JP2018116282A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】観察に伴う観察者の疲労が低減され、観察者が豊かな立体感と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、観察者が豊かな立体感と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】ＮＴＳＣ比が８０％以上、且つ、コントラスト比が５００以上であって、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の光を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た表示部を備える構成とし、発光モジュールの発光が、応答時間が１μｓ以上１ｍｓ未満であって、且つ、入力された信号に応答して到達輝度まで０より大きい傾きで立ち上がる表示装置とすればよい。【選択図】図１

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、メガネ方式を用いる表示装置は、左目用の画像と右目用の画像を、メガネに設
けたシャッターと同期して、画面に交互に表示する。これにより、観察者は左目で左目用
の画像を、右目で右目用の画像を、それぞれ観察することにより立体画像を観察する。

また、裸眼での観察が可能な視差バリア方式を用いる表示装置は、画面が多数の領域（
例えば短冊状の領域）に分割され、該領域は交互に右目用の領域と左目用の領域に割り当
てられ、その境界に視差バリアが重ねて設けられている。分割された各領域には、それぞ
れ左目用の画像または右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、立体画像が観
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

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、観察者から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、本発明の
一態様は、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、表示装置の画像信号に対する応答特性
に着目して創作されたものである。具体的には、表示装置の画素部に設けられた表示素子
の入力信号に応答し終えるまでの過渡特性が、立体視に深く影響することに着目した。そ
して、本明細書に例示される構成を備える表示装置、およびそれを用いた電子機器に想到
した。

すなわち、本発明の一態様の表示装置は、ＮＴＳＣ比が８０％以上、且つ、コントラス
ト比が５００以上であって、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の光を発光可能な発光モ
ジュールを含む画素が、８０ｐｐｉ以上の精細度で設けられた表示部を備え、発光モジュ
ールの発光は、応答時間が１μｓ以上１ｍｓ未満であって、且つ、入力された信号に応答
して到達輝度まで０より大きい傾きで立ち上がる。

自然界におけるほとんどの場合、物体の表面は曲面形状を有しているため、対象物と光
源と観察者の相対位置の変化に応じて対象物の表面からの反射光が変化する様を観察者が
観察する際、観察者の目に入力される輝度の変化は、時間に対してある程度の傾きを有す
る。

したがって、このように、入力された信号に対する発光強度の立ち上がりが緩やかであ
るような過渡特性を示す発光を観察者が観察すると、連続する画像の切り替わりの瞬間に
おける観察者の脳への刺激が緩和され、自然界の反射光に忠実な光として疲労感なく観察
することができ、自然な奥行きが感じられる画像を表示することができる。

ここで、例えば応答時間が１ｍｓ以上であると、対象物が大きく移動する動画を表示し
た際、その残像が視認されてしまい、現実感が消失してしまうため、自然な奥行きを感じ
られなくなってしまう。一方、応答時間が１μｓ未満の極めて高速に応答する発光である
と、自然界の反射光に忠実な発光を得られない。

さらにこのような構成の表示装置の備える表示部は、映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。また、カメラワークに忠実な映像をなめらかな動きで
表示できる。これにより、単眼視によ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映像を表示できる。

また、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、ＮＴ
ＳＣ比が大きく、またコントラストが高くなる。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。これにより、奥の画像に重なりながら奥の画像より早く、手前の画像が
滑らかに動く動画像を表現できる。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。

したがって、このような構成とすることにより、疲労感を感じることなく観察者が豊か
な奥行き感を感じられる画像を提供できる表示装置を実現できる。

また、本発明の他の一態様の表示装置は、ＮＴＳＣ比が８０％以上、且つ、コントラス
ト比が５００以上であって、表示部と、補正制御回路と、を備え、表示部は、スペクトル
の半値幅が６０ｎｍ以下の光を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、補正制御回路は、発光モジュールの発光の応答時間を補正する信号
を生成して表示部に出力し、発光モジュールの発光は、応答時間が１μｓ以上１ｍｓ未満
であって、且つ、入力された信号に応答して到達輝度まで０より大きい傾きで立ち上がる
。

このような補正制御回路を設けることにより、発光モジュールの発光強度の過渡特性を
制御することが可能となる。例えば補正制御回路が生成する信号としては、発光開始直後
に素子に与える高い電圧に対応する補正電圧信号や、当該電圧を素子に与える期間を規定
する補正制御信号などを含んでいてもよい。

また、本発明の一態様の上記表示装置において、発光モジュールは、反射膜および半透
過・半反射膜と、反射膜と半透過・半反射膜との間に設けられ、一対の電極と、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と、を備えることが好ましい。

このような構成とすることにより、微小共振器（マイクロキャビティともいう）の効果
として反射膜と半透過・半反射膜の間で光が干渉し合い、可視光領域の波長を有する光の
うち特定の光が強め合う。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６
０ｎｍ以下）光を用いて彩度の高い映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映像を表
示できる表示装置を提供できる。

また、本発明の一態様の上記表示装置において、発光モジュールは、反射膜および半透
過・半反射膜と、反射膜と半透過・半反射膜との間に設けられ、一対の電極と、一対の電
極の間に発光性の有機化合物を含む層を複数と、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、半透過・半反射膜を介して発光素子と重なるように設けられたカ
ラーフィルタと、を備えることが好ましい。

このような構成とすることにより、反射膜と半透過・半反射膜の間で光が干渉し合い、
可視光領域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、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映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映像を表示できる表示
装置を提供できる。

また、本発明の一態様の上記表示装置において、画素の各々に設けられる発光モジュー
ルは、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８００ｎ
ｍ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、または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５００
ｎｍ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、また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４００ｎｍ以上５００ｎｍ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の発光モジュールのうち、いずれか一であることが好ま
しい。

また、本発明の一態様の上記表示装置において、画素の各々に設けられる発光モジュー
ルは、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８００ｎ
ｍ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、または、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５０
０ｎｍ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、または、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４００ｎｍ以上５００ｎｍ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の発光モジュールのうち、いずれか一であり、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ことが好ましい。

また、本発明の一態様の上記表示装置において、発光モジュールは、一対の電極の一方
が反射膜を兼ね、他方が半透過・半反射膜を兼ねる発光素子を備えることが好ましい。

上記のような構成とすることにより、各発光モジュールからの発光の色純度を高めるこ
とができる。さらには、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。さらに
は、反射膜および半透過・半反射膜を一対の電極が兼ねる構成にできる。これにより、作
製工程を簡略にできる。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映像を表示できる表示装置を提供できる。

特にマイクロキャビティはスペクトルの半値幅を狭める効果が高く、また精細度が高い
ほど画素を認識しづらくする効果が高い。ここで、人間の脳は動きのある画像を認識しや
すく、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、本発明の一態様の上記表示装置において、画素の各々に設けられる発光モジュー
ルは、スペクトルの半値幅が５０ｎｍより小さい赤色を呈する光、または、半値幅が赤色
を呈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、または、半値幅が緑色を呈
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のうち、いずれか一の光を発する
ことが好ましい。

このような構成では、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映像を表示することができ、奥行き感が高
まる。

また、本発明の他の一態様は、上記いずれか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映像が電子機器に表示される。ま
た、カメラワークに忠実な映像が、なめらかな動きで電子機器に表示される。さらに、自
然界における反射光に忠実な豊かな映像が電子機器に表示される。これにより、単眼視に
よ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映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。なお、微小共振
器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。

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（Ｆｌｅｘｉｂｌ
ｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐ
ａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられた
モジュール、または表示部が形成された基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）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
。

本発明の一態様によれば、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。また、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。

実施の形態に係る発光モジュールの構成例と、発光強度の過渡特性を説明する図。 実施の形態に係る発光モジュールの構成例と、発光強度の過渡特性を説明する図。 実施の形態に係る発光モジュールの、発光強度の過渡特性を説明する図。 実施の形態に係る表示装置の構成例を説明する図。 実施の形態に係る表示装置の構成例を説明する図。 実施の形態に係る表示装置の動作例を説明するタイミングチャート。 実施の形態に係る表示装置の構成例を説明する図。 実施の形態に係る表示装置の構成例を説明する図。 実施の形態に係る表示装置の構成例を説明する図。 実施の形態に係る発光素子の構成例を説明する図。 実施の形態に係る表示装置を備える電子機器の構成例を説明する図。

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。

なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、
明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されな
い。

（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例について、図面を参照して説明
する。

［構成例］
図１（Ａ）に本発明の一態様の表示装置の画素部に適用可能な発光モジュールの構成例
を模式的に示す。

画素４０２には、発光モジュール４５０が設けられている。発光モジュール４５０は、
第１の基板４１０と第２の基板４４０を有し、図示されていないシール材で貼り合わされ
たその間に、発光素子４２０が封止されている。発光素子４２０は、第１の基板４１０上
に形成された第１の電極４２１と、第１の電極４２１に重なる第２の電極４２２の間に、
発光性の有機化合物を含む層４２３を有する。

本実施の形態で例示する第１の電極４２１は、反射性の膜と透光性を有する導電膜を備
え、透光性を有する導電膜は反射性の膜の第２の電極４２２の側に積層されている。また
、第２の電極４２２は可視光に対し半透過・半反射性を有する。これにより、第１の電極
４２１と第２の電極４２２は微小共振器（マイクロキャビティともいう）を構成する。

微小共振器を備える発光素子４２０からは、反射膜と半透過・半反射膜の間の距離に応
じた波長の光を効率よく取り出すことができる。具体的には、特定の波長λの光を効率よ
く取り出すために、発光性の有機化合物を含む層４２３と第１の電極４２１の透光性を有
する導電膜の厚さを調整すればよく、その光学距離（距離と屈折率の積）をλ／２の自然
数倍とすればよい。

第１の電極４２１と第２の電極４２２の間に電圧を印加することにより、発光モジュー
ル４５０は、特定の波長の光が効率よく取り出されたスペクトルの半値幅の狭い光Ｌを外
部に発する。

図１（Ｂ）を用いて、発光モジュール４５０に入力する信号の電圧波形の形状と、発光
モジュール４５０からの発光強度の過渡特性の関係について示す。図１（Ｂ）の上段には
発光モジュール４５０からの発光強度の過渡特性を示し、図１（Ｂ）の２段目、３段目、
及び４段目には発光モジュール４５０に入力する信号の電圧波形を示している。

発光モジュール４５０に入力する信号として、図１（Ｂ）の２段目に示すような、時間
Ｔ０で立ち上がる矩形波を有する信号Ｓ０を入力した場合、発光モジュール４５０からの
発光強度Ｌ０は、立ち上がり部分に急峻な傾きを持ち、所望の輝度（１００％）に達する
。

ここで、発光モジュール４５０に入力する信号として、図１（Ｂ）の３段目に示すよう
な、発光開始直後の期間（Ｔ０〜Ｔ１）で所望の輝度に対応する電圧Ｖ０よりも低い電圧
Ｖ１となるような電圧波形を有する信号Ｓ１を入力した場合、発光モジュール４５０から
の発光強度Ｌ１は、２段階で緩やかに上昇し、上述の矩形波を用いた場合の発光強度Ｌ０
に比べて応答時間（発光強度が到達輝度の９０％に達するまでの時間）を大幅に遅らせる
ことができる。

ここで、自然界におけるほとんどの場合、物体の表面は曲面形状を有しているため、対
象物と光源と観察者の相対位置の変化に応じて対象物の表面からの反射光が変化する様を
観察者が観察する際、観察者の目に入力される輝度の変化は、時間に対してある程度の傾
きを有する。

したがって、表示装置の備える発光モジュールからの発光として、入力された信号に対
する発光強度の立ち上がりが緩やかであるような過渡特性を示す発光を観察者が観察する
と、連続する画像の切り替わりの瞬間における観察者の脳への刺激が緩和され、自然界の
反射光に忠実な光として疲労感なく観察することができ、自然な奥行きが感じられる画像
を表示することができる。

ここで、例えば応答時間が１ｍｓ以上であると、対象物が大きく移動する動画を表示し
た際、残像が視認されてしまい、現実感が消失してしまうため、自然な奥行きを感じられ
なくなってしまう。一方、応答時間が１μｓ未満の極めて高速に応答する発光であると、
自然界の反射光に忠実な発光を得られない。したがって、発光強度の応答時間を１μｓ以
上１ｍｓ未満とし、且つ、入力された信号に応答して到達輝度まで０より大きい傾きで立
ち上がるように、入力信号の電圧波形を調整することが好ましい。

さらに、このような発光モジュールを備える画素を、８０ｐｐｉ以上好ましくは３００
ｐｐｉ以上の精細度で表示部に設け、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ことに
より、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、特定の光が強め合う。これにより、スペクトルの幅が小さい光を用
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。

したがって、このような構成とすることにより、疲労感を感じることなく観察者が豊か
な奥行きを感じられる画像を提供できる表示装置を実現できる。

ここで、発光モジュール４５０に入力する信号として、図１（Ｂ）の４段目に示すよう
な、発光開始直後の期間（Ｔ０〜Ｔ２）にかけて、所望の輝度に対応する電圧Ｖ０まで段
階的に電圧が高くなるような電圧波形を有する信号Ｓ２を用いることもできる。この場合
、図１（Ｂ）の１段目に示すように、発光モジュール４５０からの発光強度Ｌ２は、ほぼ
一定の傾きで上昇するような過渡特性を示す。

このように、階段状の電圧波形を有する信号を用いることで、発光モジュール４５０か
らの発光強度が到達輝度まで緩やかに立ち上がるように制御することができ、より自然な
発光を得ることができる。さらに、電圧波形を調整することで、発光強度の立ち上がりの
傾きを自由に設定することができる。

なお、上記では階段状の電圧波形を有する信号について記載したが、発光モジュール４
５０からの発光強度の立ち上がりを緩やかにするために、傾きをもって電圧が上昇するよ
うな電圧波形を有する信号を用いてもよい。

なお、以下では説明を明快にするために、図１（Ｂ）の３段目に示すような、発光開始
直後の期間（Ｔ０〜Ｔ１）で所望の輝度に対応する電圧Ｖ０よりも低い電圧Ｖ１となるよ
うな電圧波形を有する信号を用いる場合について説明する。

以上が本構成例についての説明である。

［発光モジュールについて］
以下では、本発明の一態様の表示装置の画素部に適用可能な発光モジュールのより具体
的な構成例について説明する。

＜発光モジュール４５０Ｘ＞
図２（Ａ）に示す画素４０２Ｘには発光モジュール４５０Ｘが設けられている。発光モ
ジュール４５０Ｘは、第１の基板４１０と第２の基板４４０を有し、図示されていないシ
ール材で貼り合わされたその間に、発光素子４２０Ｘが封止されている。発光素子４２０
Ｘは、第１の基板４１０上に形成された第１の電極４２１Ｘと、第１の電極４２１Ｘに重
なる第２の電極４２２の間に、発光性の有機化合物を含む層４２３Ｘを有する。

発光性の有機化合物を含む層４２３Ｘは蛍光性の有機化合物を含み、発光モジュール４
５０Ｘは、当該蛍光性の有機化合物が発する光から、特定の波長の光が効率よく取り出さ
れたスペクトルの半値幅の狭い光Ｘを外部に発する。

発光モジュール４５０Ｘは、発光性の有機化合物を含む層４２３Ｘに蛍光性の有機化合
物を含む。蛍光性の有機化合物は、励起種の励起寿命が比較的短いため、入力された信号
に応答する時間が短い。

＜発光モジュール４５０Ｙ＞
図２（Ｂ）に示す画素４０２Ｙには発光モジュール４５０Ｙが設けられている。発光モ
ジュール４５０Ｙは、発光モジュール４５０Ｘの発光素子４２０Ｘに代えて発光素子４２
０Ｙを備える。発光素子４２０Ｙは発光素子４２０Ｘの第１の電極４２１Ｘに代えて第１
の電極４２１Ｙを備え、発光性の有機化合物を含む層４２３Ｘに代えて発光性の有機化合
物を含む層４２３Ｙを備える。

第１の電極４２１Ｙが備える透光性を有する導電膜の厚さは、第１の電極４２１Ｘが備
える透光性を有する導電膜の厚さに比べ厚い。

なお、発光性の有機化合物を含む層４２３Ｙは燐光性の有機化合物を含み、発光モジュ
ール４５０Ｙは、当該燐光性の有機化合物が発する光から、光Ｘに主に含まれる光の波長
より長い特定の波長の光が効率よく取り出された、スペクトルの半値幅の狭い光Ｙを外部
に発する。

発光モジュール４５０Ｙは、発光性の有機化合物を含む層４２３Ｙに燐光性の有機化合
物を含む。燐光性の有機化合物は、励起種の励起寿命が比較的長いため、入力された信号
に応答する時間が蛍光性の有機化合物に比べ長い。

また、燐光性の有機化合物を用いると、発光強度の過渡特性の立ち上がる部分をなだら
かにすることができる。

ここで、発光モジュール４５０Ｘ及び発光モジュール４５０Ｙに入力する信号として、
図２（Ｄ）の下段に示すような、時間Ｔ０で立ち上がる矩形波を有する信号Ｓ０とした場
合における、発光モジュール４５０Ｘ及び発光モジュール４５０Ｙの発光強度の過渡特性
を、図２（Ｄ）の上段に示す。

図２（Ｄ）に示すように、発光モジュール４５０Ｘの応答時間（発光強度が９０％に到
達するまでの時間）Ｔｘ−Ｔ０は、発光モジュール４５０Ｙの応答時間Ｔｙ−Ｔ０よりも
短い。このように、発光性の有機化合物の材料によって応答時間が異なる。そのほか、発
光性の有機化合物を含む層を構成する各層の厚さや、用いる材料が異なると、電気的特性
、または電気光学的特性の違いにより、応答時間に差が生じる場合がある。

＜発光モジュール４５０Ｚ＞
図２（Ｃ）に示す画素４０２Ｚには発光モジュール４５０Ｚが設けられている。発光モ
ジュール４５０Ｚは、発光モジュール４５０Ｘの発光素子４２０Ｘに代えて発光素子４２
０Ｚを備える。発光素子４２０Ｚは発光素子４２０Ｘの第１の電極４２１Ｘに代えて第１
の電極４２１Ｚを備え、発光性の有機化合物を含む層４２３Ｘに代えて発光性の有機化合
物を含む層４２３Ｚを備える。また、発光素子４２０Ｚの第２の電極４２２の側に、発光
素子４２０Ｚと重なる位置にカラーフィルタ４４１Ｚを備える。

なお、発光性の有機化合物を含む層４２３Ｚは、発光性の有機化合物を含む層４２３ａ
と発光性の有機化合物を含む層４２３ｂが積層され、発光性の有機化合物を含む層４２３
ａと発光性の有機化合物を含む層４２３ｂは互いに補色の関係にある色を呈する光を発す
る。例えば、青色を呈する光を発する層と、黄色を呈する光を発する層とが中間層を挟ん
で積層されている。その結果、発光性の有機化合物を含む層４２３Ｚが発する光のスペク
トルは幅を広くできる。

また、発光モジュール４５０Ｚの第１の電極４２１Ｚと第２の電極４２２は微小共振器
を構成し、さらにカラーフィルタ４４１Ｚが重ねて設けられている。このような構成とす
ることにより、発光モジュール４５０Ｚは、特定の波長の光を含み、スペクトルの半値幅
の狭い光Ｚを外部に発する。

従って、発光モジュール４５０Ｚは、微小共振器の光学距離と、カラーフィルタを調整
することにより、発光性の有機化合物を含む層４２３Ｚから、中心波長がさまざまな、ス
ペクトルの半値幅が狭い光を取り出すことができる。

発光モジュール４５０Ｚは、発光性の有機化合物を含む層４２３Ｚに蛍光性の有機化合
物と燐光性の有機化合物を含んでいてもよい。微小共振器の光学距離と、カラーフィルタ
を調整することにより、入力された信号に応答する時間が短い蛍光性の有機化合物が発す
る光を、優先的に取り出すことができる。同様に、入力された信号に応答する時間が長い
燐光性の有機化合物が発する光を、優先的に取り出すこともできる。

以上が発光モジュールについての説明である。

［過渡特性の制御について］
発光強度の過渡特性が異なる発光モジュールが混在している場合には、それぞれの発光
モジュールの発光強度の過渡特性を個別に制御することが好ましい。その場合、それぞれ
の発光モジュールに対して異なる電圧波形を有する信号を入力すればよい。

図３（Ａ）は、発光モジュールとして応答時間の短い発光モジュール４５０Ｘに対して
、図３（Ａ）の下段に示すような、発光開始直後の期間（Ｔ０〜Ｔ１ｘ）で所望の輝度に
対応する電圧Ｖ０よりも低い電圧Ｖ１ｘとなるような電圧波形を有する信号Ｓ１ｘを入力
した場合の、発光強度の過渡特性の変化を示す。

このような信号Ｓ１ｘを用いることで、発光モジュール４５０Ｘから入力された信号に
対する発光強度の立ち上がりが緩やかであるような過渡特性を示す発光を得ることができ
る。

また図３（Ｂ）は、発光モジュールとして応答時間の長い発光モジュール４５０Ｙに対
して、図３（Ｂ）の下段に示すような、発光開始直後の期間（Ｔ０〜Ｔ１ｙ）で所望の輝
度に対応する電圧Ｖ０よりも低い電圧Ｖ１ｙとなるような電圧波形を有する信号Ｓ１ｙを
入力した場合の、発光強度の過渡特性の変化を示す。

ここで、発光開始直後の期間で電圧Ｖ１ｘよりも低い電圧Ｖ１ｙを用いることにより、
応答時間の長い発光モジュール４５０Ｙであっても、入力された信号に対する発光強度の
立ち上がりがさらに緩やかであるような過渡特性を示す発光を得ることができる。

このように、入力信号の電圧波形を調整することにより、発光強度の過渡特性が異なる
発光モジュールが混在している場合であっても、それぞれの発光モジュールから同等の発
光強度の過渡特性を有する発光を得ることができる。

なお、応答時間の異なる発光モジュールに対して入力する信号の電圧波形として、発光
開始直後の期間に与える電圧の値だけでなく、低い電圧を与える時間の長さも異ならせて
もよい。例えば応答時間の短い発光モジュールに対しては、低い電圧を与える時間を長く
設定する。このように、電圧と時間の長さをそれぞれ調整することにより、異なる発光モ
ジュールからの過渡特性をより近づけることができ、表示部で表示する画像の色調が時間
的に変化することがなく、違和感を生じにくくできる。

以上が、過渡特性の制御についての説明である。

［表示装置の構成例］
以下では、本発明の一態様の表示装置の構成例について説明する。

図４に、本構成例で例示する表示装置１００のブロック図を示す。表示装置１００は、
複数の画素を備える表示部１０１、信号線駆動回路１０２、走査線駆動回路１０３、補正
制御回路１０５、演算装置１０７、ＤＡコンバータ１０９を備える。

演算装置１０７は圧縮、または符号化された信号のデコードを行い、同期信号２０１を
信号線駆動回路１０２に、デジタル信号である映像信号をＤＡコンバータ１０９に出力す
る。また、同様に同期信号２０２を走査線駆動回路１０３に出力する。

また、演算装置１０７は解像度のアップコンバートに伴う画素間補完、フレーム周波数
のアップコンバートに伴うフレーム間補完などの処理や、ノイズ除去処理、階調変換処理
、色調補正処理などの画像処理を行う機能を有していてもよい。

ＤＡコンバータ１０９は、演算装置１０７から出力されるデジタル信号である映像信号
をアナログ信号である映像信号２０３に変換し、信号線駆動回路１０２に出力する。

補正制御回路１０５は、演算装置１０７から出力される同期信号２０１と、ＤＡコンバ
ータ１０９から出力される映像信号２０３から、補正電圧信号２０４と補正同期信号２０
５を生成し、信号線駆動回路１０２に出力する。

なお、ここでは補正制御回路１０５に入力する映像信号として、ＤＡコンバータ１０９
によってアナログ信号に変換された映像信号２０３を用いるが、ＤＡコンバータ１０９に
入力される前のデジタル信号である映像信号を用い、補正電圧信号２０４及び補正同期信
号２０５を生成する構成としてもよい。

信号線駆動回路１０２及び走査線駆動回路１０３は、同期信号２０１、同期信号２０２
、映像信号２０３、補正電圧信号２０４、及び補正同期信号２０５に基づいて表示部１０
１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。

続いて、信号線駆動回路１０２と、表示部１０１のより詳細な構成例について説明する
。図５に、信号線駆動回路１０２と表示部１０１の構成例を示す。

ここでは、表示部１０１として３つの副画素を備える画素の１つについて示している。
画素は、赤色の発光を呈する発光素子１１１Ｒを備える副画素１１０Ｒと、緑色の発光を
呈する発光素子１１１Ｇを備える副画素１１０Ｇと、青色の発光を呈する発光素子１１１
Ｂを備える副画素１１０Ｂを、それぞれ有する。また、発光素子１１１Ｒ、発光素子１１
１Ｇ、発光素子１１１Ｂはそれぞれ異なる発光強度の過渡特性を有するものとする。

なお、ここでは説明を明快にするため、副画素の備える発光素子が、赤色、緑色、青色
のいずれかの発光を呈することとしたが、発光素子を上述の発光モジュールに置き換える
こともできる。

信号線駆動回路１０２と表示部１０１とは、信号線２１６Ｒ、信号線２１６Ｇ、及び信
号線２１６Ｂにより、電気的に接続されている。ここで信号線２１６Ｒは副画素１１０Ｒ
に、信号線２１６Ｇは副画素１１０Ｇに、信号線２１６Ｂは副画素１１０Ｂに、それぞれ
電気的に接続する。

図５では、発光素子１１１Ｒを備える副画素１１０Ｒと、発光素子１１１Ｇを備える副
画素１１０Ｇと、発光素子１１１Ｂを備える副画素１１０Ｂとが隣接して設けられている
。また、各々の副画素は、トランジスタ１１２、トランジスタ１１３、容量素子１１４を
備える。

一つの副画素、例えば副画素１１０Ｒ（または副画素１１０Ｇ、副画素１１０Ｂ）にお
いて、トランジスタ１１２は、ゲートがゲート線１１５と電気的に接続し、ソース又はド
レインの一方が信号線２１６Ｒ（または信号線２１６Ｇ、信号線２１６Ｂ）と電気的に接
続し、ソース又はドレインの他方が容量素子１１４の一方の端子及びトランジスタ１１３
のゲートと電気的に接続する。トランジスタ１１３のソース又はドレインの一方はカソー
ド線１１６と電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が発光素子１１１Ｒ（または発
光素子１１１Ｇ、発光素子１１１Ｂ）の一方の端子と電気的に接続する。容量素子１１４
は他方の端子が容量線１１７と電気的に接続する。また発光素子１１１Ｒ（または発光素
子１１１Ｇ、発光素子１１１Ｂ）の他方の端子は、アノード線１１８と電気的に接続する
。

ここで、例えば副画素１１０Ｒにデータを書き込む場合、ゲート線１１５に入力する信
号によりトランジスタ１１２をオン状態とし、信号線２１６Ｒの電位をトランジスタ１１
３のゲートが接続されるノードに与える。このとき、トランジスタ１１３のソース−ドレ
イン間の抵抗は、トランジスタ１１３のゲートに与えられる電位によって一義的に決まる
。したがって、信号線２１６Ｒの電位によって、発光素子１１１Ｒに与える電圧を異なら
せることができ、発光素子１１１Ｒからの発光強度を制御することができる。

なおここでは、副画素の構成として、２つのトランジスタと１つの容量素子を備える構
成としたが、例えばトランジスタ１１３や発光素子の特性ばらつきや特性変動を補正する
回路などを組み込むことができる。

信号線駆動回路１０２は、ラッチ回路１２１と、複数のセレクタ１２２Ｒ、セレクタ１
２２Ｇ、及びセレクタ１２２Ｂを備える。セレクタ１２２Ｒ、セレクタ１２２Ｇ、及びセ
レクタ１２２Ｂはそれぞれ選択信号線２１１と電気的に接続され、当該選択信号線２１１
を介してラッチ回路１２１からそれぞれのセレクタに同一の選択信号が入力される。

ラッチ回路１２１は、演算装置１０７から入力される同期信号２０１に基づいて、選択
信号線２１１に選択信号を出力する。なお、図５には選択信号線２１１のみ示しているが
、実際には表示部１０１に設けられる水平方向の画素数に準じた本数の選択信号線が設け
られ、ラッチ回路１２１は同期信号２０１に基づいて当該選択信号線に順次選択信号を出
力する。

セレクタ１２２Ｒは、選択信号線２１１のほか、赤色の映像信号２０３Ｒが入力される
配線２１３Ｒと、赤色の発光を呈する発光素子１１１Ｒの過渡特性を補正するために副画
素１１０Ｒに入力するための補正電圧信号２０４Ｒが入力される配線２１４Ｒと、補正電
圧信号２０４Ｒを副画素１１０Ｒに出力するタイミングを制御するための補正同期信号２
０５Ｒが入力される配線２１５Ｒと、が電気的に接続される。

同様に、セレクタ１２２Ｇには、緑色の映像信号２０３Ｇが入力される配線２１３Ｇ、
補正電圧信号２０４Ｇが入力される配線２１４Ｇ、補正同期信号２０５Ｇが入力される配
線２１５Ｇが電気的に接続される。またセレクタ１２２Ｂには青色の映像信号２０３Ｂが
入力される配線２１３Ｂ、補正電圧信号２０４Ｂが入力される配線２１４Ｂ、補正同期信
号２０５Ｂが入力される配線２１５Ｂが電気的に接続される。

セレクタ１２２Ｒはラッチ回路１２１から入力される選択信号に応じて、補正同期信号
２０５Ｒに基づいて映像信号２０３Ｒまたは補正電圧信号２０４Ｒのどちらかを信号線２
１６Ｒに出力する。

同様に、セレクタ１２２Ｇは、選択信号と補正同期信号２０５Ｇに基づいて、映像信号
２０３Ｇまたは補正電圧信号２０４Ｇのどちらかを信号線２１６Ｇに出力する。またセレ
クタ１２２Ｂは、選択信号と補正同期信号２０５Ｂに基づいて、映像信号２０３Ｂまたは
補正電圧信号２０４Ｂのどちらかを信号線２１６Ｂに出力する。

続いて、信号線駆動回路１０２の動作例について、図６に示すタイミングチャートを用
いて説明する。

図６では、上から選択信号線２１１、映像信号２０３Ｒ、補正電圧信号２０４Ｒ、補正
同期信号２０５Ｒ、映像信号２０３Ｇ、補正電圧信号２０４Ｇ、補正同期信号２０５Ｇ、
映像信号２０３Ｂ、補正電圧信号２０４Ｂ、補正同期信号２０５Ｂ、信号線２１６Ｒ、信
号線２１６Ｇ、信号線２１６Ｂについて、それぞれの電位の時間推移を示している。

ラッチ回路１２１から選択信号線２１１にハイレベル電位が入力されると、セレクタ１
２２Ｒ、セレクタ１２２Ｇ、及びセレクタ１２２Ｂがそれぞれ信号線２１６Ｒ、信号線２
１６Ｇ、信号線２１６Ｂに信号を出力する。

ここで、セレクタ１２２Ｒは、補正同期信号２０５Ｒがハイレベル電位の時に、補正電
圧信号を信号線２１６Ｒに出力し、補正同期信号２０５Ｒがローレベル電位のときに、映
像信号２０３Ｒを信号線２１６Ｒに出力する。

したがって信号線２１６Ｒには、選択開始直後の補正同期信号２０５Ｒに基づく期間中
に、映像信号２０３Ｒよりも低い電位が出力され、それ以降の期間では映像信号２０３Ｒ
の電位が出力される。このような信号を副画素１１０Ｒに入力することで、副画素１１０
Ｒ内の発光素子１１１Ｒを備える発光モジュールからの発光を、入力された信号に対する
発光強度の立ち上がりが緩やかであるような過渡特性を示す発光とすることができる。

同様に、セレクタ１２２Ｇは、選択開始直後に映像信号２０３Ｇよりも低い電位となる
期間を有する信号を信号線２１６Ｇに出力する。またセレクタ１２２Ｂは、選択開始直後
に映像信号２０３Ｂよりも低い電位となる期間を有する信号を信号線２１６Ｂに出力する
。そのため、副画素１１０Ｇ内の発光素子１１１Ｇを備える発光モジュール、及び副画素
１１０Ｂ内の発光素子１１１Ｂを備える発光モジュールからも、入力された信号に対する
発光強度の立ち上がりが緩やかであるような過渡特性を示す発光が得られる。

このような、入力された信号に対する発光強度の立ち上がりが緩やかであるような過渡
特性を示す発光を観察者が観察すると、連続する画像の切り替わりの瞬間における観察者
の脳への刺激が緩和され、自然界の反射光に忠実な光として疲労感なく観察することがで
き、自然な奥行きが感じられる画像を表示することができる。

上記のように、異なる発光強度の過渡特性を有する発光素子を備える副画素に、それぞ
れ異なる補正電圧信号を入力することで、それぞれの副画素内の発光モジュールからの発
光の発光強度の過渡特性を個別に制御することができる。

また、図６に示すように、補正同期信号２０５Ｒ、補正同期信号２０５Ｇ、補正同期信
号２０５Ｂとして、異なるパルス幅の信号が入力されることにより、それぞれの副画素か
らの発光強度の過渡特性をより近づけることができ、表示部１０１で表示する画像の色調
が時間的に変化することなく、違和感を生じにくくできる。

なお、２以上の副画素間において、副画素内の発光素子の発光強度の過渡特性が近い場
合には、これらの副画素間で補正電圧信号を共通化することもできる。例えば、燐光性の
有機化合物からの発光を用いる副画素間、または蛍光性の有機化合物からの発光を用いる
副画素間で、共通の補正電圧信号を用いてもよい。これらを共通化することで、配線数が
低減することができ、また、補正制御回路の構成も簡略化できる。

また、２以上の副画素間において、副画素内の発光素子の発光強度の過渡特性が近い場
合や、補正電圧信号のみで副画素の補正を行うことができる場合には、これらの副画素間
で補正同期信号を共通化することもできる。例えば、燐光性の有機化合物からの発光を用
いる副画素間、または蛍光性の有機化合物からの発光を用いる副画素間で共通の補正同期
信号を用いてもよいし、発光素子の構成によらず、全ての副画素について同一の補正同期
信号を用いてもよい。これらを共通化することで、配線数が低減することができ、また、
補正制御回路の構成も簡略化できる。

なお、上記構成例で例示したように、補正電圧信号として階段状若しくはスロープ状に
電圧が上昇するような信号を用いることもできる。その場合、補正電圧信号の電圧波形が
、補正同期信号にハイレベル電位が与えられる期間中に、映像信号の電圧に近づくように
階段状若しくはスロープ状に電圧が上昇する電圧波形となるように、補正制御回路から同
期した補正同期信号と補正電圧信号を出力する構成とすればよい。

このような構成の表示装置１００とすることにより、疲労感を感じることなく観察者が
豊かな奥行きを感じられる画像を提供できる表示装置を実現できる。

以上が表示装置１００についての説明である。

本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施するこ
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の構成例と、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例について説明する。

＜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７に示す。図７
（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７（Ｂ）は図７（Ａ）の切断線Ａ−ＢおよびＣ−Ｄにおける断面を含む構造の側面
図であり、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の切断線Ｅ−Ｆにおける断面を含む画素の構造の側面
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４
０１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７（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を駆動する信号線駆動回路４０３ｓ、走査線駆動回路
４０３ｇが設けられている。なお、駆動回路を第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）
４０９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よい。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を貼り合わせる。またこれら
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７（Ｂ）参照）。

表示パネル４００の断面を含む構造を図７（Ｂ）参照して説明する。表示パネル４００
は、信号線駆動回路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。

信号線駆動回路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回路で構成してもよい。

引き回し配線４０８は外部入力端子から入力される信号を信号線駆動回路４０３ｓおよ
び走査線駆動回路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
４１２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
４２０Ｇ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７（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。信号線駆動回路４０３ｓ、走査線駆動回路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酸化物半導体を用いると、例えばアモルフ
ァスシリコンを用いた場合と比較してトランジスタ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高精細化することができる。

また、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。

半導体層を構成する単結晶半導体としては、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ＳＯ
Ｉ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）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（ｐｉｘｅｌｓ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）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７（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
４２２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未満の光を含む。そして、発光モジュール４５０Ｇ
の発光として、入力された信号に対する発光強度の立ち上がりが緩やかであるような過渡
特性を示す発光を得ることができる。

このように、入力された信号に対する発光強度の立ち上がりが緩やかであるような過渡
特性を示す発光を観察者が観察すると、連続する画像の切り替わりの瞬間における観察者
の脳への刺激が緩和され、自然界の反射光に忠実な光として疲労感なく観察することがで
き、自然な奥行きが感じられる画像を表示することができる。

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４０
１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、４
００ｎｍ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６
０ｎｍ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。

したがって、このような構成とすることにより、疲労感を感じることなく観察者が豊か
な奥行きを感じられる画像を提供できる表示装置を実現できる。

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４
５０Ｒ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
４４１Ｂと、光学距離が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満のｋ／２倍（ｋ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４
４１Ｇ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４
４１Ｒと、光学距離が６００ｎｍ以上８００ｎｍ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。隔壁４１８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）を設けてもよい。

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、Ｐ
ＶＦ（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−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等を
その例に挙げることができる。

＜変形例＞
本実施の形態の変形例を図８に示す。図８（Ａ）は図７（Ａ）の切断線Ａ−ＢおよびＣ
−Ｄにおける断面を含む構造の側面図であり、図８（Ｂ）は図７（Ａ）の切断線Ｅ−Ｆに
おける断面を含む画素の構造の側面図である。

図８に示す表示パネルは、図７に示す表示パネルの変形例であり、図７に示す表示パネ
ルとは画素の構成が異なる。具体的には、カラーフィルタが設けられていない点と、発光
色が異なる副画素が、それぞれ異なる発光性の有機化合物を含む層を備える点が、異なる
。表示部４０１に設けられた画素４０２の構成の変形例について、図８（Ｂ）を参照して
説明する。

本実施の形態の変形例で例示する画素４０２は、青色を呈する光Ｂを射出する副画素４０
２Ｂ、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。

副画素４０２Ｂは、反射膜を兼ねる第１の電極４２１Ｂ、半透過・半反射膜を兼ねる第
２の電極４２２、青色を呈する光を含む光を発光する発光性の有機化合物を含む層４２３
Ｂと、を備え、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の青色の光を発するように、微小共振
器の光学距離が調整されている。

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、緑色を呈する光を含む光を発光する発光性の有機化合物を含む層４２３
Ｇと、を備え、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の緑色の光を発するように、微小共振
器の光学距離が調整されている。

副画素４０２Ｒは、反射膜を兼ねる第１の電極４２１Ｒ、半透過・半反射膜を兼ねる第
２の電極４２２、赤色を呈する光を含む光を発光する発光性の有機化合物を含む層４２３
Ｒと、を備え、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の赤色の光を発するように、微小共振
器の光学距離が調整されている。

そして、発光モジュール４５０Ｂ、発光モジュール４５０Ｇまたは発光モジュール４５
０Ｒのうち、いずれか一つの発光モジュールの発光として、入力された信号に対する発光
強度の立ち上がりが緩やかであるような過渡特性を示す発光を得ることができる。

なお、それぞれの発光性の有機化合物を含む層に用いることができる材料は実施の形態
３で詳細に説明する。

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４０
１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、４
００ｎｍ以上８００ｎｍ未満の波長を有する光のうち特定の光が強め合う。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。

本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施するこ
とができる。

（実施の形態３）
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９（Ａ）は図７（Ａ）の切断線Ａ−ＢおよびＣ−Ｄにおける断面を含む構造の側面図
であり、図９（Ｂ）は図７（Ａ）の切断線Ａ−ＢおよびＣ−Ｄにおける断面を含む構造の
側面図である。

図９（Ａ）または図９（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２
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２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２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２の説明を援用する。

＜表示パネルの構成例１．＞
図９（Ａ）に例示する表示パネルは、副画素４０２Ｇを含む表示部と、信号線駆動回路
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、信号線駆動回路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。また、隣接する副画素からの光漏れを防ぐように設けて、光
学的なクロストーク現象を抑制することができる。

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膜が適用され
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、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、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−Ｚ
ｎ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、Ｉｎ−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−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉ
ｎ−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、Ｉ
ｎ−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Ｉ
ｎ：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。

トランジスタの半導体層に用いることのできる酸化物半導体膜は単結晶でも、非単結晶
を有していてもよい。非単結晶は、例えば、ＣＡＡＣ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ）、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 Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ
Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。

好ましくは、酸化物半導体膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする。

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。

以下、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部は、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：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による観察像では、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部
と結晶部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−ＯＳ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、ＣＡ
ＡＣ−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、Ｃ
ＡＡＣ−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
晶性が低下することもある。

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。したがって結晶部の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揃う。

酸化物半導体膜として、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を適用する場合、該ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を形成
する方法としては、三つ挙げられる。

一つめは、成膜温度を１００℃以上６００℃以下として酸化物半導体膜の成膜を行うこ
とで、酸化物半導体膜に含まれる結晶部の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た結晶部を形成する方法である。

二つめは、酸化物半導体膜を薄い膜厚で成膜した後、２００℃以上７００℃以下の熱処
理を行うことで、酸化物半導体膜に含まれる結晶部の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た結晶部を形成する方法である。

三つめは、一層目の酸化物半導体膜を薄く成膜した後、２００℃以上７００℃以下の熱
処理を行い、さらに二層目の酸化物半導体膜の成膜を行うことで、酸化物半導体膜に含ま
れる結晶部の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
揃った結晶部を形成する方法である。

例えば、スパッタリング法を用いてＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜する場合、成膜時の基板温
度を高くすることが好ましい。例えば、基板加熱温度を１００℃以上６００℃以下、好ま
しくは２００℃以上５００℃以下、さらに好ましくは１５０℃以上４５０℃以下として酸
化物膜を成膜することによりＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜することができる。

また、スパッタリング法に用いる電源として、直流（ＤＣ）電源を用いることが好まし
い。なお、高周波（ＲＦ）電源、交流（ＡＣ）電源を用いることもできる。ただし、ＲＦ
電源は、大面積の基板へ成膜可能なスパッタリング装置への適用が困難である。また、以
下に示す観点からＡＣ電源よりもＤＣ電源が好ましいと考えられる。

スパッタリング用ターゲットとしてＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ化合物ターゲットを用いる場
合、例えばＩｎＯ_ｘ粉末、ＧａＯ_ｙ粉末、及びＺｎＯ_ｚ粉末を２：２：１、８：４：３、
３：１：１、１：１：１、４：２：３、３：１：２、３：１：４、１：６：４、１：６：
９等のｍｏｌ数比で混合して形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ化合物ターゲットを用いるこ
とが好ましい。ｘ、ｙ、及びｚは任意の正の数である。なお、スパッタリング用ターゲッ
トは、多結晶であってもよい。

また、マグネトロンを用い、磁場によりスパッタリング用ターゲットの近傍のプラズマ
空間を高密度化してもよい。マグネトロンスパッタリング装置では、例えば、スパッタリ
ング用ターゲットの前方に磁場を形成するため、スパッタリング用ターゲットの後方に磁
石組立体が配置される。当該磁場は、スパッタリング用ターゲットのスパッタリング時に
おいて、電離した電子やスパッタリングにより生じた二次電子を捉える。このようにして
捕捉された電子は成膜室内の希ガス等の不活性ガスとの衝突確率を高め、その結果プラズ
マ密度が高まる。これにより、例えば被素子形成層の温度を著しく上昇させることなく、
成膜の速度を上げることができる。

スパッタリング法を用いてＣＡＡＣ−ＯＳ膜を形成する場合、例えば、スパッタリング
装置の成膜室内に存在する不純物（水素、水、二酸化炭素、及び窒素など）を低減するこ
とが好ましい。また、成膜ガス中の不純物を低減することが好ましい。例えば、酸素ガス
やアルゴンガスの成膜ガスとして、露点が−４０℃以下、好ましくは−８０℃以下、より
好ましくは−１００℃以下にまで高純度化したガスを用いることにより、ＣＡＡＣ−ＯＳ
膜に対する不純物の混入を抑制することができる。

スパッタリング法を用いてＣＡＡＣ−ＯＳ膜を形成する場合、成膜ガス中の酸素割合を
高くし、電力を最適化して成膜時のプラズマダメージを抑制させることが好ましい。例え
ば、成膜ガス中の酸素割合を、３０体積％以上、好ましくは１００体積％にすることが好
ましい。

スパッタリング法を用いてＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜する場合、成膜時の基板加熱に加え
、加熱処理を行ってもよい。加熱処理により、例えば酸化物膜中の不純物濃度を低減させ
ることができる。

上記加熱処理は、例えば３５０℃以上基板の歪み点未満の温度、さらには、３５０℃以
上４５０℃以下で行ってもよい。なお、加熱処理を複数回行ってもよい。

上記加熱処理に用いられる加熱処理装置としては、ＧＲＴＡ（Ｇａｓ Ｒａｐｉｄ Ｔ
ｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置又はＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅ
ｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置などのＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎ
ｎｅａｌｉｎｇ）装置を用いてもよい。なお、これに限定されず、電気炉など、別の加熱
処理装置を用いてもよい。

上記工程に示すように、成膜中に、水素や水などを膜中に含ませないようにすることに
より、酸化物半導体膜に含まれる不純物濃度を低減する。また、酸化物半導体膜の成膜後
に、加熱処理を行うことにより、酸化物半導体膜に含まれる水素や水などを除去すること
によって、不純物濃度を低減してもよい。この後に、酸化物半導体膜に酸素を供給し、酸
素欠損を補填することにより、酸化物半導体膜を高純度化することができる。また、酸化
物半導体膜に酸素を添加してもよい。

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。または酸素を供給し酸化物半導体膜の酸素欠損を補填す
ることが好ましい。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。このような高純度化された酸
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１×１０^１７／ｃｍ^３未満、さらには１×１０^１５／ｃｍ^３未満、さらには１×
１０^１４／ｃｍ^３未満、さらには１×１０^１３／ｃｍ^３未満、さらには１×１０^１２／ｃ
ｍ^３未満、さらには１×１０^１１／ｃｍ^３未満、さらには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膜を備え
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、１００ｙＡ（１ｙＡ
（ヨクトアンペア）は１×１０^−２４Ａ）以下、望ましくは、１０ｙＡ以下となる。また
、８５℃では、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。このように、ｉ型（真性）化または実質的にｉ型化された酸
化物半導体膜を用いることで、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９（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。

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４）
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１０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１０（Ａ）に示す。図１０（Ａ）に例示する発光素子は、陽
極１１０１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１
１０３ｂ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、
ＥＬ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
１０（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１１０４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よい。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１０（Ｂ）に示す。図１０（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１０（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１１
０２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１１０
４ｃにおいて、正孔と電子が発生し、正孔は陰極１１０２側に設けられた発光ユニット１
１０３ｂ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１１０４
ａは発光ユニット１１０３に電子を注入する障壁を緩和し、発光ユニット１１０３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、発光ユニット１１０３のＬＵ
ＭＯ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
側に設けられた発光ユニット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：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、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（Ｉｎｄｉｕｍ
Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、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）（ＰＥＤＯＴ／Ｐ
ＳＳ）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（
Ｍｇ）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よい。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１
１０３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。

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５）
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４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１１
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１１に示す。

図１１（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１１（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１１（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７３０４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１１（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７３
０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ
７３１１（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７３０４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１１（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１１（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１１（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７４０
１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１１（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
を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場
合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボード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７
４０２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１１（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７
４５５Ｒ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７４５
６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（Ｇｌｏｂａｌ Ｐ
ｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）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
。

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。

１００ 表示装置
１０１ 表示部
１０２ 信号線駆動回路
１０３ 走査線駆動回路
１０５ 補正制御回路
１０７ 演算装置
１０９ ＤＡコンバータ
１１０Ｂ 副画素
１１０Ｇ 副画素
１１０Ｒ 副画素
１１１Ｂ 発光素子
１１１Ｇ 発光素子
１１１Ｒ 発光素子
１１２ トランジスタ
１１３ トランジスタ
１１４ 容量素子
１１５ ゲート線
１１６ カソード線
１１７ 容量線
１１８ アノード線
１２１ ラッチ回路
１２２Ｂ セレクタ
１２２Ｇ セレクタ
１２２Ｒ セレクタ
２０１ 同期信号
２０２ 同期信号
２０３ 映像信号
２０３Ｒ 映像信号
２０３Ｇ 映像信号
２０３Ｂ 映像信号
２０４ 補正電圧信号
２０４Ｒ 補正電圧信号
２０４Ｇ 補正電圧信号
２０４Ｂ 補正電圧信号
２０５ 補正同期信号
２０５Ｒ 補正同期信号
２０５Ｇ 補正同期信号
２０５Ｂ 補正同期信号
２１１ 選択信号線
２１３Ｒ 配線
２１３Ｇ 配線
２１３Ｂ 配線
２１４Ｒ 配線
２１４Ｇ 配線
２１４Ｂ 配線
２１５Ｒ 配線
２１５Ｇ 配線
２１５Ｂ 配線
２１６Ｒ 信号線
２１６Ｇ 信号線
２１６Ｂ 信号線
４００ 表示パネル
４０１ 表示部
４０２ 画素
４０２Ｒ 副画素
４０２Ｇ 副画素
４０２Ｂ 副画素
４０２Ｘ 画素
４０２Ｙ 画素
４０２Ｚ 画素
４０３ｇ 走査線駆動回路
４０３ｓ 信号線駆動回路
４０５ シール材
４０８ 引き回し配線
４１０ 基板
４１１ トランジスタ
４１２ トランジスタ
４１３ ｎチャネル型トランジスタ
４１４ ｐチャネル型トランジスタ
４１６ 絶縁層
４１８ 隔壁
４２０ 発光素子
４２０Ｒ 発光素子
４２０Ｇ 発光素子
４２０Ｂ 発光素子
４２０Ｘ 発光素子
４２０Ｙ 発光素子
４２０Ｚ 発光素子
４２１ 電極
４２１Ｒ 電極
４２１Ｇ 電極
４２１Ｂ 電極
４２１Ｘ 電極
４２１Ｙ 電極
４２１Ｚ 電極
４２２ 電極
４２３ 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 発光性の有機化合物を含む層
４２３Ｒ 発光性の有機化合物を含む層
４２３Ｇ 発光性の有機化合物を含む層
４２３Ｂ 発光性の有機化合物を含む層
４２３Ｘ 発光性の有機化合物を含む層
４２３Ｙ 発光性の有機化合物を含む層
４２３Ｚ 発光性の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 基板
４４１Ｒ カラーフィルタ
４４１Ｇ カラーフィルタ
４４１Ｂ カラーフィルタ
４４１Ｚ カラーフィルタ
４４２ 遮光性の膜
４４５ スペーサ
４５０ 発光モジュール
４５０Ｒ 発光モジュール
４５０Ｇ 発光モジュール
４５０Ｂ 発光モジュール
４５０Ｘ 発光モジュール
４５０Ｙ 発光モジュール
４５０Ｚ 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
１１０１ 陽極
１１０２ 陰極
１１０３ 発光ユニット
１１０３ａ 発光ユニット
１１０３ｂ 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 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
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
７３０８ ＬＥＤ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 (2)

1. ＮＴＳＣ比が８０％以上、且つ、コントラスト比が５００以上であって、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の光を発光可能な発光モジュールを含む画素と、
   前記画素が、８０ｐｐｉ以上の精細度で設けられた表示部と、
   前記発光モジュールの発光の応答時間を１μｓ以上１ｍｓ未満とする信号を生成する機能を有する回路とを備えることを特徴とする表示装置。
2. ＮＴＳＣ比が８０％以上、且つ、コントラスト比が５００以上であって、スペクトルの半値幅が６０ｎｍ以下の光を発光可能な発光モジュールを含む画素と、
   前記画素が、８０ｐｐｉ以上の精細度で設けられた表示部と、
   前記発光モジュールの発光の応答時間を１μｓ以上１ｍｓ未満とする信号を生成する機能を有する回路とを備え、
   前記信号は、所望の輝度に対応する電圧よりも低い電圧を有する第１の信号と前記第１の信号を入力した後に、前記所望の輝度に対応する電圧を有する第２の信号と、を有することを特徴とする表示装置。

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