JP2018041106A

JP2018041106A - 表示装置

Info

Publication number: JP2018041106A
Application number: JP2017232284A
Authority: JP
Inventors: 山崎　舜平; Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; 平形　吉晴; Yoshiharu Hirakata; 吉晴平形
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2018-03-15
Also published as: US20130264549A1; KR20130113985A; JP2020003822A; JP2013231963A; US9793444B2

Abstract

【課題】観察に伴う観察者の疲労が低減され、観察者が豊かな奥行きを感じられる画像を表示できる表示装置を提供する。または、観察に伴う観察者の疲労が低減され、観察者が豊かな奥行きを感じられる画像を楽しめる電子機器を提供する。【解決手段】単眼視によって得られる奥行き感に着眼し、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の光を１００μｓ以下の応答時間で発光可能な発光モジュールを含む画素が、８０ｐｐｉ以上の精細度で設けられ、ＮＴＳＣ比が８０％以上であって、且つコントラスト比が５００以上の表示装置に想到した。【選択図】図２

Description

本発明は表示装置に関する。または、表示装置を備える電子機器に関する。

両眼視差を利用して立体画像を表示する表示装置が知られている。このような表示装置は
、同一画面に左目の位置から見える画像（左目用の画像）と右目の位置から見える画像（
右目用の画像）を表示し、観察者は左目で左目用画像を、右目で右目用画像を観察するこ
とにより立体画像を観察する。

例えば、メガネ方式は、メガネに設けられたシャッターと同期して、表示装置の画面に左
目用の画像と右目用の画像を交互に表示する。これにより、左目は左目用の画像のみを、
右目は右目用の画像のみを観察することになり、立体画像を観察できる。

また、視差バリア方式は、裸眼での立体画像の観察を可能にする。視差バリア方式を用い
る表示装置は、画面が多数の右目用の領域と左目用の領域（例えば左右に並んだ短冊状の
領域）に分割され、その境界に視差バリアが重ねて設けられている。右目用の領域には右
目用の画像が、左目用の領域には左目用の画像が表示される。視差バリアは、右目用の画
像が表示される領域を左目から隠し、左目用の画像が表示される領域を右目から隠す。そ
の結果、左目は左目用の画像のみを、右目は右目用の画像のみを観察することになり、立
体画像を裸眼で観察できる。

なお、視差バリアを可変とし、平面画像の表示モードと立体画像の表示モードとを切り替
え可能に備える表示装置が知られている（特許文献１）。

また、一対の電極の間に発光性の有機化合物を含む層を備える発光素子が知られている。
この発光素子は、自発光型であるためコントラストが高く、入力信号に対する応答速度が
速い。そして、この発光素子を応用した、消費電力が低減され、製造工程が簡単な、高精
細化や基板の大型化への対応が容易な表示装置が知られている（特許文献２）。

ＷＯ２００４／００３６３０パンフレット特開２０１１−２３８９０８号公報

両眼視差を利用して立体画像を表示する表示装置の画面と、観察者の左目または右目の距
離は、表示される画像とは無関係におよそ一定である。これにより、観察者から観察者の
右目または左目がピントを合わせる画面までの距離と、当該画面に表示される画像に含ま
れる両眼視差を生じる、観察者から被観察物までの距離と、が一致しない場合がある。そ
の結果、この不一致が観察者を疲労させてしまうという問題があった。

本発明は、このような技術的背景のもとでなされたものである。したがって、観察に伴う
観察者の疲労が低減され、観察者が豊かな奥行きを感じられる画像を表示できる表示装置
を提供することを課題の一とする。または、観察に伴う観察者の疲労が低減され、観察者
が豊かな奥行きを感じられる画像を楽しめる電子機器を提供することを課題の一とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は単眼視によって得られる奥行き感に着眼し
て創作されたものである。そして、本明細書に例示される構成を備える表示装置に想到し
た。

すなわち、本発明の一態様は、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の光を１００μｓ以下
の応答時間で発光可能な発光モジュールを含む画素が、８０ｐｐｉ以上好ましくは３００
ｐｐｉ以上の精細度で設けられ、ＮＴＳＣ比が８０％以上好ましくは９５％以上であって
、且つコントラスト比が５００以上好ましくは２０００以上の表示装置である。

上記本発明の一態様によれば、画素が、スペクトルの半値幅が狭く色純度が高い発光モジ
ュールを含むため、ＮＴＳＣ比が大きく、コントラストが高くなる。また、画像の光と陰
の分布が豊かになり、きめの細かい表示が可能になる。これにより、豊かなグレースケー
ルを表示できる。さらに、画素が、応答時間が短い発光素子を含むため、動きのある画像
を滑らかに表示できる。また、カメラワークに忠実な画像をなめらかな動きで表示できる
。これにより、手前の画像が、奥の画像に重なりながら奥の画像より速く滑らかに動く動
画像を表現できる。また、単眼視によって得られる奥行き感が高まり、同一の画面に両眼
視差を含む画像を表示する必要がなくなる。また、裸眼で観察することができる。そして
、豊かなグレースケールと滑らかな動きが相互に作用して、観察者は奥行きを強く感じる
ことになる。その結果、観察に伴う観察者の疲労が低減され、観察者が豊かな奥行きを感
じられる画像を表示できる表示装置を提供できる。

また、本発明の一態様は、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の波長が４００ｎｍ以上８
００ｎｍ未満の光を、１００μｓ以下の応答時間で発光可能な発光モジュールを含む画素
が、８０ｐｐｉ以上好ましくは３００ｐｐｉ以上の精細度で設けられ、ＮＴＳＣ比が８０
％以上好ましくは９５％以上であって、且つコントラスト比が５００以上好ましくは２０
００以上の表示装置である。なお、画素は、反射膜および半透過・半反射膜と、反射膜と
半透過・半反射膜の間に、一対の電極、一対の電極の間に発光性の有機化合物を含む層を
複数並びに発光性の有機化合物を含む層の間に中間層を備える発光素子と、発光素子と重
なるように半透過・半反射膜の側にカラーフィルタと、を具備する。

また、本発明の一態様は、青色を呈する光を透過するカラーフィルタと、光学距離が４０
０ｎｍ以上５００ｎｍ未満のｉ／２倍（ｉは自然数）に調整された反射膜と半透過・半反
射膜を備える第１の発光モジュールと、緑色を呈する光を透過するカラーフィルタと、光
学距離が５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満のｊ／２倍（ｊは自然数）に調整された反射膜と
半透過・半反射膜を備える第２の発光モジュールと、赤色を呈する光を透過するカラーフ
ィルタと、光学距離が６００ｎｍ以上８００ｎｍ未満のｋ／２倍（ｋは自然数）に調整さ
れた反射膜と半透過・半反射膜を備える第３の発光モジュールと、を有する上記の表示装
置である。

上記本発明の一態様によれば、反射膜と半透過・半反射膜の間で発光素子が発する光が干
渉し合い、４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の波長を有する光のうち特定の光が強め合い、
さらにカラーフィルタが不要な光を吸収する。これにより、スペクトルの幅が小さい（具
体的には半値幅が６０ｎｍ以下）光を用いて彩度の高い画像を表示することができ、奥行
き感が高まる。その結果、観察に伴う観察者の疲労が低減され、観察者が豊かな奥行きを
感じられる画像を表示できる表示装置を提供できる。

また、本発明の一態様は、スペクトルの半値幅が５０ｎｍより小さい赤色を呈する光を発
する発光モジュールと、半値幅が赤色を呈する光を発する発光モジュールの発する光のス
ペクトルの半値幅より小さい緑色を呈する光を発する発光モジュールと、半値幅が緑色を
呈する光を発する発光モジュールの発する光のスペクトルの半値幅より小さい青色を呈す
る光を発する発光モジュールと、が設けられた上記の表示装置である。

上記本発明の一態様によれば、赤色よりも視感度の高い緑色を呈する光の半値幅が狭く、
緑色よりも青色を呈する光の半値幅が狭い。これにより、スペクトルの幅が小さい（具体
的には半値幅が５０ｎｍ以下）光を用いて彩度の高い画像を表示することができ、奥行き
感が高まる。

また、本発明の一態様は、青色を呈する光を透過するカラーフィルタと、光学距離が４０
０ｎｍ以上５００ｎｍ未満のｉ／２倍（ｉは自然数）に調整された反射膜と半透過・半反
射膜を備える第１の発光モジュールと、緑色を呈する光を透過するカラーフィルタと、光
学距離が５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満のｊ／２倍（ｊは自然数）に調整された反射膜と
半透過・半反射膜を備える第２の発光モジュールと、赤色を呈する光を透過するカラーフ
ィルタと、光学距離が６００ｎｍ以上８００ｎｍ未満のｋ／２倍（ｋは自然数）に調整さ
れた反射膜と半透過・半反射膜を備える第３の発光モジュールと、を有し、第１の発光モ
ジュール、第２の発光モジュールおよび第３の発光モジュールは、同じ発光性の有機化合
物を含む層を含む上記の表示装置である。

特に、マイクロキャビティーはスペクトルの半値幅を狭める効果が高く、精細度が高いほ
ど画素を認識しづらくする効果が高い。また、人間の脳は動きのある画像を認識し易く、
静止画像から動画像に変わる画像を認識しやすい。したがって、色純度が高められ、画素
を認識しづらくすることにより、より滑らかな動画を表示することができ、その結果、観
察に伴う観察者の疲労が低減され、観察者が豊かな奥行きを感じられる画像を表示できる
表示装置を提供できる。

また、本発明の一態様は、一対の前記電極の一方が反射膜を兼ね、他方が半透過・半反射
膜を兼ねる発光モジュールを含む上記の表示装置である。

上記本発明の一態様によれば、発光性の有機化合物を含む層を同一の工程で形成できる。
または、反射膜および半透過・半反射膜を一対の電極が兼ねる。これにより、作製工程を
簡略化できる。その結果、作製が容易であって、観察に伴う観察者の疲労が低減され、観
察者が豊かな奥行きを感じられる画像を表示できる表示装置を提供できる。

また、本発明の一態様は、上記の表示装置を備える電子機器である。

上記本発明の一態様によれば、光と陰の分布が豊かな画像が電子機器に表示される。また
、カメラワークに忠実な画像が、なめらかな動きで電子機器に表示される。これにより、
単眼視によって得られる奥行き感が高まり、同一の画面に両眼視差を含む画像を表示する
必要がなくなる。また、裸眼で観察することができる。その結果、観察に伴う観察者の疲
労が低減され、観察者が豊かな奥行きを感じられる画像を楽しめる電子機器を提供できる
。

なお、本明細書において、光学距離とは距離と屈折率の積をいう。したがって、屈折率が
１より大きい媒体においては、光学距離は実際の距離よりも長くなる。また、微小共振器
（マイクロキャビティともいう）の共振器内部の光学距離は、光学干渉を測定することに
より測定できる。具体的には分光光度計を用いて、入射光に対する反射光の強度比を測定
し、波長に対してプロットすることで共振器内部の光学距離を求めることができる。

また、本明細書において、ＥＬ層とは発光素子の一対の電極間に設けられた層を示すもの
とする。従って、電極間に挟まれた発光物質である有機化合物を含む発光層はＥＬ層の一
態様である。

また、本明細書において、物質Ａを他の物質Ｂからなるマトリクス中に分散する場合、マ
トリクスを構成する物質Ｂをホスト材料と呼び、マトリクス中に分散される物質Ａをゲス
ト材料と呼ぶものとする。なお、物質Ａ並びに物質Ｂは、それぞれ単一の物質であっても
良いし、２種類以上の物質の混合物であっても良いものとする。

なお、本明細書中において、表示パネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ
ｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａ
ｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュールやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモ
ジュール、または表示部が形成された基板にＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式
により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。

本発明によれば、観察に伴う観察者の疲労が低減され、観察者が豊かな奥行きを感じられ
る画像を表示できる表示装置を提供できる。

実施の形態に係わる表示装置を説明する図。実施の形態に係わる表示装置の表示部を説明する図。実施の形態に係わる表示装置の表示部を説明する図。実施の形態に係わる表示装置に適用可能な発光素子を説明する図。実施の形態に係わる表示装置を備える電子機器を説明する図。実施例にかかる発光モジュールが備える発光素子の構成を示す図。実施例にかかる発光モジュールの発光スペクトルを示す図。実施例にかかる発光モジュールの発光色をプロットした色度図。実施例にかかる発光モジュールの発光輝度の時間依存を示す図。

実施の形態について、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
得ることは当業者であれば容易に理解される。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。なお、以下に説明する発明の構成において
、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、
その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成と、本発明の一態様の表示装置に用
いることができる表示パネルの構成について説明する。

＜表示装置の構成＞
本発明の一態様の表示装置の構成を説明するブロック図を図１に示す。本実施の形態で例
示して説明する表示装置は、表示部１０１、駆動回路１０３、駆動回路１０４、制御回路
１０５、画像処理装置１０７及びデコーダ回路１０９を備える。

デコーダ回路１０９は、圧縮、または符号化された画像信号Ｓ０が入力され、当該画像信
号Ｓ０をデコードして第１の画像信号Ｓ１に変換する。ここで変換された第１の画像信号
Ｓ１は、画像処理装置１０７に送られる。

画像処理装置１０７は、入力された第１の画像信号Ｓ１を、表示部１０１で表示するのに
適した画像データを含む第２の画像信号Ｓ２に変換する。

画像処理装置１０７は少なくとも階調変換部１１１を備える。階調変換部１１１により、
第１の画像信号Ｓ１に対して階調変換処理が施され、第２の画像信号Ｓ２を生成される。

なお、画像処理装置１０７の詳細については、後で説明する。

画像処理装置１０７で変換された第２の画像信号Ｓ２は、制御回路１０５に送られる。

制御回路１０５は、第２の画像信号Ｓ２に基づいて、表示部１０１を駆動する駆動回路１
０３及び駆動回路１０４のそれぞれに駆動信号を送信する。

制御回路１０５は、例えばＤＡコンバータ、増幅回路、レジスタ回路等を備えていてもよ
い。

駆動回路１０３、及び駆動回路１０４は、制御回路１０５から入力された駆動信号に応じ
て表示部１０１内の画素を駆動し、表示部１０１に画像を表示させる。

表示部１０１は、観察に伴う疲労が低減され、観察者が豊かな奥行きを感じられる画像を
表示できる表示部である。

＜画像処理装置の構成例＞
画像処理装置１０７は、少なくとも階調変換部１１１を有している。

画像処理装置１０７は、記憶部、ノイズ除去部、画素間補完部、色調補正部及び補完フレ
ーム生成部等を有していてもよい。

記憶部は、入力される第１の画像信号Ｓ１に含まれる初期の画像データや、各部で変換処
理が施された画像データを一時的に保持するために設けられる。記憶部としては、ＤＲＡ
Ｍ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）やＳＲＡＭ（Ｓｔａ
ｔｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、またはレジスタ回路などの記憶
装置を適用することができる。

ノイズ除去部は、文字などの輪郭の周辺に生じるモスキートノイズ、高速の動画で生じる
ブロックノイズ、ちらつきを生じるランダムノイズ、解像度のアップコンバートにより生
じるドットノイズなどのさまざまなノイズを除去する。

画素間補完部は、解像度をアップコンバートした際に、本来存在しないデータを補完する
。例えば、目的の画素の周囲の画素を参照し、それらの中間色を表示するようにデータを
補完する。

色調補正部は、画像の色調を補正することができる。例えば、表示装置が設けられる空間
の照明の種類や輝度、または色純度などを検知し、それに応じて表示部に表示する画像の
色調を最適な色調に補正する。または、あらかじめ様々な場面毎に、最も適した色調に画
像を補正する条件を定めて保存しておき、表示する画像からその場面を推定することによ
り、当該画像を補整する条件を決定する機能を有していてもよい。

補完フレーム生成部は、表示する画像のフレーム周波数を増大させる場合に、不足するフ
レームの画像を生成する。例えば、ある２枚の画像の差分から２枚の画像の間のフレーム
の画像を生成する。または２枚の画像の間に複数枚の画像を生成することもできる。例え
ば第１の画像信号Ｓ１のフレーム周波数が６０Ｈｚであったとき、複数枚の補完フレーム
を生成することで、第２の画像信号Ｓ２のフレーム周波数を、２倍の１２０Ｈｚ、または
４倍の２４０Ｈｚ、または８倍の４８０Ｈｚなどに増大させることができる。

このように、様々な処理を施す機能を画像処理装置１０７に付加することで、より臨場感
のある画像を含む第２の画像信号Ｓ２を生成することができる。

＜表示パネルの構成＞
本発明の一態様の表示装置に用いることができる表示パネルの構成を図２に示す。図２（
Ａ）は本発明の一態様の表示装置に用いることができる表示パネルの構造の上面図であり
、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の切断線Ａ−ＢおよびＣ−Ｄにおける断面図であり、図２（Ｃ
）は図２（Ａ）の切断線Ｅ−Ｆにおける断面図である。

本実施の形態で例示して説明する表示パネル４００は、第１の基板４１０上に表示部４０
１を有し、そこには画素４０２が複数設けられている。また、画素４０２には複数（例え
ば３つ）の副画素が設けられている（図２（Ａ））。また、第１の基板４１０上には表示
部４０１と共に当該表示部４０１を駆動するソース側の駆動回路部４０３ｓ、ゲート側の
駆動回路部４０３ｇが設けられている。なお、駆動回路部を第１の基板４１０上ではなく
外部に形成することもできる。

表示パネル４００は外部入力端子を備え、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４
０９を介して、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。
なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、ＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）
が取り付けられていても良い。本明細書における表示パネルには、表示パネル本体だけで
なく、それにＦＰＣまたはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。

シール材４０５は、第１の基板４１０と第２の基板４４０を貼り合わせ、その間に形成さ
れた空間４３１に表示部４０１が封止されている（図２（Ｂ）参照）。

表示パネル４００の断面を図２（Ｂ）参照して説明する。表示パネル４００は、ソース側
の駆動回路部４０３ｓと、画素４０２に含まれる副画素４０２Ｇと、引き回し配線４０８
を備える。なお、本実施の形態で例示する表示パネル４００の表示部４０１は、図中に示
す矢印の方向に光を射出して、画像を表示する。

ソース側の駆動回路部４０３ｓはｎチャネル型トランジスタ４１３と、ｐチャネル型トラ
ンジスタ４１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を含む。なお、駆動回路はこの構成に限定
されず、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路またはＮＭＯＳ回路で構成しても良い。

引き回し配線４０８は外部入力端子から入力される信号をソース側の駆動回路部４０３ｓ
およびゲート側の駆動回路部４０３ｇに伝送する。

副画素４０２Ｇは、スイッチング用のトランジスタ４１１と電流制御用のトランジスタ４
１２と発光モジュール４５０Ｇとを有する。なお、トランジスタ４１１等の上には、絶縁
層４１６と隔壁４１８とが形成されている。発光モジュール４５０Ｇは、反射膜と半透過
・半反射膜と、反射膜と半透過・半反射膜の間に発光素子４２０Ｇとを有し、発光素子４
２０Ｇが発する光を射出する半透過・半反射膜の側にカラーフィルタ４４１Ｇが設けられ
ている。本実施の形態で例示する発光モジュール４５０Ｇは、発光素子４２０Ｇの第１の
電極４２１Ｇが反射膜を、第２の電極４２２が半透過・半反射膜を兼ねる構成となってい
る。なお、表示部４０１が画像を表示する方向は、発光素子４２０Ｇが発する光が取り出
される方向により決定される。

また、カラーフィルタ４４１Ｇを囲むように遮光性の膜４４２が形成されている。遮光性
の膜４４２は表示パネル４００が外光を反射する現象を防ぐ膜であり、表示部４０１が表
示する画像のコントラストを高める効果を奏する。なお、カラーフィルタ４４１Ｇと遮光
性の膜４４２は、第２の基板４４０に形成されている。

絶縁層４１６は、トランジスタ４１１等の構造に由来して生じる段差を平坦化、または、
トランジスタ４１１等への不純物の拡散を抑制するための、絶縁性の層であり、単一の層
であっても複数の層の積層体であってもよい。隔壁４１８は開口部を有する絶縁性の層で
あり、発光素子４２０Ｇは隔壁４１８の開口部に形成される。

発光素子４２０Ｇは第１の電極４２１Ｇと、第２の電極４２２と、発光性の有機化合物を
含む層４２３とを含む。

＜トランジスタの構成＞
図２（Ａ）に例示する表示パネル４００には、トップゲート型のトランジスタが適用され
ている。ソース側の駆動回路部４０３ｓ、ゲート側の駆動回路部４０３ｇ並びに副画素に
はさまざまな構造のトランジスタを適用できる。また、これらのトランジスタのチャネル
が形成される領域には、さまざまな半導体を用いることができる。具体的には、アモルフ
ァスシリコン、ポリシリコン、単結晶シリコンの他、酸化物半導体などを用いることがで
きる。

トランジスタのチャネルが形成される領域に単結晶半導体を用いると、トランジスタサイ
ズを微細化することが可能となるため、表示部において画素をさらに高精細化することが
できる。

半導体層を単結晶半導体層で構成するために用いる単結晶半導体基板としては、代表的に
は、単結晶シリコン基板、単結晶ゲルマニウム基板、単結晶シリコンゲルマニウム基板な
ど、第１４族元素でなる単結晶半導体基板、化合物半導体基板（ＳｉＣ基板、サファイア
基板、ＧａＮ基板等）などの半導体基板を用いることができる。好適には、絶縁表面上に
単結晶半導体層が設けられたＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）基板
を用いることができる。

ＳＯＩ基板の作製方法としては、鏡面研磨ウェハーに酸素イオンを注入した後、高温加熱
することにより、表面から一定の深さに酸化層を形成させるとともに、表面層に生じた欠
陥を消滅させて作る方法、水素イオン照射により形成された微小ボイドの熱処理による成
長を利用して半導体基板を劈開する方法や、絶縁表面上に結晶成長により単結晶半導体層
を形成する方法等を用いることができる。

本実施の形態では、単結晶半導体基板の一つの面からイオンを添加して、単結晶半導体基
板の一つの面から一定の深さに脆弱化層を形成し、単結晶半導体基板の一つの面上、また
は第１の基板４１０上のどちらか一方に絶縁層を形成する。単結晶半導体基板と第１の基
板４１０を、絶縁層を挟んで重ね合わせた状態で、脆弱化層に亀裂を生じさせ、単結晶半
導体基板を脆弱化層で分離する熱処理を行い、単結晶半導体基板より半導体層として単結
晶半導体層を第１の基板４１０上に形成する。なお、第１の基板４１０としては、ガラス
基板を用いることができる。

また、半導体基板に絶縁分離領域を形成し、絶縁分離された半導体領域を用いてトランジ
スタ４１１、トランジスタ４１２を形成してもよい。

単結晶半導体をチャネル形成領域として用いることで、結晶粒界における結合の欠陥に起
因する、トランジスタのしきい値電圧等の電気的特性のばらつきを軽減できるため、本発
明の一態様のパネルは、各画素にしきい値電圧補償用の回路を配置しなくても正常に発光
素子を動作させることができる。したがって、一画素における回路要素を削減することが
可能となるため、レイアウトの自由度が向上する。よって、表示パネルの高精細化を図る
ことができる。例えば、マトリクス状に配置された複数の画素を一インチあたり３００以
上含む（水平解像度が３００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌｓｐｅｒｉｎｃｈ）以上である）、
さらに好ましくは４００以上含む（水平解像度が４００ｐｐｉ以上である）構成とするこ
とが可能となる。

さらに、単結晶半導体をチャネル形成領域として用いたトランジスタは、高い電流駆動能
力を維持したまま、微細化が可能である。該微細なトランジスタを用いることで表示に寄
与しない回路部の面積を縮小することができるため、表示部においては表示面積が拡大し
、かつ表示パネルの狭額縁化が達成できる。

＜画素の構成＞
表示部４０１に設けられた画素４０２の構成について、図２（Ｃ）を参照して説明する。

本実施の形態で例示する画素４０２は副画素４０２Ｇを含み、副画素４０２Ｇは、反射膜
を兼ねる第１の電極４２１Ｇ、半透過・半反射膜を兼ねる第２の電極４２２、発光性の有
機化合物を含む層４２３ａ、発光性の有機化合物を含む層４２３ｂ並びに中間層４２４を
備える発光素子４２０Ｇを備える。また、発光素子４２０Ｇと重なるように第２の電極４
２２の側にカラーフィルタ４４１Ｇと、を具備して、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下
の波長が４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の光を、１００μｓ以下の応答時間で発光可能な
発光モジュール４５０Ｇを含む。

このような画素を、８０ｐｐｉ以上好ましくは３００ｐｐｉ以上の精細度で表示部４０１
に設けて、ＮＴＳＣ比が８０％以上好ましくは９５％以上であって、且つコントラスト比
が５００以上好ましくは２０００以上の表示装置とする。その結果、観察に伴う観察者の
疲労が低減され、観察者が豊かな奥行きを感じられる画像を表示できる表示装置を提供で
きる。さらに、反射膜と半透過・半反射膜の間で発光素子が発する光が干渉し合い、４０
０ｎｍ以上８００ｎｍ未満の波長を有する光のうち特定の光が強め合い、カラーフィルタ
が不要な光を吸収する。これにより、スペクトルの幅が小さい（具体的には半値幅が６０
ｎｍ以下）光を用いて彩度の高い画像を表示することができ、奥行き感が高まる。

また、画素４０２は、青色を呈する光Ｂを射出する副画素４０２Ｂ、緑色を呈する光Ｇを
射出する副画素４０２Ｇ、赤色を呈する光Ｒを射出する副画素４０２Ｒを有する。それぞ
れの副画素は、駆動用トランジスタと発光モジュールとを備える。発光モジュールは、そ
れぞれ反射膜と半透過・半反射膜と、反射膜と半透過・半反射膜の間に発光素子とを備え
る。

反射膜と半透過・半反射膜を重ねて微小共振器を構成し、その間に発光素子を設けると、
半透過・半反射膜から特定の波長の光を効率良く取り出せる。具体的には、取り出す光の
波長のｎ／２倍（ｎは自然数）になるように微小共振器の光学距離を設けると、光を取り
出す効率を高められる。取り出す光の波長は、反射膜と半透過・半反射膜の間の距離に依
存し、その距離は、その間に光学調整層を形成して調整できる。

光学調整層に用いることができる材料としては、可視光に対して透光性を有する導電膜の
他、発光性の有機化合物を含む層に含まれる層を適用できる。例えば、電荷発生領域を用
いて、その厚さを調整してもよい。または、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質
を含む領域を光学調整層に用いると、光学調整層が厚い構成であっても駆動電圧の上昇を
抑制できるため好ましい。

発光素子の構成としては、反射膜を兼ねる第１の電極４２１Ｇと半透過・半反射膜を兼ね
る第２の電極４２２の間に、発光性の有機化合物を含む層４２３ａ、発光性の有機化合物
を含む層４２３ｂ並びに中間層４２４を備える発光素子４２０Ｇを備える。

なお、発光素子の構成例については、実施の形態３で詳細に説明する。

ここで、画素に液晶素子を適用した表示装置の場合、液晶の配向を物理的に変化させるこ
とにより画像を表示させるため、その応答速度を十分に速めることができない。一方、上
述した発光素子は液晶素子に比べて極めて応答速度が速い。したがってこのような発光素
子を適用した表示装置は、動画を表示する際に残像が残りにくく、なめらかな動画表示を
実現できる。そのため、より臨場感や立体感が高められ、観察者が豊かな奥行きを感じら
れる表示装置を実現できる。

本実施の形態で例示する発光モジュールは、それぞれの発光モジュールに設けられた発光
素子の第２の電極４２２が、半透過・半反射膜を兼ねる構成となっている。具体的には、
発光素子４２０Ｂと発光素子４２０Ｇと発光素子４２０Ｒとに共通して設けられた第２の
電極４２２が、発光モジュール４５０Ｂと発光モジュール４５０Ｇと発光モジュール４５
０Ｒの半透過・半反射膜を兼ねる。

また、それぞれの発光モジュールに電気的に独立して設けられた発光素子の第１の電極が
反射膜を兼ねる構成となっている。具体的には、発光素子４２０Ｂに設けられた第１の電
極４２１Ｂが発光モジュール４５０Ｂの反射膜を、発光素子４２０Ｇに設けられた第１の
電極４２１Ｇが発光モジュール４５０Ｇの反射膜を、発光素子４２０Ｒに設けられた第１
の電極４２１Ｒが発光モジュール４５０Ｒの反射膜を兼ねる。

発光モジュールの反射膜を兼ねる第１の電極は、反射膜上に光学調整層が積層された構成
を有する。光学調整層は可視光に対する透光性を有する導電膜で形成され、反射膜は可視
光に対する反射率が高く、導電性を有する金属膜が好ましい。

光学調整層の厚さは、発光モジュールから取り出す光の波長の長さに応じて調整する。

例えば、第１の発光モジュール４５０Ｂを、青色を呈する光を透過するカラーフィルタ４
４１Ｂと、光学距離が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満のｉ／２倍（ｉは自然数）に調整さ
れた反射膜を兼ねる第１の電極４２１Ｂと半透過・半反射膜を兼ねる第２の電極４２２を
備える構成とする。

また、第２の発光モジュール４５０Ｇを、緑色を呈する光を透過するカラーフィルタ４４
１Ｇと、光学距離が５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満のｊ／２倍（ｊは自然数）に調整され
た反射膜と半透過・半反射膜を備える構成とする。

また、第３の発光モジュール４５０Ｒを、赤色を呈する光を透過するカラーフィルタ４４
１Ｒと、光学距離が６００ｎｍ以上８００ｎｍ未満のｋ／２倍（ｋは自然数）に調整され
た反射膜と半透過・半反射膜を備える構成とする。

このような構成の発光モジュールは、反射膜と半透過・半反射膜の間で発光素子が発する
光が干渉し合い、４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の波長を有する光のうち特定の光が強め
合い、さらにカラーフィルタが不要な光を吸収する。これにより、スペクトルの幅が小さ
い（具体的には半値幅が６０ｎｍ以下）光を用いて彩度の高い画像を表示することができ
、奥行き感が高まる。その結果、観察に伴う観察者の疲労が低減され、観察者が豊かな奥
行きを感じられる画像を表示できる表示装置を提供できる。

特に、第３の発光モジュール４５０Ｒをスペクトルの半値幅が５０ｎｍより小さい赤色を
呈する光を発する構成とし、且つ第２の発光モジュール４５０Ｇを半値幅が第３の発光モ
ジュール４５０Ｒの発する光のスペクトルの半値幅より小さい緑色を呈する光を発する構
成とし、且つ第１の発光モジュール４５０Ｂをスペクトルの半値幅が第２の発光モジュー
ル４５０Ｇの発する光のスペクトルの半値幅より小さい青色を呈する光を発する構成とす
る。

このような構成の発光モジュールは、赤色よりも視感度の高い緑色を呈する光の半値幅が
狭く、緑色よりも青色を呈する光の半値幅が狭い。これにより、スペクトルの幅が小さい
（具体的には半値幅が５０ｎｍ以下）光を用いて彩度の高い画像を表示することができ、
奥行き感が高まる。

なお、第１の発光モジュール４５０Ｂ、第２の発光モジュール４５０Ｇおよび第３の発光
モジュール４５０Ｒは、いずれも発光性の有機化合物を含む層４２３ａ、発光性の有機化
合物を含む層４２３ｂ並びに中間層４２４を含む。また、発光素子の一対の前記電極の一
方が反射膜を兼ね、他方が半透過・半反射膜を兼ねている。

このような構成の発光モジュールは、発光性の有機化合物を含む層を同一の工程で形成で
きる。または、反射膜および半透過・半反射膜を一対の電極が兼ねる。これにより、作製
工程を簡略化できる。その結果、作製が容易であって、観察に伴う観察者の疲労が低減さ
れ、観察者が豊かな奥行きを感じられる画像を表示できる表示装置を提供できる。

＜隔壁の構成＞
隔壁４１８は第１の電極４２１Ｂ、第１の電極４２１Ｇおよび第１の電極４２１Ｒの端部
を覆って形成されている。

隔壁４１８の下端部には、曲率を有する曲面が形成されるようにすると好ましい。隔壁４
１８の材料としては、ポジ型やネガ型の感光性樹脂を用いることができる。

なお、隔壁に可視光を吸収する材料を適用すると、隣接する発光素子一方から他方へ光が
漏れる現象（クロストーク現象ともいう）を抑制する効果を奏する。

また、半透過・半反射膜を第１の基板４１０側に設けて、発光モジュールが発する光を第
１の基板４１０側に取り出して、画像を表示する構成においては、隔壁に可視光を吸収す
る材料を適用すると、当該隔壁が、第１の基板４１０に設けた反射性の膜が反射する外光
を吸収し、その反射を抑制できる。

＜封止構造＞
本実施の形態で例示する表示パネル４００は、第１の基板４１０、第２の基板４４０、お
よびシール材４０５で囲まれた空間に、発光素子を封止する構造を備える。

空間は、不活性気体（窒素やアルゴン等）で充填される場合の他、樹脂で充填される場合
もある。また、不純物（代表的には水および／または酸素）の吸着材（例えば、乾燥剤な
ど）を設けても良い。

シール材４０５および第２の基板４４０は、大気中の不純物（代表的には水および／また
は酸素）をできるだけ透過しない材料であることが望ましい。シール材４０５にはエポキ
シ系樹脂や、ガラスフリット等を用いることができる。

第２の基板４４０に用いることができる材料としては、ガラス基板や石英基板の他、ＰＶ
Ｆ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板
や、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）等をそ
の例に挙げることができる。

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる
。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる表示パネルの構成に
ついて説明する。

図３（Ａ）は図２（Ａ）の切断線Ａ−ＢおよびＣ−Ｄにおける断面図であり、図３（Ｂ）
は図２（Ａ）の切断線Ａ−ＢおよびＣ−Ｄにおける断面図である。

図３（Ａ）または図３（Ｂ）に例示する表示パネルは、その上面の構造が実施の形態１で
例示した表示パネルのものと同じであるが、側面の構造が実施の形態１で例示した表示パ
ネルのものとは異なる。なお、実施の形態１で説明した構成と同じ構成を有する部分には
同じ符号を適用して、実施の形態１の説明を援用する。

＜表示パネルの構成例１．＞
図３（Ａ）に例示する表示パネルは、副画素４０２Ｇを含む表示部と、ソース側の駆動回
路部４０３ｓとが、第１の基板４１０上に設けられている。副画素４０２Ｇにはトランジ
スタ４７１が設けられ、ソース側の駆動回路部４０３ｓにはトランジスタ４７２が設けら
れており、いずれもボトムゲート型のトランジスタである。

なお、トランジスタのチャネルが形成される領域の半導体に重ねて、第２のゲート電極（
バックゲートともいう）を設けてもよい。第２のゲート電極が設けられたトランジスタの
特性（例えば、閾値電圧）は、第２のゲート電極に印加する電位により、制御できる。

また、隔壁４１８上に一対のスペーサ４４５が設けられ、第１の基板４１０と第２の基板
４４０の間隔が制御されている。第１の基板４１０と第２の基板４４０の間でおきる光学
的な干渉現象に由来する模様（ニュートンリングともいう）が観察されて、外観が損なわ
れる不具合を防止できる。

本実施の形態で例示して説明するトランジスタのチャネルが形成される領域に好適に用い
ることができる半導体の一例について、以下に説明する。

酸化物半導体は、エネルギーギャップが３．０ｅＶ以上と大きく、酸化物半導体を適切な
条件で加工し、そのキャリア密度を十分に低減して得られた酸化物半導体層が適用された
トランジスタにおいては、オフ状態でのソースとドレイン間のリーク電流（オフ電流）を
、従来のシリコンを用いたトランジスタと比較して極めて低いものとすることができる。

適用可能な酸化物半導体としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）
を含むことが好ましい。特にＩｎとＺｎを含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を
用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それら
に加えてガリウム（Ｇａ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてスズ（
Ｓｎ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてハフニウム（Ｈｆ）、ジル
コニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ラン
タノイド（例えば、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、ガドリニウム（Ｇｄ））から
選ばれた一種、または複数種が含まれていることが好ましい。

例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、二元系金属の酸化
物であるＩｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系
酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、三元系金属の
酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系
酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸
化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｚｒ−Ｚｎ系酸化
物、Ｉｎ−Ｔｉ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｃ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙ−Ｚｎ系酸化物、
Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉ
ｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ
−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−
Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙ
ｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、四元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−
Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化
物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−
Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。

ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物
という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の
金属元素が入っていてもよい。

また、酸化物半導体として、ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０、且つ、ｍは整数でない）
で表記される材料を用いてもよい。なお、Ｍは、Ｇａ、Ｆｅ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた
一の金属元素または複数の金属元素、若しくは上記のスタビライザーとしての元素を示す
。また、酸化物半導体として、Ｉｎ_２ＳｎＯ_５（ＺｎＯ）_ｎ（ｎ＞０、且つ、ｎは整数）
で表記される材料を用いてもよい。

例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２、あるいはＩｎ
：Ｇａ：Ｚｎ＝２：１：３の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸
化物を用いるとよい。

酸化物半導体膜は、例えば非単結晶を有してもよい。非単結晶は、例えば、ＣＡＡＣ（Ｃ
ＡｘｉｓＡｌｉｇｎｅｄＣｒｙｓｔａｌ）、多結晶、微結晶、非晶質部を有する。
非晶質部は、微結晶、ＣＡＡＣよりも欠陥準位密度が高い。また、微結晶は、ＣＡＡＣよ
りも欠陥準位密度が高い。なお、ＣＡＡＣを有する酸化物半導体を、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ
ＡｘｉｓＡｌｉｇｎｅｄＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄ
ｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。

酸化物半導体膜は、例えばＣＡＡＣ−ＯＳを有してもよい。ＣＡＡＣ−ＯＳは、例えば、
ｃ軸配向し、ａ軸または／およびｂ軸はマクロに揃っていない。

酸化物半導体膜は、例えば微結晶を有してもよい。なお、微結晶を有する酸化物半導体を
、微結晶酸化物半導体と呼ぶ。微結晶酸化物半導体膜は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ未
満のサイズの微結晶（ナノ結晶ともいう。）を膜中に含む。

酸化物半導体膜は、例えば非晶質部を有してもよい。なお、非晶質部を有する酸化物半導
体を、非晶質酸化物半導体と呼ぶ。非晶質酸化物半導体膜は、例えば、原子配列が無秩序
であり、結晶成分を有さない。または、非晶質酸化物半導体膜は、例えば、完全な非晶質
であり、結晶部を有さない。

なお、酸化物半導体膜が、ＣＡＡＣ−ＯＳ、微結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半導体の
混合膜であってもよい。混合膜は、例えば、非晶質酸化物半導体の領域と、微結晶酸化物
半導体の領域と、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域と、を有する。また、混合膜は、例えば、非晶質
酸化物半導体の領域と、微結晶酸化物半導体の領域と、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域と、の積層
構造を有してもよい。

なお、酸化物半導体膜は、例えば、単結晶を有してもよい。

酸化物半導体膜は、複数の結晶部を有し、当該結晶部のｃ軸が被形成面の法線ベクトルま
たは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃っていることが好ましい。なお、異なる結晶部
間で、それぞれａ軸およびｂ軸の向きが異なっていてもよい。そのような酸化物半導体膜
の一例としては、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜がある。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさ
であることが多い。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｌ
ｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による観察像では、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる
結晶部と結晶部との境界は明確ではない。また、ＴＥＭによってＣＡＡＣ−ＯＳ膜には明
確な粒界（グレインバウンダリーともいう。）は確認できない。そのため、ＣＡＡＣ−Ｏ
Ｓ膜は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、例えば、ｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法
線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃い、かつａｂ面に垂直
な方向から見て金属原子が三角形状または六角形状に配列し、ｃ軸に垂直な方向から見て
金属原子が層状または金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部
間で、それぞれａ軸およびｂ軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂
直と記載する場合、８０°以上１００°以下、好ましくは８５°以上９５°以下の範囲も
含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−１０°以上１０°以下、好まし
くは−５°以上５°以下の範囲も含まれることとする。

なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜において、結晶部の分布が一様でなくてもよい。例えば、ＣＡＡ
Ｃ−ＯＳ膜の形成過程において、酸化物半導体膜の表面側から結晶成長させる場合、被形
成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、ＣＡ
ＡＣ−ＯＳ膜へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部の結晶
性が低化することもある。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクト
ルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃うため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形
状（被形成面の断面形状または表面の断面形状）によっては互いに異なる方向を向くこと
がある。また、結晶部は、成膜したとき、または成膜後に加熱処理などの結晶化処理を行
ったときに形成される。従って、結晶部のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜が形成されたときの
被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃う。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動
が小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。

以上がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の説明である。

酸化物半導体膜の形成後において、脱水化処理（脱水素化処理）を行い酸化物半導体膜か
ら、水素、または水分を除去して不純物が極力含まれないように高純度化し、脱水化処理
（脱水素化処理）によって増加した酸素欠損を補填するため酸素を酸化物半導体膜に加え
る処理を行うことが好ましい。また、本明細書等において、酸化物半導体膜に酸素を供給
する場合を、加酸素化処理と記す場合がある、または酸化物半導体膜に含まれる酸素を化
学量論的組成よりも多くする場合を過酸素化処理と記す場合がある。

このように、酸化物半導体膜は、脱水化処理（脱水素化処理）により、水素または水分が
除去され、加酸素化処理により酸素欠損を補填することによって、ｉ型（真性）化または
ｉ型に限りなく近い酸化物半導体膜とすることができる。このような酸化物半導体膜中に
は、ドナーに由来するキャリアが極めて少なく（ゼロに近く）、キャリア濃度は１×１０
^１４／ｃｍ^３未満、好ましくは１×１０^１２／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは１×１０^１
^１／ｃｍ^３未満、より好ましくは１．４５×１０^１０／ｃｍ^３未満となる。

またこのように、水素濃度が十分に低減されて高純度化され、十分な酸素の供給により酸
素欠損に起因するエネルギーギャップ中の欠陥準位が低減された酸化物半導体層を備える
トランジスタは、極めて優れたオフ電流特性を実現できる。例えば、室温（２５℃）での
オフ電流（ここでは、単位チャネル幅（１μｍ）あたりの値）は、１００ｚＡ（１ｚＡ（
ゼプトアンペア）は１×１０^−２１Ａ）以下、望ましくは、１０ｚＡ以下となる。また、
８５℃では、１００ｚＡ（１×１０^−１９Ａ）以下、望ましくは１０ｚＡ（１×１０^−２
^０Ａ）以下となる。このように、ｉ型（真性）化または実質的にｉ型化された酸化物半導
体層を用いることで、極めて優れたオフ電流特性のトランジスタを得ることができる。

＜表示パネルの構成例２．＞
図３（Ｂ）に例示する表示パネルには、ボトムゲート型のトランジスタが適用されている
。また、表示部の画素に設けられた発光モジュールは、第１の基板４１０側に光を発する
構成となっている。

具体的には、発光モジュール４５０Ｇが備える発光素子４２０Ｇの第１の電極４２１Ｇが
半透過・半反射膜を兼ね、第２の電極４２２が反射膜を兼ねる構成となっている。その結
果、発光素子４２０Ｇが発する光は、第１の電極４２１Ｇと第１の基板４１０の間に設け
られたカラーフィルタ４２８Ｇを介して、第１の基板４１０から取り出される。言い換え
ると、発光モジュール４５０Ｇの発光素子４２０Ｇは、下面射出（ボトムエミッションと
もいう）型の発光素子ということができる。

また、カラーフィルタ４２８Ｇは、トランジスタ４８１が設けられた第１の基板４１０上
に形成される。なお、遮光性の膜４２９がカラーフィルタ４２８Ｇを囲むように形成され
ている。ソース側の駆動回路部４０３ｓにはトランジスタ４８２が設けられている。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールに用いることができる発光素子の構
成について説明する。図４を参照して説明する。

本実施の形態で例示する発光素子は、第１の電極、第２の電極及び第１の電極と第２の電
極の間に発光性の有機化合物を含む層（以下ＥＬ層という）を備える。第１の電極または
第２の電極のいずれか一方は陽極、他方は陰極として機能する。ＥＬ層は第１の電極と第
２の電極の間に設けられ、該ＥＬ層の構成は第１の電極と第２の電極の材質に合わせて適
宜選択すればよい。

＜発光素子の構成例＞
発光素子の構成の一例を図４（Ａ）に示す。図４（Ａ）に例示する発光素子は、陽極１１
０１と陰極１１０２の間に第１の発光ユニット１１０３ａと第２の発光ユニット１１０３
ｂを含むＥＬ層が設けられている。さらに、第１の発光ユニット１１０３ａと、第２の発
光ユニット１１０３ｂとの間には中間層１１０４が設けられている。

陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、Ｅ
Ｌ層に陽極１１０１の側から正孔が注入され、陰極１１０２の側から電子が注入される。
注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する
。

なお、本明細書においては、両端から注入された電子と正孔が再結合する領域を１つ有す
る層または積層体を発光ユニットという。

陽極１１０１と陰極１１０２の間に設ける発光ユニットの数は２つに限定されない。図４
（Ｃ）に例示する発光素子は、発光ユニット１１０３が複数積層された構造、所謂、タン
デム型の発光素子の構成を備える。但し、例えば陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然
数）層の発光ユニット１１０３を設ける場合には、ｍ（ｍは自然数、１以上（ｎ−１）以
下）番目の発光ユニットと、（ｍ＋１）番目の発光ユニットとの間に、それぞれ中間層１
１０４を設ける構成とする。

発光ユニット１１０３は、少なくとも発光物質を含む発光層を１つ以上備えていればよく
、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えば正
孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔輸送性に乏しい（ブロッキングする）
物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性（電子及び正
孔の輸送性の高い）の物質等を含む層が挙げられる。

発光ユニット１１０３の具体的な構成の一例を図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）に示す発光
ユニット１１０３は、正孔注入層１１１３、正孔輸送層１１１４、発光層１１１５、電子
輸送層１１１６、並びに電子注入層１１１７が陽極１１０１側からこの順に積層されてい
る。

中間層１１０４の具体的な構成の一例図４（Ａ）に示す。中間層１１０４は少なくとも電
荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域以外の層と積層された構成であ
ってもよい。例えば、第１の電荷発生領域１１０４ｃ、電子リレー層１１０４ｂ、及び電
子注入バッファ層１１０４ａが陰極１１０２側から順次積層された構造を適用することが
できる。

中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０
２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、第１の電荷発生領域１１０４
ｃにおいて、正孔と電子が発生し、正孔は陰極１１０２側に設けられた第２の発光ユニッ
ト１１０３ｂへ移動し、電子は電子リレー層１１０４ｂへ移動する。

電子リレー層１１０４ｂは電子輸送性が高く、第１の電荷発生領域１１０４ｃで生じた電
子を電子注入バッファ層１１０４ａに速やかに受け渡す。電子注入バッファ層１１０４ａ
は第１の発光ユニット１１０３ａに電子を注入する障壁を緩和し、第１の発光ユニット１
１０３ａへの電子注入効率を高める。従って、第１の電荷発生領域１１０４ｃで発生した
電子は、電子リレー層１１０４ｂと電子注入バッファ層１１０４ａを経て、第１の発光ユ
ニット１１０３ａのＬＵＭＯ準位に注入される。

また、電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃを構成する物質と電子
注入バッファ層１１０４ａを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしま
う等の相互作用を防ぐことができる。

陰極側に設けられた第２の発光ユニット１１０３ｂに注入された正孔は、陰極１１０２か
ら注入された電子と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光物質が発光する。また、
陽極側に設けられた第１の発光ユニット１１０３ａに注入された電子は、陽極側から注入
された正孔と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光物質が発光する。よって、中間
層１１０４において発生した正孔と電子は、それぞれ異なる発光ユニットにおいて発光に
至る。

なお、発光ユニット同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成され
る場合は、発光ユニット同士を接して設けることができる。具体的には、発光ユニットの
一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第１の電荷発
生領域として機能するため、発光ユニット同士を接して設けることができる。

なお、陰極とｎ番目の発光ユニットの間に中間層を設けることもできる。

＜発光素子に用いることができる材料＞
次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、陽極
、陰極、ＥＬ層、電荷発生領域、電子リレー層並びに電子注入バッファ層の順に説明する
。

＜陽極に用いることができる材料＞
陽極１１０１は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上が好ましい）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用いることが好ましい。具体的には、
例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、珪素若し
くは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物（ＩｎｄｉｕｍＺ
ｉｎｃＯｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム等が挙
げられる。

この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（
Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム
（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン等）、モリブ
デン酸化物、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、チタン酸化物等が挙げられる。

但し、陽極１１０１と接して第２の電荷発生領域を設ける場合には、仕事関数を考慮せず
に様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができる。具体的には、仕事関数の大き
い材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。第２の電荷発生領域を
構成する材料については、第１の電荷発生領域と共に後述する。

＜陰極に用いることができる材料＞
陰極１１０２は、仕事関数の小さい（具体的には４．０ｅＶ未満）材料が好ましいが、陰
極１１０２に接して第１の電荷発生領域を、発光ユニット１１０３との間に設ける場合、
陰極１１０２は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。

なお、陰極１１０２および陽極１１０１のうち少なくとも一方を、可視光を透過する導電
膜を用いて形成する。可視光を透過する導電膜としては、例えば酸化タングステンを含む
インジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むイ
ンジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウ
ム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などを挙げることができる。ま
た、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の金属薄膜を用いる
こともできる。

＜ＥＬ層に用いることができる材料＞
上述した発光ユニット１１０３を構成する各層に用いることができる材料について、以下
に具体例を示す。

＜正孔注入層＞
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、
例えば、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
、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）
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、或いはポリ（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）等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。

なお、正孔注入層の代わりに第２の電荷発生領域を用いてもよい。第２の電荷発生領域を
用いると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができる
のは前述の通りである。第２の電荷発生領域を構成する材料については第１の電荷発生領
域と共に後述する。

＜正孔輸送層＞
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層は、単層に限られず正
孔輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子よりも正孔の輸送性
の高い物質であればよく、特に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が、
発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。

＜発光層＞
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、単層に限られず発光物質を含む層を二層
以上積層したものでもよい。発光物質は蛍光性化合物や、燐光性化合物を用いることがで
きる。発光物質に燐光性化合物を用いると、発光素子の発光効率を高められるため好まし
い。

発光物質は、ホスト材料に分散させて用いるのが好ましい。ホスト材料としては、その励
起エネルギーが、発光物質の励起エネルギーよりも大きなものが好ましい。

＜電子輸送層＞
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層は、単層に限られず電
子輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。正孔よりも電子の輸送性
の高い物質であればよく、特に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が、
発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。

＜電子注入層＞
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層は、単層に限られず電
子注入性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子注入層を設ける構成
とすることで陰極１１０２からの電子の注入効率が高まり、発光素子の駆動電圧を低減で
きるため好ましい。

電子注入性の高い物質としては、例えばリチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウ
ム（Ｃａ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム
（ＣａＦ_２）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属またはこれらの化合物が挙げられる。
また電子輸送性を有する物質中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属、マグネシウム（Ｍ
ｇ）又はそれらの化合物を含有させたもの、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含
有させたもの等を用いることもできる。

＜電荷発生領域に用いることができる材料＞
第１の電荷発生領域１１０４ｃ、及び第２の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質とア
クセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の高
い物質とアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層
とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、陰極に接して設けられ
る第１の電荷発生領域が積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極１１
０２と接する構造となる。陽極に接して設けられる第２の電荷発生領域が積層構造の場合
には、アクセプター性物質を含む層が陽極１１０１と接する構造となる。

なお、電荷発生領域において、正孔輸送性の高い物質に対して質量比で、０．１以上４．
０以下の比率でアクセプター性物質を添加することが好ましい。

電荷発生領域に用いるアクセプター性物質としては、遷移金属酸化物、特に元素周期表に
おける第４族乃至第８族に属する金属の酸化物が好ましい。具体的には、酸化モリブデン
が特に好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。

また、電荷発生領域に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カル
バゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー
を含む）など、種々の有機化合物を用いることができる。具体的には、１０^−６ｃｍ^２／
Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、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てもよい。

＜電子リレー層に用いることができる材料＞
電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいてアクセプター性物質
がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層１１
０４ｂは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのＬＵＭＯ準位は、第１の電荷
発生領域１１０４ｃにおけるアクセプター性物質のアクセプター準位と、発光ユニット１
１０３のＬＵＭＯ準位との間に位置する。具体的には、およそ−５．０ｅＶ以上−３．０
ｅＶ以下とするのが好ましい。

電子リレー層１１０４ｂに用いる物質としては、例えば、ペリレン誘導体や、含窒素縮合
芳香族化合物が挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため
電子リレー層１１０４ｂに用いる物質として好ましい。さらに、含窒素縮合芳香族化合物
のうち、シアノ基やフッ素などの電子吸引基を有する化合物を用いることにより、電子リ
レー層１１０４ｂにおける電子の受け取りがさらに容易になるため、好ましい。

＜電子注入バッファ層に用いることができる材料＞
電子注入バッファ層１１０４ａは、第１の電荷発生領域１１０４ｃから発光ユニット１１
０３への電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファ層１１０４ａを第１の電荷
発生領域１１０４ｃと発光ユニット１１０３の間に設けることにより、両者の注入障壁を
緩和することができる。

電子注入バッファ層１１０４ａには、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、お
よびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭
酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロ
ゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩
を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。

また、電子注入バッファ層１１０４ａが、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで
形成される場合には、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以
下の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。なお、ドナー性物質としては、アル
カリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物
（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含
む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類
金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（
略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることも
できる。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明した発光ユニット１１０３の一
部に形成することができる電子輸送層の材料と同様の材料を用いて形成することができる
。

＜発光素子の作製方法＞
発光素子の作製方法の一態様について説明する。第１の電極上にこれらの層を適宜組み合
わせてＥＬ層を形成する。ＥＬ層は、それに用いる材料に応じて種々の方法（例えば、乾
式法や湿式法等）を用いることができ、例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはス
ピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよ
い。ＥＬ層上に第２の電極を形成し、発光素子を作製する。

以上のような材料を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製するこ
とができる。この発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られ、その発光色は
発光物質の種類を変えることにより選択できる。

また、発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、発光スペクトルの幅を拡げて
、例えば白色発光を得ることもできる。白色発光を得る場合には、例えば、発光物質を含
む層を少なくとも２つ備える構成とし、それぞれの層を互いに補色の関係にある色を呈す
る光を発するように構成すればよい。具体的な補色の関係としては、例えば青色と黄色、
あるいは青緑色と赤色等が挙げられる。

さらに、演色性の良い白色発光を得る場合には、発光スペクトルが可視光全域に拡がるも
のが好ましく、例えば、一つの発光素子が青色を呈する光を発する層、緑色を呈する光を
発する層、赤色を呈する光を発する層を備える構成とすればよい。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について説明する。具体的には、実施の形
態１乃至実施の形態３で例示して説明した表示装置を搭載した電子機器について図５を用
いて説明する。

本発明の一態様の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、また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、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５に示す。

図５（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。

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。

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または無線に
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）または双方向
（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。

図５（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、本発明の一態様の表示装置がその表示部７２０３に適用されてい
る。

図５（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成され
ており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には表示部７
３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図５
（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、
ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１
１（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、
においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えて
いる。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３
０４および表示部７３０５の両方、または一方に本発明の一態様の表示装置を用いていれ
ばよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図５（Ｃ）に示す携
帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に
表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。な
お、図５（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有す
ることができる。

図５（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に
組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピ
ーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、本発明
の一態様の表示装置が表示部７４０２に適用されている。

図５（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。

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。

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または番号ボタンを表示させることが好まし
い。

また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを
有する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。

また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、または筐体７４０１の操
作ボタン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。

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。

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７４
０２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また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。

図５（Ｅ）は、折りたたみ式のコンピュータの一例を示している。折りたたみ式のコンピ
ュータ７４５０は、ヒンジ７４５４で接続された筐体７４５１Ｌと筐体７４５１Ｒを備え
ている。また、操作ボタン７４５３、左側スピーカ７４５５Ｌおよび右側スピーカ７４５
５Ｒの他、コンピュータ７４５０の側面には図示されていない外部接続ポート７４５６を
備える。なお、筐体７４５１Ｌに設けられた表示部７４５２Ｌと、筐体７４５１Ｒに設け
られた表示部７４５２Ｒが互いに対峙するようにヒンジ７４５４を折り畳むと、表示部を
筐体で保護することができる。

表示部７４５２Ｌと表示部７４５２Ｒは、画像を表示する他、指などで触れると情報を入
力できる。例えば、インストール済みのプログラムを示すアイコンを指でふれて選択し、
プログラムを起動できる。または、表示された画像の二箇所に触れた指の間隔を変えて、
画像を拡大または縮小できる。または、表示された画像の一箇所に触れた指を移動して画
像を移動できる。また、キーボードの画像を表示して、表示された文字や記号を指で触れ
て選択し、情報を入力することもできる。

また、コンピュータ７４５０に、ジャイロ、加速度センサ、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏ
ｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）受信機、指紋センサ、ビデオカメラを搭載すること
もできる。例えば、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置
を設けることで、コンピュータ７４５０の向き（縦か横か）を判断して、表示する画面の
向きを自動的に切り替えるようにすることができる。

また、コンピュータ７４５０はネットワークに接続できる。コンピュータ７４５０はイン
ターネット上の情報を表示できる他、ネットワークに接続された他の電子機器を遠隔から
操作する端末として用いることができる。なお、折りたたみ式のコンピュータ７４５０は
、本発明の一態様の表示装置が表示部７４５２Ｌと表示部７４５２Ｒに適用されている。

本発明の一態様の表示装置に適用可能な青色を呈する光を発する発光モジュールと、緑色
を呈する光を発する発光モジュールと、赤色を呈する光を発する発光モジュールを作製し
、それぞれの特性を測定した結果を以下に示す。

＜作製した発光素子の構成＞
作製した発光モジュールに用いた発光素子の構成を図６に示す。作製した発光モジュール
は、いずれも第１の電極２５１が反射膜を兼ね、第２の電極２５２が半透過・半反射膜を
兼ね、第１の電極と第２の電極の間に発光性の有機化合物を含む層を備える。

《第１の電極の構成》
いずれの発光モジュールも、反射膜を兼ねる第１の電極２５１に２００ｎｍのアルミニウ
ム−チタン合金膜と、その上に厚さ６ｎｍのチタン膜を積層して用いた。また、光学調整
層として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）膜を用いた。なお、発光
色ごとに光学調整層の厚さを最適化した。

具体的には、緑色を呈する光を発する発光モジュールに厚さ４０ｎｍのＩＴＳＯ膜を光学
調整層として設け、赤色を呈する光を発する発光モジュールに厚さ８０ｎｍのＩＴＳＯ膜
を光学調整層として設けた。なお、青色を呈する光を発する発光モジュールには、上述の
６ｎｍのチタン膜に接して発光性の有機化合物を含む層を設けた。

《第２の電極の構成》
第２の電極２５２は、１５ｎｍの銀・マグネシウム合金膜上に７０ｎｍのインジウム錫酸
化物（略称：ＩＴＯ）を積層した導電膜を用いた。銀・マグネシウム合金膜は重量比１０
：１（＝Ａｇ：Ｍｇ）で共蒸着して形成した。

《発光性の有機化合物を含む層の構成》
発光性の有機化合物を含む層２５３は、中間層１５０４を挟んで２つのＥＬ層（第１のＥ
Ｌ層１５０３ａと第２のＥＬ層１５０３ｂ）が設けられた構造（タンデム構造ともいう）
を備える。

第１のＥＬ層１５０３ａは、第１の電極２５１上に正孔注入層１５１１、第１の正孔輸送
層１５１２、第１の発光層１５１３、第１の電子輸送層１５１４ａ、および第２の電子輸
送層１５１４ｂをこの順に備える。

中間層１５０４は、第２の電子輸送層１５１４ｂ上に、電子注入バッファ層１５０４ａ、
電子リレー層１５０４ｂ、および電荷発生領域１５０４ｃをこの順に備える。

第２のＥＬ層１５０３ｂは、中間層１５０４上に、第２の正孔輸送層１５２２、第２の発
光層１５２３ａ、第３の発光層１５２３ｂ、第３の電子輸送層１５２４ａ、第４の電子輸
送層１５２４ｂ、および電子注入層１５２５をこの順に備える。

上記の発光性の有機化合物を含む層を構成する材料の詳細を表１に示す。

また、本実施例で用いる一部の有機化合物の構造式を以下に示す。

＜評価結果＞
作製した発光モジュールの特性を測定した結果を以下に示す。

《発光スペクトル》
作製した発光モジュールが発する光のスペクトルを測定した結果を図７に示す。

図７（Ａ）は赤色を呈する光を発する発光モジュールの発光スペクトルであり、その半値
幅は４１ｎｍであった。

図７（Ｂ）は緑色を呈する光を発する発光モジュールの発光スペクトルであり、その半値
幅は３１ｎｍであった。

図７（Ｃ）は青色を呈する光を発する発光モジュールの発光スペクトルであり、その半値
幅は２３ｎｍであった。

いずれの発光モジュールが発する光も、そのスペクトルの半値幅が５０ｎｍより狭く、鮮
やかな色であった。

《色再現特性》
図８は、上記の３つの発光モジュールが発する光の色をプロットした色度図である。各プ
ロットを頂点とする破線の三角は、当該発光モジュールを用いて表示できる色の範囲を示
すものである。その面積は、ＮＴＳＣ（ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＳｙ
ｓｔｅｍＣｏｍｍｉｔｔｅｅ）が定めた規格を頂点とする実線の三角の面積の９５．４
％であった。

《応答時間》
図９（Ａ）には発光モジュールを発光させた際の、発光開始からの時間に対する発光輝度
を示している。また図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の横軸を拡大したものである。なお、縦軸
の発光輝度は、発光モジュールの発光輝度が安定したときの発光輝度を１００％として規
格化したものを用いている。

図９（Ａ）、（Ｂ）中に示す２種類の曲線のうち、サンプル１は青色の発光を呈する発光
モジュールについての測定結果を、サンプル２は緑色の発光を呈する発光モジュールにつ
いての測定結果を、それぞれ示している。

発光開始から、発光輝度が９０％に到達するまでの時間を応答時間とする。サンプル１で
は応答時間は約７μｓであり、サンプル２では応答時間は約２４μｓであった。したがっ
て、いずれの発光モジュールも極めて応答時間が短いことが確認できた。

なお、本実施例は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

１０１表示部
１０３駆動回路
１０４駆動回路
１０５制御回路
１０７画像処理装置
１０９デコーダ回路
１１１階調変換部
２５１第１の電極
２５２第２の電極
２５３有機化合物を含む層
４００表示パネル
４０１表示部
４０２画素
４０２Ｂ副画素
４０２Ｇ副画素
４０２Ｒ副画素
４０３ｇ駆動回路部
４０３ｓ駆動回路部
４０５シール材
４０８引き回し配線
４０９ＦＰＣ
４１０第１の基板
４１１トランジスタ
４１２トランジスタ
４１３ｎチャネル型トランジスタ
４１４ｐチャネル型トランジスタ
４１６絶縁層
４１８隔壁
４２０Ｂ発光素子
４２０Ｇ発光素子
４２０Ｒ発光素子
４２１Ｂ第１の電極
４２１Ｇ第１の電極
４２１Ｒ第１の電極
４２２第２の電極
４２３有機化合物を含む層
４２３ａ有機化合物を含む層
４２３ｂ有機化合物を含む層
４２４中間層
４２８Ｇカラーフィルタ
４２９遮光性の膜
４３１空間
４４０第２の基板
４４１Ｂカラーフィルタ
４４１Ｇカラーフィルタ
４４１Ｒカラーフィルタ
４４２遮光性の膜
４４５スペーサ
４５０Ｂ発光モジュール
４５０Ｇ発光モジュール
４５０Ｒ発光モジュール
４７１トランジスタ
４７２トランジスタ
４８１トランジスタ
４８２トランジスタ
１１０１陽極
１１０２陰極
１１０３発光ユニット
１１０３ａ第１の発光ユニット
１１０３ｂ第２の発光ユニット
１１０４中間層
１１０４ａ電子注入バッファ層
１１０４ｂ電子リレー層
１１０４ｃ第１の電荷発生領域
１１１３正孔注入層
１１１４正孔輸送層
１１１５発光層
１１１６電子輸送層
１１１７電子注入層
１５０３ａ第１のＥＬ層
１５０３ｂ第２のＥＬ層
１５０４中間層
１５０４ａ電子注入バッファ層
１５０４ｂ電子リレー層
１５０４ｃ電荷発生領域
１５１１正孔注入層
１５１２第１の正孔輸送層
１５１３第１の発光層
１５１４ａ第１の電子輸送層
１５１４ｂ第２の電子輸送層
１５２２第２の正孔輸送層
１５２３ａ第２の発光層
１５２３ｂ第３の発光層
１５２４ａ第３の電子輸送層
１５２４ｂ第４の電子輸送層
１５２５電子注入層
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
７３０１筐体
７３０２筐体
７３０３連結部
７３０４表示部
７３０５表示部
７３０６スピーカ部
７３０７記録媒体挿入部
７３０８ＬＥＤランプ
７３０９操作キー
７３１０接続端子
７３１１センサ
７３１２マイクロフォン
７４００携帯電話機
７４０１筐体
７４０２表示部
７４０３操作ボタン
７４０４外部接続ポート
７４０５スピーカ
７４０６マイク
７４５０コンピュータ
７４５１Ｌ筐体
７４５１Ｒ筐体
７４５２Ｌ表示部
７４５２Ｒ表示部
７４５３操作ボタン
７４５４ヒンジ
７４５５Ｌ左側スピーカ
７４５５Ｒ右側スピーカ
７４５６外部接続ポート

Claims

スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の波長が４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の光を、１００μｓ以下の応答時間で発光可能な第１の発光モジュール及び第２の発光モジュールを含む画素が、８０ｐｐｉ以上の精細度で設けられ、
前記第１の発光モジュールは、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間の第１の発光層と、を有し、
前記第２の発光モジュールは、第３の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極及び前記第２の電極との間の第２の発光層と、を有することを特徴とする表示装置。
スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の波長が４００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の光を、１００μｓ以下の応答時間で発光可能な第１の発光モジュール及び第２の発光モジュールを含む画素が、８０ｐｐｉ以上の精細度で設けられ、
前記第１の発光モジュールは、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極の間の第１の発光層と、を有し、
前記第２の発光モジュールは、第３の電極と、前記第２の電極と、前記第３の電極及び前記第２の電極との間の第２の発光層と、を有し、
前記画素に画像を表示させるための画像信号を生成する画像処理装置を有し、
前記画像処理装置は、階調変換部と、ノイズ除去部と、画素間補完部と、色調補正部と、補完フレーム生成部とを有することを特徴とする表示装置。