CN113728373A - 显示装置、显示模块及电子设备 - Google Patents

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山崎舜平
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尾坂晴惠
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Abstract

提供一种长寿命的显示装置。本发明的一个方式是一种包括第一发光器件及第二发光器件的显示装置。第一发光器件包括第一电极及公共电极。第二发光器件包括第二电极及公共电极。第一发光器件从第一电极和公共电极中的被用作阳极的电极一侧依次包括第一发光层及电子传输层。第二发光器件在第二电极与公共电极间包括第二发光层。第一发光层包含发射第一颜色的光的第一有机化合物。第二发光层包含发射第二颜色的光的第二有机化合物。电子传输层包含第三有机化合物和第一物质。第三有机化合物为电子传输性材料。第一物质为金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐。电子传输层具有第一物质的浓度彼此不同的第一区域和第二区域。

Description

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显示装置、显示模块及电子设备。
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)、它们的驱动方法或它们的制造方法。
背景技术
近年来，显示装置被期待应用于各种用途。例如，在用于大型显示装置时，例如，可以举出家用电视装置(也称为电视或电视接收器)、数字标牌(Digital Signage)或公共信息显示器(PID：Public Information Display)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，例如已开发了包括发光器件的发光装置。利用电致发光(Electroluminescence，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；以及能够使用直流低电压电源而驱动等的特征，并且有望将其应用于显示装置。例如，专利文献1公开了应用有机EL器件(也记载为有机EL元件)的具有柔性的发光装置。
[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长寿命的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种大型显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种生产率高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种显示品质高的显示装置。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种包括第一发光器件及第二发光器件的显示装置。第一发光器件包括第一电极及公共电极。第二发光器件包括第二电极及公共电极。第一发光器件从第一电极和公共电极中的被用作阳极的电极一侧依次包括第一发光层及电子传输层。第二发光器件在第二电极与公共电极间包括第二发光层。第一发光层包含发射第一颜色的光的第一有机化合物。第二发光层包含发射第二颜色的光的第二有机化合物。电子传输层包含第三有机化合物和第一物质。第三有机化合物为电子传输性材料。第一物质为金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐。电子传输层具有第一区域和第二区域。第一区域中的第一物质的浓度与第二区域中的第一物质的浓度不同。
当第一区域比第二区域更靠近第一发光层一侧时，第一区域中的第一物质的浓度优选高于第二区域中的第一物质的浓度。
第二发光器件优选在第二电极与公共电极间包括与第一发光器件共通使用的层。
优选的是，第三有机化合物具有-6.0eV以上的HOMO能级，且电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。
第二发光层优选还包含第四有机化合物及第五有机化合物。第四有机化合物与第五有机化合物优选为形成激基复合物的组合。
第一发光器件优选还包括空穴注入层。空穴注入层优选与第一电极及公共电极中的被用作阳极的电极接触。空穴注入层优选包含第一化合物及第二化合物。第一化合物优选对第二化合物具有电子受体性。第二化合物的HOMO能级优选为-5.7eV以上且-5.4eV以下。
第一发光器件优选还包括第一空穴传输层。第一空穴传输层优选位于空穴注入层与第一发光层之间。第一空穴传输层优选包含第三化合物。第三化合物的HOMO能级优选为第二化合物的HOMO能级以下的值。第三化合物的HOMO能级与第二化合物的HOMO能级之差优选为0.2eV以内。第二化合物及第三化合物优选都具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。
第一发光器件优选还包括第二空穴传输层。第二空穴传输层优选位于第一空穴传输层与第一发光层之间。第二空穴传输层优选包含第四化合物。第四化合物的HOMO能级优选低于第三化合物的HOMO能级。第二化合物、第三化合物及第四化合物优选都具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。
第一有机化合物优选为荧光发光物质。
第一颜色优选为蓝色。第二颜色优选为红色或绿色。
第一物质优选为包含碱金属或碱土金属的有机金属配合物。
第一物质优选为包含含有氮及氧的配体和碱金属或碱土金属的有机金属配合物。
第一物质优选为包含羟基喹啉配体和碱金属或碱土金属的有机金属配合物。
本发明的一个方式是一种包括具有上述任何结构的显示装置的显示模块，该显示模块是安装有柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，以下记为FPC)或TCP(TapeCarrier Package：带载封装)等连接器的显示模块或者利用COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip On Film：薄膜覆晶封装)方式等安装有集成电路(IC)的显示模块等。
本发明的一个方式是一种包括天线、电池、外壳、照相机、扬声器、麦克风和操作按钮中的至少一个及上述显示模块的电子设备。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种长寿命的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种大型显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种生产率高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种显示品质高的显示装置。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图简要说明
图1A及图1B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图2A及图2B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图3是示出显示装置的一个例子的截面图。
图4A至图4C是示出发光器件的一个例子的截面图。
图5A至图5C是说明发光器件的发光模型的概念图。图5D是说明随着发光器件的时间推移的归一化亮度的图。
图6A至图6D是说明电子传输层中的第一物质的浓度的图。
图7是示出显示装置的一个例子的立体图。
图8A及图8B是示出显示装置的一个例子的截面图。
图9A是示出显示装置的一个例子的截面图。图9B是示出晶体管的一个例子的截面图。
图10A是示出像素的一个例子的方框图。图10B是示出像素电路的一个例子的电路图。
图11A是说明IGZO的结晶结构的分类的图。图11B是说明石英玻璃衬底的XRD光谱的图。图11C是说明结晶性IGZO膜的XRD光谱的图。图11D是说明石英玻璃衬底的纳米束电子衍射图案的图。图11E是说明结晶性IGZO膜的纳米束电子衍射图案的图。
图12A及图12B是示出电子设备的一个例子的图。
图13A至图13C是示出电子设备的一个例子的图。
图14A及图14B是示出电子设备的一个例子的图。
图15A至图15D是示出电子设备的一个例子的图。
图16A至图16D是示出电子设备的一个例子的图。
图17A至图17F是示出电子设备的一个例子的图。
图18A是示出仅电子器件的结构的图。图18B是示出实施例的发光器件的结构的图。
图19是示出仅电子器件的电流密度-电压特性的图。
图20是示出直流电源7.0V且ZADN：Liq为(1：1)时算出的电容C的频率特性的图。
图21是示出直流电压7.0V且ZADN：Liq为(1：1)时的-ΔB的频率特性的图。
图22是示出各有机化合物中的电子迁移率的电场强度依赖性的图。
图23是示出亮度-电流密度特性的图。
图24是示出亮度-电压特性的图。
图25是示出电流效率-亮度特性的图。
图26是示出电流密度-电压特性的图。
图27是示出发射光谱的图。
图28是示出亮度-电流密度特性的图。
图29是示出亮度-电压特性的图。
图30是示出电流效率-亮度特性的图。
图31是示出电流密度-电压特性的图。
图32是示出发射光谱的图。
图33是示出亮度-电流密度特性的图。
图34是示出亮度-电压特性的图。
图35是示出电流效率-亮度特性的图。
图36是示出电流密度-电压特性的图。
图37是示出发射光谱的图。
图38是示出可靠性测试的结果的图。
图39是示出可靠性测试的结果的图。
图40是示出可靠性测试的结果的图。
图41是示出可靠性测试的结果的图。
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，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，在以下说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表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，当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。
另外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、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。
另外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。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”。
另外，在本说明书等中，在没有特别说明的情况下，即使在说明包括多个构成要素(发光器件、发光层等)的结构时，若说明的是在每个构成要素中共同的事项，也省略字母来进行说明。例如，在说明发光层193R及发光层193G等共通的情况时，有时记为发光层193。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1至图9说明本发明的一个方式的显示装置。
本实施方式的显示装置在显示部包括发光器件，可以使用该显示部显示图像。
作为发光器件，优选使用OLED(Organic Light Emitting Diode)、QLED(Quantum-dot Light Emitting Diode)等EL器件。作为EL器件所包含的发光物质，可以举出：发射荧光的物质(蛍光发光物质)、发射磷光的物质(磷光发光物质)、无机化合物(量子点材料等)、示出热活化延迟荧光的物质(热活化延迟荧光(Thermally Activated DelayedFluorescence：TADF)材料)等。
作为本实施方式的显示装置的彩色化的方式采用分别涂布方式。在小型显示装置采用分别涂布方式时，可以提高金属掩摸的对准精度并提高分别涂布时的成品率所以是优选的。另外，大型显示装置可以降低其清晰度，所以在采用分别涂布方式的发光器件时很有利。
各颜色的子像素所包括的发光器件包括互不相同的发光层。各发光器件所包括的发光层优选彼此分离。注意，在显示装置的清晰度高时，各发光器件所包括的发光层有时具有彼此重叠的部分。
本实施方式的显示装置可以采用如下结构中的任一个：向与形成有发光器件的衬底相反的方向发射光的顶部发射结构、向形成有发光器件的衬底一侧发射光的底部发射结构、向双面发射光的双面发射结构。
作为发光器件优选采用光学微腔谐振器(微腔)结构。具体而言，为了调节一对电极间的光学距离，在EL层中，将发光层和另一个层(例如，空穴传输层)按每个颜色的发光器件以分别涂布形成；其他层由各颜色的发光器件共同使用。由此，可以使工序简化且高效地提取光，从而可以实现能够进行广色域的显示的显示装置。
本实施方式的显示装置包括空穴容易注入到发光层且电子不容易注入到发光层的结构的发光器件。由于空穴容易从阳极一侧注入且电子从阴极一侧注入到发光层的量被抑制，所以可以抑制发光层成为电子过多的状态。另外，随着时间推移电子注入到发光层而亮度提高，该亮度的提高可以抵消初始劣化。通过使用初始劣化被抑制且驱动寿命非常长的发光器件，可以延长显示装置的寿命且提高可靠性。该发光器件的结构在后面使用图4至图6说明。
首先，图1至图3示出显示装置的结构例子。在图1至图3所示的显示装置中，至少一个发光器件采用图4至图6例示出的发光器件的结构。
[显示装置10A]
图1A示出显示装置10A的截面图。
显示装置10A包括发射红色的光21R的发光器件190R、发射绿色的光21G的发光器件190G及发射蓝色的光21B的发光器件190B。
发光器件190R包括像素电极191、光学调整层199R、缓冲层192R、发光层193R、缓冲层194R及公共电极115。发光层193R包括发射红色的光的有机化合物。
发光器件190G包括像素电极191、光学调整层199G、缓冲层192G、发光层193G、缓冲层194G及公共电极115。发光层193G包括发射绿色的光的有机化合物。
发光器件190B包括像素电极191、光学调整层199B、缓冲层192B、发光层193B、缓冲层194B及公共电极115。发光层193B包括发射蓝色的光的有机化合物。
注意，在本说明书等中，有时将发射蓝色光的有机化合物记为第一有机化合物，将发射红色光的有机化合物或发射绿色光的有机化合物记为第二有机化合物。
发光器件190R、发光器件190G和发光器件190B中的至少一个采用图4至图6例示出的发光器件的结构。
在本实施方式中，以像素电极191被用作阳极且公共电极115被用作阴极的情况为例进行说明。
像素电极191、光学调整层199R、光学调整层199G、光学调整层199B、缓冲层192R、缓冲层192G、缓冲层192B、发光层193R、发光层193G、发光层193B、缓冲层194R、缓冲层194G、缓冲层194B及公共电极115可以各自具有单层结构或叠层结构。
像素电极191位于绝缘层214上。像素电极191的端部被分隔壁216覆盖。各像素电极191被分隔壁216彼此电绝缘(也可以说电分离)。
分隔壁216优选适用有机绝缘膜。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。
缓冲层192位于像素电极191上。发光层193隔着缓冲层192与像素电极191重叠。缓冲层194位于发光层193上。发光层193隔着缓冲层194与公共电极115重叠。缓冲层192可以包括空穴注入层和空穴传输层中的一方或双方。缓冲层194可以包括电子注入层和电子传输层中的一方或双方。
公共电极115是各颜色的发光器件190共用的层。
显示装置10A在一对衬底(衬底151与衬底152)间包括发光器件190及晶体管42等。
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的功能。公共电极115优选具有透过可见光的功能。
本实施方式的显示装置所包括的发光器件优选采用微腔结构。因此，发光器件所包括的一对电极中的一方优选包括对可见光具有透过性及反射性的电极(半透过·半反射电极)，另一方优选包括对可见光具有反射性的电极(反射电极)。在发光器件具有微腔结构时，可以使从发光层得到的发光在两个电极间谐振，并且可以提高从发光器件发射的光。
另外，半透过·半反射电极可以具有反射电极与对可见光具有透过性的电极(也称为透明电极)的叠层结构。在本说明书等中，将被用作半透过·半反射电极的一部分的反射电极记为像素电极或公共电极，将被用作半透过·半反射电极的一部分的透明电极记为光学调整层，有时可以说透明电极(光学调整层)也具有像素电极或公共电极的功能。
透明电极的光透过率设为40％以上。例如，作为发光器件优选使用可见光(波长为400nm以上且小于750nm的光)及近红外光(波长为750nm以上且1300nm以下的光)的每一个的透过率为40％以上的电极。另外，半透过·半反射电极的可见光和近红外光的反射率都设为10％以上且95％以下，优选为30％以上且80％以下。反射电极的可见光及近红外光的反射率设为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。另外，上述电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
在本实施方式中，示出在像素电极191上设置光学调整层199的例子，但是也可以不设置光学调整层199。例如，缓冲层192或缓冲层194也可以具有作为光学调整层的功能。通过使缓冲层192或缓冲层194的膜厚度不同，可以在各发光器件中加强特定颜色的光而提取。注意，在半透过·半反射电极具有反射电极与透明电极的叠层结构时，一对电极间的光学距离表示一对反射电极间的光学距离。
发光器件190具有发射可见光的功能。具体而言，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。
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。晶体管42具有控制发光器件190的驱动的功能。
发光器件190各自优选被保护层195覆盖。在图1A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而提高发光器件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。
作为遮光层BM，可以使用遮挡来自发光器件的光的材料。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也可以采用红色滤光片、绿色滤光片及蓝色滤光片的叠层结构。
发光层193R优选作为发射红色光的有机化合物包含磷光发光物质。发光层193G优选作为发射绿色光的有机化合物包含磷光发光物质。此外，发光器件190R优选通过在像素电极191与公共电极115之间施加电压来在发光层193R中形成激基复合物。与此相同，发光器件190G优选通过在像素电极191与公共电极115之间施加电压来在发光层193G中形成激基复合物。通过具有这种结构，可以各自提高发光器件190R及发光器件190G的发光效率。
例如，优选的是，发光层193R及发光层193G各自除了发光物质之外还包含两种有机化合物。两种有机化合物优选为形成激基复合物的物质。也可以说，两种有机化合物为形成激基复合物的组合。在发光层193R及发光层193G各自中，两种有机化合物也可以被称为主体材料及辅助材料或者第一主体材料及第二主体材料。另外，发光层193R及发光层193G各自所包含的主体材料也可以被称为两种有机化合物的混合材料。发光层193R所包含的两种有机化合物都可以是与发光层193G所包含的两种有机化合物相同或不同的材料。
注意，在本说明书等中，有时将两种有机化合物记为第四有机化合物及第五有机化合物。将在后面说明能够形成激基复合物的发光层的结构。
发光层193B优选作为发射蓝色光的有机化合物包含荧光发光物质。
[显示装置10B]
图1B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的不同之处是红色的发光器件190R及绿色的发光器件190G包括公共层182及公共层184。
红色的发光器件190R、绿色的发光器件190G和蓝色的发光器件190B中的至少两个颜色的发光器件优选包括一层以上的共用的层(公共层)。由此，可以以较少工序制造显示装置。
图1B示出发光器件190R及发光器件190G包括公共层182及公共层184的例子，但是在本发明的一个方式的显示装置中，发光器件190R及发光器件190G也可以只包括公共层182或公共层184。
公共层182位于像素电极191与发光层193R间及像素电极191与发光层193G间。
公共层184位于发光层193R与公共电极115间及发光层193G与公共电极115间。
公共层182及公共层184可以各自采用单层结构或叠层结构。
作为公共层182，例如可以形成空穴注入层和空穴传输层中的一方或双方。
作为公共层184，例如可以形成电子注入层和电子传输层中的一方或双方。
另外，在发光器件190R及发光器件190G中，像素电极191与公共层182间、公共层182与发光层间、发光层与公共层184间以及公共层184与公共电极115间中的至少一个也可以包括缓冲层。作为缓冲层，例如，可以形成空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的至少一个。
例如，作为发光器件190B优选采用图4至图6例示出的发光器件的结构。或者，发光器件190R和发光器件190G的双方也可以采用图4至图6例示出的发光器件的结构。
另外，在发光器件190R和发光器件190G中的一方和发光器件190B的两个采用图4至图6例示出的发光器件的结构时，发光器件190R和发光器件190G中的一方以及发光器件190B优选包括公共层182及公共层184。此时，公共层182及公共层184优选采用图4至图6例示出的发光器件的结构。
[显示装置10C]
图2A示出显示装置10C的截面图。
显示装置10C与显示装置10A的不同之处是红色的发光器件190R、绿色的发光器件190G及蓝色的发光器件190B包括公共层112及公共层114。
红色的发光器件190R、绿色的发光器件190G和蓝色的发光器件190B优选包括一层以上的共用的层(公共层)。由此，可以以较少工序制造显示装置。
图2A示出各颜色的发光器件包括公共层112及公共层114的例子，但是在本发明的一个方式的显示装置中，各颜色的发光器件也可以只包括公共层112或公共层114。
公共层112位于像素电极191与各颜色的发光层间。
公共层114位于各颜色的发光层与公共电极115间。
公共层112及公共层114可以各自采用单层结构或叠层结构。
作为公共层112，例如可以形成空穴注入层和空穴传输层中的一方或双方。
作为公共层114，例如可以形成电子注入层和电子传输层中的一方或双方。
另外，在各发光器件中，像素电极191与公共层112间、公共层112与发光层间、发光层与公共层114间以及公共层114与公共电极115间中的至少一个也可以包括缓冲层。作为缓冲层，例如，可以形成空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层中的至少一个。
[显示装置10D]
图2B示出显示装置10D的截面图。
显示装置10D与显示装置10C的不同之处是不包括衬底151及衬底152而包括衬底153、衬底154、粘合层155及绝缘层212。
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10D将形成在制造衬底上的绝缘层212、晶体管42、各颜色的发光器件等转置在衬底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10D的柔性。例如，衬底153和衬底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。也可以作为衬底153和衬底154中的一方或双方使用其厚度为具有柔性程度的玻璃。
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。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。
[显示装置10E]
图3示出显示装置10E的截面图。
显示装置10E与显示装置10C的不同之处是采用底部发射结构。
像素电极191优选具有透过可见光的功能。公共电极115优选具有反射可见光的功能。
晶体管42优选位于不与发光器件的发光区域重叠的位置。
在显示装置10E中，在保护层195上隔着粘合层142设置衬底152，但是也可以不设置粘合层142及衬底152。
[发光器件]
图4A至图4C示出可用于本实施方式的显示装置的发光器件的一个例子。
图4A所示的发光器件包括阳极101、EL层103及阴极102。EL层103从阳极101一侧包括空穴注入层121、空穴传输层122、发光层123、电子传输层124及电子注入层125。注意，在图4A至图4C中未图示，但是发光器件也可以包括光学调整层。
阳极101、阴极102、空穴注入层121、空穴传输层122、发光层123、电子传输层124及电子注入层125也可以各自具有单层结构或叠层结构。
图4B及图4C所示的发光器件所包括的空穴传输层122具有空穴注入层121一侧的空穴传输层122a与发光层123一侧的空穴传输层122b的两层结构。
图4C所示的发光器件所包括的电子传输层124具有发光层123一侧的电子传输层124a与电子注入层125一侧的电子传输层124b的两层结构。
以下，说明可用于发光器件的材料。
<电极>
作为构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。另外，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时，使用反射电极及半透过·半反射电极。因此，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，电极可以利用溅射法或真空蒸镀法形成。
<空穴注入层>
空穴注入层121优选包含第一化合物及第二化合物。
第一化合物为电子受体性材料(受体性材料)，对第二化合物具有电子受体性。
第二化合物为空穴传输性材料。空穴传输性材料的空穴传输性比电子传输性高。
第二化合物的最高占据分子轨道能级(HOMO能级)优选较低(深)。具体而言，第二化合物的HOMO能级优选为-5.7eV以上且-5.4eV以下。在第二化合物的HOMO能级较低时，空穴容易注入到空穴传输层122，所以是优选的。
作为第一化合物，可以使用包括吸电子基团(尤其是，氟基等卤基或氰基)的有机化合物。
作为第一化合物，例如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。具体而言，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)、2-(7-二氰基亚甲基-1，3，4，5，6，8，9，10-八氟-7H-芘-2-亚基)丙二腈等。尤其是，HAT-CN这样的吸电子基团键合于具有多个杂原子的稠合芳香环的化合物热稳定，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]轴烯衍生物的电子受体性非常高所以是特别优选的。作为包括吸电子基团的[3]轴烯衍生物，例如可以举出：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。
第二化合物优选具有空穴传输性骨架。作为该空穴传输性骨架，优选使用空穴传输性材料的HOMO能级不成为过高(浅)的咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及蒽骨架。
第二化合物优选具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。空穴传输性材料也可以为具有包含二苯并呋喃环或二苯并噻吩环的取代基的芳香胺、具有萘环的芳香单胺或9-芴基通过亚芳基键合于胺的氮的芳香单胺。
在第二化合物具有N，N-双(4-联苯)氨基时，可以制造长寿命的发光器件，所以是优选的。
作为第二化合物，例如可以举出N-(4-联苯)-6，N-二苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BnfABP)、N，N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)、4，4’-双(6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-基)-4”-苯基三苯基胺(简称：BnfBB1BP)、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-6-胺(简称：BBABnf(6))、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf(8))、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[2，3-d]呋喃-4-胺(简称：BBABnf(II)(4))、N，N-双[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-4-氨基-p-三联苯(简称：DBfBB1TP)、N-[4-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-N-苯基-4-联苯胺(简称：ThBA1BP)、4-(2-萘基)-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAβNB)、4-[4-(2-萘基)苯基]-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAβNBi)、4，4’-二苯基-4”-(6；1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBAαNβNB)、4，4’-二苯基-4”-(7；1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBAαNβNB-03)、4，4’-二苯基-4”-(7-苯基)萘基-2-基三苯基胺(简称：BBAPβNB-03)、4，4’-二苯基-4”-(6；2’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBA(βN2)B)、4，4’-二苯基-4”-(7；2’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBA(βN2)B-03)、4，4’-二苯基-4”-(4；2’-联萘基-1-基)三苯基胺(简称：BBAβNαNB)、4，4’-二苯基-4”-(5；2’-联萘基-1-基)三苯基胺(简称：BBAβNαNB-02)、4-(4-联苯基)-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(简称：TPBiAβNB)、4-(3-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称：mTPBiAβNBi)、4-(4-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称：TPBiAβNBi)、4-苯基-4’-(1-萘基)三苯基胺(简称：αNBA1BP)、4，4’-双(1-萘基)三苯基胺(简称：αNBB1BP)、4，4’-二苯基-4”-[4’-(咔唑-9-基)联苯-4-基]三苯基胺(简称：YGTBi1BP)、4’-[4-(3-苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]三(1，1’-联苯-4-基)胺(简称：YGTBi1BP-02)、4-[4’-(咔唑-9-基)联苯-4-基]-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(简称：YGTBiβNB)、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-[4-(1-萘基)苯基]-9，9'-螺双(9H-芴)-2-胺(简称：PCBNBSF)、N，N-双([1，1'-联苯]-4-基)-9，9’-螺双[9H-芴]-2-胺(简称：BBASF)、N，N-双([1，1’-联苯]-4-基)-9，9’-螺双[9H-芴]-4-胺(简称：BBASF(4))、N-(1，1’-联苯-2-基)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9，9’-螺双(9H-芴)-4-胺(简称：oFBiSF)、N-(4-联苯)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)二苯并呋喃-4-胺(简称：FrBiF)、N-[4-(1-萘基)苯基]-N-[3-(6-苯基二苯并呋喃-4-基)苯基]-1-萘基胺(简称：mPDBfBNBN)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4’-[4-(9-苯基芴-9-基)苯基]三苯基胺(简称：BPAFLBi)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBNBB)、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)、N-(1，1’-联苯-4-基)-9，9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、3，3’-(萘-1，4-二基)双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCzN2)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-芴-9-基)三苯基胺(简称：FLPAPA)等。
<空穴传输层>
空穴传输层122是将由空穴注入层121注入的空穴传输到发光层123的层。
空穴传输层122优选包含第三化合物。
第三化合物为空穴传输性材料。作为空穴传输性材料，能够使用可用于第二化合物的空穴传输性材料。
第三化合物的HOMO能级优选为第二化合物的HOMO能级以下的值。第三化合物的HOMO能级与第二化合物的HOMO能级之差优选为0.2eV以内。
第二化合物和第三化合物优选都具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。
当第二化合物与第三化合物具有同一空穴传输性骨架(尤其是，二苯并呋喃骨架)时，可以顺利地注入空穴，所以是优选的。
当第二化合物与第三化合物相同时，可以顺利地注入空穴，所以是更优选的。
在空穴传输层122具有叠层结构的情况下，构成空穴传输层122的各层是将空穴传输到发光层123的层。
图4B和图4C中的空穴传输层122a可以具有与图4A中的空穴传输层122同样的结构。
图4B和图4C中的空穴传输层122b(即，空穴传输层122中的最靠近发光层123一侧的层)优选被用作电子阻挡层。
空穴传输层122b优选包含第四化合物。
第四化合物为空穴传输性材料。作为空穴传输性材料，能够使用可用于第二化合物的空穴传输性材料。
第四化合物的HOMO能级优选低于第三化合物的HOMO能级。第四化合物的HOMO能级与第三化合物的HOMO能级之差优选为0.2eV以内。
第二化合物、第三化合物及第四化合物优选都具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。
当第二化合物、第三化合物及第四化合物具有同一空穴传输性骨架(尤其是，二苯并呋喃骨架)时，可以顺利地注入空穴，所以是优选的。
在用于空穴注入层121、空穴传输层122a、空穴传输层122b的空穴传输性材料具有上述关系时，可以将空穴顺利地注入到各层，从而可以防止驱动电压上升以及发光层123中的空穴过少的状态。
<发光层>
发光层是包含发光物质的层。发光层可以包括一种或多种发光物质。另外，作为发光物质，适当地使用发射蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等的发光颜色的物质。另外，作为发光物质也可以使用发射近红外线的物质。
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)。另外，作为一种或多种有机化合物，可以使用在本实施方式中进行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。另外，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线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线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，可以举出荧光发光物质，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。尤其是，这些以1，6FLPAPrn、1，6mMemFLPAPrn、1，6BnfAPrn-03等芘二胺化合物为代表的稠合芳族二胺化合物具有合适的空穴俘获性且良好的发光效率及可靠性，所以是优选的。
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'-二苯基芪-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)、3，10-双[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10PCA2Nbf(IV)-02)、3，10-双[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯基氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10FrA2Nbf(IV)-02)等。
接着，作为将三重激发能量转换为发光的发光物质，例如可以举出磷光发光物质或呈现热活化延迟荧光的热活化延迟荧光(TADF)材料。
作为磷光发光物质，例如可以举出具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架或吡啶骨架的有机金属配合物(尤其是，铱配合物)、包括吸电子基团的苯基吡啶衍生物作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以下的磷光发光物质，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(triazolato))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(triazolato)]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(triazolato)]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(triazolato)]铱(III)(简称：[Ir(Mptz1-mp)3])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1，2，4-三唑(triazolato))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以下的磷光发光物质，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以下的磷光发光物质，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-氰基-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-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]铱(III)(简称：[Ir(Fdpq)2(acac)])、双{4，6-二甲基-2-[5-(5-氰-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-喹啉基-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)，可以使用选择一种或多种其能隙比发光物质大的物质。
作为与荧光发光物质组合而使用的有机化合物，优选使用单重激发态的能级大且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(荧光发光物质、磷光发光物质)的优选组合的观点来看，以下示出有机化合物的具体例子。
作为可以与荧光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 BDA0003310337790000291
(chrysene)衍生物、二苯并[g，p]
Figure BDA0003310337790000301
衍生物等稠合多环芳香化合物。
作为与荧光发光物质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)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：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)、YGAPA、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 BDA0003310337790000302
、N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure BDA0003310337790000303
-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：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、9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称：αN-βNPAnth)等。
作为与磷光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。
注意，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，优选与磷光发光物质(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)。另外，通过作为该激基复合物选择形成发射与发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的光的激基复合物的组合，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光。另外，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。通过采用上述结构，可以同时实现高效率、低电压驱动以及长寿命的发光器件。
关于形成激基复合物的材料的组合，具有空穴传输性的材料的HOMO能级优选为具有电子传输性的材料的HOMO能级以上的值。空穴传输性材料的LUMO能级(最低空分子轨道)优选为电子传输性材料的LUMO能级以上的值。注意，材料的LUMO能级及HOMO能级可以从通过循环伏安(CV)测量测得的材料的电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。
注意，激基复合物的形成例如可以通过如下方法确认：对具有空穴传输性的材料的发射光谱、具有电子传输性的材料的发射光谱及混合这些材料而成的混合膜的发射光谱进行比较，当观察到混合膜的发射光谱比各材料的发射光谱向长波长一侧漂移(或者在长波长一侧具有新的峰值)的现象时说明形成有激基复合物。或者，对具有空穴传输性的材料的瞬态光致发光(PL)、具有电子传输性的材料的瞬态PL及混合这些材料而成的混合膜的瞬态PL进行比较，当观察到混合膜的瞬态PL寿命与各材料的瞬态PL寿命相比具有长寿命成分或者延迟成分的比率变大等瞬态响应不同时说明形成有激基复合物。此外，可以将上述瞬态PL称为瞬态电致发光(EL)。换言之，与对空穴传输性材料的瞬态EL、电子传输性材料的瞬态EL及这些材料的混合膜的瞬态EL进行比较，观察瞬态响应的不同，可以确认激基复合物的形成。
作为可以与磷光发光物质组合而使用的有机化合物，可以举出芳香胺(具有芳香胺骨架的化合物)、咔唑衍生物(具有咔唑骨架的化合物)、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)、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。
作为空穴传输性高的有机化合物的芳香胺、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物的具体的一个例子，可以举出如下物质。
作为咔唑衍生物，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。
此外，作为具有咔唑基的芳香胺，具体而言，可以举出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)、PCBBiF、PCBBi1BP、PCBANB、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)、PCBASF、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)、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)、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)、CzPA等。
作为上述噻吩衍生物(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-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等具有呋喃骨架的化合物等。
作为上述芳香胺，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)、BPAFLP、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)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯基胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺(简称：m-MTDATA)、N，N’-二(对甲苯基)-N，N’-二苯基-对苯二胺(简称：DTDPPA)、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)等。
作为空穴传输性高的有机化合物，还可以使用聚(N-乙烯咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯三苯基氨基)(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)等高分子化合物。
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-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)、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。
此外，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)、2-[3’-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-1，1’-联苯-3-基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：mFBPTzn)、2-[(1，1’-联苯)-4-基]-4-苯基-6-[9，9’-螺二(9H-芴)-2-基]-1，3，5-三嗪(简称：BP-SFTzn)、2-{3-[3-(苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-基)苯基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：mBnfBPTzn)、2-{3-[3-(苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-6-基)苯基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：mBnfBPTzn-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S1能级(单重激发态的能级)和T1能级(三重激发态的能级)之差较小且具有通过反系间窜越将三重激发能转换为单重激发能的功能的材料。因此，能够通过微小的热能量将三重激发能上转换(up-convert)为单重激发能(反系间窜越)并能够高效地产生单重激发态。此外，可以将三重激发能转换为发光。另外，可以高效地获得热活化延迟荧光的条件为如下：S1能级与T1能级的能量差为0eV以上且为0.2eV以下，优选为0eV以上且为0.1eV以下。TADF材料所呈现的延迟荧光是指其光谱与一般的荧光同样但其寿命非常长的发光。其寿命为10-6秒以上，优选为10-3秒以上。
以两种物质形成激发态的激基复合物因S1能级和T1能级之差极小而具有将三重激发能转换为单重激发能的TADF材料的功能。
注意，作为T1能级的指标，可以使用在低温(例如，77K至10K)下观察到的磷光光谱。关于TADF材料，优选的是，当以通过在荧光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为S1能级并以通过在磷光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为T1能级时，S1与T1之差为0.3eV以下，更优选为0.2eV以下。
TADF材料可以被用作客体材料或主体材料。
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，还可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等含金属卟啉。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。
除此之外，可以使用2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚[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)、4-(9’-苯基-3，3’-联-9H-咔唑-9-基)苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4PCCzBfpm)、4-[4-(9’-苯基-3，3’-联-9H-咔唑-9-基)苯基]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4PCCzPBfpm)、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)等具有富π电子杂芳环及缺π电子杂芳环的杂环化合物。该杂环化合物具有富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环，电子传输性和空穴传输性都高，所以是优选的。另外，也可以使用键合有氰基等吸电子基团的芳环代替缺π电子型杂芳环。此外，可以使用缺π电子骨架代替缺π电子杂芳环。同样地，可以使用富π电子骨架代替富π电子杂芳环。
在具有缺π电子杂芳环的骨架中，吡啶骨架、二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)及三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是优选的。尤其是，苯并呋喃并嘧啶骨架、苯并噻吩并嘧啶骨架、苯并呋喃并吡嗪骨架、苯并噻吩并吡嗪骨架的电子受体性高且可靠性良好，所以是优选的。
在具有富π电子型杂芳环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，所以优选具有上述骨架中的至少一个。尤其是，优选使用二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架、吲哚骨架、咔唑骨架、吲哚咔唑骨架、联咔唑骨架、3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。
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电子杂芳环的供体性和缺π电子型杂芳环的受体性都高而单重激发态与三重激发态之间的能量差变小，所以是特别优选的。
作为富π电子骨架，可以使用芳香胺骨架、吩嗪骨架等。作为缺π电子骨架，可以使用氧杂蒽骨架、二氧化噻吨(thioxanthene dioxide)骨架、噁二唑骨架、三唑骨架、咪唑骨架、蒽醌骨架、苯基硼烷或boranthrene等含硼骨架、苯甲腈或氰苯等具有腈基或氰基的芳香环或杂芳环、二苯甲酮等羰骨架、氧化膦骨架、砜骨架等。
另外，在作为发光物质使用TADF材料的情况下，可以组合其他有机化合物使用。尤其是，可以与上述主体材料(空穴传输性材料、电子传输性材料)组合。在使用TADF材料时，主体材料的S1能级优选高于TADF材料的S1能级。此外，主体材料的T1能级优选比TADF材料的T1能级高。
另外，也可以使用TADF材料作为主体材料且使用荧光发光物质作为客体材料。当使用TADF材料作为主体材料时，由TADF材料生成的三重激发能经反系间窜越转换为单重激发能并进一步能量转移到发光物质，由此可以提高发光器件的发光效率。此时，TADF材料被用作能量供体，发光物质被用作能量受体。由此，作为主体材料使用TADF材料在作为客体材料使用荧光发光物质时很有效。此外，此时，为了得到高发光效率，TADF材料的S1能级优选比荧光发光物质的S1能级高。此外，TADF材料的T1能级优选比荧光发光物质的S1能级高。因此，TADF材料的T1能级优选比荧光发光物质的T1能级高。
此外，优选使用呈现与荧光发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的发光的TADF材料。由此，激发能顺利地从TADF材料转移到荧光发光物质，可以高效地得到发光，所以是优选的。
为了高效地从三重激发能通过反系间窜越生成单重激发能，优选在TADF材料中产生载流子复合。此外，优选的是在TADF材料中生成的三重激发能不转移到荧光发光物质。为此，荧光发光物质优选在荧光发光物质所具有的发光体(成为发光的原因的骨架)的周围具有保护基。作为该保护基，优选为不具有π键的取代基，优选为饱和烃，具体而言，可以举出碳数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳数为3以上且10以下的环烷基、碳数为3以上且10以下的三烷基硅基，更优选具有多个保护基。不具有π键的取代基由于几乎没有传输载流子的功能，所以对载流子传输或载流子复合几乎没有影响，可以使TADF材料与荧光发光物质的发光体彼此远离。在此，发光体是指在荧光发光物质中成为发光的原因的原子团(骨架)。发光体优选为具有π键的骨架，优选包含芳香环，并优选具有稠合芳香环或稠合杂芳环。作为稠合芳香环或稠合杂芳环，可以举出菲骨架、二苯乙烯骨架、吖啶酮骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架等。尤其是，具有萘骨架、蒽骨架、芴骨架、
Figure BDA0003310337790000401
骨架、三亚苯骨架、并四苯骨架、芘骨架、苝骨架、香豆素骨架、喹吖啶酮骨架、萘并双苯并呋喃骨架的荧光发光物质具有高荧光量子产率，所以是优选的。
<电子传输层>
电子传输层124是将从阴极102注入的电子传送到发光层123的层。
电子传输层124包含第三有机化合物和第一物质。
第三有机化合物是电子传输性材料。电子传输性材料的电子传输性比空穴传输性高。
第三有机化合物的最高占据分子轨道能级(HOMO能级)优选为-6.0eV以上。
第三有机化合物的电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率优选为1×10- 7cm2/Vs以上且1×10-5cm2/Vs以下，更优选为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。
第三有机化合物的电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率优选小于发光层123的主体材料的电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率。通过降低电子传输层124中的电子传输性可以控制向发光层123的电子的注入量，由此可以防止发光层123变成电子过多的状态。
第三有机化合物优选具有蒽骨架，更优选具有蒽骨架及杂环骨架。作为该杂环骨架优选使用含氮五元环骨架。该含氮五元环骨架尤其优选具有如吡唑环、咪唑环、噁唑环、噻唑环那样在环中具有两个杂原子的含氮五元环骨架。
除此之外，可以将可用于上述主体材料的电子传输性材料的一部分以及作为可以与上述荧光发光物质组合而用于主体材料的材料举出的物质用于电子传输层124。
作为第三有机化合物，例如可以举出2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)、9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称：αN-βNPAnth)，9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c，g]咔唑(简称：cgDBCzPA)等。
除此之外，作为第三有机化合物，能够使用可用于上述发光层的电子传输性材料以及可以与荧光发光物质组合使用的有机化合物(主体材料)等。
第一物质为金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐。
作为金属，可以举出碱金属、碱土金属及稀土金属。具体而言，可以举出Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba等。
作为金属盐，例如可以举出上述金属的卤化物及上述金属的碳酸盐。具体而言，可以举出LiF、NaF、KF、RbF、CsF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2、Li2CO3、Cs2CO3等。
作为金属氧化物，例如可以举出上述金属的氧化物。具体而言，可以举出Li2O、Na2O、Cs2O、MgO、CaO等。
作为有机金属盐，例如可以举出有机金属配合物。
第一物质优选为包含碱金属或碱土金属的有机金属配合物。
第一物质优选为包含含有氮及氧的配体和碱金属或碱土金属的有机金属配合物。
第一物质优选为包含羟基喹啉配体和碱金属或碱土金属的有机金属配合物。
作为上述有机金属配合物，可以举出8-(羟基喹啉)锂(简称：Liq)、8-(羟基喹啉)钠(简称：Naq)、8-(羟基喹啉)钾(简称：Kq)、(8-羟基喹啉)镁(简称：Mgq2)、(8-羟基喹啉)锌(简称：Znq2)等。
作为第一物质，尤其优选使用Liq。
如图4C所示，电子传输层124也可以包括发光层123一侧的电子传输层124a和阴极102一侧的电子传输层124b。电子传输层124a中的第三有机化合物与第一物质的浓度比优选与电子传输层124b不同。例如，电子传输层124a中的第一物质的浓度优选高于电子传输层124b。
<电子注入层>
电子注入层125是提高从阴极102注入电子的效率的层。阴极102的材料的功函数的值与用于电子注入层125的材料的LUMO能级的值之差优选小(0.5eV以内)。
因此，作为电子注入层125，可以使用锂、铯、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、8-(羟基喹啉)锂(简称：Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羟基吡啶(pyridinolato)锂(简称：LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPPP)、锂氧化物(LiOx)、碳酸铯等碱金属、碱土金属或者它们的化合物。此外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。另外，也可以将电子盐用于电子注入层。作为该电子盐，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。此外，也可以使用上述构成电子传输层的物质。
另外，作为电子注入层也可以使用包括电子传输性材料及供体性材料(电子供给性材料)的复合材料。这种复合材料在电子注入性能和电子传输性能方面优良，因为电子给体导致电子的生成。在该情况下，有机化合物优选为在将生成的电子传输方面优良的材料。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性材料(金属配合物、杂芳族化合物等)。作为电子给体，只要使用对有机化合物呈现电子给体性的物质，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。此外，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。
另外，当制造本实施方式所示的发光器件时，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)、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)等方法形成包括在发光元件的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)。
构成发光器件的功能层的材料都不局限于上述材料。例如，也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。
[发光器件的发光模型]
对可用于本实施方式的显示装置的发光器件的发光模型进行说明。
在此，使用图4A所示的空穴传输层122、发光层123及电子传输层124说明发光器件的发光模型。发光器件不局限于图4A的结构，在其他结构中也可以采用该发光模型。
如图5A所示，在发光层123处于电子过多状态时，发光区域123-1形成在发光层123的局部区域中。换言之，发光层123中的发光区域123-1的宽度窄。因此，在发光层123的局部区域中，电子(e-)与空穴(h+)集中地进行复合，劣化被促进。另外，当在发光层123中不能够进行复合的电子经过发光层123时，有时寿命或发光效率下降。
另一方面，在本发明的一个方式的发光器件中，通过降低电子传输层124的电子传输性，可以扩大发光层123中的发光区域123-1的宽度(图5B、图5C)。通过扩大发光区域123-1的宽度，可以分散发光层123中的电子与空穴的复合区域。因此，可以提供寿命长且发光效率高的发光器件。
如图5B所示，在本发明的一个方式的发光器件中，复合区域有时在驱动初期扩大到电子传输层124一侧。图5B示出电子传输层124中的复合区域作为区域124-1。具体而言，在本发明的一个方式的发光器件中，由于在驱动初期空穴的注入势垒较小且电子传输层124的电子传输性较低，所以有时发光区域123-1(即，复合区域)形成在发光层123整体，且复合区域还形成在电子传输层124中。
另外，由于电子传输层124中的第三有机化合物的HOMO能级较高，即为-6.0eV以上，所以有时空穴的一部分到达电子传输层124而在电子传输层124中也发生复合。注意，当发光层123中的主体材料(或辅助材料)与第三有机化合物的HOMO能级之差为0.2eV以内时也有可能发生该现象。
如图5C所示，在本发明的一个方式的发光器件中，随着驱动时间的推移载流子平衡变化，而不容易发生电子传输层124的复合。通过在发光层123整体中形成有发光区域123-1的状态下抑制电子传输层124的复合，复合的载流子的能量可以有效地用于发光。由此，亮度有可能与驱动初期相比上升。该亮度上升与发光器件的驱动初期出现的亮度急剧下降(即，所谓的初始劣化)相抵消，由此可以提供初始劣化小驱动寿命长的发光器件。注意，在本说明书等中，有时将上述发光器件称为Recombination-Site TailoringInjection结构(ReSTI结构)。
在此，使用图5D说明本实施方式的发光器件及比较用发光器件的随着时间推移的归一化亮度。在图5D中，粗实线及粗点划线是本实施方式的发光器件的归一化亮度的劣化曲线，粗虚线是比较发光器件的归一化亮度的劣化曲线。
如图5D所示，本实施方式的发光器件与比较发光器件的归一化亮度的劣化曲线的倾斜度互不相同。具体而言，本实施方式的发光器件的劣化曲线的倾斜度θ2小于比较发光器件的劣化曲线的倾斜度θ1。
如图5D所示，在本发明的一个方式的发光器件中，通过电流密度恒定的条件下的驱动测试来得到的亮度的劣化曲线有时具有极大值(粗实线)。也就是说，本发明的一个方式的发光器件有时呈现随着时间推移亮度上升的举动。该举动可以使其与驱动初期的急剧劣化(所谓的初始劣化)相抵消。但是，本发明的一个方式不局限于上述发光器件，例如，如图5D的粗点划线所示，可以不具有亮度的极大值，即可以不发生亮度上升地减小劣化曲线的倾斜度。因此，通过使发光器件具有呈现该举动的结构，可以实现初始劣化小且具有非常长的驱动寿命的发光器件。
注意，在取具有极大值的劣化曲线的微分时，存在有其值为0的部分。因此，可以将存在劣化曲线的微分为0的部分的发光器件换称为本发明的一个方式的发光器件。
在本发明的一个方式的发光器件中，电子传输层124优选在厚度方向上具有第三有机化合物与第一物质的混合比(浓度)不同的部分。具体而言，优选具有电子传输性材料与金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐的混合比(浓度)不同的部分。
电子传输层124中的第一物质的浓度可以通过飞行时间二次离子质谱分析(ToF-SIMS：Time-of-flight secondary ion mass spectrometry)所得到的原子或分子的检测量估计。在由相同的两种材料构成且混合比例互不相同的部分中，通过ToF-SIMS分析检测出的各值的大小相当于所着眼的原子或分子的存在量的大小。因此，通过比较电子传输性材料及有机金属配合物的检测量，可以估计混合比例的大小。
作为电子传输层124中的第一物质的含量，阴极102一侧的含量优选少于阳极101一侧的含量。就是说，优选以第一物质的浓度从阴极102一侧向阳极101一侧上升的方式形成电子传输层124。就是说，电子传输层124在比第三有机化合物的浓度较高的部分更靠近发光层123一侧具有第三有机化合物的浓度较低的部分。换言之，电子传输层124在比第一物质的浓度较低的部分更靠近发光层123一侧具有第一物质的浓度较高的部分。
在电子传输层124中，第三有机化合物的浓度较高的部分(第一物质的浓度较低的部分)的电子迁移率在电场强度[V/cm]的平方根为600时优选为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。
例如，电子传输层124中的第一物质的含量(浓度)可以具有图6A至图6D所示的结构。注意，图6A和图6B示出在电子传输层124内没有明确的边界的情况，图6C和图6D示出在电子传输层124内有明确的边界的情况。
当在电子传输层124内没有明确的边界时，如图6A和图6B所示，第三有机化合物和第一物质的浓度连续地变化。当在电子传输层124内有明确的边界时，如图6C和图6D所示，第三有机化合物和第一物质的浓度台阶状地变化。注意，在第三有机化合物和第一物质的浓度台阶状地变化时，电子传输层124由多个层构成。例如，图6C示出电子传输层124具有两层的叠层结构的情况，图6D示出电子传输层124具有三层的叠层结构的情况。注意，在图6C和图6D中，虚线表示多个层的边界的区域。
本发明的一个方式的发光器件中的载流子平衡的变化可认为是由电子传输层124的电子迁移率的变化导致的。
在本发明的一个方式的发光器件中，在电子传输层124内部存在第一物质的浓度差异。电子传输层124在该第一物质的浓度较低的区域与发光层123之间具有该第一物质的浓度较高的区域。就是说，第一物质的浓度较低的区域比第一物质的浓度较高的区域更靠近阴极102一侧。
具有上述结构的本发明的一个方式的发光器件的寿命非常长。尤其是，在初始亮度为100％时，能够使直到初始亮度减少到95％的亮度为止的时间(也称为LT95)极长。
以下参照图7至图9说明本发明的一个方式的显示装置的更详细的结构。
[发光装置100A]
图7示出发光装置100A的立体图，图8A示出发光装置100A的截面图。
显示装置100A具有贴合衬底152与衬底151的结构。在图7中，以虚线表示衬底152。
显示装置100A包括显示部162、电路164及布线165等。图7示出在显示装置100A中安装有IC(集成电路)173及FPC172的例子。因此，也可以将图7所示的结构称为包括显示装置100A、IC及FPC的显示模块。
作为电路164，例如可以使用扫描线驱动电路。
布线165具有对显示部162及电路164供应信号及电力的功能。该信号及电力从外部经由FPC172或者从IC173输入到布线165。
图7示出通过COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip on Film：薄膜覆晶封装)方式等在衬底151上设置IC173的例子。作为IC173，例如可以使用包括扫描线驱动电路或信号线驱动电路等的IC。注意，显示装置100A及显示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8A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8A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、发光器件190R、发光器件190G及发光器件190B等。
保护层195与衬底152由粘合层142粘合。作为对发光器件190的密封，可以采用固体密封结构或中空密封结构等。在图8A中，由衬底152、粘合层142及衬底151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152、粘合层142及衬底151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190R具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191、光学调整层199R、公共层112、发光层193R、公共层114及公共电极115的叠层结构。同样地，发光器件190G具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191、光学调整层199G、公共层112、发光层193G、公共层114及公共电极115的叠层结构。发光器件190B具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191、光学调整层199B、公共层112、发光层193B、公共层114及公共电极115的叠层结构。
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205所包括的导电层222b。
分隔壁216覆盖像素电极191的端部。像素电极191包含反射可见光的材料，而公共电极115包含使可见光透过的材料。
发光器件190将光发射到衬底152一侧。衬底152优选使用对可见光的透过性高的材料。
晶体管201及晶体管205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。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等。此外，也可以使用氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。
这里，有机绝缘膜的阻挡性在很多情况下低于无机绝缘膜。因此，有机绝缘膜优选在显示装置100A的端部附近包括开口。由此，可以抑制杂质从显示装置100A的端部通过有机绝缘膜侵入。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。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8A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。
晶体管201及晶体管205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及晶体管205，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包含金属氧化物(氧化物半导体)。就是说，本实施方式的显示装置优选使用在沟道形成区中包含金属氧化物的晶体管(以下，OS晶体管)。此外，晶体管的半导体层也可以包含硅。作为硅，可以举出非晶硅、结晶硅(低温多晶硅、单晶硅等)等。
例如，半导体层优选包含铟、M(M为选自镓、铝、硅、硼、钇、锡、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨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，该In-M-Zn氧化物中的In的原子数比优选为M的原子数比以上。作为这种In-M-Zn氧化物的金属元素的原子数比，可以举出In：M：Zn＝1：1：1或其附近的组成、In：M：Zn＝1：1：1.2或其附近的组成、In：M：Zn＝2：1：3或其附近的组成、In：M：Zn＝3：1：2或其附近的组成、In：M：Zn＝4：2：3或其附近的组成、In：M：Zn＝4：2：4.1或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：3或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：6或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：7或其附近的组成、In：M：Zn＝5：1：8或其附近的组成、In：M：Zn＝6：1：6或其附近的组成、In：M：Zn＝5：2：5或其附近的组成等。另外，上述的附近的组成包括所希望的原子个数比的±30％的范围。
当记载为原子数比为In：Ga：Zn＝4：2：3或其附近的组成时包括如下情况：In的原子数比为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或其附近的组成时包括如下情况：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或其附近的组成时包括如下情况：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所包括的晶体管和显示部162所包括的晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有不同的结构。电路164所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上的不同结构。与此同样，显示部162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。导电层166具有加工与像素电极191相同的导电膜而得到的导电膜和加工与光学调整层的相同的导电膜而得到的导电膜的叠层结构。在连接部204的顶面上露出导电层166。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC172电连接。
优选在衬底152的衬底151一侧的面设置遮光层BM。此外，可以在衬底152的外侧配置各种光学构件。作为光学构件，可以使用偏振片、相位差板、光扩散层(扩散薄膜等)、防反射层及聚光薄膜(condensing film)等。此外，在衬底152的外侧也可以配置抑制尘埃的附着的抗静电膜、不容易被弄脏的具有拒水性的膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜、冲击吸收层等。
通过形成覆盖发光器件190的保护层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。
在显示装置100A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100A的可靠性。
图8B示出保护层195具有三层结构的例子。在图8B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，可以提高显示装置的柔性。
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的导电膜。
发光器件190至少包括发光层193。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(电子传输性及空穴传输性高的物质)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。
发光器件190的优选的结构如上所述(参照图4至图6)。
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是包含发光物质的层。发光层193可以包括一种或多种发光物质。作为发光物质，可以适当地使用发射蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等的发光颜色的物质。
作为可用于晶体管的栅极、源极及漏极和构成显示装置的各种布线及电极等导电层的材料，可以举出铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽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显示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。
[显示装置100B]
图9A示出显示装置100B的截面图。显示装置100B的立体图与显示装置100A(图7)相同。图9A示出显示装置100B的包括FPC172的区域的一部分、电路164的一部分、显示部162的一部分的截面的一个例子。图9A示出显示部162的包括发射绿色的光的发光器件190G及发射蓝色的光的发光器件190B的区域的截面的一个例子。
图9A所示的显示装置100B在衬底153与衬底154之间包括晶体管202、晶体管210、发光器件190G及发光器件190B等。
此外，保护层195和衬底154通过粘合层142贴合。粘合层142分别与发光器件190G及发光器件190B重叠，显示装置100B采用固体密封结构。
衬底153和绝缘层212被粘合层155贴合。
显示装置100B的制造方法为如下：首先，使用粘合层142将设置有绝缘层212、各晶体管、各发光器件等的制造衬底与设置有遮光层BM的衬底154贴合在一起；然后，剥离制造衬底而将其贴合在露出的衬底153，来将形成在制造衬底上的各构成要素转置到衬底153。衬底153和衬底154优选具有柔性。由此，可以提高显示装置100B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。
发光器件190G具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、发光层193G、公共层114及公共电极115的叠层结构。同样地，发光器件190B具有从绝缘层214一侧依次层叠有像素电极191、公共层112、发光层193B、公共层114及公共电极115的叠层结构。
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210所包括的导电层222b。导电层222b通过设置在绝缘层215及绝缘层225中的开口连接到低电阻区域231n。晶体管210具有控制发光器件190的驱动的功能。
分隔壁216覆盖像素电极191的端部。像素电极191包含反射可见光的材料，而公共电极115包含使可见光透过的材料。
发光器件190G及发光器件190B将光发射到衬底154一侧。衬底154优选使用对可见光的透过性高的材料。
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。发光器件190B和发光器件190G可以共同使用公共层112、公共层114及公共电极115。除了发光层193的结构不同，各颜色的发光器件可以为相同。
在衬底153的与衬底154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。导电层166可以通过对与像素电极191相同的导电膜进行加工来获得。因此，通过连接层242可以使连接部204与FPC172电连接。
晶体管202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。
图9A示出绝缘层225覆盖半导体层的顶面及侧面的例子。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。
另一方面，在图9B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9B所示的结构。在图9B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。
如此，通过使用初始劣化被抑制且驱动寿命非常长的发光器件，可以提高发光装置的可靠性。
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，使用图10说明本发明的一个方式的显示装置。
图10A示出像素的方框图。图10A所示的像素除了开关晶体管(Switching Tr)、驱动晶体管(Driving Tr)、发光器件(OLED)以外还包括存储器(Memory)。
存储器被供应数据Data_W。当像素除了被供应显示数据Data以外还被供应数据Data_W时，流过发光器件的电流增大，因此显示装置可以表现高亮度。
通过根据显示数据Data及数据Data_W驱动本发明的一个方式的显示装置所包括的发光器件，可以使发光器件以高亮度发射光。
图10B示出像素电路的具体电路图。
图10B所示的像素包括晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3、晶体管M4、电容器Cs、电容器Cw及发光器件EL。
晶体管M1的源极和漏极中的一个与电容器Cw的一个电极电连接。电容器Cw的另一个电极与晶体管M4的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M4的源极和漏极中的一个与晶体管M2的栅极电连接。晶体管M2的栅极与电容器Cs的一个电极电连接。电容器Cs的另一个电极与晶体管M2的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M2的源极和漏极中的一个与晶体管M3的源极和漏极中的一个电连接。晶体管M3的源极和漏极中的另一个与发光器件EL的一个电极电连接。图10B所示的各晶体管包括与栅极电连接的背栅极，但是背栅极的连接方式不局限于此。此外，可以在晶体管中不设置背栅极。
在此，将连接有电容器Cw的另一个电极、晶体管M4的源极和漏极中的一个、晶体管M2的栅极及电容器Cs的一个电极的节点称为节点NM。此外，将连接有电容器Cs的另一个电极、晶体管M2的源极和漏极中的一个、晶体管M3的源极和漏极中的一个及发光器件EL的一个电极的节点称为节点NA。
晶体管M1的栅极与布线G1电连接。晶体管M3的栅极与布线G1电连接。晶体管M4的栅极与布线G2电连接。晶体管M1的源极和漏极中的另一个与布线DATA电连接。晶体管M3的源极和漏极中的另一个与布线V0电连接。晶体管M4的源极和漏极中的另一个与布线DATA_W电连接。
晶体管M2的源极和漏极中的另一个与布线ANODE(高电位一侧)电连接。发光器件EL的另一个电极与布线CATHODE(低电位一侧)电连接。
布线G1及布线G2可以被用作用来控制晶体管的工作的信号线。布线DATA可以被用作对像素供应图像信号的信号线。此外，布线DATA_W可以被用作对存储电路MEM写入数据的信号线。布线DATA_W可以被用作对像素供应校正信号的信号线。布线V0被用作取得晶体管M4的电特性的监控线。通过将特定电位从布线V0经过晶体管M3供应到电容器Cs的另一个电极，可以使图像信号的写入稳定化。
晶体管M2、晶体管M4及电容器Cw构成存储电路MEM。节点NM是存储节点，通过使晶体管M4导通，可以将供应到布线DATA_W的信号写入到节点NM。通过作为晶体管M4使用其关态电流极小的晶体管，可以长时间保持节点NM的电位。
作为晶体管M4，例如可以使用将金属氧化物用于沟道形成区域的晶体管(OS晶体管)。由此，可以使晶体管M4的关态电流极小，可以长时间保持节点NM的电位。此时，作为构成像素的其他晶体管优选使用OS晶体管。关于金属氧化物的具体例子，可以参照实施方式1的内容。
OS晶体管具有大能隙而呈现关态电流极小的特性。与在沟道形成区域中包括Si的晶体管(以下，称为Si晶体管)不同，OS晶体管不会发生碰撞电离、雪崩击穿、短沟道效应等，因此能够形成可靠性高的电路。
此外，作为晶体管M4也可以使用Si晶体管。此时，作为构成像素的其他晶体管优选使用Si晶体管。
作为Si晶体管，可以举出含有非晶硅的晶体管、含有结晶硅(典型的是低温多晶硅)的晶体管以及含有单晶硅的晶体管等。
一个像素也可以包括OS晶体管和Si晶体管。
在像素中，写入到节点NM的信号与从布线DATA供给的图像信号电容耦合并被输出至节点NA。晶体管M1可以具有选择像素的功能。
也就是说，只要将所希望的校正信号储存到节点NM就可以对供应的图像信号附加该校正信号。注意，由于传输路径上的因素有时校正信号会衰减，因此优选考虑该衰减来生成校正信号。
通过利用图像信号和校正信号使发光器件发光，可以增大流过发光器件的电流，因此可以表现高亮度。可以施加源极驱动器的输出电压以上的电压作为驱动晶体管的栅极电压，因此可以降低源极驱动器的功耗。
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，说明可用于上述实施方式中说明的OS晶体管的金属氧化物(称为氧化物半导体)。
金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。另外，除此之外，优选还包含铝、镓、钇或锡等。另外，也可以包含选自硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁及钴等中的一种或多种。
<结晶结构的分类>
首先，对氧化物半导体中的结晶结构的分类参照图11A进行说明。图11A是说明氧化物半导体，典型为IGZO(包含In、Ga及Zn的金属氧化物)的结晶结构的分类的图。
如图11A所示那样，氧化物半导体大致分为“Amorphous(无定形)”、“Crystalline(结晶性)”、“Crystal(结晶)”。另外，在“Amorphous”中包含completely amorphous。另外，在“Crystalline”中包含CAAC(c-axis-aligned crystalline)、nc(nanocrystalline)及CAC(cloud-aligned composite)。另外，在“Crystalline”的分类中不包含singlecrystal、poly crystal及completely amorphous。另外，“Crystal”的分类中包含singlecrystal及poly crystal。
另外，图11A所示的外框线被加粗的部分中的结构是介于“Amorphous(无定形)”与“Crystal(结晶)”之间的中间状态，是属于新边界区域(New crystalline phase)的结构。就是说，该结构可以说是与“Crystal(结晶)”或在能量性上不稳定的“Amorphous(无定形)”完全不同的结构。
另外，可以使用X射线衍射(XRD：X-Ray Diffraction)光谱对膜或衬底的结晶结构进行评价。在此，图11B及图11C分别示出石英玻璃衬底以及具有被分类为“Crystalline”的结晶结构的IGZO(也称为Crystalline IGZO)膜的通过GIXD(Grazing-Incidence XRD)测量而得到的XRD光谱。另外，将GIXD法也称为薄膜法或Seemann-Bohlin法。下面，将通过图11B及图11C所示的GIXD测量而得到的XRD光谱仅记为XRD光谱。图11B是石英玻璃的XRD光谱，图11C是结晶性IGZO的XRD光谱。另外，图11C所示的结晶性IGZO膜的组成是In:Ga:Zn＝4:2:3[原子个数比]附近。另外，图11C所示的结晶性IGZO膜的厚度为500nm。
如图11B的箭头所示，石英玻璃衬底的XRD光谱的峰形状大致为左右对称。另一方面，如图11C的箭头所示，结晶性IGZO膜的XRD光谱的峰形状不是左右对称。XRD光谱的峰的形状是左右不对称说明膜中或衬底中存在结晶。换言之，除非XRD光谱峰形状左右对称，否则不能说膜或衬底处于非晶状态。在图11C中，在2θ＝31°或其附近表示结晶相(IGZOcrystal phase)。可以推测，XRD光谱中的左右非对称的形状的峰归因于源自该结晶相(微小结晶)的衍射峰。
具体而言，可推测，因包含在IGZO中的原子而散射的X射线的干涉对2θ＝34°或其附近的峰有贡献。另外，可推测，微小结晶对2θ＝31°或其附近的峰有贡献。在图11C所示的结晶性IGZO膜的XRD光谱中，2θ＝34°或其附近的峰的低角度一侧的峰宽较大。这意味着，结晶性IGZO膜中存在起因于2θ＝31°或其附近的峰的微小结晶。
另外，可以使用纳米束电子衍射法(NBED：Nano Beam Electron Diffraction)观察的衍射图案(也称为纳米束电子衍射图案)对膜或衬底的结晶结构进行评价。图11D和图11E分别示出石英玻璃衬底以及在衬底温度为室温的情况下形成的IGZO膜的衍射图案。图11D是石英玻璃衬底的衍射图案，图11E是IGZO膜的衍射图案。另外，图11E所示的IGZO膜使用In:Ga:Zn＝1:1:1[原子个数比]的氧化物靶材并利用溅射法形成。另外，在纳米束电子衍射法中，进行束径为1nm的电子衍射法。
此外，如图11D所示，在石英玻璃衬底的衍射图案中观察到光晕图案，可以确认石英玻璃处于非晶状态。另外，如图11E所示，以室温形成的IGZO膜的衍射图案中观察到斑点状的图案而没有观察到光晕。因此可以推测，以室温形成的IGZO膜处于既不是晶态也不是非晶态的中间态，不能得出该IGZO膜是非晶态的结论。
<<氧化物半导体的结构>>
另外，在注目于氧化物半导体的结晶结构的情况下，有时氧化物半导体的分类与图11A不同。例如，氧化物半导体可以分类为单晶氧化物半导体和除此之外的非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体，例如可以举出上述CAAC-OS及nc-OS。另外，在非单晶氧化物半导体中包含多晶氧化物半导体、a-like OS(amorphous-like oxidesemiconductor)及非晶氧化物半导体等。
在此，对上述CAAC-OS、nc-OS及a-like OS的详细内容进行说明。
[CAAC-OS]
CAAC-OS是包括多个结晶区域的氧化物半导体，该多个结晶区域的c轴取向于特定的方向。另外，特定的方向是指CAAC-OS膜的厚度方向、CAAC-OS膜的被形成面的法线方向、或者CAAC-OS膜的表面的法线方向。另外，结晶区域是具有原子排列的周期性的区域。注意，在将原子排列看作晶格排列时结晶区域也是晶格排列一致的区域。再者，CAAC-OS具有在a-b面方向上多个结晶区域连接的区域，有时该区域具有畸变。另外，畸变是指在多个结晶区域连接的区域中，晶格排列一致的区域和其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。换言之，CAAC-OS是指c轴取向并在a-b面方向上没有明显的取向的氧化物半导体。
另外，上述多个结晶区域的每一个由一个或多个微小结晶(最大径小于10nm的结晶)构成。在结晶区域由一个微小结晶构成的情况下，该结晶区域的最大径小于10nm。另外，结晶区域由多个微小结晶构成的情况下，有时该结晶区域的尺寸为几十nm左右。
另外，在In-M-Zn氧化物(元素M为选自铝、镓、钇、锡及钛等中的一种或多种)中，CAAC-OS有具有层叠有含有铟(In)及氧的层(以下，In层)、含有元素M、锌(Zn)及氧的层(以下，(M，Zn)层)的层状结晶结构(也称为层状结构)的趋势。另外，铟和元素M可以彼此置换。因此，有时(M，Zn)层包含铟。另外，有时In层包含元素M。注意，有时In层包含Zn。该层状结构例如在高分辨率TEM(Transmission Electron Microscope：透射电子显微镜)图像中被观察作为晶格像。
例如，当对CAAC-OS膜使用XRD装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的Out-of-plane XRD测量中，在2θ＝31°或其附近检测出c轴取向的峰值。注意，表示c轴取向的峰值的位置(2θ值)有时根据构成CAAC-OS的金属元素的种类、组成等变动。
另外，例如，在CAAC-OS膜的电子衍射图案中观察到多个亮点(斑点)。另外，在以透过样品的入射电子束的斑点(也称为直接斑点)为对称中心时，某一个斑点和其他斑点被观察在点对称的位置。
在从上述特定的方向观察结晶区域的情况下，虽然该结晶区域中的晶格排列基本上是六方晶格，但是单位晶格并不局限于正六角形，有是非正六角形的情况。另外，在上述畸变中，有时具有五角形、七角形等晶格排列。另外，在CAAC-OS的畸变附近观察不到明确的晶界(grain boundary)。也就是说，晶格排列的畸变抑制晶界的形成。这可能是由于CAAC-OS可容许因如下原因而发生的畸变，即a-b面方向上的氧原子的排列的低密度或因金属原子被取代而使原子间的键合距离产生变化。
另外，确认到明确的晶界的结晶结构被称为所谓的多晶(polycrystal)。晶界成为复合中心而载流子被俘获，因而有可能导致晶体管的通态电流的降低、场效应迁移率的降低等。因此，确认不到明确的晶界的CAAC-OS是对晶体管的半导体层提供具有优异的结晶结构的结晶性氧化物之一。注意，为了构成CAAC-OS，优选为包含Zn的结构。例如，与In氧化物相比，In-Zn氧化物及In-Ga-Zn氧化物能够进一步抑制晶界的发生，所以是优选的。
CAAC-OS是结晶性高且确认不到明确的晶界的氧化物半导体。因此，可以说在CAAC-OS中，不容易发生起因于晶界的电子迁移率的降低。另外，氧化物半导体的结晶性有时因杂质的混入或缺陷的生成等而降低，因此可以说CAAC-OS是杂质或缺陷(氧空位等)少的氧化物半导体。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体的物理性质稳定。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体具有高耐热性及高可靠性。此外，CAAC-OS对制造工序中的高温度(所谓热积存；thermal budget)也很稳定。由此，通过在OS晶体管中使用CAAC-OS，可以扩大制造工序的自由度。
[nc-OS]
在nc-OS中，微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域)中的原子排列具有周期性。换言之，nc-OS具有微小的结晶。另外，例如，该微小的结晶的尺寸为1nm以上且10nm以下，尤其为1nm以上且3nm以下，将该微小的结晶称为纳米晶。另外，nc-OS在不同的纳米晶之间观察不到结晶取向的规律性。因此，在膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-OS在某些分析方法中与a-like OS或非晶氧化物半导体没有差别。例如，在对nc-OS膜使用XRD装置进行结构分析时，在使用θ/2θ扫描的Out-of-plane XRD测量中，不检测出表示结晶性的峰值。此外，在对nc-OS膜进行使用其束径比纳米晶大(例如，50nm以上)的电子束的电子衍射(也称为选区电子衍射)时，观察到类似光晕图案的衍射图案。另一方面，在对nc-OS膜进行使用其束径近于或小于纳米晶的尺寸(例如1nm以上且30nm以下)的电子束的电子衍射(也称为纳米束电子衍射)的情况下，有时得到在以直接斑点为中心的环状区域内观察到多个斑点的电子衍射图案。
[a-like OS]
a-like OS是具有介于nc-OS与非晶氧化物半导体之间的结构的氧化物半导体。a-like OS包含空洞或低密度区域。也就是说，a-like OS的结晶性比nc-OS及CAAC-OS的结晶性低。另外，a-like OS的膜中的氢浓度比nc-OS及CAAC-OS的膜中的氢浓度高。
<<氧化物半导体的构成>>
接着，说明上述CAC-OS的详细内容。另外，CAC-OS与材料构成有关。
[CAC-OS]
CAC-OS例如是指包含在金属氧化物中的元素不均匀地分布的构成，其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也将在金属氧化物中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域混合的状态称为马赛克状或补丁(patch)状，该区域的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且3nm以下或近似的尺寸。
再者，CAC-OS是指其材料分开为第一区域与第二区域而成为马赛克状且该第一区域分布于膜中的结构(下面也称为云状)。就是说，CAC-OS是指具有该第一区域和该第二区域混合的结构的复合金属氧化物。
在此，将相对于构成In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS的金属元素的In、Ga及Zn的原子个数比的每一个记为[In]、[Ga]及[Zn]。例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，第一区域是其[In]大于CAC-OS膜的组成中的[In]的区域。另外，第二区域是其[Ga]大于CAC-OS膜的组成中的[Ga]的区域。另外，例如，第一区域是其[In]大于第二区域中的[In]且其[Ga]小于第二区域中的[Ga]的区域。另外，第二区域是其[Ga]大于第一区域中的[Ga]且其[In]小于第一区域中的[In]的区域。
具体而言，上述第一区域是以铟氧化物或铟锌氧化物等为主要成分的区域。另外，上述第二区域是以镓氧化物或镓锌氧化物等为主要成分的区域。换言之，可以将上述第一区域称为以In为主要成分的区域。另外，可以将上述第二区域称为以Ga为主要成分的区域。
注意，有时观察不到上述第一区域和上述第二区域的明确的边界。
另外，In-Ga-Zn氧化物中的CAC-OS是指如下构成：在包含In、Ga、Zn及O的材料构成中，部分主要成分为Ga的区域与部分主要成分为In的区域无规律地以马赛克状存在。因此，可推测，CAC-OS具有金属元素不均匀地分布的结构。
CAC-OS例如可以通过在对衬底不进行意图性的加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成CAC-OS的情况下，作为沉积气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的任一种或多种。另外，沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，优选使沉积时的沉积气体的总流量中的氧气体的流量比为0％以上且低于30％，更优选为0％以上且10％以下。
例如，在In-Ga-Zn氧化物的CAC-OS中，根据通过能量分散型X射线分析法(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)取得的EDX面分析(EDX-mapping)图像，可确认到具有以In为主要成分的区域(第一区域)及以Ga为主要成分的区域(第二区域)不均匀地分布而混合的结构。
在此，第一区域是具有比第二区域高的导电性的区域。就是说，当载流子流过第一区域时，呈现作为金属氧化物的导电性。因此，当第一区域以云状分布在金属氧化物中时，可以实现高场效应迁移率(μ)。
另一方面，第二区域是具有比第一区域高的绝缘性的区域。就是说，当第二区域分布在金属氧化物中时，可以抑制泄漏电流。
在将CAC-OS用于晶体管的情况下，通过起因于第一区域的导电性和起因于第二区域的绝缘性的互补作用，可以使CAC-OS具有开关功能(控制导通/关闭的功能)。换言之，在CAC-OS的材料的一部分中具有导电性的功能且在另一部分中具有绝缘性的功能，在材料的整体中具有半导体的功能。通过使导电性的功能和绝缘性的功能分离，可以最大限度地提高各功能。因此，通过将CAC-OS用于晶体管，可以实现大通态电流(Ion)、高场效应迁移率(μ)及良好的开关工作。
另外，使用CAC-OS的晶体管具有高可靠性。因此，CAC-OS最适合于显示装置等各种半导体装置。
氧化物半导体具有各种结构及各种特性。本发明的一个方式的氧化物半导体也可以包括非晶氧化物半导体、多晶氧化物半导体、a-like OS、CAC-OS、nc-OS、CAAC-OS中的两种以上。
<具有氧化物半导体的晶体管>
在此，说明将上述氧化物半导体用于晶体管的情况。
通过将上述氧化物半导体用于晶体管，可以实现场效应迁移率高的晶体管。另外，可以实现可靠性高的晶体管。
优选将载流子浓度低的氧化物半导体用于晶体管。例如，氧化物半导体中的载流子浓度为1×1017cm-3以下，优选为1×1015cm-3以下，更优选为1×1013cm-3以下，进一步优选为1×1011cm-3以下，更进一步优选低于1×1010cm-3，且1×10-9cm-3以上。在以降低氧化物半导体膜的载流子浓度为目的的情况下，可以降低氧化物半导体膜中的杂质浓度以降低缺陷态密度。在本说明书等中，将杂质浓度低且缺陷态密度低的状态称为“高纯度本征”或“实质上高纯度本征”。另外，有时将载流子浓度低的氧化物半导体称为“高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体”。
因为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体膜具有较低的缺陷态密度，所以有可能具有较低的陷阱态密度。
此外，被氧化物半导体的陷阱态俘获的电荷到消失需要较长的时间，有时像固定电荷那样动作。因此，有时在陷阱态密度高的氧化物半导体中形成沟道形成区域的晶体管的电特性不稳定。
因此，为了使晶体管的电特性稳定，降低氧化物半导体中的杂质浓度是有效的。为了降低氧化物半导体中的杂质浓度，优选还降低附近膜中的杂质浓度。作为杂质有氢、氮、碱金属、碱土金属、铁、镍、硅等。
<杂质>
在此，说明氧化物半导体中的各杂质的影响。
在氧化物半导体包含第14族元素之一的硅或碳时，在氧化物半导体中形成缺陷态。因此，将氧化物半导体中或与氧化物半导体的界面附近的硅或碳的浓度(通过二次离子质谱(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)测得的浓度)设定为2×1018atoms/cm3以下，优选为2×1017atoms/cm3以下。
另外，当氧化物半导体包含碱金属或碱土金属时，有时形成缺陷态而形成载流子。因此，使用包含碱金属或碱土金属的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。因此，使通过SIMS测得的氧化物半导体中的碱金属或碱土金属的浓度为1×1018atoms/cm3以下，优选为2×1016atoms/cm3以下。
当氧化物半导体包含氮时，容易产生作为载流子的电子，使载流子浓度增高，而n型化。其结果是，在将包含氮的氧化物半导体用于半导体的晶体管容易具有常开启特性。或者，在氧化物半导体包含氮时，有时形成陷阱态。其结果，有时晶体管的电特性不稳定。因此，将利用SIMS测得的氧化物半导体中的氮浓度设定为低于5×1019atoms/cm3，优选为5×1018atoms/cm3以下，更优选为1×1018atoms/cm3以下，进一步优选为5×1017atoms/cm3以下。
包含在氧化物半导体中的氢与键合于金属原子的氧起反应生成水，因此有时形成氧空位。当氢进入该氧空位时，有时产生作为载流子的电子。另外，有时由于氢的一部分与键合于金属原子的氧键合，产生作为载流子的电子。因此，使用包含氢的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。由此，优选尽可能地减少氧化物半导体中的氢。具体而言，在氧化物半导体中，将利用SIMS测得的氢浓度设定为低于1×1020atoms/cm3，优选低于1×1019atoms/cm3，更优选低于5×1018atoms/cm3，进一步优选低于1×1018atoms/cm3。
通过将杂质被充分降低的氧化物半导体用于晶体管的沟道形成区域，可以使晶体管具有稳定的电特性。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，使用图12至图17对本发明的一个方式的电子设备进行说明。
本实施方式的电子设备在显示部中包括本发明的一个方式的显示装置，所以寿命长且可靠性高。另外，通过将本发明的一个方式的显示装置用于显示部，可以实现寿命长且屏幕大的电子设备。
在本实施方式的电子设备的显示部上例如可以显示具有全高清、4K2K、8K4K、16K8K或更高的分辨率的影像。此外，显示部的屏幕尺寸可以为对角线20英寸以上、30英寸以上、50英寸以上、60英寸以上或70英寸以上。
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(Digital Signage)、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。
可以将本实施方式的电子设备沿着房屋或高楼的内壁或外壁、汽车的内部装饰或外部装饰的曲面组装。
本实施方式的电子设备也可以包括天线。通过由天线接收信号，可以在显示部上显示影像或数据等。另外，在电子设备包括天线及二次电池时，可以用天线进行非接触电力传送。
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12A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具有触摸面板的功能。
显示部6502可以使用本发明的一个方式的显示装置。
图12B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13至图15示出包括具有柔性的显示装置且能够被折叠小的电子设备的一个例子。
图13及图14所示的电子设备具有对折机构，能够以显示面彼此面对的方式被折叠。
图15所示的电子设备具有三折机构，其包括能够以显示面彼此面对的方式被折叠的区域和以与显示面相反的面彼此面对的方式被折叠的区域。
在图13至图15所示的电子设备中，即使例如包括16:9、18:9、21:9等的纵横比较大的显示装置，也可以通过在短轴方向上设置折线来将其折叠小，由此可以提高电子设备的便携性。另外，通过将在将电子设备折叠小时看不到的显示区域设定为非显示，可以大幅地降低功耗。
图13A是示出将电子设备800A折叠成最小尺寸(对折)的状态的图。图13B是示出将电子设备800B折叠成最小尺寸(对折)的状态的图。图13C是示出将电子设备800A或电子设备800B展开的状态的图。
电子设备800A及电子设备800B各自包括具有柔性的显示面板801a、外壳802a、外壳802b及铰链803。
作为显示面板801a，可以使用无缝拼接且具有柔性的一个显示面板。显示面板801a可以使用本发明的一个方式的显示装置。
在将电子设备800A或电子设备800B展开的状态下，显示面板801a包括与外壳802a重叠的第一区域811a、与铰链803重叠的第二区域811b、与外壳802b重叠的第三区域811c。这三个区域优选包括在显示面板801a的显示区域中。在图13A和图13B所示的状态下，第一区域811a与第三区域811c彼此重叠。当电子设备800A及电子设备800B如图13A和图13B所示那样被折叠时，第二区域811b被弯曲，由此第一区域811a与第三区域811c各自的显示面彼此面对。
外壳802a通过铰链803与外壳802b连接。
显示面板801a中的至少一部分也可以被外壳802a固定。显示面板801a中的至少一部分也可以被外壳802b固定。
电子设备800B还包括显示面板801b。
在电子设备800B中，显示面板801a与显示面板801b隔着外壳802a彼此重叠。显示面板801a的显示面与显示面板801b的显示面朝向彼此相反的方向。外壳802a也可以在第一面上固定显示面板801a且在与第一面相对的第二面上固定显示面板801b。
电子设备800B所包括的显示面板801a及显示面板801b中的一方或双方可以使用本发明的一个方式的显示装置。
在将电子设备800B折叠时，使用者可以看到显示面板801b的显示。在将电子设备800B展开时，使用者可以看到显示面板801a的显示。
图14A是示出将电子设备800C折叠成最小尺寸(对折)的状态的图。图14B是示出将电子设备800C展开的状态的图。
电子设备800C包括具有柔性的显示面板801、外壳802a、外壳802b及铰链803。
作为显示面板801，可以使用无缝拼接且具有柔性的一个显示面板。显示面板801可以使用本发明的一个方式的显示装置。
在将电子设备800C展开的状态下，显示面板801包括隔着外壳802a彼此重叠的第一区域811a及第二区域811b，位于第一区域811a与第二区域811b之间且具有曲面的第三区域811c、与铰链803重叠的第四区域811d，与外壳802b重叠的第五区域811e。这五个区域优选包括在显示面板801的显示区域中。在图14A所示的状态下，第一区域811a、第二区域811b及第五区域811e彼此重叠。在图14A所示的状态下，使用者可以看到第一区域811a及第三区域811c的显示。在图14B所示的状态下，使用者可以看到第二区域811b、第四区域811d及第五区域811e(还有第三区域811c)的显示。
在图14A所示的状态下，第一区域811a与第五区域811e的显示面朝向同一方向，第二区域811b的显示面朝向与该方向相对的方向。当电子设备800C如图14A所示那样被折叠时，第二区域811b与第五区域811e各自的显示面彼此面对。
外壳802a通过铰链803与外壳802b连接。
显示面板801中的至少一部分也可以被外壳802a固定。显示面板801沿着外壳802a的连续的三个面(第一面、与第一面相对的第二面、第一面与第二面之间的第三面(侧面))设置。显示面板801的第一区域811a也可以在第一面上被固定。显示面板的第二区域811b也可以在第二面上被固定。显示面板801的第三区域811c也可以在第三面上被固定。
显示面板801a中的至少一部分也可以被外壳802b固定。显示面板801的第五区域811e也可以被外壳802b固定。
图15A是示出将电子设备800D折叠成最小尺寸(三折)的状态的图。图15B是示出将电子设备800D展开的状态的图。图15C是示出将电子设备800E折叠成最小尺寸(三折)的状态的图。图15D是示出将电子设备800E展开的状态的图。
电子设备800D及电子设备800E各自包括具有柔性的显示面板801、外壳802a、外壳802b、外壳802c、铰链803a及铰链803b。
作为显示面板801，可以使用无缝拼接且具有柔性的一个显示面板。显示面板801可以使用本发明的一个方式的显示装置。
在将电子设备800D或电子设备800E展开的状态下，显示面板801包括与外壳802a重叠的第一区域811a、与铰链803a重叠的第二区域811b、与外壳802b重叠的第三区域811c、与铰链803b重叠的第四区域811d及与外壳802c重叠的第五区域811e。这五个区域优选包括在显示面板801的显示区域中。在图15A和图15C所示的状态下，第一区域811a、第三区域811c及第五区域811e彼此重叠。在图15A和图15C所示的状态下，使用者可以看到第一区域811a及第二区域811b的显示。在图15B和图15D所示的状态下，使用者可以看到所有五个区域的显示。
当电子设备800D及电子设备800E如图15A和图15C所示那样被折叠时，第二区域811b被弯曲，由此与第一区域811a及第三区域811c各自的显示面相对的面彼此面对。
当电子设备800D及电子设备800E如图15A和图15C所示那样被折叠时，第四区域811d被弯曲，由此第三区域811c与第五区域811e各自的显示面彼此面对。
外壳802a通过铰链803a与外壳802b连接。外壳802b通过铰链803b与外壳802c连接。
显示面板801中的至少一部分也可以被外壳802a固定。显示面板801中的至少一部分也可以被外壳802b固定。显示面板801中的至少一部分也可以被外壳802c固定。
在电子设备800A至电子设备800D各自中，多个外壳中的一个外壳比其他外壳厚。在电子设备800A至电子设备800C中，外壳802b比外壳802a厚。在电子设备800D中，外壳802c比外壳802a及外壳802b厚。
可以将尺寸较大的电池827设置在较厚的外壳内部，由此可以长时间进行电子设备的工作。另外，通过将重量较大的电池827设置在较厚的外壳内，在展开状态下也可以使电子设备的重心位于外壳的内部。因为具有与其他外壳相比更厚的外壳且在较厚的外壳内部有重心，所以可以更容易握持被平坦地展开时的电子设备。
作为电池827优选使用可以增大容量的锂离子电池。在电池827中优选设置保护电路828。
在电子设备800E中，将电池827设置在外壳802a内。电子设备800E在外壳802a的端部包括容易握持的握柄部806，可以将电池827设置在握柄部806内。电子设备800E的重心位于设置有重量大的电池827的握柄部806，所以可以更容易握持。此外，如图15D所示，在被平坦地展开时，握柄部806被用作脚部，在桌子上也可以具有稳定的形态。另外，因为显示面具有倾斜，所以可以提高可见度。
本实施方式的电子设备的变形既可以手动进行，又可以使用电动力或弹簧等机械动力进行。
优选电子设备800A至电子设备800E无论利手如何都容易操作，优选电子设备800A至电子设备800E都能够以使用者容易看到的方向显示图像。
在该工作中，例如使用电子设备所包括的传感器(加速度传感器、陀螺仪传感器等)检测出电子设备的倾斜度，根据该倾斜度决定显示图像的方向。此外，传感器可以根据倾斜度的变化检测出电子设备的摇动。摇动因人而异，所以通过使人工智能(AI)学习摇动信息，可以判断使用者。另外，可以通过利用该功能进行个人识别。
电子设备800A至电子设备800E优选在外壳内包括天线。虽然在本实施方式中示出将天线825及天线826设置在外壳802a中的例子，但是天线的个数及设置天线的位置不局限于此。天线825是第四代移动通信系统(4G)的通信用天线，天线826是第五代移动通信系统(5G)的通信用天线。
通过将天线825及天线826都设置在外壳802a中，容易进行良好的通信。尤其是，在很多情况下通过在被折叠时也容易看到显示的使用方法(设置方法、握持方法等)使用电子设备800B至电子设备800E。因此，外壳802a朝向容易接收电波的方向的机会较多，由此容易接收电波。
图16A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16A所示的电视装置7100的操作。另外，也可以在显示部7000中具备触摸传感器，也可以通过用指头等触摸显示部7000进行电视装置7100的操作。另外，也可以在遥控操作机7111中具备显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。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。
另外，电视装置7100具备接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，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16B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显示装置。
图16C和图16D示出数字标牌的例子。
图16C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16D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16C和图16D中，可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
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。另外，在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时，可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图16C和图16D所示，数字标牌7300或数字标牌7400优选通过无线通信可以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17A至图17F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17A至图17F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。另外，也可以在电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像或动态图像，且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部上的功能；等。
下面，详细地说明图17A至图17F所示的电子设备。
图17A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。另外，作为便携式信息终端9101，可以将文字或图像信息显示在其多个面上。在图17A中示出三个图标9050的例子。另外，可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到电子邮件、SNS(SocialNetworking Services：社交网络服务)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17B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17C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。另外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外，便携式信息终端9200例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外，通过利用连接端子9006，便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电。充电也可以通过无线供电进行。
图17D至图17F是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。另外，图17D是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图17F是折叠的状态的立体图、图17E是从图17D的状态和图17F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适当地组合。
<参考例子>
在本参考例子中，说明本发明的一个方式的显示装置中的有机化合物的HOMO能级、LUMO能级及电子迁移率的计算方法。
HOMO能级及LUMO能级可以根据循环伏安法(CV)测量算出。
在本参考例子中，作为测量装置，使用电化学分析仪(BAS株式会社制造，型号：ALS型600A或600C)。此外，作为CV测量中的溶剂，使用脱水二甲基甲酰胺(DMF)(株式会社Aldrich制造，99.8％，目录号码：22705-6)，使作为支持电解质的高氯酸四正丁铵(n-Bu4NClO4)(东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.，Ltd.)制造，目录号码：T0836)以100mmol/L的浓度溶解，且使测量对象以2mmol/L的浓度溶解而调制。另外，作为工作电极使用铂电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制造，PTE铂电极)，作为辅助电极使用铂电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制造，VC-3用Pt对电极(5cm))，作为参考电极使用Ag/Ag+电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制造，RE7非水溶剂型参考电极)。注意，在室温下(20℃至25℃)进行CV测量。另外，将CV测量时的扫描速度统一为0.1V/sec，测量相对于参考电极的氧化电位Ea[V]及还原电位Ec[V]。Ea为氧化-还原波之间的中间电位，Ec为还原-氧化波之间的中间电位。在此，已知在本参考例子中使用的参考电极的相对于真空能级的势能为-4.94eV，因此可以利用HOMO能级[eV]＝-4.94-Ea、LUMO能级[eV]＝-4.94-Ec这两个算式分别求得HOMO能级及LUMO能级。
电子迁移率可以通过阻抗谱法(Impedance Spectroscopy：IS法)测量。
作为EL材料的载流子迁移率的测量方法，已知有飞行时间法(Time-of-flight：TOF法)或从空间电荷限制电流(Space-charge-limited current：SCLC)的I-V特性来求出的方法(SCLC法)等。TOF法与实际上的有机EL器件相比需要膜厚度更厚的样品。SCLC法具有不能得到载流子迁移率的电场强度依赖性等的缺点。在IS法中，由于测量所需要的有机膜的厚度薄，即几百nm左右，所以可以使用较少量的EL材料形成膜，可以在采用近于实际上的有机EL器件的膜厚度的情况下测量迁移率，可以得到载流子迁移率的电场强度依赖性。
在IS法中，对EL器件施加微小正弦波电压信号(V＝V0[exp(jωt)])，从其响应电流信号
Figure BDA0003310337790000872
的电流振幅与输入信号的相位差求出EL器件的阻抗(Z＝V/I)。通过从高频电压变化到低频电压而将其施加到EL器件，可以使具有有助于阻抗的各种弛豫时间的成分分离并进行测量。
这里，阻抗的倒数的导纳Y(＝1/Z)如下述算式(1)那样可以由导电G及电纳B表示。
[算式1]
Figure BDA0003310337790000871
再者，通过单一电荷注入(single injection)模型，可以算出下述算式(2)及(3)。这里，g(算式(4))为微分电导。注意，在算式中，C表示静电电容(电容)，θ表示渡越角(ωT)，ω表示角频率。T为渡越时间。作为分析使用电流方程、泊松方程、电流连续方程，并忽略扩散电流及陷阱态的存在。
[算式2]
Figure BDA0003310337790000881
Figure BDA0003310337790000882
Figure BDA0003310337790000883
从静电电容的频率特性算出迁移率的方法为-ΔB法。此外，从导电的频率特性算出迁移率的方法为ωΔG法。
实际上，首先，制造想要算出电子迁移率的材料的仅电子器件。仅电子器件是以作为载流子只流过电子的方式设计的器件。在本说明书中，对从静电电容的频率特性算出迁移率的方法(-ΔB法)进行说明。
图18A示出测量用的仅电子器件的结构，表1示出具体的结构。在本参考例子中制造的仅电子器件在第一电极901(阳极)与第二电极902(阴极)间包括第一层910、第二层911及第三层912。可以将要求出其电子迁移率的材料用于第二层911的材料。在本参考例子中，对2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)与8-(羟基喹啉)锂(简称：Liq)(重量比为1：1)的共蒸镀膜的电子迁移率进行测量。另外，在本参考例子中，也对7-[4-(10-苯基-9-蒽)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)及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)的电子迁移率进行测量。
[表1]
Figure BDA0003310337790000891
图19示出了使用ZADN及Liq的共蒸镀膜作为第二层911形成的仅电子器件的电流密度-电压特性。
阻抗测定在5.0V至9.0V的范围内施加直流电压的同时在交流电压为70mV、频率为1Hz至3MHz的条件下进行测定。从这里得到的阻抗的倒数的导纳(上述(1)算式)算出电容。图20示出施加电压为7.0V时算出的电容C的频率特性。
由于由微小电压信号注入的载流子所产生的空间电荷不能完全跟上微小交流电压，电容C的频率特性是从电流产生相位差得到的。这里，膜中的载流子的渡越时间被所注入的载流子到达对置电极的时间T定义，由以下算式(5)表示。
[算式3]
Figure BDA0003310337790000892
负电纳变化(-ΔB)对应于静电电容变化-ΔC乘以角频率ω的值(-ωΔC)。由算式(3)导出最低频率一侧的峰频率f’max(＝ωmax/2π)与渡越时间T之间满足以下算式(6)的关系。
[算式4]
Figure BDA0003310337790000901
图21示出从上述测定算出的(即直流电压为7.0V时的)-ΔB的频率特性。在附图中以箭头示出从图21求出的最低频率一侧的峰频率f’max。
由于从由上述测定及分析得到的f’max求出渡越时间T(参照上述算式(6))，所以可以从上述算式(5)求出这里的电压为7.0V时的电子迁移率。通过在直流电压为5.0V至9.0V范围内进行同样的测定，可以算出各电压(电场强度)的电子迁移率，因此也可以测定迁移率的电场强度依赖性。
图22示出通过上述算出法获得的各有机化合物的电子迁移率的电场强度依赖性，表2示出从图22读出的电场强度[V/cm]的平方根为600[V/cm]1/2时的电子迁移率的值。在图22中，正方形表示cgDBCzPA的结果，三角形表示2mDBTBPDBq-II的结果，菱形表示ZADN与Liq的共蒸镀膜的结果。
[表2]
Figure BDA0003310337790000902
如上所述可以算出电子迁移率。注意，关于详细的测定方法，可以参照TakayukiOkachi等人的“Japanese Journal of Applied Physics”Vol.47，No.12，2008，pp.8965-8972。
[实施例1]
在本实施例中，说明制造能够用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件并对其进行评价的结果。
在本实施例中，说明作为发光器件制造发射红色的光的器件R1、发射绿色的光的器件G1及发射蓝色的光的器件B1并对其进行评价的结果。注意，图18B示出本实施例所使用的器件的结构，表3示出具体结构。另外，下面示出在本实施例中使用的材料的化学式。
[表3]
Figure BDA0003310337790000911
*9mDBtBPNfpr:PCBFF:ALD-MG018Q(0.7:0.3:0.05 60nm)
**8BP-4mDBtPBfpm:βNCCP:[Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)](0.6:0.4:0.1 50nm)
***αN-βNPAnth:3,10PCA2Nbf(IV)-02(1:0.015 25nm)
[化学式1]
Figure BDA0003310337790000921
[化学式2]
Figure BDA0003310337790000931
<<发光器件的制造>>
如图18B所示，在本实施例中制造的器件R1、器件G1及器件B1具有如下结构：在衬底(未图示)上形成第一电极130，在第一电极130上依次形成空穴注入层131、空穴传输层132a、空穴传输层132b、发光层133、电子传输层134及电子注入层135，在电子注入层135上形成有第二电极140。各器件在第二电极140上还包括缓冲层136。缓冲层136具有降低起因于第二电极140(半透过·半反射电极)中的表面等离子体的光能量的损失的功能。作为缓冲层136，可以采用可用于发光器件的各种有机膜。
首先，在衬底上形成第一电极130。电极面积设为4mm2(2mm×2mm)。作为衬底使用玻璃衬底。第一电极130通过利用溅射法形成银(Ag)、钯(Pd)与铜(Cu)的合金(Ag-Pd-Cu(APC))且利用溅射法形成包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)来形成。在器件R1中，形成100nm厚的APC且形成110nm厚的ITSO。在器件G1及器件B1中，形成100nm厚的APC且形成85nm厚的ITSO。另外，在本实施例中，第一电极130被用作阳极。
在此，作为预处理，用水对衬底的表面进行洗涤，以200℃焙烧1小时，然后进行UV臭氧处理370秒。然后，将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃的温度下进行真空焙烧30分钟，然后对衬底进行冷却30分钟左右。
接着，在第一电极130上形成空穴注入层131。空穴注入层131如下方法形成：将真空蒸镀装置内部减压到10-4Pa，然后将N，N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)与ALD-MP001Q(分析工房株式会社，材料序列号：1S20180314)以重量比为1：0.05(＝BBABnf：ALD-MP001Q)且以膜厚度为10nm的方式共蒸镀。ALD-MP001Q对BBABnf具有电子接收性。
接着，在空穴注入层131上形成空穴传输层132a。空穴传输层132a通过蒸镀BBABnf形成。空穴传输层132a的厚度在器件R1中为30nm，在器件G1中为10nm，在器件B1中为25nm。
接着，在空穴传输层132a上形成空穴传输层132b。
器件R1的空穴传输层132b以厚度为50nm的方式蒸镀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)来形成。
器件G1的空穴传输层132b以厚度为50nm的方式蒸镀4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)来形成。
器件B1的空穴传输层132b以厚度为10nm的方式蒸镀3，3’-(萘-1，4-二基)双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCzN2)来形成。
接着，在空穴传输层132b上形成发光层133。
器件R1的发光层133以厚度为60nm且重量比为0.7：0.3：0.05(＝9mDBtBPNfpr：PCBFF：ALD-MG018Q)的方式共蒸镀9-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[1’，2’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：9mDBtBPNfpr)、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-双(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)胺(简称：PCBFF)及ALD-MG018Q(分析工房株式会社，材料序列：1S20161025)来形成。ALD-MG018Q是红色的发光材料。
器件G1的发光层133以膜厚度为50nm且重量比为0.6：0.4：0.1(＝8BP-4mDBtPBfpm：βNCCP：[Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)]的方式共蒸镀8-(1，1’-联苯-4-基)-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：8BP-4mDBtPBfpm)、9-(2-萘基)-9’-苯基-9H，9’H-3，3’-联咔唑(简称：βNCCP)及[2-d3-甲基-(2-吡啶基-κN)苯并呋喃并[2，3-b]吡啶-κC]双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(III)(简称：[Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)])来形成。[Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)是绿色的发光材料。
器件B1的发光层133以重量比为1：0.015(＝αN-βNPAnth：3，10PCA2Nbf(IV)-02)且厚度为25nm的方式共蒸镀9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称：αN-βNPAnth)与3，10-双[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10PCA2Nbf(IV)-02)来形成。3，10PCA2Nbf(IV)-02是蓝色的发光材料。
接着，在发光层133上形成电子传输层134。本实施例的发光器件中的电子传输层134具有2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)与8-羟基喹啉-锂(简称：Liq)的混合比例互不相同的两层的叠层结构。在电子传输层134中，与阳极(第一电极130)一侧相比，阴极(第二电极140)一侧的Liq含量更少。
具体而言，作为器件R1及器件G1中的电子传输层134，以重量比为0.7：1(＝ZADN：Liq)且厚度为10nm的方式共蒸镀ZADN与Liq，并且以重量比为1：1(＝ZADN：Liq)且厚度为25nm的方式共蒸镀ZADN与Liq。作为器件B1中的电子传输层134，以重量比为0.3：1(＝ZADN：Liq)且厚度为15nm的方式共蒸镀ZADN与Liq，并且以重量比为1：0.3(＝ZADN：Liq)且厚度为15nm的方式共蒸镀ZADN与Liq。
接着，在电子传输层134上形成电子注入层135。电子注入层135使用Liq以厚度为1nm的方式蒸镀来形成。
接着，在电子注入层135上形成第二电极140。第二电极140将银(Ag)与镁(Mg)以体积比为1：0.1(＝Ag：Mg)且膜厚度为15nm的方式共蒸镀来形成。注意，在本实施例中，第二电极140被用作阴极。
然后，在第二电极140上形成缓冲层136。缓冲层136以膜厚度为80nm的方式蒸镀4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)来形成。
通过上述工序，在衬底上形成由一对电极夹着EL层而成的发光器件。在上述制造方法的蒸镀工序整体中，都使用电阻加热法进行蒸镀。
另外，如上所述，所制造的发光器件被其他衬底(未图示)密封。另外，在使用其他衬底(未图示)进行密封时，将涂布有在氮气氛的手套箱中由紫外光固化的粘合剂的其他衬底(未图示)固定于衬底上，将衬底以在形成在该衬底上的发光器件的周围附着有粘合剂的方式贴合在一起。在密封时，以6J/cm2照射365nm的紫外光而使粘合剂固化，并且以80℃进行1小时的热处理，由此使粘合剂稳定。
<<发光器件的工作特性>>
测量器件R1、器件G1及器件B1的工作特性。测量以室温(在保持为25℃的气氛下)进行。
图23至图27示出器件R1的特性。图23是示出器件R1的亮度-电流密度特性的图。图24是示出器件R1的亮度-电压特性的图。图25是示出器件R1的电流效率-亮度特性的图。图26是示出器件R1的电流密度-电压特性的图。图27是示出以5mA/cm2的电流密度使电流流过器件R1时的发射光谱的图。
图28至图32示出器件G1的特性。图28是示出器件G1的亮度-电流密度特性的图。图29是示出器件G1的亮度-电压特性的图。图30是示出器件G1的电流效率-亮度特性的图。图31是示出器件G1的电流密度-电压特性的图。图32是示出以5mA/cm2的电流密度使电流流过器件G1时的发射光谱的图。
图33至图37示出器件B1的特性。图33是示出器件B1的亮度-电流密度特性的图。图34是示出器件B1的亮度-电压特性的图。图35是示出器件B1的电流效率-亮度特性的图。图36是示出器件B1的电流密度-电压特性的图。图37是示出以14.7mA/cm2的电流密度使电流流过器件B1时的发射光谱的图。
表4示出1000cd/m2附近的各发光器件的主要初始特性值。
[表4]
Figure BDA0003310337790000981
如表4所示，可知器件R1、G1、B1各自发射色纯度高的光且具有高效率。
如图27所示，器件R1呈现在610nm附件具有最大峰值的发射光谱。另外，如图32所示，器件G1呈现在521nm附近具有最大峰值的发射光谱。另外，如图37所示，器件B1呈现在459nm附近具有最大峰值的发射光谱。
<<发光器件的可靠性特性>>
接着，对各发光器件进行可靠性测试。图38至图40示出可靠性测试的结果。在图38至图40中，纵轴表示初始亮度为100％时的归一化亮度(％)，横轴表示驱动时间(h)。在可靠性测试中，将器件R1的电流密度设定为75mA/cm2且将器件G1、B1的电流密度设定为50mA/cm2，而驱动各发光器件。
从图38可知器件R1的1080小时后的归一化亮度为84％。从图39可知器件G1的23小时后的归一化亮度为96％。从图40可知器件B1的530小时后的归一化亮度为95％。
可知器件R1、G1、B1每一个的初始劣化小。
如上所述，在本实施例中，通过采用ReSTI结构，在发射红色、绿色或蓝色的光的任何发光器件都可以制造驱动寿命长的发光器件。另外，在本实施例中，通过采用ReSTI结构，在发射荧光或磷光的发光器件都可以制造驱动寿命长的发光器件。
在本实施例中制造的三个发光器件包括包含不同的材料的发光层。另一方面，三个发光器件具有使用相同材料的层以及使用相同材料且膜厚度相同的层。因此，可知：在制造本发明的一个方式的显示装置时，在三个颜色的发光器件设置公共层，可以以较少工序制造驱动寿命长的发光器件。
[实施例2]
在本实施例中，说明制造能够用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件并对其进行评价的结果。
在本实施例中，说明作为发光器件制造发射红色的光的器件R2、发射绿色的光的器件G2及发射蓝色的光的器件B2并对其进行评价的结果。注意，图18B示出本实施例所使用的器件的结构，表5示出具体结构。
注意，本实施例的发光器件的制造方法可以参照实施例1。另外，下面示出在本实施例中使用的材料的化学式。注意，省略已示出的材料的化学式。
[表5]
Figure BDA0003310337790001001
*9mDBtBPNfpr:PCBBiF:ALD-MG018Q(0.7:0.3:0.05 60nm)
**8BP-4mDBtPBfpm:βNCCP:[Ir(ppy)2(mbfpypy)](0.6:0.4:0.1 50nm)
***αN-βNPAnth:3,10PCA2Nbf(IV)-02(1:0.015 25nm)
[化学式3]
Figure BDA0003310337790001002
如表5表示，本实施例的发光器件中的电子传输层134具有ZADN与Liq的混合比例互不相同的两层的叠层结构。具体而言，本实施例的发光器件中的电子传输层134与阳极(第一电极130)一侧相比阴极(第二电极140)一侧的Liq的含量少。
另外，器件G3的发光层133以膜厚度为50nm且重量比为0.6：0.4：0.1(＝8BP-4mDBtPBfpm：βNCCP：[Ir(ppy)2(mbfpypy)])的方式共蒸镀8BP-4mDBtPBfpm、βNCCP及[2-甲基-(2-吡啶基-κN)苯并呋喃并[2，3-b]吡啶-κC]双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(III)(简称：[Ir(ppy)2(mbfpypy)])来形成。
本实施例中的发射红色的光的器件R2、发射绿色的光的器件G2以及发射蓝色的光的器件B2的发光颜色分别为与使用有机EL器件的市售的显示装置(智能手机)的子像素相同的色度。
<<发光器件的可靠性特性>>
对各发光器件进行可靠性测试。图41示出可靠性测试的结果。在图41中，纵轴表示初始亮度为100％时的归一化亮度(％)，横轴表示驱动时间(h)。
在本实施例中，使发射红色的光的器件R2、发射绿色的光的器件G2及发射蓝色的光的器件B2以与上述市售的显示装置(智能手机)的子像素中的发光器件(有机EL器件)相同的亮度及色度发光来进行可靠性测试。在上述市售的显示装置中，在以亮度为255/255灰度(亮度100％)的条件使各颜色分别发光时的亮度为如下：红色(R)为108cd/m2、绿色(G)为354cd/m2、蓝色(B)为32.9cd/m2。另外，上述市售的显示装置的子像素的开口率为如下：红色为4.5％、绿色为4.3％、蓝色为6.8％。可以从上述开口率的值和上述显示装置中的RGB各亮度求出子像素(RGB)内的各亮度。最后，通过将包括圆偏振片的透过率假设为40％(将子像素(RGB)内的各亮度除以0.4)，可以决定驱动发光器件R2、G2及B2时的亮度。注意，在上述市售的显示装置中，在各子像素设置有滤色片及圆偏振片，隔着它们测量各有机EL器件的色度及亮度。也在本实施例的发光器件中，在各颜色器件上安装透过各颜色的滤色片而隔着该滤色片测量各发光器件的色度及亮度。
表6示出各发光器件的可靠性测试中的驱动条件。就是说，器件R2、G2及B2分别以初始亮度为6580cd/m2、200000cd/m2及1450cd/m2的条件进行恒流驱动。
[表6]
Figure BDA0003310337790001021
如图41所示，器件R2的LT95(亮度降低到初始亮度的95％的时间)为3000小时以上，器件G2的LT95为480小时，器件B2的LT95为1640小时。
一般来说，趋向于红色、绿色、蓝色的发光器件中的蓝色的发光器件的驱动寿命最短，但是在本实施例的发光器件中，蓝色的发光器件具有次于红色的发光器件的长驱动寿命。在本实施例中，作为发射蓝色的光的发光器件适用发射荧光的发光层及ReSTI结构。由此，可知：可以抑制发射蓝色的光的发光器件的初始劣化而使驱动寿命非常长。
另外，当要使RGB的发光寿命彼此相同时，可以通过改变各颜色的子像素的开口率改变所需要的亮度，所以可以调整发光寿命。此时，也可以期待初始劣化的抑制，所以可以说在各颜色中可以制造长寿命的发光器件。采用ReSTI结构的蓝色荧光器件的寿命非常长，所以在是OLED显示器的情况下可以与现有OLED显示器相比减少蓝色的子像素的开口率。另外，采用ReSTI结构及ExTET的红色磷光器件的寿命也非常长，所以可以使RGB中的红色的子像素的开口率最小。并且，通过使RGB中的绿色的子像素的开口率最大，可以保持白色显示的平衡而延长整体的寿命。可以减少蓝色及红色的子像素的开口率是也在提高波形瓦(PenTile)方式的显示装置的分辨率时很有利。
如上所述，在本实施例中，通过采用ReSTI结构，在发射红色、绿色或蓝色的光的任何发光器件都可以制造驱动寿命长的发光器件。另外，在本实施例中，通过采用ReSTI结构，在发射荧光或磷光的发光器件都可以制造驱动寿命长的发光器件。
在本实施例中制造的三个发光器件包括包含不同的材料的发光层。另一方面，三个发光器件具有使用相同材料的层以及使用相同材料且膜厚度相同的层。因此，可知：在制造本发明的一个方式的显示装置时，在三个颜色的发光器件设置公共层，可以以较少工序制造驱动寿命长的发光器件。
<参考例子2>
在本参考例子中，对在实施例1及实施例2中使用的8-(1，1’-联苯-4-基)-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：8BP-4mDBtPBfpm)的合成方法进行说明。
[化学式4]
Figure BDA0003310337790001041
将8-氯-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶1.37g、4-联苯硼酸0.657g、磷酸三钾1.91g、二乙二醇二甲醚(diglyme)30mL、叔丁醇0.662g放在三口烧瓶中，在烧瓶中进行减压及搅拌来进行脱气，用氮气置换烧瓶内的空气。
将该混合物加热至60℃，加入醋酸钯(II)23.3mg、二(1-金刚烷)
-正丁基膦66.4mg，以120℃进行搅拌27小时。对该反应液加入水，进行抽滤，利用水、乙醇及甲苯对所得到的滤渣进行洗涤。将该滤渣溶解于加热了的甲苯，使用依次填充硅藻土、矾土及硅藻土的助滤剂进行过滤。将所得到的溶液浓缩并干燥，利用甲苯进行重结晶，由此以74％的收率得到目的物的白色固体1.28g。
通过梯度升华法，使1.26g的该白色固体升华纯化。在升华纯化中，在以10mL/min的流量使氩气体流过且压力为2.56Pa的条件下，以310℃对固体进行加热。在升华纯化之后，以80％的回收率得到1.01g的目的物的淡黄色固体。下述式(a-1)示出该合成方案。
[化学式5]
Figure BDA0003310337790001051
以下示出上述反应中得到的淡黄色固体的利用核磁共振光谱法(1H-NMR)的分析结果。由该结果可知获得8BP-4mDBtPBfpm。
1H-NMR.δ(CDCl3)：7.39(t，1H)、7.47-7.53(m，4H)、7.63-7.67(m，2H)、7.68(d，2H)、7.75(d，2H)、7.79-7.83(m，4H)、7.87(d，1H)、7.98(d，1H)、8.02(d，1H)、8.23-8.26(m，2H)、8.57(s，1H)、8.73(d，1H)、9.05(s，1H)、9.34(s，1H)。
[符号说明]
Data：显示数据、Data_W：数据、DATA：布线、DATA_W：布线、G1：布线、G2：布线、M1：晶体管、M2：晶体管、M3：晶体管、M4：晶体管、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、21B：光、21G：光、21R：光、42：晶体管、100A：显示装置、100B：显示装置、101：阳极、102：阴极、103：EL层、112：公共层、114：公共层、115：公共电极、121：空穴注入层、122：空穴传输层、122a：空穴传输层、122b：空穴传输层、123：发光层、123-1：发光区域、124：电子传输层、124-1：区域、124a：电子传输层、124b：电子传输层、125：电子注入层、130：第一电极、131：空穴注入层、132a：空穴传输层、132b：空穴传输层、133：发光层、134：电子传输层、135：电子注入层、136：缓冲层、140：第二电极、142：粘合层、143：空间、151：衬底、152：衬底、153：衬底、154：衬底、155：粘合层、162：显示部、164：电路、165：布线、166：导电层、172：FPC、173：IC、182：公共层、184：公共层、190：发光器件、190B：发光器件、190G：发光器件、190R：发光器件、191：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、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、199：光学调整层、199B：光学调整层、199G：光学调整层、199R：光学调整层、201：晶体管、202：晶体管、204：连接部、205：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、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、800A：电子设备、800B：电子设备、800C：电子设备、800D：电子设备、800E：电子设备、801：显示面板、801a：显示面板、801b：显示面板、802a：外壳、802b：外壳、802c：外壳、803：铰链、803a：铰链、803b：铰链、806：握柄部、811a：第一区域、811b：第二区域、811c：第三区域、811d：第四区域、811e：第五区域、825：天线、826：天线、827：电池、828：保护电路、901：第一电极、902：第二电极、910：第一层、911：第二层、912：第三层、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：笔记本型个人计算机、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 (17)

1.一种显示装置，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电极及公共电极，
所述第二发光器件包括第二电极及所述公共电极，
所述第一发光器件从所述第一电极和所述公共电极中的被用作阳极的电极一侧依次包括第一发光层及电子传输层，
所述第二发光器件在所述第二电极与所述公共电极间包括第二发光层，
所述第一发光层包含发射第一颜色的光的第一有机化合物，
所述第二发光层包含发射第二颜色的光的第二有机化合物，
所述电子传输层包含第三有机化合物和第一物质，
所述第三有机化合物为电子传输性材料，
所述第一物质为金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐，
所述电子传输层具有第一区域和第二区域，
并且，所述第一区域中的所述第一物质的浓度与所述第二区域中的所述第一物质的浓度不同。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
其中所述第一区域比所述第二区域更靠近所述第一发光层一侧，
并且所述第一区域中的所述第一物质的浓度高于所述第二区域中的所述第一物质的浓度。
3.根据权利要求1或2所述的显示装置，
其中所述第二发光器件在所述第二电极与所述公共电极间包括与所述第一发光器件共通使用的层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其中所述第三有机化合物具有-6.0eV以上的HOMO能级，且电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示装置，
其中所述第二发光层还包含第四有机化合物及第五有机化合物，
并且所述第四有机化合物与所述第五有机化合物为形成激基复合物的组合。
6.根据权利要求1至5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注入层，
所述空穴注入层与所述第一电极及所述公共电极中的被用作阳极的电极接触，
所述空穴注入层包含第一化合物及第二化合物，
所述第一化合物对所述第二化合物具有电子受体性，
并且所述第二化合物的HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下。
7.根据权利要求6所述的显示装置，
其中所述第一发光器件还包括第一空穴传输层，
所述第一空穴传输层位于所述空穴注入层与所述第一发光层之间，
所述第一空穴传输层包含第三化合物，
所述第三化合物的HOMO能级为所述第二化合物的HOMO能级以下的值，
并且所述第三化合物的HOMO能级与所述第二化合物的HOMO能级之差为0.2eV以内。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述第二化合物及所述第三化合物都具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。
9.根据权利要求7所述的显示装置，
其中所述第一发光器件还包括第二空穴传输层，
所述第二空穴传输层位于所述第一空穴传输层与所述第一发光层之间，
所述第二空穴传输层包含第四化合物，
并且所述第四化合物的HOMO能级低于所述第三化合物的HOMO能级。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中所述第二化合物、所述第三化合物及所述第四化合物都具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的显示装置，其中所述第一有机化合物为荧光发光物质。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的显示装置，
其中所述第一颜色蓝色，
并且所述第二颜色为红色或绿色。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的显示装置，其中所述第一物质为包含碱金属或碱土金属的有机金属配合物。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的显示装置，其中所述第一物质为包含含有氮及氧的配体和碱金属或碱土金属的有机金属配合物。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的显示装置，其中所述第一物质为包含羟基喹啉配体和碱金属或碱土金属的有机金属配合物。
16.一种显示模块，包括：
权利要求1至15中任一项所述的显示装置；以及
连接器或集成电路。
17.一种电子设备，包括：
权利要求16所述的显示模块；以及
天线、电池、外壳、照相机、扬声器、麦克风和操作按钮中的至少一个。
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