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2021-01-25 13:01:19|
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本发明的一个方式涉及显示装置、显示模块及电子设备。
另外，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置(例如，触摸传感器等)、输入输出装置(例如，触摸面板等)、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。
背景技术：
近年来，对显示装置有大型化的需求。例如，家用电视装置的主流为屏幕尺寸超过对角线50英寸的电视装置。屏幕尺寸越大，一次能够显示的信息量越多，所以数字标牌等有进一步大屏幕化的需求。
另外，对高分辨率显示装置有需求。例如，对全高清(像素数1920×1080)显示面板、4k(像素数3840×2160或4096×2160等)显示面板、8k(像素数7680×4320或8192×4320等)显示面板等像素数较多的显示装置的开发日益兴盛。
利用电致发光(electroluminescence，以下记为el)现象的发光元件(也记为“el元件”)具有容易实现薄型轻量化；能够高速响应输入信号；以及能够使用直流低电压电源等而驱动的特征等，因此正在探讨将其应用于显示装置。例如，专利文献1公开了应用有机el元件的具有柔性的发光装置。
另外，正在研究作为el元件的颜色转换(波长转换)材料使用量子点。量子点是其直径为几nm的半导体纳米晶，并包括1×103个至1×106个左右的原子。在量子点中封闭有电子、空穴及激子，因此导致离散的能量状态，且能量移动依赖于量子点的尺寸。也就是说，即使是包括相同的物质的量子点也根据尺寸具有不同的发光波长，所以通过改变所使用的量子点的尺寸，可以容易调整发光波长。
作为构成显示装置的晶体管的半导体材料主要使用硅，然而，近年来，还开发出将使用金属氧化物的晶体管用于显示装置的像素的技术。专利文献2及专利文献3公开了将金属氧化物用作晶体管的半导体材料的技术。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2014-197522号公报
[专利文献2]日本专利申请公开第2007-123861号公报
[专利文献3]日本专利申请公开第2007-96055号公报
技术实现要素：
发明所要解决的技术问题
为了在显示装置正确地进行显示，需要使图像数据对应于显示装置的分辨率。例如，在显示装置的分辨率为8k，图像数据是用于4k的数据时，除非将数据数量转换为4倍，否则不能进行全屏显示。与此相反，在显示装置的分辨率为4k，图像数据是用于8k的数据时，需要将数据数量转换为1/4。此外，通过亮度调整提高图像质量的hdr(高动态范围)显示技术的导入得到了推进。数据数量的转换或通过hdr处理的图像数据的生成需要专用电路，因此功耗高。优选至少在不转换原始图像数据的情况下也可以将图像数据输入到显示装置的像素。
本发明的一个方式的目的之一是实现显示装置的大型化。本发明的一个方式的目的之一是提供一种显示质量高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗低的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是实现显示装置的薄型化或轻量化。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种在不进行图像数据的转换的情况下也可以进行正确的显示的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够进行hdr显示的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够进行上转换工作的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够提高显示图像的亮度的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够重叠显示两个以上的图像的显示装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够将驱动电路的输出电压以上的电压施加到像素的显示装置。
注意，上述目的的描述并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式不一定需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式的显示装置包括第一像素。第一像素包括第一发光元件、颜色转换层及第一存储电路。第一发光元件呈现蓝色光。颜色转换层具有将第一发光元件所发射的光转换为更长波长的光的功能。对第一像素供应第一图像信号及第一校正信号。第一存储电路具有保持第一校正信号的功能及对第一图像信号添加第一校正信号的功能。第一像素具有使用第一图像信号及第一校正信号显示图像的功能。
第一发光元件优选包括各自呈现蓝色光的第一发光单元及第二发光单元的叠层。或者，第一发光元件优选包括各自呈现蓝色光的第一发光单元、第二发光单元及第三发光单元的叠层。每个发光单元优选发射荧光。
颜色转换层优选具有量子点。
第一像素优选还包括晶体管，晶体管在沟道形成区域中包含金属氧化物。
显示装置优选还包括第二像素。第二像素包括第二发光元件及第二存储电路。第二发光元件呈现蓝色光。对第二像素供应第二图像信号及第二校正信号。第二存储电路具有保持第二校正信号的功能及对第二图像信号添加第二校正信号的功能。第二像素具有使用第二图像信号及第二校正信号显示图像的功能。第一像素是呈现与第二像素不同颜色的像素。第二像素是呈现蓝色光的像素。
第二发光元件优选包括各自呈现蓝色光的第一发光单元及第二发光单元的叠层。或者，第二发光元件优选包括各自呈现蓝色光的第一发光单元、第二发光单元及第三发光单元的叠层。
对第一像素优选还供应第三校正信号。此时，第一存储电路具有保持第三校正信号的功能及对第一图像信号添加第三校正信号的功能。第一像素具有使用第一图像信号、第一校正信号及第三校正信号显示图像的功能。
本发明的一个方式的显示装置包括第一像素。第一像素包括第一发光元件、颜色转换层及第一存储电路。第一发光元件呈现蓝色光。第一发光元件包括呈现蓝色光的第一发光单元、呈现蓝色光的第二发光单元及呈现蓝色光的第三发光单元的叠层。颜色转换层具有将第一发光元件所发射的光转换为更长波长的光的功能。对第一像素供应第一图像信号、第一校正信号及第二校正信号。第一存储电路具有保持第一校正信号的功能、对第一图像信号添加第一校正信号的功能及保持第二校正信号的功能及对第一图像信号添加第二校正信号的功能。第一像素使用第一图像信号、第一校正信号及第二校正信号显示图像的功能。各发光单元优选发射荧光。
显示装置优选还包括第二像素。第二像素包括第二发光元件及第二存储电路。第二发光元件呈现蓝色光。第一发光元件包括呈现蓝色光的第一发光单元、呈现蓝色光的第二发光单元及呈现蓝色光的第三发光单元的叠层。对第二像素供应第二图像信号、第三校正信号及第四校正信号。第二存储电路具有保持第三校正信号的功能、对第二图像信号添加第三校正信号的功能、保持第四校正信号的功能及对第二图像信号添加第四校正信号的功能。第二像素具有使用第二图像信号、第三校正信号及第四校正信号显示图像的功能。第一像素是呈现与第二像素不同颜色的像素，并且第二像素是呈现蓝色光的像素。
本发明的一个方式是一种包括具有上述任何结构的显示装置的模块，该模块安装有柔性印刷电路板(flexibleprintedcircuit，以下记为fpc)或tcp(tapecarrierpackage：带载封装)等连接器或者利用cog(chiponglass：玻璃覆晶封装)方式或cof(chiponfilm：薄膜覆晶封装)方式等安装有集成电路(ic)。
本发明的一个方式是一种包括上述模块、天线、电池、框体、照相机、扬声器、麦克风及操作按钮中的至少一个的电子设备。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以实现显示装置的大型化。根据本发明的一个方式，可以提供一种显示质量高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种功耗低的显示装置。根据本发明的一个方式，可以实现显示装置的薄型化或轻量化。
根据本发明的一个方式，可以提供一种在不进行图像数据的转换的情况下也可以进行正确的显示的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种能够进行hdr显示的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种能够进行上转换工作的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种能够提高显示图像的亮度的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种能够重叠显示两个以上的图像的显示装置。根据本发明的一个方式，可以提供一种能够将驱动电路的输出电压以上的电压施加到像素的显示装置。
注意，上述效果的描述并不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式不一定需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的描述中抽取上述效果外的效果。
附图简要说明
[图1]图1a和图1b是示出像素的一个例子的方框图。
[图2]图2a和图2b是示出像素的一个例子的截面图。
[图3]图3a至图3c是示出像素的一个例子的截面图。
[图4]图4a至图4d是示出发光元件的一个例子的截面图。
[图5]图5a是示出显示装置的一个例子的俯视图。图5b是示出显示装置的一个例子的截面图。
[图6]图6是示出显示装置的一个例子的截面图。
[图7]图7是示出显示装置的一个例子的截面图。
[图8]图8是示出显示装置的一个例子的截面图。
[图9]图9a和图9b是示出晶体管的一个例子的截面图。
[图10]图10a是示出像素的一个例子的方框图。图10b是示出像素的一个例子的电路图。
[图11]图11a和图11b是示出像素的工作例子的时序图。
[图12]图12a和图12b是示出像素的一个例子的电路图。
[图13]图13a至图13c是示出像素的工作例子的时序图。
[图14]图14a至图14c是示出像素的工作例子的时序图。
[图15]图15a至图15c是示出电路区块的一个例子的电路图。
[图16]图16a和图16b是示出图像数据的校正及图像的合成的图。
[图17]图17a至图17d是示出电子设备的一个例子的图。
[图18]图18a至图18f是示出电子设备的一个例子的图。
实施发明的方式
参照附图对实施方式进行详细说明。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限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在下面说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的附图标记来显示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反复说明。此外，当显示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别添加附图标记。
另外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成的位置、大小及范围等并不显示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小、范围等。
另外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
(实施方式1)
在本实施方式中，对本发明的一个方式的显示装置参照图1a至图9b进行说明。
本发明的一个方式的显示装置包括第一像素及第二像素。第一像素包括第一发光元件、颜色转换层及第一存储电路。第二像素包括第二发光元件及第二存储电路。
第二像素是呈现蓝色光的像素。第二发光元件呈现蓝色光。
第一像素是呈现与第二像素不同颜色的像素。例如，第一像素是呈现红色光、绿色光或白色光的像素。第一发光元件呈现蓝色光。颜色转换层具有将第一发光元件所发射的光转换为更长波长的光的功能。
每个像素所包括的发光元件都呈现蓝色光，因此与制造呈现白色光的发光元件的情况相比，可以减少形成膜的层数或材料的种类，而能够使制造装置及制造工序简化。另外，因为每个像素包括同一结构的发光元件，所以与分别形成多种发光元件的情况(分别形成呈现红色光、绿色光及蓝色光的发光元件等的情况)相比，不需要金属掩模的高对准精度以及抑制弯曲等。因此，容易将这种像素结构适用于大型的显示装置。
此外，在作为发光元件使用有机el元件时，容易实现显示装置的薄型化及轻量化，所以是优选的。尤其是，通过使用层叠有多个发光单元的串联结构的有机el元件，可以实现发光元件的长寿命化，而能够提供可靠性高的显示装置。例如，发光元件优选包括分别呈现蓝色光的两个或三个发光单元。
另外，作为颜色转换层优选使用量子点(qd：quantumdot)。量子点的发射光谱的峰宽窄，因此可以得到色纯度高的发光。因此，能够提高显示装置的显示质量。
对第一像素供应第一图像信号及第一校正信号。第一存储电路具有保持第一校正信号的功能及对第一图像信号添加第一校正信号的功能。第一像素具有使用第一图像信号及第一校正信号显示图像的功能。
对第二像素供应第二图像信号及第二校正信号。第二存储电路具有保持第二校正信号的功能及对第二图像信号添加第二校正信号的功能。第二像素具有使用第二图像信号及第二校正信号显示图像的功能。
在本发明的一个方式的显示装置中，除了对应于图像数据的图像信号之外，还可以将对应于用来校正数据的信号(校正信号)供应给像素。由此，即使将没有转换的图像数据供应给像素，也可以进行所希望的显示，因而能够实现图像数据的转换所需要的专用电路的缩减或低功耗化。通过将校正信号供应给像素，例如可以进行hdr显示、上转换工作、显示图像的亮度的提高。另外，通过将校正信号设定为与图像信号不同的图像信号，可以重叠显示两个以上的图像。
注意，供应给一个像素的校正信号可以是一个或多个(例如，两个)。
另外，在像素所包括的晶体管在沟道形成区域中包含金属氧化物时，关态电流极低且可以长时间保持校正信号，所以是优选的。
[像素]
图1a及图1b示出本发明的一个方式的显示装置所包括的像素的方框图。
如图1a所示那样，本发明的一个方式的显示装置所包括的像素包括开关晶体管(switchingtr)、驱动晶体管(drivingtr)、发光元件(lightemittingelement)及存储器(memory)。
存储器被供应数据data_w。当像素除了被供应图像数据data以外还被供应数据data_w时，流过发光元件的电流增大，因此显示装置可以表现高亮度。
通过将数据data_w供应给像素，在本发明的一个方式的显示装置中，例如，可以进行图像的上转换、对显示区域中的一部分或整体的图像进行校正的hdr显示或者显示图像的亮度提高等的图像校正。另外，可以重叠显示多个图像或者将驱动电路的输出电压以上的电压供应给像素。
注意，像素可以包括多个存储器。由此，可以对像素供应图像数据data以外的多个数据。因此，可以进行上述图像校正处理或重叠显示多个图像的处理等多个处理并可以以高精度进行该处理。
图1b示出包括两个存储器的像素的一个例子。存储器memory_a被供应数据data_w1，存储器memory_b被供应数据data_w2。例如，可以使用一个存储器进行图像数据data的图像校正，并且使用另一个存储器在图像数据data上重叠其他图像。
对于像素电路的结构例子，将在实施方式2中进行详细说明。
图2a及图2b示出本发明的一个方式的显示装置的像素的截面图。
图2a所示的显示装置具有顶面发射(顶部发射)结构，图2b所示的显示装置具有底面发射(底部发射)结构。
在图2a及图2b中，作为例子，举出使用r(红色)、g(绿色)及b(蓝色)的三个颜色的像素呈现一个颜色的显示装置进行说明。具体而言，在图2a及图2b中示出呈现红色光的像素1100r、呈现绿色光的像素1100g及呈现蓝色光的像素1100b。注意，在本发明的一个方式的显示装置中，对颜色要素没有限定，也可以使用rgb以外的颜色(例如，白色、黄色、青色(cyan)及品红色(magenta)等)。
在本说明书中，像素指的是例如能够控制明亮度的一个单元。因此，作为一个例子，一个像素指的是一个色彩单元，并用该一个色彩单元来显示明亮度。因此，在为由r(红色)、g(绿色)和b(蓝色)这些色彩单元构成的彩色显示装置的情况下，将图像的最小单位设置为由r的像素、g的像素、以及b的像素这三个像素构成的像素。此时，将rgb的每一个像素也可以成为子像素，可以将rgb的三个子像素总称为像素。
像素1100r、1100g及1100b分别包括呈现蓝色光的发光元件1105b。
像素1100r还包括颜色转换层1104r。颜色转换层1104r可以将蓝色光转换为红色光。
在像素1100r中，从发光元件1105b发射的蓝色光由颜色转换层1104r转换为红色光，因此红色光1106r被提取到外部。
像素1100g还包括颜色转换层1104g。颜色转换层1104g可以将蓝色光转换为绿色光。
在像素1100g中，从发光元件1105b发射的蓝色光的波长由颜色转换层1104g转换为绿色光，因此绿色光1106g被提取到外部。
像素1100b没有设置颜色转换层，因此从发光元件1105b发射的蓝色光1106b被提取到外部。
作为颜色转换层，可以举出荧光体及量子点等。
作为颜色转换层优选使用量子点。通过使用量子点，颜色转换层能够发射半宽度窄且颜色鲜明的光。另外，可以提高显示装置的颜色再现性。
颜色转换层通过液滴喷射法(例如，喷墨法)、涂敷法、压印(imprint)法及各种印刷法(丝网印刷法、胶印法)等形成。另外，也可以使用量子点薄膜等的颜色转换膜。
作为构成量子点的材料，没有特别的限制，例如可以举出第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、第4族至第14族的元素和第16族元素的化合物、第2族元素和第16族元素的化合物、第13族元素和第15族元素的化合物、第13族元素和第17族元素的化合物、第14族元素和第15族元素的化合物、第11族元素和第17族元素的化合物、氧化铁类、氧化钛类、硫系尖晶石(spinelchalcogenide)类、半导体簇等。
具体而言，可以举出硒化镉、硫化镉、碲化镉、硒化锌、氧化锌、硫化锌、碲化锌、硫化汞、硒化汞、碲化汞、砷化铟、磷化铟、砷化镓、磷化镓、氮化铟、氮化镓、锑化铟、锑化镓、磷化铝、砷化铝、锑化铝、硒化铅、碲化铅、硫化铅、硒化铟、碲化铟、硫化铟、硒化镓、硫化砷、硒化砷、碲化砷、硫化锑、硒化锑、碲化锑、硫化铋、硒化铋、碲化铋、硅、碳化硅、锗、锡、硒、碲、硼、碳、磷、氮化硼、磷化硼、砷化硼、氮化铝、硫化铝、硫化钡、硒化钡、碲化钡、硫化钙、硒化钙、碲化钙、硫化铍、硒化铍、碲化铍、硫化镁、硒化镁、硫化锗、硒化锗、碲化锗、硫化锡、硒化锡、碲化锡、氧化铅、氟化铜、氯化铜、溴化铜、碘化铜、氧化铜、硒化铜、氧化镍、氧化钴、硫化钴、氧化铁、硫化铁、氧化锰、硫化钼、氧化钒、氧化钨、氧化钽、氧化钛、氧化锆、氮化硅、氮化锗、氧化铝、钛酸钡、硒锌镉的化合物、铟砷磷的化合物、镉硒硫的化合物、镉硒碲的化合物、铟镓砷的化合物、铟镓硒的化合物、铟硒硫化合物、铜铟硫的化合物以及它们的组合等。此外，也可以使用以任意比率表示组成的所谓的合金型量子点。
作为量子点的结构，有核型、核壳(coreshell)型、核多壳(coremultishell)型等。另外，在量子点中，由于表面原子的比例高，因此反应性高而容易发生凝聚。因此，量子点的表面优选附着有保护剂或设置有保护基。通过附着有保护剂或设置有保护基，可以防止凝聚而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。
量子点其尺寸越小带隙越大，因此适当地调节其尺寸以获得所希望的波长的光。随着结晶尺寸变小，量子点的发光向蓝色一侧(即，向高能量一侧)迁移，因此，通过改变量子点的尺寸，可以在涵盖紫外区域、可见光区域和红外区域的光谱的波长区域中调节其发光波长。通常使用的量子点的尺寸(直径)为例如0.5nm以上且20nm以下，优选为1nm以上且10nm以下。量子点其尺寸分布越小发射光谱越窄，因此可以获得色纯度高的发光。另外，对量子点的形状没有特别的限制，可以为球状、棒状、圆盘状、其他的形状。为棒状量子点的量子点具有呈现有指向性的光的功能。
发光元件1105b包括第一电极1101、呈现蓝色光的el层1103b及第二电极1102。
第一电极1101和第二电极1102中的一个被用作阳极，另一个被用作阴极。在本实施方式中，第一电极1101被用作阳极，第二电极1102被用作阴极。
当对第一电极1101及第二电极1102之间施加高于发光元件的阈值电压的电压时，空穴从阳极(第一电极1101)一侧注入到el层1103b中，而电子从阴极(第二电极1102)一侧注入到el层1103b中。被注入的电子和空穴在el层1103b中复合，由此，包含在el层1103b中的发光物质发光。
注意，虽然在图2a及图2b中未图示，然而发光元件1105b与控制发光的晶体管电连接。
el层1103b至少包括呈现蓝色光的发光物质的发光层。
作为发光物质没有特别的限制，可以使用发射荧光的物质(荧光材料)、发射磷光的物质(磷光材料)、呈现热活化延迟荧光的物质(热活化延迟荧光(thermallyactivateddelayedfluorescence：tadf)材料)及无机化合物(量子点材料等)。
el层1103b还包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层等的功能层。另外，在层叠有多个el层的情况下，在el层之间包括电荷产生层。作为el层1103b可以使用低分子化合物或高分子化合物，还可以包含无机化合物。
el层1103b可以包括多个发光单元。每个发光单元至少包括包含呈现蓝色光的发光物质的发光层。每个发光单元还包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层等的功能层。在两个发光单元之间夹有电荷产生层。
本发明的一个方式的显示装置不局限于使用三个颜色的像素呈现一个颜色的结构。例如，显示装置可以采用使用r(红色)、g(绿色)、b(蓝色)及w(白色)的四个颜色的像素呈现一个颜色的结构。具体而言，图3a示出呈现红色光的像素1100r、呈现绿色光的像素1100g、呈现蓝色光的像素1100b及呈现白色光的像素1100w。
如图3a所示的呈现白色光的像素1100w包括呈现蓝色光的发光元件1105b及颜色转换层1104w。颜色转换层1104w可以将蓝色光转换为白色光。
在像素1100w中，从发光元件1105b发射的蓝色光由颜色转换层1104w转换为白色光，因此白色光1106w被提取到外部。
如图3b及图3c所示那样，为了只增强蓝色光，可以以具有反射性的电极(反射电极)为第一电极1101且以半透射-半反射电极为第二电极1102，并且采用光学微腔谐振器(微腔结构)结构。通过采用微腔结构，可以使从el层1103b中的发光层得到的光在两个电极之间谐振，而可以增强透过第二电极1102发射的发光。
在图3b及图3c中，在第一电极1101和第二电极1102之间设置光学调整层1107。
图3b示出对呈现各颜色的光的像素使用微腔结构的例子。图3c示出仅对呈现蓝色光的像素1100b使用微腔结构的例子。
作为光学调整层1107使用具有透光性的导电膜(透明导电膜)，通过控制该透明导电膜的膜厚度，可以进行光学调整。注意，光学调整层1107也可以被看作发光元件的电极。例如，可以将反射电极和光学调整层的叠层结构用于第一电极1101。
另外，也可以使用el层1103b所包括的一个或多个功能层来调整第一电极1101与第二电极1102之间的光学距离。
具体而言，优选以如下方式进行调整：在从发光层得到的光的波长为λ时，第一电极1101与第二电极1102的电极间距离为mλ/2(注意，m为自然数)左右。
另外，为了将从发光层得到的所希望的光(波长：λ)放大，优选调整为如下：从第一电极1101到发光层中的能够得到所希望的光的区域(发光区域)的光学距离及从第二电极1102到发光层中的能够得到所希望的光的区域(发光区域)的光学距离都成为(2m’+1)λ/4(注意，m’为自然数)左右。注意，在此说明的“发光区域”是指发光层中的空穴与电子的复合区域。
通过进行上述光学调整，可以使能够从发光层得到的特定的单色光(在本实施方式中，蓝色光)的光谱变窄，由此获得色纯度高的发光。
另外，在上述情况下，严格来说，第一电极1101与第二电极1102间的光学距离可以说是从第一电极1101中的反射区域到第二电极1102中的反射区域的总厚度。但是，因为难以精准确定第一电极1101及第二电极1102中的反射区域的位置，所以假定即使将第一电极1101及第二电极1102中的任意位置设定为反射区域也都可以充分得到上述效果。另外，严格来说，第一电极1101与可以获得所希望的光的发光层间的光学距离可以说是第一电极1101中的反射区域与可以获得所希望的光的发光层中的发光区域间的光学距离。但是，因为难以精准确定第一电极1101中的反射区域及可以获得所希望的光的发光层中的发光区域的位置，所以假定即使将第一电极1101中的任意位置设定为反射区域并将可以获得所希望的光的发光层的任意位置设定为发光区域也都可以充分得到上述效果。
通过采用微腔结构，可以增强蓝色光的正面方向上的发光强度，由此可以实现低功耗化。
第一电极1101和第二电极1102中的一方或双方为具有透光性的电极(透明电极、半透射-半反射电极等)。第一电极1101和第二电极1102中的另一方优选为反射电极。透明电极的可见光的透过率为40％以上。另外，半透射-半反射电极的可见光的反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下。反射电极的可见光的反射率为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。
[发光元件]
图4a示出单结构的发光元件的具体实例。
图4a所示的发光元件在第一电极1101和第二电极1102之间包括el层1103b，在el层1103b中，从第一电极1101一侧依次层叠有空穴注入层1111、空穴传输层1112、发光层1113、电子传输层1114及电子注入层1115。el层1103b呈现蓝色光。
图4b至图4d示出串联结构的发光元件的具体实例。图4b至图4d所示的发光元件在第一电极1101和第二电极1102之间包括多个发光单元。在两个发光单元之间优选设置电荷产生层1109。每个发光单元呈现蓝色光。注意，多个发光单元既可以具有相同的发光物质，又可以具有不同的发光物质。
例如，图4b所示的el层1103b在发光单元1123b(1)和发光单元1123b(2)之间包括电荷产生层1109。
电荷产生层1109具有如下功能：在对第一电极1101及第二电极1102施加电压时，对发光单元1123b(1)及发光单元1123b(2)中的一个注入电子并对另一个注入空穴。因此，在图4b中，当对第一电极1101以高于第二电极1102的电位的方式施加电压时，从电荷产生层1109对发光单元1123b(1)注入电子且对发光单元1123b(2)注入空穴。
另外，从光提取效率的观点来看，电荷产生层1109优选使可见光透过(具体地说，电荷产生层1109的可见光的透过率为40％以上)。另外，即使电荷产生层1109的电导率比第一电极1101或第二电极1102低也能够发挥功能。
图4c所示的el层1103b在第一发光单元1123b(1)和第二发光单元1123b(2)之间包括电荷产生层1109，并且在第二发光单元1123b(2)和第三el层1103b(3)之间包括电荷产生层1109。另外，图4d所示的发光元件具有n个el层(n是2以上的自然数)，并在各el层之间设置有电荷产生层1109。
对在发光单元1123b(m)和发光单元1123b(m+1)之间设置的电荷产生层1109中的电子及空穴的行动进行说明。当对第一电极1101和第二电极1102之间施加高于发光元件的阈值电压的电压时，在电荷产生层1109中发生空穴及电子，空穴移动到设置在第二电极1102一侧的发光单元1123b(m+1)并且电子移动到设置在第一电极1101一侧的发光单元1123b(m)。注入到发光单元1123b(m+1)的空穴和从第二电极1102一侧被注入的电子复合，于是包含在发光单元1123b(m+1)中的发光物质发光。此外，注入到发光单元1123b(m)的电子和从第一电极1101一侧被注入的空穴复合，于是包含在发光单元1123b(m)中的发光物质发光。因此，产生在电荷产生层1109中的空穴和电子各自在不同的发光单元中发光。
注意，通过使其彼此接触地设置发光单元，在该发光单元之间形成有与电荷产生层相同的结构时，可以不夹着电荷产生层而以彼此接触的方式设置发光单元。例如，当在发光单元的一个面上形成有电荷产生区域的情况下，可以以与该面接触的方式设置发光单元。
与单结构的发光元件相比，串联结构的发光元件的电流效率高，能以更少电流发射相同亮度的光。因此，发光元件的寿命长且能够提高显示装置的可靠性。
对各发光单元的发光物质没有特别的限制。为了提高可靠性，优选层叠有多个荧光发光的发光单元。另外，也可以层叠有一个以上的荧光发光的发光单元和一个以上的磷光发光的发光单元。
[显示装置]
使用图5a至图8对本发明的一个方式的显示装置的具体实例进行说明。
图5a示出显示装置10a的俯视图。图5b示出沿着图5a所示的点划线a1-a2的截面图。
图5a所示的显示装置10a包括显示部71及驱动电路78。对显示装置10a连接有fpc74。
显示装置10a是顶面发射结构的显示装置。
如图5b所示那样，显示装置10a包括衬底361、绝缘层367、晶体管301、303、布线307、绝缘层314、发光元件110b、绝缘层104、保护层117、分隔壁107、颜色转换层ccmr、颜色转换层ccmg、粘合层318及衬底371等。
发光元件110b呈现蓝色光。发光元件110b包括像素电极111、el层113及共同电极115。像素电极111与晶体管303的源极或漏极电连接。这些构件既可以直接连接，又可以通过其他导电层彼此连接。el层113及共同电极115在多个发光元件中连续地设置。
发光元件110b被保护层117覆盖。
在呈现红色光的像素中，发光元件110b隔着保护层117重叠于颜色转换层ccmr。通过将从发光元件110b发射的蓝色光由颜色转换层ccmr转换为红色光，红色光106r被提取到外部。
在呈现绿色光的像素中，发光元件110b隔着保护层117重叠于颜色转换层ccmg。通过将从发光元件110b发射的蓝色光由颜色转换层ccmg转换为绿色光，绿色光106g被提取到外部。
因为在呈现蓝色光的像素没有设置颜色转换层，从发光元件110b发射的蓝色光106b隔着保护层117被提取到外部。
例如，在形成分隔壁107之后通过喷墨法可以形成颜色转换层ccmr及ccmg。由此，可以容易在所希望的区域中形成颜色转换层。
绝缘层104覆盖像素电极111的端部。相邻的两个像素电极111由绝缘层104电绝缘。
保护层117设置在发光元件110b上并覆盖共同电极115的端部，并且在共同电极115的端部的外侧与绝缘层104及绝缘层313接触。由此，可以抑制杂质侵入到晶体管及发光元件中。尤其是，作为保护层117及绝缘层313优选使用阻挡性高的无机膜(或无机绝缘膜)。而且，优选绝缘层104也使用阻挡性高的无机绝缘膜。在显示装置的端部及其附近，通过接触地层叠多个无机膜(或无机绝缘膜)，杂质不容易从外部侵入，因此能够抑制晶体管及发光元件的劣化。
衬底361和衬底371由粘合层318贴合。由衬底361、衬底371及粘合层318密封的空间121优选填充有氮或氩等惰性气体或者树脂。
衬底361及衬底371可以采用玻璃、石英、树脂、金属、合金、半导体等的材料。从发光元件取出光一侧的衬底371使用使该光透过的材料。作为衬底361及衬底371，优选使用具有柔性的衬底。
作为粘合层，可以使用紫外线固化粘合剂等光固化粘合剂、反应固化粘合剂、热固化粘合剂、厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。此外，也可以使用粘合薄片等。
驱动电路78包括晶体管301。显示部71包括晶体管303。
各晶体管包括栅极、栅极绝缘层311、半导体层、背栅极、源极及漏极。栅极(下侧的栅极)与半导体层隔着栅极绝缘层311重叠。背栅极(上侧的栅极)与半导体层隔着绝缘层312及绝缘层313重叠。两个栅极优选电连接。
驱动电路78和显示部71也可以具有互不相同的晶体管结构。驱动电路78和显示部71也可以都包括多种晶体管。
通过与发光元件110b的发光区域重叠地配置晶体管及布线等，可以提高显示部71的开口率。
优选对绝缘层312、绝缘层313和绝缘层314中的至少一个使用水或氢等杂质不容易扩散的材料。由此，可以有效地抑制来自外部的杂质扩散到晶体管中，从而可以提高显示装置的可靠性。绝缘层314被用作平坦化层。
绝缘层367具有基底膜的功能。绝缘层367优选采用水或氢等杂质不容易扩散的材料。
连接部306包括布线307。布线307可以使用与晶体管的源极及漏极相同的材料和相同的工序形成。布线307与将来自外部的信号或电位传达给驱动电路78的外部输入端子电连接。在此，示出作为外部输入端子设置fpc74的例子。fpc74和布线307通过连接体319电连接。
作为连接体319，可以使用各种各向异性导电膜(acf：anisotropicconductivefilm)及各向异性导电膏(acp：anisotropicconductivepaste)等。
保护层117优选至少包括一个无机膜(或无机绝缘膜)，更优选包括一个以上的无机膜及一个以上的有机膜。例如，保护层117可以包括共同电极115上的第一无机膜、第一无机膜上的有机膜及有机膜上的第二无机膜。
无机膜(或无机绝缘膜)优选具有高防潮性，不易使水扩散和透过。再者，无机膜(或无机绝缘膜)优选不易使氢和氧中的一个或两个扩散和透过。由此，可以将无机膜(或无机绝缘膜)用作阻挡膜。而且，可以有效地抑制从外部扩散到发光元件的杂质，从而可以实现可靠性高的显示装置。
作为保护层117，可以使用氧化绝缘膜、氮化绝缘膜、氧氮化绝缘膜及氮氧化绝缘膜等。作为氧化绝缘膜，可以举出氧化硅膜、氧化铝膜、氧化镓膜、氧化锗膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镧膜、氧化钕膜、氧化铪膜及氧化钽膜等。作为氮化绝缘膜，可以举出氮化硅膜及氮化铝膜等。作为氧氮化绝缘膜，可以举出氧氮化硅膜等。作为氮氧化绝缘膜，可以举出氮氧化硅膜等。
在本说明书等中，氧氮化物是指在其组成中氧含量多于氮含量的材料，而氮氧化物是指在其组成中氮含量多于氧含量的材料。
特别是，氮化硅膜、氮氧化硅膜和氧化铝膜的防潮性都高，所以适合用作保护层117。
此外，作为保护层117，可以使用包含ito、ga-zn氧化物、al-zn氧化物或in-ga-zn氧化物等的无机膜。该无机膜优选具有高电阻，具体而言，该无机膜优选具有比公共电极115高的电阻。该无机膜还可以包含氮。
例如，用于共同电极115的使可见光透过的导电膜和用于保护层117的使可见光透过的无机膜也可以具有相同金属元素。在该两个膜具有相同金属元素的情况下，可以提高共同电极115和保护层117的紧密性，并可以抑制膜剥离及从界面侵入的杂质。
另外，保护层117可以包括使用丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、聚硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂及酚醛树脂等的有机绝缘膜。
保护层117在20℃下的固有电阻优选为1010ωcm以上。
保护层117可以通过化学气相沉积(cvd：chemicalvapordeposition)法(等离子体增强化学气相沉积(pecvd：plasmaenhancedchemicalvapordeposition)法等)、溅射法(dc溅射法、rf溅射法、离子束溅射法等)、原子层沉积(ald：atomiclayerdeposition)法等形成。
溅射法及ald法可以实现低温成膜。包括在发光元件中的el层113的耐热性低。因此，在制造发光元件之后形成的保护层117优选以比较低，典型为100℃以下的温度形成，优选使用溅射法及ald法。
作为保护层117，也可以层叠两层以上的通过不同沉积方法形成的绝缘膜。
注意，作为绝缘层104可以使用可用于保护层117的无机绝缘膜或有机绝缘膜。
在制造发光元件之前形成的绝缘层104可以以高温形成。通过将成膜时的衬底温度设定为高温(例如，100℃以上且350℃以下)，可以形成致密且阻挡性高的膜。除了溅射法及ald法以外，还优选使用cvd法形成绝缘层104。cvd法的成膜速度快，所以是优选的。
衬底361及衬底371可以采用玻璃、石英、有机树脂、金属、合金、半导体等的材料。
分隔壁107可以具有遮光性。具体而言，分隔壁107遮断来自相邻的发光元件或颜色转换层的光，而抑制相邻的像素之间的混色。分隔壁107可以使用例如金属材料或包含颜料或染料的树脂材料等形成。注意，在分隔壁107具有遮光性的情况下，通过将分隔壁107设置在驱动电路等的显示部以外的区域中，可以抑制起因于波导光等的漏光，所以是优选的。
图6示出显示装置10b的截面图，图7示出显示装置10c的截面图，并且图8示出显示装置10d的截面图。显示装置10b、10c、10d的俯视图分别与图5a所示的显示装置10a相同。图6至图8分别相当于图5a所示的点划线a1-a2之间的截面图。注意，有时省略与显示装置10a同样的部分的说明。
图6所示的显示装置10b是顶面发射结构的显示装置。
显示装置10b包括衬底361、粘合层363、绝缘层365、晶体管301、303、布线307、绝缘层314、发光元件110b、绝缘层104、保护层117、颜色转换层ccmr、颜色转换层ccmg、粘合层317及衬底371等。
在图5b所示的显示装置10a中，颜色转换层ccmr及颜色转换层ccmg设置在衬底371上。具体而言，在图5b中，发光元件110b和颜色转换层ccmr或颜色转换层ccmg隔着保护层117及空间121彼此重叠。另一方面，在图6所示的显示装置10b中，颜色转换层ccmr及颜色转换层ccmg以接触于保护层117上的方式设置。具体而言，在图6中，发光元件110b、颜色转换层ccmr或颜色转换层ccmg隔着保护层117彼此重叠，颜色转换层ccmr或颜色转换层ccmg和衬底371隔着粘合层317彼此重叠。
与颜色转换层形成在衬底371上的情况相比，在将颜色转换层直接形成于保护层117上的情况下，容易与发光元件的发光区域的位置对准，所以是优选的。与将颜色转换层形成于保护层117上的情况相比，在将颜色转换层形成于衬底371上的情况下，形成方法及形成条件的选择范围广，所以是优选的。
衬底361和衬底371由粘合层317贴合。此外，衬底361和绝缘层365由粘合层363贴合。
显示装置10b通过将形成在形成用衬底上的晶体管及发光元件等转置到衬底361上而形成。衬底361及衬底371各自优选具有柔性。由此，可以提高显示装置10b的柔性。
显示装置10b的与显示装置10a不同之点在于晶体管301及303的结构。
图6所示的晶体管301及303包括背栅极、栅极绝缘层311、半导体层、栅极绝缘层、栅极、绝缘层315、源极及漏极。半导体层包括沟道形成区域及一对低电阻区域。背栅极(下侧的栅极)与沟道形成区域隔着栅极绝缘层311重叠。栅极(上侧的栅极)与沟道形成区域隔着栅极绝缘层重叠。源极及漏极通过形成在绝缘层315中的开口与低电阻区域电连接。
图7所示的显示装置10c是底面发射结构的显示装置。
显示装置10c包括衬底361、绝缘层367、晶体管301、303、布线307、导电层355、绝缘层314、发光元件110b、绝缘层104、保护层117、颜色转换层ccmg、粘合层317及衬底371等。
在呈现绿色光的像素中，发光元件110b隔着绝缘层314重叠于颜色转换层ccmg。通过将从发光元件110b发射的蓝色光由颜色转换层ccmg转换为绿色光，绿色光106g被提取到外部。
因为在呈现蓝色光的像素没有设置颜色转换层，从发光元件110b发射的蓝色光106b经过绝缘层314被提取到外部。
颜色转换层ccmg可以以接触于设在发光元件110b和衬底361之间的多个绝缘层中的任一个的顶面的方式设置。在将颜色转换层ccmg设置在绝缘层上的情况下，与贴合设置在其他衬底的颜色转换层ccmg的情况相比，容易与发光元件的发光区域的位置对准，所以是优选的。
显示装置10c具有底面发射结构，因此晶体管303设置在不重叠于发光元件110b的发光区域的位置。晶体管303设置在不重叠于绝缘层104的位置。
连接部306包括布线307及导电层355。布线307可以使用与晶体管的源极及漏极相同的材料和相同的工序形成。导电层355可以使用与像素电极111相同的材料和相同的工序形成。布线307与将来自外部的信号或电位传达给驱动电路78的外部输入端子电连接。在此，示出作为外部输入端子设置fpc74的例子。fpc74和布线307通过导电层355及连接体319电连接。
图8所示的显示装置10d是底面发射结构的显示装置。
显示装置10d包括衬底361、粘合层363、绝缘层365、晶体管301、303、布线307、导电层355、绝缘层314、发光元件110b、绝缘层104、保护层117、颜色转换层ccmg、分隔壁107、粘合层317及衬底371等。
显示装置10d通过将形成在形成用衬底上的晶体管及发光元件等转置到衬底361上而形成。颜色转换层可以与晶体管及发光元件等同样地形成在形成用衬底上。此外，也可以在衬底361上预先形成颜色转换层，并将通过剥离形成用衬底而露出的面和颜色转换层贴合。图8所示的显示装置10d通过使用粘合层363将因剥离而露出的绝缘层365和包括颜色转换层ccmg及分隔壁107的衬底361贴合在一起来形成。
在将颜色转换层形成于衬底361上的情况下，颜色转换层不影响到晶体管或发光元件的布局、结构、特性等，因此与将颜色转换层形成于形成用衬底上的情况相比，形成方法及形成条件的选择范围广，所以是优选的。
在呈现绿色光的像素中，发光元件110b隔着绝缘层314及粘合层363等重叠于颜色转换层ccmg。通过将从发光元件110b发射的蓝色光由颜色转换层ccmg转换为绿色光，绿色光106g被提取到外部。
因为在呈现蓝色光的像素没有设置颜色转换层，从发光元件110b发射的蓝色光106b经过绝缘层314及粘合层363等被提取到外部。
[晶体管]
接着，对可用于显示装置的晶体管进行说明。
对显示装置所包括的晶体管结构没有特别的限制。例如，可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管。此外，晶体管都可以具有顶栅结构或底栅结构。或者，也可以在沟道的上下设置有栅电极。
作为显示装置所包括的晶体管，可以使用例如将金属氧化物用于沟道形成区域的晶体管。因此，可以实现关态电流极低的晶体管。
或者，作为显示装置所包括的晶体管，可以使用在沟道形成区域中含有硅的晶体管。作为该晶体管可以举出例如含有非晶硅的晶体管、含有结晶硅(典型为低温多晶硅)的晶体管、以及含有单晶硅的晶体管等。
图9a及图9b示出晶体管的结构例子。各晶体管设置在绝缘层141和绝缘层208之间。绝缘层141优选被用作基底膜。绝缘层208优选被用作平坦化膜。
图9a所示的晶体管220是在半导体层204中包含金属氧化物的底栅结构的晶体管。金属氧化物可以被用作氧化物半导体。
作为晶体管的半导体，优选使用氧化物半导体。通过使用其带隙比硅宽且其载流子密度比硅小的半导体材料，可以降低晶体管的关态电流，所以是优选的。
晶体管220包括导电层201、绝缘层202、导电层203a、导电层203b及半导体层204。导电层201被用作栅极。绝缘层202被用作栅极绝缘层。半导体层204隔着绝缘层202与导电层201重叠。导电层203a和导电层203b都与半导体层204电连接。晶体管220优选被绝缘层211及绝缘层212覆盖。作为绝缘层211及绝缘层212可以使用各种无机绝缘膜。特别是，作为绝缘层211，优选使用氧化物绝缘膜，而作为绝缘层212，优选使用氮化物绝缘膜。
图9b所示的晶体管230是在半导体层中包含多晶硅的底栅结构的晶体管。
晶体管230包括导电层201、绝缘层202、导电层203a、导电层203b、半导体层及绝缘层213。导电层201被用作栅极。绝缘层202被用作栅极绝缘层。半导体层包括沟道形成区域214a及一对低电阻区域214b。半导体层也可以包括ldd(lightlydopeddrain)区域。图9b示出在沟道形成区域214a和低电阻区域214b之间包括ldd区域214c的例子。沟道形成区域214a隔着绝缘层202与导电层201重叠。导电层203a通过设置于绝缘层202及绝缘层213的开口与一对低电阻区域214b中的一个电连接。同样地，导电层203b与一对低电阻区域214b中的另一个电连接。作为绝缘层213，可以使用各种无机绝缘膜。特别是，作为绝缘层213，优选使用氮化物绝缘膜。
[金属氧化物]
优选将被用作氧化物半导体的金属氧化物用于半导体层。以下，将说明可用于半导体层的金属氧化物。
金属氧化物优选至少包含铟或锌。尤其优选包含铟及锌。另外，除此之外，优选还包含铝、镓、钇或锡等。或者，也可以包含硼、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨或镁等中的一种或多种。
在此，考虑金属氧化物是包含铟、元素m及锌的in-m-zn氧化物的情况。注意，元素m为铝、镓、钇或锡等。作为可用作元素m的其他元素，有硼、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、镁等。注意，作为元素m有时也可以组合多个上述元素。
在本说明书等中，有时将包含氮的金属氧化物也称为金属氧化物(metaloxide)。此外，也可以将包含氮的金属氧化物称为金属氧氮化物(metaloxynitride)。例如，可以将锌氧氮化物(znon)等含有氮的金属氧化物用于半导体层。
在本说明书等中，有时记载为caac(c-axisalignedcrystal)或cac(cloud-alignedcomposite)。注意，caac是指结晶结构的一个例子，cac是指功能或材料构成的一个例子。
例如，作为半导体层，可以使用cac(cloud-alignedcomposite)-os。
cac-os或cac-metaloxide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或cac-metaloxide用于晶体管的发光层的情况下，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或cac-metaloxide具有开关功能(控制开启/关闭的功能)。通过在cac-os或cac-metaloxide中使各功能分离，可以最大限度地提高各功能。
此外，cac-os或cac-metaloxide包括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或cac-metaloxide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或cac-metaloxide由具有不同带隙的成分构成。例如，cac-os或cac-metaloxide由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构成。在该构成中，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，具有窄隙的成分通过与具有宽隙的成分的互补作用，与具有窄隙的成分联动而使载流子流过具有宽隙的成分。因此，在将上述cac-os或cac-metaloxide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。
就是说，也可以将cac-os或cac-metaloxide称为基质复合材料(matrixcomposite)或金属基质复合材料(metalmatrixcomposite)。
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有caac-os(c-axisalignedcrystallineoxidesemiconductor)、多晶氧化物半导体、nc-os(nanocrystallineoxidesemiconductor)、a-likeos(amorphous-likeoxidesemiconductor)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。注意，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。
虽然纳米晶基本上是六角形，但是并不局限于正六角形，有不是正六角形的情况。此外，在畸变中有时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到明确的晶界(grainboundary)。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是结晶性高的金属氧化物。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。此外，金属氧化物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vo(oxygenvacancy))等)少的金属氧化物。因此，包含caac-os的金属氧化物的物理性质稳定。因此，包含caac-os的金属氧化物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，nc-os在不同的纳米晶之间观察不到结晶取向的规律性。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、镓和锌的金属氧化物的一种的铟-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，所以有时与在igzo由大结晶(在此，几mm的结晶或者几cm的结晶)形成时相比在igzo由小结晶(例如，上述纳米结晶)形成时在结构上稳定。
a-likeos是具有介于nc-os与非晶氧化物半导体之间的结构的金属氧化物。a-likeos包含空洞或低密度区域。也就是说，a-likeos的结晶性比nc-os及caac-os的结晶性低。
氧化物半导体(金属氧化物)具有各种结构及各种特性。本发明的一个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-likeos、nc-os、caac-os中的两种以上。
用作半导体层的金属氧化物膜可以使用惰性气体和氧气体中的任一个或两个形成。注意，对形成金属氧化物膜时的氧流量比(氧分压)没有特别的限制。但是，在要获得场效应迁移率高的晶体管的情况下，形成金属氧化物膜时的氧流量比(氧分压)优选为0％以上且30％以下，更优选为5％以上且30％以下，进一步优选为7％以上且15％以下。
金属氧化物的能隙优选为2ev以上，更优选为2.5ev以上，进一步优选为3ev以上。如此，通过使用能隙宽的金属氧化物，可以减少晶体管的关态电流。
金属氧化物膜可以通过溅射法形成。除此之外，还可以利用pld法、pecvd法、热cvd法、ald法、真空蒸镀法等。
作为可用于构成显示装置的各种导电层的材料，可以举出铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽或钨等金属或者以上述金属为主要成分的合金等。另外，可以以单层或叠层结构使用包含这些材料的膜。例如，可以举出包含硅的铝膜的单层结构、在钛膜上层叠铝膜的两层结构、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、依次层叠钛膜或氮化钛膜、铝膜或铜膜以及钛膜或氮化钛膜的三层结构、以及依次层叠钼膜或氮化钼膜、铝膜或铜膜以及钼膜或氮化钼膜的三层结构等。另外，可以使用氧化铟、氧化锡或氧化锌等氧化物。另外，通过使用包含锰的铜，可以提高蚀刻时的形状的控制性，所以是优选的。
作为可用于构成显示装置的各绝缘层的绝缘材料，例如可以举出如丙烯酸树脂、聚酰亚胺、环氧及硅酮等树脂、如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等无机绝缘材料。
如上所述那样，在本实施方式的显示装置中，通过组合蓝色的发光元件和颜色转换层，可以进行全彩色显示。此外，可以减少构成发光元件的层数，而能够使制造装置及制造工序简化。另外，在本实施方式的显示装置中，除了对应于图像数据的图像信号之外，还可以将对应于用来校正数据的信号(校正信号)供应给像素。因此，在不进行图像数据的转换的情况下也可以进行所希望的显示。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。此外，在本说明书中，在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下，可以适当地组合这些结构例子。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照图10a至图16b对本发明的一个方式的显示装置所包括的像素电路进行说明。
[显示装置]
图10a示出显示装置15的方框图。显示装置15包括具有多个像素pix的显示部11、栅极驱动器13及源极驱动器14。
像素pix包括至少一个存储电路mem。由存储电路mem可以保持至少一个存储节点的电位。存储电路mem也可以保持连接为串联或并联的多个存储节点的电位。虽然图10a中省略图示，然而像素pix包括显示元件(本实施方式中的发光元件)及用来驱动显示元件的晶体管等。对像素pix从栅极驱动器13经过多个布线gl供应信号，而控制像素pix的驱动。对像素pix从源极驱动器14经过多个布线dl供应信号，而控制像素pix的驱动。
多个布线gl被用作扫描线。布线gl传送的信号被用作扫描信号(也称为控制信号)。扫描信号是用来控制被用作像素pix中的开关的晶体管的导通状态或非导通状态(开启或关闭)的信号。布线gl传送的信号从栅极驱动器13输出。
多个布线dl被用作数据线。布线dl传送的信号被用作数据信号。将数据信号也称为数据、图像数据或图像信号。数据信号是用来进行图像的显示的信号。作为数据信号，除了在存储电路mem中保持的信号之外，还有在存储电路mem中信号被保持的状态下之后供应的信号。布线dl被用作供应像素pix的驱动所需要的电压，例如被用作参考电压的布线。布线dl传送的信号从源极驱动器14输出。
存储电路mem包括电容器及晶体管。存储电路mem具有将经过布线dl被供应的信号作为电荷(电位)保持在电容器中的功能。存储电路mem具有通过经过布线dl供应其他信号而保持已保持的电位与之后写入的信号的电位相加而得的电压的功能。具体而言，通过使用电容器中的电容耦合可以进行信号的添加。注意，存储电路mem的将经过布线dl被供应的信号作为电荷保持在电容器中的工作有时被称为“保持信号”。
在本实施方式的显示装置中，因为像素pix包括存储电路mem，所以在像素pix中可以对图像数据进行校正。
[像素电路的结构例子1]
图10b所示的像素100包括晶体管m1、晶体管m2、晶体管m3、晶体管m4、晶体管m5、电容器c1、电容器c2及发光元件110。
晶体管m1的源极和漏极中的一个与电容器c2的一个电极电连接。电容器c2的另一个电极与晶体管m4的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m4的源极和漏极中的一个与晶体管m2的栅极电连接。晶体管m2的栅极与电容器c1的一个电极电连接。电容器c1的另一个电极与晶体管m2的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m2的源极和漏极中的一个与晶体管m5的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m5的源极和漏极中的一个与晶体管m3的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m5的源极和漏极中的另一个与发光元件110的一个电极电连接。图10b所示的每个晶体管包括与栅极电连接的背栅极，然而在本实施方式的显示装置中，对晶体管的背栅极的有无及背栅极的连接没有特别的限制。
在此，将连接有电容器c2的另一个电极、晶体管m4的源极和漏极中的一个、晶体管m2的栅极及电容器c1的一个电极的节点称为节点nd1。另外，将连接有晶体管m5的源极和漏极中的另一个及发光元件110的一个电极的节点称为节点nd2。
晶体管m1的栅极与布线gl1电连接。晶体管m3的栅极与布线gl1电连接。晶体管m4的栅极与布线gl2电连接。晶体管m5的栅极与布线gl3电连接。晶体管m1的源极和漏极中的另一个与布线dl1电连接。晶体管m3的源极和漏极中的另一个与布线v0电连接。晶体管m4的源极和漏极中的另一个与布线dlw1电连接。
晶体管m2的源极和漏极中的另一个与电源线187(高电位)电连接。发光元件110的另一个电极与共同布线189电连接。注意，对共同布线189可以供应任意的电位。
布线gl1、gl2及gl3可以被用作用来控制晶体管的工作的信号线。布线dl1可以被用作对像素供应图像信号的信号线。此外，布线dlw1可以被用作对存储电路mem写入数据的信号线。布线dlw1可以被用作对像素供应校正信号的信号线。布线v0被用作取得晶体管m4的电特性的监控线。此外，通过将特定电位从布线v0经过晶体管m3供应到电容器c1的一个电极，可以使图像信号的写入稳定化。
晶体管m2、晶体管m4及电容器c2构成存储电路mem。节点nd1是存储节点，通过使晶体管m4导通，可以将供应到布线dlw1的信号写入到节点nd1。通过作为晶体管m4使用其关态电流极低的晶体管，可以长时间保持节点nd1的电位。
作为晶体管m4，例如可以使用将金属氧化物用于沟道形成区域的晶体管(以下，称为os晶体管)。由此，可以使晶体管m4的关态电流极低，可以长时间保持节点nd1的电位。此时，作为构成像素的其他晶体管优选使用os晶体管。关于金属氧化物的具体实例，可以参照实施方式1的内容。caac-os中构成晶体的原子稳定，适用于重视可靠性的晶体管等。cac-os呈现高迁移率特性，适用于进行高速驱动的晶体管等。
os晶体管的能隙大而呈现关态电流极小的特性。与在沟道形成区域中包括si的晶体管(以下，称为si晶体管)不同，os晶体管不会发生碰撞电离、雪崩击穿、短沟道效应等，因此能够形成可靠性高的电路。
此外，作为晶体管m4也可以使用si晶体管。此时，作为构成像素的其他晶体管优选使用si晶体管。
作为si晶体管，可以举出含有非晶硅的晶体管、含有结晶硅(典型为低温多晶硅)的晶体管、以及含有单晶硅的晶体管等。
一个像素也可以将os晶体管和si晶体管都包括在内。
在像素中，写入到节点nd1的信号与从布线dl1供给的图像信号电容耦合并被输出到节点nd2。晶体管m1可以具有选择像素的功能。晶体管m5可以被用作控制发光元件110的发光的开关。
例如，当从布线dlw1写入节点nd1的信号大于晶体管m2的阈值电压(vth)时，在图像信号被写入之前晶体管m2就会导通而使发光元件110发光。因此，优选设置晶体管m5并且在节点nd1的电位固定之后再使晶体管m5导通来使发光元件110发光。
也就是说，只要将所希望的校正信号储存到节点nd1就可以对供应的图像信号添加该校正信号。注意，由于传输路径上的因素有时校正信号会衰减，因此优选考虑该衰减来生成校正信号。
使用图11a及图11b所示的时序图对图10b所示的像素100的工作进行详细说明。另外，作为供应给布线dlw1的校正信号(vp)可以使用正信号也可以使用负信号，这里对供应正信号的情况进行说明。另外，在以下说明及时序图中，以“h”表示高电位，以“l”表示低电位。此外，在本实施方式中说明理想的工作，在电位的分布、耦合或损耗中不考虑因电路的结构、工作时序等的电位的详细变化。
首先，参照图11a说明对节点nd1写入校正信号(vp)的工作。该工作可以按每个帧进行，至少在供应图像信号之前进行一次的写入即可。此外，适当地进行刷新工作而将该校正信号重写到节点nd1。
在时间t1，使布线gl1的电位为“h”，使布线gl2的电位为“l”，使布线gl3的电位为“l”，使布线dl1的电位为“l”，由此晶体管m1导通，电容器c2的另一个电极的电位成为“l”。
该工作是在电容耦合之前进行的复位工作。在时间t1之前，发光元件110在前一帧中发光。但是，由于该复位工作节点nd1的电位改变而使流过发光元件110的电流改变，因此优选使晶体管m5非导通而使发光元件110停止发光。
在时间t2，使布线gl1的电位为“h”，使布线gl2的电位为“h”，使布线gl3的电位为“l”，使布线dl1的电位为“l”，由此晶体管m4导通，布线dlw1的电位(校正信号(vp))被写入节点nd1。
在时间t3，使布线gl1的电位为“h”，使布线gl2的电位为“l”，使布线gl3的电位为“l”，使布线dl1的电位为“l”，由此晶体管m4非导通，校正信号(vp)被保持于节点nd1。
在时间t4，使布线gl1的电位为“l”，使布线gl2的电位为“l”，使布线gl3的电位为“l”，使布线dl1的电位为“l”，由此晶体管m1非导通，由此结束校正信号(vp)的写入工作。
接着，参照图11b说明图像信号(vs)的校正工作及使发光元件110发光的工作。
在时间t11，使布线gl1的电位为“h”，使布线gl2的电位为“l”，使布线gl3的电位为“l”，使布线dlw1的电位为“l”，由此晶体管m1导通，通过电容器c2的电容耦合，布线dl1的电位被添加到节点nd1的电位。也就是说，节点nd1成为对图像信号(vs)添加校正信号(vp)的电位(vs+vp)。
在时间t12，使布线gl1的电位为“l”，使布线gl2的电位为“l”，使布线gl3的电位为“l”，使布线dlw1的电位为“l”，由此晶体管m1非导通，节点nd1的电位固定为vs+vp。
在时间t13，使布线gl1的电位为“l”，使布线gl2的电位为“l”，使布线gl3的电位为“h”，使布线dlw1的电位为“l”，由此晶体管m5导通，节点nd2的电位成为vs+vp，发光元件110发光。严格地说，节点nd2的电位相当于从vs+vp减去晶体管m2的阈值电压(vth)，这里，vth为可以忽略不计的极小值。
以上是图像信号(vs)的校正工作及使发光元件110发光的工作。注意，虽然可以连续地进行之前说明的校正信号(vp)的写入工作与图像信号(vs)的输入工作，但是优选先对所有像素写入校正信号(vp)之后再进行图像信号(vs)的输入工作。在本发明的一个方式中，由于可以同时对多个像素供给相同的图像信号，所以通过先对所有的像素写入校正信号(vp)可以提高工作速度。
[像素电路的结构例子2]
接着，对串联设置有多个存储节点的像素电路进行说明。在该像素电路中，根据输入的多个数据的总和可以使发光元件工作。
图12a所示的像素101包括两个电容器，通过电容耦合可以根据最大三个数据的总和进行显示。
图12a示出两个电容器串联连接的结构，如图12b所示那样，也可以采用更多的电容器c1至cn串联连接的结构。此时，在追加一个电容器的同时也追加一个晶体管。该晶体管的源极和漏极中的一个电连接于连接一个电容器与另一个电容器的布线。就是说，增加节点nd12的那样的节点。
串联连接的电容器的个数n优选为2以上且8以下，更优选为2以上且6以下，进一步优选为2以上且4以下。电容器的个数越多本发明的一个方式的效果越高。注意，由于随着电容器的增加需要增加晶体管及信号线，所以有时引起像素的开口率及分辨率的降低、不能确保信号输入时间等问题。因此，优选将串联连接的电容器的个数n根据用途在上述范围内选择。
图12a所示的像素101包括晶体管m11、晶体管m12、晶体管m13、电容器c11、电容器c12及电路区块150。电路区块150可以包括晶体管、电容器及发光元件等。后面对电路区块150进行详细说明。
晶体管m11的源极和漏极中的一个与电容器c11的一个电极电连接。电容器c11的一个电极与电路区块150电连接。电容器c11的另一个电极与晶体管m12的源极和漏极中的一个电连接。晶体管m12的源极和漏极中的一个与电容器c12的一个电极电连接。电容器c12的另一个电极与晶体管m13的源极和漏极中的一个电连接。
在此，将与晶体管m11的源极和漏极中的一个、电容器c11的一个电极及电路区块150连接的布线称为节点nd13。此外，与节点nd13连接的电路区块150的构成要素可以使节点nd13处于浮动状态。此外，将与电容器c11的另一个电极、晶体管m12的源极和漏极中的一个及电容器c12的一个电极连接的布线称为节点nd12。另外，将与晶体管m13的源极和漏极中的一个及电容器c12的另一个电极连接的布线称为节点nd11。
晶体管m11的栅极与布线gl11电连接。晶体管m12的栅极与布线gl12电连接。晶体管m13的栅极与布线gl13电连接。晶体管m11的源极和漏极中的另一个与布线dl11电连接。晶体管m12的源极和漏极中的另一个与布线dl12电连接。晶体管m13的源极和漏极中的另一个与布线dl13电连接。
布线gl11、gl12及gl13可以被用作用来控制晶体管的工作的信号线。布线dl11可以被用作供应第一数据的信号线。布线dl12可以被用作供应第二数据的信号线。布线dl13可以被用作供应第三数据的信号线。
节点nd11、节点nd12及节点nd13为存储节点。通过使晶体管m11导通，可以将供应给布线dl11的第一数据写入到节点nd13。通过使晶体管m11非导通，可以在节点nd13中保持第一数据。此外，通过使晶体管m12导通，可以将供应给布线dl12的第二数据写入到节点nd12。通过使晶体管m12非导通，可以在节点nd12中保持第二数据。此外，通过使晶体管m13导通，可以将供应给布线dl13的第三数据写入到节点nd11。通过使晶体管m13非导通，可以在节点nd11中保持第三数据。
通过作为晶体管m11、m12及m13使用关态电流极低的晶体管，可以长时间保持节点nd13及节点nd12的电位。作为该晶体管，例如可以使用os晶体管。
os晶体管可以用于像素所包括的其他的晶体管。另外，像素所包括的晶体管也可以使用si晶体管。或者，也可以使用os晶体管和si晶体管的双方。
参照图13a、图13b及图13c所示的时序图说明对第一数据加上第二数据及第三数据的像素101的工作的一个例子。注意，在以下的说明中，将第一数据表示为“vdata1”、将第二数据表示为“vdata2”、以及将第三数据表示为“vdata3”。另外，将基准电位之一(例如，0v、gnd电位或特定电位)表示为“vref”。注意，第一数据、第二数据及第三数据也可以分别为负值，并且也对应于数据的减法。
首先，参照图13a说明将第一数据“vdata1”写入到节点nd13的工作。
在时间t1，使布线gl11的电位为“h”，使布线gl12的电位为“h”，使布线dl11的电位为“vdata1”，使布线dl12的电位为“vref”，由此晶体管m12导通，节点nd12的电位成为“vref”。该工作是在电容耦合之前进行的复位工作。
另外，晶体管m11导通，对节点nd13写入布线dl11的电位(第一数据“vdata1”)。
在时间t2，使布线gl11的电位为“l”，使布线gl12的电位为“l”，由此晶体管m11及晶体管m12非导通，在节点nd13中保持第一数据“vdata1”。此外，在电容器c11中保持“vdata1-vref”。
到这里是第一数据“vdata1”的写入工作。此外，在不将第一数据反映到显示时，作为第一数据“vdata1”供应与“vref”相同的电位即可。
接下来，参照图13b说明将第二数据“vdata2”写入到节点nd12的工作。
在时间t11，使布线gl12的电位为“h”，使布线gl13的电位为“h”，使布线dl12的电位为“vdata2”，使布线dl13的电位为“vref”，由此晶体管m13导通，节点nd11的电位成为“vref”。该工作是在电容耦合之前进行的复位工作。
此外，晶体管m12导通，对节点nd12写入布线dl12的电位(第二数据“vdata2”)。
此时，由电容器c11的电容耦合对节点nd13的电位添加节点nd12的电位。因此，节点nd13的电位为“vdata1-vref+vdata2”，在“vref”＝0时节点nd13的电位为“vdata1+vdata2”。
在时间t12，使布线gl12的电位为“l”，使布线gl13的电位为“l”，由此晶体管m12非导通，在节点nd12中保持第二数据“vdata2”。此外，在节点nd13中保持第一数据和第二数据的总和的“vdata1+vdata2”。另外，在电容器c12中保持“vdata2-vref”。
到这里是第二数据“vdata2”的写入工作。此外，在不将第二数据反映到显示时，作为第二数据“vdata2”供应与“vref”相同的电位即可。
接下来，参照图13c说明写入第三数据“vdata3”的工作。
在时间t21，使布线gl13的电位为“h”，使布线dl13的电位为“vdata3”，由此晶体管m13导通，节点nd11的电位成为“vdata3”。
此时，由电容器c12的电容耦合对节点nd12的电位添加节点nd11的电位。因此，节点nd12的电位为“vdata2-vref+vdata3”，在“vref”＝0时节点nd12的电位为“vdata2+vdata3”。
此外，由电容器c11的电容耦合对节点nd13的电位添加节点nd12的电位。因此，节点nd12的电位为“vdata1+vdata2+vdata3”。
在时间t22，使布线gl13的电位为“l”，由此晶体管m13非导通，节点nd13的电位保持为“vdata1+vdata2+vdata3”。
如上所述，第一数据“vdata1”、第二数据“vdata2”及第三数据“vdata3”的写入工作结束。此外，在不将第三数据反映到显示时，作为第三数据“vdata3”供应与“vref”相同的电位即可。或者，也可以省略第三数据的写入工作。
然后，在电路区块150所包括的发光元件中进行对应于节点nd13的电位的显示工作。注意，根据电路区块的结构，有时从时间t1或时间t11进行显示工作。
另外，如图14a、图14b及图14c所示那样，也可以调换图13a所示的工作和图13b所示的工作的顺序。
参照图14a说明将第一数据“vdata2”写入到节点nd12的工作。
在时间t1，使布线gl12的电位为“h”，使布线gl13的电位为“h”，使布线dl12的电位为“vdata2”，使布线dl13的电位为“vref”，由此晶体管m13导通，节点nd11的电位成为“vref”。另外，晶体管m12导通，对节点nd12写入布线dl12的电位(第二数据“vdata2”)。
在时间t2，使布线gl12的电位为“l”，使布线gl13的电位为“l”，晶体管m12及晶体管m13非导通，在节点nd12中保持第二数据“vdata2”。另外，在电容器c12中保持“vdata2-vref”。
首先，参照图14b说明将第一数据“vdata1”写入到节点nd13的工作。
在时间t11，使布线gl11的电位为“h”，使布线gl12的电位为“h”，使布线dl11的电位为“vdata1”，使布线dl12的电位为“vref”，由此晶体管m12导通，节点nd12的电位成为“vref”。另外晶体管m11导通，对节点nd13写入布线dl11的电位(第一数据“vdata1”)。
在时间t12，使布线gl11的电位为“l”，使布线gl12的电位为“l”，由此晶体管m12非导通，在节点nd12中保持“vref”。另外，在节点nd13中保持第一数据“vdata1”。另外，由于在电容器c12中保持“vdata2-vref”，所以在“vref”＝0时，节点nd11的电位为“-vdata2”。
接着，参照图14c说明写入第三数据“vdata3”的工作。
在时间t21，使布线gl13的电位为“h”，使布线dl13的电位为“vdata3”，由此晶体管m13导通，节点nd11的电位成为“vdata3”。
此时，由电容器c12的电容耦合对节点nd12的电位添加节点nd11的电位。因此，节点nd12的电位为“vdata3-(-vdata2)+vref”，在“vref”＝0时节点nd12的电位为“vdata2+vdata3”。
此外，由电容器c11的电容耦合对节点nd13的电位添加节点nd12的电位。因此，节点nd13的电位为“vdata1+vdata2+vdata3”。
在时间t22，使布线gl13的电位为“l”，由此晶体管m13非导通，节点nd13的电位保持为“vdata1+vdata2+vdata3”。
如上所述，第一数据“vdata1”、第二数据“vdata2”及第三数据“vdata3”的写入工作结束。
注意，图13a、图13b及图13c的工作可以在一个水平期间内连续进行。或者，也可以将图13a的工作在第k帧进行(k为自然数)，将图13b及图13c的工作在第k+1帧进行。或者，可以图13a及图13b的工作在第k帧进行，图13c的工作在第k+1帧进行。或者也可以将图13a、图13b及图13c的工作分别在连续的不同帧进行。或者，也可以将图13a的工作在第k帧进行，将图13b及图13c的工作在第k+1帧以后反复进行。或者，也可以将图13a及图13b的工作在第k帧进行，将图13c的工作在第k+1帧以后反复进行。此外，图14a、图14b及图14c的工作也可以同样地进行。
图15a至图15c示出电路区块150的具体实例。
图15a所示的电路区块150包括晶体管171、电容器173及发光元件110。晶体管171的源极和漏极中的一个与发光元件110的一个电极电连接。发光元件110的一个电极与电容器173的一个电极电连接。电容器173的另一个电极与晶体管171的栅极电连接。晶体管171的栅极与节点nd13电连接。
晶体管171的源极和漏极中的另一个与电源线187(高电位)电连接。发光元件110的另一个电极与共同布线189电连接。注意，对共同布线189可以供应任意的电位(例如低电位)。
在图15a所示的结构中，在节点nd13的电位成为晶体管171的阈值电压以上时电流流过发光元件110。因此，有时发光元件110的发光在图13a及图14a所示的时序图的时间t1的阶段开始，因而该结构的用途可能受限。
图15b是对图15a的结构添加晶体管172的结构。晶体管172的源极和漏极中的一个与晶体管171的源极和漏极中的一个电连接。晶体管172的源极和漏极中的另一个与发光元件110电连接。晶体管172的栅极与布线186电连接。布线186可以具有控制晶体管172的导通的信号线的功能。
在该结构中，节点nd13的电位为晶体管171的阈值电压以上且晶体管172导通时电流流过发光元件110。因此，发光元件110的发光可以在图13c及图14c所示的时序图中的时间t22以后开始，从而该结构适用于有校正的工作。
图15c是对图15b的结构添加晶体管175的结构。晶体管175的源极和漏极中的一个与晶体管171的源极和漏极中的一个电连接。晶体管175的源极和漏极中的另一个与布线190电连接。晶体管175的栅极与布线191电连接。布线191可以具有控制晶体管175的导通的信号线的功能。注意，晶体管175的栅极也可以与布线gl13电连接。
布线190可以与基准电位等特定电位的供应源电连接。通过从布线190对晶体管171的源极和漏极中的一个供应特定电位，还可以使图像数据的写入稳定化。
此外，布线190可以与电路120连接，并可以具有监控线的功能。电路120可以具有供应上述特定电位的功能、取得晶体管171的电特性的功能及生成校正数据的功能中的一个以上。
在将布线190用作监控线时，例如在电路120生成校正晶体管171的阈值电压的电位作为写入到节点nd13的数据。
接着，参照图16a及图16b说明图像数据的校正工作。
图16a示出对配置为2×2的矩阵状的四个像素(p1至p4)输入的数据电位的一个例子。所生成的图像数据是第一数据(+a1、+a2、-a1、a0)、第二数据(+b1、b0、b0、-b1)和第三数据(+c3、c2、c2、+c1)的总和。在各像素中，可以根据第一数据至第三数据的总和进行显示，并可以进行原始图像数据的校正。
例如，第一数据及第二数据可以为用于校正的数据。另外，第三数据可以为原始图像数据。
通过像这样组合校正数据和图像数据，可以进行上转换、hdr显示、显示装置固有的显示不均匀的校正和像素所包括的晶体管的阈值电压的校正等中的任一个。或者可以组合进行上述工作。
在上转换工作中，例如对四个像素全部供应相同的图像数据，根据校正数据在各像素分别可以显示不同的图像。例如，可以对包括8k4k的像素数的显示装置的特定的四个像素输入用于4k2k数据的特定的一个像素的图像数据，通过对每个像素输入的校正数据提高分辨率来进行显示。
通过作为第一数据至第三数据使用相同的图像数据，可以大幅度地提高显示图像的亮度。在该工作中，由于可以将列驱动电路的最大输出值以上的电压供应给像素，所以不仅可以提高图像质量，而且还可以降低产品成本诸如降低功耗或可利用廉价的驱动ic芯片。
此外，从广义上讲，是图像数据的校正，但可以重叠显示不同的图像。图16b示出显示部整体的图像，示出由第一数据构成的第一图像、由第二数据构成的第二图像、由第三数据构成的第三图像、以及合成第一图像、第二图像及第三图像的图像。
这种不同图像数据的组合例如可以适用于字符插入或ar(augmentedreality：增强现实)显示等。
如上所述，通过利用图像信号(图像数据)和校正信号(校正用数据)使发光元件发光，可以增大流过发光元件的电流，因此可以表现高亮度。因此，可以进行图像的上转换、对显示区域中的一部分或整体的图像进行校正的hdr显示或者显示图像的亮度的提高等的图像校正。另外可以重叠显示多个图像。另外，可以施加源极驱动器的输出电压以上的电压作为驱动晶体管的栅极电压，因此可以降低源极驱动器的功耗。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式3)
在本实施方式中，对可用于发光元件的材料进行说明。
[发光元件的材料]
下面例示出可用于图4a至图4d所示的发光元件的每个层的材料。注意，各层不局限于单层，也可以采用两层以上的叠层。
<第一电极及第二电极>
作为形成第一电极1101及第二电极1102的材料，如果可以满足上述两个电极的功能则可以适当地组合下述材料。例如，可以适当地使用金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。具体而言，可以举出in-sn氧化物(也称为ito)、in-si-sn氧化物(也称为itso)、in-zn氧化物、in-w-zn氧化物。除了上述以外，还可以举出铝(al)、钛(ti)、铬(cr)、锰(mn)、铁(fe)、钴(co)、镍(ni)、铜(cu)、镓(ga)、锌(zn)、铟(in)、锡(sn)、钼(mo)、钽(ta)、钨(w)、钯(pd)、金(au)、铂(pt)、银(ag)、钇(y)、钕(nd)等金属以及适当地组合它们的合金。除了上述以外，可以使用属于元素周期表中第1族或第2族的元素(例如，锂(li)、铯(cs)、钙(ca)、锶(sr))、铕(eu)、镱(yb)等稀土金属、适当地组合它们的合金以及石墨烯等。
<发光层>
发光层1113是包含发光物质的层。如实施方式1所述，对发光物质没有特别的限制。例如，作为发光物质可以使用荧光材料、磷光材料、tadf材料、量子点材料及金属卤素钙钛矿类。
芘衍生物的发光量子产率高，因而优选适用于呈现蓝色光的荧光材料。作为芘衍生物的具体实例，可以举出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’-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(二苯并呋喃-2-基)-n，n’-二苯基芘-1，6-二胺(简称：1，6fraprn)、n，n’-双(二苯并噻吩-2-基)-n，n’-二苯基芘-1，6-二胺(简称：1，6thaprn)、n，n’-(芘-1，6-二基)双[(n-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃)-6-胺](简称：1，6bnfaprn)、n，n’-(芘-1，6-二基)双[(n-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃)-8-胺](简称：1，6bnfaprn-02)、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)等。
另外，作为发光层1113还可以使用高分子化合物。例如，作为发射蓝光的材料，可以举出聚(9，9-二辛基芴-2，7-二基)(简称：pof)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-co-(2，5-二甲氧基苯-1，4-二基)](简称：pf-dmop)、聚{(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-co-[n，n'-二-(对丁基苯基)-1，4-二氨基苯]}(简称：tab-pfh)等。
作为呈现蓝色或绿色且其发射光谱的峰值波长为450nm以上且570nm以下的磷光材料，可以举出如下物质。
例如可以举出三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二甲基苯基)-4h-1，2，4-三唑-3-基-κn2]苯基-κc}铱(iii)(简称：[ir(mpptz-dmp)3])、三(5-甲基-3，4-二苯基-4h-1，2，4-三唑)铱(iii)(简称：[ir(mptz)3])、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4h-1，2，4-三唑]铱(iii)(简称：[ir(iprptz-3b)3])、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4h-1，2，4-三唑]铱(iii)(简称：[ir(ipr5btz)3])等具有4h-三唑骨架的有机金属配合物；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配合物；以及双[2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶根-n，c2']铱(iii)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：fir6)、双[2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶根-n，c2']铱(iii)吡啶甲酸盐(简称：firpic)、双{2-[3'，5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-n，c2'}铱(iii)吡啶甲酸盐(简称：[ir(cf3ppy)2(pic)])、双[2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶根-n，c2']铱(iii)乙酰丙酮(简称：fir(acac))等以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属配合物等。
另外，作为蓝色的发光物质，优选使用光致发光的峰值波长为430nm以上且470nm以下的物质，更优选使用峰值波长为430nm以上且460nm以下的物质。另外，光致发光的测定可以使用溶液或薄膜。
通过同时使用上述化合物及微腔效果，可以更容易达到上述色度。此时，获得微腔效果所需要的半透射-半反射电极(金属薄膜部分)的厚度优选为20nm以上且40nm以下，更优选大于25nm且40nm以下。当该厚度超过40nm时，效率可能会降低。
发光层1113除了发光物质(客体材料)以外还可以包含一种或多种有机化合物(主体材料、辅助材料)。作为该有机化合物可以使用具有大于发光物质的能隙的物质。另外，作为一种或多种有机化合物，可以使用容易接收空穴的化合物(空穴传输性材料)及容易接收电子的化合物(电子传输性材料)的一方或双方。
当发光物质是荧光材料时，优选使用单重激发态的能级大且三重激发态的能级小的有机化合物作为主体材料。例如，优选使用蒽衍生物或并四苯衍生物。具体而言，可以举出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9h-咔唑(简称：pczpa)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9h-咔唑(简称：pcpn)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9h-咔唑(简称：czpa)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7h-二苯并[c，g]咔唑(简称：cgdbczpa)、6-[3-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃(简称：2mbnfppa)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9h-芴-9-基)联苯-4’-基}蒽(简称：flppa)、5，12-二苯基并四苯、5，12-双(联苯-2-基)并四苯等。
在发光物质是磷光材料的情况下，选择其三重态激发能量(基态和三重激发态之间的能量差)比发光物质大的有机化合物作为主体材料，即可。在此情况下，可以使用锌类金属配合物或铝类金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲罗啉衍生物等、芳香胺或者咔唑衍生物等。
具体地说，三(8-羟基喹啉)铝(iii)(简称：alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(iii)(简称：almq3)、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-苯并恶唑基)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)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：oxd-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：taz)、2，2'，2”-(1，3，5-苯三基)-三(1-苯基-1h-苯并咪唑)(简称：tpbi)、红菲绕啉(简称：bphen)、浴铜灵(简称：bcp)、2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：nbphen)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]-9h-咔唑(简称：co11)等杂环化合物、npb、tpd、bspb等芳香胺化合物。
另外，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
另外，在将多个有机化合物用于发光层1113的情况下，优选混合形成激基复合物的化合物和发光物质。此时，可以适当地组合各种有机化合物而使用，但是为了高效地形成激基复合物，特别优选组合空穴传输性材料和电子传输性材料。
tadf材料是指能够利用微小的热能量将三重激发态上转换为单重激发态(逆系间窜越)并高效率地呈现来自单重激发态的发光(荧光)的材料。可以高效率地获得热活化延迟荧光的条件为三重激发能级和单重激发能级之间的能量差为0ev以上且0.2ev以下，优选为0ev以上且0.1ev以下。tadf材料所发射的延迟荧光是指具有与一般的荧光同样的光谱但寿命非常长的发光。其寿命为10-6秒以上，优选为10-3秒以上。
作为tadf材料，例如可以举出富勒烯或其衍生物、普鲁黄素等吖啶衍生物、曙红(eosin)等。另外，可以举出包含镁(mg)、锌(zn)、镉(cd)、锡(sn)、铂(pt)、铟(in)或钯(pd)等的含金属卟啉。作为含金属卟啉，例如，可以举出原卟啉-氟化锡配合物(简称：snf2(protoix))、中卟啉-氟化锡配合物(简称：snf2(mesoix))、血卟啉-氟化锡配合物(简称：snf2(hematoix))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(简称：snf2(coproiii-4me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(简称：snf2(oep))、初卟啉-氟化锡配合物(简称：snf2(etioi))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(简称：ptcl2oep)等。
除了上述以外，可以使用2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚并[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(简称：pic-trz)、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]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电子型杂芳环及缺π电子型杂芳环的杂环化合物。另外，在富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环直接键合的物质中，富π电子型杂芳环的供体性和缺π电子型杂芳环的受体性都强，单重激发态与三重激发态之间的能量差变小，所以是尤其优选的。
另外，在使用tadf材料的情况下，可以与其他有机化合物组合。
<空穴注入层及空穴传输层>
空穴注入层1111是将空穴从阳极的第一电极1101或电荷产生层1109注入到el层1103b或发光单元1123b的层，是包含空穴注入性高的层。
作为空穴注入性高的材料，可以举出钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等过渡金属氧化物。除了上述以外，可以使用酞菁类化合物如酞菁(简称：h2pc)、铜酞菁(cupc)等；芳香胺化合物如4，4’-双[n-(4-二苯基氨基苯基)-n-苯基氨基]联苯(简称：dpab)、n，n'-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-n，n'-二苯基-(1，1'-联苯)-4，4'-二胺(简称：dntpd)等；或者高分子如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(简称：pedot/pss)等。
作为空穴注入性高的材料，也可以使用包含空穴传输性材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料。在此情况下，由受体材料从空穴传输性材料抽出电子而在空穴注入层1111中产生空穴，空穴通过空穴传输层1112注入到发光层1113中。另外，空穴注入层1111可以采用由包含空穴传输性材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料构成的单层，也可以采用分别使用空穴传输性材料及受体材料(电子受体材料)形成的层的叠层。
空穴传输层1112是将从第一电极1101经过空穴注入层1111注入的空穴传输到发光层1113的层。另外，空穴传输层1112是包含空穴传输性材料的层。作为用于空穴传输层1112的空穴传输性材料，特别优选使用具有与空穴注入层1111的homo能级相同或相近的homo能级的材料。
作为用于空穴注入层1111的受体材料，可以使用属于元素周期表中的第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言，可以举出氧化钼、氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钨、氧化锰、氧化铼。特别优选使用氧化钼，因为其在大气中也稳定，吸湿性低，并且容易处理。除了上述以外，可以举出醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮杂三亚苯衍生物等有机受体。具体而言，可以使用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)等。
作为用于空穴注入层1111及空穴传输层1112的空穴传输性材料，优选为具有10-6cm2/vs以上的空穴迁移率的物质。另外，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，可以使用上述以外的物质。
作为空穴传输性材料，优选使用富π电子型杂芳族化合物(例如，咔唑衍生物或吲哚衍生物)或芳香胺化合物，具体的例子为如下：4，4’-双[n-(1-萘基)-n-苯基氨基]联苯(简称：npb或α-npd)、n，n’-双(3-甲基苯基)-n，n’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：tpd)、4，4'-双[n-(螺-9，9'-二芴-2-基)-n-苯基氨基]联苯(简称：bspb)、4-苯基-4'-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：bpaflp)、4-苯基-3'-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：mbpaflp)、4-苯基-4’-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)三苯胺(简称：pcba1bp)、3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9h-咔唑(简称：pcppn)、n-(4-联苯)-n-(9，9-二甲基-9h-芴-2-基)-9-苯基-9h-咔唑-3-胺(简称：pcbif)、n-(1，1’-联苯-4-基)-n-[4-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9h-芴-2-胺(简称：pcbbif)、4，4'-二苯基-4”-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)三苯胺(简称：pcbbi1bp)、4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)三苯胺(简称：pcbanb)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)三苯胺(简称：pcbnbb)、9，9-二甲基-n-苯基-n-[4-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：pcbaf)、n-苯基-n-[4-(9-苯基-9h-咔唑-3-基)苯基]螺-9，9'-二芴-2-胺(简称：pcbasf)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：tcta)、4，4'，4”-三(n，n-二苯基氨基)三苯胺(简称：tdata)、4，4'，4”-三[n-(3-甲基苯基)-n-苯基氨基]三苯胺(简称：mtdata)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)、3-[n-(9-苯基咔唑-3-基)-n-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：pczpca1)、3，6-双[n-(9-苯基咔唑-3-基)-n-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：pczpca2)、3-[n-(1-萘基)-n-(9-苯基咔唑-3-基)氨]-9-苯基咔唑(简称：pczpcn1)、1，3，5-三[4-(n-咔唑基)苯基]苯(简称：tcpb)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9h-咔唑(简称：czpa)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；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。
再者，还可以使用聚(n-乙烯咔唑)(简称：pvk)、聚(4-乙烯三苯胺)(简称：pvtpa)、聚[n-(4-{n’-[4-(4-二苯胺)苯基]苯基-n’-苯胺}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：ptpdma)、聚[n，n’-双(4-丁基苯基)-n，n’-双(苯基)联苯胺](简称：poly-tpd)等高分子化合物。
注意，空穴传输性材料不局限于上述材料，可以将已知的各种材料中的一种或多种的组合作为空穴传输性材料用于空穴注入层1111及空穴传输层1112。
<电子传输层>
电子传输层1114是将从第二电极1102经过电子注入层1115注入的电子传输到发光层1113的层。另外，电子传输层1114是包含电子传输性材料的层。作为用于电子传输层1114的电子传输性材料，优选为具有1×10-6cm2/vs以上的电子迁移率的物质。另外，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，可以使用上述以外的物质。
作为用于电子传输性材料可以举出具有喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体、噻唑配体的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲罗啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物等。除了上述以外，也可以使用含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族化合物。
具体而言，可以使用alq3、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(iii)(简称：almq3)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉)铍(ii)(简称：bebq2)、balq、zn(box)2、双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(ii)(简称：zn(btz)2)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)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：oxd-7)、3-(4’-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4”-联苯基)-1，2，4-三唑(简称：taz)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称：p-ettaz)、红菲咯啉(简称：bphen)、浴铜灵(简称：bcp)、4，4’-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)二苯乙烯(简称：bzos)等杂芳族化合物、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-[4-(3，6-二苯基-9h-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2czpdbq-iii)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：7mdbtpdbq-ii)和6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：6mdbtpdbq-ii)等喹喔啉衍生物或二苯并喹喔啉衍生物。
另外，还可以使用聚(2，5-吡啶二基)(简称：ppy)、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-共-(吡啶-3，5-二基)](简称：pf-py)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共-(2，2’-联吡啶-6，6’-二基)](简称：pf-bpy)等高分子化合物。
<电子注入层>
电子注入层1115是包含电子注入性高的物质的层。作为电子注入层1115，可以使用氟化锂(lif)、氟化铯(csf)、氟化钙(caf2)及锂氧化物(liox)等碱金属、碱土金属或这些金属的化合物。此外，可以使用氟化铒(erf3)等稀土金属化合物。此外，也可以将电子盐用于电子注入层1115。作为电子盐，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，也可以使用如上所述的构成电子传输层1114的物质。
此外，也可以将混合有机化合物与电子给体(供体)而成的复合材料用于电子注入层1115。这种复合材料因为通过电子给体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下，有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料，具体而言，例如，可以使用用于如上所述的电子传输层1114的电子传输性材料(金属配合物、杂芳族化合物等)。作为电子给体，只要是对有机化合物呈现电子供给性的物质即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、铯、镁、钙、铒、镱等。另外，优选使用碱金属氧化物或碱土金属氧化物，可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。此外，还可以使用氧化镁等路易斯碱。另外，也可以使用四硫富瓦烯(简称：ttf)等有机化合物。
<电荷产生层>
电荷产生层1109可以采用对空穴传输性材料添加电子受体(受体)的结构，或者可以采用对电子传输性材料添加电子给体(供体)的结构。或者，也可以层叠有这两种结构。另外，通过使用上述材料形成电荷产生层1109，可以抑制在层叠el层时的驱动电压的增大。
在电荷产生层1109具有对空穴传输性材料添加电子受体的结构的情况下，作为空穴传输性材料可以使用本实施方式所示的材料。另外，作为电子受体，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)、氯醌等。另外，可以举出属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言，可以举出氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等。
在电荷产生层1109具有对电子传输性材料添加电子供体的结构的情况下，作为电子传输性材料可以使用本实施方式所示的材料。另外，作为电子给体，可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属或属于元素周期表中第2族、第13族的金属及它们的氧化物或碳酸盐。具体而言，优选使用锂(li)、铯(cs)、镁(mg)、钙(ca)、镱(yb)、铟(in)、氧化锂、碳酸铯等。此外，也可以将如四硫萘并萘(tetrathianaphthacene)等有机化合物用作电子给体。
另外，当制造本实施方式所示的发光元件时，可以利用蒸镀法等真空工序或旋涂法、喷墨法等溶液工序。作为蒸镀法，可以利用溅射法、离子镀法、离子束蒸镀法、分子束蒸镀法、真空蒸镀法等物理蒸镀法(pvd法)或化学气相沉积法(cvd法)等。尤其是，可以利用蒸镀法(真空蒸镀法)、涂敷法(浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法、喷涂法等)、印刷法(喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法、微接触印刷法等)等方法形成包括在发光元件的el层中的功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层)及电荷产生层。
另外，本实施方式所示的构成发光元件的el层的各功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层)及电荷产生层)的材料不局限于此，只要为可以满足各层的功能的材料就可以组合地使用。作为一个例子，可以使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)、中分子化合物(介于低分子与高分子之间的化合物：分子量为400至4000)、无机化合物(量子点材料等)等。作为量子点材料，可以使用胶状量子点材料、合金型量子点材料、核壳(coreshell)型量子点材料、核型量子点材料等。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，使用图17a至图18f对本发明的一个方式的电子设备进行说明。
本实施方式的电子设备在显示部中包括本发明的一个方式的显示装置。本发明的一个方式的显示装置容易实现大型化。另外，本发明的一个方式的显示装置的可靠性高且功耗低。因此，可以将本发明的一个方式的显示装置用于各种各样的电子设备的显示部。
在本实施方式的电子设备的显示部上例如可以显示具有全高清、4k2k、8k4k、16k8k或更高的分辨率的影像。此外，显示部的屏幕尺寸可以为对角线20英寸以上、30英寸以上、50英寸以上、60英寸以上或70英寸以上。
作为电子设备，例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机等的显示器、数字标牌、弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外，还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置等。
可以将本实施方式的电子设备沿着房屋或高楼的内壁或外壁、汽车的内部装饰或外部装饰的曲面组装。
本实施方式的电子设备也可以包括天线。通过由天线接收信号，可以在显示部上显示影像或数据等。另外，在电子设备包括天线及二次电池时，可以用天线进行非接触电力传送。
本实施方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器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)。
本实施方式的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；执行各种软件(程序)的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据的功能；等。
图17a示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中，框体7101中组装有显示部7000。在此示出利用支架7103支撑框体7101的结构。
可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
可以通过利用框体7101所具备的操作开关或另外提供的遥控操作机7111进行图17a所示的电视装置7100的操作。另外，也可以在显示部7000中具备触摸传感器，也可以通过用指头等触摸显示部7000进行电视装置7100的操作。另外，也可以在遥控操作机7111中具备显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部7000上的影像进行操作。
另外，电视装置7100具备接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器将电视装置7100连接到有线或无线方式的通信网络，从而进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图17b示出笔记型个人计算机的一个例子。笔记型个人计算机7200包括框体7211、键盘7212、指向装置7213、外部连接端口7214等。在框体7211中组装有显示部7000。
可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
图17c和图17d示出数字标牌的例子。
图17c所示的数字标牌7300包括框体7301、显示部7000及扬声器7303等。此外，还可以包括led灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器、麦克风等。
图17d示出设置于圆柱状柱子7401上的数字标牌7400。数字标牌7400包括沿着柱子7401的曲面设置的显示部7000。
在图17c和图17d中，可以对显示部7000适用本发明的一个方式的显示装置。
显示部7000越大，一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大，越容易吸引人的注意，例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板用于显示部7000，不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像，使用者还能够直觉性地进行操作，所以是优选的。另外，在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时，可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图17c和图17d所示，数字标牌7300或数字标牌7400优选通过无线通信可以与用户所携带的智能手机等信息终端设备7311或信息终端设备7411联动。例如，显示在显示部7000上的广告信息可以显示在信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕上。此外，通过操作信息终端设备7311或信息终端设备7411，可以切换显示部7000的显示。
此外，可以在数字标牌7300或数字标牌7400上以信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕为操作单元(控制器)执行游戏。由此，不特定多个用户可以同时参加游戏，享受游戏的乐趣。
图18a至图18f所示的电子设备包括框体9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(该传感器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9008等。
图18a至图18f所示的电子设备具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像及文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能；等。注意，电子设备可具有的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。电子设备可以包括多个显示部。另外，也可以在电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像或动态图像，且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部上的功能；等。
下面，详细地说明图18a至图18f所示的电子设备。
图18a是示出便携式信息终端9101的立体图。可以将便携式信息终端9101例如用作智能手机。注意，在便携式信息终端9101中，也可以设置扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等。另外，作为便携式信息终端9101，可以将文字或图像信息显示在其多个面上。在图18a中示出三个图标9050的例子。另外，可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到电子邮件、sns(socialnetworkingservices：社交网络服务)或电话等的信息；电子邮件或sns等的标题；电子邮件或sns等的发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及天线接收信号强度的显示等。或者，可以在显示有信息9051的位置上显示图标9050等。
图18b是示出便携式信息终端9102的立体图。便携式信息终端9102具有将信息显示在显示部9001的三个以上的面上的功能。在此，示出信息9052、信息9053、信息9054分别显示于不同的面上的例子。例如，在将便携式信息终端9102放在上衣口袋里的状态下，使用者能够确认显示在从便携式信息终端9102的上方看到的位置上的信息9053。使用者可以确认到该显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端9102，由此能够判断是否接电话。
图18c是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。可以将便携式信息终端9200例如用作智能手表。另外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外，便携式信息终端9200例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外，通过利用连接端子9006，便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电。充电也可以通过无线供电进行。
图18d、图18e及图18f是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。另外，图18d是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图、图18f是折叠的状态的立体图、图18e是从图18d的状态和图18f的状态中的一个转换成另一个时中途的状态的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的浏览性强。便携式信息终端9201所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个框体9000支撑。显示部9001例如可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[符号说明]
ccmg：颜色转换层、ccmr：颜色转换层、c1：电容器、c2：电容器、c11：电容器、c12：电容器、data：图像数据、data_w：数据、data_w1：数据、data_w2：数据、dl：布线、dl1：布线、dl11：布线、dl12：布线、dl13：布线、dlw1：布线、gl：布线、gl1：布线、gl2：布线、gl3：布线、gl11：布线、gl12：布线、gl13：布线、mem：存储电路、m1：晶体管、m2：晶体管、m3：晶体管、m4：晶体管、m5：晶体管、m11：晶体管、m12：晶体管、m13：晶体管、nd1：节点、nd2：节点、nd11：节点、nd12：节点、nd13：节点、pix：像素、v0：布线、10a：显示装置、10b：显示装置、10c：显示装置、10d：显示装置、11：显示部、13：栅极驱动器、14：源极驱动器、15：显示装置、71：显示部、74：fpc、78：驱动电路、100：像素、101：像素、104：绝缘层、107：分隔壁、110：发光元件、110b：发光元件、111：像素电极、113：el层、115：共同电极、117：保护层、120：电路、121：空间、141：绝缘层、150：电路区块、171：晶体管、172：晶体管、173：电容器、175：晶体管、186：布线、187：电源线、189：共同布线、190：布线、191：布线、201：导电层、202：绝缘层、203a：导电层、203b：导电层、204：半导体层、208：绝缘层、211：绝缘层、212：绝缘层、213：绝缘层、214a：沟道形成区域、214b：低电阻区域、214c：ldd区域、220：晶体管、230：晶体管、301：晶体管、303：晶体管、306：连接部、307：布线、311：栅极绝缘层、312：绝缘层、313：绝缘层、314：绝缘层、315：绝缘层、317：粘合层、318：粘合层、319：连接体、355：导电层、361：衬底、363：粘合层、365：绝缘层、367：绝缘层、371：衬底、1100b：像素、1100g：像素、1100r：像素、1100w：像素、1101：电极、1102：电极、1103b：el层、1104g：颜色转换层、1104r：颜色转换层、1104w：颜色转换层、1105b：发光元件、1106b：光、1106g：光、1106r：光、1106w：光、1107：光学调整层、1109：电荷产生层、1111：空穴注入层、1112：空穴传输层、1113：发光层、1114：电子传输层、1115：电子注入层、1123b：发光单元、4000：分子量、7000：显示部、7100：电视装置、7101：框体、7103：支架、7111：遥控操作机、7200：笔记型个人计算机、7211：框体、7212：键盘、7213：指向装置、7214：外部连接端口、7300：数字标牌、7301：框体、7303：扬声器、7311：信息终端设备、7400：数字标牌、7401：柱子、7411：信息终端设备、9000：框体、9001：显示部、9003：扬声器、9005：操作键、9006：连接端子、9007：传感器、9008：麦克风、9050：图标、9051：信息、9052：信息、9053：信息、9054：信息、9055：铰链部、9101：便携式信息终端、9102：便携式信息终端、9200：便携式信息终端、9201：便携式信息终端
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