(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧印加により光の濃淡を生じる電子ディスプレイであって、該電子ディスプレイは基板上にディスプレイ媒体および該ディスプレイ媒体を駆動する薄膜電界効果型トランジスタを有し、該薄膜電界効果型トランジスタが、前記基板上に、少なくともゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜電界効果型トランジスタであって、前記活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に抵抗層を有し、前記抵抗層と前記活性層の間の電気伝導度が連続的に変化しており、前記活性層及び前記抵抗層が酸化物半導体を含有し、前記活性層の電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、前記抵抗層の電気伝導度に対する前記活性層の電気伝導度の比率（前記活性層の電気伝導度／前記抵抗層の電気伝導度）が、１０２以上１０８以下であることを特徴とする電子ディスプレイ。
【請求項２】
前記活性層が前記ゲート絶縁膜と接し、前記抵抗層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方と接していることを特徴とする請求項１に記載の電子ディスプレイ。
【請求項３】
前記抵抗層の膜厚が前記活性層の膜厚より厚いことを特徴とする請求項２に記載の電子ディスプレイ。
【請求項４】
前記酸化物半導体がアモルファス酸化物半導体であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子ディスプレイ。
【請求項５】
前記活性層の酸素濃度が前記抵抗層の酸素濃度より低いことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電子ディスプレイ。
【請求項６】
前記酸化物半導体がＩｎ、ＧａおよびＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種若しくはこれらの複合酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電子ディスプレイ。
【請求項７】
前記酸化物半導体が前記ＩｎおよびＺｎを含有し、前記抵抗層のＺｎとＩｎの組成比（Ｉｎに対するＺｎの比率Ｚｎ／Ｉｎで表す）が前記活性層の組成比Ｚｎ／Ｉｎより大きいことを特徴とする請求項６に記載の電子ディスプレイ。
【請求項８】
前記活性層の電気伝導度が１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電子ディスプレイ。
【請求項９】
前記基板が可撓性樹脂基板であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の電子ディスプレイ。
【請求項１０】
前記ディスプレイ媒体が複数のカプセルを含むディスプレイ媒体であり、該複数のカプセルのそれぞれが懸濁流体内で移動可能な少なくとも１つの粒子を含み、該ディスプレイ媒体は、第１の面および該第１の面と対向する第２の面を有し、該第１および該第２の面の内の１つの面を介して観察イメージを表示するディスプレイ媒体であることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の電子ディスプレイ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの粒子が、電気泳動粒子、または回転ボールであることを特徴とする請求項１０に記載の電子ディスプレイ。
【請求項１２】
前記電子ディスプレイがカラーフィルターを有するカラー表示電子ディスプレイであって、該カラーフィルターを前記基板と前記薄膜電界効果型トランジスタの間に有することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の電子ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜電界効果型トランジスタを備えた電子ディスプレイに関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の発達に伴い、低消費電力且つ薄型の表示装置のニーズが増しており、これらニーズに合わせた表示装置の研究、開発が盛んに行われている。中でも液晶表示装置は、液晶分子の配列を電気的に制御し液晶の光学的特性を変化させる事ができ、上記のニーズに対応できる表示装置として活発な開発が行われ商品化されている。
【０００３】
しかしながら、これらの液晶表示装置では、画面を見る角度や反射光による画面上の文字の見づらさや、光源のちらつき・低輝度等から生じる視覚へ負担が未だ十分に解決されていない。この為、視覚への負担の少ない表示装置の研究が盛んに検討されている。
【０００４】
低消費電力、眼への負担軽減などの観点から電子ペーパーと称される反射型表示装置が要望されている。
その１つとして、電気泳動表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図１（Ａ）に示すように、本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置２は、第１基板４ａと第２基板４ｂとを有し、これら基板４ａ、４ｂを所定間隔に保つため、基板４ａ、４ｂの周囲には、隔壁６が装着してある。第１基板４ａは、たとえば透明ガラスなどの光透過性板で構成してある。この第１基板４ａの第２基板４ｂとの対向面には、第１電極８ａが成膜してある。第１電極８ａは、たとえば酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜などで構成される。この第１電極８ａは、第１基板４ａの表示画面全域に形成し、その表面に何らかの光透過パターン（表示パターン）が形成されたマスクを装着する。または、表示パターンに合わせて第１電極８ａを所望のパターンで第１基板４ａの表面に被着しても良い。  
【０００５】
第２基板４ｂは、必ずしも透明である必要はないが、たとえばガラス基板により構成される。また、第２基板４ｂの第１基板との対向面には、第２電極８ｂが形成される。第２電極８ｂは、必ずしも透明電極である必要はないが、たとえばＩＴＯ膜で構成される。  
【０００６】
これら第１基板４ａと第２基板４ｂとを所定間隔に保持する隔壁６は、両基板４ａ、４ｂと隔壁６との間に形成される密封空間をシールする機能も有し、たとえばエポキシ樹脂などのシール剤で構成される。この隔壁６の厚さ（電極間距離）は、通常２０μｍ〜１ｍｍ程度である。  
【０００７】
両基板４ａ、４ｂと隔壁６との間に形成される密封空間には、電気泳動表示用分散液１０が収容されており、この電気泳動表示用分散液１０は、着色分散媒１０ａと、この分散媒に分散されている帯電した顔料粒子１０ｂを含む。着色分散媒１０ａとしては、特に限定されないが、たとえば黒色の分散媒であり、具体的には、ヘキシルベンゼン＋アントラキノン系染料などが例示される。顔料粒子１０ｂとしては、特に限定されないが、たとえば白色顔料粒子あるいはその他の着色顔料粒子が用いられ、具体的には、界面活性剤が添加された、外径が約０．８μｍ〜１．２μｍ程度の硫化亜鉛（ＺｎＳ）粒子などが例示される。
【０００８】
このような電気泳動表示装置２は、上記の電極８ａ，８ｂ間に、例えば図１（Ｂ）に示すように、上側の電極にプラス、下側の電極にマイナスの電圧を印加すると、着色分散媒中に分散している負に帯電した白色顔料粒子１０ｂがクーロン力によって陽極に向かって電気泳動し、白色顔料粒子１０ｂが上側の陽極電極８ａに付着する。このような状態の電気泳動表示装置を、図１（Ｂ）に示すような目の位置から観察すると、白色顔料粒子が付着して層を形成した部分は透明電極８ａとガラス製透明基板４ａとを介して白色に見えることになる。  
【０００９】
一方、印加電圧の極性を逆にすれば、図１（Ｃ）に示すように、白色顔料粒子は対面側の電極に付着して層を形成し、図示のような位置から観察すると、白色顔料粒子層が黒色分散媒の背後に隠れるので、電気泳動表示パネルは黒色に見えることになる。  
【００１０】
このような原理の電気泳動表示装置においては、液中を着色顔料粒子が移動するために液の粘性抵抗を受けるため応答時間が長いことが問題であり、また、着色顔料粒子が移動する間、駆動電圧を印加し続ける必要がある。もし、印加時間が短いと、着色顔料粒子が電極に達することができず、表示コントラストの低下を生じてしまう。
【００１１】
このようなカプセル化された着色粒子あるいは回転ボール型着色粒子を用いた電気泳動表示方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この場合、１つの粒子内で荷電粒子が移動もしくは回転によってイメージ表示を行うので応答速度が早い特徴を有する。その他、電気泳動方式の上記問題点を改良する手段が種々の方法で提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１２】
例えば、図２に示すように、カプセル４１内に実質的に透明な流体中に第１の粒子セット４２、および第２の粒子セット４４を分散して含み、第１の粒子セット４２、および第２の粒子セット４４は、対照をなす光学特性を有する。例えば、第１の粒子セット４２が白であり、第２の粒子セット４４は黒である。電極４６および４６’間に電界を印加すると、第１の粒子セット４２が電極４６’へと向かって移動する一方で、第２の粒子セット４４は電極４６へと向かって移動する。
【００１３】
また、クーロン力を利用した粒子群あるいは粉流体の移動によって画像を繰り返し表示、消去できる画像表示装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。少なくとも一方が透明な２枚の基板の間に色および帯電特性の異なる２種類以上の粒子群を封入し、基板に設けた電極からなる電極対から粒子群に電界を与えてクーロン力により粒子を飛翔移動させて画像を表示する。これらの粒子群は、基板間に気体中に固体状物質が分散質として浮遊するエアロゾル状態で封入される。電気泳動方式に比べて早い応答速度が来されるが、保存中にエアロゾルの粒子群の沈降・凝集等による機能低下が懸念される。
【００１４】
また、電荷輸送性材料から成る２つの表示基板間に、色が異なると共に少なくとも１種類が他と逆の帯電極性を有する少なくとも２種類の粒子が封入された少なくとも１つのセルが形成された表示媒体が知られている（例えば、特許文献５参照）。前記２つの表示基板のうちの一方の基板側に設けられた電界印加ヘッドを相対的に移動させ、前記表示媒体内の画像データに応じた領域に電界を生じさせ、該電界により前記少なくとも２種類の粒子のうちの１種類の粒子を前記いずれか一方の基板側に移動させることにより、画像を表示する。
【００１５】
また、エレクトロクロミック素子を用いた画像表示装置も知られている（例えば、特許文献６参照）。これは、電流または電圧が加えられると、色が可逆的に変化するエレクトロクロミズム性を有する材料を用いて画像を表示するものであり、エレクトロクロミック素子（ＥＣＤ）と称される。典型的なＥＣＤは、電極間にエレクトロクロミック材料と電解質の組合せを挟む、２つの導体から構成される。
【００１６】
いずれの表示装置においても、画像を形成する各画素は、ガラス基板上に設けた非晶質シリコン薄膜や多結晶シリコン薄膜を活性層に用いる薄膜電界効果型トランジスタ（以後の説明で、Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、もしくはＴＦＴと記載する場合がある）のアクティブマトリックス回路により駆動されている。特に高精細、高画質の表示のためにはアクテイブマトリックスが望まれ、小型で大容量の電流が供給可能なＴＦＴが望まれている。
【００１７】
従来、シリコン薄膜を用いるトランジスタは、安定性、動作信頼性が良好であるが、その製造には比較的高温の熱工程を要し、一般的に電子ディスプレイ媒体上に形成する場合、電子ディスプレイ媒体に損傷を与えるため問題があった。
近年、低温での成膜が可能なアモルファス酸化物、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系アモルファス酸化物を半導体薄膜に用いるＴＦＴの開発が活発に行われている（特許文献７、非特許文献１参照）。アモルファス酸化物半導体を用いたＴＦＴは、室温成膜が可能であり、フイルム上に作製が可能であるので、フイルム（フレキシブル）ＴＦＴの活性層の材料として最近注目を浴びている。特に、東工大・細野らにより、ａ−ＩＧＺＯを用いたＴＦＴは、ＰＥＮ基板上でも電界効果移動度が約１０ｃｍ２／Ｖｓとガラス上のａ−Ｓｉ系ＴＦＴよりも高移動度が報告されて、特にフイルムＴＦＴとして注目されるようになった（非特許文献２参照）。カラーフィルター上にａ−ＩＧＺＯを活性層として用いたＴＦＴを形成し、カプセル化された回転ボール型着色粒子を用いた電気泳動表示方式の電子ペーパーが開示された（非特許文献３参照）。
【００１８】
しかし、このａ−ＩＧＺＯを用いたＴＦＴを例えば表示装置の駆動回路として用いる場合、１ｃｍ２／Ｖｓ〜１０ｃｍ２／Ｖｓという移動度では、特性は不十分であり、またＯＦＦ電流が高く、ＯＮ／ＯＦＦ比が低いという問題がある。特に高精細電子ディスプレイに用いるためには、さらなる移動度の向上、ＯＮ／ＯＦＦ比の向上が要求される。
【特許文献１】特開平９−１８５０８７号公報
【特許文献２】特表２００２−５１１６０６号公報
【特許文献３】特許第３５６６５２４号公報
【特許文献４】国際公開２００４／００６００６号公報
【特許文献５】特許第３７２６６４６号公報
【特許文献６】特開２００７−１７９７１号公報
【特許文献７】特開２００６−１６５５２９号公報
【非特許文献１】Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ（ＩＤＷ）／ＡＤ’０５，ｐ８４５−ｐ８４６（Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ６，２００５）
【非特許文献２】ＮＡＴＵＲＥ，ｖｏｌ．４３２，ｐ４８８−ｐ４９２（Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ２５．２００４）
【非特許文献３】Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ（ＩＤＷ）’０６，ＥＰ１−４Ｌ，ｐ５８５−ｐ５８６（２００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、電子ペーパーと称される電子ディスプレイで、高精細且つ高コントラスト比の反射型電子ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の上記課題は下記の手段によって解決された。
＜１＞  電圧印加により光の濃淡を生じる電子ディスプレイであって、該電子ディスプレイは基板上にディスプレイ媒体および該ディスプレイ媒体を駆動する薄膜電界効果型トランジスタを有し、該薄膜電界効果型トランジスタが、前記基板上に、少なくともゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜電界効果型トランジスタであって、前記活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に抵抗層を有し、前記抵抗層と前記活性層の間の電気伝導度が連続的に変化しており、前記活性層及び前記抵抗層が酸化物半導体を含有し、前記活性層の電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、前記抵抗層の電気伝導度に対する前記活性層の電気伝導度の比率（前記活性層の電気伝導度／前記抵抗層の電気伝導度）が、１０２以上１０８以下であることを特徴とする電子ディスプレイ。
＜２＞  前記活性層の層が前記ゲート絶縁膜と接し、前記抵抗層の層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方と接していることを特徴とする＜１＞に記載の電子ディスプレイ。
＜３＞  前記抵抗層の膜厚が前記活性層の膜厚より厚いことを特徴とする＜２＞に記載の電子ディスプレイ。
＜４＞  前記酸化物半導体がアモルファス酸化物半導体であることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の電子ディスプレイ。
＜５＞  前記活性層の酸素濃度が前記抵抗層の酸素濃度より低いことを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の電子ディスプレイ。
＜６＞  前記酸化物半導体がＩｎ、ＧａおよびＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種若しくはこれらの複合酸化物を含むことを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の電子ディスプレイ。
＜７＞  前記酸化物半導体が前記ＩｎおよびＺｎを含有し、前記抵抗層のＺｎとＩｎの組成比（Ｉｎに対するＺｎの比率Ｚｎ／Ｉｎで表す）が前記活性層の組成比Ｚｎ／Ｉｎより大きいことを特徴とする＜６＞に記載の電子ディスプレイ。
＜８＞  前記活性層の電気伝導度が１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であることを特徴とする＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の電子ディスプレイ。
＜９＞  前記基板が可撓性樹脂基板であることを特徴とする＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の電子ディスプレイ。
＜１０＞  前記ディスプレイ媒体が複数のカプセルを含むディスプレイ媒体であり、該複数のカプセルのそれぞれが懸濁流体内で移動可能な少なくとも１つの粒子を含み、該ディスプレイ媒体は、第１の面および該第１の面と対向する第２の面を有し、該第１および該第２の面の内の１つの面を介して観察イメージを表示するディスプレイ媒体であることを特徴とする＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の電子ディスプレイ。
＜１１＞  前記少なくとも１つの粒子が、電気泳動粒子、または回転ボールであることを特徴とする＜１０＞に記載の電子ディスプレイ。
＜１２＞  前記電子ディスプレイがカラーフィルターを有するカラー表示電子ディスプレイであって、該カラーフィルターを前記基板と前記薄膜電界効果型トランジスタの間に有することを特徴とする＜１０＞又は＜１１＞に記載の電子ディスプレイ。
【００２１】
アモルファス酸化物半導体を用いたＴＦＴは、室温成膜が可能であり、電子ディスプレイ媒体上に電子ディスプレイ媒体に損傷を与えることなく配することができる。特に、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物を活性層と用いることにより、電界効果移動度１０ｃｍ２／Ｖｓ、ＯＮ／ＯＦＦ比１０３超の性能を持つＴＦＴを作製することができる。さらに、アモルファス酸化物半導体を含有する抵抗層と該抵抗層より電気伝導度が大きい活性層とを有し、該活性層が前記ゲート絶縁膜と接し、該活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に該抵抗層が電気的に接続している構成とすることにより、優れたＯＦＦ特性と、高移動度を両立するＴＦＴを形成することが可能となった。特に、前記基板上に、少なくとも前記抵抗層と前記活性層を層状に有し、前記活性層が前記ゲート絶縁膜と接し、前記抵抗層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方と接する構成が有効な手段として見出された。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、電子ペーパーと称される反射型電子ディスプレイで、高精細且つ高コントラスト比の電子ディスプレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
１．電子ディスプレイ
本発明の電子ディスプレイは、電圧印加により光の濃淡を生じる電子ディスプレイであって、該電子ディスプレイは基板上にディスプレイ媒体および該ディスプレイ媒体を駆動するＴＦＴを有する。該ＴＦＴが、前記基板上に、少なくともゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極及びドレイン電極を有し、前記活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に該抵抗層が電気的に接続して配されている。
【００２４】
本発明に用いられるディスプレイ媒体は、従来知られているいかなるディスプレイ媒体も用いることが出来る。上述の電気泳動方式、電子粉粒体飛翔方式、荷電トナー方式、エレクトロクロミック方式等のいずれも好ましく用いられるが、特に好ましくは電気泳動方式媒体である。中でもマイクロカプセル型電気泳動方式が好ましい。
【００２５】
本発明に用いられる好ましい電気泳動方式ディスプレイ媒体は、複数のカプセルを含むディスプレイ媒体であり、該複数のカプセルのそれぞれが懸濁流体内で移動可能な少なくとも１つの粒子を含み、該ディスプレイ媒体は、第１の面および該第１の面と対向する第２の面を有し、該第１および該第２の面の内の１つの面を介して観察イメージを表示する。
好ましくは、前記少なくとも１つの粒子が、電気泳動粒子、または回転ボールである。
【００２６】
また、高精細なカラー表示の電子ディスプレイはアライメント精度を確保するためにカラーフィルター上にＴＦＴを形成することが好ましい。従来の電流効率の低いＴＦＴは必要な駆動電流を得るためにはダウンサイジングに限界があり、ディスプレイ媒体の高精細化に伴い画素内のＴＦＴの占める面積が大きくなる。画素内のＴＦＴの占める面積が大きくなると、開口率が低下しコントラスト比が低下する。透明なアモルファスＩＧＺＯ型ＴＦＴを用いても、光透過率は１００％ではなく、コントラストの低下は避けられない。本願のＴＦＴを用いることにより画素内のＴＦＴの占める面積を小さくすることが可能なので、開口率が高く、高コントラスト比を達成できる。また、カラーフィルター上に直接ＴＦＴを形成するので高精細を達成できる。従って、高精細で高コントラストの電子ディスプレイを設計することができる。
【００２７】
以下に、図面により本発明の電子ディスプレイを詳細に説明する。
図３は本発明の電子ディスプレイの１例の構成を示す概略断面図である。
透明基板５０の上に、順にカラーフィルター層５１が設けられ、その上にＴＦＴ素子部としてゲート電極５４、ゲート絶縁膜５２、活性層５６−１、抵抗層５６−２、ソース電極５８−１、およびドレイン電極５８−２が設けられる。さらにドレイン電極の電子ディスプレイ媒体部の下部電極と電気的に接続される箇所をマスクしてそれ以外の部分を透明保護絶縁膜５３で被覆する。該透明保護絶縁膜５３は平坦化層としても機能する。
電子ディスプレイ媒体部は、基板３０の上に電極３２と透明電極３８との間に電気泳動マイクロカプセル３４を挟持する。
前記電子ディスプレイ媒体部の透明電極３６面と前記ＴＦＴ部のソース電極５８−１及びドレイン電極５８−２を有する面とが相対するように電子ディスプレイ媒体部とＴＦＴ部とがラミネートされた構成を有する。該電子ディスプレイ媒体部は、図２に説明した異なる電気泳動特性を有する白粒子３８と黒粒子３６を流体中に分散されて有するマイクロカプセル３４を配列して有する。
【００２８】
２．ＴＦＴ
本発明に用いられるＴＦＴは、少なくとも、ゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極及びドレイン電極を順次有し、ゲート電極に電圧を印加して、活性層に流れる電流を制御し、ソース電極とドレイン電極間の電流をスイッチングする機能を有するアクテイブ素子である。ＴＦＴ構造として、スタガ構造及び逆スタガ構造のいずれをも形成することができる。
【００２９】
本発明においては、前記活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に抵抗層を有し、該活性層が前記ゲート絶縁膜と接し、該抵抗層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方と電気的に接続している。
また、動作安定性の観点から、前記抵抗層の膜厚が前記活性層の膜厚より厚いことが好ましい。
【００３０】
本発明におけるＴＦＴの構成の趣旨は、半導体層のゲート絶縁膜近傍における電気伝導度が、半導体層のソース電極及びドレイン電極近傍における電気伝導度より高くなるように半導体層を設けることにあり（本発明における半導体層とは、活性層及び抵抗層を包含した層を意味する）、その状態が得られる限りその達成手段は図３に示すような２層の半導体層を設けることだけに留まるものではない。３層以上の多層構成でも良い。
また、別の態様として、前記抵抗層と前記活性層の間の電気伝導度が連続的に変化している態様も好ましい。
【００３１】
本発明に於ける活性層及び抵抗層は酸化物半導体を含有し、低温成膜が可能である。本発明に於ける活性層はアモルファス酸化物半導体が好ましい。
好ましくは、前記活性層の酸素濃度が前記抵抗層の酸素濃度より低い。
好ましくは、前記酸化物半導体がＩｎ、ＧａおよびＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種若しくはこれらの複合酸化物を含む。より好ましくは、前記酸化物半導体が前記ＩｎおよびＺｎを含有し、前記抵抗層のＺｎとＩｎの組成比（Ｉｎに対するＺｎの比率Ｚｎ／Ｉｎで表す）が前記活性層の組成比Ｚｎ／Ｉｎより大きい。好ましくは、抵抗層のＺｎ／Ｉｎ比が活性層のＺｎ／Ｉｎ比より３％以上大きく、さらに好ましくは、１０％以上大きい。
好ましくは、前記活性層の電気伝導度が１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。より好ましくは、前記抵抗層の電気伝導度に対する前記活性層の電気伝導度の比率（前記活性層の電気伝導度／前記抵抗層の電気伝導度）が、１０２以上１０８以下である。
好ましくは、前記基板が可撓性樹脂基板である。
【００３２】
好ましくは、前記活性層の電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。前記抵抗層の電気伝導度は、好ましくは１０−２Ｓｃｍ−１以下、より好ましくは１０−９Ｓｃｍ−１以上１０−４Ｓｃｍ−１未満であり、前記活性層の電気伝導度より小さい。
前記活性層の電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１を下まわると電界効果移動度としては高移動度が得られず、１０２Ｓｃｍ−１以上ではＯＦＦ電流が増加し、良好なＯＮ／ＯＦＦ比が得られないので、好ましくない。
【００３３】
１）構造
次に、図面を用いて、詳細に本発明におけるＴＦＴの構造を説明する。
図４は本発明の電子ディスプレイに用いられるＴＦＴの構成を示す概略断面図である。基板６０がプラスチックフィルムなどの可撓性基板の場合、基板６０の一方の面に絶縁層６が配される。好ましくは基板上にカラーフィルターアレイを配し、その上にＴＦＴを構成するのがアライメント精度を高める点の好ましい。カラーフィルター６２の上に絶縁層６４を設け、その上に順にゲート電極７０、ゲート絶縁膜７２、活性層８０−１、抵抗層８０−２を積層して有し、その表面にソース電極９０−１とドレイン電極９０−２が設置される。活性層８０−１はゲート絶縁膜７２に接し、抵抗層８０−２はソース電極９０−１およびドレイン電極９０−２に接する。ゲート電極に電圧が印加されていない状態での活性層８０−１の電気伝導度が抵抗層８０−２の電気伝導度より大きくなるように、活性層８０−１および抵抗層８０−２の組成が決定される。ここで、活性層には、特開２００６−１６５５２９号公報に開示されている酸化物半導体、例えばＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の酸化物半導体を用いる。これらの酸化物半導体は、電子キャリア濃度が高いほど、電子移動度が高くなることが知られている。つまり、電気伝導度が大きいほど、電子移動度が高い。
本発明における構造によれば、ＴＦＴがゲート電極に電圧が印加されたＯＮの状態では、チャネルとなる活性層が大きい電気伝導度を有しているため、トランジスタの電界効果移動度は高くなり、高ＯＮ電流が得られる。ＯＦＦの状態では抵抗層の電気伝導度が小さい為に、抵抗層の抵抗が高いことから、ＯＦＦ電流が低く保たれるために、ＯＮ／ＯＦＦ比特性が極めて改良される。
【００３４】
本発明の主旨は、活性層のゲート絶縁膜近傍における電気伝導度が、活性層のソース電極及びドレイン電極近傍における電気伝導度より大きくなるように活性層を設けることにあり、その状態が得られる限りその達成手段は図１に示すような複数の活性層を設けることだけに留まるものではない。
【００３５】
図５は比較のＴＦＴの構成を示す概略断面図であり、半導体層が１つの活性層より構成されている。
図６は本発明の電子ディスプレイに用いられるＴＦＴの別の構成を示す概略断面図である。電気伝導度がソース電極及びドレイン電極に隣接した抵抗層領域からゲート絶縁膜に隣接した活性層領域に向かって、漸増する構成を有している。
【００３６】
２）電気伝導度
本発明における活性層の電気伝導度について説明する。
電気伝導度とは、物質の電気伝導のしやすさを表す物性値であり、物質のキャリア濃度ｎ、キャリア移動度μとすると物質の電気伝導度σは以下の式で表される。ｅは電荷素量を表す。
σ＝ｎｅμ
活性層又は抵抗層がｎ型半導体である時はキャリアは電子であり、キャリア濃度とは電子キャリア濃度を、キャリア移動度とは電子移動度を示す。同様に活性層又は抵抗層がｐ型半導体ではキャリアは正孔であり、キャリア濃度とは、正孔キャリア濃度を、キャリア移動度とは正孔移動度を示す。尚、物質のキャリア濃度とキャリア移動度とは、ホール測定により求めることができる。
＜電気伝導度の求め方＞
厚みが分かっている膜のシート抵抗を測定することにより、膜の電気伝導度を求めることができる。半導体の電気伝導度は温度より変化するが、本文記載の電気伝導度は、室温（２０℃）での電気伝導度を示す。
【００３７】
３）ゲート絶縁膜
ゲート絶縁膜としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２等の絶縁体、又はそれらの化合物を少なくとも二つ以上含む混晶化合物が用いられる。また、ポリイミドのような高分子絶縁体もゲート絶縁膜として用いることができる。
【００３８】
ゲート絶縁膜の膜厚としては１０ｎｍ〜１０μｍが好ましい。ゲート絶縁膜はリーク電流を減らす、電圧耐性を上げる為に、ある程度膜厚を厚くする必要がある。しかし、ゲート絶縁膜の膜厚を厚くすると、ＴＦＴの駆動電圧の上昇を招く結果となる。その為、ゲート絶縁膜の膜厚は無機絶縁体だと５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、高分子絶縁体だと０．５μｍ〜５μｍで用いられることが、より好ましい。特に、Ｙ２Ｏ３やＨｆＯ２のような高誘電率絶縁体をゲート絶縁膜に用いると、膜厚を厚くしても、低電圧でのＴＦＴ駆動が可能であるので、特に好ましい。
【００３９】
４）活性層、抵抗層
本発明に用いられる活性層及び抵抗層には、酸化物半導体を用いることが好ましい。特にアモルファス酸化物半導体がさらに好ましい。酸化物半導体、特にアモルファス酸化物半導体は、低温で成膜可能である為に、プラスティックのような可撓性のある樹脂基板に作製が可能である。低温で作製可能な良好なアモルファス酸化物半導体としては、特開２００６−１６５５２９号公報に開示されているような、Ｉｎを含む酸化物、ＩｎとＺｎを含む酸化物、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含有する酸化物であり、組成構造としては、ＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）のものが好ましいことが知られている。これらは、キャリアが電子のｎ型半導体である。もちろん、ＺｎＯ・Ｒｈ２Ｏ３、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２のようなｐ型酸化物半導体を活性層に用いても良い。
【００４０】
具体的に本発明に係るアモルファス酸化物半導体は、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏを含み構成され、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表されるアモルファス酸化物半導体が好ましい。特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。この組成のアモルファス酸化物半導体の特徴としては、電気伝導度が増加するにつれ、電子移動度が増加する傾向を示す。また、電気伝導度を制御するには、成膜中の酸素分圧より制御が可能であることが特開２００６−１６５５２９号公報に開示されている。
もちろん、活性層又は抵抗層には酸化物半導体だけではなく、Ｓｉ、Ｇｅなどの無機半導体、ＧａＡｓ等の化合物半導体、ペンタセン、ポリチオフェン等の有機半導体材料にも適応可能である。
【００４１】
＜活性層及び抵抗層の電気伝導度＞
本発明における活性層及び抵抗層の電気伝導度は、前記ソース電極及びドレイン電極近傍より前記ゲート絶縁膜近傍において高いことを特徴とする。
より好ましくは、前記ゲート絶縁膜近傍の電気伝導度の前記ソース電極及びドレイン電極近傍の電気伝導度に対する比率（前記ゲート絶縁膜近傍の電気伝導度／前記ソース電極及びドレイン電極近傍の電気伝導度）は、好ましくは、１０１以上１０１０以下であり、より好ましくは、１０２以上１０８以下である。好ましくは、前記活性層のゲート絶縁膜界面近傍の電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。
好ましくは、少なくとも活性層と抵抗層を含む２層よりなり、前記ゲート絶縁膜に接した活性層の電気伝導度が前記ソース電極及びドレイン電極に接した抵抗層の電気伝導度より大きく、より好ましくは、前記活性層の電気伝導度の前記抵抗層の電気伝導度に対する比率（前記活性層の電気伝導度／前記抵抗層の電気伝導度）は、好ましくは、１０１以上１０１０以下であり、より好ましくは、１０２以上１０８以下である。好ましくは、前記活性層の電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。前記抵抗層の電気伝導度は、好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以下、より好ましくは１０−９Ｓｃｍ−１以上１０−３Ｓｃｍ−１以下である。
【００４２】
上記の構成の活性層及び抵抗層を用いることにより、移動度が１０ｃｍ２／（Ｖ・秒）以上の高い移動度のＴＦＴトランジスタで、ＯＮ／ＯＦＦ比が１０６以上のトランジスタ特性を実現できる。
【００４３】
＜電気伝導度の調整手段＞
本発明における活性層及び抵抗層の電気伝導度は、上述のように前記ソース電極及びドレイン電極近傍より前記ゲート絶縁膜近傍においてより大きくなるように調整される。
電気伝導度の調整手段としては、活性層及び抵抗層が酸化物半導体である場合は下記の手段を挙げることが出来る。
（１）酸素欠陥による調整
酸化物半導体において、酸素欠陥ができると、キャリア電子が発生し、電気伝導度が大きくなることが知られている。よって、酸素欠陥量を調整することにより、酸化物半導体の電気伝導度を制御することが可能である。酸素欠陥量を制御する具体的な方法としては、成膜中の酸素分圧、成膜後の後処理時の酸素濃度と処理時間等がある。ここでいう後処理とは、具体的に１００℃以上の熱処理、酸素プラズマ、ＵＶオゾン処理がある。これらの方法の中でも、生産性の観点から成膜中の酸素分圧を制御する方法が好ましい。成膜中の酸素分圧を調整することにより、酸化物半導体の電気伝導度の制御ができることは、特開２００６−１６５５２９号公報に開示されており、本手法を利用することができる。
（２）組成比による調整
酸化物半導体の金属組成比を変えることにより、電気伝導度が変化することが知られている。例えば、ＩｎＧａＺｎ１−ＸＭｇＸＯ４において、Ｍｇの比率が増えていくと、電気伝導度が小さくなることが、特開２００６−１６５５２９号公報に開示されている。また、（Ｉｎ２Ｏ３）１−Ｘ（ＺｎＯ）Ｘの酸化物系において、Ｚｎ／Ｉｎ比が１０％以上では、Ｚｎ比率が増加するにつれ、電気伝導度が小さくなることが報告されている（「透明導電膜の新展開ＩＩ」シーエムシー出版  Ｐ．３４−３５）。これら組成比を変える具体的な方法としては、例えば、スパッタによる成膜方法においては、組成比が異なるターゲットを用いる。または、多元のターゲットにより、共スパッタし、そのスパッタレートを個別に調整することにより、膜の組成比を変えることが可能である。  
（３）不純物による調整
酸化物半導体に、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｃｄ，Ｃ，Ｎ，又はＰ等の元素を不純物として添加することにより、電子キャリア濃度を減少させること、つまり電気伝導度を小さくすることが可能であることが、特開２００６−１６５５２９号公報に開示されている。不純物を添加する方法としては、酸化物半導体と不純物元素とを共蒸着により行う、成膜された酸化物半導体膜に不純物元素のイオンをイオンドープ法により行う等がある。
（４）酸化物半導体材料による調整
上記（１）〜（３）においては、同一酸化物半導体系での電気伝導度の調整方法を述べたが、もちろん酸化物半導体材料を変えることにより、電気伝導度を変えることができる。例えば、一般的にＳｎＯ２系酸化物半導体は、Ｉｎ２Ｏ３系酸化物半導体に比べて電気伝導度が小さいことが知られている。このように酸化物半導体材料を変えることにより、電気伝導度の調整が可能である。特に電気伝導度の小さい酸化物材料としては、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ３、ＭｇＯ、又はＨｆＯ３等の酸化物絶縁体材料が知られており、これらを用いることも可能である。
電気伝導度を調整する手段としては、上記（１）〜（４）の方法を単独に用いても良いし、組み合わせても良い。
【００４４】
＜活性層及び抵抗層の形成方法＞
活性層及び抵抗層の成膜方法は、酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが良い。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）が適している。さらに、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。
【００４５】
例えば、ＲＦマグネトロンスパッタリング蒸着法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜される。酸素流量が多いほど電気伝導度を小さくすることができる。
【００４６】
成膜した膜は、周知のＸ線回折法によりアモルファス膜であることが確認できる。
また、膜厚は触針式表面形状測定により求めることができる。組成比は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析法により求めることができる。
【００４７】
５）ゲート電極
本発明におけるゲート電極としては、例えば、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、又はＡｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、又は酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、又はポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物を好適に挙げられる。
ゲート電極の厚みは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００４８】
電極の成膜法は特に限定されることはなく、印刷方式、コ−ティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ−ティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って前記基板上に形成することができる。例えば、ＩＴＯを選択する場合には、直流あるいは高周波スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレ−ティング法等に従って行うことができる。またゲート電極の材料として有機導電性化合物を選択する場合には湿式製膜法に従って行うことができる。
【００４９】
６）ソース電極及びドレイン電極
本発明におけるソース電極及びドレイン電極材料として、例えば、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ａｕ、又はＡｇ等の金属、Ａｌ−Ｎｄ、ＡＰＣ等の合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物導電膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロ−ルなどの有機導電性化合物、またはこれらの混合物を好適に挙げられる。
ソース電極及びドレイン電極の厚みは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００５０】
電極の製膜法は特に限定されることはなく、印刷方式、コ−ティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレ−ティング法等の物理的方式、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法等の化学的方式、などの中から前記材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って前記基板上に形成することができる。例えば、ＩＴＯを選択する場合には、直流あるいは高周波スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレ−ティング法等に従って行うことができる。またソース電極及びドレイン電極の材料として有機導電性化合物を選択する場合には湿式製膜法に従って行うことができる。
【００５１】
７）基板
本発明に用いられる基板は特に限定されることはなく、例えばＹＳＺ（ジルコニア安定化イットリウム）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカ−ボネ−ト、ポリエ−テルスルホン、ポリアリレ−ト、アリルジグリコ−ルカ−ボネ−ト、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の合成樹脂等の有機材料、などが挙げられる。前記有機材料の場合、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性、低吸湿性等に優れていることが好ましい。
【００５２】
本発明においては特に可撓性基板が好ましく用いられる。可撓性基板に用いる材料としては、透過率の高い有機プラスチックフィルムが好ましく、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等のプラスティックフィルムを用いることができる。また、フィルム状プラスティック基板には、絶縁性が不十分の場合は絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、フィルム状プラスティック基板の平坦性や電極や活性層との密着性を向上するためのアンダーコート層等を備えることも好ましい。
【００５３】
ここで、可撓性基板の厚みは、５０μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましい。これは、可撓性基板の厚みを５０μｍ未満とした場合には、基板自体が十分な平坦性を保持することが難しいためである。また、可撓性基板の厚みを５００μｍよりも厚くした場合には、基板自体を自由に曲げることが困難になる、すなわち基板自体の可撓性が乏しくなるためである。
【００５４】
８）保護絶縁膜
必要によって、ＴＦＴ上に保護絶縁膜を設けても良い。保護絶縁膜は、半導体層（活性層および抵抗層）を大気による劣化から保護する目的や、ＴＦＴ上に作製される電子デバイスとを絶縁する目的がある。
【００５５】
保護絶縁膜材料の具体例としては、ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、又はＴｉＯ２等の金属酸化物、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ等の金属窒化物、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＡｌＦ３、又はＣａＦ２等の金属フッ化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリウレア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンとジクロロジフルオロエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンと少なくとも１種のコモノマーとを含むモノマー混合物を共重合させて得られる共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、吸水率１％以上の吸水性物質、吸水率０．１％以下の防湿性物質等が挙げられる。
【００５６】
保護絶縁膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＭＢＥ（分子線エピタキシ）法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法（高周波励起イオンプレーティング法）、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ガスソースＣＶＤ法、コーティング法、印刷法、又は転写法を適用できる。
【００５７】
９）後処理
必要によって、ＴＦＴの後処理として、熱処理を行っても良い。熱処理としては、温度１００℃以上で、大気下または窒素雰囲気下で行う。熱処理を行う工程としては、半導体層を成膜後でも良いし、ＴＦＴ作製工程の最後に行っても良い。熱処理を行うことにより、ＴＦＴの特性の面内バラつきが抑制される、駆動安定性が向上する等の効果がある。
【００５８】
（応用）
本発明の電子ディスプレイは、表示の書き換え可能で、表示の保持にエネルギーを要さないか若しくは十分に小さく（メモリー性）、携帯性に優れ、表示品位が優れている、ハードコピー（紙等）表示に変わるペーパーディスプレイとして使用できる。
【実施例】
【００５９】
以下に、本発明の電子ディスプレイについて、実施例により説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００６０】
実施例１
１．活性層又は抵抗層の作製条件と電気伝導度
ＩｎＧａＺｎＯ４の蒸着条件を変更して得られる活性層又は抵抗層の電気伝導度を測定した。
＜蒸着条件１＞
ＩｎＧａＺｎＯ４の組成を有する多結晶焼結体をターゲットとして、ＲＦマグネトロンスパッタ真空蒸着法により、Ａｒ流量１２ｓｃｃｍ、Ｏ２流量０．２ｓｃｃｍ、ＲＦパワー２００Ｗ、圧力０．４Ｐａの条件で行った。
＜蒸着条件２＞
条件１と同様に、但しＯ２流量を０．６ｓｃｃｍに変更して行った。
＜蒸着条件３＞
条件１と同様に、但しＯ２流量を１．４ｓｃｃｍに変更して行った。
＜蒸着条件４＞
条件１と同様に、但しＯ２流量を１．５ｓｃｃｍに変更して行った。
＜蒸着条件５＞
条件１と同様に、但しＯ２流量を１．８ｓｃｃｍに変更して行った。
【００６１】
上記蒸着条件１〜５で上記無アルカリガラス基板（コーニング社、品番ＮＯ．１７３７）に直接これらの層を１００ｎｍ設けた物性測定用サンプルを作製した。これらの物性測定用サンプルを周知のＸ線回折法により分析した結果、これらの膜はアモルファス膜であることが確認できた。また、これらの物性測定用サンプルの電気伝導度および、ホール測定法によるキャリア濃度、及び組成比を測定した。得られた結果を表１に示す。
【００６２】
−電気伝導度の測定方法−
物性測定用サンプルの電気伝導度は、サンプルの測定されたシート抵抗と膜厚から計算し求めた。ここで、シート抵抗をρ（Ω／□）、膜厚をｄ（ｃｍ）とすると、電気伝導度σ（Ｓｃｍ−１）は、σ＝１／（ρ＊ｄ）として算出される。
本実施例において、物性測定用サンプルのシート抵抗１０７Ω／□未満の領域ではロレスタ−ＧＰ（三菱化学社製）、シート抵抗１０７Ω／□以上の領域ではハイテスタ−ＵＰ（三菱化学社製）を用いて２０℃の環境下で行った。物性測定用サンプルの膜厚測定には触針式表面形状測定器ＤｅｋＴａｋ−６Ｍ（ＵＬＶＡＣ社製）を用いた。
【００６３】
−ホール効果測定法によるキャリア濃度測定−
物性測定用サンプルのキャリア濃度の測定には、ＲｅｓｉＴｅｓｔ８３００型（東陽テクニカ社製）を用いてホール効果測定を行うことにより求めた。ホール効果測定は２０℃の環境下で行った。尚、ホール効果測定を行うことにより、キャリア濃度だけではなく、キャリアのホール移動度も求めることができる。
【００６４】
−組成比の測定方法−
物性測定用サンプルの組成比のＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析により、組成比を求めた。
【００６５】
【表１】
0005339772.tif 000002
【００６６】
表１より、酸化物半導体ＩｎＧａＺｎＯ４のスパッタ膜において、スパッタ時の酸素流量を上げる、つまりスパッタ膜中の酸素濃度を増やすと、電気伝導度が減少し、ホール移動度が減少することが示された。また、組成比において、Ｚｎ／Ｉｎ比が増加すると、電気伝導度が減少し、ホール移動度も減少することが示された。
【００６７】
２．電子ディスプレイの作製
２−１．本発明の電子ディスプレイ１の作製
基板に５ｉｎｃｈ×５ｉｎｃｈのポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ）を用いて、その両面にバリア機能を持つ絶縁層としてＳｉＯＮを５００ｎｍの厚みに蒸着した。
上記基板上に、順に下記層を設けた。
ゲート電極：ＩＴＯを厚み３０ｎｍに蒸着した。
ゲート絶縁膜：ＳｉＯＮを厚み５００ｎｍに蒸着した。
【００６８】
活性層：ゲート絶縁膜上に上記条件１でＩＧＺＯ膜を厚み１０ｎｍに設けた。
抵抗層：活性層上に上記条件４でＩＧＺＯ膜を厚み４０ｎｍに設けた。
【００６９】
次いで、上記活性層の上にソース電極及びドレイン電極としてＩＴＯを４０ｎｍの厚みに設けてＴＦＴフィルムを作製した。
【００７０】
一方、第２基板として５×５ｉｎｃｈのＰＥＮフイルムを用い、その上に特表２００２−５１１６０６に記載の実施例に従って電気泳動方式ディスプレイ媒体を設けた電気泳動フィルムを作製した。
【００７１】
ＴＦＴフィルムと電気泳動フィルムをＴＦＴフィルムのソース・ドレイン電極面と電気泳動フィルムの上部電極面とが相対するように重ね合わせてラミネートした。ＴＦＴフィルムと電気泳動フィルムは互いに電気的に絶縁され、ドレイン電極上のコンタクトホールによってドレイン電極と電気泳動フィルムの上部電極とが電気的に接続される。
【００７２】
２−２．比較の電子ディスプレイＡの作製
本発明の電子ディスプレイ１の作製において、抵抗層を除き、活性層としては、蒸着条件３で厚み５０ｎｍのＩＧＺＯ膜を設けた。その他は電子ディスプレイ１の作製と同様にして比較の電子ディスプレイＡを作製した。
【００７３】
３．性能評価
３−１．ＴＦＴの電界効果移動度およびＯＮ／ＯＦＦ比
得られた電子ディスプレイのＴＦＴ素子について、飽和領域ドレイン電圧Ｖｄ＝４０Ｖ（ゲート電圧−２０Ｖ≦Ｖｇ≦４０Ｖ）でのＴＦＴ伝達特性の測定を行い、ＴＦＴの電界効果移動度およびＯＮ／ＯＦＦ比を評価した。ＴＦＴ伝達特性の測定は、半導体パラメータ・アナライザー４１５６Ｃ（アジレントテクノロジー社製）を用いて行った。
【００７４】
−電界効果移動度の算出方法−
飽和領域における電界効果移動度μは、ＴＦＴ伝達特性から次式で求められる。
μ＝（２Ｌ／Ｗ＊Ｃｏｘ）＊（∂Ｉｄ１／２／∂Ｖｇ）
ここで、Ｌはチャネル長、Ｗはチャネル幅、Ｃｏｘはゲート絶縁膜の静電容量、Ｉｄはドレイン電流、Ｖｇはゲート電圧を示す。
【００７５】
−ＯＮ／ＯＦＦ比の算出方法−
ＯＮ／ＯＦＦ比はＴＦＴ伝達特性からドレイン電流Ｉｄにおける最大値Ｉｄｍａｘと最小値Ｉｄｍｉｎとの比Ｉｄｍａｘ／Ｉｄｍｉｎから求めた。
【００７６】
得られた結果を表２に示した。本発明の電子ディスプレイのＴＦＴ素子は高い移動度と高いＯＮ・ＯＦＦ性能を示した。
【００７７】
【表２】
0005339772.tif 000003
【００７８】
３−２．コントラスト
得られた電子ディスプレイのコントラストを下記により測定した。
＜比較例の条件＞
実験条件１  画素内の５０％を配線が覆う（この際、配線の光透過率は０％）。
実験条件２  画素内の５０％をＴＦＴが覆う（この際、ＴＦＴの光透過率は６０％）。従って、１画素内の開口率（平均光透過率）は３０％。
＜本発明の条件＞
実験条件１  画素内の５０％を配線が覆う（この際、配線の光透過率は０％）。
実験条件２  ＴＦＴの移動度が比較例の４倍なので、画素内の１２．５％をＴＦＴが覆う（この際、ＴＦＴの光透過率は６０％）。ＴＦＴが小サイズ化したので、画素内の３７．５％は完全光透過する。従って、１画素内の開口率（平均光透過率）は４５％。
得られた結果を表３に示した。
【００７９】
【表３】
0005339772.tif 000004
【００８０】
ＴＦＴ面積を小型化することにより、高い開口率が得られ、コントラスト比に優れる電子ペーパーが得られた。
【００８１】
実施例２
実施例１の電子ディスプレイ１を同様の組成でサイズを１５ｉｎｃｈ×１５ｉｎｃｈのポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ）を用いて大サイズ電子ディスプレイを作製した。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】電気泳動方式電子ディスプレイの原理を示す模式図である。
【図２】本発明に用いられる電気泳動マイクロカプセルの構造を示す断面模式図である。
【図３】本発明の電子ディスプレイの構造を示す断面模式図である。
【図４】本発明の電子ディスプレイに用いられるＴＦＴの構造を示す断面模式図である。
【図５】比較のＴＦＴの構造を示す断面模式図である。
【図６】本発明に用いられるＴＦＴの別の構造を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００８３】
２：電気泳動デイスプレイ媒体
４ａ、４ｂ：ガラス板、８ａ：透明電極、８ｂ：電極、６：隔壁、１０ａ：着色分散媒、１０ｂ：顔料粒子、
４０：マイクロカプセル
４１：カプセル隔壁、４２：第１の粒子（白粒子）、４４：第２の粒子（黒粒子）、４６，４６’：電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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