(57)【要約】      （修正有）【課題】一対の基板間に表示素子（液晶素子および発光素子の一方または両方）と、偏光子を設けることにより視認性の高い表示装置を提供する。【解決手段】一対の基板（第１の基板１０１および第２の基板１０２）の間に素子層１０３を有し、素子層１０３と、第２の基板１０２と、の間に、偏光子としての機能を有する有機層１０４、または有機層１０４と位相差層１０６との両方を有し、有機層１０４は、分子の長軸が、所定の一方向に配列する二色性色素を有する。【選択図】図１
2018055084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、第２の基板と、の間に素子層を有し、
前記第２の基板と、前記素子層と、の間に位相差層を有し、
前記第２の基板と、前記位相差層と、の間に有機層を有し、
前記素子層は、液晶素子を有し、
前記有機層は、分子の長軸が、所定の一方向に配列した二色性色素を有し、
前記有機層および前記位相差層は、前記液晶素子と重なる位置にあることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１において
前記第２の基板は可視光を透過する材料を有し、
前記液晶素子は、前記第２の基板側に光を射出する反射型の液晶素子であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
第１の基板と、第２の基板と、の間に素子層を有し、
前記第２の基板と、前記素子層と、の間に位相差層を有し、
前記第２の基板と、前記位相差層と、の間に有機層を有し、
前記有機層は、第１の有機層と、第２の有機層と、を有し、
前記第１の有機層は、光透過性を有する材料を有し、
前記第２の有機層は、分子の長軸が、所定の一方向に配列する二色性色素を有し、
前記素子層は、発光素子、駆動素子、および配線を有し、
前記発光素子と前記駆動素子とは、前記配線を介して電気的に接続され、
前記第１の有機層は、前記発光素子と重なる位置にあり、
前記第２の有機層は、前記配線と重なる位置にある、ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３において
前記発光素子は、前記第２の基板側に光を射出することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４において
前記発光素子は、陽極と陰極との間にＥＬ層を有し、前記ＥＬ層で発光した光は、前記陽極を透過して、前記第２の基板側から射出されることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５のいずれか一において
前記ＥＬ層は、第１のＥＬ層と第２のＥＬ層との間に電荷発生層を挟んでなる積層構造を有し、前記ＥＬ層は、前記第１の有機層と重なる位置にあることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
第１の基板と、第２の基板と、の間に素子層を有し、
前記第２の基板と、前記素子層と、の間に位相差層を有し、
前記第２の基板と、前記位相差層と、の間に有機層を有し、
前記有機層は、第１の有機層と、第２の有機層と、を有し、
前記第１の有機層は、光透過性を有する材料を有し、
前記第２の有機層は、分子の長軸が、所定の一方向に配列する二色性色素を有し、
前記素子層は、液晶素子、発光素子、駆動素子、および配線を有し、
前記駆動素子は、前記液晶素子および前記発光素子のそれぞれと前記配線を介して電気的に接続され、
前記第１の有機層は、前記発光素子と重なる位置にあり、
前記第２の有機層は、前記液晶素子および前記配線と重なる位置にある、ことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記駆動素子は、前記第２の有機層と重なる位置にあることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記有機層または前記第２の有機層は、液晶性ポリマーを有することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記有機層または前記第２の有機層は、液晶およびポリマーを有することを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
前記二色性色素は、下記構造式（１０１）〜構造式（１０５）で示されるいずれかであることを特徴とする表示装置。
【化１】
2018055084.tif 000009
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の表示装置と、
操作キー、スピーカ、マイク、または、外部接続部と、を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、表示装置に関する。但し、本発明の一態様は、それらに限定されない。すなわち、本発明の一態様は、物、方法、製造方法、または駆動方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。また、具体的には、半導体装置、発光装置、液晶表示装置、照明装置などを一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
表示装置として、液晶素子を備えた液晶表示装置や発光素子（ＥＬ素子）を備えた発光装置が知られている。例えば、液晶表示装置は、対向に配置された一対の電極間に配向膜を介して挟持された液晶材料を有する液晶素子を備え、液晶の光学変調作用を利用して表示を行うものである。また、発光装置は、一対の電極間に発光体を含むＥＬ層を挟んでなる発光素子に電圧を印加することにより、各電極から注入されたキャリア（電子および正孔）がＥＬ層の発光中心で再結合する際に生じる発光を利用して表示を行うものである。
【０００３】
表示素子として液晶素子を用いる場合、表示のために偏光板や位相差フィルムが必要であり、これらは、液晶素子を備えた透光性の基板の外側に貼り合わせるなどして用いられている。（例えば、特許文献１参照。）特に、反射型の液晶素子を外光の強い環境下で用いる場合には、外光反射が視認性を著しく低下させるので、偏光子である偏光板は必要不可欠となる。
【０００４】
また、発光素子を用いる場合にも、発光素子から光が射出される面において、配線等を形成する金属膜による外光反射が生じる場合には、外光反射が生じる基板の表面などに偏光板を設ける必要がある。
【０００５】
このように外光反射を防ぐために外光を吸収する機能を有する偏光板が必要となるが、上記のように基板の表面に偏光板を設ける場合、基板全面に偏光板が形成されるため、部分的に偏光板を配置することは困難である。この場合、外光反射を防ぐことができても、表示素子からの発光輝度を低下させてしまうという問題が生じる。また、基板の表面に偏光板を設ける場合には、外部からの衝撃などにより偏光板が劣化しやすいという問題も有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２０３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の一態様では、一対の基板間に表示素子（液晶素子および発光素子の一方または両方）を有する表示装置において、一対の基板間に偏光子を設けることにより視認性の高い表示装置を提供する。また、表示素子の特性に応じて、偏光子を部分的に有する表示装置を提供する。また、外光の強い環境下において、外光反射を抑え、高い視認性を有する表示装置を提供する。また、消費電力の低い表示装置を提供する。
【０００８】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、一対の基板（第１の基板および第２の基板）の間に素子層を有し、素子層と、第２の基板と、の間に、偏光子としての機能を有する有機層、または有機層と位相差層との両方を有することを特徴とする表示装置である。なお、上記素子層には、透過型や反射型の液晶素子、発光素子、またはＭＥＭＳ素子等の表示素子を有する表示素子層と、これらの表示素子を駆動させるためのトランジスタ（ＦＥＴ）等を有する駆動素子層等がある。
【００１０】
なお、有機層は、分子の長軸が、所定の一方向に配列した二色性色素を有する。従って、有機層は、偏光子としての機能を有する。なお、二色性色素の分子の長軸を所定の一方向に配列させるために液晶材料を用いる。液晶材料によって分子の長軸を所定の一方向に配列させた後、二色性色素と共に添加されるモノマー（但し、液晶性モノマーを用いる場合は、液晶性モノマー）を硬化させ、ポリマー化させる。従って、本発明の一態様における有機層は、分子の長軸が、所定の一方向に配列した二色性色素、液晶材料およびポリマー（液晶性ポリマーの場合は、二色性色素および液晶性ポリマー）を有する。
【００１１】
本発明の一態様は、第１の基板と、第２の基板と、の間に素子層を有し、第２の基板と、素子層と、の間に位相差層を有し、第２の基板と、位相差層と、の間に有機層を有し、素子層は、液晶素子を有し、有機層は、分子の長軸が、所定の一方向に配列した二色性色素を有し、有機層および位相差層は、液晶素子と重なる位置にあることを特徴とする表示装置である。
【００１２】
また、上記構成において、第２の基板は可視光を透過する材料を有し、液晶素子は第２の基板側に光を射出する反射型の液晶素子であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の別の一態様は、第１の基板と、第２の基板と、の間に素子層を有し、第２の基板と、素子層と、の間に位相差層を有し、第２の基板と、位相差層と、の間に有機層を有し、有機層は、第１の有機層と、第２の有機層と、を有し、第１の有機層は、光透過性を有する材料を有し、第２の有機層は、分子の長軸が、所定の一方向に配列した二色性色素を有し、素子層は、発光素子、駆動素子、および配線を有し、発光素子と駆動素子とは、配線を介して電気的に接続され、第１の有機層は、発光素子と重なる位置にあり、
第２の有機層は、配線と重なる位置にある、ことを特徴とする表示装置である。
【００１４】
また、上記構成において、発光素子は、第２の基板側に光を射出することを特徴とする。
【００１５】
また、上記構成において、発光素子は、陽極と陰極との間にＥＬ層を有し、ＥＬ層で発光した光は、陽極を透過して、第２の基板側から射出されることを特徴とする。
【００１６】
なお、上記構成において、ＥＬ層は、第１のＥＬ層と第２のＥＬ層との間に電荷発生層を挟んでなる積層構造を有し、ＥＬ層は、第１の有機層と重なる位置にあることを特徴とする。
【００１７】
本発明の別の一態様は、第１の基板と、第２の基板と、の間に素子層を有し、第２の基板と、素子層と、の間に位相差層を有し、第２の基板と、位相差層と、の間に有機層を有し、
有機層は、第１の有機層と、第２の有機層と、を有し、第１の有機層は、光透過性を有する材料を有し、第２の有機層は、分子の長軸が、所定の一方向に配列する二色性色素を有し、素子層は、液晶素子、発光素子、駆動素子、および配線を有し、駆動素子は、液晶素子および発光素子のそれぞれと配線を介して電気的に接続され、第１の有機層は、発光素子と重なる位置にあり、第２の有機層は、液晶素子および配線と重なる位置にある、ことを特徴とする表示装置である。
【００１８】
上記構成において、駆動素子も液晶素子および配線と同様に第２の有機層と重なる位置に設けられていても良い。
【００１９】
また、上記構成において、第２の有機層は、液晶性ポリマーまたは、液晶およびポリマーを有することを特徴とする。なお、液晶性ポリマーとは、主鎖または側鎖に液晶性を示す構造を有するポリマーである。
【００２０】
また、上記構成に示す二色性色素は、入射光に対して分子の長軸と短軸とで異なる吸光度を示す色素であることを特徴とする。なお、二色性色素は、例えば下記構造式（１０１）から構造式（１０５）で示される有機化合物が挙げられる。なお、上記構成に示す二色性色素は下記化合物に限られない。
【００２１】
【化１】
2018055084.tif 000003
【００２２】
また、本発明の別の一態様は、上記構成に示す表示装置と、操作キー、スピーカ、マイク、または、外部接続部と、を有する電子機器である。
【００２３】
なお、本発明の一態様は、液晶素子と発光素子とを有する表示装置だけでなく、表示装置を適用した電子機器（具体的には、表示装置と、接続端子、または操作キーとを有する電子機器）も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における表示装置とは、画像表示デバイスを指す。また、表示装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、またはＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一態様により、一対の基板間に表示素子（液晶素子および発光素子の一方または両方）を有する表示装置において、一対の基板間に偏光子を設けることにより視認性の高い表示装置を提供することができる。また、表示素子の特性に応じて、偏光子を部分的に有する表示装置を提供することができる。また、外光の強い環境下において、外光反射を抑え、高い視認性を有する表示装置を提供することができる。また、発光素子の発光輝度が偏光子により低下しないため明るい表示が得られ、消費電力の低い表示装置を提供することができる。
【００２５】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一態様である表示装置について説明する図。
【図２】本発明の一態様である表示装置について説明する図。
【図３】本発明の一態様である表示装置について説明する図。
【図４】本発明の一態様である表示装置について説明する図。
【図５】本発明の一態様である表示装置について説明する図。
【図６】本発明の一態様である表示装置について説明する図。
【図７】本発明の一態様である表示装置について説明する図。
【図８】本発明の一態様である表示装置について説明する図。
【図９】電子機器について説明する図。
【図１０】電子機器について説明する図。
【図１１】自動車について説明する図。
【図１２】有機層における波長に対する偏光度（％）の関係を示す図。
【図１３】有機層における透過率（％）および偏光度（％）の関係について示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２８】
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００２９】
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。
【００３０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置の一例について、図１を用いて説明する。
【００３１】
図１（Ａ）に示す表示装置は、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に素子層１０３を有し、第２の基板１０２と、素子層１０３と、の間に偏光子としての機能を有する有機層１０４を有する。
【００３２】
第１の基板１０１および第２の基板１０２は、いずれか一方または両方に、光透過性を有する基板を用いる。すなわち、少なくとも素子層１０３が有する表示素子からの光を外部に射出することができるように基板を選択する。
【００３３】
なお、基板の種類は、特定のものに限定されることはない。基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどが挙げられる。
【００３４】
また、素子層１０３は、透過型や反射型の液晶素子、発光素子、またはＭＥＭＳ素子等の表示素子を有する表示素子層と、これらの表示素子を駆動させるためのトランジスタ（ＦＥＴ）等を有する駆動素子層等がある。なお、表示素子層に形成される表示素子と、駆動素子層に形成される駆動素子とは、配線を介して電気的に接続されている。また、表示素子層と駆動素子層は、それぞれ別々に形成した後、積層しても良い。また、複数の表示素子（例えば、液晶素子と発光素子）を有する場合、それぞれを別々の層に形成した後、剥離技術や貼り合わせ技術を利用して積層しても良い。
【００３５】
有機層１０４は、偏光子としての機能を有する層であり、分子の長軸が、所定の一方向に配列した二色性色素を有する。なお、二色性色素としては、ベンゾチアゾール基、チエノチアゾール基、スチルベン基を有するアゾ系化合物を用いることができる。具体的には、例えば、下記構造式（１０１）〜構造式（１０５）で示す二色性色素を用いることができる。
【００３６】
【化２】
2018055084.tif 000004
【００３７】
上述したように有機層１０４において、二色性色素は、その分子の長軸が、所定の一方向に配列し、その状態を維持して存在する。従って、二色性色素を媒質中で所定の方向に配列させた後、その媒質に対して硬化処理することにより、二色性色素の配列状態が維持される。なお、媒質としては、二色性色素を配列させるための液晶材料や、光硬化（紫外線硬化）や熱硬化が可能なモノマーを用いることができる。（但し、液晶材料が液晶性モノマーである場合には、別のモノマーを必ずしも用いる必要はない。）従って、モノマーの硬化処理後の有機層１０４は、二色性色素、液晶材料（液晶性ポリマーを含む）、場合によってはポリマーを有する。
【００３８】
上記媒質に用いることができる液晶材料としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、ディスコチック液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶、バナナ型液晶などが挙げられる。なお、液晶材料として液晶性モノマーを用いる場合、光（紫外線）硬化型の液晶材料や熱硬化型の液晶材料を用いることができる。さらに、ポジ型の液晶でもネガ型の液晶でも良い。液晶性モノマーの具体例としては、例えば、下記構造式（２０１）に示す１，４−ビス−［４−（９−アクリロイロキシノニロキシ）ベンゾイロキシ］−２−メチルベンゼン、下記構造式（２０２）に示す１−アクリロイルオキシ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）ベンゼン等を用いることができる。
【００３９】
【化３】
2018055084.tif 000005
【００４０】
有機層１０４は、二色性色素および上記媒質を含む溶液を塗布し、硬化させることにより形成することができる。従って、図１（Ａ）には示していないが、有機層１０４に含まれる二色性色素を一定方向に配列させるために、二色性色素および上記媒質を含む溶液を塗布する表面等（有機層１０４と接する面）には、配向膜を形成し、ラビング処理を行うのが好ましい。
【００４１】
従って、上記溶液を硬化させて得られた有機層１０４は、二色性色素および液晶性ポリマー、または、二色性色素、液晶、およびポリマーを有する。
【００４２】
図１（Ｂ）に示す表示装置において、素子層は、駆動素子層１０３ａと表示素子層（Ｌ）１０３ｂにより積層された構造を有し、特に表示素子層（Ｌ）１０３ｂは、反射型の液晶素子を表示素子として有する。
【００４３】
図１（Ｂ）に示す配向膜（１０５ａ、１０５ｂ）は、有機層１０４の二色性色素を配列させるために設けられる。なお、配向膜（１０５ａ、１０５ｂ）には、ラビング処理または光配向技術を用いて形成された材料を用いるのが好ましい。配向膜（１０５ａ、１０５ｂ）には、ポリイミド等を含む材料を用いることができる。
【００４４】
図１（Ｂ）に示す表示素子層（Ｌ）１０３ｂは、反射型の液晶素子であるため、配向膜１０５ａと表示素子層１０３ｂとの間には、位相差層１０６を有する。従って、図１（Ｂ）では、矢印で示すように外部から入射した光が、有機層１０４および位相差層１０６を透過した後、表示素子層（Ｌ）１０３ｂの液晶素子の反射電極により反射され、再び、位相差層１０６および有機層１０４を透過して、外部に射出される。
【００４５】
なお、位相差層１０６は、直交する偏光成分の間に位相差を生じさせる複屈折素子としての機能を有する。従って、有機層１０４と位相差層１０６とを組み合わせて有することにより、液晶素子を表示素子に用いた場合の広視野角化を実現することができる。
【００４６】
位相差層１０６には、例えば、樹脂を一軸または二軸延伸等で加工することにより得られる光学フィルムを用いることができる。または、成膜により形成することもできる。位相差層１０６に用いる材料としては、具体的には、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）やポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。
【００４７】
図１（Ｃ）に示す表示装置において、素子層は、駆動素子層１０３ａと表示素子層（Ｅ）１０３ｃにより積層された構造を有し、特に表示素子層（Ｅ）１０３ｃは、発光素子（有機ＥＬ素子を含む）を、表示素子として有する。なお、図１（Ｃ）に示す表示装置の場合、図１（Ａ）（Ｂ）で示した有機層１０４は、光透過性を有する第１の有機層１０４ａ、および偏光子としての機能を有する第２の有機層１０４ｂを有する。
【００４８】
第１の有機層１０４ａは、光透過性を有するため、表示素子層（Ｅ）１０３ｃの発光素子からの光が外部へ射出する位置と重なるように設けられている。従って、図１（Ｃ）の矢印で示すように表示素子層（Ｅ）１０３ｃの発光素子からの光は、駆動素子層１０３ａを透過した後、第１の有機層１０４ａを透過し、外部へ射出される。
【００４９】
第１の有機層１０４ａは、光透過性を有する有機材料を用いて形成する。なお、光透過性を有する材料としては、可視光に対して透光性を有する材料（例えば、可視光の透過率が４０％以上）が好ましく、アクリル、ポリイミドなどの有機物やＳｉＯＮ、ＳｉＮなどの無機物が挙げられる。またそれらの組み合わせでも良い。第１の有機層１０４ａは、被形成面に材料となる感光性アクリルを塗布した後、マスクを用いて露光処理を行うことでパターニングを行う。その後現像処理、ベークを行うことで狙いの箇所のみに選択的に有機層を形成する。なお、形状は円錐状、角錐状など、必要に応じた形状にすることができる。
【００５０】
また、図１（Ｃ）における第２の有機層１０４ｂは、位相差層１０６と積層して設けることにより、駆動素子層１０３ａや表示素子層（Ｅ）１０３ｃにある反射率の高い材料（配線、駆動素子、発光素子などに含まれる）による外光反射を防ぐことができる。従って、第２の有機層１０４ｂには、図１（Ａ）（Ｂ）に示す有機層１０４と同様に、二色性色素の他、二色性色素を配列させ硬化させる液晶材料およびモノマー材料（液晶性モノマーを用いる場合は、二色性色素および液晶性モノマー）を用いる。また、第２の有機層１０４ｂを形成する際に二色性色素および液晶材料（液晶性モノマーを含む）を配列させるため、第２の有機層１０４ｂと接して配向膜（１０５ａ、１０５ｂ）が形成される。
【００５１】
図１（Ｄ）に示す表示装置において、素子層は、駆動素子層１０３ａ、表示素子層（Ｌ）１０３ｂ、および表示素子層（Ｅ）１０３ｃにより積層された構造を有し、表示素子層（Ｌ）１０３ｂは、反射型の液晶素子を表示素子として有し、表示素子層（Ｅ）１０３ｃは、発光素子（有機ＥＬ素子を含む）を表示素子として有する。なお、図１（Ｄ）に示す配向膜（１０５ａ、１０５ｂ）、第１の有機層１０４ａ、および第２の有機層１０４ｂは、図１（Ｃ）と同様に形成される。
【００５２】
図１（Ｄ）における第１の有機層１０４ａは、光透過性を有しており、表示素子層（Ｅ）１０３ｃの発光素子からの光が外部へ射出する位置と重なるように、有機層の一部に設けられている。従って、表示素子層（Ｅ）１０３ｃの発光素子からの光は、矢印で示すように駆動素子層１０３ａおよび表示素子層（Ｌ）１０３ｂを透過した後、第１の有機層１０４ａを透過する。また、第２の有機層１０４ｂは、位相差層１０６と組み合わせて用いることにより、駆動素子層１０３ａ、表示素子層（Ｌ）１０３ｂ、または表示素子層（Ｅ）１０３ｃにおける反射率の高い材料（配線、反射電極、駆動素子、発光素子などに含まれる）による外光反射を防ぐことができる。
【００５３】
以上、図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すように、第１の基板１０１と、第２の基板１０２と、の間に単層または積層構造を有する素子層１０３を設け、第２の基板１０２と、素子層１０３と、の間に有機層１０４または、有機層１０４および位相差層１０６と、を有する構造とすることにより、外光反射を抑え、高い視認性を有する、または、発光素子の発光輝度が偏光子により低下しないため、明るい表示が得られ、消費電力の低い表示装置を形成することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態に示す構成には、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置として、素子層に光の反射を制御する機能を備える表示素子を有する表示装置の一例である反射型の液晶素子を用いた表示装置について、図２を用いて説明する。なお、表示素子として、透過型や反射型の液晶素子の他、ＭＥＭＳ素子等を用いることができる。また、駆動モードとしては、垂直配向（ＶＡ）モード、具体的には、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードなどの駆動方法を用いることができる。また、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ブルー相等を用いることができる。
【００５６】
図２（Ａ）に示す表示装置は、第１の基板２００と第２の基板２０５との間に、駆動素子であるトランジスタ（ＦＥＴ）２０２と、液晶素子２０３とを有し、トランジスタ（ＦＥＴ）２０２と、液晶素子２０３とが電気的に接続されたアクティブマトリクス型の表示装置である。
【００５７】
≪液晶素子の構造≫
本実施の形態で示す液晶素子２０３は、第１の電極２０７と第２の電極２０８との間に液晶層２０４を有する反射型の液晶素子であり、図２（Ａ）に示す第１の電極２０７は、反射電極として機能する。
【００５８】
第１の電極２０７に用いる材料としては、可視光を反射する材料を用いることができる。具体的には、銀を含む材料を用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を用いることができる。また、表面に凹凸を備える材料を用いることもできる。この場合には、入射する光をさまざまな方向に反射して、白色の表示をすることができる。
【００５９】
第２の電極２０８に用いる材料としては、可視光を透過する材料を用いることができる。例えば、導電性酸化物、光が透過する程度に薄い金属膜または金属ナノワイヤーを用いることができる。具体的には、インジウムを含む導電性酸化物、厚さ１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の金属薄膜、銀を含む金属ナノワイヤーを用いることができる。その他、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、アルミニウムを添加した酸化亜鉛などを用いることができる。
【００６０】
また、第１の電極２０７と液晶層２０４の間、第２の電極２０８と液晶層２０４の間には、それぞれ配向膜２１０、２１１を有しており、電極間距離を確保するためにスペーサ２０９が設けられている。
【００６１】
配向膜２１０、２１１は、ポリイミド等を含む材料を用いることができる。具体的には、所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向技術を用いて形成された材料を用いることができる。
【００６２】
液晶層２０４には、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。また、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す液晶を用いることができる。また、ブルー相を示す液晶等を用いることもできる。
【００６３】
有機層２０１は、第１の基板２００と、第２の基板２０５との間に設けられており、二色性色素と液晶性モノマー（二色性色素、液晶、およびモノマーでも良い）を用いて形成される。なお、有機層２０１は、少なくとも液晶素子２０３と重なる位置に設けられ、必要に応じてトランジスタ（ＦＥＴ）２０２、または配線と重なる位置に設けることができる。また、有機層２０１は、偏光子としての機能を有し、一方向の光のみを透過させることから、位相差層２１２と組み合わせて用いることにより外光反射を防止する機能を有する。なお、有機層２０１の詳細については、実施の形態１を参照することとする。
【００６４】
図２（Ａ）に示す表示装置では、有機層２０１と液晶素子２０３との間に位相差層２１２（または、位相差フィルム）および拡散層２１６（または、拡散フィルム）が設けられている。位相差層２１２を設けることにより、液晶２０４を透過する光を外部に取り出すことができる。なお、位相差層２１２と液晶層２０４の位相差を調節することで、透過光量を調整することができる。また、拡散層２１６を設けることにより、白表示の際、第１の電極２０７で反射された光が電極材料に影響を受けてメタリックな白になるのを防ぐことができる。また、図２（Ａ）に示すように有機層２０１と位相差層２１２の間、拡散層２１６とカラーフィルタ２１３との間にはそれぞれ絶縁層２１７、２１８を有していてもよい。
【００６５】
また、位相差層２１２と液晶素子２０３との間にはカラーフィルタ２１３が設けられている。なお、有機層２０１とカラーフィルタ２１３との位置関係は、逆であっても良い。カラーフィルタ２１３は、可視光のうち特定の波長域を通過させ、特定の波長域を阻止するフィルタである。従って、所望の波長域のみを通過させるカラーフィルタ２１３を適宜設けることにより、液晶素子から得られる発光色を調整することができる。なお、カラーフィルタ２１３の端部に黒色層（ブラックマトリックス）２１４を設けてもよい。また、カラーフィルタ２１３や黒色層２１４は、その表面を透明な材料を用いたオーバーコート層２１５で覆われていても良い。
【００６６】
図２（Ａ）には、端子部２２０を示す。端子部２２０は、第１の電極２０７と同一の導電膜を加工して得られた導電層と電気的に接続されている。これにより、端子部２２０とＦＰＣ２２１とを接続層２２２を介して電気的に接続することができる。
【００６７】
なお、上述した液晶素子２０３を有し、図２（Ａ）の２３１で示す領域は、表示装置の画素部の一画素に該当する。
【００６８】
≪表示装置の構成≫
【００６９】
次に、上述した図２（Ａ）の構成を含む表示装置の一例について、図２（Ｂ）を用いて説明する。ここで示す表示装置は、主に制御部２４０および表示部２４１を有する。制御部２４０は、信号線駆動回路（以下、Ｓ駆動回路２５０と示す）と走査線駆動回路（以下、Ｇ駆動回路２５１と示す。）を制御し、表示部２４１は、各画素２３１に液晶素子２３２を有する画素部２３０と、Ｓ駆動回路２５０、Ｇ駆動回路２５１などの駆動回路を有する。
【００７０】
表示部２４１には、画素部２３０に、複数の画素２３１と、画素２３１を行毎に選択するための複数の走査線Ｇと、選択された画素２３１にＳ信号を供給するための複数の信号線Ｓとが設けられている。
【００７１】
走査線ＧへのＧ信号の入力は、Ｇ駆動回路２５１により制御されている。信号線ＳへのＳ信号の入力は、Ｓ駆動回路２５０により制御されている。複数の画素２３１は、走査線Ｇの少なくとも一つと、信号線Ｓの少なくとも一つとに、それぞれ接続されている。
【００７２】
なお、画素部２３０に設けられる配線の種類及びその数は、画素２３１の構成、数及び配置によって決めることができる。図２（Ｂ）に示す画素部２３０の場合は、ｘ列×ｙ行の画素２３１がマトリクス状に配置されており、信号線Ｓ１〜信号線Ｓｘ、走査線Ｇ１〜走査線Ｇｙが、画素部２３０内に配置されている場合を示す。
【００７３】
＜画素の構成＞
図２（Ｂ）で示した画素２３１は、例えば図２（Ｃ）に示すような構成とすることができる。すなわち、液晶素子２３２、トランジスタ２３３、容量素子２３４等を有する。なお、トランジスタ２３３は、液晶素子２３２へのＳ信号の供給を制御する。具体的には、トランジスタ２３３のゲートが、走査線Ｇ１から走査線Ｇｙのいずれか１つに接続されている。トランジスタ２３３のソース及びドレインの一方は、信号線Ｓ１から信号線Ｓｘのいずれか１つに接続され、トランジスタ２３３のソース及びドレインの他方は、液晶素子２３２の第１の電極に接続されている。
【００７４】
また、必要に応じて液晶素子２３２の第１の電極と第２の電極間の電圧を保持するための容量素子２３４の他、トランジスタ、ダイオード、抵抗素子、容量素子、インダクタなどのその他の回路素子を有していても良い。
【００７５】
図２（Ｃ）では、Ｓ信号の画素２３１への入力を制御するスイッチング素子として、一のトランジスタ２３３を用いる。ただし、一のスイッチング素子として機能する、複数のトランジスタを画素２３１が有していてもよい。複数のトランジスタが一のスイッチング素子として機能する場合、上記複数のトランジスタは並列に接続されていてもよいし、直列に接続されていてもよいし、直列と並列が組み合わされて接続されていてもよい。
【００７６】
また、液晶素子２３２は、第１の電極及び第２の電極並びに第１の電極と第２の電極の間の電圧が印加される液晶材料を含んだ液晶層を有している。液晶素子２３２は、第１の電極と第２の電極の間に与えられる電圧の値に従って、液晶分子の配向が変化して、透過率が変化する。よって、液晶素子２３２は、その透過率を制御することで、階調表示をすることができる。
【００７７】
また、トランジスタ２３３は、液晶素子２３２の第１の電極に、信号線Ｓの電位を与えるか否かを制御する。なお、液晶素子２３２の第２電極には、所定の基準電位Ｖｃｏｍが与えられている。トランジスタ２３３としては、公知の様々なものを用いることができるが、好適なトランジスタとして酸化物半導体を用いたトランジスタを適用することができる。
【００７８】
図２（Ｂ）には図示しないが、表示部２４１は、複数の光源が設けられた光供給部を有する構成としても良い。なお、光供給部の光源の駆動は、制御部２４０により制御される。但し、本実施の形態で示すように反射型の液晶素子を用いる場合には、屋外における太陽光、または、屋内における照明の光、等を光源として利用することができるので、光供給部を必ず設ける必要はない。しかし、透過型の液晶素子を用いる場合や、反射型の液晶素子を用いる場合であっても、夜間や、光源の無い、あるいは光源があったとしても明るさが暗い、暗所での使用を想定する場合には、光供給部を設けることは必要となる。
【００７９】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
【００８０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置として、素子層に発光素子を有する表示装置の一例について、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を用いて説明する。
【００８１】
図３（Ａ）に示す表示装置は、アクティブマトリクス型の表示装置であり、第１の基板３００と第２の基板３０５との間に、素子層３１３を有しており、素子層３１３は、駆動素子であるトランジスタ（ＦＥＴ）３０２を有する駆動素子層３１３ａと、発光素子３０３を有する表示素子層３１３ｂと、を有する。また、駆動素子層３１３ａに形成されたトランジスタ（ＦＥＴ）３０２と、表示素子層３１３ｂに形成された発光素子３０３とを電気的に接続する配線３０９を有する。さらに、第１の基板３００と素子層３１３との間に有機層３０１を有する。なお、有機層３０１は、可視光を透過させることができる第１の有機層３０１ａと、偏光子として機能する第２の有機層３０１ｂとを有する。
【００８２】
図３（Ｂ）に示す表示装置において、表示素子層３１３ｂに形成される発光素子３０３は、第１の電極３０７側から発光が得られるボトムエミッション型の発光素子であり、発光素子３０３のＥＬ層３０４で生じた光は、発光素子（３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ、３０３Ｗ）と、トランジスタ（ＦＥＴ）３０２と、の間に設けられたカラーフィルタ（３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ）、および第１の有機層３０１ａを透過して外部に射出される。従って、第１の電極３０７および第１の有機層３０１ａは、可視光に対する透光性（具体的には、第１の電極３０７に対する可視光の透過率が、４０％以上）を有する。なお、本実施の形態で説明する発光素子は、マイクロキャビティ構造を有するため、第１の電極３０７は半透過・半反射電極、第２の電極３０８は反射電極、としてそれぞれ機能するように形成される。
【００８３】
第１の有機層３０１ａは、発光素子３０３と重なる位置に設けられる。また、第２の有機層３０１ｂは、偏光子としての機能を有するため、外光反射が生じうるトランジスタ３０２や配線３０９と重なる位置に設けられる。なお、第２の有機層３０１ｂは、位相差層３１４と組み合わせて用いることにより、トランジスタ３０２や配線３０９による外光反射を防ぐことができる。
【００８４】
図３（Ｂ）に示す表示装置は、発光素子を複数有し、複数の発光素子は、共通のＥＬ層３０４を有し、また、各発光素子の発光色に応じて、各発光素子の電極間の光学距離が調整されたマイクロキャビティ構造、そしてカラーフィルタを有する構成を有する。なお、この構成は一例であるため、この構成に限らず、発光色の異なる発光素子毎にそれぞれ異なる材料が塗り分けられたＥＬ層を有する構成とすることもできる。また、マイクロキャビティ構造は、必須要件ではなく、必要に応じて設けることができる。
【００８５】
また、第１の電極３０７の端部は、絶縁物３１２により覆われている。なお、絶縁物３１２には、ネガ型の感光性樹脂や、ポジ型の感光性樹脂（アクリル樹脂）などの有機化合物や、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン等の無機化合物を用いることができる。絶縁物３１２の上端部または下端部には、曲率を有する曲面を有するのが好ましい。これにより、絶縁物３１２の上層に形成される膜の被覆性を良好なものとすることができる。
【００８６】
図３（Ｂ）に示す発光素子（３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ、３０３Ｗ）は、ボトムエミッション型の発光素子であり、第１の基板３００側にはトランジスタ３０２や配線３０９が多く設けられた構造を有する。なお、これらのトランジスタ３０２や配線３０９は、外光を反射させる要因となる。しかし、第１の基板３００とトランジスタ３０２の間に設けられた有機層３０１は、外光反射を防止するための機能を有しつつ、発光素子からの光の射出を妨げない構造を有するため、発光素子（３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ、３０３Ｗ）からの射出される光の輝度を低下させることなく外光反射を抑えることができる。従って、発光素子の構造、構成、または発光色の組み合わせについては、本実施の形態で示す構成に限られることはなく、様々な素子構造の発光素子を有する場合であって、第１の基板３００と第２の基板３０５との間に有機層３０１を設けることにより外光反射を防ぐことができる、表示装置のすべてに有効である。
【００８７】
図３（Ｂ）に示す複数の発光素子は、赤色発光素子である発光素子３０３Ｒ、緑色発光素子である発光素子３０３Ｇ、青色発光素子である発光素子３０３Ｂ、および白色発光素子である発光素子３０３Ｗである。また、これらの発光素子が有するマイクロキャビティ構造について図３（Ｃ）に示す。すなわち、発光素子３０３Ｒは、第１の電極３０７と第２の電極３０８との間が光学距離３０６Ｒとなるように調整され、発光素子３０３Ｇは、第１の電極３０７と第２の電極３０８との間が光学距離３０６Ｇとなるように調整され、発光素子３０３Ｂは、第１の電極３０７と第２の電極３０８との間が光学距離３０６Ｂとなるように調整される。なお、図３（Ｃ）に示すように、発光素子３０３Ｒにおいて導電層３１０Ｒを第１の電極３０７に積層し、発光素子３０３Ｇにおいて導電層３１０Ｇを積層することにより、光学調整を行う。
【００８８】
図３（Ｂ）では、トランジスタ３０２と、発光素子（３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ、３０３Ｗ）と、の間にカラーフィルタ（３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ）が設けられる構成を示したが、発光素子からの光が外部に射出されるまでのいずれかの位置であって、発光素子と重なる位置にカラーフィルタが設けられていればよい。なお、カラーフィルタは、可視光のうち特定の波長域を通過させ、特定の波長域を阻止するフィルタである。従って、図３（Ｂ）に示すように、発光素子３０３Ｒと重なる位置に赤の波長域のみを通過させるカラーフィルタ３１１Ｒを設けることにより、発光素子３０３Ｒから赤色発光を得ることができる。また、発光素子３０３Ｇと重なる位置に緑の波長域のみを通過させるカラーフィルタ３１１Ｇを設けることにより、発光素子３０３Ｇから緑色発光を得ることができる。また、発光素子３０３Ｂと重なる位置に青の波長域のみを通過させるカラーフィルタ３１１Ｂを設けることにより、発光素子３０３Ｂから青色発光を得ることができる。但し、発光素子３０３Ｗは、カラーフィルタを設けることなく白色発光を得ることができる。但し、必要に応じてカラーフィルタを設けても良い。なお、カラーフィルタの端部には、黒色層（ブラックマトリックス）が設けられていてもよい。
【００８９】
また、図３（Ｂ）において、発光素子が、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子の場合について示したが、本発明の一態様である表示装置が有する発光素子は、その構成に限られることはなく、黄色の発光素子や橙色の発光素子を有する構成であっても良い。
【００９０】
≪発光素子の構造≫
【００９１】
次に、本実施の形態において表示装置が有する発光素子の基本的な構造について説明する。図４（Ａ）には、一対の電極間に発光層を含むＥＬ層を挟んでなる発光素子を示す。具体的には、第１の電極４０１と第２の電極４０２との間にＥＬ層４０３が挟まれた構造を有する。
【００９２】
また、図４（Ｂ）には、一対の電極間に複数（図４（Ｂ）では、２層）のＥＬ層（４０３ａ、４０３ｂ）を有し、ＥＬ層の間に電荷発生層４０４を挟んでなる積層構造（タンデム構造）の発光素子を示す。タンデム構造の発光素子は、低電圧駆動が可能で消費電力が低い表示装置を実現することができる。
【００９３】
電荷発生層４０４は、第１の電極４０１と第２の電極４０２に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層（４０３ａまたは４０３ｂ）に電子を注入し、他方のＥＬ層（４０３ｂまたは４０３ａ）に正孔を注入する機能を有する。従って、図４（Ｂ）において、第１の電極４０１に第２の電極４０２よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層４０４からＥＬ層４０３ａに電子が注入され、ＥＬ層４０３ｂに正孔が注入されることとなる。
【００９４】
なお、電荷発生層４０４は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する（具体的には、電荷発生層４０４に対する可視光の透過率が、４０％以上）ことが好ましい。また、電荷発生層４０４は、第１の電極４０１や第２の電極４０２よりも低い導電率であっても機能する。
【００９５】
また、図４（Ｃ）には、図４（Ａ）に示した発光素子のＥＬ層４０３における積層構造の一例を示す。但し、この場合、第１の電極４０１は陽極として機能し、第２の電極４０２は陰極として機能するものとする。ＥＬ層４０３は、第１の電極４０１上に、正孔（ホール）注入層４１１、正孔（ホール）輸送層４１２、発光層４１３、電子輸送層４１４、電子注入層４１５が順次積層された構造を有する。なお、図４（Ｂ）に示すタンデム構造のように複数のＥＬ層を有する場合も各ＥＬ層が、陽極側から上記のように順次積層される構造とする。また、第１の電極４０１が陰極で、第２の電極４０２が陽極の場合は、積層順は逆になる。
【００９６】
図４（Ｃ）に示すＥＬ層４０３に含まれる発光層４１３は、それぞれ発光物質や複数の物質を適宜組み合わせて有しており、所望の発光色を呈する蛍光発光や燐光発光が得られる構成とすることができる。また、発光層４１３を発光色の異なる積層構造としてもよい。なお、この場合、積層された各発光層に用いる発光物質やその他の物質は、それぞれ異なる材料を用いればよい。また、図４（Ｂ）に示す複数のＥＬ層（４０３ａ、４０３ｂ）が有する発光層から、それぞれ異なる発光色が得られる構成としても良い。この場合も各発光層に用いる発光物質やその他の物質を異なる材料とすればよい。
【００９７】
また、上述した発光素子において、例えば、図４（Ｃ）に示す第１の電極４０１を半透過・半反射電極とし、第２の電極４０２を反射電極とし、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造とすることにより、ＥＬ層４０３に含まれる発光層４１３から得られる発光を両電極間で共振させ、第２の電極４０２から得られる発光を強めることができる。
【００９８】
なお、発光素子の第１の電極４０１が、反射性を有する導電性材料と透光性を有する導電性材料（透明導電膜）との積層構造からなる反射電極である場合、透明導電膜の膜厚を制御することにより光学調整を行ことができる。具体的には、発光層４１３から得られる光の波長λに対して、第１の電極４０１と、第２の電極４０２との電極間距離がｍλ／２（ただし、ｍは自然数）近傍となるように調整するのが好ましい。
【００９９】
また、発光層４１３から得られる所望の光（波長：λ）を増幅させるために、第１の電極４０１から発光層の所望の光が得られる領域（発光領域）までの光学距離と、第２の電極４０２から発光層４１３の所望の光が得られる領域（発光領域）までの光学距離と、をそれぞれ（２ｍ’＋１）λ／４（ただし、ｍ’は自然数）近傍となるように調節するのが好ましい。なお、ここでいう発光領域とは、発光層４１３における正孔（ホール）と電子との再結合領域を示す。
【０１００】
このような光学調整を行うことにより、発光層４１３から得られる特定の単色光のスペクトルを狭線化させ、色純度の良い発光を得ることができる。
【０１０１】
但し、上記の場合、第１の電極４０１と第２の電極４０２との光学距離は、厳密には第１の電極４０１における反射領域から第２の電極４０２における反射領域までの総厚ということができる。しかし、第１の電極４０１や第２の電極４０２における反射領域を厳密に決定することは困難であるため、第１の電極４０１と第２の電極４０２の任意の位置を反射領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。また、第１の電極４０１と、所望の光が得られる発光層との光学距離は、厳密には第１の電極４０１における反射領域と、所望の光が得られる発光層における発光領域との光学距離であるということができる。しかし、第１の電極４０１における反射領域や、所望の光が得られる発光層における発光領域を厳密に決定することは困難であるため、第１の電極４０１の任意の位置を反射領域、所望の光が得られる発光層の任意の位置を発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。
【０１０２】
マイクロキャビティ構造を有する場合、同じＥＬ層を有していても発光素子毎に異なる波長の光（単色光）を取り出すことができるため、高精細化を実現する上で有利になる。また、マイクロキャビティ構造を有し、発光素子毎にＥＬ層を塗り分ける（例えば、ＲＧＢ）場合には、発光色の色純度を高めることができるため、着色層（カラーフィルタ）を不要とすることもでき、その場合には、低消費電力化を図ることができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態で説明する発光素子において、第１の電極４０１と第２の電極４０２の少なくとも一方は、透光性を有する電極（透明電極、半透過・半反射電極など）とする。透光性を有する電極が透明電極の場合、透明電極の可視光の透過率は、４０％以上とする。また、半透過・半反射電極の場合、半透過・半反射電極の可視光の反射率は、２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下とする。また、これらの電極は、抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下とするのが好ましい。
【０１０４】
また、上述した発光素子において、第１の電極４０１と第２の電極４０２の一方が、反射性を有する電極（反射電極）である場合、反射性を有する電極の可視光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。また、この電極は、抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下とするのが好ましい。
【０１０５】
≪発光素子の具体的な構造および作製方法≫
次に、本実施の形態に示す表示装置に用いる発光素子の具体的な構造および作製方法について説明する。ここでは、図４（Ｂ）に示すタンデム構造を有し、マイクロキャビティ構造を備えたボトムエミッション型の発光素子について図４（Ｄ）を用いて説明する。図４（Ｄ）に示す発光素子は、第１の電極４０１を半透過・半反射電極として形成し、第２の電極４０２を反射電極として形成する。従って、所望の電極材料を単数または複数用い、単層または積層して形成することができる。なお、第２の電極４０２は、ＥＬ層４０３ｂを形成した後、上記と同様に材料を選択して形成する。また、これらの電極の作製には、スパッタ法や真空蒸着法を用いることができる。
【０１０６】
＜第１の電極および第２の電極＞
第１の電極４０１および第２の電極４０２を形成する材料としては、上述した両電極の機能が満たせるのであれば、以下に示す材料を適宜組み合わせて用いることができる。例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを適宜用いることができる。具体的には、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ−Ｓｉ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｗ−Ｚｎ酸化物が挙げられる。その他、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）などの金属、およびこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第１族または第２族に属する元素（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ））、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属、およびこれらを適宜組み合わせて含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。
【０１０７】
図４（Ｄ）に示す発光素子において、第１の電極４０１が陽極である場合、第１の電極４０１上にＥＬ層４０３ａの正孔注入層４１１ａおよび正孔輸送層４１２ａが真空蒸着法により順次積層形成される。ＥＬ層４０３ａおよび電荷発生層４０４が形成された後、電荷発生層４０４上にＥＬ層４０３ｂの正孔注入層４１１ｂおよび正孔輸送層４１２ｂが同様に順次積層形成される。
【０１０８】
＜正孔注入層および正孔輸送層＞
正孔注入層（４１１ａ、４１１ｂ）は、陽極である第１の電極４０１からＥＬ層（４０３ａ、４０３ｂ）に正孔（ホール）を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。
【０１０９】
正孔注入性の高い材料としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物が挙げられる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、またはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等を用いることができる。
【０１１０】
また、正孔注入性の高い材料としては、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）を含む複合材料を用いることもできる。この場合、アクセプター性材料により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔注入層４１１で正孔が発生し、正孔輸送層（４１２ａ、４１２ｂ）を介して発光層（４１３ａ、４１３ｂ）に正孔が注入される。なお、正孔注入層（４１１ａ、４１１ｂ）は、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）を含む複合材料からなる単層で形成しても良いが、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とをそれぞれ別の層で積層して形成しても良い。
【０１１１】
正孔輸送層（４１２ａ、４１２ｂ）は、正孔注入層（４１１ａ、４１１ｂ）によって、第１の電極４０１から注入された正孔を発光層（４１３ａ、４１３ｂ）に輸送する層である。なお、正孔輸送層（４１２ａ、４１２ｂ）は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送層（４１２ａ、４１２ｂ）に用いる正孔輸送性材料は、特に正孔注入層（４１１ａ、４１１ｂ）のＨＯＭＯ準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有するものを用いることが好ましい。
【０１１２】
正孔注入層（４１１ａ、４１１ｂ）に用いるアクセプター性材料としては、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。その他、キノジメタン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを用いることができる。具体的には、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）等を用いることができる。
【０１１３】
正孔注入層（４１１ａ、４１１ｂ）および正孔輸送層（４１２ａ、４１２ｂ）に用いる正孔輸送性材料としては、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。
【０１１４】
正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体やインドール誘導体）や芳香族アミン化合物が好ましく、具体例としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ��（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）などのカルバゾール骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。
【０１１５】
さらに、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることもできる。
【０１１６】
但し、正孔輸送性材料は、上記に限られることなく公知の様々な材料を１種または複数種組み合わせて正孔輸送性材料として正孔注入層（４１１ａ、４１１ｂ）および正孔輸送層（４１２ａ、４１２ｂ）に用いることができる。
【０１１７】
次に、図４（Ｄ）に示す発光素子において、ＥＬ層４０３ａの正孔輸送層４１２ａ上に発光層４１３ａが真空蒸着法により形成される。また、ＥＬ層４０３ａおよび電荷発生層４０４が形成された後、ＥＬ層４０３ｂの正孔輸送層４１２ｂ上に発光層４１３ｂが真空蒸着法により形成される。
【０１１８】
＜発光層＞
発光層（４１３ａ、４１３ｂ）は、発光物質を含む層である。なお、発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、複数の発光層（４１３ａ、４１３ｂ）に異なる発光物質を用いることにより異なる発光色を呈する構成（例えば、補色の関係にある発光色を組み合わせて得られる白色発光）とすることができる。さらに、一つの発光層が異なる発光物質を有する積層構造であっても良い。
【０１１９】
また、発光層（４１３ａ、４１３ｂ）は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種または複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料）を有していても良い。また、１種または複数種の有機化合物としては、本実施の形態で説明する正孔輸送性材料や電子輸送性材料の一方または両方を用いることができる。
【０１２０】
図４（Ｄ）に示す発光素子の構成例として、発光層（４１３ａ、４１３ｂ）のいずれか一方に青色発光を呈する発光物質（青色発光物質）をゲスト材料として用い、他方に緑色発光を呈する物質（緑色発光物質）および赤色発光を呈する物質（赤色発光物質）を用いる組み合わせが挙げられる。この様な組み合わせは、青色発光物質（青色発光層）の発光効率や寿命が他よりも劣る場合に有効である。また、青色発光物質として一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用い、緑色および赤色発光物質としては三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用いると、ＲＧＢのスペクトルバランスが良くなるといった効果を有する。
【０１２１】
発光層（４１３ａ、４１３ｂ）に用いることができる発光物質としては、特に限定は無く、一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質、または三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用いることができる。なお、上記発光物質としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
【０１２２】
一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）が挙げられ、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾフラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦｒＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾチオフェン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＴｈＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（Ｎ−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−６−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（Ｎ−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０２）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）などが挙げられる。
【０１２３】
その他にも、５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＢＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）等を用いることができる。
【０１２４】
また、三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物質（燐光材料）や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｄｅｌａｙｅｄ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。
【０１２５】
燐光材料としては、有機金属錯体、金属錯体（白金錯体）、希土類金属錯体等が挙げられる。これらは、物質ごとに異なる発光色（発光ピーク）を示すため、必要に応じて適宜選択して用いる。
【０１２６】
青色または緑色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
【０１２７】
例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３］）、トリス［３−（５−ビフェニル）−５−イソプロピル−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３］）、のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３］）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３］）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３］）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属錯体、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）のように電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体等が挙げられる。
【０１２８】
緑色または黄色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４９５ｎｍ以上５９０ｎｍ以下である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
【０１２９】
例えば、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３］）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６−（２−ノルボルニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス｛４，６−ジメチル−２−［６−（２，６−ジメチルフェニル）−４−ピリミジニル−κＮ３］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ）］）、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ）］）などの有機金属錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナン��ロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。
【０１３０】
黄色または赤色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が５７０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
【０１３１】
例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ）］）、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属錯体、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）、ビス｛４，６−ジメチル−２−［３−（３，５−ジメチルフェニル）−５−フェニル−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（４−シアノ−２，６−ジメチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２−メチル−３−フェニルキノキサリナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（２，３−ジフェニルキノキサリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属錯体や、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）３］）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属錯体、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：［ＰｔＯＥＰ］）のような白金錯体、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。
【０１３２】
発光層（４１３ａ、４１３ｂ）に用いる有機化合物（ホスト材料、アシスト材料）としては、発光物質（ゲスト材料）のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。
【０１３３】
発光物質が蛍光材料である場合、一重項励起状態のエネルギー準位が大きく、三重項励起状態のエネルギー準位が小さい有機化合物を用いるのが好ましい。例えば、アントラセン誘導体やテトラセン誘導体を用いるのが好ましい。具体的には、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）、５，１２−ジフェニルテトラセン、５，１２−ビス（ビフェニル−２−イル）テトラセンなどが挙げられる。
【０１３４】
発光物質が燐光材料である場合、発光物質の三重項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも三重項励起エネルギーの大きい有機化合物を選択すれば良い。なお、この場合には、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体等の他、芳香族アミンやカルバゾール誘導体等を用いることができる。
【０１３５】
具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物が挙げられる。
【０１３６】
また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）２ＰＣＡＰＡ、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、ＤＢＣ１、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）などを用いることができる。
【０１３７】
また、発光層（４１３ａ、４１３ｂ）に用いる有機化合物を複数用いる場合、励起錯体を形成する化合物を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、様々な有機化合物を適宜組み合わせて用いることができるが、効率よく励起錯体を形成するためには、正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性材料）と、電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性材料）とを組み合わせることが特に好ましい。なお、正孔輸送性材料および電子輸送性材料の具体例については、本実施の形態で示す材料を用いることができる。
【０１３８】
ＴＡＤＦ材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下、好ましくは０ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。また、ＴＡＤＦ材料における遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。その寿命は、１０−６秒以上、好ましくは１０−３秒以上である。
【０１３９】
ＴＡＤＦ材料としては、例えば、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ  ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ  ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ  ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ  ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ  Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。
【０１４０】
その他にも、２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（ＰＩＣ−ＴＲＺ）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物を用いることができる。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
【０１４１】
なお、ＴＡＤＦ材料を用いる場合、他の有機化合物と組み合わせて用いることもできる。
【０１４２】
次に、図４（Ｄ）に示す発光素子において、ＥＬ層４０３ａの発光層４１３ａ上に電子輸送層４１４ａが真空蒸着法により形成される。また、ＥＬ層４０３ａおよび電荷発生層４０４が形成された後、ＥＬ層４０３ｂの発光層４１３ｂ上に電子輸送層４１４ｂが真空蒸着法により形成される。
【０１４３】
＜電子輸送層＞
電子輸送層（４１４ａ、４１４ｂ）は、電子注入層（４１５ａ、４１５ｂ）によって、第２の電極４０２から注入された電子を発光層（４１３ａ、４１３ｂ）に輸送する層である。なお、電子輸送層（４１４ａ、４１４ｂ）は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送層（４１４ａ、４１４ｂ）に用いる電子輸送性材料は、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。
【０１４４】
電子輸送性材料としては、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体などが挙げられる。その他、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物を用いることもできる。
【０１４５】
具体的には、Ａｌｑ３、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４’’−ビフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）等のキノキサリンないしはジベンゾキノキサリン誘導体を用いることができる。
【０１４６】
また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。
【０１４７】
また、電子輸送層（４１４ａ、４１４ｂ）は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が２層以上積層した構造であってもよい。
【０１４８】
次に、図４（Ｄ）に示す発光素子において、ＥＬ層４０３ａの電子輸送層４１４ａ上に電子注入層４１５ａが真空蒸着法により形成される。その後、ＥＬ層４０３ａおよび電荷発生層４０４が形成され、ＥＬ層４０３ｂの電子輸送層４１４ｂまで形成された後、上に電子注入層４１５ｂが真空蒸着法により形成される。
【０１４９】
＜電子注入層＞
電子注入層（４１５ａ、４１５ｂ）は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層（４１５ａ、４１５ｂ）には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層（４１５ａ、４１５ｂ）にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、上述した電子輸送層（４１４ａ、４１４ｂ）を構成する物質を用いることもできる。
【０１５０】
また、電子注入層（４１５ａ、４１５ｂ）に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層（４１４ａ、４１４ｂ）に用いる電子輸送性材料（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。
【０１５１】
なお、例えば、発光層４１３ｂから得られる光を増幅させる場合には、第２の電極４０２と、発光層４１３ｂとの光学距離が、発光層４１３ｂが呈する光の波長に対してλ／４未満となるように形成するのが好ましい。この場合、電子輸送層４１４ｂまたは電子注入層４１５ｂの膜厚を変えることにより、調整することができる。
【０１５２】
＜電荷発生層＞
電荷発生層４０４は、第１の電極（陽極）４０１と第２の電極（陰極）４０２との間に電圧を印加したときに、ＥＬ層４０３ａに電子を注入し、ＥＬ層４０３ｂに正孔を注入する機能を有する。なお、電荷発生層４０４は、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプター）が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体（ドナー）が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。なお、上述した材料を用いて電荷発生層４０４を形成することにより、ＥＬ層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【０１５３】
電荷発生層４０４において、正孔輸送性材料に電子受容体が添加された構成とする場合、正孔輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子受容体としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどが挙げられる。
【０１５４】
電荷発生層４０４において、電子輸送性材料に電子供与体が添加された構成とする場合、電子輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第２、第１３族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。
【０１５５】
＜基板＞
本実施の形態で示した発光素子は、様々な基板上に形成することができる。なお、基板の種類は、特定のものに限定されることはない。基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどが挙げられる。
【０１５６】
なお、ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどが挙げられる。また、可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチック、アクリル等の合成樹脂、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などが挙げられる。
【０１５７】
なお、上記発光素子の作製には、蒸着法などの真空プロセスや、スピンコート法やインクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法を用いる場合には、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ法）や、化学蒸着法（ＣＶＤ法）等を用いることができる。特に発光素子のＥＬ層に含まれる機能層（正孔注入層（４１１ａ、４１１ｂ）、正孔輸送層（４１２ａ、４１２ｂ）、発光層（４１３ａ、４１３ｂ）、電子輸送層（４１４ａ、４１４ｂ）、電子注入層（４１５ａ、４１５ｂ）、および電荷発生層４０４）については、蒸着法（真空蒸着法等）、塗布法（ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等）、印刷法（インクジェット法、スクリーン（孔版印刷）法、オフセット（平版印刷）法、フレキソ（凸版印刷）法、グラビア法、マイクロコンタクト法等）などの方法により形成することができる。
【０１５８】
なお、本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層（４０３ａ、４０３ｂ）を構成する各機能層（正孔注入層（４１１ａ、４１１ｂ）、正孔輸送層（４１２ａ、４１２ｂ）、発光層（４１３ａ、４１３ｂ）、電子輸送層（４１４ａ、４１４ｂ）、電子注入層（４１５ａ、４１５ｂ））や電荷発生層４０４は、上述した材料に限られることはなく、それ以外の材料であっても各層の機能を満たせるものであれば組み合わせて用いることができる。一例としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）、中分子化合物（低分子と高分子の中間領域の化合物：分子量４００〜４０００）、無機化合物（量子ドット材料等）等を用いることができる。なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。
【０１５９】
≪表示装置の構成≫
【０１６０】
次に、上述した図３および図４の構成を含む表示装置の一例について図５を用いて説明する。
【０１６１】
図５（Ａ）は表示装置を示す上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。ここで示す表示装置は、第１の基板５０１上に設けられた画素部５０２、駆動回路部（ソース線駆動回路）５０３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）（５０４ａ、５０４ｂ）を有する。画素部５０２および駆動回路部（５０３、５０４ａ、５０４ｂ）は、シール材５０５によって、第１の基板５０１と第２の基板５０６との間に封止される。
【０１６２】
また、第１の基板５０１上には、引き回し配線５０７が設けられる。引き回し配線５０７は、外部入力端子であるＦＰＣ５０８と接続される。なお、ＦＰＣ５０８は、駆動回路部（５０３、５０４ａ、５０４ｂ）に外部からの信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等）や電位を伝達する。また、ＦＰＣ５０８にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。なお、これらＦＰＣやＰＷＢが取り付けられた状態は、表示装置に含まれる。
【０１６３】
図５（Ｂ）には、表示装置の断面構造を示す。画素部５０２は、発光素子５１７、トランジスタ（ＦＥＴ）、配線等を有し、駆動回路部５０３は、ＦＥＴ５０９やＦＥＴ５１０や配線等を有する。また、ここでは図示しないが、発光素子５１７は、表示素子層に形成され、ＦＥＴ５０９やＦＥＴ５１０は駆動素子層に形成される。
【０１６４】
従って、発光素子５１７と重なる位置には、有機層５２０の第１の有機層５２０ａが設けられている。また、トランジスタ（ＦＥＴ）や配線等と重なる位置（発光素子５１７からの光が透過しない位置）には、有機層５２０の第２の有機層５２０ｂが設けられている。第１の有機層５２０ａは、発光素子５１７と重なる位置に設けられており、発光素子５１７のＥＬ層５１５から射出される発光を透過させることができる。従って、第１の有機層５２０ａは、可視光を透過させることのできる材料で形成される。但し、有機層５２０が、第２の有機層５２０ｂのみから形成され、発光素子５１７から射出された光が第２の有機層５２０ｂを透過しても発光素子５１７からの光の取り出し効率の低下が問題とならない場合には、有機層５２０の一部で発光素子５１７と重なる位置に第１の有機層５２０ａを設ける必要はなく、第２の有機層５２０ｂのみで有機層５２０が形成されていても良い。
【０１６５】
なお、上記トランジスタ（ＦＥＴ）としては、ＦＥＴ（スイッチング用ＦＥＴ）５１１、ＦＥＴ（電流制御用ＦＥＴ）５１２等を有し、ＦＥＴ（電流制御用ＦＥＴ）５１２は、発光素子５１７の第１の電極５１３と電気的に接続されている。なお、各画素が有するＦＥＴの数は、特に限定されることはなく、必要に応じて適宜設けることができる。
【０１６６】
ＦＥＴ５０９、５１０、５１１、５１２は、特に限定されることはなく、例えば、スタガ型や逆スタガ型などのトランジスタを適用することができる。また、トップゲート型やボトムゲート型などのトランジスタ構造であってもよい。
【０１６７】
また、これらのＦＥＴ５０９、５１０、５１１、５１２に用いることのできる半導体の結晶性については特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。なお、結晶性を有する半導体を用いることで、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０１６８】
また、これらの半導体としては、例えば、第１４族の元素、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体などを用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、インジウムを含む酸化物半導体などを適用することができる。
【０１６９】
駆動回路部５０３において、ＦＥＴ５０９とＦＥＴ５１０は、単極性（Ｎ型またはＰ型のいずれか一方のみ）のトランジスタを含む回路で形成されても良いし、Ｎ型のトランジスタとＰ型のトランジスタを含むＣＭＯＳ回路で形成されても良い。また、外部に駆動回路を有する構成としても良い。
【０１７０】
なお、発光素子５１７の第２の電極５１６は、外部入力端子であるＦＰＣ５０８に電気的に接続されている。
【０１７１】
本実施の形態に示す表示装置は、図５（Ｂ）に示すように、第１の基板５０１と、第２の基板５０６と、の間に、トランジスタ（ＦＥＴ）（５０９、５１０、５１１、５１２）、発光素子５１７、配線、有機層５２０（第１の有機層５２０ａ、第２の有機層５２０ｂ）、位相差層５２１等を有するが、第２の基板５０６と第１の基板５０１とをシール材５０５により貼り合わせることにより、これらが第１の基板５０１、第２の基板５０６、およびシール材５０５で囲まれた空間５１８に備えられた構造を有する。なお、空間５１８には、不活性気体（窒素やアルゴン等）や有機物（シール材５０５を含む）で充填されていてもよい。
【０１７２】
なお、シール材５０５としては、できるだけ水分や酸素を透過しない材料を用いることが好ましい。例えば、エポキシ系樹脂やガラスフリット等を用いることができる。但し、ガラスフリットを用いる場合には、ガラスを基板材料として用いることが好ましい。
【０１７３】
また、本実施の形態に示す表示装置において、第１の基板５０１および第２の基板５０６が可撓性基板である場合、可撓性基板上にＦＥＴと発光素子とを直接形成しても良いが、剥離層を有する別の基板にＦＥＴと発光素子を形成した後、熱、力、レーザ照射などを与えることによりＦＥＴと発光素子を剥離層で剥離し、さらに可撓性基板に転載して作製しても良い。なお、剥離層としては、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層や、ポリイミド等の有機樹脂膜等を用いることができる。また可撓性基板としては、トランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などが挙げられる。これらの基板を用いることにより、耐久性や耐熱性に優れ、軽量化および薄型化を図ることができる。
【０１７４】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
【０１７５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置として、液晶素子を有する第１の素子層と、発光素子を有する第２の素子層と、を有し、表示素子毎に別の表示を行うことのできる表示装置について、図６〜図８を用いて説明する。なお、このような表示装置は、ＥＲ−Ｈｙｂｒｉｄ  ｄｉｓｐｌａｙ（Ｅｍｉｓｓｉｖｅ  ＯＬＥＤ  ａｎｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ＬＣ  Ｈｙｂｒｉｄ  ｄｉｓｐｌａｙ）とも呼ぶことができる
【０１７６】
なお、本実施の形態で示す表示装置は、液晶素子を用いた表示と、発光素子を用いた表示との両方を行うことができるが、液晶素子として反射型の液晶素子を用いる場合、屋外などの外光が強く明るい場所では、外光を利用して反射型の液晶素子を用いた表示を行うことができるため、極めて低い消費電力での駆動が可能となる。一方、夜間や屋内などの外光が弱く暗い場所では、光源が不要である発光素子を用いた表示を行うことにより、視野角が広く、色再現性の良い画像表示や低消費電力駆動が可能となる。また、液晶素子として透過型（または、半透過・半反射電極）の液晶素子を用い、液晶素子の光源および表示素子の両方として発光素子を用いることもできる。従って、これらを組み合わせて表示させることにより、従来の表示パネルに比べて、低い消費電力で、且つ色再現性の良い表示を行うことができる。
【０１７７】
図６に示す表示装置は、反射型の液晶素子６０４を有する第１の素子層（表示素子層）６５０と、発光素子６０３を有する第２の素子層（表示素子層）６５１とが積層され、第１のモードの場合は、可視光を第１の電極（反射電極）６０７によって反射させることで液晶素子６０４を用いた表示を行い、第２のモードの場合は、発光素子６０３から生じる光を第１の電極（反射電極）６０７の開口部６３３から射出させることにより表示を行う構成を有する。なお、これらの素子（液晶素子６０４および発光素子６０３）の駆動は、第３の素子層（駆動素子層）６５２に形成されるトランジスタ（６１５、６１６）（同一平面上）により行われる。従って、第１の素子層６５０および第２の素子層６５１に第３の素子層６５２も積層される。また、図６に示す表示装置は、これらの素子層を有する一対の基板間に有機層６０１を有しており、素子層から得られる光は、有機層６０１を透過した後、基板の外部に射出される。
【０１７８】
図６には、上記構成を有する表示装置の一例を示す。図６においては、第１の素子層６５０と、第２の素子層６５１との間に第３の素子層６５２が挟まれた積層構造を有する。なお、第１の素子層６５０が有する液晶素子６０４、第２の素子層６５１が有する発光素子６０３、第３の素子層６５２が有するトランジスタ（６１５、６１６）は、それぞれの素子層が積層された際に絶縁層を介して形成されることが好ましい。
【０１７９】
≪表示装置の構成≫
【０１８０】
上述した構成を含む表示装置の一例について、図６を用いて説明する。
【０１８１】
表示装置は、第１の基板６００と第２の基板６０５との間に、液晶素子６０４を有する第１の素子層６５０と、発光素子６０３を有する第２の素子層６５１と、トランジスタ（駆動素子）（６１５、６１６）を有する第３の素子層６５２と、第１の有機層６０１ａおよび第２の有機層６０１ｂを有する有機層６０１、位相差層６５３（または、位相差フィルム）、拡散層６５４（または、拡散フィルム）を有する。位相差層６５３を設けることにより、液晶層６３８を透過する光を外部に取り出すことができる。なお、位相差層６５３と液晶層６３８の位相差を調節することで、透過光量を調整することができる。また、拡散層６５４を設けることにより、白表示の際、反射電極として機能する第１の電極６０７で反射された光が電極材料に影響を受けてメタリックな白になるのを防ぐことができる。また、図６（Ａ）に示すように有機層６０１と位相差層６５３の間、拡散層６５４と着色層６３４との間にはそれぞれ絶縁層６５５、６５６を有していてもよい。
【０１８２】
なお、液晶素子６０４を有する第１の素子層６５０、発光素子６０３を有する第２の素子層６５１、トランジスタ（駆動素子）（６１５、６１６、６１７）を有する第３の素子層６５２は、それぞれ別々に形成され、剥離して貼り合わせるという技術を用いることで積層することができる。なお、このような貼りあわせによる積層構造を形成する場合には、各素子層は、絶縁層を介して積層される。また、各素子層に形成された素子（液晶素子６０４、発光素子６０３、トランジスタ（６１５、６１６、６１７）等）は、それぞれを絶縁する絶縁層中に導電膜（配線）を導通させることにより電気的に接続させることができる。
【０１８３】
第１の素子層６５０が有する液晶素子６０４は、反射型の液晶素子であり、導電層６０７は、反射電極として機能するため反射率の高い材料を用いる。なお、第１の電極６０７は、開口部６３３を有する。また、導電層６０８は、透明電極として機能するため可視光を透過する材料を含む。なお、第１の電極６０７および導電層６０８は接しており、これらは、液晶素子６０４の一方の電極として機能する。また、導電層６３７が、液晶素子６０４の他方の電極として機能する。さらに、導電層６０８および導電層６３７の液晶層６３８側には、それぞれ配向膜６４０、６４１を有する。また、着色層６３４及び遮光層６３５を覆うように設けられている絶縁層６４６は、オーバーコートとしての機能を有する。なお、配向膜６４０、６４１は不要であれば設けなくてもよい。
【０１８４】
また、スペーサ６３６は、液晶素子６０４の一対の電極が必要以上に接近することを抑制する（セルギャップを保持する）機能を有する。なお、スペーサ６３６は不要であれば設けなくてもよい。
【０１８５】
第２の素子層６５１が有する発光素子６０３は、一方の電極となる導電層６３０と、他方の電極となる導電層６３１との間にＥＬ層６３２を有する積層構造を有する。なお、導電層６３０は可視光を透過する材料を有し、導電層６３１は可視光を反射する材料を有する。従って、発光素子６０３が発する光は、導電層６３０を透過し、着色層６２８を透過し、さらに開口部６３３を通って液晶素子６０４を透過した後、有機層６０１の一部であり可視光を透過させることができる第１の有機層６０１ａを透過し、基板６０５から外部に射出される。
【０１８６】
第３の素子層６３２が有するトランジスタ（６１５、６１６、６１７）のうち、トランジスタ６１５のソース又はドレインのいずれか一方は、端子部６１８を介して液晶素子６０４の第１の電極６０７及び導電層６０８と電気的に接続されている。なお、トランジスタ６１５は、以降で説明する図８中のスイッチＳＷ１に対応する。また、トランジスタ６１６のソース又はドレインのいずれか一方は、発光素子６０３の導電層６３０と電気的に接続されている。例えばトランジスタ６１６は、図８中のトランジスタＭに対応する。
【０１８７】
また、端子部６１９は端子部６１８と同様に、導電層と導電層との間を電気的に接続する。これにより、端子部６１９とＦＰＣ６４４とを接続層６４５を介して電気的に接続することができる。
【０１８８】
また、接着層６４２が設けられる一部の領域には、接続部６４７が設けられている。接続部６４７において、第１の電極６０７および導電層６０８と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層６３７の一部が、接続体６４８によって電気的に接続されている。したがって、ＦＰＣ６４４から入力される信号または電位を、接続部６４７を介して第１の電極６０７および導電層６０８に供給することができる。
【０１８９】
なお、図６（Ａ）には、第１の基板６００と第２の基板６０５との間に、第１の基板側から発光素子を有する第２の素子層６５１、トランジスタを有する第３の素子層６５２、液晶素子を有する第１の素子層６５０が積層された図６（Ｂ）に示す構成について示したが、積層構造についてはこれに限られることはなく、例えば、図６（Ｃ）に示すように第１の素子層６５０、第３の素子層６５２、第２の素子層６５１の順に積層された構成や、図６（Ｄ）に示すように第３の素子層６５２、第２の素子層６５１、第１の素子層６５０の順に積層された構成や、図６（Ｅ）に示すように第３の素子層６５２、第１の素子層６５０、第２の素子層６５１の順に積層された構成としても良い。
【０１９０】
図７（Ａ）には、表示装置のブロック図を示す。表示装置は、回路（Ｇ）７０１、回路（Ｓ）７０２、および表示部７０３を有する。なお、表示部７０３には、画素７０４が、方向Ｒ及び方向Ｃにマトリクス状に複数配置されている。また、回路（Ｇ）７０１は、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、及び配線ＣＳＣＯＭが、それぞれ複数電気的に接続されており、さらにこれらの配線は、方向Ｒに複数配列された画素７０４とも電気的に接続されている。回路（Ｓ）７０２は、配線Ｓ１及び配線Ｓ２が、それぞれ複数電気的に接続されており、さらにこれらの配線は、方向Ｃに複数配列された画素７０４とも電気的に接続されている。
【０１９１】
また、画素７０４は、液晶素子と発光素子を有し、これらは、互いに重なる部分を有する。
【０１９２】
図７（Ｂ１）には、画素７０４が有する液晶素子の反射電極として機能する導電膜７０５の形状について示す。なお、導電膜７０５の一部で発光素子と重なる位置７０６に開口部７０７が設けられている。すなわち、発光素子からの光は、この開口部７０７を介して射出される。なお、ここでは図示しないが、図６に示した有機層６０１の一部であり、可視光を透過することができる第１の有機層６０１ａは、この開口部と重なる位置に形成される。また、第１の有機層６０１ａ以外の画素部（回路を含んでも良い）は、すべて偏光子としての機能を有する第２の有機層６０１ｂが形成される。
【０１９３】
図７（Ｂ１）に示す画素７０４は、方向Ｒに隣接する画素７０４が異なる色を呈するように配列されている。さらに、開口部７０７は、方向Ｒに一列に配列されることのないように設けられている。このような配列にすることは、隣接する画素７０４が有する発光素子間におけるクロストークを抑制する効果を有する。さらに、素子形成が容易になるといったメリットも有する。
【０１９４】
開口部７０７の形状としては、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状等の形状としてもよい。
【０１９５】
なお、導電膜７０５の配列のバリエーションとしては、図７（Ｂ２）に示す配列としてもよい。
【０１９６】
導電膜７０５の総面積（開口部７０７を除く）に対する開口部７０７の割合は、表示装置の表示に影響を与える。すなわち、開口部７０７の面積が大きいと液晶素子による表示が暗くなり、開口部７０７の面積が小さいと発光素子による表示が暗くなるという問題が生じる。また、上記の比率だけでなく、開口部７０７の面積そのものが小さい場合にも、発光素子から射出される光の取り出し効率が低下するという問題が生じる。なお、上記導電膜７０５の総面積（開口部７０７を除く）に対する開口部７０７の面積の割合としては、５％以上６０％以下とするのが液晶素子および発光素子を組み合わせた際の視認性を保つ上で好ましい。
【０１９７】
次に、画素７０４の回路構成の一例について図８を用いて説明する。図８では、隣接する２つの画素７０４を示す。
【０１９８】
画素７０４は、トランジスタＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子７１０、トランジスタＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子７１１等を有する。なお、これらは、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２のいずれかと画素７０４において、電気的に接続されている。また、液晶素子７１０は配線ＶＣＯＭ１と、発光素子７１１は配線ＶＣＯＭ２と、それぞれ電気的に接続されている。
【０１９９】
また、トランジスタＳＷ１のゲートは、配線Ｇ１と接続され、トランジスタＳＷ１のソース又はドレインの一方は、配線Ｓ１と接続され、ソース又はドレインの他方は、容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子７１０の一方の電極と接続されている。なお、容量素子Ｃ１の他方の電極は、配線ＣＳＣＯＭと接続されている。また、液晶素子７１０の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
【０２００】
また、トランジスタＳＷ２のゲートは、配線Ｇ２と接続され、トランジスタＳＷ２のソース又はドレインの一方は、配線Ｓ２と接続され、ソース又はドレインの他方は、容量素子Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭのゲートと接続されている。なお、容量素子Ｃ２の他方の電極は、トランジスタＭのソース又はドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。また、トランジスタＭのソース又はドレインの他方は、発光素子７１１の一方の電極と接続されている。また、発光素子７１１の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
【０２０１】
なお、トランジスタＭは、半導体を挟む２つのゲートを有し、これら２つのゲートは、電気的に接続されている。このような構造とすることにより、トランジスタＭが流す電流量を増大させることができる。
【０２０２】
配線Ｇ１から与えられる信号によって、トランジスタＳＷ１の導通状態または非導通状態が制御される。また、配線ＶＣＯＭ１からは、所定の電位が与えられる。また、配線Ｓ１から与えられる信号によって、液晶素子７１０の液晶の配向状態を制御することができる。また、配線ＣＳＣＯＭからは、所定の電位が与えられる。
【０２０３】
配線Ｇ２から与えられる信号によって、トランジスタＳＷ２の導通状態または非導通状態が制御される。また、配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯからそれぞれ与えられる電位の電位差によって、発光素子７１１を発光させることができる。また、配線Ｓ２から与えられる信号によって、トランジスタＭの導通状態を制御することができる。
【０２０４】
上記の構成において、例えば第１のモードの場合は、配線Ｇ１及び配線Ｓ１から与えられる信号により液晶素子７１０を制御し、光学変調を利用した表示を行うことができる。また、第２のモードの場合は、配線Ｇ２及び配線Ｓ２から与えられる信号により発光素子７１１を発光させることによる表示を行うことができる。さらに両方のモードを同時に用いる場合は、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれから与えられる信号に基づき液晶素子７１０および発光素子７１１による所望の表示を行うことができる。
【０２０５】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２０６】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置において、素子層を構成する駆動素子層に形成されるトランジスタの一例について説明する。トランジスタの構成としては、例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型又はボトムゲート型のトランジスタ構造とすることができる。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられる構造としても良い。従って、トランジスタの構造は特に限定されない。
【０２０７】
トランジスタの半導体層に用いる半導体材料としては、例えば、第１４族の元素（シリコン、ゲルマニウム等）、化合物半導体又は酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体又はインジウムを含む酸化物半導体などを適用できる。
【０２０８】
また、トランジスタの半導体層に用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０２０９】
上述したトランジスタの半導体層に用いる半導体材料の中で、特に金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）を適用することが好ましい。
【０２１０】
なお、本明細書等において、金属酸化物とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体（透明酸化物導電体を含む）、酸化物半導体（Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒまたは単にＯＳともいう）などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、ＯＳ  ＦＥＴと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。
【０２１１】
また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ  ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。
【０２１２】
また、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。なお、ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能、または材料の構成の一例を表す。
【０２１３】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電体の機能と、材料の一部では誘電体（または絶縁体）の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅを、トランジスタの活性層に用いる場合、導電体は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能を有し、誘電体は、キャリアとなる電子を流さない機能を有する。導電体としての機能と、誘電体としての機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
【０２１４】
また、本明細書等において、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、導電体領域、及び誘電体領域を有する。導電体領域は、上述の導電体の機能を有し、誘電体領域は、上述の誘電体の機能を有する。また、材料中において、導電体領域と、誘電体領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電体領域と、誘電体領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電体領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
【０２１５】
すなわち、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ  ｍａｔｒｉｘ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
【０２１６】
また、ＣＡＣ−ＯＳまたはＣＡＣ−ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅにおいて、導電体領域と、誘電体領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
【０２１７】
なお、以下の説明では金属酸化物を酸化物半導体として説明する。
【０２１８】
酸化物半導体は、シリコンよりもバンドギャップが大きく（広く）、且つキャリア密度が小さい半導体材料であり、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるためである。特に、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である酸化物半導体を用いることが好ましい。
【０２１９】
なお、トランジスタのオフ電流を低減することにより、トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。従って、このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された表示装置を実現できる。
【０２２０】
次に、先に説明のＣＡＣ−ＯＳの詳細について説明する。
【０２２１】
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、酸化物半導体を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、酸化物半導体において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上２ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
【０２２２】
なお、上記酸化物半導体としては、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、元素Ｍ（アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種）が含まれていてもよい。
【０２２３】
例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳ（ＣＡＣ−ＯＳの中でもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を、特にＣＡＣ−ＩＧＺＯと呼称してもよい。）とは、インジウム酸化物（以下、ＩｎＯＸ１（Ｘ１は０よりも大きい実数）とする。）、またはインジウム亜鉛酸化物（以下、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２（Ｘ２、Ｙ２、およびＺ２は０よりも大きい実数）とする。）と、ガリウム酸化物（以下、ＧａＯＸ３（Ｘ３は０よりも大きい実数）とする。）、またはガリウム亜鉛酸化物（以下、ＧａＸ４ＺｎＹ４ＯＺ４（Ｘ４、Ｙ４、およびＺ４は０よりも大きい実数）とする。）などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のＩｎＯＸ１、またはＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２が、膜中に均一に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。
【０２２４】
つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合酸化物半導体である。なお、本明細書において、例えば、第１の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、第２の領域の元素Ｍに対するＩｎの原子数比よりも大きいことを、第１の領域は、第２の領域と比較して、Ｉｎの濃度が高いとする。
【０２２５】
なお、ＩＧＺＯは通称であり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯによる１つの化合物をいう場合がある。代表例として、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ１（ｍ１は自然数）、またはＩｎ（１＋ｘ０）Ｇａ（１−ｘ０）Ｏ３（ＺｎＯ）ｍ０（−１≦ｘ０≦１、ｍ０は任意数）で表される結晶性の化合物が挙げられる。
【０２２６】
上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはＣＡＡＣ構造を有する。なお、ＣＡＡＣ構造とは、複数のＩＧＺＯのナノ結晶がｃ軸配向を有し、かつａ−ｂ面においては配向せずに連結した結晶構造である。
【０２２７】
一方、ＣＡＣ−ＯＳは、酸化物半導体の材料構成に関する。ＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、およびＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、結晶構造は副次的な要素である。
【０２２８】
なお、ＣＡＣ−ＯＳは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Ｉｎを主成分とする膜と、Ｇａを主成分とする膜との２層からなる構造は、含まない。
【０２２９】
なお、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
【０２３０】
なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、ＣＡＣ−ＯＳは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にＩｎを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。
【０２３１】
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
【０２３２】
ＣＡＣ−ＯＳは、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）測定法のひとつであるＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法によるθ／２θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、Ｘ線回折から、測定領域のａ−ｂ面方向、およびｃ軸方向の配向は見られないことが分かる。
【０２３３】
またＣＡＣ−ＯＳは、プローブ径が１ｎｍの電子線（ナノビーム電子線ともいう。）を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、ＣＡＣ−ＯＳの結晶構造が、平面方向、および断面方向において、配向性を有さないｎｃ（ｎａｎｏ−ｃｒｙｓｔａｌ）構造を有することがわかる。
【０２３４】
また例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、ＧａＯＸ３が主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
【０２３５】
ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が均一に分布したＩＧＺＯ化合物とは異なる構造であり、ＩＧＺＯ化合物と異なる性質を有する。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。
【０２３６】
ここで、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域は、ＧａＯＸ３などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
【０２３７】
一方、ＧａＯＸ３などが主成分である領域は、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、ＧａＯＸ３などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。
【０２３８】
従って、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタの半導体層として用いる場合、ＧａＯＸ３などに起因する絶縁性と、ＩｎＸ２ＺｎＹ２ＯＺ２、またはＩｎＯＸ１に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流（Ｉｏｎ）、および高い電界効果移動度（μ）を実現することができる。
【０２３９】
また、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタの半導体層として用いることにより、トランジスタの信頼性を高めることができる。
【０２４０】
なお、上記Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物を成膜する際に用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、４：２：４．１等が好ましい。但し、成膜された膜の原子数比はそれぞれ、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比に対してプラスマイナス４０％の変動を含む。
【０２４１】
また、上記成膜された膜は、キャリア密度が低いことが好ましい。キャリア密度の低い酸化物半導体は、不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低いため、安定な特性を有する酸化物半導体であるといえる。なお、キャリア密度の低い酸化物半導体膜としては、例えば、キャリア密度が１×１０１７／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１３／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１１／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満であり、１×１０−９／ｃｍ３以上のキャリア密度の酸化物半導体を用いることが好ましい。
【０２４２】
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
【０２４３】
また、アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため半導体層における二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
【０２４４】
酸化物半導体を用いる場合、その結晶構造は、非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、先に説明のＣＡＡＣ−ＯＳ、多結晶構造、微結晶構造、または非晶質構造を含む。なお、非単結晶構造における非晶質構造は、最も欠陥準位密度が高く、ＣＡＡＣ−ＯＳは最も欠陥準位密度が低い。また、非晶質構造は、原子配列が無秩序、または、完全な非晶質構造であり、結晶部を有さないこととする。
【０２４５】
なお、半導体層が、非晶質構造の領域、微結晶構造の領域、多結晶構造の領域、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域、単結晶構造の領域のうち、二種以上を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば上述した領域のうち、いずれか二種以上の領域を含む単層構造、または積層構造を有する場合がある。
【０２４６】
本発明の一態様である表示装置の素子層を構成する駆動素子層が有するトランジスタとして本実施の形態で説明したトランジスタを適用することにより、信頼性の高い表示装置を作製することができる。
【０２４７】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２４８】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置を適用して完成させた様々な電子機器や自動車の一例について、説明する。
【０２４９】
表示装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、ゴーグル型ディスプレイ（ＶＲ用など）、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図９、図１０に示す。
【０２５０】
図９（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、表示部７１０３はタッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。なお、本発明の一態様である表示装置を表示部７１０３に用いることができる。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。
【０２５１】
テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
【０２５２】
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０２５３】
図９（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、コンピュータは、本発明の一態様である表示装置をその表示部７２０３に用いることにより作製することができる。また、表示部７２０３は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。なお、本発明の一態様である表示装置を適用した場合、表示装置は、外光反射による視認性の低下を防ぐことができるので、特に外での使用に適したコンピュータとすることができる。
【０２５４】
図９（Ｃ）は、スマートウオッチであり、筐体７３０２、表示部７３０４、操作ボタン７３１１、７３１２、接続端子７３１３、バンド７３２１、留め金７３２２、等を有する。
【０２５５】
ベゼル部分を兼ねる筐体７３０２に搭載された表示部７３０４は、非矩形状の表示領域を有している。表示部７３０４は、時刻を表すアイコン７３０５、その他のアイコン７３０６等を表示することができる。また、表示部７３０４は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。なお、本発明の一態様である表示装置を適用した場合、表示装置は、外光反射による視認性の低下を防ぐことができるので、特に外での使用に適したスマートウオッチとすることができる。
【０２５６】
なお、図９（Ｃ）に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。
【０２５７】
また、筐体７３０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、表示装置をその表示部７３０４に用いることにより作製することができる。
【０２５８】
図９（Ｄ）は、携帯電話機（スマートフォンを含む）の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に、表示部７４０２、マイク７４０６、スピーカ７４０５、カメラ７４０７、外部接続部７４０４、操作用ボタン７４０３などを備えている。また、本発明の一態様に係る液晶素子および発光素子を可撓性を有する基板に形成し、表示装置を作製した場合、図９（Ｄ）に示すような曲面を有する表示部７４０２に適用することが可能である。
【０２５９】
図９（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０２６０】
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０２６１】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボード又は番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０２６２】
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロセンサや加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０２６３】
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作用ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０２６４】
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０２６５】
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。なお、表示部７４０２に本発明の一態様である表示装置を適用した場合、表示装置は、外光反射による視認性の低下を防ぐことができるので、特に外での使用に適した携帯電話機とすることができる。
【０２６６】
さらに、携帯電話機（スマートフォンを含む）の別の構成として、図９（Ｄ’−１）や図９（Ｄ’−２）のような構造を有する携帯電話機に適用することもできる。
【０２６７】
なお、図９（Ｄ’−１）や図９（Ｄ’−２）のような構造を有する場合には、文字情報や画像情報などを筐体７５００（１）、７５００（２）の第１面７５０１（１）、７５０１（２）だけでなく、第２面７５０２（１）、７５０２（２）に表示させることができる。このような構造を有することにより、携帯電話機を胸ポケットに収納したままの状態で、第２面７５０２（１）、７５０２（２）などに表示された文字情報や画像情報などを使用者が容易に確認することができる。
【０２６８】
図９（Ｅ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体７６０１、表示部７６０２、アーム部７６０３を含む。なお、表示部７６０２に本発明の一態様である表示装置を適用した場合、外光反射による視認性の低下を防ぐことができるので、特に外での使用に適したゴーグル型ディスプレイとすることができる。
【０２６９】
また、表示装置を適用した電子機器として、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すような折りたたみ可能な携帯情報端末が挙げられる。図１０（Ａ）には、展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。また、図１０（Ｂ）には、展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。さらに、図１０（Ｃ）には、折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
【０２７０】
表示部９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示部９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示部９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。表示部９３１１における表示領域９３１２は折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０の側面に位置する表示領域である。表示領域９３１２には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
なお、表示部９３１１に本発明の一態様である表示装置を適用した場合、表示装置は、外光反射による視認性の低下を防ぐことができるので、特に外での使用に適した携帯情報端末とすることができる。
【０２７１】
また、表示装置を適用した自動車を図１１（Ａ）（Ｂ）に示す。すなわち、表示装置を、自動車と一体にして設けることができる。具体的には、図１１（Ａ）に示す自動車の外側のライト５１０１（車体後部も含む）、タイヤのホイール５１０２、ドア５１０３の一部または全体などに適用することができる。また、図１１（Ｂ）に示す自動車の内側の表示部５１０４、ハンドル５１０５、シフトレバー５１０６、座席シート５１０７、インナーリアビューミラー５１０８等に適用することができる。その他、ガラス窓の一部に適用してもよい。なお、上述した自動車の一部に本発明の一態様である表示装置を適用した場合、表示装置は、外光反射による視認性の低下を防ぐことができるので、特に外での使用に適する。
【０２７２】
以上のようにして、本発明の一態様である表示装置を適用して電子機器や自動車を得ることができる。なお、適用できる電子機器や自動車は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野において適用することが可能である。
【０２７３】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例１】
【０２７４】
本実施例では、本発明の一態様である表示装置における偏光子として機能する有機層（本明細書中の第２の有機層も含む）について、条件を変えてサンプルを作製し、特性評価を行った。
【０２７５】
サンプルの作製について、以下に説明する。
【０２７６】
液晶（ＭＬＣ−７０３０）（メルク  製）に二色性色素（Ｇ２４１）（林原  社製）をサンプルごとに添加量を変えて添加し、混合した。これをセルギャップ２μｍのアンチパラレル配向セルに注入し、二色性色素を一軸配向させたサンプルを作製した。
【０２７７】
次に、作製したサンプルについて、波長５５０ｎｍにおけるサンプル単体での透過率を測定した。測定には、大塚電子製  ＬＣＤ評価装置  ＬＣＤ−７２００を用いた。また、サンプルを回転させた際の最大透過率  （Ｔｐ）  及び最小透過率  （Ｔｃ）  を測定した。測定には、偏光度  （Ｖａ）  が既知であるポラテクノ製偏光板  ＳＫＮ−１８２４３Ｔ  を検光子として用いた。なお、サンプルと検光子からなる組み合わせでの偏光度  Ｖｓａ  は以下の式（１）より算出できる。
【０２７８】
【数１】
2018055084.tif 000006
【０２７９】
また、サンプルの偏光度Ｖｓは、以下の式（２）に示すように偏光度ＶｓａをＶａを用いて補正することにより求めることができる。
【０２８０】
【数２】
2018055084.tif 000007
【０２８１】
上記式より求めたサンプルの透過率（％）と偏光度（％）の二色性色素の添加量（ｗｔ％）に対する関係について、サンプルの作製条件と併せて以下の表１に示す。また、図１２には、サンプル毎の波長に対する偏光度（％）の関係を示す。なお、図１２に示す比較例には、上記検光子を用いた場合の測定結果を示す。また、図１３には、二色性色素の添加量に対する透過率（％）および偏光度（％）の関係について示す。
【０２８２】
【表１】
2018055084.tif 000008
【０２８３】
これらの結果から、二色性色素の添加量が増加するに伴い、偏光度が高まることがわかる。例えば、二色性色素を３ｗｔ％以上の添加したサンプルで、およそ９０％以上の偏光度が得られた。
【０２８４】
しかし、二色性色素の添加量が増えると偏光度を高めることができるが、透過率が低下するため、偏光子としての機能を維持できる範囲の透過率と偏光度が得られるように二色性色素を添加する必要がある。従って、本実施例で示す材料を用いて本発明の一態様である表示装置の有機層を作製する場合には、二色性色素の添加量を２〜６ｗｔ％程度の範囲とすることで、透過率と偏光度との双方の特性を好ましい値とすることができる。
【符号の説明】
【０２８５】
１０１    第１の基板
１０２    第２の基板
１０３    素子層
１０３ａ    駆動素子層
１０３ｂ    表示素子層（Ｌ）
１０３ｃ    表示素子層（Ｅ）
１０４    有機層
１０４ａ    第１の有機層
１０４ｂ    第２の有機層
１０５    第１の有機層
１０５ａ、１０５ｂ    配向膜
１０６    位相差層
２００    第１の基板
２０１    有機層
２０２    トランジスタ
２０３    液晶素子
２０４    液晶層
２０５    第２の基板
２０７    第１の電極
２０８    第２の電極
２０９    スペーサ
２１０    配向膜
２１１    配向膜
２１２    位相差層
２１３    カラーフィルタ
２１４    黒色層（ブラックマトリックス）
２１５    オーバーコート層
２１６    拡散層
２１７    絶縁層
２１８    絶縁層
２２０    端子部
２２１    ＦＰＣ
２２２    接続層
２３０    画素部
２３１    画素
２３２    液晶素子
２３３    トランジスタ
２３４    容量素子
２４０    制御部
２４１    表示部
２５０    Ｓ駆動回路
２５１    Ｇ駆動回路
３００    第１の基板
３０１    有機層
３０１ａ    第１の有機層
３０１ｂ    第２の有機層
３０２    トランジスタ（ＦＥＴ）
３０３、３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ、３０３Ｗ    発光素子
３０４    ＥＬ層
３０５    第２の基板
３０６Ｒ、３０６Ｇ、３０６Ｂ    光学距離
３０７    第１の電極
３０８    第２の電極
３０９    配線
３１０Ｒ    導電層
３１０Ｇ    導電層
３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂ    カラーフィルタ
３１２    絶縁物
３１３    素子層
３１３ａ    駆動素子層
３１３ｂ    表示素子層
３１４    位相差層
４０１    第１の電極
４０２    第２の電極
４０３    ＥＬ層
４０３ａ、４０３ｂ    ＥＬ層
４０４    電荷発生層
４１１、４１１ａ、４１１ｂ    正孔注入層
４１２、４１２ａ、４１２ｂ    正孔輸送層
４１３、４１３ａ、４１３ｂ    発光層
４１４、４１４ａ、４１４ｂ    電子輸送層
４１５、４１５ａ、４１５ｂ    電子注入層
５０１    第１の基板
５０２    画素部
５０３    駆動回路部
５０４ａ、５０４ｂ    駆動回路部
５０５    シール材
５０６    第２の基板
５０７    引き回し配線
５０８    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
５０９    ＦＥＴ
５１０    ＦＥＴ
５１１    ＦＥＴ（スイッチング用ＦＥＴ）
５１２    ＦＥＴ（電流制御用ＦＥＴ）
５１３    第１の電極
５１５    ＥＬ層
５１６    第２の電極
５１７    発光素子
５１８    空間
５２０    有機層
５２０ａ    第１の有機層
５２０ｂ    第２の有機層
５２１    位相差層
６００    第１の基板
６０１    有機層
６０１ａ    第１の有機層
６０１ｂ    第２の有機層
６０３    発光素子
６０４    液晶素子
６０５    第２の基板
６０７    第１の電極
６０８    導電層
６１５    トランジスタ
６１６    トランジスタ
６１７    トランジスタ
６１８    端子部
６１９    端子部
６２８    着色層
６３０    導電層
６３１    ＥＬ層
６３２    導電層
６３３    開口部
６３４    着色層
６３５    遮光層
６３６    スペーサ
６３８    液晶層
６４０    配向膜
６４１    配向膜
６４２    接着層
６４４    ＦＰＣ
６４５    接続層
６４７    接続部
６４８    接続体
６５０    第１の素子層
６５１    第２の素子層
６５２    第３の素子層
６５３    位相差層
６５４    拡散層
６５５    絶縁層
６５６    絶縁層
７０１    回路（Ｇ）
７０２    回路（Ｓ）
７０３    表示部
７０４    画素
７０５    導電膜
７０７    開口部
５１０１    ライト
５１０２    ホイール
５１０３    ドア
５１０４    表示部
５１０５    ハンドル
５１０６    シフトレバー
５１０７    座席シート
５１０８    インナーリアビューミラー
７１００    テレビジョン装置
７１０１    筐体
７１０３    表示部
７１０５    スタンド
７１０７    表示部
７１０９    操作キー
７１１０    リモコン操作機
７２０１    本体
７２０２    筐体
７２０３    表示部
７２０４    キーボード
７２０５    外部接続ポート
７２０６    ポインティングデバイス
７３０２    筐体
７３０４    表示部
７３０５    時刻を表すアイコン
７３０６    その他のアイコン
７３１１    操作ボタン
７３１２    操作ボタン
７３１３    接続端子
７３２１    バンド
７３２２    留め金
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作用ボタン
７４０４    外部接続部
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
７４０７    カメラ
７５００（１）、７５００（２）    筐体
７５０１（１）、７５０１（２）    第１面
７５０２（１）、７５０２（２）    第２面
７６０１    本体
７６０２    表示部
７６０３    アーム部
９３１０    携帯情報端末
９３１１    表示部
９３１２    表示領域
９３１３    ヒンジ
９３１５    筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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