TWI596779B - 場效電晶體、顯示元件、影像顯示裝置、及系統 - Google Patents

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曾根雄司
植田尙之
中村有希
高田美樹子
松本真二
早乙女遼一
新江定憲
安部由希子
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Description

場效電晶體、顯示元件、影像顯示裝置、及系統
本發明涉及一種場效電晶體、一種顯示元件、一種影像顯示裝置、以及一種系統。
作為一種類型的半導體元件的場效電晶體(Field Effect Transistor，FET)為一電晶體，被配置以施加閘極電壓，以在電場施加至通道的狀態中激發半導體中的載子，從而可以控制通過源極與汲極之間的電流。
因為FET能夠通過施加閘電極而切換，FET被用作為各種切換元件，或者放大器元件。由於FET具有平面結構，並且使用低閘極電流，與雙極型電晶體相比較，該FET可以被容易地生產。此外，FET的高集成也可以被容易地實施。由於這些原因，FET已經被用於許多電流裝置的積體電路。
其中，在主動矩陣型顯示器中，FET被應用為薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)。
關於主動矩陣型平板顯示器(Flat Panel Display，FPD)，最近已經實現了液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有機電致發光(Electroluminescence，EL)顯示器、以及電子紙。
這些FPD通常被包含有TFT的驅動電路驅動，其中非晶矽或多晶矽用於主動層中。對於FPD而言，有增加其尺寸、解析度、以及驅動速度的需求。除這些需求以外，該TFT還需要具有高載子遷移率、特性中的老化(aging)變化小、以及元件之間的變化小。
目前，除矽之外，氧化物半導體已經被引起注意以作為主動 層的半導體。其中，InGaZnO4(a-IGZO)具有以下特性：在室溫下可以進行其薄膜成型，其為非結晶(amorphous)的，並且其具有約10cm2/V．s的高遷移率。因此，已經積極地進行其實際使用的開發(參考，例如，非專利文獻1)。
FET通常包含保護層，以實現保護作為主動層的半導體層的目的。同時，已經對保護層進行各種研究。
例如，SiO2層(參考，例如，專利文獻1和專利文獻2)、SiNx層(參考，例如，專利文獻1)、SiON層(參考，例如，專利文獻3)、以及Al2O3層(參考，例如，專利文獻4)被揭露作為FET的保護層。此外，複合氧化層，其中SiO2形成具有Al或B的混合物，被揭露作為FET的保護層(參考，例如，專利文獻5)。
當SiO2層、以及複合氧化層形成在矽半導體層、氧化物半導體層、金屬線、以及氧化物線上時，然而，有龜裂(cracking)或剝裂(pealing)形成在後處理的熱處理中的問題。此外，SiON層、SiNx層、以及Al2O3層具有由於寄生電容導致的信號延遲的問題。
此外，已經揭露了保護層中有機材料的使用。
例如，聚醯亞胺樹脂(polyimide resin)層(參考，例如，PTL6)、以及氟樹脂層(參考，例如，專利文獻3)被揭露作為FET的保護層。
然而，典型的有機材料具有由於有機材料與氧化物半導體接觸導致之TFT特性惡化的問題。此外，氟樹脂層導致TFT之特性惡化相對的小，但不是足夠小的可以使用。
因此，目前需要場效電晶體，其能夠高速操作，並且顯示高可靠性。
引用文獻
專利文獻1：日本專利申請公開(JP-A)第2008-205469號；專利文獻2：JP-A第2010-103203號；專利文獻3：JP-A第2007-299913號；專利文獻4：JP-A第2010-182819號；專利文獻5：JP-A第2011-77515號； 專利文獻6：JP-A第2011-222788號；非專利文獻1：K. Nomura，以及其他五位，使用非結晶氧化物半導體在室溫下製造透明可撓性薄膜電晶體，《自然》雜誌，第432卷，第25號，2004年11月，第488-492頁(K. Nomura, and five others, Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxide semiconductors, NATURE, VOL.432, No.25, NOVEMBER, 2004, pp.488-492)
本發明旨在解決上述各種問題，並且實現下述目的。具體而言，本發明的目的是提供一種場效電晶體，其可以以高速操作，並且具有高可靠性。
解決上述問題的手段如下。
本發明的場效電晶體包括：一基板；一保護層；一閘極絕緣層，形成於該基板與該保護層之間；一源電極以及一汲電極，形成為與該閘極絕緣層接觸；一半導體層，至少形成於該源電極與該汲電極之間，並且與該閘極絕緣層、源電極、以及汲電極接觸；以及一閘電極，形成在提供有半導體層的一側的相對側，並且在閘電極與半導體層之間具有閘極絕緣層，且與該閘極絕緣層接觸，其中，該保護層包含一金屬氧化物混合物，其至少包含Si和鹼土金屬。
本發明可以解決上述現有技術中的各種問題，並且可以提供一種場效電晶體，其可以以高速操作，並且具有高可靠性。
11‧‧‧場效電晶體
12‧‧‧場效電晶體
13‧‧‧電容器
14‧‧‧場效電晶體
15‧‧‧電容器
16‧‧‧反向電極
21‧‧‧基板
22‧‧‧閘電極
23‧‧‧閘極絕緣層
24‧‧‧源電極
25‧‧‧汲電極
26‧‧‧氧化物半導體層
27‧‧‧保護層
31‧‧‧基板
32‧‧‧第一閘電極
33‧‧‧第二閘電極
34‧‧‧閘極絕緣層
35‧‧‧第一源電極
36‧‧‧第二源電極
37‧‧‧第一汲電極
38‧‧‧第二汲電極
39‧‧‧第一氧化物半導體層
40‧‧‧第二氧化物半導體層
41‧‧‧第一保護層
42‧‧‧第二保護層
43‧‧‧層間絕緣薄膜
44‧‧‧有機EL層
45‧‧‧負電極
51‧‧‧玻璃基板
52‧‧‧第一閘電極
53‧‧‧第二閘電極
54‧‧‧閘極絕緣層
55‧‧‧第一源電極
56‧‧‧第一汲電極
57‧‧‧第二源電極
58‧‧‧第二汲電極
59‧‧‧第一氧化物半導體層
60‧‧‧第二氧化物半導體層
61‧‧‧第一保護層
62‧‧‧第二保護層
63‧‧‧層間絕緣薄膜
64‧‧‧隔牆
65‧‧‧正電極
66‧‧‧有機EL層
67‧‧‧負電極
68‧‧‧密封層
69‧‧‧黏著層
70‧‧‧反向基板
81‧‧‧玻璃基板
82‧‧‧底部電極
83‧‧‧介電層
84‧‧‧上部電極
302，302’‧‧‧顯示元件
310‧‧‧顯示器
312‧‧‧負電極
314‧‧‧正電極
320，320’‧‧‧驅動電路
340‧‧‧有機EL薄膜層
342‧‧‧電子傳輸層
344‧‧‧發光層
346‧‧‧電洞傳輸層
350‧‧‧有機EL元件
370‧‧‧液晶元件
372‧‧‧反向電極
400‧‧‧顯示控制裝置
402‧‧‧影像資料處理電路
404‧‧‧掃描線驅動電路
406‧‧‧資料線驅動電路
第1圖為解釋影像顯示裝置的示意圖；第2圖為解釋本發明之顯示元件的一示例的示意圖； 第3A圖為說明本發明之場效電晶體的一示例(底部接觸/底部閘極)的示意圖；第3B圖為說明本發明之場效電晶體的一示例(頂部接觸/底部閘極)的示意圖；第3C圖為說明本發明之場效電晶體的一示例(底部接觸/頂部閘極)的示意圖；第3D圖為說明本發明之場效電晶體的一示例(頂部接觸/頂部閘極)的示意圖；第4圖為說明有機EL元件的一示例的示意性結構圖；第5圖為說明本發明之顯示元件的一示例的示意性結構圖；第6圖為說明本發明之顯示元件的另一示例的示意性結構圖；第7圖為解釋顯示控制裝置的示意圖；第8圖為解釋液晶顯示器的示意圖；第9圖為解釋第8圖中之顯示元件的示意圖；第10圖為測量介電常數的電容器的示意性結構圖；第11圖為評估在實施例1中獲得的場效電晶體的特性的圖表；第12圖為評估在實施例1中獲得的場效電晶體的特性的圖表；第13圖為評估在比較實施例1中獲得的場效電晶體的特性的圖表；第14圖為評估在比較實施例1中獲得的場效電晶體的特性的圖表；第15圖為說明在實施例19中生產的有機EL顯示裝置的示意圖。
(場效電晶體)
本發明的場效電晶體至少包括一基板、一保護層、一閘極絕緣層、一源電極、一汲電極、一半導體層、以及一閘電極，並且根據需要可以進一步包括其他構件。
<基板>
在無任何限制的情況下，基板的形狀、結構、以及尺寸根據預期目的被適當地選擇。
在無任何限制的情況下，基板的材料根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括玻璃以及塑膠。
在無任何限制的情況下，玻璃根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括非鹼性玻璃以及石英玻璃。
在無任何限制的情況下，塑膠材料根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚醯亞胺(Polyimide，PI)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、以及聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)。
注意，在該基板上較佳地進行預處理，如氧電漿清洗、紫外線(Ultraviolet，UV)臭氧清洗、以及UV輻射清洗，以清洗其表面並且改善與另一層的黏著性。
<保護層>
在無任何限制的情況下，保護層根據預期目的被適當地選擇，保護層包括：一金屬氧化物混合物，至少包含矽(Si)和鹼土金屬。
保護層較佳由金屬氧化物混合物本身構成。
保護層通常形成在基板的上部位置。
在金屬氧化物混合物中，由Si構成的SiO2形成非結晶結構。此外，鹼土金屬具有分裂Si-O鍵的功能。因此，可以通過構成比例而控制所形成的金屬氧化物混合物的介電常數和線性膨脹係數。
金屬氧化物混合物較佳包括鋁(Al)、或硼(B)、以及Al和B的結合。與SiO2類似，由Al構成的Al2O3以及由B構成的B2O3形成非結晶結構，因此，非結晶結構甚至更穩定地在金屬氧化物混合物中獲得，並且可以形成更均勻的絕緣薄膜。此外，與Si-O類似，鹼土金屬也分裂Al-O鍵和B-O健。因此，可以通過構成比例而控制所形成的金屬氧化物混合物的介電常數和線性膨脹係數。
鹼土金屬的示例包括：鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、以及鋇(Ba)。其中，較佳為Mg、Ca、Sr、以及Ba。
這些鹼土金屬元素可以單獨使用或者結合使用。
在無任何限制的情況下，金屬氧化物混合物中Si的比例、Al和B的總量的比例、以及鹼土金屬的比例根據預期目的被適當地選擇， 但是，其分別為下面的範圍。
基於氧化物(SiO2)轉換的金屬氧化物混合物中Si的比例較佳為30.0mol%至95.0mol%，更佳為50.0mol%至90.0mol%。
基於氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO)轉換的金屬氧化物混合物中鹼土金屬氧化物的比例較佳為5.0mol%至40.0mol%，更佳為10.0mol%至30.0mol%。
基於氧化物(Al2O3、B2O3)轉換的金屬氧化物混合物中Al和B的總量的比例較佳為1.0mol%至50.0mol%，更佳為5.0mol%至30.0mol%。
在金屬氧化物混合物包含Al、或B、或者Al和B的結合的情況下，基於氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO)轉換的鹼土金屬氧化物的比例較佳為1.0mol%至30.0mol%，更佳為5.0mol%至20.0mol%。
例如，可以通過X光螢光分析或者電子探針微量分析(Electron Probe Microanalysis，EPMA)分析氧化物的正離子元素來計算金屬氧化物混合物中氧化物(SiO2、BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Al2O3、B2O3)的比例。
在無任何限制的情況下，保護層的介電常數根據預期目的被適當地選擇，但是，較佳為7.0或更低，更佳為6.0或更低，因為這種保護層的介電常數可以抑制信號延遲，並且有助於高速操作。
可以測量介電常數，例如，通過準備一電容器，其中，底部電極、介電層(該保護層)、以及上部電極被層壓，並且憑藉LCR測量儀(4284A，由安捷倫(Agilent)科技公司製造)測量。
在無任何限制的情況下，保護層的線性膨脹係數根據預期目的被適當地選擇，但是，其較佳為30.0×10-7或更高，更佳為30.0×10-7至60.0×10-7，因為具有這種線性膨脹係數，抑制剝裂，並且更加增強可靠性。
例如，可以憑藉熱機械分析裝置(8310系列，由理學(Rigaku)集團製造)測量線性膨脹係數。在該測量中，可以通過測量測量樣品來測量線性膨脹係數，其不產生場效電晶體而使用與保護層相同的構成單獨地產生。
在無任何限制的情況下，保護層的平均厚度根據預期目的被 適當地選擇，但是，較佳為10nm至1,000nm，更佳為20nm至500nm。
-保護層的形成方法-
在無任何限制的情況下，保護層的形成方法根據預期目的被適當地選擇，其示例包括：包含有通過真空處理(如，濺射、脈衝雷射沉積(Pulse Laser Deposition，PLD)、化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)、以及原子層沉積(Atomic Layer Deposition，ALD))形成薄膜，隨後通過光刻法圖案化薄膜的方法。
此外，也可以通過準備包含有金屬氧化物混合物的前驅物(形成保護層的塗覆液體)的塗覆液體、塗覆或印刷該塗覆液體在待塗覆的物體上、以及在適當的條件下焙烤所塗覆或印刷的塗覆液體而形成薄膜。
-形成保護層的塗覆液體(形成絕緣薄膜的塗覆液體)-
形成保護層的塗覆液體(也稱為形成絕緣薄膜的塗覆液體)至少包括：含矽化合物；含鹼土金屬的化合物；以及溶劑，較佳地，進一步包括：含鋁化合物；或含硼化合物；或者兩者，並且可以根據需要進一步包含其他成分。
目前，已經積極地進行使用塗覆製程印刷電子器件的開發，其中，塗覆製程可以實現低成本生產，以替換需要昂貴的設備的真空處理，如濺射、CVD、以及乾蝕刻。關於半導體的保護層，揭露了通過塗覆聚矽氮烷(Polysilazane)(參考，例如，JP-A第2010-103203號)、或者旋塗玻璃而形成保護層的方法。
然而，塗覆液體僅由SiO2前驅物(如聚矽氮烷)構成，並且旋塗玻璃需要在450℃或更高下焙烤，以分解有機材料，從而形成精細的絕緣薄膜。為了在等於或低於上述溫度的溫度下分解有機材料，需要使用與加熱組合的反應加速方法如：微波處理(參考，例如，JP-A第2010-103203號)；使用催化劑；以及在蒸汽環境下焙烤(日本專利(JP-B)第3666915號)。因此，有以下問題：複雜的焙烤製程；高成本；以及由於剩餘雜質導致的絕緣特性降低。
與上述相比較，形成保護層的塗覆液體包括鹼土金屬氧化物的前驅物，其具有低於SiO2前驅物的分解溫度。因此，在形成保護層的塗覆液體中的前驅物在低於僅由SiO2前驅物構成的塗覆液體的溫度，即低於 450℃下分解，以形成精細的絕緣薄膜。由於形成保護層的塗覆液體進一步包含Al2O3前驅物、或B2O3前驅物、或其結合，其具有類似於鹼土金屬氧化物的前驅物，低於SiO2前驅物的分解溫度，可以增強在低溫下形成精細的絕緣薄膜的效果。
-含矽化合物-
含矽化合物的示例包括：無機矽化合物以及有機矽化合物。
無機矽化合物的示例包括：四氯化矽(tetrachlorosilane)、四溴化矽(tetrabromosilane)、以及四碘化矽(tetraiodosilane)。
在無任何限制的情況下，有機矽化合物根據預期目的被適當地選擇，提供的化合物包括：矽原子；以及有機基團。矽和有機基團被結合起來，例如，使用離子鍵、共價鍵、或者配位鍵。
在無任何限制的情況下，有機基團根據預期目的被適當地選擇，其示例包括：可以具有取代基的烷基；可以具有取代基的烷氧基；可以具有取代基的醯氧基；以及可以具有取代基的苯基。烷基的示例包括C1-C6烷基。烷氧基的示例包括C1-C6烷氧基。醯氧基的示例包括C1-C10醯氧基。
有機矽化合物的示例包括：四甲氧基矽烷(tetramethoxysilane)；四乙氧基矽烷(tetraethoxysilane)；四異丙氧基矽烷(tetraisopropoxysilane)；四丁氧基矽烷(tetrabutoxysilane)；1,1,1,3,3,3-六甲基矽氮(hexamethylsilazane，HMDS)；二(三甲基矽)乙炔(bis(trimethylsilyl)acetylene)；三苯基矽烷(triphenylsilane)；矽-2-異辛酸(silicon-2-ethylhexanoate)；以及正硅酸四乙酯(tetraacetoxysilane)。
在無任何限制的情況下，在形成保護層的塗覆液體中含矽化合物的數量根據預期目的被適當地選擇。
-含鹼土金屬的化合物-
含鹼土金屬的化合物的示例包括：無機鹼土金屬化合物以及有機鹼土金屬化合物。
含鹼土金屬的化合物的鹼土金屬的示例包括：鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、以及鋇(Ba)。
無機鹼土金屬化合物的示例包括：鹼土金屬硝酸鹽、鹼土金 屬硫酸鹽、鹼土金屬氯化物、鹼土金屬氟化物、鹼土金屬溴化物、鹼土金屬碘化物、以及鹼土金屬磷化物。鹼土金屬硝酸鹽的示例包括：硝酸鎂、硝酸鈣、硝酸鍶、以及硝酸鋇。鹼土金屬硫酸鹽的示例包括：硫酸鎂、硫酸鈣、硫酸鍶、以及硫酸鋇。鹼土金屬氯化物的示例包括：氯化鎂、氯化鈣、氯化鍶、以及氯化鋇。鹼土金屬氟化物的示例包括：氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶、以及氟化鋇。鹼土金屬溴化物的示例包括：溴化鎂、溴化鈣、溴化鍶、以及溴化鋇。鹼土金屬碘化物的示例包括：碘化鎂、碘化鈣、碘化鍶、以及碘化鋇。鹼土金屬磷化物的示例包括：磷化鎂、以及磷化鈣。
在無任何限制的情況下，有機鹼土金屬化合物根據預期目的被適當地選擇，提供的化合物包括：鹼土金屬以及有機基團。鹼土金屬和有機基團結合起來，例如，使用離子鍵、共價鍵、或者配位鍵。
在無任何限制的情況下，有機基團根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：可以具有取代基的烷基；可以具有取代基的烷氧基；可以具有取代基的醯氧基；可以具有取代基的苯基；可以具有取代基的乙醯丙酮基；以及可以具有取代基的磺酸基。烷基的示例包括C1-C6烷基。烷氧基的示例包括C1-C6烷氧基。醯氧基的示例包括：C1-C10醯氧基；使用苯環(如苯甲酸)替代其部分的醯氧基；使用羥基(如乳酸)替代其部分的醯氧基；以及具有兩個或多個羰基(如草酸以及檸檬酸)的醯氧基。
有機鹼土金屬化合物的示例包括：甲醇鎂、乙醇鎂、二乙基鎂、醋酸鎂、甲酸鎂、乙醯丙酮鎂、鎂-2-異辛酸、乳酸鎂、環烷酸鎂、檸檬酸鎂、水楊酸鎂、苯甲酸鎂、草酸鎂、三氟甲磺酸鎂、甲醇鈣、乙醇鈣、醋酸鈣、甲酸鈣、乙醯丙酮鈣、二(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)鈣(cilcium dipivaloylmethanato)、鈣-2-異辛酸、乳酸鈣、環烷酸鈣、檸檬酸鈣、水楊酸鈣、新癸酸鈣、苯甲酸鈣、草酸鈣、異丙醇鍶、醋酸鍶、甲酸鍶、乙醯丙酮鍶、鍶-2-異辛酸、乳酸鍶、環烷酸鍶、水楊酸鍶、草酸鍶、乙醇鋇、異丙醇鋇、醋酸鋇、甲酸鋇、乙醯丙酮鋇、鋇-2-異辛酸、乳酸鋇、環烷酸鋇、新癸酸鋇、草酸鋇、苯甲酸鋇、以及三氟甲磺酸鋇。
在無任何限制的情況下，在形成保護層的塗覆液體中含鹼土金屬的化合物的數量根據預期目的被適當地選擇。
-含鋁化合物-
含鋁化合物的示例包括：無機鋁化合物以及有機鋁化合物。
無機鋁化合物的示例包括：氯化鋁、硝酸鋁、溴化鋁、氫氧化鋁、硼酸鋁、氟化鋁、碘化鋁、硫酸鋁、磷酸鋁、以及硫酸鋁銨。
在無任何限制的情況下，有機鋁化合物根據預期目的被適當地選擇，提供的化合物包含鋁和有機基團。鋁和有機基團結合起來，例如，使用離子鍵、共價鍵、或者配位鍵。
在無任何限制的情況下，有機基團根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的醯氧基、可以具有取代基的乙醯丙酮基、以及可以具有取代基的磺酸基。烷基的示例包括C1-C6烷基。烷氧基的示例包括C1-C6烷氧基。醯氧基的示例包括：C1-C10醯氧基；使用苯環(如苯甲酸)替代其部分的醯氧基；使用羥基(如乳酸)替代其部分的醯氧基；以及具有兩個或多個羰基(如草酸以及檸檬酸)的醯氧基。
有機鋁化合物的示例包括：異丙醇鋁、鋁-仲丁醇、三乙基鋁、乙氧基二乙基鋁、醋酸鋁、乙醯丙酮鋁、六氟乙醯丙酮鋁、鋁-2-乙基己酸、乳酸鋁、鋁苯甲酸酯、鋁-二(仲丁醇)乙醯乙酸酯螯合物、以及三氟甲磺酸鋁。
在無任何限制的情況下，形成保護層的塗覆液體中含鋁化合物的數量根據預期目的被適當地選擇。
-含硼化合物-
含硼化合物的示例包括：無機硼化合物以及有機硼化合物。
無機硼化合物的示例包括：硼酸、氧化硼、三溴化硼、四氟硼酸、硼酸銨、以及硼酸鎂。氧化硼的示例包括：二氧化二硼、三氧化二硼、三氧化四硼酸、以及五氧化四硼酸。
在無任何限制的情況下，有機硼化合物根據預期目的被適當地選擇，提供的化合物包含硼和有機基團。硼和有機基團結合起來，例如，使用離子鍵、共價鍵、或者配位鍵。
在無任何限制的情況下，有機基團根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的醯氧基、可以具有取代基的苯基、可以具有取代基的磺 酸基、以及可以具有取代基的噻吩基。烷基的示例包括C1-C6烷基。烷氧基的示例包括C1-C6烷氧基。烷氧基包括有機基團，其包含兩個或多個氧原子，其中，兩個氧原子與硼鍵結，並且與硼形成環結構。此外，烷氧基包括一烷氧基，其中，使用有機矽烷基替代在該烷氧基中包含的烷基。醯氧基的示例包括C1-C10醯氧基。
有機硼化合物的示例包括：三乙基硼烷(triethyl borane)；(R)-5,5-聯苯-2-甲基-3,4-丙醇-1,3,2-惡唑硼烷((R)-5,5-diphenyl-2-methyl-3,4-propano-1,3,2-oxazaborolidine)；硼酸三異丙酯；2-異丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環(2-isopropoxy-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)；雙(乙烯基甘醇酸)二硼(bis(hexyleneglycolato)diboron)；4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼烷-2-基)-1H-吡唑，叔-丁基-N-[4-(4,4,5,5-四甲基-1,2,3-二氧雜硼烷-2-基)苯基]氨基甲酸酯(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-1H-pyrazole,tert-butyl-N-[4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,2,3-dioxaborolan-2-yl)phenyl]carbamate)；苯基硼酸；3-乙醯硼酸(3-acetylphenyl boronic acid)；三氟化硼乙酸絡合物；三氟化硼環丁碸絡合物；2-噻吩硼酸；以及三(三甲基矽基)硼酸鹽。
在無任何限制的情況下，形成保護層的塗覆液體中含硼化合物的數量根據預期目的被適當地選擇。
-溶劑-
在無任何限制的情況下，溶劑根據預期目的被適當地選擇，提供的溶劑為穩定地溶解或分散上述各種化合物。溶劑的示例包括：甲苯、二甲苯、均三甲苯、異丙醇、苯甲酸乙酯、氨,氨-二甲基甲醯胺(N,N-dimethylformamide)、碳酸丙烯酯、2-異辛酸、礦物油精、二甲基丙烯脲、4-丁內酯、2-甲氧基乙醇、以及水。
在無任何限制的情況下，形成保護層的塗覆液體中溶劑的數量根據預期目的被適當地選擇。
在無任何限制的情況下，形成保護層的塗覆液體中含矽化合物和含鹼土金屬化合物的比例(含矽化合物：含鹼土金屬化合物)根據預期目的被適當地選擇，但是，基於氧化物(SiO2、BeO、MgO、CaO、SrO、 BaO)轉換的比例較佳為30.0mol%至95.0mol%：5.0mol%至40.0mol%，更佳為50.0mol%至90.0mol%：10.0mol%至30.0mol%。
在無任何限制的情況下，形成保護層的塗覆液體中在含矽化合物、含鹼土金屬化合物與含鋁化合物和含硼化合物的總和之間的比例(含矽化合物：含鹼土金屬化合物：含鋁化合物與含硼化合物的總和)根據預期目的被適當地選擇，但是，基於氧化物(SiO2、BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Al2O3、B2O3)轉換的比例較佳為30.0mol%至95.0mol%：1.0mol%至30.0mol%：1.0mol%至50.0mol%，更佳為50.0mol%至90.0mol%：5.0mol%至20.0mol%：5.0mol%至30.0mol%。
-使用形成保護層的塗覆液體形成保護層的方法-
下面解釋使用形成保護層的塗覆液體形成保護層的方法的一示例。
保護層的形成方法包括：塗覆步驟以及熱處理步驟，並且可以根據需要進一步包括其他步驟。
在無任何限制的情況下，塗覆步驟根據預期目的被適當地選擇，提供的塗覆步驟包括：使用形成保護層的塗覆液體塗覆待塗覆的物體。
在無任何限制的情況下，塗覆方法根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：包含有通過溶液製程形成薄膜；隨後通過光刻法圖案化薄膜的方法；以及包含有通過印刷製程(如，噴墨印刷、奈米印刷、以及凹版印刷)直接地形成所需形狀的薄膜的方法。
溶液製程的示例包括：浸塗、旋塗、模塗、以及噴嘴印刷。
在無任何限制的情況下，熱處理步驟根據預期目的被適當地選擇，提供的步驟包括：使塗覆在物體上的形成保護層的塗覆液體遭受熱處理。
注意，在熱處理中，塗覆在物體上的形成保護層的塗覆液體可以通過風乾來乾燥。
熱處理進行溶劑的乾燥、金屬氧化物混合物的生成等。
在熱處理步驟中，溶劑的乾燥(以下稱為“乾燥步驟”)，以及金屬氧化物混合物的生成(以下稱為“生成步驟”)較佳在不同溫度下進行。
具體地，較佳的是，在乾燥溶劑之後，升高溫度以進行金屬氧化物混合物的生成。
在生成金屬氧化物混合物時，例如，進行含矽化合物、含鹼土金屬化合物、含鋁化合物、以及含硼化合物的分解。
在無任何限制的情況下，乾燥步驟的溫度根據所包含的溶劑被適當地選擇。例如，其溫度為80℃至180℃。在乾燥中，有效地使用真空電爐，以降低乾燥溫度。
在無任何限制的情況下，乾燥步驟的持續時間根據預期目的被適當地選擇，例如，其為10分鐘至1小時。
在無任何限制的情況下，生成步驟的溫度根據預期目的被適當地選擇，但是，較佳為100℃或更高，但是低於450℃，更佳為200℃至400℃。
在無任何限制的情況下，生成步驟的持續時間根據預期目的被適當地選擇，例如，其為1小時至5小時。
注意，在熱處理步驟中，乾燥和生成可以連續地進行，或者可以使用多個步驟單獨地進行。
在無任何限制的情況下，熱處理的方法根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：含有加熱待塗覆物體的方法。
在無任何限制的情況下，熱處理的環境根據預期目的被適當地選擇，但是較佳為氧氣環境。通過在氧氣環境中進行熱處理，可以自系統中迅速排放分解產物，並且可以加快金屬氧化物混合物的生成。
在熱處理中，將具有400nm或更短波長的紫外線應用至乾燥之後的材料上以加速生成反應是有效的。由於使用具有400nm或更短波長的紫外線，包含在乾燥之後的材料中的有機材料的化學鍵被切斷，以分解有機材料。因此，金屬氧化物混合物可以有效地形成。
在無任何限制的情況下，具有400nm或更短波長的紫外線根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：具有自準分子燈發射222nm波長的紫外線。
此外，較佳地，使用臭氧來取代紫外線或者除施加紫外線之外使用臭氧。通過將臭氧應用於乾燥之後的材料，加速氧化物的生成。
<閘極絕緣層>
在無任何限制的情況下，閘極絕緣層根據預期目的被適當地選擇，提供的絕緣層形成在基板與保護層之間。
在無任何限制的情況下，閘極絕緣層的材料根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：已經被廣泛地用於大規模生產的材料，如SiO2，SiNx，以及Al2O3；高介電常數材料，如La2O3，以及HfO2；以及有機材料，如聚醯亞胺和氟樹脂。
-閘極絕緣層的形成方法-
在無任何限制的情況下，閘極絕緣層的形成方法根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：真空成膜法(如濺射)、化學氣相沉積(CVD)、以及原子層沉積(ALD)；以及印刷方法(如旋塗、模塗、以及噴墨印刷)。
在無任何限制的情況下，閘極絕緣層的平均薄膜厚度根據預期目的被適當地選擇，但是較佳為50nm至3μm，更佳為100nm至1μm。
<源電極和汲電極>
在無任何限制的情況下，源電極和汲電極根據預期目的被適當地選擇，提供的電極用於獲得電流。
源電極和汲電極形成為與閘極絕緣層接觸。
在無任何限制的情況下，源電極和汲電極的材料根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：金屬(如Mo、Al、Ag、以及Cu)；該等金屬之合金；透明導電氧化物(如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO))、以及摻雜銻的氧化錫(Antimony-doped Tin Oxide，ATO)；以及有機導電體(如，聚乙烯二氧噻吩(Polyethylene Dioxythiophene，PEDOT)、以及聚苯胺(Polyaniline，PANI))。
-源電極和汲電極的形成方法-
在無任何限制的情況下，源電極和汲電極的形成方法根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：(i)包含有通過濺射或浸塗形成薄膜、隨後通過光刻法圖案化薄膜的方法；以及(ii)包含有通過印刷製程(如噴墨印刷、奈米印刷、以及凹版印刷)直接地形成所需形狀的薄膜的方法。
在無任何限制的情況下，源電極和汲電極的每一個的平均薄 膜厚度根據預期目的被適當地選擇，但是較佳為20nm至1μm，更佳為50nm至300nm。
<半導體層>
半導體層至少形成在源電極與汲電極之間。
半導體層與閘極絕緣層、源電極、以及汲電極接觸。
在無任何限制的情況下，“在源電極與汲電極之間”的位置根據預期目的被適當地選擇，提供的位置為半導體層可以使場效電晶體與源電極和汲電極一起起作用的位置。
在無任何限制的情況下，半導體層的材料根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：矽半導體、以及氧化物半導體。矽半導體的示例包括：多晶矽(Polycrystalline Silicon，p-Si)、以及非晶矽(Amorphous Silicon，a-Si)。氧化物半導體的示例包括：In-Ga-Zn-O、I-Z-O、以及In-Mg-O。其中，氧化物半導體是較佳的。
-半導體層的形成方法-
在無任何限制的情況下，半導體層的形成方法根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：包含有通過真空製程，例如濺射、脈衝鐳射沉積(PLD)、化學氣相沉積(CVD)、以及原子層沉積(ALD)，或者溶液製程，例如浸塗、旋塗、以及模塗，形成薄膜、隨後通過光刻法圖案化薄膜的方法；以及包含有通過印刷製程，例如噴墨印刷、奈米印刷、以及凹版印刷)，直接地形成所需形狀的薄膜的方法。
在無任何限制的情況下，半導體層的平均薄膜厚度根據預期目的被適當地選擇，但是較佳為5nm至1μm，10nm至0.5μm。
<閘電極>
閘電極形成在提供有半導體層的一側的相對側處，並且在閘電極與半導體層之間具有閘極絕緣層。
閘電極與閘極絕緣層接觸。
在無任何限制的情況下，閘電極的材料根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：金屬(如Mo、Al、Ag、以及Cu)；該等金屬之合金；透明導電氧化物(如銦錫氧化物(ITO))、以及摻雜銻的氧化錫(ATO)；以及有機導電體(如聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)、以及聚苯胺 (PANI))。
-閘電極的形成方法-
在無任何限制的情況下，閘電極的形成方法根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：(i)包含有通過濺射或浸塗形成薄膜、隨後通過光刻法圖案化薄膜的方法；以及(ii)包含有通過印刷製程，例如噴墨印刷、奈米印刷、以及凹版印刷，直接地形成所需形狀的薄膜的方法。
在無任何限制的情況下，閘電極的平均薄膜厚度根據預期目的被適當地選擇，但是較佳為20nm至1μm，更佳為50nm至300nm。
在無任何限制的情況下，場效電晶體的結構根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括下面結構的場效電晶體。
(1)一種場效電晶體，包括：基板；閘電極，形成在該基板上；閘極絕緣層，形成在該閘電極上；源電極和汲電極，均形成在該閘極絕緣層上；半導體層，形成在源電極與汲電極之間；以及保護層，形成在該半導體層上。
(2)一種場效電晶體，包括：基板；源電極和汲電極，均形成在該基板上；半導體層，形成在該源電極與該汲電極之間；閘極絕緣層，形成在該源電極、該汲電極、以及該半導體層上；閘電極，形成在該閘極絕緣層上；以及保護層，形成在該閘電極上。
具有結構(1)的場效電晶體的示例包括：底部接觸/底部閘極場效電晶體(第3A圖)，以及頂部接觸/底部閘極場效電晶體(第3B圖)。
具有結構(2)的場效電晶體的示例包括：底部接觸/頂部閘極場效電晶體(第3C圖)，以及頂部接觸/頂部閘極場效電晶體(第3D圖)。
在第3A圖至第3D圖中，元件符號21表示基板，元件符號22表示閘電極，元件符號23表示閘極絕緣層，元件符號24表示源電極，元件符號25表示汲電極，元件符號26表示氧化物半導體層，以及元件符號27表示保護層。
場效電晶體可以適當地用於下面提及的顯示元件，但是其使用不侷限於顯示元件。例如，場效電晶體可以用於IC卡、ID標籤等。
(顯示元件)
本發明的顯示元件至少包括：一光學控制元件；以及一驅動 電路，被配置以驅動光學控制元件，並且根據需要可以進一步包括其他構件。
<光學控制元件> 在無任何限制的情況下，光學控制元件根據預期目的被適當地選擇，提供的元件為根據驅動信號控制光學輸出。其示例包括：一電致發光(EL)元件、一電致變色(Electrochromic，EC)元件、一液晶元件、一電泳(electrophoretic)元件、以及一電潤濕(electrowetting)元件。 <驅動電路>
在無任何限制的情況下，驅動電路根據預期目的被適當地選擇，提供的電路具有本發明的場效電晶體，並且驅動光學控制元件。
<其他構件>
在無任何限制的情況下，其他構件根據預期目的被適當地選擇。
因為顯示元件包括本發明的場效電晶體，顯示元件可以實現長效的光學控制以及高速操作。
(影像顯示裝置)
本發明的影像顯示裝置至少包括：複數個顯示元件；複數條線；以及一顯示控制裝置，並且可以根據需要進一步包括其他構件。
影像顯示裝置為一裝置，被配置以根據影像資料顯示影像。
<顯示元件>
在無任何限制的情況下，顯示元件根據預期目的被適當地選擇，提供的本發明的顯示元件排列為一矩陣形式。
<線>
在無任何限制的情況下，線根據預期目的被適當地選擇，提供的每一條線被配置以分別施加閘電壓至顯示元件中之每一個場效電晶體。
<顯示控制裝置>
在無任何限制的情況下，顯示控制裝置根據預期目的被適當地選擇，提供的顯示控制裝置能夠根據影像資料通過複數條線獨立地控制場效電晶體之每一個的閘電壓。
<其他構件>
在無任何限制的情況下，其他構件根據預期目的被適當地選擇。
因為影像顯示裝置包括本發明的顯示元件，影像顯示裝置可以實現長壽命和高速操作。
在行動資訊裝置(例如，行動電話、行動音樂播放器、行動視頻播放器、電子書、以及個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA))或成像裝置(例如，靜態照像機、以及攝影機)中，影像顯示裝置可以被用作為顯示單元。此外，在運輸系統(如汽車、飛機、火車、以及船舶)中，影像顯示裝置可以被用作為各種資訊的顯示元件。此外，在測量裝置、分析裝置、醫療設備、或者廣告媒體中，影像顯示裝置可以被用作為用於顯示各種資訊的顯示單元。
(系統)
本發明的系統至少包括：本發明的影像顯示裝置、以及一影像資料形成裝置。
該影像資料形成裝置為一裝置，被配置以基於將要顯示的影像資訊創建影像資料，並且將該影像資料輸出至影像顯示裝置。
下面參考圖式解釋本發明的顯示元件、影像顯示裝置、以及系統。
首先，作為本發明的系統的一示例，一電視裝置被說明。
作為本發明的系統的一示例的電視裝置可以具有例如在JP-A第2010-074148號的第[0038]至[0058]段以及第1圖中描述的結構。
下面，解釋本發明的影像顯示裝置。
本發明的影像顯示裝置可以具有例如在JP-A第2010-074148號的第[0059]至[0060]段、以及第2圖和第3圖中描述的結構。
下面，參考圖式解釋本發明的顯示元件。
第1圖為說明顯示器310的示意圖，其中顯示元件排列為矩陣形式。如第1圖所示，顯示器310包括：“n”條掃描線(X0,X1,X2,X3,…Xn-2,Xn-1)，沿X軸方向以固定間隔排列；“m”條資料線(Y0,Y1,Y2,Y3,…Ym-1)，沿Y軸方向以固定間隔排列；以及“m”條電流供應線(Y0i, Y1i,Y2i,Y3i,…Ym-1i)，沿Y軸方向以固定間隔排列。
如上所述，顯示元件規定使用掃描線和資料線。
第2圖為說明本發明之顯示元件的一示例的示意性結構圖。
如第2圖所示，作為一示例，顯示元件包括：有機EL元件350；以及驅動電路320，用於使有機EL元件350發光。即，顯示器310為所謂的主動矩陣型有機EL顯示器。此外，顯示器310為32英寸彩色顯示器。注意，顯示器的尺寸不局限於上述尺寸。
將解釋第2圖的驅動電路320。
驅動電路320包括：兩個場效電晶體11和12；以及一電容器13。
場效電晶體11起切換元件的作用。閘電極G與某一掃描線連接，源電極S與某一資料線連接。此外，汲電極D與電容器13的一終端連接。
電容器13用於儲存場效電晶體11的狀態，即儲存資料。電容器13的另一終端連接至某一電流供應線。
場效電晶體12用於將大電流供應至有機EL元件350。閘電極G連接至汲電極D的場效電晶體11。汲電極D連接至有機EL元件350的正電極，源電極S連接至某一電流供應線。
當場效電晶體11被切換為“開啟”狀態時，通過場效電晶體12驅動有機EL元件350。
如第3A圖所示，作為其一示例，場效電晶體11、12的每一個包括：基板21；閘電極22；閘極絕緣層23；源電極24；汲電極25；氧化物半導體層26；以及保護層27。
可以通過在本發明之場效電晶體的描述中所解釋的製程利用材料來形成場效電晶體11、12。
第4圖為說明有機EL元件之一示例的示意性結構圖。
在第4圖中，有機EL元件350包括：負電極312；正電極314；以及有機EL薄膜層340。
在無任何限制的情況下，負電極312的材料根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：鋁(Al)、鎂(Mg)-銀(Ag)合金、鋁(Al)-鋰(Li) 合金、以及銦錫氧化物(ITO)。注意，鎂-銀合金形成具有其充分厚度的高反射率電極，並且其極薄的薄膜(約小於20nm)形成半透明電極。在第4圖中，光線係由正電極的一側取出，但光線可通過將負電極製造為透明或半透明電極而可以自負電極的一側取出。
在無任何限制的情況下，正電極314的材料根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)、以及銀(Ag)-釹(Nd)合金。注意，在使用銀合金的情況下，獲得的電極變為高反射率電極，其適於自負電極的一側取出光線。
有機EL薄膜層340包括：電子傳輸層342、發光層344、以及電洞傳輸層346。電子傳輸層342連接至負電極312，電洞傳輸層346連接至正電極314。當在正電極314與負電極312之間施加預定電壓時，發光層344發射光線。
這裏，電子傳輸層342和發光層344可以形成一層。此外，電子注入層可以提供在電子傳輸層342與負電極312之間。此外，電洞注入層可以提供在電洞傳輸層346與正電極314之間。
在第4圖中，關於光學控制元件，解釋所謂的“底部發射”有機EL元件，其中自基板側取出光線。然而，光學控制元件可以為“頂部發射”有機EL元件，其中自與基板的相對側取出光線。
第5圖描述了顯示元件的一示例，其中結合有機EL元件350和驅動電路320。
顯示元件包括：基板31；第一閘電極32和第二閘電極33；閘極絕緣層34；第一源電極35和第二源電極36；第一汲電極37和第二汲電極38；第一氧化物半導體層39和第二氧化物半導體層40；第一保護層41和第二保護層42；層間絕緣薄膜43；有機EL層44；以及負電極45。第一汲電極37和第二閘電極33經由通孔連接至閘極絕緣層34。
從第5圖中可以看出，為了實際方便起見，電容器形成在第二閘電極33與第二汲電極38之間。實際上，形成電容器的位置不被限制，可以在適當的位置提供具有適當電容的電容器。
此外，在第5圖的顯示元件中，第二汲電極38作用為有機EL元件350的正電極。
基板31、第一閘電極32、第二閘電極33、閘極絕緣層34、第一源電極35、第二源電極36、第一汲電極37、第二汲電極38、第一氧化物半導體層39、第二氧化物半導體層40、第一保護層41、以及第二保護層42可以通過在本發明之場效電晶體的描述中所解釋的製程利用材料來形成。
在無任何限制的情況下，層間絕緣薄膜43(整平(leveling)薄膜)的材料根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：樹脂(如聚醯亞胺、壓克力、以及氟樹脂)；使用上述樹脂的任意一個的感光性樹脂；以及旋塗玻璃(Spin On Glass，SOG)。在無任何限制的情況下，形成層間絕緣薄膜的製程根據預期目的被適當地選擇。例如，薄膜可以通過旋塗、噴墨印刷、狹縫塗布、噴嘴印刷、凹版印刷、或浸塗直接地形成為具有所需形狀。在感光性材料的情況下，可以通過光刻法圖案化薄膜。
在無任何限制的情況下，有機EL層44和負電極45的生產方法根據預期目的被適當地選擇，並且其示例包括：真空成膜法(如真空沉積和濺射)；以及溶液製程(如噴墨印刷、以及噴嘴塗布)。
在如上所述的方式中，可以生產所謂“底部發射”有機EL元件的顯示元件，其中自基板側導出光線。在此情況下，基板31、閘極絕緣層34、以及第二汲電極(正電極)38需要是透明的。
在第5圖中，有機EL元件350被提供在相鄰於驅動電路320的結構。然而，顯示元件可以具有有機EL元件350被提供在驅動電路320之上的結構，如第6圖所示。在此情況下，有機EL元件也為“底部發射”型，其中自基板側導出發射的光線，因此，驅動電路320需要是透明的。關於源電極和汲電極或者正電極，較佳地使用透明導電氧化物，如ITO、In2O3、SnO2、ZnO、摻雜Ga的ZnO、摻雜Al的ZnO、以及摻雜Sb的SnO2。
顯示控制裝置400包括：影像資料處理電路402、掃描線驅動電路404、以及資料線驅動電路406，如第7圖所示，作為示例。
影像資料處理電路402基於影像輸出電路的輸出信號判斷顯示器310中複數個顯示元件302的亮度。
掃描線驅動電路404根據影像資料處理電路402的指令分別施加電壓至“n”條掃描線。
資料線驅動電路406根據影像資料處理電路402的指令分別施加電壓至“m”條資料線。
注意，在本實施例中，描述有機EL薄膜層是由電子傳輸層、發光層、以及電洞傳輸層構成的情形，但是不侷限於此。例如，電子傳輸層和發光層可以形成為一層。此外，電子注入層可以提供在電子傳輸層與負電極之間。此外，電洞注入層可以提供在電洞傳輸層與正電極之間。
此外，在本實施例中解釋“底部發射”的情形，其中自基板側導出發射的光線，但是不局限於此。例如，可以通過使用高反射率電極(如銀-釹合金)作為正電極314，並且使用半透明電極(如，鎂-銀合金)或者透明電極(如，ITO)作為負電極312自基板的相對側導出光線。
此外，在本實施例中解釋光學控制元件為有機EL元件的情形，但是不侷限於此。例如，光學控制元件可以為電致變色元件。在此情況下，顯示器310變為電致變色顯示器。
此外，光學控制元件可以為液晶元件。在此情況下，顯示器310變為液晶。如第8圖所示，作為示例，不需要提供顯示元件302’的電流供應線。
此外，在此情況下，驅動電路320’可以由與上述場效電晶體(場效電晶體11、12)類似的場效電晶體14、以及電容器15構成，如第9圖所示，作為示例。在場效電晶體14中，閘電極G連接至某一掃描線，源電極S連接至某一資料線。此外，汲電極D連接至液晶元件370的像素電極，並且連接至電容器15。注意，在第9圖中的元件符號中，元件16、372為液晶元件370的各個反向電極(共同電極)。
在本實施例中，光學控制元件可以為電泳元件。或者，光學控制元件可以為電潤濕元件。
此外，在本實施例中，解釋顯示器為彩色顯示器的情形，但是不侷限於這種情形。
注意，根據本實施例中的場效電晶體可以被用作為產品(例如，IC卡、以及ID標籤)而不是顯示元件。
因為本發明的場效電晶體具有高操作速度和高可靠性，可以獲得與顯示元件、影像顯示裝置、以及系統相同的效果，該顯示元件、影 像顯示裝置、以及系統的每一個使用場效電晶體。
實施例
下面將解釋本發明的實施例，但是，實施例不應該被解釋為限制本發明的範圍。在下面的實施例中，“%”表示“質量百分比”，除非另有說明。
(實施例1至4) <場效電晶體的生產> -準備形成保護層的塗覆液體-
根據表1中描述的數量，使用甲苯稀釋四丁氧基矽烷(奧瑞奇(Aldrich)的T5702-100G)、鋁-二(仲丁醇)乙醯乙酸酯螯合物(Al含量：8.4%，阿法埃莎(Alfa Aesar)的Alfa 89349)、三異丙酯硼酸(由和光化學股份有限公司(Wako Chemical Ltd.)製造的Wako 320-41532)、鈣2-乙基己酸礦物油精溶液(Ca含量：5%，Wako 351-01162，由和光化學股份有限公司製造)、以及鍶2-乙基己酸甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，由和光純藥工業(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.)製造)，從而獲得形成保護層的塗覆液體。通過形成保護層的塗覆液體所形成的金屬氧化物具有如表2所描述的構成。
然後，生產如第3A圖所示的底部接觸/底部閘極場效電晶體。
-閘電極的形成-
首先，閘電極22形成在玻璃基板(基板21)上。具體地，鉬(Mo)薄膜通過直流(DC)濺射形成在玻璃基板(基板21)上，以使Mo薄膜的平均薄膜厚度約為100nm。此後，光刻膠塗覆在Mo薄膜上，然後該光刻膠遭受預焙烤，通過曝光裝置曝光，以及顯影，從而形成抗蝕圖案，該抗蝕圖案與所形成的閘電極22的圖案相同。然後，通過反應離子蝕刻(Reactive Ion Etching，RIE)去除尚未形成抗蝕圖案的Mo薄膜的區域。此後，去除保留的抗蝕圖案，從而形成由Mo薄膜構成的閘電極22。
-閘極絕緣層的形成-
然後，閘極絕緣層23形成在閘電極22上。具體地，Al2O3薄膜通過射頻(RF)濺射形成在閘電極22和玻璃基板(基板21)上，以 使Al2O3薄膜的平均薄膜厚度約為300nm，從而形成閘極絕緣層23。
-源電極和汲電極的形成-
然後，源電極24和汲電極25形成在閘極絕緣層23上。具體地，Mo薄膜通過DC濺射形成在閘極絕緣層23上，以使Mo薄膜的平均薄膜厚度約為100nm。此後，光刻膠塗覆在Mo薄膜上，然後，該光刻膠遭受預焙烤，通過曝光裝置曝光，以及顯影，從而形成抗蝕圖案，該抗蝕圖案與所形成的源電極24和汲電極25的圖案相同。然後，去除尚未形成抗蝕圖案的Mo薄膜的區域。此後，去除保留的抗蝕圖案，從而形成源電極24和汲電極25，該源電極24和汲電極25的每一個由Mo薄膜構成。
-氧化物半導體層的形成-
然後，形成氧化物半導體層26。具體地，通過DC濺射形成Mg-In氧化物(In2MgO4)薄膜，以使平均薄膜厚度約為100nm。此後，光刻膠塗覆在Mg-In氧化物薄膜上，然後該光刻膠遭受預焙烤，通過曝光裝置曝光，以及顯影，從而形成抗蝕圖案，該抗蝕圖案與所形成的氧化物半導體層26的圖案相同。通過濕蝕刻去除尚未形成抗蝕圖案的Mg-In氧化物薄膜的區域。此後，去除抗蝕圖案，從而形成氧化物半導體層26。因此，形成氧化物半導體層26，以使通道形成在源電極24與汲電極25之間。
-保護層的形成-
然後，用於形成保護層的0.4mL的塗覆液體逐滴(drop wise)塗覆在基板上，並且在特定條件(在以300rpm旋轉5秒之後，以3,000rpm旋轉20秒，隨後停止旋轉至0rpm 5秒)下旋塗所塗覆的塗覆液體。隨後，在120℃下在大氣中乾燥所塗覆的塗覆液體1小時，隨後在400℃下在O2環境中焙烤3小時，從而形成SiO2-Al2O3-B2O3-CaO-SrO金屬氧化物混合物絕緣薄膜(保護層)，作為保護層27。以此方式，完成場效電晶體。
保護層27的平均薄膜厚度約為30nm。
最終，關於後處理的熱處理，在320℃下進行熱處理30分鐘，隨後遭受場效電晶體的保護層27以評估外觀。結果顯示在表2中。
<生產用於測量介電常數的電容器>
生產具有如第10圖所示之結構的電容器。首先，底部電極82形成在玻璃基板81上。具體地，通過DC濺射經由金屬掩膜形成Mo薄 膜，以使其平均薄膜厚度約為100nm。然後，以與每一個實施例的場效電晶體的保護層的形成相同的製程形成介電層83。最終，上部電極84以與底部電極82相同的材料和相同的製程形成在介電層83上，從而生產電容器。介電層83的平均薄膜厚度為30nm。憑藉LCR測量儀(安捷倫的4284A)測量所生產的電容器的介電常數。結果顯示在表2中。
<生產用於測量線性膨脹係數的樣品>
準備用於形成每一個實施例的保護層(1L)的塗覆液體，隨後去除溶劑。產物被放置在白金坩鍋中，並且在1,600℃下加熱並熔化，隨後通過浮法製程生產具有直徑為5mm，高度為10mm的圓柱形物體。所生產的圓柱形物體在20℃至300℃的溫度範圍內憑藉熱力學分析裝置(8310系列，由理學集團製造)遭受平均線性膨脹係數的測量。所生產的圓柱形物體具有與每一個實施例的場效電晶體的保護層相同的構成，因此，其具有與每一個實施例的場效電晶體的保護層相同的線性膨脹係數。
在表2中，“-”表示比為0%，這在表4、6、8、11、12、13、以及15中相同。
(實施例5至7)
根據表3中描述的數量，使用甲苯稀釋1,1,1,3,3,3-六甲基二矽氮烷(HMDS，由東京應化工業(Tokyo Ohka Kogyo Co.,Ltd.)製造)、鋁-二(仲丁醇)乙醯乙酸酯螯合物(Al含量：8.4%，阿法埃莎的Alfa 89349)、苯基硼酸(Wako 163-23222，由和光純藥工業製造)、鎂2-乙基己酸甲苯溶液(Mg含量：3%，Stream 12-1260，由Strem化學股份有限公司製造)、鈣2-乙基己酸礦物油精溶液(Ca含量：5%，Wako 351-01162，由和光化學股份有限公司製造)、鍶2-乙基己酸甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，由和光純藥工業製造)、以及鋇2-乙基己酸甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，由和光純藥工業製造)，從而獲得形成保護層的塗覆液體。通過形成保護層的塗覆液體所形成的金屬氧化物具有如表4中描述的構成。
使用所準備之用於形成保護層的塗覆液體以與實施例1相同的方式生產場效電晶體、電容器、以及圓柱形物體，並且以與實施例1相同的方式評估。結果顯示在表4中。
(實施例8和9)
根據表5中描述的數量，使用甲苯稀釋1,1,1,3,3,3-六甲基二矽氮烷(HMDS，由東京應化工業製造)、鋁-二(仲丁醇)乙醯乙酸酯螯合物(Al含量：8.4%，阿法埃莎的Alfa 89349)、鎂2-乙基己酸甲苯溶液(Mg含量：3%，Stream 12-1260，由Strem化學股份有限公司製造)、以及鍶2-乙基己酸甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，由和光純藥工業製造)，從而準備形成保護層的塗覆液體。通過形成保護層的塗覆液體所形成的金屬氧化物具有如表6中描述的構成。
使用所準備之用於形成保護層的塗覆液體以與實施例1相同的方式生產場效電晶體、電容器、以及圓柱形物體，並且以與實施例1相同的方式評估。結果顯示在表6中。
(實施例10和11)
根據表7中描述的數量，使用甲苯稀釋1,1,1,3,3,3-六甲基二矽氮烷(HMDS，由東京應化工業製造)、2-異丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環(Wako 325-41462，由和光化學股份有限公司製造)、鈣2-乙基己酸礦物油精溶液(Ca含量：5%，Wako 351-01162，由和光化學股份有限公司製造)、以及鋇2-乙基己酸甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，由和光純藥工業製造)，從而準備形成保護層的塗覆液體。通過形成保護層的塗覆液體所形成的金屬氧化物具有如表8中描述的構成。
使用所準備之用於形成保護層的塗覆液體以與實施例1相同的方式生產場效電晶體、電容器、以及圓柱形物體，並且以與實施例1相同的方式評估。結果顯示在表8中。
(實施例12至18)
根據表9和表10中描述的數量，使用甲苯稀釋四丁氧基矽烷(奧瑞奇的T5702-100G)、鎂2-乙基己酸甲苯溶液(Mg含量：3%，Stream 12-1260，由Strem化學股份有限公司製造)、鈣2-乙基己酸礦物油精溶液(Ca含量：5%，Wako 351-01162，由和光化學股份有限公司製造)、鍶2-乙基己 酸甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，由和光純藥工業製造)、以及鋇2-乙基己酸甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，由和光純藥工業製造)，從而準備形成保護層的塗覆液體。通過形成保護層的塗覆液體所形成的金屬氧化物具有表11和12中描述的構成。
使用所準備之用於形成保護層的塗覆液體以與實施例1相同的方式生產場效電晶體、電容器、以及圓柱形物體，並且以與實施例1相同的方式評估。結果顯示在表11和12中。
(比較實施例1) <生產場效電晶體>
首先，閘電極、閘極絕緣層、源電極和汲電極、以及氧化物半導體層以與實施例1相同的方式形成在玻璃基板上。
-保護層的形成-
然後，形成保護層。具體地，通過旋塗(以500rpm旋轉10秒，隨後以2,000rpm旋轉30秒)塗覆0.4mL的氟樹脂塗覆液體(Cytop CTL-809A，由旭硝子股份有限公司(ASAHI GLASS CO.,LTD.)製造)。然後，塗覆的塗覆液體在90℃下預焙烤30分鐘，隨後在230℃下後焙烤60分鐘，從而形成保護層，以覆蓋氧化物半導體層。以此方式形成的保護層具有約1,500nm的平均薄膜厚度。
最終，關於後處理的熱處理，在320℃下進行熱處理30分鐘，隨後遭受場效電晶體的保護層27，以評估外觀。結果顯示在表13中。
<生產測量介電常數的電容器>
生產具有第10圖所示的結構的電容器。首先，底部電極82形成在玻璃基板81上。具體地，通過DC濺射經由金屬掩膜形成Mo薄膜，以使其平均薄膜厚度約為100nm。然後，以與比較實施例1之場效電晶體的保護層的形成相同的製程形成介電層83。最終，上部電極84通過使用與底部電極82相同的材料和相同的製程形成在介電層83上，從而生產電容 器。介電層83的平均薄膜厚度為1,500nm。憑藉LCR測量儀(安捷倫的4284A)測量所生產的電容器的介電常數。結果顯示在表13中。
<生產測量線性膨脹係數的樣品>
首先，氟樹脂塗覆液體(Cytop CTL-809A，由旭硝子股份有限公司製造)被稀釋為2倍的氟基溶劑(CT-SOLV180，由旭硝子股份有限公司製造)，從而準備塗覆液體。然後，通過旋塗(以500rpm旋轉10秒，隨後以1,000rpm旋轉30秒)將0.4mL的塗覆液體塗覆在單晶Si基板上。隨後，在90℃下預焙烤所塗覆的塗覆液體30分鐘，隨後在230℃下後焙烤60分鐘，從而準備測量線性膨脹係數的樣品。該樣品的平均薄膜厚度為300nm。所生產的用於測量線性膨脹係數的樣品在20℃至80℃的溫度範圍內通過X光反射儀遭受平均線性膨脹係數的測量。結果顯示在表13中。
(比較實施例2) <生產場效電晶體>
首先，閘電極、閘極絕緣層、源電極和汲電極、以及氧化物半導體層以與實施例1相同的方式形成在玻璃基板上。
-形成保護層-
然後，形成保護層。具體地，使用SiCl4作為原材料通過電漿增強化學氣相沉積(Plasma Enhanced CVD，PECVD)形成SiO2層作為保護層，以完成場效電晶體。以此方式形成的保護層具有約30nm的平均薄膜厚度。
最終，關於後處理的熱處理，在320℃下進行熱處理30分鐘，隨後遭受場效電晶體的保護層27，以評估外觀。結果顯示在表13中。
<生產測量介電常數的電容器>
生產具有第10圖所示的結構的電容器。首先，底部電極82形成在玻璃基板81上。具體地，通過DC濺射經由金屬掩膜形成Mo薄膜，以使其平均薄膜厚度約為100nm。然後，以與比較實施例2之場效電晶體的保護層的形成相同的製程形成介電層83。最終，上部電極84通過使用與底部電極82相同的材料和相同的製程形成在介電層83上，從而生產電容器。介電層83的平均薄膜厚度為30nm。憑藉LCR測量儀(安捷倫的4284A)測量所生產的電容器的介電常數。結果顯示在表13中。
<生產測量線性膨脹係數的樣品>
SiCl4被用作為原材料。通過在氧-氫焰中進行的水解生長矽粉，從而獲得SiO2多孔材料。該SiO2多孔材料在1,600℃的高溫下熔化，從而準備具有直徑為5mm、高度為10mm的圓柱形SiO2玻璃。所生產的圓柱形玻璃在20℃至300℃的溫度範圍內憑藉熱力學分析裝置(8310系列，由理學集團製造)遭受平均線性膨脹係數的測量。所生產的圓柱形玻璃具有與比較實施例2之場效電晶體的保護層相同的構成，因此具有與比較實施例2之場效電晶體的保護層相同的線性膨脹係數。
(比較實施例3和4)
根據表14中描述的數量，使用甲苯稀釋四丁氧基矽烷(奧瑞奇的T5702-100G)、鋁-二(仲丁醇)乙醯乙酸酯螯合物(Al含量：8.4%，阿法埃莎的Alfa 89349)、以及2-異丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環(Wako 325-41462，由和光化學股份有限公司製造)，從而獲得形成保護層 的塗覆液體。通過形成保護層的塗覆液體所形成的金屬氧化物具有如表15中描述的構成。
使用所準備之用於形成保護層的塗覆液體以與實施例1相同的方式生產場效電晶體、電容器、以及圓柱形物體，並且以與實施例1相同的方式評估。結果顯示在表15中。
<場效電晶體的外觀，以及保護層的介電常數和線性膨脹係數>
可以確定，比較實施例2至4的場效電晶體的保護層在源電極24和汲電極25之上或者在由Mg-In氧化物(In2MgO4)薄膜構成的氧化物半導體層26之上的位置中被剝裂，其中源電極24和汲電極25的每一個由Mo薄膜構成。
這可能是因為在Mo薄膜或Mg-In氧化物薄膜與保護層之間的介面處產生壓力，因為與約為30×10-7的Mo薄膜或Mg-In氧化物(In2MgO4)薄膜的線性膨脹係數相比較，比較實施例2至4的每一個場效電晶體的保護層的線性膨脹係數小，即，5×10-7至20×10-7。
與上述相比較，實施例1至18的場效電晶體的保護層由於其構成具有7.0或更低的介電常數，但是具有30.0×10-7或更高的線性膨脹係數，並且具有無剝裂且顯示優良的結果。尤其是，實施例1至3、5至14、以及16至18的場效電晶體的保護層具有6.0或更低的介電常數，以及30.0×10-7至60.0×10-7的線性膨脹係數，並且顯示更優良的結果。
此外，在比較實施例1中生產的場效電晶體的保護層上觀察無剝裂。
<評估電晶體的特性的可靠性>
在氮氣(N2)環境下，在實施例1至18、以及比較實施例1中生產的場效電晶體的每一個上進行DC偏壓應力測試160小時。
具體地，提供兩種類型的應力條件。
(1)條件：包括：在閘電極22與源電極24之間的電壓(Vgs)為+20V(Vgs=+20V)，以及在汲電極25與源電極24之間的電壓(Vds)為0V(Vds=0V)；(2)條件：包括：Vgs=Vds=+20V；在具有Vgs=+20V且Vds=0V的應力條件的實施例1中生產的場效電晶體的結果顯示在第11圖中，其具有Vgs=Vds=+20V的應力條件的結果顯示在第12圖中。此外，在具有Vgs=+20V且Vds=0V的應力條件的比較實施例1中生產的場效電晶體的結果顯示在第13圖中，其具有 Vgs=Vds=+20V的應力條件的結果顯示在第14圖中。在第11圖至第14圖的圖表中，垂直軸上的“E”表示10的指數。例如，“1.E-03”表示“1×10-3”以及“0.001”，“1.E-05”表示“1×10-5”以及“0.00001”。
在Vg自-20V逐步增加0.5V的過程中，電晶體特性的開啟(onset)電壓(Von)被確定為僅低於Ids超過10-11A處的電壓的電壓。
注意，在160小時的應力測試期間開啟電壓Von的位移量△Von，在第13圖的圖表中位移量△Von為+8.0V，在第14圖的圖表中位移量△Von為+7.5V，而在第11圖中位移量△Von為+1.0V，在第12圖中位移量△Von為+1.5V。在實施例1至16、以及比較實施例1中生產的場效電晶體上進行的160小時的應力測試的位移量△Von的結果顯示在表16中。從表16中可以確定，在實施例1至18與比較實施例1之間有主要區別。具體地，可以發現，在實施例1至18中生產的場效電晶體的保護層比在比較實施例1中生產的場效電晶體的保護層更適合作為半導體層(特別是氧化物半導體層)的保護層。
此外，甚至在大氣中，在實施例1至18中生產的場效電晶體顯示優良的可靠性。
(實施例19) <生產有機EL顯示裝置>
生產如第15圖所示的有機EL顯示裝置。
-形成閘電極-
首先，第一閘電極52和第二閘電極53形成在玻璃基板51上。具體地，作為透明導電薄膜的ITO薄膜通過DC濺射形成在玻璃基板51上，以使ITO薄膜的平均薄膜厚度約為100nm。此後，在其上塗覆光刻膠，塗覆的光刻膠遭受預焙烤，通過曝光裝置曝光，以及顯影，從而形成與所形成的第一閘電極52和第二閘電極53的圖案相同的抗蝕圖案。通過RIE去除尚未形成抗蝕圖案的ITO薄膜的區域。此後，去除抗蝕圖案，從而形成第一閘電極52和第二閘電極53。
-形成閘極絕緣層-
然後，形成閘極絕緣層54。具體地，通過RF濺射使Al2O3薄膜形成在第一閘電極52、第二閘電極53、以及玻璃基板51之上，以使Al2O3薄膜的平均薄膜厚度約為300nm。此後，在其上塗覆光刻膠，塗覆的光刻膠遭受預焙烤，通過曝光裝置曝光，以及顯影，從而形成與所形成的閘極絕緣層54的圖案相同的抗蝕圖案。去除尚未形成抗蝕圖案的Al2O3薄膜的區域，隨後去除抗蝕圖案，從而形成閘極絕緣層54。
-形成源電極和汲電極-
然後，形成第一源電極55和第二源電極57、以及第一汲電極56和第二汲電極58。具體地，通過DC濺射使作為透明導電薄膜的ITO 薄膜形成在閘極絕緣層54上，以使ITO薄膜的平均薄膜厚度約為100nm。此後，光刻膠塗覆在ITO薄膜上，並且塗覆的光刻膠遭受預焙烤，通過曝光裝置曝光，以及顯影，從而形成與所形成的第一源電極55和第二源電極57、以及第一汲電極56和第二汲電極58的圖案相同的抗蝕圖案。通過RIE去除尚未形成抗蝕圖案的ITO薄膜的區域。此後，去除抗蝕圖案，從而形成第一源電極55和第二源電極57、以及第一汲電極56和第二汲電極58，其每一個均由ITO薄膜構成。
-形成氧化物半導體層-
然後，形成第一氧化物半導體層59和第二氧化物半導體層60。具體地，通過DC濺射形成Mg-In氧化物(In2MgO4)薄膜，以使其平均薄膜厚度約為100nm。此後，光刻膠塗覆在Mg-In氧化物薄膜上，塗覆的光刻膠遭受預焙烤，通過曝光裝置曝光，以及顯影，從而形成與所形成的第一氧化物半導體層59和第二氧化物半導體層60的圖案相同的抗蝕圖案。通過RIE去除尚未形成抗蝕圖案的Mg-In氧化物薄膜的區域。此後，去除抗蝕圖案，從而形成第一氧化物半導體層59和第二氧化物半導體層60。以描述的方式，形成第一氧化物半導體層59，以使通道形成在第一源電極55與第一汲電極56之間。此外，形成第二氧化物半導體層60，以使通道形成在第二源電極57與第二汲電極58之間。
-形成保護層-
然後，形成第一保護層61和第二保護層62。
首先，根據表1中所描述的實施例1中的數量，使用均三甲基苯稀釋四丁氧基矽烷(奧瑞奇的T5702-100G)、鋁-二(仲丁醇)乙醯乙酸酯螯合物(Al含量：8.4%，阿法埃莎的Alfa 89349)、硼酸三異丙酯(Wako 320-41532，由和光化學股份有限公司製造)、鈣2-乙基己酸礦物油精溶液(Ca含量：5%，351-01162，由和光化學股份有限公司製造)、以及鍶2-乙基己酸甲苯溶液(Sr含量：2%，195-09561，由和光純藥工業製造)，從而形成用於形成保護層的塗覆液體。通過用於形成保護層的塗覆液體所形成的金屬氧化物具有與在表2中所描述之實施例1相同的構成。
通過噴墨印刷塗覆形成保護層的塗覆液體，從而形成保護層，以使保護層覆蓋第一氧化物半導體層59和第二氧化物半導體層60。在 於120℃下乾燥保護層1小時之後，在於400℃下，在氧氣(O2)環境中進行焙烤3小時。因此，獲得SiO2-Al2O3-B2O3-CaO-SrO金屬氧化物混合物絕緣薄膜(保護層)作為第一保護層61和第二保護層62。該第一保護層61和該第二保護層62的平均薄膜厚度約為30nm。
-形成層間絕緣薄膜-
然後，形成層間絕緣薄膜63。具體地，通過旋塗塗覆正感光性有機材料(SUMIRESIN EXCEL CRC系列，由住友電木股份有限公司(Sumitomo Bakelite Co.,Ltd.)製造)，隨後遭受預焙烤，通過曝光裝置曝光，以及顯影，從而獲得所需圖案。此後，產物在320℃下遭受後焙烤30分鐘，從而在第二汲電極58之上形成具有通孔的層間絕緣薄膜63。以此方式形成的層間絕緣薄膜63具有約3μm的平均薄膜厚度。甚至在層間絕緣薄膜63的後包裝之後，在保護層61和62上觀察無剝裂。
-形成隔牆(partition wall)-
然後，形成隔牆64。具體地，通過UV臭氧處理進行層間絕緣薄膜63的表面處裡。此後，通過旋塗在其上塗覆正感光性聚醯亞胺樹脂(DL-1000，由東麗股份有限公司(Toray Industries,Inc.)製造)，並且塗覆的樹脂遭受預焙烤，通過曝光裝置曝光，以及顯影，從而獲得所需圖案。此後，獲得的圖案在230℃下遭受後焙烤30分鐘，從而形成隔牆64。
-形成正電極-
然後，形成正電極65。具體地，再次通過UV臭氧處理進行層間絕緣薄膜63的表面改性，隨後通過噴墨印刷在其上塗覆包含有奈米顆粒的ITO油墨，從而形成具有約50nm的平均薄膜厚度的正電極65。
-形成有機EL層-
然後，有機EL層66通過使用聚合物有機發光材料憑藉噴墨裝置形成在正電極65上。
-形成負電極-
然後，形成負電極67。具體地，通過在有機EL層66和隔牆64上真空沉積MgAg形成負電極67。
-形成密封層-
然後，形成密封層68。具體地，通過PECVD形成SiNx薄 膜，以使其平均薄膜厚度約為2μm，從而在負電極67上形成密封層68。
-鍵合-
然後，產物被鍵結至反向基板70。具體地，黏著層69形成在密封層68上，並且由玻璃基板構成的反向基板70被鍵結於其上。以描述的方式，生產具有第15圖所示結構的有機EL顯示裝置的顯示面板。
-連接驅動電路-
然後，連接驅動電路。具體地，驅動電路(圖未示)被連接至顯示面板，以使影像可以顯示在顯示面板上。以描述的方式，生產有機EL顯示裝置的影像顯示系統。
該有機EL顯示裝置為所謂的“底部發射”有機EL顯示裝置，因為場效電晶體全部由透明薄膜構成，並且具有高反射率的金屬層僅用於負電極。
該有機EL顯示元件顯示高速操作和高可靠性。
本發明的實施例舉例如下：
<1>一種場效電晶體，包括：一基板；一保護層；一閘極絕緣層，形成在該基板與該保護層之間；一源電極和一汲電極，形成為與閘極絕緣層接觸；一半導體層，至少形成在該源電極與該汲電極之間，並且與該閘極絕緣層、該源電極、以及該汲電極接觸；以及一閘電極，形成在提供有該半導體層的一側的相對側，並且在該閘電極與該半導體層之間具有該閘極絕緣層，且與該閘極絕緣層接觸，其中，該保護層包括一金屬氧化物混合物，其至少包含Si和鹼土金屬。
<2>根據<1>中所述的場效電晶體，其中，該金屬氧化物混合物進一步包括：Al、或B、或Al和B的結合。
<3>根據<1>或<2>中任意一項所述的場效電晶體，其中，該半導體層為氧化物半導體層。
<4>根據<1>至<3>中任意一項所述的場效電晶體，其中，該鹼土金屬為自由Mg、Ca、Sr、以及Ba構成的群組中選擇的至少一個。
<5>一種顯示元件，包括：一光學控制元件，被配置以控制與一驅動信號對應的光學輸出；以及一驅動電路，包括根據<1>至<4>中任一項所述的場效電晶體，並且被配置以驅動該光學控制元件。
<6>根據<5>中所述的顯示元件，其中，該光學控制元件包括一電致發光元件、一電致變色元件、一液晶元件、一電泳元件、或者一電潤濕元件。
<7>一種影像顯示裝置，其顯示與影像資料對應的影像，該影像顯示裝置包括：複數個顯示元件，每一個顯示元件根據<5>或<6>中的任一項製造，並且排列為一矩陣形式；複數條線，被配置以分別施加閘電壓至每一個顯示元件中的每一個場效電晶體；以及一顯示控制裝置，被配置以通過與該影像資料對應的線獨立地控制每一個場效電晶體的閘電壓。
<8>一種系統，包括：根據<7>中的影像顯示裝置；以及一影像資料形成裝置，被配置以基於待顯示的影像資訊形成影像資料，並且輸出該影像資料至該影像顯示裝置。
21‧‧‧基板
22‧‧‧閘電極
23‧‧‧閘極絕緣層
24‧‧‧源電極
25‧‧‧汲電極
26‧‧‧氧化物半導體層
27‧‧‧保護層

Claims (9)

  1. 一種場效電晶體，包括：一基板；一保護層，其中該保護層係形成在該基板的一上部位置；一閘極絕緣層，形成在該基板與該保護層之間；一源電極和一汲電極，形成為與該閘極絕緣層接觸；一半導體層，至少形成在該源電極與該汲電極之間，並且與該閘極絕緣層、該源電極、以及該汲電極接觸；以及一閘電極，形成在提供該半導體層的一側的一相對側，並且在該閘電極與該半導體層之間具有該閘極絕緣層，且該閘電極與該閘極絕緣層接觸，其中，該保護層包括一鹼土矽酸鹽。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的場效電晶體，其中，該鹼土矽酸鹽進一步包括：鋁、或硼、或鋁和硼的結合。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的場效電晶體，其中，該半導體層為一氧化物半導體層。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的場效電晶體，其中，該鹼土矽酸鹽包括選自由鎂、鈣、鍶、以及鋇構成的群組中的至少一個。
  5. 一種顯示元件，包括：一光學控制元件，被配置以控制與一驅動信號對應的光學輸出；以及一驅動電路，包括依據申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的場效電晶體，並且被配置以驅動該光學控制元件。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的顯示元件，其中，該光學控制元件包括一電致發光元件、一電致變色元件、一液晶元件、一 電泳元件、或者一電潤濕元件。
  7. 一種影像顯示裝置，其顯示與影像資料對應的一影像，該影像顯示裝置包括：複數個顯示元件，每一個顯示元件依據申請專利範圍第5項製造，並且排列為一矩陣形式；複數條線，被配置以分別施加閘電壓至每一個顯示元件中的每一個場效電晶體；以及一顯示控制裝置，被配置以通過與該影像資料對應的該等條線獨立地控制每一個場效電晶體的該閘電壓。
  8. 一種系統，包括：依據申請專利範圍第7項所述的影像顯示裝置；以及一影像資料形成裝置，被配置以基於待顯示的影像資訊形成影像資料，並且輸出該影像資料至該影像顯示裝置。
  9. 一種場效電晶體，包括：一基板；一保護層，其中該保護層係形成在該基板的一上部位置；一閘極絕緣層；一源電極；一汲電極；一半導體層；以及一閘電極，其中，該保護層包括一鹼土矽酸鹽。
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