具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。注意，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)

近年来，使用量子点(QDs)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。在QD中封闭有电子、空穴及激子，因此产生离散的能量状态，且能量移动依赖于QD的尺寸。也就是说，即使是由相同的物质构成的QDs也根据尺寸具有不同的发光波长，所以通过改变所使用的QDs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QDs的颜色转换层，可以获得具有高色纯度的发光，可以获得覆盖色域Rec.2020的发光，该Rec.2020是与BT.2020标准及BT.2100标准相对应的色域。

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器件射出的光转换为具有更长波长的光，该光致发光吸收从发光器件发出的光而重新发出光。因此，当将颜色转换层用于显示器时，采用如下结构：首先从发光器件获得再现全彩色所需的三种原色中波长最短的蓝光，然后通过颜色转换获得绿光和红光。

也就是说，在采用颜色转换方式的显示器中，所使用的蓝色发光器件的特性支配大部分器件特性，因此需要具有更好特性的蓝色发光器件。

如图1A所示，本发明的一个实施方式的发光装置具有包括发光器件207和颜色转换层205的像素208，从发光器件207射出的光入射到颜色转换层205。发光器件207在第一电极201与第二电极203之间具有EL层202。另外，颜色转换层205优选包含QD并具有吸收入射的光而射出预定波长的光的功能。当颜色转换层205包含QD时，可以获得色纯度好且发射光谱的峰宽窄的发光。

上述颜色转换层205包含具有吸收入射的光而射出期望波长的光的功能的物质。作为该具有吸收入射的光而射出期望波长的光的功能的物质，可以使用显示光致发光的无机材料及有机材料等各种各样的发光物质。尤其是为无机材料的QD可以获得色纯度好且峰宽窄的发光。另外，具有高固有稳定性且理论内部量子效率几乎为100％，从上述理由来看使用为无机物质的QD也是非常合适的。

包含QD的颜色转换层205可以通过涂敷分散有QD溶剂并对其进行干燥、焙烧而形成。另外，还开发了预先分散有QD的薄片。各颜色的分别涂敷可以通过如下方法来进行：喷墨等液滴喷射法或印刷法；或者，将分散有QD的溶剂涂敷到形成颜色转换层205的表面上，使其固化(干燥、焙烧、固化等)之后利用光刻等进行蚀刻。

作为QD，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(spinel chalcogenide)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QD。例如，因为由CdS_xSe_(1-x)(x为0至1的任意数)表示的合金型QD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QD，可以使用核型QD、核壳(Core Shell)型QD、核多壳(Core Multishell)型QD等。在壳被核覆盖且使用具有更宽的带隙的其他无机材料形成时，可以减少存在于纳米晶表面上的缺陷或悬空键的影响。由于上述结构可以大幅度地提高发光的量子效率，所以优选使用核壳型或核多壳型的QD。作为壳的材料的例子，可以举出硫化锌(ZnS)或氧化锌(ZnO)。

此外，在中，由于QDs表面的原子的比例高，因此反应性高而容易发生聚集。因此，QDs的表面优选附着有保护剂或设置有保护基。通过附着保护剂或设置有保护基，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。

当颜色转换层205包含的物质为QD时，QD具有从QD自身的发光波长附近至短波长一侧越是短波长的光吸收强度越高的连续的吸收光谱。为此，当需要多种发光颜色的显示器时，各颜色的像素的发光器件可以包含相同物质作为发光中心物质，如图1B所示，不必为像素的每种颜色分别制造发光器件，所以可以以相对较低的成本制造发光装置。

在图1B中，作为一个例子示出显示蓝色的像素、显示绿色的像素以及显示红色的像素的三个像素。第一像素208B显示蓝色发光。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，图中示出显示绿色发光的第二像素208G及显示红色发光的第三像素208R。第二像素208G包括第一电极201G及第二电极203。第三像素208R包括第一电极201R及第二电极203。图1B中示出第一电极201B、201G及201R为反射电极且用作阳极而第二电极203为半透射·半反射电极的结构。第一电极201B、201G及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)。

在第一像素208B、第二像素208G及第三像素208R中，在第二电极203与第一电极201B、201G、201R间夹有EL层202。EL层202可以被共用于第一像素208B、第二像素208G及第三像素208R中，也可以彼此分开地设置，但是在多个像素中共用一个EL层202的结构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EL层202的一部分被多个像素共用其他部分在各像素中彼此独立的结构。

第一像素208B、第二像素208G、第三像素208R分别包括第一发光器件207B、第二发光器件207G及第三发光器件207R。各发光器件包括第一电极、第二电极及EL层。注意，图1B中示出第一像素208B、第二像素208G、第三像素208R包括共用的EL层202的结构。

第一发光器件207B、第二发光器件207G、第三发光器件207R通过使第一电极与第二电极中的一方为反射电极另一方为半透射·半反射电极可以具有微腔结构。能够产生谐振的波长由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。在使要使其产生谐振的波长为λ且使该光学距离209为λ/2的整数倍时，可以对波长λ的光进行放大。另外，可以通过调整EL层所包括的空穴注入层、空穴传输层以及作为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1B所示的发光装置中EL层被第一发光器件207B、第二发光器件207G、第三发光器件207R共用且发光中心物质也相同，因此发光器件的光学距离209在第一像素208B、第二像素208G及第三像素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层的光形成光学距离209。

保护层204设置在第二电极203上。保护层204是为了保护第一发光器件207B、第二发光器件207G、第三发光器件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，可以使用含有氧化铝、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、氧化铟等的材料、含有氮化铝、氮化铪、氮化硅、氮化钽、氮化钛、氮化铌、氮化钼、氮化锆、氮化镓等的材料、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。

第一颜色转换层205G包含吸收来自第二发光器件207G的光而发光的物质。来自第二发光器件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。第二颜色转换层205R包含吸收第三发光器件207R的光而发光的物质。来自第三发光器件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，当使第一像素208B、第二像素208G及第三像素208R发射同一颜色时，所发射的光颜色优选为蓝色。在这种情况下，从成本方面来看，使用包含相同的物质作为发光中心物质的发光器件是有利的，但是也可以使用不同发光中心物质。

另外，像这样不为像素的每种颜色分别制造发光器件时，优选该发光器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)。作为发光中心物质的发光，利用溶液状态的PL光谱算出。包含在发光器件的EL层中的有机化合物的相对介电常数为3左右，为了避免与发光器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。作为溶剂的具体例子，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。

注意，这些像素还可以分别具有滤色片。

发光器件207具有图2A至图2C所示的结构。以下说明用于本发明的一个实施方式的发光装置的发光器件。

图2A是示出在本发明的一个实施方式的发光装置中使用的发光器件的图。在本发明的一个实施方式的发光装置中使用的发光器件包括第一电极101、第二电极102和EL层103。该EL层包括空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113及电子传输层114。图2A和图2B中的第一电极101、第二电极102及EL层103相当于图1A中的第一电极201、第二电极203及EL层202。

注意，虽然在图2A中的EL层103中还示出电子注入层115，但是发光器件的结构不局限于此。只要具有上述构成要素，就也可以包括具有其他功能的层。

空穴注入层111包括第一有机化合物及第二有机化合物。第一有机化合物对第二有机化合物呈现电子接受性。另外，第二有机化合物是HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下的具有较深HOMO能级的物质。通过使第二有机化合物具有较深的HOMO能级可以容易地向空穴传输层112注入空穴。

第一有机化合物可以使用具有吸电子基团(尤其是氟基那样的卤基或氰基)的有机化合物等。另外，可以从这样有机化合物中适当地选择对上述第二有机化合物呈现电子接受性的物质。作为这种有机化合物，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、氯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(简称：HAT-CN)、1，3，4，5，7，8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称：F6-TCNNQ)、2-(7-二氰基亚甲基-1，3，4，5，6，8，9，10-八氟-7H-芘-2-亚基)丙二腈等。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等热稳定，所以是优选的。另外，包括吸电子基团(尤其是如氟基等卤基、氰基)的[3]轴烯衍生物的电子接受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-环丙烷三亚基三[4-氰-2，3，5，6-四氟苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[2，6-二氯-3，5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[2，3，4，5，6-五氟苯乙腈]等。

第二有机化合物优选为具有空穴传输性的有机化合物，优选具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及蒽骨架中的任意个。尤其是，可以使用具有包括二苯并呋喃环或二苯并噻吩环的取代基的芳香胺、包括萘环的芳香单胺、或者9-芴基通过亚芳基键合于胺的氮的芳香单胺。注意，当这些第二有机化合物是包括N，N-双(4-联苯)氨基的物质时，可以制造寿命长的发光器件，所以是优选的。作为上述第二有机化合物，具体而言，可以举出N-(4-联苯)-6，N-二苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BnfABP)、N，N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)、4，4’-双(6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-基)-4”-苯基三苯基胺(简称：BnfBB1BP)、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-6-胺(简称：BBABnf(6))、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf(8))、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[2，3-d]呋喃-4-胺(简称：BBABnf(II)(4))、N，N-双[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-4-氨基-p-三联苯(简称：DBfBB1TP)、N-[4-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-N-苯基-4-联苯胺(简称：ThBA1BP)、4-(2-萘基)-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAβNB)、4-[4-(2-萘基)苯基]-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAβNBi)、4-(2；1’-联萘基-6-基)-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAαNβNB)、4，4’-二苯基-4”-(7；1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBAαNβNB-03)、4，4’-二苯基-4”-(7-苯基)萘基-2-基三苯基胺(简称：BBAPβNB-03)、4-(6；2’-联萘基-2-基)-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBA(βN2)B)、4-(2；2’-联萘基-7-基)-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBA(βN2)B-03)、4-(1；2’-联萘基-4-基)-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAβNαNB)、4-(1；2’-联萘基-5-基)-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAβNαNB-02)、4-(4-联苯基)-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(简称：TPBiAβNB)、4-(3-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称：mTPBiAβNBi)、4-(4-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称：TPBiAβNBi)、4-(1-萘基)-4’-苯基三苯基胺(简称：αNBA1BP)、4，4’-双(1-萘基)三苯基胺(简称：αNBB1BP)、4，4’-二苯基-4”-[4’-(咔唑-9-基)联苯-4-基]三苯基胺(简称：YGTBi1BP)、4’-[4-(3-苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]三(1，1’-联苯-4-基)胺(简称：YGTBi1BP-02)、4-[4’-(咔唑-9-基)联苯-4-基]-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(简称：YGTBiβNB)、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-[4-(1-萘基)苯基]-9，9'-螺双[9H-芴]-2-胺(简称：PCBNBSF)、N，N-双([1，1'-联苯]-4-基)-9，9’-螺双[9H-芴]-2-胺(简称：BBASF)、N，N-双([1，1’-联苯]-4-基)-9，9’-螺双[9H-芴]-4-胺(简称：BBASF(4))、N-(1，1’-联苯-2-基)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9，9’-螺双[9H-芴]-4-胺(简称：oFBiSF)、N-(4-联苯)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)二苯并呋喃-4-胺(简称：FrBiF)、N-[4-(1-萘基)苯基]-N-[3-(6-苯基二苯并呋喃-4-基)苯基]-1-萘基胺(简称：mPDBfBNBN)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4’-[4-(9-苯基芴-9-基)苯基]三苯基胺(简称：BPAFLBi)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBNBB)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9’-螺双[9H-芴]-2-胺(简称：PCBASF)、N-(1，1’-联苯-4-基)-9，9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)等。

空穴传输层112包括第一空穴传输层112-1和第二空穴传输层112-2。第一空穴传输层112-1位于比第二空穴传输层112-2更靠近第一电极101一侧。注意，有时第二空穴传输层112-2还被用作具有电子阻挡层。

第一空穴传输层112-1及第二空穴传输层112-2分别包括第三有机化合物及第四有机化合物。

第三有机化合物及第四有机化合物优选为具有空穴传输性的有机化合物。第三有机化合物及第四有机化合物可以同样地使用能够用作上述第二有机化合物的有机化合物。

优选的是，以第三有机化合物的HOMO能级比第二有机化合物的HOMO能级更深且其差为0.2eV以下的方式选择第二有机化合物的材料及第三有机化合物的材料。另外，更优选的是，第二有机化合物和第三有机化合物为相同物质。

另外，第四有机化合物的HOMO能级优选比第三有机化合物的HOMO能级更深。再者，优选以其HOMO能级之差为0.2eV以下的方式选择第三有机化合物及第四有机化合物的材料。通过使第二有机化合物至第四有机化合物的HOMO能级具有上述关系，可以使空穴顺利地注入到各层中，由此可以防止驱动电压上升及发光层中空穴过少的状态。

优选的是，第二有机化合物至第四有机化合物分别具有空穴传输性骨架。作为该空穴传输性骨架，优选使用不会使上述有机化合物的HOMO能级过浅的咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及蒽骨架。另外，当相邻层的材料(例如第二有机化合物和第三有机化合物或第三有机化合物和第四有机化合物)具有相同空穴传输性骨架时，可以顺利地进行空穴注入，所以是优选的。作为上述空穴传输性骨架尤其优选使用二苯并呋喃骨架。

另外，当使相邻层包含的材料(例如第二有机化合物和第三有机化合物或第三有机化合物和第四有机化合物)为相同材料时，可以顺利地进行空穴的注入，因此是优选的。尤其优选第二有机化合物和第三有机化合物为相同材料。

发光层113包括第五有机化合物和第六有机化合物。第五有机化合物为发光中心物质，第六有机化合物是用来分散第五有机化合物的主体材料。

作为发光中心物质可以使用荧光发光物质、磷光发光物质、呈现热活化延迟荧光(TADF)的物质或其他发光材料。另外，发光层113可以为单层，也可以包括包含不同发光材料的多个层。注意，在本发明的一个实施方式可以在发光层113为呈现荧光发光的层，尤其是，呈现蓝色荧光发光的层的情况下更适合地使用。

在发光层113中，作为可以用作荧光发光物质的材料，例如可以举出如下物质。注意，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-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)三苯基胺(简称：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯基胺(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)三苯基胺(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](chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、香豆素30、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCABPhA)、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPABPhA)、9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称：2YGABPhA)、N，N，9-三苯基蒽-9-胺(简称：DPhAPhA)、香豆素545T、N，N'-二苯基喹吖酮(简称：DPQd)、红荧烯、5，12-双(1，1'-联苯-4-基)-6，11-二苯基并四苯(简称：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCM2)、N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)并四苯-5，11-二胺(简称：p-mPhTD)、7，14-二苯基-N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)苊并[1，2-a]荧蒽-3，10-二胺(简称：p-mPhAFD)、2-{2-异丙基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTI)、2-{2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTB)、2-(2，6-双{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：BisDCM)、2-{2，6-双[2-(8-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：BisDCJTM)、N，N’-(芘-1，6-二基)双[(6，N-二苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃)-8-胺](简称：1，6BnfAPrn-03)、3，10-双[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10PCA2Nbf(IV)-02)、3，10-双[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯基氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10FrA2Nbf(IV)-02)等。尤其是，以1，6FLPAPrn、1，6mMemFLPAPrn、1，6BnfAPrn-03等芘二胺化合物为代表的稠合芳族二胺化合物具有合适的空穴俘获性且良好的发光效率及可靠性，所以是优选的。

在发光层113中，当作为发光中心物质使用磷光发光物质时，作为可使用的材料，例如可以举出如下物质。

例如可以使用如下材料，三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二甲基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}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，C^2']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，C^2'}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，C^2']铱(III)乙酰丙酮(简称：FIr(acac))等以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属铱配合物。上述化合物是发射蓝色磷光的化合物，并且是在440nm至520nm具有发光峰的化合物。

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，C^2')铱(III)(简称：[Ir(ppy)₃])、双(2-苯基吡啶根-N，C^2')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，C^2']铱(III)(简称：[Ir(pq)₃])、双(2-苯基喹啉-N，C^2')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具有发光峰。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，C^2’)铱(III)(简称：[Ir(piq)₃])、双(1-苯基异喹啉-N，C^2’)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。上述化合物发射红色磷光，在600nm至700nm具有发光峰。另外，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以提供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(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF₂(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF₂(Hemato IX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(SnF₂(Copro III-4Me)、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF₂(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF₂(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl₂OEP)等。

[化学式1]

另外，还可以使用由下述结构式表示的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)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)、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电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环的一方或双方的杂环化合物。该杂环化合物具有富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环，电子传输性和空穴传输性都高，所以是优选的。尤其是，在具有缺π电子型杂芳环的骨架中，吡啶骨架、二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)及三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是优选的。尤其是，苯并呋喃并嘧啶骨架、苯并噻吩并嘧啶骨架、苯并呋喃并吡嗪骨架、苯并噻吩并吡嗪骨架的受体性高且可靠性良好，所以是优选的。另外，在具有富π电子型杂芳环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，所以优选具有上述骨架中的至少一个。另外，作为呋喃骨架优选使用二苯并呋喃骨架。作为噻吩骨架优选使用二苯并噻吩骨架。作为吡咯骨架，特别优选使用吲哚骨架、咔唑骨架、吲哚咔唑骨架、联咔唑骨架、3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。在富π电子型杂芳环直接键合于缺π电子型杂芳环的物质中，富π电子型杂芳环的电子供给性和缺π电子型杂芳环的电子接受性都高而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。注意，也可以使用键合有氰基等吸电子基团的芳环代替缺π电子型杂芳环。此外，作为富π电子骨架，可以使用芳香胺骨架、吩嗪骨架等。此外，作为缺π电子骨架，可以使用氧杂蒽骨架、二氧化噻吨(thioxanthene dioxide)骨架、噁二唑骨架、三唑骨架、咪唑骨架、蒽醌骨架、苯基硼烷或boranthrene等含硼骨架、苯甲腈或氰苯等具有腈基或氰基的芳香环或杂芳环、二苯甲酮等羰骨架、氧化膦骨架、砜骨架等。如此，可以使用缺π电子型骨架及富π电子型骨架代替缺π电子型杂芳环以及富π电子型杂芳环中的至少一个。

[化学式2]

TADF材料是指S1能级和T1能级之差较小且具有通过反系间窜越将三重激发能转换为单重激发能的功能的材料。因此，TADF材料能够通过微小的热能量将三重激发能上转换(up-convert)为单重激发能(即，反系间窜越)并能够高效地产生单重激发态。此外，可以将三重激发能转换为发光。

以两种物质形成激发态的激基复合物因S1能级和T1能级之差极小而具有将三重激发能转换为单重激发能的TADF材料的功能。

注意，作为T1能级的指标，可以使用在低温(例如，77K至10K)下观察到的磷光光谱。优选的是，当以通过在荧光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为S1能级并以通过在磷光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为T1能级时，TADF材料的S1与T1之差为0.3eV以下，更优选为0.2eV以下。

此外，当使用TADF材料作为发光中心物质时，主体材料的S1能级及T1能级优选比TADF材料的S1能级及T1能级高。

作为发光层中的主体材料，可以使用具有电子传输性的材料、具有空穴传输性的材料、上述TADF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)三苯基胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3'-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBA1BP)、4，4'-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBANB)、4，4'-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBNBB)、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]-9，9'-螺双[9H-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。在上述材料中，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。此外，也可以使用作为上述第二有机化合物的例子举出的有机化合物。

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。在上述材料中，具有二嗪骨架的杂环化合物及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。

作为能够用作主体材料的TADF材料，可以使用与上述同样的材料。当使用TADF材料作为主体材料时，在TADF材料中生成的三重激发能经反系间窜跃转换为单重激发能并转移到发光中心物质，由此可以提高发光器件的发光效率。此时，TADF材料被用作能量供体，发光中心物质被用作能量受体。

当上述发光中心物质为荧光发光物质时这是非常有效的。此外，此时，为了得到高发光效率，TADF材料的S1能级优选比荧光发光物的S1能级高。此外，TADF材料的T1能级优选比荧光发光物质的S1能级高。因此，TADF材料的T1能级优选比荧光发光物质的T1能级高。

此外，优选使用呈现与荧光发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的发光的TADF材料。由此，激发能顺利地从TADF材料转移到荧光发光物质，可以高效地得到发光，所以是优选的。

为了高效地从三重激发能通过反系间窜跃生成单重激发能，优选在TADF材料中产生载流子复合。此外，优选的是在TADF材料中生成的三重激发能不转移到荧光发光物质。为此，荧光发光物质优选在荧光发光物质所具有的发光体(成为发光的原因的骨架)的周围具有保护基。作为该保护基，优选使用不具有π键的取代基及饱和烃。具体而言，可以举出碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基。更优选的是，荧光发光物质具有多个保护基。不具有π键的取代基由于几乎没有传输载流子的功能，所以对载流子传输或载流子复合几乎没有影响，可以使TADF材料与荧光发光物质的发光体彼此远离。在此，发光体是指在荧光发光物质中成为发光的原因的原子团(骨架)。发光体优选为具有π键的骨架，更优选包含芳香环，进一步优选具有稠合芳香环或稠合杂芳环。作为稠合芳香环或稠合杂芳环，可以举出菲骨架、二苯乙烯骨架、吖啶酮骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架等。尤其是，具有萘骨架、蒽骨架、芴骨架、骨架、三亚苯骨架、并四苯骨架、芘骨架、苝骨架、香豆素骨架、喹吖啶酮骨架、萘并双苯并呋喃骨架中的任意个的荧光发光物质具有高荧光量子产率，所以是优选的。

在将荧光发光物质用作发光中心物质的情况下，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。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，尤其是具有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，空穴的注入性及传输性得到提高，所以是优选的，在主体材料包含苯环还稠合到咔唑的苯并咔唑骨架的情况下，其HOMO能级比咔唑的HOMO能级浅0.1eV左右，空穴容易注入到主体材料所以是更优选的。尤其是，其HOMO能级比咔唑的HOMO能级浅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，所以主体材料优选具有二苯并咔唑骨架。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-苯基蒽-9-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c，g]咔唑(简称：cgDBCzPA)、6-[3-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃(简称：2mBnfPPA)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9H-芴-9-基)-联苯-4’-基}-蒽(简称：FLPPA)、9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称：αN-βNPAnth)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复合区域的控制。具有空穴传输性的材料和具有电子传输性的材料的含量的重量比例为1:19至19:1即可。

注意，作为上述混合的材料的一部分，可以使用磷光发光物质。磷光发光物质在作为发光中心物质使用荧光发光物质时可以被用作对荧光发光物质供应激发能的能量供体。

另外，也可以使用这些混合了的材料形成激基复合物。在以形成发射其波长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时，可以使能量转移变得顺利，从而可以高效地得到发光。另外，通过采用该结构可以降低驱动电压，因此是优选的。

注意，形成激基复合物的材料的至少一个可以为磷光发光物质。由此，可以高效地将三重激发能经反系间窜跃转换为单重激发能。

为了高效地形成激基复合物，优选使用具有电子传输性的材料和具有空穴传输性的材料的组合，其中具有空穴传输性的材料的HOMO能级为具有电子传输性的材料的HOMO能级以上。此外，具有空穴传输性的材料的LUMO能级优选为具有电子传输性的材料的LUMO能级以上。注意，材料的LUMO能级及HOMO能级可以从通过循环伏安(CV)测定测得的材料的电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。

注意，激基复合物的形成例如可以通过如下方法确认：对具有空穴传输性的材料的发射光谱、具有电子传输性的材料的发射光谱及混合这些材料而成的混合膜的发射光谱进行比较，当观察到混合膜的发射光谱比各材料的发射光谱向长波长一侧漂移(或者在长波长一侧具有新的峰值)的现象时说明形成有激基复合物。或者，对具有空穴传输性的材料的瞬态光致发光(PL)、具有电子传输性的材料的瞬态PL及混合这些材料而成的混合膜的瞬态PL进行比较，当观察到混合膜的瞬态PL寿命与各材料的瞬态PL寿命相比具有长寿命成分或者延迟成分的比率变大等瞬态响应不同时说明形成有激基复合物。此外，可以将上述瞬态PL称为瞬态电致发光(EL)。换言之，与对具有空穴传输性的材料的瞬态EL、具有电子传输性的材料的瞬态EL及这些材料的混合膜的瞬态EL进行比较，观察瞬态响应的不同，可以确认激基复合物的形成。

电子传输层114与发光层113接触地设置。另外，电子传输层114包括具有电子传输性且HOMO能级为-6.0eV以上的第七有机化合物。第七有机化合物是具有电子传输性的有机化合物，优选包含蒽骨架。另外，电子传输层114也可以还包含为碱金属或碱土金属的有机配合物的第八有机化合物。也就是说，电子传输层114既可以仅由第七有机化合物构成，也可以由如第七有机化合物和第八有机化合物的混合材料等包含第七有机化合物及其他物质的混合材料构成。

另外，更优选的是上述第七有机化合物包含蒽骨架和杂环骨架，作为该杂环骨架优选使用含氮五元环骨架。第七有机化合物优选包含含有如吡唑环、咪唑环、恶唑环、噻唑环那样的环中含有两个杂原子的含氮五元环骨架。

作为其他的可以用作第七有机化合物的具有电子传输性的有机化合物，可以使用能够用于上述主体材料的具有电子传输性的有机化合物或能够用于上述荧光发光物质的主体材料的有机化合物。

另外，作为上述碱金属或碱土金属的有机配合物，优选使用锂的有机配合物，尤其优选8-羟基喹啉锂(简称：Liq)。

另外，优选包含在电子传输层114中的材料在电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率为1×10^-7cm²/Vs以上且5×10^-5cm²/Vs以下。

另外，优选包含在电子传输层114中的材料在电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率低于第六有机化合物或包含在发光层113中的材料在电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率。通过降低电子传输层中的电子的传输性可以控制向发光层的电子的注入量，由此可以防止发光层变成电子过多的状态。

当发光层变为电子过多的状态时，如图3A所示，发光区域120被限定在部分区域中而使该部分的负担变大导致劣化加速。此外，电子不能进行复合而穿过发光层也会导致寿命及发光效率下降。在本发明的一个实施方式中，通过降低电子传输层114中的电子的传输性，如图3B所示，可以使发光区域120变宽以使对构成发光层113的材料的负担得以分散。由此，可以提供寿命长且发光效率良好的发光器件。

另外，在具有上述结构的发光器件中，在通过电流密度恒定的条件下的驱动测试得到的劣化曲线中有时示出具有极大值的形状。也就是说，用于本发明的一个实施方式的发光装置的发光器件的劣化曲线有时成为随着时间推移具有亮度上升部分的形状。呈现该劣化举动的发光器件可以利用该亮度上升使其与驱动初期的急剧劣化(即，所谓的初始劣化)相抵。由此可以实现初始劣化小且具有非常长驱动寿命的发光器件。

注意，当取这种具有极大值的劣化曲线的微分时，存在该值为0的部分。换言之，存在劣化曲线的微分为0的部分的用于本发明的一个实施方式的发光装置的发光器件可以为初始劣化小寿命非常长的发光器件。

另外，如图4A所示，可以认为该现象是对发光无用的复合发生在非发光复合区域121而产生的。在具有上述结构的本发明的发光器件中，在驱动初期由于空穴的注入势垒小及电子传输层114的电子传输性较低，所以发光区域120(即，复合区域)形成在电子传输层114一侧。另外，由于电子传输层114中的第七有机化合物的HOMO能级为-6.0eV以上较高，所以部分空穴到达电子传输层114而在电子传输层114中发生复合，由此形成非发光复合区域121。注意，当第六有机化合物与第七有机化合物的HOMO能级之差为0.2eV以内时也有可能发生该现象。

在此，随着驱动时间的推移载流子的平衡发生变化，如图4B所示发光区域120(复合区域)逐渐向空穴传输层112一侧移动。由于非发光复合区域121减少，复合的载流子的能量可以有效地用于发光，与驱动初期相比亮度上升。该亮度上升与发光器件的驱动初期出现的亮度急剧下降(即，所谓的初始劣化)相抵消。由此，发光器件的初始劣化小可以具有长驱动寿命。另外，在本说明书等中，有时将上述发光器件称为Recombination-SiteTailoring Injection结构(ReSTI结构)。

另外，在可以抑制初始劣化时，可以大幅减少有机EL装置的巨大缺点之一的烧屏(burn-in)问题以及为了减少该问题在出货前进行的老化(aging)工序所需的时间及劳力。

另外，当电子传输层内部形成有电子传输性有机化合物与电子供给性物质的混合比发生改变的区域时，上述亮度上升尤为明显。也就是说，电子传输层114以其电子供给性物质浓度从第二电极侧向第一电极上升的方式形成。作为上述结构的例子，可以举出：具有浓度梯度的结构；电子传输性有机化合物与电子供给性物质的混合比不同的多个层的叠层结构等。

图22A至图22D示出电子传输层114中的电子供给性物质浓度。图22A和图22B是示出电子供给性物质浓度连续变化的示意图，图22C和图22D是示出电子供给性物质浓度阶梯状变化的示意图。在图22A和图22B中，电子传输层114为具有浓度梯度的单层。在图22C中，电子传输层114具有双层的结构且两个层分别具有浓度梯度。在图22D中，电子传输层114具有三层的结构且三个层分别具有浓度梯度。

如图22A至图22D所示，电子传输层114中阳极侧(即，发光层113侧)的电子供给性物质浓度高时可以抑制初期劣化，所以是优选的。但是，本发明的一个实施方式的发光装置不局限于此，阳极侧，即，发光层113侧的电子供给性物质浓度也可以较低。

具有如上那样的结构的在本发明的一个实施方式的发光装置中使用的发光器件可以为寿命长的发光器件。

接着，对上述发光器件中的其他的结构和材料的例子进行说明。如上所述用于本发明的一个实施方式的发光装置的发光器件在一对电极(第一电极101和第二电极102)间包括具有多个层的EL层103。在该EL层103中，从第一电极101一侧包括空穴注入层111、第一空穴传输层112-1、第二空穴传输层112-2、发光层113以及电子传输层114。

对EL层103中的上述以外的层没有特别的限制，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。

第一电极101优选使用功函数大(具体为4.0eV以上)的金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等中的任意个形成。具体地，例如可以举出氧化铟-氧化锡(ITO：IndiumTin Oxide，铟锡氧化物)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)等。虽然通常通过溅射法形成这些导电金属氧化物膜，但是也可以应用溶胶-凝胶法等来形成。作为形成方法的例子，可以举出使用对氧化铟添加有1wt％至20wt％的氧化锌的靶材通过溅射法沉积氧化铟-氧化锌的方法等。另外，可以使用对氧化铟添加有0.5wt％至5wt％的氧化钨和0.1wt％至1wt％的氧化锌的靶材通过溅射法形成包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)。另外，可以举出金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。此外，也可以使用石墨烯。注意，虽然在此举出典型地用于形成阳极的材料的物质，但是在本发明的一个实施方式中，作为空穴注入层111使用包含具有空穴传输性的有机化合物和对该有机化合物呈现电子接受性的物质的复合材料，因此可以在选择电极材料时无需顾及功函数。

作为EL层103的叠层结构，对如下两种结构进行说明：如图2A所示，采用包括空穴注入层111、第一空穴传输层112-1、第二空穴传输层112-2、发光层113、电子传输层114及电子注入层115的结构；如图2B所示，采用包括空穴注入层111、第一空穴传输层112-1、第二空穴传输层112-2、发光层113、电子传输层114及电荷产生层116的结构。下面具体地示出构成各层的材料。

因为在上面对空穴注入层111、空穴传输层112(第一空穴传输层112-1、第二空穴传输层112-2)、发光层113及电子传输层114在进行了说明，所以省略重复记载。参照之前的记载。

可以在电子传输层114和第二电极102之间设置包含氟化锂(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的层作为电子注入层115。例如，电子注入层115可以使用由具有电子传输性的物质构成或者包含碱金属、碱土金属或它们的化合物的层、或者电子化合物(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。

另外，可以在电子传输层114与第二电极102之间设置电荷产生层116，而代替电子注入层115(图2B)。电荷产生层116是在施加电位时可以对与电荷产生层116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优选使用用于上述构成空穴注入层111的复合材料中的任意个来形成。另外，P型层117也可以将作为包含在复合材料中的材料包含上述受体材料的膜和包含空穴传输材料的膜层叠来形成。在对P型层117施加电位时，电子注入到电子传输层114且空穴注入到用作阴极的第二电极102，使得发光器件工作。

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/或电子注入缓冲层119。

电子中继层118至少包含具有电子传输性的物质，并且具有防止电子注入缓冲层119和P型层117的相互作用的功能，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中的电子接受性物质的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可以使用电子注入性高的物质。例如，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。

另外，在电子注入缓冲层119包含具有电子传输性的物质及电子供体性物质的情况下，作为电子供体性物质，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的材料同样的材料形成。

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，可以举出碱金属(锂(Li)、铯(Cs)等)、镁(Mg)、钙(Ca)、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这些稀土金属的合金等。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。

这些导电材料的膜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，也可以使用利用溶胶-凝胶法等湿式法或利用金属材料的膏剂的湿式法。

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。优选的是，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复合的发光区域的结构，以便抑制由于发光区域与用于电极及载流子注入层的金属接近而发生的猝灭。

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中的复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2C说明具有层叠有多个发光单元的结构的发光器件(这种发光器件也称为叠层型元件或串联元件)。该发光器件在阳极和阴极之间具有多个发光单元。一个发光单元具有与图2A所示的EL层103大致相同的结构。换言之，图2A或图2B所示的发光器件具有一个发光单元，而图2C所示的发光器件具有多个发光单元。

在图2C中，在第一电极151与第二电极152之间层叠有第一发光单元161和第二发光单元162，并且在第一发光单元161和第二发光单元162之间设置有电荷产生层163。第一电极151和第二电极152分别相当于图2A中的第一电极101和第二电极102，并且可以应用图2A说明的材料。另外，第一发光单元161和第二发光单元162可以具有相同结构或不同结构。

电荷产生层163具有在对第一电极151与第二电极152间施加电压时，对一个发光单元注入电子并对另一个发光单元注入空穴的功能。就是说，在图2C中，在以阳极的电位比阴极的电位高的方式施加电压的情况下，电荷产生层163只要是对第一发光单元161注入电子并对第二发光单元162注入空穴的层即可。

电荷产生层163优选具有与图2B所示的电荷产生层116的结构同样的结构。因为有机化合物与金属氧化物的复合材料具有良好的载流子注入性及载流子传输性，从而能够实现低电压驱动及低电流驱动。注意，在发光单元的阳极一侧的面接触于电荷产生层163的情况下，电荷产生层163可以具有发光单元的空穴注入层的功能，所以在发光单元中也可以不设置空穴注入层。

另外，当电荷产生层163设置有电子注入缓冲层119时，因为该电子注入缓冲层119具有阳极一侧的发光单元中的电子注入层的功能，所以在阳极一侧的发光单元中不一定必须设置电子注入层。

虽然在图2C中说明了具有两个发光单元的发光器件，但是本发明的一个实施方式可以同样地应用层叠三个以上的发光单元的发光器件。如图2C的发光器件所示，通过在一对电极之间将多个发光单元使用电荷产生层163隔开并配置，该元件可以在保持低电流密度的同时实现高亮度发光，并且能够实现长寿命。另外，可以实现能够进行低电压驱动且低功耗的发光装置。

与图2C同样，图21是使用具有多个发光单元的发光器件时的本发明的一个实施方式的发光装置的示意图。在图21中，衬底100上形成有第一电极151，包括第一发光层113-1的第一发光单元161与包括第二发光层113-2的第二发光单元162隔着电荷产生层163层叠。发光器件发射的光直接或者经过颜色转换层205射出。另外，还可以经过滤色片225R、225G、225B提高色纯度。注意，虽然图21示出设置滤色片225B的结构，但是本发明的一个实施方式不局限于此。例如，在图21中也可以设置外覆层替代滤色片225B。外覆层优选使用有机树脂材料，例如可以使用丙烯酸类树脂、聚酰亚胺类树脂。注意，在本说明书等中，有时将滤色片层称为着色层并将外覆层称为树脂层。所以，也可以将滤色片225R称为第一着色层，将滤色片225G称为第二着色层。

另外，上述EL层103、第一发光单元161、第二发光单元162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，其也可以在上述各层及电极中包含低分子材料、中分子材料(包括低聚物、树枝状聚合物)或者高分子材料。

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器件可以获得符合之前说明的BT.2020标准的蓝色发光。在使发光器件具有的微腔结构构成为增强蓝光的结构时，可以获得具有高色纯度的高效率的发光装置。

具有微腔结构的发光器件包括反射电极和半透射·半反射电极作为发光器件的一对电极。反射电极与半透射·半反射电极相当于上述第一电极101和第二电极102。第一电极101和第二电极102中的一个为反射电极，另一个为半透射·半反射电极。

在具有微腔结构的发光器件中，通过使从EL层中的发光层向所有方向射出的发光被反射电极和半透射·半反射电极反射而发生谐振，来对某一波长的光进行放大或使该光成为具有指向性的光。

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)、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、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包含铝的发光器件的制造成本。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)、铜或钛等的过渡金属。

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透光性的导电材料形成透明电极层，并且第一电极101可以包括反射电极和透明电极层。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，例如可以使用铟锡氧化物(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(Indium Zinc Oxide)、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。

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(以下称为ITO)、包含硅或氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、氧化铟-氧化锌(Indium Zinc Oxide)、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，也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的合金、Ag及Mg的合金、Ag及Au的合金以及Ag及Yb的合金等。

反射电极可以为第一电极101和第二电极102中的一个，半透射·半反射电极可以为第一电极101和第二电极102中的另一个。另外，反射电极可以为阳极和阴极中的一个，半透射·半反射电极可以为阳极和阴极中的另一个。

注意，当发光器件具有顶部发射结构时，通过在第二电极102的与EL层103接触的面相反的面设置有机盖层可以提高光取出效率。通过设置有机盖层，可以降低电极与空气界面的折射率差，由此可以提高光取出效率。有机盖层的厚度优选为5nm以上且120nm以下，更优选为30nm以上且90nm以下。另外，有机盖层可以使用包括分子量为300以上且1200以下的物质的有机化合物层。此外，有机盖层优选使用具有导电性的有机材料形成。半透射·半反射电极为了维持一定程度的透光性膜厚度需要薄，但是在半透射·半反射电极的厚度薄时有时会导致导电性下降。这里通过作为有机盖层使用具有导电性的材料，可以在提高光取出效率的同时确保导电性，由此可以提高发光器件制造的成品率。另外，优选使用很少吸收可见光区域的光的有机化合物。有机盖层也可以使用能够用于EL层103的有机化合物。在该情况下，由于可以在形成EL层103的成膜装置或成膜室形成有机盖层，所以可以容易地形成有机盖层。

在该发光器件中，通过改变与上述反射电极接触地设置的透明电极的厚度、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。

另外，在微腔结构中，当想要放大的波长为λnm时，优选反射电极的EL层侧的界面与半透射·半反射电极的EL层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(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，由此可以降低功耗。另外，可以提高进入颜色转换层的光的量。

已知利用微腔结构其光谱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。基本上，颜色转换层导致发光器件的多少损失，因此在使用颜色转换层的显示器中从发光器件直接取出最短波长的光的蓝色发光而绿色和红色的光经过颜色转换层获得。为此，绿色像素及红色像素与蓝色像素间的配光特性存在差异。该配光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。

因此，在本发明的一个实施方式的发光装置中，可以将不具有颜色转换层的像素设置为具有使光发生散射的功能的结构，或者，可以将具有颜色转换层的像素设置为赋予指向性的结构。

具有使光发生散射的功能的结构可以设置在发光器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器件发射的光具有强指向性，但是可以在具有使该光发生散射的功能的结构使其发生散射时，可以减弱强指向性或者可以使散射的光具有指向性，因此使经过颜色转换层的光与不经过颜色转换层的光可以具有同样配光特性。由此，可以降低上述视角依赖性。

图5A至图5C示出第一像素208B中设置有具有使第一发光器件207B发射的光发生散射的功能的结构205B的结构。作为具有使第一发光器件207B发射的光发生散射的功能的结构205B，可以采用图5A及图5B所示的含有使第一发光器件发射的光发生散射的物质的层，也可以采用图5C所示的具有使发光器件发射的光发生散射的结构体的结构。

图6A至图6C示出变形实例。图6A示出代替图5A中的具有使光发生散射的功能的结构205B使用兼具蓝色的滤色片的功能的层215B的情况。另外，图6B和图6C都示出具有使光发生散射的功能的结构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6B和图6C所示地接触具有使光散射的功能的结构205B地形成，或者也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发生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。

通过使来自第一发光器件207B的光经过结构205B射出，来自第一像素208B的光可以为指向性小的光。由此，颜色间的配光特性差异得到缓和，由此可以得到显示质量高的发光装置。

另外，图7A及图7B所示的本发明的一个实施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210G及手段210R。对第一颜色转换层发射的光赋予指向性的手段没有限制。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7A示出在颜色转换层的上下形成半透射半反射层的情况，图7B示出颜色转换层的发光器件侧的半透射半反射层兼用作发光器件的第二电极(半透射·半反射电极)的情况。

作为来自第二像素208G的光及来自第三像素208R的光，通过设置对经过颜色转换层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，颜色间的配光特性差异得到缓和，可以得到显示质量高的发光装置。

(实施方式2)

在本实施方式中，对使用实施方式1所示的发光装置所包括的显示装置进行说明。

在本实施方式中，参照图8A和图8B对使用实施方式1所示的发光装置而制造的显示装置进行说明。注意，图8A是示出显示装置的俯视图，并且图8B是沿图8A中的线A-B及线C-D切断的截面图。该显示装置包括用来控制发光装置的发光的由虚线表示的驱动电路部(源极线驱动电路)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，附图标记607是由密封材料605围绕的空间。

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柔性印刷电路(FPC)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在其范畴内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8B说明截面结构。在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部。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。

元件衬底610可以为包含玻璃、石英、有机树脂、金属、合金、半导体等的衬底或者由纤维增强塑料(FRP)、聚氟乙烯(PVF)、聚酯或丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。

对在像素或驱动电路中使用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，也可以采用交错型晶体管。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具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用具有结晶性的半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。

在此，氧化物半导体优选用于设置在上述像素及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。

在此，以下对能够用于本发明的一个实施方式的氧化物半导体进行说明。

氧化物半导体(金属氧化物)被分为单晶氧化物半导体和非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体，例如可以举出c轴取向结晶氧化物半导体(CAAC-OS)、多晶氧化物半导体、纳米晶氧化物半导体(nc-OS)、amorphous-like oxide semiconductor(a-likeOS)及非晶氧化物半导体等。

CAAC-OS具有c轴取向性，其多个纳米晶在a-b面方向上连结而结晶结构具有畸变。畸变是指在多个纳米晶连结的区域中晶格排列一致的区域与其他晶格排列一致的区域之间的晶格排列的方向变化的部分。

纳米晶的形状基本上为六角形，但是不局限于正六角形，有时为非正六角形。另外，纳米晶有时在畸变中具有五角形或七角形等晶格排列。另外，在CAAC-OS中，即使在畸变附近也难以观察明确的晶界。即，可知由于晶格排列畸变，可抑制晶界的形成。这是由于CAAC-OS因为a-b面方向上的氧原子排列的低密度或因金属元素被取代而使原子间的键合距离产生变化等而能够包容畸变。

CAAC-OS有具有层状结晶结构(也称为层状结构)的倾向，在该层状结晶结构中层叠有包含铟及氧的层(下面称为In层)和包含元素M、锌及氧的层(下面称为(M，Zn)层)。另外，铟和元素M彼此可以取代，在用铟取代(M，Zn)层中的元素M的情况下，也可以将该层表示为(In，M，Zn)层。另外，在用元素M取代In层中的铟的情况下，也可以将该层表示为(In，M)层。

CAAC-OS是结晶性高的氧化物半导体。另一方面，在CAAC-OS中不容易观察明确的晶界，因此不容易发生起因于晶界的电子迁移率的下降。另外，氧化物半导体的结晶性有时因杂质的进入或缺陷的生成等而降低。因此，可以说CAAC-OS是杂质或缺陷(氧空位(也称为V_O(oxygen vacancy))等)少的氧化物半导体。因此，具有CAAC-OS的氧化物半导体的物理性质稳定。因此，包含CAAC-OS的氧化物半导体具有高耐热性及高可靠性。

在nc-OS中，微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域)中的原子排列具有周期性。另外，在nc-OS中，在不同的纳米晶之间没有结晶取向的规律性。因此，在膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-OS在某些分析方法中与a-likeOS或非晶氧化物半导体没有差别。

另外，在包含铟、镓和锌的氧化物半导体的一种的铟-镓-锌氧化物(以下，IGZO)有时在由上述纳米晶构成时具有稳定的结构。尤其是，IGZO有在大气中不容易进行晶体生长的倾向，所以有时与由大结晶(在此，几mm的结晶或者几cm的结晶)形成时相比由小结晶(例如，上述纳米结晶)形成时在结构上稳定。

a-like OS是具有介于nc-OS与非晶氧化物半导体之间的结构的氧化物半导体。a-like OS包含空洞或低密度区域。也就是说，a-like OS的结晶性比nc-OS及CAAC-OS的结晶性低。

氧化物半导体具有各种结构及各种特性。本发明的一个实施方式的氧化物半导体也可以包括非晶氧化物半导体、多晶氧化物半导体、a-like OS、nc-OS、CAAC-OS中的两种以上。

另外，除了上述氧化物半导体之外还可以使用Cloud-Aligned Composite OS(CAC-OS)。

另外，CAC-OS在材料的一部分中具有导电性的功能，在材料的另一部分中具有绝缘性的功能，作为材料的整体具有半导体的功能。此外，在将CAC-OS用于晶体管的活性层中的情况下，导电性的功能是使被用作载流子的电子(或空穴)流过的功能，绝缘性的功能是不使被用作载流子的电子流过的功能。通过导电性的功能和绝缘性的功能的互补作用，可以使CAC-OS具有开关功能(开启/关闭的功能)。通过在CAC-OS中使各功能分离，可以最大限度地提高各功能。

另外，CAC-OS具有导电性区域及绝缘性区域。导电性区域具有上述导电性的功能，绝缘性区域具有上述绝缘性的功能。此外，在材料中，导电性区域和绝缘性区域有时以纳米粒子级分离。另外，导电性区域和绝缘性区域有时在材料中不均匀地分布。此外，有时观察到其边缘模糊而以云状连接的导电性区域。

此外，在CAC-OS中，导电性区域和绝缘性区域有时以0.5nm以上且10nm以下，优选为0.5nm以上且3nm以下的尺寸分散在材料中。

此外，CAC-OS包含具有不同带隙的成分。例如，CAC-OS包含具有起因于绝缘性区域的宽隙的成分及具有起因于导电性区域的窄隙的成分。在该结构中，当使载流子流过时，载流子主要在具有窄隙的成分中流过。此外，具有窄隙的成分与具有宽隙的成分互补作用，与具有窄隙的成分联动地在具有宽隙的成分中载流子流过。因此，在将上述CAC-OS或CAC金属氧化物用于晶体管的沟道形成区域时，在晶体管的导通状态中可以得到高电流驱动力，即大通态电流及高场效应迁移率。

也就是说，也可以将CAC-OS称为基质复合材料或金属基质复合材料。

通过作为半导体层使用上述氧化物半导体材料，可以实现电特性的变动被抑制的可靠性高的晶体管。

另外，由于晶体管的关态电流较低，因此能够长期间保持经过具有上述半导体层的晶体管而储存于电容器中的电荷。在将这种晶体管用于像素时，能够在保持各显示区域所显示的图像的灰度的状态下，停止驱动电路的工作。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、化学气相沉积(CVD)法(等离子体CVD法、热CVD法、有机金属CVD(MOCVD)等)或原子层沉积(ALD)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示出为形成在源极线驱动电路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，但是驱动电路不一定形成在衬底上，驱动电路也可以形成在衬底外部。

另外，像素部602包括多个像素形成，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的漏极电连接的阳极613。本发明的一个实施方式并不局限于此。像素部602也可以包括三个以上的FET和电容器的组合。

注意，以覆盖阳极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。

在阳极613上形成有EL层616及阴极617。在此，优选使用具有高功函数的材料作为用于阳极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，还可以使用氮化钛膜和以铝为主要成分的膜的叠层膜以及氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜的三层叠层结构等。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包括图2A至图2C所示的结构。另外，作为包含在EL层616中的其他材料，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上的阴极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中的光透过阴极617时，优选将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)构成的叠层用于阴极617。

另外，发光器件由阳极613、EL层616、阴极617形成。该发光器件是实施方式1所示的发光器件。另外，像素部包括多个发光器件，在本实施方式的发光装置中，也可以包括实施方式1所示的发光器件和具有其他结构的发光器件的双方。

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，将发光器件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中可以填充填料，或者可以填充惰性气体(氮或氩等)或密封材料。通过在密封衬底中形成凹部且在其中设置干燥剂，可以抑制水分的影响所导致的劣化，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，还可以使用由玻璃纤维增强塑料(FRP)、聚氟乙烯(PVF)、聚酯、丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。

虽然在图8A和图8B中没有示出，但是也可以在阴极上设置保护膜。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以及密封层、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)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面板的顶面、侧面以及背面上。

如上所述，可以得到使用实施方式1所示的发光装置制造的显示装置。

因为本实施方式中的显示装置使用实施方式1所示的发光装置，所以可以形成具有优良特性的显示装置。具体而言，实施方式1所示的发光装置是寿命长的发光装置，从而可以实现可靠性良好的显示装置。另外，使用实施方式1所示的发光装置的显示装置的发光效率良好，由此可以实现低功耗的显示装置。

图9A和图9B都示出通过形成呈现蓝色发光的发光器件设置颜色转换层等来实现全彩色化的发光装置的例子。图9A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、发光器件的第一电极1024R、1024G、1024B、分隔壁1025、EL层1028、发光器件的第二电极1029、密封衬底1031、密封材料1032等。

另外，在图9A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，颜色转换层及黑矩阵1035被外覆层1036覆盖。

图9B示出将颜色转换层(红色颜色转换层1034R、绿色颜色转换层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。

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(底部发射结构)的发光装置，但是也可以采用具有从密封衬底1031一侧取出光的结构(顶部发射结构)的发光装置。图10是示出顶部发射结构发光装置的截面图。在此情况下，作为衬底1001可以使用不使光透过的衬底。到制造用来使FET与发光器件的阳极连接的连接电极为止的工序与具有底部发射结构的发光装置的工序同样地进行。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任意公知材料形成。

虽然在此发光器件的第一电极1024R、1024G、1024B都被用作阳极装置，但是也可以都被用作阴极。另外，在采用如图10所示那样的具有顶部发射结构的发光装置的情况下，第一电极优选为反射电极。EL层1028具有能够获得蓝色发光的元件结构。

在采用图10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、绿色的颜色转换层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、绿色的颜色转换层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，也可以含有一个发光层。例如，也可以采用如下结构：组合EL层与上述串联型发光器件，在一个发光器件中，设置有多个EL层，电荷产生层夹在多个EL层间，每个EL层都包括一个或多个发光层。

在具有顶部发射结构的发光装置中，可以优选地适用微腔结构。将反射电极用作阳极且将半透射·半反射电极用作阴极，由此可以得到具有微腔结构的发光器件。具有微腔结构的发光器件在反射电极与半透射·半反射电极之间至少含有EL层，并且至少含有用作发光区域的发光层。

注意，反射电极是其可见光反射率为40％至100％，优选为70％至100％，并且其电阻率为1×10^-2Ωcm以下的膜。另外，半透射·半反射电极是其可见光反射率为20％至80％，优选为40％至70％，并且其电阻率为1×10^-2Ωcm以下的膜。

从EL层所包含的发光层射出的光被反射电极和半透射·半反射电极反射，并且谐振。

在该发光器件中，通过改变透明导电膜、上述复合材料或载流子传输材料等的厚度而可以改变反射电极与半透射·半反射电极之间的光程。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。

注意，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。

另外，在上述结构中，EL层可以含有多个发光层，也可以含有一个发光层。例如，也可以采用如下结构：组合该EL层与上述串联型发光器件，在一个发光器件中，设置有多个EL层，电荷产生层夹在多个EL层间，每个EL层都包括一个或多个发光层。

(实施方式3)

在本实施方式中，对各自包括实施方式1及实施方式2所示的发光器件的电子设备的例子进行说明。实施方式1及实施方式2所示的发光器件是寿命长且可靠性良好的发光器件。其结果是，本实施方式所记载的电子设备都可以包括可靠性良好的发光部。

作为采用上述发光器件的电子设备，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11A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，并且将实施方式1及实施方式2所示的发光器件排列为矩阵状而构成显示部7103。

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中的图像。另外，也可以采用在遥控操作机7110中设置用来显示从该遥控操作机7110输出的数据的显示部7107的结构。

另外，电视装置采用具备接收机、调制解调器等的结构。可以通过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)的数据通信。

图11B1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。另外，该计算机通过将实施方式1及实施方式2所示的发光器件排列为矩阵状并用于显示部7203而制造。图11B1中的计算机也可以具有如图11B2所示的结构。图11B2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触摸显示在第二显示部7210上的输入用显示，能够进行输入操作。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，所以可以防止当将计算机收纳或搬运时发生问题如屏面受伤、破坏等。

图11C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。另外，移动电话机包括将实施方式1及实施方式2所示的发光器件排列为矩阵状而制造的显示部7402。

在用指头等触摸图11C所示的便携式终端的显示部7402时，可以对便携式终端输入数据。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或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(便携式终端配置为纵向还是横向)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。此外，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。当该信号为文字数据时，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。

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及实施方式2所示的结构适当地组合。

如上所述，具备实施方式1及实施方式2所示的发光器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。通过使用实施方式1及实施方式2所示的发光器件，可以得到可靠性高的电子设备。

图12A为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，可以通过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，在扫地机器人5100通过图像分析检测可能会绕在刷子5103上的物体(布线等)的情况下，可以停止刷子5103的旋转。

显示器5101可以在显示电池的剩余电量和所吸引的垃圾的量等。显示器5101也可以显示扫地机器人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。便携式电子设备5140可以显示照相机5102所拍摄的图像。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5140确认显示器5101的显示内容。

可以将本发明的一个实施方式的发光装置用于显示器5101。

图12B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。另外，显示器2105可以是可拆卸的信息终端，在将该信息终端设置在机器人2100的所定位置时，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都具有对机器人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认知周围环境而安全地移动。可以将本发明的一个实施方式的发光装置用于显示器2105。

图12C示出护目镜型显示器的一个例子。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、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实施方式的发光装置用于显示部5001及显示部5002。

还可以将实施方式1及实施方式2所示的发光器件用于汽车的挡风玻璃或汽车的仪表盘上。图13示出将实施方式1及实施方式2所示的发光器件用于汽车的挡风玻璃或汽车的仪表盘的一个方式。显示区域5200至显示区域5203都包括实施方式1及实施方式2所示的发光器件。

显示区域5200和显示区域5201都是设置在汽车的挡风玻璃上的安装有实施方式1及实施方式2所示的发光器件的显示装置。通过使用具有透光性的电极制造阳极和阴极，实施方式1及实施方式2所示的发光器件可以为能看到对面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包含氧化物半导体的晶体管等。

在显示区域5202中设置在立柱部分的安装有实施方式1及实施方式2所示的发光器件的显示装置。通过在显示区域5202上显示设置在车厢上的成像单元所拍摄的图像，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通过显示设置在汽车外侧的成像单元所拍摄的图像，能够补充被车厢遮挡的视界。因此，可以补充死角，而提高安全性。通过显示图像以补充驾驶者不看到的部分，驾驶者更自然且简单地确认安全。

显示区域5203还可以通过显示导航数据、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14A和图14B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14A示出展开状态的便携式信息终端5150。图14B示出折叠状态的便携式信息终端。尽管便携式信息终端5150具有大的显示区域5152，但是通过折叠便携式信息终端5150变小而具有优异的便携性。

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，在折叠显示区域时，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也可以为安装有触摸传感器(输入装置)的触摸面板(输入/输出装置)。可以将本发明的一个实施方式的发光装置用于显示区域5152。

此外，图15A至图15C示出能够折叠的便携式信息终端9310。图15A示出展开状态的便携式信息终端9310。图15B示出展开中途或折叠中途的便携式信息终端9310。图15C示出折叠状态的便携式信息终端9310。便携式信息终端9310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)的触摸面板(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实施方式的发光装置用于显示面板9311。

<参考例>

在本参考例中，对在各实施例中使用的有机化合物的HOMO能级、LUMO能级以及电子迁移率的算出方法进行说明。

HOMO能级及LUMO能级可以根据循环伏安法(CV)测定算出。

作为测定装置，使用电化学分析仪(BAS株式会社(BAS Inc.)制造的ALS型号600A或600C)。以如下方法调制用于CV测定的溶液：作为溶剂，使用脱水二甲基甲酰胺(DMF，株式会社Sigma-Aldrich制造，99.8％，目录号码：22705-6)，使作为支持电解质的高氯酸四正丁铵(n-Bu₄NClO₄)(东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.，Ltd.)制造，目录号码：T0836)以100mmol/L的浓度溶解，且使测定对象以2mmol/L的浓度溶解而调制。另外，作为工作电极使用铂电极(BAS株式会社制造，PTE铂电极)，作为辅助电极使用铂电极(BAS株式会社制造，VC-3用Pt对电极(5cm))，作为参比电极使用Ag/Ag⁺电极(BAS株式会社制造，RE7非水溶剂型参比电极)。注意，在室温下(20℃至25℃)进行测量。将CV测定时的扫描速度统一为0.1V/sec，测量出相对于参比电极的氧化电位Ea[V]及还原电位Ec[V]。电位Ea为氧化-还原波之间的中间电位，Ec为还原-氧化波之间的中间电位。在此，已知在本参考例中使用的参比电极的相对于真空能级的势能为-4.94[eV]，因此可以利用如下算式求得HOMO能级及LUMO能级，即HOMO能级[eV]＝-4.94-Ea、LUMO能级[eV]＝-4.94-Ec。

电子迁移率可以通过阻抗谱(IS)法测定。

作为EL材料的载流子迁移率的测定方法，已知有飞行时间(TOF)法或利用从空间电荷限制电流(SCLC)的I-V特性的方法等。TOF法与实际上的有机EL元件相比需要膜厚度更厚的样品。SCLC法具有不能得到载流子迁移率的电场强度依赖性等的缺点。在IS法中，由于测定所需要的有机膜的厚度薄(几百nm左右)，所以可以使用较少量的EL材料形成膜，可以在采用近于实际上的EL元件的膜厚度的情况下测定迁移率。在上述方法中，也可以得到载流子迁移率的电场强度依赖性。

在IS法中，对EL元件施加微小正弦波电压信号(V＝V₀[exp(jωt)])，从其响应电流信号的电流振幅与输入信号的相位差求出EL元件的阻抗(Z＝V/I)。通过从高频电压变化到低频电压而将其施加到EL元件，可以使具有有助于阻抗的各种弛豫时间的成分分离并进行测定。

这里，阻抗的倒数的导纳Y(＝1/Z)如下述算式(1)那样可以由导电G及电纳B表示。

[算式1]

再者，通过单一电荷注入(single injection)模型，可以算出下述算式(2)及(3)。这里，算式(4)中的g为微分电导。注意，在算式中，C表示静电电容，θ表示渡越角(ωt)，ω表示角频率。t表示渡越时间。作为分析使用电流方程、泊松方程、电流连续方程，并忽略扩散电流及陷阱态的存在。

[算式2]

从静电电容的频率特性算出迁移率的方法为-ΔB法。此外，从导电的频率特性算出迁移率的方法为ωΔG法。

实际上，首先，使用想要算出电子迁移率的材料制造仅电子元件。仅电子元件是以作为载流子只流过电子的方式设计的元件。在本说明书中，对从静电电容的频率特性算出迁移率的方法(-ΔB法)进行说明。图16示出用于测定的仅电子元件的示意图。

这次为了用于测定制造的仅电子元件如图16所示那样在第一电极1201与第二电极1202之间包括第一层1210、第二层1211及第三层1212。将要求出其电子迁移率的材料用作第二层1211的材料。这次以通过2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)与Liq为1：1(重量比)的共蒸镀来形成的膜的电子迁移率的测定为例进行说明。具体的结构例如下表所示。

[表1]

图17示出了使用通过ZADN及Liq的共蒸镀来形成的膜作为第二层1211的仅电子元件的电流密度-电压特性。

阻抗测定在5.0V至9.0V的范围内施加直流电压的同时在交流电压为70mV、频率为1Hz至3MHz的条件下进行测定。在此，从所得到的阻抗的倒数的导纳(上述(1)算式)算出电容。图18示出施加电压为7.0V时算出的电容C的频率特性。

由于由微小电压信号注入的载流子所产生的空间电荷不能完全跟上微小交流电压，电容C的频率特性是从电流产生相位差得到的。这里，膜中所注入的载流子的走行时间被该载流子到达对置电极为止的时间T定义，由以下算式(5)表示。

[算式3]

负电纳变化(-ΔB)对应于静电电容变化-ΔC乘以角频率ω的值(-ωΔC)。由算式(3)导出最低频率一侧的峰频率f’_max(＝ω_max/2π)与走行时间T之间满足以下算式(6)的关系。

[算式4]

图19示出从上述测定算出的-ΔB(即直流电压为7.0V时的-ΔB)-Δ的频率特性。在图19中以箭头示出最低频率一侧的峰频率f’_max。

由于从由上述测定及分析得到的f’_max求出走行时间T(参照上述算式(6))，所以在本例子中可以从上述算式(5)求出这里的直流电压为7.0V时的电子迁移率。通过在直流电压为5.0V至9.0V范围内进行同样的测定，可以算出各电压(电场强度)的电子迁移率，因此也可以测定迁移率的电场强度依赖性。

图20示出通过上述算出法获得的各有机化合物的电子迁移率的最终电场强度依赖性，表10示出从附图读出的电场强度[V/cm]的平方根为600[V/cm]^1/2时的电子迁移率的值。

[表2]

如上所述可以算出电子迁移率。注意，关于详细的测定方法，参照如下参考文献：T.Okachi等人的“Japanese Journal of Applied Physics”Vol.47，No.12，pp.8965-8972，2008。

(实施方式4)

<半导体装置的结构例>

参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图23是示出能够用作头戴显示器(HMD)的半导体装置400的外观的透视图。

半导体装置400包括显示模块401(显示模块401R及显示模块401L)、显示控制部402、电源部403、操作部404、扬声器405、外部输入输出端子406、固定带407及透镜408。

显示模块401根据显示控制部402供给的信号进行显示。显示控制部402包括中央处理器(CPU)及图形处理器(GPU)等运算电路进行从外部供给的图像信号的处理。电源部403进行用于驱动半导体装置400的电源电压的生成及供给。操作部404在使用者进行半导体装置400的操作时使用。扬声器405根据通过外部输入输出端子406从外部供给的音声信号进行工作。从外部供给的图像信号及音声信号等各种信号输入到外部输入输出端子406或者从外部输入输出端子406输出。固定带407用来将半导体装置400固定到使用者的头部。透镜408用来对显示模块401进行放大观看。

使用者透过透镜观看显示模块401。由于使用者观看到被放大的显示模块401的图像，所以可以获得高度的沉浸感。

<显示模块的结构例>

为了放大观看显示模块401上的图像，用于显示模块401的显示面板优选具有高清晰度。图24A和图24B示出显示模块401的透视图。

图24A所示的显示模块401包括显示装置411及柔性印刷电路(FPC)412。显示装置411可以使用本发明的一个实施方式的发光装置。

显示模块401包括衬底421、衬底422。显示模块401包括显示部431。

图24B是示意性地示出衬底421侧的结构的透视图。显示部431在衬底421上依次层叠有电路部441、像素电路部442及像素部443。另外，在显示部431的外侧，衬底421上设置有用来与FPC412连接的端子部444。端子部444通过由多个布线构成的布线部445与电路部441电连接。

像素部443包括以矩阵状排列的多个像素443a。图24B的右侧示出一个像素443a的放大图。像素443a包括红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)及白色(W)四种颜色的子像素。注意，虽然在本实施方式中示出像素443a具有四种颜色的子像素的结构，但是像素443a的结构不局限于此。例如，像素443a也可以包括红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)三种颜色的子像素。

像素电路部442包括以矩阵状排列的多个像素电路442a。一个像素电路442a是控制一个像素443a所包括的四个子像素的发光的电路。一个像素电路442a可以包括各自控制一个子像素的发光的四个电路构成。例如，像素电路442a可以采用对于一个子像素至少具有一个选择晶体管、一个电流控制用晶体管(驱动晶体管)和电容器的结构。此时，选择晶体管的栅极被输入栅极信号，源极和漏极中的一方被输入源极信号。通过采用上述结构，可以实现有源矩阵型显示装置。

电路部441包括用于驱动像素电路部442的各像素电路442a的电路。例如，优选具有栅极驱动器和源极驱动器中的一者或两者。另外，还可以具有运算电路、存储电路、电源电路等。

FPC412用作从外部向电路部441供给视频信号或电源电位的布线。另外，也可以在FPC412上安装IC。

显示模块401可以采用在像素部443的下侧层叠有像素电路部442、电路部441等的结构，所以可以使显示部431具有极高的开口率(有效显示面积比)。例如，显示部431的开口率可以为40％以上且低于100％，优选为50％以上且95％以下，更优选为60％以上且95％以下。另外，能够极高密度地配置像素443a，由此可以使显示部431具有极高的清晰度。例如，优选的是，显示部431以2000ppi以上、优选为3000ppi以上、更优选为5000ppi以上、进一步优选为6000ppi以上且20000ppi以下或30000ppi以下的清晰度配置像素443a。

高清晰的显示模块401适合用于能够用于图23所示的HMD等虚拟现实(VR)用设备或眼镜型增强现实(AR)用设备的半导体装置400。即便将高清晰的显示模块401用于通过透镜观看显示部的设备，通过透镜被放大的显示部的像素也不容易被使用者看到，由此可以进行具有高度沉浸感的显示。另外，显示模块401还可以适用于具有相对较小型的显示部的电子设备。例如，显示模块401适合用于智能手表等可穿戴式电子设备的显示部中。

<晶体管的结构例>

在高清晰的显示模块401中，优选将能够进行微型加工的晶体管用作像素电路部442等的晶体管。图25A和图25B示出能够用于显示装置411的晶体管的截面图。

图25A是能够用于显示装置411的晶体管500的沟道长度方向上的截面图，图25B是晶体管500的沟道宽度方向上的截面图。

如图25A和图25B所示，晶体管500包括：绝缘体512；设置在绝缘体512上的绝缘体514及绝缘体516；嵌入在绝缘体514及绝缘体516中的导电体503；绝缘体516及导电体503上的绝缘体520；绝缘体520上的绝缘体522；绝缘体522上的绝缘体524；绝缘体524上的氧化物530a；氧化物530a上的氧化物530b；氧化物530b上且彼此隔开的导电体542a及导电体542b；导电体542a及导电体542b上且形成有导电体542a和导电体542b之间的开口的绝缘体580；开口的底面及侧面上的氧化物530c；与氧化物530c接触的绝缘体550；以及与绝缘体550接触的导电体560。

另外，如图25A和图25B所示，优选将绝缘体544设置在绝缘体580与氧化物530a、氧化物530b、导电体542a及导电体542b之间。此外，如图25A和图25B所示，导电体560优选包括设置在绝缘体550的内侧的导电体560a及嵌入在导电体560a的内侧的导电体560b。此外，如图25A和图25B所示，优选在绝缘体580、导电体560及绝缘体550上配置有绝缘体574。

注意，下面有时将氧化物530a、氧化物530b及氧化物530c总称为氧化物530。

晶体管500具有在形成沟道的区域及其附近层叠有氧化物530a、氧化物530b及氧化物530c的结构，但是本发明不局限于此。例如，晶体管500可以设置氧化物530b的单层、氧化物530b与氧化物530a或氧化物530c的两层结构或者四层以上的叠层结构。另外，在晶体管500中，导电体560具有两层结构，但是本发明不局限于此。例如，导电体560也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。注意，图25A和图25B所示的晶体管500的结构只是一个例子而不局限于上述结构，可以根据电路结构或驱动方法使用适当的晶体管。

在此，导电体560被用作晶体管500的栅电极，导电体542a及导电体542b被用作源电极或漏电极。如上所述，导电体560填埋于绝缘体580的开口中及夹在导电体542a与导电体542b之间的区域。导电体560、导电体542a及导电体542b相对于绝缘体580的开口的配置是自对准地被选择。换言之，在晶体管500中，可以在源电极与漏电极之间自对准地配置栅电极。由此，可以在不设置用于对准的余地的方式形成导电体560，所以可以实现晶体管500的占有面积的缩小。由此，可以实现半导体装置的微型化及高集成化。

再者，导电体560自对准地形成在导电体542a与导电体542b之间的区域，所以导电体560不包括与导电体542a及导电体542b重叠的区域。由此，可以降低形成在导电体560与导电体542a及导电体542b之间的寄生电容。因此，可以提高晶体管500的开关速度，从而晶体管500可以具有高频率特性。

导电体560有时被用作第一栅(也称为顶栅极)电极。导电体503有时被用作第二栅(也称为底栅极)电极。在此情况下，通过独立地改变供应到导电体503的电位而不使其与供应到导电体560的电位联动，可以控制晶体管500的阈值电压。尤其是，通过对导电体503供应负电位，可以使晶体管500的阈值电压大于0V且可以减小关态电流。因此，与不对导电体503施加负电位时相比，在对导电体503施加负电位的情况下，可以减小对导电体560供应的电位为0V时的漏极电流。

导电体503以与氧化物530及导电体560具有重叠的区域的方式配置。由此，在对导电体560及导电体503供应电位的情况下，从导电体560产生的电场和从导电体503产生的电场连接，可以覆盖形成在氧化物530中的沟道形成区域。在本说明书等中，将由第一栅电极的电场和第二栅电极的电场电围绕沟道形成区域的晶体管的结构称为surroundedchannel(s-channel：围绕沟道)结构。

另外，在导电体503中，以与绝缘体514及绝缘体516的开口的内壁接触的方式形成有导电体503a，导电体503a内侧形成有导电体503b。另外，在晶体管500中，层叠有导电体503a与导电体503b，但是本发明不局限于此。例如，导电体503可以具有单层结构，也可以具有三层以上的叠层结构。

在此，导电体503a优选使用具有抑制氢原子、氢分子、水分子、铜原子等杂质的扩散的功能，即不容易使上述杂质透过的功能的导电材料形成。另外，导电体503a优选使用具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等中的至少一个)的扩散的功能，即不容易使上述氧透过的功能的导电材料形成。在本说明书等中，“抑制杂质或氧的扩散的功能”是指抑制上述杂质和上述氧中的任一个或全部的扩散的功能。

例如，通过使导电体503a具有抑制氧的扩散的功能，可以抑制因导电体503b氧化而导致导电率的下降。

另外，在导电体503具有布线的功能的情况下，导电体503b优选使用以钨、铜或铝为主要成分的导电性高的导电材料形成。在该情况下，不需要必须设置导电体503a。在附图中，导电体503b具有单层结构，但是也可以具有叠层结构，例如，可以采用钛或氮化钛和上述任何导电材料的叠层结构。

绝缘体520、绝缘体522及绝缘体524被用作第二栅极绝缘膜。

在此，作为与氧化物530接触的绝缘体524优选使用包含超过化学计量组成的氧的绝缘体。换言之，优选在绝缘体524中形成有过剩氧区域。通过以与氧化物530接触的方式设置上述包含过剩氧的绝缘体，可以减少氧化物530中的氧空位，从而可以提高晶体管500的可靠性。

具体而言，作为具有过剩氧区域的绝缘体，优选使用通过加热使一部分的氧脱离的氧化物材料。通过加热使氧脱离的氧化物是指在TDS分析中换算为氧原子的氧的脱离量为1.0×10¹⁸atoms/cm³以上，优选为1.0×10¹⁹atoms/cm³以上，进一步优选为2.0×10¹⁹atoms/cm³以上，或者3.0×10²⁰atoms/cm³以上的氧化物膜。另外，在上述TDS分析中，膜的表面温度优选为100℃以上且700℃以下，或者100℃以上且400℃以下。

另外，也可以将具有上述过剩氧区域的绝缘体与氧化物530彼此接触而进行加热处理、微波处理和RF处理中的一个或多个处理。通过进行该处理，可以去除氧化物530中的水或氢。例如，在氧化物530中，发生VoH的键合切断的反应，换言之，发生“VoH→Vo+H”的反应而可以实现脱氢化。在此产生的氢的一部分有时与氧键合而作为H₂O从氧化物530或氧化物530附近的绝缘体被去除。另外，氢的一部分有时向导电体542扩散或被导电体542吸杂。

另外，上述微波处理例如优选使用具有产生高密度等离子体的功率的装置或对衬底一侧施加RF的功率的装置。例如，通过使用包含氧的气体且使用高密度等离子体，可以产生高密度的氧自由基。通过对衬底一侧施加RF，可以将由高密度等离子体产生的氧自由基有效地导入到氧化物530或氧化物530附近的绝缘体中。另外，在上述微波处理中，压力为133Pa以上，优选为200Pa以上，更优选为400Pa以上即可。另外，作为向进行微波处理的装置内导入的气体例如使用氧及氩，并且该微波处理在氧流量比(O₂/(O₂+Ar))为50％以下，优选为10％以上且30％以下的条件下进行。

另外，在晶体管500的制造工序中，优选以氧化物530的表面露出的状态进行加热处理。该加热处理例如优选以100℃以上且450℃以下，更优选以350℃以上且400℃以下进行。加热处理在氮气体或惰性气体气氛或者包含10ppm以上、1％以上或10％以上的氧化性气体的气氛下进行。例如，加热处理优选在氧气氛下进行。通过上述步骤，可以对氧化物530供应氧而可以减少氧空位(Vo)。另外，加热处理也可以在减压状态下进行。或者，加热处理也可以在氮气体或惰性气体气氛下进行加热处理，然后为了填补脱离了的氧在包含10ppm以上、1％以上或10％以上的氧化性气体的气氛下进行加热处理。或者，也可以在包含10ppm以上、1％以上或10％以上的氧化性气体的气氛下进行加热处理之后，在氮气体气氛或惰性气体气氛下连续进行加热处理。

另外，通过对氧化物530进行加氧化处理，可以将氧化物530中的氧空位由所供应的氧填补，换言之，可以促进“Vo+O→null”的反应。再者，残留在氧化物530中的氢与供应至氧化物530中的氧起反应，可以将该氢作为H₂O去除(进行脱氢化)。由此，可以抑制残留在氧化物530中的氢与氧空位复合而形成VoH。

当绝缘体524具有过剩氧区域时，绝缘体522优选具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等)的扩散的功能。换言之，优选上述氧不容易透过绝缘体522。

当绝缘体522具有抑制氧或杂质的扩散的功能时，氧化物530所包含的氧不扩散到绝缘体520一侧，所以是优选的。另外，可以抑制导电体503与绝缘体524或氧化物530中的氧起反应。

作为绝缘体522，例如优选具有使用包含氧化铝、氧化铪、含有铝及铪的氧化物(铝酸铪)、氧化钽、氧化锆、锆钛酸铅(PZT)、钛酸锶(SrTiO₃)或(Ba，Sr)TiO₃(BST)等所谓的high-k材料的绝缘体的单层或叠层。当进行晶体管的微型化及高集成化时，由于栅极绝缘膜的薄膜化，有时发生泄漏电流等问题。在作为被用作栅极绝缘膜的绝缘体使用high-k材料时，可以在保持栅极绝缘膜的物理厚度的同时降低晶体管工作时的栅极电位。

尤其是，优选使用作为具有抑制杂质及氧等的扩散的功能的绝缘材料，即不容易使上述氧透过的绝缘材料的包含铝和铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体。作为包含铝和铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体，优选使用氧化铝、氧化铪、包含铝及铪的氧化物(铝酸铪)等。当使用这种材料形成绝缘体522时，绝缘体522被用作抑制氧从氧化物530释放或氢等杂质从晶体管500的周围部进入氧化物530的层。

或者，例如也可以对上述绝缘体添加氧化铝、氧化铋、氧化锗、氧化铌、氧化硅、氧化钛、氧化钨、氧化钇、氧化锆。此外，也可以对上述绝缘体进行氮化处理。还可以在上述绝缘体上层叠氧化硅、氧氮化硅或氮化硅。

绝缘体520优选具有热稳定性。例如，因为氧化硅及氧氮化硅具有热稳定性，所以是优选的。另外，通过high-k材料的绝缘体与氧化硅或氧氮化硅组合，可以形成具有热稳定性且介电常数高的叠层结构的绝缘体520。

在图25A及图25B的晶体管500中，作为具有三层叠层结构的第二栅极绝缘膜使用绝缘体520、绝缘体522及绝缘体524，但是第二栅极绝缘膜也可以具有单层结构、两层结构或四层以上的叠层结构。此时，叠层结构不局限于使用相同材料构成，也可以使用不同材料构成。

在晶体管500中，优选将被用作氧化物半导体的金属氧化物用作包含沟道形成区域的氧化物530。例如，作为氧化物530使用In-M-Zn氧化物(元素M为选自铝、镓、钇、铜、钒、铍、硼、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种)等金属氧化物。尤其是，能够用作氧化物530的In-M-Zn氧化物优选为c轴取向结晶氧化物半导体(CAAC-OS)或Cloud-Aligned Composite Oxide Semiconductor(CAC-OS)。此外，作为氧化物530，也可以使用In-Ga氧化物、In-Zn氧化物。将在后面说明CAAC-OS及CAC-OS。在想提高晶体管500的通态电流时作为氧化物530优选使用In-Zn氧化物。在作为氧化物530使用In-Zn氧化物时，例如可以采用如下结构：氧化物530a使用In-Zn氧化物且氧化物530b及氧化物530c使用In-M-Zn氧化物的叠层结构；或者氧化物530a使用In-M-Zn氧化物且氧化物530b和氧化物530c中的一个使用In-Zn氧化物的叠层结构等。

另外，作为晶体管500优选使用载流子密度低的金属氧化物。为了降低金属氧化物的载流子浓度，降低金属氧化物中的杂质浓度而降低缺陷态密度即可。在本说明书等中，将杂质浓度低且缺陷态密度低的状态称为“高纯度本征”或“实质上高纯度本征”。作为金属氧化物中的杂质例如有氢、氮、碱金属、碱土金属、铁、镍、硅等。

尤其是，包含在金属氧化物中的氢与键合于金属原子的氧起反应生成水，因此有时在金属氧化物中形成氧空位。另外，在氢进入氧化物530的氧空位时，有时氧空位与氢键合而形成VoH。VoH有时被用作供体且生成作为载流子的电子。另外，有时由于氢的一部分键合于与金属原子起反应的氧，产生作为载流子的电子。因此，使用包含较多的氢的金属氧化物的晶体管容易具有常开启特性。另外，金属氧化物中的氢受热、电场等的作用容易移动，所以在金属氧化物包含较多的氢时，晶体管的可靠性有可能降低。在本发明的一个实施方式中，优选尽量降低氧化物530中的VoH而成为高纯度本征或实质上高纯度本征。为了获得如此那样的VoH十分降低的金属氧化物，重要的是：去除金属氧化物中的水分、氢等杂质(有时记为脱水、脱氢化处理)；以及对金属氧化物供应氧而填补氧空位(有时记为加氧化处理)。在将VoH等杂质十分降低的金属氧化物用于晶体管的沟道形成区域时，可以赋予稳定电特性。

氢进入氧空位的缺陷会用作金属氧化物的供体。然而，难以定量地评价该缺陷。于是，在金属氧化物中，不是使用供体浓度而是使用载流子浓度评价该缺陷。因此，在本说明书等中，作为金属氧化物的参数，有时不是使用供体浓度而是使用不施加电场的状态下的载流子浓度。换言之，本说明书等所记载的“载流子浓度”有时可以换称为“供体浓度”。

因此，在将金属氧化物用于氧化物530时，优选尽量减少金属氧化物中的氢。具体而言，利用二次离子质谱(SIMS)测得的金属氧化物中的氢浓度低于1×10²⁰atoms/cm³，优选低于1×10¹⁹atoms/cm³，更优选低于5×10¹⁸atoms/cm³，进一步优选低于1×10¹⁸atoms/cm³。在将氢等杂质被充分降低的金属氧化物用于晶体管的沟道形成区域时，可以使晶体管具有稳定的电特性。

另外，在作为氧化物530使用金属氧化物时，沟道形成区域的金属氧化物的载流子密度优选为1×10¹⁸cm^-3以下，更优选小于1×10¹⁷cm^-3，进一步优选小于1×10¹⁶cm^-3，更进一步优选小于1×10¹³cm^-3，还进一步优选小于1×10¹²cm^-3。注意，对沟道形成区域的金属氧化物的载流子浓度的下限值没有特别的限制，例如可以设定为1×10^-9cm^-3。

另外，在作为氧化物530使用金属氧化物时，在导电体542(导电体542a及导电体542b)与氧化物530接触时，有时氧化物530中的氧扩散到导电体542而导电体542被氧化。在导电体542被氧化时，导电体542的导电率下降的可能性高。另外，也可以将“氧从氧化物530向导电体542扩散”称为“导电体542吸收氧化物530中的氧”。

另外，在氧化物530中的氧扩散到导电体542(导电体542a及导电体542b)时，有时在导电体542a与氧化物530b间及导电体542b与氧化物530b间形成有层。该层所包含的氧比导电体542多，由此可以推断该层具有绝缘性。此时，导电体542、该层与氧化物530b的三层结构可以视为由金属、绝缘体与半导体构成的三层结构，有时称为金属-绝缘体-金属(MIS)结构或者以MIS结构为主要部分的二极管接合结构。

注意，上述层不局限于形成在导电体542与氧化物530b间，例如，有时该层形成在导电体542与氧化物530c间。或者，该层有时形成在导电体542与氧化物530b间及导电体542与氧化物530c间。

另外，在氧化物530中被用作沟道形成区域的金属氧化物具有2eV以上，优选为2.5eV以上的带隙。如此，通过使用带隙较宽的金属氧化物，可以减小晶体管的关态电流。

在氧化物530中，当在氧化物530b之下设置有氧化物530a时，可以防止杂质从形成在氧化物530a下的构成要素扩散到氧化物530b。当在氧化物530b之上设置有氧化物530c时，可以防止杂质从形成在氧化物530c的上方的结构物扩散到氧化物530b。

另外，氧化物530优选具有各金属原子的原子个数比互不相同的多个氧化物层的叠层结构。具体而言，用作氧化物530a的金属氧化物中的相对于构成元素的元素M的原子个数比优选大于用于氧化物530b的金属氧化物的构成元素中的元素M的原子个数比。另外，用作氧化物530a的金属氧化物中的相对于In的元素M的原子个数比优选大于用作氧化物530b的金属氧化物中的相对于In的元素M的原子个数比。另外，用作氧化物530b的金属氧化物中的相对于元素M的In的原子个数比优选大于用作氧化物530a的金属氧化物中的相对于元素M的In的原子个数比。另外，氧化物530c可以使用可用于氧化物530a或氧化物530b的金属氧化物形成。

具体而言，氧化物530a使用In：Ga：Zn＝1：3：4[原子个数比]或In：Ga：Zn＝1：1：0.5[原子个数比]的金属氧化物。此外，氧化物530b使用In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]或In：Ga：Zn＝1：1：1[原子个数比]的金属氧化物。另外，氧化物530c使用In：Ga：Zn＝1：3：4[原子个数比]、Ga：Zn＝2：1[原子个数比]或Ga：Zn＝2：5[原子个数比]的金属氧化物。作为氧化物530c具有叠层结构的情况下的具体例子，可以举出In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]和In：Ga：Zn＝1：3：4[原子个数比]的金属氧化物的叠层结构、Ga：Zn＝2：1的金属氧化物[原子个数比]和In：Ga：Zn＝4：2：3的金属氧化物[原子个数比]的叠层结构、Ga：Zn＝2：5的金属氧化物[原子个数比]和In：Ga：Zn＝4：2：3的金属氧化物[原子个数比]的叠层结构、氧化镓和In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]的金属氧化物的叠层结构等。

优选的是，使氧化物530a及氧化物530c的每一个的导带底的能量高于氧化物530b的导带底的能量。换言之，氧化物530a及氧化物530c的每一个的电子亲和势优选小于氧化物530b的电子亲和势。

在此，在氧化物530a、氧化物530b及氧化物530c的各接合部中，导带底的能级平缓地变化。换言之，氧化物530a、氧化物530b及氧化物530c的各接合部的导带底的能级连续地变化或者连续地接合。为了使能级平缓地变化，优选降低形成在氧化物530a与氧化物530b的界面以及氧化物530b与氧化物530c的界面的混合层的缺陷态密度。

具体而言，在氧化物530a与氧化物530b或者氧化物530b与氧化物530c除了氧之外还包含共同元素(为主要成分)时，可以形成缺陷态密度低的混合层。例如，在氧化物530b为In-Ga-Zn氧化物的情况下，作为氧化物530a及氧化物530c都优选使用In-Ga-Zn氧化物、Ga-Zn氧化物及氧化镓等。

此时，氧化物530b被用作载流子的主要路径。在氧化物530a及氧化物530c具有上述结构时，可以降低氧化物530a与氧化物530b的界面及氧化物530b与氧化物530c的界面的缺陷态密度。因此，界面散射对载流子传导的影响减少，晶体管500可以具有高通态电流。

注意，能够用于氧化物530的半导体材料不局限于上述金属氧化物。氧化物530也可以使用具有带隙的半导体材料(不是零带隙半导体的半导体材料)。例如，优选将硅等单个元素的半导体、砷化镓等化合物半导体、层状物质(也称为原子层物质、二维材料等)等用于半导体材料。特别是，优选将具有半导体特性的层状物质用作半导体材料。

在本说明书等中，层状物质是具有层状结晶结构的材料群的总称。在层状结晶结构中，由共价键或离子键形成的层通过如范德华力那样的比共价键或离子键弱的键合层叠的结构。层状物质在每单位层中具有高导电性，即，具有高二维导电性。在将被用作半导体并具有高二维导电性的材料用于沟道形成区域时，可以提供通态电流大的晶体管。

作为层状物质，有石墨烯、硅烯、硫族化物等。硫族化物是包含硫族元素的化合物。此外，硫族元素是属于第十六族的元素的总称，其中包括氧、硫、硒、碲、钋、鉝。另外，作为硫族化物，可以举出过渡金属硫族化物、第13族元件的硫族化物等。

作为氧化物530，例如优选使用被用作半导体的过渡金属硫族化物。作为能够被用于氧化物530的过渡金属硫族化物，具体地可以举出硫化钼(典型的是MoS₂)、硒化钼(典型的是MoSe₂)、碲化钼(典型的是MoTe₂)、硫化钨(WS₂)、硒化钨(典型的是WSe₂)、碲化钨(典型的是WTe₂)、硫化铪(HfS₂)、硒化铪(HfSe₂)、硫化锆(ZrS₂)、硒化锆(ZrSe₂)等。

在氧化物530b上设置有被用作源电极及漏电极的导电体542a及导电体542b。作为导电体542a及导电体542b，优选使用选自铝、铬、铜、银、金、铂、钽、镍、钛、钼、钨、铪、钒、铌、锰、镁、锆、铍、铟、钌、铱、锶和镧中的金属元素、包含上述任意金属元素的合金或者组合上述金属元素的合金等。例如，优选使用氮化钽、氮化钛、钨、包含钛和铝的氮化物、包含钽和铝的氮化物、氧化钌、氮化钌、包含锶和钌的氧化物、包含镧和镍的氧化物等。另外，氮化钽、氮化钛、包含钛和铝的氮化物、包含钽和铝的氮化物、氧化钌、氮化钌、包含锶和钌的氧化物、包含镧和镍的氧化物是不容易氧化的导电材料或者吸收氧也维持导电性的材料，所以是优选的。再者，氮化钽膜等金属氮化物膜对氢或氧具有阻挡性，所以是优选的。

此外，虽然在图25A和图25B中示出单层结构的导电体542a及导电体542b，但是也可以采用两层以上的叠层结构。例如，优选层叠氮化钽膜及钨膜。另外，也可以层叠钛膜及铝膜。另外，也可以采用在钨膜上层叠铝膜的两层结构、在铜-镁-铝合金膜上层叠铜膜的两层结构、在钛膜上层叠铜膜的两层结构、在钨膜上层叠铜膜的两层结构。

另外，也可以使用：依次层叠有钛膜或氮化钛膜、铝膜或铜膜与钛膜或氮化钛膜的三层结构、依次层叠有钼膜或氮化钼膜、铝膜或铜膜与钼膜或氮化钼膜的三层结构等。另外，也可以使用包含氧化铟、氧化锡或氧化锌的透明导电材料。

另外，如图25A所示，有时在氧化物530与导电体542a的界面及其附近以及在氧化物530与导电体542b的界面及其附近作为低电阻区域形成有区域543a及区域543b。此时，区域543a被用作源区域和漏区域中的一个，区域543b被用作源区域和漏区域中的另一个。此外，沟道形成区域形成在夹在区域543a和区域543b之间的区域中。

通过以与氧化物530接触的方式形成上述导电体542a及导电体542b，区域543a及区域543b的氧浓度有时降低。另外，在区域543a及区域543b中有时形成包括包含在导电体542a及导电体542b中的金属及氧化物530的成分的金属化合物层。在此情况下，区域543a及区域543b的每一个的载流子浓度增加，区域543a及区域543b都成为低电阻区域。

绝缘体544以覆盖导电体542a及导电体542b的方式设置，抑制导电体542a及导电体542b的氧化。此时，绝缘体544也可以以覆盖氧化物530的侧面且与绝缘体524接触的方式设置。

作为绝缘体544，可以使用包含选自铪、铝、镓、钇、锆、钨、钛、钽、镍、锗、钕、镧和镁等中的一种或两种以上的金属氧化物。另外，作为绝缘体544也可以使用氮氧化硅或氮化硅等。

尤其是，作为绝缘体544，优选使用作为包含铝和铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体的氧化铝、氧化铪或包含铝及铪的氧化物(铝酸铪)等。尤其是，铝酸铪的耐热性比氧化铪膜高而在后面的工序的热处理中不容易晶化。因此，使用铝酸铪是优选的。另外，在导电体542a及导电体542b是具有耐氧化性的材料或者吸收氧也其导电性不会显著降低的情况下，不需要必须设置绝缘体544。根据所需要的晶体管特性，适当地设计即可。

绝缘体544可以抑制绝缘体580所包含的水及氢等杂质经过氧化物530c、绝缘体550扩散到氧化物530b。此外，可以抑制绝缘体580所包含的过剩氧使导电体560氧化。

另外，绝缘体550被用作第一栅极绝缘膜。绝缘体550优选以与氧化物530c的内侧(上面及侧面)接触的方式设置。与上述绝缘体524同样，绝缘体550优选使用包含过量氧且通过加热释放氧的绝缘体形成。

具体而言，可以使用各自包含过剩氧的氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅、具有空孔的氧化硅。尤其是，氧化硅及氧氮化硅具有热稳定性，所以是优选的。

在作为绝缘体550以与氧化物530c的顶面接触的方式设置通过加热而释放氧的绝缘体时，可以有效地从绝缘体550通过氧化物530c对氧化物530b的沟道形成区域供应氧。此外，与绝缘体524同样，优选降低绝缘体550中的水或氢等杂质的浓度。绝缘体550的厚度优选为1nm以上且20nm以下。

另外，为了将绝缘体550所包含的过剩氧高效地供应到氧化物530，也可以在绝缘体550与导电体560之间设置金属氧化物。该金属氧化物优选能够抑制从绝缘体550到导电体560的氧扩散。通过设置能够抑制氧的扩散的金属氧化物，从绝缘体550到导电体560的过剩氧的扩散得到抑制。换言之，可以抑制供应到氧化物530的过剩氧的减少。另外，可以抑制因过剩氧导致的导电体560的氧化。该金属氧化物可以使用可用于绝缘体544的材料形成。

另外，与第二栅极绝缘膜同样，绝缘体550也可以具有叠层结构。当进行晶体管的微型化及高集成化时，由于栅极绝缘膜的薄膜化，有时发生泄漏电流等问题。由此，在使被用作栅极绝缘膜的绝缘体具有high-k材料与具有热稳定性的材料的叠层结构时，可以在保持物理厚度的同时降低晶体管工作时的栅极电位。此外，可以实现具有热稳定性及高介电常数的叠层结构。

在图25A及图25B中，被用作第一栅电极的导电体560具有两层结构，但是导电体560也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。

导电体560a优选使用具有抑制氢原子、氢分子、水分子、氮原子、氮分子、氧化氮分子(N₂O、NO、NO₂等)、铜原子等杂质的扩散的功能的导电材料形成。另外，导电体560a优选使用具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等中的至少一个)的扩散的功能的导电材料形成。在导电体560a具有抑制氧的扩散的功能时，可以抑制因绝缘体550所包含的氧导致导电体560b氧化而导电率下降。作为具有抑制氧的扩散的功能的导电材料，例如，优选使用钽、氮化钽、钌或氧化钌等。另外，导电体560a可以使用能够用于氧化物530的氧化物半导体形成。此时，在通过溅射法形成导电体560b时，可以降低导电体560a的电阻值而使其成为导电体。可以将该导电体称为氧化物导电体(OC)电极。

作为导电体560b，优选使用以钨、铜或铝为主要成分的导电材料。由于导电体560b还被用作布线，所以优选使用导电性高的导电体。导电体560b也可以具有叠层结构，例如，可以采用钛、氮化钛和上述任意导电材料的叠层结构。

绝缘体580优选隔着绝缘体544设置在导电体542a及导电体542b上。绝缘体580优选具有过剩氧区域。例如，绝缘体580优选包含氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅、具有空孔的氧化硅或树脂等。尤其是，氧化硅及氧氮化硅具有热稳定性，所以是优选的。尤其是，氧化硅和具有空孔的氧化硅容易在后面的工序中形成过剩氧区域，所以是优选的。

绝缘体580优选具有过剩氧区域。在以与氧化物530c接触的方式设置通过加热而释放氧的绝缘体580时，可以将绝缘体580中的氧通过氧化物530c高效地供应给氧化物530a及氧化物530b。另外，优选降低绝缘体580中的水或氢等杂质的浓度。

绝缘体580的开口以与导电体542a和导电体542b之间的区域重叠的方式形成。由此，导电体560填埋于绝缘体580的开口中及夹在导电体542a与导电体542b之间的区域。

在进行半导体装置的微型化时，需要缩短栅极长度，但是需要防止导电体560的导电性的下降。为此，在增大导电体560的厚度的情况下，导电体560有可能具有纵横比高的形状。在本实施方式中，由于将导电体560填埋于绝缘体580的开口，所以即使导电体560具有纵横比高的形状，也可以在工序中不发生导电体560的倒塌的情况下形成导电体560。

绝缘体574优选以与绝缘体580的顶面、导电体560的顶面及绝缘体550的顶面接触的方式设置。在通过溅射法形成绝缘体574时，可以在绝缘体550及绝缘体580中形成过剩氧区域。由此，可以将氧从该过剩氧区域供应到氧化物530中。

例如，作为绝缘体574，可以使用包含选自铪、铝、镓、钇、锆、钨、钛、钽、镍、锗和镁等中的一种或两种以上的金属氧化物。

尤其是，氧化铝具有高阻挡性，即使是0.5nm以上且3.0nm以下的较薄氧化铝膜，也可以抑制氢及氮的扩散。由此，通过利用溅射法形成的氧化铝可以在被用作氧供应源的同时还被用作氢等杂质的阻挡膜。

另外，优选在绝缘体574上设置被用作层间膜的绝缘体581。与绝缘体524等同样，优选降低绝缘体581中的水或氢等杂质的浓度。

另外，在形成于绝缘体581、绝缘体574、绝缘体580及绝缘体544中的开口配置导电体540a及导电体540b。导电体540a及导电体540b以隔着导电体560彼此对置的方式设置。

通过采用本结构，可以实现包括包含氧化物半导体的晶体管的半导体装置的微型化或高集成化。

<能够使用显示模块的电子设备的结构例>

接着，参照图26说明能够使用上述显示模块401的电子设备的例子。

显示模块401可以安装于TV装置(电视接收装置)7000、智能手表7010、智能手机7020、数码相机7030、眼镜型信息终端7040、笔记本型个人计算机(PC)7050、PC7060、游戏机7070等的显示部。

通过对TV装置7000、智能手表7010、智能手机7020、数码相机7030、眼镜型信息终端7040、笔记本型PC7050、PC7060、游戏机7070等的显示部使用显示模块401，可以显示高清晰的图像。使用者可以看到逼真的图像。

本实施方式可以与其他实施方式等所记载的任意结构适当地组合而实施。

[实施例]

本实施例中制造使用了本发明的一个实施方式的发光器件并对其可靠性测试结果进行说明。注意，本实施例的发光器件具有图2A所示的结构。

在本实施例中，作为使用了本发明的一个实施方式的发光器件，制造器件1、器件2、器件3、器件4这四个器件。四个器件都发射蓝光。

另外，在本实施例中，作为比较用发光器件使用器件11、器件12、器件13、器件14、器件15、器件16、器件17、器件18这八个器件。八个器件都发射蓝光。

图27示出为比较用发光器件的器件11及器件12的可靠性测试结果。在图27中，纵轴表示初期亮度为100％时的归一化亮度，横轴表示器件的驱动时间。

器件11及器件12的驱动使用相同应力条件。根据换算应力亮度＝初期亮度÷圆偏振片的透射率÷开口率的算式算出换算应力亮度。假定圆偏振片的透射率约为40％。器件11及器件12的每一个的开口率约为4.87％。器件11及器件12的每一个的换算应力亮度约为2300cd/m²。

器件11及器件12的每一个的色度(x，y)为(0.145至0.146、0.045至0.047)。

图27示出器件11的LT95(亮度降至初期亮度的95％所花的时间)为242小时而器件12的LT95为106小时。

图28示出为使用了本发明的一个实施方式的发光器件的器件1及器件2以及为比较用发光器件的器件13至器件16的可靠性测试结果。图28中纵轴表示初期亮度为100％时的归一化亮度，横轴表示器件的驱动时间。

器件1、器件2、器件13至器件16的驱动使用相同应力条件。六个器件的每一个的换算应力亮度分别约为1300cd/m²。另外，假定圆偏振片的透射率为40％。器件13至器件16的每一个的开口率约为7.29％。

器件13至器件16的每一个的色度(x，y)为(0.142至0.144、0.047至0.051)。

图28示出使用本发明的一个实施方式的器件1及器件2的每一个的LT95为400小时以上。另外，由图28可知，器件13的LT95为17小时，器件14的LT95为55小时，器件15的LT95为103小时，器件16的LT95为62小时。

图29示出为使用了本发明的一个实施方式的器件3及器件4以及为比较用发光器件的器件17及器件18的可靠性测试结果。图29中纵轴表示初期亮度为100％时的归一化亮度，横轴表示器件的驱动时间。

器件3、器件4、器件17及器件18的驱动使用相同应力条件。四个器件的每一个的换算应力亮度约为1450cd/m²。另外，假定圆偏振片的透射率为40％。器件17及器件18的每一个的开口率约为6.78％。

器件17及器件18的每一个的色度(x，y)为(0.140至0.141、0.055至0.057)。

由图29可知，使用了本发明的一个实施方式的器件3及器件4的每一个的LT95为400小时以上。另外，由图29可知，器件17的LT95为67小时，器件18的LT95为92小时。

由上可知，使用了本发明的一个实施方式的发光器件的LT95为400小时以上。由本实施例的结果可知，使用了本发明的一个实施方式的发光器件与比较用发光器件相比具有极长的寿命。

符号说明

100：衬底，101：电极，102：电极，103：EL层，111：空穴注入层，112：空穴传输层，112-1：空穴传输层，112-2：空穴传输层，113：发光层，113-1：发光层，113-2：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，120：发光区域，121：非发光复合区域，151：电极，152：电极，161：发光单元，162：发光单元，163：电荷产生层，200：绝缘体，201：电极，201B：电极，201G：电极，201R：电极，202：EL层，203：电极，204：保护层，205：颜色转换层，205B：结构，205G：颜色转换层，205R：颜色转换层，206：黑矩阵，207：发光器件，207B：发光器件，207G：发光器件，207R：发光器件，208：像素，208B：像素，208G：像素，208R：像素，209：光学距离，210G：手段，215B：层，225B：滤色片，225G：滤色片，225R：滤色片，400：半导体装置，401：显示模块，402：显示控制部，403：电源部，404：操作部，405：扬声器，406：外部输入输出端子，407：固定带，408：透镜，411：显示装置，412：FPC，421：衬底，422：衬底，431：显示部，441：电路部，442：像素电路部，442a：像素电路，443：像素部，443a：像素，444：端子部，445：布线部，500：晶体管，503：导电体，503a：导电体，503b：导电体，512：绝缘体，514：绝缘体，516：绝缘体，520：绝缘体，522：绝缘体，524：绝缘体，530：氧化物，530a：氧化物，530b：氧化物，530c：氧化物，540a：导电体，540b：导电体，542：导电体，542a：导电体，542b：导电体，543a：区域，543b：区域，544：绝缘体，550：绝缘体，560：导电体，560a：导电体，560b：导电体，574：绝缘体，580：绝缘体，581：绝缘体，601：源极线驱动电路，602：像素部，603：栅极线驱动电路，604：密封衬底，605：密封材料，607：空间，608：布线，610：元件衬底，611：开关用FET，612：电流控制用FET，613：阳极，614：绝缘物，616：EL层，617：阴极，618：发光器件，623：FET，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：层间绝缘膜，1021：层间绝缘膜，1022：电极，1024B：电极，1024G：电极，1024R：电极，1025：分隔壁，1028：EL层，1029：电极，1031：密封衬底，1032：密封材料，1033：基材，1034G：转换层，1034R：颜色转换层，1035：黑矩阵，1036：外覆层，1037：层间绝缘膜，1040：像素部，1041：驱动电路部，1042：周边部，1201：电极，1202：电极，1210：层，1211：层，1212：层，2100：机器人，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，2110：运算装置，5000：外壳，5001：显示部，5002：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，5120：刷子，5140：便携式电子设备，5150：便携式信息终端，5151：外壳，5152：显示区域，5153：弯曲部，5200：显示区域，5201：显示区域，5202：显示区域，5203：显示区域，7000：TV装置，7010：智能手表，7020：智能手机，7030：数码相机，7040：眼镜型信息终端，7060：PC，7070：游戏机，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：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，9310：便携式信息终端，9311：显示面板，9312：显示区域，9313：铰链，9315：外壳

本申请基于2019年2月6日提交到日本专利局的日本专利申请No.2019-020055以及2019年2月20日提交到日本专利局的日本专利申请No.2019-028345，通过引用将其完整内容并入在此。