CN113227728A - 发光器件、发光装置、发光模块、照明装置、显示装置、显示模块及电子设备 - Google Patents

发光器件、发光装置、发光模块、照明装置、显示装置、显示模块及电子设备 Download PDF

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山崎舜平
久保田大介
大泽信晴
渡部刚吉
鎌田太介
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Abstract

提供一种具有发射可见光及红外光的功能以及光检测功能的显示装置。本发明的一个方式是一种在显示部包括第一发光器件、第二发光器件及受光器件的显示装置。第一发光器件发射可见光及红外光的双方，第二发光器件发射可见光。受光器件具有吸收可见光及红外光中的至少一部分的功能。第一发光器件包括第一像素电极、第一发光层、第二发光层及公共电极。第二发光器件包括第二像素电极、第三发光层及公共电极。受光器件包括第三像素电极、活性层及公共电极。第一发光层包含发射红外光的发光材料。第二发光层及第三发光层各自包含发射波长彼此不同的可见光的发光材料。活性层包含有机化合物。

Description

发光器件、发光装置、发光模块、照明装置、显示装置、显示模 块及电子设备
技术领域
本发明的一个方式涉及一种发光器件、发光装置、发光模块、电子设备及照明装置。本发明的一个方式涉及一种显示装置、显示模块及电子设备。本发明的一个方式涉及一种包括受光器件及发光器件的显示装置。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置(例如，触摸传感器等)、输入输出装置(例如，触摸面板等)、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。
背景技术
近年来，显示装置被期待应用于各种用途。例如，作为大型显示装置的用途，可以举出家用电视装置(也称为电视或电视接收机)、数字标牌、公共信息显示器(PID)等。此外，作为便携式信息终端，对具备触摸面板的智能手机或平板终端已在进行研发。
作为显示装置，例如对包括发光器件(也称为发光元件)的发光装置已在进行研发。利用电致发光(以下称为EL)现象的发光器件(也记载为EL器件、EL元件)具有容易实现薄型轻量化、能够高速地响应输入信号以及能够由直流低电压电源驱动等的特征，因此被应用于显示装置。例如，专利文献1公开了应用有机EL器件(也称为有机EL元件)的具有柔性的发光装置。
此外，图像传感器被用于各种用途，例如个人识别、缺陷分析、医疗诊断、安全领域等。在图像传感器中，根据用途适当地选择所使用的光源的波长。在图像传感器中，例如使用可见光、X射线等短波长的光、近红外光等长波长的光等各种波长的光。
发光器件有望应用于上述那样的图像传感器的光源。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2014-197522号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有发射可见光及红外光的功能的发光装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性高的发光装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有多功能的发光装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的发光装置。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有光检测功能的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有发射可见光及红外光的功能及光检测功能的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有多功能的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置。
注意，上述目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式不一定需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种发光装置，包括第一发光器件及第二发光器件。第一发光器件包括第一像素电极、第一发光层、第二发光层及公共电极。第一发光层及第二发光层各自位于第一像素电极与公共电极之间。第二发光器件包括第二像素电极、第三发光层及公共电极。第三发光层位于第二像素电极与公共电极之间。第一发光层包含发射红外光的发光材料。第二发光层及第三发光层各自包含发射波长彼此不同的可见光的发光材料。
例如，在第一像素电极具有反射可见光及红外光的功能，公共电极具有使可见光及红外光透过的功能，第二发光层包含发射蓝色光的发光材料的情况下，第一发光层优选位于第一像素电极与第二发光层之间。也就是说，在第一发光器件所发射的光提取到公共电极一侧的情况下，第一发光层优选位于第一像素电极与第二发光层之间。
在第一发光层发射峰值波长为λa的光，第二发光层发射峰值波长为λb的光的情况下，第一发光层的发光区域优选位于与第一像素电极之间的光学距离为λa/4或其附近的位置，第二发光层的发光区域优选位于与第一像素电极之间的光学距离为3λb/4或其附近的位置。
第一发光器件优选还包括空穴传输层及电子传输层中的一个或两个。在第一发光层发射峰值波长为λa的光，第二发光层发射峰值波长为λb的光的情况下，空穴传输层的相对于波长λb的光的寻常光折射率优选比相对于波长λa的光的寻常光折射率大0.1以上。此外，电子传输层的相对于波长λb的光的寻常光折射率优选比相对于波长λa的光的寻常光折射率大0.1以上。
例如，在第一像素电极具有使可见光及红外光透过的功能，公共电极具有反射可见光及红外光的功能，第二发光层包含发射蓝色光的发光材料的情况下，第二发光层优选位于第一像素电极与第一发光层之间。也就是说，在第一发光器件所发射的光提取到第一像素电极一侧的情况下，第二发光层优选位于第一像素电极与第一发光层之间。
在第一发光层发射峰值波长为λa的光，第二发光层发射峰值波长为λb的光的情况下，第一发光层的发光区域优选位于与第一像素电极之间的光学距离为3λa/4或其附近的位置，第二发光层的发光区域优选位于与第一像素电极之间的光学距离为λb/4或其附近的位置。
第一发光器件优选具有发射可见光及红外光的双方的功能，第二发光器件优选具有发射可见光的功能。
第一发光器件优选包括位于第一发光层与第二发光层之间的电荷产生层。
第一发光器件及第二发光器件优选各自具有光学微腔谐振器结构。第一发光器件所具有的光学微腔谐振器结构优选为增强红色、绿色或蓝色的光和红外光的双方的结构。第二发光器件所具有的光学微腔谐振器结构优选为增强红色、绿色或蓝色的光的结构。
本发明的一个方式的发光装置优选还包括第三发光器件。第三发光器件包括第三像素电极、第一发光层、第二发光层及公共电极。第一发光器件及第三发光器件优选各自具有光学微腔谐振器结构。第一发光器件所具有的光学微腔谐振器结构优选为增强红外光的结构。第三发光器件所具有的光学微腔谐振器结构优选为增强红色、绿色或蓝色的光的结构。
第一发光器件及第二发光器件优选还包括公共层。公共层优选具有位于第一像素电极与公共电极之间的区域及位于第二像素电极与公共电极之间的区域。
本发明的一个方式是一种发光器件，包括第一电极、第一发光层、第二发光层及第二电极，该发光器件具有发射红外光及可见光的双方的功能。第一发光层及第二发光层各自位于第一电极与第二电极之间。第一发光层包含发射红外光的发光材料。第二发光层包含发射可见光的发光材料。
在第一电极具有反射可见光及红外光的功能，第二电极具有使可见光及红外光透过的功能的情况下，第一发光层优选位于第一电极与第二发光层之间。此时，第二发光层优选包含发射蓝色光的发光材料。
在第一发光层发射峰值波长为λa的光，第二发光层发射峰值波长为λb的光的情况下，第一发光层的发光区域优选位于与第一电极之间的光学距离为λa/4或其附近的位置，第二发光层的发光区域优选位于与第一电极之间的光学距离为3λb/4或其附近的位置。
本发明的一个方式的发光器件优选还包括空穴传输层及电子传输层中的一个或两个。在第一发光层发射峰值波长为λa的光，第二发光层发射峰值波长为λb的光的情况下，空穴传输层的相对于波长λb的光的寻常光折射率优选比相对于波长λa的光的寻常光折射率大0.1以上。此外，电子传输层的相对于波长λb的光的寻常光折射率优选比相对于波长λa的光的寻常光折射率大0.1以上。
在第一电极具有反射可见光及红外光的功能，第二电极具有使可见光及红外光透过的功能的情况下，第二发光层优选位于第一电极与第一发光层之间。
本发明的一个方式的发光器件优选还包括位于第一发光层与第二发光层之间的电荷产生层。
本发明的一个方式的发光器件优选具有光学微腔谐振器结构，该光学微腔谐振器结构增强红色、绿色或蓝色的光和红外光的双方。
本发明的一个方式是一种在发光部包括上述结构的发光器件的发光装置。
本发明的一个方式是一种在显示部包括第一发光器件、第二发光器件及受光器件的显示装置。第一发光器件具有发射可见光及红外光的双方的功能。第二发光器件具有发射可见光的功能。受光器件具有吸收可见光及红外光中的至少一部分的功能。第一发光器件包括第一像素电极、第一发光层、第二发光层及公共电极。第一发光层及第二发光层各自位于第一像素电极与公共电极之间。第二发光器件包括第二像素电极、第三发光层及公共电极。第三发光层位于第二像素电极与公共电极之间。受光器件包括第三像素电极、活性层及公共电极。活性层位于第三像素电极与公共电极之间。第一发光层包含发射红外光的发光材料。第二发光层及第三发光层各自包含发射波长彼此不同的可见光的发光材料。活性层包含有机化合物。
本发明的一个方式是一种在显示部包括第一发光器件、第二发光器件及受光器件的显示装置。第一发光器件具有发射可见光及红外光的双方的功能。第二发光器件具有发射可见光的功能。受光器件具有吸收可见光及红外光中的至少一部分的功能。第一发光器件包括第一像素电极、公共层、第一发光层、第二发光层及公共电极。第一发光层及第二发光层各自位于第一像素电极与公共电极之间。第二发光器件包括第二像素电极、公共层、第三发光层及公共电极。第三发光层位于第二像素电极与公共电极之间。受光器件包括第三像素电极、公共层、活性层及公共电极。活性层位于第三像素电极与公共电极之间。第一发光层包含发射红外光的发光材料。第二发光层及第三发光层各自包含发射波长彼此不同的可见光的发光材料。活性层包含有机化合物。公共层具有位于第一像素电极与公共电极之间的区域、位于第二像素电极与公共电极之间的区域、位于第三像素电极与公共电极之间的区域。
显示装置所包括的第一发光器件及第二发光器件的优选结构与上述发光装置所包括的第一发光器件及第二发光器件的结构相同。
显示部优选还包括第三发光器件。第三发光器件包括第四像素电极、第一发光层、第二发光层及公共电极。第一发光器件及第三发光器件优选各自具有光学微腔谐振器结构。第一发光器件所具有的光学微腔谐振器结构优选为增强红外光的结构。第三发光器件所具有的光学微腔谐振器结构优选为增强红色、绿色或蓝色的光的结构。
显示部优选还包括透镜。透镜优选包括与受光器件重叠的部分。透过透镜的光入射到受光器件。
显示部优选还包括分隔壁。分隔壁优选覆盖第一像素电极的端部、第二像素电极的端部及第三像素电极的端部。第三像素电极优选隔着分隔壁与第一像素电极及第二像素电极电绝缘。分隔壁优选具有吸收第一发光器件所发射的光的至少一部分的功能。
显示部优选还包括着色层。着色层优选包括与分隔壁的侧面接触的部分。着色层优选包括滤色片或黑矩阵。
显示部优选具有柔性。
本发明的一个方式是一种包括具有上述任何结构的发光装置或显示装置的模块，该模块安装有柔性印刷电路板(FPC)或带载封装(TCP)等连接器或者利用玻璃覆晶封装(COG)方式或薄膜覆晶封装(COF)方式等安装有集成电路(IC)等。注意，在本说明书等中，有时将包括发光装置的模块称为发光模块，将包括显示装置的模块称为显示模块。
本发明的一个方式是一种包括天线、电池、外壳、相机、扬声器、麦克风及操作按钮中的至少一个及上述模块的电子设备。
发明效果
通过本发明的一个方式，可以提供一种具有发射可见光及红外光的功能的发光装置。通过本发明的一个方式，可以提供一种方便性高的发光装置。通过本发明的一个方式，可以提供一种具有多功能的发光装置。通过本发明的一个方式，可以提供一种新颖的发光装置。
通过本发明的一个方式，可以提供一种具有光检测功能的显示装置。通过本发明的一个方式，可以提供一种具有发射可见光及红外光的功能及光检测功能的显示装置。通过本发明的一个方式，可以提供一种方便性高的显示装置。通过本发明的一个方式，可以提供一种具有多功能的显示装置。通过本发明的一个方式，可以提供一种新颖的显示装置。
注意，上述效果的记载并不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式不一定需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图简要说明
图1A至图1F是示出发光装置的一个例子的截面图。
图2A至图2E是示出像素的一个例子的俯视图。
图3A至图3D是说明发光器件的叠层结构的图。
图4A至图4D是说明发光器件的叠层结构的图。
图5A至图5D是说明发光区域的位置关系的图。
图6A、图6B是示出发光装置的一个例子的截面图，图6C、图6D是示出像素的一个例子的俯视图，图6E是说明发光器件的叠层结构的图。
图7A至图7C是示出发光装置的一个例子的截面图。
图8A至图8C是示出发光装置的一个例子的截面图。
图9是示出发光装置的一个例子的立体图。
图10A和图10B是示出发光装置的一个例子的截面图。
图11A是示出发光装置的一个例子的截面图，图11B是示出晶体管的一个例子的截面图。
图12A至图12D是示出显示装置的一个例子的截面图。
图13A至图13E是示出像素的一个例子的俯视图。
图14A至图14C是示出显示装置的一个例子的截面图。
图15A至图15C是示出显示装置的一个例子的截面图。
图16是示出显示装置的一个例子的截面图。
图17A和图17B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图18A是示出显示装置的一个例子的截面图，图18B是示出晶体管的一个例子的截面图。
图19是示出显示装置的一个例子的截面图。
图20A和图20B是示出像素电路的一个例子的电路图。
图21A和图21B是示出电子设备的一个例子的图。
图22A至图22D是示出电子设备的一个例子的图。
图23A至图23F是示出电子设备的一个例子的图。
图24A至图24D是示出实施例的发光器件的图。
图25是示出用于实施例1的计算的发射光谱的图。
图26是示出实施例1的计算结果的发射光谱的图。
图27是示出实施例1的计算结果的CIE1931色度坐标的图。
图28是示出用于实施例1的计算的折射率的图。
图29是示出用于实施例2的计算的发射光谱的图。
图30是示出实施例2的计算结果的发射光谱的图。
图31是示出实施例2的计算结果的发射光谱的图。
图32是示出实施例2的计算结果的CIE1931色度坐标的图。
图33是示出实施例2的计算结果的CIE1931色度坐标的图。
图34是示出用于实施例3的计算的发射光谱的图。
图35是示出实施例3的计算结果的发射光谱的图。
图36是示出实施例3的计算结果的CIE1931色度坐标的图。
实施发明的方式
参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在下面说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的符号来显示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反复说明。此外，当显示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加符号。
此外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成要素的位置、大小及范围等并不显示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小、范围等。
此外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”的词语。例如，可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1A至图11B说明本发明的一个方式的发光装置。
本发明的一个方式的发光装置包括发射可见光及红外光的发光器件以及发射可见光的发光器件。作为可见光，可以举出波长为400nm以上且小于750nm的光，例如，可以举出红色、绿色或蓝色的光。作为红外光，可以举出近红外光，具体而言，可以举出波长为750nm以上且1300nm以下的光。
本发明的一个方式的发光装置包括第一发光器件及第二发光器件。第一发光器件包括第一像素电极、第一发光层、第二发光层及公共电极。第一发光层及第二发光层各自位于第一像素电极与公共电极之间。第二发光器件包括第二像素电极、第三发光层及公共电极。第三发光层位于第二像素电极与公共电极之间。第一发光层包含发射红外光的发光材料。第二发光层及第三发光层各自包含发射波长彼此不同的可见光的发光材料。
第一发光层所包含的发光材料优选发射最大峰值波长(也称为峰值强度最高的波长)为750nm以上且1300nm以下的光。第二发光层及第三发光层所包含的发光材料优选发射最大峰值波长为400nm以上且750nm以下的光。在本说明书等中，可以将峰值波长换称为最大峰值波长。
本发明的一个方式的发光装置可以被用作传感器(例如，图像传感器、光学式触摸传感器)的光源。本发明的一个方式的发光装置可以发射可见光及红外光的双方，由此可以与可见光被用于光源的传感器和红外光被用于光源的传感器的双方组合，其方便性高。此外，本发明的一个方式的发光装置可以被用作可见光及红外光的双方被用于光源的传感器的光源，而可以提高传感器的功能性。此外，本发明的一个方式的发光装置可以发射可见光，由此可以被用作显示装置。
另外，在本发明的一个方式的发光装置中，可以采用一个子像素发射可见光及红外光的双方的结构。例如，可以采用发射红色、绿色或蓝色的三个子像素中的任一个发射红外光的结构。当发射可见光的子像素兼作发射红外光的子像素时，不需要另行设置发射红外光的子像素。因此，可以实现发射可见光及红外光的双方的发光装置，而无需增加一个像素所包括的子像素的数量。由此，可以抑制像素的开口率的下降，而可以提高发光装置的发光效率。
另外，在本发明的一个方式的发光装置中，发射可见光及红外光的发光器件与发射可见光的发光器件可以具有共同结构的层。因此，可以对发光装置附加发射红外光的功能，而无需大幅度增加制造工序。例如，在发射可见光及红外光的发光器件与发射可见光的发光器件中，空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层中的至少一个可以为同一结构。
图1A至图1F示出本发明的一个方式的发光装置的截面图。
图1A至图1F所示的发光装置40A至发光装置40F各自具有发射红色(R)光、绿色(G)光、蓝色(B)光及红外光(IR)的结构。
在发光装置40A至发光装置40F中，发射红色光、绿色光及蓝色光中的任一个的发光器件还可以发射红外光。
本发明的一个方式的发光装置可以采用向与形成有发光器件的衬底相反一侧发射光的顶部发射结构、向形成有发光器件的衬底一侧发射光的底部发射结构、向两个表面一侧发射光的双面发射结构。
图1A至图1F示出发光器件向衬底152一侧发射光的发光装置。
图1A所示的发光装置40A在衬底151与衬底152之间包括发光器件47R、发光器件47G及发光器件47B。
图1B所示的发光装置40B除了发光装置40A的结构之外在衬底151与衬底152之间还包括具有晶体管的层45。
在发光装置40A及发光装置40B中，发光器件47R可以发射红色(R)光及红外光(IR)的双方，发光器件47G可以发射绿色(G)光，发光器件47B可以发射蓝色(B)光。
图1C所示的发光装置40C在衬底151与衬底152之间包括发光器件47R、发光器件47G及发光器件47B。
图1D所示的发光装置40D除了发光装置40C的结构之外在衬底151与衬底152之间还包括具有晶体管的层45。
在发光装置40C及发光装置40D中，发光器件47G可以发射绿色(G)光及红外光(IR)的双方，发光器件47R可以发射红色(R)光，发光器件47B可以发射蓝色(B)光。
图1E所示的发光装置40E在衬底151与衬底152之间包括发光器件47R、发光器件47G及发光器件47B。
图1F所示的发光装置40F除了发光装置40E的结构之外在衬底151与衬底152之间还包括具有晶体管的层45。
在发光装置40E及发光装置40F中，发光器件47B可以发射蓝色(B)光及红外光(IR)的双方，发光器件47R可以发射红色(R)光，发光器件47G可以发射绿色(G)光。
具有晶体管的层45包括多个晶体管。例如，具有晶体管的层45包括与发光器件电连接的晶体管。
发光器件47B的发射光谱的可见光区域的最大峰值波长(也称为第一峰值波长)例如可以为400nm以上且480nm以下。
发光器件47R的发射光谱的可见光区域的最大峰值波长(也称为第二峰值波长)例如可以为580nm以上且小于750nm。
发光器件47G的发射光谱的可见光区域的最大峰值波长(也称为第三峰值波长)可以为介于第一峰值波长与第二峰值波长之间的波长。例如，第三峰值波长可以为480nm以上且小于580nm。
发射红外光的发光器件的发射光谱的红外区域的最大峰值波长(也称为第四峰值波长)可以为长于第二峰值波长的波长。例如，第四峰值波长可以为750nm以上且1300nm以下。
[像素]
图2A至图2E示出像素的结构例子。
本发明的一个方式的发光装置具有配置为矩阵状的多个像素。一个像素包括一个以上的子像素。一个子像素包括一个发光器件。例如，像素可以采用包括三个子像素的结构(R、G、B的三种颜色或黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的三种颜色等)或包括四个子像素的结构(R、G、B、白色(W)的四种颜色或者R、G、B、Y的四种颜色等)。
在本发明的一个方式的发光装置中，构成像素的上述子像素中的至少一个发射可见光和红外光。
图2A至图2C所示的像素各自包括红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)这三种颜色的子像素(三个发光器件)。在图2A中，红色(R)的子像素发射红外光(IR)，在图2B中，绿色(G)的子像素发射红外光(IR)，在图2C中，蓝色(B)的子像素发射红外光(IR)。
图2D、图2E所示的像素各自包括红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)及白色(W)这四种颜色的子像素(四个发光器件)。图2D、图2E示出红色(R)的子像素发射红外光(IR)的结构，但是不局限于此，也可以为其他颜色的子像素发射红外光的结构。图2D示出横方向的一列中配置有四个子像素的例子，图2E示出以2×2的矩阵状配置有四个子像素的例子。
[发光器件的结构]
以下，参照图3A至图5D对本发明的一个方式的发光装置所包括的发光器件的结构进行说明。
注意，在本说明书等中，当没有特别说明时，即使在说明包括多个要素(发光器件、发光层等)的结构的情况下，若说明的是在每个要素中共同的事项，也省略字母来进行说明。例如，当说明在发光层193R及发光层193G等中共同的事项时，有时记载为发光层193。
图3A至图3D及图4A至图4D所示的发光装置各自在衬底151上隔着具有晶体管的层45包括发射红色(R)光的发光器件47R、发射绿色(G)光的发光器件47G、发射蓝色(B)光的发光器件47B。三个发光器件中的至少一个具有发射红外光的功能。在图3A至图3D及图4A至图4D中，在发射红外光的发光器件的附图标记的后面附记(IR)。
各颜色的发光器件包括像素电极191、公共电极115及至少一个发光单元。像素电极191设置在每一个发光器件中。多个发光器件共同使用公共电极115。像素电极191及公共电极115既可以为单层结构，又可以为叠层结构。发光单元至少包括一个发光层193。
图3A至图3D及图4A至图4D示出顶部发射结构的发光装置，其中发光器件形成在衬底151上，并且发光器件向公共电极115一侧发射光。公共电极115是对可见光及红外光具有透射性的电极(也称为透明电极)或者对可见光及红外光具有透射性及反射性的电极(也称为半透射·半反射电极)。像素电极191优选为对可见光及红外光具有反射性的电极(也称为反射电极)。
发光器件既可以为在像素电极191与公共电极115之间包括一个发光单元的单结构，又可以为包括多个发光单元的串联结构。
当发射可见光且不发射红外光的发光器件具有单结构时，生产率得到提高，所以是优选的。当发射可见光及红外光的双方的发光器件也具有单结构时，生产率得到提高，所以是优选的。此外，当发射可见光及红外光的双方的发光器件具有串联结构时，具有容易实现光学距离的最优化、发光强度得到提高等的优点，所以是优选的。
图3A至图3D示出各颜色的发光器件具有单结构的例子。
图3A、图3B示出发光器件47B(IR)发射蓝色光及红外光的结构。
图3A所示的发光器件47R在像素电极191与公共电极115之间依次包括缓冲层192R、发光层193R及缓冲层194R。发光层193R包含发射红色光的发光材料。
图3A所示的发光器件47G在像素电极191与公共电极115之间依次包括缓冲层192G、发光层193G及缓冲层194G。发光层193G包含发射绿色光的发光材料。
图3A所示的发光器件47B(IR)在像素电极191与公共电极115之间依次包括缓冲层192B、发光层193N、发光层193B及缓冲层194B。发光层193N包含发射红外光的发光材料。发光层193B包含发射蓝色光的发光材料。
在发光器件47B(IR)中，与发光层193B相比，发光层193N优选位于更靠近反射电极(图3A中的像素电极191)的位置，将在后面说明详细内容。通过在反射电极与发光层193B之间设置发光层193N而使发光层193B从反射电极离开，可以提高蓝色的光提取效率。
作为发光层193以外的层，发光单元还可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等的层。在各颜色的发光器件中，这些层的结构也可以彼此不同。
例如，在各颜色的发光器件中，设置在像素电极191与发光层193之间的缓冲层192优选分别包括空穴注入层及空穴传输层中的一个或两个。此外，例如在各颜色的发光器件中，设置在发光层193与公共电极115之间的缓冲层194优选分别包括电子传输层及电子注入层中的一个或两个。缓冲层192R、192G、192B、194R、194G、194B既可以为单层结构，又可以为叠层结构。
图3B所示的发光装置与图3A所示的发光装置的不同之处在于：包括公共层112，而不包括缓冲层192R、192G、192B；包括公共层114，而不包括缓冲层194R、194G、194B。
公共层112优选包括空穴注入层及空穴传输层中的一个或两个。公共层114优选包括电子传输层及电子注入层中的一个或两个。公共层112、114既可以为单层结构，又可以为叠层结构。
在各颜色的发光器件中，发光层193以外的层中的至少一部分可以为共同的结构。由此，可以减少发光装置的制造工序，所以是优选的。
图3C、图3D示出发光器件47R(IR)发射红色光及红外光的结构。
图3C、图3D所示的发光器件47R(IR)在像素电极191与公共电极115之间包括公共层112、缓冲层192R、发光层193R、发光层193N、缓冲层194R及公共层114。发光层193R包含发射红色光的发光材料。发光层193N包含发射红外光的发光材料。
图3C所示的发光器件47R(IR)在像素电极191与发光层193N之间包括发光层193R。另一方面，图3D所示的发光器件47R(IR)在像素电极191与发光层193R之间包括发光层193N。对发光层193R和发光层193N的叠层顺序没有特别的限制。
图3C、图3D所示的发光器件47G在像素电极191与公共电极115之间依次包括公共层112、缓冲层192G、发光层193G、缓冲层194G及公共层114。发光层193G包含发射绿色光的发光材料。
图3C、图3D所示的发光器件47B在像素电极191与公共电极115之间依次包括公共层112、缓冲层192B、发光层193B、缓冲层194B及公共层114。发光层193B包含发射蓝色光的发光材料。
如图3C、图3D所示，各颜色的发光器件具有按每个颜色分别形成有发光层193以外的层的一部分(缓冲层)并共同使用其他一部分(公共层)的结构。如此，通过在各颜色的发光器件中共同使用发光层193以外的层的一部分，可以减少发光装置的制造工序，所以是优选的。注意，本发明的一个方式的发光装置也可以不包括缓冲层192R、192G、192B、194R、194G、194B以及公共层112、114中的一部分的层。
例如，在图3C、图3D中，优选的是，公共层112包括空穴注入层，缓冲层192R、192G、192B包括空穴传输层，缓冲层194R、194G、194B包括电子传输层，公共层114包括电子注入层。
在图4A至图4C中，发射红外光的发光器件具有串联结构，其他发光器件具有单结构。
图4A与图3A的不同之处在于在发光层193N与发光层193B之间包括中间层198。同样地，图4B与图3B的不同之处在于在发光层193N与发光层193B之间包括中间层198。此外，图4C与图3C的不同之处在于在发光层193N与发光层193R之间包括中间层198。
中间层198至少包括电荷产生层。电荷产生层位于两个发光单元之间。电荷产生层具有当对一对电极之间施加电压时对邻接的一个发光单元注入电子而对另一个发光单元注入空穴的功能。中间层198还可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质或双极性的物质等的层。
当采用在一个发光单元中包括发射红外光的发光层(发光层193N)和发射可见光的发光层(发光层193B、发光层193G或发光层193R)的单结构时，由两个发光层分享激子，因此可见光及红外光的发光强度降低。如图4A至图4C所示，通过将包括发光层193N的发光单元与包括发光层193B或发光层193R的发光单元彼此分离的串联结构应用于发光器件，可以提高可见光及红外光的发光强度。
即使在对发射可见光及红外光的双方的发光器件应用串联结构的情况下，该发光器件与其他发光器件也可以共同使用发光层以外的层的一部分。
例如，图4B所示的发光器件47B(IR)在像素电极191与下侧的发光层193N之间包括公共层112，在公共电极115与上侧的发光层193B之间包括公共层114。发光器件47B(IR)与其他发光器件共同使用公共层112及公共层114。
此外，图4C所示的发光器件47R(IR)在像素电极191与下侧的发光层193N之间包括公共层112及缓冲层192R，在公共电极115与上侧的发光层193B之间包括公共层114及缓冲层194R。发光器件47R(IR)与其他发光器件共同使用公共层112及公共层114，并形成有各自的缓冲层192R及缓冲层194R。
另外，图4D所示的发光装置与图3A所示的发光装置的不同之处在于在公共电极115上包括缓冲层116。作为缓冲层116，可以举出有机膜、半导体膜、无机绝缘膜等。由于图4D所示的发光装置具有将发光器件的发光提取到缓冲层116一侧的结构，所以缓冲层116优选具有使可见光及红外光透过的功能。由此，可以抑制缓冲层116吸收光，而可以提高发光器件的光提取效率。作为有机膜，可以举出可用于发光器件的包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质或双极性的物质等的层。作为半导体膜，可以举出使可见光及红外光透过的半导体膜。作为无机绝缘膜，可以举出氮化硅膜等。缓冲层116优选具有钝化功能。由此，可以抑制水分等杂质侵入发光器件。此外，当公共电极115具有反射可见光及红外光的功能时，通过设置缓冲层116，可以降低公共电极115处的表面等离子体导致的光能量损失。
发光器件优选采用光学微腔谐振器(微腔)结构。因此，发光器件所包括的一对电极中的一个优选为对可见光及红外光具有透射性及反射性的电极(半透射·半反射电极)，另一个优选为对可见光及红外光具有反射性的电极(反射电极)。
具有透射性的电极的光透过率为40％以上。例如，在发光器件中，优选使用对可见光(波长为400nm以上且小于750nm的光)及红外光(波长为750nm以上且1300nm以下的光)的透过率为40％以上的电极。此外，半透射·半反射电极的对可见光及红外光的反射率为10％以上且95％以下，优选为30％以上且80％以下。反射电极的对可见光及红外光的反射率为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。另外，这些电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
以下，以顶部发射结构的发光器件为例进行说明，在该发光器件中，作为像素电极191使用反射电极，作为公共电极115使用半透射·半反射电极。当发光器件具有微腔结构时，可以在两个电极之间使从发光层193得到的发光谐振，并且可以增强通过公共电极115发射的光。
注意，发光器件也可以采用向像素电极191一侧发射光的结构(底部发射结构)。具体而言，作为公共电极115使用反射电极，作为像素电极191使用使可见光及红外光透过的电极(也称为透明电极)或半透射·半反射电极，由此可以向像素电极191一侧发射光。
各颜色的发光器件所包括的一对电极的材料及厚度等可以相同。由此，可以降低发光装置的制造成本并简化制造工序。
各颜色的发光器件具有不同的结构。在发射红色光的发光器件47R中，优选以使一对电极间的光学距离为增强红色发光的光学距离的方式调节发光单元的厚度。同样地，在发射绿色光的发光器件47G中，优选以使一对电极间的光学距离为增强绿色发光的光学距离的方式调节发光单元的厚度。此外，在发射蓝色光的发光器件47B中，优选以使一对电极间的光学距离为增强蓝色发光的光学距离的方式调节发光单元的厚度。再者，在发射红外光的发光器件中，一对电极间的光学距离优选为还增强红外发光的光学距离。也就是说，在发射可见光及红外光的双方的发光器件中，优选以获得增强可见光(红色、绿色或蓝色)和红外光的双方的光学距离的方式调节发光单元的厚度。在此，在半透射·半反射电极具有反射电极与透明电极的叠层结构的情况下，一对电极间的光学距离是指一对反射电极间的光学距离。
具体而言，当从发光层193得到的光的波长为λ时，优选将像素电极191和公共电极115的光学距离调节为nλ/2(n是自然数)或其附近。
在本说明书等中，从发光层193得到的光的波长λ可以为发光层193的峰值波长(尤其是最大峰值波长)。此外，在本说明书等中，波长X的附近是指X的±20nm以内，优选为X的±10nm以内的范围。
当采用微腔结构时，可以增强一对电极间的光学距离(包括因反射产生的相移)的倍数除以整数的值的波长的光而提取。例如，在该光学距离为500nm的情况下，可以增强(500×2/1＝)1000nm、(500×2/2＝)500nm、(500×2/3＝)333nm、(500×2/4＝)250nm等的光而提取。此外，在该光学距离为500nm的情况下，也可以增强(500×3/1＝)1500nm、(500×3/2＝)750nm、(500×3/3＝)500nm、(500×3/4＝)375nm等的光而提取。
因此，通过采用相当于可见光与红外光的公倍数的光学距离，可以高效地提取可见光及红外光的双方。
作为全彩色显示的品质指标规定了几个规格。例如，为了统一显示器、打印机、数码相机或扫描器等设备的颜色再现性，IEC(国际电工委员会)定义的国际标准之颜色空间的规格，即sRGB规格广泛地普及。作为其他规格，可以举出：美国国家电视系统委员会(National Television System Committee)定义的模拟电视方式的色域规格，即NTSC规格；数字电影的国际统一规格，即DCI-P3(Digital Cinema Initiatives)规格；NHK(日本放送协会)所定义的高分辨率UHDTV(Ultra High Definition Television，超高清电视)的规格，即Recommendation ITU-R BT.2020(以下，称为BT.2020)等。由于R、G、B的波长由上述那样的规格值规定，所以能够与可见光一起提取到的红外光的波长有限制。
例如，表1示出由BT.2020规定的相当于R、G、B的光的波长和它们的n次光(n为自然数)。
[表1]
n 1 2 3 4 5 6
R 630nm 1260nm 1890nm 2520nm 3150nm 3780nm
G 532nm 1064nm 1596nm 2128nm 2660nm 3192nm
B 467nm 934nm 1401nm 1868nm 2335nm 2802nm
根据表1可以估计出能够通过利用微腔结构与由BT.2020规定的R、G、B的光中的任一个一起被增强而提取的红外光的波长。注意，当n过大时，光提取效率下降，由此n优选为1以上且3以下，更优选为1或2。因此，可知：与R、G、B的光中的任一个一起被增强而提取的红外光的波长是与R、G、B的n＝2对应的波长的934nm、1064nm、1260nm以及R、G的n＝3除以2的波长的798nm、945nm等。
由此，优选根据想要提取的红外光的波长适当地决定采用哪种颜色的n次光。
另外，为了提高发光器件的光提取效率，除了一对电极间的光学距离以外，发光层193的得到所希望的光的区域(发光区域)与发生反射的电极间的光学距离也是很重要的。具体而言，像素电极191与发光区域间的光学距离为(2m’+1)λ/4或其附近，公共电极115与发光区域间的光学距离为(2M+1)λ/4或其附近(m’及M为0或自然数，且n＝m’+M+1)，由此可以高效地提取光。在此，发光区域是指发光层中的空穴与电子的复合区域。
图5A、图5B示出采用可见光的二次光(n＝2)的例子。也就是说，红外光的波长λi为可见光的波长λv的2倍。一对电极间的光学距离为λi/2＝λv。如图5A、图5B所示，当采用可见光的二次光时，可见光的发光区域与红外光的发光区域的优选位置的组合有两种。
图5A示出如下例子：像素电极191与可见光的发光区域EM(V)间的光学距离为λv/4，公共电极115与可见光的发光区域EM(V)间的光学距离为3λv/4，像素电极191与红外光的发光区域EM(IR)间的光学距离为λi/4，公共电极115与红外光的发光区域EM(IR)间的光学距离为λi/4。
图5B示出如下例子：像素电极191与可见光的发光区域EM(V)间的光学距离为3λv/4，公共电极115与可见光的发光区域EM(V)间的光学距离为λv/4，像素电极191与红外光的发光区域EM(IR)间的光学距离为λi/4，公共电极115与红外光的发光区域EM(IR)间的光学距离为λi/4。
在此，当作为反射电极使用特定的金属膜(例如包含银等贵金属的金属膜等)时，由于表面等离子体共振(SPR：Surface Plasmon Resonance)的影响，有时导致光提取效率降低。这是因为在金属膜的表面或其附近光与金属固有的等离子振动(plasmonoscillation)共振而无法取出对应于上述固有的振动的波长的光。反射电极与发光层的发光区域间的光学距离越近越容易发生上述现象。此外，在发射蓝色光的发光器件中容易发生上述现象。
因此，在顶部发射结构的发射蓝色光的发光器件47B中，优选将像素电极191与发光层193B的发光区域间的光学距离调节为(2m’+1)λ/4(m’为自然数)或其附近。
也就是说，顶部发射结构的发射蓝色光及红外光的发光器件47B(IR)优选采用图5B所示的结构。与图5A的结构相比，图5B的结构可以增大像素电极191(反射电极)与蓝色发光层193B的发光区域间的光学距离，由此可以抑制表面等离子体共振的影像，而可以提高光提取效率。
在图3A、图3B、图4A、图4B所示的发光器件47B(IR)中，在像素电极191上隔着发光层193N设置有发光层193B。如此，通过将发射其波长短于红外光的蓝色光的发光层193B与发射红外光的发光层193N相比设置在离像素电极191(反射电极)更远的位置，可以提高蓝色的光提取效率。
另一方面，底部发射结构的发光器件作为公共电极115使用反射电极。因此，在底部发射结构的发射蓝色光的发光器件中，优选将公共电极115与发光层193B的发光区域间的光学距离调节为(2M+1)λ/4(M为自然数)或其附近。
也就是说，发射蓝色光及红外光的底部发射结构的发光器件优选采用图5A所示的结构。与图5B的结构相比，图5A的结构可以增大公共电极115(反射电极)与蓝色发光层193B的发光区域间的光学距离，由此可以抑制表面等离子体共振的影响，而可以提高光提取效率。
在发射蓝色光及红外光的底部发射结构的发光器件中，例如，发光层193N优选位于与发光层193B相比更靠近反射电极(公共电极115)的位置。通过在反射电极与发光层193B之间设置发光层193N而使发光层193B从反射电极离开，可以提高蓝色的光提取效率。
另外，发射红色光及红外光的发光器件47R(IR)或发射绿色光及红外光的发光器件47G(IR)可以采用图5A、图5B中的任一个结构。注意，根据波长，由于上述理由，优选的结构有时根据光提取方向而不同。
通过进行上述光学调整，可以使能够从发光层193获得的特定的单色光的光谱变窄，由此获得色纯度良好的发光。另外，可以抑制发光器件的光取出效率的下降，并且可以降低发光装置的功耗。
严密地说，像素电极191与公共电极115间的光学距离由像素电极191中的反射面至公共电极115中的反射面的距离与折射率之积和因反射产生的相移相加而得的值表示。然而，难以严密地决定像素电极191和公共电极115中的反射面及相移。因此，在此假设如下，即，当像素电极191和公共电极115中的任意位置为反射面，并且假定任意相移时，可以充分地得到上述效果。
与此同样，严密地说，像素电极191与发光区域间的光学距离由像素电极191中的反射面至发光层中的发光区域的距离与折射率之积和因反射产生的相移相加而得的值表示。然而，难以严密地决定像素电极191中的反射面及相移以及发光层中的发光区域。因此，在此假设如下，即，当像素电极191中的任意位置为反射面，假定任意相移，并且发光层中的任意位置为发光区域时，可以充分地得到上述效果。
例如，发光层193中的发光区域可以假设为像素电极191一侧的面、公共电极115一侧的面或者发光层193的中心等。
另外，在发光器件47B(IR)中，优选将一对电极间的光学距离调节为发光层193B的蓝色发光的波长且为发光层193N的红外光的波长的1/2。在发光器件47R中，优选将一对电极间的光学距离调节为发光层193R的红色发光的波长的1/2。在发光器件47G中，优选将一对电极间的光学距离调节为发光层193G的绿色发光的波长的1/2。通过采用该结构，可以提高各颜色的光提取效率。
在包括R、G、B这三种颜色的发光器件的发光装置中，为了将R、G的一对电极间的光学距离设定为各颜色的波长的1/2且将B的一对电极间的光学距离设定为蓝色的波长，还需要在每个R、G、B中分别形成发光层以外的层，因此生产率容易下降。此外，当R、G、B共同使用发光层以外的层时，从蓝色发光的效率提高的观点来看，三种颜色共同设置有的层的厚度很厚，因此三种颜色的一对电极间的光学距离都为各颜色的波长。
另一方面，在本发明的一个方式的发射蓝色光的发光器件发射红外光的结构中，为了将一对电极间的光学距离设定为蓝色波长，可以调节发射红外光的发光层或发光单元的厚度。因此，不需要增大与发射红色光、绿色光的发光器件共同使用的层的厚度。由此，可以高生产率地制造R、G的一对电极间的光学距离为各颜色的波长的1/2并且B的一对电极间的光学距离为蓝色的波长的发光装置。
图5C、图5D示出采用可见光的三次光(n＝3)的例子。红外光的波长λi为可见光的波长λv的三倍除以2的长度。一对电极间的光学距离为λi＝3λv/2。如图5C、图5D所示，当采用可见光的三次光时，可见光的发光区域与红外光的发光区域的优选位置的组合有六种。
图5C示出如下例子：像素电极191与红外光的发光区域EM(IR)间的光学距离为λi/4，公共电极115与红外光的发光区域EM(IR)间的光学距离为3λi/4。
图5D示出如下例子：像素电极191与红外光的发光区域EM(IR)间的光学距离为3λi/4，公共电极115与红外光的发光区域EM(IR)间的光学距离为λi/4。
在图5C、图5D所示的可见光的发光区域的位置(a)，像素电极191与可见光的发光区域EM(V)间的光学距离为λv/4，公共电极115与可见光的发光区域EM(V)间的光学距离为5λv/4。
在图5C、图5D所示的可见光的发光区域的位置(b)，像素电极191与可见光的发光区域EM(V)间的光学距离为3λv/4，公共电极115与可见光的发光区域EM(V)间的光学距离为3λv/4。
在图5C、图5D所示的可见光的发光区域的位置(c)，像素电极191与可见光的发光区域EM(V)间的光学距离为5λv/4，公共电极115与可见光的发光区域EM(V)间的光学距离为λv/4。
在串联结构中，优选发射可见光的发光层与发射红外光的发光层间的距离长，由此在图5C中可见光的发光区域的位置(b)、(c)是优选的，而在图5D中可见光的发光区域的位置(a)、(b)是优选的。
在单结构中，优选发射可见光的发光层与发射红外光的发光层间的距离短，由此在图5C中可见光的发光区域的位置(a)是优选的，而在图5D中可见光的发光区域的位置(c)是优选的。
另外，构成发光器件的有机膜的折射率有波长依赖性。通过利用折射率的波长依赖性，可以提取所希望的波长的红外光。
有在可见光至红外光的波长区域中有机膜的折射率变低的倾向。当折射率降低时，即使在相同的厚度，光路长度也根据颜色而变化，光的波长越长光学距离越短。尤其是，蓝色光的波长的折射率与红外光的波长的折射率差异非常大。例如，当采用蓝色光的二次光时能够提取到的红外光的波长有时小于蓝色光的波长的2倍。通过利用有机膜的折射率的波长依赖性，可以控制所提取的红外光的波长。此外，当在膜中产生折射率的各向异性时，优选利用寻常光折射率的值控制所提取的红外光的波长。
例如，在发光器件所包括的空穴传输层中，相对于可见光的波长λv的光的寻常光折射率优选比相对于红外光的波长λi的光的寻常光折射率大0.1以上，更优选大0.2以上。此外，在发光器件所包括的电子传输层中，相对于可见光的波长λv的光的寻常光折射率优选比相对于红外光的波长λi的光的寻常光折射率大0.1以上，更优选大0.2以上。由此，可以使所提取的红外光的峰值波长向短波长一侧漂移。
[变形例]
图6A、图6B示出本发明的一个方式的发光装置的截面图。
图6A、图6B所示的发光装置40G及发光装置40H各自具有发射红色(R)光、绿色(G)光、蓝色(B)光及红外光(IR)的结构。
发光装置40G及发光装置40H除了包括提取红色光、绿色光及蓝色光的发光器件之外还包括提取红外光的发光器件。
图6A所示的发光装置40G在衬底151与衬底152之间包括发光器件47R、发光器件47G、发光器件47B及发光器件47N。
图6B所示的发光装置40H除了发光装置40G的结构之外在衬底151与衬底152之间还包括具有晶体管的层45。
在发光装置40G及发光装置40H中，发光器件47R可以发射红色(R)光，发光器件47G可以发射绿色(G)光，发光器件47B可以发射蓝色(B)光，发光器件47N可以发射红外光(IR)。
图6C、图6D示出像素的结构例子。图6C、图6D所示的像素各自包括红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)及红外光这四个子像素(四个发光器件)。图6C示出横方向的一列中配置有四个子像素的例子，图6D示出以2×2的矩阵状配置有四个子像素的例子。
图6E示出本发明的一个方式的发光装置所包括的发光器件的结构例子。
图6E所示的发光装置在衬底151上隔着具有晶体管的层45包括发射红色(R)光的发光器件47R、发射绿色(G)光的发光器件47G、发射蓝色(B)光的发光器件47B、发射红外光(IR)的发光器件47N。
图6E所示的发射红色光的发光器件47R和发射红外光的发光器件47N的一对电极间的结构可以相同。此时，发光器件47R和发光器件47N都采用发射红色光及红外光的结构。在发光器件47N中，红色光被设置在公共电极115上的滤光片141a遮蔽，只有红外光被提取到外部。在发光器件47R中，红外光被设置在公共电极115上的滤光片141b遮蔽，只有红色光被提取到外部。
另外，也可以在发光器件47R和发光器件47N的双方设置发光层193R及发光层193N，并且以只有红色光或红外光被提取到的方式调节发光单元的厚度。
如上所述，通过在发射可见光的发光器件和发射红外光的发光器件中采用共同的结构，可以设置发射红外光的子像素，而无需大幅度增加发光装置的制造工序。
以下，参照图7A至8C说明本发明的一个方式的发光装置的结构。在下文中，主要说明R、G、B这三种颜色的发光器件中的发射G、B的光的发光器件。发射R的光的发光器件可以具有与发射G的光的发光器件相同的结构。
[发光装置30A]
图7A示出发光装置30A的截面图。
发光装置30A包括发光器件190B及发光器件190G。发光器件190B具有发射蓝色光21B及红外光21N的功能。发光器件190G具有发射绿色光21G的功能。
发光器件190B包括像素电极191、缓冲层192B、发光层193B、发光层193N、缓冲层194B及公共电极115。注意，在图7A等中发光层193B和发光层193N表示为一个层，但是发光层193B和发光层193N优选为彼此不同的层。由于发光器件190B具有顶部发射结构，所以如上所述，优选在像素电极191与发光层193B之间包括发光层193N。
发光器件190G包括像素电极191、缓冲层192G、发光层193G、缓冲层194G及公共电极115。
像素电极191、缓冲层192B、缓冲层192G、发光层193B、发光层193N、发光层193G、缓冲层194B、缓冲层194G及公共电极115既可以为单层结构，又可以为叠层结构。
像素电极191位于绝缘层214上。各发光器件所包括的像素电极191可以使用同一材料及同一工序形成。
在发光装置30A中，发光器件所包括的发光层以外的层也按每个颜色分别形成。具体来说，示出在发光器件190B和发光器件190G中在一对电极(像素电极191和公共电极115)之间没有公共层的例子。
作为发光器件190B及发光器件190G，在绝缘层214上使用同一材料及同一工序形成像素电极191，在一方的像素电极191上形成缓冲层192B、发光层193N、发光层193B及缓冲层194B，在另一方的像素电极191上形成缓冲层192G、发光层193G及缓冲层194G，然后，以覆盖两个像素电极191、缓冲层192B、发光层193N、发光层193B、缓冲层194B、缓冲层192G、发光层193G及缓冲层194G的方式形成公共电极115。对缓冲层192B、发光层193N、发光层193B及缓冲层194B的叠层结构、缓冲层192G、发光层193G及缓冲层194G的叠层结构的形成顺序没有特别的限制。例如，也可以在形成缓冲层192B、发光层193N、发光层193B及缓冲层194B之后，形成缓冲层192G、发光层193G及缓冲层194G。与此相反，也可以在形成缓冲层192B、发光层193N、发光层193B及缓冲层194B之前，形成缓冲层192G、发光层193G及缓冲层194G。此外，也可以按照缓冲层192B、缓冲层192G、发光层193N等的顺序交替形成。
作为缓冲层192B及缓冲层192G，例如可以形成空穴注入层及空穴传输层中的一个或两个。
发光层193B及发光层193N隔着缓冲层192B与像素电极191重叠。发光层193B及发光层193N隔着缓冲层194B与公共电极115重叠。发光层193B包含发射蓝色光的发光材料。发光层193N包含发射红外光的发光材料。
发光层193G隔着缓冲层192G与像素电极191重叠。发光层193G隔着缓冲层194G与公共电极115重叠。发光层193G包含发射绿色光的发光材料。
作为缓冲层194B及缓冲层194G，例如可以形成电子注入层及电子传输层中的一个或两个。
公共电极115具有隔着缓冲层192B、发光层193B、发光层193N及缓冲层194B与像素电极191重叠的部分。此外，公共电极115具有隔着缓冲层192G、发光层193G及缓冲层194G与像素电极191重叠的部分。发光器件190B和发光器件190G共同使用公共电极115。
发光装置30A在一对衬底(衬底151及衬底152)之间包括发光器件190B、发光器件190G、晶体管42等。
优选衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层BM。遮光层BM在与各发光器件重叠的位置具有开口。
另外，如图7B所示，也可以不包括遮光层BM。
作为遮光层BM，可以使用遮挡来自发光器件190的光的材料。遮光层BM优选吸收可见光。作为遮光层BM，例如，可以使用金属材料或包含颜料(碳黑等)或染料的树脂材料等形成黑矩阵。遮光层BM也可以采用红色滤色片、绿色滤色片及蓝色滤色片的叠层结构。
在各颜色的发光器件190中，分别位于像素电极191与公共电极115之间的缓冲层192、发光层193及缓冲层194可以被称为EL层。
像素电极191优选具有反射可见光及红外光的功能。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。公共电极115具有使可见光及红外光透过的功能。发光器件190是电压被施加到像素电极191与公共电极115之间时向衬底152一侧发射光的电致发光器件(参照光21B、光21G、红外光21N)。
像素电极191通过设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管42所包括的源极或漏极。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。晶体管42具有控制发光器件190的驱动的功能。
发光器件190优选被保护层195覆盖。在图7A中，保护层195设置在公共电极115上并与该公共电极115接触。通过设置保护层195，可以抑制水等杂质侵入发光器件190，由此可以提高发光器件190的可靠性。此外，使用粘合层142贴合保护层195和衬底152。此外，保护层195可以包括缓冲层116，或者也可以兼作用缓冲层116。此外，保护层195也可以隔着缓冲层116设置在公共电极115上。
此外，如图7B所示，也可以在发光器件190上不包括保护层。在图7B中，使用粘合层142贴合公共电极115和衬底152。
[发光装置30B]
图7B示出发光装置30B的截面图。注意，在后面的发光装置的说明中，有时省略说明与先前说明的发光装置同样的结构。
发光装置30B与发光装置30A的不同之处在于包括公共层112而不包括缓冲层192B及缓冲层192G。
公共层112位于像素电极191上。发光器件190B和发光器件190G共同使用公共层112。
作为公共层112，例如可以形成空穴注入层及空穴传输层中的一个或两个。公共层112既可以为单层结构，又可以为叠层结构。
通过与发光器件的颜色无关地共同使用发光层以外的层中的至少一部分，可以减少发光装置的制造工序，所以是优选的。
[发光装置30C]
图7C示出发光装置30C的截面图。
发光装置30C与发光装置30A的不同之处在于包括公共层114而不包括缓冲层194B及缓冲层194G。
公共层114位于分隔壁216、发光层193B、发光层193N及发光层193G上。发光器件190B和发光器件190G共同使用公共层114。
作为公共层114，例如可以形成电子注入层及电子传输层中的一个或两个。公共层114既可以为单层结构，又可以为叠层结构。
通过与发光器件的颜色无关地共同使用发光层以外的层中的至少一部分，可以减少发光装置的制造工序，所以是优选的。
[发光装置30D]
图8A示出发光装置30D的截面图。
发光装置30D与发光装置30A的不同之处在于包括公共层112及公共层114而不包括缓冲层192B、缓冲层192G、缓冲层194B及缓冲层194G。
通过与发光器件的颜色无关地共同使用发光层以外的所有层，可以进一步减少发光装置的制造工序，所以是优选的。
[发光装置30E]
图8B示出发光装置30E的截面图。
发光装置30E与发光装置30D的不同之处在于在发光层193N与发光层193B之间包括中间层198。也就是说，发光装置30D的发光器件190B具有单结构，而发光装置30E的发光器件190B具有串联结构。此外，不发射红外光的发光器件190G优选具有单结构。
当发射可见光及红外光的发光器件具有单结构时，发光装置的生产率得到提高，所以是优选的。此外，当发射可见光及红外光的发光器件具有串联结构时，具有容易实现光学距离的最优化、发光强度得到提高等的优点，所以是优选的。
[发光装置30F]
图8C示出发光装置30F的截面图。
图8C所示的发光装置30F与发光装置30A的不同之处在于包括衬底153、衬底154、粘合层155及绝缘层212而不包括衬底151及衬底152。
衬底153和绝缘层212被粘合层155贴合。衬底154和保护层195被粘合层142贴合。
发光装置30F通过将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管42及发光器件190等转置在衬底153上而形成。衬底153和衬底154优选具有柔性。由此，可以提高发光装置30F的柔性。例如，作为衬底153及衬底154优选使用树脂。
作为衬底153及衬底154，可以使用如下材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚醚砜(PES)树脂、聚酰胺树脂(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚硅氧烷树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、ABS树脂以及纤维素纳米纤维等。衬底153和衬底154中的一个或两个也可以使用其厚度为具有柔性程度的玻璃。
本实施方式的发光装置所具有的衬底可以使用光学各向同性高的薄膜。作为光学各向同性高的薄膜，可以举出三乙酸纤维素(也被称为TAC：Cellulose triacetate)薄膜、环烯烃聚合物(COP)薄膜、环烯烃共聚物(COC)薄膜及丙烯酸薄膜等。
以下参照图9至图11B说明本发明的一个方式的发光装置的更详细的结构。
[发光装置200A]
图9示出发光装置200A的立体图，图10A示出发光装置200A的截面图。
发光装置200A具有贴合衬底152与衬底151的结构。在图9中，以虚线表示衬底152。
发光装置200A包括发光部163、电路164及布线165等。图9示出在发光装置200A中安装有IC(集成电路)173及FPC172的例子。因此，也可以将图9所示的结构称为包括发光装置200A、IC及FPC的发光模块。
作为电路164，例如可以使用扫描线驱动电路。
布线165具有对发光部163及电路164供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由FPC172或者从IC173输入到布线165。
图9示出通过COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip on Film：薄膜覆晶封装)方式等在衬底151上设置IC173的例子。作为IC173，例如可以使用包括扫描线驱动电路或信号线驱动电路等的IC。注意，发光装置200A及发光模块不一定必须设置有IC。此外，也可以将IC利用COF方式等安装于FPC。
图10A示出图9所示的发光装置200A的包括FPC172的区域的一部分、包括电路164的区域的一部分、包括发光部163的区域的一部分及包括端部的区域的一部分的截面的一个例子。
图10A所示的发光装置200A在衬底151与衬底152之间包括晶体管201、晶体管206、晶体管207、发光器件190B及发光器件190G、保护层195等。
衬底151与衬底152通过粘合层142粘合。作为对发光器件190B及发光器件190G的密封，可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图10A中，由衬底151、粘合层142及衬底152围绕的空间143填充有惰性气体(氮、氩等)，采用中空密封结构。粘合层142也可以与发光器件190重叠。此外，由衬底151、粘合层142及衬底152围绕的空间143也可以填充有与粘合层142不同的树脂。
发光器件190B具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191B、公共层112、发光层193N、发光层193B、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191B通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管206所包括的导电层222b连接。晶体管206具有控制发光器件190B的驱动的功能。
发光器件190G具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191G、公共层112、发光层193G、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191G通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管207所包括的导电层222b连接。晶体管207具有控制发光器件190G的驱动的功能。
分隔壁216覆盖像素电极191B的端部及像素电极191G的端部。像素电极191B及像素电极191G包含反射可见光及红外光的材料，而公共电极115包含使可见光及红外光透过的材料。
发光器件190将光发射到衬底152一侧。衬底152优选使用对可见光及红外光的透过性高的材料。
像素电极191B及像素电极191G可以使用同一材料及同一工序形成。公共层112、公共层114及公共电极115用于发光器件190B和发光器件190G的双方。发光器件190B和发光器件190G可以共同使用发光层以外的结构中的至少一部分。由此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下对发光装置200A附加发射红外光的功能。
发光器件190被保护层195覆盖。通过设置保护层195，可以抑制水等杂质侵入发光器件190，由此可以提高发光器件190的可靠性。
在发光装置200A的端部附近的区域228中，优选绝缘层215与保护层195通过绝缘层214的开口彼此接触。尤其是，特别优选绝缘层215含有的无机绝缘膜与保护层195含有的无机绝缘膜彼此接触。由此，可以抑制杂质从外部通过有机绝缘膜侵入发光部163。因此，可以提高发光装置200A的可靠性。
图10B示出保护层195具有三层结构的例子。在图10B中，保护层195包括公共电极115上的无机绝缘层195a、无机绝缘层195a上的有机绝缘层195b及有机绝缘层195b上的无机绝缘层195c。
无机绝缘层195a的端部及无机绝缘层195c的端部延伸到有机绝缘层195b的端部的外侧，并且它们彼此接触。此外，无机绝缘层195a通过绝缘层214(有机绝缘层)的开口与绝缘层215(无机绝缘层)接触。由此，可以使用绝缘层215及保护层195包围发光器件190，可以提高发光器件190的可靠性。
像这样，保护层195也可以具有有机绝缘膜和无机绝缘膜的叠层结构。此时，无机绝缘膜的端部优选延伸到有机绝缘膜的端部的外侧。
衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层BM。遮光层BM在与发光器件190重叠的位置具有开口。
晶体管201、晶体管206及晶体管207都设置在衬底151上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序形成。
在衬底151上依次设置有绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层214。绝缘层211的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层213的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层215以覆盖晶体管的方式设置。绝缘层214以覆盖晶体管的方式设置，并被用作平坦化层。此外，对栅极绝缘层的个数及覆盖晶体管的绝缘层的个数没有特别的限制，既可以为一个，又可以为两个以上。
优选的是，将水或氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖晶体管的绝缘层中的至少一个。由此，可以将绝缘层用作阻挡层。通过采用这种结构，可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中，从而可以提高发光装置的可靠性。
作为绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等无机绝缘膜。此外，也可以使用氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。
这里，有机绝缘膜的阻挡性在很多情况下低于无机绝缘膜。因此，有机绝缘膜优选在发光装置200A的端部附近包括开口。由此，可以抑制杂质从发光装置200A的端部通过有机绝缘膜侵入。此外，也可以以其端部位于发光装置200A的端部的内侧的方式形成有机绝缘膜，以使有机绝缘膜不暴露于发光装置200A的端部。
用作平坦化层的绝缘层214优选使用有机绝缘膜。作为能够用于有机绝缘膜的材料，例如可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及这些树脂的前体等。
在图10A所示的区域228中，在绝缘层214中形成有开口。由此，即使在使用有机绝缘膜作为绝缘层214的情况下，也可以抑制杂质从外部通过绝缘层214侵入发光部163。由此，可以提高发光装置200A的可靠性。
晶体管201、晶体管206及晶体管207包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；用作源极及漏极的导电层222a及导电层222b；半导体层231；用作栅极绝缘层的绝缘层213；以及用作栅极的导电层223。在此，对经过同一导电膜进行加工而得到的多个层附有相同的阴影线。绝缘层211位于导电层221与半导体层231之间。绝缘层213位于导电层223与半导体层231之间。
对本实施方式的发光装置所包括的晶体管结构没有特别的限制。例如，可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管等。此外，晶体管可以具有顶栅结构或底栅结构。或者，也可以在形成沟道的半导体层上下设置有栅极。
作为晶体管201、晶体管206及晶体管207，采用两个栅极夹着形成沟道的半导体层的结构。此外，也可以连接两个栅极，并通过对该两个栅极供应同一信号，来驱动晶体管。或者，通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位，对另一个施加用来进行驱动的电位，可以控制晶体管的阈值电压。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，可以使用非晶半导体或具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用具有结晶性的半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
晶体管的半导体层优选使用金属氧化物(氧化物半导体)。此外，晶体管的半导体层也可以包含硅。作为硅，可以举出非晶硅、结晶硅(低温多晶硅、单晶硅等)等。
例如，半导体层优选包含铟、M(M为选自镓、铝、硅、硼、钇、锡、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨或镁中的一种或多种)和锌。尤其是，M优选为选自铝、镓、钇或锡中的一种或多种。
尤其是，作为半导体层，优选使用包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也记为IGZO)。
当半导体层为In-M-Zn氧化物时，优选用来形成In-M-Zn氧化物的溅射靶材中的In的原子数比为M的原子数比以上。作为这种溅射靶材的金属元素的原子数比，可以举出In：M：Zn＝1：1：1、In：M：Zn＝1：1：1.2、In：M：Zn＝2：1：3、In：M：Zn＝3：1：2、In：M：Zn＝4：2：3、In：M：Zn＝4：2：4.1、In：M：Zn＝5：1：6、In：M：Zn＝5：1：7、In：M：Zn＝5：1：8、In：M：Zn＝6：1：6、In：M：Zn＝5：2：5等。
此外，作为溅射靶材优选使用含有多晶氧化物的靶材，由此可以易于形成具有结晶性的半导体层。注意，所形成的半导体层的原子数比分别包含上述溅射靶材中的金属元素的原子数比的±40％的范围内。例如，在被用于半导体层的溅射靶材的组成为In:Ga:Zn＝4:2:4.1[原子数比]时，所形成的半导体层的组成有时为In:Ga:Zn＝4:2:3[原子数比]或其附近。
当记载为原子数比为In：Ga：Zn＝4：2：3或其附近时包括如下情况：In的原子数比为4时，Ga的原子数比为1以上且3以下，Zn的原子数比为2以上且4以下。此外，当记载为原子数比为In：Ga：Zn＝5：1：6或其附近时包括如下情况：In的原子数比为5时，Ga的原子数比大于0.1且为2以下，Zn的原子数比为5以上且7以下。此外，当记载为原子数比为In：Ga：Zn＝1：1：1或其附近时包括如下情况：In的原子数比为1时，Ga的原子数比大于0.1且为2以下，Zn的原子数比大于0.1且为2以下。
电路164所包括的晶体管和发光部163所包括的晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有不同的结构。电路164所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上的不同结构。与此同样，发光部163所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上的不同结构。
在衬底151与衬底152不重叠的区域中设置有连接部204。在连接部204中，布线165通过导电层166及连接层242与FPC172电连接。在连接部204的顶面上露出对与像素电极191B及像素电极191G相同的导电膜进行加工来获得的导电层166。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC172电连接。
此外，可以在衬底152的外侧配置各种光学构件。作为光学构件，可以使用偏振片、相位差板、光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在衬底152的外侧也可以配置抑制尘埃的附着的抗静电膜、不容易被弄脏的具有拒水性的膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜、冲击吸收层等。
衬底151及衬底152可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石以及树脂等。通过将具有柔性的材料用于衬底151及衬底152，可以提高发光装置的柔性。
作为粘合层，可以使用紫外线固化粘合剂等光固化粘合剂、反应固化粘合剂、热固化粘合剂、厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。作为这些粘合剂，可以举出环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、酰亚胺树脂、PVC(聚氯乙烯)树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)树脂等。尤其是，优选使用环氧树脂等透湿性低的材料。此外，也可以使用两液混合型树脂。此外，也可以使用粘合薄片等。
作为连接层242，可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic ConductiveFilm)、各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
发光器件190具有顶部发射结构、底部发射结构或双面发射结构等。作为提取光一侧的电极使用使可见光及红外光透过的导电膜。此外，作为不提取光一侧的电极优选使用反射可见光及红外光的导电膜。
发光器件190B发射红外光(IR)及蓝色(B)光。发光器件190B至少包括发光层193B及发光层193N。发光器件190G发射绿色(G)光。发光器件190G至少包括发光层193G。作为发光层193以外的层，发光器件190还可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质或双极性的物质等的层。例如，公共层112优选包括空穴注入层及空穴传输层中的一个或两个。例如，公共层114优选包括电子传输层及电子注入层中的一个或两个。
公共层112、发光层193及公共层114可以使用低分子化合物或高分子化合物，还可以包含无机化合物。构成公共层112、发光层193及公共层114的层可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
发光层193也可以包含量子点等无机化合物作为发光材料。
作为可用于晶体管的栅极、源极及漏极和构成发光装置的各种布线及电极等导电层的材料，可以举出铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽或钨等金属或者以上述金属为主要成分的合金等。可以使用包含这些材料的膜的单层或叠层。
此外，作为具有透光性的导电材料，可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、包含镓的氧化锌等导电氧化物或石墨烯。或者，可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯或钛等金属材料、包含该金属材料的合金材料。或者，还可以使用该金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。此外，当使用金属材料、合金材料(或者它们的氮化物)时，优选将其形成得薄到具有透光性。此外，可以使用上述材料的叠层膜作为导电层。例如，通过使用银和镁的合金与铟锡氧化物的叠层膜等，可以提高导电性，所以是优选的。上述材料也可以用于构成发光装置的各种布线及电极等的导电层、发光器件所包括的导电层(被用作像素电极及公共电极的导电层)。
作为可用于各绝缘层的绝缘材料，例如可以举出丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂、无机绝缘材料如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
[发光装置200B]
图11A示出发光装置200B的截面图。
发光装置200B与发光装置200A的不同之处在于晶体管的结构。
发光装置200B包括晶体管202、晶体管208及晶体管210。
晶体管202、晶体管208及晶体管210包括：用作栅极的导电层221；用作栅极绝缘层的绝缘层211；包含沟道形成区域231i及一对低电阻区域231n的半导体层；与一对低电阻区域231n中的一个连接的导电层222a；与一对低电阻区域231n中的另一个连接的导电层222b；用作栅极绝缘层的绝缘层225；用作栅极的导电层223；以及覆盖导电层223的绝缘层215。绝缘层211位于导电层221与沟道形成区域231i之间。绝缘层225位于导电层223与沟道形成区域231i之间。
导电层222a及导电层222b通过设置在绝缘层225及绝缘层215中的开口与低电阻区域231n连接。导电层222a及导电层222b中的一个用作源极，另一个用作漏极。
发光器件190B的像素电极191B通过导电层222b与晶体管210的一对低电阻区域231n中的一个电连接。
发光器件190G的像素电极191G通过导电层222b与晶体管208的一对低电阻区域231n中的一个电连接。
图11A示出绝缘层225覆盖半导体层的顶面及侧面的例子。另一方面，在图11B中，绝缘层225与半导体层231的沟道形成区域231i重叠而不与低电阻区域231n重叠。例如，通过以导电层223为掩模加工绝缘层225，可以形成图11B所示的结构。在图11B中，绝缘层215覆盖绝缘层225及导电层223，并且导电层222a及导电层222b分别通过绝缘层215的开口与低电阻区域231n连接。再者，还可以设置有覆盖晶体管的绝缘层218。
此外，发光装置200B与发光装置200A的不同之处在于包括衬底153、衬底154、粘合层155及绝缘层212而不包括衬底151及衬底152。
衬底153和绝缘层212被粘合层155贴合。衬底154和保护层195被粘合层142贴合。
发光装置200B通过将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管202、晶体管208、晶体管210及发光器件190等转置在衬底153上而形成。衬底153和衬底154优选具有柔性。由此，可以提高发光装置200B的柔性。
作为绝缘层212，可以使用可以用于绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215的无机绝缘膜。
此外，在显示装置200B中，保护层195和衬底154通过粘合层142贴合。粘合层142与发光器件190重叠，在图11A中发光装置采用固体密封结构。
[金属氧化物]
以下，将说明可用于半导体层的金属氧化物。
在本说明书等中，有时将包含氮的金属氧化物也称为金属氧化物(metal oxide)。此外，也可以将包含氮的金属氧化物称为金属氧氮化物(metal oxynitride)。例如，可以将锌氧氮化物(ZnON)等含有氮的金属氧化物用于半导体层。
在本说明书等中，有时记载为CAAC(c-axis aligned crystal)或CAC(Cloud-Aligned Composite)。CAAC是指结晶结构的一个例子，CAC是指功能或材料构成的一个例子。
例如，作为半导体层，可以使用CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS(OxideSemiconductor)。
CAC-OS或CAC-metal oxide在材料的一部分中具有导电性的功能，在材料的另一部分中具有绝缘性的功能，作为材料的整个部分具有半导体的功能。此外，在将CAC-OS或CAC-metal oxide用于晶体管的半导体层的情况下，导电性的功能是使被用作载流子的电子(或空穴)流过的功能，绝缘性的功能是不使被用作载流子的电子流过的功能。通过导电性的功能和绝缘性的功能的互补作用，可以使CAC-OS或CAC-metal oxide具有开关功能(开启/关闭的功能)。通过在CAC-OS或CAC-metal oxide中使各功能分离，可以最大限度地提高各功能。
此外，CAC-OS或CAC-metal oxide包括导电性区域及绝缘性区域。导电性区域具有上述导电性的功能，绝缘性区域具有上述绝缘性的功能。此外，在材料中，导电性区域和绝缘性区域有时以纳米粒子级分离。此外，导电性区域和绝缘性区域有时在材料中不均匀地分布。此外，有时观察到其边缘模糊而以云状连接的导电性区域。
此外，在CAC-OS或CAC-metal oxide中，导电性区域和绝缘性区域有时以0.5nm以上且10nm以下，优选为0.5nm以上且3nm以下的尺寸分散在材料中。
此外，CAC-OS或CAC-metal oxide由具有不同带隙的成分构成。例如，CAC-OS或CAC-metal oxide由具有起因于绝缘性区域的宽隙的成分及具有起因于导电性区域的窄隙的成分构成。在该构成中，当使载流子流过时，载流子主要在具有窄隙的成分中流过。此外，具有窄隙的成分通过与具有宽隙的成分的互补作用，与具有窄隙的成分联动而使载流子流过具有宽隙的成分。因此，在将上述CAC-OS或CAC-metal oxide用于晶体管的沟道形成区域时，在晶体管的导通状态中可以得到高电流驱动力，即大通态电流及高场效应迁移率。
就是说，也可以将CAC-OS或CAC-metal oxide称为基质复合材料(matrixcomposite)或金属基质复合材料(metal matrix composite)。
氧化物半导体(金属氧化物)被分为单晶氧化物半导体和非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体例如有CAAC-OS(c-axis aligned crystalline oxidesemiconductor)、多晶氧化物半导体、nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor)、a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半导体等。
CAAC-OS具有c轴取向性，其多个纳米晶在a-b面方向上连结而结晶结构具有畸变。注意，畸变是指在多个纳米晶连结的区域中晶格排列一致的区域与其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。
虽然纳米晶基本上是六角形，但是并不局限于正六角形，有不是正六角形的情况。此外，在畸变中有时具有五角形或七角形等晶格排列。此外，在CAAC-OS中，即使在畸变附近也难以观察到明确的晶界(grain boundary)。即，可知由于晶格排列畸变，可抑制晶界的形成。这是由于CAAC-OS因为a-b面方向上的氧原子排列的低密度或因金属元素被取代而使原子间的键合距离产生变化等而能够包容畸变。
CAAC-OS有具有层状结晶结构(也称为层状结构)的倾向，在该层状结晶结构中层叠有包含铟及氧的层(下面称为In层)和包含元素M、锌及氧的层(下面称为(M,Zn)层)。此外，铟和元素M彼此可以取代，在用铟取代(M,Zn)层中的元素M的情况下，也可以将该层表示为(In,M,Zn)层。此外，在用元素M取代In层中的铟的情况下，也可以将该层表示为(In,M)层。
CAAC-OS是结晶性高的金属氧化物。另一方面，在CAAC-OS中不容易观察明确的晶界，因此不容易发生起因于晶界的电子迁移率的下降。此外，金属氧化物的结晶性有时因杂质的进入或缺陷的生成等而降低，因此可以说CAAC-OS是杂质或缺陷(氧空位(也称为VO(oxygen vacancy))等)少的金属氧化物。因此，包含CAAC-OS的金属氧化物的物理性质稳定。因此，包含CAAC-OS的金属氧化物具有高耐热性及高可靠性。
在nc-OS中，微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域)中的原子排列具有周期性。此外，nc-OS在不同的纳米晶之间观察不到结晶取向的规律性。因此，在膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-OS在某些分析方法中与a-likeOS或非晶氧化物半导体没有差别。
此外，在包含铟、镓和锌的金属氧化物的一种的铟-镓-锌氧化物(以下，IGZO)有时在由上述纳米晶构成时具有稳定的结构。尤其是，IGZO有在大气中不容易进行晶体生长的倾向，所以有时与在IGZO由大结晶(在此，几mm的结晶或者几cm的结晶)形成时相比在IGZO由小结晶(例如，上述纳米结晶)形成时在结构上稳定。
a-like OS是具有介于nc-OS与非晶氧化物半导体之间的结构的金属氧化物。a-like OS包含空洞或低密度区域。也就是说，a-like OS的结晶性比nc-OS及CAAC-OS的结晶性低。
氧化物半导体(金属氧化物)具有各种结构及各种特性。本发明的一个方式的氧化物半导体也可以包括非晶氧化物半导体、多晶氧化物半导体、a-like OS、nc-OS、CAAC-OS中的两种以上。
用作半导体层的金属氧化物膜可以使用惰性气体和氧气体中的任一个或两个形成。注意，对形成金属氧化物膜时的氧流量比(氧分压)没有特别的限制。但是，在要获得场效应迁移率高的晶体管的情况下，形成金属氧化物膜时的氧流量比(氧分压)优选为0％以上且30％以下，更优选为5％以上且30％以下，进一步优选为7％以上且15％以下。
金属氧化物的能隙优选为2eV以上，更优选为2.5eV以上，进一步优选为3eV以上。如此，通过使用能隙宽的金属氧化物，可以减少晶体管的关态电流。
形成金属氧化物膜时的衬底温度优选为350℃以下，更优选为室温以上且200℃以下，进一步优选为室温以上且130℃以下。形成金属氧化物膜时的衬底温度优选为室温，由此可以提高生产率。
金属氧化物膜可以通过溅射法形成。除此之外，例如还可以利用PLD法、PECVD法、热CVD法、ALD法、真空蒸镀法等。
如此，本实施方式的发光装置包括发射可见光及红外光的发光器件以及发射可见光的发光器件。本实施方式的发光装置可以发射可见光及红外光的双方，由此可以被用作可见光被用于光源的传感器、红外光被用于光源的传感器、可见光及红外光的双方被用于光源的传感器中的任一个的光源，其方便性较高。
另外，在本实施方式的发光装置中，可以采用一个子像素发射可见光及红外光的双方的结构。因此，可以实现发射可见光及红外光的双方的发光装置，而无需增加一个像素所包括的子像素的数量。另外，发射可见光及红外光的发光器件与发射可见光的发光器件可以具有共同结构的层。因此，可以对发光装置附加发射红外光的功能，而无需发光装置的像素布局的大幅度改变及制造工序的大幅度增加。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。此外，在本说明书中，在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下，可以适当地组合该结构例子。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照图12A至图19说明本发明的一个方式的显示装置。
本发明的一个方式的显示装置在显示部包括发射可见光及红外光的发光器件、发射可见光的发光器件、检测出可见光及红外光中的至少一部分的受光器件。作为可见光，可以举出波长为400nm以上且小于750nm的光，例如，可以举出红色、绿色或蓝色的光。作为红外光，可以举出近红外光，具体而言，可以举出波长为750nm以上且1300nm以下的光。
本发明的一个方式的显示装置在显示部包括第一发光器件、第二发光器件及受光器件。第一发光器件具有发射可见光及红外光的双方的功能。第二发光器件具有发射可见光的功能。受光器件具有吸收可见光及红外光中的至少一部分的功能。第一发光器件包括第一像素电极、第一发光层、第二发光层及公共电极。第一发光层及第二发光层各自位于第一像素电极与公共电极之间。第二发光器件包括第二像素电极、第三发光层及公共电极。第三发光层位于第二像素电极与公共电极之间。受光器件包括第三像素电极、活性层及公共电极。活性层位于第三像素电极与公共电极之间。第一发光层包含发射红外光的发光材料。第二发光层及第三发光层各自包含发射波长彼此不同的可见光的发光材料。活性层包含有机化合物。
本发明的一个方式的显示装置可以利用发光器件所发射的可见光显示图像。具体而言，在显示部，发光器件配置为矩阵状，在该显示部能够显示图像。
另外，在本发明的一个方式的显示装置中，发光器件可以被用作传感器(例如，图像传感器、光学式触摸传感器)的光源。本发明的一个方式的显示装置可以发射可见光及红外光的双方，由此可以与可见光被用于光源的传感器和红外光被用于光源的传感器的双方组合，其方便性高。此外，本发明的一个方式的显示装置可以被用作可见光及红外光的双方被用于光源的传感器的光源，而可以提高传感器的功能性。
另外，在本发明的一个方式的显示装置中，可以采用一个子像素发射可见光及红外光的双方的结构。例如，可以采用发射红色、绿色或蓝色的三个子像素中的任一个发射红外光的结构。当发射可见光的子像素兼作发射红外光的子像素时，不需要另行设置发射红外光的子像素。因此，可以实现发射可见光及红外光的双方的显示装置，而无需增加一个像素所包括的子像素的数量。由此，可以抑制像素的开口率的下降，而可以提高显示装置的光提取效率。
另外，在该显示部中，受光器件配置为矩阵状，由此该显示部还具有受光部的功能。受光器件可以检测出可见光及红外光中的一个或两个。受光部可以用于图像传感器或触摸传感器。也就是说，通过由受光部检测光，能够拍摄图像或者检测出对象物(手指或笔等)的接近或接触。
本发明的一个方式的显示装置通过从发光器件发射受光器件检测出的波长的光可以被用作传感器。因此，不需要还设置显示装置外部的受光部及光源，而可以减少电子设备的构件数量。
在本发明的一个方式的显示装置中，当显示部含有的发光器件的发光被对象物反射时，受光器件能够检测出该反射光，由此即使在黑暗处也能够拍摄图像或者检测出触摸(以及靠近)。
另外，在本发明的一个方式的显示装置中，发射可见光及红外光的发光器件、发射可见光的发光器件与受光器件这三个器件可以具有共同结构的层。因此，可以使显示装置附加发射红外光的功能且具备受光器件，而无需大幅度增加制造工序。例如，在上述三个器件中，空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层中的至少一个可以为同一结构。
注意，有时受光器件与发光器件共同使用的层在发光器件中的功能和在受光器件中的功能不同。在本说明书中，根据发光器件的功能称呼构成要素。例如，空穴注入层分别在发光器件和受光器件中具有空穴注入层和空穴传输层的功能。与此同样，电子注入层分别在发光器件和受光器件中具有电子注入层和电子传输层的功能。此外，空穴传输层在发光器件和受光器件中均具有空穴传输层的功能。同样地，电子传输层在发光器件和受光器件中均具有电子传输层的功能。
本发明的一个方式的显示装置可以使用在实施方式1中说明的发光器件。关于本实施方式的显示装置所包括的发光器件的结构及特征可以参照实施方式1，由此有时省略详细说明。
当将受光器件用于图像传感器时，本实施方式的显示装置能够使用受光器件拍摄图像。
例如，可以使用图像传感器获取指纹、掌纹或虹膜等的数据。也就是说，可以在本实施方式的显示装置内设置生物识别用传感器。通过在显示装置内设置生物识别用传感器，与分别设置显示装置和生物识别用传感器的情况相比，可以减少电子设备的构件数量，由此可以实现电子设备的小型化及轻量化。
此外，可以使用图像传感器获取使用者的表情、视线或瞳孔直径的变化等的数据。通过分析该数据，可以获取使用者的身心的信息。通过根据该信息改变视频和音频中的一个或两个的输出内容，可以让使用者安全使用如虚拟现实(VR)用设备、增强现实(AR)用设备、混合现实(MR)用设备等设备。
此外，在将受光器件用于触摸传感器的情况下，本实施方式的显示装置能够使用受光器件检测出对象物的接近或接触。
作为受光器件，例如，可以使用pn型或pin型光电二极管。受光器件被用作检测出入射到受光器件的光来产生电荷的光电转换器件。所产生的电荷量取决于所入射的光量。
尤其是，作为受光器件，优选使用具有包含有机化合物的层的有机光电二极管。有机光电二极管容易实现薄型化、轻量化及大面积化，且形状及设计的自由度高，由此可以应用于各种各样的显示装置。
在本发明的一个方式中，使用有机EL器件作为发光器件，并使用有机光电二极管作为受光器件。有机光电二极管中可以以与有机EL器件相同的结构形成的层很多。因此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示装置内设置受光器件。例如，可以将受光器件的活性层及发光器件的发光层分别形成，而其他层则是受光器件和发光器件共同使用。
图12A至图12D示出本发明的一个方式的显示装置的截面图。
图12A所示的显示装置50A在衬底151与衬底152之间包括具有受光器件的层53及具有发光器件的层57。
图12B所示的显示装置50B在衬底151与衬底152之间包括具有受光器件的层53、具有晶体管的层55及具有发光器件的层57。
显示装置50A及显示装置50B从具有发光器件的层57发射红色(R)光、绿色(G)光、蓝色(B)光及红外光(IR)。
关于具有发光器件的层57的结构，可以参照实施方式1的发光装置的结构。也就是说，可以将实施方式1的发光装置所包括的发光器件用于具有发光器件的层57。
具有晶体管的层55优选具有第一晶体管及第二晶体管。第一晶体管与受光器件电连接。第二晶体管与发光器件电连接。
具有受光器件的层53可以具有检测出可见光的结构、检测出红外光的结构或者检测出可见光及红外光的双方的结构。根据传感器的用途，可以决定受光器件所检测出的光的波长。
本发明的一个方式的显示装置也可以具有检测出与显示装置接触的如手指等对象物的功能。例如，如图12C所示，具有发光器件的层57中的发光器件所发射的光被接触显示装置50B的手指52反射，使得具有受光器件的层53中的受光器件检测出该反射光。由此，可以检测出与显示装置50B接触的手指52。
如图12D所示，本发明的一个方式的显示装置也可以具有对接近显示装置50B的(未接触的)对象物进行检测或拍摄的功能。
[像素]
图13A至图13E示出像素的一个例子。
本发明的一个方式的显示装置具有配置为矩阵状的多个像素。一个像素具有一个以上的子像素。一个子像素具有一个发光器件。例如，像素可以采用具有三个子像素的结构(R、G、B的三种颜色或黄色(Y)、青色(C)及品红色(M)的三种颜色等)或具有四个子像素的结构(R、G、B、白色(W)的四种颜色或者R、G、B、Y的四种颜色等)。
在本发明的一个方式的显示装置中，构成像素的上述子像素中的至少一个发射可见光和红外光。
再者，像素具有受光器件。受光器件既可设置在所有像素又可设置在一部分像素中。此外，一个像素也可以具有多个受光器件。
图13A至图13D所示的像素包括R、G、B的三个子像素(三个发光器件)和受光器件PD。在图13A、图13D中，红色(R)的子像素发射红外光(IR)，在图13B中，绿色(G)的子像素发射红外光(IR)，在图13C中，蓝色(B)的子像素发射红外光(IR)。
图13A至图13C是三个子像素及受光器件PD配置为2×2的矩阵状的例子，图13D是三个子像素及受光器件PD配置为一个横列的例子。
图13E所示的像素包括R、G、B、W的四个子像素(四个发光器件)及受光器件PD。
图13D、图13E示出红色(R)的子像素发射红外光(IR)的结构，但是不局限于此，也可以为其他颜色的子像素发射红外光的结构。
以下参照图14A至图19说明本发明的一个方式的显示装置的结构。在下文中，主要说明R、G、B这三种颜色的发光器件中的发射G、B的光的发光器件。发射R的光的发光器件可以具有与发射G的光的发光器件相同的结构。
[显示装置10A]
图14A示出显示装置10A的截面图。
显示装置10A包括受光器件110、发光器件190B及发光器件190G。受光器件110具有检测出红外光21N的功能。发光器件190B具有发射蓝色光21B及红外光21N的功能。发光器件190G具有发射绿色光21G的功能。
另外，受光器件110不仅具有检测出红外光的功能，还可以具有检测出可见光的功能。此外，发射红外光21N的发光器件不局限于发光器件190B。发射可见光(例如，红色、绿色、蓝色等)的发光器件中的至少一个可以具有发射红外光21N的功能。
发光器件190B包括像素电极191、缓冲层192B、发光层193B、发光层193N、缓冲层194B及公共电极115。注意，在图14A等中发光层193B和发光层193N表示为一个层，但是发光层193B和发光层193N是彼此不同的层。由于发光器件190B具有顶部发射结构，所以如在实施方式1中说明，优选在像素电极191与发光层193B之间包括发光层193N。
发光器件190G包括像素电极191、缓冲层192G、发光层193G、缓冲层194G及公共电极115。
受光器件110包括像素电极181、缓冲层182、活性层183、缓冲层184及公共电极115。
像素电极181、缓冲层182、缓冲层192B、缓冲层192G、活性层183、发光层193B、发光层193N、发光层193G、缓冲层184、缓冲层194B、缓冲层194G及公共电极115既可以具有单层结构，又可以具有叠层结构。
像素电极181及像素电极191位于绝缘层214上。像素电极181及像素电极191可以使用同一材料及同一工序形成。
在显示装置10A中，不仅分别形成受光器件110所包括的活性层183及发光器件190所包括的发光层193，而且分别形成其他的层(缓冲层)。具体而言，受光器件110、发光器件190B和发光器件190G在一对电极(像素电极181或像素电极191与公共电极115)之间没有公共层。
作为受光器件110及发光器件190，在绝缘层214上使用同一材料及同一工序形成像素电极181及像素电极191，在像素电极181上形成缓冲层182、活性层183及缓冲层184，在像素电极191上形成缓冲层192、发光层193及缓冲层194，然后，以覆盖像素电极181、像素电极191、缓冲层182、缓冲层192、活性层183、发光层193、缓冲层184及缓冲层194的方式形成公共电极115。对缓冲层182、活性层183及缓冲层184的叠层结构、缓冲层192、发光层193及缓冲层194的叠层结构的形成顺序没有特别的限制。例如，也可以在形成缓冲层182、活性层183、缓冲层184之后，形成缓冲层192、发光层193及缓冲层194。与此相反，也可以在形成缓冲层182、活性层183、缓冲层184之前，形成缓冲层192、发光层193及缓冲层194。此外，也可以按照缓冲层182、缓冲层192B、缓冲层192G、活性层183、发光层193N等的顺序交替形成。
作为缓冲层182，例如可以形成空穴传输层。作为缓冲层192B及缓冲层192G，例如可以形成空穴注入层和空穴传输层中的一个或两个。
活性层183隔着缓冲层182与像素电极181重叠。活性层183隔着缓冲层184与公共电极115重叠。活性层183包含有机化合物。具体而言，活性层183包含与发光器件190的发光层193所包含的有机化合物不同的有机化合物。
发光层193B及发光层193N隔着缓冲层192B与像素电极191重叠。发光层193B及发光层193N隔着缓冲层194B与公共电极115重叠。发光层193B包含发射蓝色光的发光材料。发光层193N包含发射红外光的发光材料。
发光层193G隔着缓冲层192G与像素电极191重叠。发光层193G隔着缓冲层194G与公共电极115重叠。发光层193G包含发射绿色光的发光材料。
作为缓冲层184，例如可以形成电子传输层。作为缓冲层194B及缓冲层194G，例如可以形成电子注入层及电子传输层中的一个或两个。
公共电极115具有隔着缓冲层182、活性层183及缓冲层184与像素电极181重叠的部分。此外，公共电极115具有隔着缓冲层192B、发光层193B、发光层193N及缓冲层194B与像素电极181重叠的部分。此外，公共电极115具有隔着缓冲层192G、发光层193G及缓冲层194G与像素电极191重叠的部分。受光器件110、发光器件190B和发光器件190G共同使用公共电极115。
在本实施方式的显示装置中，受光器件110的活性层183使用有机化合物。受光器件110可以通过改变发光器件190(EL器件)的一对电极间的结构中的至少一部分而制造。因此，可以在显示装置的显示部内设置受光器件110。
显示装置10A在一对衬底(衬底151及衬底152)之间包括受光器件110、发光器件190B、发光器件190G、晶体管41及晶体管42等。
在受光器件110中，位于像素电极181与公共电极115之间的缓冲层182、活性层183及缓冲层184各自可以被称为有机层(包含有机化合物的层)。像素电极181优选具有反射可见光及红外光的功能。像素电极181的端部被分隔壁216覆盖。公共电极115具有使可见光及红外光透过的功能。
受光器件110具有检测光的功能。具体而言，受光器件110是接受从显示装置10A的外部入射的光22并将其转换为电信号的光电转换器件。光22也可以说是发光器件190的发光被对象物反射的光。此外，光22也可以通过后述的透镜入射到受光器件110。
衬底152的衬底151一侧的表面优选设置有遮光层BM。遮光层BM在与受光器件110重叠的位置及与发光器件190重叠的位置具有开口。通过设置遮光层BM，可以控制受光器件110检测光的范围。
这里，受光器件110检测出被对象物反射的来自发光器件190的光。但是，有时来自发光器件190的光在显示装置10A内被反射而不经对象物地入射到受光器件110。遮光层BM可以减少这种杂散光的负面影响。例如，在没有设置遮光层BM的情况下，有时发光器件190所发射的光23a被衬底152反射，由此反射光23b入射到受光器件110。通过设置遮光层BM，可以抑制反射光23b入射到受光器件110。由此，可以减少噪声来提高使用受光器件110的传感器的灵敏度。
在发光器件190中，分别位于像素电极191与公共电极115之间的缓冲层192、发光层193及缓冲层194可以被称为EL层。像素电极191优选具有反射可见光及红外光的功能。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。像素电极181和像素电极191隔着分隔壁216彼此电绝缘。公共电极115具有使可见光及红外光透过的功能。
发光器件190B具有发射可见光及红外光的双方的功能。具体而言，发光器件190B是电压被施加到像素电极191与公共电极115之间时向衬底152一侧发射可见光(蓝色光21B)及红外光(红外光21N)的电致发光器件。
发光器件190G具有发射可见光的功能。具体而言，发光器件190G是电压被施加到像素电极191与公共电极115之间时向衬底152一侧发射可见光(绿色光21G)的电致发光器件。
发光层193优选以不与受光器件110的受光区域重叠的方式形成。由此，可以抑制发光层193吸收光22，来可以增加照射到受光器件110的光量。
像素电极181通过设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管41的源极或漏极。像素电极181的端部被分隔壁216覆盖。
像素电极191通过设置在绝缘层214中的开口电连接到晶体管42的源极或漏极。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。晶体管42具有控制发光器件190的驱动的功能。
晶体管41及晶体管42接触于同一层(图14A中的衬底151)上。
电连接于受光器件110的电路中的至少一部分优选使用与电连接于发光器件190的电路相同的材料及工序而形成。由此，与分别形成两个电路的情况相比，可以减小显示装置的厚度，并可以简化制造工序。
受光器件110及发光器件190各自优选被保护层195覆盖。在图14A中，保护层195设置在公共电极115上并与该公共电极115接触。通过设置保护层195，可以抑制水等杂质侵入受光器件110及发光器件190，由此可以提高受光器件110及发光器件190的可靠性。此外，可以使用粘合层142贴合保护层195和衬底152。
此外，如图14B所示，也可以在受光器件110及发光器件190上不包括保护层。在图14B中，使用粘合层142贴合公共电极115和衬底152。
[显示装置10B]
图14B示出显示装置10B的截面图。此外，在后述的显示装置的说明中，有时省略说明与先前说明的显示装置同样的结构。
显示装置10B与显示装置10A的不同之处在于包括公共层112而不包括缓冲层182、缓冲层192B及缓冲层192G。
公共层112位于像素电极181及像素电极191上。受光器件110、发光器件190B和发光器件190G共同使用公共层112。
作为公共层112，例如可以形成空穴注入层及空穴传输层中的一个或两个。公共层112既可以为单层结构，又可以为叠层结构。
通过受光器件和发光器件共同使用活性层及发光层以外的层中的至少一部分，可以减少显示装置的制造工序，所以是优选的。
[显示装置10C]
图14C示出显示装置10C的截面图。
显示装置10C与显示装置10A的不同之处在于包括公共层114而不包括缓冲层184、缓冲层194B及缓冲层194G。
公共层114位于分隔壁216、活性层183、发光层193B、发光层193N及发光层193G上。受光器件110、发光器件190B和发光器件190G共同使用公共层114。
作为公共层114，例如可以形成电子注入层及电子传输层中的一个或两个。公共层114既可以为单层结构，又可以为叠层结构。
通过受光器件和发光器件共同使用活性层及发光层以外的层中的至少一部分，可以减少显示装置的制造工序，所以是优选的。
[显示装置10D]
图15A示出显示装置10D的截面图。
显示装置10D与显示装置10A的不同之处在于包括公共层112及公共层114而不包括缓冲层182、缓冲层192B、缓冲层192G、缓冲层184、缓冲层194B及缓冲层194G。
在本实施方式的显示装置中，受光器件110的活性层183使用有机化合物。受光器件110的活性层183以外的层可以采用与发光器件190(EL器件)相同的结构。由此，只要在发光器件190的制造工序中追加形成活性层183的工序，就可以在形成发光器件190的同时形成受光器件110。此外，发光器件190与受光器件110可以形成在同一衬底上。因此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示装置内设置受光器件110。
在显示装置10D中，只有受光器件110的活性层183及发光器件190的发光层193是分别形成的，而其他层可以是受光器件110和发光器件190共同使用。但是，受光器件110及发光器件190的结构不局限于此。除了活性层183及发光层193以外，受光器件110及发光器件190还可以具有其他分别形成的层(参照前述的显示装置10A、显示装置10B及显示装置10C)。受光器件110与发光器件190优选共同使用一层以上的层(公共层)。由此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示装置内设置受光器件110。
[显示装置10E]
图15B示出显示装置10E的截面图。
图15B所示的显示装置10E除了包括显示装置10A的结构以外还包括透镜149。
本实施方式的显示装置也可以包括透镜149。透镜149设置在与受光器件110重叠的位置。在显示装置10E中，以与衬底152接触的方式设置有透镜149。显示装置10E所包括的透镜149在衬底151一侧具有凸面。或者，透镜149也可以在衬底152一侧具有凸面。
在将遮光层BM和透镜149的双方形成在衬底152的同一面上的情况下，对它们的形成顺序没有限制。虽然在图15B中示出先形成透镜149的例子，但是也可以先形成遮光层BM。在图15B中，透镜149的端部被遮光层BM覆盖。
显示装置10E采用光22通过透镜149入射到受光器件110的结构。与没有透镜149的情况相比，通过设置透镜149，可以减小受光器件110的拍摄范围，由此可以抑制与相邻的受光器件110的拍摄范围重叠。由此，可以拍摄模糊少的清晰图像。此外，在受光器件110的拍摄范围相等的情况下，与没有透镜149的情况相比，通过设置透镜149，可以增大针孔的尺寸(在图15B中相当于与受光器件110重叠的遮光层BM的开口尺寸)。由此，通过具有透镜149，可以增加入射到受光器件110的光量。
另外，也可以将在衬底152一侧具有凸面的透镜149设置在保护层195的顶面以使它们彼此接触。此外，也可以在衬底152的显示面一侧(与衬底151一侧的面相反的一侧)设置透镜阵列。透镜阵列所具有的透镜设置在与受光器件110重叠的位置。优选衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层BM。
作为用于本实施方式的显示装置的透镜的形成方法，既可在衬底上或受光器件上直接形成如微透镜等透镜，又可将另外形成的微透镜阵列等透镜阵列贴合在衬底上。
[显示装置10F]
图15C示出显示装置10F的截面图。
图15C所示的显示装置10F与显示装置10D的不同之处在于：包括衬底153、衬底154、粘合层155、绝缘层212及分隔壁217，而不包括衬底151、衬底152及分隔壁216。
衬底153和绝缘层212被粘合层155贴合。衬底154和保护层195被粘合层142贴合。
显示装置10F通过将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管41、晶体管42、受光器件110及发光器件190等转置在衬底153上而形成。衬底153和衬底154优选具有柔性。由此，可以提高显示装置10F的柔性。例如，衬底153和衬底154优选使用树脂。此外，本实施方式的显示装置所具有的衬底可以使用光学各向同性高的薄膜。
分隔壁217优选吸收发光器件所发射的光。作为分隔壁217，例如可以使用包含颜料或染料的树脂材料等形成黑矩阵。此外，通过使用茶色抗蚀剂材料，可以由被着色的绝缘层构成分隔壁217。
发光器件190所发射的光有时被衬底152及分隔壁217反射，使得反射光入射到受光器件110。此外，发光器件190所发射的光有时透过分隔壁217被晶体管或布线等反射，使得反射光入射到受光器件110。通过由分隔壁217吸收光，可以抑制上述反射光入射到受光器件110。由此，可以减少噪声来提高使用受光器件110的传感器的灵敏度。
分隔壁217优选至少吸收受光器件110所检测出的光的波长。例如，在受光器件110检测出发光器件190G所发射的绿色光21G的情况下，分隔壁217优选至少吸收绿色光。例如，当分隔壁217具有红色滤色片时，可以吸收绿色光，由此可以抑制反射光入射到受光器件110。
另外，也可以以与透射光的分隔壁216的顶面及侧面中的一个或两个接触的方式设置吸收光的着色层。着色层优选吸收发光器件所发射的光。作为着色层，例如可以使用包含颜料或染料的树脂材料等形成黑矩阵。此外，通过使用茶色抗蚀剂材料，可以由被着色的绝缘层构成着色层。
着色层优选至少吸收受光器件110所检测出的光的波长。例如，在受光器件110检测出发光器件190G所发射的绿色光21G的情况下，着色层优选至少吸收绿色光。例如，当着色层具有红色滤色片时，可以吸收绿色光，由此可以抑制反射光入射到受光器件110。
着色层吸收在显示装置10F内产生的杂散光，由此可以减少入射到受光器件110的杂散光的量。由此，可以减少噪声来提高使用受光器件110的传感器的灵敏度。
在本实施方式的显示装置中，着色层配置在受光器件110与发光器件190之间。由此，可以抑制从发光器件190入射到受光器件110的杂散光。
以下参照图16至图19说明本发明的一个方式的显示装置的更详细的结构。
[显示装置100A]
图16示出显示装置100A的截面图。显示装置100A具有包括显示部162代替图9所示的发光装置200A的发光部163的结构。在此情况下，图16所示的结构也可以说是包括显示装置100A、IC及FPC的显示模块。
图16示出显示装置100A的包括FPC172的区域的一部分、包括电路164的区域的一部分、包括显示部162的区域的一部分及包括端部的区域的一部分的截面的一个例子。
图16所示的显示装置100A在衬底151与衬底152之间包括晶体管201、晶体管205、晶体管206、晶体管207、发光器件190B、发光器件190G及受光器件110等。
衬底152及绝缘层214通过粘合层142粘合。作为对发光器件190B、发光器件190G及受光器件110的密封，可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图16中，由衬底152、粘合层142及绝缘层214围绕的空间143填充有惰性气体(氮、氩等)，采用中空密封结构。粘合层142也可以与发光器件190B、发光器件190G、受光器件110重叠。此外，由衬底152、粘合层142及绝缘层214围绕的空间143也可以填充有与粘合层142不同的树脂。
发光器件190B具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191B、公共层112、发光层193N、发光层193B、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191B通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管206所包括的导电层222b连接。晶体管206具有控制发光器件190B的驱动的功能。
发光器件190G具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191G、公共层112、发光层193G、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极191G通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管207所包括的导电层222b连接。晶体管207具有控制发光器件190G的驱动的功能。
分隔壁216覆盖像素电极191B的端部及像素电极191G的端部。像素电极191B及像素电极191G包含反射可见光及红外光的材料，而公共电极115包含使可见光及红外光透过的材料。
受光器件110具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极181、公共层112、活性层183、公共层114及公共电极115的叠层结构。像素电极181通过形成在绝缘层214中的开口与晶体管205所包括的导电层222b电连接。分隔壁216覆盖像素电极181的端部。像素电极181包含反射可见光及红外光的材料，而公共电极115包含使可见光及红外光透过的材料。
发光器件190将光发射到衬底152一侧。此外，光通过衬底152及空间143入射到受光器件110。衬底152优选使用对可见光及红外光的透过性高的材料。
像素电极181及像素电极191可以使用同一材料及同一工序形成。公共层112、公共层114及公共电极115用于受光器件110和发光器件190的双方。除了活性层183及发光层193以外，受光器件110和发光器件190可以共同使用其他层。由此，可以在不需大幅度增加制造工序的情况下在显示装置100A内设置受光器件110。
衬底152的衬底151一侧的表面设置有遮光层BM。遮光层BM在与受光器件110重叠的位置及与发光器件190重叠的位置具有开口。通过设置遮光层BM，可以控制受光器件110检测光的范围。此外，通过设置有遮光层BM，可以抑制光从发光器件190不经对象物地直接入射到受光器件110。由此，可以实现噪声少且灵敏度高的传感器。
晶体管201、晶体管205、晶体管206及晶体管207都设置在衬底151上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序形成。
在衬底151上依次设置有绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层214。绝缘层211的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层213的一部分用作各晶体管的栅极绝缘层。绝缘层215以覆盖晶体管的方式设置。绝缘层214以覆盖晶体管的方式设置，并被用作平坦化层。此外，对栅极绝缘层的个数及覆盖晶体管的绝缘层的个数没有特别的限制，既可以为一个，又可以为两个以上。
优选的是，将水或氢等杂质不容易扩散的材料用于覆盖晶体管的绝缘层中的至少一个。由此，可以将绝缘层用作阻挡层。通过采用这种结构，可以有效地抑制杂质从外部扩散到晶体管中，从而可以提高显示装置的可靠性。
作为绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215优选使用无机绝缘膜。
这里，有机绝缘膜的阻挡性在很多情况下低于无机绝缘膜。因此，有机绝缘膜优选在显示装置100A的端部附近包括开口。由此，可以抑制从显示装置100A的端部通过有机绝缘膜的杂质侵入。此外，也可以以其端部位于显示装置100A的端部的内侧的方式形成有机绝缘膜，以使有机绝缘膜不暴露于显示装置100A的端部。
用作平坦化层的绝缘层214优选使用有机绝缘膜。在图16所示的区域228中，在绝缘层214中形成有开口。由此，即使在使用有机绝缘膜作为绝缘层214的情况下，也可以抑制杂质从外部通过绝缘层214侵入显示部162。由此，可以提高显示装置100A的可靠性。
显示装置100A所包括的晶体管的结构与发光装置200A(图10A)所包括的晶体管的结构相同，所以省略详细说明。
对本实施方式的显示装置所包括的晶体管的结构没有特别的限制。本实施方式的显示装置例如可以采用在实施方式1中说明的可用于发光装置的晶体管。
在衬底151与衬底152不重叠的区域中设置有连接部204。在连接部204中，布线165通过导电层166及连接层242与FPC172电连接。在连接部204的顶面上露出对与像素电极191相同的导电膜进行加工来获得的导电层166。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC172电连接。
此外，可以在衬底152的外侧配置各种光学构件。作为光学构件，可以使用偏振片、相位差板、光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在衬底152的外侧也可以配置抑制尘埃的附着的抗静电膜、不容易被弄脏的具有拒水性的膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜、冲击吸收层等。
作为可用于显示装置的各构成要素的材料，可以采用在实施方式1中说明的可用于发光装置的各构成要素的材料。
发光器件190具有顶部发射结构、底部发射结构或双面发射结构等。作为提取光一侧的电极使用使可见光及红外光透过的导电膜。此外，作为不提取光一侧的电极优选使用反射可见光及红外光的导电膜。
发光器件190B发射红外光(IR)及蓝色(B)光。发光器件190B至少包括发光层193B及发光层193N。发光器件190G发射绿色(G)光。发光器件190G至少包括发光层193G。作为发光层193以外的层，发光器件190还可以包括包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质或双极性的物质等的层。例如，公共层112优选具有空穴注入层和空穴传输层中的一个或两个。例如，公共层114优选具有电子传输层和电子注入层中的一个或两个。
公共层112、发光层193及公共层114可以使用低分子化合物或高分子化合物，还可以包含无机化合物。构成公共层112、发光层193及公共层114的层可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
发光层193也可以包含量子点等无机化合物作为发光材料。
受光器件110的活性层183包含半导体。作为该半导体，可以举出硅等无机半导体及包含有机化合物的有机半导体。在本实施方式中，示出使用有机半导体作为活性层含有的半导体的例子。通过使用有机半导体，可以以同一方法(例如真空蒸镀法)形成发光器件190的发光层193和受光器件110的活性层183，并可以共同使用制造设备，所以是优选的。
作为活性层183含有的n型半导体的材料，可以举出富勒烯(例如C60、C70等)或其衍生物等具有电子接受性的有机半导体材料。此外，作为活性层183含有的p型半导体的材料，可以举出铜(II)酞菁(Copper(II)phthalocyanine:CuPc)或四苯基二苯并二茚并芘(Tetraphenyldibenzoperiflanthene：DBP)等具有电子供给性的有机半导体材料。
例如，优选共蒸镀n型半导体和p型半导体形成活性层183。
[显示装置100B]
图17A示出显示装置100B的截面图。
显示装置100B与显示装置100A的不同之处主要在于包括透镜149及保护层195。
通过设置覆盖受光器件110及发光器件190的保护层195，可以抑制水等杂质侵入受光器件110及发光器件190，由此可以提高受光器件110及发光器件190的可靠性。
在显示装置100B的端部附近的区域228中，优选绝缘层215与保护层195通过绝缘层214的开口彼此接触。尤其是，特别优选绝缘层215含有的无机绝缘膜与保护层195含有的无机绝缘膜彼此接触。由此，可以抑制杂质从外部通过有机绝缘膜侵入显示部162。因此，可以提高显示装置100B的可靠性。
图17B示出保护层195具有三层结构的例子。在图17B中，保护层195包括公共电极115上的无机绝缘层195a、无机绝缘层195a上的有机绝缘层195b及有机绝缘层195b上的无机绝缘层195c。
无机绝缘层195a的端部及无机绝缘层195c的端部延伸到有机绝缘层195b的端部的外侧，并且它们彼此接触。此外，无机绝缘层195a通过绝缘层214(有机绝缘层)的开口与绝缘层215(无机绝缘层)接触。由此，可以使用绝缘层215及保护层195包围受光器件110及发光器件190，可以提高受光器件110及发光器件190的可靠性。
像这样，保护层195也可以具有有机绝缘膜和无机绝缘膜的叠层结构。此时，无机绝缘膜的端部优选延伸到有机绝缘膜的端部的外侧。
在衬底152的衬底151一侧的表面设置有透镜149。透镜149在衬底151一侧具有凸面。受光器件110的受光区域优选与透镜149重叠且不与发光层193重叠。由此，可以提高使用受光器件110的传感器的灵敏度及精确度。
透镜149的折射率优选为1.3以上且2.5以下。透镜149可以使用无机材料和有机材料中的至少一个形成。例如，透镜149可以使用包含树脂的材料。此外，可以将包含氧化物和硫化物中的至少一个的材料用于透镜149。
具体而言，可以将包含氯、溴或碘的树脂、包含重金属原子的树脂、包含芳香环的树脂、包含硫的树脂等用于透镜149。或者，可以将树脂、具有其折射率高于该树脂的材料的纳米粒子的材料用于透镜149。作为纳米粒子，可以使用氧化钛或氧化锆等。
此外，可以将氧化铈、氧化铪、氧化镧、氧化镁、氧化铌、氧化钽、氧化钛、氧化钇、氧化锌、包含铟和锡的氧化物、或者包含铟和镓和锌的氧化物等用于透镜149。或者，可以将硫化锌等用于透镜149。
此外，在显示装置100B中，保护层195和衬底152通过粘合层142贴合。粘合层142与受光器件110及发光器件190重叠，显示装置100B采用固体密封结构。
[显示装置100C]
图18A示出显示装置100C的截面图。
显示装置100C与显示装置100B的不同之处在于晶体管的结构。
显示装置100C在衬底151上包括晶体管202、晶体管209及晶体管210。
显示装置100C所包括的晶体管的结构与发光装置200B(图11A)所包括的晶体管的结构相同，所以省略详细说明。
图18A示出绝缘层225覆盖半导体层的顶面及侧面的例子。另一方面，在图18B中，绝缘层225与半导体层231的沟道形成区域231i重叠而不与低电阻区域231n重叠。例如，通过以导电层223为掩模加工绝缘层225，可以形成图18B所示的结构。在图18B中，绝缘层215覆盖绝缘层225及导电层223，并且导电层222a及导电层222b分别通过绝缘层215的开口与低电阻区域231n连接。再者，还可以设置有覆盖晶体管的绝缘层218。
[显示装置100D]
图19示出显示装置100D的截面图。
显示装置100D与显示装置100C的不同之处在于包括着色层148a。
着色层148a具有与受光器件110所包括的像素电极181的顶面接触的部分及与分隔壁216的侧面接触的部分。
通过由着色层148a吸收产生在显示装置100D内的杂散光，可以降低入射到受光器件110的杂散光量。由此，可以减少噪声来提高使用受光器件110的传感器的灵敏度。
此外，显示装置100D与显示装置100C的不同之处在于包括衬底153、衬底154、粘合层155及绝缘层212而不包括衬底151及衬底152。
衬底153和绝缘层212被粘合层155贴合。衬底154和保护层195被粘合层142贴合。
显示装置100D通过将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管202、晶体管209、晶体管210、受光器件110及发光器件190等转置在衬底153上而形成。衬底153和衬底154优选具有柔性。由此，可以提高显示装置100D的柔性。
作为绝缘层212，可以使用可以用于绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215的无机绝缘膜。
此外，作为显示装置100C示出没有透镜149的例子，而作为显示装置100D示出有透镜149的例子。透镜149根据传感器的用途等适当地设置即可。
如此，本实施方式的显示装置在显示部包括发射可见光及红外光的发光器件、发射可见光的发光器件、检测出可见光及红外光中的至少一部分的受光器件。该显示部具有显示图像的功能及检测光的功能的双方。由此，与传感器设置在显示部的外部或显示装置的外部的情况相比，可以实现电子设备的小型化及轻量化。此外，也可以与设置在显示部的外部或显示装置的外部的传感器组合来实现更多功能的电子设备。
受光器件的活性层以外的至少一个层可以与发光器件(EL器件)相同。此外，受光器件的活性层以外的所有层也可以与发光器件(EL器件)相同。例如，只要对发光器件的制造工序追加形成活性层的工序，就可以在同一衬底上形成发光器件及受光器件。此外，受光器件及发光器件可以使用同一材料及同一工序形成像素电极及公共电极。此外，通过使用同一材料及同一工序制造电连接于受光器件的电路及电连接于发光器件的电路，可以简化显示装置的制造工序。由此，可以在不经复杂的工序的情况下制造内置有受光器件的方便性高的显示装置。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明可用于本发明的一个方式的发光器件的材料。
<电极>
作为形成发光器件的一对电极的材料，可以适当地使用金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。具体而言，可以举出In-Sn氧化物(也称为ITO)、In-Si-Sn氧化物(也称为ITSO)、In-Zn氧化物、In-W-Zn氧化物。除了上述以外，还可以举出铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钇(Y)、钕(Nd)等金属以及适当地组合它们的合金。除了上述以外，可以使用属于元素周期表中第1族或第2族的元素(例如，锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)、锶(Sr))、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属、适当地组合它们的合金以及石墨烯等。
在制造具有微腔结构的发光器件的情况下，使用反射电极和半透射·半反射电极。由此，可以单独使用所希望的导电材料或者使用多个导电材料以单层或叠层形成上述电极。另外，上述电极可以利用溅射法或真空蒸镀法形成。
<空穴注入层及空穴传输层>
空穴注入层是将空穴从阳极注入到发光单元的层，包含空穴注入性高的材料。
作为空穴注入性高的材料，例如可以使用钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等过渡金属氧化物、酞菁(简称：H2Pc)、铜酞菁(简称：CuPc)等酞菁类化合物等。
作为空穴注入性高的材料，可以使用芳香胺化合物，诸如4,4',4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4,4',4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、4,4'-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DPAB)、4,4'-双(N-{4-[N'-(3-甲基苯基)-N'-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)联苯(简称：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称：DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。
作为空穴注入性高的材料，可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等。或者，还可以使用添加有酸的高分子化合物，诸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(简称：PEDOT/PSS)或聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)等。
作为空穴注入性高的材料，也可以使用包含空穴传输性材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料。在此情况下，由受体材料从空穴传输性材料抽出电子而在空穴注入层中产生空穴，空穴通过空穴传输层注入到发光层中。另外，空穴注入层可以采用由包含空穴传输性材料及受体材料的复合材料构成的单层，也可以采用分别使用空穴传输性材料及受体材料形成的层的叠层。
空穴传输层是将从阳极由空穴注入层注入的空穴传输到发光层中的层。空穴传输层是包含空穴传输性材料的层。作为用于空穴传输层的空穴传输性材料，特别优选使用具有与空穴注入层的HOMO能级相同或相近的HOMO能级的材料。
作为用于空穴注入层的受体材料，可以使用属于元素周期表中的第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言，可以举出氧化钼、氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钨、氧化锰、氧化铼。特别优选使用氧化钼，因为其在大气中也稳定，吸湿性低，并且容易处理。除了上述以外，可以举出醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮杂三亚苯衍生物等有机受体。作为上述具有吸电子基团(卤基或氰基)的化合物，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、氯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(简称：HAT-CN)、1，3，4，5，7，8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称：F6-TCNNQ)等。尤其是，HAT-CN这样的具有多个杂原子的稠合芳香环与吸电子基团键合的化合物具有热稳定性，所以是优选的。另外，包括吸电子基团(尤其是如氟基等卤基、氰基)的[3]轴烯衍生物的电子接收性非常高所以特别优选的。具体而言，可以举出：α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[4-氰-2，3，5，6-四氟苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[2，6-二氯-3，5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[2，3，4，5，6-五氟苯乙腈]等。
作为用于空穴注入层及空穴传输层的空穴传输性材料，优选为具有10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。另外，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述以外的物质。
空穴传输性材料优选为富π电子型杂芳族化合物(例如，咔唑衍生物、噻吩衍生物及呋喃衍生物等)、芳香胺(具有芳香胺骨架的化合物)等空穴传输性高的材料。
作为咔唑衍生物(具有咔唑骨架的化合物)，可以举出联咔唑衍生物(例如，3,3’-联咔唑衍生物)、具有咔唑基的芳香胺等。
作为联咔唑衍生物(例如，3,3’-联咔唑衍生物)，具体而言，可以举出3,3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、9,9’-双(1,1’-联苯-4-基)-3,3’-联-9H-咔唑、9,9’-双(1,1’-联苯-3-基)-3,3’-联-9H-咔唑、9-(1,1’-联苯-3-基)-9’-(1,1’-联苯-4-基)-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称：mBPCCBP)、9-(2-萘基)-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称：βNCCP)等。
作为具有咔唑基的芳香胺，具体而言，可以举出4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、N-(4-联苯)-N-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：PCBiF)、N-(1,1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、4,4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4,4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、4-苯基二苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(简称：PCA1BP)、N,N’-双(9-苯基咔唑-3-基)-N,N’-二苯基苯-1,3-二胺(简称：PCA2B)、N,N’,N”-三苯基-N,N’,N”-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1,3,5-三胺(简称：PCA3B)、9,9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9,9’-二芴-2-胺(简称：PCBASF)、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、3-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA1)、3,6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA2)、3,6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-(1-萘基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzTPN2)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]螺-9,9’-二芴(简称：PCASF)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(简称：YGA1BP)、N,N’-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基-9,9-二甲基芴-2,7-二胺(简称：YGA2F)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)等。
作为咔唑衍生物，除了上述以外，还可以举出3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、1,3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、4,4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、3,6-双(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)等。
作为噻吩衍生物(具有噻吩骨架的化合物)及呋喃衍生物(具有呋喃骨架的化合物)，具体而言，可以举出4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)等具有噻吩骨架的化合物、以及4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等。
作为芳香胺，具体而言，可以举出4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-联苯]-4,4’-二胺(简称：TPD)、4,4’-双[N-(螺-9,9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、N-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-N-{9,9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)氨基]-9H-芴-7-基}苯基胺(简称：DFLADFL)、N-(9,9-二甲基-2-二苯基氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称：DPNF)、2-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]螺-9,9’-二芴(简称：DPASF)、2,7-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]螺-9,9’-二芴(简称：DPA2SF)、4,4’,4”-三[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：1-TNATA)、TDATA、m-MTDATA、N,N’-二(对甲苯基)-N,N’-二苯基-对苯二胺(简称：DTDPPA)、DPAB、DNTPD、DPA3B等。
作为空穴传输性材料，还可以使用PVK、PVTPA、PTPDMA、Poly-TPD等高分子化合物。
空穴传输性材料不局限于上述材料，可以将已知的各种材料中的一种或多种的组合用于空穴注入层及空穴传输层。
<发光层>
发光层是包含发光物质的层。发光层可以包含一种或多种发光物质。作为发光物质，适当地使用呈现蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等发光颜色的物质。此外，作为发光物质，也可以使用发射近红外光的物质。
另外，发光层除了发光物质(客体材料)以外还可以包含一种或多种有机化合物(主体材料、辅助材料等)。作为一种或多种有机化合物，可以使用在本实施方式中说明的空穴传输性材料和电子传输性材料中的一方或双方。此外，作为一种或多种有机化合物，也可以使用双极性材料。
对可用于发光层的发光物质没有特别的限制，可以使用将单重激发能量转换为可见光区域或近红外光区域的光的发光物质或将三重激发能量转换为可见光区域或近红外光区域的光的发光物质。
作为将单重激发能量转换成发光的发光物质，可以举出发射荧光的物质(荧光材料)，例如可以举出芘衍生物、蒽衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。尤其是芘衍生物的发光量子产率高，所以是优选的。作为芘衍生物的具体例子，可以举出N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1，6-二胺(简称：1，6mMemFLPAPrn)、N，N’-二苯基-N，N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1，6-二胺(简称：1，6FLPAPrn)、N，N’-双(二苯并呋喃-2-基)-N，N’-二苯基芘-1，6-二胺(简称：1，6FrAPrn)、N，N’-双(二苯并噻吩-2-基)-N，N’-二苯基芘-1，6-二胺(简称：1，6ThAPrn)、N，N’-(芘-1，6-二基)双[(N-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃)-6-胺](简称：1，6BnfAPrn)、N，N’-(芘-1，6-二基)双[(N-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃)-8-胺](简称：1，6BnfAPrn-02)、N，N’-(芘-1，6-二基)双[(6，N-二苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃)-8-胺](简称：1，6BnfAPrn-03)等。
除了上述以外，可以使用5，6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2，2'-联吡啶(简称：PAP2BPy)、5，6-双[4'-(10-苯基-9-蒽基)联苯-4-基]-2，2'-联吡啶(简称：PAPP2BPy)、N，N'-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N'-二苯基二苯乙烯-4，4'-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称：2YGAPPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPA)、4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPBA)、二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯(简称：TBP)、N，N”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亚苯基)双[N，N’，N’-三苯基-1，4-苯二胺](简称：DPABPA)、N，9-二苯基-N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPPA)、N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N，N’，N’-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPPA)等。
作为将三重激发能量转换为发光的发光物质，例如可以举出发射磷光的物质(磷光材料)或呈现热活化延迟荧光的热活化延迟荧光(Thermally activated delayedfluorescence：TADF)材料。
作为磷光材料，例如可以举出具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架、吡啶骨架的有机金属配合物(尤其是铱配合物)、以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属配合物(尤其是铱配合物)、铂配合物、稀土金属配合物等。
作为呈现蓝色或绿色且其发射光谱的峰值波长为450nm以上且570nm以下的磷光材料，可以举出如下物质。
例如，可以举出三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二甲基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：[Ir(mpptz-dmp)3])、三(5-甲基-3，4-二苯基-4H-1，2，4-三唑)铱(III)(简称：[Ir(Mptz)3])、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：[Ir(iPrptz-3b)3])、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：[Ir(iPr5btz)3])等具有4H-三唑骨架的有机金属配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：[Ir(Mptz1-mp)3])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1，2，4-三唑)铱(III)(简称：[Ir(Prptz1-Me)3])等具有1H-三唑骨架的有机金属配合物；fac-三[1-(2，6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称：[Ir(iPrpmi)3])、三[3-(2，6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1，2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称：[Ir(dmpimpt-Me)3])等具有咪唑骨架的有机金属配合物；以及双[2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶根-N，C2']铱(III)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶根-N，C2']铱(III)吡啶甲酸盐(简称：FIrpic)、双{2-[3'，5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N，C2'}铱(III)吡啶甲酸盐(简称：[Ir(CF3ppy)2(pic)])、双[2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶根-N，C2']铱(III)乙酰丙酮(简称：FIr(acac))等以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属配合物等。
作为呈现绿色或黄色且其发射光谱的峰值波长为495nm以上且590nm以下的磷光材料，可以举出如下物质。
例如，可以举出三(4-甲基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(mppm)3])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)3])、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(mppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[6-(2-降莰基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称：[Ir(nbppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称：[Ir(mpmppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双{4，6-二甲基-2-[6-(2，6-二甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：[Ir(dmppm-dmp)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(4，6-二苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(dppm)2(acac)])等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(3，5-二甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：[Ir(mppr-Me)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：[Ir(mppr-iPr)2(acac)])等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(2-苯基吡啶根-N，C2')铱(III)(简称：[Ir(ppy)3])、双(2-苯基吡啶根-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(ppy)2(acac)])、双(苯并[h]喹啉)铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(bzq)2(acac)])、三(苯并[h]喹啉)铱(III)(简称：[Ir(bzq)3])、三(2-苯基喹啉-N，C2＇)铱(III)(简称：[Ir(pq)3])、双(2-苯基喹啉-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(pq)2(acac)])、[2-(4-苯基-2-吡啶基-κN)苯基-κC]双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(III)(简称：[Ir(ppy)2(4dppy)])、双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC][2-(4-甲基-5-苯基-2-吡啶基-κN)苯基-κC]等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；双(2，4-二苯基-1，3-噁唑-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(dpo)2(acac)])、双{2-[4'-(全氟苯基)苯基]吡啶-N，C2'}铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(p-PF-ph)2(acac)])、双(2-苯基苯并噻唑-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(bt)2(acac)])等有机金属配合物、三(乙酰丙酮根)(单菲罗啉)铽(III)(简称：[Tb(acac)3(Phen)])等稀土金属配合物。
作为呈现黄色或红色且其发射光谱的峰值波长为570nm以上且750nm以下的磷光材料，可以举出如下物质。
例如，可以举出(二异丁酰甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]铱(III)(简称：[Ir(5mdppm)2(dibm)])、双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根](二新戊酰甲烷)铱(III)(简称：[Ir(5mdppm)2(dpm)])、双[4，6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰甲烷)铱(III)(简称：[Ir(d1npm)2(dpm)])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)3])等具有嘧啶骨架的有机金属配合物；(乙酰丙酮)双(2，3，5-三苯基吡嗪)铱(III)(简称：[Ir(tppr)2(acac)])、双(2，3，5-三苯基吡嗪)(二新戊酰甲烷)铱(III)(简称：[Ir(tppr)2(dpm)])、双{4,6-二甲基-2-[3-(3,5-二甲基苯基)-5-苯基-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,6-二甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-P)2(dibm)])、双{4,6-二甲基-2-[5-(4-氰-2,6-二甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)])、(乙酰丙酮)双[2-甲基-3-苯基喹喔啉合(quinoxalinato)-N，C2’]铱(III)(简称：[Ir(mpq)2(acac)])、(乙酰丙酮)双(2，3-二苯基喹喔啉合(quinoxalinato)-N，C2’]铱(III)(简称：[Ir(dpq)2(acac)])、(乙酰丙酮)双[2，3-双(4-氟苯基)喹喔啉合(quinoxalinato)]铱(III)(简称：[Ir(Fdpq)2(acac)])、双{4,6-二甲基-2-[5-(5-氰基-2-甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-m5CP)2(dpm)])等具有吡嗪骨架的有机金属配合物；三(1-苯基异喹啉-N，C2’)铱(III)(简称：[Ir(piq)3])、双(1-苯基异喹啉-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(piq)2(acac)])、双[4,6-二甲基-2-(2-喹啉-κN)苯基-κC](2,4-戊二酮根-κ2O,O’)铱(III)等具有吡啶骨架的有机金属配合物；2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(II)(简称：[PtOEP])等铂配合物；以及三(1，3-二苯基-1，3-丙二酮(propanedionato))(单菲罗啉)铕(III)(简称：[Eu(DBM)3(Phen)])、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲罗啉)铕(III)(简称：[Eu(TTA)3(Phen)])等稀土金属配合物。
作为用于发光层的有机化合物(主体材料、辅助材料等)，可以选择一种或多种其能隙比发光物质大的物质而使用。
在用于发光层的发光物质是荧光材料的情况下，作为与发光物质组合而使用的有机化合物，优选使用其单重激发态的能级大且其三重激发态的能级小的有机化合物。
虽然一部分与上述具体例子重复，但是，从与发光物质(荧光材料、磷光材料)的优选组合的观点来看，以下示出有机化合物的具体例子。
在发光物质是荧光材料的情况下，作为可以与发光物质组合而使用的有机化合物，可以举出蒽衍生物、并四苯衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
Figure BDA0003125089880000891
(chrysene)衍生物、二苯并[g,p]
Figure BDA0003125089880000892
衍生物等稠合多环芳香化合物。
作为与荧光材料组合而使用的有机化合物(主体材料)的具体例子，可以举出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、PCPN、9,10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、N,N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、6,12-二甲氧基-5,11-二苯基
Figure BDA0003125089880000903
N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure BDA0003125089880000902
-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、CzPA、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃(简称：2mBnfPPA)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9H-芴-9-基)-联苯-4’-基}-蒽(简称：FLPPA)、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9,9’-联蒽(简称：BANT)、9,9’-(二苯乙烯-3,3’-二基)二菲(简称：DPNS)、9,9’-(二苯乙烯-4,4’-二基)二菲(简称：DPNS2)、1,3,5-三(1-芘)苯(简称：TPB3)、5,12-二苯基并四苯、5,12-双(联苯-2-基)并四苯等。
在发光物质是磷光材料的情况下，作为与发光物质组合而使用的有机化合物，选择其三重激发能量大于发光物质的三重激发能量(基底状态和三重激发态的能量差)的有机化合物即可。
当为了形成激基复合物，组合而使用多个有机化合物(例如，第一主体材料及第二主体材料(或辅助材料)等)与发光物质时，优选与磷光材料(尤其是有机金属配合物)混合而使用这些多个有机化合物。
通过采用这样的结构，可以高效地得到利用从激基复合物到发光物质的能量转移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)的发光。作为多个有机化合物的组合，优选使用容易形成激基复合物的组合，特别优选组合容易接收空穴的化合物(空穴传输性材料)与容易接收电子的化合物(电子传输性材料)。作为空穴传输性材料及电子传输性材料的具体例子，可以使用本实施方式所示的材料。由于该结构能够同时实现发光器件的高效率、低电压及长寿命。
作为在发光物质是磷光材料时可以与发光物质组合而使用的有机化合物，可以举出芳香胺、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、锌类金属配合物或铝类金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲罗啉衍生物等。
此外，作为上述中的空穴传输性高的有机化合物的芳香胺(具有芳香胺骨架的化合物)、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物(噻吩衍生物)、二苯并呋喃衍生物(呋喃衍生物)的具体例子，可以举出与上述空穴传输性材料的具体例子相同的材料。
作为电子传输性高的有机化合物的锌类金属配合物、铝类金属配合物的具体例子，可以举出：三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等。
除此之外，还可以使用如双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等具有噁唑基类配体、噻唑类配体的金属配合物等。
此外，作为电子传输性高的有机化合物的噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、菲罗啉衍生物的具体例子，可以举出2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称：PBD)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1,2,4-三唑(简称：p-EtTAZ)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：mDBTBIm-II)、4，4’-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)二苯乙烯(简称：BzOs)、红菲绕啉(简称：Bphen)、浴铜灵(简称：BCP)、2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(简称：NBphen)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：7mDBTPDBq-II)及6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：6mDBTPDBq-II)等。
作为电子传输性高的有机化合物的具有二嗪骨架的杂环化合物、具有三嗪骨架的杂环化合物、具有吡啶骨架的杂环化合物的具体例子，可以举出4,6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称：4,6mPnP2Pm)、4，6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称：4,6mDBTP2Pm-II)、4,6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4,6mCzP2Pm)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称：PCCzPTzn)、9-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2,3’-联-9H-咔唑(简称：mPCCzPTzn-02)、3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶)苯基]苯(简称：TmPyPB)等。
此外，作为电子传输性高的有机化合物，还可以使用聚(2，5-吡啶二基)(简称：PPy)、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-共-(吡啶-3，5-二基)](简称：PF-Py)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共-(2，2’-联吡啶-6，6’-二基)](简称：PF-BPy)等高分子化合物。
TADF材料是指能够利用微小的热能量将三重激发态上转换(up-convert)为单重激发态(逆系间窜越)并高效率地发射来自单重激发态的发光(荧光)的材料。可以高效率地获得热活化延迟荧光的条件为如下：三重激发能级和单重激发能级之间的能量差为0eV以上且0.2eV以下，优选为0eV以上且0.1eV以下。TADF材料所发射的延迟荧光是指具有与一般的荧光同样的光谱但寿命非常长的发光。其寿命为10-6秒以上，优选为10-3秒以上。
作为TADF材料，例如可以举出富勒烯或其衍生物、普鲁黄素等吖啶衍生物、伊红等。另外，可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为含金属卟啉，例如，也可以举出原卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(ProtoIX))、中卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(简称：SnF2(Copro III-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(简称：PtCl2OEP)等。
除了上述以外，可以使用2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚并[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(简称：PIC-TRZ)、PCCzPTzn、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-三唑(简称：PPZ-3TPT)、3-(9，9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称：ACRXTN)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)等具有富π电子型杂芳环及缺π电子型杂芳环的杂环化合物。另外，在富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环直接键合的物质中，富π电子型杂芳环的供体性和缺π电子型杂芳环的受体性都强，单重激发态与三重激发态之间的能量差变小，所以是尤其优选的。
另外，在使用TADF材料的情况下，可以与其他有机化合物组合。尤其TADF材料可以与上述的主体材料、空穴传输材料及电子传输材料组合。
此外，通过与低分子材料或高分子材料组合，可以将上述材料用于发光层的形成。在成膜中，可以适当地使用已知的方法(蒸镀法、涂敷法、印刷法等)。
<电子传输层>
电子传输层是将从阴极由电子注入层注入的电子传输到发光层中的层。另外，电子传输层是包含电子传输性材料的层。作为用于电子传输层的电子传输性材料，优选为具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。另外，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，可以使用上述以外的物质。
作为电子传输性材料，可以使用具有喹啉骨架的金属配合物、具有苯并喹啉骨架的金属配合物、具有噁唑骨架的金属配合物、具有噻唑骨架的金属配合物等，还可以使用噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、菲罗啉衍生物、具有喹啉配体的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物、含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族化合物等电子传输性高的材料。
作为电子传输性材料的具体例子，可以使用上述材料。
<电子注入层>
电子注入层是包含电子注入性高的物质的层。作为电子注入层，可以使用氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)及锂氧化物(LiOx)等碱金属、碱土金属或这些金属的化合物。此外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。此外，也可以将电子盐用于电子注入层。作为电子盐，例如可以举出对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子的物质等。另外，也可以使用如上所述的构成电子传输层的物质。
此外，也可以将包含电子传输性材料和供体性材料(电子给予性材料)的复合材料用于电子注入层。这种复合材料因为通过电子给体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下，有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料，具体而言，例如，可以使用用于如上所述的电子传输层的电子传输性材料(金属配合物、杂芳族化合物等)。作为电子给体，只要是对有机化合物呈现电子供给性的物质即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、铯、镁、钙、铒、镱等。另外，优选使用碱金属氧化物或碱土金属氧化物，可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。此外，还可以使用氧化镁等路易斯碱。另外，也可以使用四硫富瓦烯(简称：TTF)等有机化合物。
<电荷产生层>
电荷产生层设置在两个发光单元之间。电荷产生层具有当对阳极与阴极之间施加电压时对邻接的一个发光单元注入电子而对另一个发光单元注入空穴的功能。
电荷产生层既可以具有包含空穴传输性材料和受体性材料(电子接收性材料)的结构，也可以具有包含电子传输性材料和供体性材料的结构。通过形成这种结构的电荷产生层，可以抑制在层叠EL层时的驱动电压的增大。
作为空穴传输性材料、受体性材料、电子传输性材料及供体性材料，可以使用上述材料。
另外，当制造本发明的一个方式的发光器件时，可以利用蒸镀法等真空工艺或旋涂法、喷墨法等溶液工艺。作为蒸镀法，可以利用溅射法、离子镀法、离子束蒸镀法、分子束蒸镀法、真空蒸镀法等物理蒸镀法(PVD法)或化学气相沉积法(CVD法)等。尤其是，可以利用蒸镀法(真空蒸镀法)、涂敷法(浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法、喷涂法等)、印刷法(喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法、微接触印刷法等)等方法形成包括在EL层中的功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层)以及电荷产生层。
构成发光器件的功能层及电荷产生层的材料不局限于上述材料。例如，作为功能层的材料，可以使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)、中分子化合物(介于低分子与高分子之间的化合物：分子量为400至4000)、无机化合物(量子点材料等)等。作为量子点材料，可以使用胶状量子点材料、合金型量子点材料、核壳(Core Shell)型量子点材料、核型量子点材料等。
本实施方式可以与其他实施方式及实施例适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，参照图20A和图20B说明本发明的一个方式的显示装置。
本发明的一个方式的显示装置包括具有受光器件的第一像素电路及具有发光器件的第二像素电路。第一像素电路及第二像素电路各自配置为矩阵状。
图20A示出具有受光器件的第一像素电路的一个例子，而图20B示出具有发光器件的第二像素电路的一个例子。
图20A所示的像素电路PIX1包括受光器件PD、晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3、晶体管M4及电容器C1。这里，示出使用光电二极管作为受光器件PD的例子。
受光器件PD的阴极与布线V1电连接，阳极与晶体管M1的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M1的栅极与布线TX电连接，源极和漏极中的另一个与电容器C1的一个电极、晶体管M2的源极和漏极中的一个及晶体管M3的栅极电连接。晶体管M2的栅极与布线RES电连接，源极和漏极中的另一个与布线V2电连接。晶体管M3的源极和漏极中的一个与布线V3电连接，源极和漏极中的另一个与晶体管M4的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M4的栅极与布线SE电连接，源极和漏极中的另一个与布线OUT1电连接。
布线V1、布线V2及布线V3各自被供应恒定电位。当以反向偏压驱动受光器件PD时，将低于布线V1的电位供应到布线V2。晶体管M2被供应到布线RES的信号控制，使得连接于晶体管M3的栅极的节点的电位复位至供应到布线V2的电位。晶体管M1被供应到布线TX的信号控制，根据流过受光器件PD的电流控制上述节点的电位变化的时序。晶体管M3用作根据上述节点的电位输出的放大晶体管。晶体管M4被供应到布线SE的信号控制，用作选择晶体管，该选择晶体管用来使用连接于布线OUT1的外部电路读出根据上述节点的电位的输出。
图20B所示的像素电路PIX2包括发光器件EL、晶体管M5、晶体管M6、晶体管M7及电容器C2。这里，示出使用发光二极管作为发光器件EL的例子。尤其是，作为发光器件EL，优选使用有机EL器件。
晶体管M5的栅极与布线VG电连接，源极和漏极中的一个与布线VS电连接，源极和漏极中的另一个与电容器C2的一个电极及晶体管M6的栅极电连接。晶体管M6的源极和漏极中的一个与布线V4电连接，源极和漏极中的另一个与发光器件EL的阳极及晶体管M7的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M7的栅极与布线MS电连接，源极和漏极中的另一个与布线OUT2电连接。发光器件EL的阴极与布线V5电连接。
布线V4及布线V5各自被供应恒定电位。可以将发光器件EL的阳极一侧和阴极一侧分别设定为高电位和低于阳极一侧的电位。晶体管M5被供应到布线VG的信号控制，用作用来控制像素电路PIX2的选择状态的选择晶体管。此外，晶体管M6用作根据供应到栅极的电位控制流过发光器件EL的电流的驱动晶体管。当晶体管M5处于导通状态时，供应到布线VS的电位被供应到晶体管M6的栅极，可以根据该电位控制发光器件EL的发光亮度。晶体管M7被供应到布线MS的信号控制，将晶体管M6与发光器件EL之间的电位通过布线OUT2输出到外部。
在本实施方式的显示装置中，也可以使发光器件以脉冲方式发光，以显示图像。通过缩短发光器件的驱动时间，可以降低显示装置的耗电量并抑制发热。尤其是，有机EL器件的频率特性优异，所以是优选的。例如，频率可以为1kHz以上且100MHz以下。
这里，像素电路PIX1所包括的晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3及晶体管M4、像素电路PIX2所包括的晶体管M5、晶体管M6及晶体管M7优选使用形成其沟道的半导体层含有金属氧化物(氧化物半导体)的晶体管。
使用其带隙比硅宽且载流子密度低的金属氧化物的晶体管可以实现极低的关态电流。由于其关态电流低，因此能够长期间保持储存于与晶体管串联连接的电容器中的电荷。因此，尤其是，与电容器C1或电容器C2串联连接的晶体管M1、晶体管M2、晶体管M5优选使用含有氧化物半导体的晶体管。此外，除此以外的晶体管也同样使用含有氧化物半导体的晶体管，由此可以降低制造成本。
此外，晶体管M1至晶体管M7也可以使用形成其沟道的半导体含有硅的晶体管。尤其是，通过使用单晶硅或多晶硅等结晶性高的硅，可以实现高场效应迁移率，能够进行更高速度的工作，所以是优选的。
此外，晶体管M1至晶体管M7中的一个以上可以使用含有氧化物半导体的晶体管，除此以外的晶体管可以使用含有硅的晶体管。
在图20A和图20B中，作为晶体管使用n沟道型晶体管，但是也可以使用p沟道型晶体管。
像素电路PIX1所包括的晶体管与像素电路PIX2所包括的晶体管优选排列在同一衬底上。尤其优选像素电路PIX1所包括的晶体管和像素电路PIX2所包括的晶体管优选混合形成在一个区域内并周期性地排列。
此外，优选在与受光器件PD或发光器件EL重叠的位置设置一个或多个包括晶体管和电容器中的一个或两个的层。由此，可以减少各像素电路的实效占有面积，从而可以实现高清晰度的受光部或显示部。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式5)
在本实施方式中，使用图21A至图23F对本发明的一个方式的电子设备进行说明。
本实施方式的电子设备包括本发明的一个方式的发光装置。例如，可以将本发明的一个方式的发光装置用于电子设备的显示部。此时，电子设备优选除了发光装置以外还包括光传感器。因为本发明的一个方式的发光装置具有发射可见光及红外光的双方的功能，所以不仅在显示部显示图像，而且能够发射被用作光传感器的光源的光(可见光及红外光中的一个或两个)。通过组合发光装置与光传感器，可以进行生物识别或者检测出触摸(以及靠近)。由此，可以提高电子设备的功能性及方便性。
或者，本实施方式的电子设备包括本发明的一个方式的显示装置。例如，可以将本发明的一个方式的显示装置用于电子设备的显示部。因为本发明的一个方式的显示装置具有发射可见光和红外光的双方的功能以及检测光的功能，所以不仅在显示部显示图像，而且能够进行生物识别或者检测出触摸(以及靠近)。由此，可以提高电子设备的功能性及方便性。
作为电子设备，例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外，还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。
本实施方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本实施方式的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；执行各种软件(程序)的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据的功能；等。
图21A所示的电子设备6500是可以用作智能手机的便携式信息终端设备。
电子设备6500包括外壳6501、显示部6502、电源按钮6503、按钮6504、扬声器6505、麦克风6506、照相机6507及光源6508等。显示部6502具有触摸面板功能。
显示部6502可以使用本发明的一个方式的发光装置或显示装置。
图21B是包括外壳6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
外壳6501的显示面一侧设置有具有透光性的保护构件6510，被外壳6501及保护构件6510包围的空间内设置有显示面板6511、光学构件6512、触摸传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
显示面板6511、光学构件6512及触摸传感器面板6513使用粘合层(未图示)固定到保护构件6510。
在显示部6502的外侧的区域中，显示面板6511的一部分叠回，且该叠回部分连接有FPC6515。FPC6515安装有IC6516。FPC6515与设置于印刷电路板6517的端子连接。
显示面板6511可以使用本发明的一个方式的柔性发光装置或柔性显示装置。由此，可以实现极轻量的电子设备。此外，由于显示面板6511极薄，所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外，通过折叠显示面板6511的一部分以在像素部的背面设置与FPC6515的连接部，可以实现窄边框的电子设备。
图22A示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中，外壳7101中组装有显示部7000。在此示出利用支架7103支撑外壳7101的结构。
可以对显示部7000适用本发明的一个方式的发光装置或显示装置。
可以通过利用外壳7101所具备的操作开关或另外提供的遥控操作机7111进行图22A所示的电视装置7100的操作。此外，也可以在显示部7000中具备触摸传感器，也可以通过用指头等触摸显示部7000进行电视装置7100的操作。此外，也可以在遥控操作机7111中具备显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部7000上的影像进行操作。
此外，电视装置7100具备接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，从而进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图22B示出笔记型个人计算机的一个例子。笔记型个人计算机7200包括外壳7211、键盘7212、指向装置7213、外部连接端口7214等。在外壳7211中组装有显示部7000。
可以对显示部7000适用本发明的一个方式的发光装置或显示装置。
图22C和图22D示出数字标牌的一个例子。
图22C所示的数字标牌7300包括外壳7301、显示部7000及扬声器7303等。此外，还可以包括LED灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器、麦克风等。
图22D示出设置于圆柱状柱子7401上的数字标牌7400。数字标牌7400包括沿着柱子7401的曲面设置的显示部7000。
在图22C和图22D中，可以对显示部7000适用本发明的一个方式的发光装置或显示装置。
显示部7000越大，一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板用于显示部7000，不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像，使用者还能够直觉性地进行操作，所以是优选的。此外，在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时，可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图22C和图22D所示，数字标牌7300或数字标牌7400优选可以通过无线通信与使用者所携带的智能手机等信息终端设备7311或信息终端设备7411联动。例如，显示在显示部7000上的广告信息可以显示在信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕上。此外，通过操作信息终端设备7311或信息终端设备7411，可以切换显示部7000的显示。
此外，可以在数字标牌7300或数字标牌7400上以信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕为操作单元(控制器)执行游戏。由此，不特定多个使用者可以同时参加游戏，享受游戏的乐趣。
图23A至图23F所示的电子设备包括外壳9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风9008等。
图23A至图23F所示的电子设备具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像及文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能；等。注意，电子设备可具有的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。电子设备可以包括多个显示部。此外，也可以在电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像或动态图像，且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部上的功能；等。
下面，详细地说明图23A至图23F所示的电子设备。
图23A是示出便携式信息终端9101的立体图。可以将便携式信息终端9101例如用作智能手机。注意，在便携式信息终端9101中，也可以设置扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等。此外，作为便携式信息终端9101，可以将文字或图像信息显示在其多个面上。在图23A中示出三个图标9050的例子。此外，可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到电子邮件、SNS或电话等的信息；电子邮件或SNS等的标题；电子邮件或SNS等的发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及天线接收信号强度的显示等。或者，可以在显示有信息9051的位置上显示图标9050等。
图23B是示出便携式信息终端9102的立体图。便携式信息终端9102具有将信息显示在显示部9001的三个以上的面上的功能。在此，示出信息9052、信息9053、信息9054分别显示于不同的面上的例子。例如，在将便携式信息终端9102放在上衣口袋里的状态下，使用者能够确认显示在从便携式信息终端9102的上方看到的位置上的信息9053。使用者可以确认到该显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端9102，由此能够判断是否接电话。
图23C是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。可以将便携式信息终端9200例如用作智能手表。此外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外，便携式信息终端9200例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外，通过利用连接端子9006，便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电。充电也可以通过无线供电进行。
图23D至图23F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。此外，图23D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图，图23F是折叠的状态的立体图，图23E是从图23D的状态和图23F的状态中的一个转换成另一个时中途的状态的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的浏览性强。便携式信息终端9201所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个外壳9000支撑。显示部9001例如可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
本实施方式可以与其他实施方式及实施例适当地组合。
[实施例1]
在本实施例中，关于可用于本发明的一个方式的发光装置或显示装置中的发射可见光及红外光的发光器件的器件结构，说明使用软件进行研讨的结果。
具体而言，在本实施例中说明对图24A所示的发射蓝色光及红外光的发光器件47B(IR)的器件结构进行研讨的结果。
首先，以下示出在本实施例的计算中利用其实测值(折射率n、消光系数k、发射光谱等)的有机化合物的结构式。
[化学式1]
Figure BDA0003125089880001071
在本实施例中，使用有机器件仿真器(semiconducting emissive thin filmoptics simulator：setfos；CYBERNET SYSTEMS CO.,LTD.制造)进行计算。
在该计算中，输入构成发光器件的各层的厚度、折射率n(实测值)、消光系数k(实测值)、发光材料的发射光谱(光致发光(PL)光谱)的实测值、发光区域的位置，并乘以Purcell因子，并算出考虑到激子的放射性衰变速率的变化的正面方向的发光强度及光谱波形。
通过利用光谱椭偏仪(J.A.WoollamJapan制造的M-2000U)测定各层的折射率n及消光系数k。在测定时，使用通过真空蒸镀法以50nm左右的厚度将各层的材料形成在石英衬底上而得的薄膜。
在发光材料的发射光谱的测定中，作为可见光的检测器使用多通道光谱分析仪(日本滨松光子学株式会社制造的C10029-01)，作为近红外光的检测器使用近红外分光辐射亮度计(SR-NIR，拓普康公司制造)，作为激发光使用紫外发光LED(日亚化学工业株式会社制造的NSCU033B)，作为带通滤光片使用UVU360(爱特蒙特光学有限公司制造)，作为高通滤光片使用SCF-50S-42L(西格玛光机株式会社制造)。
在可见光的发射光谱的测定中，使用将7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c，g]咔唑(简称：cgDBCzPA)和N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称：1,6mMemFLPAPrn)以重量比为1：0.03且厚度为50nm的方式通过使用真空蒸镀法的共蒸镀形成在石英衬底上而得的薄膜。
在红外光的发射光谱的测定中，使用将2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、N-(1,1'-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)和双{4，6-二甲基-2-[3-(3，5-二甲基苯基)-2-苯并[g]喹喔啉基-κN]苯基-κC}(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮-κ2O，O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdpbq)2(dpm)])以重量比为0.7：0.3：0.1且厚度为50nm的方式通过使用真空蒸镀法的共蒸镀形成在石英衬底上而得的薄膜。关于[Ir(dmdpbq)2(dpm)]的合成例子，后面在参考例中进行说明。
图25示出用于计算的PL光谱。在图25中，横轴表示波长(单位：nm)，纵轴表示基于能量的归一化PL强度(任意单位)。在此，通过基于能量的PL强度乘以波长，可以求出基于光子的PL强度。
发光区域假设为发光层的中心。
可见光和红外光的发光量子产率、激子产生概率、重新结合概率都假设为100％。就是说，通过计算得到的外部量子效率(朗伯假设)表示从正面的发光强度假设朗伯辐射算出的光提取效率。
图24A所示的用于本实施例的发光器件47B(IR)具有作为中间层198包括电荷产生层的串联结构。在发光器件47B(IR)中，在从发光层193N发射红外光的发光单元上设置有从发光层193B发射蓝色光的发光单元。
以如下方式设定初始值而进行计算：如图24A所示，像素电极191与发光层193B的发光区域间的光学距离为3λB/4左右，公共电极115与发光层193B的发光区域间的光学距离为λB/4左右，像素电极191与发光层193N的发光区域间的光学距离为λi/4左右，公共电极115与发光层193N的发光区域间的光学距离为λi/4左右。
在本实施例中，可见光的波长λB为由BT.2020规定的蓝色光的波长(467nm)，红外光的波长λi假设为蓝色光的二次光(934nm)。
参照表2说明用于本实施例的发光器件47B(IR)的器件结构。注意，为了计算的简化，省略空穴注入层、电子注入层及电荷产生层。
[表2]
Figure BDA0003125089880001101
※通过计算被最优化的厚度
作为衬底151假设厚度为0.7mm且折射率为1.5的玻璃衬底。
作为像素电极191使用厚度为100nm的银(Ag)膜和厚度为10nm的包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)膜的叠层结构。
作为缓冲层192B假设空穴传输层，而使用PCBBiF。缓冲层192B是用于光学调整的层，通过计算求出其最适合的厚度。
将发光层193N的厚度设定为40nm，并作为其主体材料使用2mDBTBPDBq-II。
作为中间层198，使用2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉衍(简称：NBphen)和厚度为10nm的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称:PCPPn)的叠层结构。中间层198所包括的NBphen是用于光学调整的层，通过计算求出其最适合的厚度。
作为发光层193B的主体材料，使用厚度为25nm的cgDBCzPA。
作为缓冲层194B假设电子传输层，而使用NBphen。缓冲层194B是用于光学调整的层，通过计算求出其最适合的厚度。
作为公共电极115使用厚度为15nm的银膜。
作为缓冲层116使用厚度为70nm的1,3,5-三(二苯并噻吩-4-基)苯(简称：DBT3P-II)。
作为缓冲层116的上侧(与接触于公共电极115的一侧相反的一侧)假设空气(折射率为1)。
使用上述条件，通过计算求出发光器件的最适合的器件结构。
在计算中，求出可见光的外部量子效率(朗伯假设)最大的发光器件整体的光学距离及缓冲层194B的NBPhen的厚度，以在该发光器件整体的光学距离及缓冲层194B的NBPhen的厚度的条件下外部量子效率(朗伯假设)最大的方式求出缓冲层192B的PCBBiF的厚度及中间层198的NBPhen的厚度。
具体而言，一旦设定中间层198的NBPhen的厚度，以在该条件下可见光的外部量子效率(朗伯假设)最大的方式使缓冲层192B的PCBBiF的厚度及缓冲层194B的NBPhen的厚度最优化。然后，在固定红外光的峰值波长的状态下，以外部量子效率(朗伯假设)最大的方式使缓冲层192B的PCBBiF的厚度及中间层198的NBPhen的厚度最优化。
如表2所示，通过计算得到如下结果：在发光器件47B(IR)中，缓冲层192B的PCBBiF的厚度为63nm，中间层198的NBPhen的厚度为5.6nm，缓冲层194B的NBPhen的厚度为36nm。
图26示出通过计算得到的发光器件47B(IR)的发射(EL)光谱。在图26中，横轴表示波长(单位：nm)，纵轴表示基于能量的归一化发光强度(任意单位)。
如图26所示，发光器件47B(IR)的可见光的峰值波长为460nm，红外光的峰值波长为880nm。可知红外光的峰值波长短于可见光的峰值波长的2倍(920nm)。
通过计算得到的发光器件47B(IR)的可见光的外部量子效率(朗伯假设)较高，大致为30％。此外，其红外光的外部量子效率(朗伯假设)也较高，大致为30％。
图27示出通过计算得到的发光器件的CIE1931色度坐标(xy色度坐标)。图27还示出NTSC规格及BT.2020规格的色度坐标。如图27所示，该发光器件的CIE1931色度坐标上的色度(x，y)为(0.138，0.050)，该值对应NTSC规格及BT.2020规格。
如上所述，在通过本实施例的计算得到的发光器件中，红外光的峰值波长短于可见光的峰值波长的2倍(920nm)。可认为这是来源于折射率的波长依赖性。
在此，图28示出PCBBiF和NBPhen的寻常光折射率的波长依赖性。作为比较例子，图28还示出1，1-双-(4-双(4-甲基-苯基)-氨基-苯基)-环己烷(简称：TAPC)的寻常光折射率的波长依赖性。
在折射率的测定时，使用通过真空蒸镀法以50nm左右的厚度将各材料形成在石英衬底上而得的薄膜。由于在该膜中产生折射率的各向异性，所以在算出折射率时将折射率分离为寻常光折射率和非寻常光折射率。在上述计算中，使用寻常光折射率。
根据图28可知，PCBBiF的相对于波长为460nm的光的寻常光折射率大约为1.94，相对于波长为880nm的光的寻常光折射率大约为1.77，它们之差大约为0.17。此外，NBPhen的相对于波长为460nm的光的寻常光折射率大约为1.97，相对于波长为880nm的光的寻常光折射率大约为1.80，它们之差大约为0.17。如此可知，在本实施例中其厚度被最优化的PCBBiF和NBPhen的相对于红外光的折射率比相对于可见光的折射率低。由此可知，红外光的峰值波长向短波长一侧漂移，而短于可见光的峰值波长的2倍(920nm)。
另一方面，作为比较例子示出的TAPC的相对于波长为460nm的光的寻常光折射率大约为1.72，相对于波长为880nm的光的寻常光折射率大约为1.65，它们之差大约为0.07。
如此，确认到根据有机膜有折射率的波长依赖性之差异。可知通过利用有机膜的折射率的波长依赖性可以控制红外光的峰值波长。
根据本实施例的结果，可估计出能够高效率地提取蓝色光及红外光的双方的发光器件的器件结构。
[实施例2]
在本实施例中，关于可用于本发明的一个方式的发光装置或显示装置中的发射可见光及红外光的发光器件的器件结构，说明使用软件进行研讨的结果。
具体而言，在本实施例中说明对图24B、图24C所示的发射红色光及红外光的发光器件47R(IR)a及发光器件47R(IR)b的器件结构进行研讨的结果。
在本实施例中，使用与实施例1同样的有机器件仿真器进行计算。
在该计算中，输入构成发光器件的各层的厚度、折射率n、消光系数k、发光材料的发射光谱(光致发光(PL)光谱)的实测值、发光区域的位置，并乘以Purcell因子，并算出考虑到激子的放射性衰变速率的变化的正面方向的发光强度及光谱波形。
如下面所说明，在本实施例中假设红外光的波长超过1000nm的情况，但是没有除了银膜以外的各层的折射率及消光系数的超过1000nm的波长区域的测定值，所以在本实施例中除了银膜以外的所有层的折射率n假设为1.8而进行计算。
在可见光的发射光谱的测定中，使用将2mDBTBPDBq-II、PCBBiF和双{2-[5-(2,6-二甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]-4,6-二甲基苯基-κC}(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)])以重量比为0.8：0.2：0.05且厚度为50nm的方式通过使用真空蒸镀法的共蒸镀形成在石英衬底上而得的薄膜。其他测定条件与实施例1相同。
以下示出[Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)]的结构式。
[化学式2]
Figure BDA0003125089880001151
作为红外光的发射光谱，使用将可见光的发射光谱向长波长一侧漂移655nm而得的光谱。
图29示出用于计算的光致发光(PL)光谱。在图29中，横轴表示波长(单位：nm)，纵轴表示基于能量的归一化PL强度(任意单位)。
发光区域假设为发光层的中心。
可见光和红外光的发光量子产率、激子产生概率、重新结合概率都假设为100％。
图24B、图24C所示的用于本实施例的发光器件47R(IR)a及发光器件47R(IR)b具有作为中间层198包括电荷产生层的串联结构。两个发光器件的发光层193N和发光层193R的叠层顺序彼此不同。
在图24B所示的发光器件47R(IR)a中，在从发光层193N发射红外光的发光单元上设置有从发光层193R发射红色光的发光单元。
以如下方式设定初始值而进行计算：如图24B所示，像素电极191与发光层193R的发光区域间的光学距离为3λR/4左右，公共电极115与发光层193R的发光区域间的光学距离为λR/4左右，像素电极191与发光层193N的发光区域间的光学距离为λi/4左右，公共电极115与发光层193N的发光区域间的光学距离为λi/4左右。
在图24C所示的发光器件47R(IR)b中，在从发光层193R发射红色光的发光单元上设置有从发光层193N发射红外光的发光单元。
以如下方式设定初始值而进行计算：如图24C所示，像素电极191与发光层193R的发光区域间的光学距离为λR/4左右，公共电极115与发光层193R的发光区域间的光学距离为3λR/4左右，像素电极191与发光层193N的发光区域间的光学距离为λi/4左右，公共电极115与发光层193N的发光区域间的光学距离为λi/4左右。
在本实施例中，可见光的波长λR为由BT.2020规定的红色光的波长(630nm)，红外光的波长λi假设为红色光的二次光(1260nm)。
参照表3及表4说明用于本实施例的发光器件47R(IR)a及发光器件47R(IR)b的器件结构。
注意，为了计算的简化，省略空穴注入层、电子注入层及电荷产生层。
[表3]
Figure BDA0003125089880001161
Figure BDA0003125089880001171
※通过计算被最优化的厚度
[表4]
Figure BDA0003125089880001172
Figure BDA0003125089880001181
※通过计算被最优化的厚度
作为衬底151假设厚度为0.7mm且折射率为1.5的玻璃衬底。
作为像素电极191使用厚度为100nm的银膜和厚度为10nm的层(假设透明电极)的叠层结构。
作为缓冲层192R假设空穴传输层。缓冲层192R是用于光学调整的层，通过计算求出其最适合的厚度。
将发光层193N及发光层193R的厚度都设定为40nm。
作为中间层198，使用用于光学调整的层(假设电子传输层)和厚度为10nm的层(假设空穴传输层)的叠层结构。通过计算求出中间层198所包括的用于光学调整的层的最适合的厚度。
作为缓冲层194R假设电子传输层。缓冲层194R是用于光学调整的层，通过计算求出其最适合的厚度。
作为公共电极115使用厚度为15nm的银膜。
作为缓冲层116使用厚度为70nm的层。
作为缓冲层116的上侧(与接触于公共电极115的一侧相反的一侧)假设空气(折射率为1)。
使用上述条件，通过计算求出发光器件的最适合的器件结构。
在计算中，求出可见光的外部量子效率(朗伯假设)最大的发光器件整体的光学距离及缓冲层194R的NBPhen的厚度，以在该发光器件整体的光学距离及缓冲层194R的NBPhen的厚度的条件下红外光的外部量子效率(朗伯假设)最大的方式求出缓冲层192R的PCBBiF的厚度及中间层198的NBPhen的厚度。
具体而言，一旦设定中间层198的NBPhen的厚度，以在该条件下可见光的外部量子效率(朗伯假设)最大的方式使缓冲层192R的PCBBiF的厚度及缓冲层194R的NBPhen的厚度最优化。然后，在固定红外光的峰值波长的状态下，以外部量子效率(朗伯假设)最大的方式使缓冲层192R的PCBBiF的厚度及中间层198的NBPhen的厚度最优化。
如表3所示，通过计算得到如下结果：在发光器件47R(IR)a中，缓冲层192R的PCBBiF的厚度为106nm，中间层198的NBPhen的厚度为27nm，缓冲层194R的NBPhen的厚度为58nm。此外，如表4所示，得到如下结果：在发光器件47R(IR)b中，缓冲层192R的PCBBiF的厚度为35nm，中间层198的NBPhen的厚度为30nm，缓冲层194R的NBPhen的厚度为127nm。
图30及图31示出通过计算得到的发光器件47R(IR)a及发光器件47R(IR)b的发射(EL)光谱。在图30及图31中，横轴表示波长(单位：nm)，纵轴表示基于能量的归一化发光强度(任意单位)。
如图30所示，发光器件47R(IR)a的可见光的峰值波长为612nm，红外光的峰值波长为1272nm。可知红外光的峰值波长近于可见光的峰值波长的2倍(1224nm)。
通过计算得到的发光器件47R(IR)a的可见光的外部量子效率(朗伯假设)较高，大致为38％。此外，其红外光的外部量子效率(朗伯假设)也较高，大致为90％。可认为，由于红外光的峰值波长近于假设的波长(1260nm)，所以红外光的光提取效率因微腔结构的效果而大幅度提高。
如图31所示，发光器件47R(IR)b的可见光的峰值波长为614nm，红外光的峰值波长为1274nm。可知红外光的峰值波长近于可见光的峰值波长的2倍(1228nm)。
通过计算得到的发光器件47R(IR)b的可见光的外部量子效率(朗伯假设)较高，大致为34％。此外，其红外光的外部量子效率(朗伯假设)也较高，大致为88％。可认为，由于红外光的峰值波长近于假设的波长(1260nm)，所以红外光的光提取效率因微腔结构的效果而大幅度提高。
图32及图33示出通过计算得到的发光器件47R(IR)a及发光器件47R(IR)b的CIE1931色度坐标(xy色度坐标)。图32及图33还示出NTSC规格及BT.2020规格的色度坐标。如图32所示，发光器件47R(IR)a的CIE1931色度坐标上的色度(x，y)为(0.657，0.343)。如图33所示，发光器件47R(IR)b的CIE1931色度坐标上的色度(x，y)为(0.662，0.338)。根据图32及图33可知，发光器件47R(IR)a及发光器件47R(IR)b都对应NTSC规格及BT.2020规格。
根据本实施例的结果，可估计出与红色的发光层和红外光的发光层的叠层顺序无关地能够高效率地提取红色光及红外光的双方的发光器件的器件结构。
[实施例3]
在本实施例中，关于可用于本发明的一个方式的发光装置或显示装置中的发射可见光及红外光的发光器件的器件结构，说明使用软件进行研讨的结果。
具体而言，在本实施例中说明对图24D所示的发射红色光及红外光的发光器件47R(IR)c的器件结构进行研讨的结果。
在本实施例中，使用与实施例1同样的有机器件仿真器进行计算。
在该计算中，输入构成发光器件的各层的厚度、折射率n(实测值)、消光系数k(实测值)、发光材料的发射光谱(光致发光(PL)光谱)的实测值、发光区域的位置，并乘以Purcell因子，并算出考虑到激子的放射性衰变速率的变化的正面方向的发光强度及光谱波形。
通过利用光谱椭偏仪(J.A.WoollamJapan制造的M-2000U)测定各层的折射率n及消光系数k。在测定时，使用通过真空蒸镀法以50nm左右的厚度将各层的材料形成在石英衬底上而得的薄膜。
在可见光的发射光谱的测定中，使用将2mDBTBPDBq-II、PCBBiF和双{4,6-二甲基-2-[5-(5-氰基-2-甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-m5CP)2(dpm)])以重量比为0.8：0.2：0.1且厚度为50nm的方式通过使用真空蒸镀法的共蒸镀形成在石英衬底上而得的薄膜。其他测定条件与实施例1相同。
以下示出[Ir(dmdppr-m5CP)2(dpm)]的结构式。
[化学式3]
Figure BDA0003125089880001221
用于本实施例的红外光的发射光谱与实施例1相同。
图34示出用于计算的光致发光(PL)光谱。在图34中，横轴表示波长(单位：nm)，纵轴表示基于能量的归一化PL强度(任意单位)。
发光区域假设为发光层的中心。
可见光和红外光的发光量子产率、激子产生概率、重新结合概率都假设为100％。
图24D所示的用于本实施例的发光器件47R(IR)c具有作为中间层198包括电荷产生层的串联结构。
在图24D所示的发光器件47R(IR)c中，在从发光层193N发射红外光的发光单元上设置有从发光层193R发射红色光的发光单元。
以如下方式设定初始值而进行计算：如图24D所示，像素电极191与发光层193R的发光区域间的光学距离为5λR/4左右，公共电极115与发光层193R的发光区域间的光学距离为λR/4左右，像素电极191与发光层193N的发光区域间的光学距离为λi/4左右，公共电极115与发光层193N的发光区域间的光学距离为3λi/4左右。
在本实施例中，可见光的波长λR为由BT.2020规定的红色光的波长(630nm)，红外光的波长λi假设为945nm。
参照表5说明用于本实施例的发光器件47R(IR)c的器件结构。
注意，为了计算的简化，省略空穴注入层、电子注入层及电荷产生层。
[表5]
Figure BDA0003125089880001231
※通过计算被最优化的厚度
作为衬底151假设厚度为0.7mm且折射率为1.5的玻璃衬底。
作为像素电极191使用厚度为100nm的银膜和厚度为10nm的ITSO膜的叠层结构。
作为缓冲层192R假设空穴传输层，而使用PCBBiF。缓冲层192R是用于光学调整的层，通过计算求出其最适合的厚度。
将发光层193N及发光层193R的厚度都设定为40nm，并作为其主体材料使用2mDBTBPDBq-II。
作为中间层198，使用NBphen和厚度为10nm的PCBBiF的叠层结构。中间层198所包括的NBphen是用于光学调整的层，通过计算求出其最适合的厚度。
作为缓冲层194R假设电子传输层，而使用NBphen。缓冲层194R是用于光学调整的层，通过计算求出其最适合的厚度。
作为公共电极115使用厚度为15nm的银膜。
作为缓冲层116使用厚度为70nm的DBT3P-II。
作为缓冲层116的上侧(与接触于公共电极115的一侧相反的一侧)假设空气(折射率为1)。
使用上述条件，通过计算求出发光器件的最适合的器件结构。计算方法与实施例2相同，因此在此省略详细说明。
如表5所示，通过计算得到如下结果：在发光器件47R(IR)c中，缓冲层192R的PCBBiF的厚度为99nm，中间层198的NBPhen的厚度为229nm，缓冲层194R的NBPhen的厚度为60nm。
图35示出通过计算得到的发光器件47R(IR)c的发射(EL)光谱。在图35中，横轴表示波长(单位：nm)，纵轴表示基于能量的归一化发光强度(任意单位)。
如图35所示，发光器件47R(IR)c的可见光的峰值波长为651nm，红外光的峰值波长为978nm。可知红外光的峰值波长大致等于可见光的峰值波长的1.5倍(977nm)。
通过计算得到的发光器件47R(IR)c的可见光的外部量子效率(朗伯假设)较高，大致为27％。此外，其红外光的外部量子效率(朗伯假设)也较高，大致为11％。
图36示出通过计算得到的发光器件47R(IR)c的CIE1931色度坐标(xy色度坐标)。图36还示出NTSC规格及BT.2020规格的色度坐标。如图36所示，发光器件47R(IR)c的CIE1931色度坐标上的色度(x，y)为(0.704，0.285)。根据图36可知，发光器件47R(IR)c对应NTSC规格及BT.2020规格。
根据本实施例的结果，可估计出能够高效率地提取红色光及红外光的双方的发光器件的器件结构。
(参考例)
具体说明在上述实施例1中使用的双{4，6-二甲基-2-[3-(3，5-二甲基苯基)-2-苯并[g]喹喔啉基-κN]苯基-κC}(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮-κ2O，O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdpbq)2(dpm)])的合成方法。以下示出[Ir(dmdpbq)2(dpm)]的结构。
[化学式4]
Figure BDA0003125089880001261
<步骤1：2，3-双(3，5-二甲基苯基)-2-苯并[g]喹喔啉(简称：Hdmdpbq)的合成>
首先，在步骤1中，合成Hdmdpbq。将3.20g的3，3’，5，5’-四甲基苯偶酰、1.97g的2，3-二氨基萘以及60mL的乙醇放入到具备回流管的三口烧瓶中，将烧瓶内气氛置换为氮气，然后以90℃搅拌7小时。在经过指定时间之后，去除溶剂。然后，利用以甲苯为展开溶剂的硅胶柱色谱法进行纯化，得到目的物(黄色固体，产量为3.73g，收率为79％)。下面(a-1)示出步骤1的合成方案。
[化学式5]
Figure BDA0003125089880001262
下面示出通过步骤1得到的黄色固体的核磁共振波谱法(1H-NMR)的分析结果。根据分析结果，可知得到Hdmdpbq。
所得物质的1HNMR数据如下：
1H-NMR.δ(CD2Cl2)：2.28(s，12H)，7.01(s，2H)，7.16(s，4H)，7.56-7.58(m，2H)，8.11-8.13(m，2H)，8.74(s，2H).
<步骤2：二-μ-氯-四{4，6-二甲基-2-[3-(3，5-二甲基苯基)-2-苯并[g]喹喔啉基-κN]苯基-κC}二铱(III)(简称：[Ir(dmdpbq)2Cl]2)的合成>
接着，在步骤2中，合成[Ir(dmdpbq)2Cl]2。将15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、1.81g的通过步骤1得到的Hdmdpbq、0.66g的氯化铱水合物(IrCl3·H2O)(日本古屋金属公司制造)放入到具备回流管的茄形烧瓶中，将烧瓶内气氛置换为氮气。然后，将微波(2.45GHz，100W)照射2小时来使其起反应。在经过指定时间之后，对所得到的残渣用甲醇进行抽滤并洗涤，由此得到目的物(黑色固体，产量为1.76g，收率为81％)。下面(a-2)示出步骤2的合成方案。
[化学式6]
Figure BDA0003125089880001281
<步骤3：[Ir(dmdpbq)2(dpm)]的合成>
接着，在步骤3中，合成[Ir(dmdpbq)2(dpm)]。将20mL的2-乙氧基乙醇、1.75g的通过步骤2得到的[Ir(dmdpbq)2Cl]2、0.50g的二叔戊酰甲烷(简称：Hdpm)以及0.95g的碳酸钠放入到具备回流管的茄形烧瓶中，将烧瓶内气氛置换为氩气。然后，将微波(2.45GHz，100W)照射3小时。使用甲醇对所得到的残渣进行抽滤，然后使用水、甲醇进行洗涤。利用以二氯甲烷为展开溶剂的硅胶柱层析对所得到的固体进行纯化，然后使用二氯甲烷和甲醇的混合溶剂进行再结晶，由此得到目的物(深绿色固体，产量为0.42g，收率为21％)。利用梯度升华方法对所得到的0.41g的深绿色固体进行升华纯化。在升华纯化中，在压力为2.7Pa且氩气体流量为10.5mL/min的条件下，以300℃对深绿色固体进行加热。在升华纯化后以78％的收率得到深绿色固体。下面(a-3)示出步骤3的合成方案。
[化学式7]
Figure BDA0003125089880001291
下面示出通过步骤3得到的深绿色固体的核磁共振波谱法(1H-NMR)的分析结果。根据分析结果，可知得到[Ir(dmdpbq)2(dpm)]。
1H-NMR.δ(CD2Cl2)：0.75(s，18H)，0.97(s，6H)，2.01(s，6H)，2.52(s，12H)，4.86(s，1H)，6.39(s，2H)，7.15(s，2H)，7.31(s，2H)，7.44-7.51(m，4H)，7.80(d，2H)，7.86(s，4H)，8.04(d，2H)，8.42(s，2H)，8.58(s，2H).
[符号说明]
C1：电容器、C2：电容器、M1：晶体管、M2：晶体管、M3：晶体管、M4：晶体管、M5：晶体管、M6：晶体管、M7：晶体管、OUT1：布线、OUT2：布线、PIX1：像素电路、PIX2：像素电路、V1：布线、V2：布线、V3：布线、V4：布线、V5：布线、10A：显示装置、10B：显示装置、10C：显示装置、10D：显示装置、10E：显示装置、10F：显示装置、21B：光、21G：光、21N：红外光、22：光、23a：光、23b：反射光、30A：发光装置、30B：发光装置、30C：发光装置、30D：发光装置、30E：发光装置、30F：发光装置、40A：发光装置、40B：发光装置、40C：发光装置、40D：发光装置、40E：发光装置、40F：发光装置、40G：发光装置、40H：发光装置、41：晶体管、42：晶体管、45：具有晶体管的层、47B：发光器件、47G：发光器件、47N：发光器件、47R：发光器件、50A：显示装置、50B：显示装置、52：手指、53：具有受光器件的层、55：具有晶体管的层、57：具有发光器件的层、100A：显示装置、100B：显示装置、100C：显示装置、100D：显示装置、110：受光器件、112：公共层、114：公共层、115：公共电极、116：缓冲层、141a：滤光片、141b：滤光片、142：粘合层、143：空间、148a：着色层、149：透镜、151：衬底、152：衬底、153：衬底、154：衬底、155：粘合层、162：显示部、163：发光部、164：电路、165：布线、166：导电层、172：FPC、173：IC、181：像素电极、182：缓冲层、183：活性层、184：缓冲层、190：发光器件、190B：发光器件、190G：发光器件、191：像素电极、191B：像素电极、191G：像素电极、192：缓冲层、192B：缓冲层、192G：缓冲层、192R：缓冲层、193：发光层、193B：发光层、193G：发光层、193N：发光层、193R：发光层、194：缓冲层、194B：缓冲层、194G：缓冲层、194R：缓冲层、195：保护层、195a：无机绝缘层、195b：有机绝缘层、195c：无机绝缘层、198：中间层、200A：发光装置、200B：发光装置、201：晶体管、202：晶体管、204：连接部、205：晶体管、206：晶体管、207：晶体管、208：晶体管、209：晶体管、210：晶体管、211：绝缘层、212：绝缘层、213：绝缘层、214：绝缘层、215：绝缘层、216：分隔壁、217：分隔壁、218：绝缘层、221：导电层、222a：导电层、222b：导电层、223：导电层、225：绝缘层、228：区域、231：半导体层、231i：沟道形成区域、231n：低电阻区域、242：连接层、6500：电子设备、6501：外壳、6502：显示部、6503：电源按钮、6504：按钮、6505：扬声器、6506：麦克风、6507：照相机、6508：光源、6510：保护构件、6511：显示面板、6512：光学构件、6513：触摸传感器面板、6515：FPC、6516：IC、6517：印刷电路板、6518：电池、7000：显示部、7100：电视装置、7101：外壳、7103：支架、7111：遥控操作机、7200：笔记型个人计算机、7211：外壳、7212：键盘、7213：指向装置、7214：外部连接端口、7300：数字标牌、7301：外壳、7303：扬声器、7311：信息终端设备、7400：数字标牌、7401：柱子、7411：信息终端设备、9000：外壳、9001：显示部、9003：扬声器、9005：操作键、9006：连接端子、9007：传感器、9008：麦克风、9050：图标、9051：信息、9052：信息、9053：信息、9054：信息、9055：铰链、9101：便携式信息终端、9102：便携式信息终端、9200：便携式信息终端、9201：便携式信息终端。

Claims (39)

1.一种发光装置，包括：
第一发光器件；以及
第二发光器件，
其中，所述第一发光器件包括第一像素电极、第一发光层、第二发光层及公共电极，
所述第一发光层及所述第二发光层各自位于所述第一像素电极与所述公共电极之间，
所述第二发光器件包括第二像素电极、第三发光层及所述公共电极，
所述第三发光层位于所述第二像素电极与所述公共电极之间，
所述第一发光层包含发射红外光的发光材料，
并且，所述第二发光层及所述第三发光层各自包含发射波长彼此不同的可见光的发光材料。
2.根据权利要求1所述的发光装置，
其中所述第一发光层位于所述第一像素电极与所述第二发光层之间。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，
其中所述第一像素电极具有反射可见光及红外光的功能，
所述公共电极具有使可见光及红外光透过的功能，
并且所述第二发光层包含发射蓝色光的发光材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置，
其中所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
所述第一发光层的发光区域位于与所述第一像素电极之间的光学距离为λa/4或其附近的位置，
并且所述第二发光层的发光区域位于与所述第一像素电极之间的光学距离为3λb/4或其附近的位置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置，
其中所述第一发光器件还包括空穴传输层，
所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
并且所述空穴传输层的相对于波长λb的光的寻常光折射率比相对于波长λa的光的寻常光折射率大0.1以上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的发光装置，
其中所述第一发光器件还包括电子传输层，
所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
并且所述电子传输层的相对于波长λb的光的寻常光折射率比相对于波长λa的光的寻常光折射率大0.1以上。
7.根据权利要求1所述的发光装置，
其中所述第二发光层位于所述第一像素电极与所述第一发光层之间。
8.根据权利要求7所述的发光装置，
其中所述第一像素电极具有使可见光及红外光透过的功能，
所述公共电极具有反射可见光及红外光的功能，
并且所述第二发光层包含发射蓝色光的发光材料。
9.根据权利要求7或8所述的发光装置，
其中所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
所述第一发光层的发光区域位于与所述第一像素电极之间的光学距离为3λa/4或其附近的位置，
并且所述第二发光层的发光区域位于与所述第一像素电极之间的光学距离为λb/4或其附近的位置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的发光装置，
其中所述第一发光器件具有发射可见光及红外光的双方的功能，
并且所述第二发光器件具有发射可见光的功能。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的发光装置，
其中所述第一发光器件还包括电荷产生层，
并且所述电荷产生层位于所述第一发光层与所述第二发光层之间。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的发光装置，
其中所述第一发光器件及所述第二发光器件各自具有光学微腔谐振器结构，
所述第一发光器件所具有的所述光学微腔谐振器结构为增强红色、绿色或蓝色的光和红外光的双方的结构，
并且所述第二发光器件所具有的所述光学微腔谐振器结构为增强红色、绿色或蓝色的光的结构。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的发光装置，还包括：
第三发光器件，
其中所述第三发光器件包括第三像素电极、所述第一发光层、所述第二发光层及所述公共电极，
所述第一发光器件及所述第三发光器件各自具有光学微腔谐振器结构，
所述第一发光器件所具有的所述光学微腔谐振器结构为增强红外光的结构，
并且所述第三发光器件所具有的所述光学微腔谐振器结构为增强红色、绿色或蓝色的光的结构。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的发光装置，
其中所述第一发光器件及所述第二发光器件还包括公共层，
并且所述公共层具有位于所述第一像素电极与所述公共电极之间的区域及位于所述第二像素电极与所述公共电极之间的区域。
15.一种显示装置，包括：
显示部，
其中，所述显示部包括第一发光器件、第二发光器件及受光器件，
所述第一发光器件具有发射可见光及红外光的双方的功能，
所述第二发光器件具有发射可见光的功能，
所述受光器件具有吸收可见光及红外光中的至少一部分的功能，
所述第一发光器件包括第一像素电极、第一发光层、第二发光层及公共电极，
所述第一发光层及所述第二发光层各自位于所述第一像素电极与所述公共电极之间，
所述第二发光器件包括第二像素电极、第三发光层及所述公共电极，
所述第三发光层位于所述第二像素电极与所述公共电极之间，
所述受光器件包括第三像素电极、活性层及所述公共电极，
所述活性层位于所述第三像素电极与所述公共电极之间，
所述第一发光层包含发射红外光的发光材料，
所述第二发光层及所述第三发光层各自包含发射波长彼此不同的可见光的发光材料，
并且，所述活性层包含有机化合物。
16.根据权利要求15所述的显示装置，
其中所述第一发光器件包括公共层，
所述第二发光器件包括所述公共层，
所述受光器件包括所述公共层，
并且所述公共层具有位于所述第一像素电极与所述公共电极之间的区域、位于所述第二像素电极与所述公共电极之间的区域、位于所述第三像素电极与所述公共电极之间的区域。
17.根据权利要求15或16所述的显示装置，
其中所述第一发光层位于所述第一像素电极与所述第二发光层之间。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的显示装置，
其中所述第一像素电极具有反射可见光及红外光的功能，
所述公共电极具有使可见光及红外光透过的功能，
并且所述第二发光层包含发射蓝色光的发光材料。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的显示装置，
其中所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
所述第一发光层的发光区域位于与所述第一像素电极之间的光学距离为λa/4或其附近的位置，
并且所述第二发光层的发光区域位于与所述第一像素电极之间的光学距离为3λb/4或其附近的位置。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的显示装置，
其中所述第一发光器件还包括空穴传输层，
所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
并且所述空穴传输层的相对于波长λb的光的折射率比相对于波长λa的光的折射率大0.1以上。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的显示装置，
其中所述第一发光器件还包括电子传输层，
所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
并且所述电子传输层的相对于波长λb的光的折射率比相对于波长λa的光的折射率大0.1以上。
22.根据权利要求15或16所述的显示装置，
其中所述第二发光层位于所述第一像素电极与所述第一发光层之间。
23.根据权利要求22所述的显示装置，
其中所述第一像素电极具有使可见光及红外光透过的功能，
所述公共电极具有反射可见光及红外光的功能，
并且所述第二发光层包含发射蓝色光的发光材料。
24.根据权利要求22或23所述的显示装置，
其中所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
所述第一发光层的发光区域位于与所述第一像素电极之间的光学距离为3λa/4或其附近的位置，
并且所述第二发光层的发光区域位于与所述第一像素电极之间的光学距离为λb/4或其附近的位置。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的显示装置，
其中所述第一发光器件还包括电荷产生层，
并且所述电荷产生层位于所述第一发光层与所述第二发光层之间。
26.根据权利要求15至25中任一项所述的显示装置，
其中所述第一发光器件及所述第二发光器件各自具有光学微腔谐振器结构，
所述第一发光器件所具有的所述光学微腔谐振器结构为增强红色、绿色或蓝色的光和红外光的双方的结构，
并且所述第二发光器件所具有的所述光学微腔谐振器结构为增强红色、绿色或蓝色的光的结构。
27.根据权利要求15至26中任一项所述的显示装置，还包括：
第三发光器件，
其中所述第三发光器件包括第四像素电极、所述第一发光层、所述第二发光层及所述公共电极，
所述第一发光器件及所述第三发光器件各自具有光学微腔谐振器结构，
所述第一发光器件所具有的所述光学微腔谐振器结构为增强红外光的结构，
并且所述第三发光器件所具有的所述光学微腔谐振器结构为增强红色、绿色或蓝色的光的结构。
28.根据权利要求15至27中任一项所述的显示装置，
其中所述显示部具有柔性。
29.一种模块，包括：
权利要求1至14中任一项所述的发光装置或权利要求15至28中任一项所述的显示装置；以及
连接器或集成电路。
30.一种电子设备，包括：
权利要求29所述的模块；以及
天线、电池、外壳、相机、扬声器、麦克风及操作按钮中的至少一个。
31.一种发光器件，包括：
第一电极；
第一发光层；
第二发光层；以及
第二电极，
其中，所述第一发光层及所述第二发光层各自位于所述第一电极与所述第二电极之间，
所述第一发光层包含发射红外光的发光材料，
所述第二发光层包含发射可见光的发光材料，
并且，该发光器件具有发射红外光及可见光的双方的功能。
32.根据权利要求31所述的发光器件，
其中所述第一电极具有反射可见光及红外光的功能，
所述第二电极具有使可见光及红外光透过的功能，
并且所述第一发光层位于所述第一电极与所述第二发光层之间。
33.根据权利要求32所述的发光器件，
其中所述第二发光层包含发射蓝色光的发光材料。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的发光器件，
其中所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
所述第一发光层的发光区域位于与所述第一电极之间的光学距离为λa/4或其附近的位置，
并且所述第二发光层的发光区域位于与所述第一电极之间的光学距离为3λb/4或其附近的位置。
35.根据权利要求31至33中任一项所述的发光器件，还包括：
空穴传输层，
其中所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
并且所述空穴传输层的相对于波长λb的光的寻常光折射率比相对于波长λa的光的寻常光折射率大0.1以上。
36.根据权利要求31至33中任一项所述的发光器件，还包括：
电子传输层，
其中所述第一发光层发射峰值波长为λa的光，
所述第二发光层发射峰值波长为λb的光，
并且所述电子传输层的相对于波长λb的光的寻常光折射率比相对于波长λa的光的寻常光折射率大0.1以上。
37.根据权利要求31所述的发光器件，
其中所述第一电极具有反射可见光及红外光的功能，
所述第二电极具有使可见光及红外光透过的功能，
并且所述第二发光层位于所述第一电极与所述第一发光层之间。
38.根据权利要求31至37中任一项所述的发光器件，还包括：
电荷产生层，
其中所述电荷产生层位于所述第一发光层与所述第二发光层之间。
39.根据权利要求31至38中任一项所述的发光器件，
其中该发光器件具有增强红色、绿色或蓝色的光和红外光的双方的结构的光学微腔谐振器结构。
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