技术领域
本发明的一个方式涉及电致发光显示装置及该显示装置的制造方法。
背景技术：
近年来，作为实现了薄型、轻量的显示装置(所谓的平面显示器)，电致发光(EL；Electroluminescence，下面也写为EL)显示装置受到关注。
在EL显示装置中通过将使用发射各种颜色的光的发光材料的发光元件分别作为用于各个像素的发光元件，能够进行全彩色显示。
该EL显示装置采用如下制造方法：通过使用金属掩模的蒸镀法以形成精细的图案的方式对每个像素分别涂敷不同的发光材料。
但是，有可能因为金属掩模接触而导致发光元件的形状不良及发光不良等，所以对其对策进行了研究(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中公开了为了不使金属掩模和像素电极在进行蒸镀时接触而在像素电极上设置用来支撑金属掩模的间隔物的结构。
[专利文献1]日本专利申请公开2006-126817号公报
由于对每个像素分别涂敷发光材料的方法的工序复杂，所以难以提高成品率或生产性。
技术实现要素：
本发明的一个方式的目的之一在于提供一种高生产性地制造显示装置的技术方案。
此外，本发明的一个方式的目的之一在于提供一种高色纯度且高清晰的显示装置。
本发明的一个方式通过根据彩色滤光层的中心波长调整具有反射性的电极与发光层之间的光程，而在无需分别对发光层进行涂敷的情况下提供高色纯度且高清晰的显示装置。发光元件层叠有不同发光颜色的多个发光层，并且离具有反射性的电极越近的发光层，发光层发射的光的颜色的波长越短。更具体而言，例如采用下面的结构。
本发明的一个方式为一种显示装置，具有包括第一彩色滤光层的第一像素以及包括第二彩色滤光层的第二像素，其中，第一像素具有包括第一具有反射性的电极的第一发光元件，第二像素具有包括第二具有反射性的电极的第二发光元件，第一发光元件包括依次层叠在第一具有反射性的电极上的第一发光层、电荷产生层、第二发光层以及具有透光性的电极，第二发光元件包括依次层叠在第二具有反射性的电极上的第一发光层、电荷产生层、第二发光层以及具有透光性的电极，在第一像素中，第一具有反射性的电极与第一发光层之间的光程为透过第一彩色滤光层的光的波长范围的中心波长的1/4，在第二像素中，第二具有反射性的电极与第二发光层之间的光程为透过第二彩色滤光层的光的波长范围的中心波长的m/4倍(m为3以上的奇数)，优选为3/4，并且透过第一彩色滤光层的光的波长范围的中心波长比透过第二彩色滤光层的光的波长范围的中心波长短。
在上述结构中，由第一发光层发射的光的颜色的波长比由第二发光层发射的光的颜色的波长短。此外，第二发光元件也可以采用在第二具有反射性的电极与第一发光层之间包括具有透光性的导电层的结构。
本发明的一个方式为一种显示装置，该显示装置具有包括第一彩色滤光层的第一像素、包括第二彩色滤光层的第二像素以及包括第三彩色滤光层的第三像素，其中，第一像素具有包括第一具有反射性的电极的第一发光元件，第二像素具有包括第二具有反射性的电极的第二发光元件，第三像素具有包括第三具有反射性的电极的第三发光元件，第一发光元件包括依次层叠在第一具有反射性的电极上的第一发光层、电荷产生层、第二发光层、第三发光层以及具有透光性的电极，第二发光元件包括依次层叠在第二具有反射性的电极上的第一发光层、电荷产生层、第二发光层、第三发光层以及具有透光性的电极，第三发光元件包括依次层叠在第三具有反射性的电极上的第一发光层、电荷产生层、第二发光层、第三发光层以及具有透光性的电极，在第一像素中，第一具有反射性的电极与第一发光层之间的光程为透过第一彩色滤光层的光的波长范围的中心波长的1/4，在第二像素中，第二具有反射性的电极与第二发光层之间的光程为透过第二彩色滤光层的光的波长范围的中心波长的m/4倍(m为3以上的奇数)，优选为3/4，在第三像素中，第三具有反射性的电极与第三发光层之间的光程为透过第三彩色滤光层的光的波长范围的中心波长的n/4倍(n为3以上的奇数)，优选为5/4，透过第一彩色滤光层的光的波长范围的中心波长比透过第二彩色滤光层的光的波长范围的中心波长短，并且，透过第二彩色滤光层的光的波长范围的中心波长比透过第三彩色滤光层的光的波长范围的中心波长短。
在上述结构中，由第一发光层发射的光的颜色的波长比由第二发光层发射的光的颜色的波长短，并且由第二发光层发射的光的颜色的波长比由第三发光层发射的光的颜色的波长短。此外，也可以采用如下结构：第二发光元件在第二具有反射性的电极与第一发光层之间包括具有透光性的导电层，第三发光元件在第三具有反射性的电极与第一发光层之间包括具有透光性的导电层，并且包括在第二发光元件中的具有透光性的导电层的厚度与包括在第三发光元件中的具有透光性的导电层的厚度不同。
本发明的一个方式能够高生产性地制造显示装置。
此外，本发明的一个方式能够提供高清晰的显示装置。
此外，本发明的一个方式能够提供低功耗的显示装置。
附图说明
图1A、1B1及1B2为说明显示装置的图；
图2A、2B1至2B3为说明显示装置的图；
图3为说明显示装置的图；
图4A及4B为说明显示装置的图；
图5A至5F为说明显示装置的使用方式的一个例子的图；
图6为说明在实施例中使用的发光元件的结构的图；
图7为示出在实施例中使用的彩色滤光层的波长与透射率的关系的图；
图8为示出在实施例中制造的显示装置的特性的图。
具体实施方式
下面，将参照附图详细说明实施方式。但是，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可以被变换为各种形式而不脱离宗旨及其范围。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，在以下说明的结构中，在不同的附图之间共同使用同一符号来表示同一部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。
实施方式1
在本实施方式中，使用图1A、1B1及1B2、图2A、2B1至2B3及图3说明EL显示装置的一个方式。
图1A示出本实施方式的显示装置中的显示部的截面图。此外，图1B1及1B2示出图1A所示的截面图的部分放大图。
图1A所示的显示装置包括第一像素130a及第二像素130b。第一像素130a包括设置在衬底100上的第一发光元件132a以及设置在对置衬底128的与第一发光元件132a重叠的区域上的第一彩色滤光层134a。此外，第二像素130b包括设置在衬底100上的第二发光元件132b以及设置在对置衬底128的与第二发光元件132b重叠的区域上的第二彩色滤光层134b。
在图1A所示的显示装置中，第一彩色滤光层134a及第二彩色滤光层134b分别使不同波长的光透过。通过使透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长和透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长不同，能够得到能够进行多彩色显示的显示装置。在本实施方式中，以透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长(下面也写为λ1)比透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长(下面也写为λ2)短的情况为例子进行说明。
另外，在本说明书中，“中心波长”是指可见光区域(380nm至680nm)中的透过彩色滤光层的光的波长范围(优选的是透射率为50％以上的波长范围)的中心波长。例如，在蓝色彩色滤光层中，当透过的光的波长范围为380nm至520nm时，中心波长为450nm。在绿色彩色滤光层中，当透过的光的波长范围为510nm至590nm时，中心波长为550nm。此外，在红色彩色滤光层中，当透过的光的波长范围为600nm至680nm时，中心波长为640nm。
另外，蓝色的彩色滤光层及绿色的彩色滤光层有时在700nm附近的长波长范围具有吸收光谱。然而，由于上述的长波长范围的吸收光谱不影响到发光率，所以在本说明书等中，为了排除该区域中的吸收光谱，将可见光区域设定为680nm以下。
第一发光元件132a包括第一具有反射性的电极102a，第二发光元件132b包括第二具有反射性的电极102b，并且第一具有反射性的电极102a与第二具有反射性的电极102b彼此分离地设置在衬底100上。此外，第一发光元件132a和第二发光元件132b由绝缘层126电绝缘。
第一发光元件132a包括依次层叠在第一具有反射性的电极102a上的第一具有透光性的导电层104a、第一EL层106、电荷产生层108、第二EL层110以及具有透光性的电极112。此外，第二发光元件132b包括依次层叠在第二具有反射性的电极102b上的第二具有透光性的导电层104b、第一EL层106、电荷产生层108、第二EL层110以及具有透光性的电极112。在本实施方式中，由第一发光元件132a及第二发光元件132b发射的光从具有透光性的电极112一侧射出。
另外，第一EL层106、电荷产生层108、第二EL层110以及具有透光性的电极112通用于第一发光元件132a与第二发光元件132b中并以连续膜的形式形成。
图1B1示出发光元件132a的放大图。此外，图1B2示出发光元件132b的放大图。
在图1B1及1B2中，第一发光元件132a及第二发光元件132b具有至少包括第一发光层120的第一EL层106以及至少包括第二发光层122的第二EL层110。另外，第一EL层106及第二EL层110也可以采用除了发光层以外还分别包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层等功能层的叠层结构。
由于第一发光元件132a包括第一具有透光性的导电层104a，第二发光元件132b包括其厚度与第一具有透光性的导电层104a不同的第二具有透光性的导电层104b，所以它们的总厚度不同。
第一具有透光性的导电层104a具有如下作用：通过调整其厚度，调整由第一发光层120发射的光中的被第一具有反射性的电极102a反射回来的光(也写为第一反射光)的光程长度。由于第一反射光与从第一发光层120直接入射到第一彩色滤光层134a中的光(也写为第一入射光)发生干扰，所以通过调整第一具有透光性的导电层104a的厚度使第一入射光的相位和第一反射光的相位一致，能够放大由第一发光层120发射的光。因此，与不调整光程长度的发光元件相比，本实施方式的发光元件能够利用同样的电流获得更高的亮度。此外，通过使第一入射光的相位及第一反射光的相位与透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长一致，能够提高从第一像素130a提取的光的色纯度。
此外，第二具有透光性的导电层104b具有如下作用：通过调整其厚度，调整由第二发光层122发射的光中的被第二具有反射性的电极102b反射回来的光(也写为第二反射光)的光程长度。由于第二反射光与从第二发光层122直接入射到第二彩色滤光层134b中的光(也写为第二入射光)发生干扰，所以通过调整第二具有透光性的导电层104b的厚度使第二入射光的相位和第二反射光的相位一致，能够放大由第二发光层122发射的光。因此，与不调整光程长度的发光元件相比，本实施方式的发光元件能够利用同样的电流获得更高的亮度。此外，通过使第二入射光的相位及第二反射光的相位与透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长一致，能够提高从第二像素130b提取的光的色纯度。
更具体而言，在第一像素130a所包括的第一发光元件132a中，优选将第一具有反射性的电极102a与第一发光层120之间的光程设定为透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长(λ1)的1/4。此外，在第二像素130b所包括的第二发光元件132b中，优选将第二具有反射性的电极102b与第二发光层122之间的光程设定为透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长(λ2)的3/4。
严格而言，也可以将第一具有反射性的电极102a与第一发光层120之间的光程称为第一具有反射性的电极102a与第一发光层120中的发光区之间的光程。但是，难以严格地决定发光层中的发光区的位置，而通过假定发光层中的任意位置为发光区，能够充分地获得上述效果。也就是说，可以将第一具有反射性的电极102a与第一发光层120之间的光程称为第一具有反射性的电极102a的表面与第一发光层120的下表面之间的距离以上且第一具有反射性的电极102a的表面与第一发光层120的上表面之间的距离以下。第二具有反射性的电极102b与第二发光层122之间的光程以及后述的第三具有反射性的电极102c与第三发光层124之间的光程也是同样的。
此外，来自第一发光层120的发射光谱优选在表示与透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长相同颜色的波长范围中具有最大峰值。例如，当第一彩色滤光层134a的中心波长位于蓝色区域(例如，中心波长为450nm)时，来自第一发光层120的发射光谱优选在430nm以上且470nm以下的区域中具有最大峰值。
同样地，来自第二发光层122的发射光谱优选在表示与透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长相同颜色的波长范围中具有最大峰值。例如，当第二彩色滤光层134b的中心波长位于绿色区域(例如，中心波长为550nm)时，来自第二发光层122的发射光谱优选在520nm以上且550nm以下的区域中具有最大峰值。
另外，在本实施方式中，由于透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长比透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长短，所以由第一发光层120发射的光的颜色的波长优选比由第二发光层122发射的光的颜色的波长短。
此外，在第一发光元件132a中，通过将第一具有反射性的电极102a与第一发光层120之间的光程设定为透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长(λ1)的1/4，将第二发光层122与具有透光性的电极112之间的光程设定为透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长(λ2)的1/4，并将第一具有反射性的电极102a与具有透光性的电极112之间的光程设定为透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长(λ1)，能够获得空腔效应。
通过按上述条件对第一发光元件132a进行调整，即便在将第二具有反射性的电极102b与第二发光层122之间的光程设定为第二彩色滤光层134b的中心波长(λ2)的3/4的第二发光元件132b中，也可以使第二发光层122与具有透光性的电极112之间的光程成为第二彩色滤光层134b的中心波长(λ2)的1/4，第二具有反射性的电极102b与具有透光性的电极112之间的光程成为第二彩色滤光层134b的中心波长(λ2)，所以能够获得空腔效应。因为空腔效应，色纯度进一步提高。
下面，使用更具体的材料说明图1A所示的显示装置的结构。注意，这里说明的元件结构及制造方法等不过是个例子，而在不脱离本实施方式的宗旨的范围内，可以采用其他公知的结构、材料及制造方法。
作为衬底100，可以使用塑料(有机树脂)、玻璃或石英等。作为塑料，例如可以举出由聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜等构成的构件。另外，当作为衬底100使用塑料时，能够实现显示装置的轻量化，所以是优选的。此外，作为衬底100，也可以使用对水蒸气具有高阻挡性并具有高放热性的薄片(例如，包含类金刚石碳(DLC)的薄片)。
此外，虽然未图示，但是也可以采用在衬底100上设置无机绝缘体的结构。无机绝缘体用作保护发光元件免受来自外部的水等污染物质的影响的保护层、密封膜。通过设置无机绝缘体，能够减轻发光元件的劣化，而提高显示装置的耐用性及使用寿命。
作为无机绝缘体，可以使用氮化膜及氮氧化膜的单层或叠层。具体而言，无机绝缘体可以使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝等并根据材料利用CVD法、溅射法等形成。优选的是，使用氮化硅通过CVD法形成无机绝缘体。可以将无机绝缘体的厚度设定为100nm以上且1μm以下左右。此外，作为无机绝缘体，也可以使用氧化铝膜、DLC膜、含氮碳膜、包含硫化锌及氧化硅的膜(ZnS·SiO2膜)。
或者，作为无机绝缘体，可以使用厚度薄的玻璃衬底。例如，可以使用厚度为30μm以上且100μm以下的玻璃衬底。
此外，也可以在衬底100的下面上(与设置有发光元件的面相反的面)设置金属板。此外，在设置无机绝缘体的情况下，也可以使用金属板代替衬底100。对金属板的厚度没有特别的限制，但是例如当使用10μm以上且200μm以下的金属板时，能够实现显示装置的轻量化，所以是优选的。此外，虽然对构成金属板的材料没有特别的限制，但是可以优选使用铝、铜、镍等金属，或者铝合金或不锈钢等金属的合金等。
金属板和衬底100可以利用粘合层以彼此粘合的方式设置。作为粘合层，可以使用可见光固化粘合剂、紫外线固化粘合剂或热固化粘合剂。作为这些粘合剂的质料，例如可以举出环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂等。也可以使粘合层包含用作干燥剂的吸水物质。
由于金属板的透水性低，所以通过设置金属板，能够抑制水分侵入发光元件。因此，通过设置金属板，能够得到起因于水分的劣化被抑制的可靠性高的显示装置。
第一具有反射性的电极102a及第二具有反射性的电极102b设置在与光提取方向相反的一侧，并使用具有反射性的材料形成。作为具有反射性的材料，可以使用铝、金、铂、银、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜或钯等金属材料。此外，也可以使用诸如铝和钛的合金、铝和镍的合金、铝和钕的合金等包含铝的合金(铝合金)或者诸如银和铜的合金等包含银的合金。银和铜的合金具有高耐热性，所以是优选的。再者，通过层叠与铝合金膜接触的金属膜或金属氧化膜，能够抑制铝合金膜的氧化。作为该金属膜及金属氧化膜的材料，可以举出钛及氧化钛等。上述材料在地壳中含量多且低廉，由于可以降低发光元件的制造成本，所以是优选的。
在本实施方式中，以将第一具有反射性的电极102a及第二具有反射性的电极102b用作发光元件的阳极的情况为例子进行说明。但是，本发明的实施方式不局限于此。
第一具有透光性的导电层104a及第二具有透光性的导电层104b使用对可见光具有透光性的材料以单层或叠层形成。例如，作为具有透光性的材料，可以使用氧化铟、氧化铟锡、氧化铟锌合金、氧化锌、添加有镓的氧化锌、石墨烯等。
此外，可以使用包含导电高分子(也称为导电聚合物)的导电组成物形成具有透光性的导电层。作为导电高分子，可以使用所谓π电子共轭类导电高分子。例如，可以举出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩(PEDOT)或其衍生物、或者由苯胺、吡咯及噻吩中的两种以上构成的共聚物或其衍生物等。
另外，第一具有反射性的电极102a及第二具有反射性的电极102b，以及第一具有透光性的导电层104a及第二具有透光性的导电层104b可以通过光刻工序及蚀刻工序加工成规定的形状。因此，能够高可控性地形成精细的图案，从而能够得到高清晰的显示装置。
此外，通过在每个像素中独立地设置第一具有透光性的导电层104a及第二具有透光性的导电层104b，即使在具有透光性的导电层的厚度极厚的情况或在具有透光性的导电层的导电率较高的情况下，也能够防止串扰。
在第一具有透光性的导电层104a及第二具有透光性的导电层104b上形成有具有开口的绝缘层126，并且第一EL层106在开口中分别与第一具有透光性的导电层104a及第二具有透光性的导电层104b接触。绝缘层126使用聚酰亚胺、丙烯酸、聚酰胺、环氧等的有机绝缘材料或者无机绝缘材料形成。尤其优选的是，使用感光性树脂材料，并以在第一具有透光性的导电层104a及第二具有透光性的导电层104b上分别形成侧壁为具有连续曲率的倾斜面的开口部的方式形成绝缘层126。绝缘层126可以为锥形或反锥形。
第一EL层106至少包括第一发光层120，即可。第一EL层106也可以具有如下叠层结构：除了第一发光层120以外，还适当地组合包含具有高空穴传输性的物质的层、包含具有高电子传输性的物质的层、包含具有高空穴注入性的物质的层、包含具有高电子注入性的物质的层、包含双极性的物质(具有高空穴传输性及高电子传输性的物质)的层等。例如，作为第一EL层106，可以采用空穴注入层、空穴传输层、第一发光层120、电子传输层以及电子注入层的叠层结构。注意，当然，在将第一具有反射性的电极102a及第二具有反射性的电极102b用作阴极的情况下，可以采用从阴极一侧依次层叠电子注入层、电子传输层、第一发光层120、空穴传输层以及空穴注入层的结构。
空穴注入层是包含具有高空穴注入性的物质的层。作为具有高空穴注入性的物质，例如可以使用氧化钼、氧化钛、氧化钒、氧化铼、氧化钌、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽、氧化银、氧化钨、氧化锰等金属氧化物。此外，也可以使用酞菁基化合物，诸如酞菁(简称：H2Pc)或酞菁铜(Ⅱ)(简称：CuPc)等。
也可以使用如下作为低分子有机化合物的芳香胺化合物等，诸如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：MTDATA)、4,4'-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DPAB)、4,4'-双(N-{4-[N'-(3-甲基苯基)-N'-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)联苯(简称：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称：DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。
也可以使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物或聚合物等)。例如可以举出如下高分子化合物：聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯基胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等。也可以使用添加有酸的高分子化合物，诸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)或聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)等。
尤其是，作为空穴注入层，优选使用在具有高空穴传输性的有机化合物中包含受主物质的复合材料。通过使用在具有高空穴传输性的物质中包含有受主物质的复合材料，可以提高从阳极注入空穴时的空穴传输性，而能够降低发光元件的驱动电压。这些复合材料可以通过共蒸镀具有高空穴传输性的物质和受主物质来形成。通过使用该复合材料形成空穴注入层，从阳极向第一EL层106的空穴注入变得容易。
作为用于复合材料的有机化合物，可以使用各种化合物，诸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烃以及高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等。另外，作为用于复合材料的有机化合物，优选使用具有高空穴传输性的有机化合物。具体而言，优选使用空穴迁移率为10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就也可以使用上述物质之外的物质。下面，具体列举可以用于复合材料的有机化合物。
作为可以用于复合材料的有机化合物，例如可以使用如下材料：芳香胺化合物，诸如TDATA、MTDATA、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、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-苯基-4'-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：BPAFLP)等；或咔唑衍生物，诸如4,4'-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、1,4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。
也可以使用如下芳香烃化合物：2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9,10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9,10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9,10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、9,10-双[2-(1-萘基)苯基)-2-叔丁基蒽、9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽等。
也可以使用如下芳香烃化合物：2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9'-联蒽、10,10'-二苯基-9,9'-联蒽、10,10'-双(2-苯基苯基)-9,9'-联蒽、10,10'-双[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9'-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、苝、2,5,8,11-四(叔丁基)苝、并五苯、晕苯、4,4'-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9,10-双[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。
此外，作为电子受体，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)、氯醌等有机化合物或者过渡金属氧化物。此外，还可以举出属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言，优选使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰和氧化铼，因为它们的电子接受性高。尤其优选使用氧化钼，因为氧化钼在大气中也稳定，吸湿性低，容易处理。
另外，也可以使用诸如PVK、PVTPA、PTPDMA或Poly-TPD等上述高分子化合物与上述电子受体形成复合材料，并将其用于空穴注入层。
另外，在将包含上述复合材料的层设置于第一EL层106中的情况下，也可以通过调整该包含复合材料的层的厚度来调整第一反射光的光程长度。在此情况下，没必要必须设置第一具有透光性的导电层104a。
空穴传输层是包括具有高空穴传输性的物质的层。作为具有高空穴传输性的物质，例如可以使用芳香胺化合物，诸如NPB、TPD、BPAFLP、4,4'-双[N-(9,9-二甲基芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DFLDPBi)、4,4'-双[N-(螺环-9,9'-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)等。这里所述的物质主要是空穴迁移率为10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就也可以使用上述物质之外的物质。另外，包含具有高空穴传输性的物质的层不限于单层，也可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
此外，作为空穴传输层，也可以使用CBP、CzPA、PCzPA等咔唑衍生物或t-BuDNA、DNA、DPAnth等蒽衍生物。
此外，作为空穴传输层，也可以使用PVK、PVTPA、PTPDMA、Poly-TPD等高分子化合物。
第一发光层120是包含具有发光性的有机化合物的层。作为具有发光性的有机化合物，例如可以使用发射荧光的荧光化合物或发射磷光的磷光化合物。
在可以用于第一发光层120的荧光化合物中，例如作为蓝色发光材料可以举出N,N'-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N'-二苯基二苯乙烯-4,4'-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺(简称：YGAPA)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBAPA)等。此外，作为绿色发光材料可以举出N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、N-[9,10-双(1,1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(简称：2DPAPA)、N-[9,10-双(1,1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(简称：2DPABPhA)、N-[9,10-双(1,1'-联苯-2-基)]-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称：2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(简称：DPhAPhA)等。此外，作为黄色发光材料可以举出红荧烯、5,12-双(1,1'-联苯-4-基)-6,11-二苯基并四苯(简称：BPT)等。此外，作为红色发光材料可以举出N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)并四苯-5,11-二胺(简称：p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]荧蒽-3,10-二胺(简称：p-mPhAFD)等。
此外，在可以用于第一发光层120的磷光化合物中，例如作为蓝色发光材料可以举出双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶醇-N,C2']铱(Ⅲ)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶醇-N,C2']铱(Ⅲ)吡啶甲酸酯(简称：FIrpic)、双{2-[3',5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶-N,C2’}铱(Ⅲ)吡啶甲酸酯(简称：Ir(CF3ppy)2(pic))、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶醇-N,C2’]铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：FIr(acac))等。此外，作为绿色发光材料可以举出三(2-苯基吡啶-N,C2')铱(Ⅲ)(简称：Ir(ppy)3)、双(2-苯基吡啶-N,C2')铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(ppy)2(acac))、双(1,2-二苯基-1H-苯并咪唑)铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(pbi)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)等。此外，作为黄色发光材料可以举出双(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'-五氟苯基苯基)吡啶]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))、(乙酰丙酮)双[2,3-双(4-氟苯基)-5-甲基吡嗪]铱(Ⅲ)(简称：Ir(Fdppr-Me)2(acac))、(乙酰丙酮)双{2-(4-甲氧基苯基)-3,5-二甲苯吡嗪}铱(Ⅲ)(简称：Ir(dmmoppr)2(acac))等。此外，作为橙色发光材料可以举出三(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))、(乙酰丙酮)双(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)铱(Ⅲ)(简称：Ir(mppr-Me)2(acac))、(乙酰丙酮)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)铱(Ⅲ)(简称：Ir(mppr-iPr)2(acac))等。此外，作为红色发光材料可以举出有机金属配合物，诸如双[2-(2'-苯并[4,5-α]噻吩基)吡啶-N,C3')铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(btp)2(acac))、双(1-苯基异喹啉-N,C2')铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(piq)2(acac))、(乙酰丙酮)双[2,3-双(4-氟苯基)喹喔啉]铱(Ⅲ)(简称：Ir(Fdpq)2(acac))、(乙酰丙酮)双[2,3,5-三苯基吡嗪]铱(Ⅲ)(简称：Ir(tppr)2(acac))、(二新戊酰甲烷)双(2,3,5-三苯基吡嗪)铱(Ⅲ)(简称:Ir(tppr)2(dpm))、2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉铂(Ⅱ)(简称：PtOEP)等。此外，由于三(乙酰丙酮)(单菲咯啉)铽(Ⅲ)(简称：Tb(acac)3(Phen))、三(1,3-二苯基-1,3-丙二酸)(单菲咯啉)铕(Ⅲ)(简称：Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3,3,3-三氟乙酸](单菲咯啉)铕(Ⅲ)(简称：Eu(TTA)3(Phen))等稀土金属配合物可以得到由稀土金属离子发射的光(在不同多重体之间的电子跃迁)，所以可以用作磷光化合物。
另外，第一发光层120也可以采用将上述具有发光性的有机化合物(客体材料)分散在其他物质(主体材料)中的结构。作为主体材料，可以使用各种物质，优选使用其最低空分子轨道能级(LUMO能级)高于具有发光性的物质的最低空分子轨道能级且其最高占据分子轨道能级(HOMO能级)低于具有发光性的物质的最高占据分子轨道能级的物质。
作为主体材料，具体而言，可以使用如下材料：金属配合物，诸如三(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(phenylphenolato))铝(Ⅲ)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(Ⅱ)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚(phenolato)]锌(Ⅱ)(简称：ZnPBO)以及双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(Ⅱ)(简称：ZnBTZ)等；杂环化合物，诸如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)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称：TAZ)、2,2',2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、红菲绕啉(简称：BPhen)以及浴铜灵(简称：BCP)等；稠合芳香化合物，诸如9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、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'-联二蒽(bianthryl)(简称：BANT)、9,9'-(芪-3,3'-二基)二菲(简称：DPNS)、9,9'-(芪-4,4'-二基)二菲(简称：DPNS2)以及3,3',3”-(苯-1,3,5-三基)三芘(简称：TPB3)、9,10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、6,12-二甲氧基-5,11-二苯基屈(chrysen)等；芳香胺化合物，诸如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)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、NPB(或α-NPD)、TPD、DFLDPBi、BSPB等；等等。
此外，可以使用多种主体材料。例如，为了抑制结晶化，还可以进一步添加红荧烯等抑制结晶化的物质。此外，为了更高效地进行向客体材料的能量转移，还可以进一步添加NPB或Alq等。
通过采用将客体材料分散到主体材料中的结构，能够抑制第一发光层120的结晶化。此外，能够抑制高浓度的客体材料引起的浓度猝灭。
作为第一发光层120，可以使用高分子化合物。具体而言，作为蓝色发光材料，可以举出聚(9,9-二辛基芴-2,7-二基)(简称：PFO)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(2,5-二甲氧基苯-1,4-二基)](简称：PF-DMOP)、聚{(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-[N,N'-二-(对-丁基苯基)-1,4-二胺苯]}(简称：TAB-PFH)等。此外，作为绿色发光材料，可以举出聚(对-亚苯基亚乙烯基)(简称：PPV)、聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-alt-co-(苯并[2,1,3]噻二唑-4,7-二基)](简称：PFBT)、聚[(9,9-二辛基-2,7-二亚乙烯基亚芴基(fluorenylene))-alt-co-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基)等。此外，作为橙色至红色的发光材料，可以举出聚[2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](简称：MEH-PPV)、聚(3-丁基噻吩-2,5-二基)(简称：R4-PAT)、聚{[9,9-二己基-2,7-双(1-氰基亚乙烯基)亚芴基]-alt-co-[2,5-双(N,N'-二苯基氨基)-1,4-亚苯基]}、聚{[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-双(1-氰基亚乙烯基亚苯基)]-alt-co-[2,5-双(N,N'-二苯基氨基)-1,4-亚苯基]}(简称：CN-PPV-DPD)等。
另外，第一EL层106也可以采用包括两层以上的发光层的结构。
电子传输层是包含具有高电子传输性的物质的层。作为具有高电子传输性的物质，例如可以举出具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等，诸如三(8-羟基喹啉)铝(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉)铍(简称：BeBq2)或双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(简称：BAlq)等。也可以使用具有噁唑基或噻唑基配体的金属配合物等，诸如双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑]锌(简称:Zn(BOX)2)或双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(简称:Zn(BTZ)2)等。除了金属配合物以外，还可以使用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)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称：TAZ)、红菲绕啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)等。这里所述的物质主要是电子迁移率为10-6cm2/Vs以上的物质。此外，电子传输层不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质所构成的层。
电子注入层是包含具有高电子注入性的物质的层。电子注入层可以使用锂、铯、钙、氟化锂、氟化铯、氟化钙、氧化锂等的碱金属、碱土金属或者其化合物。此外，可以使用氟化铒等稀土金属化合物。此外，也可以使用上述构成电子传输层的物质。
通过对发光元件施加电压，电荷产生层108产生电荷，对阴极一侧的EL层注入空穴，并且对阳极一侧的EL层注入电子。
电荷产生层108可以使用上述复合材料形成。此外，电荷产生层108也可以采用层叠由复合材料构成的层和由其他材料构成的层的叠层结构。在此情况下，作为由其他材料构成的层，可以使用包含具有电子给予性的物质和具有高电子传输性的物质的层或者由透明导电膜构成的层等。具有这种结构的发光元件不容易发生能量的转移或猝灭等的问题。并且，由于可以选择的材料的范围更广，从而容易得到兼有高发光效率和使用寿命长的发光元件。此外，也容易从一方EL层得到磷光发光并且从另一方EL层得到荧光发光。
如图1A、1B1及1B2所示那样通过将电荷产生层设置在被层叠的EL层之间，能够在抑制电流密度的同时得到高亮度且使用寿命长的元件。此外，由于能够减少电极材料的电阻导致的电压下降，因此能够实现大面积的均匀发光。
第二EL层110至少包括第二发光层122，即可。第二EL层110也可以具有如下叠层结构：除了第二发光层122以外，还适当地组合包含具有高空穴传输性的物质的层、包含具有高电子传输性的物质的层、包含具有高空穴注入性的物质的层、包含具有高电子注入性的物质的层、包含双极性的物质(具有高空穴传输性及高电子传输性的物质)的层等。此外，第二EL层110既可以具有与第一EL层106相同的结构，又可以具有与第一EL层106不同的叠层结构。例如，作为第二EL层110，可以采用包括空穴注入层、空穴传输层、第二发光层122、电子传输层、电子注入缓冲层、电子中继层以及接触于具有透光性的电极112的复合材料层的叠层结构。注意，第二EL层110也可以采用包括两层以上的发光层的结构。
通过设置接触于具有透光性的电极112的复合材料层，尤其当利用溅射法形成具有透光性的电极112时，能够减轻第二EL层110所受到的损伤，所以是优选的。作为复合材料层，可以使用上述的使具有高空穴传输性的有机化合物包含受主物质的复合材料。
并且，通过设置电子注入缓冲层，能够削弱复合材料层与电子传输层之间的注入势垒，从而能够容易将产生在复合材料层中的电子注入到电子传输层。
电子注入缓冲层可以使用具有高电子注入性的物质，诸如碱金属、碱土金属、稀土金属以及其化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)、稀土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))等。
此外，当电子注入缓冲层以包含具有高电子传输性的物质和施主物质的方式形成时，优选添加相对于具有高电子传输性的物质的质量比为0.001以上且0.1以下的施主物质。另外，作为施主物质，除了可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属及其化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)、稀土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))以外，还可以使用四硫萘并萘(tetrathianaphthacene)(简称：TTN)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物。另外，具有高电子传输性的物质可以使用与上面所说明的电子传输层的材料同样的材料来形成。
再者，优选在电子注入缓冲层和复合材料层之间形成电子中继层。电子中继层并不是必须要设置的，但是通过设置具有高电子传输性的电子中继层，能够将电子迅速传输到电子注入缓冲层。
在复合材料层和电子注入缓冲层之间夹持电子中继层的结构是包含在复合材料层中的受主物质和包含在电子注入缓冲层中的施主物质彼此不容易相互作用，并且不容易互相抑制各自的功能的结构。因而，能够防止驱动电压增高。
电子中继层包含具有高电子传输性的物质，并且将该具有高电子传输性的物质的LUMO能级设定为包含在复合材料层中的受主物质的LUMO能级与包含在电子传输层中的具有高电子传输性的LUMO能级之间的值。此外，当电子中继层包含施主物质时，将该施主物质的施主能级也设定为复合材料层中的受主物质的LUMO能级与包含在电子传输层中的具有高电子传输性的LUMO能级之间的值。至于能级的具体数值，优选将包含在电子中继层中的具有高电子传输性的物质的LUMO能级设定为-5.0eV以上，优选设定为-5.0eV以上且-3.0eV以下。
作为包含在电子中继层中的具有高电子传输性的物质，优选使用酞菁类的材料或具有金属-氧键和芳香配体的金属配合物。
作为包含在电子中继层中的酞菁类材料，具体而言，优选使用如下物质中的任一种：CuPc、SnPc(Phthalocyaninetin(Ⅱ)complex)、ZnPc(Phthalocyaninezinccomplex)、CoPc(Cobalt(Ⅱ)phthalocyanine，β-form)、FePc(PhthalocyanineIron)以及PhO-VOPc(Vanadyl2,9,16,23-tetraphenoxy-29H,31H-phthalocyanine)。
作为包含在电子中继层中的具有金属-氧键和芳香配体的金属配合物，优选使用具有金属-氧的双键的金属配合物。由于金属-氧的双键具有受主性(容易接受电子的性质)，因此电子的移动(授受)变得更加容易。并且，可以认为具有金属-氧的双键的金属配合物是稳定的。因此，通过使用具有金属-氧的双键的金属配合物，能够使发光元件以低电压进行更稳定的驱动。
作为具有金属-氧键和芳香配体的金属配合物，优选使用酞菁类材料。具体而言，优选使用VOPc(Vanadylphthalocyanine)、SnOPc(Phthalocyaninetin(IV)oxidecomplex)以及TiOPc(Phthalocyaninetitaniumoxidecomplex)中的任一种，因为在分子结构上金属-氧的双键容易与其他分子相互作用并且具有高受主性。
另外，作为上述酞菁类材料，优选使用具有苯氧基的材料。具体而言，优选使用PhO-VOPc等具有苯氧基的酞菁衍生物。具有苯氧基的酞菁衍生物可以溶解于溶剂。因此，具有苯氧基的酞菁衍生物具有当形成发光元件时容易处理的优点。并且，由于具有苯氧基的酞菁衍生物可以溶解于溶剂，所以容易维修用来成膜的装置。
电子中继层还可以包含施主物质。作为施主物质，除了可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属及其化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)、稀土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))以外，还可以使用四硫萘并萘(简称：TTN)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物。通过使电子中继层包含这些施主物质，电子移动变得容易而能够以更低的电压驱动发光元件。
当使电子中继层包含施主物质时，作为具有高电子传输性的物质，除了上述物质以外还可以使用具有其LUMO能级高于包含在复合材料层中的受主物质的受主能级的物质。作为具体能级，优选使用在-5.0eV以上，更优选在-5.0eV以上且-3.0eV以下的范围内具有LUMO能级的物质。作为这种物质，例如可以举出苝衍生物、含氮稠环芳香化合物等。另外，因为含氮稠环芳香化合物具有稳定性，所以作为用来形成电子中继层的材料是优选的。
作为苝衍生物的具体例子，可以举出3,4,9,10-苝四羧酸二酐(简称：PTCDA)、3,4,9,10-苝四羧酸双苯并咪唑(简称：PTCBI)、N,N'-二辛基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(简称：PTCDI-C8H)、N,N'-二己基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(简称：HexPTC)等。
此外，作为含氮稠环芳香化合物的具体例子，可以举出吡嗪并[2,3-f][1,10]菲咯啉-2,3-二甲腈(简称：PPDN)、2,3,6,7,10,11-六氰-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(简称：HAT(CN)6)、2,3-二苯基吡啶并[2,3-b]吡嗪(简称：2PYPR)、2,3-双(4-氟苯基)吡啶并[2,3-b]吡嗪(简称：F2PYPR)等。
除了上述物质以外，还可以使用7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷(简称：TCNQ)、1,4,5,8-萘四羧酸二酐(简称：NTCDA)、全氟并五苯(perfluoropentacene)、十六氟代酞菁铜(简称：F16CuPc)、N,N'-双(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟代辛基)-1,4,5,8-萘四羧酸二酰亚胺(简称NTCDI-C8F)、3',4'-二丁基-5,5”-双(二氰基亚甲基)-5,5”-二氢-2,2':5',2”-三噻吩(简称：DCMT)、亚甲基富勒烯(例如，[6,6]-苯基C61酪酸甲酯)等。
另外，当使电子中继层包含施主物质时，可以通过共蒸镀具有高电子传输性的物质和施主物质等方法来形成电子中继层。
空穴注入层、空穴传输层、第二发光层122以及电子传输层分别可以使用上述材料形成。但是，作为第二发光层122的发光材料，使用其发射的光的颜色的波长比第一发光层120发射的光的颜色的波长更长的光的发光材料。
由于具有透光性的电极112设置在光提取方向，因此使用具有透光性的材料形成。作为具有透光性的材料，可以使用氧化铟、氧化铟锡、氧化铟锌合金、氧化锌、添加有鎵的氧化锌、石墨烯等。
此外，作为具有透光性的电极112，可以使用金、铂、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯或钛等金属材料。或者，也可以使用这些金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。另外，当使用金属材料(或其氮化物)时，可以将金属材料形成得薄，以使其具有透光性。
在第一发光元件132a及第二发光元件132b中，第一EL层106、电荷产生层108以及第二EL层110以连续膜的形式形成，而在各像素之间共同使用它们。因此，由于在制造工序中不需要进行使用金属掩模的分别涂敷，所以能够一举在大面积上进行成膜，而能够实现显示装置的大型化及生产性的提高。而且，能够扩大显示部中的显示区。此外，由于能够防止使用金属掩模时由于可能产生的微粒的混入等而导致的缺陷，所以能够高成品率地制造显示装置。
另外，也可以设置覆盖第一发光元件132a及第二发光元件132b的无机绝缘膜。该无机绝缘膜用作保护发光元件免受来自外部的水等污染物质的影响的保护层、密封膜。通过设置无机绝缘膜，能够减轻发光元件的劣化，而提高显示装置的耐用性及使用寿命。作为无机绝缘膜的材料，可以使用与上述无机绝缘体同样的材料。
也可以在衬底100和对置衬底128之间设置用作干燥剂的吸水物质。吸水物质可以以粉状等固体状态配置或通过溅射法等成膜法以包含吸水物质的膜的状态设置在第一发光元件132a及第二发光元件132b上。
对置衬底128可以使用与衬底100同样的材料。但是，对置衬底128至少需要能够使透过第一彩色滤光层134a及第二彩色滤光层134b的光透过。
作为第一彩色滤光层134a及第二彩色滤光层134b，例如可以使用彩色透光树脂。作为彩色透光树脂，可以使用感光性有机树脂、非感光性有机树脂。当使用感光性有机树脂层时，能够减少抗蚀剂掩模数量而简化工序，所以是优选的。
彩色是指如黑色、灰色和白色等无彩色以外的颜色。彩色滤光层由只使被着色的彩色光透过的材料形成。作为彩色，可以使用红色、绿色、蓝色等。此外，也可以使用青色(cyan)、品红色(magenta)、黄色(yellow)等。只使被着色的彩色的光透过意味着：透过彩色滤光层的光在其彩色的光的波长中具有峰值。
优选根据所包含的着色材料的浓度和光的透射率的关系，适当地控制彩色滤光层的最适宜的厚度。在本实施方式所示的显示装置中，通过调整第一具有反射性的电极102a与第一发光层120之间的光程并利用光的干扰，能够减少来自第一发光层120的发射光谱的半值宽度。同样地，通过调整第二具有反射性的电极102b与第二发光层122之间的光程并利用光的干扰，能够减少来自第二发光层122的发射光谱的半值宽度。因此，能够使第一彩色滤光层134a及第二彩色滤光层134b的着色材料的浓度成为低浓度。此外，能够将第一彩色滤光层134a及第二彩色滤光层134b形成为较薄。其结果是，能够降低第一彩色滤光层134a或第二彩色滤光层134b的光吸收，而能够提高光的利用效率。
另外，在本实施方式中虽然示出在对置衬底128内侧设置第一彩色滤光层134a及第二彩色滤光层134b的例子，但是本发明不局限于此，也可以在对置衬底128外侧(与发光元件相反一侧)设置它们。
或者，也可以在第一发光元件132a及第二发光元件132b上形成用作彩色滤光层的彩色透光树脂层。
也可以在第一彩色滤光层134a与第二彩色滤光层134b之间的区域(重叠于绝缘层126的区域)设置遮光层。遮光层使用反射光或吸收光且具有遮光性的材料形成。例如，可以使用黑色有机树脂，可以将颜料类的黑色树脂、碳黑、钛黑等混合到感光性或非感光性的聚酰亚胺等的树脂材料中来形成遮光层。此外，也可以使用遮光金属膜，例如可以使用铬、钼、镍、钛、钴、铜、钨或铝等。
对遮光层的形成方法没有特别的限制，可以根据其材料利用如蒸镀法、溅射法、CVD法等的干法或者如旋涂、浸渍、喷涂、液滴喷射法(喷墨法等)、丝网印刷、胶印刷等的湿法，并且根据需要利用蚀刻法(干蚀刻或湿蚀刻)加工成所希望的图案。
由于遮光层能够防止向邻近的像素的漏光，所以通过设置遮光层，能够进行高对比度及高清晰的显示。
图2A、2B1至2B3示出与图1A、1B1及1B2不同的显示装置的方式。图2A为显示装置中的显示部的截面图。此外，图2B1至2B3示出图2A所示的截面图的部分放大图。注意，图2A、2B1至2B3所示的显示装置的结构的大部分与图1A、1B1及1B2所示的显示装置的结构共通。因此，下面，有时省略对于重复的部分的说明。
图2A所示的显示装置包括第一像素230a、第二像素230b以及第三像素230c。第一像素230a包括设置在衬底100上的第一发光元件232a以及设置在对置衬底128的与第一发光元件232a重叠的区域上的第一彩色滤光层134a。第二像素230b包括设置在衬底100上的第二发光元件232b以及设置在对置衬底128的与第二发光元件232b重叠的区域上的第二彩色滤光层134b。第三像素230c包括设置在衬底100上的第三发光元件232c以及设置在对置衬底128的与第三发光元件232c重叠的区域上的第三彩色滤光层134c。
在图2A所示的显示装置中，第一彩色滤光层134a、第二彩色滤光层134b以及第三彩色滤光层134c分别使不同的波长的光透过。在本实施方式中，以透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长(下面也写为λ1)比透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长(下面也写为λ2)短且透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长(λ2)比透过第三彩色滤光层134c的光的波长范围的中心波长(下面也写为λ3)短的情况为例子进行说明。
例如，通过将第一彩色滤光层134a设定为蓝色，将第二彩色滤光层134b设定为绿色，并且将第三彩色滤光层134c设定为红色，能够得到能够进行全彩色显示的显示装置。
第一发光元件232a包括第一具有反射性的电极102a、依次层叠在第一具有反射性的电极102a上的第一具有透光性的导电层104a、第一EL层106、电荷产生层108、第二EL层210以及具有透光性的电极112。第二发光元件232b包括第二具有反射性的电极102b、依次层叠在第二具有反射性的电极102b上的第二具有透光性的导电层104b、第一EL层106、电荷产生层108、第二EL层210以及具有透光性的电极112。第三发光元件232c包括第三具有反射性的电极102c、依次层叠在第三具有反射性的电极102c上的第三具有透光性的导电层104c、第一EL层106、电荷产生层108、第二EL层210以及具有透光性的电极112。
在图2A、2B1至2B3中，由第一发光元件232a、第二发光元件232b以及第三发光元件232c发射的光从具有透光性的电极112一侧射出。此外，第一发光元件232a、第二发光元件232b、第三发光元件232c由绝缘层126电绝缘。
图2B1示出第一发光元件232a的放大图。图2B2示出第二发光元件232b的放大图。图2B3示出第三发光元件232c的放大图。
第一发光元件232a、第二发光元件232b以及第三发光元件232c与图1A、1B1及1B2所示的第一发光元件132a或第二发光元件132b的不同之处在于设置在电荷产生层108上的第二EL层的结构。第一发光元件232a、第二发光元件232b以及第三发光元件232c包括至少包括第二发光层122及第三发光层123的第二EL层210。另外，第二EL层210也可以具有如下叠层结构：除了发光层以外还包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层等的功能层。其他结构与第一发光元件132a或第二发光元件132b相同。
由于第一发光元件232a、第二发光元件232b以及第三发光元件232c分别具有彼此厚度不同的第一具有透光性的导电层104a、第二具有透光性的导电层104b以及第三具有透光性的导电层104c，所以它们具有不同的总厚度。
第三具有透光性的导电层104c具有如下作用：通过调整其厚度，调整由第三发光层124发射的光中的被第三具有反射性的电极102c反射回来的光(也写为第三反射光)的光程长度。由于第三反射光与从第三发光层124直接入射到第三彩色滤光层134c中的光(也写为第三入射光)发生干扰，所以通过调整第三具有透光性的导电层104c的厚度使第三入射光的相位和第三反射光的相位一致，能够放大由第三发光层124发射的光。因此，与不调整光程长度的发光元件相比，本实施方式的发光元件能够利用同样的电流获得更高的亮度。此外，通过使第三入射光的相位及第三反射光的相位与透过第三彩色滤光层134c的光的波长范围的中心波长一致，能够提高从第三像素230c提取的光的色纯度。
具体而言，在第一像素230a所包括的第一发光元件232a中，优选将第一具有反射性的电极102a与第一发光层120之间的光程设定为透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长(λ1)的1/4。此外，在第二像素230b所包括的第二发光元件232b中，优选将第二具有反射性的电极102b与第二发光层122之间的光程设定为透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长(λ2)的3/4。此外，在第三像素230c所包括的第三发光元件232c中，优选将第三具有反射性的电极102c与第三发光层124之间的光程设定为透过第三彩色滤光层134c的光的波长范围的中心波长(λ3)的5/4。
透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长和来自第一发光层120的发射光谱优选在表示相同颜色的波长范围中分别具有最大峰值。透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长和来自第二发光层122的发射光谱优选在表示相同颜色的波长范围中分别具有最大峰值。透过第三彩色滤光层134c的光的波长范围的中心波长和来自第三发光层124的发射光谱优选在表示相同颜色的波长范围中分别具有最大峰值。
例如，当第一彩色滤光层134a的中心波长位于蓝色区域(例如，中心波长为450nm)时，来自第一发光层120的发射光谱优选在430nm以上且470nm以下的区域中具有最大峰值。此外，例如，当第二彩色滤光层134b的中心波长位于绿色区域(例如，中心波长为550nm)时，来自第二发光层122的发射光谱优选在520nm以上且550nm以下的区域中具有最大峰值。此外，例如，当第三彩色滤光层134c的中心波长位于红色区域(例如，中心波长为690nm)时，来自第三发光层124的发射光谱优选在600nm以上且700nm以下的区域中具有最大峰值。
另外，在本实施方式中，由于透过第一彩色滤光层134a的光的波长范围的中心波长比透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长短且透过第二彩色滤光层134b的光的波长范围的中心波长比透过第三彩色滤光层134c的光的波长范围的中心波长短，所以由第一发光层120发射的光的颜色的波长优选比由第二发光层122发射的光的颜色的波长短，并且由第二发光层122发射的光的颜色的波长优选比由第三发光层124发射的光的波长短。
第二EL层210至少包括第二发光层122以及层叠在第二发光层122上的第三发光层124，即可。其详细结构可以采用与第二EL层110同样的结构。但是，作为第三发光层124的发光材料，使用其发射的光的颜色的波长比第二发光层122发射的光的颜色的波长更长的光的发光材料。
图3示出本实施方式的显示装置中的显示部的电极结构的平面图。另外，为了容易理解，在图3中省略构成要素的一部分(例如，第二EL层等)。图3的显示装置为被动矩阵型显示装置，其中以方格状层叠有被加工为条状的具有反射性的电极102(第一具有反射性的电极102a、第二具有反射性的电极102b以及第三具有反射性的电极102c)以及被加工为条状的具有透光性的电极112(第一具有透光性的电极112a、第二具有透光性的电极112b以及第三具有透光性的电极112c)。
第一EL层、电荷产生层以及第二EL层以连续膜的形式设置在具有反射性的电极102与具有透光性的电极112之间的整个面。因此，不需要进行使用金属掩模的分别涂敷。
在本实施方式所示的显示装置中，通过根据表示像素的颜色的彩色滤光层使具有反射性的电极与发光层之间的光程最优化，能够从像素高色纯度且高发射效率地提取各种颜色的光。此外，通过采用以连续膜的形式形成发光层的方法而不采用使用金属掩模按每个像素分别涂敷发光层的方法，能够避免因使用金属掩模而导致的成品率的降低或工序的复杂化。因此，能够提供高清晰且低功耗的显示装置。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
实施方式2
在本实施方式中，使用图4A及4B说明本发明的一个方式的主动矩阵型显示装置。另外，图4A为示出显示装置的平面图，图4B为沿图4A中的A-B及C-D切断的截面图。
图4A及4B的显示装置为元件衬底410和密封衬底404由密封材料405固定且具有驱动电路部(源极侧驱动电路401、栅极侧驱动电路403)以及包括多个像素的像素部402的例子。
另外，布线408是用来传送输入到源极侧驱动电路401及栅极侧驱动电路403的信号的布线，并且从外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)409接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。注意，虽然这里只示出FPC，但是该FPC也可以设置有印刷线路板(PWB)。本说明书中的显示装置不仅包括只设置有显示装置主体的状态，而且还包括显示装置主体安装有FPC或PWB的状态。
驱动电路部(源极侧驱动电路401、栅极侧驱动电路403)包括多个晶体管，包括在像素部402中的多个像素各自包括开关晶体管、电流控制晶体管及电连接到其漏电极的第一电极。
在元件衬底410上形成有驱动电路部(源极侧驱动电路401、栅极侧驱动电路403)及像素部402，而在图4B中示出驱动电路部的源极侧驱动电路401及像素部402中的三个像素。
包括在像素部402中的多个像素各自包括开关晶体管、电流控制晶体管及电连接到其漏电极的第一电极。多个像素至少包括两种颜色以上的像素，在本实施方式中示出具有蓝色(B)像素420a、绿色(G)像素420b、红色(R)像素420c的三种颜色的像素的例子。
像素420a包括彩色滤光层434a、发光元件418a以及电连接到该发光元件418a的用作开关晶体管的晶体管412a，像素420b包括彩色滤光层434b、发光元件418b以及电连接到该发光元件418b的用作开关晶体管的晶体管412b，像素420c包括彩色滤光层434c、发光元件418c以及电连接到该发光元件418c的用作开关晶体管的晶体管412c。
此外，发光元件418a包括具有反射性的电极413a以及具有透光性的导电层415a，发光元件418b包括具有反射性的电极413b以及具有透光性的导电层415b，发光元件418c包括具有反射性的电极413c以及具有透光性的导电层415c，并且在具有反射性的电极413a和具有透光性的导电层415a叠层、具有反射性的电极413b和具有透光性的导电层415b的叠层以及具有反射性的电极413c和具有透光性的导电层415c的叠层上具有由设置有第一发光层的第一EL层431、电荷产生层432、设置有第二发光层及第三发光层的第二EL层433以及具有透光性的电极417构成的叠层。
通过调整具有透光性的导电层415a、415b、415c的厚度，在蓝色(B)像素420a中，将具有反射性的电极413a与第一发光层之间的光程设定为透过彩色滤光层434a的光的波长范围的中心波长的1/4，在绿色(G)像素420b中，将具有反射性的电极413b与第二发光层之间的光程设定为透过彩色滤光层434b的光的波长范围的中心波长的3/4，并且在红色(R)像素420c中，将具有反射性的电极413c与第三发光层之间的光程设定为透过彩色滤光层434c的光的波长范围的中心波长的5/4。
例如，可以将蓝色(B)像素420a的彩色滤光层434a设定为中心波长为450nm的蓝色，将绿色(G)像素420b的彩色滤光层434b设定为中心波长为550nm的绿色，并将红色(R)像素420c的彩色滤光层434c设定为中心波长为690nm的红色。
通过根据表示像素的颜色的彩色滤光层使具有反射性的电极与发光层之间的光程最优化，能够从像素高色纯度且高发射效率地提取各种颜色的光。此外，通过采用以连续膜的形式形成发光层的方法而不采用使用金属掩模按每个像素分别涂敷发光层的方法，能够避免因使用金属掩模而导致的成品率的降低或工序的复杂化。因此，能够提供高清晰且颜色再现性高的显示装置。此外，能够提供低功耗的显示装置。
另外，源极侧驱动电路401由组合了n沟道型晶体管423和p沟道型晶体管424而成的CMOS电路形成。此外，驱动电路也可以由使用晶体管形成的各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。此外，在本实施方式中虽然示出在衬底上形成源极侧驱动电路及栅极侧驱动电路的例子，但是不一定必须采用该结构，也可以将源极侧驱动电路及栅极侧驱动电路的一部分或全部设置在衬底外部而不形成在衬底上。
另外，以覆盖具有反射性的电极413a、413b、413c以及具有透光性的导电层415a、415b、415c的端部的方式形成有绝缘物414。这里，使用正型感光性丙烯酸树脂膜形成绝缘物414。
此外，为了提高覆盖性，在绝缘物414的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，在作为绝缘物414的材料使用正型感光性丙烯酸的情况下，优选只在绝缘物414的上端部形成具有曲率半径(0.2μm至3μm)的曲面。此外，作为绝缘物414，可以使用因光照射而变成不溶于蚀刻剂的负型感光材料或因光照射而变成可溶于蚀刻剂的正型感光材料。
作为彩色滤光层434a、434b、434c、具有反射性的电极413a、413b、413c、具有透光性的导电层415a、415b、415c、第一EL层431、电荷产生层432、第二EL层433以及具有透光性的电极417的材料，可以分别采用实施方式1所示的材料。
再者，通过使用密封材料405将密封衬底404和元件衬底410贴合在一起，得到由元件衬底410、密封衬底404及密封材料405围绕的空间407中具备发光元件418的结构。另外，在空间407中填充有填充剂，除了填充惰性气体(氮或氩等)的情况以外，还有填充有机树脂、密封材料405的情况。作为有机树脂及密封材料405，也可以使用包含具有吸湿性的物质的材料。
另外，作为密封材料405，优选使用环氧类树脂。此外，这些材料优选为尽可能地不使水分或氧透过的材料。此外，作为用于密封衬底404的材料，除了玻璃衬底或石英衬底以外，也可以使用由FRP(Fiberglass-ReinforcedPlastics；玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸等构成的塑料衬底。
像本实施方式那样，也可以将用作基底膜的绝缘膜411设置在元件衬底410与晶体管的半导体层之间。绝缘膜具有防止来自元件衬底410的杂质元素扩散的功能，可以使用选自氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜或氧氮化硅膜中的一种或多种膜的单层或叠层结构形成。
对可以应用于本说明书所公开的显示装置的晶体管的结构没有特别的限制，例如，可以采用顶栅交错型晶体管、顶栅平面型晶体管、底栅交错型晶体管或底栅平面型晶体管等。此外，晶体管可以采用形成有一个沟道形成区的单栅结构、形成有两个沟道形成区的双栅结构(double-gate)或形成有三个沟道形成区的三栅结构。此外，也可以采用在沟道形成区上下隔着栅极绝缘层设置有两个栅电极层的双栅结构(dual-gate)。
栅电极层可以使用钼、钛、铬、钽、钨、铝、铜、钕、钪等金属材料或以这些金属材料为主要成分的合金材料以单层或叠层形成。
例如，作为栅电极层的两层的叠层结构，优选采用铝层上层叠钼层的两层结构、铜层上层叠钼层的两层结构、铜层上层叠氮化钛层或氮化钽层的两层结构、层叠氮化钛层和钼层的两层结构。作为三层的叠层结构，优选采用层叠如下三层的叠层结构：钨层或氮化钨层；铝和硅的合金层或铝和钛的合金层；以及氮化钛层或钛层。
作为栅极绝缘层，可以利用等离子体CVD法或溅射法等形成氧化硅层、氮化硅层、氧氮化硅层或氮氧化硅层的单层或叠层。此外，作为栅极绝缘层，也可以通过使用有机硅烷气体的CVD法形成氧化硅层。作为有机硅烷气体，可以使用硅酸乙酯(TEOS：化学式Si(OC2H5)4)、四甲基硅烷(TMS：化学式Si(CH3)4)、四甲基环四硅氧烷(TMCTS)、八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三乙氧基硅烷(SiH(OC2H5)3)、三(二甲氨基)硅烷(SiH(N(CH3)2)3)等含硅化合物。
对用于半导体层的材料没有特别的限制，可以根据晶体管412a、412b、412c、423、424所要求的特性适当地设定。下面说明可以用于半导体层的材料的例子。
作为形成半导体层的材料，可以通过溅射法或使用以硅烷或锗烷为典型的半导体材料气体的气相生长法制造的非晶(也称为非晶质)半导体、利用光能或热能使该非晶半导体结晶化而得到的多晶半导体或着微晶半导体等。半导体层可以通过溅射法、LPCVD法或等离子体CVD法等形成。
作为半导体层，可以使用硅或碳化硅等的单晶半导体。当作为半导体层使用单晶半导体时，能够使晶体管微型化，从而能够进一步提高显示部中的像素的清晰度。当作为半导体层使用单晶半导体时，可以采用设置有单晶半导体层的SOI衬底。或者，也可以使用硅片等半导体衬底。
作为非晶半导体典型地可以举出氢化非晶硅，作为结晶半导体典型地可以举出多晶硅等。多晶硅(多结晶硅)包括：使用以800℃以上的处理温度形成的多晶硅作为主要材料的所谓高温多晶硅；使用以600℃以下的处理温度形成的多晶硅作为主要材料的所谓低温多晶硅；使用促进结晶化的元素等使非晶硅结晶化了的多晶硅等。当然，如上所述，也可以使用微晶半导体或在半导体层的一部分包含结晶相的半导体。
此外，也可以使用氧化物半导体。作为氧化物半导体，可以使用：四元金属氧化物的In-Sn-Ga-Zn-O类；三元金属氧化物的In-Ga-Zn-O类、In-Sn-Zn-O类、In-Al-Zn-O类、Sn-Ga-Zn-O类、Al-Ga-Zn-O类、Sn-Al-Zn-O类；二元金属氧化物的In-Zn-O类、Sn-Zn-O类、Al-Zn-O类、Zn-Mg-O类、Sn-Mg-O类、In-Mg-O类、In-Ga-O类；In-O类、Sn-O类、Zn-O类等。此外，也可以在上述氧化物半导体中包含SiO2。这里，例如，In-Ga-Zn-O类氧化物半导体是指至少包含In、Ga及Zn的氧化物，对其组成比没有特别的限制。此外，In-Ga-Zn-O类氧化物半导体还可以包含In、Ga及Zn以外的元素。
此外，作为氧化物半导体层，可以使用以化学式InMO3(ZnO)m(m>0)表示的薄膜。这里，M表示选自Ga、Al、Mn及Co中的一种或多种金属元素。例如，作为M有Ga、Ga及Al、Ga及Mn或者Ga及Co等。
此外，当作为氧化物半导体使用In-Zn-O类材料时，将原子数比设定为In/Zn＝0.5至50，优选设定为In/Zn＝1至20，更优选设定为In/Zn＝1.5至15。通过将Zn的原子数比设定在优选的所述范围内，能够提高晶体管的场效应迁移率。这里，当化合物的原子数比为In:Zn:O＝X:Y:Z时，满足Z>1.5X+Y。
作为氧化物半导体层，可以使用具有不是完全的单晶也不是完全的非晶的结构的CAAC-OS(CAxisAlignedCrystallineOxideSemiconductor：c轴取向结晶氧化物半导体)膜。CAAC-OS膜是在非晶相中具有结晶部及非晶部的结晶-非晶混合相结构的氧化物半导体膜。在CAAC-OS膜所包含的结晶部中，c轴在与CAAC-OS膜的被形成面的法线矢量或表面的法线矢量平行(包括-5°以上且5°以下的范围)的方向上一致，当从垂直于ab面的方向看时具有三角形状或六角形状的原子排列，并且当从垂直于c轴(包括85°以上且95°以下的范围)的方向看时金属原子排列为层状或者金属原子和氧原子排列为层状。另外，在不同的结晶部之间，a轴及b轴的方向也可以彼此不同。
作为用作源电极层或漏电极层的布线层的材料，可以举出：选自Al、Cr、Ta、Ti、Mo、W中的元素；以上述元素为成分的合金；组合上述元素而成的合金等。此外，在进行热处理的情况下，优选使导电膜具有可承受该热处理的耐热性。例如，由于当使用Al单体时存在耐热性差且容易腐蚀等问题，所以组合Al和耐热性导电材料形成用作源电极层或漏电极层的布线层。作为与Al组合的耐热性导电材料使用如下材料：选自钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钕(Nd)、钪(Sc)中的元素；以上述元素为成分的合金；组合上述元素的合金；或以上述元素为成分的氮化物。
作为覆盖晶体管的绝缘膜419，可以使用通过干法或湿法形成的无机绝缘膜、有机绝缘膜。例如，可以使用通过CVD法或溅射法等形成的氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化铝膜、氧化钽膜、氧化镓膜等。此外，可以使用聚酰亚胺、丙烯酸、苯并环丁烯、聚酰胺、环氧等有机材料。此外，除了上述有机材料以外，可以使用低介电常数材料(low-k材料)、硅氧烷类树脂、PSG(磷硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)等。
另外，硅氧烷类树脂相当于以硅氧烷类材料为起始材料形成的包含Si-O-Si键的树脂。硅氧烷类树脂也可以使用有机基(例如，烷基或芳基)或氟基作为取代基。此外，有机基也可以具有氟基。硅氧烷类树脂通过涂敷法进行成膜并进行焙烧而可以用作绝缘膜419。
另外，也可以通过层叠使用上述材料形成的多个绝缘膜来形成绝缘膜419。例如，也可以采用在无机绝缘膜上层叠有机树脂膜的结构。
通过上述方式，能够得到具有本发明的一个方式的发光元件的主动矩阵型显示装置。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
实施方式3
本说明书所公开的显示装置可以应用于各种电子设备(也包括游戏机)。作为电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、音频再现装置、弹珠机等的大型游戏机等。
图5A示出笔记本个人计算机，该笔记本个人计算机由主体3001、框体3002、显示部3003以及键盘3004等构成。通过将实施方式1或实施方式2所示的显示装置应用于显示部3003，能够制造高清晰且低功耗的笔记本个人计算机。
图5B示出便携式信息终端(PDA)，在主体3021中设置有显示部3023、外部接口3025以及操作按钮3024等。此外，作为用来操作的附件还具备触屏笔3022。通过将实施方式1或实施方式2所示的显示装置应用于显示部3023，能够制造高清晰且低功耗的便携式信息终端(PDA)。
图5C示出电子书阅读器，该电子书阅读器由框体2701及框体2703的两个框体构成。框体2701及框体2703由轴部2711形成为一体，并且可以以该轴部2711为轴进行开闭动作。通过这种结构，可以进行如纸的书籍那样的工作。
框体2701组装有显示部2705，而框体2703组装有显示部2707。显示部2705及显示部2707的结构既可以是显示连屏画面的结构，又可以是显示不同的画面的结构。通过采用显示不同的画面的结构，例如在右边的显示部(图5C中的显示部2705)中可以显示文章，而在左边的显示部(图5C中的显示部2707)中可以显示图像。通过将实施方式1或实施方式2所示的显示装置应用于显示部2705、显示部2707，能够制造高清晰且低功耗的电子书阅读器。当将半透射型的显示装置或反射型的显示装置用于显示部2705时，可以预料电子书阅读器在较明亮的情况下也被使用，所以可以设置太阳能电池，而使其能够进行利用太阳能电池的发电以及利用电池的充电。另外，若作为电池使用锂离子电池，则有能够实现小型化等的优点。
此外，在图5C中示出框体2701具备操作部等的例子。例如，在框体2701中具备电源开关2721、操作键2723、扬声器2725等。利用操作键2723可以翻页。另外，还可以采用在与框体的显示部同一面上设置键盘、定位装置等的结构。此外，也可以采用在框体的背面或侧面具备外部连接端子(耳机端子、USB端子等)、记录介质插入部等的结构。再者，电子书阅读器也可以具有电子词典的功能。
此外，电子书阅读器也可以采用能够以无线的方式收发信息的结构。还可以采用以无线的方式从电子书阅读器服务器购买所希望的书籍数据等，然后下载的结构。
图5D示出移动电话，由框体2800及框体2801的两个框体构成。框体2801具备显示面板2802、扬声器2803、麦克风2804、定位装置2806、影像拍摄用透镜2807、外部连接端子2808等。此外，框体2800具备对移动电话进行充电的太阳能电池单元2810、外部储存槽2811等。此外，在框体2801内组装有天线。通过将实施方式1或实施方式2所示的显示装置应用于显示面板2802，能够制造高清晰且低功耗的移动电话。
此外，显示面板2802具备触摸屏，在图5D中，使用虚线示出作为映像而被显示出来的多个操作键2805。另外，还安装有用来将由太阳能电池单元2810输出的电压升压到各电路所需的电压的升压电路。
显示面板2802根据使用方式适当地改变显示的方向。此外，由于在与显示面板2802同一面上设置影像拍摄用透镜2807，所以可以实现可视电话。扬声器2803及麦克风2804不局限于音频通话，还可以进行可视通话、录音、再生等。再者，通过滑动框体2800和框体2801可以使其从图5D那样的展开状态变为重叠状态，所以可以实现适于携带的小型化。
外部连接端子2808可以与AC适配器及各种电缆如USB电缆等连接，并且可以进行充电及与个人计算机等的数据通讯。此外，通过将记录媒体插入外部储存槽2811中，可以对应更大量数据的保存及移动。
此外，除了上述功能之外，还可以具有红外线通信功能、电视接收功能等。
图5E示出数码摄像机，该数码摄像机由主体3051、显示部A3057、取景器部3053、操作开关3054、显示部B3055、电池3056等构成。通过将实施方式1或实施方式2所示的显示装置应用于显示部A3057、显示部B3055，能够制造高清晰且低功耗的数码摄像机。
图5F示出电视装置，该电视装置由框体9601、显示部9603等构成。利用显示部9603可以显示映像。此外，在此示出利用支架9605支撑框体9601的结构。通过将实施方式1或实施方式2所示的显示装置应用于显示部9603，能够制造高清晰且低功耗的电视装置。
可以通过利用框体9601所具备的操作开关或另行提供的遥控操作机进行电视装置的操作。此外，也可以采用在遥控操作机中设置显示从该遥控操作机输出的信息的显示部的结构。
另外，电视装置采用具备接收机、调制解调器等的结构。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，可以进行单向(从发送者到接收者)或双向(在发送者和接收者之间或在接收者之间等)的信息通讯。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
另外，本实施方式所示的结构可以适当地与实施方式1或实施方式2所示的结构组合而使用。
实施例
在本实施例中，使用附图及图表说明本发明的一个方式的显示装置的特性的测量结果。
使用图6说明在本实施例中用于显示装置的发光元件的制造方法。本实施例的显示装置至少包括对应蓝色像素的发光元件(以下为发光元件B)以及对应红色像素的发光元件(以下为发光元件R)。
下面示出在本实施例中使用的有机化合物(Bphen、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(简称：CzPA)、4-苯基-4'-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：BPAFLP)、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)、2-[3-(2,8-二苯基二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-III)、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、(乙酰丙酮)双(6-叔丁基-4-苯基吡啶)铱(Ⅲ)(简称：Ir(tBuppm)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)))的结构式。
作为发光元件B、发光元件R的具有反射性的电极1101，在作为玻璃衬底的衬底1100上通过溅射法形成铝-钛合金膜。在本实施例中，将具有反射性的电极1101用作阳极。
接着，在具有反射性的电极1101上通过溅射法形成钛(Ti)然后形成包含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)，来形成具有透光性的导电层1104。另外，所形成的Ti膜在溅射ITSO后被氧化而变成氧化钛(TiOx)，而具有透光性。然后，在发光元件B中通过蚀刻去除ITSO。
通过上述方法，在本实施例中，为了使包括发光元件B的像素(下面为像素B)以及包括发光元件R的像素(下面为像素R)分别获得空腔效应，在发光元件R中，作为具有透光性的导电层1104采用6nm的TiOx和80nm的ITSO的叠层结构。此外，在发光元件B中，作为具有透光性的导电层1104采用6nm的TiOx。然后，以具有透光性的导电层1104的表面露出2mm见方大小的方式对其覆盖聚酰亚胺膜，使电极面积成为2mm×2mm。
接着，通过如下方法形成空穴注入层1111：以使形成有具有反射性的电极1101及具有透光性的导电层1104的面朝下的方式，将形成有具有反射性的电极1101及具有透光性的导电层1104的衬底1100固定在设置在真空蒸镀装置中的衬底支架，并在将压力降低到10-4Pa左右之后，在具有反射性的电极1101或具有透光性的导电层1104上共蒸镀PCzPA与氧化钼(VI)。调节PCzPA和氧化钼的比率使其重量比成为1:0.5(＝PCzPA:氧化钼)，并将其厚度设定为20nm。注意，共蒸镀法是指在一个处理室中从多个蒸发源同时进行蒸镀的蒸镀法。
接着，在空穴注入层1111上形成20nm厚的PCzPA，以此形成空穴传输层1112。
通过在空穴传输层1112上以得到CzPA:1,6mMemFLPAPrn＝1:0.05(重量比)的方式共蒸镀CzPA和1,6mMemFLPAPrn，形成发光层1113，其厚度为30nm。
在发光层1113上以5nm的厚度形成CzPA，形成电子传输层1114a。
在电子传输层1114a上以15nm的厚度形成红菲绕啉(简称：BPhen)，形成电子传输层1114b。
在电子传输层1114b上以0.1nm的厚度蒸镀氧化锂(Li2O)，形成电子注入层1115a，并在电子注入层1115a上以2nm的厚度蒸镀酞菁铜(Ⅱ)(简称：CuPc)，形成电子注入层1115b。
通过在电子注入层1115b上共蒸镀PCzPA和氧化钼(VI)，形成电荷产生层1102。调节PCzPA和氧化钼的比率使其重量比成为1:0.5(＝PCzPA:氧化钼)，并将其厚度设定为20nm。
在电荷产生层1102上以20nm的厚度蒸镀BPAFLP，形成空穴传输层1212。
通过在空穴传输层1212上以得到2mDBTPDBq-III:PCBA1BP:Ir(tBuppm)2(acac)＝0.8:0.2:0.06(重量比)的方式共蒸镀2mDBTPDBq-III、PCBA1BP、Ir(tBuppm)2(acac)，形成发光层1213。其厚度为20nm。
通过在发光层1213上以得到2mDBTPDBq-III:Ir(tppr)2(dpm)＝1:0.06(重量比)的方式共蒸镀2mDBTPDBq-III和Ir(tppr)2(dpm)，形成发光层1313。其厚度为20nm。
在发光层1313上以15nm的厚度形成2mDBTPDBq-III，形成电子传输层1214a。
在电子传输层1214a上以15nm的厚度形成BPhen，形成电子传输层1214b。
在电子传输层1214b上以1nm的厚度蒸镀氟化锂(LiF)，形成电子注入层1215。
在电子注入层1215上以得到银:镁＝10:1(体积比)的方式以15nm的厚度形成银和镁，形成包含银及镁(AgMg)的膜作为到电层1105。
在导电层1105上通过溅射法以70nm的厚度形成氧化铟锡(ITO)，形成具有透光性的电极1103。
通过上述工序，制造本实施例中使用的发光元件B及发光元件R。
另外，在上述的蒸镀过程中，通过电阻加热法进行所有的蒸镀。
图表1示出通过上述方式得到的发光元件B及发光元件R的元件结构。
[图表1]
在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件暴露于大气的方式使用玻璃衬底对发光元件B及发光元件R进行密封。
接着，通过将彩色滤光层CF(B)重合于发光元件B并将彩色滤光层CF(R)重合于发光元件R，制造像素B及像素R。
作为彩色滤光层CF(B)的材料使用CB-7001W(富士胶片株式会社制造)，作为彩色滤光层CF(R)的材料使用CB-7001W(富士胶片株式会社制造)，在将上述材料涂敷在玻璃衬底上之后，以220℃进行1小时的焙烧而形成彩色滤光层CF(B)及彩色滤光层CF(R)。另外，其厚度为1.3至1.4μm。另外，通过利用旋涂法将彩色滤光材料涂敷在玻璃衬底上，将形成彩色滤光层CF(B)时的旋涂法的旋转数设定为2000rpm，并将形成彩色滤光层CF(R)时的旋涂法的旋转数设定为500rpm。
图7示出彩色滤光层CF(B)及彩色滤光层CF(R)的波长与透射率的关系。在图7中，以粗虚线表示彩色滤光层CF(B)，以粗实线表示彩色滤光层CF(R)。以来自光源的透过玻璃衬底的光为100％，使用U-4000记录式分光光度计(日立高新技术公司制造)进行透射率的测量。
从图7可知：在可见光区(380nm至680nm)中，彩色滤光层CF(B)的透射率为50％以上的波长范围为410nm至516nm，其中心波长为463nm。此外，在可见光区(380nm至680nm)中，彩色滤光层CF(R)的透射率为50％以上的波长范围为602nm至680nm，其中心波长为641nm。
在本实施例所示的像素B中，将具有反射性的电极1101与发光层1113之间的光程设定为透过彩色滤光层CF(B)的光的波长范围的中心波长的1/4。注意，以折射率×长度(膜厚度)算出光程。在本实施例中，图表2示出用来算出发光元件B的光程的各层的厚度、波长463nm附近的折射率以及算出的光程。
[图表2]
从图表2可知：在发光元件B中，离空穴注入层1111的界面13nm附近的发光层1113的发光区与具有反射性的电极1101之间的光程相当于透过彩色滤光层CF(B)的光的中心波长(463nm)的1/4。
此外，在像素R中，通过调节发光元件R的具有透光性的导电层1104的厚度，将具有反射性的电极1101和发光层1313之间的光程设定为透过彩色滤光层CF(R)的光的波长范围的中心波长的3/4。在本实施例中，图表3示出用来算出发光元件R的光程的各层的厚度、波长641nm附近的折射率以及算出的光程。
[图表3]
从图表3可知：在发光元件R中，离发光层1213的界面18nm附近的发光层1313的发光区与具有反射性的电极1101之间的光程相当于透过彩色滤光层CF(R)的光的中心波长(641nm)的3/4。
以得到大约1000cd/m2的亮度的条件，在像素B及像素R中分别测量电流效率、CIE色品坐标(x、y)以及电压。另外，在室温(保持25℃的气氛)下进行测量。
在像素B中，电流效率为3cd/A，CIE色品坐标为(x＝0.14，y＝0.07)，电压为7.9V。在像素R中，电流效率为12cd/A，CIE色品坐标为(x＝0.67，y＝0.33)，电压为6.5V。
图8的色品坐标示出像素B及像素R的色品。在图8中，四角形的点表示像素B，圆形的点表示像素R，实线表示由NTSC制定的NTSC比。
由图8可知，像素B及像素R都是从NTSC比的偏差少的色纯度高的像素。
如上所示，可以确认到：通过采用本发明的一个方式，能够提供包括色纯度高的像素的色再现性高的显示装置。
符号说明
100衬底
102电极
102a电极
102b电极
102c电极
104a导电层
104b导电层
104c导电层
106EL层
108电荷产生层
110EL层
112电极
112a电极
112a电极
112c电极
120发光层
122发光层
124发光层
126绝缘层
128对置衬底
130a像素
130b像素
132a发光元件
132b发光元件
134a彩色滤光层
134b彩色滤光层
134c彩色滤光层
210EL层
230a像素
230b像素
230c像素
232a发光元件
232b发光元件
232c发光元件
401源极侧驱动电路
402像素部
403栅极侧驱动电路
404密封衬底
405密封材料
407空间
408布线
410元件衬底
411绝缘膜
412a晶体管
412b晶体管
412c晶体管
413a电极
413b电极
413c电极
414绝缘物
415a导电层
415b导电层
415c导电层
417电极
418发光元件
418a发光元件
418b发光元件
418c发光元件
419绝缘膜
420a像素
420b像素
420c像素
423n沟道型晶体管
424p沟道型晶体管
431EL层
432电荷产生层
433EL层
434a彩色滤光层
434b彩色滤光层
434c彩色滤光层
1100衬底
1101电极
1102电荷产生层
1103电极
1104导电层
1105导电层
1111空穴注入层
1112空穴传输层
1113发光层
1114a电子传输层
1114b电子传输层
1115a电子注入层
1115b电子注入层
1212空穴传输层
1213发光层
1214a电子传输层
1214b电子传输层
1215电子注入层
1313发光层
2701框体
2703框体
2705显示部
2707显示部
2711轴部
2721电源开关
2723操作键
2725扬声器
2800框体
2801框体
2802显示面板
2803扬声器
2804麦克风
2805操作键
2806定位装置
2807影像拍摄用透镜
2808外部连接端子
2810太阳能电池单元
2811外部存储槽
3001主体
3002框体
3003显示部
3004键盘
3021主体
3022触屏笔
3023显示部
3024操作按钮
3025外部接口
3051主体
3053取景器部
3054操作开关
3056电池
9601框体
9603显示部
9605支架