JP6394171B2 - 電界効果型トランジスタ、表示素子、画像表示装置、及びシステム - Google Patents

電界効果型トランジスタ、表示素子、画像表示装置、及びシステム Download PDF

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Description

本発明は、電界効果型トランジスタ、表示素子、画像表示装置、及びシステムに関する。
電界効果型トランジスタ(Field Effect Transistor、FET)は、ゲート電極に電界をかけ、チャネルの電界により電子又は正孔の流れに関門(ゲート)を設ける原理で、ソース電極とドレイン電極との間の電流を制御するトランジスタである。
前記FETは、その特性から、スイッチング素子、増幅素子などとして利用されている。そして、前記FETは、ゲート電流が低いことに加え、構造が平面的であるため、バイポーラトランジスタと比較して作製及び集積化が容易である。そのため、前記FETは、現在の電子機器で使用される集積回路では必要不可欠な素子となっている。前記FETは、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、TFT)として、例えば、アクティブマトリックス方式のディスプレイに応用されている。
近年、平面薄型ディスプレイ(Flat Panel Display:FPD)として、液晶ディスプレイ、有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、電子ペーパーなどが実用化されている。
これらFPDは、非晶質シリコン、多結晶シリコンなどを活性層に用いたTFTを含む駆動回路により駆動されている。そして、前記FPDは、更なる大型化、高精細化、高画質化、高速駆動性が求められており、それに伴って、キャリア移動度が高く、オン/オフ比が高く、特性の経時変化が小さく、素子間のばらつきが小さいTFTが求められている。
しかしながら、非晶質シリコンや多結晶シリコンには一長一短があり、前記すべての要求を満たすことは困難であった。そこで、これらの要求に応えるため、非晶質シリコンを超える移動度が期待できる酸化物半導体を活性層に用いたTFTの開発が活発に行われている。例えば、半導体層にInGaZnOを用いたTFTが開示されている(例えば、非特許文献1参照)。
前記TFTには、閾値電圧の変動が小さいことが求められている。
前記TFTの閾値電圧を変動させる要因のうち一つは、大気中に含まれる水分、水素、酸素等が半導体層に吸着、脱離することである。そのため、前記TFTは、大気中に含まれる水分、水素、酸素等から半導体層を保護する目的で保護層を有している。
また、前記TFTが長時間及び多数回にわたってオン、オフを繰り返すことでも閾値電圧は変動する。このような長時間及び多数回の駆動における閾値電圧の変動を評価する手法として、BTS(Bias Stress Temperature)試験が広く行われている。この試験は、電界効果型トランジスタのゲート電極−ソース電極間にある一定時間電圧をかけ続け、そのときの閾値電圧の変動を評価する手法、あるいはゲート電極−ソース電極間及びドレイン電極−ソース電極間にある一定時間電圧をかけ続け、そのときの閾値電圧の変動を評価する手法である。
前記TFTの閾値電圧の変動を抑制するためにいくつかの保護層が開示されている。例えば、SiO、Si、又はSiONを保護層とした電界効果型トランジスタが開示されている(例えば、特許文献1参照)。この保護層を形成した電界効果型トランジスタは、トランジスタ特性が真空、大気といった雰囲気による影響を受けず、安定に動作させることができると報告されている。しかしながら、BTS試験に関するデータは開示されていない。
また、Al、AlN、又はAlONを保護層とした電界効果型トランジスタが開示されている(例えば、特許文献2参照)。この保護層を形成した電界効果型トランジスタは、水分、酸素などの不純物が半導体層へ混入することを防止することにより、トランジスタ特性の変動を抑制できると報告されている。しかしながら、BTS試験に関するデータは開示されていない。
また、AlとSiOとを含む積層膜を保護層とした電界効果型トランジスタが開示されている(例えば、特許文献3参照)。この積層膜を保護層とした電界効果型トランジスタは、半導体層への水分の混入及び吸着が抑えられ、かつ高温高湿環境下での保管試験後もトランジスタ特性が変化しないと報告されている。しかしながら、BTS試験に関するデータは開示されていない。
また、SiO、Ta、TiO、HfO、ZrO、Y、若しくはAlの単層膜、又はそれらの積層膜を保護層とした電界効果型トランジスタが開示されている(例えば、特許文献4参照)。これらの保護層を形成した電界効果型トランジスタは、酸化物半導体からの酸素の脱離を抑えることができ、信頼性を向上させることが可能であると報告されている。しかしながら、BTS試験に関するデータは開示されていない。
また、Alを保護層とした電界効果型トランジスタが開示されている(例えば、非特許文献2参照)。この保護層を形成した電界効果型トランジスタに関して、BTS試験による信頼性評価の結果が報告されているが、ストレス時間経過に対する閾値電圧の変動量(ΔVth)が大きく、電界効果型トランジスタの信頼性が十分確保されているとはいえない。
また、前述のいずれの技術においても、BTS試験における信頼性評価は十分とはいえない。
したがって、BTS試験に対する閾値電圧の変動量が小さく、高信頼性を示す電界効果型トランジスタの提供が求められているのが現状である。
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、BTS(Bias Stress Temperature)試験に対する閾値電圧の変動量が小さく、高信頼性を示す電界効果型トランジスタを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明の電界効果型トランジスタは、
基材と、
保護層と、
前記基材、及び前記保護層の間に形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層と接するように形成されたソース電極、及びドレイン電極と、
少なくとも前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の間に形成され、前記ゲート絶縁層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と接する半導体層と、
前記ゲート絶縁層と接し、前記ゲート絶縁層を介して前記半導体層と対向するゲート電極とを有し、
前記保護層が、Siと、アルカリ土類金属とを含有する第一の複合金属酸化物を含有する第一の保護層、及び前記第一の保護層に接して形成され、アルカリ土類金属と、希土類元素とを含有する第二の複合金属酸化物を含有する第二の保護層を有することを特徴とする。
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、BTS試験に対する閾値電圧の変動量が小さく、高信頼性を示す電界効果型トランジスタを提供することができる。
図1は、画像表示装置を説明するための図である。 図2は、本発明の表示素子の一例を説明するための図である。 図3Aは、本発明の電界効果型トランジスタの一例(ボトムコンタクト・ボトムゲート型)を示す図である。 図3Bは、本発明の電界効果型トランジスタの一例(トップコンタクト・ボトムゲート型)を示す図である。 図3Cは、本発明の電界効果型トランジスタの一例(ボトムコンタクト・トップゲート型)を示す図である。 図3Dは、本発明の電界効果型トランジスタの一例(トップコンタクト・トップゲート型)を示す図である。 図4は、有機EL素子の一例を示す概略構成図である。 図5は、本発明の表示素子の一例を示す概略構成図である。 図6は、本発明の表示素子の他の一例を示す概略構成図である。 図7は、表示制御装置を説明するための図である。 図8は、液晶ディスプレイを説明するための図である。 図9は、図8における表示素子を説明するための図である。 図10は、実施例12で得られた電界効果型トランジスタのVgs=+20V、及びVds=0VのBTS試験における、トランジスタ特性(Vgs−Ids)を評価したグラフである。 図11は、実施例12で得られた電界効果型トランジスタのVgs=+20V、及びVds=+20VのBTS試験における、トランジスタ特性(Vgs−Ids)を評価したグラフである。 図12は、実施例12で得られた電界効果型トランジスタのVgs=−20V、及びVds=0VのBTS試験における、トランジスタ特性(Vgs−Ids)を評価したグラフである。 図13は、実施例12で得られた電界効果型トランジスタのVgs=−20V、及びVds=+20VのBTS試験における、トランジスタ特性(Vgs−Ids)を評価したグラフである。 図14は、実施例12及び比較例8で得られた電界効果型トランジスタのVgs=+20V、及びVds=0VのBTS試験におけるΔVthのストレス時間変化を評価したグラフである。 図15は、実施例1〜16、比較例4及び7で作製した電界効果型トランジスタの概略図である。
(電界効果型トランジスタ)
本発明の電界効果型トランジスタは、基材と、保護層と、ゲート絶縁層と、ソース電極と、ドレイン電極と、半導体層と、ゲート電極とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他部材を有する。
<基材>
前記基材の形状、構造、及び大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記基材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス基材、プラスチック基材などが挙げられる。
前記ガラス基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無アルカリガラス、シリカガラスなどが挙げられる。
前記プラスチック基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などが挙げられる。
なお、前記基材は、表面の清浄化及び密着性向上の点で、酸素プラズマ、UVオゾン、UV照射洗浄等の前処理が行われることが好ましい。
<保護層>
前記保護層は、通常、前記基材よりも上方に形成される。
前記保護層は、第一の保護層と、前記第一の保護層に接して形成された第二の保護層とを有する。
前記保護層における、前記第一の保護層と、前記第二の保護層との配置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記第一の保護層が前記第二の保護層よりも前記基材側に配置されていてもよいし、前記第二の保護層が前記第一の保護層よりも前記基材側に配置されていてもよい。また、前記第一の保護層の上面及び側面を覆うように前記第二の保護層が配置されていてよいし、前記第二の保護層の上面及び側面を覆うように前記第一の保護層が配置されていてもよい。
−第一の保護層−
前記第一の保護層は、第一の複合金属酸化物を含有する。
前記第一の保護層は、前記第一の複合金属酸化物それ自体で形成されることが好ましい。
−−第一の複合金属酸化物−−
前記第一の複合金属酸化物は、Si(ケイ素)と、アルカリ土類金属とを含有し、好ましくは、Al(アルミニウム)及びB(ホウ素)の少なくともいずれかを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記第一の複合金属酸化物において、前記Siにより形成されるSiOは、アモルファス構造を形成する。また、前記アルカリ土類金属は、Si−O結合を切断する働きを有する。そのため、前記Siと前記アルカリ土類金属との組成比によって、形成される前記第一の複合金属酸化物の比誘電率、及び線膨張係数を制御することが可能である。
前記第一の複合金属酸化物は、Al及びBの少なくともいずれかを含有することが好ましい。前記Alにより形成されるAl、及び前記Bにより形成されるBは、SiOと同様にアモルファス構造を形成するため、前記第一の複合金属酸化物においては、より安定してアモルファス構造が得られ、より均一な絶縁膜を形成することが可能となる。また、前記アルカリ土類金属は、その組成比によってAl及びBの配位構造を変化させるため、形成される前記第一の複合金属酸化物の比誘電率、及び線膨張係数を制御することが可能である。
前記第一の複合金属酸化物において、前記アルカリ土類金属としては、Be(ベリリウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記第一の複合金属酸化物における前記Siと、前記アルカリ土類金属との組成比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下の範囲であることが好ましい。
前記第一の複合金属酸化物において、前記Siと、前記アルカリ土類金属との組成比(前記Si:前記アルカリ土類金属)としては、酸化物(SiO、BeO、MgO、CaO、SrO、BaO)換算で、50.0mol%〜90.0mol%:10.0mol%〜50.0mol%が好ましい。
前記第一の複合金属酸化物における前記Siと、前記アルカリ土類金属と、前記Al及び前記Bの少なくともいずれかとの組成比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下の範囲であることが好ましい。
前記第一の複合金属酸化物において、前記Siと、前記アルカリ土類金属と、前記Al及び前記Bの少なくともいずれかとの組成比(前記Si:前記アルカリ土類金属:前記Al及び前記Bの少なくともいずれか)としては、酸化物(SiO、BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Al、B)換算で、50.0mol%〜90.0mol%:5.0mol%〜20.0mol%:5.0mol%〜30.0mol%が好ましい。
前記第一の複合金属酸化物における酸化物(SiO、BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Al、B)の割合は、例えば、蛍光X線分析、電子線マイクロ分析(EPMA)、誘電結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES)等により酸化物の陽イオン元素を分析することにより算出できる。
前記第一の保護層の比誘電率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記比誘電率は、例えば、下部電極、誘電層(前記保護層)、及び上部電極を積層したキャパシタを作製して、LCRメータ等を用いて測定することができる。
前記第一の保護層の線膨張係数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記線膨張係数は、例えば、熱機械分析装置を用いて測定することができる。この測定においては、前記電界効果型トランジスタを作製せずとも、前記保護層と同じ組成の測定用サンプルを別途作製して測定することで、前記線膨張係数を測定することができる。
−第二の保護層−
前記第二の保護層は、第二の複合金属酸化物を含有する。
前記第二の保護層は、前記第二の複合金属酸化物それ自体で形成されることが好ましい。
−−第二の複合金属酸化物−−
前記第二の複合金属酸化物は、アルカリ土類金属と、希土類元素とを少なくとも含有し、好ましくは、Zr(ジルコニウム)及びHf(ハフニウム)の少なくともいずれかを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記第二の複合金属酸化物は、大気中において安定であり、かつ広範な組成範囲で安定的にアモルファス構造を形成することができる。これは、本発明者らが、アルカリ土類金属と、希土類元素とを含む複合金属酸化物系が、大気中において安定であり、かつ広範な組成範囲で安定的にアモルファス構造を形成することができること、を見出したことによる。
一般的に、アルカリ土類金属の単純酸化物は、大気中の水分や二酸化炭素と反応しやすく、容易に水酸化物や炭酸塩を形成してしまい、単独では電子デバイスへの応用は適さない。また、希土類元素の単純酸化物は、結晶化しやすく、電子デバイスへの応用を考えたときにリーク電流が問題となる。しかしながら、本発明者らは、アルカリ土類金属と希土類元素とを含有した前記第二の複合金属酸化物が、広範な組成範囲で安定的にアモルファス膜を形成することを見出した。前記第二の複合金属酸化物は、広範な組成範囲で安定的に存在するため、その組成比によって、形成される第二の複合金属酸化物の比誘電率、及び線膨張係数を広範に制御することができる。
前記第二の複合金属酸化物は、Zr(ジルコニウム)及びHf(ハフニウム)の少なくともいずれかを含有することが好ましい。前記第二の複合金属酸化物が前記Zr及び前記Hfの少なくともいずれかを含有することにより、熱安定性、耐熱性、及び緻密性をより向上させることができる。
前記第二の複合金属酸化物において、前記アルカリ土類金属としては、Be(ベリリウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記第二の複合金属酸化物において、希土類元素としては、Sc(スカンジウム)、Y(イットリウム)、La(ランタン)、Ce(セリウム)、Pr(プラセオジム)、Nd(ネオジム)、Pm(プロメチウム)、Sm(サマリウム)、Eu(ユウロピウム)、Gd(ガドリニウム)、Tb(テルビウム)、Dy(ジスプロシウム)、Ho(ホルミウム)、Er(エルビウム)、Tm(ツリウム)、Yb(イッテルビウム)、Lu(ルテチウム)が挙げられる。
前記第二の複合金属酸化物における前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素との組成比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選することができるが、以下の範囲であることが好ましい。
前記第二の複合金属酸化物において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素との組成比(前記アルカリ土類金属:前記希土類元素)としては、酸化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)換算で、10.0mol%〜67.0mol%:33.0mol%〜90.0mol%が好ましい。
前記第二の複合金属酸化物における前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素と、前記Zr及び前記Hfの少なくともいずれかとの組成比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下の範囲であることが好ましい。
前記第二の複合金属酸化物において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素と、前記Zr及び前記Hfの少なくともいずれかとの組成比(前記アルカリ土類金属:前記希土類元素:前記Zr及び前記Hfの少なくともいずれか)としては、酸化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、ZrO、HfO)換算で、5.0mol%〜22.0mol%:33.0mol%〜90.0mol:5.0mol%〜45.0mol%が好ましい。
前記第二の複合金属酸化物における酸化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、ZrO、HfO)の割合は、例えば、蛍光X線分析、電子線マイクロ分析(EPMA)、誘電結合プラズマ発光分光分析(ICP−AES)等により酸化物の陽イオン元素を分析することにより算出できる。
前記第二の保護層の比誘電率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第二の保護層の比誘電率は、例えば、前記第一の保護層の比誘電率と同様の手法で測定することができる。
前記第二の保護層の線膨張係数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第二の保護層の線膨張係数は、例えば、前記第一の保護層の線膨張係数と同様の手法で測定することができる。
本発明において本発明者らは、前記第一の複合金属酸化物を含有する前記第一の保護層と、前記第二の複合金属酸化物を含有する前記第二の保護層とを積層することにより、形成した前記保護層が、大気中の水分、酸素、水素に対する優れたバリア性を示すことを見出した。
したがって、前記保護層を用いることにより、高信頼性を示す電界効果型トランジスタを提供することができる。
−第一の保護層、及び第二の保護層の形成方法−
前記第一の保護層、及び前記第二の保護層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、パルスレーザーデポジッション(PLD)法、化学気相蒸着(CVD)法、原子層蒸着(ALD)法等の真空プロセスによる成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法などが挙げられる。
また、前記第一の保護層は、前記第一の複合金属酸化物の前駆体を含有する塗布液(第一の保護層形成用塗布液)を調合し、それを被塗物上に塗布又は印刷し、これを適切な条件で焼成することによっても成膜することができる。同様に、前記第二の保護層は、前記第二の複合金属酸化物の前駆体を含有する塗布液(第二の保護層形成用塗布液)を調合し、それを被塗物上に塗布又は印刷し、これを適切な条件で焼成することによっても成膜することができる。
前記第一の保護層の平均膜厚としては、10nm〜1,000nmが好ましく、20nm〜500nmがより好ましい。
前記第二の保護層の平均膜厚としては、10nm〜1,000nmが好ましく、20nm〜500nmがより好ましい。
−−第一の保護層形成用塗布液(第一の絶縁膜形成用塗布液)−−
前記第一の保護層形成用塗布液(第一の絶縁膜形成用塗布液)は、ケイ素含有化合物と、アルカリ土類金属化合物と、溶媒とを少なくとも含有し、好ましくは、アルミニウム含有化合物、及びホウ素含有化合物の少なくともいずれかを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
近年、スパッタ法や、CVD法、ドライエッチング法などの高価な設備を必要とする真空プロセスに対して、低コスト化が可能である塗布プロセスを用いたプリンテッドエレクトロニクスの開発が活発化している。半導体の保護層に関しても、ポリシラザン(例えば、特開2010−103203号公報参照)、スピンオングラスなどを用いて塗布により形成する検討が報告されている。
しかし、ポリシラザン、スピンオングラスといったSiO前駆体のみから成る塗布液は、有機物を分解し緻密な絶縁膜を得るためには、450℃以上の焼成が必要である。それ以下の温度で有機物を分解するためにはマイクロ波処理(例えば、特開2010−103203号公報参照)、触媒の使用、水蒸気雰囲気での焼成(特許第3666915号公報)などの加熱とは別の反応促進手段の併用が不可欠である。そのため、焼成プロセスの複雑化、高コスト化、及び不純物残存による絶縁性低下が問題となっている。それに対して、前記第一の保護層形成用塗布液は、SiO前駆体よりも分解温度が低いアルカリ土類金属酸化物の前駆体を含むため、SiO前駆体のみから成る塗布液よりも低い温度、つまり450℃未満の温度で前駆体を分解し、緻密な絶縁膜を形成することが可能である。また、アルカリ土類金属酸化物の前駆体同様、SiO前駆体よりも分解温度が低いAl前駆体及びB前駆体の少なくともいずれかを更に含むことで、低温で緻密な絶縁膜を形成できる効果を強めることが可能である。
−−−ケイ素含有化合物−−−
前記ケイ素含有化合物としては、例えば、無機ケイ素化合物、有機ケイ素化合物などが挙げられる。
前記無機ケイ素化合物としては、例えば、テトラクロロシラン、テトラブロモシラン、テトラヨードシランなどが挙げられる。
前記有機ケイ素化合物としては、ケイ素と、有機基とを有する化合物であれば、特に限定はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ケイ素と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜6のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜10のアシルオキシ基などが挙げられる。
前記有機ケイ素化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ビス(トリメチルシリル)アセチレン、トリフェニルシラン、2−エチルヘキサン酸ケイ素、テトラアセトキシシランなどが挙げられる。
前記第一の保護層形成用塗布液における前記ケイ素含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−−−アルカリ土類金属含有化合物−−−
前記アルカリ土類金属含有化合物としては、例えば、無機アルカリ土類金属化合物、有機アルカリ土類金属化合物などが挙げられる。前記アルカリ土類金属含有化合物におけるアルカリ土類金属としては、Be(ベリリウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)が挙げられる。
前記無機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、アルカリ土類金属硝酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ土類金属塩化物、アルカリ土類金属フッ化物、アルカリ土類金属臭化物、アルカリ土類金属よう化物などが挙げられる。
前記アルカリ土類金属硝酸塩としては、例えば、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウムなどが挙げられる。
前記アルカリ土類金属硫酸塩としては、例えば、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。
前記アルカリ土類金属塩化物としては、例えば、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウムなどが挙げられる。
前記アルカリ土類金属フッ化物としては、例えば、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウムなどが挙げられる。
前記アルカリ土類金属臭化物としては、例えば、臭化マグネシウム、臭化カルシウム、臭化ストロンチウム、臭化バリウムなどが挙げられる。
前記アルカリ土類金属よう化物としては、例えば、よう化マグネシウム、よう化カルシウム、よう化ストロンチウム、よう化バリウムなどが挙げられる。
前記有機アルカリ土類金属化合物としては、アルカリ土類金属と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記アルカリ土類金属と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいスルホン酸基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜6のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜10のアシルオキシ基、安息香酸のように一部がベンゼン環に置換されたアシルオキシ基、乳酸のように一部がヒドロキシ基に置換されたアシルオキシ基、シュウ酸、及びクエン酸のようにカルボニル基を2つ以上有するアシルオキシ基などが挙げられる。
前記有機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド、ジエチルマグネシウム、酢酸マグネシウム、ギ酸マグネシウム、アセチルアセトンマグネシウム、2−エチルヘキサン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、ナフテン酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム、トリフルオロメタンスルホン酸マグネシウム、カルシウムメトキシド、カルシウムエトキシド、酢酸カルシウム、ギ酸カルシウム、アセチルアセトンカルシウム、カルシウムジピバロイルメタナート、2−エチルヘキサン酸カルシウム、乳酸カルシウム、ナフテン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、ネオデカン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、ストロンチウムイソプロポキシド、酢酸ストロンチウム、ギ酸ストロンチウム、アセチルアセトンストロンチウム、2−エチルヘキサン酸ストロンチウム、乳酸ストロンチウム、ナフテン酸ストロンチウム、サリチル酸ストロンチウム、シュウ酸ストロンチウム、バリウムエトキシド、バリウムイソプロポキシド、酢酸バリウム、ギ酸バリウム、アセチルアセトンバリウム、2−エチルヘキサン酸バリウム、乳酸バリウム、ナフテン酸バリウム、ネオデカン酸バリウム、シュウ酸バリウム、安息香酸バリウム、トリフルオロメタンスルホン酸バリウムなどが挙げられる。
前記第一の保護層形成用塗布液における前記アルカリ土類金属含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−−−アルミニウム含有化合物−−−
前記アルミニウム含有化合物としては、例えば、無機アルミニウム化合物、有機アルミニウム化合物などが挙げられる。
前記無機アルミニウム化合物としては、例えば、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、臭化アルミニウム、水酸化アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、三フッ化アルミニウム、よう化アルミニウム、硫酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウムなどが挙げられる。
前記有機アルミニウム化合物としては、アルミニウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記アルミニウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいスルホン酸基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜6のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜10のアシルオキシ基、安息香酸のように一部がベンゼン環に置換されたアシルオキシ基、乳酸のように一部がヒドロキシ基に置換されたアシルオキシ基、シュウ酸、及びクエン酸のようにカルボニル基を2つ以上有するアシルオキシ基などが挙げられる。
前記有機アルミニウム化合物としては、例えば、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウム−sec−ブトキシド、トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムエトキシド、酢酸アルミニウム、アセチルアセトンアルミニウム、ヘキサフルオロアセチルアセトン酸アルミニウム、2−エチルヘキサン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、安息香酸アルミニウム、アルミニウムジ(s−ブトキシド)アセト酢酸エステルキレート、トリフルオロメタンスルホン酸アルミニウムなどが挙げられる。
前記第一の保護層形成用塗布液における前記アルミニウム含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−−−ホウ素含有化合物−−−
前記ホウ素含有化合物としては、例えば、無機ホウ素化合物、有機ホウ素化合物などが挙げられる。
前記無機ホウ素化合物としては、例えば、オルトホウ酸、酸化ホウ素、三臭化ホウ素、テトラフルオロホウ酸、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸マグネシウムなどが挙げられる。前記酸化ホウ素としては、例えば、二酸化二ホウ素、三酸化二ホウ素、三酸化四ホウ素、五酸化四ホウ素などが挙げられる。
前記有機ホウ素化合物としては、ホウ素と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ホウ素と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいスルホン酸基、置換基を有していてもよいチオフェン基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜6のアルコキシ基などが挙げられる。前記アルコキシ基には、2つ以上の酸素原子を有し、前記2つ以上の酸素原子のうちの2つの酸素原子が、ホウ素と結合し、かつホウ素と一緒になって環構造を形成する有機基も含まれる。また、前記アルコキシ基に含まれるアルキル基が有機シリル基に置換されたアルコキシ基も含む。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜10のアシルオキシ基などが挙げられる。
前記有機ホウ素化合物としては、例えば、(R)−5,5−ジフェニル−2−メチル−3,4−プロパノ−1,3,2−オキサザボロリジン、ホウ酸トリイソプロピル、2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン、ビス(ヘキシレングリコラト)ジボロン、4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−1H−ピラゾール、(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ベンゼン、tert−ブチル−N−〔4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,2,3−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル〕カルバメート、フェニルボロン酸、3−アセチルフェニルボロン酸、三フッ化ホウ素酢酸錯体、三フッ化ホウ素スルホラン錯体、2−チオフェンボロン酸、トリス(トリメチルシリル)ボラートなどが挙げられる。
前記第一の保護層形成用塗布液における前記ホウ素含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−−−溶媒−−−
前記溶媒としては、前記各種化合物を安定に溶解又は分散する溶媒であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、シメン、ペンチルベンゼン、ドデシルベンゼン、ビシクロヘキシル、シクロヘキシルベンゼン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、テトラリン、デカリン、イソプロパノール、安息香酸エチル、N,N−ジメチルホルムアミド、炭酸プロピレン、2−エチルヘキサン酸、ミネラルスピリッツ、ジメチルプロピレンウレア、4−ブチロラクトン、2−メトキシエタノール、水などが挙げられる。
前記第一の保護層形成用塗布液における前記溶媒の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第一の保護層形成用塗布液における前記ケイ素含有化合物と、前記アルカリ土類金属含有化合物との組成比(前記ケイ素含有化合物:前記アルカリ土類金属含有化合物)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下の範囲であることが好ましい。
前記第一の保護層形成用塗布液において、前記Siと、前記アルカリ土類金属との組成比(前記Si:前記アルカリ土類金属)としては、酸化物(SiO、BeO、MgO、CaO、SrO、BaO)換算で、50.0mol%〜90.0mol%:10.0mol%〜50.0mol%が好ましい。
前記第一の保護層形成用塗布液における前記ケイ素含有化合物と、前記アルカリ土類金属含有化合物と、前記アルミニウム含有化合物及び前記ホウ素含有化合物の少なくともいずれかとの組成比(前記ケイ素含有化合物:前記アルカリ土類金属含有化合物:前記アルミニウム含有化合物及び前記ホウ素含有化合物の少なくともいずれか)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下の範囲であることが好ましい。
前記第一の保護層形成用塗布液において、前記Siと、前記アルカリ土類金属と、前記Al及び前記Bの少なくともいずれかとの組成比(前記Si:前記アルカリ土類金属:前記Al及び前記Bの少なくともいずれか)としては、酸化物(SiO、BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Al、B)換算で、50.0mol%〜90.0mol%:5.0mol%〜20.0mol%:5.0mol%〜30.0mol%が好ましい。
−−第二の保護層形成用塗布液(第二の絶縁膜形成用塗布液)−−
前記第二の保護層形成用塗布液(第二の絶縁膜形成用塗布液)は、アルカリ土類金属含有化合物と、希土類元素含有化合物と、溶媒とを少なくとも含有し、好ましくは、ジルコニウム含有化合物、及びハフニウム含有化合物の少なくともいずれかを含有し、更に必要に応じて、その他成分を含有する。
−−−アルカリ土類金属含有化合物−−−
前記アルカリ土類金属含有化合物としては、例えば、無機アルカリ土類金属化合物、有機アルカリ土類金属化合物などが挙げられる。前記アルカリ土類金属含有化合物におけるアルカリ土類金属としては、Be(ベリリウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)が挙げられる。
前記無機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、アルカリ土類金属硝酸塩、アルカリ土類金属硫酸塩、アルカリ土類金属塩化物、アルカリ土類金属フッ化物、アルカリ土類金属臭化物、アルカリ土類金属よう化物などが挙げられる。
前記アルカリ土類金属硝酸塩としては、例えば、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウムなどが挙げられる。
前記アルカリ土類金属硫酸塩としては、例えば、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。
前記アルカリ土類金属塩化物としては、例えば、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウムなどが挙げられる。
前記アルカリ土類金属フッ化物としては、例えば、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウムなどが挙げられる。
前記アルカリ土類金属臭化物としては、例えば、臭化マグネシウム、臭化カルシウム、臭化ストロンチウム、臭化バリウムなどが挙げられる。
前記アルカリ土類金属よう化物としては、例えば、よう化マグネシウム、よう化カルシウム、よう化ストロンチウム、よう化バリウムなどが挙げられる。
前記有機アルカリ土類金属化合物としては、アルカリ土類金属と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記アルカリ土類金属と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいフェニル基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいスルホン酸基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜6のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜10のアシルオキシ基、安息香酸のように一部がベンゼン環に置換されたアシルオキシ基、乳酸のように一部がヒドロキシ基に置換されたアシルオキシ基、シュウ酸、及びクエン酸のようにカルボニル基を2つ以上有するアシルオキシ基などが挙げられる。
前記有機アルカリ土類金属化合物としては、例えば、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド、ジエチルマグネシウム、酢酸マグネシウム、ギ酸マグネシウム、アセチルアセトンマグネシウム、2−エチルヘキサン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、ナフテン酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム、トリフルオロメタンスルホン酸マグネシウム、カルシウムメトキシド、カルシウムエトキシド、酢酸カルシウム、ギ酸カルシウム、アセチルアセトンカルシウム、カルシウムジピバロイルメタナート、2−エチルヘキサン酸カルシウム、乳酸カルシウム、ナフテン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、サリチル酸カルシウム、ネオデカン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、ストロンチウムイソプロポキシド、酢酸ストロンチウム、ギ酸ストロンチウム、アセチルアセトンストロンチウム、2−エチルヘキサン酸ストロンチウム、乳酸ストロンチウム、ナフテン酸ストロンチウム、サリチル酸ストロンチウム、シュウ酸ストロンチウム、バリウムエトキシド、バリウムイソプロポキシド、酢酸バリウム、ギ酸バリウム、アセチルアセトンバリウム、2−エチルヘキサン酸バリウム、乳酸バリウム、ナフテン酸バリウム、ネオデカン酸バリウム、シュウ酸バリウム、安息香酸バリウム、トリフルオロメタンスルホン酸バリウムなどが挙げられる。
前記第二の保護層形成用塗布液における前記アルカリ土類金属含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−−−希土類元素含有化合物−−−
前記希土類元素含有化合物における希土類元素としては、Sc(スカンジウム)、Y(イットリウム)、La(ランタン)、Ce(セリウム)、Pr(プラセオジム)、Nd(ネオジム)、Pm(プロメチウム)、Sm(サマリウム)、Eu(ユウロピウム)、Gd(ガドリニウム)、Tb(テルビウム)、Dy(ジスプロシウム)、Ho(ホルミウム)、Er(エルビウム)、Tm(ツリウム)、Yb(イッテルビウム)、Lu(ルテチウム)が挙げられる。
前記希土類元素含有化合物としては、例えば、無機希土類元素化合物、有機希土類元素化合物などが挙げられる。
前記無機希土類元素化合物としては、例えば、希土類元素硝酸塩、希土類元素硫酸塩、希土類元素フッ化物、希土類元素塩化物、希土類元素臭化物、希土類元素ヨウ化物などが挙げられる。
前記希土類元素硝酸塩としては、例えば、硝酸スカンジウム、硝酸イットリウム、硝酸ランタン、硝酸セリウム、硝酸プラセオジム、硝酸ネオジム、硝酸サマリウム、硝酸ユウロピウム、硝酸ガドリニウム、硝酸テルビウム、硝酸ジスプロシウム、硝酸ホルミウム、硝酸エルビウム、硝酸ツリウム、硝酸イッテルビウム、硝酸ルテチウムなどが挙げられる。
前記希土類元素硫酸塩としては、例えば、硫酸スカンジウム、硫酸イットリウム、硫酸ランタン、硫酸セリウム、硫酸プラセオジム、硫酸ネオジム、硫酸サマリウム、硫酸ユウロピウム、硫酸ガドリニウム、硫酸テルビウム、硫酸ジスプロシウム、硫酸ホルミウム、硫酸エルビウム、硫酸ツリウム、硫酸イッテルビウム、硫酸ルテチウムなどが挙げられる。
前記希土類元素フッ化物としては、例えば、フッ化スカンジウム、フッ化イットリウム、フッ化ランタン、フッ化セリウム、フッ化プラセオジム、フッ化ネオジム、フッ化サマリウム、フッ化ユウロピウム、フッ化ガドリニウム、フッ化テルビウム、フッ化ジスプロシウム、フッ化ホルミウム、フッ化エルビウム、フッ化ツリウム、フッ化イッテルビウム、フッ化ルテチウムなどが挙げられる。
前記希土類元素塩化物としては、例えば、塩化スカンジウム、塩化イットリウム、塩化ランタン、塩化セリウム、塩化プラセオジム、塩化ネオジム、塩化サマリウム、塩化ユウロピウム、塩化ガドリニウム、塩化テルビウム、塩化ジスプロシウム、塩化ホルミウム、塩化エルビウム、塩化ツリウム、塩化イッテルビウム、塩化ルテチウムなどが挙げられる。
前記希土類元素臭化物としては、例えば、臭化スカンジウム、臭化イットリウム、臭化ランタン、臭化プラセオジム、臭化ネオジム、臭化サマリウム、臭化ユウロピウム、臭化ガドリニウム、臭化テルビウム、臭化ジスプロシウム、臭化ホルミウム、臭化エルビウム、臭化ツリウム、臭化イッテルビウム、臭化ルテチウムなどが挙げられる。
前記希土類元素ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化スカンジウム、ヨウ化イットリウム、ヨウ化ランタン、ヨウ化セリウム、ヨウ化プラセオジム、ヨウ化ネオジム、ヨウ化サマリウム、ヨウ化ユウロピウム、ヨウ化ガドリニウム、ヨウ化テルビウム、ヨウ化ジスプロシウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化エルビウム、ヨウ化ツリウム、ヨウ化イッテルビウム、ヨウ化ルテチウムなどが挙げられる。
前記有機希土類元素化合物としては、希土類元素と、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記希土類元素と前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜6のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜10のアシルオキシ基などが挙げられる。
前記有機希土類元素化合物としては、例えば、スカンジウムイソプロポキシド、酢酸スカンジウム、トリス(シクロペンタジエニル)スカンジウム、イットリウムイソプロポキシド、2−エチルヘキサン酸イットリウム、トリス(アセチルアセトナート)イットリウム、トリス(シクロペンタジエニル)イットリウム、ランタンイソプロポキシド、2−エチルヘキサン酸ランタン、トリス(アセチルアセトナート)ランタン、トリス(シクロペンタジエニル)ランタン、2−エチルヘキサン酸セリウム、トリス(アセチルアセトナート)セリウム、トリス(シクロペンタジエニル)セリウム、プラセオジムイソプロポキシド、シュウ酸プラセオジム、トリス(アセチルアセトナート)プラセオジム、トリス(シクロペンタジエニル)プラセオジム、ネオジムイソプロポキシド、2−エチルヘキサン酸ネオジム、トリフルオロアセチルアセトナートネオジム、トリス(イソプロピルシクロペンタジエニル)ネオジム、トリス(エチルシクロペンタジエニル)プロメチウム、サマリウムイソプロポキシド、2−エチルヘキサン酸サマリウム、トリス(アセチルアセトナート)サマリウム、トリス(シクロペンタジエニル)サマリウム、2−エチルヘキサン酸ユウロピウム、トリス(アセチルアセトナート)ユウロピウム、トリス(エチルシクロペンタジエニル)ユウロピウム、ガドリニウムイソプロポキシド、2−エチルヘキサン酸ガドリニウム、トリス(アセチルアセトナート)ガドリニウム、トリス(シクロペンタジエニル)ガドリニウム、酢酸テルビウム、トリス(アセチルアセトナート)テルビウム、トリス(シクロペンタジエニル)テルビウム、ジスプロシウムイソプロポキシド、酢酸ジスプロシウム、トリス(アセチルアセトナート)ジスプロシウム、トリス(エチルシクロペンタジエニル)ジスプロシウム、ホルミウムイソプロポキシド、酢酸ホルミウム、トリス(シクロペンタジエニル)ホルミウム、エルビウムイソプロポキシド、酢酸エルビウム、トリス(アセチルアセトナート)エルビウム、トリス(シクロペンタジエニル)エルビウム、酢酸ツリウム、トリス(アセチルアセトナート)ツリウム、トリス(シクロペンタジエニル)ツリウム、イッテルビウムイソプロポキシド、酢酸イッテルビウム、トリス(アセチルアセトナート)イッテルビウム、トリス(シクロペンタジエニル)イッテルビウム、シュウ酸ルテチウム、トリス(エチルシクロペンタジエニル)ルテチウムなどが挙げられる。
前記第二の保護層形成用塗布液における前記希土類元素含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−−−ジルコニウム含有化合物−−−
前記ジルコニウム含有化合物としては、例えば、無機ジルコニウム化合物、有機ジルコニウム化合物などが挙げられる。
前記無機ジルコニウム化合物としては、例えば、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、ヨウ化ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウムなどが挙げられる。
前記有機ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ジルコニウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜6のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜10のアシルオキシ基などが挙げられる。
前記有機ジルコニウム化合物としては、例えば、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムイソプロポキシド、2−エチルヘキサン酸酸化ジルコニウム、ジルコニウムジ(n−ブトキシド)ビスアセチルアセトナート、テトラキス(アセチルアセトン酸)ジルコニウム、テトラキス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムなどが挙げられる。
前記第二の保護層形成用塗布液における前記ジルコニウム含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−−−ハフニウム含有化合物−−−
前記ハフニウム含有化合物としては、例えば、無機ハフニウム化合物、有機ハフニウム化合物などが挙げられる。
前記無機ハフニウム化合物としては、例えば、フッ化ハフニウム、塩化ハフニウム、臭化ハフニウム、ヨウ化ハフニウム、炭酸ハフニウム、硫酸ハフニウムなどが挙げられる。
前記有機ハフニウム化合物としては、ハフニウムと、有機基とを有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ハフニウムと前記有機基とは、例えば、イオン結合、共有結合、又は配位結合で結合している。
前記有機基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアセチルアセトナート基、置換基を有していてもよいシクロペンタジエニル基などが挙げられる。前記アルキル基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基などが挙げられる。前記アルコキシ基としては、例えば、炭素数1〜6のアルコキシ基などが挙げられる。前記アシルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜10のアシルオキシ基などが挙げられる。
前記有機ハフニウム化合物としては、例えば、ハフニウムブトキシド、ハフニウムイソプロポキシド、2−エチルヘキサン酸ハフニウム、ハフニウムジ(n−ブトキシド)ビスアセチルアセトナート、テトラキス(アセチルアセトン酸)ハフニウム、ビス(シクロペンタジエニル)ジメチルハフニウムなどが挙げられる。
前記第二の保護層形成用塗布液における前記ハフニウム含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−−−溶媒−−−
前記溶媒としては、前記各種化合物を安定に溶解又は分散する溶媒であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、シメン、ペンチルベンゼン、ドデシルベンゼン、ビシクロヘキシル、シクロヘキシルベンゼン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、テトラリン、デカリン、イソプロパノール、安息香酸エチル、N,N−ジメチルホルムアミド、炭酸プロピレン、2−エチルヘキサン酸、ミネラルスピリッツ、ジメチルプロピレンウレア、4−ブチロラクトン、2−メトキシエタノール、水などが挙げられる。
前記第二の保護層形成用塗布液における前記溶媒の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第二の保護層形成用塗布液における前記アルカリ土類金属含有化合物と、前記希土類元素含有化合物との組成比(前記アルカリ土類金属含有化合物:前記希土類元素含有化合物)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下の範囲であることが好ましい。
前記第二の保護層形成用塗布液において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素との組成比(前記アルカリ土類金属:前記希土類元素)としては、酸化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)換算で、10.0mol%〜67.0mol%:33.0mol%〜90.0mol%が好ましい。
前記第二の保護層形成用塗布液における前記アルカリ土類金属含有化合物と、前記希土類元素含有化合物と、前記ジルコニウム含有化合物及び前記ハフニウム含有化合物の少なくともいずれかとの組成比(前記アルカリ土類金属含有化合物:前記希土類元素含有化合物:前記ジルコニウム含有化合物及び前記ハフニウム含有化合物の少なくともいずれか)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下の範囲であることが好ましい。
前記第二の保護層形成用塗布液において、前記アルカリ土類金属と、前記希土類元素と、前記Zr及び前記Hfの少なくともいずれかとの組成比(前記アルカリ土類金属:前記希土類元素:前記Zr及び前記Hfの少なくともいずれか)としては、酸化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、ZrO、HfO)換算で、5.0mol%〜22.0mol%:33.0mol%〜90.0mol:5.0mol%〜45.0mol%が好ましい。
−−第一の保護層形成用塗布液を用いた第一の保護層の形成方法、及び第二の保護層形成用塗布液を用いた第二の保護層の形成方法−−
前記第一の保護層形成用塗布液を用いた前記第一の保護層の形成方法、及び前記第二の保護層形成用塗布液を用いた前記第二の保護層の形成方法の一例について説明する。前記第一の保護層、及び前記第二の保護層の形成方法は、塗布工程と、熱処理工程とを含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記塗布工程としては、被塗物に前記第一の保護層形成用塗布液、又は前記第二の保護層形成用塗布液を塗布する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溶液プロセスによる成膜後、フォトリソグラフィーによってパターンニングする方法、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷法によって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。前記溶液プロセスとしては、例えば、ディップコーティング、スピンコート、ダイコート、ノズルプリンティングなどが挙げられる。
前記熱処理工程としては、前記被塗物に塗布された前記第一の保護層形成用塗布液、又は前記第二の保護層形成用塗布液を熱処理する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、前記熱処理する際には、前記被塗物に塗布された前記第一の保護層形成用塗布液、又は前記第二の保護層形成用塗布液は、自然乾燥などにより乾燥していてもよい。前記熱処理により、前記溶媒の乾燥、複合金属酸化物(前記第一の複合金属酸化物又は前記第二の複合金属酸化物)の生成などが行われる。
前記熱処理工程では、前記溶媒の乾燥(以下、「乾燥処理」と称する。)と、前記第一の複合金属酸化物、又は前記第二の複合金属酸化物の生成(以下、「生成処理」と称する。)とを、異なる温度で行うことが好ましい。即ち、前記溶媒の乾燥を行った後に、昇温して前記第一の複合金属酸化物、又は前記第二の複合金属酸化物の生成を行うことが好ましい。前記第一の複合金属酸化物の生成の際には、例えば、前記ケイ素含有化合物、前記アルカリ土類金属含有化合物、前記アルミニウム含有化合物、及び前記ホウ素含有化合物のすくなくともいずれかの分解が起こる。前記第二の複合金属酸化物の生成の際には、例えば、前記アルカリ土類金属含有化合物、前記希土類元素含有化合物、前記ジルコニウム含有化合物、及び前記ハフニウム含有化合物の少なくともいずれかの分解が起こる。
前記乾燥処理の温度としては、特に制限はなく、含有する溶媒に応じて適宜選択することができ、例えば、80℃〜180℃が挙げられる。前記乾燥においては、低温化のために減圧オーブンなどを使用することが有効である。前記乾燥処理の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、10分間〜1時間が挙げられる。
前記生成処理の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100℃以上450℃未満が好ましく、200℃〜400℃がより好ましい。前記生成処理の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1時間〜5時間が挙げられる。
なお、前記熱処理工程では、前記乾燥処理及び前記生成処理を連続して実施してもよいし、複数の工程に分割して実施してもよい。
前記熱処理の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記被塗物を加熱する方法などが挙げられる。前記熱処理における雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、酸素雰囲気が好ましい。前記酸素雰囲気で熱処理を行うことにより、分解生成物を速やかに系外に排出し、前記第一の複合金属酸化物、又は前記第二の複合金属酸化物の生成を促進させることができる。
前記熱処理の際には、波長400nm以下の紫外光を前記乾燥処理後の物質に照射することが、前記生成処理の反応を促進する上で有効である。波長400nm以下の紫外光を照射することにより、前記乾燥処理後の物質中に含有される有機物などの化学結合を切断し、有機物を分解できるため、効率的に前記第一の複合金属酸化物、又は前記第二の複合金属酸化物を形成することができる。前記波長400nm以下の紫外光としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エキシマランプを用いた波長222nmの紫外光などが挙げられる。また、前記紫外光の照射に代えて、又は併用して、オゾンを付与することも好ましい。前記オゾンを前記乾燥処理後の物質に付与することにより、酸化物の生成が促進される。
<ゲート絶縁層>
前記ゲート絶縁層としては、前記基材、及び前記保護層の間に形成された絶縁層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート絶縁層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、SiO、SiN、Al等の既に広く量産に利用されている材料や、La、HfO等の高誘電率材料、ポリイミド(PI)やフッ素系樹脂等の有機材料などが挙げられる。
−ゲート絶縁層の形成方法−
前記ゲート絶縁層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ、化学気相蒸着(CVD)、原子層蒸着(ALD)等の真空成膜法、スピンコート、ダイコート、インクジェット等の印刷法などが挙げられる。
前記ゲート絶縁層の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、50nm〜3μmが好ましく、100nm〜1μmがより好ましい。
<ソース電極、及びドレイン電極>
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極としては、前記電界効果型トランジスタから電流を取り出すための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極は、前記ゲート絶縁層と接するように形成される。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Mo、Al、Au、Ag、Cu等の金属及びこれらの合金、酸化インジウムスズ(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリアニリン(PANI)等の有機導電体などが挙げられる。
−ソース電極、及びドレイン電極の形成方法−
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(i)スパッタ法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、(ii)インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20nm〜1μmが好ましく、50nm〜300nmがより好ましい。
<半導体層>
前記半導体層は、少なくとも前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の間に形成される。
ここで、「間」とは、前記半導体層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極と共に、前記電界効果型トランジスタを機能させるような位置であり、そのような位置であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記半導体層は、前記ゲート絶縁層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と接する。
前記半導体層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリコン半導体、酸化物半導体などが挙げられる。
前記シリコン半導体としては、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコンなどが挙げられる。
前記酸化物半導体としては、例えば、InGa−Zn−O、In−Zn−O、In−Mg−Oなどが挙げられる。
これらのなかでも、酸化物半導体が好ましい。
−半導体層の形成方法−
前記半導体層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、パルスレーザーデポジッション(PLD)法、化学気相蒸着(CVD)法、原子層蒸着(ALD)法等の真空プロセスや、ディップコーティング、スピンコート、ダイコート等の溶液プロセスによる成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷法によって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
前記半導体層の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5nm〜1μmが好ましく、10nm〜0.5μmがより好ましい。
<ゲート電極>
前記ゲート電極としては、前記電界効果型トランジスタにゲート電圧を印加するための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁層と接し、前記ゲート絶縁層を介して前記半導体層と対向する。
前記ゲート電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Mo、Al、Au、Ag、Cu等の金属及びこれらの合金、酸化インジウムスズ(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリアニリン(PANI)等の有機導電体などが挙げられる。
−ゲート電極の形成方法−
前記ゲート電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(i)スパッタ法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、(ii)インクジェット、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
前記ゲート電極の平均膜厚としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20nm〜1μmが好ましく、50nm〜300nmがより好ましい。
前記電界効果型トランジスタ構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下のような構造の電界効果型トランジスタなどが挙げられる。
(1)前記基材と、前記基材上に形成された前記ゲート電極と、前記ゲート電極上に形成された前記ゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に形成された前記ソース電極及び前記ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成された前記半導体層と、前記半導体層上に形成された前記第一の保護層と、前記第一の保護層の上に形成された前記第二の保護層とを有する電界効果型トランジスタ。
(2)前記基材と、前記基材上に形成された前記ソース電極及び前記ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成された前記半導体層と、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記半導体層上に形成された前記ゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に形成された前記ゲート電極と、前記ゲート電極上に形成された前記第一の保護層と、前記第一の保護層の上に形成された前記第二の保護層とを有する電界効果型トランジスタ。
(3)前記基材と、前記基材上に形成された前記ゲート電極と、前記ゲート電極上に形成された前記ゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に形成された前記ソース電極及び前記ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成された前記半導体層と、前記半導体層上に形成された前記第二の保護層と、前記第二の保護層の上に形成された前記第一の保護層とを有する電界効果型トランジスタ。
(4)前記基材と、前記基材上に形成された前記ソース電極及び前記ドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に形成された前記半導体層と、前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記半導体層上に形成された前記ゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に形成された前記ゲート電極と、前記ゲート電極上に形成された前記第二の保護層と、前記第二の保護層の上に形成された前記第一の保護層とを有する電界効果型トランジスタ。
前記(1)の構造の電界効果型トランジスタとしては、例えば、ボトムコンタクト・ボトムゲート型(図3A)、トップコンタクト・ボトムゲート型(図3B)などが挙げられる。
前記(2)の構造の電界効果型トランジスタとしては、例えば、ボトムコンタクト・トップゲート型(図3C)、トップコンタクト・トップゲート型(図3D)などが挙げられる。
ここで、図3A〜図3Dにおいて、符号21は基材、22はゲート電極、23はゲート絶縁層、24はソース電極、25はドレイン電極、26は酸化物半導体層、27aは第一の保護層、27bは第二の保護層をそれぞれ表す。
前記電界効果型トランジスタは、後述する表示素子に好適に使用できるが、これに限られるものではなく、例えば、ICカード、IDタグなどにも使用することができる。
(表示素子)
本発明の表示素子は、光制御素子と、前記光制御素子を駆動する駆動回路とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
<光制御素子>
前記光制御素子としては、駆動信号に応じて光出力が制御される素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エレクトロルミネッセンス(EL)素子、エレクトロクロミック(EC)素子、液晶素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子などが挙げられる。
<駆動回路>
前記駆動回路としては、本発明の前記電界効果型トランジスタを有し、かつ前記光制御素子を駆動する回路である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<その他の部材>
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記表示素子は、本発明の前記電界効果型トランジスタを有しているため、長寿命化、高速動作が可能となる。
(画像表示装置)
本発明の画像表示装置は、複数の表示素子と、複数の配線と、表示制御装置とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記画像表示装置は、画像データに応じた画像を表示する装置である。
<表示素子>
前記表示素子としては、マトリックス状に配置された本発明の前記表示素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<配線>
前記配線は、前記表示素子における各電界効果型トランジスタにゲート電圧を個別に印加するための配線である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<表示制御装置>
前記表示制御装置としては、前記画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタのゲート電圧を前記複数の配線を介して個別に制御する装置である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<その他の部材>
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記画像表示装置は、本発明の前記表示素子を有しているため、長寿命化、高速動作が可能となる。
前記画像表示装置は、携帯電話、携帯型音楽再生装置、携帯型動画再生装置、電子BOOK、PDA(Personal Digital Assistant)等の携帯情報機器、スチルカメラやビデオカメラ等の撮像機器における表示手段に用いることができる。また、車、航空機、電車、船舶等の移動体システムにおける各種情報の表示手段にも用いることができる。更に、計測装置、分析装置、医療機器、広告媒体における各種情報の表示手段にも用いることができる。
(システム)
本発明のシステムは、本発明の前記画像表示装置と、画像データ作成装置とを少なくとも有する。
前記画像データ作成装置は、表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する装置である。
以下、本発明の表示素子、画像表示装置、及びシステムについて、図を用いて説明する。
まず、本発明のシステムの一例としてのテレビジョン装置について、説明する。
本発明のシステムの一例としてのテレビジョン装置は、例えば、特開2010−074148号公報の段落〔0038〕〜〔0058〕及び図1に記載の構成などを採ることができる。
次に、本発明の画像表示装置について説明する。
本発明の画像表示装置としては、例えば、特開2010−074148号公報の段落〔0059〕〜〔0060〕、図2、及び図3に記載の構成などを採ることができる。
次に、本発明の表示素子について、図を用いて説明する。
図1は、表示素子がマトリックス上に配置されたディスプレイ310を表す図である。
図1に示されるように、ディスプレイ310は、X軸方向に沿って等間隔に配置されているn本の走査線(X0、X1、X2、X3、・・・、Xn−2、Xn−1)と、Y軸方向に沿って等間隔に配置されているm本のデータ線(Y0、Y1、Y2、Y3、・・・、Ym−1)と、Y軸方向に沿って等間隔に配置されているm本の電流供給線(Y0i、Y1i、Y2i、Y3i、・・・・・、Ym−1i)とを有する。
よって、走査線とデータ線とによって、表示素子を特定することができる。
図2は、本発明の表示素子の一例を示す概略構成図である。
前記表示素子は、一例として図2に示されるように、有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子350と、該有機EL素子350を発光させるためのドライブ回路320とを有している。即ち、ディスプレイ310は、いわゆるアクティブマトリックス方式の有機ELディスプレイである。また、ディスプレイ310は、カラー対応の32インチ型のディスプレイである。なお、大きさは、これに限定されるものではない。
図2におけるドライブ回路320について説明する。
ドライブ回路320は、2つの電界効果型トランジスタ11及び12と、キャパシタ13とを有する。
電界効果型トランジスタ11は、スイッチ素子として動作する。ゲート電極Gは、所定の走査線に接続され、ソース電極Sは、所定のデータ線に接続されている。また、ドレイン電極Dは、キャパシタ13の一方の端子に接続されている。
キャパシタ13は、電界効果型トランジスタ11の状態、即ちデータを記憶しておくためのものである。キャパシタ13の他方の端子は、所定の電流供給線に接続されている。
電界効果型トランジスタ12は、有機EL素子350に大きな電流を供給するためのものである。ゲート電極Gは、電界効果型トランジスタ11のドレイン電極Dと接続されている。そして、ドレイン電極Dは、有機EL素子350の陽極に接続され、ソース電極Sは、所定の電流供給線に接続されている。
そこで、電界効果型トランジスタ11が「オン」状態になると、電界効果型トランジスタ12によって、有機EL素子350は駆動される。
電界効果型トランジスタ11、12は、一例として図3Aに示されるように、基材21、ゲート電極22、ゲート絶縁層23、ソース電極24、ドレイン電極25、酸化物半導体層26、第一の保護層27a、及び第二の保護層27bを有している。
電界効果型トランジスタ11、12は、本発明の前記電界効果型トランジスタの説明に記載の材料、プロセスなどによって形成することができる。
図4は、有機EL素子の一例を示す概略構成図である。
図4において、有機EL素子350は、陰極312と、陽極314と、有機EL薄膜層340とを有する。
陰極312の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)−銀(Ag)合金、アルミニウム(Al)−リチウム(Li)合金、ITO(Indium Tin Oxide)などが挙げられる。なお、マグネシウム(Mg)−銀(Ag)合金は、充分厚ければ高反射率電極となり、極薄膜(20nm程度未満)では半透明電極となる。図4では陽極側から光を取り出しているが、陰極を透明、又は半透明電極とすることによって陰極側から光を取り出すことができる。
陽極314の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、銀(Ag)−ネオジウム(Nd)合金などが挙げられる。なお、銀合金を用いた場合は、高反射率電極となり、陰極側から光を取り出す場合に好適である。
有機EL薄膜層340は、電子輸送層342と、発光層344と、正孔輸送層346とを有する。電子輸送層342は、陰極312に接続され、正孔輸送層346は、陽極314に接続されている。陽極314と陰極312との間に所定の電圧を印加すると、発光層344が発光する。
ここで、電子輸送層342と発光層344とが1つの層を形成してもよく、また、電子輸送層342と陰極312との間に電子注入層が設けられてもよく、更に、正孔輸送層346と陽極314との間に正孔注入層が設けられてもよい。
図4では、前記光制御素子として、基材側から光を取り出すいわゆる「ボトムエミッション」の有機EL素子の場合について説明したが、前記光制御素子は、基材と反対側から光を取り出す「トップエミッション」の有機EL素子であってもよい。
図5に、有機EL素子350と、ドライブ回路320とを組み合わせた表示素子の一例を示す。
表示素子は、基材31、第I・第IIのゲート電極32・33、ゲート絶縁層34、第I・第IIのソース電極35・36、第I・第IIのドレイン電極37・38、第I・第IIの酸化物半導体層39・40、第I−1・第I−2・第II−1・第II−2の保護層41a・41b・42a・42b、層間絶縁層43、有機EL層44、陰極45を有している。第Iのドレイン電極37と第IIのゲート電極33は、ゲート絶縁層34に形成されたスルーホールを介して接続されている。
図5において、便宜上第IIのゲート電極33・第IIのドレイン電極38間にてキャパシタが形成されているように見えるが、実際にはキャパシタ形成箇所は限定されず、適宜必要な容量のキャパシタを必要な箇所に設計することができる。
また、図5の表示素子では、第IIのドレイン電極38が、有機EL素子350における陽極として機能する。
基材31、第I・第II二のゲート電極32・33、ゲート絶縁層34、第I・第IIのソース電極35・36、第I・第IIのドレイン電極37・38、第I・第IIの酸化物半導体層39・40、第I−1・第I−2・第II−1・第II−2の保護層41a・41b・42a・42bについては、本発明の前記電界効果型トランジスタの説明に記載の材料、プロセスなどによって形成することができる。
なお、第I−1の保護層41aが、本発明の前記電界効果型トランジスタの前記第一の保護層に相当する。第I−2の保護層41bが、本発明の前記電界効果型トランジスタの前記第二の保護層に相当する。第II−1の保護層41cが、本発明の前記電界効果型トランジスタの前記第一の保護層に相当する。第II−2の保護層41dが、本発明の前記電界効果型トランジスタの前記第二の保護層に相当する。
層間絶縁層43(平坦化膜)の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機材料、無機材料、有機無機複合材料などが挙げられる。
前記有機材料としては、例えば、ポリイミド、アクリル樹脂、フッ素系樹脂、非フッ素系樹脂、オレフィン系樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂、及びそれらを用いた感光性樹脂などが挙げられる。
前記無機材料としては、例えば、AZエレクトロニックマテリアルズ社製アクアミカなどのSOG(spin on glass)材料などが挙げられる。
前記有機無機複合材料としては、例えば、特許文献(特開2007−158146号公報)に開示されているシラン化合物からなる有機無機複合化合物などが挙げられる。
前記層間絶縁層は、大気中の水分、酸素、水素に対するバリア性を有していることが好ましい。
前記層間絶縁層の形成プロセスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコート、インクジェットプリンティング、スリットコート、ノズルプリンティング、グラビア印刷、ディップコーティング法などによって、所望の形状を直接成膜する方法、感光性材料であればフォトリソグラフィー法によりパターンニングする方法などが挙げられる。
前記層間絶縁層の形成後に、後工程として、熱処理を行うことで、表示素子を構成する電界効果型トランジスタの特性を安定化させることも有効である。
有機EL層44及び陰極45の作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、真空蒸着法、スパッタ法等の真空製膜法、インクジェット、ノズルコート等の溶液プロセスなど挙げられる。
これにより、基材側から発光を取り出すいわゆる「ボトムエミッション」の有機EL素子である、表示素子を作製することができる。この場合、基材31、ゲート絶縁層34、第二のドレイン電極(陽極)38は透明性が要求される。
更には、図5では、ドライブ回路320の横に有機EL素子350が配置される構成について説明したが、図6に示すように、ドライブ回路320の上方に有機EL素子350が配置する構成としてもよい。この場合についても、基材側から発光を取り出すいわゆる「ボトムエミッション」となっており、ドライブ回路320には透明性が要求される。ソース・ドレイン電極や陽極には、ITO、In、SnO、ZnO、Gaが添加されたZnO、Alが添加されたZnO、Sbが添加されたSnOなどの導電性を有する透明な酸化物を用いることが好ましい。
表示制御装置400は、一例として図7に示されるように、画像データ処理回路402、走査線駆動回路404、及びデータ線駆動回路406を有している。
画像データ処理回路402は、映像出力回路の出力信号に基づいて、ディスプレイ310における複数の表示素子302の輝度を判断する。
走査線駆動回路404は、画像データ処理回路402の指示に応じてn本の走査線に個別に電圧を印加する。
データ線駆動回路406は、画像データ処理回路402の指示に応じてm本のデータ線に個別に電圧を印加する。
なお、前記実施形態では、有機EL薄膜層が、電子輸送層と発光層と正孔輸送層とからなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、電子輸送層と発光層が1つの層であってもよい。また、電子輸送層と陰極との間に電子注入層が設けられてもよい。さらに、正孔輸送層と陽極との間に正孔注入層が設けられてもよい。
また、前記実施形態では、基材側から発光を取り出すいわゆる「ボトムエミッション」の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、陽極314に銀(Ag)−ネオジウム(Nd)合金などの高反射率電極、陰極312にマグネシウム(Mg)−銀(Ag)合金などの半透明電極或いはITO等の透明電極を用いて基材と反対側から光を取り出してもよい。
また、前記実施形態では、光制御素子が有機EL素子の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光制御素子がエレクトロクロミック素子であってもよい。この場合は、ディスプレイ310は、エレクトロクロミックディスプレイとなる。
また、光制御素子が液晶素子であってもよい。この場合は、ディスプレイ310は、液晶ディスプレイとなる。そして、一例として図8に示されるように、表示素子302’に対する電流供給線は不要である。
この場合は、また、一例として図9に示されるように、ドライブ回路320’は、前述した電界効果型トランジスタ(11、12)と同様な1つの電界効果型トランジスタ14とキャパシタ15で構成することができる。電界効果型トランジスタ14では、ゲート電極Gが所定の走査線に接続され、ソース電極Sが所定のデータ線に接続されている。また、ドレイン電極Dが液晶素子370の画素電極、及びキャパシタ15に接続されている。なお、図9における符号16、372は、液晶素子370の対向電極(コモン電極)である。
前記実施形態において、光制御素子は、電気泳動素子であってもよい。また、光制御素子は、エレクトロウェッティング素子であってもよい。
また、前記実施形態では、ディスプレイがカラー対応の場合について説明したが、これに限定されるものではない。
なお、本実施形態に係る電界効果型トランジスタは、表示素子以外のもの(例えば、ICカード、IDタグ)にも用いることができる。
本発明の電界効果型トランジスタを用いた表示素子、画像表示装置及びシステムは、高速動作、高寿命化が可能となる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。「%」は、特に明示しない限り「質量%」を表す。
(実施例1)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.11mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.52mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−1に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液(La含量7%、Wako 122−033371、株式会社ワコーケミカル製)0.99mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.27mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−1に示す組成となる。
次に図15に示すような、ボトムコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタを作製した。
−ゲート電極の形成−
最初に、ガラス基板(基材91)上にゲート電極92を形成した。具体的には、ガラス基板(基材91)上に、DCスパッタリングによりMo(モリブデン)膜を平均膜厚が約100nmとなるよう成膜した。この後、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、形成されるゲート電極92のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)により、レジストパターンの形成されていない領域のMo膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Mo膜からなるゲート電極92を形成した。
−ゲート絶縁層の形成−
次に、ゲート電極92上にゲート絶縁層93を形成した。具体的には、ゲート電極92及びガラス基板(基材91)上に、RFスパッタリングによりAl膜を平均膜厚が約300nmとなるように成膜し、ゲート絶縁層93を形成した。
−ソース電極及びドレイン電極の形成−
次に、ゲート絶縁層93上にソース電極94及びドレイン電極95を形成した。具体的には、ゲート絶縁層93上にDCスパッタリングによりMo(モリブデン)膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜した。この後、Mo膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、形成されるソース電極94及びドレイン電極95のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、RIEにより、レジストパターンの形成されていない領域のMo膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、Mo膜からなるソース電極94及びドレイン電極95を形成した。
−酸化物半導体層の形成−
次に、酸化物半導体96層を形成した。具体的には、DCスパッタリングにより、Mg−In系酸化物(InMgO)膜を平均膜厚が約100nmとなるように成膜した。この後、Mg−In系酸化物膜上に、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、形成される酸化物半導体層96のパターンと同様のレジストパターンを形成した。更に、ウェットエッチングにより、レジストパターンの形成されていない領域のMg−In系酸化物膜を除去した。この後、レジストパターンも除去することにより、酸化物半導体層96を形成した。これにより、ソース電極94とドレイン電極95との間にチャネルが形成されるように酸化物半導体層96が形成された。
−保護層の形成−
次に、前記第一の保護層形成用塗布液0.4mLを前記基板上へ滴下し、所定の条件でスピンコートした(3,000rpmで20秒間回転させ、5秒間で0rpmとなるように回転を止めた)。続いて、大気中で120℃1時間の乾燥処理後、O雰囲気下で400℃3時間の焼成を行い、第一の保護層97aとして、第一の複合金属酸化物膜(第一の保護層)を形成した。
続いて、前記第二の保護層形成用塗布液0.4mLを第一の保護層97a上へ滴下し、所定の条件でスピンコートした(500rpmで5秒間回転させた後、3,000rpmで20秒間回転させ、5秒間で0rpmとなるように回転を止めた)。続いて、大気中で120℃1時間の乾燥処理後、O雰囲気下で400℃3時間の焼成を行い、第二の保護層97bとして、第二の複合金属酸化物膜(第二の保護層)を、第一の保護層97a上に形成した。第一の保護層97aと第二の保護層97bの平均膜厚は、それぞれ、約25nm、約150nmであった。
−層間絶縁層の形成−
次に、層間絶縁層98を形成した。具体的には、ポジ型感光性有機無機複合材料(ADEKAナノハイブリッドシリコーンFXシリーズ、ADEKA社製)をスピンコートにより第二の保護層97b上に塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、所望のパターンを得た。その後、150℃で1時間、200℃で1時間のポストベークをした。
最後に、後工程の加熱処理として、230℃で1時間の熱処理をして、電界効果型トランジスタを完成させた。層間絶縁層の平均膜厚は、約1,500nmであった。
(実施例2)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.36mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−1に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸イットリウム(Strem 39−2400、Strem Chemicals製)0.26gと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.05mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.22mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.09mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−1に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例3)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.13mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.44mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.11mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−1に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ユウロピウム(Strem 93−6311、Strem Chemicals製)0.29gと、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.23mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−1に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例4)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.15mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−1に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、サマリウムアセチルアセトナート三水和物(Strem 93−6226、Strem Chemicals製)0.22gと、2−エチルヘキサン酸ガドリニウムトルエン溶液(Gd含量25%、Strem 64−3500、Strem Chemicals製)0.05mLと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.06mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.09mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−1に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例5)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.10mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.38mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−1に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、スカンジウム(III)トリス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘブタンジオナート)水和物(SIGMA−ALDRICH 517607、SIGMA−ALDRICH製)0.18gと、2−エチルヘキサン酸イットリウム(Strem 39−2400、Strem Chemicals製)0.26gと、2−エチルヘキサン酸ユウロピウム(Strem 93−6311、Strem Chemicals製)0.07gと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.06mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.13mLとを混合し、混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−1に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例6)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、アルミニウムジ(s−ブトキシド)アセト酢酸エステルキレート(Al含量8.4%、Alfa89349、Alfa Aesar製)0.16mLと、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.05mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.12mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−2に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ネオジム2−エチルヘキサン酸溶液(Nd含量12%、Strem 60−2400、Strem Chemicals製)0.60mLと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.31mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−2に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例7)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(Wako 325−41462、株式会社ワコーケミカル製)0.11gと、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.09mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.25mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−2に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ユウロピウム(Strem 93−6311、Strem Chemicals製)0.29gと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.13mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.08mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−2に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例8)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、アルミニウムジ(s−ブトキシド)アセト酢酸エステルキレート(Al含量8.4%、Alfa89349、Alfa Aesar製)0.11mLと、2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(Wako 325−41462、株式会社ワコーケミカル製)0.07gと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.27mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−2に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液(La含量7%、Wako 122−033371、株式会社ワコーケミカル製)0.99mLと、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.03mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.14mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.11mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−2に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例9)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)1.42mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−2に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、サマリウムアセチルアセトナート三水和物(Strem 93−6226、Strem Chemicals製)0.22gと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.01mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.18mLと、2−エチルヘキサン酸酸化ジルコニウムミネラルスピリット溶液(Zr含量12%、Wako 269−01116、株式会社ワコーケミカル製)0.03mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−2に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例10)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.06mLと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.10mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.11mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−2に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ガドリニウムトルエン溶液(Gd含量25%、Strem 64−3500、Strem Chemicals製)0.31mLと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.06mLと、2−エチルヘキサン酸ハフニウム2−エチルヘキサン酸溶液(Gelest AKH332、Gelest製)0.10mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−2に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例11)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.04mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.16mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸イットリウム(Strem 39−2400、Strem Chemicals製)0.26gと、ジスプロシウムアセチルアセトナート三水和物(Strem 66−2002、Strem Chemicals製)0.04gと、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.01mLと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.01mLと、2−エチルヘキサン酸酸化ジルコニウムミネラルスピリット溶液(Zr含量12%、Wako 269−01116、株式会社ワコーケミカル製)0.08mLと、2−エチルヘキサン酸ハフニウム2−エチルヘキサン酸溶液(Gelest AKH332、Gelest製)0.05mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例12)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.11mLと、アルミニウムジ(s−ブトキシド)アセト酢酸エステルキレート(Al含量8.4%、Alfa89349、Alfa Aesar製)0.10mLと、2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(Wako 325−41462、株式会社ワコーケミカル製)0.08gと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.09mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.17mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液(La含有量7%、Wako 122−033371、株式会社ワコーケミカル製)0.99mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.27mLと、2−エチルヘキサン酸酸化ジルコニウムミネラルスピリット溶液(Zr含量12%、Wako 269−01116、株式会社ワコーケミカル製)0.05mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例13)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、アルミニウムジ(s−ブトキシド)アセト酢酸エステルキレート(Al含量8.4%、Alfa89349、Alfa Aesar製)0.08mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.35mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、サマリウムアセチルアセトナート三水和物(Strem 93−6226、Strem Chemicals製)0.22gと、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.02mLと、2−エチルヘキサン酸ハフニウム2−エチルヘキサン酸溶液(Gelest AKH332、Gelest製)0.01mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例14)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(Wako 325−41462、株式会社ワコーケミカル製)0.05gと、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.05mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.23mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、スカンジウム(III)トリス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘブタンジオナート)水和物(SIGMA−ALDRICH 517607、SIGMA−ALDRICH製)0.30gと、イッテルビウムアセチルアセトナート三水和物(Strem 70−2202、Strem Chemicals製)0.05gと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.04mLと、2−エチルヘキサン酸酸化ジルコニウムミネラルスピリット溶液(Zr含量12%、Wako 269−01116、株式会社ワコーケミカル製)0.03mLと、2−エチルヘキサン酸ハフニウム2−エチルヘキサン酸溶液(Gelest AKH332、Gelest製)0.07mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例15)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLと、アルミニウムジ(s−ブトキシド)アセト酢酸エステルキレート(Al含量8.4%、Alfa89349、Alfa Aesar製)0.11mLと、2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(Wako 325−41462、株式会社ワコーケミカル製)0.08gと、2−エチルヘキサン酸カルシウムトルエン溶液(Ca含量4.9%、Strem 93−2014、Strem Chemicals製)0.07mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液(La含有量7%、Wako 122−033371、株式会社ワコーケミカル製)0.99mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.08mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.03mLと、2−エチルヘキサン酸酸化ジルコニウムミネラルスピリット溶液(Zr含量12%、Wako 269−01116、株式会社ワコーケミカル製)0.03mLと、2−エチルヘキサン酸ハフニウム2−エチルヘキサン酸溶液(Gelest AKH332、Gelest製)0.02mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(実施例16)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.11mLと、アルミニウムジ(s−ブトキシド)アセト酢酸エステルキレート(Al含量8.4%、Alfa89349、Alfa Aesar製)0.10mLと、(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)ベンゼン(Wako 325−59912、株式会社ワコーケミカル製)0.11gと、2−エチルヘキサン酸カルシウム2−エチルヘキサン酸溶液(Ca含量3%−8%、Alfa36657、Alfa Aesar製)0.09mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.17mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液(La含有量7%、Wako 122−03371、株式会社ワコーケミカル製)0.99mLと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.27mLと、2−エチルヘキサン酸酸化ジルコニウムミネラルスピリット溶液(Zr含量12%、Wako 269−01116、株式会社ワコーケミカル製)0.05mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表1−3に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(比較例1)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の金属酸化物は、表2−1に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液を用い、かつ第二の保護層形成用塗布液を用いなかった以外は、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(比較例2)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ランタントルエン溶液(La含有量7%、Wako 122−033371、株式会社ワコーケミカル製)0.99mLを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の金属酸化物は、表2−1に示す組成となる。
作製した第二の保護層形成用塗布液を用い、かつ第一の保護層形成用塗布液を用いなかった以外は、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(比較例3)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸マグネシウムトルエン溶液(Mg含量3%、Strem 12−1260、Strem Chemicals製)0.43mLを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の金属酸化物は、表2−1に示す組成となる。
作製した第二の保護層形成用塗布液を用い、かつ第一の保護層形成用塗布液を用いなかった以外は、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(比較例4)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.10mLを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の金属酸化物は、表2−1に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、スカンジウム(III)トリス(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘブタンジオナート)水和物(SIGMA−ALDRICH 517607、SIGMA−ALDRICH製)0.59gを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の金属酸化物は、表2−1に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(比較例5)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.11mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8wt%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)2.57mLとを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の複合金属酸化物は、表2−1に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液を用い、かつ第二の保護層形成用塗布液を用いなかった以外は、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(比較例6)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、2−エチルヘキサン酸ガドリニウムトルエン溶液(Gd含量25wt%、Strem 64−3500、Strem Chemicals製)0.31mLと、2−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液(Ba含量8wt%、Wako 021−09471、株式会社ワコーケミカル製)0.23mLとを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表2−2に示す組成となる。
作製した第二の保護層形成用塗布液を用い、かつ第一の保護層形成用塗布液を用いなかった以外は、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(比較例7)
<電界効果型トランジスタの作製>
−第一の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、HMDS(1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、東京応化工業株式会社製)0.11mLを混合し、第一の保護層形成用塗布液を得た。前記第一の保護層形成用塗布液によって形成される第一の金属酸化物は、表2−2に示す組成となる。
−第二の保護層形成用塗布液の作製−
トルエン1mLに、サマリウムアセチルアセトナート三水和物(Strem 93−6226、Strem Chemicals製)0.22gと、2−エチルヘキサン酸ストロンチウムトルエン溶液(Sr含量2wt%、Wako 195−09561、株式会社ワコーケミカル製)0.36mLを混合し、第二の保護層形成用塗布液を得た。前記第二の保護層形成用塗布液によって形成される第二の複合金属酸化物は、表2−2に示す組成となる。
作製した第一の保護層形成用塗布液、及び第二の保護層形成用塗布液を用い、実施例1と同様の方法で、電界効果型トランジスタを作製した。
(比較例8)
<電界効果型トランジスタの作製>
まず、実施例1と同様の方法で、ガラス基板上に、ゲート電極、ゲート絶縁層、ソース電極及びドレイン電極、並びに酸化物半導体層を形成した。
−保護層の形成−
SiClを原料として、PECVD(Plasma enhanced chemical vapor deposition)法により保護層としてSiO層を形成した。このように形成された保護層の平均膜厚は、約200nmであった。
−層間絶縁層の形成−
最後に、実施例1と同様の方法で、保護層上に層間絶縁層を形成し、電界効果型トランジスタを完成させた。
<電界効果型トランジスタの信頼性評価>
実施例1〜16、及び比較例1〜8で作製した電界効果型トランジスタに対し、大気中(温度50℃、相対湿度50%)でBTS(Bias Temperature Stress)試験を400時間実施した。
ストレス条件は、下記の4種類とした。
(1)ゲート電極92−ソース電極94間電圧(Vgs)=+20V、及びドレイン電極95−ソース電極94間電圧(Vds)=0V
(2)Vgs=+20V、及びVds=+20V
(3)Vgs=−20V、及びVds=0V
(4)Vgs=−20V、及びVds=+20V
また、BTS試験が一定時間経過するごとに、Vds=+20Vとした場合の、Vgsとソース電極94−ドレイン電極95間電流Idsとの関係(Vgs−Ids)を測定した。
実施例12で作製した電界効果型トランジスタにおいて、ストレス条件をVgs=+20V、及びVds=0Vとした試験のVgs−Idsの結果を図10に示した。ストレス条件をVgs=+20V、及びVds=+20Vとした試験のVgs−Idsの結果を図11に示した。ストレス条件をVgs=−20V、及びVds=0Vとした試験のVgs−Idsの結果を図12に示した。ストレス条件をVgs=−20V、及びVds=+20Vとした試験のVgs−Idsの結果を図13に示した。
ここで、図10、図11、図12、及び図13のグラフの縦軸、並びに図14のグラフの横軸及び縦軸における「e」は、10のべき乗を表す。例えば、「1e−03」は「1×10−3」及び「0.001」を表し、「1e−05」は「1×10−5」及び「0.00001」を表す。
図14に、実施例12、及び比較例8で作製した電界効果型トランジスタのストレス条件Vgs=+20V、及びVds=0VのBTS試験における、ストレス時間に対する閾値電圧の変化量(ΔVth)を示した。ここで、ΔVthとは、ストレス時間0時間から、あるストレス時間までのVthの変化量を示す。図14より、実施例12で作製した電界効果型トランジスタは、ΔVthシフトが小さく、優れた信頼性を示すことが確認できた。一方、比較例8で作製した電界効果型トランジスタは、ΔVthシフトが大きく、信頼性が不十分であった。
実施例1〜16、比較例1〜8の電界効果型トランジスタのBTS試験における、ストレス時間400時間でのΔVthの値を表3、及び表4に示した。表3、及び表4より、実施例1〜16で作製した電界効果型トランジスタは、ΔVthシフトが小さく、BTS試験に対する優れた信頼性を示すことが確認できた。一方、比較例1、4、5、6、7、及び8で作製した電界効果型トランジスタは、ΔVthシフトが大きく、信頼性が不十分であった。また、比較例2及び3で作製した電界効果型トランジスタは、大気中においてトランジスタ特性を維持することができず、BTS試験を実施することができなかった。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 基材と、
保護層と、
前記基材、及び前記保護層の間に形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層と接するように形成されたソース電極、及びドレイン電極と、
少なくとも前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の間に形成され、前記ゲート絶縁層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と接する半導体層と、
前記ゲート絶縁層と接し、前記ゲート絶縁層を介して前記半導体層と対向するゲート電極とを有し、
前記保護層が、Siと、アルカリ土類金属とを含有する第一の複合金属酸化物を含有する第一の保護層、及び前記第一の保護層に接して形成され、アルカリ土類金属と、希土類元素とを含有する第二の複合金属酸化物を含有する第二の保護層を有することを特徴とする電界効果型トランジスタである。
<2> 第一の複合金属酸化物が、Al及びBの少なくともいずれかを含有する前記<1>に記載の電界効果型トランジスタである。
<3> 第二の複合金属酸化物が、Zr及びHfの少なくともいずれかを含有する前記<1>から<2>のいずれかに記載の電界効果型トランジスタである。
<4> 半導体層が、酸化物半導体である前記<1>から<3>のいずれかに記載の電界効果型トランジスタである。
<5> 駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、
前記<1>から<4>のいずれかに記載の電界効果型トランジスタを有し、かつ前記光制御素子を駆動する駆動回路と、を有することを特徴とする表示素子である。
<6> 光制御素子が、エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する前記<5>に記載の表示素子である。
<7> 画像データに応じた画像を表示する画像表示装置であって、
マトリックス状に配置された複数の前記<5>から<6>のいずれかに記載の表示素子と、
前記複数の表示素子における各電界効果型トランジスタにゲート電圧を個別に印加するための複数の配線と、
前記画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタのゲート電圧を前記複数の配線を介して個別に制御する表示制御装置とを有することを特徴とする画像表示装置である。
<8> 前記<7>に記載の画像表示装置と、
表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する画像データ作成装置とを有することを特徴とするシステムである。
11 電界効果型トランジスタ
12 電界効果型トランジスタ
13 キャパシタ
14 電界効果型トランジスタ
15 キャパシタ
16 対向電極
21 基材
22 ゲート電極
23 ゲート絶縁層
24 ソース電極
25 ドレイン電極
26 酸化物半導体層
27a 第Iの保護層
27b 第IIの保護層
31 基材
32 第Iのゲート電極
33 第IIのゲート電極
34 ゲート絶縁層
35 第Iのソース電極
36 第IIのソース電極
37 第Iのドレイン電極
38 第IIのドレイン電極
39 第Iの酸化物半導体層
40 第IIの酸化物半導体層
41a 第I−1の保護層
41b 第I−2の保護層
42a 第II−1の保護層
42b 第II−2の保護層
43 層間絶縁層
44 有機EL層
45 陰極
91 基材
92 ゲート電極
93 ゲート絶縁層
94 ソース電極
95 ドレイン電極
96 酸化物半導体層
97a 第一の保護層
97b 第二の保護層
98 層間絶縁層
302、302’ 表示素子
310 ディスプレイ
312 陰極
314 陽極
320、320’ ドライブ回路(駆動回路)
340 有機EL薄膜層
342 電子輸送層
344 発光層
346 正孔輸送層
350 有機EL素子
370 液晶素子
372 対向電極
400 表示制御装置
402 画像データ処理回路
404 走査線駆動回路
406 データ線駆動回路
特開2007−073705号公報 特開2010−135770号公報 特開2010−182819号公報 特開2010−135462号公報
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Claims (8)

  1. 基材と、
    保護層と、
    前記基材、及び前記保護層の間に形成されたゲート絶縁層と、
    前記ゲート絶縁層と接するように形成されたソース電極、及びドレイン電極と、
    少なくとも前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の間に形成され、前記ゲート絶縁層、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極と接する半導体層と、
    前記ゲート絶縁層と接し、前記ゲート絶縁層を介して前記半導体層と対向するゲート電極とを有し、
    前記保護層が、Siと、アルカリ土類金属とを含有する第一の複合金属酸化物を含有する第一の保護層、及び前記第一の保護層に接して形成され、アルカリ土類金属と、希土類元素とを含有する第二の複合金属酸化物を含有する第二の保護層を有することを特徴とする電界効果型トランジスタ。
  2. 第一の複合金属酸化物が、Al及びBの少なくともいずれかを含有する請求項1に記載の電界効果型トランジスタ。
  3. 第二の複合金属酸化物が、Zr及びHfの少なくともいずれかを含有する請求項1から2のいずれかに記載の電界効果型トランジスタ。
  4. 半導体層が、酸化物半導体である請求項1から3のいずれかに記載の電界効果型トランジスタ。
  5. 駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、
    請求項1から4のいずれかに記載の電界効果型トランジスタを有し、かつ前記光制御素子を駆動する駆動回路と、を有することを特徴とする表示素子。
  6. 光制御素子が、エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する請求項5に記載の表示素子。
  7. 画像データに応じた画像を表示する画像表示装置であって、
    マトリックス状に配置された複数の請求項5から6のいずれかに記載の表示素子と、
    前記複数の表示素子における各電界効果型トランジスタにゲート電圧を個別に印加するための複数の配線と、
    前記画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタのゲート電圧を前記複数の配線を介して個別に制御する表示制御装置とを有することを特徴とする画像表示装置。
  8. 請求項7に記載の画像表示装置と、
    表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する画像データ作成装置とを有することを特徴とするシステム。
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