(57)【要約】【課題】高速動作が可能であり、かつ高信頼性を示す電界効果型トランジスタの提供。【解決手段】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、前記ゲート絶縁層を挟んで前記半導体層とは反対側に形成され、前記ゲート絶縁層と接するゲート電極とを有し、前記保護層が、少なくともＳｉと、アルカリ土類金属とを含有する複合金属酸化物を含有する電界効果型トランジスタである。【選択図】図３Ａ
2014107527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記ゲート絶縁層を挟んで前記半導体層とは反対側に形成され、前記ゲート絶縁層と接するゲート電極とを有し、
前記保護層が、少なくともＳｉと、アルカリ土類金属とを含有する複合金属酸化物を含有することを特徴とする電界効果型トランジスタ。
【請求項２】
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。
【請求項３】
半導体層が、酸化物半導体層である請求項１から２のいずれかに記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項４】
アルカリ土類金属が、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａの少なくともいずれかである請求項１から３のいずれかに記載の電界効果型トランジスタ。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一種である電界効果型トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＦＥＴ）は、チャネルに電界を印加した状態で、ゲート電圧を印加し半導体内のキャリアを誘起させることにより、ソースとドレイン間に流れる電流を制御することが可能なトランジスタである。
【０００３】
前記ＦＥＴは、ゲート電圧を印加することによりスイッチングが可能であることから、様々なスイッチング素子や増幅素子として利用されている。また、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ことから、バイポーラトランジスタと比較して容易に作製することができ、更に、高集積化も容易に行うことができる。このため、現在の電子機器内において用いられている集積回路の多くには、前記ＦＥＴが用いられている。
その中でも前記ＦＥＴは、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）として、アクティブマトリックス方式のディスプレイなどに応用されている。
【０００４】
近年、アクティブマトリックス方式の平面薄型ディスプレイ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）としては、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、電子ペーパーなどが実用化されている。
【０００５】
これらＦＰＤは、通常、非晶質シリコンや多結晶シリコンを活性層に用いた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、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。
【０００６】
近年、前記活性層の半導体として、シリコンに加えて、酸化物半導体が注目されている。その中でもＩｎＧａＺｎＯ４（ａ−ＩＧＺＯ）は、室温成膜が可能、アモルファス状態、移動度１０ｃｍ２／Ｖ・ｓ前後の高移動度特性、という特徴を持ち、実用化へ向けて開発が盛んに行われている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
前記ＦＥＴは、通常、前記活性層である半導体層の保護などを目的とする保護層を有している。前記保護層についても、様々な検討がされている。
例えば、前記ＦＥＴの保護層として、ＳｉＯ２層（例えば、特許文献１、及び２参照）、ＳｉＮｘ層（例えば、特許文献１参照）、ＳｉＯＮ層（例えば、特許文献３参照）、及びＡｌ２Ｏ３層（例えば、特許文献４参照）が提案されている。また、前記ＦＥＴの保護層として、ＳｉＯ２とＡｌ又はＢを複合した複合酸化物層が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
しかし、ＳｉＯ２層、及び前記複合酸化物層は、それをシリコン半導体層、酸化物半導体層、金属配線、及び酸化物配線の上に形成すると、後工程の加熱工程においてクラック、剥離などが発生し易いという問題がある。また、ＳｉＯＮ層、ＳｉＮｘ層、及びＡｌ２Ｏ３層は、寄生容量による信号遅延が生じるという問題がある。
【０００８】
また、前記保護層として有機材料を用いることも提案されている。
例えば、前記ＦＥＴの保護層として、ポリイミド樹脂層（例えば、特許文献６参照）、及びフッ素樹脂層（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
しかし、一般的な有機材料は酸化物半導体と接触するとＴＦＴ特性の劣化を引き起こすという問題がある。また、前記フッ素樹脂層は、比較的ＴＦＴ特性の劣化が小さいものの、充分なものではない。
【０００９】
したがって、高速動作が可能であり、かつ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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、高速動作が可能であり、かつ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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、
前記ゲート絶縁層を挟んで前記半導体層とは反対側に形成され、前記ゲート絶縁層と接するゲート電極とを有し、
前記保護層が、少なくともＳｉと、アルカリ土類金属とを含有する複合金属酸化物を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
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、高速動作が可能であり、かつ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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、画像表示装置を説明するための図である。
【図２】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】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】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】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】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】図４は、有機ＥＬ素子の一例を示す概略構成図である。
【図５】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】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】図７は、表示制御装置を説明するための図である。
【図８】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】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】図１０は、比誘電率測定キャパシタの概略構成図である。
【図１１】図１１は、実施例１で得られた電界効果型トランジスタの特性を評価したグラフである。
【図１２】図１２は、実施例１で得られた電界効果型トランジスタの特性を評価したグラフである。
【図１３】図１３は、比較例１で得られた電界効果型トランジスタの特性を評価したグラフである。
【図１４】図１４は、比較例１で得られた電界効果型トランジスタの特性を評価したグラフである。
【図１５】図１５は、実施例１９で作製した有機ＥＬ表示装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（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、その他の部材を有する。
【００１５】
＜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、プラスチックなどが挙げられる。
前記ガラスとしては、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、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、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照射洗浄などの前処理が行われることが好ましい。
【００１６】
＜保護層＞
前記保護層としては、Ｓｉ（ケイ素）と、アルカリ土類金属とを少なくとも含有する複合金属酸化物を含有すれば、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。
前記保護層は、前記複合金属酸化物それ自体で形成されることが好ましい。
前記保護層は、通常、前記基板よりも上方に形成される。
前記複合金属酸化物において、前記Ｓｉにより形成されるＳｉＯ２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している。そのため、その組成比によって、形成される前記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。
【００１７】
前記複合金属酸化物は、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することが好ましい。
前記Ａｌにより形成されるＡｌ２Ｏ３及び前記Ｂにより形成されるＢ２Ｏ３は、ＳｉＯ２と同様にアモルファス構造を形成するため、前記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、Ｓｉ−Ｏ結合同様、Ａｌ−Ｏ結合、及びＢ−Ｏ結合も切断するため、その組成比によって、形成される前記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。
【００１８】
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。これらの中でも、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）が好ましい。
これらアルカリ土類金属は、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。
【００１９】
前記複合金属酸化物における前記Ｓｉの割合、前記Ａｌ及びＢの合計の割合、及び前記アルカリ土類金属の割合としては、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、下記の範囲であることが好ましい。
前記複合金属酸化物における前記Ｓｉの割合は、酸化物（ＳｉＯ２）換算で、３０．０ｍｏｌ％〜９５．０ｍｏｌ％が好ましく、５０．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ％がより好ましい。
前記複合金属酸化物における前記アルカリ土類金属酸化物の割合は、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）換算で、５．０ｍｏｌ％〜４０．０ｍｏｌ％が好ましく、１０．０ｍｏｌ％〜３０．０ｍｏｌ％がより好ましい。
前記複合金属酸化物における前記Ａｌ及びＢの合計の割合は、酸化物（Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３）換算で、１．０ｍｏｌ％〜５０．０ｍｏｌ％が好ましく、５．０ｍｏｌ％〜３０．０ｍｏｌ％がより好ましい。
前記複合金属酸化物が、前記Ａｌ及び前記Ｂの少なくともいずれかを含有する場合、前記アルカリ土類金属酸化物の割合は、酸化物（ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）換算で、１．０ｍｏｌ％〜３０．０ｍｏｌ％が好ましく、５．０ｍｏｌ％〜２０．０ｍｏｌ％がより好ましい。
前記複合金属酸化物における酸化物（ＳｉＯ２、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３）の割合は、例えば、蛍光Ｘ線分析、電子線マイクロ分析（ＥＰＭＡ）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。
【００２０】
前記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が、信号遅延がより生じにくくなり、より高速動作になる点から、７．０以下が好ましく、６．０以下がより好ましい。
前記比誘電率は、例えば、下部電極、誘電層（前記保護層）、及び上記電極を積層したキャパシタを作製して、ＬＣＲメータ（４２８４Ａ、Ａｇｉｌｅｎｔ社製）を用いて測定することができる。
【００２１】
前記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が、剥離がより生じにくくなり、より信頼性が高くなる点から、３０．０×１０−７以上が好ましく、３０．０×１０−７〜６０．０×１０−７がより好ましい。
前記線膨張係数は、例えば、熱機械分析装置（８３１０シリーズ、株式会社リガク製）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。
【００２２】
前記保護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、１０ｎｍ〜１，０００ｎｍが好ましく、２０ｎｍ〜５００ｎｍがより好ましい。
【００２３】
−保護層の形成方法−
前記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、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  ＤｅｐｏＳｉｔｉｏｎ）法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）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ンニングする方法などが挙げられる。
また、前記複合金属酸化物の前駆体を含有する塗布液（保護層形成用塗布液）を調合し、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可能である。
【００２４】
−−保護層形成用塗布液（絶縁膜形成用塗布液）−−
前記保護層形成用塗布液（絶縁膜形成用塗布液ともいう。）は、ケイ素含有化合物と、アルカリ土類金属含有化合物と、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。
【００２５】
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。
【００２６】
しかし、ポリシラザン、スピンオングラスといったＳｉＯ２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、前記保護層形成用塗布液は、ＳｉＯ２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、ＳｉＯ２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、ＳｉＯ２前駆体よりも分解温度が低いＡｌ２Ｏ３前駆体及びＢ２Ｏ３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。
【００２７】
−−−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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
前記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。
【００３３】
−−−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。
【００３４】
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、アルカリ土類金属リン化物などが挙げられる。前記アルカリ土類金属硝酸塩しては、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。前記アルカリ土類金属リン化物としては、例えば、リン化マグネシウム、リン化カルシウムなどが挙げられる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
前記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。
【００３９】
−−−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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
前記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。
【００４５】
−−−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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
前記有機ホウ素化合物としては、例えば、トリエチルボラン、（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、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。
【００５０】
前記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。
【００５１】
−−−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、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。
【００５２】
前記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。
【００５３】
前記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比率（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、酸化物（ＳｉＯ２、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）換算で、３０．０ｍｏｌ％〜９５．０ｍｏｌ％：５．０ｍｏｌ％〜４０．０ｍｏｌ％が好ましく、５０．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ％：１０．０ｍｏｌ％〜３０．０ｍｏｌ％がより好ましい。
【００５４】
前記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合計との比率（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）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、酸化物（ＳｉＯ２、ＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３）換算で、３０．０ｍｏｌ％〜９５．０ｍｏｌ％：１．０ｍｏｌ％〜３０．０ｍｏｌ％：１．０ｍｏｌ％〜５０．０ｍｏｌ％が好ましく、５０．０ｍｏｌ％〜９０．０ｍｏｌ％：５．０ｍｏｌ％〜２０．０ｍｏｌ％：５．０ｍｏｌ％〜３０．０ｍｏｌ％がより好ましい。
【００５５】
−−−−保護層形成用塗布液を用いた保護層の形成方法−−−−
前記保護層形成用塗布液を用いた保護層の形成方法の一例について説明する。
前記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。
【００５６】
前記塗布工程としては、被塗物に前記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。
【００５７】
前記熱処理工程としては、前記被塗物に塗布された前記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、前記複合金属酸化物の生成などが行われる。
【００５８】
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、昇温して前記複合金属酸化物の生成を行うことが好ましい。
前記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分解が起こる。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、前記複合金属酸化物の生成を促進させることができる。
【００６３】
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。
【００６４】
＜ゲート絶縁層＞
前記ゲート絶縁層は、前記基材、及び前記保護層の間に形成される絶縁層であれば、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、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３等の既に広く量産に利用されている材料や、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２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。
【００６５】
−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。
【００６６】
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。
【００６７】
＜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、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、Ａｇ、Ｃｕ等の金属及びそれらの合金、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）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。
【００６８】
−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。
【００６９】
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。
【００７０】
＜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。
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。
前記ソース電極と、前記ドレイン電極との間とは、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、多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）などが挙げられる。前記酸化物半導体としては、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ、Ｉ−Ｚ−Ｏ、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏなどが挙げられる。これらの中でも酸化物半導体が好ましい。
【００７１】
−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、ＣＶＤ法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）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。
【００７２】
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。
【００７３】
＜ゲート電極＞
前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁層を挟んで前記半導体層とは反対側に形成される。
前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁層と接する。
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、Ａｇ、Ｃｕ等の金属及びそれらの合金、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）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。
【００７４】
−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。
【００７５】
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。
【００７６】
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保護層とを有する電界効果型トランジスタ。
【００７７】
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、２７は保護層をそれぞれ表す。
【００７８】
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。
【００７９】
（表示素子）
本発明の表示素子は、少なくとも、光制御素子と、前記光制御素子を駆動する駆動回路とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
【００８０】
＜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。
【００８１】
＜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。
【００８２】
＜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。
【００８３】
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。
【００８４】
（画像表示装置）
本発明の画像表示装置は、少なくとも、複数の表示素子と、複数の配線と、表示制御装置とを有し、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。
【００８５】
＜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。
【００８６】
＜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。
【００８７】
＜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。
【００８８】
＜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。
【００８９】
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。
【００９０】
（システム）
本発明のシステムは、少なくとも、本発明の前記画像表示装置と、画像データ作成装置とを有する。
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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、及び保護層２７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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
表示素子は、基材３１、第一・第二のゲート電極３２・３３、ゲート絶縁層３４、第一・第二のソース電極３５・３６、第一・第二のドレイン電極３７・３８、第一・第二の酸化物半導体層３９・４０、第一・第二の保護層４１・４２、層間絶縁膜４３、有機ＥＬ層４４、陰極４５を有している。第一のドレイン電極３７と第二のゲート電極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、便宜上第二のゲート電極３３・第二のドレイン電極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、第二のドレイン電極３８が、有機ＥＬ素子３５０における陽極として機能する。
基材３１、第一・第二のゲート電極３２・３３、ゲート絶縁層３４、第一・第二のソース電極３５・３６、第一・第二のドレイン電極３７・３８、第一・第二の酸化物半導体層３９・４０、第一・第二の保護層４１・４２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。
【０１０８】
層間絶縁膜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、ポリイミドやアクリル、フッ素系樹脂等の樹脂、それらを用いた感光性樹脂、ＳＯＧ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）などが挙げられる。層間絶縁膜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したり、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してもよい。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｇａが添加されたＺｎＯ、Ａｌが添加されたＺｎＯ、Ｓｂが添加されたＳｎＯ２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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
本発明の電界効果型トランジスタは、高速動作かつ高信頼性を有することから、前記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についても同様の効果が得られる。
【実施例】
【０１２５】
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。
【０１２６】
（実施例１〜４）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−保護層形成用塗布液の作製−
表１に示す分量にて、テトラブトキシシラン（Ｔ５７０２−１００Ｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）、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社製）、ホウ酸トリイソプロピル（Ｗａｋｏ３２０−４１５３２、株式会社ワコーケミカル製）、２−エチルヘキサン酸カルシウムミネラルスピリット溶液（Ｃａ含量５％、Ｗａｋｏ３５１−０１１６２、株式会社ワコーケミカル製）、及び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％、Ｗａｋｏ１９５−０９５６１、和光純薬工業株式会社製）をトルエンで希釈し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される複合金属酸化物は表２に示す組成となる。
【０１２７】
次に図３Ａ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。
【０１２８】
−ゲート電極の形成−
最初に、ガラス基板（基材２１）上にゲート電極２２を形成した。具体的には、ガラス基板（基材２１）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２２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２２を形成した。
【０１２９】
−ゲート絶縁層の形成−
次に、ゲート電極２２上にゲート絶縁層２３を形成した。具体的には、ゲート電極２２及びガラス基板（基材２１）上に、ＲＦスパッタリングによりＡｌ２Ｏ３膜を平均膜厚が約３００ｎｍとなるように成膜し、ゲート絶縁層２３を形成した。
【０１３０】
−ソース電極及びドレイン電極の形成−
次に、ゲート絶縁層２３上にソース電極２４及びドレイン電極２５を形成した。具体的には、ゲート絶縁層２３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２４及びドレイン電極２５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２４及びドレイン電極２５を形成した。
【０１３１】
−酸化物半導体層の形成−
次に、酸化物半導体２６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（Ｉｎ２ＭｇＯ４）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２６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２６を形成した。これにより、ソース電極２４とドレイン電極２５との間にチャネルが形成されるように酸化物半導体層２６が形成された。
【０１３２】
−保護層の形成−
次に、前記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（３００ｒｐｍ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、Ｏ２雰囲気下で４００℃３時間の焼成を行い、保護層２７としてＳｉＯ２−Ａ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＣａＯ−ＳｒＯ複合金属酸化物絶縁膜（保護層）を形成し、電界効果型トランジスタを完成させた。
保護層２７の平均膜厚は約３０ｎｍであった。
最後に後工程の加熱処理として、３２０℃３０分間の熱処理を行った後、前記電界効果型トランジスタの保護層２７の外観の評価を行った。結果を表２に示す。
【０１３３】
＜比誘電率測定用キャパシタの作製＞
図１０に示す構造のキャパシタを作製した。はじめにガラス基板８１上に下部電極８２を形成した。具体的には、メタルマスクを介して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。次に、各実施例の電界効果型トランジスタの保護層の形成と同様のプロセスで誘電層８３を形成した。最後に、下部電極８２と同様の材料及びプロセスにて誘電層８３上に上部電極８４を形成し、キャパシタを作製した。誘電層８３の平均膜厚は３０ｎｍであった。作製したキャパシタの比誘電率を、ＬＣＲメータ（４２８４Ａ、Ａｇｉｌｅｎｔ社製）を用いて測定した。結果を表２に示す。
【０１３４】
＜線膨張係数測定用サンプルの作製＞
各実施例の保護層形成用塗布液を１Ｌ作製し、溶媒除去した後、白金坩堝に入れて１，６００℃に加熱及び溶融後、フロート法により直径５ｍｍ、高さ１０ｍｍの円柱状物を作製した。作製した円柱状物について、２０℃〜３００℃の温度範囲における平均線膨張係数を、熱機械分析装置（８３１０シリーズ、株式会社リガク製）を用いて測定した。作製した円柱状物は、各実施例の電界効果型トランジスタの保護層と同じ組成であり、線膨張係数に関しても同じ値をとる。
【０１３５】
【表１】
2014107527.tif 000003
【０１３６】
【表２】
2014107527.tif 000004
表２中、「−」は、比率が０％であることを示す。表４、６、８、１１、１２、１３、１５においても同じである。
【０１３７】
（実施例５〜７）
表３に示す分量にて、１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ、東京応化工業株式会社製）、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社製）、フェニルボロン酸（Ｗａｋｏ１６３−２３２２２、和光純薬工業株式会社製）、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％、Ｓｔｒｅａｍ１２−１２６０、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．製）、２−エチルヘキサン酸カルシウムミネラルスピリット溶液（Ｃａ含量５％、Ｗａｋｏ３５１−０１１６２、株式会社ワコーケミカル製）、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％、Ｗａｋｏ１９５−０９５６１、和光純薬工業株式会社製）、及び２−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液（Ｂａ含量８％、Ｗａｋｏ０２１−０９４７１、和光純薬工業株式会社製）をトルエンで希釈し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される複合金属酸化物は表４に示す組成となる。
作製した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、キャパシタ、円柱状物を作製し、評価を行った。結果を表４に示す。
【０１３８】
【表３】
2014107527.tif 000005
【０１３９】
【表４】
2014107527.tif 000006
【０１４０】
（実施例８及び９）
表５に示す分量にて、１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ、東京応化工業株式会社製）、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社製）、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％、Ｓｔｒｅａｍ１２−１２６０、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．製）、及び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％、Ｗａｋｏ１９５−０９５６１、和光純薬工業株式会社製）をトルエンで希釈し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される複合金属酸化物は表６に示す組成となる。
作製した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、キャパシタ、円柱状物を作製し、評価を行った。結果を表６に示す。
【０１４１】
【表５】
2014107527.tif 000007
【０１４２】
【表６】
2014107527.tif 000008
【０１４３】
（実施例１０及び１１）
表７に示す分量にて、１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ、東京応化工業株式会社製）、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）、２−エチルヘキサン酸カルシウムミネラルスピリット溶液（Ｃａ含量５％、Ｗａｋｏ３５１−０１１６２、株式会社ワコーケミカル製）、及び２−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液（Ｂａ含量８％、Ｗａｋｏ０２１−０９４７１、和光純薬工業株式会社製）をトルエンで希釈し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される複合金属酸化物は表８に示す組成となる。
作製した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、キャパシタ、円柱状物を作製し、評価を行った。結果を表８に示す。
【０１４４】
【表７】
2014107527.tif 000009
【０１４５】
【表８】
2014107527.tif 000010
【０１４６】
（実施例１２〜１８）
表９及び１０に示す分量にて、テトラブトキシシラン（Ｔ５７０２−１００Ｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）、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％、Ｓｔｒｅａｍ１２−１２６０、Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．製）、２−エチルヘキサン酸カルシウムミネラルスピリット溶液（Ｃａ含量５％、Ｗａｋｏ３５１−０１１６２、株式会社ワコーケミカル製）、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％、Ｗａｋｏ１９５−０９５６１、和光純薬工業株式会社製）、及び２−エチルヘキサン酸バリウムトルエン溶液（Ｂａ含量８％、Ｗａｋｏ０２１−０９４７１、和光純薬工業株式会社製）をトルエンで希釈し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される複合金属酸化物は表１１及び１２に示す組成となる。
作製した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、キャパシタ、円柱状物を作製し、評価を行った。結果を表１１及び表１２に示す。
【０１４７】
【表９】
2014107527.tif 000011
【０１４８】
【表１０】
2014107527.tif 000012
【０１４９】
【表１１】
2014107527.tif 000013
【０１５０】
【表１２】
2014107527.tif 000014
【０１５１】
（比較例１）
＜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。
【０１５２】
−保護層の形成−
次に、保護層を形成した。具体的には、フッ素樹脂塗布液（Ｃｙｔｏｐ  ＣＴＬ−８０９Ａ、旭硝子株式会社製）０．４ｍＬをスピンコートした（５００ｒｐｍで１０秒間回転させた後、２，０００ｒｐｍで３０秒間回転させた）。次に、９０℃で３０分間のプリベーク後、２３０℃で６０分間のポストベークをすることにより、前記酸化物半導体層を被覆するように保護層を形成した。このように形成された保護層の平均膜厚は、約１，５００ｎｍであった。
最後に後工程の加熱処理として、３２０℃３０分間の熱処理を行った後、前記電界効果型トランジスタの保護層２７の外観の評価を行った。結果を表１３に示す。
【０１５３】
＜比誘電率測定用キャパシタの作製＞
図１０に示す構造のキャパシタを作製した。はじめにガラス基板８１上に下部電極８２を形成した。具体的には、メタルマスクを介して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。次に、本比較例の電界効果型トランジスタの保護層の形成と同様のプロセスで誘電層８３を形成した。最後に、下部電極８２と同様の材料及びプロセスにて誘電層８３上に上部電極８４を形成し、キャパシタを作製した。誘電層８３の平均膜厚は１，５００ｎｍであった。作製したキャパシタの比誘電率を、ＬＣＲメータ（４２８４Ａ、Ａｇｉｌｅｎｔ社製）によって測定した。結果を表１３に示す。
【０１５４】
＜線膨張係数測定用サンプルの作製＞
まず、フッ素樹脂塗布液（Ｃｙｔｏｐ  ＣＴＬ−８０９Ａ、旭硝子株式会社製）をフッ素系溶媒（ＣＴ−ＳＯＬＶ１８０、旭硝子株式会社製）で２倍質量に希釈し、塗布液を作製した。次に、単結晶Ｓｉ基板上に、前記塗布液０．４ｍＬをスピンコートした（５００ｒｐｍで１０秒間回転させた後、１，０００ｒｐｍで３０秒間回転させた）。続いて、９０℃で３０分間のプリベーク後、２３０℃で６０分間のポストベークをすることにより線膨張係数測定用サンプルを作製した。サンプルの平均膜厚は３００ｎｍであった。作製した線膨張係数測定用サンプルについて、２０℃〜８０℃の温度範囲における平均線膨張係数を、Ｘ線反射率法を用いて測定した。結果を表１３に示す。
【０１５５】
（比較例２）
＜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。
【０１５６】
−保護層の形成−
次に、保護層を形成した。具体的には、ＳｉＣｌ４を原料としてＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により保護層としてＳｉＯ２層を形成し、電界効果型トランジスタを完成させた。このように形成された保護層の平均膜厚は、約３０ｎｍであった。
最後に後工程の加熱処理として、３２０℃３０分間の熱処理を行った後、前記電界効果型トランジスタの保護層２７の外観の評価を行った。結果を表１３に示す。
【０１５７】
＜比誘電率測定用キャパシタの作製＞
図１０に示す構造のキャパシタを作製した。はじめにガラス基板８１上に下部電極８２を形成した。具体的には、メタルマスクを介して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。次に、本比較例の電界効果型トランジスタの保護層の形成と同様のプロセスで誘電層８３を形成した。最後に、下部電極８２と同様の材料及びプロセスにて誘電層８３上に上部電極８４を形成し、キャパシタを作製した。誘電層８３の平均膜厚は３０ｎｍであった。作製したキャパシタの比誘電率を、ＬＣＲメータ（４２８４Ａ、Ａｇｉｌｅｎｔ社製）によって測定した。結果を表１３に示す。
【０１５８】
＜線膨張係数測定用ガラス板の作製＞
ＳｉＣｌ４を原料として、酸水素炎中で加水分解させてシリカ粉末を成長させてＳｉＯ２多孔質体を得た後、１，６００℃の高温で溶融させることで、直径５ｍｍ、高さ１０ｍｍの円柱状のＳｉＯ２ガラスを作製した。作製した円柱状ガラスについて、２０℃〜３００℃の温度範囲における平均線膨張係数を、熱機械分析装置（８３１０シリーズ、株式会社リガク製）を用いて測定した。作製した円柱状ガラスは、本比較例の電界効果型トランジスタの保護層と同じ組成であり、線膨張係数に関しても同じ値をとる。
【０１５９】
【表１３】
2014107527.tif 000015
【０１６０】
（比較例３及び４）
表１４に示す分量にて、テトラブトキシシラン（Ｔ５７０２−１００Ｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）、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社製）、及び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）をトルエンで希釈し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される複合金属酸化物は表１５に示す組成となる。
作製した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、キャパシタ、円柱状物を作製し、評価を行った。結果を表１５に示す。
【０１６１】
【表１４】
2014107527.tif 000016
【０１６２】
【表１５】
2014107527.tif 000017
【０１６３】
＜電界効果型トランジスタの外観及び保護層の比誘電率、線膨張係数について＞
比較例２〜４で作製した電界効果型トランジスタの保護層は、Ｍｏ膜からなるソース電極２４及びドレイン電極２５上で、また、Ｍｇ−Ｉｎ系酸化物（Ｉｎ２ＭｇＯ４）膜から成る酸化物半導体層２６上で、剥離が確認された。
これは、Ｍｏ膜、Ｍｇ−Ｉｎ系酸化物（Ｉｎ２ＭｇＯ４）膜は、線膨張係数が３０×１０−７程度であるのに対し、比較例２〜４で作製した電界効果型トランジスタの保護層の線膨張係数が５×１０−７〜２０×１０−７と小さく、その界面で応力が発生したためと考えられる。
それに対して、実施例１〜１８の電界効果型トランジスタの保護層は、その組成によって比誘電率を７．０以下としながら、線膨張係数が３０．０×１０−７以上であり、剥離は見られず、良好な結果を示した。特に、実施例１〜３、５〜１４、１６〜１８の電界効果型トランジスタの保護層は、比誘電率が６．０以下であり、線膨張係数が３０．０×１０−７〜６０．０×１０−７であり、より良好な結果を示した。
また、比較例１で作製した電界効果型トランジスタの保護層に関しても剥離は見られなかった。
【０１６４】
＜トランジスタ特性の信頼性評価＞
実施例１〜１８、及び比較例１で作製した電界効果型トランジスタに対し、Ｎ２雰囲気下でＤＣバイアスストレス試験を１６０時間実施した。
具体的には、ストレス条件を、下記の２種類とした。
（１）ゲート電極２２−ソース電極２４間電圧（Ｖｇｓ）＝＋２０Ｖ、及びドレイン電極２５−ソース電極２４間電圧（Ｖｄｓ）＝０Ｖの条件
（２）Ｖｇｓ＝Ｖｄｓ＝＋２０Ｖの条件
実施例１で作製した電界効果型トランジスタのストレス条件をＶｇｓ＝＋２０、及びＶｄｓ＝０Ｖとした結果を図１１に、ストレス条件Ｖｇｓ＝Ｖｄｓ＝＋２０とした結果を図１２に示した。また、比較例１で作製した電界効果型トランジスタのストレス条件Ｖｇｓ＝＋２０、及びＶｄｓ＝０Ｖとした結果を図１３に、ストレス条件Ｖｇｓ＝Ｖｄｓ＝＋２０とした結果を図１４に示した。ここで、図１１〜図１４のグラフの縦軸における「Ｅ」は１０のべき乗を表す。例えば、「１．Ｅ−０３」は「１×１０−３」及び「０．００１」を表し、「１．Ｅ−０５」は「１×１０−５」及び「０．００００１」を表す。
ここで、トランジスタ特性の立ち上がり電圧Ｖｏｎを、Ｖｇを−２０Ｖから０．５Ｖステップにて上げていく際に、Ｉｄｓが１０−１１Ａを超える直前の電圧と定義した。
１６０時間のストレス試験の間に立ち上がり電圧Ｖｏｎのシフト量ΔＶｏｎに注目すると、図１１で＋１．０Ｖ、図１２のグラフで＋１．５Ｖであるのに対し、図１３のグラフでは＋８．０Ｖ、図１４のグラフでは＋７．５Ｖとなっている。ここで、実施例１〜１６、及び比較例１で作製した電界効果型トランジスタを１６０時間のストレス試験を実施した際のΔＶｏｎの結果を表１６に示した。表１６から、実施例１〜１８と比較例１との間に明確な優位差が確認された。即ち、実施例１〜１８で作製した電界効果型トランジスタは、比較例１で作製した電界効果型トランジスタよりも、半導体層（特に、酸化物半導体層）の保護層として適していることがわかった。
また、実施例１〜１８で作製した電界効果型トランジスタは、大気中でも良好な信頼性を示した。
【０１６５】
【表１６】
2014107527.tif 000018
【０１６６】
（実施例１９）
＜有機ＥＬ表示装置の作製＞
図１５に示すような、有機ＥＬ表示装置を作製した。
【０１６７】
−ゲート電極の形成−
最初に、ガラス基板５１上に第一のゲート電極５２及び第二のゲート電極５３を形成した。具体的には、ガラス基板５１上に、ＤＣスパッタリングにより透明導電膜であるＩＴＯ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、形成される第一のゲート電極５２及び第二のゲート電極５３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ＩＴＯ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、第一のゲート電極５２及び第二のゲート電極５３を形成した。
【０１６８】
−ゲート絶縁層の形成−
次に、ゲート絶縁層５４を形成した。具体的には、第一のゲート電極５２、第二のゲート電極５３及びガラス基板５１上に、ＲＦスパッタリングによりＡｌ２Ｏ３膜を平均膜厚が約３００ｎｍになるように成膜した。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、形成されるゲート絶縁層５４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Ａｌ２Ｏ３膜を除去し、この後、レジストパターンも除去することによりゲート絶縁層５４を形成した。
【０１６９】
−ソース電極及びドレイン電極の形成−
次に、第一のソース電極５５及び第二のソース電極５７、並びに第一のドレイン電極５６及び第二のドレイン電極５８を形成した。具体的には、ゲート絶縁層５４上にＤＣスパッタリングにより透明導電膜であるＩＴＯ膜を平均膜厚が約１００ｎｍとなるように成膜し、この後、ＩＴＯ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、形成される第一のソース電極５５及び第二のソース電極５７、並びに第一のドレイン電極５６及び第二のドレイン電極５８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ＩＴＯ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、ＩＴＯ膜からなる第一のソース電極５５及び第二のソース電極５７、並びに第一のドレイン電極５６及び第二のドレイン電極５８を形成した。
【０１７０】
−酸化物半導体層の形成−
次に、第一の酸化物半導体層５９及び第二の酸化物半導体層６０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（Ｉｎ２ＭｇＯ４）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、形成される第一の酸化物半導体層５９及び第二の酸化物半導体層６０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、第一の酸化物半導体層５９及び第二の酸化物半導体層６０を形成した。これにより、第一のソース電極５５と第一のドレイン電極５６との間にチャネルが形成されるように第一の酸化物半導体層５９が形成された。また、第二のソース電極５７と第二のドレイン電極５８との間にチャネルが形成されるように第二の酸化物半導体層６０が形成された。
【０１７１】
−保護層の形成−
次に、第一の保護層６１及び第二の保護層６２を形成した。
まず、表１に示す実施例１の分量にて、テトラブトキシシラン（Ｔ５７０２−１００Ｇ、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）、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社製）、ホウ酸トリイソプロピル（Ｗａｋｏ  ３２０−４１５３２、株式会社ワコーケミカル製）、２−エチルヘキサン酸カルシウムミネラルスピリット溶液（Ｃａ含量５％、３５１−０１１６２、株式会社ワコーケミカル製）、及び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％、１９５−０９５６１、和光純薬工業株式会社製）をメシチレン中で希釈し、保護層形成用塗布液を得た。前記保護層形成用塗布液によって形成される複合金属酸化物は表２に示す実施例１の組成となる。
前記保護層形成用塗布液を用い、インクジェット法によって第一の酸化物半導体層５９及び第二の酸化物半導体層６０を被覆するように、保護層を塗布形成した。続けて大気中で１２０℃１時間の乾燥処理後、Ｏ２雰囲気下で４００℃３時間の焼成を行った。そして、第一の保護層６１及び第二の保護層６２としてＳｉＯ２−Ａ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＣａＯ−ＳｒＯ複合金属酸化物絶縁膜（保護層）を得た。第一の保護層６１及び第二の保護層６２の平均膜厚は約３０ｎｍであった。
【０１７２】
−層間絶縁膜の形成−
次に、層間絶縁膜６３を形成した。具体的には、ポジ型感光性有機材料（スミレジンエクセルＣＲＣシリーズ、住友ベークライト株式会社製）をスピンコートにより塗布し、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、３２０℃で３０分間のポストベークをすることにより、第二のドレイン電極５８上にスルーホールを有した層間絶縁膜６３を形成した。このように形成された層間絶縁膜６３の平均膜厚は、約３μｍであった。層間絶縁膜６３のポストベーク後も、保護層６１及び６２に剥離は見られなかった。
【０１７３】
−隔壁の形成−
次に、隔壁６４を形成した。具体的にはＵＶオゾン処理によって層間絶縁膜６３の表面改質を行った。その後に、ポジ型感光性ポリイミド樹脂（ＤＬ−１０００、東レ株式会社製）をスピンコートにより塗布し、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、２３０℃で３０分間のポストベークをすることにより、隔壁６４を形成した。
【０１７４】
−陽極の形成−
次に、陽極６５を形成した。具体的には、ＵＶオゾン処理によって再度層間絶縁膜６３の表面改質を行った後に、ナノ粒子状のＩＴＯインクを用い、インクジェットによって平均膜厚が約５０ｎｍの陽極６５を形成した。
【０１７５】
−有機ＥＬ層の形成−
次に高分子有機発光材料を用いて、インクジェット装置により、陽極６５上に有機ＥＬ層６６を形成した。
【０１７６】
−陰極の形成−
次に、陰極６７を形成した。具体的には、ＭｇＡｇを真空蒸着することにより、有機ＥＬ層６６及び隔壁６４上に陰極６７を形成した。
【０１７７】
−封止層の形成−
次に、封止層６８を形成した。具体的には、ＰＥＣＶＤによりＳｉＮＸ膜を平均膜厚が約２μｍとなるように成膜することにより、陰極６７上に封止層６８を形成した。
【０１７８】
−貼合せ−
次に、対向基板７０との貼合せを行った。具体的には、封止層６８の上に、接着層６９を形成し、ガラス基板からなる対向基板７０を貼り合せた。これにより、図１５に示す構成の有機ＥＬ表示装置の表示パネルを作製した。
【０１７９】
−駆動回路の接続−
次に、駆動回路を接続した。具体的には、前記表示パネルに不図示の駆動回路を接続し、表示パネルにおいて画像を表示することができるようにした。これにより、有機ＥＬ表示装置の画像表示システムを作製した。
【０１８０】
本有機ＥＬ表示装置は、電界効果型トランジスタが全層透明な膜で形成されており、陰極のみ反射率の高い金属層を用いているため、いわゆる「ボトムエミッション」型の有機ＥＬ表示装置である。
本有機ＥＬ表示装置は、高速動作及び高信頼性を示した。
【０１８１】
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、
前記ゲート絶縁層を挟んで前記半導体層とは反対側に形成され、前記ゲート絶縁層と接するゲート電極とを有し、
前記保護層が、少なくともＳｉと、アルカリ土類金属とを含有する複合金属酸化物を含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＞  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＞  半導体層が、酸化物半導体層である前記＜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＞  アルカリ土類金属が、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａの少なくともいずれかである前記＜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。
【符号の説明】
【０１８２】
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
２７    保護層
３１    基材
３２    第一のゲート電極
３３    第二のゲート電極
３４    ゲート絶縁層
３５    第一のソース電極
３６    第二のソース電極
３７    第一のドレイン電極
３８    第二のドレイン電極
３９    第一の酸化物半導体層
４０    第二の酸化物半導体層
４１    第一の保護層
４２    第二の保護層
４３    層間絶縁膜
４４    有機ＥＬ層
４５    陰極
５１    ガラス基板
５２    第一のゲート電極
５３    第二のゲート電極
５４    ゲート絶縁層
５５    第一のソース電極
５６    第一のドレイン電極
５７    第二のソース電極
５８    第二のドレイン電極
５９    第一の酸化物半導体層
６０    第二の酸化物半導体層
６１    第一の保護層
６２    第一の保護層
６３    層間絶縁膜
６４    隔壁
６５    陽極
６６    有機ＥＬ層
６７    陰極
６８    封止層
６９    接着層
７０    対向基板
８１    ガラス基板
８２    下部電極
８３    誘電層
８４    上部電極
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８３】
【特許文献１】特開２００８−２０５４６９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０３２０３号公報
【特許文献３】特開２００７−２９９９１３号公報
【特許文献４】特開２０１０−１８２８１９号公報
【特許文献５】特開２０１１−７７５１５号公報
【特許文献６】特開２０１１−２２２７８８号公報
【非特許文献】
【０１８４】
【非特許文献１】Ｋ．Ｎｏｍｕｒａ，他５名、「Ｒｏｏｍ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ  ｕｓｉｎｇ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ」、ＮＡＴＵＲＥ、ＶＯＬ４３２、Ｎｏ．２５、ＮＯＶＥＭＢＥＲ、２００４、ｐ．４８８−４９２
【図１】
2014107527.tif 000019
【図５】
2014107527.tif 000020
【図６】
2014107527.tif 000021
【図９】
2014107527.tif 000022
【図２】
2014107527.tif 000023
【図３Ａ】
2014107527.tif 000024
【図３Ｂ】
2014107527.tif 000025
【図３Ｃ】
2014107527.tif 000026
【図３Ｄ】
2014107527.tif 000027
【図４】
2014107527.tif 000028
【図７】
2014107527.tif 000029
【図８】
2014107527.tif 000030
【図１０】
2014107527.tif 000031
【図１１】
2014107527.tif 000032
【図１２】
2014107527.tif 000033
【図１３】
2014107527.tif 000034
【図１４】
2014107527.tif 000035
【図１５】
2014107527.tif 000036