发光装置、显示装置及电子设备的制作方法
本发明的一个方式涉及一种发光元件、显示模块、照明模块、显示装置、发光装置、电子设备及照明装置。注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明的一个方式涉及一种程序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(compositionofmatter)。因此，更具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、摄像装置、它们的驱动方法或者它们的制造方法。
背景技术：
近年来，使用有机化合物且利用电致发光(el：electroluminescence)的发光元件(有机el元件)的实用化非常活跃。在这些发光元件的基本结构中，一对电极之间夹有包含由有机化合物构成的发光材料的层(el层)。通过对该元件施加电压，注入载流子，利用该载流子的复合能量，可以获得来自该发光材料的发光。
因为这种发光元件是自发光型发光元件，所以当用于显示器的像素时比起液晶元件有可见度更高、不需要背光源等优势。因此，该发光元件适合于平板显示器元件。另外，使用这种发光元件的显示器可以被制造成薄且轻，这也是极大的优点。再者，非常高速的响应也是该发光元件的特征之一。
当将该发光元件用作全彩色显示器的像素时，至少需要获得红色、绿色和蓝色这三种颜色的光，为达到此目的，通常有两种典型的方法。一种是采用呈现各发光颜色的发光的发光元件的方法。另一种是所有发光元件呈现相同的发光颜色的光并将该发光变为对应各像素所希望的光的方法。
前者由于光的损失少而在发光效率方面是有利的，而后者由于不需要为每个像素分别制造发光元件而易于制造，从而易于提高产量，所以在成本方面是有利的。
另外，作为按每个像素将上述发光改变为所希望的光的方法之一的将来自发光元件的发光改变为所希望的光的方法，典型地，有通过切断来自发光元件的一部分发光来获得所希望的光的方法、以及通过转换上述发光来获得所希望的光的方法。可以说与仅遮蔽获得的发光之一部分的前者相比，后者虽然还要取决于转换效率，但是是更容易获得能量损失少且功耗低的发光装置的结构。
作为上述通过对光进行转换来获得所希望的光的方法，可以使用利用光致发光的颜色转换层。颜色转换层含有通过吸收光被激发而发光的物质。利用有机化合物的颜色转换层已经存在很长时间了，但是近年来，使用量子点(qd：quantumdot)的颜色转换层已经投入实际使用。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开第2016/098570号小册子
技术实现要素：
发明所要解决的技术问题
于是，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的发光装置。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种显示质量良好的发光装置或显示装置。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种包括显示质量良好的显示部的电子设备。
本发明的一个方式只要实现上述目的中的任一个即可。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种发光装置，包括：具有第一发光元件及光散射层的第一像素；以及具有第二发光元件及第一颜色转换层的第二像素，其中，所述第一发光元件及所述第二发光元件中的发光中心物质为有机化合物，所述光散射层包含使所述第一发光元件所发射的光散射的第一物质，所述第一颜色转换层包含吸收所述第二发光元件所发射的光而发光的第二物质，并且，所述第一发光元件及所述第二发光元件具有微腔结构。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述微腔结构具有增强蓝色光的结构。
另外，本发明的另一个方式是一种发光装置，包括：具有第一发光元件及光散射层的第一像素；具有第二发光元件及第一颜色转换层的第二像素，其中，所述第一发光元件包括第一阳极、第一阴极以及位于所述第一阳极和所述第一阴极之间的第一el层，所述第二发光元件包括第二阳极、第二阴极以及位于所述第二阳极和所述第二阴极之间的第二el层，所述第一阳极及所述第一阴极中的一个为反射电极，另一个为半透过-半反射电极，所述第二阳极及所述第二阴极中的一个为反射电极，另一个为半透过-半反射电极，所述第一el层及所述第二el层具有发光中心物质，所述发光中心物质为有机化合物，所述光散射层包含使所述第一发光元件所发射的光散射的第一物质，并且，所述第一颜色转换层包含吸收所述第二发光元件所发射的光而发光的第二物质。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述发光装置还包括第三像素，所述第三像素包括第三发光元件及第二颜色转换层，所述第三发光元件包括第三阳极、第三阴极以及位于所述第三阳极和所述第三阴极之间的第三el层，所述第三阳极及所述第三阴极中的一个为反射电极，另一个为半透过-半反射电极，所述第三el层具有发光中心物质，所述发光中心物质为有机化合物，并且所述第二颜色转换层包含吸收所述第三发光元件所发射的光而发光的第三物质。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述反射电极的所述半透过-半反射电极一侧的界面和所述半透过-半反射电极的所述反射电极一侧的界面的光学距离为λ/4(注意，λ为420nm至480nm)的整数倍。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述发光中心物质所发射的光的峰值波长为420nm至480nm。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述发光中心物质为所述第一发光元件及所述第二发光元件中的共同物质。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述第一物质为氧化钛的微粒子。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述第二物质为量子点。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述第一像素及所述第二像素呈现波长彼此不同的光。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述发光装置还包括第三像素，所述第三像素包括第三发光元件及第二颜色转换层，所述第二颜色转换层包含吸收所述第三发光元件所发射的光而发光的第三物质，并且所述第三发光元件具有微腔结构。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述第三物质为量子点。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述发光中心物质为所述第一发光元件、所述第二发光元件及所述第三发光元件中的共同物质。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述第一像素、所述第二像素及所述第三像素呈现波长彼此不同的光。
另外，本发明的一个方式是一种发光装置，包括：具有第一发光元件的第一像素；以及具有第二发光元件、第一颜色转换层及对所述第一颜色转换层所发射的光赋予指向性的手段的第二像素，其中，所述第一发光元件及所述第二发光元件中的发光中心物质为有机化合物，所述第一颜色转换层包含吸收所述第二发光元件所发射的光而发光的物质，并且，所述第一发光元件及所述第二发光元件具有微腔结构。
另外，本发明的另一个方式是一种发光装置，包括：具有第一发光元件的第一像素；以及具有第二发光元件及第一颜色转换层的第二像素，其中，所述第一发光元件及所述第二发光元件中的发光中心物质为有机化合物，所述第一颜色转换层包含吸收所述第二发光元件所发射的光而发光的物质，所述第一颜色转换层被夹在相对于所述第一颜色转换层所发射的光具有20％以上且80％以下的反射率的半透过-半反射层之间，并且，所述第一发光元件及所述第二发光元件具有微腔结构。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中在所述第一颜色转换层所发射的光的峰值波长为λ时，被夹在所述半透过-半反射层之间的部分的光学距离为λ/4的整数倍。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述微腔结构具有增强蓝色光的结构。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述发光中心物质所发射的光的峰值波长为420nm至480nm。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述发光中心物质为所述第一发光元件及所述第二发光元件中的共同物质。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述第一发光元件和所述第二发光元件具有相同结构。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述第二物质为量子点。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述第一像素及所述第二像素呈现波长彼此不同的光。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述发光装置还包括第三像素，所述第三像素具有第三发光元件、第二颜色转换层及对所述第二颜色转换层所发射的光赋予指向性的手段，所述第二颜色转换层包含吸收所述第三发光元件所发射的光而发光的第三物质，并且所述第三发光元件具有微腔结构。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述发光装置还包括第三像素，所述第三像素包括第三发光元件及第二颜色转换层，所述第二颜色转换层包含吸收所述第三发光元件所发射的光而发光的第三物质，所述第二颜色转换层被夹在相对于所述第二颜色转换层所发射的光具有20％以上且80％以下的反射率的半透过-半反射层之间，并且所述第三发光元件具有微腔结构。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中在所述第二颜色转换层所发射的光的峰值波长为λ时，被夹在所述半透过-半反射层之间的部分的光学距离为λ/2的整数倍。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述第三物质为量子点。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述发光中心物质为所述第一发光元件、所述第二发光元件及所述第三发光元件中的共同物质。
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，其中所述第一像素、所述第二像素及所述第三像素呈现波长彼此不同的光。
另外，本发明的另一个方式是一种电子设备，包括：上述发光装置；以及传感器、操作按钮、扬声器或麦克风
另外，在上述结构中，本发明的另一个方式是一种发光装置，包括：晶体管或衬底。
另外，本发明的另一个方式是一种照明装置，包括：上述发光装置；以及外壳。
另外，本发明的另一个方式是一种包括上述发光装置的显示装置。
在本说明书中，发光装置包括使用发光元件的图像显示器件。另外，发光元件安装有连接器诸如各向异性导电膜或tcp(tapecarrierpackage：带载封装)的模块、在tcp的端部设置有印刷线路板的模块或者通过cog(chiponglass：玻璃覆晶封装)方式在发光元件上直接安装有ic(集成电路)的模块有时包括发光装置。再者，照明装置等有时包括发光装置。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供新颖的发光装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供显示质量良好的发光装置或显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供包括显示质量良好的显示部的电子设备。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。另外，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，这些效果以外的效果从说明书、附图、权利要求书等的记载是显然的，并可以从所述记载中抽出。
附图简要说明
[图1]图1a至图1c是发光装置的示意图。
[图2]图2是发光装置的示意图。
[图3]图3a至图3d是发光元件的示意图。
[图4]图4a及图4b是有源矩阵型发光装置的示意图。
[图5]图5a及图5b是有源矩阵型发光装置的示意图。
[图6]图6是有源矩阵型发光装置的示意图。
[图7]图7a至图7c是示出电子设备的图。
[图8]图8a至图8c是示出电子设备的图。
[图9]图9是示出车载显示装置及照明装置的图。
[图10]图10a及图10b是示出电子设备的图。
[图11]图11a至图11c是示出电子设备的图。
[图12]图12a至图12c是示出电路结构的图。
[图13]图13a至图13c是发光装置的示意图。
[图14]图14a及图14b是发光装置的示意图。
[图15]图15a及图15b是有源矩阵型发光装置的示意图。
[图16]图16是有源矩阵型发光装置的示意图。
实施发明的方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。但是，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明的一个方式不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
(实施方式1)
采用使用颜色转换层的全彩色化技术的显示器利用高能量的短波长的单色发光(蓝色及波长比蓝色短的光)。此时，如果可以直接利用该蓝色发光而不使用颜色转换层，则由于不发生转换所导致的损失而在效率方面是有利的。
在此，当着眼于全彩色显示器的颜色再现性时，为了显示更丰富的色域，重要的是获得具有高色纯度的光。与来自无机化合物的发光相比，来自有机化合物的发光多具有更宽的光谱，因此为了获得具有充分高的色纯度的发光，优选利用微腔结构使光谱变窄。
实际上，使用适当的掺杂剂具有适当的微腔结构的发光元件可以获得符合为能够再现自然界的几乎所有的颜色的标准bt2020标准的蓝色发光。
另一方面，近年来，使用量子点(quantumdot：qd)的颜色转换技术已在液晶显示器等领域得到实际应用。qd是其尺寸为几nm的半导体纳米晶，并包括1×103个至1×106个左右的原子。qd中封闭有电子、空穴及激子，因此产生分散的能量状态，且能量移动依赖于其尺寸。也就是说，即使是包括相同的物质的量子点也根据尺寸具有不同的发光波长，所以通过改变所使用的qd的尺寸，可以容易调整发光波长。
此外，因为qd的分散性限制相位弛豫，所以量子点的发射光谱的峰宽窄。由此，可以得到色纯度高的发光。也就是说，通过使用使用了qd的颜色转换层，可以获得具有高色纯度的发光，可以获得符合上述bt2020标准的发光。
与使用有机化合物的发光物质的颜色转换层一样，使用qd的颜色转换层通过光致发光将发光元件的光转换为具有更长波长的光，该光致发光吸收从发光元件发出的光并重新发出光。
已知利用微腔结构被变窄的光对屏幕的垂直方向具有强指向性。但是，经过使用上述qd的颜色转换层的光，从qd或发光性有机化合物发射的光朝各个方向射出，因此几乎没有指向性。该取向特性的较大差异产生视角依赖性直接导致显示质量下降。尤其是在很多人观看电视等大屏幕的情况下影响更大。
于是，本发明的一个方式的发光装置是一种包括多个像素的发光装置，其中该像素包括发光元件，该发光元件具有微腔结构，在经过颜色转换层射出该发光元件所发射的光的像素和不经过颜色转换层射出该发光元件所发射的光的像素存在时，至少在不经过颜色转换层射出该发光元件所发射的光的像素设置具有扩散光的功能的结构。
具有扩散光的功能的结构可以设置在发光元件发射的光向发光装置的外部射出的光路上。具有微腔结构的发光元件发射的光具有强指向性，但是可以通过具有该扩散光的功能的结构扩散而被减弱使经过颜色转换层的光与不经过颜色转换层的光变为具有同样取向特性的光。由此，可以降低上述视角依赖性。
本发明的一个方式是一种发光元件，至少包括具有第一发光元件及具有使光散射的功能的结构(光散射结构)的第一像素、以及具有第二发光元件及第一颜色转换层的第二像素。
作为上述具有使光散射的功能的结构，只要能够使来自第一发光元件的光散射就可以采用任何结构。如上所述，该结构设置在第一发光元件所发射的光向发光装置的外部射出的光路上。例如，可以设置在与颜色转换层相同的位置上，在使用密封衬底时也可以设置在密封衬底上。在使用玻璃或有机树脂等的密封衬底时，也可以在设置该结构的部分处使用喷砂法或蚀刻法等形成凹凸来使光散射。
此外，具有使光散射的功能的结构也可以包含使光散射的第一物质。作为第一物质，也可以使用氧化钛、氧化硅、碳酸钙等无机微粒子或分散有硅酮、聚苯乙烯、丙烯酸树脂等无色高分子微粒子的有机树脂等。
第一物质的尺寸(粒径)优选为1μm至100μm左右。另外，该有机树脂只要具有与上述使光散射的微粒子不同的折射率即可，优选是pmma等丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯等无色透明的树脂。例如，在将pmma等丙烯酸树脂用作有机树脂时，作为使光散射的微粒子，除了使用上述无机微粒子之外还可以使用硅酮微粒子或聚苯乙烯微粒子。或者，在将聚苯乙烯或聚碳酸酯用作有机树脂时，作为使光散射的微粒子，除了上述无机微粒子之外还可以使用硅酮微粒子或丙烯酸微粒子。
上述第一颜色转换层是包含吸收来自第二发光元件的光来发射波长不同的光的第二物质的层。作为该物质，可以使用呈现光致发光的无机、有机的各种发光物质。特别是，因为如下理由而优选使用无机材料的量子点(qd)：由于发射光谱的峰宽窄，得到色纯度良好的发光；由于是无机物质，具有高固有稳定性；理论上内量子效率几乎为100％等。颜色转换层可以通过涂敷分散有量子点的溶剂并进行干燥及焙烧而形成。另外，还开发了预先分散有量子点的薄片。各颜色的分别涂敷可以通过如下方法来进行：喷墨等液滴喷射法；印刷法；或者，在对形成面进行涂敷，进行干燥、焙烧或固化等固化之后利用光刻等进行蚀刻。
作为量子点，可以举出第14族元素、第15族元素、第16族元素、包含多个第14族元素的化合物、属于第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、氧化铁类、氧化钛类、硫系尖晶石(spinelchalcogenide)类、各种半导体簇、金属卤化物钙钛矿材料等纳米尺寸粒子。
具体而言，可以举出硒化镉(cdse)、硫化镉(cds)、碲化镉(cdte)、硒化锌(znse)、氧化锌(zno)、硫化锌(zns)、碲化锌(znte)、硫化汞(hgs)、硒化汞(hgse)、碲化汞(hgte)、砷化铟(inas)、磷化铟(inp)、砷化镓(gaas)、磷化镓(gap)、氮化铟(inn)、氮化镓(gan)、锑化铟(insb)、锑化镓(gasb)、磷化铝(alp)、砷化铝(alas)、锑化铝(alsb)、硒化铅(ii)(pbse)、碲化铅(ii)(pbte)、硫化铅(ii)(pbs)、硒化铟(in2se3)、碲化铟(in2te3)、硫化铟(in2s3)、硒化镓(ga2se3)、硫化砷(iii)(as2s3)、硒化砷(iii)(as2se3)、碲化砷(iii)(as2te3)、硫化锑(iii)(sb2s3)、硒化锑(iii)(sb2se3)、碲化锑(iii)(sb2te3)、硫化铋(iii)(bi2s3)、硒化铋(iii)(bi2se3)、碲化铋(iii)(bi2te3)、硅(si)、碳化硅(sic)、锗(ge)、锡(sn)、硒(se)、碲(te)、硼b、碳c、磷(p)、氮化硼(bn)、磷化硼(bp)、砷化硼(bas)、氮化铝(aln)、硫化铝(al2s3)、硫化钡(bas)、硒化钡(base)、碲化钡(bate)、硫化钙(cas)、硒化钙(case)、碲化钙(cate)、硫化铍(bes)、硒化铍(bese)、碲化铍(bete)、硫化镁(mgs)、硒化镁(mgse)、硫化锗(ges)、硒化锗(gese)、碲化锗(gete)、硫化锡(iv)(sns2)、硫化锡(ii)(sns)、硒化锡(ii)(snse)、碲化锡(ii)(snte)、氧化铅(ii)(pbo)、氟化铜(i)(cuf)、氯化铜(i)(cucl)、溴化铜(i)(cubr)、碘化铜(i)(cui)、氧化铜(i)(cu2o)、硒化铜(i)(cu2se)、氧化镍(ii)(nio)、氧化钴(ii)(coo)、硫化钴(ii)(cos)、四氧化三铁(fe3o4)、硫化铁(ii)(fes)、氧化锰(ii)(mno)、硫化钼(iv)(mos2)、氧化钒(ii)(vo)、氧化钒(iv)(vo2)、氧化钨(iv)(wo2)、氧化钽(v)(ta2o5)、氧化钛(tio2、ti2o5、ti2o3、ti5o9等)、氧化锆(zro2)、氮化硅(si3n4)、氮化锗(ge3n4)、氧化铝(al2o3)、钛酸钡(batio3)、硒锌镉的化合物(cdznse)、铟砷磷的化合物(inasp)、镉硒硫的化合物(cdses)、镉硒碲的化合物(cdsete)、铟镓砷的化合物(ingaas)、铟镓硒的化合物(ingase)、铟硒硫化合物(inses)、铜铟硫的化合物(例如，cuins2)以及它们的组合等，但是不局限于此。此外，也可以使用以任意比率表示组成的所谓的合金型量子点。例如，因为由cdsxse(1-x)(x为0至1的任意数)表示的合金型量子点可以通过改变x来改变发光波长，所以是得到蓝色发光的有效手段之一。
作为量子点的结构，有核型、核壳(coreshell)型、核多壳(coremultishell)型等。可以使用上述任一个，但是通过使用覆盖核且具有更宽的带隙的其他无机材料来形成壳，可以减少存在于纳米晶表面上的缺陷或悬空键的影响，从而可以大幅度地提高发光的量子效率。由此，优选使用核壳型或核多壳型的量子点。作为壳的材料的例子，可以举出硫化锌(zns)或氧化锌(zno)。
此外，在量子点中，由于表面原子的比例高，因此反应性高而容易发生聚集。因此，量子点的表面优选附着有保护剂或设置有保护基。由此可以防止聚集并提高对溶剂的溶解性。此外，还可以通过降低反应性来提高电稳定性。作为保护剂(或保护基)，例如可以举出：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类；三丙基膦、三丁基膦、三已基膦、三辛基膦等的三烷基膦类；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类；三(n-己基)胺、三(n-辛基)胺、三(n-癸基)胺等的叔胺类；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机磷化合物；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类；吡啶、卢惕啶、紫菫定酚、喹啉类等的含氮芳香化合物等的有机氮化合物；己基胺、辛基胺、癸基胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺等的氨基链烷类；二丁基硫醚等的二烷基硫醚类；二甲亚砜、二丁亚砜等的二烷亚砜类；噻吩等的含硫芳香化合物等的有机硫化合物；棕榈酸、硬脂酸、油酸等的高级脂肪酸；乙醇类；失水山梨醇脂肪酸酯类；脂肪酸改性聚酯类；叔胺类改性聚氨酯类；聚乙烯亚胺类等。
当包含在第一颜色转换层中的吸收第二发光元件所发射的光而发光的第二物质为有机化合物时，由于该有机化合物具有该物质特有的吸收光谱，因此优选从第二发光元件得到对应于该吸收的发光。
当包含在第一颜色转换层的第二物质为无机化合物，尤其为qd时，qd在与自身的发光波长相比更靠近短波长一侧具有越是短波长的光吸收强度越高的连续的吸收光谱。因此，来自第二发光元件的发光波长只要比第一颜色转换层短即可。由此，各发光元件中的发光中心物质也可以是相同物质，不必为像素分别制造发光元件，所以可以以相对较低的成本制造发光装置。
另外，像这样不为像素分别制造发光元件时，该发光元件包含的发光中心物质的发光为蓝色发光(发光的峰值波长为420nm至480nm左右。发光中心物质的发光利用溶液状态的pl光谱被算出。构成发光元件的el层的有机化合物的相对介电常数为3左右，为了避免与发光元件的发射光谱不一致，优选使所述发光中心物质变为溶液状态而使用的溶剂的相对介电常数在室温下为1以上且10以下，更优选为2以上且5以下。具体而言，可以举出己烷、苯、甲苯、二乙醚、乙酸乙酯、氯仿、氯苯、二氯甲烷。另外，更优选的是室温下的相对介电常数为2以上且5以下的具有高溶解性的通用溶剂。例如，更优选的是甲苯或氯仿。因为在第一像素中使第一发光元件的光不通过颜色转换层地射出到发光装置外部，所以在发射全彩色的实现所需要的三种颜色的光中能量最高的蓝色光时损失较少，所以是优选的结构。此时，在发光元件的微腔结构具有增强蓝色光的结构时可以得到色纯度良好且效率高的发光装置。
微腔结构可以通过使发光元件的一对电极中的一个为反射电极并使另一个为半反射半透过电极而形成。此外，通过以反射电极的半透过-半反射电极一侧的界面和半透过-半反射电极的反射电极一侧的界面之间的光学距离为λ/2的整数倍(λ相当于光的波长，单位(nm))的方式形成el层及光路长度调整层(透明电极等)，可以调整要增强的光的波长。
另外，本发明的一个方式的发光元件还可以包括第三像素或更多个像素。第三像素包括第三发光元件及第二颜色转换层，并呈现波长与第一像素及第二像素不同的光。第二颜色转换层的结构除了发光颜色之外与第一颜色转换层相同，且第三发光元件的结构与第二发光元件相同，由此可以参照上述记载。
接着，下面对本发明的一个方式的发光装置的例子参照附图进行详细说明。
图2示出现有的发光装置的示意图。图2中作为一个例子示出分别呈现蓝色、绿色、红色的三种颜色的光的像素。208b是呈现蓝色发光的第一像素。第一像素208b包括第一电极201b和第二电极203，其中一个为反射电极，另一个为半透射半反射电极，并且，一个为阳极，另一个为阴极。同样地，图中示出的呈现绿色发光的第二像素208g及呈现红色发光的第三像素208r分别包括第一电极201g及第二电极203、第一电极201r及第二电极203。图2中示出第一电极201b、201g及201r为反射电极且为阳极而第二电极203为半透射半反射电极的结构。第一电极201b至201r形成在绝缘体200上。另外，为了防止相邻像素的光混合，优选在像素与像素间设置有黑矩阵206。黑矩阵206也可以用作利用喷墨法等形成颜色转换层时的堤(bank)。
另外，第一像素208b至第三像素208r中的第一电极201b、201g、201r与第二电极203间夹有el层202。虽然el层202被共用于第一像素208b至第三像素208r中，但是也可以彼此分开地设置，在多个像素中共用el层更易于制造在成本方面是有利的。另外，通常el层202由功能不同的多个层构成，但是也可以采用一部分被多个像素共用一部分在各像素中彼此独立的结构。
第一像素208b至第三像素208r包括由第一电极、第二电极及el层构成的第一发光元件207b至第三发光元件207r。图2中示出第一像素208b至第三像素208r包括共用的el层202的结构。
因为第一电极与第二电极中的一个为反射电极另一个为半透射半反射电极，所以第一发光元件207b至第三发光元件207r是具有微腔结构的发光元件。能够产生谐振的波长由发光元件中的反射电极表面与半透射半反射电极表面的光学距离209决定。假想要使其产生谐振的波长为λ时，可以通过使该距离为λ/2的整数倍来对波长λ的光进行放大。另外，可以通过调整el层的空穴注入层、空穴传输层以及作为第一电极的一部分形成于反射电极上的透明电极层等，来调整光学距离209。图2的发光装置中el层被第一发光元件207b至第三发光元件207r共用且发光中心物质也相同，因此发光元件的光学距离209在第一像素208b至第三像素208r中也一样，由此可以容易地形成。注意，当对各像素分别形成el层202时，可以根据来自该el层的光调整光学距离209。
附图标记204是设置在第二电极203上的层，也是为了保护第一发光元件207b至第三发光元件207r免受对其不好的物质或环境的影响而设置的。作为保护层204，可以使用氧化物、氮化物、氟化物、硫化物、三元化合物、金属或聚合物等。例如，该材料可以含有氧化铝、氧化铪、硅酸铪、氧化镧、氧化硅、钛酸锶、氧化钽、氧化钛、氧化锌、氧化铌、氧化锆、氧化锡、氧化钇、氧化铈、氧化钪、氧化铒、氧化钒、氧化铟、氮化铝、氮化铪、氮化硅、氮化钽、氮化钛、氮化铌、氮化钼、氮化锆、氮化镓、含有钛及铝的氮化物、含有钛及铝的氧化物、含有铝及锌的氧化物、含有锰及锌的硫化物、含有铈及锶的硫化物、含有铒及铝的氧化物、含有钇及锆的氧化物等。
附图标记205g是颜色转换层。颜色转换层205g包含吸收第二发光元件207g的光而发光的第二物质。来自第二发光元件207g的发光入射到第一颜色转换层205g并被转换为波长长的光射出。附图标记205r也同样地是颜色转换层。颜色转换层205r包含吸收第三发光元件207r的光而发光的第三物质。来自第三发光元件207r的发光入射到第二颜色转换层205r并被转换为波长长的光射出。
注意，由于第一像素208b不经过颜色转换层发射光，所以优选其为发射光的三原色中能量最高的蓝光的像素。另外，出于同样理由，当使第一发光元件208b至第三发光元件208r的发光为同一颜色时，优选为蓝色发光。在这种情况下，这些发光元件包含的发光中心物质为相同物质，因此在成本方面是有利的，但是也可以使用不同发光中心物质。
由于第一发光元件207b至第三发光元件207r具有微腔结构，因此它们的发光在垂直于电极的方向上具有指向性。第一像素208b因所发射的光直接射出到发光装置外部而发射具有指向性的光。另一方面，由于在第二像素208g及第三像素208r中来自第二发光元件207g及第三发光元件207r的光通过第一颜色转换层205g及第二颜色转换层205r射出到发光装置外部一次，因此来自这些像素的光不具有指向性。也就是说，处于一个发光装置所包括的像素中指向性强的发光和几乎没有指向性的发光共存的状态。
如此，在取向特性不同的像素共存的情况下，显示性能根据观看角度而显著地降低。尤其是，在如图2所示的发光装置那样，每个颜色的取向特性彼此不同时，可能有根据被看的角度被看作完全不同的颜色的忧虑。
在此，在图1a至图1c所示的本发明的一个方式的发光装置中，第一像素208b中设置有具有使第一发光元件207b所发射的光散射的功能的结构205b。作为具有使第一发光元件207b所发射的光散射的功能的结构205b，可以采用图1a及图1b所示的含有使第一发光元件所发射的光散射的第一物质的层，也可以采用图1c所示的具有使第一发光元件所发射的光散射的结构体的结构。
图13a至图13c示出变形实例。图13a中，代替图1a中的具有使光散射的功能的结构205b，使用兼具蓝色的滤色片的功能的层215b。另外，图13b和图13c示出具有使光散射的功能的结构205b及蓝色的滤色片225b的情况。另外，蓝色的滤色片225b可以如图13b和图13c所示地接触具有使光散射的功能的结构205b地形成，但是可以形成在密封衬底等其他的结构体上。由此，该发光装置可以在使具有指向性的光散射的同时进一步提高色纯度。另外，由于还可以抑制外光的反射，因此可以获得更好的显示。
通过使来自第一像素208b的光及来自第一发光元件207b的光经过结构205b及层215b射出，可以得到指向性小的光。由此，颜色间的取向特性差异得到缓和，由此可以得到显示质量高的发光装置。
如上所述，本发明的一个方式的发光装置可以为显示质量良好的发光装置。
(实施方式2)
于是，本发明的一个方式的发光装置是一种包括多个像素的发光装置，其中该像素包括发光元件，该发光元件具有微腔结构，在经过颜色转换层射出该发光元件所发射的光的像素和不经过颜色转换层射出该发光元件所发射的光的像素存在时，通过以夹有颜色转换层的方式设置半透过-半反射层来形成微腔结构。
通过颜色转换层中提供微腔结构，可以使从颜色转换层射出的光具有与发光元件同样的指向性，从而可以使经过颜色转换层的光和不经过颜色转换层的光具有同样取向特性。由此可以降低上述视角依赖性。
本发明的一个方式是一种发光元件，至少包括：具有第一发光元件的第一像素；以及具有第二发光元件、第一颜色转换层及对第一颜色转换层所发射的光赋予指向性的手段的第二像素。
作为对上述第一颜色转换层所发射的光赋予指向性的手段，只要能够对第一颜色转换层所发射的光赋予指向性就可以采用任何手段。如上所述，优选以夹有颜色转换层的方式形成半透过-半反射层。
半透过-半反射层可以是可见光的反射率为20％至80％，优选为40％至70％的层。此外，也可以将使发光元件的光透过一侧的电极兼用作该半透过-半反射层。或者，作为半透过-半反射层，也可以使用介电质多层膜。介电质多层膜是交替层叠折射率不同的两种介电质膜多次而形成的膜，并且通过将各介电质膜的光学厚度设计为所希望的发光波长的1/4，可以提高所希望的发光波长的反射率并对光赋予指向性。具体而言，可以举出将氧化硅、氟化镁等折射率低的膜和氧化钽、氧化钛、氧化铪等折射率高的膜交替叠层的膜等。
因为上述第一颜色转换层具有与实施方式1所说明的第一颜色转换层的同一结构，所以省略反复说明。
另外，在不为像素分别制造发光元件时，该发光元件包含的发光中心物质的发光优选为蓝色发光(发光的峰值波长为420nm至480nm左右。作为发光中心物质的发光，利用溶液状态的pl光谱算出。构成发光元件的el层的有机化合物的相对介电常数为3左右，为了避免与发光元件的发射光谱不一致，优选使所述发光中心物质变为溶液状态而使用的溶剂的相对介电常数在室温下为1以上且10以下，更优选为2以上且5以下。具体而言，可以举出己烷、苯、甲苯、二乙醚、乙酸乙酯、氯仿、氯苯、二氯甲烷。另外，更优选的是室温下的相对介电常数为2以上且5以下的具有高溶解性的通用溶剂。例如，更优选的是甲苯或氯仿)。因为在第一像素中使第一发光元件的光不通过颜色转换层地射出到发光装置外部，所以在发射全彩色的实现所需要的三种颜色的光中能量最高的蓝色光时损失较少，所以是优选的结构。此时，在发光元件的微腔结构具有增强蓝色光的结构时可以得到色纯度良好且效率高的发光装置。
发光元件的微腔结构可以通过使发光元件的一对电极中的一个为反射电极并使另一个为半反射半透过电极而形成。此外，通过以反射电极的半透过-半反射电极一侧的界面和半透过-半反射电极的反射电极一侧的界面之间的光学距离为λ/2的整数倍(λ相当于光的波长，单位(nm))的方式形成el层及光路长度调整层(透明电极等)，可以调整被增强的光的波长。此外，也可以将发光元件的半透过-半反射电极用作夹有颜色转换层的半透过-半反射层中的一个。
另外，本发明的一个方式的发光元件还可以包括第三像素或更多个像素。第三像素包括第三发光元件及第二颜色转换层，并呈现波长与第一像素及第二像素不同的光。第二颜色转换层的结构除了发光颜色之外与第一颜色转换层相同，且第三发光元件的结构与第二发光元件相同，由此可以参照上述记载。
接着，下面对本发明的一个方式的发光装置的例子参照附图进行详细说明。
图2示出现有的发光装置的示意图。图2中作为一个例子示出分别呈现蓝色、绿色、红色的三种颜色的光的像素。208b是呈现蓝色发光的第一像素。第一像素208b包括第一电极201b和第二电极203，其中一个为反射电极，另一个为半透射-半反射电极，并且，一个为阳极，另一个为阴极。同样地，图中示出的呈现绿色发光的第二像素208g及呈现红色发光的第三像素208r分别包括第一电极201g及第二电极203、第一电极201r及第二电极203。图2中示出第一电极201b、201g及201r为反射电极且为阳极而第二电极203为半透射半反射电极的结构。第一电极201b至201r形成在绝缘体200上。另外，为了防止相邻像素的光混合，优选在像素与像素间设置有黑矩阵206。黑矩阵206也可以用作利用喷墨法等形成颜色转换层时的堤(bank)。
另外，第一像素208b至第三像素208r中的第一电极201b、201g、201r与第二电极203间夹有el层202。虽然el层202被共用于第一像素208b至第三像素208r中，但是也可以彼此分开地设置，在多个像素中共用el层更易于制造在成本方面是有利的。另外，通常el层202由功能不同的多个层构成，但是也可以采用一部分被多个像素共用一部分在各像素中彼此独立的结构。
第一像素208b至第三像素208r包括由第一电极、第二电极及el层构成的第一发光元件207b至第三发光元件207r。图2中示出第一像素208b至第三像素208r包括共用的el层202的结构。
因为第一电极与第二电极中的一个为反射电极另一个为半透射半反射电极，所以第一发光元件207b至第三发光元件207r是具有微腔结构的发光元件。能够产生谐振的波长由发光元件中的反射电极表面与半透射半反射电极表面的光学距离209决定。假想要使其产生谐振的波长为λ时，可以通过使该距离为λ/2的整数倍来对波长λ的光进行放大。另外，可以通过调整el层的空穴注入层、空穴传输层以及作为第一电极的一部分形成于反射电极上的透明电极层等，来调整光学距离209。图2的发光装置中el层被第一发光元件207b至第三发光元件207r共用且发光中心物质也相同，因此发光元件的光学距离209在第一像素208b至第三像素208r中也一样，由此可以容易地形成。注意，当对各像素分别形成el层202时，可以根据来自该el层的光调整光学距离209。
附图标记204是设置在第二电极203上的层，也是为了保护第一发光元件207b至第三发光元件207r免受对其不好的物质或环境的影响而设置的。作为保护层204，可以使用氧化物、氮化物、氟化物、硫化物、三元化合物、金属或聚合物等。例如，该材料可以含有氧化铝、氧化铪、硅酸铪、氧化镧、氧化硅、钛酸锶、氧化钽、氧化钛、氧化锌、氧化铌、氧化锆、氧化锡、氧化钇、氧化铈、氧化钪、氧化铒、氧化钒、氧化铟、氮化铝、氮化铪、氮化硅、氮化钽、氮化钛、氮化铌、氮化钼、氮化锆、氮化镓、含有钛及铝的氮化物、含有钛及铝的氧化物、含有铝及锌的氧化物、含有锰及锌的硫化物、含有铈及锶的硫化物、含有铒及铝的氧化物、含有钇及锆的氧化物等。
205g是颜色转换层。颜色转换层205g包含吸收第二发光元件207g的光而发光的第二物质。来自第二发光元件207g的发光入射到第一颜色转换层205g并被转换为波长长的光射出。205r也同样地是颜色转换层。颜色转换层205r包含吸收第三发光元件207r的光而发光的第三物质。来自第三发光元件207r的发光入射到第二颜色转换层205r并被转换为波长长的光射出。
注意，由于第一像素208b不经过颜色转换层发射光，所以优选其为发射光的三原色中能量最高的蓝光的像素。另外，出于同样的理由，当使第一发光元件208b至第三发光元件208r的发光为同一颜色时，优选为蓝色发光。在这种情况下，这些发光元件包含的发光中心物质为相同物质，因此在成本方面是有利的，但是也可以使用不同发光中心物质。
由于第一发光元件207b至第三发光元件207r具有微腔结构，因此它们的发光在垂直于电极的方向上具有指向性。第一像素208b因所发射的光直接射出到发光装置外部而发射具有指向性的光。另一方面，由于在第二像素208g及第三像素208r中来自第二发光元件207g及第三发光元件207r的光通过第一颜色转换层205g及第二颜色转换层205r射出到发光装置外部一次，因此来这些像素的光不具有指向性。也就是说，处于一个发光装置所包括的像素中指向性强的发光和几乎没有指向性的发光共存的状态。
如此，在取向特性不同的像素共存的情况下，显示性能根据被看的角度而显著地降低。尤其是，在如图2所示的发光装置那样，每个颜色的取向特性彼此不同时，可能有根据被看的角度被看作完全不同的颜色的忧虑。
在此，图14a及图14b所示的本发明的一个方式的发光装置中设置有对第一颜色转换层发射的光赋予指向性的手段。对第一颜色转换层发射的光赋予指向性的手段可以采用各种手段，例如，可以以夹着颜色转换层的方式形成半透射半反射层，由此形成微腔结构。另外，图14a是在颜色转换层的上下形成半透射半反射层的情况，图14b是颜色转换层的发光元件一侧的半透射半反射膜兼用作发光元件的第二电极(半透射半反射电极)的情况。
作为来自第二像素208g及第三像素208r的光，通过设置对颜色转换层发射的光赋予指向性的手段210g及210r，可以获得指向性大的光。由此，颜色间的取向特性差异得到缓和，可以得到显示质量高的发光装置。
如上所述，本发明的一个方式的发光装置可以为显示质量良好的发光装置。
(实施方式3)
接着，对用于本发明的一个方式的发光装置的发光元件进行详细说明。本实施方式的发光元件包括由第一电极101和第二电极102构成的一对电极、设置在第一电极101与第二电极102之间的el层103。在图3a中，对将设置在制造衬底一侧的电极用作第一电极101进行说明。
本发明的一个方式的发光装置包括具有微腔结构的发光元件。使用反射电极和半透射-半反射电极来构成发光元件的一对电极，由此可以得到具有微腔结构的发光元件。反射电极和半透射-半反射电极相当于上述第一电极101和第二电极102。在反射电极与半透射-半反射电极之间至少含有el层，并且该el层至少含有成为发光区域的发光层。另外，第一电极101和第二电极102中的一个被用作阳极且另一个被用作阴极。
在具有微腔结构的发光元件中，从包括在el层中的发光层向全方向射出的光被反射电极及半透射半反射电极反射谐振，由此放大某个波长的光，且该光还具有指向性。
反射电极的可见光的反射率为40％至100％，优选为70％至100％，并且其电阻率为1×10-2ωcm以下。作为形成反射电极的材料，可以举出铝(al)或包含al的合金等。作为包含al的合金，可以举出包含al及l(l表示钛(ti)、钕(nd)、镍(ni)和镧(la)中的一个或多个)的合金等，例如为包含al及ti的合金或者包含al、ni及la的合金等。铝具有低电阻率和高光反射率。此外，由于铝在地壳中大量地含有且不昂贵，所以使用铝可以降低发光元件的制造成本。此外，也可以使用银(ag)、包含ag、n(n表示钇(y)、nd、镁(mg)、镱(yb)、al、ti、镓(ga)、锌(zn)、铟(in)、钨(w)、锰(mn)、锡(sn)、铁(fe)、ni、铜(cu)、钯(pd)、铱(ir)和金(au)中的一个或多个)的合金等。作为包含银的合金，例如可以举出如下合金：包含银、钯及铜的合金；包含银及铜的合金；包含银及镁的合金；包含银及镍的合金；包含银及金的合金；以及包含银及镱的合金等。除了上述材料以外，可以使用钨、铬(cr)、钼(mo)、铜及钛等的过渡金属。
另外，也可以在反射电极与el层103间作为光路长度调整层以具有光透过性的导电材料形成透明电极层并以反射电极和透明电极层这两个层用作第一电极101。通过采用透明电极层还可以调整微腔结构的光路长度(腔长)。作为具有光透过性的导电材料，例如可以举出铟锡氧化物(indiumtinoxide，以下称为ito)、包含硅或氧化硅的铟锡氧化物(简称：itso)、氧化铟-氧化锌(indiumzincoxide)、含有钛的氧化铟-锡氧化物、铟-钛氧化物、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟等金属氧化物。图3a中第一电极101由反射电极101-1、透明电极101-2构成。
半透射-半反射电极的可见光的反射率为20％至80％，优选为40％至70％，并且其电阻率为1×10-2ωcm以下。半透射-半反射电极可以使用一种或多种导电金属、导电合金和导电化合物等形成。具体而言，例如可以使用铟锡氧化物(indiumtinoxide，以下称为ito)、包含硅或氧化硅的铟锡氧化物(简称：itso)、氧化铟-氧化锌(indiumzincoxide)、含有钛的氧化铟-锡氧化物、铟-钛氧化物、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟等金属氧化物。另外，可以使用具有透过光的程度的厚度(优选为1nm以上且30nm以下的厚度)的金属膜。作为金属，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。
反射电极及半透射-半反射电极可以为第一电极101或第二电极102。此外，它们也可以是阳极或阴极。在图3a中，如上所述，由于说明第一电极101位于制造衬底一侧的情况，所以在反射电极为第一电极时，该发光元件具有顶部发射结构，在反射电极为第二电极102时，该发光元件具有底部发射结构。注意，第一电极101及第二电极102可以为阳极或阴极，图3a示出第一电极101为阳极的情况。
注意，在具有顶部发射结构的发光元件时，通过第二电极102的与接触于el层103的面相反的面设置有机盖层104可以提高光取出效率。在发光元件中，通过以与电极102接触的方式设置有机盖层104，可以降低电极102与空气界面的折射率差，因此可以提高光取出效率。厚度为5nm以上且120nm以下。更优选为30nm以上且90nm以下。此外，有机盖层104使用分子量为300以上且1200以下的有机化合物层即可。此外，优选为具有导电性的有机材料。在该结构中，第二电极102为半透射-半反射电极，为了保持某个程度的透光性可以需要使厚度减薄，有时导电性会降低。这里作为有机盖层104使用具有导电性的材料，在提高光取出效率的同时，确保导电性，因此可以提高发光元件制造的成品率。注意，可以适当地使用可见光区域的吸收少的有机化合物。可以使用用于el层103的有机化合物作为有机盖层104。此时，由于可以在形成el层103的成膜装置或成膜室中形成有机盖层104，因此可以简单地形成有机盖层104。
该发光元件通过改变与上述反射电极接触地设置的透明电极、空穴注入层、空穴传输层等载流子传输层的厚度改变反射电极与半透射-半反射电极之间的光程(腔长)。由此，可以在反射电极与半透射-半反射电极之间加强谐振的波长的光且使不谐振的波长的光衰减。图3a图示出由第一电极101的一部分的透明电极101-2调整光程长的例子，如图3b那样既可以由空穴注入层111调整光程长又可以由空穴传输层112调整，也可以组合使用这些中的两个以上。
另外，作为微腔结构，当想要放大的波长为λnm时，优选反射电极的el层一侧的界面与半透射-半反射电极的el层一侧的界面间的光学距离(光路长度)为λ/2的整数倍。
另外，发光中被反射电极反射回来的光(第一反射光)会给从发光层直接入射到半透射-半反射电极的光(第一入射光)带来很大的干涉，因此优选将反射电极与发光层的光程调节为(2n-1)λ/4(注意，n为1以上的自然数，λ为要放大的光的波长)。通过调节该光程，可以使第一反射光与第一入射光的相位一致，由此可以进一步放大从发光层发射的光。
通过采用微腔结构，可以加强指定波长的正面方向上的发光强度，由此可以实现低功耗化。另外，可以提高进入颜色转换层得到光的概率。
el层103优选具有叠层结构，对该叠层结构没有特别的限制，可以采用空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、载流子阻挡层、激子阻挡层、电荷产生层等各种层结构。在本实施方式中，说明如下两种结构：如图3a所示，包括空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114及电子注入层115的结构；以及如图3b所示，包括空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114、电子注入层115及电荷产生层116的结构。下面具体地示出构成各层的材料。
空穴注入层111是含有具有受体性的物质的层。作为具有受体性的物质，可以使用有机化合物和无机化合物。
作为具有受主性的物质，可以使用具有吸电子基团(卤基或氰基)的化合物，例如，7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：f4-tcnq)、3，6-二氟-2，5，7，7，8，8-六氰基对醌二甲烷、氯醌以及2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(简称：hat-cn)、1,3,4,5,7,8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称：f6-tcnnq)等具有吸电子基团等。作为具有受主性的有机化合物，吸电子基团键合于具有多个杂原子的稠合芳香环的化合物诸如hat-cn等在热方面稳定，所以是优选的。另外，包括吸电子基团(尤其是如氟基等卤基、氰基)的[3]轴烯衍生物的电子接收性非常高所以特别优选的，具体而言，可以举出：α,α’,α”-1,2,3-环烷三亚基(ylidene)三[4-氰-2,3,5,6-四氟苯乙腈]、α,α’,α”-1,2,3-环丙三亚基三[2,6-二氯-3,5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α,α’,α”-1,2,3-环烷三亚基三[2,3,4,5,6-五氟苯乙腈]等。作为具有受主性的物质，除了上述有机化合物以外可以使用钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。另外，也可以使用酞菁类配合物化合物如酞菁(简称：h2pc)、铜酞菁(cupc)等；芳香胺化合物如4，4’-双[n-(4-二苯基氨基苯基)-n-苯基氨基]联苯(简称：dpab)、n，n'-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-n，n'-二苯基-(1，1'-联苯)-4，4'-二胺(简称：dntpd)等；或者高分子如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(pedot/pss)等来形成空穴注入层111。具有受主性的物质借助于施加电场而能够从邻接的空穴传输层(或空穴传输材料)抽出电子。
另外，作为空穴注入层111，可以使用在具有空穴传输性的物质中含有受体物质的复合材料。注意，通过使用在具有空穴传输性的物质中含有受体物质的复合材料，在选择形成电极的材料时可以无需顾及电极的功函数。换言之，作为第一电极101，不仅可以使用功函数高的材料，还可以使用功函数低的材料。作为该受体性物质，可以举出7，7，8，8-四氰-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：f4-tcnq)、氯醌、1，3，4，5，7，8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称：f6-tcnnq)等具有受体性的有机化合物及过渡金属氧化物。另外，可以举出属于元素周期表中第四族至第八族的金属的氧化物。作为属于元素周期表中第四族至第八族的金属氧化物，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、氧化铼等高电子接受性的金属氧化物。其中，由于氧化钼在大气中稳定且吸湿性低而易于处理，所以是优选的。
作为用于复合材料的空穴传输物质，可以使用各种有机化合物如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等。作为用于复合材料的具有空穴传输性的物质，优选使用空穴迁移率为10-6cm2/vs以上的物质。以下，具体地列举可以用作复合材料中的空穴传输物质的有机化合物。
作为可以用于复合材料的芳香胺化合物，可以举出n,n’-二(对甲苯基)-n,n’-二苯基-p-亚苯基二胺(简称：dtdppa)、4,4’-双[n-(4-二苯基氨基苯基)-n-苯基氨基]联苯(简称：dpab)、n,n'-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-n,n'-二苯基-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺(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)、1，1-双-(4-双(4-甲基-苯基)-氨基-苯基)-环己烷(简称：tapc)等。作为咔唑衍生物，可以具体地举出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)、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-苯基蒽-9-基)苯基]-9h-咔唑(简称：czpa)、1,4-双[4-(n-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。作为芳烃，例如可以举出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)、2-叔丁基-9,10-双[2-(1-萘基)苯基]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、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、二萘嵌苯、2,5,8,11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。另外，此时，作为受体性物质优选使用f6-tcnnq。
另外，也可以使用聚(n-乙烯基咔唑)(简称：pvk)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：pvtpa)、聚[n-(4-{(n'-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-n'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：ptpdma)、聚[n,n'-双(4-丁基苯基)-n,n'-双(苯基)联苯胺](简称：poly-tpd)等高分子化合物。
通过形成空穴注入层111，可以提高空穴注入性，从而可以获得驱动电压小的发光元件。另外，具有受体性的有机化合物可以利用蒸镀容易地形成，所以是易于使用的材料。
注意，在使用上述复合材料形成空穴注入层时，由于该复合材料的导电性良好，因此即使将空穴注入层形成得厚也不导致驱动电压的恶化，作为调整微腔结构的腔长的层是非常适当的。
空穴传输层112以包含具有空穴传输性的材料的方式形成。具有空穴传输性的材料优选具有1×10-6cm2/vs以上的空穴迁移率。空穴传输层112优选含有本发明的一个方式的有机化合物。
另外，作为上述具有空穴传输性的材料，可以举出：4,4'-双[n-(1-萘基)-n-苯基氨基]联苯(简称：npb)、n,n'-双(3-甲基苯基)-n,n'-二苯基-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺(简称：tpd)、4，4'-双[n-(螺-9，9’-二芴-2-基)-n-苯基氨基]联苯(简称：bspb)、4-苯基-4'-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：bpaflp)、4-苯基-3'-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mbpaflp)、4-苯基-4'-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)三苯胺(简称：pcba1bp)、4,4'-二苯基-4”-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)三苯胺(简称：pcbbi1bp)、4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)三苯胺(简称：pcbanb)、4,4'-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)三苯胺(简称：pcbnbb)、9,9-二甲基-n-苯基-n-[4-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：pcbaf)、n-苯基-n-[4-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)苯基]螺-9,9-二芴-2-胺(简称：pcbasf)等具有芳香胺骨架的化合物；1,3-双(n-咔唑基)苯(简称：mcp)、4，4'-二(n-咔唑基)联苯(简称：cbp)、3,6-双(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：cztp)、3,3'-双(9-苯基-9h-咔唑)(简称：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)(简称：dbt3p-ii)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9h-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：dbtflp-iii)、4-[4-(9-苯基-9h-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：dbtflp-iv)等具有噻吩骨架的化合物；以及4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：dbf3p-ii)、4-{3-[3-(9-苯基-9h-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmdbfflbi-ii)等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空穴传输性并有助于降低驱动电压，所以是优选的。注意，作为构成空穴传输层112的材料也可以适当地使用作为用于空穴注入层111的复合材料的具有空穴传输性的材料举出的物质。
发光层113是包含主体材料及发光材料的层。发光材料可以是荧光发光物质、磷光发光物质和呈现热活化延迟荧光(tadf)的物质中的任一个。另外，可以为单层，也可以由包含不同发光材料的多个层构成。
在发光层113中，作为可以用作荧光发光物质的材料，可以举出如下物质。另外，除此之外，还可以使用其他荧光发光物质。
例如，可以举出5，6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2，2'-联吡啶(简称：pap2bpy)、5，6-双[4'-(10-苯基-9-蒽基)联苯基-4-基]-2，2'-联吡啶(简称：papp2bpy)、n,n’-二苯基-n,n’-双[4-(9-苯基-9h-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称：1，6flpaprn)、n，n’-双(3-甲基苯基)-n，n’-双[3-(9-苯基-9h-芴-9-基)苯基]-芘-1，6-二胺(简称：1，6mmemflpaprn)、n，n'-双[4-(9h-咔唑-9-基)苯基]-n，n'-二苯基二苯乙烯-4，4'-二胺(简称：yga2s)、4-(9h-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：ygapa)、4-(9h-咔唑-9-基)-4'-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称：2ygappa)、n，9-二苯基-n-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9h-咔唑-3-胺(简称：pcapa)、二萘嵌苯、2，5，8，11-四-叔丁基二萘嵌苯(简称：tbp)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)三苯胺(简称：pcbapa)、n，n”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亚苯基)双[n，n'，n'-三苯基-1，4-苯二胺](简称：dpabpa)、n，9-二苯基-n-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9h-咔唑-3-胺(简称：2pcappa)、n-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-n，n'，n'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2dpappa)、n，n，n'，n'，n”，n”，n”'，n”'-八苯基二苯并[g，p]
在发光层113中，作为可以用作磷光发光物质的材料，可以举出如下物质。
例如，可以举出：三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二甲基苯基)-4h-1，2，4-三唑-3-基-κn2]苯基-κc}铱(iii)(简称：[ir(mpptz-dmp)3])、三(5-甲基-3,4-二苯基-4h-1,2,4-三唑)铱(iii)(简称：[ir(mptz)3])、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4h-1,2,4-三唑]铱(iii)(简称：[ir(iprptz-3b)3])等具有4h-三唑骨架的有机金属铱配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1h-1,2,4-三唑]铱(iii)(简称：[ir(mptz1-mp)3])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1h-1,2,4-三唑)铱(iii)(简称：[ir(prptz1-me)3])等具有1h-三唑骨架的有机金属铱配合物；fac-三[(1-2,6-二异丙基苯基)-2-苯基-1h-咪唑]铱(iii)(简称：[ir(iprpmi)3])、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(iii)(简称：[ir(dmpimpt-me)3])等具有咪唑骨架的有机金属铱配合物；以及双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-n,c2']铱(iii)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：fir6)、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-n,c2']铱(iii)吡啶甲酸酯(简称：firpic)、双{2-[3',5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-n,c2'}铱(iii)吡啶甲酸酯(简称：[ir(cf3ppy)2(pic)])、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-n,c2']铱(iii)乙酰丙酮(简称：fir(acac))等以具有拉电子基的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属铱配合物。上述物质是发射蓝色磷光的化合物，并且在440nm至520nm具有发光的峰值。
另外，可以举出：三(4-甲基-6-苯基嘧啶根)铱(iii)(简称：[ir(mppm)3])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶根)铱(iii)(简称：[ir(tbuppm)3])、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶根)铱(iii)(简称：[ir(mppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶根)铱(iii)(简称：[ir(tbuppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[6-(2-降冰片基)-4-苯基嘧啶根]铱(iii)(简称：[ir(nbppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶根]铱(iii)(简称：ir(mpmppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(4,6-二苯基嘧啶根)铱(iii)(简称：[ir(dppm)2(acac)])等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪根)铱(iii)(简称：[ir(mppr-me)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪根)铱(iii)(简称：[ir(mppr-ipr)2(acac)])等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(2-苯基吡啶根-n,c2')铱(iii)(简称：[ir(ppy)3])、双(2-苯基吡啶根-n,c2')铱(iii)乙酰丙酮(简称：[ir(ppy)2(acac)])、双(苯并[h]喹啉)铱(iii)乙酰丙酮(简称：[ir(bzq)2(acac)])、三(苯并[h]喹啉)铱(iii)(简称：[ir(bzq)3])、三(2-苯基喹啉-n,c2']铱(iii)(简称：[ir(pq)3])、双(2-苯基喹啉-n,c2')铱(iii)乙酰丙酮(简称：[ir(pq)2(acac)])等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；以及三(乙酰丙酮根)(单菲咯啉)铽(iii)(简称：[tb(acac)3(phen)])等稀土金属配合物。上述物质主要是发射绿色磷光的化合物，并且在500nm至600nm具有发光的峰值。另外，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物具有特别优异的可靠性及发光效率，所以是特别优选的。
另外，可以举出：(二异丁酰基甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶基]铱(iii)(简称：[ir(5mdppm)2(dibm)])、双[4,6-双(3-甲基苯基)嘧啶根)(二新戊酰基甲烷根)铱(iii)(简称：[ir(5mdppm)2(dpm)])、双[4,6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(iii)(简称：[ir(d1npm)2(dpm)])等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(2,3,5-三苯基吡嗪根)铱(iii)(简称：[ir(tppr)2(acac)])、双(2,3,5-三苯基吡嗪根)(二新戊酰基甲烷根)铱(iii)(简称：[ir(tppr)2(dpm)])、(乙酰丙酮根)双[2,3-双(4-氟苯基)喹喔啉合]铱(iii)(简称：[ir(fdpq)2(acac)])等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(1-苯基异喹啉-n,c2’)铱(iii)(简称：[ir(piq)3])、双(1-苯基异喹啉-n,c2’)铱(iii)乙酰丙酮(简称：[ir(piq)2(acac)])等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21h,23h-卟啉铂(ii)(简称：ptoep)等的铂配合物；以及三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮(propanedionato))(单菲咯啉)铕(iii)(简称：[eu(dbm)3(phen)])、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3,3,3-三氟丙酮](单菲咯啉)铕(iii)(简称：[eu(tta)3(phen)])等稀土金属配合物。上述物质是发射红色磷光的化合物，并且在600nm至700nm具有发光的峰值。另外，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以获得色度良好的红色发光。
另外，除了上述磷光化合物以外，还可以选择已知的磷光发光材料而使用。
作为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红衍生物等。另外，还可以举出包含镁(mg)、锌(zn)、镉(cd)、锡(sn)、铂(pt)、铟(in)或钯(pd)等的含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如，也可以举出由下述结构式表示的原卟啉-氟化锡配合物(snf2(protoix))、中卟啉-氟化锡配合物(snf2(mesoix))、血卟啉-氟化锡配合物(snf2(hematoix))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(snf2(coproiii-4me)、八乙基卟啉-氟化锡配合物(snf2(oep))、初卟啉-氟化锡配合物(snf2(etioi))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(ptcl2oep)等。
[化学式1]
另外，还可以使用由下面结构式表示的2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚[2，3-a]咔唑-11-基)-1,3,5-三嗪(简称：pic-trz)、9-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-9’-苯基-9h，9’h-3，3’-联咔唑(简称：pccztzn)、9-[4-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-9h，9’h-3，3’-联咔唑(简称：pcczptzn)、2-[4-(10h-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：pxz-trz)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-三唑(简称：ppz-3tpt)、3-(9，9-二甲基-9h-吖啶-10-基)-9h-氧杂蒽-9-酮(简称：acrxtn)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]硫砜(简称：dmac-dps)、10-苯基-10h，10’h-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：acrsa)等具有富π电子型芳杂环和缺π电子型芳杂环的双方的杂环化合物。另外，该杂环化合物具有富π电子型芳杂环和缺π电子型芳杂环，电子传输性和空穴传输性都高，所以是优选的。在富π电子型芳杂环和缺π电子型芳杂环直接键合的物质中，富π电子芳杂环的施主性和缺π电子型芳杂环的受主性都高而s1能级与t1能级之间的能量差变小,可以高效地获得热活化延迟荧光，所以是特别优选的。另外，也可以使用键合有氰基等吸电子基团的芳环代替缺π电子型芳杂环。
[化学式2]
作为发光层的主体材料，可以使用具有电子传输性的材料或具有空穴传输性的材料等各种载流子传输材料。
作为具有空穴传输性的材料，可以适当地使用作为包含在上述空穴传输层112中的具有空穴传输性的材料举出的物质。
例如，作为具有电子传输性的材料，例如可以举出：双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(ii)(简称：bebq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(iii)(简称：balq)、双(8-羟基喹啉)锌(ii)(简称：znq)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(ii)(简称：znpbo)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(ii)(简称：znbtz)等金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称：pbd)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称：taz)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称：oxd-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9h-咔唑(简称：co11)、2,2',2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1h-苯并咪唑)(简称：tpbi)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1h-苯并咪唑(简称：mdbtbim-ii)等具有多唑骨架的杂环化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mdbtpdbq-ii)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mdbtbpdbq-ii)、2-[3’-(9h-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mczbpdbq)、4,6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称：4,6mpnp2pm)、4,6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称：4,6mdbtp2pm-ii)等具有二嗪骨架的杂环化合物；以及3,5-双[3-(9h-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35dczppy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)-苯基]苯(简称：tmpypb)等的具有吡啶骨架的杂环化合物。其中，具有二嗪骨架的杂环化合物或具有吡啶骨架的杂环化合物具有良好的可靠性，所以是优选的。尤其是，具有二嗪(嘧啶或吡嗪)骨架的杂环化合物具有高电子传输性，也有助于降低驱动电压。
在将荧光发光物质用作发光材料的情况下，作为主体材料，优选使用具有蒽骨架的材料。通过将具有蒽骨架的物质用作荧光发光物质的主体材料，可以实现发光效率及耐久性都良好的发光层。具有蒽骨架的材料大多具有较深的homo能级，因此优选使用本发明的一个方式。在用作主体材料的具有蒽骨架的物质中，具有二苯基蒽骨架(尤其是9，10-二苯基蒽骨架)的物质在化学上稳定，所以是优选的。另外，在主体材料具有咔唑骨架的情况下，空穴的注入/传输性得到提高，所以是优选的。尤其是，在主体材料包含苯环稠合到咔唑的苯并咔唑骨架的情况下，其homo比咔唑浅0.1ev左右，空穴容易注入，所以是更优选的。尤其是，在主体材料具有二苯并咔唑骨架的情况下，其homo比咔唑浅0.1ev左右，不仅空穴容易注入，而且空穴传输性及耐热性也得到提高，所以是优选的。因此，进一步优选用作主体材料的物质是具有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)的物质。注意，从上述空穴注入/传输性的观点来看，也可以使用苯并芴骨架或二苯并芴骨架代替咔唑骨架。作为这种物质的例子，可以举出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9h-咔唑(简称：pczpa)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9h-咔唑(简称：pcpn)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9h-咔唑(简称：czpa)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7h-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgdbczpa)、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃(简称：2mbnfppa)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9h-芴-9-基)联苯-4’-基}蒽(简称：flppa)等。尤其是，czpa、cgdbczpa、2mbnfppa、pczpa呈现非常良好的特性，所以是优选的。
另外，主体材料也可以是混合多种物质的材料，当使用混合的主体材料时，优选混合具有电子传输性的材料和具有空穴传输性的材料。通过混合具有电子传输性的材料和具有空穴传输性的材料，可以使发光层113的传输性的调整变得更加容易，也可以更简便地进行再结合区域的控制。具有空穴传输性的材料和具有电子传输性的材料的含量比例为1:9至9:1即可。
另外，也可以使用这些混合了的材料形成激基复合物。通过以形成发射与发光材料的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的光的激基复合物的方式选择混合材料，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光，所以是优选的。另外，通过采用该结构可以降低驱动电压，因此是优选的。
此外，如本发明的一个方式那样的顶部发射元件从阴极一侧呈现发光。虽然在空穴传输层上从阳极一侧形成发光层，但是在层叠不同物质时，有时由于该物质间的相互作用而产生分子取向的无序。在层叠相同物质的情况下，该分子取向的无序程度越更小，所以可认为发光层越靠近阴极，其取向越整齐。
由于在产生分子取向的无序时被射出的光的方向也产生无序，因此被提取的光量减少。在是底部发射元件的情况下，发光层中的取向无序程度最大的部分位于最靠近提取光一侧的电极的位置上，但是如本发明的一个方式那样的顶部发射元件中发光层中的取向最整齐的部分位于靠近提取光一侧的电极的位置上，因此从发光层射出的光的取向方向整齐，光提取效率提高，从而外量子效率可以得到提高。
电子传输层114是包含具有电子传输性的物质的层。作为具有电子传输性的物质，可以使用以上所述的能够用于主体材料的具有电子传输性的物质。
可以在电子传输层114和第二电极102之间设置由氟化锂(lif)、氟化铯(csf)、氟化钙(caf2)等的碱金属、碱土金属或它们的化合物形成的电子注入层115。电子注入层115可以使用将碱金属、碱土金属或它们的化合物包含在由具有电子传输性的物质构成的层中的层或电子化合物(electride)。作为电子化合物，例如可以举出对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子的物质等。
注意，作为电子注入层115，也可以使用对具有电子传输性的物质(优选为具有联吡啶骨架的有机化合物)包含上述碱金属或碱土金属的氟化物为微晶状态的浓度以上(50wt％以上)的层。由于该层为折射率低的层，所以可以提供外部量子效率更良好的发光元件。
另外，可以设置电荷产生层116，而代替电子注入层115(参照图3b)。电荷产生层116是通过施加电位，可以对与该层的阴极一侧接触的层注入空穴，并且对与该层的阳极一侧接触的层注入电子的层。电荷产生层116至少包括p型层117。p型层117优选使用上述构成空穴注入层111的复合材料来形成。另外，p型层117也可以将作为构成复合材料的材料分别包含上述受主材料和空穴传输材料的膜层叠来形成。通过对p型层117施加电位，电子和空穴分别注入到电子传输层114和用作阴极的第二电极102，使得发光元件工作。此外，由于本发明的一个方式的有机化合物为折射率较低的有机化合物，所以通过用于p型层117，可以得到外部量子效率良好的发光元件。
另外，电荷产生层116除了包括p型层117之外，优选还包括电子中继层118及电子注入缓冲层119中的任一个或两个。
电子中继层118至少包含具有电子传输性的物质，并且能够防止电子注入缓冲层119和p型层117的相互作用，并顺利地传递电子。优选将电子中继层118所包含的具有电子传输性的物质的lumo能级设定在p型层117中的受主物质的lumo能级与电子传输层114中的接触于电荷产生层116的层所包含的物质的lumo能级之间。具体而言，电子中继层118中的具有电子传输性的物质的lumo能级优选为-5.0ev以上，更优选为-5.0ev以上且-3.0ev以下。另外，作为电子中继层118中的具有电子传输性的物质，优选使用酞菁类材料或具有金属-氧键合和芳香配体的金属配合物。
电子注入缓冲层119可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属以及这些物质的化合物(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)或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))等电子注入性高的物质。
另外，在电子注入缓冲层119包含具有电子传输性的物质及施主物质的情况下，作为施主物质，除了碱金属、碱土金属、稀土金属和这些物质的化合物(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)或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))以外，还可以使用四硫并四苯(tetrathianaphthacene)(简称：ttn)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物。另外，作为具有电子传输性的物质，可以使用与上面所说明的用于电子传输层114的材料的同样材料。
作为形成第二电极102的物质，可以使用功函数小(具体为3.8ev以下)的金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。作为这种阴极材料的具体例子，可以举出锂(li)或铯(cs)等碱金属、镁(mg)、钙(ca)或者锶(sr)等的属于元素周期表中的第1族或第2族的元素、包含它们的合金(mgag、alli)、铕(eu)、镱(yb)等稀土金属以及包含它们的合金等。然而，通过在第二电极102和电子传输层之间设置电子注入层，可以不顾及功函数的大小而将各种导电材料诸如al、ag、ito、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等用作第二电极102。这些导电材料可以通过真空蒸镀法、溅射法等干式法、喷墨法、旋涂法等形成。另外,电极可以通过利用溶胶-凝胶法等湿式法或利用金属材料的膏剂的湿式法形成。
另外，作为el层103的形成方法，不论干式法或湿式法，都可以使用各种方法。例如，也可以使用真空蒸镀法、凹版印刷法、照相凹版印刷法、丝网印刷法、喷墨法或旋涂法等。
另外，也可以通过使用不同成膜方法形成上面所述的各电极或各层。
注意，设置在第一电极101与第二电极102之间的层的结构不局限于上述结构。但是，优选采用在离第一电极101及第二电极102远的部分设置空穴与电子再结合的发光区域的结构，以便抑制由于发光区域与用于电极或载流子注入层的金属邻接而发生的猝灭。
另外，为了抑制从在发光层中产生的激子的能量转移，接触于发光层113的如空穴传输层和电子传输层，尤其是靠近发光层113中的再结合区域的载流子传输层优选使用如下物质构成,即具有比构成发光层的发光材料或者包含在发光层中的发光材料所具有的带隙大的带隙的物质。
接着，参照图3c及图3d说明具有层叠有多个发光单元的结构的发光元件(也称为叠层型元件、串联型元件)的方式。该发光元件在阳极和阴极之间包括多个发光单元。一个发光单元具有与图3a所示的el层103大致相同的结构。换言之，可以说图3c及图3d所示的发光元件包括多个发光单元，而图3a或图3b所示的发光元件包括一个发光单元。
在图3c中，阳极501和阴极502之间层叠有第一发光单元511和第二发光单元512，第一发光单元511和第二发光单元512之间设置有电荷产生层513。此外，在图3d中，阴极501和阴极502之间层叠有第一发光单元511、第二发光单元512和第三发光单元515，第一发光单元511和第二发光单元512之间设置有电荷产生层513，第二发光单元512和第三发光单元515之间设置有电荷产生层514。阳极501及阴极502分别相当于图3a中的第一电极101及第二电极102，并可以使用与图3a的说明相同的材料。此外，第一发光单元511、第二发光单元512及第三发光单元515可以具有相同结构或不同结构。在具有相同结构时可以以相同的电流密度得到两倍的亮度，由此可以大幅度地延长发光元件的寿命。
电荷产生层513和电荷产生层514都具有在对阳极501和阴极502施加电压时对一个发光单元注入电子，对另一个发光单元注入空穴的功能。换言之，在图3c中，在以阳极的电位比阴极的电位高的方式施加电压时，电荷产生层513对第一发光单元511注入电子并对第二发光单元512注入空穴即可。此外，在图3d中，在以阳极的电位比阴极的电位高的方式施加电压时，电荷产生层514对第二发光单元512注入电子，对第三发光单元515注入空穴即可。
电荷产生层513及电荷产生层514优选由图3b中说明的电荷产生层116的同样结构形成。由于有机化合物和金属氧化物的复合材料具有优良的载流子注入性、载流子传输性，因此可以实现低电压驱动、低电流驱动。
另外，在发光单元的阳极一侧的面与电荷产生层513接触时，电荷产生层513还可以被用作发光单元的空穴注入层，由此发光单元中也可以不设置空穴注入层。此外，当在电荷产生层513中设置电子注入缓冲层119时，该电子注入缓冲层119被用作阳极一侧的发光单元中的电子注入层，由此不必需要在阳极一侧的发光单元中形成电子注入层。另外，上述说明中说明电荷产生层513，电荷产生层514也可以具有同样结构。
虽然图3c中说明了具有两个发光单元的发光元件，图3d中说明了包括三个发光单元的发光元件，但是可以同样地应用层叠有四个以上的发光单元的发光元件。如根据本实施方式的发光元件，通过在一对电极之间将多个发光单元使用电荷产生层513或电荷产生层514隔开并配置，可以实现在保持低电流密度的同时在高亮度区域中发光并具有长使用寿命的元件。另外，可以实现能够进行低电压驱动且功耗低的发光装置。
另外，上述el层103、第一发光单元511、第二发光单元512、第三发光单元及电荷产生层等各层及电极例如可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、液滴喷射法(也称为喷墨法)、涂敷法、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、树枝状聚合物)或者高分子材料。
(实施方式4)
在本实施方式中，对本发明的一个方式的发光装置的显示装置进行说明。
在本实施方式中，参照图4对使用实施方式1至实施方式3所示的发光元件而制造的发光装置进行说明。注意，图4a是示出发光装置的俯视图，并且图4b是沿图4a中的线a-b及线c-d切断的截面图。该发光装置包括601、像素部602、驱动电路部(栅极线驱动电路)603。另外，附图标记604是密封衬底，附图标记605是密封材料，由密封材料605围绕的内侧是空间607。
注意，引导布线608是用来传送输入到源极线驱动电路601及栅极线驱动电路603的信号的布线，并且从用作外部输入端子的fpc(柔性印刷电路)609接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。注意，虽然在此只图示出fpc，但是该fpc还可以安装有印刷线路板(pwb)。本说明书中的发光装置不仅包括发光装置主体，而且还包括安装有fpc或pwb的发光装置。
下面，参照图4b说明截面结构。虽然在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部，但是在此示出作为驱动电路部的源极线驱动电路601和像素部602中的一个像素。
除了可以使用由玻璃、石英、有机树脂、金属、合金、半导体等构成的衬底以外，还可以使用由frp(fiberreinforcedplastics：纤维增强塑料)、pvf(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸树脂等构成的塑料衬底，而制造元件衬底610。
对用于像素或驱动电路的晶体管的结构没有特别的限制。例如，可以采用反交错型晶体管或交错型晶体管。另外，顶栅型晶体管或底栅型晶体管都可以被使用。对用于晶体管的半导体材料没有特别的限制，例如可以使用硅、锗、碳化硅、氮化镓等。或者可以使用in-ga-zn类金属氧化物等的包含铟、镓、锌中的至少一个的氧化物半导体。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，可以使用非晶半导体或结晶半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用结晶半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
在此，氧化物半导体优选用于设置在上述像素或驱动电路中的晶体管和用于在后面说明的触摸传感器等的晶体管等半导体装置。尤其优选使用其带隙比硅宽的氧化物半导体。通过使用带隙比硅宽的氧化物半导体，可以降低晶体管的关态电流(off-statecurrent)。
上述氧化物半导体优选至少包含铟(in)或锌(zn)。另外，上述氧化物半导体更优选为包含以in-m-zn类氧化物(m为al、ti、ga、ge、y、zr、sn、la、ce或hf等金属)表示的氧化物的氧化物半导体。
尤其是，作为半导体层，优选使用如下氧化物半导体膜：具有多个结晶部，该多个结晶部的c轴都朝向垂直于半导体层的被形成面或半导体层的顶面的方向，并且在相邻的结晶部间不具有晶界。
通过作为半导体层使用这样氧化物半导体材料，可以实现电特性的变动得到抑制的可靠性高的晶体管。
另外，由于具有上述半导体层的晶体管的关态电流较低，因此能够长期间保持经过晶体管而储存于电容器中的电荷。通过将这种晶体管用于像素，能够在保持各显示区域所显示的图像的灰度的状态下，停止驱动电路。其结果是，可以实现功耗极低的电子设备。
为了实现晶体管的特性稳定化等，优选设置基底膜。作为基底膜，可以使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜等无机绝缘膜并以单层或叠层制造。基底膜可以通过溅射法、cvd(chemicalvapordeposition：化学气相沉积)法(等离子体cvd法、热cvd法、mocvd(metalorganicchemicalvapordeposition：有机金属化学气相沉积)法等)或ald(atomiclayerdeposition：原子层沉积)法、涂敷法、印刷法等形成。注意，基底膜若不需要则也可以不设置。
注意，fet623示出形成在驱动电路部601中的晶体管的一个。另外，驱动电路也可以利用各种cmos电路、pmos电路或nmos电路形成。另外，虽然在本实施方式中示出在衬底上形成有驱动电路的驱动器一体型，但是不一定必须采用该结构，驱动电路也可以形成在外部，而不形成在衬底上。
另外，像素部602由多个像素形成，该多个像素都包括开关fet611、电流控制fet612以及与该电流控制fet612的漏极电连接的第一电极613，但是并不局限于此，也可以采用组合三个以上的fet和电容器的像素部。
注意，以覆盖第一电极613的端部的方式形成绝缘物614。在此，可以使用正型感光丙烯酸树脂膜形成绝缘物614。
另外，将绝缘物614的上端部或下端部形成为具有曲率的曲面，以获得后面形成的el层等的良好的覆盖性。例如，在使用正型感光丙烯酸树脂作为绝缘物614的材料的情况下，优选只使绝缘物614的上端部包括具有曲率半径(0.2μm至3μm)的曲面。另外，作为绝缘物614，可以使用负型感光树脂或者正型感光树脂。
在第一电极613上形成有el层616及第二电极617。在此，优选使用具有高功函数的材料作为用于被用作阳极的第一电极613的材料。例如，除了可以使用诸如ito膜、包含硅的铟锡氧化物膜、包含2wt％至20wt％的氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、zn膜、pt膜等的单层膜以外，还可以使用由氮化钛膜和以铝为主要成分的膜构成的叠层膜以及由氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜构成的三层结构等。注意，如果这里采用叠层结构，由于布线的电阻值较低，因此可以得到良好的欧姆接触，另外，其可用作阳极。
另外，el层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法、喷墨法、旋涂法等各种方法形成。el层616包括实施方式3所示的结构。另外，作为构成el层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、树枝状聚合物)。
另外，作为用于形成在el层616上并被用作阴极的第二电极617的材料，优选使用具有功函数小的材料(al、mg、li、ca、或它们的合金或化合物(mgag、mgin、alli等)等)。注意，当使产生在el层616中的光透过第二电极617时，优选使用由膜厚度减薄了的金属薄膜和透明导电膜(ito、包含2wt％至20wt％的氧化锌的氧化铟、包含硅的铟锡氧化物、氧化锌(zno)等)构成的叠层作为第二电极617。
另外，发光元件由第一电极613、el层616、第二电极617形成。该发光元件是实施方式3所示的发光元件。另外，像素部由多个发光元件构成，本实施方式的发光装置也可以包括实施方式3所示的发光元件和具有其他结构的发光元件的双方。
另外，通过使用密封材料605将密封衬底604贴合到元件衬底610，将发光元件618设置在由元件衬底610、密封衬底604以及密封材料605围绕的空间607中。注意，空间607中填充有填料，作为该填料，可以使用惰性气体(氮或氩等)，还可以使用密封剂。通过在密封衬底中形成凹部且在其中设置干燥剂，可以抑制水分所导致的劣化，所以是优选的。
另外，优选使用环氧类树脂或玻璃粉作为密封材料605。另外，这些材料优选为尽可能地不使水或氧透过的材料。另外，作为用于密封衬底604的材料，除了可以使用玻璃衬底或石英衬底以外，还可以使用由frp(fiberreinforcedplastics；玻璃纤维增强塑料)、pvf(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。
虽然在图4中没有示出，但是也可以在第二电极上设置保护膜。保护膜可以由有机树脂膜或无机绝缘膜形成。另外，也可以以覆盖密封材料605的露出部分的方式形成保护膜。另外，保护膜可以覆盖一对衬底的表面及侧面、密封层、绝缘层等的露出侧面而设置。
作为保护膜可以使用不容易透过水等杂质的材料。因此，可以能够高效地抑制水等杂质从外部扩散到内部。
作为构成保护膜的材料，可以使用氧化物、氮化物、氟化物、硫化物、三元化合物、金属或聚合物等。例如，该材料可以含有氧化铝、氧化铪、硅酸铪、氧化镧、氧化硅、钛酸锶、氧化钽、氧化钛、氧化锌、氧化铌、氧化锆、氧化锡、氧化钇、氧化铈、氧化钪、氧化铒、氧化钒、氧化铟、氮化铝、氮化铪、氮化硅、氮化钽、氮化钛、氮化铌、氮化钼、氮化锆、氮化镓、含有钛及铝的氮化物、含有钛及铝的氧化物、含有铝及锌的氧化物、含有锰及锌的硫化物、含有铈及锶的硫化物、含有铒及铝的氧化物、含有钇及锆的氧化物等。
保护膜优选通过台阶覆盖性(stepcoverage)良好的成膜方法来形成。这种方法中之一个是原子层沉积(ald：atomiclayerdeposition)法。优选将可以通过ald法形成的材料用于保护膜。通过ald法可以形成致密且裂缝或针孔等缺陷被减少或具备均匀的厚度的保护膜。另外，可以减少当形成保护膜时加工部材受到的损伤。
例如，通过ald法可以将均匀且缺陷少的保护膜形成在具有复杂的凹凸形状的表面或触摸屏的顶面、侧面以及背面上。
图5示出通过形成呈现蓝色发光的发光元件设置颜色转换层来实现全彩色化的发光装置的例子。图5a示出衬底1001、基底绝缘膜1002、栅极绝缘膜1003、栅电极1006、1007、1008、第一层间绝缘膜1020、第二层间绝缘膜1021、周边部1042、像素部1040、驱动电路部1041、发光元件的第一电极1024r、1024g、1024b、分隔壁1025、el层1028、发光元件的第二电极1029、密封衬底1031、密封材料1032等。
另外，在图5a中，将颜色转换层及具有使光散射的功能的结构(红色的颜色转换层1034r、绿色的颜色转换层1034g、具有使光散射的功能的结构1134b)设置在透明基材1033上。另外，还可以设置黑矩阵1035。对设置有颜色转换层、具有使光散射的功能的结构及黑矩阵的透明基材1033进行对准而将其固定到衬底1001上。另外，颜色转换层、具有使光散射的功能的结构及黑矩阵1035被外覆层1036覆盖。
图5b示出将颜色转换层及具有使光散射的功能的结构(红色的颜色转换层1034r、绿色的颜色转换层1034g、具有使光散射的功能的结构1134b)形成在栅极绝缘膜1003和第一层间绝缘膜1020之间的例子。如上述那样，也可以将着色层设置在衬底1001和密封衬底1031之间。
另外，在以上说明的发光装置中，虽然说明了具有从形成有fet的衬底1001一侧取出光的结构(底部发射型)的发光装置，但是也可以采用具有从密封衬底1031一侧取出发光的结构(顶部发射型)的发光装置。图6示出顶部发射型发光装置的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。到制造用来使fet与发光元件的阳极连接的连接电极为止的工序与底部发射型发光装置同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该绝缘膜也可以具有平坦化的功能。第三层间绝缘膜1037可以使用与第二层间绝缘膜相同的材料或其他公知材料形成。
虽然在此发光元件的第一电极1024r、1024g、1024b都是阳极，但是也可以为阴极。另外，在采用如图6所示那样的顶部发射型发光装置的情况下，第一电极优选为反射电极。el层1028的结构采用能够获得蓝色发光的元件结构。
在采用图6所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有颜色转换层及具有使光散射的功能的结构(红色的颜色转换层1034r、绿色的颜色转换层1034g、具有使光散射的功能的结构1134b)的密封衬底1031进行密封。密封衬底1031也可以设置有位于像素和像素之间的黑矩阵1035。颜色转换层及具有使光散射的功能的结构(红色的颜色转换层1034r、绿色的颜色转换层1034g、具有使光散射的功能的结构1134b)、黑矩阵也可以被外覆层1036覆盖。另外，作为密封衬底1031，使用具有透光性的衬底。另外，颜色转换层及具有使光散射的功能的结构(红色的颜色转换层1034r、绿色的颜色转换层1034g、具有使光散射的功能的结构1134b)也可以直接设置在第二电极1029上(或设置于第二电极1029上的保护膜上)。
另外，在上述结构中，el层可以含有多个发光层，也可以只含有一个发光层。例如，也可以采用如下结构：组合上述串联型发光元件的结构，在一个发光元件中夹着电荷产生层设置多个el层，在每个el层中形成一个或多个发光层。
另外，在图15a中，将颜色转换层(红色的颜色转换层1034r、绿色的颜色转换层1034g)设置在透明基材1033上。另外，还可以设置黑矩阵1035。对设置有颜色转换层、具有使光散乱的功能的结构及黑矩阵的透明基材1033进行对准而将其固定到衬底1001上。另外，颜色转换层、具有使光散乱的功能的结构及黑矩阵1035被外覆层1036覆盖。
图15b示出将颜色转换层(红色的颜色转换层1034r、绿色的转换层1034g)形成在栅极绝缘膜1003和第一层间绝缘膜1020之间的例子。如上述那样，也可以将着色层设置在衬底1001和密封衬底1031之间。
此外，图15a及图15b中作为对光赋予指向性的手段夹有颜色转换层(红色的颜色转换层1034r、绿色的颜色转换层1034g)地设置有半透过-半反射层1043。以在该颜色转换层所发射的光的峰值波长为λ(nm)时一个半透过反射膜的界面和另一个半透过-半反射层的界面之间的光学距离为λ/2的整数倍的方式形成夹有颜色转换层地设置的一对半透过-半反射层1043。
另外，在以上说明的发光装置中，虽然说明了具有从形成有fet的衬底1001一侧取出光的结构(底部发射型)的发光装置，但是也可以采用具有从密封衬底1031一侧取出发光的结构(顶部发射型)的发光装置。图16示出顶部发射型发光装置的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。到制造用来使fet与发光元件的阳极连接的连接电极为止的工序与底部发射型发光装置同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该绝缘膜也可以具有平坦化的功能。第三层间绝缘膜1037可以使用与第二层间绝缘膜相同的材料或其他公知材料形成。
虽然在此发光元件的第一电极1024r、1024g、1024b都是阳极，但是也可以为阴极。另外，在采用如图16所示那样的顶部发射型发光装置的情况下，第一电极优选为反射电极。el层1028的结构采用能够获得蓝色发光的元件结构。
在采用图16所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有颜色转换层(红色的颜色转换层1034r、绿色的转换层1034g)的密封衬底1031进行密封。密封衬底1031也可以设置有位于像素和像素之间的黑矩阵1035。颜色转换层(红色的颜色转换层1034r、绿色的颜色转换层1034g)、黑矩阵也可以被外覆层1036覆盖。另外，作为密封衬底1031，使用具有透光性的衬底。另外，颜色转换层(红色的颜色转换层1034r、绿色的转换层1034g)也可以直接设置在第二电极1029上(或设置于第二电极1029上的保护膜上)。
另外，在上述结构中，el层可以含有多个发光层，也可以只含有一个发光层。例如，也可以采用如下结构：组合上述串联型发光元件的结构，在一个发光元件中夹着电荷产生层设置多个el层，在每个el层中形成一个或多个发光层。
因为本实施方式的发光装置中每个像素或每个发光颜色的取向特性差小，所以该发光装置可以实现良好的显示质量。
因为本实施方式的发光装置中每个像素或每个发光颜色的取向特性差小，所以该发光装置可以实现良好的显示质量。
此外，本实施方式可以与其他实施方式自由地组合。
(实施方式5)
下面对备有用来校正可用于本发明的一个方式的像素所显示的灰度的存储器的像素电路以及具有该像素电路的显示装置进行说明。
另外，本实施方式所说明的电路结构尤其适当地用于如图3c及图3d那样地一对电极间包括多个发光单元的发光元件。
[电路结构]
图12a示出像素电路1400的电路图。像素电路1400包括晶体管m1、晶体管m2、电容器c1及电路1401。此外，像素电路1400连接有布线s1、布线s2、布线g1及布线g2。
在晶体管m1中，栅极与布线g1连接，源极和漏极中的一个与布线s1连接，源极和漏极中的另一个与电容器c1的一个电极连接。此外，晶体管m2的栅极与布线g2连接，源极和漏极中的一个与布线s2连接，源极和漏极中的另一个与电容器c1的另一个电极及电路1401连接。
电路1401至少包括一个显示元件。显示元件可以使用各种各样的元件，典型地有有机el元件或led元件等发光元件。除此之外，还可以使用液晶元件或mems(microelectromechanicalsystems)元件等。
将连接晶体管m1与电容器c1的节点记作n1，将连接晶体管m2与电路1401的节点记作n2。
像素电路1400通过使晶体管m1变为关闭状态可以保持节点n1的电位。另外，通过使晶体管m2变为关闭状态可以保持节点n2的电位。另外，通过在晶体管m2处于关闭状态的状态下通过晶体管m1对节点n1写入规定的电位，由于通过电容器c1的电容耦合，可以使节点n2的电位对应节点n1的电位变化而发生改变。
另外，作为晶体管m1、晶体管m2可以应用已知的各种晶体管，例如作为晶体管m1及晶体管m2中的任一个或两个可以应用使用氧化物半导体的晶体管。在应用使用氧化物半导体的晶体管时，由于该晶体管的特性的极低的关态电流而可以长时间地保持节点n1及节点n2的电位。此外，当各节点的电位保持期间较短时(具体而言，帧频为30hz以上时等)也可以采用使用硅等半导体的晶体管。
[驱动方法例]
接着，参照图12b对像素电路1400的工作方法的一个例子进行说明。图12b是像素电路1400的工作的时序图。注意，这里为了便于说明，不考虑布线电阻等各种电阻、晶体管或布线等的寄生电容及晶体管的阈值电压等的影响。
在图12b所示的工作中，将1个帧期间分为期间t1和期间t2。期间t1是对节点n2写入电位的期间，期间t2是对节点n1写入电位的期间。
[期间t1]
在期间t1，对布线g1和布线g2的双方供给使晶体管变为导通状态的电位。另外，对布线s1提供为固定电位的电位vref，对布线s2提供第一数据电位vw。
节点n1通过晶体管m1从布线s1被供给电位vref。另外，节点n2通过晶体管m2被供给第一数据电位vw。因此，电容器c1变为保持电位差vw-vref的状态。
[期间t2]
接着，在期间t2，布线g1被供应使晶体管m1变为导通状态的电位，布线g2被供应使晶体管m2变为关闭状态的电位，布线s1被提供第二数据电位vdata。另外，可以对布线s2提供预定的恒电位或使成为浮动状态。
节点n1通过晶体管m1被供应第二数据电位vdata。此时，由于通过电容器c1的电容耦合，对应第二数据电位vdata节点n2的电位发生变化，其变化量为电位dv。也就是说，电路1401被输入将第一数据电位vw和电位dv加在一起的电位。注意，虽然图12b示出dv为正的值，但是其也可以为负的值。也就是说，电位vdata也可以比电位vref低。
这里，电位dv基本由电容器c1的电容值及电路1401的电容值决定。当电容器c1的电容值充分大于电路1401的电容值时，电位dv成为接近第二数据电位vdata的电位。
如上所述，由于像素电路1400可以组合两种数据信号生成供应给包括显示元件的电路1401的电位，所以可以在像素电路1400内进行灰度校正。
另外，像素电路1400可以生成超过可对布线s1及布线s2供给的最大电位的电位。例如，在使用发光元件的情况下，可以进行高动态范围(hdr)显示等。另外，在使用液晶元件的情况下，可以实现过驱动等。
[应用例子]
图12c所示的像素电路1400el包括电路1401el。电路1401el包括发光元件el、晶体管m3及电容器c2。
在晶体管m3中，栅极与节点n2及电容器c2的一个电极连接，源极和漏极中的一个与被供应电位vh的布线连接，源极和漏极中的另一个与发光元件el的一个电极连接。此外，电容器c2的另一个电极与被供应电位vcom的布线连接。发光元件el的另一个电极与被供应电位vl的布线连接。
晶体管m3具有控制对发光元件el供应的电流的功能。电容器c2用作存储电容器。不需要时也可以省略电容器c2。
另外，虽然这里示出发光元件el的阳极一侧与晶体管m3连接的结构，但是也可以采用阴极一侧与晶体管m3连接的结构。当采用阴极一侧与晶体管m3连接的结构时，可以适当地改变电位vh与电位vl的值。
像素电路1400el可以通过对晶体管m3的栅极施加高电位使大电流流过发光元件el，所以可以实现hdr显示等。另外，通过对布线s1或布线s2提供校正信号可以对晶体管m3及发光元件el的电特性偏差进行校正。
另外，不局限于图12c所示的电路，也可以采用另外附加晶体管或电容器等的结构。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式6)
在本实施方式中，对在其一部分包括本发明的一个方式的发光装置的电子设备的例子进行说明。因为本发明的一个方式的发光装置具有良好的显示质量，所以可以实现图像质量良好的电子设备。
作为采用上述发光元件的电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视机或电视接收机)、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、声音再现装置、弹珠机等大型游戏机等。以下，示出这些电子设备的具体例子。
图7a示出电视装置的一个例子。在电视装置中，外壳7101中组装有显示部7103。另外，在此示出利用支架7105支撑外壳7101的结构。可以利用显示部7103显示图像。
可以通过利用外壳7101所具备的操作开关或另行提供的遥控操作机7110进行电视装置的操作。通过利用遥控操作机7110所具备的操作键7109，可以控制频道及音量，由此可以控制显示在显示部7103上的图像。另外，也可以在遥控操作机7110中设置用来显示从该遥控操作机7110输出的信息的显示部7107。
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，能够进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图7b1示出计算机，该计算机包括主体7201、外壳7202、显示部7203、键盘7204、外部连接端口7205、指向装置7206等。图7b1所示的计算机也可以为如图7b2所示的方式。图7b2所示的计算机设置有第二显示部7210代替键盘7204及指向装置7206。第二显示部7210是触摸面板，通过利用指头或专用笔操作显示在第二显示部7210上的输入用显示，能够进行输入。另外，第二显示部7210不仅能够显示输入用显示，而且可以显示其他图像。另外，显示部7203也可以是触摸面板。因为两个屏面通过铰链部连接，所以可以防止在收纳或搬运时产生问题如屏面受伤、损坏等。
图7c示出便携式终端的一个例子。移动电话机具备组装在外壳7401中的显示部7402、操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。
图7c所示的便携式终端也可以具有用指头等触摸显示部7402来输入信息的结构。在此情况下，能够用指头等触摸显示部7402来进行打电话或编写电子邮件等的操作。
显示部7402主要有三种屏面模式。第一是以图像的显示为主的显示模式，第二是以文字等的信息的输入为主的输入模式，第三是混合显示模式和输入模式的两个模式的显示输入模式。
例如，在打电话或编写电子邮件的情况下，可以采用将显示部7402主要用于输入文字的文字输入模式而输入在屏面上显示的文字。在此情况下，优选在显示部7402的屏面的大多部分中显示键盘或号码按钮。
另外，通过在便携式终端内部设置具有陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，可以判断便携式终端的方向(纵或横)而自动进行显示部7402的屏面显示的切换。
另外，通过触摸显示部7402或对外壳7401的操作按钮7403进行操作，来进行屏面模式的切换。或者，也可以根据显示在显示部7402上的图像的种类切换屏面模式。例如，当显示在显示部上的图像信号为动态图像的数据时，将屏面模式切换成显示模式，而当该图像信号为文字数据时，将屏面模式切换成输入模式。
另外，当在输入模式下通过检测出显示部7402的光传感器所检测的信号而得知在一定期间内没有显示部7402的触摸操作输入时，也可以进行控制以将屏面模式从输入模式切换成显示模式。
此外，也可以将显示部7402用作图像传感器。例如，通过用手掌或指头触摸显示部7402，来拍摄掌纹、指纹等，能够进行个人识别。另外，通过在显示部中使用发射近红外光的背光源或发射近红外光的感测用光源，也能够拍摄指静脉、手掌静脉等。
另外，本实施方式所示的结构可以与实施方式1至实施方式5所示的结构适当地组合来使用。
如上所述，本发明的一个方式的发光元件的发光装置的应用范围极为广泛，而能够将该发光装置用于各种领域的电子设备。通过使用本发明的一个方式的发光装置，可以得到显示质量高的电子设备。
图8a是示出扫地机器人的一个例子的示意图。
扫地机器人5100包括顶面上的显示器5101及侧面上的多个照相机5102、刷子5103及操作按钮5104。虽然未图示，但是扫地机器人5100的底面设置有轮胎和吸入口等。此外，扫地机器人5100还包括红外线传感器、超音波传感器、加速度传感器、压电传感器、光传感器、陀螺仪传感器等各种传感器。另外，扫地机器人5100包括无线通信单元。
扫地机器人5100可以自动行走，检测垃圾5120，可以从底面的吸入口吸引垃圾。
另外，扫地机器人5100对照相机5102所拍摄的图像进行分析，可以判断墙壁、家具或台阶等障碍物的有无。另外，在通过图像分析检测布线等可能会绕在刷子5103上的物体的情况下，可以停止刷子5103的旋转。
可以在显示器5101上显示电池的剩余电量和所吸引的垃圾的量等。可以在显示器5101上显示扫地机器人5100的行走路径。另外，显示器5101可以是触摸面板，可以将操作按钮5104显示在显示器5101上。
扫地机器人5100可以与智能手机等便携式电子设备5140互相通信。照相机5102所拍摄的图像可以显示在便携式电子设备5140上。因此，扫地机器人5100的拥有者在出门时也可以知道房间的情况。另外，可以使用智能手机等便携式电子设备确认显示器5101的显示内容。
可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示器5101。
图8b所示的机器人2100包括运算装置2110、照度传感器2101、麦克风2102、上部照相机2103、扬声器2104、显示器2105、下部照相机2106、障碍物传感器2107及移动机构2108。
麦克风2102具有检测使用者的声音及周围的声音等的功能。另外，扬声器2104具有发出声音的功能。机器人2100可以使用麦克风2102及扬声器2104与使用者交流。
显示器2105具有显示各种信息的功能。机器人2100可以将使用者所希望的信息显示在显示器2105上。显示器2105可以安装有触摸面板。显示器2105可以是可拆卸的信息终端，通过将该信息终端设置在机器人2100的所定位置，可以进行充电及数据的收发。
上部照相机2103及下部照相机2106具有对机器人2100的周围环境进行摄像的功能。另外，障碍物传感器2107可以检测机器人2100使用移动机构2108移动时的前方的障碍物的有无。机器人2100可以使用上部照相机2103、下部照相机2106及障碍物传感器2107认知周囲环境而安全地移动。可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示器2105。
图8c是示出护目镜型显示器的一个例子的图。护目镜型显示器例如包括外壳5000、显示部5001、扬声器5003、led灯5004、操作键5005(包括电源开关或操作开关)、连接端子5006、传感器5007(它具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风5008、显示部5002、支撑部5012、耳机5013等。
可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示部5001及第二显示部5002。
此外，还可以将本发明的一个方式的发光装置安装在汽车的挡风玻璃或仪表盘上。图9示出将本发明的一个方式的发光装置用于汽车的挡风玻璃或仪表盘的一个方式。显示区域5200至显示区域5203是使用本发明的一个方式的发光装置设置的显示区域。
显示区域5200和显示区域5201是设置在汽车的挡风玻璃上的安装有本发明的一个方式的发光装置的显示装置。通过使用具有透光性的电极制造本发明的一个方式的发光装置的第一电极和第二电极，可以得到能看到对面的景色的所谓的透视式显示装置。若采用透视式显示，即使设置在汽车的挡风玻璃上，也不妨碍视界。另外，在设置用来驱动的晶体管等的情况下，优选使用具有透光性的晶体管，诸如使用有机半导体材料的有机晶体管或使用氧化物半导体的晶体管等。
显示区域5202是设置在立柱部分的安装有本发明的一个方式的发光装置的显示装置。通过在显示区域5202上显示来自设置在车厢上的成像单元的图像，可以补充被立柱遮挡的视界。另外，同样地，设置在仪表盘部分上的显示区域5203通过显示来自设置在汽车外侧的成像单元的图像，能够补充被车厢遮挡的视界的死角，而提高安全性。通过显示图像以补充不看到的部分，更自然且简单地确认安全。
显示区域5203可以通过显示导航信息、速度表、转速表、行车距离、加油量、排档状态、空调的设定等提供各种信息。使用者可以适当地改变显示内容及布置。另外，这些信息也可以显示在显示区域5200至显示区域5202上。另外，也可以将显示区域5200至显示区域5203用作照明装置。
图10a和图10b示出可折叠的便携式信息终端5150。可折叠的便携式信息终端5150包括外壳5151、显示区域5152及弯曲部5153。图10a示出展开状态的便携式信息终端5150。图10b示出折叠状态的便携式信息终端。虽然便携式信息终端5150具有较大的显示区域5152，但是通过将便携式信息终端5150折叠，便携式信息终端5150变小而可便携性好。
可以由弯曲部5153将显示区域5152折叠成一半。弯曲部5153由可伸缩的构件和多个支撑构件构成，在折叠时，可伸缩的构件被拉伸。以弯曲部5153具有2mm以上，优选为3mm以上的曲率半径的方式进行折叠。
另外，显示区域5152也可以为统管触摸传感器(输入装置)的触摸面板(输入/输出装置)。可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示区域5152。
此外，图11a至图11c示出能够折叠的便携式信息终端9310。图11a示出展开状态的便携式信息终端9310。图11b示出从展开状态和折叠状态中的一个状态变为另一个状态的中途的状态的便携式信息终端9310。图11c示出折叠状态的便携式信息终端9310。便携式信息终端9310在折叠状态下可携带性好，在展开状态下因为具有无缝拼接的较大的显示区域所以显示一览性强。
显示面板9311由铰链部9313所连接的三个外壳9315支撑。注意，显示面板9311也可以为安装有触摸传感器(输入装置)的触控面板(输入输出装置)。另外，通过在两个外壳9315之间的铰链部9313处弯折显示面板9311，可以使便携式信息终端9310从展开状态可逆性地变为折叠状态。可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示面板9311。显示面板9311中的显示区域9312是位于折叠状态的便携式信息终端9310的侧面的显示区域。
[符号说明]
101：第一电极、102：第二电极、103：el层、111：空穴注入层、112：空穴传输层、113：发光层、114：电子传输层、115：电子注入层、116：电荷产生层、117：p型层、118：电子继电层、119：电子注入缓冲层、200：绝缘体、201b：第一电极、201g：第一电极、201r：第一电极、202：el层、203：第二电极、204：保护层、205b：结构、205g：第一颜色转换层、205r：第二颜色转换层、206：黑矩阵、207b：第一发光元件、207g：第二发光元件、207r：第三发光元件、208b：第一像素、208g：第二像素、208r：第三像素、209：光学距离、210g：赋予指向性的手段、210r：赋予指向性的手段、215b：层、225b：蓝色滤色片、501：阳极、502：阴极、511：第一发光单元、512：第二发光单元、513：电荷产生层、514：电荷产生层、515：第三发光单元、601：驱动电路部(源极线驱动电路)、602：像素部、603：驱动电路部(栅极线驱动电路)、604：密封衬底、605：密封剂、607：空间、608：布线、609：fpc(柔性印刷电路)、610：元件衬底、611：开关用fet、612：电流控制用fet、613：第一电极、614：绝缘物、616：el层、617：第二电极、618：发光元件、1001衬底、1002基底绝缘膜、1003栅极绝缘膜、1006栅电极、1007栅电极、1008栅电极、1020第一层间绝缘膜、1021第二层间绝缘膜、1022电极、1024r第一电极、1024g第一电极、1024b第一电极、1025分隔壁、1028el层、1029第二电极、1031密封衬底、1032密封剂、1033透明基材、1034r红色的颜色转换层、1034g绿色的颜色转换层、1134b具有使光散射的功能的结构、1035黑矩阵、1036外覆层、1037第三层间绝缘膜、1040像素部、1041驱动电路部、1042周边部、1043半透过-半反射层、1400像素电路、1401电路、2001：外壳、2002：光源、2100：机器人、2110：运算装置、2101：照度传感器、2102：麦克风、2103：上部照相机、2104：扬声器、2105：显示器、2106：下部照相机、2107：障碍物传感器、2108：移动机构、3001：照明装置、5000：外壳、5001：显示部、5002：第二显示部、5003：扬声器、5004：led灯、5005：操作键、5006：连接端子、5007：传感器、5008：麦克风、5012：支撑部、5013：耳机、5100：扫地机器人、5101：显示器、5102：照相机、5103：刷子、5104：操作按钮、5150：便携式信息终端、5151：外壳、5152：显示区域、5153：弯曲部、5120：垃圾、5200：显示区域、5201：显示区域、5202：显示区域、5203：显示区域、7101：外壳、7103：显示部、7105：支架、7107：显示部、7109：操作键、7110：遥控操作机、7201：主体、7202：外壳、7203：显示部、7204：键盘、7205：外部连接端口、7206：指向装置、7210：第二显示部、7401：外壳、7402：显示部、7403：操作按钮、7404：外部连接端口、7405：扬声器、7406：麦克风、7400：移动电话机、9310：便携式信息终端、9311：显示面板、9312：显示区域、9313：铰链、9315：外壳
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