BR112016015034B1 - Semicondutor de óxido tipo-p, composição para produzir semicondutor de óxido tipo-p, método para produzir semicondutor de óxido tipo-p, elemento semicondutor, elemento de exibição, dispositivo de exibição de imagem, e sistema - Google Patents

Abstract

SEMICONDUTOR DE ÓXIDO TIPO-P, COMPOSIÇÃO PARA PRODUZIR SEMICONDUTOR DE ÓXIDO TIPO- P, MÉTODO PARA PRODUZIR SEMICONDUTOR DE ÓXIDO TIPO- P, ELEMENTO SEMICONDUTOR, ELEMENTO DE EXIBIÇÃO, DISPOSITIVO DE EXIBIÇÃO DE IMAGEM, E SISTEMA. Um semicondutor de óxido do tipo-p, que contém: um óxido de metal contendo tálio (Tl), onde o óxido de metal foi dopado com furo.

Description

Campo técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um semicondutor de óxido tipo-p, uma composição para produzir um semicondutor de óxido tipo-p, um método para produzir um semicondutor de óxido tipo-p, um elemento semicondutor, um elemento de exibição, um dispositivo de exibição de imagem, e um sistema.

Antecedentes da técnica

[0002] Após um anúncio de um transistor de filme delgado (TFT) de InGaZnO4 (a-IGZO) que tem mobilidade mais elevada do que um Si em um estado amorfo, pesquisas e desenvolvimentos para tornar semicondutores de óxido praticáveis foram ativamente conduzidos no mundo inteiro. Entretanto, a maioria desses semicondutores de óxido é do tipo-n usando elétrons como um carreador.

[0003] Se um semicondutor de óxido do tipo-p, que é um bom casamento para o semicondutor de óxido do tipo-n, pode ser usado, um diodo, um sensor ótico, uma célula solar, LED, ou um transistor bipolar pode ser realizado por formar uma junção p-n por combinar o semicondutor de óxido do tipo-p e o semicondutor de óxido do tipo-n. Uma folga de banda dos semicondutores de óxido pode ser aumentada, e portanto é possível tornar esses dispositivos transparentes.

[0004] Em um display EL orgânico de matriz ativa, um circuito 2T1C como ilustrado na figura 7 é usado como um circuito de acionamento básico. Nesse caso, a denominada conexão de seguidor de fonte é estabelecida, se o transistor de acionamento 20 for do tipo-n. Desse modo, uma alteração dependente de tempo (especialmente elevação de voltagem) de propriedades de dispositivo EL orgânico faz com que um ponto de operação do transistor de acionamento se mova para outro ponto de operação em voltagem de porta diferente, que encurta uma meia-vida do display. Esse problema não será causado se um transistor do tipo-p for usado em um transistor de acionamento.

[0005] Além disso, uma vez que o EL orgânico é acionado por correntes elétricas, uma dispersão de valores de corrente leva à não uniformidade de exibição. Portanto, no caso onde a voltagem limiar do transistor é disperso, ou altera ao longo do tempo, é necessário compensar para desse modo evitar uma falha de exibição. Quando um circuito para compensar isso é composto, o circuito se torna complicado, se for composto apenas de um transistor do tipo-n. uma estrutura de circuito mais simples pode ser obtida usando tanto um transistor do tipo-n como um transistor do tipo-p.

[0006] A partir dos motivos mencionados acima, há uma necessidade de um semicondutor de óxido do tipo-p de alto desempenho.

[0007] Uma camada ativa de um TFT de óxido do tipop, operação efetiva da qual foi confirmada, é limitada a uma camada ativa contendo cobre monovalente (Cu), e uma camada ativa contendo estanho divalente (Sn).

[0008] Um cristal de Cu2O, que é um óxido de cobre monovalente, tem uma estrutura de haltere de O-Cu-O como uma estrutura básica, e forma um pico de banda de valência com um híbrido orbital entre um 3d orbital de Cu e um 2p orbital de oxigênio. Buracos são introduzidos na banda de valência por não estequiometria em excesso de oxigênio, para desse modo realizar condução do tipo-p. em um cristal do tipo delafossite representado por CuMo2(M=Al, Ga, In) em um cristal do tipo SrCu2O2, é sabido que a estrutura de haltere acima mencionada é também uma unidade básica, e Cu está em um estado monovalente.

[0009] Para que os óxidos contendo Cu acima mencionados apresentem condutividade elétrica do tipo-p, é necessário que o óxido tenha elevada cristalinidade e uma fase única do óxido contendo Cu+. Na realidade, entretanto, é difícil especificamente controlar uma valência de Cu e um teor de oxigênio, e um filme tende a ser um filme no qual fases de cristal contendo Cu+ e Cu2+ são misturadas. Portanto, no caso onde qualquer desses materiais de óxido do tipo-p é usado em uma camada ativa de um elemento semicondutor, é difícil otimizar propriedades, como densidade de carreador e mobilidade de carreador.

[0010] NPL 1 e NPL 2 revelam, cada, um TFT usando um cristal de Cu2O como uma camada ativa. Uma vez que propriedades da camada ativa não podem ser controladas suficientemente, uma mobilidade do TFT e uma razão de ligar- desligar da mesma não atingiram um nível adequado para uso prático. Além disso, PTL 1 revela um TFT usando um material do tipo-p de um cristal delafossite contendo Cu ou Ag monovalente em uma camada ativa. Entretanto, informações, como propriedades do material da camada ativa, método de formação das mesmas, e propriedades do transistor, não são reveladas suficientemente.

[0011] É sabido que condutividade do tipo-p é obtida com óxido de estanho, quando Sn é um estado divalente, isto é, SnO. entretanto, óxido de estanho tende a ser SnO2 tipo- n, visto que Sn é mais estável em um estado de Sn4+ onde dois 5p elétron no invólucro mais externo são perdidos. Quando óxido de estanho é usado para uma camada ativa do tipo-p, portanto, é um desfio realizar um estado Sn2+, e manter estavelmente esse estado.

[0012] PTL 2 revela um TFT do tipo-p usando SnO como uma camada ativa. Devido ao problema acima mencionado, as propriedades do mesmo e estabilidade de operação não atingiram um nível adequando para uso prático.

[0013] Especificamente nas revelações acima mencionadas, propriedades de um material de óxido do tipo-p que é uma camada ativa, não são suficientemente controladas. Como resultado, um elemento semicondutor tendo propriedades desejadas não foi realizado.

[0014] PTL 3 revela, como um semicondutor do tipop, um óxido contendo pelo menos dois selecionados do grupo que consiste em Ag (valência iônica: 1), Cu (valência iônica: 1), Au (valência iônica: 1), T1 (valência iônica: 1), Pb (valência iônica: 2), Bi (valência iônica: 3), In (valência iônica: 1), Sn (valência iônica: 2), e Sb (valência iônica: 3). É necessário dopar com buracos para realizar condutividade do tipo-p, porém não há descrição em relação a dopagem de buraco de um óxido contendo T1 (valência iônica: 1) e, portanto, condutividade do tipo-p não foi realizada.

[0015] Por conseguinte, há atualmente necessidade de um semicondutor de óxido do tipo-p, que tem propriedades de condutividade que podem ser usadas como uma camada ativa de um elemento semicondutor.

Lista de citaçãoLiteratura de patente

[0016] PTL 1: pedido de patente japonesa em aberto (JP-A) no. 2005-183984

[0017] PTL 2: JP-A no. 2010-212285

[0018] PTL 3: JP-A no. 10-284743

Literatura não-patente

[0019] NPL 1: E. Fortunato, 8 outros, Thin-film transistors based on p-type Cu2O thin films produced at room temperature, Applied Physics Letters, vol. 96, 2010, pág. 192102

[0020] NPL 2: K. Matsuzaki, 5 outros, Epitaxial growth of high mobility Cu2O thin films and application to p-channel thin film transistor, Applied Physics Letters, vol. 93, 2008, pág. 202107

SUMÁRIO DA INVENÇÃOPROBLEMA TÉCNICO

[0021] A presente invenção tem como objetivo resolver os vários problemas acima mencionados na técnica e obter o seguinte objetivo. Especificamente, um objetivo da presente invenção é fornecer um semicondutor de óxido do tipo-p, que tem propriedades de condutividade usáveis como uma camada ativa de um elemento semicondutor.

Solução para o problema

[0022] O meio para resolver os problemas acima mencionados são como a seguir:

[0023] O semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção contém:

[0024] Um óxido de metal contendo tálio (Tl), onde o óxido de metal foi dopado em buraco.

Efeitos vantajosos da invenção

[0025] A presente invenção pode resolver os vários problemas acima mencionados na técnica, e pode fornecer um semicondutor de óxido do tipo-p, que tem propriedades de condutividade usáveis como uma camada ativa de um elemento semicondutor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0026] A figura 1 é um diagrama esquemáticoilustrando um exemplo de um diodo.

[0027] A figura 2 é um diagrama esquemáticoilustrando um exemplo de um transistor de feito de campo de porta inferior/contato superior.

[0028] A figura 3 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um transistor de feito de campo de porta inferior/contato inferior.

[0029] A figura 4 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um transistor de feito de campo de porta superior/contato superior.

[0030] A figura 5 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um transistor de feito de campo de porta superior/contato inferior.

[0031] A figura 6 é um diagrama para explicar umelemento de exibição de imagem.

[0032] A figura 7 é um diagrama para ilustrar umexemplo do elemento de exibição da presente invenção.

[0033] A figura 8 é um diagrama esquemáticoilustrando um exemplo de uma relação posicional entre umelemento EL orgânico e um transistor de feito de campo em um elemento de exibição.

[0034] A figura 9 é um diagrama esquemático ilustrando outro exemplo de uma relação posicional entre um elemento EL orgânico e um transistor de efeito de campo em um elemento de exibição.

[0035] A figura 10 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo de um elemento EL orgânico.

[0036] A figura 11 é um diagrama para explicar um dispositivo de controle de exibição.

[0037] A figura 12 é um diagrama para explicar um display de cristal líquido.

[0038] A figura 13 é um diagrama para explicar o elemento de exibição da figura 12.

Descrição de modalidades

[0039] (Semicondutor de óxido do tipo-p, composição para produzir semicondutor de óxido do tipo-p, e método para produzir semicondutor de óxido do tipo-p)

[0040] Semicondutor de óxido do tipo-p

[0041] O semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção contém um óxido de metal contendo tálio (Tl), onde o óxido de metal foi dopado em buraco.

[0042] Para exibir propriedades uteis de condutividade do tipo-p, é necessário que buracos estejam presentes em um semicondutor de óxido com uma densidade suficiente e o semicondutor de óxido tem uma estrutura de banda na qual buracos facilmente se movem. A densidade de buraco do semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção é controlado por dopagem de buraco, e mobilidade elevada é realizada uma vez que o óxido contém T1. A densidade de buraco é preferivelmente controlada na faixa de 1010/cm3 a 1021/cm3, mais preferivelmente 1012/cm3 a 1019/cm3, por dopagem de buraco. Quando a densidade de buraco está compreendida na faixa acima mencionada, propriedades de condutividade e resistividade úteis como um semicondutor podem ser realizadas.

[0043] Um dos métodos para executar a dopagem de buraco no óxido de metal é realizar não estequiometria de excesso de oxigênio (ou deficiente de cátion). Para essa finalidade, é eficaz para controlar as condições quando o semicondutor de óxido do tipo-p é produzido. No caso onde o semicondutor de óxido do tipo-p é produzido através de formação de filtro a vácuo, buracos podem ser gerados, por exemplo, por otimizar formulação de matérias primas, e uma atmosfera durante a formação de filme. No caso onde o semicondutor de óxido do tipo-p é produzido através de revestimentos, buracos podem ser gerados, por exemplo, por otimizar formulação de matérias primas, e temperaturas, duração, e atmosfera durante o processo de cozimento.

[0044] É difí cil controlar uma densidade de buraco de um óxido do tipo-p cristalino convencional contendo Cu+, visto que Cu é não intencionalmente oxidado e se torna divalente quando se tenta criar um estado de excesso de oxigênio para aumentar a densidade de buraco. No semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção, por outro lado, Tl não muda para divalente mesmo quando oxigênio é adicionado excessivamente em um estado contendo Tl+ (um estado onde um 6p elétron é perdido). Uma modificação de valência é causada somente quando oxidação é progredida até trivalente (um estado onde um 6p elétron e dois 6s elétrons são perdidos). Especificamente, Tl+ dificilmente causa uma modificação de valência em comparação com Cu+, e, portanto, é possível controlar a densidade de buraco em uma ampla faixa.

[0045] Considerando o uso como uma camada ativa em um elemento semicondutor, as propriedades de condutividade necessárias são tipicamente diferentes dependendo de um tipo ou propriedades de um elemento semicondutor. No semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção, uma densidade de buraco pode ser controlada em uma ampla faixa. Portanto, propriedades de condutividade necessárias podem ser facilmente realizadas, o que leva a aperfeiçoamento de desempenho do elemento semicondutor.

[0046] Outro método da dopagem de buraco é dopagem de substituição. Parte de cátions no óxido de metal é substituída com cátions tendo valência iônica menor, para desse modo gerar buracos dependendo de uma diferença na valência. No semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção, entretanto, T1 está preferivelmente em um estado valente +1. Nesse caso, Tl+ não pode ser substituído com cátion tendo valência menor. No caso onde dopagem de buraco é realizada por dopagem de substituição, uma modalidade preferível é que o semicondutor de óxido do tipo-p contém outro cátion além de Tl, e dopagem de substituição é realizada naquele cátion.

[0047] Além disso, dopagem de buraco pode ser realizada por substituir parte de sítios de oxigênio no óxido de metal com ânions tendo valência iônica menor (isto é, a valência iônica é -3 ou menor) . Por exemplo, é eficaz que parte dos sítios de oxigênio seja substituída com nitrogênio.

[0048] Para obter mobilidade elevada, é necessário que um pico de banda de valência seja deslocalizada. Especificamente, prefere-se que o pico de banda de valência seja composto principalmente do 6s orbital de Tl. Diferente do estado valente +1, Tl pode estar em um estado valente +3 onde um 6p elétron e dois 6s elétrons são perdidos. Em vista de aperfeiçoamento de propriedades de condutividade do tipop, todo Tl presente no semicondutor de óxido do tipo-p está preferivelmente no estado valente +1, ao invés de um estado onde estados +1 valente e +3 valente são misturados.

[0049] Em um óxido do tipo-p convencional contendo Sn Sn tende a alterar para um estado Sn4+ mais estável, e portanto, propriedades de condutividade do tipo-p não são estáveis. No semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção, por outro lado, Tl está estavelmente presente em um estado monovalente, e, portanto, propriedades de condutividade do mesmo se tornam mais estáveis. As propriedades de condutividade estáveis do mesmo levam à operação estável de um elemento semicondutor usando o semicondutor de óxido do tipo-p como uma camada ativa.

[0050] Em um óxido do tipo-p convencional contendo Cu+, um pico de banda de valência é composto de um híbrido orbital de um 3d orbital de Cu e um 2p orbital de O, e, portanto, anisotropia do elétron orbital do mesmo é forte. No semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção, por outro lado, carreadores deslocam através de uma banda composta de um 6s orbital isotrópico de Tl+, e, portanto, propriedades de condutividade não são influenciadas por cristalinidade.

[0051] O semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção pode ser amorfo. Alternativamente, parte de, ou o semicondutor de óxido do tipo-p inteiro pode ser cristalino. Como descrito anteriormente, o pico de banda de valência é composto de um 6s orbital isotrópico de Tl+, e portanto, propriedades de condutividade não são influenciadas por cristalinidade.

[0052] O semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção pode conter um elemento diferente de Tl e O. por exemplo, o semicondutor de óxido do tipo-p pode ser um óxido compósito contendo um ou mais elementos de metal diferentes de Tl. Nesse caso, o elemento de metal diferente de Tl é preferivelmente um elemento que é estavelmente presente com certa valência. Como descrito acima, todo Tl está preferivelmente no estado valente +1. Se o elemento de metal diferente de Tl puder criar vários estados de valência, um estado valente +1 e um estado valente +3 de Tl pode estar presente junto. Exemplos específicos de elementos que criariam um estado de várias valências incluem elementos de metal de transição. Prefere-se que o semicondutor de óxido do tipo-p não contenha esses elementos. Isso é porque condutividade do tipo-p seria perturbado quando uma banda-d formada com d elétrons do elemento de metal de transição afeta uma banda formada de 6s orbital de Tl+. Em vista do acima, prefere-se que o semicondutor de óxido do tipo-p não contenha um elemento de metal de transição, como Fe e Cu.

[0053] O semicondutor de óxido do tipo-p contém, preferivelmente, pelo menos um selecionado do grupo que consiste em magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba), zinco (Zn), cádmio (Cd), boro (B), alumínio (Al), gálio (Ga), silício (Si), germânio (Ge) e telúrio (Te). Adicionalmente ou alternativamente, o semicondutor de óxido do tipo-p contém preferivelmente pelo menos um selecionado do grupo que consiste em estanho (Sn), antimônio (Sb), chumbo (Pb) e bismuto (Bi). A densidade de estado da banda, e propriedades de condutividade são controladas em faixas amplas por ajustar um tipo e quantidade de um contra cátion para Tl.

[0054] Entre os mesmos, o óxido de metal preferivelmente contém alumínio (Al), ou gálio (Ga) ou ambos. É sabido que TlAlO2 e TlGaO2 tem, cada, uma estrutura de cristal TlFeO2, quando são cristalizados. No semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção, uma das modalidades preferidas é que o óxido de metal tenha essa estrutura de cristal.

[0055] A quantidade por mol de tálio (Tl) contida no óxido de metal é preferivelmente substancialmente igual a uma quantidade total por mol de alumínio (Al) e gálio (Ga) contido no óxido de metal. Como resultado disso, uma estrutura de cristal TlFeO2 é facilmente realizada. No presente relatório descritivo, a frase “substancialmente igual” significa, por exemplo, que uma razão molar X:Y, onde a quantidade por mol de Tl é X e a quantidade total por mol de Al e Ga é Y, está na faixa de 1.0:0.9 a 1.0:1.1.

[0056] Como descrito anteriormente, dopagem de substituição é um dos métodos da dopagem de buraco. Nesse caso, o semicondutor de óxido do tipo-p contém um cátion diferente de Tl, e esse cátion é substituído com um cátion tendo uma valência menor. Para gerar buracos através de dopagem de substituição, é necessário que estrutura local seja mantida. Se alteração estrutural local ocorrer quando é dopado, o dopante pode ser assentado em uma estrutura local estável e não gera carreadores. Por conseguinte, dopagem de substituição é eficaz para o óxido de metal ter cristalinidade elevada, ou o óxido de metal contendo pelo menos uma estrutura rígida de distância curta ou distância intermediária. Especificamente, o óxido contendo Tl, Al e Ga, que tem uma estrutura de cristal TlFeO2 é uma modalidade adequada para controlar uma densidade de buraco através de dopagem de substituição. Por exemplo, prefere-se que parte de sítios de Al ou Ga sejam substituídas com Mg ou Zn.

[0057] Um formato do semicondutor de óxido do tipop é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem um filme, e volumes (partículas).

[0058] O semicondutor de óxido do tipo-p é útil como uma camada ativa do tipo-p de um elemento semicondutor, como um diodo de junção p-n, um fotodiodo PIN, um transistor de feito de campo, elemento de emissão de luz, e elemento de conversão fotoelétrico.

[0059] Com relação ao método para produzir o semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção, o método usando a composição da presente invenção descrito abaixo é preferido.

[0060] Outros métodos para produzir o semicondutor de óxido do tipo-p são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos dos mesmos incluem sublimação catódica, deposição a laser de pulso (PLD), CVD e ALD.

[0061] Composição para produção de semicondutor de óxido do tipo-p

[0062] A composição para produção de um semicondutor de óxido do tipo-p, de acordo com a presente invenção, contém pelo menos um solvente e um composto contendo Tl, e pode conter ainda outros componentes de acordo com a necessidade.

[0063] A composição para produzir semicondutor de óxido do tipo-p é uma composição usada para produção do semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção.

Solvente

[0064] O solvente é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem tolueno, xileno, 2-etil ácido hexanoico, acetil acetona, etileno glicol e 2-metoxi etanol.

[0065] Para fornecer propriedades desejadas (por exemplo, viscosidade e constante dielétrica) à composição para produzir semicondutor de óxido do tipo-p, um solvente, como dietileno glicol e dimetil formamida também pode ser usado.

[0066] Esses podem ser usados individualmente, ou em combinação.

[0067] Uma quantidade do solvente na composição para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação.

Composto contendo Tl

[0068] O composto contendo Tl é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem: carboxilatos de tálio orgânico, como formato de tálio (I), acetato de tálio (I), malonato de tálio (I), e 2-etil hexanoato de tálio (I); sais inorgânicos, como nitrato de tálio (I), e cloreto de tálio (I); complexos de tálio orgânico; e alcóxidos de tálio como etóxido de tálio.

[0069] No caso onde a composição para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p deve ser produzido com um solvente não polar, carboxilato de tálio orgânico é preferível entre os mesmos, e 2-etil hexanoato de tálio (I) é mais preferível, em vista de solubilidade. No caso onde a composição para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p deve ser produzido com um solvente polar, um sal inorgânico é preferível, e nitrato de tálio (I) é mais preferível, em vista de solubilidade. Mesmo quando tálio está em um estado trivalente em uma matéria prima, pode ser convertido em tálio monovalente durante cozimento, ou por um tratamento de calor executado após cozimento. Portanto, o uso de nitrato de tálio (III) ou cloreto de tálio (III) também é preferível.

[0070] Uma quantidade do composto contendo Tl na composição para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação.

[0071] A composição para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p contém ainda preferivelmente um composto, que contém pelo menos um selecionado do grupo que consiste em magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba), zinco (Zn), cádmio (Cd), boro (B), alumínio (Al), gálio (Ga), silício (Si), germânio (Ge), e telúrio (Te).

[0072] Adicionalmente ou alternativamente, a composição para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p contém preferivelmente um composto que contém pelo menos um selecionado do grupo consistindo em estanho (Sn), antimônio (Sb), chumbo (Pb) e bismuto (Bi).

[0073] Método para produção de semicondutor de óxido tipo-p

[0074] O método para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p, de acordo com a presente invenção, contém uma etapa de revestimento, e uma etapa de tratamento de calor, e pode conter ainda outras etapas de acordo com a necessidade.

[0075] Etapa de revestimento a etapa de revestimento é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que contenha a aplicação de uma composição sobre um suporte.

[0076] A composição é a composição para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção.

[0077] O suporte é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem um substrato de vidro.

[0078] O método de aplicação é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação. Por exemplo, um método conhecido, como revestimento por fiação, impressão de jato de tinta, revestimento de fenda, impressão de bocal, impressão de gravura, e impressão de micro-contato, pode ser usado. Nesse caso onde um filme de uma espessura uniforme é simplesmente produzido sobre uma área grande, revestimento de fiação é preferível. O filme de um formato desejado pode ser impresso usando um método de impressão apropriado, como impressão de jato de tinta e impressão de micro contato, sob condições de impressão apropriadas, e padronização em uma etapa posterior não é necessário nesses casos.

Etapa de tratamento de calor

[0079] A etapa de tratamento de calor contém executar um tratamento de calor após a etapa de revestimento.

[0080] A etapa de tratamento de calor é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que seja uma etapa capaz de secar o solvente na composição, decompor o composto contendo Tl, e gerar o semicondutor de óxido tipop.

[0081] Na etapa de tratamento de calor, a secagem do solvente (mencionada como um “tratamento de secagem” a seguir”) e decomposição do composto contendo Tl e geração do semicondutor de óxido do tipo-p (mencionado como um “tratamento de decomposição e geração” a seguir) são preferivelmente realizados respectivamente em temperaturas diferentes. Especificamente, prefere-se que, após executar a secagem do solvente, a temperatura seja elevada para executar a decomposição do composto contendo Tl e a geração do semicondutor de óxido do tipo-p.

[0082] A temperatura do tratamento de secagem não é particularmente limitada, e é apropriadamente selecionada dependendo do solvente contido. Por exemplo, a temperatura do mesmo é 80°C a 180°C. Também é eficaz usar um forno a vácuo no processo de secagem para reduzir a temperatura.

[0083] A duração do tratamento de secagem é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação. Por exemplo, a duração do mesmo é de 10 minutos a 2 horas.

[0084] a temperatura do tratamento de decomposição e geração é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação. Por exemplo, a temperatura do mesmo é 200°C a 400°C.

[0085] a duração do tratamento de decomposição e geração é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação. Por exemplo, a duração do mesmo é 1 hora a 5 horas.

[0086] Observe que todos os processos acima mencionados podem ser realizados simultaneamente na etapa de tratamento de calor, ou os processos acima mencionados podem ser divididos em vários estágios na etapa de tratamento de calor.

[0087] Um método da etapa de tratamento de calor é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem um método de aquecer o suporte.

[0088] A atmosfera da etapa de tratamento de calor é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação.

[0089] Na etapa de tratamento de calor, é eficaz irradiar a composição após o tratamento de secagem com raios ultravioletas tendo um comprimento de onda de 400 nm ou mais curto, para acelerar uma reação do tratamento de decomposição e geração. Por aplicar os raios ultravioletas tendo um comprimento de onda de 400 nm ou mais curto, clivagem de ligação ocorre em ligações químicas de materiais orgânicos, e os materiais orgânicos são decompostos, e desse modo o semicondutor de óxido tipo-p pode ser eficientemente produzido.

[0090] Os raios ultravioletas tendo um comprimento de onda de 400 nm ou mais curto são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem raios ultravioletas tendo um comprimento de onda de 222 nm, emitidos a partir de uma lâmpada de excímero.

[0091] Além disso, também é preferível aplicar ozônio, ao invés de, ou em combinação com a radiação dos raios ultravioletas. A geração de óxido é acelerada por aplicar o ozônio à composição, após o tratamento de secagem.

[0092] No método para produzir um semicondutor de óxido tipo-p de acordo com a presente invenção, o semicondutor de óxido tipo-p é produzido através de um processo de revestimento. Em comparação com uma produção através de um processo a vácuo, o semicondutor de óxido tipop pode ser produzido facilmente, com uma quantidade grande e em baixo custo.

[0093] Além disso, o método para produzir um semicondutor de óxido tipo-p pode produzir o semicondutor de óxido tipo-p tendo excelente condutividade de tipo-p. As propriedades de condutividade dependem amplamente em um constituinte do semicondutor de óxido tipo-p (especificamente um teor de Tl, um tipo de elementos de metal diferente de Tl e quantidades do mesmo). Para alterar o constituinte do semicondutor de óxido tipo-p, uma razão de abundância do composto contendo Tl na composição, ou uma razão de mistura do composto contendo Tl e outro composto contendo metal deve ser alterada. Além disso, um doso métodos de dopagem de buraco é realizar não estequiometria em excesso de oxigênio. A diferença a partir de estequiometria de O pode ser controlada por variar várias condições, como temperatura, duração e atmosfera da etapa de tratamento de calor. No caso onde dopagem de substituição é realizada nos sítios de cátion, um composto contendo um metal a ser adicionado pela dopagem de substituição é misturado na razão predeterminada quando a composição é preparada. No modo como descrito acima, dopagem de buraco é facilmente realizada, e propriedades de condutividade são controladas. Como resultado, um semicondutor de óxido tendo condutividade do tipo-p desejada é obtido.

Elemento semicondutor

[0094] O elemento semicondutor da presente invenção contém pelo menos uma camada ativa, e pode conter ainda outros elementos de acordo com a necessidade.

Camada ativa

[0095] A camada ativa é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que a camada ativa contenha o semicondutor de óxido tipo-p da presente invenção.

[0096] Uma vez que o semicondutor de óxido tipo-p da persente invenção tem excelente estabilidade, e propriedades de condução do qual são facilmente controladas dependendo da finalidade pretendida, como descrito acima, o semicondutor de óxido tipo-p da presente invenção é adequado para uso como uma camada ativa do elemento semicondutor. Especificamente, propriedades do elemento semicondutor podem ser aperfeiçoadas por adicionar o semicondutor de óxido tipop cujas propriedades são otimizadas para a camada ativa.

[0097] Uma estrutura, formato e tamanho da camada ativa são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação.

[0098] Os exemplos do elemento semicondutor incluem um diodo, um transistor de efeito de campo, um elemento de emissão de luz e um elemento de conversão fotoelétrico.

Diodo

[0099] Um tipo do diodo é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem um diodo, que contém um primeiro eletrodo, um segundo eletrodo e a camada ativa formada entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo. Os exemplos de tal diodo incluem um diodo de junção p-n, e um fotodiodo PIN.

Diodo de junção P-N

[0100] O diodo de junção p-n contém pelo menos a camada ativa, e pode conter ainda outros elementos, como um anodo (eletrodo positivo) e um catodo (eletrodo negativo), de acordo com a necessidade.

Camada ativa

[0101] A camada ativa contém pelo menos uma camada de semicondutor do tipo-p, e uma camada de semicondutor do tipo-n, e pode conter ainda outros elementos de acordo com a necessidade.

[0102] A camada de semicondutor tipo-p e a camada de semicondutor tipo-n estão em contato entre si.

Camada de semicondutor do tipo-p

[0103] Um material da camada de semicondutor do tipo- é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que contenha o semicondutor de óxido tipo-p da presente invenção.

[0104] Prefere-se que um constituinte ou condições de formação do semicondutor de óxido tipo-p sejam selecionadas para obter uma densidade de carreador e mobilidade de carreador necessárias para funcionamento como a camada ativa.

[0105] A espessura média da camada de semicondutor tipo-p é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, porém a espessura média da mesma é preferivelmente 50 nm a 2.000 nm.

Camada de semicondutor tipo-N

[0106] Um material da camada de semicondutor tipo-n é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, porém o material da mesma é preferivelmente um semicondutor de óxido transparente do tipo-n.

[0107] O semicondutor de óxido tipo-n é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem ZnO, e IGZO (In-Ga-Zn-O).

[0108] Um método de formação da camada de semicondutor do tipo-n é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem: um processo a vácuo, como sublimação catódica, deposição a laser de pulso (PLD), CVD, e ALD; e um método de impressão, como revestimento por imersão, impressão de jato de tinta e nanoimpressão.

[0109] A espessura média da camada de semicondutor tipo-n é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, porém a espessura média da mesma é preferivelmente 50 nm a 2.000 nm.

[0110] Prefere-se que uma conexão elétrica excelente seja estabelecida entre a camada de semicondutor do tipo-p e a camada de semicondutor do tipo-n. No caso onde um óxido do tipo-n convencional contendo Cu é usado como uma camada de semicondutor tipo-p de um diodo de junção p-n, uma conexão elétrica excelente pode não ser obtida quando um descasamento de treliça com a camada de semicondutor do tipo-n ocorre, uma vez que o orbital constituindo o pico de banda de valência (orbital hibrido de um 3d orbital de Cu e um 2p orbital de O) é anisotrópico. Por outro lado, no caso onde o semicondutor de óxido tipo-p da presente invenção é usado como uma camada de semicondutor do tipo-p, uma influência do descasamento de treliça acima mencionado é dificilmente recebida, visto que o pico de banda de valência é composto de um 6s orbital de Tl+, que é isotrópico e tem um raio orbital grande. Portanto, um estado de conexão elétrica excelente é facilmente realizado. especialmente quando uma camada de semicondutor do tipo-n consiste em um óxido do tipo-n (por exemplo, IGZO, In2O3 e SnO2) tendo um orbital s de um cátion, como In e Sn, na extremidade inferior da banda de condução, é preferível usar o óxido do tipo-p da presente invenção como uma camada de semicondutor do tipo-p uma vez que orbitais s isotrópicos são usados para transportar carreadores nas camadas de semicondutor tanto do tipo-n como do tipo-p nesse caso e conexão elétrica excelente pode ser estabelecida.

Anodo (eletrodo positivo)

[0111] O anodo está em contato com a camada de semicondutor do tipo-p.

[0112] Um material do anodo é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem: metal, como Mo, Al, Au, Ag, e Cu; uma liga de quaisquer dos metais acima mencionados; óxidos condutivos transparentes, como óxido de estanho de índio (ITO) e óxido de estanho dopado de antimônio; e condutores orgânicos, como polietileno dioxitiofeno (PEDOT) e polianilina (PANI).

[0113] Um formato, tamanho e estrutura do anodo são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação.

[0114] O anodo é fornecido em contato com a camada de semicondutor do tipo-p. prefere-se que o anodo e a camada de semicondutor do tipo-p formem um contato ôhmico.

[0115] Um método de formação do anodo é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem: (i) um método onde após formar um filme através de sublimação catódica ou revestimento de imersão, o filme é padronizado por fotolitografia; e (ii) um método onde um filme de um formato desejado é diretamente formado por um processo de impressão, como impressão de jato de tinta, nanoimpressão e impressão de gravura.

Catodo (eletrodo negativo)

[0116] Um material do catodo é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação e exemplos do mesmo incluem aqueles listados como o material do anodo nas descrições do anodo.

[0117] Um formato, tamanho e estrutura do catodo são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação.

[0118] O catodo é fornecido em contato com a camada de semicondutor do tipo-n. prefere-se que o catodo e a camada de semicondutor do tipo-n formem um contato ôhmico.

[0119] Um método de formação do catodo é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem aqueles métodos listados como o método de formação nas descrições do anodo.

Método de produção de diodo de junção P-N

[0120] Um exemplo de um método de produção do diodo de junção p-n ilustrado na figura 1 é explicado.

[0121] Primeiramente, um catodo 2 é formado em um material de base 1.

[0122] Um formato, estrutura e tamanho do material de base são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação.

[0123] Um material de base é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem um substrato de vidro, e um substrato de plástico.

[0124] Um material do substrato de vidro é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação e exemplos do mesmo incluem vidro não alcalino e vidro de sílica.

[0125] Um material do substrato de plástico é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem policarbonato (PC), poliimida (PI), tereftalato de polietileno (PET), e naftalato de polietileno (PEN).

[0126] Observe que o material base é preferivelmente submetido a um pré-tratamento, como limpeza de plasma de oxigênio, limpeza de ozônio de UV, e lavagem de radiação UV, para limpar uma superfície do mesmo, e melhorar a adesão.

[0127] Subsequentemente, uma camada de semicondutor tipo-n 3 é formada no catodo 2.

[0128] Subsequentemente, uma camada de semicondutor tipo-p 4 é formada na camada de semicondutor tipo-n 3.

[0129] Subsequentemente, um anodo 5 é formado na camada de semicondutor tipo-p 4.

[0130] No modo como descrito acima, o diodo de junção p-n 6 é produzido.

Transistor de efeito de campo

[0131] O transistor de efeito de campo contém pelo menos um eletrodo de porta, um eletrodo de fonte, um eletrodo de dreno, uma camada ativa, e uma camada isolante de porta, e pode conter ainda outros elementos de acordo com a necessidade.

Eletrodo de porta

[0132] O eletrodo de porta é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que seja um eletrodo configurado para aplicar voltagem de porta.

[0133] Um material do eletrodo de porta é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem: metal, como Mo, Al, Au, Ag, e Cu; uma liga de quaisquer dos metais acima mencionados; óxidos condutivos transparentes, como óxido de estanho de índio (ITO) e óxido de estanho dopado de antimônio (ATO); e condutores orgânicos, como polietileno dioxitiofeno (PEDOT) e polianilina (PANI).

[0134] Um método de formação do eletrodo de porta é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem: (i) um método onde após formar um filme através de sublimação catódica ou revestimento de imersão, o filme é padronizado por fotolitografia; e (ii) um método onde um filme de um formato desejado é diretamente formado por um processo de impressão, como impressão de jato de tinta, nanoimpressão e impressão de gravura.

[0135] A espessura média do eletrodo de porta é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, porém a espessura média do mesmo é preferivelmente 20 nm a 1 μm, mais preferivelmente 50 nm a 300 nm.

Eletrodo de fonte e eletrodo de dreno

[0136] O eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que sejam eletrodos configurados para tirar correntes elétricas do transistor de efeito de campo.

[0137] Um material do eletrodo de fonte e eletrodo de dreno é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem aqueles materiais listados nas descrições do eletrodo de porta.

[0138] Quando a resistência de contato é grande entre a camada ativa e o eletrodo de fonte, e entre a camada ativa e o eletrodo de dreno, propriedades de um transistor podem ser deterioradas. Para evitar as deteriorações, prefere-se que um material que forneça uma pequena resistência de contato seja selecionado como o eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno. Especificamente, prefere-se que um material tendo uma função de trabalho maior do que aquele do semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção contido na camada ativo, seja selecionado.

[0139] Um método de formação do eletrodo de fonte, e o eletrodo de dreno é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem aqueles listados como o método de formação nas descrições do eletrodo de porta.

[0140] A espessura média do eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, porém a espessura média do mesmo é preferivelmente 20 nm a 1 μm, mais preferivelmente 50 nm a 300 nm.

Camada ativa

[0141] A camada ativa contém o semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção.

[0142] A camada ativa é formada entre o eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno. Aqui, o “entre” é uma posição onde a camada ativa pode operar o transistor de efeito de campo juntamente com o eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno. A posição da camada ativa é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, desde que seja a posição acima mencionada.

[0143] As condições de formação ou composição do semicondutor de óxido do tipo-p são preferivelmente selecionadas em um modo que a densidade de carreador e a mobilidade de carreador necessária para funcionar como a camada ativa sejam obtidas.

[0144] A espessura média da camada ativa é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, porém a espessura média da mesma é preferivelmente 5 nm a 1 μm, mais preferivelmente 10 nm a 300 nm.

Camada de isolamento de porta

[0145] A camada de isolamento de porta é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que seja uma camada de isolamento formada entre o eletrodo de porta e a camada ativa.

[0146] Um material da camada de isolamento de porta é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem: materiais que foram amplamente usados em produção de massa, como SiO2 e SiNx; materiais de constante dielétrica elevada, como La2O3 e HfO2; e materiais orgânicos, como poliimida (PI) e uma fluoresina.

[0147] Um método de formação da camada de isolamento de porta é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem: um método de formação de filme a vácuo, como sublimação catódica, deposição de vapor químico (CD) , e deposição de camada atômica (ALD); e um método de impressão, como revestimento de fiação, revestimento de matriz e impressão de jato de tinta.

[0148] A espessura medida da camada de isolamento de porta é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, porém a espessura média da mesma é preferivelmente 50 nm a 3 μm, mais preferivelmente 100 nm a 1 μm.

[0149] Uma estrutura do transistor de efeito de campo é apropriadamente selecionada dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos da mesma incluem uma estrutura de contato superior/porta inferior (figura 2), uma estrutura de contato inferior/porta inferior (figura 3), uma estrutura de contato superior/porta superior (figura 4) e uma estrutura de contato inferior/porta superior (figura 5).

[0150] Observe que nas figuras 2 a 5, 21 é um substrato, 22 é uma camada ativa, 23 é um eletrodo de fonte, 24 é um eletrodo de dreno, 25 é uma camada de isolamento de porta e 26 é um eletrodo de porta.

[0151] O transistor de efeito de campo é adequadamente usado para um elemento de exibição, que é descrito posteriormente, porém uso do mesmo não é limitado ao elemento de exibição. Por exemplo, o transistor de efeito de campo é adequadamente usado para um cartão IC, ou uma etiqueta ID.

[0152] Uma vez que o transistor de efeito de campo usa o semicondutor de óxido do tipo-p da presente invenção é uma camada ativa do mesmo, a camada ativa de propriedades preferíveis é realizada, e as características de transistor da mesma são estáveis e excelentes.

Método de produção de transistor de efeito de campo

[0153] Um exemplo de um método de produção do transistor de efeito de campo é explicado.

[0154] Primeiramente, um eletrodo de porta é formado em um substrato.

[0155] Um formato, estrutura e tamanho do substrato são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação.

[0156] Um material do substrato é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação e exemplos do mesmo incluem um substrato de vidro, e um substrato de plástico.

[0157] Um material do substrato de vidro é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem vidro não alcalino e vidro de sílica.

[0158] Um material do substrato de plástico é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem policarbonato (PC), poliimida (PI), tereftalato de polietileno (PET), e naftalato de polietileno (PEN).

[0159] Observe que o substrato é preferivelmente submetido a um pré-tratamento, como limpeza de plasma de oxigênio, limpeza de ozônio de UV, e lavagem de radiação UV, para limpar uma superfície do mesmo, e melhorar a adesão.

[0160] Subsequentemente, a camada de isolamento de porta é formada no eletrodo de porta.

[0161] Subsequentemente, uma camada ativa contendo o semicondutor de óxido do tipo-p é formada na área que está em uma região de canal, e na camada de isolamento de porta.

[0162] Subsequentemente, um eletrodo de fonte e um eletrodo de dreno são formados separadamente entre si na camada de isolamento de porta em um modo que o eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno passem por cima da camada ativa.

[0163] No modo como descrito acima, um transistor de efeito de campo é produzido. De acordo com esse método de produção, um transistor de efeito de campo de contato superior/porta inferior, por exemplo, como ilustrado na figura 2, é produzido.

Elemento de exibição

[0164] O elemento de exibição da presente invenção contém pelo menos um elemento de controle de luz, e um circuito de acionamento configurado para acionar o elemento de controle de luz, e pode conter ainda outros elementos, de acordo com a necessidade.

Elemento de controle de luz

[0165] O elemento de controle de luz é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que seja um elemento configurado para controlar a saída de luz de acordo com um sinal de acionamento. Os exemplos do mesmo incluem um elemento eletroluminescente orgânico (EL), um elemento eletrocrômico (EC), um elemento de cristal líquido, um elemento eletroforético, e um elemento de eletroumedecimento.

Circuito de acionamento

[0166] O circuito de acionamento é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que o circuito de acionamento contém o elemento semicondutor da presente invenção.

Outros elementos

[0167] Outros elementos são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação.

[0168] Uma vez que o elemento de exibição da presente invenção contém o elemento semicondutor (por exemplo, o transistor de efeito de campo) da presente invenção, o elemento de exibição opera estavelmente. Mesmo quando as propriedades dos elementos de controle de luz mudam com o tempo, um transistor de acionamento pode ser operado em eletrodo de porta constante, que leva a uma vida de serviço longa do elemento de exibição.

Dispositivo de exibição de imagem

[0169] O dispositivo de exibição de imagem da presente invenção contém pelo menos uma pluralidade de elementos de exibição, uma pluralidade de linhas, e um dispositivo de controle de exibição, e pode conter ainda outros elementos de acordo com a necessidade.

Elementos de exibição

[0170] Os elementos de exibição são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que são os elementos de exibição da presente invenção, que são dispostos em uma matriz.

Linhas

[0171] As linhas são apropriadamente selecionadas dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que sejam capazes de separar a aplicação de voltagem de porta e um sinal de dados de imagem em cada dos transistores de efeito de campo em cada dos elementos de exibição.

Dispositivo de controle de exibição

[0172] O dispositivo de controle de exibição é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, com a condição de que seja capaz de controlar a voltagem de porta e a voltagem de sinal de cada dos transistores de efeito de campo através das linhas de acordo com os dados de imagem.

Outros elementos

[0173] Outros elementos são apropriadamente selecionados dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação.

[0174] Uma vez que o dispositivo de exibição de imagem da presente invenção contém o elemento de exibição da presente invenção, o dispositivo de exibição de imagem opera estavelmente com vista de serviço longa.

[0175] O dispositivo de exibição de imagem da presente invenção pode ser usado como uma unidade de exibição em um dispositivo de informação móvel (por exemplo, um telefone móvel, um tocador de música portátil, um tocador de vídeo portátil, um livro eletrônico, e um assistente pessoal digital (PDA) ou um dispositivo de câmera (por exemplo, uma câmera fotográfica e uma câmera de vídeo)). Além disso, o dispositivo de exibição de imagem pode ser usado também como uma unidade de exibição para vários tipos de informações em um sistema de transporte, como um carro, uma aeronave, um trem e um navio. Além disso, o dispositivo de exibição de imagem pode ser usado como uma unidade de exibição para vários tipos de informação em um dispositivo de medição, um dispositivo de análise, equipamento médico ou mídia de anúncio.

Sistema

[0176] O sistema da presente invenção contém pelo menos o dispositivo de exibição de imagem da presente invenção, e um dispositivo de geração de dados de imagem.

[0177] O dispositivo de geração de dados de imagem é configurado para gerar dados de imagem com base em informações de imagem a serem exibidas, e transmitir os dados de imagem para o dispositivo de exibição de imagem.

[0178] Uma vez que o sistema da presente invenção contém o dispositivo de exibição de imagem da presente invenção, o sistema pode exibir informações de imagem estavelmente com elevado desempenho.

[0179] O dispositivo de exibição de imagem da presente invenção é explicado a seguir.

[0180] Com relação ao dispositivo de exibição de imagem da presente invenção, por exemplo, a estrutura revelada nos parágrafos [0059] a [0060] e a figura 2 e 3 de JP-A no. 2010-074148 pode ser usada.

[0181] Um exemplo das modalidades da presente invenção é explicado com referência aos desenhos a seguir.

[0182] A figura 6 é um diagrama ilustrando um display onde elementos de exibição são dispostos em uma matriz. Como ilustrado na figura 6, o display contém “n” número de linhas de varredura (X0, X1, X2, X3, ... Xn-2, Xn-1) dispostas ao longo da direção de eixo X com um intervalo constante, “m” número de linhas de dados (Y0, Y1, Y2, Y3, ... Ym-1) dispostas ao longo da direção de eixo Y com um intervalo constante, e “m” número de linhas de fornecimento de corrente (Y0i, Y1i, Y2i, Y3i, ... Ym-1i) dispostas ao longo da direção de eixo Y com um intervalo constante. Observe que nas figuras 7, 11, 12 e 13, o mesmo número de referência (Por exemplo, X1, Y1) representa o mesmo modo.

[0183] Por conseguinte, o elemento de exibição 302 pode ser especificado com a linha de varredura e a linha de dados.

[0184] A figura 7 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo do elemento de exibição da presente invenção.

[0185] Como ilustrado como um exemplo na figura 7, o elemento de exibição contém um elemento eletroluminescente (EL) orgânico 350, e um circuito de acionamento 320 configurado para induzir emissão do elemento EL orgânico 350. Especificamente, o display 310 é um denominado display EL orgânico de matriz ativa. Além disso, o display 310 é um display de cores de 32 polegadas. Observe que um tamanho do display não é limitado ao tamanho acima mencionado.

[0186] O circuito de acionamento 320 da figura 7 é explicado.

[0187] O circuito de acionamento 320 contém dois transistores de efeito de campo 10 e 20, e um capacitor 30.

[0188] O transistor de efeito de campo 10 funciona como um elemento de comutação. O eletrodo de porta G do transistor de efeito de campo 10 é conectado à linha de varredura predeterminada, e o eletrodo de fonte S do transistor de efeito de campo 10 é conectado à linha de dados predeterminada. Além disso, o eletrodo de dreno D do transistor de efeito de campo 10 é conectado a um dos dois terminais do capacitor 30.

[0189] O transistor de efeito de campo 20 é configurado para fornecer corrente elétrica ao elemento EL orgânico 350. O eletrodo de porta G do transistor de efeito de campo 20 é conectado ao eletrodo de dreno D do transistor de efeito de campo 10. O eletrodo de dreno D do transistor de efeito de campo 20 é conectado ao anodo do elemento EL orgânico 350, e o eletrodo de fonte D do transistor de efeito de campo 20 é conectado à linha de fornecimento de corrente elétrica predeterminada.

[0190] O capacitor 30 é configurado para armazenar um estado do transistor de efeito de campo 10, isto é, dados. Outro terminal do capacitor 30 é conectado à linha de fornecimento de corrente elétrica predeterminada.

[0191] Quando o transistor de efeito de campo 10 é girado no estado de “LIGAR”, os dados de imagem são armazenados no capacitor 30 através da linha de sinal Y2. Mesmo após girar o transistor de efeito de campo 10 para o estado de “DESLIGAR”, o transistor de efeito de campo 20 é mantido no estado de “LIGAR” correspondendo aos dados de imagem de modo que o elemento El orgânico 350 seja acionado.

[0192] A figura 8 ilustra um exemplo de uma relação de posição entre o elemento EL orgânico 350 e o transistor de efeito de campo 20 servindo como um circuito de acionamento no elemento de exibição. Nesse exemplo, o elemento EL orgânico 350 é fornecido ao lado do transistor de efeito de campo 20. Observe que, o transistor de efeito de campo e um capacitor (não ilustrado) são formados no mesmo substrato.

[0193] Embora não seja ilustrado na figura 8, prefere-se também que um filme de proteção seja formado no topo da camada ativa 22. Com relação a um material do filme de proteção, SiO2, SiNx, Al2O3, ou um fluoropolímero é apropriadamente usado.

[0194] Como ilustrado na figura 9, por exemplo, o elemento EL orgânico 350 pode ser formado acima do transistor de efeito de campo 20. Nesse caso, o eletrodo de porta 26 necessita ser transparente. Com relação ao eletrodo de porta 26, portanto, óxidos condutivos transparente, como ITO, In2O3, SnO2, ZnO, ZnO dopado com Ga, ZnO dopado com Al e SnO2 dopado com Sb são usados. Observe que o número de referência 360 representa um filme isolante intercamada (um filme de nivelamento). Com relação ao filme isolante intercamada, poliimida, ou uma resina acrílica pode ser usada.

[0195] Nas figuras 8 e 9, o transistor de efeito de campo 2 0 contém um substrato 21, uma camada ativa 22, um eletrodo de fonte 23, um eletrodo de dreno 24, uma camada de isolamento de porta 25, e um eletrodo de porta 26. O elemento EL orgânico 350 contém um catodo 312, um anodo 314, e uma camada de filme delgado EL orgânico 340.

[0196] A figura 10 é um diagrama esquemático ilustrando um exemplo do elemento EL orgânico.

[0197] Na figura 10, o elemento EL orgânico 350 contém um catodo 312, um anodo 314, e uma camada de filme delgado EL orgânico 340.

[0198] Um material do catodo 312 é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem alumínio (Al), liga de magnésio (Mg) prata (Ag), liga de alumínio (Al)-lítio (Li), e óxido de estanho índio (ITO). Observe que, os filmes de liga de magnésio (Mg)-prata (Ag) com uma espessura suficiente formam um eletrodo de refletância elevada, e um filme extremamente fino (menos de aproximadamente 20 nm) do mesmo forma um eletrodo semitransparente. Na figura 10, luz é retirada do lado do anodo. Entretanto, luz pode ser retirada do lado do catodo por fazer o catodo transparente ou semitransparente.

[0199] Um material do anodo 314 é apropriadamente selecionado dependendo da finalidade pretendida sem nenhuma limitação, e exemplos do mesmo incluem óxido de estanho índio (ITO), óxido de zinco índio (IZO), e liga de prata (Ag)- neodímio (Nd). observe que, no caso onde a liga de prata é usada, um eletrodo resultante se torna um eletrodo de refletância elevada, que é adequado para retirar luz do lado do catodo.

[0200] A camada de filme delgado EL orgânico 340 contém uma camada de transporte de elétron 342, uma camada de emissão de luz 344 e uma camada de transporte de buraco 346. A camada de transporte de elétron 342 é conectada ao catodo 312, e a camada de transporte de buraco 346 é conectada ao anodo 314. Quando a voltagem predeterminada é aplicada entre o anodo 314 e o catodo 312, a camada de emissão de luz 344 emite luz.

[0201] Aqui, a camada de transporte de elétron 342 e a camada de emissão de luz 344 podem formar uma camada. Além disso, uma camada de injeção de elétron pode ser fornecida entre a camada de transporte de elétron 342 e o catodo 312. Além disso, uma camada de injeção de buraco pode ser fornecida entre a camada de transporte de buraco 346 e o anodo 314.

[0202] Com relação ao elemento de controle de luz, o denominado elemento EL orgânico de “emissão inferior”, no qual luz é retirada do lado do substrato (lado inferior na figura 10) é explicado acima. Entretanto, o elemento de controle de luz pode ser um elemento EL orgânico de “emissão superior”, no qual luz é retirada do lado oposto ao lado de substrato.

[0203] A figura 11 é um diagrama esquemático ilustrando outro exemplo do dispositivo de exibição de imagem da presente invenção.

[0204] Na figura 11, o dispositivo de exibição de imagem contém um elemento de exibição 302, linhas (linhas de varredura, linhas de dados e linhas de fornecimento de corrente elétrica) e um dispositivo de controle de exibição 400.

[0205] O dispositivo de controle de exibição 400 conecta um circuito de processamento de dados de imagem 402, um circuito de acionamento de linha de varredura 404, e um circuito de acionamento de linha de dados 406.

[0206] O circuito de processamento de dados de imagem 402 julga a luminância de uma pluralidade dos elementos de exibição 302 com base em sinal de saída do circuito de saída de imagem.

[0207] O circuito de acionamento de linha de varredura 404 aplica individualmente voltagem ao número “n” de linhas de varredura de acordo com as instruções do circuito de processamento de dados de imagem 402.

[0208] O circuito de acionamento de linha de dados 406 individualmente aplica voltagem ao número “m” de linhas de dados de acordo com a instrução do circuito de processamento de dados de imagem 402.

[0209] A modalidade acima explica o caso onde o elemento de controle de luz é um elemento EL orgânico, porém o elemento de controle de luz não é limitando ao elemento EL orgânico. Por exemplo, o elemento de controle de luz pode ser um elemento eletrocrômico. Nesse caso, o display é um display eletrocrômico.

[0210] Além disso, o elemento de controle de luz pode ser um elemento de cristal líquido. Nesse caso, o display é um display de cristal líquido e uma linha de fornecimento de corrente não é necessária ao elemento de exibição 302’ como ilustrado na figura 12. Como ilustrado na figura 13, além disso, o circuito de acionamento 320’ pode ser composto de um transistor de efeito de campo 40, que é idêntico aos transistores de efeito de campo 10 e 20. No transistor de efeito de campo 40, o eletrodo de porta G é conectado à linha de varredura predeterminada, e o eletrodo de fonte S é conectado à linha de dados predeterminada. Além disso, o eletrodo de dreno D é conectado ao capacitor 361 e um eletrodo de pixel do elemento de cristal líquido 370.

[0211] Além disso, o elemento de controle de luz pode ser um elemento eletroforético, um elemento EL inorgânico ou um elemento de eletroumedecimento.

[0212] O caso onde o sistema da presente invenção é um dispositivo de televisão é explicado acima, porém o sistema não é limitado desde que o sistema contenha o dispositivo de exibição de imagem como um dispositivo para exibir imagens e informações. Por exemplo, o sistema pode ser um sistema de computador, no qual um computador (incluindo um computador pessoal) é conectado ao dispositivo de exibição de imagem.

[0213] Uma vez que o sistema da presente invenção contém o dispositivo de exibição de imagem da presente invenção, o sistema opera estavelmente com uma vida em serviço longa.

Exemplos

[0214] Os exemplos da presente invenção são explicados a seguir, porém os exemplos não serão interpretados para limitar um escopo da presente invenção.

[0215] Exemplos 1 a 15

[0216] Produção de filme semicondutor de óxido contendo Tl

[0217] 2-etil hexanoato de tálio (695,2 mg) foi dissolvido em 2 mL de tolueno, para desse modo obter uma solução de composto de tálio lA. A concentração molar do tálio (Tl) na solução de composto de tálio A foi 1 M.

[0218] Por adicionar 0,173 mL de uma solução de tolueno de 2-etil hexanoato de magnésio que era uma solução de magnésio a 3,0% por massa (equivalente a 1.158 M), a 1.827 mL de tolueno, uma solução de composto de magnésio B foi obtida. A concentração molar do magnésio (Mg) na solução de composto de magnésio B era 0.1 M.

[0219] Por adicionar 0.495 mL de uma solução de tolueno de 2-etil hexanoato de zinco, que era uma solução de zinco de 3,0% por massa (equivalente a 0.404 M), a 1.505 mL de tolueno, uma solução de composto de zinco C foi obtida. A concentração molar do Zico (Zn) na solução de composto de zinco C era 0.1 M.

[0220] Hexametil disilazano (0.104 mL) foi diluído com 9,896 mL de tolueno, para desse modo obter uma solução de composto de silício D. A concentração molar do silício (Si) na solução de composto de silício D era 0.1 M.

[0221] Ést er de pinacol de ácido fenil borônico (204,1 mg) foi dissolvido em 2 mL de tolueno, para desse modo obter uma solução de composto de boro E. A concentração molar do boro (B) na solução do composto de boro E era 0.5 M.

[0222] Isopropóxido de telúrio (IV) (0,364 mL) foi diluído com 10 mL de tolueno, para desse modo obter uma solução de composto de telúrio F. a concentração molar de telúrio (Te) na solução de composto de telúrio F era 0.1 M.

[0223] Acetil acetonato de gálio (183,5 mg) foi dissolvido em 2 mL de tolueno, para desse modo obter uma solução de composto de gálio G. A concentração molar do gálio (Ga) na solução de composto de gálio G era 0.25 M.

[0224] Acetil acetonato de alumínio (162,2 mg) foi dissolvido em 2 mL de tolueno, para desse modo obter uma solução de composto de alumínio H. a concentração molar do alumínio (Al) na solução de composto de alumino H era 0.25 M.

[0225] 2-etil hexanoato de estanho (0,341 mL) tendo a pureza de 95% em massa e 1.659 mL de tolueno foram misturados, para desse modo obter uma solução de composto de estanho I. A concentração molar do estanho (Sn) da solução de composto de estanho I era 0.5 M.

[0226] Trifenil antimônio (353,1 mg) foi dissolvido em 2 mL de tolueno, para desse modo obter uma solução de composto de antimônio J. A concentração molar do antimônio (Sb) da solução de composto de antimônio J era 0.5 M.

[0227] 2-etil hexanoato de chumbo (0,333 mL) e 1,667 mL de tolueno foram misturados, para desse modo obter uma solução de composto de chumbo K. A concentração molar do chumbo (Pb) na solução de composto de chumbo K era 0.5 M.

[0228] Por adicionar 0.968 mL de uma solução de xileno de 2-etil hexanoato de bismuto, que era uma solução de bismuto a 24% em massa (equivalente a 1.033 M), a 0,968 mL de tolueno, uma solução de composto de bismuto L foi obtida. A concentração molar do bismuto (Bi) da solução de composto de bismuto L era 0.5 M.

[0229] Usando essas soluções, 15 tipos de tintas (composições para produzir um semicondutor de óxido do tipop) tendo formulações mostradas na Tabela 1 foram preparados.

[0230] Subsequentemente, cada das 15 tintas foi revestida por fiação sobre um substrato de filtro. Após secagem da tinta a 120°C por 1 hora, a tinta foi cozida a 250°C por 3 horas enquanto aplica luz com uma lâmpada de excímero (comprimento de onda: 222 nm) sob um fluxo de nitrogênio tendo a concentração de oxigênio de 0.1 ppm a 0.3 ppm, para desse modo formar filmes de óxido contendo Tl (filme semicondutor de óxido do tipo-p) das 15 formulações.

Exemplo comparativo 1

[0231] Por adicionar 0,767 mL de uma solução aquosa de 8,28% por massa de neodecanoato de cobre (equivalente a 1.30 M) a 1.233 mL de tolueno, uma tinta para óxido de Cu foi obtida. Similarmente ao exemplo 1, a tinta para óxido de Cu foi aplicada sobre um substrato de vidro por revestimento de fiação, seguido por secagem da tinta a 120°C por 1 hora.

[0232] Posteriormente, a tinta foi cozida a 250°C por 3 horas enquanto aplica luz à tinta com uma lâmpada de excímero (comprimento de onda: 222 nm) sob um fluxo de nitrogênio.

Medição de espessura de filme

[0233] Um espectro de reflexo (comprimento de onda: aproximadamente 300 nm a aproximadamente 700 nm) de cada dos filmes de óxido obtidos nos exemplos 1 a 15 e Exemplo comparativo 1 foi analisado usando um monitor de espessura de filme refletivo (FE-3000, fabricado por Otsuka Electronics Co., Ltd.) para desse modo determinar uma espessura de filme do filme de óxido. Os resultados são apresentados na tabela 2.

Difração de raios-X

[0234] Cada dos filmes de óxido dos Exemplos 1 a 15 e Exemplo comparativo 1 foi submetido à espectroscopia de difração de raios-X por meio de X’PertPro (Fabricado por Philips).

[0235] Na espectroscopia de difração de raios-x realizada nos semicondutores de óxido do tipo-p dos Exemplos 1 a 6, o pico mais forte apareceu a 2θ de aproximadamente 29 graus, e o segundo pico mais forte apareceu entre aproximadamente 32 graus e aproximadamente 34 graus. Essas posições de pico correspondem a uma estrutura de cristal conhecida (sistema romboédrico, grupo de espaço: R-3m) de Tl2O.

[0236] Na espectroscopia de difração de raios-x realizada nos semicondutores de oxido do tipo-p dos exemplos 7 a 9 e 11, os dois picos mais fortes apareceram em aproximadamente 31 graus e em aproximadamente 33 graus, respectivamente. Esse resultado corresponde a estruturas de cristal conhecidas (sistema romboédrico, grupo de espaço: R- 3m) de TlAl02 e TlGaO2.

[0237] Na espectroscopia de difração de raios-X realizada nos semicondutores de óxido do tipo-p dos Exemplos 10 e 12 a 15, um pico de difração não foi observado, e verificou-se que esses filmes eram amorfos.

[0238] Na espectroscopia de difração de raios-x realizada no óxido Cu do Exemplo comparativo 1, o pico mais forte apareceu em 2θ de aproximadamente 36 graus, e os picos tendo as intensidades menores foram observados em aproximadamente 39 graus, aproximadamente 42 graus, e aproximadamente 61 graus. O pico em aproximadamente 39 graus corresponde a um cristal CuO, e os picos em aproximadamente 42 graus e aproximadamente 61 graus correspondem a um cristal Cu2O. Foi considerado que o pico em aproximadamente 36 graus foi observado como picos tanto de um cristal de CuO como um cristal de Cu2O, sem ser separado. Verificou-se dos resultados acima que o filme de óxido de Cu obtido estava em um estado policristalino onde cristais de CuO e cristais de Cu2O foram misturados.

Medição de Hall

[0239] Nos quatro cantos de cada dos filmes de óxido dos Exemplos 1 a 15 e Exemplo comparativo 1, filmes de Au circulares foram formados por deposição de vapor a vácuo. Esses filmes de Au foram usados como eletrodo, e medição de Hall foi realizada por meio de ResiTest 8400 (fabricado por TOYO Corporation). Os resultados da resistividade de volume densidade de carreador, e julgamento de tipo-n/tipo-p são apresentados na tabela 2.

[0240] Considerando os resultados da difração de raios-x e a medição Hall em combinação, foram obtidos filmes de cristal de Tl2O nos exemplos 1 a 6, TlGaO2 no Exemplo 7, TlAlO2 nos exemplos 8 e 11, e Tl(Al0.5Gao.5) no Exemplo 9, com a condição de que o teor de oxigênio era excessivo em termos de uma diferença a partir de estequiometria. O Tl em cada filme estava no estado monovalente. As propriedades elétricas do mesmo eram do tipo-p usando buracos como carreadores. Os filmes dos exemplos 10 e 12 a 15 eram amorfos, e informações em relação a uma valência de Tl não puderam ser obtidos a partir da estrutura dos mesmos, porém foi confirmado dos resultados das medições de Hall que esses filmes tinham propriedades de condutividade do tipo-p.

[0241] Pode ser confirmado em todos os exemplos que buracos estavam presentes no filme com uma densidade suficiente. Foi assumido que buracos foram gerados por não estequiometria em excesso de oxigênio nos exemplos 1 a 10, e 12 a 15. A geração dos buracos foi obtida por selecionar composto de metal apropriado contido na composição, e otimizar vários parâmetros da etapa de secagem e cozimento após aplicar a composição sobre o substrato. As propriedades de condutividade foram controladas na faixa de 0.230 Qcm a 9.18x 104Q por variar a razão dos elementos de metal contidos no filme de óxido. No exemplo 11, 1% dos sítios de Al do cristal TlAl02 foi substituído com Mg. Buracos foram gerados pela dopagem de substituição além de não estequiometria em excesso de oxigênio, e como resultado, a densidade de buraco mais elevada foi obtida entre todos os exemplos.

[0242] Especificamente, em todos os exemplos, buracos estavam presentes no filme com uma densidade suficiente, que foi realizada por dopagem de buraco, e a mobilidade elevada foi obtida por constituir o pico de banda de valência com um 6s orbital de Tl monovalente, e, portanto, propriedades de condutividade do tipo-p úteis foram realizadas.

[0243] No Exemplo comparativo 1, por outro lado, o filme obtido era um filme policristalino, no qual um cristal de CuO e um cristal de Cu2O foram misturados, como visto a partir do resultado de difração de raios-X. a medição da densidade de carreador ou julgamento de condutividade não pode ser realizada, visto que a resistividade era demasiadamente elevada. Quando a resistividade de volume da camada ativa no elemento semicondutor era maior que 108 Qcm, é difícil obter contato ôhmico com um eletrodo conectado ao semicondutor. O filme do Exemplo comparativo 1 não era, portanto, adequado para uso aplicável como uma camada ativa.

[0244] Por conseguinte, o filme de óxido da presente invenção, que continha Tl e tinha sido dopado com buraco, pode obter a condutividade do tipo-p predeterminada. Entretanto, o filme de óxido de Cu convencional não pode obter propriedades de condutividade do tipo-p úteis, visto que dois estágios de valência Cu estavam presentes juntos.

Exemplo 16Produção de transistor de efeito de campo

[0245] Preparação de material de base (eletrodo de porta, camada de isolamento de porta).

[0246] Com relação a um material de base, um substrato de Si com um filme termicamente oxidado (espessura: 200 nm) foi usado. O substrato de Si foi submetido à lavagem de onda ultrassônica usando um detergente neutro, água pura, e álcool de isopropila. Após secagem, o substrato foi adicionalmente submetido a um tratamento de ozônio-UV a 90°C por 10 minutos. Observe que o filme termicamente oxidado serviu como uma camada de isolamento de porta, e o substrato Si serviu como um eletrodo de porta.Formação de eletrodo de fonte e eletrodo de dreno

[0247] No filme termicamente oxidado, Cr foi depositado por 1 nm, e então Au foi depositado por 50 nm, ambos por deposição a vapor. Posteriormente, um fotorresistor foi aplicado sobre o meso, e o fotorresistor aplicado foi submetido à pré-cozimento, exposição por um dispositivo de exposição e revelação, para desse modo formar um padrão de resistência tendo o mesmo padrão que aqueles dos eletrodos a serem formados. Além disso, parte do filme Cr/Au, no qual o padrão de resistência não tinha sido formado, foi removida, seguido por remoção do padrão de resistência, para desse modo formar um eletrodo de fonte e um eletrodo de dreno. O comprimento de canal era de 10 μm e a largura de canal era de 30 μm.

Preparação de tinta de semicondutor para impressão de jato de tinta

[0248] Triidrato de nitrato de tálio (4,44 g) (equivalente a 10 mmol) foi dissolvido em 10 mL de 2-metoxi etanol, para desse modo produzir uma solução de composto de Tl M. além disso, 3,75 g (equivalente a 10 mmol) de nonaidrato de nitrato de alumínio foram dissolvidos em 10 mL de 2-metoxi etanol, para desse modo obter uma solução de composto Al N.

[0249] Propileno glicol (4mL), 2-metoxi etanol (2 mL), a solução de composto de Tl M (1 mL) e a solução de composto Al N (1 mL) foram misturados e agitados, para desse modo preparar uma tinta de semicondutor para impressão de jato de tinta (tinta TlAl 0). A razão molar de Tl e Al na tinta era 1:1.

Formação de camada ativa

[0250] A tinta TlAl 0 foi aplicada à área predeterminada do substrato, na qual o eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno tinham sido formados, por meio de uma impressão de jato de tinta. Após secagem da tinta a 120°C por 1 hora, a tinta foi cozida a 250°C por 3 horas, enquanto aplica luz com uma lâmpada de excímero (comprimento de onda: 222 nm), para desse modo formar um filme de óxido de TlAl tendo uma espessura de 30 nm. Como resultado disso, uma estrutura de um transistor de efeito de campo foi concluída.

Exemplo 17Produção de transistor de efeito de campo

[0251] Um transistor de efeito de campo foi produzido do mesmo modo que no exemplo 16, com a condição de que a tinta de semicondutor foi substituída com a seguinte tinta de semicondutor (TlSb tinta R).

Preparação de tinta de semicondutor para impressão de jato de tinta

[0252] Formato de tálio (2,49 g) (equivalente a 10 mmol) foi dissolvido em 10 mL de dimetil amino etanol, para desse modo obter uma solução de composto de tálio P. Além disso, 3,53 g (equivalente a 10 mmol) de trifenil antimônio foram dissolvidos em 10 mL de dimetil amino etanol, para desse modo obter uma solução de composto de antimônio Q.

[0253] Propileno glicol (3 mL), dimetil amino etanol (3 mL), a solução de composto de tálio P (1 mL), e a solução de composto de antimônio Q (1 mL) foram misturadas e agitadas, para desse modo preparar uma tinta de semicondutor para impressão de jato de tinta (TlSb tinta R). A razão molar de Tl e Sb na tinta foi 1:1.

Avaliação

[0254] As propriedades de transferência (Vds = -10 V) dos transistores de efeito de campo produzidos nos exemplos 16 e 17 foram medidas, e propriedades de transistor do tipo-p normalmente desligado excelentes foram exibidas. Observe que a mobilidade do transistor de efeito de campo do Exemplo 16 era maior que aquela do transistor de efeito de campo do exemplo 17. O transistor de efeito de campo do exemplo 17 tinha Vth maior (voltagem limiar) em comparação com aquela do transistor do exemplo 16.

[0255] As modalidades da presente invenção são, por exemplo, como a seguir.1. Semicondutor de óxido do tipo-p, contendo:Um óxido de metal contendo tálio (Tl), onde o óxido de metal foi dopado com buraco.2. Semicondutor de óxido do tipo-p de acordo com 1, em que o óxido de metal contém magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr, bário (Ba), zinco (Zn), cádmio (Cd), boro (B), alumínio (Al), gálio (Ga), silício (Si), germânio (Ge) ou telúrio (Te), ou qualquer combinação dos mesmos.3. Semicondutor de óxido do tipo-p de acordo com 1 ou 2, em que o óxido de metal contém estanho (Sn), antimônio (Sb), chumbo (Pb) ou bismuto (Bi) ou qualquer combinação dos mesmos.4. Semicondutor de óxido do tipo-p de acordo com qualquer um de 1 a 3, em que o óxido de metal contém alumínio (Al) ou gálio (Ga) ou ambos.5. Semicondutor de óxido do tipo-p de acordo com 4, em que uma quantidade por mol de tálio (Tl) contido no óxido de metal é substancialmente igual a uma quantidade total por mol de alumínio (Al) e gálio (Ga) contido no óxido de metal.6. Composição para produzir um semicondutor de óxido tipo-p, contendo:Um solvente; eUm composto contendo Tl, Em que a composição é usada para produção do semicondutor de óxido do tipo-p de acordo com qualquer um de 1 a 5.7. Método para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p, contendo:Aplicar uma composição sobre um suporte; eExecutar um tratamento de calor após a aplicação,Em que o semicondutor de óxido do tipo-p no semicondutor de óxido do tipo-p de acordo com qualquer um de 1 a 5, eEm que a composição contém um solvente, e um composto contendo Tl.8. Elemento semicondutor, contendo:Uma camada ativa,Em que a camada ativa contém o semicondutor de óxido do tipo-p de acordo com qualquer um de 1 a 5.9. Elemento semicondutor, de acordo com 8, em que o elemento semicondutor é um diodo que contém:Um primeiro eletrodo;Um segundo eletrodo; eA camada ativa formada entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo.10. Elemento semicondutor de acordo com 8, em que o elemento semicondutor é um transistor de efeito de campo, que contém:Um eletrodo de porta configurado para aplicar voltagem de porta;Um eletrodo de fonte e um eletrodo de dreno, os quais são ambos configurados para tirar correntes elétricas; A camada ativa formada entre o eletrodo de fonte e o eletrodo de dreno; eUma camada de isolamento de porta formada entre o eletrodo de porta e a camada ativa.11. Elemento de exibição, contendo:Um elemento de controle de luz configurado para controlar saída de luz de acordo com um sinal de acionamento; eUm circuito de acionamento, que contém o elemento semicondutor de acordo com 8, e é configurado para acionar o elemento de controle de luz.12. Elemento de exibição, de acordo com 11, em que o elemento de controle de luz contém um elemento eletroluminescente orgânico, um elemento eletrocrômico, um elemento de cristal líquido, um elemento eletroforético, ou um elemento de eletroumedecimento.13. Dispositivo de exibição de imagem, que exibe uma imagem correspondendo a dados de imagem, e que contém:Uma pluralidade dos elementos de exibição de acordo com 11, dispostos em uma matriz;Uma pluralidade de linhas cada configurada para separadamente aplicar voltagem de porta em transistores de efeito de campo em cada dos elementos de exibição; eUm dispositivo de controle de exibição configurado para individualmente controlar a voltagem de porta de cada dos transistores de efeito de campo através das linhas de acordo com os dados de imagem.14. Sistema, contendo: O dispositivo de exibição de imagem de acordo com 13; eUm dispositivo de geração de dados de imagem configurado para gerar dados de imagem com base em informações de imagem a serem exibidas, e transmitir os dados de imagem gerados para o dispositivo de exibição de imagem.Lista de sinais de referência2: catodo3: camada de semicondutor tipo-n4: camada de semicondutor tipo-p5: anodo6: diodo de junção p-n10: transistor de efeito de campo20: transistor de efeito de campo22: camada ativa23: eletrodo de fonte24: eletrodo de dreno25: camada de isolamento de porta26: eletrodo de porta40: transistor de efeito de campo302, 302’: elemento de exibição310: display320, 320’: circuito de acionamento370: elemento de cristal líquido400: dispositivo de controle de exibição

Claims (14)

1. Semicondutor de óxido do tipo-p caracterizado pelo fato de compreender:um óxido de metal contendo tálio (Tl), onde o óxido de metal foi dopado com buraco, e em que o óxido de metal é isento de um elemento de Cu.

2. Semicondutor de óxido do tipo-p, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óxido de metal contém magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba), zinco (Zn), cádmio (Cd), boro (B), alumínio (Al), gálio (Ga), silício (Si), germânio (Ge) ou telúrio (Te) ou qualquer combinação dos mesmos.

3. Semicondutor de óxido do tipo-p, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o óxido de metal contém estanho (Sn), antimônio (Sb), chumbo (Pb) ou bismuto (Bi) ou qualquer combinação dos mesmos.

4. Semicondutor de óxido do tipo-p, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o óxido de metal contém alumínio (Al) ou gálio (Ga) ou ambos.

5. Semicondutor de óxido do tipo-p, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que uma quantidade por mol de tálio (Tl) contido no óxido de metal é substancialmente igual a uma quantidade total por mol de alumínio (Al) e gálio (Ga) contida no óxido de metal.

6. Composição para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p caracterizada pelo fato de compreender:um solvente; eum composto contendo Tl, em que a composição é usada para produção do semicondutor de óxido do tipo-p como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.

7. Método para produzir um semicondutor de óxido do tipo-p caracterizado pelo fato de compreender:aplicar uma composição sobre um suporte; erealizar um tratamento térmico após a aplicação,em que o semicondutor de óxido do tipo-p é o semicondutor de óxido do tipo-p como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, eem que a composição contém um solvente e um composto contendo Tl.

8. Elemento semicondutor (10, 20, 40) caracterizado pelo fato de compreender:uma camada ativa (22),em que a camada ativa (22) contém o semicondutor de óxido do tipo-p como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.

9. Elemento semicondutor (10, 20, 40), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o elemento semicondutor é um diodo que contém:um primeiro eletrodo (23);um segundo eletrodo (24); ea camada ativa (22) formada entre o primeiro eletrodo (23) e o segundo eletrodo (24).

10. Elemento semicondutor (10, 20, 40), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o elemento semicondutor é um transistor de efeito de campo que contém: um eletrodo de porta (26) configurado para aplicar voltagem de porta;um eletrodo de fonte (23) e um eletrodo de dreno (24), os quais são ambos configurados para remover correntes elétricas;a camada ativa (22) formada entre o eletrodo de fonte (23) e o eletrodo de dreno (24); euma camada de isolamento de porta (25) formada entre o eletrodo de porta (26) e a camada ativa (22).

11. Elemento de exibição (302, 302’) caracterizado pelo fato de compreender:um elemento de controle de luz configurado para controlar saída de luz de acordo com um sinal de acionamento; eum circuito de acionamento (320, 320’) que contém o elemento semicondutor (10, 20, 40) conforme definido na reivindicação 8, e é configurado para acionar o elemento de controle de luz.

12. Elemento de exibição (302, 302’), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o elemento de controle de luz contém um elemento eletroluminescente orgânico, um elemento eletrocrômico, um elemento de cristal líquido (370), um elemento eletroforético, ou um elemento de eletroumedecimento.

13. Dispositivo de exibição de imagem (310) que exibe uma imagem correspondendo a dados de imagem caracterizado pelo fato de compreender: uma pluralidade dos elementos de exibição (302, 302’) conforme definidos na reivindicação 11, dispostos em uma matriz;uma pluralidade de linhas, cada uma configurada para aplicar separadamente voltagem de porta em transistores de efeito de campo (10, 20, 40) em cada um dos elementos de exibição (302, 302’); eum dispositivo de controle de exibição (400) configurado para controlar individualmente a voltagem de porta de cada um dos transistores de efeito de campo (10, 20, 40) através das linhas, de acordo com os dados de imagem.

14. Sistema para exibição de informações de imagem caracterizado pelo fato de compreender:o dispositivo de exibição de imagem (310) conforme definido na reivindicação 13; eum dispositivo de geração de dados de imagem configurado para gerar dados de imagem com base em informações de imagem a serem exibidas, e para transmitir os dados de imagem gerados para o dispositivo de exibição de imagem (310).

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