TW202045962A - 發光器件、發光裝置、電子裝置、顯示裝置及照明設備 - Google Patents

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瀬尾哲史
大澤信晴
山崎舜平
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日商半導體能源研究所股份有限公司
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Abstract

提供一種長壽命的發光裝置。發光裝置包括第一發光器件和第一顏色轉換層。其中，第一顏色轉換層包含第一物質，第一發光器件的EL層從陽極側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層和第四層。第一層包含第一有機化合物和第二有機化合物。第二層包含第三有機化合物。第三層包含第四有機化合物。發光層包含第五有機化合物和第六有機化合物。第四層包含第七有機化合物。第一有機化合物是對第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物。第五有機化合物是發光中心物質。第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4eV以下。

Description

發光器件、發光裝置、電子裝置、顯示裝置及照明設備
本發明的一個實施方式係關於一種發光元件、發光器件、顯示模組、照明模組、顯示裝置、發光裝置、電子裝置及照明設備。注意，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。本說明書等所公開的發明的一個實施方式的技術領域係關於一種物體、方法或製造方法。另外，本發明的一個實施方式係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或者組合物(composition of matter)。因此，更明確而言，作為本說明書所公開的本發明的一個實施方式的技術領域的例子，可以舉出半導體裝置、顯示裝置、液晶顯示裝置、發光裝置、照明設備、蓄電裝置、記憶體裝置、攝像裝置、它們的驅動方法或者它們的製造方法。
近年來，使用有機化合物且利用電致發光(EL：Electroluminescence)的發光器件(有機EL元件)的實用化非常活躍。在這些發光器件的基本結構中，在一對電極之間夾有包含發光材料的有機化合物層(EL層)。藉由對該元件施加電壓，注入載子，利用該載子的再結合能量，可以獲得來自發光材料的發光。
因為這種發光器件是自發光型發光器件，所以當用於顯示器的像素時比起液晶有可見度更高、不需要背光源等優勢。因此，該發光器件適合於平板顯示器元件。另外，使用這種發光器件的顯示器可以被製造成薄且輕，這也是極大的優點。再者，非常高速的回應也是該發光器件的特徵之一。
此外，因為這種發光器件的發光層可以在二維上連續地形成，所以可以獲得面發光。因為這是在以白熾燈或LED為代表的點光源或者以螢光燈為代表的線光源中難以得到的特徵，所以作為可用於照明等的面光源，上述發光器件的利用價值也高。
當將該發光器件用作全彩色顯示器的像素時，至少需要獲得紅色、綠色和藍色這三種顏色的光，為達到此目的，通常有兩種典型的方法。一種是採用顯示各發光顏色的發光的發光器件的方法。另一種是所有發光器件顯示相同的發光顏色的光並將該發光變為對應各像素期望的波長的光的方法。
前者由於光的損失少而在發光效率方面是有利的，而後者由於不需要為每個像素分別製造發光器件而易於製造，從而易於提高產量，所以在成本方面是有利的。
另外，作為將上述發光改變為每個像素的期望波長的光的方法，典型地，有藉由切斷來自發光器件的一部分發光來獲得期望波長的光的方法，以及藉由轉換上述發光來獲得所需波長的光的方法。與僅切斷獲得的一部分發光的前者相比，雖然後者還要取決於轉換效率，但是相對來說能量損失較少。因此，可以說後者是更容易獲得功耗低的發光裝置的方法。
如上所述，作為藉由對從發光器件發射的光進行轉換來獲得期望的波長的光的方法，可以使用利用光致發光的顏色轉換層。該顏色轉換層含有藉由吸收光被激發而發光的物質。利用有機化合物的顏色轉換層已經存在很長時間了，但是近年來，使用量子點(QD：Quantum dot)的顏色轉換層已經投入實際使用。
[專利文獻1]國際公開第2016/098570號小冊子
於是，本發明的一個實施方式的目的是提供一種新穎的發光器件。另外，本發明的一個實施方式的目的是提供一種發光效率良好的發光器件。另外，本發明的一個實施方式的目的是提供一種壽命良好的發光器件。另外，本發明的一個實施方式的目的是提供一種驅動電壓低的發光器件。
另外，本發明的另一個實施方式的目的是提供一種可靠性高的發光裝置、電子裝置及顯示裝置。另外，本發明的另一個實施方式的目的是提供一種功耗低的發光裝置、電子裝置及顯示裝置。
本發明的一個實施方式只要實現上述目的中的任一個即可。
本發明的一個實施方式是一種發光裝置，包括第一發光器件和第一顏色轉換層。其中，所述第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質。來自所述第一發光器件的發光入射到所述第一顏色轉換層，表示使恆定電流流過所述第一發光器件時得到的發光的亮度變化的劣化曲線具有極大值。
另外，本發明的另一個實施方式的發光裝置包括第一發光器件和第一顏色轉換層，其中，所述第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質，來自所述第一發光器件的發光入射到所述第一顏色轉換層，所述第一發光器件包括陽極、陰極以及位於所述陽極與所述陰極間的EL層，所述EL層從陽極側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層和第四層。所述第一層與所述陽極接觸，並且所述第一層包含第一有機化合物和第二有機化合物。所述第二層包含第三有機化合物。所述第三層包含第四有機化合物。所述發光層包含第五有機化合物和第六有機化合物。所述第四層包含第七有機化合物。所述第一有機化合物是對所述第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物。所述第五有機化合物是發光中心物質。所述第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4eV以下。所述第七有機化合物在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率為1×10-7 cm2 /Vs以上且5×10-5 cm2 /Vs以下。
另外，本發明的另一個實施方式的發光裝置包括第一發光器件和第一顏色轉換層，其中，所述第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質，來自所述第一發光器件的發光入射到所述第一顏色轉換層，所述第一發光器件包括陽極、陰極以及位於所述陽極與所述陰極間的EL層。所述EL層從陽極一側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層、第四層。所述第一層與所述陽極接觸，所述第四層與所述發光層接觸，所述第一層包含第一有機化合物及第二有機化合物，所述第二層包含第三有機化合物，所述第三層包含第四有機化合物，所述發光層包含第五有機化合物及第六有機化合物，所述第四層包含第七有機化合物，所述第一有機化合物為對所述第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物，所述第五有機化合物為發光中心物質，所述第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4eV以下，所述第七有機化合物在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率為1×10-7 cm2 /Vs以上且5×10-5 cm2 /Vs以下，並且，所述第七有機化合物的HOMO能階為 -6.0eV以上。
另外，本發明的另一個實施方式的發光裝置包括第一發光器件和第一顏色轉換層，其中，所述第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質，來自所述第一發光器件的發光入射到所述第一顏色轉換層，所述第一發光器件包括陽極、陰極以及位於所述陽極與所述陰極間的EL層，所述EL層從陽極一側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層、第四層，所述第一層與所述陽極接觸，所述第四層與所述發光層接觸，所述第一層包含第一有機化合物及第二有機化合物，所述第二層包含第三有機化合物，所述第三層包含第四有機化合物，所述發光層包含第五有機化合物及第六有機化合物，所述第四層包含第七有機化合物，所述第一有機化合物為對所述第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物，所述第五有機化合物為發光中心物質，所述第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4eV以下，所述第三有機化合物與所述第二有機化合物的HOMO能階差為0.2eV以下，所述第三有機化合物的HOMO能階與所述第二有機化合物的HOMO能階相同或更深，所述第七有機化合物在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率為1×10-7 cm2 /Vs以上且5×10-5 cm2 /Vs以下，並且，所述第七有機化合物的HOMO能階為-6.0eV以上。
另外，本發明的另一個實施方式的發光裝置包括第一發光器件和第一顏色轉換層，其中，所述第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質，來自所述第一發光器件的發光入射到所述第一顏色轉換層，所述第一發光器件包括陽極、陰極以及所述陽極與所述陰極之間的EL層，所述EL層從陽極一側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層、第四層，所述第一層與所述陽極接觸，所述第四層與所述發光層接觸，所述第一層包含第一有機化合物及第二有機化合物，所述第二層包含第三有機化合物，所述第三層包含第四有機化合物，所述發光層包含第五有機化合物及第六有機化合物，所述第四層包含第七有機化合物，所述第一有機化合物為對所述第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物，所述第二有機化合物包含第一電洞傳輸性骨架，所述第三有機化合物包含第二電洞傳輸性骨架，所述第四有機化合物包含第三電洞傳輸性骨架，所述第五有機化合物為發光中心物質，所述第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4eV以下，所述第一電洞傳輸性骨架、所述第二電洞傳輸性骨架及所述第三電洞傳輸性骨架分別獨立為咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的任一個，所述第七有機化合物在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率為1×10-7 cm2 /Vs以上且5×10-5 cm2 /Vs以下，並且，所述第七有機化合物的HOMO能階為-6.0eV以上。
另外，本發明的另一個實施方式的顯示裝置包括第一發光器件和第一顏色轉換層，其中，所述第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質，來自所述第一發光器件的發光入射到所述第一顏色轉換層，所述第一發光器件包括陽極、陰極以及位於所述陽極與所述陰極間的EL層，所述EL層從陽極一側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層、第四層，所述第一層與所述陽極接觸，所述第四層與所述發光層接觸，所述第一層包含第一有機化合物及第二有機化合物，所述第二層包含第三有機化合物，所述第三層包含第四有機化合物，所述發光層包含第五有機化合物及第六有機化合物，所述第四層包含第七有機化合物和第八有機化合物，所述第一有機化合物為對所述第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物，所述第五有機化合物為發光中心物質，所述第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4eV以下，所述第七有機化合物是具有蒽骨架的有機化合物，所述第八有機化合物是鹼金屬或鹼土金屬的有機錯合物。
另外，本發明的另一個實施方式的顯示裝置包括第一發光器件和第一顏色轉換層，其中，所述第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質，來自所述第一發光器件的發光入射到所述第一顏色轉換層，所述第一發光器件包括陽極、陰極以及位於所述陽極與所述陰極間的EL層，所述EL層從陽極一側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層、第四層，所述第一層與所述陽極接觸，所述第四層與所述發光層接觸，所述第一層包含第一有機化合物及第二有機化合物，所述第二層包含第三有機化合物，所述第三層包含第四有機化合物，所述發光層包含第五有機化合物及第六有機化合物，所述第四層包含第七有機化合物和第八有機化合物，所述第一有機化合物為對所述第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物，所述第五有機化合物為發光中心物質，所述第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4eV以下，所述第三有機化合物與所述第二有機化合物的HOMO能階差為0.2eV以下，所述第三有機化合物的HOMO能階與所述第二有機化合物的HOMO能階相同或更深，所述第七有機化合物是具有蒽骨架的有機化合物，所述第八有機化合物是鹼金屬或鹼土金屬的有機錯合物。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第四層中的所述第八有機化合物的濃度從所述發光層一側到所述陰極一側變低的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式的顯示裝置包括第一發光器件和第一顏色轉換層，其中，所述第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質，來自所述第一發光器件的發光入射至所述第一顏色轉換層，所述第一發光器件包括陽極、陰極以及位於所述陽極與所述陰極間的EL層，所述EL層從陽極一側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層、第四層，所述第一層與所述陽極接觸，所述第四層與所述發光層接觸，所述第一層包含第一有機化合物及第二有機化合物，所述第二層包含第三有機化合物，所述第三層包含第四有機化合物，所述發光層包含第五有機化合物及第六有機化合物，所述第四層包含第七有機化合物和第八有機化合物，所述第一有機化合物為對所述第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物，所述第二有機化合物包含第一電洞傳輸性骨架，所述第三有機化合物包含第二電洞傳輸性骨架，所述第四有機化合物包含第三電洞傳輸性骨架，所述第五有機化合物是發光中心物質，所述第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4eV以下，所述第一電洞傳輸性骨架、所述第二電洞傳輸性骨架及所述第三電洞傳輸性骨架分別獨立為咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的任一個，所述第七有機化合物是具有蒽骨架的有機化合物，並且，所述第八有機化合物是鹼金屬或鹼土金屬的有機錯合物。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第七有機化合物的電子移動率小於所述第六有機化合物的電子移動率的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第四有機化合物的HOMO能階與所述第三有機化合物的HOMO能階之差為0.2eV以下的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第四有機化合物的HOMO能階比所述第三有機化合物的HOMO能階深的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第二有機化合物為具有二苯并呋喃骨架的有機化合物的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第二有機化合物與所述第三有機化合物為相同物質的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第五有機化合物為藍色螢光材料的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中表示使恆定電流流過所述第一發光器件時得到的發光的亮度變化的劣化曲線具有極大值的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述吸收光而發光的第一物質為量子點的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第一發光器件具有微腔結構的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是如下發光裝置：在上述結構中，所述發光裝置還包括第二發光器件和第二顏色轉換層，所述第二顏色轉換層包含吸收光而發光的第二物質，所述第二發光器件的發光入射到所述第二顏色轉換層，所述第二發光器件具有與所述第一發光器件相同的結構，來自所述第一物質的發光的波長與來自所述第二物質的發光的波長不同。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第二物質為量子點的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第二發光器件具有微腔結構的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是如下發光裝置：在上述結構中，所述發光裝置還包括第三發光器件，所述第三發光器件具有與所述第一發光器件相同的結構，來自所述第三發光器件的發光不經過顏色轉換層射出到發光裝置外。
另外，本發明的另一個實施方式是如下發光裝置：在上述結構中，所述發光裝置還包括第三發光器件和具有使光散射的功能的結構，所述第三發光器件具有與所述第一發光器件相同的結構，來自所述第三發光器件的發光經過所述具有使光散射的功能的結構射出到發光裝置外。
另外，本發明的另一個實施方式是如下發光裝置：在上述結構中，所述發光裝置還包括第三發光器件、第一彩色層、第二彩色層以及樹脂層。來自所述第一發光器件的發光經過所述第一顏色轉換層和所述第一彩色層射出。來自所述第二發光器件的發光經過所述第二顏色轉換層和所述第二彩色層射出。所述第三發光器件具有與所述第一發光器件相同的結構，來自所述第三發光器件的發光經過所述樹脂層射出。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中所述第三發光器件具有微腔結構的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中包括感測器、操作按鈕、揚聲器或麥克風的電子裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中包括電晶體或基板的發光裝置。
另外，本發明的另一個實施方式是在上述結構中包括外殼的照明設備。
在本說明書中，發光裝置包括使用發光器件的影像顯示器件。另外，發光裝置有時還包括如下模組：發光器件安裝有連接器諸如異方性導電膜或TCP(Tape Carrier Package：捲帶式封裝)的模組；在TCP的端部設置有印刷線路板的模組；或者藉由COG(Chip On Glass：晶粒玻璃接合)方式在發光器件上直接安裝有IC(積體電路)的模組。再者，照明設備等有時包括發光裝置。
本發明的一個實施方式能夠提供一種新穎的發光器件。另外，能夠提供一種壽命良好的發光器件。另外，能夠提供一種發光效率良好的發光器件。另外，能夠提供一種驅動電壓低的發光器件。
另外，本發明的另一個實施方式能夠提供一種可靠性高的發光裝置、電子裝置及顯示裝置。另外，本發明的另一個實施方式能夠提供一種功耗低的發光裝置、電子裝置及顯示裝置。
注意，這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。另外，本發明的一個實施方式並不需要具有所有上述效果。另外，這些效果以外的效果從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載是顯然的，並可以從所述記載中衍生。
以下，參照圖式詳細地說明本發明的實施方式。但是，本發明不侷限於以下說明，而所屬技術領域的通常知識者可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明的一個實施方式不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。
實施方式1 近年來，使用量子點(QD：Quantum dot)的顏色轉換技術已在液晶顯示器等領域得到實際應用。QD是其尺寸為幾nm的半導體奈米晶，並包括1×103 個至1×106 個左右的原子。在QD中封閉有電子、電洞及激子，因此產生離散的能量狀態，且能量移動依賴於其尺寸。也就是說，即使是包括相同的物質的QD也根據尺寸具有不同的發光波長，所以藉由改變所使用的QD的尺寸，可以容易調整發光波長。
此外，因為QD的分散性限制相位弛豫，所以量子點的發射光譜的峰寬窄。由此，可以得到色純度高的發光。也就是說，藉由使用使用了QD的顏色轉換層，可以獲得具有高色純度的發光，可以獲得覆蓋色域Rec.2020的發光，該Rec.2020是與BT.2020標準及BT.2100標準相對應的色域。
與使用有機化合物的發光物質的顏色轉換層一樣，使用QD的顏色轉換層藉由光致發光將發光器件的光轉換為具有更長波長的光，該光致發光吸收從發光器件發出的光並重新發出光。因此，當將顏色轉換層用作顯示器時，採用如下結構：從發光器件獲得再現全彩色所需的三種原色中波長最短的藍光，並且藉由顏色轉換獲得綠光和紅光。
也就是說，在採用顏色轉換方式的顯示器中，所使用的藍色發光器件的特性支配大部分特性，因此需要具有更好特性的藍色發光器件。
如圖1A所示，本發明的一個實施方式的發光裝置具有包括發光器件207和顏色轉換層205的像素208，從發光器件207射出的光入射到顏色轉換層205。發光器件207在第一電極201與第二電極203之間具有EL層202。另外，顏色轉換層205較佳為包含QD並能夠吸收入射的光而射出預定波長的光。當顏色轉換層205包含QD時，可以獲得發射光譜的峰值寬度窄且色純度好的發光。
上述顏色轉換層205包含能夠吸收入射的光而射出預定的波長的光的物質。作為該能夠吸收入射的光而射出預定波長的光的物質，可以使用顯示光致發光的無機材料及有機材料等各種各樣的發光物質。尤其是為無機材料的QD可以獲得上述發射光譜的峰值寬度窄且色純度好的發光。另外，當QD為無機物質時，具有高固有穩定性且理論內部量子效率幾乎為100%，從上述理由來看也是非常合適的。
包含QD的顏色轉換層205可以藉由塗佈分散有QD溶劑並對其進行乾燥、焙燒而形成。另外，還開發了預先分散有QD的薄片。各顏色的分別塗佈可以藉由如下方法來進行：噴墨等液滴噴射法或印刷法；或者，將分散有QD的溶劑塗佈到形成面，進行乾燥、焙燒、固化等使其固化之後利用光微影等進行蝕刻。
作為QD，可以舉出第14族元素、第15族元素、第16族元素、包含多個第14族元素的化合物、屬於第4族至第14族的元素和第16族元素的化合物、第二族元素和第16族元素的化合物、第13族元素和第15族元素的化合物、第13族元素和第17族元素的化合物、第14族元素和第15族元素的化合物、第11族元素和第17族元素的化合物、氧化鐵類、氧化鈦類、硫系尖晶石(spinel chalcogenide)類、各種半導體簇、金屬鹵化物鈣鈦礦材料等奈米尺寸粒子。
明確而言，可以舉出硒化鎘(CdSe)、硫化鎘(CdS)、碲化鎘(CdTe)、硒化鋅(ZnSe)、氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、碲化鋅(ZnTe)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)、砷化銦(InAs)、磷化銦(InP)、砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、氮化銦(InN)、氮化鎵(GaN)、銻化銦(InSb)、銻化鎵(GaSb)、磷化鋁(AlP)、砷化鋁(AlAs)、銻化鋁(AlSb)、硒化鉛(II)(PbSe)、碲化鉛(II) (PbTe)、硫化鉛(II)(PbS)、硒化銦(In2 Se3 )、碲化銦(In2 Te3 )、硫化銦(In2 S3 )、硒化鎵(Ga2 Se3 )、硫化砷(III) (As2 S3 )、硒化砷(III)(As2 Se3 )、碲化砷(III)(As2 Te3 )、硫化銻(III)(Sb2 S3 )、硒化銻(III)(Sb2 Se3 )、碲化銻(III)(Sb2 Te3 )、硫化鉍(III)(Bi2 S3 )、硒化鉍(III)(Bi2 Se3 )、碲化鉍(III) (Bi2 Te3 )、矽(Si)、碳化矽(SiC)、鍺(Ge)、錫(Sn)、硒(Se)、碲(Te)、硼B、碳C、磷(P)、氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、砷化硼(BAs)、氮化鋁(AlN)、硫化鋁(Al2 S3 )、硫化鋇(BaS)、硒化鋇(BaSe)、碲化鋇(BaTe)、硫化鈣(CaS)、硒化鈣(CaSe)、碲化鈣(CaTe)、硫化鈹(BeS)、硒化鈹(BeSe)、碲化鈹(BeTe)、硫化鎂(MgS)、硒化鎂(MgSe)、硫化鍺(GeS)、硒化鍺(GeSe)、碲化鍺(GeTe)、硫化錫(IV) (SnS2 )、硫化錫(II)(SnS)、硒化錫(II)(SnSe)、碲化錫(II) (SnTe)、氧化鉛(II)(PbO)、氟化銅(I)(CuF)、氯化銅(I) (CuCl)、溴化銅(I)(CuBr)、碘化銅(I)(CuI)、氧化銅(I)(Cu2 O)、硒化銅(I)(Cu2 Se)、氧化鎳(II)(NiO)、氧化鈷(II)(CoO)、硫化鈷(II)(CoS)、四氧化三鐵(Fe3 O4 )、硫化鐵(II)(FeS)、氧化錳(II)(MnO)、硫化鉬(IV)(MoS2 )、氧化釩(II)(VO)、氧化釩(IV)(VO2 )、氧化鎢(IV)(WO2 )、氧化鉭(V)(Ta2 O5 )、氧化鈦(TiO2 、Ti2 O5 、Ti2 O3 、Ti5 O9 等)、氧化鋯(ZrO2 )、氮化矽(Si3 N4 )、氮化鍺(Ge3 N4 )、氧化鋁(Al2 O3 )、鈦酸鋇(BaTiO3 )、硒鋅鎘的化合物(CdZnSe)、銦砷磷的化合物(InAsP)、鎘硒硫的化合物(CdSeS)、鎘硒碲的化合物(CdSeTe)、銦鎵砷的化合物(InGaAs)、銦鎵硒的化合物(InGaSe)、銦硒硫化合物(InSeS)、銅銦硫的化合物(例如，CuInS2 )以及它們的組合等，但是不侷限於此。此外，也可以使用以任意比率表示組成的所謂的合金型QD。例如，因為由CdSx Se(1-x) (x為0至1的任意數)表示的合金型QD可以藉由改變x來改變發光波長，所以是得到藍色發光的有效手段之一。
作為QD的結構，有核型、核殼(Core Shell)型、核多殼(Core Multishell)型等。可以使用上述任一個，但是藉由使用覆蓋核且具有更寬的能帶間隙的其他無機材料來形成殼，可以減少存在於奈米晶表面上的缺陷或懸空鍵的影響，從而可以大幅度地提高發光的量子效率。由此，較佳為使用核殼型或核多殼型的QD。作為殼的材料的例子，可以舉出硫化鋅(ZnS)或氧化鋅(ZnO)。
此外，在QD中，由於表面原子的比例高，因此反應性高而容易發生聚集。因此，QD的表面較佳為附著有保護劑或設置有保護基。由此可以防止聚集並提高對溶劑的溶解性。此外，還可以藉由降低反應性來提高電穩定性。作為保護劑(或保護基)，例如可以舉出：月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚等的聚氧乙烯烷基醚類；三丙基膦、三丁基膦、三己基膦、三辛基膦等的三烷基膦類；聚氧乙烯n-辛基苯基醚、聚氧乙烯n-壬基苯基醚等的聚氧乙烯烷基苯基醚類；三(n-己基)胺、三(n-辛基)胺、三(n-癸基)胺等的三級胺類；三丙基氧化膦、三丁基氧化膦、三己基氧化膦、三辛基氧化膦、三癸基氧化膦等的有機磷化合物；聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等的聚乙二醇二酯類；吡啶、二甲基吡啶、紫菫定酚、喹啉類等的含氮芳香化合物等的有機氮化合物；己基胺、辛基胺、癸基胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺等的胺基鏈烷類；二丁基硫醚等的二烷基硫醚類；二甲亞碸、二丁亞碸等的二烷亞碸類；噻吩等的含硫芳香化合物等的有機硫化合物；棕櫚酸、硬脂酸、油酸等的高級脂肪酸；乙醇類；失水山梨醇脂肪酸酯類；脂肪酸改性聚酯類；三級胺類改性聚氨酯類；聚乙烯亞胺類等。
當顏色轉換層205包含的物質為QD時，QD具有從自身的發光波長附近至短波長一側越是短波長的光吸收強度越高的連續的吸收光譜。為此，當需要多種發光顏色的顯示器時，各顏色的像素的發光器件包含的發光中心物質可以為相同物質，如圖1B所示，不必為像素的每種顏色分別製造發光器件，所以可以以相對較低的成本製造發光裝置。
在圖1B中，作為一個例子示出分別顯示藍色、綠色、紅色的三種顏色的光的像素。第一像素208B顯示藍色發光。第一像素208B包括第一電極201B和第二電極203，其中一個為反射電極，另一個為半透射∙半反射電極，並且，一個為陽極，另一個為陰極。同樣地，圖中示出的顯示綠色發光的第二像素208G及顯示紅色發光的第三像素208R分別包括第一電極201G及第二電極203、第一電極201R及第二電極203。圖1B中示出第一電極201B、201G及201R為反射電極且為陽極而第二電極203為半透射∙半反射電極的結構。第一電極201B、201G及201R形成在絕緣體200上。另外，為了防止相鄰像素的光混合，較佳為在像素與像素間設置有黑矩陣206。黑矩陣206也可以用作利用噴墨法等形成顏色轉換層時的堤(bank)。
另外，第一像素208B、第二像素208G及第三像素208R中的第一電極201B、201G、201R與第二電極203間夾有EL層202。雖然EL層202被共用於第一像素208B、第二像素208G及第三像素208R中，但是也可以彼此分開地設置，在多個像素中共用EL層更易於製造在成本方面是有利的。另外，通常EL層202由功能不同的多個層構成，但是也可以採用一部分被多個像素共用一部分在各像素中彼此獨立的結構。
第一像素208B、第二像素208G、第三像素208R包括由第一電極、第二電極及EL層構成的第一發光器件207B、第二發光器件207G及第三發光器件207R。圖1B中示出第一像素208B、第二像素208G、第三像素208R包括共用的EL層202的結構。
在第一發光器件207B、第二發光器件207G、第三發光器件207R中，藉由使第一電極與第二電極中的一方為反射電極另一方為半透射∙半反射電極，可以形成具有微腔結構的發光器件。能夠產生諧振的波長由反射電極表面與半透射∙半反射電極表面的光學距離209決定。假想要使其產生諧振的波長為λ時，可以藉由使該光學距離209為λ/2的整數倍來對波長λ的光進行放大。另外，可以藉由調整EL層的電洞注入層、電洞傳輸層以及作為電極的一部分形成於反射電極上的透明電極層等，來調整光學距離209。圖1B的發光裝置中EL層被第一發光器件207B、第二發光器件207G、第三發光器件207R共用且發光中心物質也相同，因此發光器件的光學距離209在第一像素208B、第二像素208G及第三像素208R中也一樣，由此可以容易地形成。注意，當對各像素分別形成EL層202時，可以根據來自該EL層的光形成光學距離209。
保護層204設置在第二電極203上。保護層204是為了保護第一發光器件207B、第二發光器件207G、第三發光器件207R免受對其不好的物質或環境的影響而設置的。作為保護層204，可以使用氧化物、氮化物、氟化物、硫化物、三元化合物、金屬或聚合物等。例如，該材料可以含有氧化鋁、氧化鉿、矽酸鉿、氧化鑭、氧化矽、鈦酸鍶、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈮、氧化鋯、氧化錫、氧化釔、氧化鈰、氧化鈧、氧化鉺、氧化釩、氧化銦、氮化鋁、氮化鉿、氮化矽、氮化鉭、氮化鈦、氮化鈮、氮化鉬、氮化鋯、氮化鎵、含有鈦及鋁的氮化物、含有鈦及鋁的氧化物、含有鋁及鋅的氧化物、含有錳及鋅的硫化物、含有鈰及鍶的硫化物、含有鉺及鋁的氧化物、含有釔及鋯的氧化物等。
第一顏色轉換層205G包含吸收第二發光器件207G的光而發光的物質。來自第二發光器件207G的發光入射到第一顏色轉換層205G並被轉換為波長長的光射出。第二顏色轉換層205R包含吸收第三發光器件207R的光而發光的物質。來自第三發光器件207R的發光入射到第二顏色轉換層205R並被轉換為波長長的光射出。
注意，由於第一像素208B不經過顏色轉換層發射光，所以較佳為其為發射光的三原色中能量最高的藍光的像素。另外，出於同樣的理由，當使第一像素208B、第二像素208G及第三像素208R的發光為同一顏色時，較佳為藍色發光。在這種情況下，這些發光器件包含的發光中心物質為相同物質，因此在成本方面是有利的，但是也可以使用不同發光中心物質。
另外，像這樣不為像素的每種顏色分別製造發光器件時，較佳為該發光器件包含的發光中心物質為藍色發光(發光的峰值波長為420nm至480nm左右)。作為發光中心物質的發光，利用溶液狀態的PL光譜算出。構成發光器件的EL層的有機化合物的相對介電常數為3左右，為了避免與發光器件的發射光譜不一致，較佳為使所述發光中心物質變為溶液狀態而使用的溶劑的相對介電常數在室溫下為1以上且10以下，更佳為2以上且5以下。作為溶劑的具體例子，可以舉出己烷、苯、甲苯、二乙醚、乙酸乙酯、氯仿、氯苯、二氯甲烷。另外，更佳的是室溫下的相對介電常數為2以上且5以下的具有高溶解性的通用溶劑。例如，更佳的是甲苯或氯仿)。
注意，這些像素還可以分別具有濾色片。
發光器件207具有圖2A至圖2C所示的結構。以下說明用於本發明的一個實施方式的發光裝置的發光器件。
圖2A是示出用於本發明的一個實施方式的發光裝置的發光器件的圖。用於本發明的一個實施方式的發光裝置的發光器件包括第一電極101、第二電極102和EL層103。該EL層包括電洞注入層111、電洞傳輸層112、發光層113及電子傳輸層114。圖2A和圖2B中的第一電極101、第二電極102及EL層103相當於圖1A中的第一電極201、第二電極203及EL層202。
注意，雖然在圖2A中的EL層103中除了上述以外還示出電子注入層115，但是發光器件的結構不侷限於此。只要具有上述結構，就也可以包括具有其他功能的層。
電洞注入層111包括第一有機化合物及第二有機化合物。第一有機化合物是對第二有機化合物呈現電子接受性的物質。另外，第二有機化合物是HOMO能階為 -5.7eV以上且-5.4eV以下的具有較深HOMO能階的物質。藉由使第二有機化合物具有較深的HOMO能階可以容易地向電洞傳輸層112注入電洞。
第一有機化合物可以使用具有拉電子基團(尤其是氟基那樣的鹵基或氰基)的有機化合物等，可以從這樣的物質中適當地選擇對上述第二有機化合物呈現電子接受性的物質。作為這種有機化合物，可以舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱：F4 -TCNQ)、氯醌、2,3,6,7,10,11-六氰-1,4,5,8,9,12-六氮雜聯伸三苯(簡稱：HAT-CN)、1,3,4,5,7,8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(簡稱：F6-TCNNQ)、2-(7-二氰基亞甲基-1,3,4,5,6,8,9,10-八氟-7H-芘-2-亞基)丙二腈等。尤其是，拉電子基團鍵合於具有多個雜原子的稠合芳香環的化合物諸如HAT-CN等熱穩定，所以是較佳的。另外，包括拉電子基團(尤其是如氟基等鹵基、氰基)的[3]軸烯衍生物的電子接收性非常高所以特別較佳的，明確而言，可以舉出：α,α’,α”-1,2,3-環丙烷三亞基三[4-氰-2,3,5,6-四氟苯乙腈]、α,α’,α”-1,2,3-環丙烷三亞基三[2,6-二氯-3,5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α,α’,α”-1,2,3-環丙烷三亞基三[2,3,4,5,6-五氟苯乙腈]等。
第二有機化合物較佳為具有電洞傳輸性的有機化合物，較佳為具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及蒽骨架中的任意個。尤其是，可以為具有包括二苯并呋喃環或二苯并噻吩環的取代基的芳香胺、包括萘環的芳香單胺、或者9-茀基藉由伸芳基鍵合於胺的氮的芳香單胺。注意，當這些第二有機化合物是包括N,N-雙(4-聯苯)胺基的物質時，可以製造壽命良好的發光器件，所以是較佳的。作為上述第二有機化合物，明確而言，可以舉出N-(4-聯苯)-6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(簡稱：BnfABP)、N,N-雙(4-聯苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(簡稱：BBABnf)、4,4’-雙(6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-基)-4”-苯基三苯基胺(簡稱：BnfBB1BP)、N,N-雙(4-聯苯)苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-6-胺(簡稱：BBABnf(6))、N,N-雙(4-聯苯)苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(簡稱：BBABnf(8))、N,N-雙(4-聯苯)苯并[b]萘并[2,3-d]呋喃-4-胺(簡稱：BBABnf(II)(4))、N,N-雙[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-4-胺基-p-三聯苯基(簡稱：DBfBB1TP)、N-[4-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-N-苯基-4-聯苯胺(簡稱：ThBA1BP)、4-(2-萘基)-4’,4”-二苯基三苯基胺(簡稱：BBAβNB)、4-[4-(2-萘基)苯基]-4’,4”-二苯基三苯基胺(簡稱：BBAβNBi)、4-(2;1’-聯萘基-6-基)-4’,4”-二苯基三苯基胺(簡稱：BBAαNβNB)、4,4’-二苯基-4”-(7;1’-聯萘基-2-基)三苯基胺(簡稱：BBAαNβNB-03)、4,4’-二苯基-4”-(7-苯基)萘基-2-基三苯基胺(簡稱：BBAPβNB-03)、4-(6;2’-聯萘基-2-基)-4’,4”-二苯基三苯基胺(簡稱：BBA(βN2)B)、4-(2;2’-聯萘基-7-基)-4’,4”-二苯基三苯基胺(簡稱：BBA(βN2)B-03)、4-(1;2’-聯萘基-4-基)-4’,4”-二苯基三苯基胺(簡稱：BBAβNαNB)、4-(1;2’-聯萘基-5-基)-4’,4”-二苯基三苯基胺(簡稱：BBAβNαNB-02)、4-(4-聯苯基)-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(簡稱：TPBiAβNB)、4-(3-聯苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(簡稱：mTPBiAβNBi)、4-(4-聯苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(簡稱：TPBiAβNBi)、4-(1-萘基)-4’-苯基三苯基胺(簡稱：αNBA1BP)、4,4’-雙(1-萘基)三苯基胺(簡稱：αNBB1BP)、4,4’-二苯基-4”-[4’-(咔唑-9-基)聯苯-4-基]三苯基胺(簡稱：YGTBi1BP)、4’-[4-(3-苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]三(1,1’-聯苯-4-基)胺(簡稱：YGTBi1BP-02)、4-[4’-(咔唑-9-基)聯苯-4-基]-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(簡稱：YGTBiβNB)、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-[4-(1-萘基)苯基]-9,9’-螺雙[9H-茀]-2-胺(簡稱：PCBNBSF)、N,N-雙([1,1’-聯苯基]-4-基)-9,9’-螺雙[9H-茀]-2-胺(簡稱：BBASF)、N,N-雙([1,1’-聯苯基]-4-基)-9,9’-螺雙[9H-茀]-4-胺(簡稱：BBASF(4))、N-(1,1’-聯苯-2-基)-N-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)-9,9’-螺-雙(9H-茀)-4-胺(簡稱：oFBiSF)、N-(4-聯苯基)-N-(9,9-二甲基-9H-茀-2-基)二苯并呋喃-4-胺(簡稱：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(簡稱：mPDBfBNBN)、4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯基胺(簡稱：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基茀-9-基)三苯基胺(簡稱：mBPAFLP)、4-苯基-4’-[4-(9-苯基茀-9-基)苯基]三苯基胺(簡稱：BPAFLBi)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(簡稱：PCBA1BP)、4,4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(簡稱：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(簡稱：PCBANB)、4,4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(簡稱：PCBNBB)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9’-螺雙[9H-茀]-2-胺(簡稱：PCBASF)、N-(1,1’-聯苯-4-基)-9,9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-茀-2-胺(簡稱：PCBBiF)等。
電洞傳輸層112包括第一電洞傳輸層112-1和第二電洞傳輸層112-2。第一電洞傳輸層112-1位於比第二電洞傳輸層112-2更靠近第一電極101一側。注意，有時第二電洞傳輸層112-2還同時具有電子障壁層的功能。
第一電洞傳輸層112-1包括第三有機化合物，第二電洞傳輸層112-2包括第四有機化合物。
第三有機化合物及第四有機化合物較佳為具有電洞傳輸性的有機化合物。第三有機化合物及第四有機化合物可以同樣地使用能夠用作上述第二有機化合物的有機化合物。
作為第二有機化合物的HOMO能階和第三有機化合物的HOMO能階，較佳為以第三有機化合物的HOMO能階更深且其差為0.2eV以下的方式選擇各個材料。另外，更佳的是，第二有機化合物和第三有機化合物為相同物質。
另外，作為第三有機化合物的HOMO能階和第四有機化合物的HOMO能階，較佳為第四有機化合物的HOMO能階更深。再者，較佳為以其差為0.2eV以下的方式選擇各自的材料。藉由使第二有機化合物至第四有機化合物的HOMO能階具有上述關係，可以使電洞順利地注入到各層中，由此可以防止驅動電壓上升及發光層中電洞過少的狀態。
另外，第二有機化合物至第四有機化合物較佳為分別具有電洞傳輸性骨架。作為該電洞傳輸性骨架，較佳為使用不會使上述有機化合物的HOMO能階過淺的咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及蒽骨架。另外，當相鄰層的材料(例如第二有機化合物和第三有機化合物或第三有機化合物和第四有機化合物)中共用上述電洞傳輸性骨架時，可以順利地進行電洞注入，所以是較佳的。作為上述電洞傳輸性骨架尤其較佳為使用二苯并呋喃骨架。
另外，藉由使相鄰層包含的材料(例如第二有機化合物和第三有機化合物或第三有機化合物和第四有機化合物)為相同材料可以順利地進行電洞的注入，因此是較佳的結構。尤其較佳為第二有機化合物和第三有機化合物為相同材料。
發光層113包括第五有機化合物和第六有機化合物。第五有機化合物為發光中心物質，第六有機化合物是用來分散第五有機化合物的主體材料。
發光中心材料可以是螢光發光物質、磷光發光物質、呈現熱活化延遲螢光(TADF)的物質或其他發光材料。另外，可以為單層，也可以由包含不同發光材料的多個層構成。在本發明的一個實施方式中，較佳為將發光層113用作呈現螢光發光的層，尤其是，呈現藍色螢光發光的層。
在發光層113中，作為可以用作螢光發光物質的材料，例如可以舉出如下物質。注意，除此之外，還可以使用其他螢光發光物質。
例如，可以舉出5,6-雙[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2,2’-聯吡啶(簡稱：PAP2BPy)、5,6-雙[4’-(10-苯基-9-蒽基)聯苯基-4-基]-2,2’-聯吡啶(簡稱：PAPP2BPy)、N,N’-二苯基-N,N’-雙[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(簡稱：1,6FLPAPrn)、N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(簡稱：1,6mMemFLPAPrn)、N,N’-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基二苯乙烯-4,4’-二胺(簡稱：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(簡稱：2YGAPPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱：PCAPA)、苝、2,5,8,11-四(三級丁基)苝(簡稱：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBAPA)、N,N”-(2-三級丁基蒽-9,10-二基二-4,1-伸苯基)雙[N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺](簡稱：DPABPA)、N,9-二苯基-N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPPA)、N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N”,N”,N’’’,N’’’-八苯基二苯并[g,p]䓛(chrysene)-2,7,10,15-四胺(簡稱：DBC1)、香豆素30、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)、N-[9,10-雙(1,1’-聯苯基-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPAPA)、N-[9,10-雙(1,1’-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPABPhA)、9,10-雙(1,1’-聯苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(簡稱：2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(簡稱：DPhAPhA)、香豆素545T、N,N’-二苯基喹吖酮(簡稱：DPQd)、紅螢烯、5,12-雙(1,1’-聯苯-4-基)-6,11-二苯基稠四苯(簡稱：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲胺基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(簡稱：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：DCM2)、N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)稠四苯-5,11-二胺(簡稱：p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]丙二烯合茀-3,10-二胺(簡稱：p-mPhAFD)、2-{2-異丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：DCJTI)、2-{2-三級丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：DCJTB)、2-(2,6-雙{2-[4-(二甲胺基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(簡稱：BisDCM)、2-{2,6-雙[2-(8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：BisDCJTM)、N,N’-(芘-1,6-二基)雙[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](簡稱：1,6BnfAPrn-03)、3,10-雙[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基胺基]萘并[2,3-b;6,7-b’]雙苯并呋喃(簡稱：3,10PCA2Nbf(IV)-02)、3,10-雙[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯基胺基]萘并[2,3-b;6,7-b’]雙苯并呋喃(簡稱：3,10FrA2Nbf(IV)-02)等。尤其是，以1,6FLPAPrn、1,6mMemFLPAPrn、1,6BnfAPrn-03等芘二胺衍化合物為代表的稠合芳族二胺化合物具有合適的電洞俘獲性且良好的發光效率及可靠性，所以是較佳的。
在發光層113中，當作為發光中心材料使用磷光發光物質時，作為可使用的材料，例如可以舉出如下物質。
例如可以使用如下材料，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}銥(III)(簡稱：[Ir(mpptz-dmp)3 ])、三(5-甲基-3,4-二苯基-4H-1,2,4-三唑)銥(III)(簡稱：[Ir(Mptz)3 ])、三[4-(3-聯苯)-5-異丙基-3-苯基-4H-1,2,4-三唑]銥(III)(簡稱：[Ir(iPrptz-3b)3 ])等具有4H-三唑骨架的有機金屬銥錯合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III)(簡稱：[Ir(Mptz1-mp)3 ])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)銥(III)(簡稱：[Ir(Prptz1-Me)3 ])等具有1H-三唑骨架的有機金屬銥錯合物；fac-三[1-(2,6-二異丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]銥(III)(簡稱：[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)]銥(III)(簡稱：[Ir(dmpimpt-Me)3 ])等具有咪唑骨架的有機金屬銥錯合物；以及雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C2’ ]銥(III)四(1-吡唑基)硼酸鹽(簡稱：FIr6)、雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C2’ ]銥(III)吡啶甲酸酯(簡稱：FIrpic)、雙{2-[3’,5’-雙(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C2’ }銥(III)吡啶甲酸酯(簡稱：[Ir(CF3 ppy)2 (pic)])、雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C2’ ]銥(III)乙醯丙酮(簡稱：FIr(acac))等以具有拉電子基的苯基吡啶衍生物為配體的有機金屬銥錯合物。上述物質是發射藍色磷光的化合物，並且是在440nm至520nm具有發光峰的化合物。
另外，可以舉出：三(4-甲基-6-苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱：[Ir(mppm)3 ])、三(4-三級丁基-6-苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱：[Ir(tBuppm)3 ])、(乙醯丙酮根)雙(6-甲基-4-苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱：[Ir(mppm)2 (acac)])、(乙醯丙酮根)雙(6-三級丁基-4-苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱：[Ir(tBuppm)2 (acac)])、(乙醯丙酮根)雙[6-(2-降莰基)-4-苯基嘧啶根]銥(III)(簡稱：[Ir(nbppm)2 (acac)])、(乙醯丙酮根)雙[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶根]銥(III)(簡稱：Ir(mpmppm)2 (acac))、(乙醯丙酮根)雙(4,6-二苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱：[Ir(dppm)2 (acac)])等具有嘧啶骨架的有機金屬銥錯合物；(乙醯丙酮根)雙(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪根)銥(III)(簡稱：[Ir(mppr-Me)2 (acac)])、(乙醯丙酮根)雙(5-異丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪根)銥(III)(簡稱：[Ir(mppr-iPr)2 (acac)])等具有吡嗪骨架的有機金屬銥錯合物；三(2-苯基吡啶根-N,C2’ )銥(III)(簡稱：[Ir(ppy)3 ])、雙(2-苯基吡啶根-N,C2’ )銥(III)乙醯丙酮(簡稱：[Ir(ppy)2 (acac)])、雙(苯并[h]喹啉)銥(III)乙醯丙酮(簡稱：[Ir(bzq)2 (acac)])、三(苯并[h]喹啉)銥(III)(簡稱：[Ir(bzq)3 ])、三(2-苯基喹啉-N,C2’ ]銥(III)(簡稱：[Ir(pq)3 ])、雙(2-苯基喹啉-N,C2’ )銥(III)乙醯丙酮(簡稱：[Ir(pq)2 (acac)])等具有吡啶骨架的有機金屬銥錯合物；以及三(乙醯丙酮根)(單啡啉)鋱(III)(簡稱：[Tb(acac)3 (Phen)])等稀土金屬錯合物。上述物質主要是發射綠色磷光的化合物，並且在500nm至600nm具有發光峰。另外，由於具有嘧啶骨架的有機金屬銥錯合物具有特別優異的可靠性及發光效率，所以是特別較佳的。
另外，可以舉出：(二異丁醯基甲烷根)雙[4,6-雙(3-甲基苯基)嘧啶基]銥(III)(簡稱：[Ir(5mdppm)2 (dibm)])、雙[4,6-雙(3-甲基苯基)嘧啶根)(二新戊醯基甲烷根)銥(III) (簡稱：[Ir(5mdppm)2 (dpm)])、雙[4,6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊醯基甲烷根)銥(III)(簡稱：[Ir(d1npm)2 (dpm)])等具有嘧啶骨架的有機金屬銥錯合物；(乙醯丙酮根)雙(2,3,5-三苯基吡嗪根)銥(III)(簡稱：[Ir(tppr)2 (acac)])、雙(2,3,5-三苯基吡嗪根)(二新戊醯基甲烷根)銥(III)(簡稱：[Ir(tppr)2 (dpm)])、(乙醯丙酮根)雙[2,3-雙(4-氟苯基)喹㗁啉合]銥(III)(簡稱：[Ir(Fdpq)2 (acac)])等具有吡嗪骨架的有機金屬銥錯合物；三(1-苯基異喹啉-N,C2’ )銥(III)(簡稱：[Ir(piq)3 ])、雙(1-苯基異喹啉-N,C2’ )銥(III)乙醯丙酮(簡稱：[Ir(piq)2 (acac)])等具有吡啶骨架的有機金屬銥錯合物；2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉鉑(II)(簡稱：PtOEP)等的鉑錯合物；以及三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮(propanedionato))(單啡啉)銪(III)(簡稱：[Eu(DBM)3 (Phen)])、三[1-(2-噻吩甲醯基)-3,3,3-三氟丙酮](單啡啉)銪(III)(簡稱：[Eu(TTA)3 (Phen)])等稀土金屬錯合物。上述物質是發射紅色磷光的化合物，並且在600nm至700nm具有發光峰。另外，具有吡嗪骨架的有機金屬銥錯合物可以獲得色度良好的紅色發光。
另外，除了上述磷光化合物以外，還可以選擇已知的磷光發光材料而使用。
作為TADF材料可以使用富勒烯及其衍生物、吖啶及其衍生物以及伊紅衍生物等。另外，還可以舉出包含鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、錫(Sn)、鉑(Pt)、銦(In)或鈀(Pd)等含金屬卟啉。作為該含金屬卟啉，例如，也可以舉出由下述結構式表示的原卟啉-氟化錫錯合物(SnF2 (Proto IX))、中卟啉-氟化錫錯合物(SnF2 (Meso IX))、血卟啉-氟化錫錯合物(SnF2 (Hemato IX))、糞卟啉四甲酯-氟化錫錯合物(SnF2 (Copro III-4Me)、八乙基卟啉-氟化錫錯合物(SnF2 (OEP))、初卟啉-氟化錫錯合物(SnF2 (Etio I))以及八乙基卟啉-氯化鉑錯合物(PtCl2 OEP)等。
Figure 02_image001
另外，還可以使用由下述結構式表示的2-(聯苯-4-基)-4,6-雙(12-苯基吲哚[2,3-a]咔唑-11-基)-1,3,5-三嗪(簡稱：PIC-TRZ)、9-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-聯咔唑(簡稱：PCCzTzn)、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(簡稱：PCCzPTzn)、2-[4-(10H-啡㗁𠯤-10-基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(簡稱：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5,10-二氫啡𠯤-10-基)苯基]-4,5-二苯基-1,2,4-三唑(簡稱：PPZ-3TPT)、3-(9,9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧雜蒽-9-酮(簡稱：ACRXTN)、雙[4-(9,9-二甲基-9,10-二氫吖啶)苯基]硫碸(簡稱：DMAC-DPS)、10-苯基-10H,10’H-螺[吖啶-9,9’-蒽]-10’-酮(簡稱：ACRSA)等具有富π電子型雜芳環和缺π電子型雜芳環的一者或兩者的雜環化合物。該雜環化合物具有富π電子型雜芳環和缺π電子型雜芳環，電子傳輸性和電洞傳輸性都高，所以是較佳的。尤其是，在具有缺π電子雜芳環的骨架中，吡啶骨架、二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、嗒𠯤骨架)及三嗪骨架穩定且可靠性良好，所以是較佳的。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電子接受性高且可靠性良好，所以是較佳的。另外，在具有富π電子雜芳環的骨架中，吖啶骨架、啡㗁𠯤骨架、啡噻𠯤骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架穩定且可靠性良好，所以較佳為具有上述骨架中的至少一個。另外，作為呋喃骨架較佳為使用二苯并呋喃骨架，作為噻吩骨架較佳為使用二苯并噻吩骨架。作為吡咯骨架，特別較佳為使用吲哚骨架、咔唑骨架、吲哚咔唑骨架、聯咔唑骨架、3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。在富π電子型芳雜環和缺π電子型芳雜環直接鍵合的物質中，富π電子芳雜環的電子供給性和缺π電子型芳雜環的電子接受性都高而S1 能階與T1 能階之間的能量差變小，可以高效地獲得熱活化延遲螢光，所以是特別較佳的。注意，也可以使用鍵合有氰基等拉電子基團的芳環代替缺π電子型芳雜環。此外，作為富π電子骨架，可以使用芳香胺骨架、吩嗪骨架等。此外，作為缺π電子骨架，可以使用氧雜蒽骨架、二氧化噻噸(thioxanthene dioxide)骨架、㗁二唑骨架、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環或雜芳環、二苯甲酮等羰骨架、氧化膦骨架、碸骨架等。如此，可以使用缺π電子骨架及富π電子骨架代替缺π電子雜芳環以及富π電子雜芳環中的至少一個。
Figure 02_image003
TADF材料是指S1能階和T1能階之差較小且具有藉由反系間竄越將三重激發能轉換為單重激發能的功能的材料。因此，能夠藉由微小的熱能量將三重激發能上轉換(up-convert)為單重激發能(反系間竄越)並能夠高效地產生單重激發態。此外，可以將三重激發能轉換為發光。
以兩種物質形成激發態的激態錯合物(Exciplex)因S1能階和T1能階之差極小而具有將三重激發能轉換為單重激發能的TADF材料的功能。
注意，作為T1能階的指標，可以使用在低溫(例如，77Κ至10Κ)下觀察到的磷光光譜。關於TADF材料，較佳的是，當以藉由在螢光光譜的短波長側的尾處引切線得到的外推線的波長能量為S1能階並以藉由在磷光光譜的短波長側的尾處引切線得到的外推線的波長能量為T1能階時，S1與T1之差為0.3eV以下，更佳為0.2eV以下。
此外，當使用TADF材料作為發光中心材料時，主體材料的S1能階較佳為比TADF材料的S1能階高。此外，主體材料的T1能階較佳為比TADF材料的T1能階高。
作為發光層的主體材料，可以使用具有電子傳輸性的材料或具有電洞傳輸性的材料、上述TADF材料等各種載子傳輸材料。
作為具有電洞傳輸性的材料，可以舉出：4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)、N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯]-4,4’-二胺(簡稱：TPD)、4,4’-雙[N-(螺-9,9’-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：mBPAFLP)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBA1BP)、4,4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBANB)、4,4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBNBB)、9,9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]茀-2-胺(簡稱：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9’-螺雙[9H-茀]-2-胺(簡稱：PCBASF)等具有芳香胺骨架的化合物；1,3-雙(N-咔唑基)苯(簡稱：mCP)、4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱：CBP)、3,6-雙(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(簡稱：CzTP)、3,3’-雙(9-苯基-9H-咔唑)(簡稱：PCCP)等具有咔唑骨架的化合物；4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(簡稱：DBT3P-II)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]二苯并噻吩(簡稱：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(簡稱：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)(簡稱：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(簡稱：mmDBFFLBi-II)等具有呋喃骨架的化合物。其中，具有芳香胺骨架的化合物、具有咔唑骨架的化合物具有良好的可靠性和高電洞傳輸性並有助於降低驅動電壓，所以是較佳的。此外，也可以使用作為上述第二有機化合物的例子舉出的有機化合物。
例如，作為具有電子傳輸性的材料，例如可以舉出：雙(10-羥基苯并[h]喹啉)鈹(II)(簡稱：BeBq2 )、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(III)(簡稱：BAlq)、雙(8-羥基喹啉)鋅(II)(簡稱：Znq)、雙[2-(2-苯并㗁唑基)苯酚]鋅(II)(簡稱：ZnPBO)、雙[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]鋅(II)(簡稱：ZnBTZ)等金屬錯合物；2-(4-聯苯基)-5-(4-三級丁基苯基)-1,3,4-㗁二唑(簡稱：PBD)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-三級丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、1,3-雙[5-(對三級丁基苯基)-1,3,4-㗁二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-㗁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CO11)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(簡稱：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(簡稱：mDBTBIm-II)等具有多唑骨架的雜環化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱：2mCzBPDBq)、4,6-雙[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(簡稱：4,6mPnP2Pm)、4,6-雙[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(簡稱：4,6mDBTP2Pm-II)等具有二嗪骨架的雜環化合物；以及3,5-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(簡稱：35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)-苯基]苯(簡稱：TmPyPB)等的具有吡啶骨架的雜環化合物。其中，具有二嗪骨架的雜環化合物或具有吡啶骨架的雜環化合物具有良好的可靠性，所以是較佳的。尤其是，具有二嗪(嘧啶或吡嗪)骨架的雜環化合物具有高電子傳輸性，也有助於降低驅動電壓。
作為能夠用作主體材料的TADF材料，可以使用與上述同樣的材料。當使用TADF材料作為主體材料時，由TADF材料生成的三重激發能經反系間竄躍轉換為單重激發能並進一步能量轉移到發光中心物質，由此可以提高發光器件的發光效率。此時，TADF材料被用作能量施體，發光中心物質被用作能量受體。
當上述發光中心物質為螢光發光物質時這是非常有效的。此外，此時，為了得到高發光效率，TADF材料的S1能階較佳為比螢光發光物的S1能階高。此外，TADF材料的T1能階較佳為比螢光發光物質的S1能階高。因此，TADF材料的T1能階較佳為比螢光發光物質的T1能階高。
此外，較佳為使用呈現與螢光發光物質的最低能量一側的吸收帶的波長重疊的發光的TADF材料。由此，激發能順利地從TADF材料轉移到螢光發光物質，可以高效地得到發光，所以是較佳的。
為了高效地從三重激發能藉由反系間竄躍生成單重激發能，較佳為在TADF材料中產生載子再結合。此外，較佳的是在TADF材料中生成的三重激發能不轉移到螢光發光物質。為此，螢光發光物質較佳為在螢光發光物質所具有的發光體(成為發光的原因的骨架)的周圍具有保護基。作為該保護基，較佳為不具有π鍵的取代基，較佳為飽和烴，明確而言，可以舉出碳原子數為3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子數為3以上且10以下的環烷基、碳原子數為3以上且10以下的三烷基矽基，更佳為具有多個保護基。不具有π鍵的取代基由於幾乎沒有傳輸載子的功能，所以對載子傳輸或載子再結合幾乎沒有影響，可以使TADF材料與螢光發光物質的發光體彼此遠離。在此，發光體是指在螢光發光物質中成為發光的原因的原子團(骨架)。發光體較佳為具有π鍵的骨架，較佳為包含芳香環，並較佳為具有稠合芳香環或稠合雜芳環。作為稠合芳香環或稠合雜芳環，可以舉出菲骨架、二苯乙烯骨架、吖啶酮骨架、啡㗁𠯤骨架、啡噻𠯤骨架等。尤其是，具有萘骨架、蒽骨架、茀骨架、䓛骨架、聯伸三苯骨架、稠四苯骨架、芘骨架、苝骨架、香豆素骨架、喹吖啶酮骨架、萘并雙苯并呋喃骨架的螢光發光物質具有高螢光量子產率，所以是較佳的。
在將螢光發光物質用作發光中心物質的情況下，作為主體材料，較佳為使用具有蒽骨架的材料。藉由將具有蒽骨架的物質用作螢光發光物質的主體材料，可以實現發光效率及耐久性都良好的發光層。在用作主體材料的具有蒽骨架的物質中，具有二苯基蒽骨架(尤其是9,10-二苯基蒽骨架)的物質在化學上穩定，所以是較佳的。另外，在主體材料具有咔唑骨架的情況下，電洞的注入/傳輸性得到提高，所以是較佳的，尤其是，在包含苯環稠合到咔唑的苯并咔唑骨架的情況下，其HOMO能階比咔唑淺0.1eV左右，電洞容易注入，所以是更佳的。尤其是，在主體材料具有二苯并咔唑骨架的情況下，其HOMO能階比咔唑淺0.1eV左右，不僅電洞容易注入，而且電洞傳輸性及耐熱性也得到提高，所以是較佳的。因此，進一步較佳為用作主體材料的物質是具有9,10-二苯基蒽骨架及咔唑骨架(或者苯并咔唑骨架或二苯并咔唑骨架)的物質。注意，從上述電洞注入/傳輸性的觀點來看，也可以使用苯并茀骨架或二苯并茀骨架代替咔唑骨架。作為這種物質的例子，可以舉出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：PCzPA)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱：PCPN)、9-[4-(10-苯基蒽-9-基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃(簡稱：2mBnfPPA)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9H-茀-9-基)-聯苯-4’-基}-蒽(簡稱：FLPPA)、9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(簡稱：αN-βNPAnth)等。尤其是，CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPA呈現非常良好的特性，所以是較佳的。
另外，主體材料也可以是混合多種物質的材料，當使用混合的主體材料時，較佳為混合具有電子傳輸性的材料和具有電洞傳輸性的材料。藉由混合具有電子傳輸性的材料和具有電洞傳輸性的材料，可以使發光層113的傳輸性的調整變得更加容易，也可以更簡便地進行再結合區域的控制。具有電洞傳輸性的材料和具有電子傳輸性的材料的含量的重量比例為1:19至19:1即可。
注意，作為上述混合的材料的一部分，可以使用磷光發光物質。磷光發光物質在作為發光中心材料使用螢光發光物質時可以被用作對螢光發光物質供應激發能的能量施體。
另外，也可以使用這些混合了的材料形成激態錯合物。藉由以形成發射與發光材料的最低能量一側的吸收帶的波長重疊的光的激態錯合物的方式選擇混合材料，可以使能量轉移變得順利，從而高效地得到發光，所以是較佳的。另外，藉由採用該結構可以降低驅動電壓，因此是較佳的。
注意，形成激態錯合物的材料的至少一個可以為磷光發光物質。由此，可以高效地將三重激發能經反系間竄躍轉換為單重激發能。
關於高效地形成激態錯合物的材料的組合，具有電洞傳輸性的材料的HOMO能階較佳為具有電子傳輸性的材料的HOMO能階以上。此外，具有電洞傳輸性的材料的LUMO能階較佳為具有電子傳輸性的材料的LUMO能階以上。注意，材料的LUMO能階及HOMO能階可以從藉由循環伏安(CV)測定測得的材料的電化學特性(還原電位及氧化電位)求出。
注意，激態錯合物的形成例如可以藉由如下方法確認：對具有電洞傳輸性的材料的發射光譜、具有電子傳輸性的材料的發射光譜及混合這些材料而成的混合膜的發射光譜進行比較，當觀察到混合膜的發射光譜比各材料的發射光譜向長波長一側漂移(或者在長波長一側具有新的峰值)的現象時說明形成有激態錯合物。或者，對具有電洞傳輸性的材料的瞬態光致發光(PL)、具有電子傳輸性的材料的瞬態PL及混合這些材料而成的混合膜的瞬態PL進行比較，當觀察到混合膜的瞬態PL壽命與各材料的瞬態PL壽命相比具有長壽命成分或者延遲成分的比率變大等瞬態回應不同時說明形成有激態錯合物。此外，可以將上述瞬態PL稱為瞬態電致發光(EL)。換言之，與對具有電洞傳輸性的材料的瞬態EL、具有電子傳輸性的材料的瞬態EL及這些材料的混合膜的瞬態EL進行比較，觀察瞬態回應的不同，可以確認激態錯合物的形成。
電子傳輸層114與發光層113接觸地設置。另外，電子傳輸層114具有電子傳輸性且包括HOMO能階為 -6.0eV以上的第七有機化合物。第七有機化合物是具有電子傳輸性的有機化合物，較佳為包含蒽骨架。另外，電子傳輸層114也可以包含為鹼金屬或鹼土金屬的有機錯合物的第八有機化合物。也就是說，電子傳輸層114既可以僅由第七有機化合物構成，也可以由如第七有機化合物和第八有機化合物的混合材料等由第七有機化合物及其他物質形成的混合材料構成。
另外，更佳的是上述第七有機化合物包含蒽骨架和雜環骨架，作為該雜環骨架較佳為含氮五員環骨架。作為含氮五員環骨架，尤其較佳的是含有如吡唑環、咪唑環、㗁唑環、噻唑環那樣的環中含有兩個雜原子的含氮五員環骨架。
作為其他的可以用作第七有機化合物的具有電子傳輸性的有機化合物，可以使用能夠用於上述主體材料的具有電子傳輸性的有機化合物或能夠用於上述螢光發光物質的主體材料的有機化合物。
另外，作為上述鹼金屬或鹼土金屬的有機錯合物，較佳為使用鋰的有機錯合物，尤其較佳為8-羥基喹啉鋰(簡稱：Liq)。
另外，較佳為構成電子傳輸層114的材料在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率為1×10-7 cm2 /Vs以上且5×10-5 cm2 /Vs以下。
另外，較佳為構成電子傳輸層114的材料在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率低於第六有機化合物或構成發光層113的材料在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率。藉由降低電子傳輸層中的電子的傳輸性可以控制向發光層的電子的注入量，由此可以防止發光層變成電子過多的狀態。
當發光層變為電子過多的狀態時，如圖3A所示，發光區域120被限定在部分區域中而使該部分的負擔變大導致劣化加速。此外，電子不能進行再結合而穿過發光層也會導致壽命及發光效率下降。在本發明的一個實施方式中，藉由降低電子傳輸層114中的電子的傳輸性，如圖3B所示，可以使發光區域120變寬以使對構成發光層113的材料的負擔得以分散，由此可以提供壽命長且發光效率良好的發光器件。
另外，在具有上述結構的發光器件中，在藉由電流密度恆定的條件下的驅動測試得到的亮度的劣化曲線中有時示出具有極大值的形狀。也就是說，用於本發明的一個實施方式的發光裝置的發光器件的劣化曲線有時成為隨著時間推移具有亮度上升部分的形狀。呈現該劣化舉動的發光器件可以利用該亮度上升使其與驅動初期的急劇劣化(亦即，所謂的初始劣化)相抵，由此可以實現初始劣化小且具有非常良好的驅動壽命的發光器件。
注意，當取這種具有極大值的劣化曲線的微分時，存在該值為0的部分，換言之，存在劣化曲線的微分為0的部分的用於本發明的一個實施方式的發光裝置的發光器件可以為初始劣化小壽命非常長的發光器件。
另外，如圖4A所示，可以認為該現象是對發光無用的再結合發生在非發光再結合區域121而產生的。在具有上述結構的本發明的發光器件中，在驅動初期由於電洞的注入能障小及電子傳輸層114的電子傳輸性較低，所以發光區域120(亦即，再結合區域)以靠近電子傳輸層114一側的狀態形成。另外，由於電子傳輸層114中的第七有機化合物的HOMO能階為-6.0eV以上較高，所以部分電洞到達電子傳輸層114而在電子傳輸層114中發生再結合，由此形成非發光再結合區域121。注意，當第六有機化合物與第七有機化合物的HOMO能階之差為0.2eV以內時也有可能發生該現象。
在此，隨著驅動時間的推移載子的平衡發生變化，如圖4B所示發光區域120(再結合區域)逐漸向電洞傳輸層112一側移動。由於非發光再結合區域121減少，再結合的載子的能量可以有效地用於發光，與驅動初期相比亮度上升。該亮度上升與發光器件的驅動初期出現的亮度急劇下降(亦即，所謂的初始劣化)相抵消，由此可以提供初始劣化小驅動壽命長的發光器件。另外，在本說明書等中，有時將上述發光器件稱為Recombination-Site Tailoring Injection結構(ReSTI結構)。
另外，由於可以抑制初始劣化，由此可以大幅減少有機EL裝置的巨大缺點之一的燒屏(burn-in)問題以及為了減少該問題在出貨前進行的老化(aging)製程所需的時間及勞力。
另外，當電子傳輸層內部形成有電子傳輸性有機化合物與電子供給性物質的混合比發生改變的區域時，上述亮度上升尤為明顯。也就是說，電子傳輸層114以其電子供給性物質濃度從第二電極側向第一電極上升的方式形成。作為能夠實現該構成的結構，可以舉出如下結構：具有濃度梯度的結構；或者電子傳輸性有機化合物與電子供給性物質的混合比不同的多個層的疊層結構等。
圖22A至圖22D示出說明電子傳輸層114中的電子供給性物質濃度的圖。圖22A和圖22B示出電子供給性物質濃度連續變化的示意圖，圖22C和圖22D示出電子供給性物質濃度階梯狀變化的示意圖。另外，圖22A和圖22B示出電子傳輸層114在一層中具有濃度梯度的結構，圖22C示出電子傳輸層114為雙層的疊層結構且兩個層分別具有濃度梯度的結構，圖22D示出電子傳輸層114為三層的疊層結構且三個層分別具有濃度梯度的結構。
如圖22A至圖22D所示，電子傳輸層114中陽極側(亦即，發光層113側)的電子供給性物質濃度高時可以抑制初期劣化，所以是較佳的。但是，本發明的一個實施方式的發光裝置不侷限於此，陽極側，亦即，發光層113側的電子供給性物質濃度也可以較低。
具有如上那樣的結構的用於本發明的一個實施方式的發光裝置的發光器件可以為壽命長的發光器件。
接著，對上述發光器件中的其他的結構和材料的例子進行說明。如上所述用於本發明的一個實施方式的發光裝置的發光器件在第一電極101和第二電極102這一對電極間包括由多個層構成的EL層103，並且該EL層103從第一電極101一側包括電洞注入層111、第一電洞傳輸層112-1、第二電洞傳輸層112-2、發光層113以及電子傳輸層114。
對EL層103中的上述以外的層沒有特別的限制，可以採用電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、電子注入層、載子障壁層、激子障壁層、電荷產生層等各種層結構。
第一電極101較佳為使用功函數大(具體為4.0 eV以上)的金屬、合金、導電化合物以及它們的混合物等形成。明確地說，例如可以舉出氧化銦-氧化錫(ITO：Indium Tin Oxide，銦錫氧化物)、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫、氧化銦-氧化鋅、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。雖然通常藉由濺射法形成這些導電金屬氧化物膜，但是也可以應用溶膠-凝膠法等來形成。作為形成方法的例子，可以舉出使用對氧化銦添加有1wt%至20 wt%的氧化鋅的靶材藉由濺射法形成氧化銦-氧化鋅的方法等。另外，可以使用對氧化銦添加有0.5wt%至5wt%的氧化鎢和0.1wt%至1wt%的氧化鋅的靶材藉由濺射法形成包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)。另外，可以舉出金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)或金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等。此外，也可以使用石墨烯。注意，雖然在此舉出功函數大且典型地用於形成陽極的材料的物質，但是在本發明的一個實施方式中，作為電洞注入層111使用包含具有電洞傳輸性的有機化合物和對該有機化合物呈現電子接受性的物質的複合材料，因此可以在選擇電極材料時無需顧及功函數。
在本實施方式中，作為EL層103的疊層結構，對如下兩種結構進行說明：如圖2A所示，採用包括電洞注入層111、第一電洞傳輸層112-1、第二電洞傳輸層112-2、發光層113、電子傳輸層114及電子注入層115的結構；如圖2B所示，採用包括電洞注入層111、第一電洞傳輸層112-1、第二電洞傳輸層112-2、發光層113、電子傳輸層114及電荷產生層116的結構。下面具體地示出構成各層的材料。
因為在上面對電洞注入層111、電洞傳輸層112(第一電洞傳輸層112-1、第二電洞傳輸層112-2)、發光層113及電子傳輸層114在進行了說明，所以省略重複記載。參照之前的記載。
可以在電子傳輸層114和第二電極102之間設置由氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2 )等的鹼金屬、鹼土金屬或它們的化合物形成的電子注入層115。電子注入層115可以使用將鹼金屬、鹼土金屬或它們的化合物包含在由具有電子傳輸性的物質構成的層中的層或電子化合物(electride)。作為電子化合物，例如可以舉出對鈣和鋁的混合氧化物以高濃度添加電子的物質等。
另外，可以在電子傳輸層114與第二電極102之間設置電荷產生層116，而代替電子注入層115(圖2B)。電荷產生層116是藉由施加電位，可以對與該層的陰極一側接觸的層注入電洞，並且對與該層的陽極一側接觸的層注入電子的層。電荷產生層116至少包括P型層117。P型層117較佳為使用上述構成電洞注入層111的複合材料來形成。另外，P型層117也可以將作為構成複合材料的材料包含上述呈現電子接受性的物質的膜和包含電洞傳輸材料的膜層疊來形成。藉由對P型層117施加電位，電子和電洞分別注入到電子傳輸層114和用作陰極的第二電極102，使得發光器件工作。
另外，電荷產生層116除了包括P型層117之外，較佳為還包括電子中繼層118及電子注入緩衝層119中的任一個或兩個。
電子中繼層118至少包含具有電子傳輸性的物質，並且能夠防止電子注入緩衝層119和P型層117的相互作用，並順利地傳遞電子。較佳為將電子中繼層118所包含的具有電子傳輸性的物質的LUMO能階設定在P型層117中的電子接受性物質的LUMO能階與電子傳輸層114中的接觸於電荷產生層116的層所包含的物質的LUMO能階之間。明確而言，電子中繼層118中的具有電子傳輸性的物質的LUMO能階較佳為-5.0eV以上，更佳為-5.0eV以上且-3.0eV以下。另外，作為電子中繼層118中的具有電子傳輸性的物質，較佳為使用酞青類材料或具有金屬-氧鍵合和芳香配體的金屬錯合物。
電子注入緩衝層119可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬以及這些物質的化合物(鹼金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、鹼土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)或稀土金屬的化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))等電子注入性高的物質。
另外，在電子注入緩衝層119包含具有電子傳輸性的物質及電子施體性物質的情況下，作為電子施體性物質，除了鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬和這些物質的化合物(鹼金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、鹼土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)或稀土金屬的化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))以外，還可以使用四硫稠四苯(tetrathianaphthacene)(簡稱：TTN)、二茂鎳、十甲基二茂鎳等有機化合物。另外，作為具有電子傳輸性的物質，可以使用與上面所說明的用於電子傳輸層114的材料同樣的材料形成。
作為形成第二電極102的物質，可以使用功函數小(具體為3.8eV以下)的金屬、合金、導電化合物以及它們的混合物等。作為這種陰極材料的具體例子，可以舉出鋰(Li)或銫(Cs)等鹼金屬、鎂(Mg)、鈣(Ca)或者鍶(Sr)等的屬於元素週期表中的第1族或第2族的元素、包含它們的合金(MgAg、AlLi)、銪(Eu)、鐿(Yb)等稀土金屬以及包含它們的合金等。然而，藉由在第二電極102和電子傳輸層之間設置電子注入層，可以不顧及功函率的大小而將各種導電材料諸如Al、Ag、ITO、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫等用作第二電極102。
這些導電材料可以藉由真空蒸鍍法、濺射法等乾處理、噴墨法、旋塗法等形成。另外，電極可以藉由利用溶膠-凝膠法等濕處理或利用金屬材料的膏劑的濕處理形成。
另外，作為EL層103的形成方法，不論乾處理或濕處理，都可以使用各種方法。例如，也可以使用真空蒸鍍法、凹版印刷法、照相凹版印刷法、網版印刷法、噴墨法或旋塗法等。
另外，也可以藉由使用不同成膜方法形成上面所述的各電極或各層。
注意，設置在第一電極101與第二電極102之間的層的結構不侷限於上述結構。但是，較佳為採用在離第一電極101及第二電極102遠的部分設置電洞與電子再結合的發光區域的結構，以便抑制由於發光區域與用於電極或載子注入層的金屬接近而發生的淬滅。
另外，為了抑制從在發光層中產生的激子的能量轉移，接觸於發光層113的如電洞傳輸層和電子傳輸層，尤其是靠近發光層113中的再結合區域的載子傳輸層較佳為使用如下物質構成，亦即，具有比構成發光層的發光材料或者包含在發光層中的發光材料所具有的能帶間隙大的能帶間隙的物質。
接著，參照圖2C說明具有層疊有多個發光單元的結構的發光器件(以下也稱為疊層型元件或串聯元件)的方式。該發光器件是在陽極和陰極之間具有多個發光單元的發光器件。一個發光單元具有與圖2A所示的EL層103大致相同的結構。就是說，可以說，圖2C所示的發光器件是具有多個發光單元的發光器件，而圖2A或圖2B所示的發光器件是具有一個發光單元的發光器件。
在圖2C中，在第一電極151與第二電極152之間層疊有第一發光單元161和第二發光單元162，並且在第一發光單元161和第二發光單元162之間設置有電荷產生層163。第一電極151和第二電極152分別相當於圖2A中的第一電極101和第二電極102，並且可以應用與圖2A的說明同樣的材料。另外，第一發光單元161和第二發光單元162可以具有相同結構，也可以具有不同結構。
電荷產生層163具有在對第一電極151及第二電極152施加電壓時，對一個發光單元注入電子並對另一個發光單元注入電洞的功能。就是說，在圖2C中，在以陽極的電位比陰極的電位高的方式施加電壓的情況下，電荷產生層163只要是對第一發光單元161注入電子並對第二發光單元162注入電洞的層即可。
電荷產生層163較佳為具有與圖2B所示的電荷產生層116同樣的結構。因為有機化合物與金屬氧化物的複合材料具有良好的載子注入性及載子傳輸性，從而能夠實現低電壓驅動及低電流驅動。注意，在發光單元的陽極一側的面接觸於電荷產生層163的情況下，電荷產生層163可以具有發光單元的電洞注入層的功能，所以在發光單元中也可以不設置電洞注入層。
另外，當在電荷產生層163中設置電子注入緩衝層119時，因為該電子注入緩衝層119具有陽極一側的發光單元中的電子注入層的功能，所以在陽極一側的發光單元中不一定必須設置電子注入層。
雖然在圖2C中說明了具有兩個發光單元的發光器件，但是可以同樣地應用層疊三個以上的發光單元的發光器件。如圖2C的發光器件所示，藉由在一對電極之間將多個發光單元使用電荷產生層163隔開並配置，該元件可以在保持低電流密度的同時實現高亮度發光，並且能夠實現壽命長的元件。另外，可以實現能夠進行低電壓驅動且低功耗的發光裝置。
與圖2C同樣，圖21示出使用具有多個發光單元的發光器件時的本發明的一個實施方式的發光裝置的示意圖。基板100上形成有第一電極151，包括第一發光層113-1的第一發光單元161與包括第二發光層113-2的第二發光單元162隔著電荷產生層163層疊。發光器件發射的光直接或者經過顏色轉換層205射出。另外，還可以經過濾色片225R、225G、225B提高色純度。注意，雖然圖21示出設置濾色片225B的結構，但是不侷限於此。例如，也可以採用設置外覆層替代圖21中的濾色片225B的結構。外覆層較佳為使用有機樹脂材料，例如可以使用丙烯酸類樹脂、聚醯亞胺類樹脂。注意，在本說明書等中，有時將濾色片層稱為彩色層並將外覆層稱為樹脂層。所以，也可以將濾色片225R稱為第一彩色層，將濾色片225G稱為第二彩色層。
另外，上述EL層103、第一發光單元161、第二發光單元162及電荷產生層等各層及電極例如可以利用蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、液滴噴射法(也稱為噴墨法)、塗佈法、凹版印刷法等方法形成。此外，其也可以包含低分子材料、中分子材料(包括低聚物、樹枝狀聚合物)或者高分子材料。
在此，當著眼於全彩色顯示器的顏色再現性時，為了顯示更豐富的色域，重要的是獲得具有高色純度的光。與來自無機化合物的發光相比，來自有機化合物的發光多具有更寬的光譜，因此為了獲得具有充分高的色純度的發光，較佳為利用微腔結構使光譜變窄。
實際上，使用適當的摻雜物具有適當的微腔結構的發光器件可以獲得符合之前說明的BT.2020標準的藍色發光。此時，藉由使發光器件具有的微腔結構為增強藍光的結構，可以形成具有高色純度的高效率的發光裝置。
具有微腔結構的發光器件是藉由由反射電極和半透射∙半反射電極構成發光器件的一對電極獲得的。反射電極與半透射∙半反射電極相當於上述第一電極101和第二電極102，一個為反射電極，另一個為半透射∙半反射電極。
具有微腔結構的發光器件藉由使從EL層包括的發光層向所有方向射出的發光被反射電極和半透射∙半反射電極反射而發生諧振，來對某一波長的光進行放大或使該光成為具有指向性的光。
反射電極的可見光的反射率為40%至100%，較佳為70%至100%，並且其電阻率為1×10-2 Ωcm以下。作為形成反射電極的材料，可以舉出鋁(Al)或包含Al的合金等。作為包含Al的合金，可以舉出包含Al及L(L表示鈦(Ti)、釹(Nd)、鎳(Ni)和鑭(La)中的一個或多個)的合金等，例如為包含Al及Ti的合金或者包含Al、Ni及La的合金等。鋁具有低電阻率和高光反射率。此外，由於鋁在地殼中大量地含有且不昂貴，所以使用鋁可以降低發光器件的製造成本。此外，也可以使用銀(Ag)、包含Ag、N(N表示釔(Y)、Nd、鎂(Mg)、鐿(Yb)、Al、Ti、鎵(Ga)、鋅(Zn)、銦(In)、鎢(W)、錳(Mn)、錫(Sn)、鐵(Fe)、Ni、銅(Cu)、鈀(Pd)、銥(Ir)和金(Au)中的一個或多個)的合金等。作為包含銀的合金，例如可以舉出如下合金：包含銀、鈀及銅的合金；包含銀及銅的合金；包含銀及鎂的合金；包含銀及鎳的合金；包含銀及金的合金；以及包含銀及鐿的合金等。除了上述材料以外，可以使用鎢、鉻(Cr)、鉬(Mo)、銅及鈦等的過渡金屬。
另外，也可以在反射電極與EL層103間作為光路長度調整層以具有透光性的導電材料形成透明電極層並以反射電極和透明電極層這兩個層用作第一電極101。藉由採用透明電極層還可以調整微腔結構的光路長度(腔長)。作為具有光透過性的導電材料，例如可以使用銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，以下稱為ITO)、包含矽或氧化矽的銦錫氧化物(簡稱：ITSO)、氧化銦-氧化鋅(Indium Zinc Oxide)、含有鈦的氧化銦-錫氧化物、銦-鈦氧化物、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦等金屬氧化物。
半透射∙半反射電極的可見光的反射率為20%至80%，較佳為40%至70%，並且其電阻率為1×10-2 Ωcm以下。半透射∙半反射電極可以使用一種或多種導電金屬、導電合金和導電化合物等形成。明確而言，例如可以使用銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，以下稱為ITO)、包含矽或氧化矽的銦錫氧化物(簡稱：ITSO)、氧化銦-氧化鋅(Indium Zinc Oxide)、含有鈦的氧化銦-錫氧化物、銦-鈦氧化物、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦等金屬氧化物。另外，可以使用具有透過光的程度的厚度(較佳為1nm以上且30nm以下的厚度)的金屬膜。作為金屬，例如可以使用Ag、Ag及Al、Ag及Mg、Ag及Au以及Ag及Yb等的合金等。
反射電極和半透射∙半反射電極可以為第一電極101或第二電極102。另外，可以為陽極或陰極。
注意，當為具有頂部發射結構的發光器件時，藉由在第二電極102的與EL層103接觸的面相反的面設置有機蓋層可以提高光取出效率。藉由設置有機蓋層，可以降低電極與空氣介面的折射率差，由此可以提高光取出效率。有機蓋層的厚度較佳為5nm以上且120nm以下。更佳為30nm以上且90nm以下。另外，有機蓋層可以使用分子量為300以上且1200以下的有機化合物層。此外，較佳為具有導電性的有機材料。半透射∙半反射電極為了維持一定程度的透光性膜厚度需要薄，但是厚度薄有時會導致導電性下降。這裡藉由作為有機蓋層使用具有導電性的材料，可以在提高光取出效率的同時確保導電性，由此可以提高發光器件製造的良率。另外，較佳為使用可見光區域的光的吸收少的有機化合物。有機蓋層可以使用能夠用於EL層103的有機化合物。在該情況下，由於可以在形成EL層103的成膜裝置或成膜室形成有機蓋層，所以可以容易地形成有機蓋層。
該發光器件藉由改變與上述反射電極接觸地設置的透明電極、電洞注入層、電洞傳輸層等載子傳輸層的厚度改變反射電極與半透射∙半反射電極之間的光程(腔長)。由此，可以在反射電極與半透射∙半反射電極之間加強諧振的波長的光且使不諧振的波長的光衰減。
另外，作為微腔結構，當想要放大的波長為λnm時，較佳為反射電極的EL層側的介面與半透射∙半反射電極的EL層側的介面間的光學距離(光路長度)為λ/2的整數倍。
另外，發光中被反射電極反射回來的光(第一反射光)會給從發光層直接入射到半透射∙半反射電極的光(第一入射光)帶來很大的干涉，因此較佳為將反射電極與發光層的光程調節為(2n-1)λ/4(注意，n為1以上的自然數，λ為要放大的光的波長)。藉由調節該光程，可以使第一反射光與第一入射光的相位一致，由此可以進一步放大從發光層發射的光。
藉由採用微腔結構，可以加強指定波長的正面方向上的發光強度，由此可以實現低功耗化。另外，可以提高進入顏色轉換層得到光的概率。
已知利用微腔結構被變窄的光對螢幕的垂直方向具有強指向性。但是，經過使用上述QD的顏色轉換層的光，從QD或發光性有機化合物發射的光朝各個方向射出，因此幾乎沒有指向性。基本上，經過顏色轉換層的發光器件的發光多少都會有損失，因此使用顏色轉換層的顯示器採用從發光器件直接取出最短波長的光的藍色發光而綠色和紅色的光經過顏色轉換層獲得。為此，綠色像素及紅色像素與藍色像素間的配光特性存在差異。該配光特性的較大差異產生視角依賴性直接導致顯示品質下降。尤其是在很多人觀看電視等大螢幕的情況下影響更大。
因此，在本發明的一個實施方式的發光裝置中，可以將不具有顏色轉換層的像素設置為具有使光發生散射的功能的結構，或者，可以將具有顏色轉換層的像素設置為賦予指向性的結構。
具有使光發生散射的功能的結構可以設置在發光器件發射的光向發光裝置的外部射出的光路上。具有微腔結構的發光器件發射的光具有強指向性，但是可以藉由具有使該光發生散射的功能的結構使其發生散射而被減弱，或者，可以使散射的光變為具有指向性的光、使經過顏色轉換層的光與不經過顏色轉換層的光變為具有同樣配光特性的光。由此，可以降低上述視角依賴性。
圖5A至圖5C示出第一像素208B中設置有具有使第一發光器件207B發射的光發生散射的功能的結構205B的結構。作為具有使第一發光器件207B發射的光發生散射的功能的結構205B，可以採用圖5A及圖5B所示的含有使第一發光器件發射的光發生散射的物質的層，也可以採用圖5C所示的具有使第一發光器件發射的光發生散射的結構體的結構。
圖6A至圖6C示出變形實例。圖6A中，代替圖5A中的具有使光發生散射的功能的結構205B，使用兼具藍色的濾色片的功能的層215B。另外，圖6B和圖6C示出具有使光發生散射的功能的結構205B及藍色的濾色片225B的情況。另外，藍色的濾色片225B可以如圖6B和圖6C所示地接觸具有使光散射的功能的結構205B地形成，但是可以形成在密封基板等其他的結構體上。由此，該發光裝置可以在使具有指向性的光發生散射的同時進一步提高色純度。另外，由於還可以抑制外光的反射，因此可以獲得更好的顯示。
藉由使來自第一像素208B的光及來自第一發光器件207B的光經過結構205B射出，可以得到指向性小的光。由此，顏色間的配光特性差異得到緩和，由此可以得到顯示品質高的發光裝置。
另外，圖7A及圖7B所示的本發明的一個實施方式的發光裝置中設置有對第一顏色轉換層發射的光賦予指向性的手段210G及210R。對第一顏色轉換層發射的光賦予指向性的手段可以採用各種手段，例如，可以以夾著顏色轉換層的方式形成半透射半反射層，由此形成微腔結構。另外，圖7A是在顏色轉換層的上下形成半透射半反射層的情況，圖7B是顏色轉換層的發光器件側的半透射半反射層兼用作發光器件的第二電極(半透射∙半反射電極)的情況。
作為來自第二像素208G及第三像素208R的光，藉由設置對顏色轉換層發射的光賦予指向性的手段210G及210R，可以獲得指向性大的光。由此，顏色間的配光特性差異得到緩和，可以得到顯示品質高的發光裝置。
實施方式2 在本實施方式中，對使用實施方式1所示的發光裝置的顯示裝置進行說明。
在本實施方式中，參照圖8A和圖8B對使用實施方式1所示的發光裝置而製造的顯示裝置進行說明。注意，圖8A是示出顯示裝置的俯視圖，並且圖8B是沿圖8A中的線A-B及線C-D切斷的剖面圖。該顯示裝置作為用來控制發光裝置的發光的單元包括由虛線表示的驅動電路部(源極線驅動電路)601、像素部602、驅動電路部(閘極線驅動電路)603。另外，元件符號604是密封基板，元件符號605是密封材料，由密封材料605圍繞的內側是空間607。
注意，引導佈線608是用來傳送輸入到源極線驅動電路601及閘極線驅動電路603的信號的佈線，並且從用作外部輸入端子的FPC(軟性印刷電路)609接收視訊信號、時脈信號、啟動信號、重設信號等。注意，雖然在此只圖示出FPC，但是該FPC還可以安裝有印刷線路板(PWB)。本說明書中的發光裝置不僅包括發光裝置主體，而且還包括安裝有FPC或PWB的發光裝置。
下面，參照圖8B說明剖面結構。雖然在元件基板610上形成有驅動電路部及像素部，但是在此示出作為驅動電路部的源極線驅動電路601和像素部602中的一個像素。
除了可以使用由玻璃、石英、有機樹脂、金屬、合金、半導體等構成的基板以外，還可以使用由FRP (Fiber Reinforced Plastics：玻璃纖維強化塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸樹脂等構成的塑膠基板，而製造元件基板610。
對用於像素或驅動電路的電晶體的結構沒有特別的限制。例如，可以採用反交錯型電晶體或交錯型電晶體。另外，頂閘極型電晶體或底閘極型電晶體都可以被使用。對用於電晶體的半導體材料沒有特別的限制，例如可以使用矽、鍺、碳化矽、氮化鎵等。或者可以使用In-Ga-Zn類金屬氧化物等的包含銦、鎵、鋅中的至少一個的氧化物半導體。
對用於電晶體的半導體材料的結晶性也沒有特別的限制，可以使用非晶半導體或結晶半導體(微晶半導體、多晶半導體、單晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用結晶半導體時可以抑制電晶體的特性劣化，所以是較佳的。
在此，氧化物半導體較佳為用於設置在上述像素或驅動電路中的電晶體和用於在後面說明的觸控感測器等的電晶體等半導體裝置。尤其較佳為使用其能帶間隙比矽寬的氧化物半導體。藉由使用能帶間隙比矽寬的氧化物半導體，可以降低電晶體的關態電流(off-state current)。
上述氧化物半導體較佳為至少包含銦(In)或鋅(Zn)。另外，上述氧化物半導體更佳為包含以In-M-Zn類氧化物(M為Al、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce或Hf等金屬)表示的氧化物的氧化物半導體。
在此，以下對能夠用於本發明的一個實施方式的氧化物半導體進行說明。
氧化物半導體被分為單晶氧化物半導體和非單晶氧化物半導體。作為非單晶氧化物半導體，例如可以舉出CAAC-OS(c-axis aligned crystalline oxide semiconductor)、多晶氧化物半導體、nc-OS(nano crystalline oxide semiconductor)、a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor)及非晶氧化物半導體等。
CAAC-OS具有c軸配向性，其多個奈米晶在a-b面方向上連結而結晶結構具有畸變。畸變是指在多個奈米晶連結的區域中晶格排列一致的區域與其他晶格排列一致的區域之間的晶格排列的方向變化的部分。
奈米晶基本上為六角形，但是不侷限於正六角形，有時為非正六角形。另外，奈米晶有時在畸變中具有五角形或七角形等晶格排列。另外，在CAAC-OS中，即使在畸變附近也觀察不到明確的晶界(也稱為grain boundary)。亦即，可知由於晶格排列畸變，可抑制晶界的形成。這是由於CAAC-OS因為a-b面方向上的氧原子排列的低密度或因金屬元素被取代而使原子間的鍵合距離產生變化等而能夠包容畸變。
CAAC-OS有具有層狀結晶結構(也稱為層狀結構)的傾向，在該層狀結晶結構中層疊有包含銦及氧的層(下面稱為In層)和包含元素M、鋅及氧的層(下面稱為(M，Zn)層)。另外，銦和元素M彼此可以取代，在用銦取代(M，Zn)層中的元素M的情況下，也可以將該層表示為(In，M，Zn)層。另外，在用元素M取代In層中的銦的情況下，也可以將該層表示為(In，M)層。
CAAC-OS是結晶性高的氧化物半導體。另一方面，在CAAC-OS中不容易觀察明確的晶界，因此不容易發生起因於晶界的電子移動率的下降。另外，氧化物半導體的結晶性有時因雜質的進入或缺陷的生成等而降低，因此可以說CAAC-OS是雜質或缺陷(氧空位(也稱為VO (oxygen vacancy))等)少的氧化物半導體。因此，具有CAAC-OS的氧化物半導體的物理性質穩定。因此，包含CAAC-OS的氧化物半導體具有高耐熱性及高可靠性。
在nc-OS中，微小的區域(例如1nm以上且10 nm以下的區域，特別是1nm以上且3nm以下的區域)中的原子排列具有週期性。另外，nc-OS在不同的奈米晶之間觀察不到結晶定向的規律性。因此，在膜整體中觀察不到配向性。所以，有時nc-OS在某些分析方法中與a-like OS或非晶氧化物半導體沒有差別。
另外，在包含銦、鎵和鋅的氧化物半導體的一種的銦-鎵-鋅氧化物(以下，IGZO)有時在由上述奈米晶構成時具有穩定的結構。尤其是，IGZO有在大氣中不容易進行晶體生長的傾向，所以有時與由大結晶(在此，幾mm的結晶或者幾cm的結晶)形成時相比由小結晶(例如，上述奈米結晶)形成時在結構上穩定。
a-like OS是具有介於nc-OS與非晶氧化物半導體之間的結構的氧化物半導體。a-like OS包含空洞或低密度區域。也就是說，a-like OS的結晶性比nc-OS及CAAC-OS的結晶性低。
氧化物半導體具有各種結構及各種特性。本發明的一個實施方式的氧化物半導體也可以包括非晶氧化物半導體、多晶氧化物半導體、a-like OS、nc-OS、CAAC-OS中的兩種以上。
另外，除了上述氧化物半導體之外還可以使用CAC(Cloud-Aligned Composite)-OS。
另外，CAC-OS在材料的一部分中具有導電性的功能，在材料的另一部分中具有絕緣性的功能，作為材料的整體具有半導體的功能。此外，在將CAC-OS用於電晶體的活性層的情況下，導電性的功能是使被用作載子的電子(或電洞)流過的功能，絕緣性的功能是不使被用作載子的電子流過的功能。藉由導電性的功能和絕緣性的功能的互補作用，可以使CAC-OS具有開關功能(開啟/關閉的功能)。藉由在CAC-OS中使各功能分離，可以最大限度地提高各功能。
另外，CAC-OS具有導電性區域及絕緣性區域。導電性區域具有上述導電性的功能，絕緣性區域具有上述絕緣性的功能。此外，在材料中，導電性區域和絕緣性區域有時以奈米粒子級分離。另外，導電性區域和絕緣性區域有時在材料中不均勻地分佈。此外，有時觀察到其邊緣模糊而以雲狀連接的導電性區域。
此外，在CAC-OS中，導電性區域和絕緣性區域有時以0.5nm以上且10nm以下，較佳為0.5nm以上且3nm以下的尺寸分散在材料中。
此外，CAC-OS由具有不同能帶間隙的成分構成。例如，CAC-OS由具有起因於絕緣性區域的寬隙的成分及具有起因於導電性區域的窄隙的成分構成。在該結構中，當使載子流過時，載子主要在具有窄隙的成分中流過。此外，具有窄隙的成分與具有寬隙的成分互補作用，與具有窄隙的成分聯動地在具有寬隙的成分中載子流過。因此，在將上述CAC-OS用於電晶體的通道形成區域時，在電晶體的導通狀態中可以得到高電流驅動力，亦即，大通態電流及高場效移動率。
也就是說，也可以將CAC-OS稱為基質複合材料(matrix composite)或金屬基質複合材料(metal matrix composite)。
藉由作為半導體層使用上述氧化物半導體材料，可以實現電特性的變動被抑制的可靠性高的電晶體。
另外，由於具有上述半導體層的電晶體的關態電流較低，因此能夠長期間保持經過電晶體而儲存於電容器中的電荷。藉由將這種電晶體用於像素，能夠在保持各顯示區域所顯示的影像的灰階的狀態下，停止驅動電路。其結果是，可以實現功耗極低的電子裝置。
為了實現電晶體的特性穩定化等，較佳為設置基底膜。作為基底膜，可以使用氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜等無機絕緣膜並以單層或疊層製造。基底膜可以藉由濺射法、CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沉積)法(電漿CVD法、熱CVD法、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金屬化學氣相沉積)法等)或ALD(Atomic Layer Deposition：原子層沉積)法、塗佈法、印刷法等形成。注意，基底膜若不需要則也可以不設置。
注意，FET623示出形成在源極線驅動電路601中的電晶體的一個。另外，驅動電路也可以利用各種CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成。另外，雖然在本實施方式中示出在基板上形成有驅動電路的驅動器一體型，但是不一定必須採用該結構，驅動電路也可以形成在外部，而不形成在基板上。
另外，像素部602由多個像素形成，該多個像素都包括開關FET611、電流控制FET612以及與該電流控制FET612的汲極電連接的陽極613，但是並不侷限於此，也可以採用組合三個以上的FET和電容器的像素部。
注意，以覆蓋陽極613的端部的方式形成絕緣物614。在此，可以使用正型感光丙烯酸形成絕緣物614。
另外，將絕緣物614的上端部或下端部形成為具有曲率的曲面，以獲得後面形成的EL層等的良好的覆蓋性。例如，在使用正型感光丙烯酸樹脂作為絕緣物614的材料的情況下，較佳為只使絕緣物614的上端部包括具有曲率半徑(0.2μm至3μm)的曲面。另外，作為絕緣物614，可以使用負型感光樹脂或者正型感光樹脂。
在陽極613上形成有EL層616及陰極617。在此，較佳為使用具有高功函數的材料作為用於陽極613的材料。例如，除了可以使用諸如ITO膜、包含矽的銦錫氧化物膜、包含2wt%至20wt%的氧化鋅的氧化銦膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等的單層膜以外，還可以使用由氮化鈦膜和以鋁為主要成分的膜構成的疊層膜以及由氮化鈦膜、以鋁為主要成分的膜和氮化鈦膜構成的三層結構等。注意，如果這裡採用疊層結構，由於佈線的電阻值較低，因此可以得到良好的歐姆接觸，另外，其可用作陽極。
另外，EL層616藉由使用蒸鍍遮罩的蒸鍍法、噴墨法、旋塗法等各種方法形成。EL層616包括圖2A至圖2C所示的結構。另外，作為構成EL層616的其他材料，也可以使用低分子化合物或高分子化合物(包含低聚物、樹枝狀聚合物)。
另外，作為用於形成在EL層616上的陰極617的材料，較佳為使用具有功函數小的材料(Al、Mg、Li、Ca、或它們的合金或化合物(MgAg、MgIn、AlLi等)等)。注意，當使產生在EL層616中的光透過陰極617時，較佳為使用由膜厚度減薄了的金屬薄膜和透明導電膜(ITO、包含2wt%至20wt%的氧化鋅的氧化銦、包含矽的銦錫氧化物、氧化鋅(ZnO)等)構成的疊層作為陰極617。
另外，發光器件由陽極613、EL層616、陰極617形成。該發光器件是實施方式1所示的發光器件。另外，像素部由多個發光器件構成，本實施方式的發光裝置也可以包括實施方式1所示的發光器件和具有其他結構的發光器件的兩者。
另外，藉由使用密封材料605將密封基板604貼合到元件基板610，將發光器件618設置在由元件基板610、密封基板604以及密封材料605圍繞的空間607中。注意，空間607中填充有填料，作為該填料，可以使用惰性氣體(氮或氬等)，還可以使用密封劑。藉由在密封基板中形成凹部且在其中設置乾燥劑，可以抑制水分所導致的劣化，所以是較佳的。
另外，較佳為使用環氧類樹脂或玻璃粉作為密封材料605。另外，這些材料較佳為儘可能地不使水或氧透過的材料。另外，作為用於密封基板604的材料，除了可以使用玻璃基板或石英基板以外，還可以使用由FRP (Fiber Reinforced Plastics；玻璃纖維強化塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸樹脂等構成的塑膠基板。
雖然在圖8A和圖8B中沒有示出，但是也可以在陰極上設置保護膜。保護膜可以由有機樹脂膜或無機絕緣膜形成。另外，也可以以覆蓋密封材料605的露出部分的方式形成保護膜。另外，保護膜可以覆蓋一對基板的表面及側面、密封層、絕緣層等的露出側面而設置。
作為保護膜可以使用不容易透過水等雜質的材料。因此，可以能夠高效地抑制水等雜質從外部擴散到內部。
作為構成保護膜的材料，可以使用氧化物、氮化物、氟化物、硫化物、三元化合物、金屬或聚合物等。例如，該材料可以含有氧化鋁、氧化鉿、矽酸鉿、氧化鑭、氧化矽、鈦酸鍶、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈮、氧化鋯、氧化錫、氧化釔、氧化鈰、氧化鈧、氧化鉺、氧化釩、氧化銦、氮化鋁、氮化鉿、氮化矽、氮化鉭、氮化鈦、氮化鈮、氮化鉬、氮化鋯、氮化鎵、含有鈦及鋁的氮化物、含有鈦及鋁的氧化物、含有鋁及鋅的氧化物、含有錳及鋅的硫化物、含有鈰及鍶的硫化物、含有鉺及鋁的氧化物、含有釔及鋯的氧化物等。
保護膜較佳為藉由步階覆蓋性(step coverage)良好的成膜方法來形成。這種方法中之一個是原子層沉積(ALD：Atomic Layer Deposition)法。較佳為將可以藉由ALD法形成的材料用於保護膜。藉由ALD法可以形成緻密且裂縫或針孔等缺陷被減少或具備均勻的厚度的保護膜。另外，可以減少當形成保護膜時加工部材受到的損傷。
例如，藉由ALD法可以將均勻且缺陷少的保護膜形成在具有複雜的凹凸形狀的表面或觸控面板的頂面、側面以及背面上。
如上所述，可以得到使用實施方式1所示的發光裝置製造的顯示裝置。
因為本實施方式中的顯示裝置使用實施方式1所示的發光裝置，所以可以形成具有優良特性的顯示裝置。明確而言，實施方式1所示的發光裝置是壽命長的發光裝置，從而可以實現可靠性良好的顯示裝置。另外，使用實施方式1所示的發光裝置的顯示裝置的發光效率良好，由此可以實現低功耗的顯示裝置。
圖9A和圖9B示出藉由形成呈現藍色發光的發光器件設置顏色轉換層來實現全彩色化的發光裝置的例子。圖9A示出基板1001、基底絕緣膜1002、閘極絕緣膜1003、閘極電極1006、1007、1008、第一層間絕緣膜1020、第二層間絕緣膜1021、周邊部1042、像素部1040、驅動電路部1041、發光器件的第一電極1024R、1024G、1024B、分隔壁1025、EL層1028、發光器件的第二電極1029、密封基板1031、密封材料1032等。
另外，在圖9A中，將顏色轉換層(紅色的顏色轉換層1034R、綠色的顏色轉換層1034G)設置在透明基材1033上。另外，還可以設置黑矩陣1035。對設置有顏色轉換層及黑矩陣的透明基材1033進行對準而將其固定到基板1001上。另外，顏色轉換層及黑矩陣1035被外覆層1036覆蓋。
圖9B示出將顏色轉換層(紅色顏色轉換層1034R、綠色顏色轉換層1034G)形成在閘極絕緣膜1003和第一層間絕緣膜1020之間的例子。如上述那樣，也可以將彩色層設置在基板1001和密封基板1031之間。
另外，在以上說明的發光裝置中，雖然說明了具有從形成有FET的基板1001一側取出光的結構(底部發射型)的發光裝置，但是也可以採用具有從密封基板1031一側取出發光的結構(頂部發射型)的發光裝置。圖10示出頂部發射型發光裝置的剖面圖。在此情況下，基板1001可以使用不使光透過的基板。到製造用來使FET與發光器件的陽極連接的連接電極為止的製程與底部發射型發光裝置同樣地進行。然後，以覆蓋電極1022的方式形成第三層間絕緣膜1037。該絕緣膜也可以具有平坦化的功能。第三層間絕緣膜1037可以使用與第二層間絕緣膜相同的材料或其他公知材料形成。
雖然在此發光器件的第一電極1024R、1024G、1024B都是陽極，但是也可以為陰極。另外，在採用如圖10所示那樣的頂部發射型發光裝置的情況下，第一電極較佳為反射電極。EL層1028的結構採用能夠獲得藍色發光的元件結構。
在採用圖10所示的頂部發射結構的情況下，可以使用設置有顏色轉換層(紅色的顏色轉換層1034R、綠色的顏色轉換層1034G)的密封基板1031進行密封。密封基板1031也可以設置有位於像素和像素之間的黑矩陣1035。顏色轉換層(紅色的顏色轉換層1034R、綠色的顏色轉換層1034G)、黑矩陣也可以被外覆層1036覆蓋。另外，作為密封基板1031，使用具有透光性的基板。另外，顏色轉換層(紅色的顏色轉換層1034R、綠色的顏色轉換層1034G)也可以直接設置在第二電極1029上(或設置於第二電極1029上的保護膜上)。
另外，在上述結構中，EL層可以含有多個發光層，也可以只含有一個發光層。例如，也可以採用如下結構：組合上述串聯型發光器件的結構，在一個發光器件中夾著電荷產生層設置多個EL層，在每個EL層中形成一個或多個發光層。
在頂部發射型的發光裝置中，可以較佳地適用微腔結構。將反射電極用作陽極且將半透射∙半反射電極用作陰極，由此可以得到具有微腔結構的發光器件。在反射電極與半透射∙半反射電極之間至少含有EL層，並且至少含有成為發光區域的發光層。
注意，反射電極是其可見光反射率為40%至100%，較佳為70%至100%，並且其電阻率為1×10-2 Ωcm以下的膜。另外，半透射∙半反射電極是其可見光反射率為20%至80%，較佳為40%至70%，並且其電阻率為1×10-2 Ωcm以下的膜。
從EL層所包含的發光層射出的光被反射電極和半透射∙半反射電極反射，並且諧振。
在該發光器件中，藉由改變透明導電膜、上述複合材料或載子傳輸材料等的厚度而可以改變反射電極與半透射∙半反射電極之間的光程。由此，可以在反射電極與半透射∙半反射電極之間加強諧振的波長的光且使不諧振的波長的光衰減。
注意，被反射電極反射回來的光(第一反射光)會給從發光層直接入射到半透射∙半反射電極的光(第一入射光)帶來很大的干涉，因此較佳為將反射電極與發光層的光程調節為(2n-1)λ/4(注意，n為1以上的自然數，λ為要放大的光的波長)。藉由調節該光程，可以使第一反射光與第一入射光的相位一致，由此可以進一步放大從發光層發射的光。
另外，在上述結構中，EL層可以含有多個發光層，也可以只含有一個發光層。例如，也可以採用如下結構：組合上述串聯型發光器件的結構，在一個發光器件中夾著電荷產生層設置多個EL層，在每個EL層中形成一個或多個發光層。
實施方式3 在本實施方式中，對在其一部分包括實施方式1及實施方式2所示的發光器件的電子裝置的例子進行說明。實施方式1及實施方式2所示的發光器件是壽命良好且可靠性良好的發光器件。其結果是，本實施方式所記載的電子裝置可以實現包括可靠性良好的發光部的電子裝置。
作為採用上述發光器件的電子裝置，例如可以舉出電視機(也稱為電視機或電視接收機)、用於電腦等的顯示器、數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置、彈珠機等大型遊戲機等。以下，示出這些電子裝置的具體例子。
圖11A示出電視機的一個例子。在電視機中，外殼7101中組裝有顯示部7103。另外，在此示出利用支架7105支撐外殼7101的結構。可以利用顯示部7103顯示影像，並且將實施方式1及實施方式2所示的發光器件排列為矩陣狀而構成顯示部7103。
可以藉由利用外殼7101所具備的操作開關或另行提供的遙控器7110進行電視機的操作。藉由利用遙控器7110所具備的操作鍵7109，可以控制頻道及音量，由此可以控制顯示在顯示部7103中的影像。另外，也可以採用在遙控器7110中設置用來顯示從該遙控器7110輸出的資訊的顯示部7107的結構。
另外，電視機採用具備接收機、數據機等的結構。可以藉由接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機連接到有線或無線方式的通訊網路，能夠進行單向(從發送者到接收者)或雙向(發送者和接收者之間或接收者之間等)的資訊通訊。
圖11B1示出電腦，該電腦包括主體7201、外殼7202、顯示部7203、鍵盤7204、外部連接埠7205、指向裝置7206等。另外，該電腦藉由將實施方式1及實施方式2所示的發光器件排列為矩陣狀並用於顯示部7203而製造。圖11B1中的電腦也可以為如圖11B2所示的方式。圖11B2所示的電腦設置有第二顯示部7210代替鍵盤7204及指向裝置7206。第二顯示部7210是觸控面板，藉由利用指頭或專用筆操作顯示在第二顯示部7210上的輸入用顯示，能夠進行輸入。另外，第二顯示部7210不僅能夠顯示輸入用顯示，而且可以顯示其他影像。另外，顯示部7203也可以是觸控面板。因為兩個螢幕藉由鉸鏈部連接，所以可以防止當收納或搬運時發生問題如螢幕受傷、破壞等。
圖11C示出可攜式終端的一個例子。可攜式終端具備組裝在外殼7401中的顯示部7402、操作按鈕7403、外部連接埠7404、揚聲器7405、麥克風7406等。另外，可攜式終端包括將實施方式1及實施方式2所示的發光器件排列為矩陣狀而製造的顯示部7402。
圖11C所示的可攜式終端也可以具有用指頭等觸摸顯示部7402來輸入資訊的結構。在此情況下，能夠用指頭等觸摸顯示部7402來進行打電話或編寫電子郵件等的操作。
顯示部7402主要有三種螢幕模式。第一是以影像的顯示為主的顯示模式，第二是以文字等的資訊的輸入為主的輸入模式，第三是混合顯示模式和輸入模式的兩個模式的顯示輸入模式。
例如，在打電話或編寫電子郵件的情況下，可以採用將顯示部7402主要用於輸入文字的文字輸入模式而輸入在螢幕上顯示的文字。在此情況下，較佳為在顯示部7402的螢幕的大多部分中顯示鍵盤或號碼按鈕。
另外，藉由在可攜式終端內部設置具有陀螺儀和加速度感測器等檢測傾斜度的感測器的檢測裝置，可以判斷可攜式終端的方向(縱或橫)而自動進行顯示部7402的螢幕顯示的切換。
另外，藉由觸摸顯示部7402或對外殼7401的操作按鈕7403進行操作，來進行螢幕模式的切換。此外，也可以根據顯示在顯示部7402上的影像的種類切換螢幕模式。例如，當顯示在顯示部上的影像信號為動態影像的資料時，將螢幕模式切換成顯示模式，而當該影像信號為文字資料時，將螢幕模式切換成輸入模式。
另外，當在輸入模式下藉由檢測出顯示部7402的光感測器所檢測的信號而得知在一定期間內沒有顯示部7402的觸摸操作輸入時，也可以進行控制以將螢幕模式從輸入模式切換成顯示模式。
也可以將顯示部7402用作影像感測器。例如，藉由用手掌或指頭觸摸顯示部7402，來拍攝掌紋、指紋等，能夠進行個人識別。另外，藉由在顯示部中使用發射近紅外光的背光源或發射近紅外光的感測用光源，也能夠拍攝指靜脈、手掌靜脈等。
另外，本實施方式所示的結構可以與實施方式1及實施方式2所示的結構適當地組合來使用。
如上所述，具備實施方式1及實施方式2所示的發光器件的發光裝置的應用範圍極為廣泛，而能夠將該發光裝置用於各種領域的電子裝置。藉由使用實施方式1及實施方式2所示的發光器件，可以得到可靠性高的電子裝置。
圖12A為示出掃地機器人的一個例子的示意圖。
掃地機器人5100包括頂面上的顯示器5101及側面上的多個照相機5102、刷子5103及操作按鈕5104。雖然未圖示，但是掃地機器人5100的底面設置有輪胎和吸入口等。此外，掃地機器人5100還包括紅外線感測器、超音波感測器、加速度感測器、壓電感測器、光感測器、陀螺儀感測器等各種感測器。另外，掃地機器人5100包括無線通訊單元。
掃地機器人5100可以自動行走，檢測垃圾5120，可以從底面的吸入口吸引垃圾。
另外，掃地機器人5100對照相機5102所拍攝的影像進行分析，可以判斷牆壁、家具或步階等障礙物的有無。另外，在藉由影像分析檢測佈線等可能會繞在刷子5103上的物體的情況下，可以停止刷子5103的旋轉。
可以在顯示器5101上顯示電池的剩餘電量和所吸引的垃圾的量等。可以在顯示器5101上顯示掃地機器人5100的行走路徑。另外，顯示器5101可以是觸控面板，可以將操作按鈕5104顯示在顯示器5101上。
掃地機器人5100可以與智慧手機等可攜式電子裝置5140互相通訊。照相機5102所拍攝的影像可以顯示在可攜式電子裝置5140上。因此，掃地機器人5100的擁有者在出門時也可以知道房間的情況。另外，可以使用智慧手機等可攜式電子裝置確認顯示器5101的顯示內容。
可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用於顯示器5101。
圖12B所示的機器人2100包括運算裝置2110、照度感測器2101、麥克風2102、上部照相機2103、揚聲器2104、顯示器2105、下部照相機2106、障礙物感測器2107及移動機構2108。
麥克風2102具有檢測使用者的聲音及周圍的聲音等的功能。另外，揚聲器2104具有發出聲音的功能。機器人2100可以使用麥克風2102及揚聲器2104與使用者交流。
顯示器2105具有顯示各種資訊的功能。機器人2100可以將使用者所希望的資訊顯示在顯示器2105上。顯示器2105可以安裝有觸控面板。顯示器2105可以是可拆卸的資訊終端，藉由將該資訊終端設置在機器人2100的所定位置，可以進行充電及資料的收發。
上部照相機2103及下部照相機2106具有對機器人2100的周圍環境進行攝像的功能。另外，障礙物感測器2107可以檢測機器人2100使用移動機構2108移動時的前方的障礙物的有無。機器人2100可以使用上部照相機2103、下部照相機2106及障礙物感測器2107認知周囲環境而安全地移動。可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用於顯示器2105。
圖12C是示出護目鏡型顯示器的一個例子的圖。護目鏡型顯示器例如包括外殼5000、顯示部5001、揚聲器5003、LED燈5004、連接端子5006、感測器5007(它具有測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)、麥克風5008、顯示部5002、支撐部5012、耳機5013等。
可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用於顯示部5001及顯示部5002。
還可以將實施方式1及實施方式2所示的發光器件安裝在汽車的擋風玻璃或儀表板上。圖13示出將實施方式1及實施方式2所示的發光器件用於汽車的擋風玻璃或儀表板的一個實施方式。顯示區域5200至顯示區域5203是使用實施方式1及實施方式2所示的發光器件設置的顯示區域。
顯示區域5200和顯示區域5201是設置在汽車的擋風玻璃上的安裝有實施方式1及實施方式2所示的發光器件的顯示裝置。藉由使用具有透光性的電極製造實施方式1及實施方式2所示的發光器件的陽極和陰極，可以得到能看到對面的景色的所謂的透視式顯示裝置。若採用透視式顯示，即使設置在汽車的擋風玻璃上，也不妨礙視界。另外，在設置用來驅動的電晶體等的情況下，較佳為使用具有透光性的電晶體，諸如使用有機半導體材料的有機電晶體或使用氧化物半導體的電晶體等。
顯示區域5202是設置在支柱部分的安裝有實施方式1及實施方式2所示的發光器件的顯示裝置。藉由在顯示區域5202上顯示來自設置在車廂上的成像單元的影像，可以補充被支柱遮擋的視界。另外，同樣地，設置在儀表板部分上的顯示區域5203藉由顯示來自設置在汽車外側的成像單元的影像，能夠補充被車廂遮擋的視界的死角，而提高安全性。藉由顯示影像以補充不看到的部分，更自然且簡單地確認安全。
顯示區域5203還可以藉由顯示導航資訊、速度表、轉速表、行車距離、加油量、排檔狀態、空調的設定等提供各種資訊。使用者可以適當地改變顯示內容及佈置。另外，這些資訊也可以顯示在顯示區域5200至顯示區域5202上。另外，也可以將顯示區域5200至顯示區域5203用作照明設備。
圖14A和圖14B示出可折疊的可攜式資訊終端5150。可折疊的可攜式資訊終端5150包括外殼5151、顯示區域5152及彎曲部5153。圖14A示出展開狀態的可攜式資訊終端5150。圖14B示出折疊狀態的可攜式資訊終端。儘管可攜式資訊終端5150具有大的顯示區域5152，但是藉由折疊可攜式資訊終端5150變小而具有優異的可攜性。
可以由彎曲部5153將顯示區域5152折疊成一半。彎曲部5153由可伸縮的構件和多個支撐構件構成，在折疊時，可伸縮的構件被拉伸，以彎曲部5153具有2mm以上，較佳為3mm以上的曲率半徑的方式進行折疊。
另外，顯示區域5152也可以為安裝有觸控感測器(輸入裝置)的觸控面板(輸入/輸出裝置)。可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用於顯示區域5152。
此外，圖15A至圖15C示出能夠折疊的可攜式資訊終端9310。圖15A示出展開狀態的可攜式資訊終端9310。圖15B示出從展開狀態和折疊狀態中的一個狀態變為另一個狀態的中途的狀態的可攜式資訊終端9310。圖15C示出折疊狀態的可攜式資訊終端9310。可攜式資訊終端9310在折疊狀態下可攜性好，在展開狀態下因為具有無縫拼接的較大的顯示區域所以顯示一覽性強。
顯示面板9311由鉸鏈部9313所連接的三個外殼9315支撐。注意，顯示面板9311也可以為安裝有觸控感測器(輸入裝置)的觸控面板(輸入輸出裝置)。另外，藉由在兩個外殼9315之間的鉸鏈部9313處彎折顯示面板9311，可以使可攜式資訊終端9310從展開狀態可逆性地變為折疊狀態。可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用於顯示面板9311。
＜參考例＞ 在本參考例中，對在各實施例中使用的有機化合物的HOMO能階、LUMO能階以及電子移動率的算出方法進行說明。
HOMO能階及LUMO能階可以根據循環伏安法(CV)測定算出。
作為測定裝置，使用電化學分析儀(BAS株式會社(BAS Inc.)製造的ALS型號600A或600C)。以如下方法調製用於CV測定的溶液：作為溶劑，使用脫水二甲基甲醯胺(DMF)(株式會社Aldrich製造，99.8%，目錄號碼：22705-6)，使作為支援電解質的過氯酸四正丁銨(n-Bu4 NClO4 )(東京化成工業株式會社(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)製造，目錄號碼：T0836)以100mmol/L的濃度溶解，且使測定物件以2mmol/L的濃度溶解而調製。另外，作為工作電極使用鉑電極(BAS株式會社制，PTE鉑電極)，作為輔助電極使用鉑電極(BAS株式會社制，VC-3用Pt對電極(5cm))，作為參比電極使用Ag/Ag+ 電極(BAS株式會社制，RE7非水溶劑型參比電極)。注意，在室溫下(20℃至25℃)進行測量。將CV測定時的掃描速度統一為0.1 V/sec，測量出相對於參考電極的氧化電位Ea[V]及還原電位Ec[V]。Ea為氧化-還原波之間的中間電位，Ec為還原-氧化波之間的中間電位。在此，已知在本參考例中使用的參考電極的相對於真空能階的勢能為-4.94[eV]，因此利用HOMO能階[eV]=-4.94-Ea、LUMO能階[eV]=-4.94-Ec這兩個公式分別求得HOMO能階及LUMO能階。
電子移動率可以藉由阻抗譜法(Impedance Spectroscopy：IS法)測定。
作為EL材料的載子移動率的測定方法，已知有飛行時間法(Time-of-flight：TOF法)或從空間電荷限制電流(Space-charge-limited current：SCLC)的I-V特性來求出的方法(SCLC法)等。TOF法與實際上的有機EL元件相比需要膜厚度更厚的樣本。SCLC法具有不能得到載子移動率的電場強度依賴性等的缺點。在IS法中，由於測定所需要的有機膜的厚度薄，亦即，幾百nm左右，所以可以使用較少量的EL材料形成膜，可以在採用近於實際上的EL元件的膜厚度的情況下測定移動率，可以得到載子移動率的電場強度依賴性。
在IS法中，對EL元件施加微小正弦波電壓信號(V=V0 [exp(jωt)])，從其回應電流信號(I=I0 exp[j(ωt+ϕ)])的電流振幅與輸入信號的相位差求出EL元件的阻抗(Z=V/I)。藉由從高頻電壓變化到低頻電壓而將其施加到元件，可以使具有有助於阻抗的各種弛豫時間的成分分離並進行測定。
這裡，阻抗的倒數的導納Y(=1/Z)如下述公式(1)那樣可以由導電G及電納B表示。
Figure 02_image005
再者，藉由單一電荷注入(single injection)模型，可以算出下述公式(2)及(3)。這裡，g(公式(4))為微分電導。注意，在公式中，C表示靜電電容(電容)，θ表示渡越角(ωt)，ω表示角頻率。t為渡越時間。作為分析使用電流方程、泊松方程、電流連續方程，並忽略擴散電流及陷阱態的存在。
Figure 02_image007
從靜電電容的頻率特性算出移動率的方法為-ΔB法。此外，從導電的頻率特性算出移動率的方法為ωΔG法。
實際上，首先，製造想要算出電子移動率的材料的僅電子元件。僅電子元件是以作為載子只流過電子的方式設計的元件。在本說明書中，對從靜電電容的頻率特性算出移動率的方法(-ΔB法)進行說明。圖16示出所使用的僅電子元件的示意圖。
這次為了用於測定製造的僅電子元件如圖16所示那樣在第一電極1201與第二電極1202之間包括第一層1210、第二層1211及第三層1212。將要求出其電子移動率的材料用作第二層1211的材料。這次以2-{4-[9,10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(簡稱：ZADN)與Liq為1：1(重量比)的共蒸鍍膜的電子移動率的測定為例進行說明。具體的結構例如下表所示。
Figure 02_image009
圖17示出了使用ZADN及Liq的共蒸鍍膜作為第二層1211形成的僅電子元件的電流密度-電壓特性。
阻抗測定在5.0V至9.0V的範圍內施加直流電壓的同時在交流電壓為70mV、頻率為1Hz至3MHz的條件下進行測定。從這裡得到的阻抗的倒數的導納(上述(1)公式)算出電容。圖18示出施加電壓為7.0V時算出的電容C的頻率特性。
由於由微小電壓信號注入的載子所產生的空間電荷不能完全跟上微小交流電壓，電容C的頻率特性是從電流產生相位差得到的。這裡，膜中的載子的走行時間被所注入的載子到達相對電極的時間T定義，由以下公式(5)表示。
Figure 02_image011
負電納變化(-ΔB)對應於靜電電容變化-ΔC乘以角頻率ω的值(-ωΔC)。由公式(3)導出最低頻率一側的峰頻率f’max (=ωmax /2π)與走行時間T之間滿足以下公式(6)的關係。
Figure 02_image013
圖19示出從上述測定算出的(亦即，直流電壓為7.0V時的)-ΔB的頻率特性。在圖式中以箭頭示出從圖19求出的最低頻率一側的峰頻率f’max 。
由於從由上述測定及分析得到的f’max 求出走行時間T(參照上述公式(6))，所以可以從上述公式(5)求出這裡的電壓為7.0V時的電子移動率。藉由在直流電壓為5.0V至9.0V範圍內進行同樣的測定，可以算出各電壓(電場強度)的電子移動率，因此也可以測定移動率的電場強度依賴性。
圖20示出藉由上述算出法獲得的各有機化合物的電子移動率的最終電場強度依賴性，表10示出從圖20讀出的電場強度[V/cm]的平方根為600[V/cm]1/2 時的電子移動率的值。
Figure 02_image015
如上所述可以算出電子移動率。注意，關於詳細的測定方法，參照Takayuki Okachi等人的“Japanese Journal of Applied Physics” Vol. 47, No. 12, 2008, pp. 8965-8972。
實施方式4 ＜半導體裝置的結構例＞ 參照圖式對本發明的一個實施方式進行說明。圖23是示出能夠用於HMD(Head Mounted Display(頭戴顯示器))的半導體裝置400的外觀的透視圖。
半導體裝置400包括顯示模組401(顯示模組401R及顯示模組401L)、顯示控制部402、電源部403、操作部404、揚聲器405、外部輸入輸出端子406、固定工具407及透鏡408。
顯示模組401根據顯示控制部402供給的信號進行顯示。顯示控制部402包括CPU(Central Processing Unit：中央處理器)及GPU(Graphics Processing Unit：圖形處理器)等運算電路進行從外部供給的影像信號的處理。電源部403進行用於驅動半導體裝置400的電源電壓的生成及供給。操作部404在使用者進行半導體裝置400的操作時使用。揚聲器405根據藉由外部輸入輸出端子406從外部供給的音聲信號進行工作。外部輸入輸出端子406進行從外部供給的影像信號及音聲信號等各種信號的輸入輸出。固定工具407用來將半導體裝置400固定到使用者的頭部。透鏡408用來對顯示模組401進行放大觀看。
使用者透過透鏡觀看顯示模組401。由於使用者觀看到被放大的顯示模組401的影像，所以可以獲得高度的沉浸感。
＜顯示模組的結構例＞ 為了放大觀看顯示模組401，用於顯示模組401的顯示面板較佳為使用清晰度高的顯示模組。圖24A和圖24B示出顯示模組401的透視圖。
圖24A所示的顯示模組401包括顯示裝置411及FPC412(Flexible Printed Circuit：軟性印刷電路)。顯示裝置411可以使用本發明的一個實施方式的發光裝置。
顯示模組401包括基板421、基板422。顯示模組401包括顯示部431。
圖24B示意性地示出基板421側的結構的透視圖。顯示部431在基板421上依次層疊有電路部441、像素電路部442及像素部443。另外，在顯示部431的外側，基板421上設置有用來於FPC412連接的端子部444。端子部444藉由由多個佈線構成的佈線部445與電路部441電連接。
像素部443包括以矩陣狀排列的多個像素443a。圖24B的右側示出一個像素443a的放大圖。像素443a包括R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)及W(白色)四種顏色的子像素。注意，雖然在本實施方式中示出像素443a具有四種顏色的子像素的結構，但是不侷限於此。例如，也可以採用具有R(紅色)、G(綠色)及B(藍色)三種顏色的子像素的結構。
像素電路部442包括以矩陣狀排列的多個像素電路442a。一個像素電路442a控制一個像素443a所包括的四個子像素的發光。一個像素電路442a可以由四個控制一個子像素的發光的電路構成。例如，像素電路442a可以採用對於一個子像素至少具有一個選擇電晶體、一個電流控制用電晶體(驅動電晶體)和電容器的結構。此時，選擇電晶體的閘極被輸入閘極信號，源極或汲極中的一方被輸入源極信號。由此，可以實現主動矩陣型顯示裝置。
電路部441包括用於驅動像素電路部442的各像素電路442a的電路。例如，較佳為具有閘極驅動器和源極驅動器中的一者或兩者。另外，還可以具有運算電路、記憶體電路、電源電路等。
FPC412用作從外部向電路部441供給視訊信號、電源電位的佈線。另外，也可以在FPC412上安裝IC。
顯示模組401可以採用在像素部443的下側層疊有像素電路部442、電路部441等的結構，所以可以使顯示部431具有極高的開口率(有效顯示面積比)。例如，顯示部431的開口率可以為40%以上且低於100%，較佳為50%以上且95%以下，更佳為60%以上且95%以下。另外，能夠極高密度地配置像素443a，由此可以使顯示部431具有極高的清晰度。例如，顯示部431較佳為以2000ppi以上、更佳為3000ppi以上、進一步較佳為5000ppi以上、更進一步較佳為6000ppi以上且20000ppi以下或30000ppi以下的清晰度配置像素443a。
高清晰的顯示模組401適合用於能夠用於圖23所示的HMD等VR(Virtual Reality：虛擬實境)用設備或眼鏡型AR(Augmented Reality：增強現實)用設備的半導體裝置400。即便將高清晰的顯示模組401用於藉由透鏡觀看顯示部的設備，藉由透鏡被放大的顯示部的像素也不容易被使用者看到，由此可以進行具有高度沉浸感的顯示。另外，顯示模組401還適用於具有相對較小型的顯示部的電子裝置。例如，適合用於智慧手錶等可穿戴式電子裝置的顯示部。
＜電晶體的結構例＞ 在高清晰的顯示模組401中，較佳為將能夠進行微型加工的電晶體用於像素電路部442等的電晶體。圖25A和圖25B示出能夠用於顯示裝置411的電晶體的剖面圖。
圖25A是能夠用於顯示裝置411的電晶體500的通道長度方向上的剖面圖，圖25B是電晶體500的通道寬度方向上的剖面圖。
如圖25A和圖25B所示，電晶體500包括：絕緣體512；設置在絕緣體512上的絕緣體514及絕緣體516；嵌入在絕緣體514及絕緣體516中的導電體503；配置在絕緣體516及導電體503上的絕緣體520；配置在絕緣體520上的絕緣體522；配置在絕緣體522上的絕緣體524；配置在絕緣體524上的氧化物530a；配置在氧化物530a上的氧化物530b；配置在氧化物530b上且彼此隔開的導電體542a及導電體542b；配置在導電體542a及導電體542b上且形成有與導電體542a和導電體542b之間重疊的開口的絕緣體580；配置在開口的底面及側面上的氧化物530c；配置在氧化物530c的形成面的絕緣體550；以及配置在絕緣體550的形成面上的導電體560。
另外，如圖25A和圖25B所示，較佳為將絕緣體544設置在氧化物530a、氧化物530b、導電體542a及導電體542b與絕緣體580之間。此外，如圖25A和圖25B所示，導電體560較佳為包括設置在絕緣體550的內側的導電體560a及嵌入在導電體560a的內側的導電體560b。此外，如圖25A和圖25B所示，較佳為在絕緣體580、導電體560及絕緣體550上配置有絕緣體574。
注意，下面有時將氧化物530a、氧化物530b及氧化物530c總稱為氧化物530。
在電晶體500中，在形成通道的區域及其附近層疊有氧化物530a、氧化物530b及氧化物530c的三層，但是本發明不侷限於此。例如，可以設置氧化物530b的單層、氧化物530b與氧化物530a的兩層結構、氧化物530b與氧化物530c的兩層結構或者四層以上的疊層結構。另外，在電晶體500中，導電體560具有兩層結構，但是本發明不侷限於此。例如，導電體560也可以具有單層結構或三層以上的疊層結構。注意，圖25A和圖25B所示的電晶體500的結構只是一個例子而不侷限於上述結構，可以根據電路結構或驅動方法使用適當的電晶體。
在此，導電體560被用作電晶體500的閘極電極，導電體542a及導電體542b被用作源極電極或汲極電極。如上所述，導電體560填埋於絕緣體580的開口中及夾在導電體542a與導電體542b之間的區域。導電體560、導電體542a及導電體542b相對於絕緣體580的開口的配置是自對準地被選擇。換言之，在電晶體500中，可以在源極電極與汲極電極之間自對準地配置閘極電極。由此，可以在不設置用於對準的餘地的方式形成導電體560，所以可以實現電晶體500的佔有面積的縮小。由此，可以實現半導體裝置的微型化及高積體化。
再者，導電體560自對準地形成在導電體542a與導電體542b之間的區域，所以導電體560不包括與導電體542a及導電體542b重疊的區域。由此，可以降低形成在導電體560與導電體542a及導電體542b之間的寄生電容。因此，可以提高電晶體500的切換速度，從而電晶體500可以具有高頻率特性。
導電體560有時被用作第一閘(也稱為頂閘極)電極。導電體503有時被用作第二閘(也稱為底閘極)電極。在此情況下，藉由獨立地改變供應到導電體503的電位而不使其與供應到導電體560的電位聯動，可以控制電晶體500的臨界電壓。尤其是，藉由對導電體503供應負電位，可以使電晶體500的臨界電壓大於0V且可以減小關態電流。因此，與不對導電體503施加負電位時相比，在對導電體503施加負電位的情況下，可以減小對導電體560供應的電位為0V時的汲極電流。
導電體503以與氧化物530及導電體560具有重疊的區域的方式配置。由此，在對導電體560及導電體503供應電位的情況下，從導電體560產生的電場和從導電體503產生的電場連接，可以覆蓋形成在氧化物530中的通道形成區域。在本說明書等中，將由第一閘極電極的電場和第二閘極電極的電場電圍繞通道形成區域的電晶體的結構稱為surrounded channel(s-channel：圍繞通道)結構。
另外，作為導電體503，以與絕緣體514及絕緣體516的開口的內壁接觸的方式形成有導電體503a，其內側形成有導電體503b。另外，在電晶體500中，疊層有導電體503a與導電體503b，但是本發明不侷限於此。例如，導電體503可以具有單層結構，也可以具有三層以上的疊層結構。
在此，作為導電體503a較佳為使用具有抑制氫原子、氫分子、水分子、銅原子等雜質的擴散的功能(不容易使上述雜質透過)的導電材料。另外，較佳為使用具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等中的至少一個)的擴散的功能(不容易使上述氧透過)的導電材料。在本說明書等中，“抑制雜質或氧的擴散的功能”是指抑制上述雜質和上述氧中的任一個或全部的擴散的功能。
例如，藉由使導電體503a具有抑制氧的擴散的功能，可以抑制因導電體503b氧化而導致導電率的下降。
另外，在導電體503還具有佈線的功能的情況下，作為導電體503b，較佳為使用以鎢、銅或鋁為主要成分的導電性高的導電材料。在該情況下，不需要必須設置導電體503a。在圖式中，導電體503b具有單層結構，但是也可以具有疊層結構，例如，可以採用鈦或氮化鈦和上述導電材料的疊層結構。
絕緣體520、絕緣體522及絕緣體524被用作第二閘極絕緣膜。
在此，與氧化物530接觸的絕緣體524較佳為使用包含超過化學計量組成的氧的絕緣體。換言之，較佳為在絕緣體524中形成有過量氧區域。藉由以與氧化物530接觸的方式設置上述包含過量氧的絕緣體，可以減少氧化物530中的氧空位，從而可以提高電晶體500的可靠性。
明確而言，作為具有過量氧區域的絕緣體，較佳為使用藉由加熱使一部分的氧脫離的氧化物材料。藉由加熱使氧脫離的氧化物是指在TDS(Thermal Desorption Spectroscopy：熱脫附譜)分析中換算為氧原子的氧的脫離量為1.0×1018 atoms/cm3 以上，較佳為1.0×1019 atoms/cm3 以上，進一步較佳為2.0×1019 atoms/cm3 以上，或者3.0×1020 atoms/cm3 以上的氧化物膜。另外，進行上述TDS分析時的膜的表面溫度較佳為在100℃以上且700℃以下，或者100℃以上且400℃以下的範圍內。
另外，也可以將具有上述過量氧區域的絕緣體與氧化物530接觸而進行加熱處理、微波處理和RF處理中的一個或多個處理。藉由進行該處理，可以去除氧化物530中的水或氫。例如，在氧化物530中，發生VoH的鍵合切斷的反應，換言之，發生“VoH→Vo+H”的反應而可以實現脫氫化。在此產生的氫的一部分有時與氧鍵合而作為H2 O從氧化物530或氧化物530附近的絕緣體被去除。另外，氫的一部分有時向導電體542擴散或被導電體542俘獲(也稱為被吸雜)。
另外，上述微波處理例如較佳為使用具有產生高密度電漿的功率的裝置或對基板一側施加RF的功率的裝置。例如，藉由使用包含氧的氣體且使用高密度電漿，可以產生高密度的氧自由基，並且藉由對基板一側施加RF，可以將由高密度電漿產生的氧自由基有效地導入到氧化物530或氧化物530附近的絕緣體中。另外，在上述微波處理中，壓力為133Pa以上，較佳為200Pa以上，更佳為400Pa以上即可。另外，作為向進行微波處理的裝置內導入的氣體例如使用氧及氬，並且該微波處理在氧流量比(O2 /(O2 +Ar))為50%以下，較佳為10%以上且30%以下的條件下進行。
另外，在電晶體500的製程中，較佳為以氧化物530的表面露出的狀態進行加熱處理。該加熱處理例如較佳為以100℃以上且450℃以下，更佳為以350℃以上且400℃以下進行。加熱處理在氮氣體或惰性氣體氛圍或者包含10ppm以上、1%以上或10%以上的氧化性氣體的氛圍下進行。因此，可以對氧化物530供應氧而可以減少氧空位(Vo)。另外，加熱處理也可以在減壓狀態下進行。例如，加熱處理較佳為在氧氛圍下進行。或者，加熱處理也可以在氮氣體或惰性氣體氛圍下進行加熱處理，然後為了填補脫離了的氧在包含10ppm以上、1%以上或10%以上的氧化性氣體的氛圍下進行加熱處理。或者，也可以在包含10ppm以上、1%以上或10%以上的氧化性氣體的氛圍下進行加熱處理之後，在氮氣體或惰性氣體氛圍下連續進行加熱處理。
另外，藉由對氧化物530進行加氧化處理，可以將氧化物530中的氧空位由所供應的氧填補，換言之，可以促進“Vo+O→null”的反應。再者，殘留在氧化物530中的氫與供應至氧化物530中的氧起反應，可以將該氫作為H2 O去除(進行脫水化)。由此，可以抑制殘留在氧化物530中的氫與氧空位再結合而形成VoH。
當絕緣體524具有過量氧區域時，絕緣體522較佳為具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等)的擴散的功能(不容易使上述氧透過)。
當絕緣體522具有抑制氧或雜質的擴散的功能時，氧化物530所包含的氧不擴散到絕緣體520一側，所以是較佳的。另外，可以抑制導電體503與絕緣體524或氧化物530所包含的氧起反應。
作為絕緣體522，例如較佳為使用包含氧化鋁、氧化鉿、含有鋁及鉿的氧化物(鋁酸鉿)、氧化鉭、氧化鋯、鋯鈦酸鉛(PZT)、鈦酸鍶(SrTiO3 )或 (Ba,Sr)TiO3 (BST)等所謂的high-k材料的絕緣體的單層或疊層。當進行電晶體的微型化及高積體化時，由於閘極絕緣膜的薄膜化，有時發生洩漏電流等問題。藉由作為被用作閘極絕緣膜的絕緣體使用high-k材料，可以在保持物理厚度的同時降低電晶體工作時的閘極電位。
尤其是，較佳為使用作為具有抑制雜質及氧等的擴散的功能(不容易使上述氧透過)的絕緣材料的包含鋁和鉿中的一者或兩者的氧化物的絕緣體。作為包含鋁和鉿中的一者或兩者的氧化物的絕緣體，較佳為使用氧化鋁、氧化鉿、包含鋁及鉿的氧化物(鋁酸鉿)等。當使用這種材料形成絕緣體522時，絕緣體522被用作抑制氧從氧化物530釋放或氫等雜質從電晶體500的周圍部進入氧化物530的層。
或者，例如也可以對上述絕緣體添加氧化鋁、氧化鉍、氧化鍺、氧化鈮、氧化矽、氧化鈦、氧化鎢、氧化釔、氧化鋯。此外，也可以對上述絕緣體進行氮化處理。還可以在上述絕緣體上層疊氧化矽、氧氮化矽或氮化矽。
絕緣體520較佳為具有熱穩定性。例如，因為氧化矽及氧氮化矽具有熱穩定性，所以是較佳的。另外，藉由high-k材料的絕緣體與氧化矽或氧氮化矽組合，可以形成具有熱穩定性且相對介電常數高的疊層結構的絕緣體520。
在圖25A及圖25B的電晶體500中，作為由三層疊層結構構成的第二閘極絕緣膜使用絕緣體520、絕緣體522及絕緣體524，但是第二閘極絕緣膜也可以具有單層、兩層或四層以上的疊層結構。此時，不侷限於使用相同材料構成的疊層結構，也可以是使用不同材料形成的疊層結構。
在電晶體500中，較佳為將被用作氧化物半導體的金屬氧化物用於包含通道形成區域的氧化物530。例如，作為氧化物530較佳為使用In-M-Zn氧化物(元素M為選自鋁、鎵、釔、銅、釩、鈹、硼、鈦、鐵、鎳、鍺、鋯、鉬、鑭、鈰、釹、鉿、鉭、鎢和鎂等中的一種或多種)等金屬氧化物。尤其是，能夠用於氧化物530的In-M-Zn氧化物較佳為CAAC-OS(C-Axls Aligned Crystal Oxide Semiconductor)或CAC-OS(Cloud-Aligned Composite Oxide Semiconductor)。將在後面說明CAAC-OS及CAC-OS。此外，作為氧化物530，也可以使用In-Ga氧化物、In-Zn氧化物。在想提高電晶體500的通態電流時作為氧化物530較佳為使用In-Zn氧化物。在作為氧化物530使用In-Zn氧化物時，例如可以舉出如下結構：氧化物530a使用In-Zn氧化物且氧化物530b及氧化物530c使用In-M-Zn氧化物的疊層結構；或者氧化物530a使用In-M-Zn氧化物且氧化物530b和氧化物530c中的任一個使用In-Zn氧化物的疊層結構等。
另外，作為電晶體500較佳為使用載子密度低的金屬氧化物。在降低金屬氧化物的載子密度的情況下，降低金屬氧化物中的雜質濃度而降低缺陷態密度即可。在本說明書等中，將雜質濃度低且缺陷態密度低的狀態稱為“高純度本質”或“實質上高純度本質”。作為金屬氧化物中的雜質例如有氫、氮、鹼金屬、鹼土金屬、鐵、鎳、矽等。
尤其是，包含在金屬氧化物中的氫與鍵合於金屬原子的氧起反應生成水，因此有時在金屬氧化物中形成氧空位。另外，在氫進入氧化物530的氧空位時，有時氧空位與氫鍵合而形成VoH。VoH有時被用作施體且生成作為載子的電子。另外，有時由於氫的一部分與鍵合於金屬原子的氧鍵合，產生作為載子的電子。因此，使用包含較多的氫的金屬氧化物的電晶體容易具有常開啟特性。另外，金屬氧化物中的氫受熱、電場等的作用容易移動，所以在金屬氧化物包含較多的氫時，電晶體的可靠性有可能降低。在本發明的一個實施方式中，較佳為儘量降低氧化物530中的VoH而成為高純度本質或實質上高純度本質。為了獲得如此那樣的VoH十分降低的金屬氧化物，重要的是：去除金屬氧化物中的水分、氫等雜質(有時記為脫水、脫氫化處理)；以及對金屬氧化物供應氧而填補氧空位(有時記為加氧化處理)。藉由將VoH等雜質十分降低的金屬氧化物用於電晶體的通道形成區域，可以賦予穩定電特性。
氫進入氧空位的缺陷會用作金屬氧化物的施體。然而，難以定量地評價該缺陷。於是，在金屬氧化物中，有時不是使用施體濃度而是使用載子濃度進行評價。因此，在本說明書等中，作為金屬氧化物的參數，有時不是使用施體濃度而是使用假定不施加電場的狀態下的載子濃度。換言之，本說明書等所記載的“載子濃度”有時也可以稱為“施體濃度”。
因此，在將金屬氧化物用於氧化物530時，較佳為儘量減少金屬氧化物中的氫。明確而言，在金屬氧化物中，利用二次離子質譜(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)測得的氫濃度低於1×1020 atoms/cm3 ，較佳為低於1×1019 atoms/cm3 ，更佳為低於5×1018 atoms/cm3 ，進一步較佳為低於1×1018 atoms/cm3 。藉由將氫等雜質被充分降低的金屬氧化物用於電晶體的通道形成區域，可以使電晶體具有穩定的電特性。
另外，在作為氧化物530使用金屬氧化物時，通道形成區域的金屬氧化物的載子濃度較佳為1×1018 cm-3 以下，更佳為小於1×1017 cm-3 ，進一步較佳為小於1×1016 cm-3 ，更進一步較佳為小於1×1013 cm-3 ，還進一步較佳為小於1×1012 cm-3 。注意，對通道形成區域的金屬氧化物的載子濃度的下限值沒有特別的限制，例如可以設定為1×10-9 cm-3 。
另外，在作為氧化物530使用金屬氧化物時，在導電體542(導電體542a及導電體542b)與氧化物530接觸時，有時氧化物530中的氧擴散到導電體542而導電體542被氧化。在導電體542被氧化時，導電體542的導電率下降的可能性高。另外，也可以將“氧化物530中的氧向導電體542擴散”稱為“導電體542吸收氧化物530中的氧”。
另外，在氧化物530中的氧擴散到導電體542 (導電體542a及導電體542b)時，有時在導電體542a與氧化物530b間及導電體542b與氧化物530b間形成有層。該層所包含的氧比導電體542多，由此可以推斷該層具有絕緣性。此時，導電體542、該層與氧化物530b的三層結構可以視為由金屬、絕緣體與半導體構成的三層結構，有時稱為MIS(Metal-Insulator-Semiconductor，金屬-絕緣體-金屬)結構或者以MIS結構為主要結構的二極體接合結構。
注意，上述層不侷限於形成在導電體542與氧化物530b間，例如，有時該層形成在導電體542與氧化物530c間。或者，有時形成在導電體542與氧化物530b間及導電體542與氧化物530c間。
另外，作為在氧化物530中被用作通道形成區域的金屬氧化物，較佳為使用其能帶間隙為2eV以上，較佳為2.5eV以上的金屬氧化物。如此，藉由使用能帶間隙較寬的金屬氧化物，可以減小電晶體的關態電流。
在氧化物530中，當在氧化物530b之下設置有氧化物530a時，可以防止雜質從形成在氧化物530a下的結構物擴散到氧化物530b。當在氧化物530b之上設置有氧化物530c時，可以防止雜質從形成在氧化物530c的上方的結構物擴散到氧化物530b。
另外，氧化物530較佳為具有各金屬原子的原子個數比互不相同的多個氧化物層的疊層結構。明確而言，用於氧化物530a的金屬氧化物的構成元素中的元素M的原子個數比較佳為大於用於氧化物530b的金屬氧化物的構成元素中的元素M的原子個數比。另外，用於氧化物530a的金屬氧化物中的相對於In的元素M的原子個數比較佳為大於用於氧化物530b的金屬氧化物中的相對於In的元素M的原子個數比。另外，用於氧化物530b的金屬氧化物中的相對於元素M的In的原子個數比較佳為大於用於氧化物530a的金屬氧化物中的相對於元素M的In的原子個數比。另外，氧化物530c可以使用可用於氧化物530a或氧化物530b的金屬氧化物。
明確而言，氧化物530a可以使用In：Ga：Zn=1：3：4[原子個數比]或1：1：0.5[原子個數比]的金屬氧化物。此外，氧化物530b可以使用In：Ga：Zn=4：2：3[原子個數比]或1：1：1[原子個數比]的金屬氧化物。另外，氧化物530c可以使用In：Ga：Zn=1：3：4[原子個數比]、Ga：Zn=2：1[原子個數比]或Ga：Zn=2：5[原子個數比]的金屬氧化物。作為氧化物530c具有疊層結構的情況下的具體例子，可以舉出In：Ga：Zn=4：2：3[原子個數比]和In：Ga：Zn=1：3：4[原子個數比]的疊層結構、Ga：Zn=2：1[原子個數比]和In：Ga：Zn=4：2：3[原子個數比]的疊層結構、Ga：Zn=2：5[原子個數比]和In：Ga：Zn=4：2：3[原子個數比]的疊層結構、氧化鎵和In：Ga：Zn=4：2：3[原子個數比]的疊層結構等。
較佳的是，使氧化物530a及氧化物530c的導帶底的能量高於氧化物530b的導帶底的能量。換言之，氧化物530a及氧化物530c的電子親和力較佳為小於氧化物530b的電子親和力。
在此，在氧化物530a、氧化物530b及氧化物530c的接合部中，導帶底的能階平緩地變化。換言之，也可以將上述情況表達為氧化物530a、氧化物530b及氧化物530c的接合部的導帶底的能階連續地變化或者連續地接合。為此，較佳為降低形成在氧化物530a與氧化物530b的介面以及氧化物530b與氧化物530c的介面的混合層的缺陷態密度。
明確而言，藉由使氧化物530a與氧化物530b、以及氧化物530b與氧化物530c除了氧之外包含共同元素(為主要成分)，可以形成缺陷態密度低的混合層。例如，在氧化物530b為In-Ga-Zn氧化物的情況下，作為氧化物530a及氧化物530c較佳為使用In-Ga-Zn氧化物、Ga-Zn氧化物及氧化鎵等。
此時，載子的主要路徑為氧化物530b。藉由使氧化物530a及氧化物530c具有上述結構，可以降低氧化物530a與氧化物530b的介面及氧化物530b與氧化物530c的介面的缺陷態密度。因此，介面散射對載子傳導的影響減少，可以提高電晶體500的通態電流。
注意，能夠用於氧化物530的半導體材料不侷限於上述金屬氧化物。氧化物530也可以使用具有能帶間隙的半導體材料(不是零能帶間隙半導體的半導體材料)。例如，較佳為將矽等單個元素的半導體、砷化鎵等化合物半導體、被用作半導體的層狀物質(也稱為原子層物質、二維材料等)等用於半導體材料。特別是，較佳為將被用作半導體的層狀物質用於半導體材料。
在此，在本說明書等中，層狀物質是具有層狀結晶結構的材料群的總稱。層狀結晶結構是由共價鍵或離子鍵形成的層藉由如凡得瓦力那樣的比共價鍵或離子鍵弱的鍵合層疊的結構。層狀物質在每單位層中具有高導電性，亦即，具有高二維導電性。藉由將被用作半導體並具有高二維導電性的材料用於通道形成區域，可以提供通態電流大的電晶體。
作為層狀物質，有石墨烯、矽烯、硫族化物等。硫族化物是包含硫族元素的化合物。此外，硫族元素是屬於第十六族的元素的總稱，其中包括氧、硫、硒、碲、釙、鉝。另外，作為硫族化物，可以舉出過渡金屬硫族化物、第十三族硫族化物等。
作為氧化物530，例如較佳為使用被用作半導體的過渡金屬硫族化物。作為能夠被用作氧化物530的過渡金屬硫族化物，具體地可以舉出硫化鉬(典型的是MoS2 )、硒化鉬(典型的是MoSe2 )、碲化鉬(典型的是MoTe2 )、硫化鎢(典型的是WS2 )、硒化鎢(典型的是WSe2 )、碲化鎢(典型的是WTe2 )、硫化鉿(典型的是HfS2 )、硒化鉿(典型的是HfSe2 )、硫化鋯(典型的是ZrS2 )、硒化鋯(典型的是ZrSe2 )等。
在氧化物530b上設置有被用作源極電極及汲極電極的導電體542a及導電體542b。作為導電體542a及導電體542b，較佳為使用選自鋁、鉻、銅、銀、金、鉑、鉭、鎳、鈦、鉬、鎢、鉿、釩、鈮、錳、鎂、鋯、鈹、銦、釕、銥、鍶和鑭中的金屬元素、以上述金屬元素為成分的合金或者組合上述金屬元素的合金等。例如，較佳為使用氮化鉭、氮化鈦、鎢、包含鈦和鋁的氮化物、包含鉭和鋁的氮化物、氧化釕、氮化釕、包含鍶和釕的氧化物、包含鑭和鎳的氧化物等。另外，氮化鉭、氮化鈦、包含鈦和鋁的氮化物、包含鉭和鋁的氮化物、氧化釕、氮化釕、包含鍶和釕的氧化物、包含鑭和鎳的氧化物是不容易氧化的導電材料或者吸收氧也維持導電性的材料，所以是較佳的。再者，氮化鉭等金屬氮化物膜對氫或氧具有阻擋性，所以是較佳的。
此外，雖然在圖25A和圖25B中示出單層結構的導電體542a及導電體542b，但是也可以採用兩層以上的疊層結構。例如，較佳為層疊氮化鉭膜及鎢膜。另外，也可以層疊鈦膜及鋁膜。另外，也可以採用在鎢膜上層疊鋁膜的兩層結構、在銅-鎂-鋁合金膜上層疊銅膜的兩層結構、在鈦膜上層疊銅膜的兩層結構、在鎢膜上層疊銅膜的兩層結構。
另外，也可以使用：在鈦膜或氮化鈦膜上層疊鋁膜或銅膜並在其上形成鈦膜或氮化鈦膜的三層結構、在鉬膜或氮化鉬膜上層疊鋁膜或銅膜並在其上形成鉬膜或氮化鉬膜的三層結構等。另外，也可以使用包含氧化銦、氧化錫或氧化鋅的透明導電材料。
另外，如圖25A所示，有時在氧化物530與導電體542a(導電體542b)的介面及其附近作為低電阻區域形成有區域543a及區域543b。此時，區域543a被用作源極區域和汲極區域的一個，區域543b被用作源極區域和汲極區域的另一個。此外，通道形成區域形成在夾在區域543a和區域543b之間的區域中。
藉由以與氧化物530接觸的方式形成上述導電體542a(導電體542b)，區域543a(區域543b)的氧濃度有時降低。另外，在區域543a(區域543b)中有時形成包括包含在導電體542a(導電體542b)中的金屬及氧化物530的成分的金屬化合物層。在此情況下，區域543a(區域543b)的載子濃度增加，區域543a(區域543b)成為低電阻區域。
絕緣體544以覆蓋導電體542a及導電體542b的方式設置，抑制導電體542a及導電體542b的氧化。此時，絕緣體544也可以以覆蓋氧化物530的側面且與絕緣體524接觸的方式設置。
作為絕緣體544，可以使用包含選自鉿、鋁、鎵、釔、鋯、鎢、鈦、鉭、鎳、鍺、釹、鑭和鎂等中的一種或兩種以上的金屬氧化物。另外，作為絕緣體544也可以使用氮氧化矽或氮化矽等。
尤其是，作為絕緣體544，較佳為使用作為包含鋁和鉿中的一者或兩者的氧化物的絕緣體的氧化鋁、氧化鉿或包含鋁及鉿的氧化物(鋁酸鉿)等。尤其是，鋁酸鉿的耐熱性比氧化鉿膜高。因此，在後面的製程的熱處理中不容易晶化，所以是較佳的。另外，在導電體542a及導電體542b是具有耐氧化性的材料或者吸收氧也其導電性不會顯著降低的情況下，不需要必須設置絕緣體544。根據所需要的電晶體特性，適當地設計即可。
藉由包括絕緣體544，可以抑制絕緣體580所包含的水及氫等雜質經過氧化物530c、絕緣體550擴散到氧化物530b。此外，可以抑制絕緣體580所包含的過量氧使導電體560氧化。
另外，絕緣體550被用作第一閘極絕緣膜。絕緣體550較佳為以與氧化物530c的內側(上面及側面)接觸的方式設置。與上述絕緣體524同樣，絕緣體550較佳為使用包含過量氧且藉由加熱釋放氧的絕緣體形成。
明確而言，可以使用包含過量氧的氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽、添加有氟的氧化矽、添加有碳的氧化矽、添加有碳及氮的氧化矽、具有空孔的氧化矽。尤其是，氧化矽及氧氮化矽具有熱穩定性，所以是較佳的。
藉由作為絕緣體550以與氧化物530c的頂面接觸的方式設置藉由加熱而釋放氧的絕緣體，可以有效地從絕緣體550藉由氧化物530c對氧化物530b的通道形成區域供應氧。此外，與絕緣體524同樣，較佳為降低絕緣體550中的水或氫等雜質的濃度。絕緣體550的厚度較佳為1nm以上且20nm以下。
另外，為了將絕緣體550所包含的過量氧高效地供應到氧化物530，也可以在絕緣體550與導電體560之間設置金屬氧化物。該金屬氧化物較佳為能夠抑制從絕緣體550到導電體560的氧擴散。藉由設置能夠抑制氧的擴散的金屬氧化物，從絕緣體550到導電體560的過量氧的擴散得到抑制。換言之，可以抑制供應到氧化物530的過量氧的減少。另外，可以抑制因過量氧導致的導電體560的氧化。作為該金屬氧化物，可以使用可用於絕緣體544的材料。
另外，與第二閘極絕緣膜同樣，絕緣體550也可以具有疊層結構。當進行電晶體的微型化及高積體化時，由於閘極絕緣膜的薄膜化，有時發生洩漏電流等問題，所以藉由使被用作閘極絕緣膜的絕緣體具有high-k材料與具有熱穩定性的材料的疊層結構，可以在保持物理厚度的同時降低電晶體工作時的閘極電位。此外，可以實現具有熱穩定性及高相對介電常數的疊層結構。
在圖25A及圖25B中，被用作第一閘極電極的導電體560具有兩層結構，但是也可以具有單層結構或三層以上的疊層結構。
作為導電體560a，較佳為使用具有抑制氫原子、氫分子、水分子、氮原子、氮分子、氧化氮分子(N2 O、NO、NO2 等)、銅原子等雜質的擴散的功能的導電材料。另外，較佳為使用具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等中的至少一個)的擴散的功能的導電材料。藉由使導電體560a具有抑制氧的擴散的功能，可以抑制因絕緣體550所包含的氧導致導電體560b氧化而導電率下降。作為具有抑制氧的擴散的功能的導電材料，例如，較佳為使用鉭、氮化鉭、釕或氧化釕等。另外，作為導電體560a可以使用能夠用於氧化物530的氧化物半導體。此時，藉由使用濺射法形成導電體560a，可以降低導電體560b的電阻值而使其成為導電體。可以將該導電體稱為OC(Oxide Conductor)電極。
作為導電體560b，較佳為使用以鎢、銅或鋁為主要成分的導電材料。由於導電體560b還被用作佈線，所以較佳為使用導電性高的導電體。導電體560b也可以具有疊層結構，例如，可以採用鈦或氮化鈦和上述導電材料的疊層結構。
絕緣體580較佳為隔著絕緣體544設置在導電體542a及導電體542b上。絕緣體580較佳為具有過量氧區域。例如，絕緣體580較佳為包含氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氮化矽、添加有氟的氧化矽、添加有碳的氧化矽、添加有碳及氮的氧化矽、具有空孔的氧化矽或樹脂等。尤其是，氧化矽及氧氮化矽具有熱穩定性，所以是較佳的。尤其是，氧化矽和具有空孔的氧化矽容易在後面的製程中形成過量氧區域，所以是較佳的。
絕緣體580較佳為具有過量氧區域。藉由以與氧化物530c具有接觸的區域的方式設置藉由加熱而釋放氧的絕緣體580，可以將絕緣體580中的氧藉由氧化物530c高效地供應給氧化物530a及氧化物530b。另外，較佳為降低絕緣體580中的水或氫等雜質的濃度。
絕緣體580的開口以與導電體542a和導電體542b之間的區域重疊的方式形成。由此，導電體560填埋於絕緣體580的開口中及夾在導電體542a與導電體542b之間的區域。
在進行半導體裝置的微型化時，需要縮短閘極長度，但是需要防止導電體560的導電性的下降。為此，在增大導電體560的厚度的情況下，導電體560有可能具有縱橫比高的形狀。在本實施方式中，由於將導電體560填埋於絕緣體580的開口，所以即使導電體560具有縱橫比高的形狀，也可以在製程中不發生導電體560的倒塌的情況下形成導電體560。
絕緣體574較佳為以與絕緣體580的頂面、導電體560的頂面及絕緣體550的頂面的方式設置。藉由利用濺射法形成絕緣體574，可以在絕緣體550及絕緣體580中形成過量氧區域。由此，可以將氧從該過量氧區域供應到氧化物530中。
例如，作為絕緣體574，可以使用包含選自鉿、鋁、鎵、釔、鋯、鎢、鈦、鉭、鎳、鍺和鎂等中的一種或兩種以上的金屬氧化物。
尤其是，氧化鋁具有高阻擋性，即使是0.5 nm以上且3.0nm以下的薄膜，也可以抑制氫及氮的擴散。由此，藉由利用濺射法形成的氧化鋁可以在被用作氧供應源的同時還具有氫等雜質的障壁膜的功能。
另外，較佳為在絕緣體574上設置被用作層間膜的絕緣體581。與絕緣體524等同樣，較佳為降低絕緣體581中的水或氫等雜質的濃度。
另外，在形成於絕緣體581、絕緣體574、絕緣體580及絕緣體544中的開口配置導電體540a及導電體540b。導電體540a及導電體540b以隔著導電體560彼此對置的方式設置。
藉由採用本結構，可以實現使用包含氧化物半導體的電晶體的半導體裝置的微型化或高積體化。
＜能夠使用顯示模組的電子裝置的結構例＞ 接著，參照圖26說明能夠使用上述顯示模組401的電子裝置的例子。
顯示模組401可以安裝於TV裝置(電視接收裝置)7000、智慧手錶7010、智慧手機7020、數位相機7030、眼鏡型資訊終端7040、筆記本型PC(個人電腦)7050、PC7060、遊戲機7070等的顯示部。
藉由對TV裝置7000、智慧手錶7010、智慧手機7020、數位相機7030、眼鏡型資訊終端7040、筆記本型PC7050、PC7060、遊戲機7070等的顯示部使用顯示模組401，可以顯示高清晰的影像。使用者可以看到逼真的影像。
本實施方式可以與其他實施方式等所記載的結構適當地組合而實施。 實施例
本實施例中製造使用了本發明的一個實施方式的發光器件並對其可靠性測試結果進行說明。注意，本實施例的發光器件相當於圖2A所示的結構。
在本實施例中，作為使用了本發明的一個實施方式的發光器件，製造器件1、器件2、器件3、器件4這四個器件。四個器件都是發射藍光的發光器件。
另外，在本實施例中，作為比較用發光器件使用器件11、器件12、器件13、器件14、器件15、器件16、器件17、器件18這八個器件。八個器件都是發射藍光的發光器件。
圖27示出為比較用發光器件的器件11及器件12的可靠性測試結果。在圖27中，縱軸表示初期亮度為100%時的正規化亮度，橫軸表示器件的驅動時間。
器件11及器件12的驅動使用相同應力條件。根據換算應力亮度=初期亮度÷圓偏光板的透射率÷開口率的公式算出換算應力亮度。假定圓偏光板的透射率約為40%。器件11及器件12的開口率約為4.87%。器件11及器件12的換算應力亮度約為2300cd/m2 。
器件11及器件12的色度(x、y)為(0.145至0.146、0.045至0.047)。
由圖27可知，器件11的LT95(亮度降至初期亮度的95%所花的時間)為242hr而器件12的LT95為106hr。
圖28示出為使用了本發明的一個實施方式的發光器件的器件1及器件2以及為比較用發光器件的器件13、器件14、器件15及器件16的可靠性測試結果。圖28中縱軸表示初期亮度為100%時的正規化亮度，橫軸表示器件的驅動時間。
器件1、器件2、器件13、器件14、器件15及器件16的驅動使用相同應力條件。六個器件的換算應力亮度分別約為1300cd/m2 。另外，假定圓偏光板的透射率約為40%。器件13、器件14、器件15及器件16的開口率約為7.29%。
器件13、器件14、器件15及器件16的色度(x、y)為(0.142至0.144、0.047至0.051)。
由圖28可知，使用本發明的一個實施方式的器件1及器件2的LT95為400hr以上。另外，由圖28可知，器件13的LT95為17hr，器件14的LT95為55hr，器件15的LT95為103hr，器件16的LT95為62hr。
圖29示出為使用了本發明的一個實施方式的發光器件的器件3及器件4以及為比較用發光器件的器件17及器件18的可靠性測試結果。圖29中縱軸表示初期亮度為100%時的正規化亮度，橫軸表示器件的驅動時間。
器件3、器件4、器件17及器件18的驅動使用相同應力條件。四個器件的換算應力亮度約為1450cd/m2 。另外，假定圓偏光板的透射率約為40%。器件17及器件18的開口率約為6.78%。
器件17及器件18的色度(x、y)為(0.140至0.141、0.055至0.057)。
由圖29可知，使用了本發明的一個實施方式的器件3及器件4的LT95為400hr以上。另外，由圖29可知，器件17的LT95為67hr，器件18的LT95為92hr。
由上可知，使用了本發明的一個實施方式的發光器件的LT95為400hr以上。由本實施例的結果可知，使用了本發明的一個實施方式的發光器件與比較用發光器件相比具有極長的壽命。
100:基板 101:電極 102:電極 103:EL層 111:電洞注入層 112:電洞傳輸層 112-1:電洞傳輸層 112-2:電洞傳輸層 113:發光層 113-1:發光層 113-2:發光層 114:電子傳輸層 115:電子注入層 116:電荷產生層 117:P型層 118:電子繼電層 119:電子注入緩衝層 120:發光區域 121:非發光再結合區域 151:電極 152:電極 161:發光單元 162:發光單元 163:電荷產生層 200:絕緣體 201:電極 201B:電極 201G:電極 201R:電極 202:EL層 203:電極 204:保護層 205:顏色轉換層 205B:結構 205G:顏色轉換層 205R:顏色轉換層 206:黑矩陣 207:發光器件 207B:發光器件 207G:發光器件 207R:發光器件 208:像素 208B:像素 208G:像素 208R:像素 209:光學距離 210G:手段 215B:層 225B:濾色片 225G:濾色片 225R:濾色片 400:半導體裝置 401:顯示模組 402:顯示控制部 403:電源部 404:操作部 405:揚聲器 406:外部輸入輸出端子 407:固定工具 408:透鏡 411:顯示裝置 412:FPC 421:基板 422:基板 431:顯示部 441:電路部 442:像素電路部 442a:像素電路 443:像素部 443a:像素 444:端子部 445:佈線部 500:電晶體 503:導電體 503a:導電體 503b:導電體 512:絕緣體 514:絕緣體 516:絕緣體 520:絕緣體 522:絕緣體 524:絕緣體 530:氧化物 530a:氧化物 530b:氧化物 530c:氧化物 540a:導電體 540b:導電體 542:導電體 542a:導電體 542b:導電體 543a:區域 543b:區域 544:絕緣體 550:絕緣體 560:導電體 560a:導電體 560b:導電體 574:絕緣體 580:絕緣體 581:絕緣體 601:源極線驅動電路 602:像素部 603:閘極線驅動電路 604:密封基板 605:密封劑 607:空間 608:佈線 610:元件基板 611:開關用FET 612:電流控制用FET 613:陽極 614:絕緣物 616:EL層 617:陰極 618:發光器件 623:FET 1001:基板 1002:基底絕緣膜 1003:閘極絕緣膜 1006:閘極電極 1007:閘極電極 1008:閘極電極 1020:層間絕緣膜 1021:層間絕緣膜 1022:電極 1024B:電極 1024G:電極 1024R:電極 1025:分隔壁 1028:EL層 1029:電極 1031:密封基板 1032:密封劑 1033:基材 1034G:轉換層 1034R:顏色轉換層 1035:黑矩陣 1036:外覆層 1037:層間絕緣膜 1040:像素部 1041:驅動電路部 1042:周邊部 1201:電極 1202:電極 1210:層 1211:層 1212:層 2100:機器人 2101:照度感測器 2102:麥克風 2103:上部照相機 2104:揚聲器 2105:顯示器 2106:下部照相機 2107:障礙物感測器 2108:移動機構 2110:運算裝置 5000:外殼 5001:顯示部 5002:顯示部 5003:揚聲器 5004:LED燈 5005:操作鍵 5006:連接端子 5007:感測器 5008:麥克風 5012:支撐部 5013:耳機 5100:掃地機器人 5101:顯示器 5102:照相機 5103:刷子 5104:操作按鈕 5120:垃圾 5140:可攜式電子裝置 5150:可攜式資訊終端 5151:外殼 5152:顯示區域 5153:彎曲部 5200:顯示區域 5201:顯示區域 5202:顯示區域 5203:顯示區域 7000:TV裝置 7010:智能手錶 7020:智慧手機 7030:數位相機 7040:眼鏡型資訊終端 7060:PC 7070:遊戲機 7101:外殼 7103:顯示部 7105:支架 7107:顯示部 7109:操作鍵 7110:遙控器 7201:主體 7202:外殼 7203:顯示部 7204:鍵盤 7205:外部連接埠 7206:指向裝置 7210:顯示部 7401:外殼 7402:顯示部 7403:操作按鈕 7404:外部連接埠 7405:揚聲器 7406:麥克風 9310:可攜式資訊終端 9311:顯示面板 9312:顯示區域 9313:鉸鏈 9315:外殼
在圖式中： [圖1A]和[圖1B]是發光裝置的示意圖； [圖2A]至[圖2C]是發光器件的示意圖； [圖3A]和[圖3B]是說明發光器件的發光區域的圖； [圖4A]和[圖4B]是說明發光器件的發光區域的圖； [圖5A]至[圖5C]是發光裝置的示意圖； [圖6A]至[圖6C]是發光裝置的示意圖； [圖7A]和[圖7B]是發光裝置的示意圖； [圖8A]是顯示裝置的俯視圖，[圖8B]是顯示裝置的剖面圖； [圖9A]和[圖9B]是發光裝置的剖面圖； [圖10]是發光裝置的剖面圖； [圖11A]、[圖11B1]、[圖11B2]和[圖11C]是示出電子裝置的圖； [圖12A]至[圖12C]是示出電子裝置的圖； [圖13]是示出車載顯示裝置及照明設備的圖； [圖14A]和[圖14B]是示出電子裝置的圖； [圖15A]至[圖15C]是示出電子裝置的圖； [圖16]是示出electron-only元件的結構的圖； [圖17]是示出electron-only元件的電流密度-電壓特性的圖； [圖18]是示出直流電壓為7.0V時ZADN：Liq(1：1)算出的電容C的頻率特性的圖； [圖19]是示出直流電壓為7.0V時ZADN：Liq(1：1)的 -ΔB的頻率特性的圖； [圖20]是示出各有機化合物的電子移動率的電場強度依賴性的圖； [圖21]是發光裝置的示意圖； [圖22A]至[圖22D]是說明電子傳輸層的濃度的圖； [圖23]是示出半導體裝置的結構例的透視圖； [圖24A]和[圖24B]是示出半導體裝置的結構例的透視圖； [圖25A]和[圖25B]是示出電晶體的結構例的剖面圖； [圖26]是說明電子裝置的圖； [圖27]是示出實施例的器件的正規化亮度的經時變化的圖表； [圖28]是示出實施例的器件的正規化亮度的經時變化的圖表； [圖29]是示出實施例的器件的正規化亮度的經時變化的圖表。
201:電極
202:EL層
205:顏色轉換層
207:發光器件
208:像素

Claims (29)

  1. 一種發光裝置，包括： 第一發光器件；以及 第一顏色轉換層， 其中，該第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質， 來自該第一發光器件的光入射到該第一顏色轉換層， 並且，表示使恆定電流流過該第一發光器件時得到的發光的亮度變化的劣化曲線具有極大值。
  2. 一種發光裝置，包括： 第一發光器件；以及 第一顏色轉換層， 其中，該第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質， 來自該第一發光器件的光入射到該第一顏色轉換層， 該第一發光器件包括陽極、陰極以及位於該陽極與該陰極間的EL層， 該EL層從該陽極側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層及第四層， 該第一層與該陽極接觸， 該第一層包含第一有機化合物和第二有機化合物， 該第二層包含第三有機化合物， 該第三層包含第四有機化合物， 該發光層包含第五有機化合物和第六有機化合物， 該第四層包含第七有機化合物， 該第一有機化合物是對該第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物， 該第五有機化合物是發光中心物質， 該第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4 eV以下， 並且，該第七有機化合物在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率為1×10-7 cm2 /Vs以上且5×10-5 cm2 /Vs以下。
  3. 一種發光裝置，包括： 第一發光器件；以及 第一顏色轉換層， 其中，該第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質， 來自該第一發光器件的光入射到該第一顏色轉換層， 該第一發光器件包括陽極、陰極以及位於該陽極與該陰極間的EL層， 該EL層從該陽極側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層及第四層， 該第一層與該陽極接觸， 該第四層與該發光層接觸， 該第一層包含第一有機化合物和第二有機化合物， 該第二層包含第三有機化合物， 該第三層包含第四有機化合物， 該發光層包含第五有機化合物和第六有機化合物， 該第四層包含第七有機化合物， 該第一有機化合物是對該第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物， 該第五有機化合物是發光中心物質， 該第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4 eV以下， 該第七有機化合物在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率為1×10-7 cm2 /Vs以上且5×10-5 cm2 /Vs以下， 並且，該第七有機化合物的HOMO能階為-6.0eV以上。
  4. 一種發光裝置，包括： 第一發光器件；以及 第一顏色轉換層， 其中，該第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質， 來自該第一發光器件的光入射到該第一顏色轉換層， 該第一發光器件包括陽極、陰極以及位於該陽極與該陰極間的EL層， 該EL層從該陽極側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層及第四層， 該第一層與該陽極接觸， 該第四層與該發光層接觸， 該第一層包含第一有機化合物和第二有機化合物， 該第二層包含第三有機化合物， 該第三層包含第四有機化合物， 該發光層包含第五有機化合物和第六有機化合物， 該第四層包含第七有機化合物， 該第一有機化合物是對該第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物， 該第五有機化合物是發光中心物質， 該第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4 eV以下， 該第三有機化合物與該第二有機化合物的該HOMO能階差為0.2eV以下， 該第三有機化合物的該HOMO能階與該第二有機化合物的該HOMO能階相同或更深， 該第七有機化合物在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率為1×10-7 cm2 /Vs以上且5×10-5 cm2 /Vs以下， 並且，該第七有機化合物的HOMO能階為-6.0eV以上。
  5. 一種發光裝置，包括： 第一發光器件；以及 第一顏色轉換層， 其中，該第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質， 來自該第一發光器件的光入射到該第一顏色轉換層， 該第一發光器件包括陽極、陰極以及位於該陽極與該陰極間的EL層， 該EL層從陽極側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層及第四層， 該第一層與該陽極接觸， 該第四層與該發光層接觸， 該第一層包含第一有機化合物和第二有機化合物， 該第二層包含第三有機化合物， 該第三層包含第四有機化合物， 該發光層包含第五有機化合物和第六有機化合物， 該第四層包含第七有機化合物， 該第一有機化合物是對該第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物， 該第二有機化合物包含第一電洞傳輸性骨架， 該第三有機化合物包含第二電洞傳輸性骨架， 該第四有機化合物包含第三電洞傳輸性骨架， 該第五有機化合物是發光中心物質， 該第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4 eV以下， 該第一電洞傳輸性骨架、該第二電洞傳輸性骨架及該第三電洞傳輸性骨架分別獨立地表示咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的任一個， 該第七有機化合物在電場強度[V/cm]的平方根為600時的電子移動率為1×10-7 cm2 /Vs以上且5×10-5 cm2 /Vs以下， 並且，該第七有機化合物的HOMO能階為-6.0eV以上。
  6. 一種發光裝置，包括： 第一發光器件；以及 第一顏色轉換層， 其中，該第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質， 來自該第一發光器件的光入射到該第一顏色轉換層， 該第一發光器件包括陽極、陰極以及位於該陽極與該陰極間的EL層， 該EL層從陽極側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層及第四層， 該第一層與該陽極接觸， 該第四層與該發光層接觸， 該第一層包含第一有機化合物和第二有機化合物， 該第二層包含第三有機化合物， 該第三層包含第四有機化合物， 該發光層包含第五有機化合物和第六有機化合物， 該第四層包含第七有機化合物和第八有機化合物， 該第一有機化合物是對該第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物， 該第五有機化合物是發光中心物質， 該第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4 eV以下， 該第七有機化合物是具有蒽骨架的有機化合物， 並且，該第八有機化合物是鹼金屬或鹼土金屬的有機錯合物。
  7. 一種發光裝置，包括： 第一發光器件；以及 第一顏色轉換層， 其中，該第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質， 來自該第一發光器件的光入射到該第一顏色轉換層， 該第一發光器件包括陽極、陰極以及位於該陽極與該陰極間的EL層， 該EL層從陽極側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層及第四層， 該第一層與該陽極接觸， 該第四層與該發光層接觸， 該第一層包含第一有機化合物和第二有機化合物， 該第二層包含第三有機化合物， 該第三層包含第四有機化合物， 該發光層包含第五有機化合物和第六有機化合物， 該第四層包含第七有機化合物和第八有機化合物， 該第一有機化合物是對該第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物， 該第五有機化合物是發光中心物質， 該第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4 eV以下， 該第三有機化合物與該第二有機化合物的該HOMO能階差為0.2eV以下， 該第三有機化合物的該HOMO能階與該第二有機化合物的該HOMO能階相同或更深， 該第七有機化合物是具有蒽骨架的有機化合物， 並且，該第八有機化合物是鹼金屬或鹼土金屬的有機錯合物。
  8. 根據請求項7之發光裝置，其中該第四層中該第八有機化合物的濃度從該發光層一側到該陰極一側變低。
  9. 一種發光裝置，包括： 第一發光器件；以及 第一顏色轉換層， 其中，該第一顏色轉換層包含吸收光而發光的第一物質， 來自該第一發光器件的光入射到該第一顏色轉換層， 該第一發光器件包括陽極、陰極以及位於該陽極與該陰極間的EL層， 該EL層從陽極側依次包括第一層、第二層、第三層、發光層及第四層， 該第一層與該陽極接觸， 該第四層與該發光層接觸， 該第一層包含第一有機化合物和第二有機化合物， 該第二層包含第三有機化合物， 該第三層包含第四有機化合物， 該發光層包含第五有機化合物和第六有機化合物， 該第四層包含第七有機化合物和第八有機化合物， 該第一有機化合物是對該第二有機化合物呈現電子接受性的有機化合物， 該第二有機化合物包含第一電洞傳輸性骨架， 該第三有機化合物包含第二電洞傳輸性骨架， 該第四有機化合物包含第三電洞傳輸性骨架， 該第五有機化合物是發光中心物質， 該第二有機化合物的HOMO能階為-5.7eV以上且-5.4 eV以下， 該第一電洞傳輸性骨架、該第二電洞傳輸性骨架及該第三電洞傳輸性骨架分別獨立為咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的任一個， 該第七有機化合物是具有蒽骨架的有機化合物， 並且，該第八有機化合物是鹼金屬或鹼土金屬的有機錯合物。
  10. 根據請求項2至7和9中任一項之發光裝置，其中該第七有機化合物的電子移動率小於該第六有機化合物的電子移動率。
  11. 根據請求項2至7和9中任一項之發光裝置，其中該第四有機化合物與該第三有機化合物的該HOMO能階差為0.2eV以下。
  12. 根據請求項2至7和9中任一項之發光裝置，其中該第四有機化合物之HOMO能階比該第三有機化合物的該HOMO能階深。
  13. 根據請求項2至7和9中任一項之發光裝置，其中該第二有機化合物為具有二苯并呋喃骨架的有機化合物。
  14. 根據請求項2至7和9中任一項之發光裝置，其中該第二有機化合物與該第三有機化合物為相同物質。
  15. 根據請求項2至7和9中任一項之發光裝置，其中該第五有機化合物是藍色螢光材料。
  16. 根據請求項2至7和9中任一項之發光裝置，其中表示使恆定電流流過該第一發光器件時得到的發光的亮度變化的劣化曲線具有極大值。
  17. 根據請求項1至7和9中任一項之發光裝置，其中該吸收光而發光的第一物質為量子點。
  18. 根據請求項1至7和9中任一項之發光裝置，其中該第一發光器件具有微腔結構。
  19. 根據請求項1至7和9中任一項之發光裝置，還包括： 第二發光器件；以及 第二顏色轉換層， 其中該第二顏色轉換層包含吸收光而發光的第二物質， 來自該第二發光器件的光入射到該第二顏色轉換層， 該第二發光器件具有與該第一發光器件相同的結構， 並且來自該第一物質的光的波長與來自該第二物質的光的波長不同。
  20. 根據請求項19之發光裝置，其中該第二物質是量子點。
  21. 根據請求項19之發光裝置，其中該第二發光器件具有微腔結構。
  22. 根據請求項19之發光裝置，還包括第三發光器件， 其中該第三發光器件具有與該第一發光器件相同的結構， 並且來自該第三發光器件的光不經過顏色轉換層射出到該發光裝置外。
  23. 根據請求項19之發光裝置，還包括： 第三發光器件；以及 具有使光散射的功能的結構， 其中該第三發光器件具有與該第一發光器件相同的結構， 並且來自該第三發光器件的光經過該具有使光散射的功能的結構射出到該發光裝置外。
  24. 根據請求項19之發光裝置，還包括： 第三發光器件； 第一彩色層； 第二彩色層；以及 樹脂層， 其中來自該第一發光器件的光經過該第一顏色轉換層和該第一彩色層射出， 來自該第二發光器件的光經過該第二顏色轉換層和該第二彩色層射出， 該第三發光器件具有與該第一發光器件相同的結構， 並且來自該第三發光器件的光經過該樹脂層射出。
  25. 根據請求項23之發光裝置，其中該第三發光器件具有微腔結構。
  26. 根據請求項24之發光裝置，其中該第三發光器件具有微腔結構。
  27. 一種電子裝置，包括： 請求項1至7和9中任一項之發光裝置；以及 感測器、操作按鈕、揚聲器和麥克風中的任意個。
  28. 一種包括請求項1至7和9中任一項之發光裝置的顯示裝置。
  29. 一種電子裝置，包括： 請求項1至7和9中任一項之發光裝置；以及 電晶體， 其中，該電晶體包含氧化物半導體。
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