則當然不局限于圖9A至圖9D所不的電子設備。上述電子設備可以應用本發明的一個方式的顯示裝置。從而，可以制造具備顯示質量高的透過型顯示部的電子設備。另外，可以制造具備能夠以低耗電量進行驅動的透過型顯示部的電子設備。本實施方式可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。符號說明
權利要求
1.一種包括多個像素的顯示裝置，所述多個像素中的至少一個像素包括: 包括顯示元件的第一區域；以及 包括透過發光元件的第二區域， 其中，所述顯示元件包括: 設置在第一電極與第二電極之間的EL層,所述第一電極和所述第二電極中的一方具有透光性，且所述第一電極和所述第二電極中的另一方不具有透光性；以及與所述EL層、所述第一電極及所述第二電極重疊的濾色片， 并且，所述透過發光元件包括設置在一對電極之間的所述EL層，該一對電極的雙方具有透光性。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，來自所述透過發光元件的發光以不被濾色片過濾的方式取出到所述顯示裝置的外側。
3.根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述EL層發白光。
4.根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述透過發光元件的面積大于所述顯示元件的面積。
5.根據權利要求1所述的顯示裝置，其中，所述第二區域的面積大于所述第一區域的面積。
6.一種包括根據權利要求1所述的顯示裝置的電器裝置。
7.一種根據權利要求 1所述的顯示裝置的驅動方法，該方法包括: 通過驅動所述顯示元件和所述透過發光元件來顯示圖像的第一模式；以及 通過只驅動所述顯示元件來顯示圖像的第二模式。
8.一種包括多個像素的顯示裝置，所述多個像素中的至少一個像素包括: 包括顯示元件的第一區域；以及 包括透過發光元件的第二區域， 其中，所述顯示元件包括: 第一電極； 所述第一電極上的EL層； 所述EL層上的第二電極；以及 所述第二電極上的濾色片， 所述顯示元件被調整為來自所述EL層的發光只透過所述第二電極而取出， 所述透過發光元件包括: 第三電極； 所述第三電極上的所述EL層；以及 所述EL層上的所述第二電極，該第二電極由所述顯示元件和所述透過發光元件共享，并且，所述透過發光元件被調整為來自所述EL層的所述發光透過所述第三電極和所述第二電極的雙方而取出。
9.根據權利要求8所述的顯示裝置，其中，來自所述透過發光元件的發光以不被濾色片過濾的方式取出到所述顯示裝置的外側。
10.根據權利要求8所述的顯示裝置，其中，所述EL層發白光。
11.根據權利要求8所述的顯示裝置，其中，所述透過發光元件的面積大于所述顯示元件的面積。
12.根據權利要求8所述的顯示裝置，其中，所述第二區域的面積大于所述第一區域的面積。
13.一種包括根據權利要求8所述的顯示裝置的電器裝置。
14.一種根據權利要求8所述的顯示裝置的驅動方法，該方法包括: 通過驅動所述顯示元件和所述透過發光元件來顯示圖像的第一模式；以及 通過只驅動所述顯示元件來顯示圖像的第二模式。
15.一種包括多個像素的顯示裝置，所述多個像素中的至少一個像素包括: 包括顯示元件的第一區域；以及 包括透過發光元件的第二區域， 其中，所述顯示元件包括: 第一電極； 所述第一電極上的EL層； 所述EL層上的第二電極； 所述第二電極上的第三電極；以及 所述第二電極上的濾色片， 所述顯示元件被調整為來自所述EL層的發光只透過所述第一電極而取出， 所述透過發光元件包括: 第四電極； 所述第四電極上的所述EL層；以及 所述EL層上的所述第二電極，該第二電極由所述顯示元件和所述透過發光元件共享，并且，所述透過發光元件被調整為來自所述EL層的所述發光透過所述第三電極和所述第二電極的雙方而取出。
16.根據權利要求15所述的顯示裝置，其中，來自所述透過發光元件的發光以不被濾色片過濾的方式取出到所述顯示裝置的外側。
17.根據權利要求15所述的顯示裝置，其中，所述EL層發白光。
18.根據權利要求15所述的顯示裝置，其中，所述透過發光元件的面積大于所述顯示元件的面積。
19.根據權利要求15所述的顯示裝置，其中，所述第二區域的面積大于所述第一區域的面積。
20.一種根據權利要求15所述的顯示裝置的驅動方法，該方法包括: 通過驅動所述顯示元件和所述透過發光元件來顯示圖像的第一模式；以及 通過只驅動所述顯示元件來顯示圖像的第二模式。
全文摘要
本發明涉及顯示裝置及其驅動方法。所公開的發明是一種包括像素部的顯示裝置，該像素部包括具有顯示元件及透過部的多個像素。顯示元件包括不透射外光的發光元件，而透過部被調整為透射外光。在顯示元件中設置有頂部發射或底部發射型發光元件。另一方面，包括設置在兩個光透過電極之間的EL層的非發光元件或雙面發射型發光元件設置在透過部中。與顯示元件中的發光元件重疊的濾色片控制顯示元件的發光色，而透過部不具有濾色片。
文檔編號G09G3/32GK103094307SQ20121041145
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月25日 優先權日2011年11月4日
發明者山崎舜平 申請人:株式會社半導體能源研究所