TWI677987B - 場效電晶體、顯示元件、影像顯示裝置及系統 - Google Patents

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植田尚之
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松本真二
Shinji Matsumoto
曾根雄司
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新江定憲
Sadanori ARAE
草柳嶺秀
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Abstract

一種場效電晶體，包括：一基板；一鈍化層；一閘極絕緣層，形成於該基板與該鈍化層之間；一源極及一汲極，形成與該閘極絕緣層接觸；一半導體層，形成於至少在該源極及該汲極之間，且與該閘極絕緣層、該源極及該汲極接觸；以及一閘極，與該閘極絕緣層接觸，且經由該閘極絕緣層面對該半導體層，其中該鈍化層包括一第一複合氧化物，該第一複合氧化物包括一鹼土金屬以及一稀土元素，且其中該閘極絕緣層包括一第二複合氧化物，該第二複合氧化物包括一鹼土金屬以及一稀土元素。

Description

場效電晶體、顯示元件、影像顯示裝置及系統
本發明涉及場效電晶體、顯示元件、影像顯示裝置及系統。
場效電晶體(field-effect transistors,FETs)為根據將電場施加在閘極以在利用通道電場的電子流或電洞流中提供閘道的理論，藉此控制源極及汲極之間的電流的電晶體。
藉由其特性的優點，FETs已用作為例如開關元件或者訊號放大元件。FETs有低閘極電流且具有扁平結構，因此相較於雙極電晶體可輕易地製造及整合。基於這些原因，FETs在用於現今電氣裝置的積體電路中屬於重要元件。FETs已應用在例如主動式矩陣顯示中作為薄膜電晶體(thin film transistors,TFTs)。
近年來，平板顯示器(flat panel displays,FPDs)、液晶顯示器(liquid crystal displays,LCDs)、有機電激發光(electroluminescent,EL)顯示器、以及電子紙已投入實用。
這些FPDs由在主動層中包含採用非晶矽或多晶矽的TFTs的驅動電路所驅動。FPDs一直需要加大尺寸、增進解析度及畫質以及增加驅動速度。為此，需要具有高載子移動率、高開關比、隨著時間推移性能變異性小以及元件之間的性能變異性小的TFTs。
然而，非晶矽或多晶矽作具有優缺點。因此，難以同時滿足上述所有的需求。為了應付這些需求，在主動層上已積極地進行研究，在TFTs採用氧化半導體，其移動率預期比非晶矽要高。例如，NATURE,VOL.432,2004年11月25日，第488至492頁(以下可稱為非專利文獻1)所揭露的是一種在半導體層中採用InGaZnO4的TFT(參見，例如K.Nomura,and 5 others“Room-temperature fabrication of transparent flexible thin film transistors using amorphous oxide semiconductors”)。
TFTs需要有小的臨界電壓變化。一個TFTs的臨界電壓的潛在變化的因素為例如包含在大氣中的濕氣、氫氣及氧氣吸附至半導體層，或者自半導體層脫附。其他TFTs的臨界電壓的潛在變化的因素為氫氣經由閘極絕緣層擴散至半導體層。臨界電壓也因一段長時間的重複開關TFTs多次而改變。已普遍進行偏壓溫度加壓(bias temperature stress,BTS)測試，以作為一種評估重複多次的長期驅動及開與關操作所造成的臨界電壓變化的方法。BTS測試是一種在場效電晶體的閘極及源極之間持續施加恆定電壓，以評估臨界電壓變化的方法，或是在場效電晶體的閘極及源極之間，以及在場效電晶體的汲極及源極之間施加恆定電壓，以評估臨界電壓變化的方法。
防止由於上述因素而使這些TFTs的臨界電壓改變的方法包含與鈍化層相關的方法，以及與閘極絕緣層相關的方法。
作為與鈍化層相關以防止TFTs的臨界電壓改變的方法，所揭露的是一種包含SiO2、Si3N4、SiON、Al2O3、Ta2O5、TiO2、HfO2、ZrO2或Y2O3的單一層膜、或是這些材料膜的層疊膜的場效電晶體，以作為鈍化層(參見，例如日本未審查專利申請公開No.2010-135462(以下可稱為專利文獻1)。此外，所揭露的是一種包含SiO2的鈍化層的場效電晶體(參見，例如Y.Ohta,11 others“Amorphous In-Ga-Zn-O TFT-LCDs with high reliability”,IDW'09,2009，第1685至1688頁(以下可稱為非專利文獻2))。
作為與閘極絕緣層相關以防止TFT的臨界電壓改變的方法，所揭露的是一種包含閘極絕緣層的場效電晶體，其中氫氣含量低於3.0×1021(atoms/cm3)(參見，例如日本未審查專利申請公開第2012-248883號(以下可稱為專利文獻2))。
同時，希望TFTs具有優良的TFT特性，在此，優良的TFT特性所指的是例如為高移動率、高開/關比、低次臨界擺幅(subthreshold swing,SS)以及在0V附近的臨界電壓(threshold voltage,Vth)。
在形成TFT的鈍化層的過程中，然而，氧氣藉由加熱或者電漿自半導體層脫附，因而造成TFT特性的改變或衰退。作為在形成鈍化 層的過程中避免TFT特性產生如此改變的方法，所揭露的是一種包含含有氧氣滲透膜及氧氣障蔽膜的鈍化層的場效電晶體(參見，例如日本未審查專利申請公開第201073894號(以下可稱為專利文獻3))。專利文獻3說明形成氧氣滲透膜以使其與半導體層接觸，並且在TFT特性於形成鈍化層的過程中產生改變之後，進行加熱處理使氧氣擴散至半導體層以進而恢復TFT特性。專利文獻3也說明在形成氧氣滲透膜之後形成氧氣障蔽膜，並且防止空氣中的氧氣在半導體層擴散。
此外，作為實現優良TFT特性的嘗試，已仔細選用閘極絕緣層的材料。所揭露的是一種其中閘極絕緣層具有包含氧化矽層及多元素氧化層的層疊結構的場效電晶體，該多元素氧化層包含鑭(La)及鋯(Zr)(參見，例如日本未審查專利申請公開第2014-022549號(以下可稱為專利文獻4))。
本發明所揭露的一種場效電晶體包括：一基板；一鈍化層；一閘極絕緣層，形成於該基板與該鈍化層之間；一源極及一汲極；一半導體層；以及一閘極，該源極及該汲極形成與該閘極絕緣層接觸，該半導體層形成於至少在該源極及該汲極之間並且與該閘極絕緣層接觸，該閘極與閘極絕緣層接觸並且經由該閘極絕緣層面對該半導體層，該鈍化層包含一第一複合氧化物，其包含一鹼土金屬及一稀土元素，該閘極絕緣層包含一第二複合氧化物，其包含一鹼土金屬及一稀土元素
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‧‧‧對電極
21‧‧‧基板
22‧‧‧閘極
23‧‧‧閘極絕緣層
24‧‧‧源極
25‧‧‧汲極
26‧‧‧氧化物半導體層
27‧‧‧鈍化層
31‧‧‧基板
32‧‧‧第一閘極
32‧‧‧第二閘極
34‧‧‧閘極絕緣層
35‧‧‧第一源極
36‧‧‧第二源極
37‧‧‧第一汲極
38‧‧‧第二汲極
39‧‧‧第一氧化物半導體層
40‧‧‧第二氧化物半導體層
41‧‧‧第一鈍化層
42‧‧‧第二鈍化層
43‧‧‧層間絕緣層
44‧‧‧有機EL層
45‧‧‧陰極
91‧‧‧基板
92‧‧‧閘極
93‧‧‧閘極絕緣層
94‧‧‧源極
95‧‧‧汲極
96‧‧‧氧化物半導體層
97‧‧‧鈍化層
98‧‧‧層間絕緣層
302、302’‧‧‧顯示元件
310‧‧‧顯示器
312‧‧‧陰極
314‧‧‧陽極
320、320’‧‧‧驅動電路
340‧‧‧有機EL薄膜層
342‧‧‧電子傳輸層
344‧‧‧光放射層
346‧‧‧電洞傳輸層
350‧‧‧有機EL元件
370‧‧‧液晶元件
372‧‧‧對電極
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
D‧‧‧汲極
G‧‧‧閘極
S‧‧‧源極
X0~Xn-1‧‧‧掃描線
Y0~Ym-1‧‧‧資料線
Y0i~Ym-1i‧‧‧電流供應線
第1圖係用於說明影像顯示裝置的圖式；第2圖係用於說明本發明的顯示元件的一實例的圖式；第3A圖係顯示本發明的場效電晶體的一實例(下接觸/下閘極)的視圖；第3B圖係顯示本發明的場效電晶體的一實例(上接觸/下閘極)的視圖；第3C圖係顯示本發明的場效電晶體的一實例(下接觸/上閘極)的視圖；第3D圖係顯示本發明的場效電晶體的一實例(上接觸/上閘極)的視圖；第4圖係顯示有機EL元件的一實例的示意結構圖；第5圖係顯示本發明的顯示元件的一實例的示意結構圖； 第6圖係顯示本發明的顯示元件的另一實例的示意結構圖；第7圖係用於說明顯示控制裝置的圖式；第8圖係用於說明液晶顯示器的圖式；第9圖係用於說明第8圖的顯示元件的圖式；第10圖係顯示由實施例1至15及比較例1至6所製作的場效電晶體的示意結構圖；第11圖係評估在形成鈍化層的前後，在實施例12中所得到的場效電晶體的電晶體特性(Vgs-Ids)的曲線圖；第12圖係評估在形成鈍化層的前後，在比較例1中所得到的場效電晶體的電晶體特性(Vgs-Ids)的曲線圖；第13圖係評估在Vgs=+10V且Vds=0V的BTS測試中，在實施例12中所得到的場效電晶體的電晶體特性(Vgs-Ids)的曲線圖；以及第14圖係評估在Vgs=+10V且Vds=0V的BTS測試中，在實施例12及比較例1中所得到的場效電晶體的對應壓力時間的變化△Vth的曲線圖。
已報導在專利文獻1中所述之包含鈍化層的場效電晶體可防止氧氣自氧化半導體層脫附並增加可靠度，然而專利文獻1並未揭露任何與BTS測試相關的數據，因而不能說明在專利文獻1中能確保在本發明中所述的有效可靠度。
包含在非專利文獻2中所述之鈍化層的場效電晶體藉由BTS測試來評估可靠度。然而，隨著測試時間經過而有大的臨界電壓變化(△Vth)，因此不能說明在非專利文獻2中能確保在本發明中所述的有效可靠度。
已報導在專利文獻2中所述之包含閘極絕緣層的場效電晶體由於在閘極絕緣層中的氫氣含量低，可穩定地操作一段長時間。然而專利文獻2並未揭露任何與BTS測試相關的數據，因而不能說明在專利文獻2中能確保在本發明中所述的有效可靠度。
因此，需要提供一種在BTS測試中具有低臨界電壓變化並具有高可靠度的場效電晶體。
在專利文獻3中所述的場效電晶體，由於半導體層因氧化滲透層的形成而被破壞，因此在TFT特性上有所改變，並嘗試藉由熱處理來恢復TFT特性。然而，專利文獻3並未對於在形成鈍化層時TFT特性產生改變的問題上提出根本解決方案。
已報導在專利文獻4中所述之場效電晶體可藉由適當地結合半導體層的材料及閘極絕緣層的材料來確保優良的電晶體特性。然而，專利文獻4未有揭露任何與BTS測試有關的數據，因此不能說明在專利文獻4中能確保在本發明中所述的有效可靠度。
因此，當前需要提供一種場效電晶體，表現優良的TFT特性，且即使在形成鈍化層的過程之後仍能夠維持優良的TFT特性，在BTS測試中具有小的臨界電壓變化，以及具有高可靠度。
因此，本發明具有一目的，在於提供一種場效電晶體，表現優良的TFT特性，且即使在形成鈍化層的過程之後仍能夠維持優良的TFT特性，以及在BTS測試中具有小的臨界電壓變化。
本發明可解決上述各種存在的問題，具體地，本發明可提供一種場效電晶體，其中的鈍化層包含含有鹼土金屬及稀土元素的第一複合氧化物，因此，本發明的場效電晶體在臨界電壓變化的方面被抑制並具有高可靠度。
此外，閘極絕緣層包括含有鹼土金屬及稀土元素的第二複合氧化物，因此汲極電流隨著閘電極的施加而迅速提升至0V附近，使其能夠獲得高汲極電流，因此，可獲得具有優良的TFT特性的場效電晶體。
場效電晶體具有鈍化層與閘極絕緣層結合於其中的結構，因此，可提供具有優良的TFT特性，且即使在形成鈍化層的過程之後仍能夠維持優良的TFT特性的場效電晶體。此外，鈍化層及閘極絕緣層的結合相較於場效電晶體僅包含鈍化層，可提供場效電晶體在BTS測試中具有低臨界電壓變化以及具有高可靠度。
(場效電晶體)
本發明的場效電晶體包括一基板、一鈍化層、一閘極絕緣層、一源極、一汲極、一半導體層、以及一閘極，且根據需要進一步地包括其他構件。
<基板>
基板的形狀、結構及尺寸取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
基板的材料取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，基板的材料的實例包括玻璃以及塑膠。
玻璃取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，玻璃的實例包括非鹼玻璃以及矽玻璃。
塑膠取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，塑膠的實例包括聚碳酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、以及聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。
注意，較佳在基板上進行例如氧電漿、UV臭氧以及UV放射線清洗的預處理，以清潔該基板的表面並增加附著性。
<鈍化層>
鈍化層通常形成於基板之上。
鈍化層包括第一複合氧化物。
鈍化層較佳由第一複合氧化物組成。
-第一複合氧化物-
第一複合氧化物包含至少一鹼土金屬及一稀土元素，較佳包括鋯(Zr)及鉿(Hf)的至少一種，且根據需要進一步包括其他成分。
第一複合氧化物在大氣中穩定且可在廣泛分布的組合物中穩定地形成非晶型結構。從發明人的發現所獲得結果指出，包括鹼土金屬及稀土元素的複合氧化物在大氣中穩定且可在廣泛分布的組合物中穩地地形成非晶形結構。
通常，鹼土金屬的簡單氧化物在大氣中傾向與濕氣或二氧化碳反應而容易形成氫氧化物或碳酸鹽，因此這些簡單氧化物單獨並不適合用於電子設備。此外，當稀土元素的簡單氧化物嘗試用於電子設備時，稀土元素的簡單氧化物傾向結晶化並有問題地造成漏電流。然而，發明人已經發現包括鹼土金屬及稀土元素的第一複合氧化物在廣泛分布的組合物中穩定地形成非晶形膜，由於第一複合氧化物穩定地存在於廣泛分布的組合 物中，所形成的第一複合氧化物的介電常數及線膨脹係數可取決於組成比例作可變地調控。
在本發明中，發明人已經發現包括第一複合氧化物的鈍化層對空氣中的濕氣、氧氣及氫氣表現優良的障蔽性能。
因此，鈍化層的的使用可提供場效電晶體表現高可靠度。
第一複合氧化物較佳包括鋯(Zr)及鉿(Hf)的至少一種。當第一複合複合氧化物包括Zr及Hf的至少一種時，熱穩定性、耐熱性及密度可進一步增加。
在第一複合氧化物中，鹼土金屬的實例包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)及鋇(Ba)，這些鹼土金屬可單獨或混合使用。
在第一複合氧化物中，稀土元素的實例包括鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)及鎦(Lu)。
在第一複合氧化物中，鹼土金屬與稀土元素之間的組成比例取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，組成比例較佳在下列的範圍內。
在第一複合氧化物中，鹼土金屬與稀土元素之間的組成比例(鹼土金屬：稀土元素)，根據轉換成相應的氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3及Lu2O3)的量，較佳為10.0mol%至67.0mol%：33.0mol%至90.0mol%。
在第一複合氧化物中，鹼土金屬、稀土元素及Zr與Hf的至少一種之間的組成比例取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，組成比例較佳在下列的範圍內。
在第一氧化物中，鹼土金屬、稀土元素及Zr與Hf的至少一種之間的組成比例(鹼土金屬：稀土元素：Zr與Hf的至少一種)，根據轉換成相應的氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Ce2O3,Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、ZrO2以及HfO2)的量，較佳為5.0mol%至22.0mol%：33.0mol%至90.0mol%：5.0mol%至45.0mol%。
例如藉由X放射線螢光光譜分析、電子探針微分析(electron probe microanalysis,EPMA)、或感應耦合電漿原子發射光譜分析(inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy,ICP-AES)來分析該氧化物的陽離子元素，可計算出在第一複合氧化物中氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Ce2O3,Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、ZrO2及HfO2)的比例。
鈍化層的介電常數取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
例如藉由製作電容，其中堆疊有下電極、介電層(該鈍化層)以及上電極，並使用抗阻分析儀(LCR meter)測量，可測得介電常數。
鈍化層的線膨脹係數取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
例如藉由熱機械分析裝置，可測得線膨脹係數。在此測量中，藉由分別製作具有與鈍化層同樣線膨脹係數的組成的測量樣品，不需製作場效電晶體，可測得線膨脹係數。
-鈍化層的形成方法-
鈍化層的形成方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。形成方法的實例包括一種藉由真空過程形成膜的方法，例如濺鍍法、脈衝雷射沉積法(pulsed laser deposition,PLD)、化學氣相沉積法(chemical vapor deposition,CVD)或原子層沉積法(atomic layer deposition,ALD)，接著經微影蝕刻將膜圖案化。
此外，可藉由製備包括第一複合氧化物的前驅物的塗佈液(鈍化層塗佈液)，將塗佈液塗佈或印刷在欲塗佈的物體上，以及在適當的條件下烘烤成品來形成鈍化層。
鈍化層的平均膜厚較佳為10nm至1,000nm，更佳為20nm至500nm。
--鈍化層塗佈液--
鈍化層塗佈液包括至少一含鹼土金屬的化合物、一含稀土元素的化合物及一溶劑，較佳包括含鋯的化合物及含鉿的化合物的至少一種，且可根據需要進一步包括其他成分。
---含鹼土金屬的化合物---
含鹼土金屬的化合物的實例包括無機鹼土金屬化合物及有機鹼土金屬化合物。在含鹼土金屬化合物中，鹼土金屬的實例包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)及鋇(Ba)。
無機鹼土金屬化合物的實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、鹼土金屬溴化物及鹼土金屬碘化物。
鹼土金屬硝酸鹽的實例包括硝酸鎂、硝酸鈣、硝酸鍶及硝酸鋇。
鹼土金屬硫酸鹽的實例包括硫酸鎂、硫酸鈣、硫酸鍶及硫酸鋇。
鹼土金屬氯化物的實例包括氯化鎂、氯化鈣、氯化鍶及氯化鋇。
鹼土金屬氟化物的實例包括氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶及氟化鋇。
鹼土金屬溴化物的實例包括溴化鎂、溴化鈣、溴化鍶及溴化鋇。
鹼土金屬碘化物的實例包括碘化鎂、碘化鈣、碘化鍶及碘化鋇。
有機鹼土金屬化合物只要每個是包括鹼土金屬及有機基團的化合物，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。鹼土金屬及有機基團例如藉由離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，有機基團的實例包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的乙醯丙酮基及可具有取代基的硫酸基。烷基的實例包括含有1至6個碳原子的烷基，烷氧基的實例包括含有1至6個碳原子的烷氧基，醯氧基的實例包括：含有1 至10個碳原子的醯氧基；醯氧基的部分由苯環所取代，例如苯甲酸；醯氧基的部分由羥基所取代，例如乳酸；以及醯氧基包括兩個或多個羰基，例如草酸及檸檬酸。
有機鹼土金屬化合物的實例包括甲氧化鎂、乙氧化鎂、二乙基鎂、乙酸鎂、甲酸鎂、乙醯丙酮鎂、2-乙基己酸鎂、乳酸鎂、環烷酸鎂、檸檬酸鎂、柳酸鎂、苯甲酸鎂、草酸鎂、三氟甲基磺酸鎂、甲氧化鈣、乙氧化鈣、乙酸鈣、甲酸鈣、乙醯丙酮鈣、雙(特戊醯基)甲烷鈣、2-乙基己酸鈣、乳酸鈣、環烷酸鈣、檸檬酸鈣、柳酸鈣、新癸酸鈣、苯甲酸鈣、草酸鈣、異丙氧化鍶、乙酸鍶、甲酸鍶、乙醯丙酮鍶、2-乙基己酸鍶、乳酸鍶、環烷酸鍶、柳酸鍶、草酸鍶、乙氧化鋇、異丙氧化鋇、乙酸鋇、甲酸鋇、乙醯丙酮鋇、2-乙基己酸鋇、乳酸鋇、環烷酸鋇、新癸酸鋇、草酸鋇、苯甲酸鋇及三氟甲基磺酸鋇。
在鈍化層塗佈液中，含鹼土金屬的化合物的含量取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
---含稀土元素的化合物---
在含稀土元素的化合物中，稀土元素的實例包括鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)及鎦(Lu)。
含稀土元素的化合物的實例包括無機稀土化合物及有機稀土化合物。
無機稀土化合物的實例包括稀土硝酸鹽、稀土硫酸鹽、稀土氟化物、稀土氯化物、稀土溴化物及稀土碘化物。
稀土硝酸鹽的實例包括硝酸鈧、硝酸釔、硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸鐠、硝酸釹、硝酸釤、硝酸銪、硝酸釓、硝酸鋱、硝酸鏑、硝酸鈥、硝酸鉺、硝酸銩、硝酸鐿及硝酸鎦。
稀土硫酸鹽的實例包括硫酸鈧、硫酸釔、硫酸鑭、硫酸鈰、硫酸鐠、硫酸釹、硫酸釤、硫酸銪、硫酸釓、硫酸鋱、硫酸鏑、硫酸鈥、硫酸鉺、硫酸銩、硫酸鐿及硫酸鐳。
稀土氟化物的實例包括氟化鈧、氟化釔、氟化鑭、氟化鈰、氟化鐠、氟化釹、氟化釤、氟化銪、氟化釓、氟化鋱、氟化鏑、氟化鈥、氟化鉺、氟化銩、氟化鐿及氟化鐳。
稀土氯化物的實例包括氯化鈧、氯化釔、氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠、氯化釹、氯化釤、氯化銪、氯化釓、氯化鋱、氯化鏑、氯化鈥、氯化鉺、氯化銩、氯化鐿及氯化鐳。
稀土溴化物的實例包括溴化鈧、溴化釔、溴化鑭、溴化鐠、溴化釹、溴化釤、溴化銪、溴化釓、溴化鋱、溴化鏑、溴化鈥、溴化鉺、溴化銩、溴化鐿及溴化鎦。
稀土碘化物的實例包括碘化鈧、碘化釔、碘化鑭、碘化鈰、碘化鐠、碘化釹、碘化釤、碘化銪、碘化釓、碘化鋱、碘化鏑、碘化鈥、碘化鉺、碘化銩、碘化鐿及碘化鐳。
有機稀土化合物只要每個是包括稀土元素及有機基團的化合物，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。稀土元素及有機基團例如藉由離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，有機基團的實例包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基及可具有取代基的環戊二烯基。烷基的實例包括含有1至6個碳原子的烷基，烷氧基的實例包括含有1至6個碳原子的烷氧基，醯氧基的實例包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
有機稀土化合物的實例包括異丙氧化鈧、乙酸鈧、三(環戊二烯基)鈧、異丙氧化釔、2-乙基己酸釔、三(乙醯丙酮)釔、三(環戊二烯基)釔、異丙氧化鑭、2-乙基己酸鑭、三(乙醯丙酮)鑭、三(環戊二烯基)鑭、2-乙基己酸鈰、三(乙醯丙酮)鈰、三(環戊二烯基)鈰、異丙氧化鐠、草酸鐠、三(乙醯丙酮)鐠、三(環戊二烯基)鐠、異丙氧化釹、2-乙基己酸釹、三氟乙醯丙酮釹、三(異丙基環戊二烯基)釹、三(乙基環戊二烯基)鉕、異丙氧化釤、2-乙基己酸釤、三(乙醯丙酮)釤、三(環戊二烯基)釤、2-乙基己酸銪、三(乙醯丙酮)銪、三(乙基環戊二烯基)銪、異丙氧化釓、2-乙基己酸釓、三(乙醯丙酮)釓、三(環戊二烯基)釓、乙酸鋱、三(乙醯丙酮)鋱、三(環戊二烯基)鋱、 異丙氧化鏑、乙酸鏑、三(乙醯丙酮)鏑、三(乙基環戊二烯基)鏑、異丙氧化鈥、乙酸鈥、三(環戊二烯基)鈥、異丙氧化鉺、乙酸鉺、三(乙醯丙酮)鉺、三(環戊二烯基)鉺、乙酸銩、三(乙醯丙酮)銩、三(環戊二烯基)銩、異丙氧化鐿、乙酸鐿、三(乙醯丙酮)鐿、三(環戊二烯基)鐿、草酸鐳及三(乙基環戊二烯基)鎦。
在鈍化層塗佈液中，含稀土元素的化合物的含量取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
---含鋯化合物---
含鋯化合物的實例包括無機鋯化合物及有機鋯化合物。
無機鋯化合物的實例包括氟化鋯、氯化鋯、溴化鋯、碘化鋯、碳酸鋯及硫酸鋯。
有機鋯化合物只要每個是包括鋯及有機基團的化合物，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。鋯及有機基團例如藉由離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，有機機團的實例包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基及可具有取代基的環戊二烯基。烷基的實例包括含有1至6個碳原子的烷基，烷氧基的實例包括含有1至6個碳原子的烷氧基，醯氧基的實例包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
有機鋯化合物的實例包括丁氧化鋯、異丙氧化鋯、2-乙基己酸氧化鋯、二(正丁氧基)雙乙醯丙酮鋯、四(乙醯丙酮)鋯及四(環戊二烯基)鋯。
在鈍化層塗佈液中，含鋯化合物的含量取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
---含鉿化合物---
含鉿化合物的實例包括無機鉿化合物及有機鉿化合物。
無機鉿化合物的實例包括氟化鉿、氯化鉿、溴化鉿、碘化鉿、碳酸鉿及硫酸鉿。
有機鉿化合物只要每個是包括鉿及有機基團的化合物，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。鉿及有機基團例如藉由離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，有機基的團實例包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基及可具有取代基的環戊二烯基。烷基的實例包括含有1至6個碳原子的烷基，烷氧基的實例包括含有1至6個碳原子的烷氧基，醯氧基的實例包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
有機鉿化合物的實例包括丁氧化鉿、異丙氧化鉿、2-乙基己酸鉿、二(正丁氧基)雙乙醯丙酮鉿、四(乙醯丙酮)鉿及雙(環戊二烯基)二甲基鉿。
在鈍化層塗佈液中，含鉿化合物的含量取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
---溶劑---
溶劑只要是能夠穩定地溶解或分散上述多種化合物的溶劑，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。溶劑的實例包括甲苯、二甲苯、均三甲苯、異丙基甲苯、戊苯、十二基苯、聯環己烷、環己苯、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、四氫萘、十氫萘、異丙醇、苯甲酸乙酯、N,N-二甲基甲醯胺、碳酸丙醯酯、2-乙基己酸、礦油精、二甲基丙烯基脲、4-丁內酯、2-甲氧基乙醇及水。
在鈍化層塗佈液中，溶劑的用量取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
在鈍化層塗佈液中，含鹼土金屬的化合物與含稀土元素的化合物之間的組成比例(含鹼土金屬的化合物：含稀土元素的化合物)取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，組成比例較佳在下列的範圍內。
在鈍化層塗佈液中，鹼土金屬與稀土元素之間的組成比例(鹼土金屬：稀土元素)，根據轉換成相應的氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、 Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3及Lu2O3)的量，較佳為10.0mol%至67.0mol%：33.0mol%至90.0mol%。
在鈍化層塗佈液中，含鹼土金屬的化合物、含稀土元素的化合物及含鋯的化合物與含鉿的化合物的至少一種之間(含鹼土金屬的化合物：含稀土元素的化合物：含鋯的化合物與含鉿的化合物的至少一種的化合物)的組成比例取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。然而，組成比例較佳在下列的範圍內。
在鈍化層塗佈液中，鹼土金屬、稀土元素及Zr與Hf的至少一種之間的組成比例(鹼土金屬：稀土元素：鋯與鉿的至少一種)根據轉換成相應的氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、ZrO2及HfO2)的量，較佳為5.0mol%至22.0mol%：33.0mol%至90.0mol%：5mol%至45mol%。
--使用鈍化層塗佈液的鈍化層的形成方法-
即將說明使用鈍化層塗佈液的鈍化層的形成方法的一實例，鈍化層的形成方法包括塗佈步驟及熱處理步驟，且根據需要進一步包括其他步驟。
塗佈步驟只要是將鈍化層塗佈液塗佈在欲塗佈的物體上的步驟，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。塗佈的方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，方法的實例包括：經由溶液製程形成膜，接著經由微影蝕刻將膜圖案化的方法；以及藉由例如噴墨印刷、奈米壓印及凹版印刷的印刷，直接形成具有預定形狀的膜的方法。溶液製程的實例包括浸漬塗佈、旋轉塗佈、壓鑄模塗佈及噴嘴印刷。
熱處理步驟只要是將塗佈在欲塗佈的物體上的鈍化層塗佈液作熱處理的步驟，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。注意，在熱處理步驟中，塗佈在欲塗佈的物體上的鈍化層塗佈液可經由空氣來乾燥。熱處理後的結果為，溶劑蒸發並生成第一複合氧化物。
在熱處理步驟中，溶劑的蒸發(以下稱為「蒸發處理」)及第一複合氧化物的生成(以下稱為「生成處理」)較佳在不同的溫度下進行。具體地，較佳在蒸發溶劑之後，升溫以生成第一複合氧化物。在生成第一複 合氧化物的同時，例如含鹼土金屬的化合物、含稀土元素化合物、含鋯化合物及含鉿化合物的至少一種產生分解。
蒸發處理的溫度取決於所含的溶劑，沒有特定限制並可適當地選擇，例如蒸發處理的溫度為80℃至180℃。關於蒸發，使用真空爐能有效降低所需溫度。蒸發處理的時間取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，例如蒸發處理的時間為10分鐘至1小時。
生成處理的溫度取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，生成處理的溫度較佳為100℃或高於100℃但低於550℃，更佳為200℃至500℃。生成處理的時間取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，例如生成處理的時間為1小時至5小時。
注意，在熱處理步驟中，蒸發處理及生成處理可為連續地進行，或以多個步驟的分開方式來進行。
熱處理的方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，熱處理的方法的實例包括將欲塗佈的物體加熱的方法。在熱處理的環境取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，環境較佳為氧氣環境。當熱處理在氧氣環境下進行時，分解的產物可及時地排出至系統外部，並可加速第一複合氧化物的生成。
在熱處理中，考量到加速生成處理的反應，施用具有波長為400nm或更短的紫外光在蒸發處理後的材料上效果顯著。施用具有波長為400nm或更短的紫外光可切斷蒸發處理後的材料中所含的有機材料的化學鍵，並且可分解有機材料。因此，第一複合氧化物可有效地形成。具有波長為400nm或更短的紫外光取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，紫外光的實例包括具有波長為222nm、由準分子燈放射出的紫外光。也較佳施用臭氧取代紫外光，或者與紫外光結合。施用臭氧在蒸發處理後的材料上加速了氧化物的生成。
<閘極絕緣層>
閘極絕緣層包括第二複合氧化物。
閘極絕緣層較佳由第二複合氧化物本身組成。
-第二複合氧化物-
第二複合氧化物包含至少一鹼土金屬及一稀土元素，較佳包括鋯(Zr)及鉿(Hf)的至少一種，且根據需要進一步包括其他成分。
類似於第一複合氧化物，第二複合氧化物在大氣中穩定且可在廣泛分布的組合物中穩定地形成非晶型結構，起因於藉由發明人所獲得的發現指出，包括鹼土金屬及稀土元素的複合氧化物在大氣中穩定且可在廣泛分布的組合物中穩地地形成非晶形結構。
通常，鹼土金屬的簡單氧化物在大氣中傾向與濕氣或二氧化碳反應而容易形成氫氧化物或碳酸鹽，因此這些簡單氧化物單獨並不適合用於電子設備。此外，當稀土元素的簡單氧化物嘗試用於電子設備時，稀土元素的簡單氧化物傾向結晶化並有問題地造成漏電流。然而，發明人已經發現包括鹼土金屬及稀土元素的第二複合氧化物在廣泛分布的組合物中穩定地形成非晶形膜，由於第二複合氧化物穩定地存在於廣泛分布的組合物中，所形成的第二複合氧化物的介電常數及線膨脹係數可取決於組成比例作可變地調控。
由於場效電晶體包括含有第二複合氧化物的閘極絕緣層，因此場效電晶體的汲極電流隨著閘電極的施加而迅速提升至0V附近，使其能夠獲得高汲極電流，因此，包括閘極絕緣層的場效電晶體可具有優良的電晶體特性(高移動率、高開關比、低次臨界擺幅及在0V附近的Vth)。
發明人已經發現結合鈍化層及閘極絕緣層可實現優良的電晶體特性(高移動率、高開關比、低次臨界擺幅及在0V附近的Vth)且即使在形成鈍化層的過程之後仍維持優良的電晶體特性。此外，發明人已經發現結合鈍化層及閘極絕緣層，相較於鈍化層包括第一複合氧化物且閘極絕緣層不包括第二複合氧化物的情況下，在BTS測試下可實現小的臨界電壓變化。
因此，結合鈍化層及閘極絕緣層可提共具有優良的TFT特性(高移動率、高開關比、低次臨界擺幅及在0V附近的Vth)，即使在形成鈍化層的過程之後仍能夠維持優良的TFT特性，在BTS測試中具有小的臨界電壓變化，以及具有高可靠度。
第二複合氧化物較佳包括鋯(Zr)及鉿(Hf)的至少一種。當第二複合氧化物包括Zr及Hf的至少一種時，熱穩定性、耐熱性及密度可進一步增加。
在第二複合氧化物中，鹼土金屬的實例包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)及鋇(Ba)，這些鹼土金屬可單獨或混合使用。
在第二複合氧化物中，稀土元素的實例包括鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)及鐳(Lu)。
在第二複合氧化物中，鹼土金屬與稀土元素之間的組成比例取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，組成比例較佳在下列的範圍內。
在第二複合氧化物中，鹼土金屬與稀土元素之間的組成比例(鹼土金屬：稀土元素)，根據轉換成相應的氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3及Lu2O3)的量，較佳為10.0mol%至67.0mol%：33.0mol%至90.0mol%。
在第二複合氧化物中，鹼土金屬、稀土元素及Zr與Hf的至少一種之間的組成比例取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，組成比例較佳在下列的範圍內。
在第二氧化物中，鹼土金屬、稀土元素及Zr與Hf的至少一種之間的組成比例(鹼土金屬：稀土元素：Zr與Hf的至少一種)，根據轉換成相應的氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Ce2O3,Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、ZrO2以及HfO2)的量，較佳為5.0mol%至22.0mol%：33.0mol%至90.0mol%：5.0mol%至45.0mol%。
例如藉由X放射線螢光光譜分析、電子探針微分析(EPMA)、或感應耦合電漿原子發射光譜分析(ICP-AES)來分析該氧化物的陽離子元素，可計算出在第二複合氧化物中氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Ce2O3,Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、 Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、ZrO2及HfO2)的比例。
閘極絕緣層的介電常數取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
例如藉由相同於鈍化層的介電常數的測量方法，可測得閘極絕緣層的介電常數。
閘極絕緣層的線膨脹係數取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
例如藉由相同於鈍化層的線膨脹係數的測量方法，可測得閘極絕緣層的線膨脹係數。
-閘極絕緣層的形成方法-
閘極絕緣層的形成方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，形成方法的實例包括：一種藉由真空過程形成膜的方法，例如濺鍍法、脈衝雷射沉積法(PLD)、化學氣相沉積法(CVD)或原子層沉積法(ALD)，接著經微影蝕刻將膜圖案化。
此外，可藉由製備包括第二複合氧化物的前驅物的塗佈液(閘極絕緣層塗佈液)，將塗佈液塗佈或印刷在欲塗佈的物體上，以及在適當的條件下烘烤成品而形成閘極絕緣層。
閘極絕緣層的平均膜厚較佳為10nm至1,000nm，更佳為20nm至500nm。
--閘極絕緣層塗佈液-
閘極絕緣層塗佈液包括至少含鹼土金屬的化合物、含稀土元素的化合物及溶劑，較佳包括含鋯的化合物及含鉿的化合物的至少一種，且可根據需要進一步包括其他成分。
---含鹼土金屬的化合物---
含鹼土金屬的化合物的實例包括無機鹼土金屬化合物及有機鹼土金屬化合物。在含鹼土金屬化合物中，鹼土金屬的實例包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)及鋇(Ba)。
無機鹼土金屬化合物的實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、鹼土金屬溴化物及鹼土金屬碘化物。
鹼土金屬硝酸鹽的實例包括硝酸鎂、硝酸鈣、硝酸鍶及硝酸鋇。
鹼土金屬硫酸鹽的實例包括硫酸鎂、硫酸鈣、硫酸鍶及硫酸鋇。
鹼土金屬氯化物的實例包括氯化鎂、氯化鈣、氯化鍶及氯化鋇。
鹼土金屬氟化物的實例包括氟化鎂、氟化鈣、氟化鍶及氟化鋇。
鹼土金屬溴化物的實例包括溴化鎂、溴化鈣、溴化鍶及溴化鋇。
鹼土金屬碘化物的實例包括碘化鎂、碘化鈣、碘化鍶及碘化鋇。
有機鹼土金屬化合物只要每個是包括鹼土金屬及有機基團的化合物，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。鹼土金屬及有機基團例如藉由離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，有機基團的實例包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的苯基、可具有取代基的乙醯丙酮基及可具有取代基的硫酸基。烷基的實例包括含有1至6個碳原子的烷基，烷氧基的實例包括含有1至6個碳原子的烷氧基，醯氧基的實例包括：含有1至10個碳原子的醯氧基；醯氧基的部分由苯環所取代，例如苯甲酸；醯氧基的部分由羥基所取代，例如乳酸；以及醯氧基包括兩個或多個羰基，例如草酸及檸檬酸。
有機鹼土金屬化合物的實例包括甲氧化鎂、乙氧化鎂、二乙基鎂、乙酸鎂、甲酸鎂、乙醯丙酮鎂、2-乙基己酸鎂、乳酸鎂、環烷酸鎂、檸檬酸鎂、柳酸鎂、苯甲酸鎂、草酸鎂、三氟甲基磺酸鎂、甲氧化鈣、乙氧化鈣、乙酸鈣、甲酸鈣、乙醯丙酮鈣、雙(特戊醯基)甲烷鈣、2-乙基己酸 鈣、乳酸鈣、環烷酸鈣、檸檬酸鈣、柳酸鈣、新癸酸鈣、苯甲酸鈣、草酸鈣、異丙氧化鍶、乙酸鍶、甲酸鍶、乙醯丙酮鍶、2-乙基己酸鍶、乳酸鍶、環烷酸鍶、柳酸鍶、草酸鍶、乙氧化鋇、異丙氧化鋇、乙酸鋇、甲酸鋇、乙醯丙酮鋇、2-乙基己酸鋇、乳酸鋇、環烷酸鋇、新癸酸鋇、草酸鋇、苯甲酸鋇及三氟甲基磺酸鋇。
在閘極絕緣層塗佈液中，含鹼土金屬的化合物的含量取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
---含稀土元素的化合物---
在含稀土元素的化合物中，稀土元素的實例包括鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)及鎦(Lu)。
含稀土元素的化合物的實例包括無機稀土化合物及有機稀土化合物。
無機稀土化合物的實例包括稀土硝酸鹽、稀土硫酸鹽、稀土氟化物、稀土氯化物、稀土溴化物及稀土碘化物。
稀土硝酸鹽的實例包括硝酸鈧、硝酸釔、硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸鐠、硝酸釹、硝酸釤、硝酸銪、硝酸釓、硝酸鋱、硝酸鏑、硝酸鈥、硝酸鉺、硝酸銩、硝酸鐿及硝酸鎦。
稀土硫酸鹽的實例包括硫酸鈧、硫酸釔、硫酸鑭、硫酸鈰、硫酸鐠、硫酸釹、硫酸釤、硫酸銪、硫酸釓、硫酸鋱、硫酸鏑、硫酸鈥、硫酸鉺、硫酸銩、硫酸鐿及硫酸鐳。
稀土氟化物的實例包括氟化鈧、氟化釔、氟化鑭、氟化鈰、氟化鐠、氟化釹、氟化釤、氟化銪、氟化釓、氟化鋱、氟化鏑、氟化鈥、氟化鉺、氟化銩、氟化鐿及氟化鐳。
稀土氯化物的實例包括氯化鈧、氯化釔、氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠、氯化釹、氯化釤、氯化銪、氯化釓、氯化鋱、氯化鏑、氯化鈥、氯化鉺、氯化銩、氯化鐿及氯化鐳。
稀土溴化物的實例包括溴化鈧、溴化釔、溴化鑭、溴化鐠、溴化釹、溴化釤、溴化銪、溴化釓、溴化鋱、溴化鏑、溴化鈥、溴化鉺、溴化銩、溴化鐿及溴化鐳。
稀土碘化物的實例包括碘化鈧、碘化釔、碘化鑭、碘化鈰、碘化鐠、碘化釹、碘化釤、碘化銪、碘化釓、碘化鋱、碘化鏑、碘化鈥、碘化鉺、碘化銩、碘化鐿及碘化鐳。
有機稀土化合物只要每個是包括稀土元素及有機基團的化合物，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。稀土元素及有機基團例如藉由離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，有機基團的實例包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基及可具有取代基的環戊二烯基。烷基的實例包括含有1至6個碳原子的烷基，烷氧基的實例包括含有1至6個碳原子的烷氧基，醯氧基的實例包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
有機稀土化合物的實例包括異丙氧化鈧、乙酸鈧、三(環戊二烯基)鈧、異丙氧化釔、2-乙基己酸釔、三(乙醯丙酮)釔、三(環戊二烯基)釔、異丙氧化鑭、2-乙基己酸鑭、三(乙醯丙酮)鑭、三(環戊二烯基)鑭、2-乙基己酸鈰、三(乙醯丙酮)鈰、三(環戊二烯基)鈰、異丙氧化鐠、草酸鐠、三(乙醯丙酮)鐠、三(環戊二烯基)鐠、異丙氧化釹、2-乙基己酸釹、三氟乙醯丙酮釹、三(異丙基環戊二烯基)釹、三(乙基環戊二烯基)鉕、異丙氧化釤、2-乙基己酸釤、三(乙醯丙酮)釤、三(環戊二烯基)釤、2-乙基己酸銪、三(乙醯丙酮)銪、三(乙基環戊二烯基)銪、異丙氧化釓、2-乙基己酸釓、三(乙醯丙酮)釓、三(環戊二烯基)釓、乙酸鋱、三(乙醯丙酮)鋱、三(環戊二烯基)鋱、異丙氧化鏑、乙酸鏑、三(乙醯丙酮)鏑、三(乙基環戊二烯基)鏑、異丙氧化鈥、乙酸鈥、三(環戊二烯基)鈥、異丙氧化鉺、乙酸鉺、三(乙醯丙酮)鉺、三(環戊二烯基)鉺、乙酸銩、三(乙醯丙酮)銩、三(環戊二烯基)銩、異丙氧化鐿、乙酸鐿、三(乙醯丙酮)鐿、三(環戊二烯基)鐿、草酸鎦及三(乙基環戊二烯基)鐳。
在閘極絕緣層塗佈液中，含稀土元素的化合物的含量取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
---含鋯化合物---
含鋯化合物的實例包括無機鋯化合物及有機鋯化合物。
無機鋯化合物的實例包括氟化鋯、氯化鋯、溴化鋯、碘化鋯、碳酸鋯及硫酸鋯。
有機鋯化合物只要每個是包括鋯及有機基團的化合物，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。鋯及有機基團例如藉由離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，有機機團的實例包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基及可具有取代基的環戊二烯基。烷基的實例包括含有1至6個碳原子的烷基，烷氧基的實例包括含有1至6個碳原子的烷氧基，醯氧基的實例包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
有機鋯化合物的實例包括丁氧化鋯、異丙氧化鋯、2-乙基己酸氧化鋯、二(正丁氧基)雙乙醯丙酮鋯、四(乙醯丙酮)鋯及四(環戊二烯基)鋯。
在閘極絕緣層塗佈液中，含鋯化合物的含量取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
---含鉿化合物---
含鉿化合物的實例包括無機鉿化合物及有機鉿化合物。
無機鉿化合物的實例包括氟化鉿、氯化鉿、溴化鉿、碘化鉿、碳酸鉿及硫酸鉿。
有機鉿化合物只要每個是包括鉿及有機基團的化合物，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。鉿及有機基團例如藉由離子鍵、共價鍵或配位鍵鍵結。
有機基團取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，有機基團的實例包括可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基、可具有取代基的醯氧基、可具有取代基的乙醯丙酮基及可具有取代基的環戊二烯基。烷基的實例包括含有1至6個碳原子的烷基，烷氧基的實例包括含有1至6個碳原子的烷氧基，醯氧基的實例包括含有1至10個碳原子的醯氧基。
有機鉿化合物的實例包括丁氧化鉿、異丙氧化鉿、2-乙基己酸鉿、二(正丁氧基)雙乙醯丙酮鉿、四(乙醯丙酮)鉿及雙(環戊二烯基)二甲基鉿。
在閘極絕緣層塗佈液中，含鉿化合物的含量取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
---溶劑---
溶劑只要是能夠穩定地溶解或分散上述多種化合物的溶劑，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。溶劑的實例包括甲苯、二甲苯、均三甲苯、異丙基甲苯、戊苯、十二基苯、聯環己烷、環己苯、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、四氫萘、十氫萘、異丙醇、苯甲酸乙酯、N,N-二甲基甲醯胺、碳酸丙醯酯、2-乙基己酸、礦油精、二甲基丙烯基脲、4-丁內酯、2-甲氧基乙醇及水。
在閘極絕緣層塗佈液中，溶劑的用量取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
在閘極絕緣層塗佈液中，含鹼土金屬的化合物與含稀土元素的化合物之間的組成比例(含鹼土金屬的化合物：含稀土元素的化合物)取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，組成比例較佳在下列的範圍內。
在閘極絕緣層塗佈液中，鹼土金屬與稀土元素之間的組成比例(鹼土金屬：稀土元素)，根據轉換成相應的氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3及Lu2O3)的量，較佳為10.0mol%至67.0mol%：33.0mol%至90.0mol%。
在閘極絕緣層塗佈液中，含鹼土金屬的化合物、含稀土元素的化合物及含鋯化合物與含鉿的化合物的至少一種之間(含鹼土金屬的化合物：含稀土元素的化合物：含鋯的化合物與含鉿的化合物的至少一種)的組成比例取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。然而，組成比例較佳在下列的範圍內。
在閘極絕緣層塗佈液中，鹼土金屬、稀土元素及Zr與Hf的至少一種之間的組成比例(鹼土金屬：稀土元素：鋯與鉿的至少一種)根據 轉換成相應的氧化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO、Sc2O3、Y2O3、La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、ZrO2及HfO2)的量，較佳為5.0mol%至22.0mol%：33.0mol%至90.0mol%：5mol%至45mol%。
--使用閘極絕緣層塗佈液的閘極絕緣層的形成方法--
即將說明使用閘極絕緣層塗佈液的閘極絕緣層的形成方法的一實例，閘極絕緣層的形成方法包括塗佈步驟及熱處理步驟，且根據需要進一步包括其他步驟。
塗佈步驟只要是將閘極絕緣層塗佈液塗佈在欲塗佈的物體上的步驟，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。塗佈的方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，方法的實例包括：經由溶液製程形成膜，接著經由微影蝕刻將膜圖案化的方法；以及藉由例如噴墨印刷、奈米壓印及凹版印刷的印刷，直接形成具有預定形狀的膜的方法。
熱處理步驟只要是將塗佈在欲塗佈的物體上的閘極絕緣層塗佈液作熱處理的步驟，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。注意，在熱處理步驟中，塗佈在欲塗佈的物體上的閘極絕緣層塗佈液可經由空氣來乾燥。熱處理後的結果為，溶劑蒸發並生成第二複合氧化物。
在熱處理步驟中，溶劑的蒸發(以下稱為「蒸發處理」)及第二複合氧化物的生成(以下稱為「生成處理」)較佳在不同的溫度下進行。具體地，較佳在蒸發溶劑之後，升溫以生成第二複合氧化物。在生成第二複合氧化物的同時，例如含鹼土金屬的化合物、含稀土元素化合物、含鋯化合物及含鉿化合物的至少一種產生分解。
蒸發處理的溫度取決於所含的溶劑，沒有特定限制並可適當地選擇，例如蒸發處理的溫度為80℃至180℃。關於蒸發，使用真空爐能有效降低所需溫度。蒸發處理的時間取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，例如蒸發處理的時間為10分鐘至1小時。
生成處理的溫度取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，生成處理的溫度較佳為100℃或高於100℃但低於550℃， 更佳為200℃至500℃。生成處理的時間取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，例如生成處理的時間為1小時至5小時。
注意，在熱處理步驟中，蒸發處理及生成處理可為連續地進行，或以多個步驟的分開方式來進行。
熱處理的方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，熱處理的方法的實例包括將欲塗佈的物體加熱的方法。在熱處理的環境取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，環境較佳為氧氣環境。當熱處理在氧氣環境下進行時，分解的產物可及時地排出至系統外部，並可加速第二複合氧化物的生成。
在熱處理中，考量到加速生成處理的反應，施用具有波長為400nm或更短的紫外光在蒸發處理後的材料上效果顯著。施用具有波長為400nm或更短的紫外光可切斷蒸發處理後的材料中所含的有機材料的化學鍵，並且可分解有機材料。因此，第二複合氧化物可有效地形成。具有波長為400nm或更短的紫外光取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，紫外光的實例包括具有波長為222nm、由準分子燈放射出的紫外光。也較佳施用臭氧取代紫外光，或者與紫外光結合。施用臭氧在蒸發處理後的材料上加速了氧化物的生成。
<源極與汲極>
源極及汲極只要被配置以自場效電晶體取出電流的電極，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
源極與汲極形成與閘極絕緣層接觸。
源極及汲極的材料取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，材料的實例包括：金屬(例如Mo、Al、Au、Ag及Cu)及其合金；透明導電氧化物，例如氧化銦錫(ITO)及銻摻雜二氧化錫(ATO)；以及有機導電體，例如聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)及聚苯胺(PANI)。
-源極與汲極的形成方法-
源極及汲極的形成方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，形成方法的實例包括：(i)經由濺鍍法或浸漬塗佈法形成膜，接著經由微影蝕刻將膜圖案化方法；以及(ii)經由印刷製程，例如噴墨印刷、奈米壓印或凹版印刷直接形成具有預定形狀的膜的方法。
源極及汲極的平均膜厚取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，平均膜厚較佳為20nm至1μm，更佳為50nm至300nm。
<半導體層>
半導體層形成於至少在源極及汲極之間。
在此，「之間」是指半導體層共同與源極及汲極允許場效電晶體起作用的位置，半導體層的位置取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
半導體層與閘極絕緣體、源極及汲極接觸。
半導體的材料取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，材料的實例包括矽半導體及氧化物半導體。
矽半導體的實例包括非晶矽及多晶矽。
氧化物半導體的實例包括InGa-Zn-O、In-Zn-O及In-Ma-O。
這些實例之間，較佳為氧化物半導體。
-半導體層的形成方法-
半導體層的形成方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，形成方法的實例包括：經由真空製程(例如濺鍍法、脈衝雷射沉積法(PLD)、化學氣相沉積法(CVD)、以及原子層沉積法(ALD))，或者經由溶液製程(例如浸漬塗佈、旋轉塗佈及壓鑄模塗佈)形成膜，接著藉經由微影蝕刻將膜圖案化的方法；以及經由印刷方法，例如噴塗印刷、奈米壓印或凹版印刷直接形成具有預定形狀的膜的方法。
該半導體層的平均膜厚取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，半導體層的平均膜厚較佳為5nm至1μm，更佳為10nm至0.5μm。
<閘極>
閘極只要是被配置以對場效電晶體施加閘電壓的電極，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
閘極與該閘極絕緣層接觸，並且藉由閘極絕緣層面對半導體層。
閘極的材料取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，材料的實例包括：金屬(例如Mo、Al、Au、Ag及Cu)及其合金；透明導電氧化物，例如氧化銦錫(ITO)及銻摻雜二氧化錫(ATO)；以及有機導電體，例如聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)及聚苯胺(PANI)。
-閘極的形成方法-
閘極的形成方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，形成方法的實例包括：(i)經由濺鍍法或浸漬塗佈法形成膜，接著經由微影蝕刻的方法；以及(ii)經由印刷製程、例如噴墨印刷、奈米壓印或凹版印刷直接形成具有預定形狀的膜的方法。
閘極的平均膜厚取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，然而，閘極的平均膜厚較佳為20nm至1μm，更佳為50nm至300nm。
場效電晶體的結構取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，場效電晶體的結構實例包括以下結構：(1)包含基板的場效電晶體、形成於基板上的閘極、形成於閘極上的閘極絕緣層、形成於閘極絕緣層上的源極及汲極、形成於源極與汲極之間的半導體層及形成於半導體層上的鈍化層；以及(2)包含基板的場效電晶體，形成於基板上的源極及汲極，形成於源極及汲極之間的半導體層，形成於源極、汲極及半導體層上的閘極絕緣層，形成於閘極絕緣層上的閘電極及形成於閘極上的鈍化層。
具有結構(1)的場效電晶體的實例包括下接觸/下閘極的場效電晶體(第3A圖)及上接觸/下閘極的場效電晶體(第3B圖)。
具有結構(2)的場效電晶體的實例包括下接觸/上閘極的場效電晶體(第3C圖)及上接觸/下閘極的場效電晶體(第3D圖)。
在第3A圖至第3D圖中，符號21代表基板、22代表閘極、23代表閘極絕緣層、24代表源極、25代表汲極、26代表氧化物半導體層以及27代表鈍化層。
場效電晶體適合使用在下述的顯示元件中，但場效電晶體的用途並非侷限於顯示元件，例如場效電晶體可用於IC卡及ID標籤。
(顯示元件)
本發明的顯示元件包括至少一光控制元件及被配置以驅動該光控制元件的一驅動電路，且根據需要可進一步包括其他構件。
<光控制元件>
光控制元件只要是被配置以根據驅動訊號控制光輸出的元件，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，光控制元件的實例包括電激發光(EL)元件、電致變色(EC)元件、液晶元件、電泳元件及電潤濕元件。
<驅動電路>
驅動電路只要是包括本發明的場效電晶體，並且被配置以驅動光控制元件的電路，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
<其他構件>
其他構件取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
由於顯示元件包括本發明的場效電晶體，因此可實現長服務壽命及高速運作。
(影像顯示裝置)
本發明的影像顯示裝置包括至少複數個顯示元件、複數條線路及一顯示控制裝置，且根據需要可進一步包括其他構件。
影像顯示裝置係被配置以顯示對應影像資料的影像的裝置。
<顯示元件>
複數個顯示元件只要是本發明排列成矩陣的顯示元件，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
<線路>
複數條線路只要是在複數個顯示元件中，被配置以各別對場效電晶體施加閘電壓的線路，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
<顯示控制裝置>
顯示控制裝置只要是被配置以經由對應影像資料的線路，各別控制場效電晶體的閘電壓的裝置，取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
<其他構件>
其他構件取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。
由於影像顯示裝置包括本發明的顯示元件，因此可實現長服務壽命及高速運作。
影像顯示裝置在行動資訊裝置(例如行動電話、可攜式音樂播放器、可攜式錄放影機、電子書及個人數位助理(PDA))及攝影機裝置(例如靜物攝影機及視訊攝影機)中可使用作為顯示單元。此外，影像顯示裝置在運輸系統(例如汽車、航空器、火車及船)上可使用作為被配置以顯示各種資訊的單元。再者，影像顯示裝置在測量裝置、分析裝置、醫療設備及廣告媒體中可使用作為被配置以顯示各種資訊的單元。
(系統)
本發明的系統包括至少本發明的影像顯示裝置及一影像資料產生裝置。
影像資料產生裝置係被配置以依據所欲顯示的影像資訊產生影像資料並輸出影像資料至影像顯示裝置的裝置。
本發明的顯示元件、影像顯示裝置及系統將接著參照圖式作說明。
首先，將說明電視裝置作為本發明的系統的一實例。
例如，作為本發明的系統的一實例的電視裝置可具有在日本未審查專利申請公開第2010-074148號的段落[0038]至[0058]及第1圖中所述的結構。
其次，說明本發明的影像顯示裝置。
例如，本發明的影像顯示裝置具有在日本未審查專利申請公開第2010-074148號的段落[0059]至[0060]及第2圖、第3圖中所述的結構。
其次，參考圖式說明本發明的顯示元件。
第1圖繪示顯示器310，其中顯示元件排列成矩陣
如第1圖所示，顯示器310包括以固定間隔沿著X軸方向排列的「n」條掃描線(X0、X1、X2、X3、...Xn-2、Xn-1)，以固定間隔沿著Y軸方向排列的「m」條資料線(Y0、Y1、Y2、Y3、...Ym-1)，以及以固定間隔沿著Y軸方向排列的「m」條電流供應線(Y0i、Y1i、Y2i、Y3i、...Ym-1i)。
每個顯示元件可由每條掃描線及每條資料線所定義。
第2圖為顯示本發明的顯示元件的一實例的示意圖。
如第2圖所示的一實例，顯示元件包括一有機電激發光(EL)元件350以及被配置以從有機EL元件350放射光的一驅動電路320。具體地，顯示器310為所謂主動式矩陣系統的有機EL顯示器。此外，顯示器310為32吋彩色顯示器。注意，顯示器的尺寸並不侷限在上述尺寸。
將說明第2圖的驅動電路320。
驅動電路320包括兩個場效電晶體11、12及一電容器13。
場效電晶體11當作開關元件。閘極G連接至預定的掃描線，並且源極S連接至預定的資料線。此外，汲極D連接至電容器13的一端。
電容器13被配置以儲存場效電晶體11的狀態；例如資料。電容器13的另一端連接至預定的電流供應線。
場效電晶體12被配置以提供大電流至有機EL元件350，閘極G連接至場效電晶體11的汲極D，汲極D連接至有機EL元件350的陽極，並且源極S連接至預定的電流供應線。
當場效電晶體11轉到「開」的狀態時，有機EL元件350被場效電晶體12驅動。
如第3A圖所說明的一實例，場效電晶體11、12各別包括一基板21、一閘極22、一閘極絕緣層23、一源極24、一汲極25、一氧化物半導體層26、以及一鈍化層27。
場效電晶體11、12可藉由在本發明的場效電晶體的描述中所提及的材料及方法來形成。
第4圖為說明有機EL元件的一實例的示意結構圖。
在第4圖中，有機EL元件350包括一陰極312、一陽極314以及一有機EL薄膜層340。
陰極312的材料取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，材料的實例包括鋁(Al)、鎂(Mg)-銀(Ag)合金、鋁(Al)-鋰(Li)合金及氧化銦錫(ITO)。注意，鎂(Mg)-銀(Ag)合金若具有有效厚度，則形成高反射電極，而鎂(Mg)-銀(Ag)合金之極薄的薄膜(小於約20nm)則形成半透明電極。在第4圖中，光由陽極側發出，但藉由將陰極製作成透明或半透明電極，光可由陰極側發出。
陽極314的材料取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，材料的實例包括氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)及銀(Ag)-釹(Nd)合金。注意，在使用銀合金的情況下，所得的電極變成適合於自陰極側發出光的高反射電極。
有機EL薄膜層340包括一電子傳輸層342、一光放射層344以及一電洞傳輸層346。電子傳輸層342連接至陰極312，並且電洞傳輸層346連接至陽極314。當預定電壓施加在陽極314與陰極312之間時，光放射層344放射光。
在此，電子傳輸層342及光放射層344可形成單一層。此外，可在電子傳輸層342與陰極312之間設置電子注入層。再者，可在電洞傳輸層346與陽極314之間設置電洞注入層。
在第4圖中，上述的光控制元件即所謂之光由基板側發出的「底部發光」有機EL元件。然而，光控制元件可為光由基板另一側發出的「頂部發光」有機EL元件。
第5圖顯示結合有機EL元件350及驅動電路320的顯示元件的一實例。
顯示元件包括一基板31、一第一閘極32及一第二閘極33、一閘極絕緣層34、一第一源極35及一第二源極36、一第一汲極37及一第二汲極38、一第一氧化物半導體層39及一第二氧化物半導體層40、一第一鈍化層41及一第二鈍化層42、一層間絕緣層43、一有機EL層44以及一陰極45。第一汲極37與第二閘極33透過在閘極絕緣層上所形成的導電通孔互相連接。
為方便起見，第5圖繪製成電容器假設形成於第二閘極33與第二汲極38之間。事實上，形成電容器的位置沒有限制，且具有所需電容量的電容器可設計在需要位置上。
在第5圖的顯示元件中，第二汲極38作用為有機EL元件350的陽極。
基板31、第一閘極32及第二閘極33、閘極絕緣層34、第一源極35及第二源極36、第一汲極37及第二汲極38、第一氧化物半導體層39及第二氧化物半導體層40以及第一鈍化層41及第二鈍化層42可藉由本發明的場效電晶體的描述中所提及的材料及方法來形成。
注意，第一鈍化層41及第二鈍化層42分別對應於本發明的場效電晶體的鈍化層。閘極絕緣層34對應於本發明的場效電晶體的閘極絕緣層。
層間絕緣層43(流平膜)的材料取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，材料的實例包括有機材料、無機材料及有機-無機複合材料。
有機材料的實例包括：樹脂，例如聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、氟樹脂、非氟樹脂、烯烴樹脂及矽氧樹脂；以及使用這些樹脂的感光樹脂。
無機材料的實例包括旋塗式玻璃(SOG)材料，例如由AZ Electronic Materials所生產的AQUAMICA。
有機-無機複合材料的實例包括在日本未審查專利申請公開第2007-158146號所揭露之包括矽烷化合物的有機-無機複合化合物。
層間絕緣層較佳具有阻絕大氣中的濕氣、氧氣及氫氣的障蔽特性。
層間絕緣層的形成方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇。層間絕緣層的形成方法的實例包括：經由旋轉塗佈、噴墨印刷、狹縫塗佈、噴嘴印刷、凹版印刷或浸漬塗佈直接形成具有預定形狀的膜的方法；以及經由顯影蝕刻將感光材料圖案化的方法。
在形成該層間絕緣層之後，進行熱處理作為後處理，可有效穩定構成顯示元件的場效電晶體的特性。
有機EL層44及陰極45的製造方法取決於預期的目的，沒有特定限制並可適當地選擇，製造方法的實例包括：真空膜形成方法(例如真空沉積法及濺鍍法)；以及溶液製程(例如噴墨印刷及噴嘴塗佈)。
利用這些方法可製造所謂的「底部發光」的顯示元件，其中發射光由基板側發出。在此情況下，基板31、閘極絕緣層34及第二汲極(陽極)38需為透明。
在第5圖中，已說明了有機EL元件350係設置於驅動電路320旁的結構。然而，如第6圖所示，顯示裝置的結構可為有機EL元件350設置於驅動電路320上的結構。同樣在此情況下，有機EL元件亦是所謂的「底部發光」的有機EL元件，其中放射光由基板側發出，因此驅動電路320需為透明。至於源極、汲極或陽極，較佳所使用的為導電透明氧化物，例如ITO、In2O3、SnO2、ZnO、Ga添加的ZnO、Al添加的ZnO及Nd添加的SnO2。
如第7圖所示的一實例，顯示控制裝置400包括一影像資料處理電路402、一掃描線驅動電路404以及一資料線驅動電路406。
影像資料處理電路402根據影像輸出電路的輸出訊號，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，各別施加電壓至「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，各別施加電壓至「m」條資料線。
注意，在上述的實施方式提及有機EL薄膜層包括一電子傳輸層、一光放射層以及一電洞傳輸層的情況，但此實施方式沒有限制性，例如，一電子傳輸層及一光放射層可結合成一單一層。此外，可在該電子傳輸層及該陰極之間設置一電子注入層，再者，可在該電洞傳輸層與該陽極之間設置一電洞注入層。
在上述實施方式提及所謂的「底部發光」的有機EL元件，其中放射光由基板側發出，但此實施方式沒有限制性，例如，藉由使用高反射電極(例如銀(Ag)-釹(Nd)合金電極)作為陽極314，以及使用半透明電極 (例如鎂(Mg)-銀(Ag)合金電極)或透明電極(例如ITO電極)作為陰極312，光可由基板的另一側發出。
上述實施方式提及光控制元件為有機EL元件的情況，但此實施方式沒有限制性，例如，光控制元件可為電致變色元件。在此情況下，顯示器310為電致變色顯示器。
光控制元件可為一液晶元件。在此情況下，顯示器310為一液晶顯示器。如第8圖所示的一實例，不需要提供電流供應線給顯示元件302’。
另外，如第9圖所示的一實例，驅動電路320’可由一個相似於每個場效電晶體(11、12)的場效電晶體14及電容器15所製成。在場效電晶體14中，閘極G連接至預定的掃描線，並且源極S連接至預定的資料線。此外，汲極D連接至液晶元件370的像素電極及電容器15。注意，在第9圖中，符號16及372各自表示液晶顯示元件370的對電極(一般電極)。
在上述實施方式中，光控制元件可為電泳元件。此外，光控制元件可為電濕潤元件。
上述的實施方式提及顯示器為彩色顯示器的情況，但此實施方式沒有限制性。
注意，根據本發明實施方式的場效電晶體亦可用於顯示元件以外的產品(例如IC卡及ID標籤)。
各別使用本發明的場效電晶體的顯示元件、影像顯示裝置及系統實現了高速運作及長服務壽命。
實施例
將接著藉由實施例的方式來說明本發明，但實施例不應被解釋為以任何方式限制本發明。以下的實施例中，「%」表示「重量%」，除非另外規定。
(實施例1)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.32g的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)鈧(III)水合物(SIGMA-ALDRICH 517607，購自於SIGMA-ALDRICH CO., LLC.)及0.07mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-1所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.25g的乙醯丙酮釤三水合物(Strem 93-6226，購自於Strem Chemicals Inc.)及0.05mL的2-乙基己酸鎂的甲苯溶液(Mg含量：3%，Strem 12-1260，購自於Strem Chemicals Inc.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-1所示的組成。
接著，製作如第10圖所示的上接觸/下閘極的場效電晶體。
-閘極的形成-
首先，在玻璃基板(基板91)上形成閘極92，具體地，藉由DC濺鍍法在玻璃基板(基板91)上形成鋁(Al)合金膜，以得到約100nm的平均膜厚。之後，將光阻塗佈在Al合金膜上，接著將成品進行預烤，藉由曝光設備曝光及顯影，以形成具有與所欲形成的閘極92相同圖案的光阻圖案。此外，藉由以磷酸、醋酸及硝酸(PAN)為主的蝕刻溶液進行蝕刻，來移除Al合金膜之沒有光阻圖案的區域。之後，亦移除光阻圖案以形成由Al合金膜所形成的閘極92。
-閘極絕緣層的形成-
其次，在預定條件下(基板以500rpm旋轉5秒，接著以3000rpm旋轉20秒，然後停止旋轉以便在5秒達到0rpm)將0.4mL的閘極絕緣層塗佈液滴在基板上並旋塗。隨後，成品在大氣下進行120℃、1小時的蒸發處理，接著在O2環境下進行400℃、3小時的烘烤，然後在大氣環境下進行500℃、1小時的退火，以形成作為閘極絕緣層的第二複合氧化物膜。閘極絕緣層的平均膜厚為約110nm。
-源極與汲極的形成-
其次，在閘極絕緣層93上形成源極94及汲極95。具體地，藉由DC濺鍍在閘極絕緣層93上形成Al合金膜，以得到約100nm的平均膜厚。之後，將光阻塗佈在Al合金膜上，接著成品進行預烤，以曝光設備曝光及顯影，以形成具有與所欲形成的源極94及汲極95相同圖案的光阻 圖案。此外，藉由RIE移除Al合金膜之沒有形成光阻的區域。之後，亦移除光阻圖案，以形成源極94及汲極95，其各別由Al合金膜所形成。
-氧化物半導體層的形成-
其次，形成氧化物半導體層96。具體地，藉由DC濺鍍形成Mg-In為主的氧化物(In2MgO4)膜，以得到約100nm的平均膜厚。之後，將光阻塗佈在Mg-In為主的氧化物膜，接著成品進行預烤，藉由曝光設備曝光及顯影，以形成具有與所欲形成氧化物半導體層96相同圖案的光阻圖案。此外，藉由濕蝕刻移除Mg-In為主的氧化物膜的沒有光阻圖案的區域。之後，亦移除光阻圖案以形成氧化物半導體層96。因此氧化物半導體層96是以在源極94與汲極95之間形成通道的方式來形成。
-鈍化層的形成-
其次，在預定條件下(基板以1000rpm旋轉5秒，接著以3000rpm旋轉20秒，然後停止旋轉以便在5秒達到0rpm)將0.4mL的鈍化層塗佈液滴在基板上並旋塗。隨後，成品在大氣下進行120℃、1小時的蒸發處理，接著在O2環境下進行400℃、3小時的烘烤，以形成作為鈍化層97的第一富和氧化物膜。鈍化層的平均膜厚約為135nm。
-層間絕緣層的形成-
其次，形成層間絕緣層98。具體地，將正感光性有機-無機複合金屬(ADEKA Nonahybrid Silicone FX series，購自於ADEKA CORPORATION)旋塗在鈍化層97上，接著將成品進行預烤，藉由曝光裝置曝光及顯影，以獲得期望的圖案。之後，成品進行150℃下1小時、接著200℃下1小時的曝後烤。
最後，成品進行230℃、1小時的熱處理，作為後處理的熱處理，以完成場效電晶體。層間絕緣層的平均膜厚約1500nm。
(實施例2)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將1.14mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7%，Wako 122-03371，購自於Wako Chemical,Ltd.)、0.01mL的2-乙基己酸鎂的甲苯溶液(Mg含量：3%，Strem 12-1260，購自於Strem Chemicals Inc.)及0.15mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-1所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.17g的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)鈧(III)水合物(SIGMA-ALDRICH 517607，購自於SIGMA-ALDRICH CO.,LLC.)、0.11g的2-乙基己酸釔(Strem 39-2400，購自於Strem Chemicals Inc.)及0.09mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-1所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例3)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.26mL的2-乙基己酸釓的甲苯溶液(Gd含量：25%，Strem 64-3500，購自於Strem Chemicals Inc.)及0.36mL的2-乙基己酸鋇的甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-1所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將1.10mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7%，Wako 122-03371，購自於Wako Chemical,Ltd.)、0.30mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-1所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例4)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.26mL的2-乙基己酸釹的2-乙基己酸溶液(Nd含量：12%，Strem 60-2400，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.15g的乙醯丙酮鐿三水合物(Strem 70-2202，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.29mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.01mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-1所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.30mL的2-乙基己酸釓的甲苯溶液(Gd含量：25%，Strem 64-3500，購自於Strem Chemicals Inc.)及0.26mL的2-乙基己酸鋇的甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-1所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例5)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.23g的乙醯丙酮鏑三水合物(Strem 66-2002，購自於Strem Chemicals Inc)、0.03mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)、0.05mL的2-乙基己酸鋇的甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.05mL的2-乙基己酸鉿的2-乙基己酸溶液(Gelest AKH332，購自於Gelest,Inc.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-1所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.30g的2-乙基己酸釔(Strem 39-2400購自於Strem Chemicals Inc.)及0.19mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量： 2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-1所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例6)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將1.11mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7%，Wako 122-03371，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.02mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)、0.03mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.01mL的2-乙基己酸鉿的2-乙基己酸溶液(Gelest AKH332，購自於Gelest,Inc.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-2所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.29g的2-乙基己酸銪(Strem 93-6311購自於Strem Chemicals Inc.)、0.08mL的2-乙基己酸鎂的甲苯溶液(Mg含量：3%，Strem 12-1260，購自於Strem Chemicals Inc.)及0.03mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-2所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例7)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.32g的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)鈧(III)水合物(SIGMA-ALDRICH 517607，購自於SIGMA-ALDRICH CO., LLC.)、0.06mL的的2-乙基己酸鎂的甲苯溶液(Mg含量：3%，Strem 12-1260，購自於Strem Chemicals Inc.)及0.02mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-2所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.19mL的2-乙基己酸釓的甲苯溶液(Gd含量：25%，Strem 64-3500，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.09g的乙醯丙酮鐿三水合物(Strem 70-2202，購自於Strem Chemicals Inc.)及0.55mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-2所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例8)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.23g的2-乙基己酸釔(Strem 39-2400，購自於Strem Chemicals Inc.)及0.82mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-2所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.21g的乙醯丙酮釤三水合物(Strem 93-6226，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.04mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)及0.09mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-2所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例9)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.23g的乙醯丙酮鐿三水合物(Strem 70-2202，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.08mL的2-乙基己酸鎂的甲苯溶液(Mg含量：3%，Strem 12-1260，購自於Strem Chemicals Inc.)及0.03mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-2所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將1.06mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7%，Wako 122-03371，購自於Wako Chemical,Ltd.)、0.06mL的2-乙基己酸鋇的甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.04mL的2-乙基己酸鉿的2-乙基己酸溶液(Gelest AKH332，購自於Gelest,Inc.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-2所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例10)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.40mL的2-乙基己酸釹的2-乙基己酸溶液(Nd含量：12%，Strem 60-2400，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.09g的的乙醯丙酮鏑三水合物(Strem 66-2002，購自於Strem Chemicals Inc)及0.46mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-2所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.32mL的2-乙基己酸釓的甲苯溶液(Gd含量：25%，Strem 64-3500，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.01mL的2-乙基己酸鎂的甲苯溶液(Mg含量：3%，Strem 12-1260，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.06mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.02mL的2-乙基己酸鉿的2-乙基己酸溶液(Gelest AKH332，購自於Gelest,Inc.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-2所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例11)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.23g的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)鈧(III)水合物(SIGMA-ALDRICH 517607，購自於SIGMA-ALDRICH CO.,LLC.)及0.40mL的2-乙基己酸鋇的甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-3所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.33g的2-乙基己酸銪(Strem 93-6311購自於Strem Chemicals Inc.)、0.02mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)及0.16mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-3所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例12)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.99mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7%，Wako 122-03371，購自於Wako Chemical,Ltd.)、0.27mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.05mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-3所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.99mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7%，Wako 122-03371，購自於Wako Chemical,Ltd.)、0.27mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.05mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-3所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例13)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將1.02mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7%，Wako 122-03371，購自於Wako Chemical,Ltd.)、0.03mL的2-乙基己酸鎂的甲苯溶液(Mg含量：3%，Strem 12-1260，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.03mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.03mL的2-乙基己酸鉿的2-乙基己酸溶液(Gelest AKH332，購自於Gelest,Inc.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-3所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.22g的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)鈧(III)水合物(SIGMA-ALDRICH 517607，購自於SIGMA-ALDRICH CO., LLC.)、0.08g的2-乙基己酸釔(Strem 39-2400，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.03mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)以及0.05mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-3所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例14)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.46mL的2-乙基己酸釹的2-乙基己酸溶液(Nd含量：12%，Strem 60-2400，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.08g的乙醯丙酮鏑三水合物(Strem 66-2002，購自於Strem Chemicals Inc)、0.02mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)、0.01mL的2-乙基己酸鋇的甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.02mL的2-乙基己酸鉿的2-乙基己酸溶液(Gelest AKH332，購自於Gelest,Inc.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-3所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.24g的2-乙基己酸銪(Strem 93-6311購自於Strem Chemicals Inc.)、0.07mL的2-乙基己酸鋇的甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.12mL的2-乙基己酸鉿的2-乙基己酸溶液(Gelest AKH332，購自於Gelest,Inc.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-3所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(實施例15)
<場效電晶體的製作>
-鈍化層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.29g的2-乙基己酸釔(Strem 39-2400，購自於Strem Chemicals Inc.)、0.03mL的2-乙基己酸鈣的2-乙基己酸溶液(Ca含量：3%至8%，Alfa36657，購自於Alfa Aesar)及0.02mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得鈍化層塗佈液。以鈍化層塗佈液所形成的第一複合氧化物會具有如表1-3所示的組成。
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將1.04mL的2-乙基己酸鑭的甲苯溶液(La含量：7%，Wako 122-03371，購自於Wako Chemical,Ltd.)、0.09mL的2-乙基己酸鍶的甲苯溶液(Sr含量：2%，Wako 195-09561，購自於Wako Chemical,Ltd.)、0.03mL的2-乙基己酸氧化鋯的礦油精溶液(Zr含量：12%，Wako 269-01116，購自於Wako Chemical,Ltd.)及0.03mL的2-乙基己酸鉿的2-乙基己酸溶液(Gelest AKH332，購自於Gelest,Inc.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表1-3所示的組成。
如實施例1的相同方法製作場效電晶體，除了使用上述製備的鈍化層塗佈液及上述製備的閘極絕緣層塗佈液以外。
(比較例1)
<場效電晶體的製作>
首先，以如實施例1的相同方法在玻璃基板上製作閘極。
-閘極絕緣層的形成-
在含有氧氣、氬氣及氮氣的環境下，藉由使用SiO2作為靶材的RF濺鍍法，在基板及閘極上形成SiON層作為閘極絕緣層。以此方法所形成的閘極絕緣層的平均膜厚為約300nm。
其次，以如實施例1的相同方法在閘極絕緣層上形成源極、汲極及氧化物半導體層。
-鈍化層的形成-
其次，在含有氧氣、氬氣及氮氣的環境下，藉由使用SiO2作為靶材的RF濺鍍法，形成覆蓋基板的SiON層作為鈍化層。以此方法所形成的鈍化層的平均膜厚為約300nm。
-層間絕緣層的形成-
最後，以如實施例1的相同方法，在鈍化層上形成層間絕緣層，並且進行熱處理作為後處理，以完成場效電晶體。
(比較例2)
<場效電晶體的製作>
-閘極絕緣層塗佈液的製備-
在1mL的甲苯中，將0.32g的2-乙基己酸銪(Strem 93-6311購自於Strem Chemicals Inc.)及0.12mL的2-乙基己酸鋇的甲苯溶液(Ba含量：8%，Wako 021-09471，購自於Wako Chemical,Ltd.)混合，以獲得閘極絕緣層塗佈液。以閘極絕緣層塗佈液所形成的第二複合氧化物會具有如表2所示的組成。
首先，以如實施例1的相同方法，在玻璃基板上製作閘極。
-閘極絕緣層的形成-
其次，以如實施例1的相同方法形成閘極絕緣層，除了使用上述的閘極絕緣層塗佈液。
其次，以如實施例1的相同方法在閘極絕緣層上形成源極、汲極及氧化物半導體層。
-鈍化層的形成-
其次，在含有氧氣、氬氣及氮氣的環境下，藉由使用SiO2作為靶材的RF濺鍍法，形成覆蓋基板的SiON層作為鈍化層。以此方法所形成的鈍化層的平均膜厚為約300nm。
-層間絕緣層的形成-
最後，以如實施例1的相同方法，在鈍化層上形成層間絕緣層，並且進行熱處理作為後處理，以完成場效電晶體。
<場效電晶體的電晶體特性的評價>
評價在實施例1至15及比較例1、2中所製作的每個場效電晶體在形成鈍化層的前後的電晶體特性。當汲極95與源極94(Vds)之間的電壓為+10V時，藉由量測閘極92與汲極94之間的電壓(Vgs)、及汲極95與源極94之間的電流(Ids)兩者之間的關係(Vgs-Ids)來評價電晶體特性。
此外，由電晶體特性(Vgs-Ids)的評價結果計算出在飽和區的場效移動率。計算出電晶體由開啟狀態(例如Vgs=+10V)至關閉狀態(例如Vgs=-10V)的Ids比例(開/關比)。臨界擺幅(SS)換算成在施加Vgs下Ids提升的銳利度(sharpness)的指標。再者，臨界電壓(Vth)換算成在施加Vgs下Ids提升時的電壓閥。
第11圖顯示實施例12所製作的場效電晶體在形成鈍化層的前後的電晶體特性(Vgs-Ids)的結果，第12圖顯示比較例1所製作的場效電晶體在形成鈍化層的前後的電晶體特性(Vgs-Ids)結果。表3顯示從實施例1至15及比較例1、2所製作的每個場效電晶體在形成鈍化層的前後的電晶體特性，所計算出的移動率、開/關比、次臨界擺幅及Vth。在下述的場效電晶體的結果中，這些結果：移動率高、開/關比高、次臨界擺幅低及Vth在0V附近皆表示為優良的電晶體特性，具體地，當移動率大於或等於8cm2/Vs、開/關比大於或等於5.0×108、次臨界擺幅小於或等於0.5、以及Vth在±5V的範圍內，這些結果表示為優良的電晶體特性。
在此，在第11圖、第12圖、第13圖及第14圖的曲線圖的垂直軸上，以及在第14圖的曲線圖的水平軸上的「e」定義成「10的指數」，例如「1e-3」定義成「1.0×10-3」及「0.001」，以及「1e+05」定義成「1.0×10+5」及「100,000」。
由第11圖及表3發現實施例12所製作的場效電晶體在形成鈍化層之前具有優良的電晶體特性，並且即使在形成鈍化層之後仍維持優良的電晶體特性。相似地，由表3發現實施例1至15所製作的所有場效電晶體在形成鈍化層之前具有優良的電晶體特性，並且即使在形成鈍化層之後仍維持優良的電晶體特性。
另一方面，由第12圖及表3發現由比較例1所製作的場效電晶體在形成鈍化層之前具有比實施例1至15要低的電晶體特性。此外， 發現比較例2所製作的場效電晶體雖在形成鈍化層之前具有優良的電晶體特性，但電晶體特性被鈍化層的形成破壞。
<場效電晶體的可靠度評價>
在大氣環境下(溫度：50℃且相對濕度：50%)，對實施例1至15及比較例1、2所製作的每個場效電晶體進行偏壓溫度加壓(bias temperature stress,BTS)測試100小時。
加壓條件為以下的四種條件：(1)Vgs=+10V且Vds=0V；(2)Vgs=+10V且Vds=+10V；(3)Vgs=-10V且Vds=0V；以及(4)Vgs=-10V且Vds=+10V。
每次BTS測試進行一段時間，量測當Vds=+10V時Vgs與Ids之間的關係(Vgs-Ids)。
第13圖顯示在對實施例12所製作的場效電晶體進行BTS測試中Vgs-Ids的結果，其中加壓條件為Vgs=+10V且Vds=0V。第14圖顯示在Vgs=+10V且Vds=0V的加壓條件下，在實施例12及比較例1所製作的每個場效電晶體中對應加壓時間的臨界電壓變化(△Vth)。表4顯示在對實施例1至15及比較例1、2所製作的每個場效電晶體進行BTS測試中對應100小時的加壓時間的△Vth數值。在此，「△Vth」定義成自加壓時間0小時經過一段加壓時間的Vth變化。
由第13圖、第14圖及表4可發現實施例12所製作的場效電晶體在BTS測試中具有在△Vth偏移小且表現優良的可靠度。相似地，由表4可發現實施例1至15所製作的每個場效電晶體在BTS測試中具有在△Vth偏移小且表現優良的可靠度。
另一方面，如第14圖及表4所示，比較例1所製作的場效電晶體在BTS測試中具有在△Vth偏移大且表現不足的可靠度。相似地，如表4所示，比較例2所製作的場效電晶體在BTS測試中具有在△Vth偏移大且表現不足的可靠度。
本發明的觀點舉例如下：
<1>一種場效電晶體，包括：一基板；一鈍化層；一閘極絕緣層，形成於該基板與該鈍化層之間；一源極及一汲極，形成與該閘極絕緣層接觸；一半導體層，形成於至少在該源極及該汲極之間，且與該閘極絕緣層、該源極及該汲極接觸；以及一閘極，與該閘極絕緣層接觸，且經由該閘極絕緣層面對該半導體層，其中，該鈍化層包括一第一複合氧化物，該第一複合氧化物包括一鹼土金屬及一稀土元素，以及其中，該閘極絕緣層包括一第二複合氧化物，該第二複合氧化物包括一鹼土金屬及一稀土元素。
<2>如第<1>項所述之場效電晶體，其中該第一複合氧化物包括鋯及鉿的至少一種。
<3>如第<1>項或第<2>項所述之場效電晶體，其中該第二複合氧化物包括鋯及鉿的至少一種。
<4>如第<1>項至第<3>項中任一項所述之場效電晶體，其中該半導體層為一氧化物半導體。
<5>一種顯示元件，包括：一光源控制元件，被配置以根據一驅動訊號控制光源輸出；以及一驅動電路，包括如第<1>項至第<4>項中任一項所述之場效電晶體的，且該驅動電路被配置以驅動該光源控制元件。
<6>如第<5>項所述之顯示元件，其中該光源控制元件包括一有機電激發光元件、一電致變色元件、一液晶元件、一電泳元件或一電潤濕元件。
<7>一種影像顯示裝置，被配置以顯示與一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，排列成一矩陣，該複數個顯示元件的每一個為如第<5>項或第<6>項所述之顯示元件；複數條線路，被配置以個別地施加閘電壓至該複數個顯示元件中的複數個該場效電晶體；以及一顯示控制裝置，被配置以經由與該影像資料對應的該複數條線路，個別地控制複數個該場效電晶體的該閘電壓。
<8>一種系統，包括：如第<7>項所述之影像顯示裝置；以及一影像資料產生裝置，被配置以基於所欲顯示的影像資訊產生一影像資料，並輸出該影像資料至該影像顯示裝置。

Claims (6)

  1. 一種場效電晶體，包括：一基板；一鈍化層；一閘極絕緣層，形成於該基板與該鈍化層之間；一源極及一汲極，形成與該閘極絕緣層接觸；一半導體層，形成於至少在該源極及該汲極之間，且與該閘極絕緣層、該源極及該汲極接觸；以及一閘極，其與該閘極絕緣層接觸，且經由該閘極絕緣層面對該半導體層，其中，該場效電晶體同時滿足以下(1)與(2)：(1)該鈍化層包括一第一複合氧化物，該第一複合氧化物包括一鹼土金屬、一稀土元素、以及鋯及鉿的至少一種，以及(2)該閘極絕緣層包括一第二複合氧化物，該第二複合氧化物包括一鹼土金屬、一稀土元素、以及鋯及鉿的至少一種。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之場效電晶體，其中該半導體層為一氧化物半導體。
  3. 一種顯示元件，包括：一光源控制元件，被配置以根據一驅動訊號控制光源輸出；以及一驅動電路，包括如申請專利範圍第1項至第2項中任一項所述之場效電晶體，且該驅動電路被配置以驅動該光源控制元件。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示元件，其中該光源控制元件包括一有機電激發光元件、一電致變色元件、一液晶元件、一電泳元件或一電潤濕元件。
  5. 一種影像顯示裝置，被配置以顯示與一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，排列成一矩陣，該複數個顯示元件的每一個為如申請專利範圍第3項所述之顯示元件；複數條線路，被配置以個別地施加閘電壓至該複數個顯示元件中的複數個該場效電晶體；以及一顯示控制裝置，被配置以經由與該影像資料對應的該複數條線路，個別地控制複數個該場效電晶體的該閘電壓。
  6. 一種顯示系統，包括：如申請專利範圍第5項所述之影像顯示裝置；以及一影像資料產生裝置，被配置以基於所欲顯示的影像資訊產生一影像資料，並輸出該影像資料至該影像顯示裝置。
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