專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括氧化物半導體的顯示裝置。
背景技術：
以液晶顯示裝置為代表的形成在諸如玻璃襯底的平板上的薄膜晶體管使用非晶硅、或多晶硅制造。使用非晶硅的薄膜晶體管具有如下特性雖然其場效應遷移率低，但是這種晶體管適合于在玻璃襯底上大面積地形成。另一方面，使用結(jié)晶硅制造的薄膜晶體管具有如下特性雖然其場效應遷移率高，但是需要進行激光退火等的結(jié)晶化工序，因此其不一定適合于較大玻璃襯底。

另一方面，使用氧化物半導體制造薄膜晶體管，并將其應用于電子裝置或光學裝置的技術受到注目。例如，專利文獻I及專利文獻2公開作為氧化物半導體膜使用氧化鋅(ZnO).In-Ga-Zn-O類氧化物半導體來制造薄膜晶體管，并將這種晶體管用作圖像顯示裝置的開關元件等的技術。[專利文獻I]日本專利申請公開2007-123861號公報[專利文獻2]日本專利申請公開2007-96055號公報

發(fā)明內(nèi)容
將氧化物半導體用作溝道形成區(qū)域的薄膜晶體管具有如下特性其工作速度比使用非晶硅的薄膜晶體管快，并且其制造工序比使用多晶硅的薄膜晶體管簡單。換言之，通過使用氧化物半導體，即使在300°C以下的低溫下也可以制造場效應遷移率高的薄膜晶體管。為了有效地利用工作特性優(yōu)良并可在低溫下制造的包括氧化物半導體的顯示裝置的特征，包括適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)的保護電路是必要的。此外，重要的是，保證包括氧化物半導體的顯示裝置的可靠性。本發(fā)明的一實施例的目的在于提供適合于保護電路的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的一實施例的目的在于在通過層疊除氧化物半導體以外的絕緣膜及導電膜來制造的各種用途的顯示裝置中，增強保護電路的功能并使工作穩(wěn)定化。本發(fā)明的一實施例是一種顯示裝置，其中保護電路使用包括氧化物半導體的非線性元件形成。該非線性元件包括氧含量不同的氧化物半導體的組合。本發(fā)明的示例性實施例是一種顯示裝置，包括在具有絕緣表面的襯底上彼此交叉地設置的掃描線和信號線，像素電極排列為矩陣的像素部；以及在該像素部的外部區(qū)域中使用氧化物半導體形成的非線性元件。像素部包括將溝道形成區(qū)域形成于第一氧化物半導體層中的薄膜晶體管。像素部中的薄膜晶體管包括連接至掃描線的柵電極；連接至信號線并與第一氧化物半導體層接觸的第一布線層；以及連接至像素電極并與第一氧化物半導體層接觸的第二布線層。此外，在像素部和置于襯底周邊部的信號輸入端子之間設置有非線性元件。非線性元件包括柵電極；覆蓋該柵電極的柵極絕緣層；在柵極絕緣層上重疊于柵電極的第一氧化物半導體層；以及其端部在第一氧化物半導體層上與柵電極重疊，且其中層疊有導電層和第二氧化物半導體層的一對第一布線層及第二布線層。非線性元件的柵電極連接至掃描線或信號線連接，且非線性元件的第一布線層或第二布線層通過第三布線層連接至柵電極，從而向第一布線層或第二布線層施加柵電極電位。本發(fā)明的一示例性實施例是一種顯示裝置，包括在具有絕緣表面的襯底上彼此交叉地設置的掃描線與信號線，像素電極排列為矩陣的像素部；以及該像素部的外部區(qū)域中的保護電路。像素部包括將溝道形成區(qū)域形成于第一氧化物半導體層的薄膜晶體管。像素部中的薄膜晶體管包括連接至掃描線的柵電極；連接至信號線并與第一氧化物半導體層接觸的第一布線層；以及連接至像素電極并與第一氧化物半導體層接觸的第二布線層。在像素部的外部區(qū)域中設置有用于使掃描線與公共布線相互連接的保護電路、以及使信號線和公共布線相互連接的保護電路。保護電路包括非線性元件，該非線性元件包括柵電 極；覆蓋該柵電極的柵極絕緣層；在柵極絕緣層上與柵電極重疊的第一氧化物半導體層；以及其端部在第一氧化物半導體層上與柵電極重疊，且其中層疊有導電層和第二氧化物半導體層的一對第一布線層及第二布線層。此外，非線性元件的第一布線層或第二布線層通過第三布線層連接至柵電極。在此，第一氧化物半導體層的氧濃度高于第二氧化物半導體層的氧濃度。換言之，第一氧化物半導體層是氧過量型，并且第二氧化物半導體層是氧缺乏型。第一氧化物半導體層的導電率低于第二氧化物半導體層的導電率。第一氧化物半導體層及第二氧化物半導體層具有非單晶結(jié)構(gòu)，并包含至少一種非晶成分。另外，第二氧化物半導體層有時在非晶結(jié)構(gòu)中包含納米晶體。注意，為方便起見在該說明書中使用諸如“第一”、“第二”等序數(shù)詞，但其并不表示步驟順序或?qū)盈B順序。另外，本說明書中的序數(shù)詞不表示指定本發(fā)明的特定名稱。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，通過使用包括氧化物半導體的非線性元件形成保護電路，可得到具有適合于保護電路的結(jié)構(gòu)的顯示裝置。在非線性元件的第一氧化物半導體層與布線層之間的連接結(jié)構(gòu)中，設置接合于其導電率高于第一氧化物半導體層的導電率的第二氧化物半導體層的區(qū)域，這與只采用金屬布線的情況相比，可進行穩(wěn)定工作。由此，可增強保護電路的功能并實現(xiàn)工作的穩(wěn)定化。


在附圖中圖I示出顯示裝置中的包括信號輸入端子、掃描線、信號線、以及非線性元件的保護電路和像素部之間的位置關系；圖2示出保護電路的一示例；圖3示出保護電路的一示例；圖4A和4B是示出保護電路的一示例的平面圖；圖5A和5B是示出保護電路的一示例的截面圖6A和6B是示出保護電路的一示例的平面圖；圖7A和7B是示出保護電路的一示例的平面圖；圖8A至8C是示出保護電路的制造工序的截面圖；圖9A至9C是示出保護電路的制造工序的截面圖；圖10是電子紙的截面圖；圖IlA和IlB各自是半導體裝置的框圖；圖12示出信號線驅(qū)動器電路的結(jié)構(gòu)；圖13示出信號線驅(qū)動器電路操作的時序圖； 圖14示出信號線驅(qū)動器電路操作的時序圖；圖15是示出移位寄存器結(jié)構(gòu)的框圖；圖16示出圖14所示的觸發(fā)器連接結(jié)構(gòu)；圖17A-1U7A-2及17B是示出實施例6的半導體裝置的俯視圖及截面圖；圖18是示出實施例6的半導體裝置的截面圖；圖19示出實施例7的半導體裝置的像素等效電路；圖20A至20C各示出實施例7的半導體裝置；圖21A及21B是描述實施例7的半導體裝置的俯視圖及截面圖；圖22A和22B示出電子紙的應用示例；圖23是示出電子書籍裝置的一示例的外觀圖；圖24A是電視機示例的外觀圖，圖24B是數(shù)碼相框示例的外觀圖；圖25A和25B是示出游戲機示例的外觀圖；圖26是示出移動電話機示例的外觀圖；圖27是示出保護電路示例的截面圖。
具體實施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行描述。本發(fā)明不限于以下描述，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是，其方式及細節(jié)可按各種各樣的形式改變而不背離本發(fā)明的范圍及精神。因此，本發(fā)明不應該被解釋為僅限于以下實施例的描述。在以下說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，所有附圖中使用相同的附圖標記來表示相同的部分。實施例I在實施例I中，參照

包括像素部和包括設置在像素部周邊的非線性元件的保護電路的顯示裝置的一示例。圖I示出顯示裝置中的包括信號輸入端子、掃描線、信號線、以及非線性元件的保護電路及像素部之間的位置關系。在具有絕緣表面的襯底10上掃描線13與信號線14彼此交叉以構(gòu)成像素部17。像素部17包括排列為矩陣的多個像素18。像素18包括連接到掃描線13和信號線14的像素晶體管19、存儲電容器部20、像素電極21。在本文中示出的像素結(jié)構(gòu)中，存儲電容器部20的一電極連接至像素晶體管19，而另一電極連接至電容器線22。此外，像素電極21形成驅(qū)動顯示元件(諸如液晶元件、發(fā)光元件、對比度介質(zhì)(電子墨))的一電極。這些顯示元件的另一電極連接到公共端子23。
保護電路設置在像素部17以及端子11和端子12之間。在實施例I中，設置多個保護電路。因此，即使歸因于靜電等的浪涌電壓施加到掃描線13、信號線14及電容器總線27，像素晶體管19等不被破壞。相應地，保護電路具有當向該保護電路施加浪涌電壓時，向公共布線29或公共布線28釋放電荷的結(jié)構(gòu)。在實施例I中，在掃描線13 —側(cè)設置保護電路24，在信號線14 一側(cè)設置保護電路25，在電容器總線27上設置保護電路26。不言而喻，保護電路的結(jié)構(gòu)不限于此。圖2示出保護電路的一示例。該保護電路包括相對于掃描線13并聯(lián)安排的非線性元件30及非線性元件31。非線性元件30及非線性元件31各自包括諸如二極管的二端子元件或諸如晶體管等的三端子元件。例如，可與像素部的像素晶體管相同的步驟形成非線性元件。例如通過連接非線性元件的柵極端子和漏極端子，可實現(xiàn)與二極管類似的特性。非線性元件30的第一端子(柵極)和第三端子(漏極)連接到掃描線13，而其第二端子(源極)連接到公共布線29。非線性元件31的第一端子(柵極)和第三端子(漏極)連接到公共布線29，而第二端子(源極)連接到掃描線13。S卩，圖2所示的保護電路包括兩個晶體管，該兩個晶體管的整流方向彼此相反，且使掃描線13和公共布線29彼此連接。換言 之，在掃描線13和公共布線29之間存在其整流方向從掃描線13向公共布線29的晶體管和其整流方向從公共布線29向掃描線13的晶體管。在圖2所示的保護電路中，當相對于公共布線29，掃描線13因靜電等而帶正電或負電時，電流在消除電荷的方向上流動。例如，當掃描線13帶正電時，電流向?qū)⑵湔姾舍尫诺焦膊季€29的方向流動。通過該工作，可以防止連接到帶電的掃描線13的像素晶體管19的靜電擊穿或閾值電壓的移動。此外，可防止帶電的掃描線13與另一布線之間的電介質(zhì)擊穿，該另一布線隔著絕緣層與帶點的掃描線13交叉。此外，在圖2中，使用將第一端子(柵極)連接到掃描線13的非線性元件30以及將第一端子(柵極)連接到公共布線29的非線性元件31 ;8卩，非線性元件30和非線性元件31的整流方向彼此相反。經(jīng)由各非線性元件的第二端子(源極)和第三端子(漏極)連接公共布線29和掃描線13 ;換言之，非線性元件30和非線性元件31并聯(lián)。作為另一結(jié)構(gòu)，還可以進一步添加并聯(lián)連接的非線性元件，從而增強保護電路的工作穩(wěn)定性。例如，圖3示出設置在掃描線13和公共布線29之間并包括非線性元件30a和非線性元件30b以及非線性元件31a和非線性元件31b的保護電路。該保護電路共包括4個非線性元件將其各自的第一端子(柵極)連接到公共布線29的兩個非線性元件(30b、31b)和將其各自的第一端子(柵極)連接到掃描線13的兩個非線性元件(30a、31a)。換言之，在公共布線29和掃描線13之間連接兩對非線性元件，各對非線性元件以使其整流方向彼此相反的方式設置。換言之，在掃描線13和公共布線29之間連接其整流方向從掃描線13向公共布線29的兩個晶體管和其整流方向從公共布線29向掃描線13的兩個晶體管。這樣，通過利用四個非線性元件連接公共布線29和掃描線13時，不僅在對掃描線13施加浪涌電壓的情況，而且由靜電等使公共布線29帶電的情況下，可防止其電荷直接流過掃描線13。注意，圖6A示出四個非線性元件740a、740b、740c、740d設置在襯底上的示例且6B示出其等效電路圖。在此，附圖標記650和651分別表不掃描線和公共布線。圖7A示出在襯底上使用奇數(shù)個非線性元件形成保護電路的示例，而圖7B示出其等效電路圖。在該電路中，將非線性元件730b、非線性元件730a連接到非線性元件730c作為開關元件。像這樣，通過串聯(lián)連接非線性元件，可分散對保護電路的非線性元件施加的瞬時負載。在此，附圖標記650和651分別表不掃描線和公共布線。圖2示出在掃描線13—側(cè)設置的保護電路，但是可將與其具有類似結(jié)構(gòu)的保護電路設置在信號線14 一側(cè)。圖4A是不出保護電路一不例的平面圖，而圖4B是其等效電路圖。圖5A和5B是沿著圖4A所示的Q1-Q2線得到的截面圖。以下參照圖4A和4B以及圖5A和5B說明保護電路的一個結(jié)構(gòu)示例。非線性元件170a及非線性元件170b分別包括使用與掃描線13相同的層形成的柵電極101及柵電極16。在柵電極101及柵電極16上形成有柵極絕緣層102。在柵極絕緣層102上形成第一氧化物半導體層103，并且在柵電極101上彼此相對的方式設置第一布線層38及第二布線層39。柵極絕緣層102由氧化硅或氧化鋁等的氧化物形成。此外，非線性元件170a及非線性元件170b在主要部分中具有相同結(jié)構(gòu)。 第一氧化物半導體層103以在彼此相對的第一布線層38及第二布線層39下方隔著柵極絕緣膜覆蓋柵電極101的方式設置。換言之，第一氧化物半導體層103與柵電極101重疊，并與柵極絕緣層102的上表面部和第二氧化物半導體層104a及104b的下表面部接觸地設置。在此，第一布線層38具有從第一氧化物半導體層103 —側(cè)層疊有第二氧化物半導體層104a和導電層105a的結(jié)構(gòu)，并且第二布線層39具有從第一氧化物半導體層103 —側(cè)層疊有第二氧化物半導體層104b和導電層105b的結(jié)構(gòu)。第一氧化物半導體層103的氧濃度高于第二氧化物半導體層(104a及104b)的氧濃度。換言之，第一氧化物半導體層103是氧過量型，而第二氧化物半導體層(104a及104b)是氧缺乏型。通過增大第一氧化物半導體層103的氧濃度，可以減少施主型缺陷，而可得到載流子壽命更長和遷移率更高的有利效果。另一方面，使第二氧化物半導體層(104a及104b)的氧濃度低于第一氧化物半導體層103的氧濃度時，可提高載流子濃度且第二氧化物半導體層(104a和104b)可用于形成源區(qū)及漏區(qū)。關于氧化物半導體的結(jié)構(gòu)，第一氧化物半導體層103是包括In、Ga、Zn及O的非單晶氧化物半導體層，并具有至少一種非晶成分，而第二氧化物半導體層(104a及104b)是包括In、Ga、Zn及O的非單晶氧化物半導體層，且有時在其非單晶結(jié)構(gòu)中包括納米晶體。貝U，第一氧化物半導體層103具有的特性為其導電率低于第二氧化物半導體層(104a及104b)的導電率。因此，實施例I的非線性元件170a及非線性元件170b中的第二氧化物半導體層(104a及104b)起到與晶體管的源區(qū)及漏區(qū)類似的功能。作為源區(qū)的第二氧化物半導體層104a及作為漏區(qū)的第二氧化物半導體層104b具有η型導電性，且其激活能(Λ Ε)為O. OleV至O. leV，并且第二氧化物半導體層(140a和104b)也可稱為η +區(qū)域。第一氧化物半導體層103及第二氧化物半導體層(104a及104b)典型地由氧化鋅(ZnO)形成或由包含In、Ga及Zn的氧化物半導體形成。第二氧化物半導體層(104a及104b)與第一氧化物半導體層103、導電層(105a及105b)接觸并在其之間設置，并獲得具有不同特性的氧化物半導體層的結(jié)。通過在第一氧化物半導體層和導電層之間設置其導電率高于第一氧化物半導體層103的第二氧化物半導體層(104a及104b )，這與第一氧化物半導體層和導電層直接接觸情況下的肖特基結(jié)相比，穩(wěn)定工作變得可能。換言之，熱穩(wěn)定性提高，從而可實現(xiàn)穩(wěn)定工作。由此，可提增強護電路功能并實現(xiàn)工作的穩(wěn)定化。此外，結(jié)漏(junction leak)降低,并可提高非線性元件170a及非線性元件170b的特性。在第一氧化物半導體層103上設置有保護絕緣膜107。保護絕緣膜107由氧化硅或氧化鋁等的氧化物形成。此外，通過在氧化硅或氧化鋁上層疊氮化硅、氮化鋁、氧氮化硅或氧氮化鋁，可以增強保護膜的功能。不管是上述哪一種情況，與第一氧化物半導體層103接觸的保護絕緣膜107是氧化物，其可防止從第一氧化物半導體層103抽出氧并防止第一氧化物半導體層103變成氧缺乏型。此外，通過采用其中第一氧化物半導體層103不直接接觸于包括氮化物的絕緣層的結(jié)構(gòu)，可防止氮化物中的氫擴散并在第一氧化物半導體層103中產(chǎn)生歸因于羥基等的缺陷。在保護絕緣膜107中設置有接觸孔125及128，其中使用與柵電極101相同的層形成的掃描線13連接至非線性元件170a的第三端子(漏極)。使用由與像素部的像素電極相同材料形成的第三布線層110形成該連接。第三布線層110由用于形成透明導電膜的例如，氧化銦錫(ΙΤ0 :indium tin oxide)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)的材料形成。由此,第 三布線層110比由金屬材料形成的布線具有更高電阻。當保護電路包括包含這種電阻成分的布線時，可防止因過大電流流過而損壞非線性元件170a。雖然圖4A和4B及圖5A和5B示出針對掃描線13設置的保護電路的示例，類似保護電路可應用于信號線、電容器總線等。根據(jù)實施例1，通過以該方式設置包括氧化物半導體的保護電路，可得到具有適合于保護電路的結(jié)構(gòu)的顯示裝置。由此，可增強保護電路的功能并實現(xiàn)工作的穩(wěn)定化。實施例2在實施例2中，參照圖8A至8C以及圖9A至9C對形成有實施例I中圖4A所示的像素部和像素部周邊的包括非線性元件的保護電路的顯示裝置的制造工序的一實施例進行說明。圖8A至8C及圖9A至9C是沿著圖4A中的Q1-Q2線得到的截面圖。在圖8A中，作為具有透光性的襯底100，可使用在市場上銷售的鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃等的玻璃襯底。例如，優(yōu)選使用以組分比計算氧化鋇(BaO)多于硼酸(B2O3),且應變點為730°C或更高的玻璃襯底。這是因為當在700°C左右的高溫下對氧化物半導體層進行熱處理時，玻璃襯底也不應變的緣故。接著，在整個襯底100上形成導電層。之后，由第一光刻工序形成抗蝕劑掩模，并且通過蝕刻去除不必要的部分來形成布線及電極(包括柵電極101的柵極布線、電容器布線以及端子)。此時進行蝕刻，以便將柵電極101的至少一端部形成為錐形。包括柵電極101的柵極布線、電容器布線、端子部的端子優(yōu)選使用諸如鋁(Al)或銅(Cu)的低電阻導電材料形成；然而，鋁本身具有諸如低耐熱性以及易于腐蝕的缺點，所以與耐熱導電材料組合來使用。作為耐熱導電材料可使用選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鑰(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、或鈧(Sc)中的元素、或包括任何以上元素的合金、包括這種元素組合的合金膜或者包括任何以上元素的氮化物膜。接著，在整個柵電極101上形成柵極絕緣層102。柵極絕緣層102通過利用濺射法等并以50nm至250nm的厚度形成。例如，通過濺射法形成IOOnm厚度的氧化硅膜作為柵極絕緣層102。當然，柵極絕緣層102不限于這種氧化硅膜，且可以是包括另一絕緣膜的單層或者疊層，另一絕緣膜為氧氮化硅膜、氮化硅膜、氧化鋁膜、或氧化鉭膜等。接著，在形成第一氧化物半導體層之前對柵極絕緣層102進行等離子體處理。在此，進行其中通過將氧氣體和氬氣導入沉積腔內(nèi)以產(chǎn)生等離子體的反濺射，從而對柵極絕緣層進行使用氧自由基或氧的處理。像這樣，去除附著在表面的塵埃，并且使柵極絕緣層表面變?yōu)檠踹^量區(qū)域。對柵極絕緣層表面進行氧自由基處理，以使表面變?yōu)檠踹^量區(qū)域有效，因為在后面的工序中的用于提高可靠性的熱處理(200°C至600°C)中，制成用于改善柵極絕緣層和第一氧化物半導體層之間的界面的氧供應源。通過濺射法并適當?shù)馗淖儗肭惑w內(nèi)的氣體以及腔體內(nèi)的靶，可在不暴露于大氣的情況下連續(xù)形成柵極絕緣層、第一氧化物半導體層及第二氧化物半導體層。不暴露于大氣并連續(xù)成膜可防止雜質(zhì)的混入。在不暴露于大氣并連續(xù)成膜的情況下，優(yōu)選使用多腔型制造裝置。
特別地，優(yōu)選連續(xù)形成與第一氧化物半導體層接觸的柵極絕緣層102和第一氧化物半導體層。通過這樣的連續(xù)成膜，可形成疊層之間的沒有被諸如大氣中的水分或污染雜質(zhì)元素或塵埃的大氣成分所污染的界面。因此，可減小非線形元件及薄膜晶體管的特性的不均勻。注意，在本說明書中的術語“連續(xù)成膜”意味著在從利用濺射法進行的第一成膜步驟到利用濺射法進行的第二成膜步驟的一系列步驟中，置有要被處理襯底的氣氛不被大氣等的污染氣氛污染，而一直控制為真空或惰性氣體氣氛(氮氣氣氛或稀有氣體氣氛)。通過進行連續(xù)成膜，可避免水分等再附著的情況下，可在已清凈化的襯底上進行成膜。接著，不使進行等離子體處理的襯底暴露于大氣地形成第一氧化物半導體層。通過不使進行等離子體處理的襯底暴露于大氣地形成第一氧化物半導體層，可避免塵埃和水分附著在柵極絕緣層和半導體膜之間的界面的問題。在此，使用直徑8英寸的包含In、Ga及Zn的氧化物半導體靶(組成比是In2O3 =Ga2O3: ZnO=I 1 :1 )，將襯底和靶之間的距離設定為170mm,將壓力設定為O. 4Pa,將直流(DC)電源設定為O. 5kff的條件下,并在氧氣氛下形成第一氧化物半導體層。此外，優(yōu)選使用脈沖直流(DC)電源，因為可減少塵埃，并且膜厚可均勻。將第一氧化物半導體層的厚度設定為5nm至200nm。在實施例2中將第一氧化物半導體層的厚度設定為lOOnm。第一氧化物半導體層的成膜條件與第二氧化物半導體層的成膜條件不同時，第一氧化物半導體層具有與第二氧化物半導體層不同的組分；例如，第一氧化物半導體層比第二氧化物半導體層包含更多氧。例如，該情況下，與第二氧化物半導體層的沉積條件中的氧氣流速和氬氣流速相比，在第一氧化物半導體層的沉積條件中氧氣流速增大。具體而言，第二氧化物半導體層在稀有氣體(諸如氬或氦)氣氛下(或者包含10 %或以下的氧氣且90 %或以上的氬氣的氣體)形成，而第一氧化物半導體層在氧氣氣氛下(或者氧氣流速等于或大于氬氣流速的氧氣和氬氣的混合氣體，并且氧氣流速氬氣流速=1:1或以上)形成。第一氧化物半導體層比第二氧化物半導體層包含更多氧時，可使第一氧化物半導體層的導電率低于第二氧化物半導體層的導電率。另外，第一氧化物半導體層包含大量氧時，可降低截止電流；因此，可得到導通/截止比高的薄膜晶體管。第一氧化物半導體層可在與先前進行反濺射的處理腔相同的處理腔中形成，或者只要不暴露于大氣的情況下進行成膜，可在與先前進行反濺射的處理腔不同的處理腔中形成。接著，利用濺射法在第一氧化物半導體層上形成第二氧化物半導體層。在此，使用將氧化銦(111203)、氧化鎵(63203)、氧化鋅(2110)的組分比設定為1:1:1 (=In2O3:Ga2O3:ZnO)的靶，將襯底和靶之間的距離設定為170mm，將沉積腔的壓力設定為O. 4Pa，將直流(DC)電源設定為O. 5kW，將沉積溫度設定為室溫，并且導入流速40sCCm的氬氣的條件下，進行濺射沉積。由此，形成以In、Ga、Zn及氧為成分的半導體膜作為第二氧化物半導體層。雖然意圖性地使用將其組分比為In203:Ga203:Zn0=l:l:l的祀，但是剛成膜后常獲得包括Inm至IOnm大小晶粒的氧化物半導體膜。此外，通過適當?shù)卣{(diào)節(jié)反應性濺射的沉積條件，諸如靶的組分比、沉積壓力(O. IPa至2. OPa),電功率(250W至3000W 8英寸Φ )、溫度(室溫至100°C )等，可調(diào)節(jié)是否有晶粒、晶粒密度，并且將晶粒直徑調(diào)節(jié)在Inm至IOnm的范圍內(nèi)。將第二氧化物半導體層的厚度設定為5nm至20nm。當然，當在膜中包含晶粒時，所包含的晶粒大小不超過膜厚。在實施例2中將第二氧化物半導體層的厚度設定為5nm。接著，進行第二光刻工序以形成抗蝕劑掩模，并且對第一氧化物半導體層及第二氧化物半導體層進行蝕刻。在此，通過使用IT007N (日本關東化學公司的產(chǎn)品)的濕法蝕亥IJ，以去除不必要的部分；因此形成第一氧化物半導體層103及第二氧化物半導體層111。 注意，在此蝕刻不限于濕法蝕刻，也可利用干法蝕刻。圖8B示出該階段中的截面。接著，在第二氧化物半導體層111及柵極絕緣層102上利用濺射法或真空蒸鍍法由金屬材料形成導電膜132。作為導電膜132的材料，有選自Al、Cr、Ta、Ti、Mo、W中的元素、包含以上述元素的合金、以上元素的一些組合的合金膜等。在200°C至600°C下進行熱處理的情況下，優(yōu)選使導電膜具有承受該熱處理的耐熱性。因為鋁本身具有諸如耐熱性低并易于腐蝕的問題，所以與耐熱導電材料組合來使用。作為與Al組合使用的耐熱導電材料，可使用選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鑰(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)中的元素、包含任何以上元素的合金、包含以上元素的組合的合金膜或者包括任何以上元素的氮化膜。在本實施例中，導電膜132具有如下三層結(jié)構(gòu)形成Ti膜，在該Ti膜上層疊包含Nd的鋁(Al-Nd)膜，并且在其上形成另一 Ti膜。替代地，導電膜132可具有兩層結(jié)構(gòu)，其中可在鋁膜上層疊鈦膜。另外，導電膜132可具有包含硅的鋁膜或鈦膜鋁膜單層結(jié)構(gòu)。圖SC示出該階段中的截面。接著，進行第三光刻工序以形成抗蝕劑掩模131，并且通過蝕刻去除導電膜132的不必要的部分。從而形成導電層105a及105b (參照圖9A)。此時，可使用濕法蝕刻或干法蝕亥Ij。在此，采用使用SiCl4Xl2和BCl3的混合氣體的干法蝕刻對層疊Ti膜、包含Nd的鋁(Al-Nd)膜和Ti膜的導電膜進行蝕刻。以該方式，形成導電膜105a及105b。接著，使用與用于蝕刻導電膜132的抗蝕劑掩模相同的抗蝕劑掩模對第二氧化物半導體層進行蝕刻。在此，通過使用IT007N (日本關東化學公司的產(chǎn)品)的濕法蝕刻去除不必要的部分；從而形成第二氧化物半導體層104a、104b。注意，此時的蝕刻不限于濕法蝕刻而也可以使用干法蝕刻。此外，雖然取決于蝕刻條件，但是在第二氧化物半導體層111的蝕刻工序中，第一氧化物半導體層103的露出區(qū)域也受到蝕刻。因此，在第二氧化物半導體層104a、104b之間的第一氧化物半導體層103的溝道形成區(qū)域如圖9A所示成為膜厚薄的區(qū)域。此外，可以對第一氧化物半導體層103進行氧等離子體處理。通過進行該等離子體處理，可修復因?qū)Φ谝谎趸锇雽w層103進行蝕刻而產(chǎn)生的損傷。在典型的氧等離子體處理中，利用通過氧氣輝光放電等離子體產(chǎn)生的自由基對氧化物半導體表面進行處理。但是產(chǎn)生等離子體的氣體不限于氧，也可以是氧氣和稀有氣體的混合氣體。接著，優(yōu)選進行200°C至600°C，典型地300°C至500°C的熱處理。在該情況下，在爐中在氮氣氛下進行350°C、一個小時的熱處理。該熱處理允許包含In、Ga及Zn的半導體層的原子重新排列。由于通過該熱處理消除阻擋載流子遷移的歪曲，所以在此進行的熱處理(包括光退火)重要。此外，進行熱處理的時序只要是第一氧化物半導體層形成后，就沒有特別的限制；例如可在形成保護膜后進行熱處理。通過以上步驟，可完成以第一氧化物半導體層103為溝道形成區(qū)域的非線性元件170a。圖9A示出該階段中的截面圖。接著，去除抗蝕劑掩模，并且形成覆蓋包含In、Ga及Zn的半導體層的保護絕緣膜 107。保護絕緣膜107可使用通過濺射法等得到的氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜、氧化鉭膜等形成。接著，進行第四光刻工序以形成抗蝕劑掩模，并且進行對保護絕緣膜107的蝕刻。從而形成到達導電層105b的接觸孔125。為了縮減掩模數(shù)，優(yōu)選使用同一抗蝕劑掩模對柵極絕緣層102進行蝕刻，以便形成到達柵電極的接觸孔128。圖9B示出該階段中的截面圖。接著，在去除抗蝕劑掩模之后形成透明導電膜。作為透明導電膜的材料可為氧化銦(Ιη203)、氧化銦氧化錫合金(In2O3-SnO2,以下簡稱ΙΤ0)等，且它們使用濺射法、真空蒸鍍法等形成。通過利用鹽酸基溶液進行上述材料的蝕刻處理。但是，因為對ITO的蝕刻尤其容易留下殘渣，可使用氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)以改善蝕刻加工性。接著，進行第五光刻工序以形成抗蝕劑掩模，并去除透明導電膜的不必要的部分。從而形成未圖示的像素電極。另外，在該第五光刻工序中，通過使用柵極絕緣層102及保護絕緣膜107為電介質(zhì)，由電容器布線和像素電極一起形成電容器部中的存儲電容器，未示出。另外，在該第五光刻工序中，利用抗蝕劑掩模覆蓋端子部來保留形成在端子部中的透明導電膜。透明導電膜用作用于與FPC連接的電極或布線、用作源極布線的輸入端子的用于連接的端子電極等。此外，在實施例2中，經(jīng)由透明導電膜構(gòu)成的第三布線層110通過接觸孔125及128將非線性元件170a的作為漏電極層的導電層105b連接至掃描線108，并由此形成保護電路。接著，去除抗蝕劑掩模。圖9C示出該階段中的截面圖。通過以上述方式進行的五次光刻工序，可通過使用五個光掩模完成具有多個非線性元件(在實施例2中，具有兩個非線性元件170a以及170b)的保護電路。在非線性元件的第一氧化物半導體層和布線層之間的連接結(jié)構(gòu)中，設置接合到其導電率高于第一氧化物半導體層的第二氧化物半導體層的區(qū)域，這與僅使用金屬布線的情況相比，可進行穩(wěn)定工作。根據(jù)實施例2，可與非線性元件一起并以與非線性元件類似的方法完成多個TFT。因此可同時進行包括底柵η溝道TFT的像素部和保護電路的制造。換言之，根據(jù)實施例2所示的步驟，可制造安裝有具有較少歸因于膜剝離的缺陷的保護二極管的有源矩陣顯示裝置襯底。
實施例3現(xiàn)將參照圖27在實施例3中說明包括像素部和像素部周邊的包括非線性元件的保護電路的顯示裝置的與實施例2不同的一實施例。圖27是在同一襯底上形成有安排在像素部中的薄膜晶體管和包括非線性元·件的保護電路的顯示裝置的截面圖。將非線性元件270a中，將作為源電極及漏電極的導電層(105a、105b)設置成與第一氧化物半導體層103接觸。在非線性元件270a中，優(yōu)選導電層105a及導電層105b與通過等離子體處理改良的第一氧化物半導體層103接觸。在實施例3中，在形成導電層之前，對第一氧化物半導體層103進行等離子體處理。作為等離子體處理，例如，可進行反濺射。可使用氬氣、氫氣、或氬及氫的混合氣體進行等離子體處理。另外，也可使上述氣體包含氧氣。另外，可使用另一稀有氣體代替氬氣。對導電層進行蝕刻來形成作為源電極及漏電極的導電層(105a、105b)。在實施例3中，使用氨雙氧水混合物(雙氧氨水=5:2:2)等對鈦膜進行濕法蝕刻來形成作為源電極及漏電極的導電層(105a、105b)。在該蝕刻步驟中，包含In、Ga及Zn的第一氧化物半導體層的露出區(qū)域的一部分被蝕刻。因此，如圖27所示，夾在導電層105a和導電層105b之間的區(qū)域，即第一氧化物半導體層103的溝道形成區(qū)域是膜厚薄的區(qū)域。通過形成與利用等離子體處理改良的第一氧化物半導體層103接觸的作為源電極及漏電極的導電層(105a、105b)，可降低第一氧化物半導體層103和作為源電極及漏電極的導電層(105a、105b)之間的接觸電阻。另外，通過等離子體處理，第一氧化物半導體層103與作為源電極及漏電極的導電層(105a、105b)的接合強度提高，并因此不容易產(chǎn)生歸因于膜剝離的缺陷。通過上述步驟，可制造具有作為非線性半導體裝置的可靠性高的保護電路的顯示
>J-U ρ α裝直。實施例4作為根據(jù)本發(fā)明的一實施例的顯示裝置，實施例4示出在同一襯底上設置有保護電路和像素部中的TFT的電子紙的示例。圖10示出根據(jù)本發(fā)明一實施例作為顯示裝置示例的有源矩陣型電子紙裝置。用于半導體裝置的薄膜晶體管581可以與實施例2所示的非線性元件類似的方式制造，并且具有高電特性，其中包含In、Ga及Zn的氧化物半導體用于半導體層、源區(qū)及漏區(qū)。圖10的電子紙是采用扭轉(zhuǎn)球顯示系統(tǒng)的顯示裝置的示例。扭轉(zhuǎn)球顯示系統(tǒng)是指一種方法，其中將分別著色為白色和黑色的球形粒子排列在顯示元件的電極層的第一電極層及第二電極層之間，并且在第一電極層及第二電極層之間產(chǎn)生電位差來控制球形粒子的取向，以便進行顯示。薄膜晶體管581具有底柵結(jié)構(gòu)，其中源電極層或漏電極層通過形成在絕緣層中的開口電連接到第一電極層587。在第一電極層587和第二電極層588之間設置有球形粒子589。該球形粒子589各包括黑色區(qū)590a和白色區(qū)590b，且黑色區(qū)590a和白色區(qū)590b周邊的空洞594填充有液體。球形粒子589的圓周填充有諸如樹脂等的填料595(參照圖10)。此外，還可使用電泳元件代替扭轉(zhuǎn)球。使用直徑為ΙΟμπι至20μπι左右的微囊，該微囊中填充有透明液體、帶正電的白色微粒和帶負電的黑色微粒。設置在第一電極層和第二電極層之間的微囊中，由第一電極層和第二電極層施加電場時，白色微粒和黑色微粒彼此向相反方向移動，從而可顯示白色或黑色。應用這種原理的顯示元件就是電泳顯示元件，一般稱為電子紙。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件更高的反射率，且因而不需要輔助光。此外，功耗低，并且在昏暗的地方也能夠辨別顯示部。另外，即使不向顯示部供電，也能夠保持一旦顯示過的圖像。從而，即使使具有顯示功能的半導體裝置(還可簡單地稱為顯示裝置，或稱為具備顯示裝置的半導體裝置)離開作為電源的電波源，也能夠儲存顯示過的圖像。通過上述步驟，在非線性元件的第一氧化物半導體層與布線層之間的連接結(jié)構(gòu)中，設置與其導電率高于第一氧化物半導體層的導電率的第二氧化物半導體層接合的區(qū)域，這與只采用金屬布線的情況相比，可進行穩(wěn)定工作。由此，可增強保護電路的功能并實現(xiàn)工作的穩(wěn)定化。此外，可通過包括具有不容易產(chǎn)生歸因于膜剝離的缺陷的非線性元件的保護電路來制造具有穩(wěn)定操作的可靠性高的電子紙。
實施例4可與其它實施例所記載的任何結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實現(xiàn)。實施例5實施例5描述根據(jù)本發(fā)明的一實施例的半導體裝置的一示例的顯示裝置中，在同一襯底上至少制造保護電路、驅(qū)動器電路的一部分和配置在像素部中的薄膜晶體管的示例，參照圖IlA和11B、圖12、圖13、圖14、圖15及圖16。與實施例2或3所示的非線性元件類似的方式形成與保護電路同一襯底上的像素部中的薄膜晶體管。形成的薄膜晶體管是η溝道TFT ;因此可由η溝道TFT形成的驅(qū)動器電路的一部分與像素部的薄膜晶體管形成在同一襯底上。圖IlA示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的作為半導體裝置的一示例的有源矩陣液晶顯示裝置的框圖的一示例。圖IlA所示的顯示裝置在襯底5300上包括包括各自設置有顯示元件的多個像素的像素部5301 ;選擇像素的掃描線驅(qū)動器電路5302 ;以及控制對所選像素的視頻信號輸入的信號線驅(qū)動器電路5303。像素部5301通過從信號線驅(qū)動器電路5303在列方向上延伸的多條信號線Sl-Sm(未圖示)連接至信號線驅(qū)動器電路5303，通過從掃描線驅(qū)動器電路5302在行方向上延伸的多條掃描線Gl-Gn (未圖示)連接至掃描線驅(qū)動器電路5302。像素部5301包括對應于信號線Sl-Sm以及掃描線Gl-Gn的排列為矩陣的多個像素(未圖示)。并且，各個像素連接至信號線Sj (信號線Sl-Sm中的任一條)、掃描線Gi (掃描線Gl-Gn中的任一條)。此外，可以與實施例2或3所示的非線性元件一起并以類似的方法形成的薄膜晶體管是η溝道TFT，參照圖12說明包括η溝道TFT的信號線驅(qū)動器電路。圖12所示的信號線驅(qū)動器電路包括驅(qū)動器IC 5601 ;開關群5602_1至5602_Μ ；第一布線5611 ;第二布線5612 ;第三布線5613 ；以及布線5621_1至5621_Μ。開關群5602_1至5602_Μ的每一個包括第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b以及第三薄膜晶體管 5603c。驅(qū)動器IC 5601連接到第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613及布線5621_1至5621_M。而且，開關群5602_1至5602_M的每一個分別連接到第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613及分別對應于開關群5602_1至5602_M的布線5621_1至5621_M之一。而且，布線5621_1至5621_M的每一個通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到三條信號線。例如，第J列的布線5621_J (布線5621_1至5621_M中的任一條)通過開關群5602_J所具有的第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到信號線Sj-I、信號線Sj、信號線Sj+1。注意，對第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613分別輸入信號。注意，驅(qū)動器IC 5601優(yōu)選形成在單晶襯底上。再者，開關群5602_1至5602_皿優(yōu)選與像素部形成在同一襯底上。因此，通過FPC等將驅(qū)動器IC 5601連接到開關群5602_1至 5602_M。接著，參照圖13的時序圖說明圖12所示的信號線驅(qū)動器電路的操作。注意，圖13的時序圖示出選擇第i行掃描線Gi時的時序圖。第i行掃描線Gi的選擇周期被分割為第一子選擇周期Tl、第二子選擇周期T2及第三子選擇周期T3。而且，在選擇其他行的掃描線的情況下，圖12的信號線驅(qū)動器電路也進行與圖13類似的操作。 注意，圖13的時序圖示出第J列布線5621_J分別通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到信號線Sj-I、信號線Sj、信號線Sj+1的情況。圖13的時序圖示出第i行掃描線Gi被選擇的時序、第一薄膜晶體管5603a的導通/截止的時序5703a、第二薄膜晶體管5603b的導通/截止的時序5703b、第三薄膜晶體管5603c的導通/截止的時序5703c以及輸入到第J列布線5621_J的信號5721_J。在第一子選擇周期Tl、第二子選擇周期T2及第三子選擇周期T3中，向布線5621_1至布線5621_11輸入不同的視頻信號。例如，在第一子選擇周期Tl中輸入到布線5621_J的視頻信號輸入到信號線Sj-I，在第二子選擇周期T2中輸入到布線5621_J的視頻信號輸入到信號線Sj，并且在第三子選擇周期T3中輸入到布線5621J的視頻信號輸入到信號線Sj+Ι。再者，在第一子選擇周期Tl、第二子選擇周期T2及第三子選擇周期T3中輸入到布線5621_J的視頻信號為數(shù)據(jù)_j_l、數(shù)據(jù)_j、數(shù)據(jù)_j+l。如圖13所示，在第一子選擇周期Tl中，第一薄膜晶體管5603a導通，而第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的數(shù)據(jù)_j_l通過第一薄膜晶體管5603a輸入到信號線Sj-I。在第二子選擇周期T2中，第二薄膜晶體管5603b導通，而第一薄膜晶體管5603a及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的數(shù)據(jù)_j通過第二薄膜晶體管5603b輸入到信號線Sj。在第三子選擇周期T3中，第三薄膜晶體管5603c導通,而第一薄膜晶體管5603a及第二薄膜晶體管5603b截止。此時,輸入到布線5621_J的數(shù)據(jù)_j+l通過第三薄膜晶體管5603c輸入到信號線Sj+1。如上所述，圖12的信號線驅(qū)動器電路通過將一個門選擇周期分割為三個來可以在一個門選擇周期中將視頻信號從一條布線5621輸入到三條信號線。因此，圖12的信號線驅(qū)動器電路中，設置有驅(qū)動器IC5601的襯底和設置有像素部的襯底的連接數(shù)可約為信號線數(shù)的1/3。因為連接數(shù)減少為信號線數(shù)的大約1/3，圖12的信號線驅(qū)動器電路可提高可靠性、成品率等。注意，只要能夠如圖12所示，將一個門選擇周期分割為多個子選擇周期，并在各子選擇周期中從某一條布線向多條信號線分別輸入視頻信號，就對于薄膜晶體管的排列、數(shù)量及驅(qū)動方法等沒有特別的限制。
例如，當在三個或以上的子選擇周期的每一個周期中從一條布線將視頻信號分別輸入到三條或以上的信號線時，追加薄膜晶體管及用于控制薄膜晶體管的布線即可。注意，當將一個門選擇周期分割為四個或以上的子選擇周期時，一個子選擇周期變得更短。因此，優(yōu)選將一個門選擇周期分割為兩個或三個子選擇周期。作為另一示例，也可如圖14的時序圖所示，將一個選擇周期分割為預充電周期Tp、第一子選擇周期Tl、第二子選擇周期T2、第三子選擇周期Τ3。圖14的時序圖示出選擇第i行掃描線Gi的時序、第一薄膜晶體管5603a的導通/截止的時序5803a、第二薄膜晶體管5603b的導通/截止的時序5803b、第 三薄膜晶體管5603c的導通/截止的時序5803c以及輸入到第J列布線5621_J的信號5821_J。如圖14所示，在預充電周期Tp中，第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c導通。此時，輸入到布線5621_J的預充電電壓Vp通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c輸入到信號線Sj-I、信號線Sj、信號線Sj+Ι。在第一子選擇周期Tl中，第一薄膜晶體管5603a導通，而第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的數(shù)據(jù)_j-l通過第一薄膜晶體管5603a輸入到信號線Sj-I。在第二子選擇周期T2中，第二薄膜晶體管5603b導通，而第一薄膜晶體管5603a及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的數(shù)據(jù)_j通過第二薄膜晶體管5603b輸入到信號線Sj。在第三子選擇周期T3中，第三薄膜晶體管5603c導通，而第一薄膜晶體管5603a及第二薄膜晶體管5603b截止。此時，輸入到布線5621_J的數(shù)據(jù)_j+l通過第三薄膜晶體管5603c輸入到信號線Sj+1。如上所述，應用圖14的時序圖的圖12的信號線驅(qū)動器電路中，可通過在子選擇周期之前提供預充電選擇周期來對信號線進行預充電，因此可高速地對像素寫入視頻信號。注意，在圖14中，使用共同的附圖標記來表示與圖13類似的部分，而省略對于相同的部分以及具有相同功能的部分的詳細說明。此外，說明掃描線驅(qū)動器電路的結(jié)構(gòu)。掃描線驅(qū)動器電路包括移位寄存器及緩沖器。此外，根據(jù)情況，掃描線驅(qū)動器電路還可包括電平移動器。在掃描線驅(qū)動器電路中，對移位寄存器輸入時鐘信號(CLK)及起始脈沖信號(SP)時生成選擇信號。所生成的選擇信號被緩沖器緩沖和放大，并將所得信號供給到對應的掃描線。掃描線連接到一條線的像素中的晶體管的柵電極。而且，由于需要將一條線的像素的諸晶體管一齊導通，因此使用能夠饋送大電流的緩沖器。參照圖15和圖16說明用于掃描線驅(qū)動器電路的一部分的移位寄存器的一個模式。圖15示出移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。圖15所示的移位寄存器包括多個觸發(fā)器(觸發(fā)器5701_1至5701_n)。該移位寄存器通過輸入第一時鐘信號、第二時鐘信號、起始脈沖信號、復位信號來進行工作。說明圖15的移位寄存器的連接關系。在圖15的移位寄存器的第i級觸發(fā)器5701_i (觸發(fā)器5701_1至5701_n中的任一個)中，圖16所示的第一布線5501連接到第七布線5717_i-l ;圖16所示的第二布線5502連接到第七布線5717」+1 ;圖16所示的第三布線5503連接到第七布線5717」；并且圖16所示的第六布線5506連接到第五布線5715。此外，在奇數(shù)級的觸發(fā)器中圖16所示的第四布線5504連接到第二布線5712，在偶數(shù)級的觸發(fā)器中其連接到第三布線5713。圖16所示的第五布線5505連接到第四布線5714。注意，第一級觸發(fā)器5701_1的圖16所示的第一布線5501連接到第一布線5711。此外，第η級觸發(fā)器5701_η的圖16所示的第二布線5502連接到第六布線5716。注意，第一布線5711、第二布線5712、第三布線5713、第六布線5716也可分別稱為第一信號線、第二信號線、第三信號線、第四信號線。第四布線5714、第五布線5715可分別稱為第一電源線、第二電源線。接著，圖16示出圖15所示的觸發(fā)器的詳細結(jié)構(gòu)。圖16所示的觸發(fā)器包括第一薄膜晶體管5571、第二薄膜晶體管5572、第三薄膜晶體管5573、第四薄膜晶體管5574、第五薄膜晶體管5575、第六薄膜晶體管5576、第七薄膜晶體管5577以及第八薄膜晶體管5578。注意，第一薄膜晶體管5571、第二薄膜晶體管5572、第三薄膜晶體管5573、第四薄膜晶體管5574、第五薄膜晶體管5575、第六薄膜晶體管5576、第七薄膜晶體管5577以及第八薄膜晶 體管5578的每一個是η溝道晶體管，并且當柵極-源極間電壓(Vgs)超過閾值電壓(Vth)時導通。接著，下面示出圖16所示的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)。第一薄膜晶體管5571的第一電極(源電極及漏電極中的一個)連接到第四布線5504。第一薄膜晶體管5571的第二電極(源電極及漏電極中的另一個)連接到第三布線5503。第二薄膜晶體管5572的第一電極連接到第六布線5506。第二薄膜晶體管5572的第二電極連接到第三布線5503。第三薄膜晶體管5573的第一電極連接到第五布線5505。第三薄膜晶體管5573的第二電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極。第三薄膜晶體管5573的柵電極連接到第五布線5505。第四薄膜晶體管5574的第一電極連接到第六布線5506。第四薄膜晶體管5574的第二電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極。第四薄膜晶體管5574的柵電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極。第五薄膜晶體管5575的第一電極連接到第五布線5505。第五薄膜晶體管5575的第二電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極。第五薄膜晶體管5575的柵電極連接到第一布線5501。第六薄膜晶體管5576的第一電極連接到第六布線5506。第六薄膜晶體管5576的第二電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極。第六薄膜晶體管5576的柵電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極。第七薄膜晶體管5577的第一電極連接到第六布線5506。第七薄膜晶體管5577的第二電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極。第七薄膜晶體管5577的柵電極連接到第二布線5502。第八薄膜晶體管5578的第一電極連接到第六布線5506。第八薄膜晶體管5578的第二電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極。第八薄膜晶體管5578的柵電極連接到第一布線5501。注意，第一薄膜晶體管5571的柵電極、第四薄膜晶體管5574的柵電極、第五薄膜晶體管5575的第二電極、第六薄膜晶體管5576的第二電極以及第七薄膜晶體管5577的第二電極所連接的點稱作節(jié)點5543。第二薄膜晶體管5572的柵電極、第三薄膜晶體管5573的第二電極、第四薄膜晶體管5574的第二電極、第六薄膜晶體管5576的柵電極以及第八薄膜晶體管5578的第二電極所連接的點稱作節(jié)點5544。注意，第一布線5501、第二布線5502、第三布線5503以及第四布線5504可分別稱為第一信號線、第二信號線、第三信號線、第四信號線。第五布線5505、第六布線5506可分別稱為第一電源線、第二電源線。此外，也可僅使用可以與實施例2或3所示的非線性元件一起并以類似方法形成的η溝道TFT來制造信號線驅(qū)動器電路及掃描線驅(qū)動器電路。因為可以與實施例2或3所示的非線性元件一起并以類似方法形成的η溝道TFT具有高遷移率，所以可提高驅(qū)動器電路的驅(qū)動頻率。另外，由于可以與實施例2或3所示的非線性元件一起并以類似方法形成的η溝道TFT包括利用包含銦、鎵及鋅的氧缺乏氧化物半導體層形成的源區(qū)或漏區(qū)，因此減小寄生電容，并增大頻率特性(稱為f特性)。例如，由于包括可以與實施例2或3所示的非 線性元件一起并以類似的方法形成的η溝道TFT的掃描線驅(qū)動器電路可高速工作，因此可提高幀頻率或?qū)崿F(xiàn)例如黑屏插入等。再者，例如，增大掃描線驅(qū)動器電路的晶體管的溝道寬度，或設置多個掃描線驅(qū)動器電路時，可實現(xiàn)更高的幀頻率。在設置多個掃描線驅(qū)動器電路的情況下，用于驅(qū)動偶數(shù)掃描線的掃描線驅(qū)動器電路設置在一側(cè)，用于驅(qū)動奇數(shù)掃描線的掃描線驅(qū)動器電路配置在其相反一側(cè)；因此可實現(xiàn)幀頻率的增大。在制造根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導體裝置的一示例的有源矩陣型發(fā)光顯示裝置的情況下，因為至少在一個像素中安排多個薄膜晶體管，因此優(yōu)選安排多個掃描線驅(qū)動器電路。圖IlB示出有源矩陣型發(fā)光顯示裝置的框圖的一示例。圖IlB所示的發(fā)光顯示裝置在襯底5400上包括包括各設置有顯示元件的多個像素的像素部5401 ;選擇各像素的第一掃描線驅(qū)動器電路5402及第二掃描線驅(qū)動器電路5404 ;以及控制對所選像素的視頻信號輸入的信號線驅(qū)動器電路5403。在向圖IlB所示的發(fā)光顯示裝置的像素輸入數(shù)字視頻信號的情況下，通過切換晶體管的導通和截止，像素處于發(fā)光或非發(fā)光狀態(tài)。因此，可以采用面積比灰度法或時間比灰度法顯示灰度級。面積比灰度法是一種驅(qū)動法，其中通過將一個像素分割為多個子像素并基于視頻信號分別驅(qū)動各子像素，從而顯示灰度級。此外，時間比灰度法是一種驅(qū)動法，其中通過控制像素發(fā)光的期間來顯示灰度級。因為發(fā)光元件的響應時間比液晶元件等短，所以發(fā)光元件適合于時間比灰度法。具體而言，通過時間比灰度法進行顯示的情況下，將一個幀周期分割為多個子幀周期。然后，響應于視頻信號，在各子幀周期中使像素的發(fā)光元件處于發(fā)光或非發(fā)光狀態(tài)。通過將一個幀周期分割為多個子幀周期，可利用視頻信號控制在一個幀周期中像素實際上發(fā)光的時間的總長度，以顯示灰度級。注意，在圖IlB所示的發(fā)光顯示裝置中，其中一個像素包括兩個TFT (即開關TFT和電流控制TFT)的情況下，使用第一掃描線驅(qū)動器電路5402生成輸入到作為開關TFT的柵極布線的第一掃描線的信號，而使用第二掃描線驅(qū)動器電路5404生成輸入到作為電流控制TFT的柵極布線的第二掃描線的信號。但是，可使用一個掃描線驅(qū)動器電路生成輸入到第一掃描線的信號和輸入到第二掃描線的信號。此外，例如根據(jù)開關元件所具有的各晶體管的數(shù)量，可能會在各像素中設置用來控制開關元件的工作的多個第一掃描線。在此情況下，既可使用一個掃描線驅(qū)動器電路生成輸入到多條第一掃描線的所有信號，又可使用多個掃描線驅(qū)動器電路生成輸入到多條第一掃描線的所有信號。即使在發(fā)光顯示裝置中，可將能夠由η溝道TFT形成的驅(qū)動器電路的一部分與像素部的薄膜晶體管設置在同一襯底上。另外，也可僅使用可以與實施例2或3所示的非線性元件一起并以類似的方法形成的η溝道TFT來制造信號線驅(qū)動器電路及掃描線驅(qū)動器電路。上述驅(qū)動器電路除 了用于液晶顯示裝置及發(fā)光顯示裝置以外還可用于利用電連接至開關元件的元件來驅(qū)動電子墨水的電子紙。電子紙也稱為電泳顯示裝置(電泳顯示器)，并具有如下優(yōu)點與普通紙相同級別的可讀性、功耗比其他顯示裝置低、可形成為薄且輕的形狀。電泳顯示器可具有各種模式。電泳顯示器包含，在溶劑或溶質(zhì)中分散的多個微囊，各微囊包含帶正電的第一粒子和帶負電的第二粒子。通過對微囊施加電場，使微囊中的粒子向相反方向移動，并僅顯示集合在一側(cè)的粒子的顏色。注意，第一粒子和第二粒子各包含色素，且在沒有電場時不移動。此外，第一粒子和第二粒子的顏色相互不同(顏色包括無色或色素缺乏)。像這樣，電泳顯示器是利用所謂的介電電泳效應的顯示器，其中由介電常數(shù)高的物質(zhì)移動到高電場區(qū)。電泳顯示器不需要液晶顯示裝置所需的偏振片和反襯底，從而可使電泳顯示器厚度和重量為液晶顯示裝置的一半。將在溶劑中分散有上述微囊的溶液稱作電子墨水。該電子墨水可印刷到玻璃、塑料、布、紙等的表面上。另外，還可通過使用濾色片或具有色素的粒子來進行彩色顯示。此外，通過在有源矩陣襯底上適當?shù)卦O置多個微囊以使微囊夾在兩個電極之間，從而完成有源矩陣型顯示裝置，并且對微囊施加電場可進行顯示。例如，可使用利用薄膜晶體管獲得的有源矩陣襯底，其中薄膜晶體管可以與實施例2或3所示的非線性元件一起并以制造非線性元件類似的方法形成。注意，微囊中的第一粒子及第二粒子可選自以下材料之一來形成，導電材料、絕緣材料、半導體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電材料、電致發(fā)光材料、電致變色材料、磁泳材料或這些材料的組合材料。根據(jù)上述步驟，在非線性元件的第一氧化物半導體層與布線層的連接結(jié)構(gòu)中，設置與其導電率高于第一氧化物半導體層的導電率的第二氧化物半導體層接合的區(qū)域、或設置通過等離子體處理改良的區(qū)域，這與只采用金屬布線的情況相比，可允許穩(wěn)定工作。由此，可增強保護電路的功能并實現(xiàn)工作的穩(wěn)定化。此外，可通過包括具有不容易產(chǎn)生歸因于膜剝離的缺陷的非線性元件的保護電路來制造穩(wěn)定工作的可靠性高的顯示裝置。實施例5可與其他實施例的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。實施例6根據(jù)本發(fā)明的一實施例可與非線性元件一起制造薄膜晶體管并將該薄膜晶體管用于像素部并進一步用于驅(qū)動器電路，從而可制造具有顯示功能的半導體裝置(也稱為顯示裝置)。此外，根據(jù)本發(fā)明一實施例的非線性元件和薄膜晶體管可用于與像素部一起形成在一個襯底上的驅(qū)動器電路的一部分或整體驅(qū)動器電路，從而形成面板上系統(tǒng)(system-on-panel)o顯示裝置包括顯示元件。作為顯示元件,可使用液晶元件(也稱為液晶顯示元件)、或發(fā)光元件(也稱為發(fā)光顯示元件)。在發(fā)光元件的范圍內(nèi)包括利用電流或電壓控制亮度的元件，具體而言，包括無機電致發(fā)光(EL)元件、有機EL元件等。此外，可應用電子墨水等的對比度因電作用而變化的顯示介質(zhì)。此外，顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和在該面板上的安裝有包括控制器的IC等的模塊。本發(fā)明的一實施例涉及制造該顯示裝置的過程中的顯示元件完成之前的元件襯底的一模式，并且該元件襯底設置有用于向多個像素的每一個中的顯示元件供應電流的裝置。具體而言，元件襯底可以是只設置有顯示元件像素電極的狀態(tài)、成為像素電極的導電膜形成之后且導電膜被蝕刻形成像素電極之前的狀態(tài)、或其它任何狀態(tài)。本說明書中的顯示裝置是指圖像顯示裝置、顯示裝置、或光源(包括照明裝置)。另夕卜，顯示裝置在其范疇中包括任一以下模塊包括諸如柔性印刷電路(FPC)、帶式自動接合 (TAB)帶、或帶式載體封裝(TCP)的連接器的模塊；具有在其端部設置有印刷線路板的TAB帶或TCP的模塊；以及具有通過玻璃上芯片(COG)方法在顯示元件上直接安裝的集成電路(IC)的模塊。在實施例6中，參照圖17A和17B說明根據(jù)本發(fā)明一實施例的顯示裝置的一模式的液晶顯示面板的外觀及截面。圖17A是一面板的俯視圖，其中利用密封材料4005由第二襯底4006將可以與非線性元件一起并以制造非線性元件類似的方法形成的電特性高的薄膜晶體管4010、4011，以及液晶元件4013密封。圖17B相當于沿著圖17A_1、17A_2的M-N的截面。以包圍設置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動器電路4004的方式設置密封材料4005。在像素部4002和掃描線驅(qū)動器電路4004上設置有第二襯底4006。因此，用密封材料將像素部4002和掃描線驅(qū)動器電路4004與液晶層4008密封在第一襯底4001和第二襯底4006之間。此外，在與第一襯底4001上的由密封材料4005包圍的區(qū)域不同的區(qū)域中安裝有信號線驅(qū)動器電路4003，其中另行制備的信號線驅(qū)動器電路4003在襯底上使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成。注意，對于另行形成的驅(qū)動器電路的連接方法沒有特別的限制，且可采用COG方法、引線接合方法或TAB方法等。圖17A-1示出通過COG方法安裝信號線驅(qū)動器電路4003的示例，而圖17A-2示出通過TAB方法安裝信號線驅(qū)動器電路4003的示例。設置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動器電路4004包括多個薄膜晶體管。圖17B示出像素部4002所包括的薄膜晶體管4010和掃描線驅(qū)動器電路4004所包括的薄膜晶體管4011。在薄膜晶體管4010、4011上設置有絕緣層4020、4021。薄膜晶體管4010、4011各具有高電特性，其中包含In、Ga及Zn的氧化物半導體用于半導體層及源區(qū)及漏區(qū)，并可以應用與實施例2或3所示的非線性元件一起并以類似的方法形成。在實施例6中，薄膜晶體管4010、4011是η溝道薄膜晶體管。液晶元件4013所包括的像素電極層4030電連接至薄膜晶體管4010。液晶元件4013的反電極層4031形成在第二襯底4006上。像素電極層4030、反電極層4031和液晶層4008重疊的部分對應于液晶元件4013。注意，像素電極層4030、反電極層4031分別設置有用作取向膜的絕緣層4032、4033，且像素電極層4030和反電極層4031之間有絕緣層4032和4033，且在絕緣層4032和4033之間有液晶層4008。注意，第一襯底4001、第二襯底4006可使用玻璃、金屬(典型為不銹鋼)、陶瓷、塑料形成。作為塑料可使用玻璃纖維增強塑料(FRP)板、聚氟乙烯(PVF)膜、聚酯膜或丙烯酸樹脂膜。此外，還可使用具有將鋁箔夾在PVF膜及聚酯膜之間的結(jié)構(gòu)的薄片。此外，設置通過選擇性地蝕刻絕緣膜形成的柱狀隔離件4035以控制像素電極層4030和反電極層4031之間的距離(單元間隙)。替代地，還可使用球狀隔離件。另外，還可使用不使用取向膜的藍相液晶。藍相是液晶相的一種，是指當使膽甾液晶的溫度上升時即將從膽甾液晶轉(zhuǎn)變到各向同性相之前出現(xiàn)的相。由于藍相只出現(xiàn)在較窄的溫度范圍內(nèi)，所以為了擴大溫度范圍，使用混合有5重量％或以上的手性試劑的液晶組合物來形成液晶層4008。包含藍相液晶和手性試劑的液晶組合物的響應時間短于10 μ s至100 μ S，并且由于其具有光學各向同性，因此不需要取向處理且視角依賴小。
另外，雖然實施例6示出透射型液晶顯示裝置的示例，但是本發(fā)明的一實施例既可應用于反射型液晶顯示裝置，又可應用于半透射型液晶顯示裝置。另外，雖然實施例6的液晶顯示裝置中，在襯底外側(cè)(觀看者一側(cè))設置偏振片，并在襯底內(nèi)側(cè)設置顯示元件的著色層和電極層，它們以該順序排列，但是也可在襯底內(nèi)側(cè)設置偏振片。另外，偏振片和著色層的疊層結(jié)構(gòu)不限于實施例6的結(jié)構(gòu)，且根據(jù)偏振片和著色層的材料以及制造工序條件適當?shù)卦O定即可。另外，還可設置用作黑矩陣的遮光膜。在實施例6中，使用保護膜或用作平坦化絕緣膜的絕緣層(絕緣層4020、絕緣層4021)覆蓋實施例2或3所示的非線性元件、以及可以與非線性元件一起并以類似的方法形成的薄膜晶體管，以降低薄膜晶體管的表面不平坦并提高薄膜晶體管的可靠性。注意，設置保護膜用來防止諸如大氣中的有機物質(zhì)、金屬物質(zhì)、水分的污染雜質(zhì)的侵入，所以優(yōu)選采用致密膜。保護膜可使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜或氮氧化鋁膜的單層或疊層來形成。雖然在實施例6中利用濺射法形成保護膜，但是該方法不限于特定方法并可選自各種方法。在此，形成疊層結(jié)構(gòu)的絕緣層4020作為保護膜。在此，利用濺射法形成氧化硅膜作為絕緣層4020的第一層。當作為保護膜使用氧化硅膜提供防止用作源電極層及漏電極層的鋁膜小丘的有益效果。另外，形成絕緣層作為保護膜的第二層。在此，利用濺射法形成氮化硅膜作為絕緣層4020的第二層。當使用氮化硅膜作為保護膜時，可抑制鈉等的可動離子侵入到半導體區(qū)域中而使TFT的電特性變化。另外，可在形成保護膜之后進行對IGZO半導體層的退火(300 °C至400 °C )。另外，形成絕緣層4021作為平坦化絕緣膜。該絕緣層4021可形成自具有耐熱性的有機材料如聚酰亞胺、丙烯酸、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺、環(huán)氧等。另外，作為上述有機材料的替代，可使用低介電常數(shù)材料(low-k材料)、硅氧烷基樹脂、PSG (磷硅玻璃)、BPSG (硼磷硅玻璃)等。硅氧烷基樹脂除了氫之外還可包括氟、烷基或芳基中的至少一種作為取代基。另夕卜，可通過層疊多個由這些材料形成的絕緣膜來形成絕緣層4021。另外，娃氧燒基樹脂是以娃氧燒基材料為起始材料而形成的具有Si-O-Si鍵的樹月旨。硅氧烷基樹脂除了氫以外，可具有氟、烷基或芳香烴中的至少一種作為取代基。對絕緣層4021的形成方法沒有特別的限制，可根據(jù)絕緣層4021的材料使用以下方法·射法、SOG法、旋涂、浸涂、噴涂、液滴放電法(例如，噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)、刮片、輥涂、幕涂、刀涂等。在使用材料液形成絕緣層4021的情況下，可在進行烘焙的步驟中同時進行對IGZO半導體層的退火(300°C至400°C)。通過兼作絕緣層4021的烘焙和對IGZO半導體層的退火，可有效地制造半導體裝置。像素電極層4030和反電極層4031可使用諸如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面表示為ΙΤ0)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫的透光導電材料來形成?？墒褂冒瑢щ姼叻肿?也稱為導電聚合物)的導電組合物形成像素電極層4030、反電極層4031。使用導電組合物形成的像素電極的薄層電阻優(yōu)選為10000Ω/□或更小，并且波長為550nm時的透光率優(yōu)選為70%或更高。另外，導電組合物所包含的導電高分子的電阻率優(yōu)選為O. I Ω · cm或更小。
作為導電高分子，可使用所謂的π電子共軛類導電高分子。例如，可舉出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者上述材料中的兩種以上的共聚物
坐寸ο另外，供給到另行形成的信號線驅(qū)動器電路4003、掃描線驅(qū)動器電路4004和像素部4002的各種信號及電位是從FPC4018供給的。在實施例6中，連接端子電極4015由與液晶元件4013所具有的像素電極層4030相同的導電膜形成。端子電極4016由與薄膜晶體管4010、4011的源電極層及漏電極層相同的導電膜形成。連接端子電極4015通過各向異性導電膜4019電連接到FPC4018的端子。雖然在圖17Α和17Β示出另行形成信號線驅(qū)動器電路4003并將它安裝在第一襯底4001上的示例，但是實施例6不限于該結(jié)構(gòu)。既可以另行形成掃描線驅(qū)動器電路然后安裝，又可以另行僅形成信號線驅(qū)動器電路的一部分或掃描線驅(qū)動器電路的一部分然后安裝。圖18示出使用根據(jù)本發(fā)明一實施例制造的TFT襯底2600來形成作為半導體裝置的液晶顯示模塊的示例。圖18示出液晶顯示模塊的示例，其中利用密封材料2602固定TFT襯底2600和反襯底2601，并在襯底之間設置包括TFT等的像素部2603、包括液晶層的顯示元件2604、著色層2605，從而形成顯示區(qū)。在進行彩色顯示時著色層2605是必要的。RGB系統(tǒng)的情況下，針對各像素設置對應于紅色、綠色、藍色的分別的著色層。在TFT襯底2600和反襯底2601的外側(cè)設置偏振片2606、偏振片2607、擴散板2613。光源包括冷陰極管2610和反射板2611構(gòu)成，且電路板2612通過柔性線路板2609連接至TFT襯底2600的布線電路部2608，并包括諸如控制電路及電源電路的外部電路。偏振片和液晶層可夾著其之間的阻滯板層疊。作為液晶顯示模塊可采用TN (扭曲向列；Twisted Nematic)模式、IPS (平面內(nèi)切換；In-Plane_Switching)模式、FFS (邊緣場切換；Fringe FieldSwitching)模式、MVA (多疇垂直取向；Multi-domain Vertical Alignment)模式、PVA (圖像垂直調(diào)整；PatternedVertical Alignment)模式、ASM (軸對稱排列微單兀；Axially Symmetric alignedMicro-cell)模式、OCB (光學補償雙折線；0ptical Compensated Birefringence)模式、FLC(鐵電液晶！Ferroelectric Liquid Crystal)模式、AFLC (反鐵電液晶；AntiFerroelectricLiquid Crystal)模式等。通過上述步驟，在非線性元件的第一氧化物半導體層與布線層的連接結(jié)構(gòu)中，設置與其導電率高于第一氧化物半導體層的導電率的第二氧化物半導體層接合的區(qū)域，這與只采用金屬布線的情況相比，可以進行穩(wěn)定工作。由此，可增強保護電路的功能并實現(xiàn)工作的穩(wěn)定化。此外，可通過包括具有不容易產(chǎn)生歸因于膜剝離的缺陷的非線性元件的保護電路制造具有穩(wěn)定操作的可靠性高的液晶顯示面板。實施例6可與其他實施 例所記載的任何結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。實施例7根據(jù)本發(fā)明一實施例，薄膜晶體管與非線性元件一起形成，且可通過在像素部和驅(qū)動器電路中使用該薄膜晶體管來制造具有顯示功能的半導體裝置(也稱為顯示裝置)。實施例7示出發(fā)光顯示裝置的示例作為本發(fā)明的一實施例的顯示裝置。在此，作為顯示裝置的顯示元件的一示例，使用利用電致發(fā)光的發(fā)光元件。利用電致發(fā)光的發(fā)光元件根據(jù)其發(fā)光材料是有機化合物還是無機化合物來進行區(qū)別，一般而言，前者稱為有機EL元件，而后者稱為無機EL元件。在有機EL元件中，通過對發(fā)光元件施加電壓，電子和空穴從一對電極分別注入到包含發(fā)光有機化合物的層，以電流流動。然后，由于這些載流子(即電子和空穴)重新結(jié)合，因此發(fā)光有機化合物被激發(fā)。當發(fā)光有機化合物從激發(fā)態(tài)恢復到基態(tài)時，發(fā)出光。根據(jù)這種機理，該發(fā)光元件稱為電流激發(fā)型發(fā)光元件。根據(jù)其元件的結(jié)構(gòu)，將無機EL元件分類為分散型無機EL元件和薄膜型無機EL元件。分散型無機EL元件包括在粘合劑中分散有發(fā)光材料粒子的發(fā)光層，且其發(fā)光機理是利用施主能級和受主能級的施主-受主重新結(jié)合型發(fā)光。薄膜型無機EL元件具有發(fā)光層夾在電介質(zhì)層之間，且電介質(zhì)層進一步夾在電極層之間的結(jié)構(gòu)，且其發(fā)光機理是利用金屬離子的內(nèi)層電子躍遷的局部型發(fā)光。注意，在此使用有機EL元件作為發(fā)光元件而進行說明。圖19示出作為根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導體裝置的示例的能夠應用數(shù)字時間灰度級驅(qū)動的像素結(jié)構(gòu)的一示例。對能夠應用數(shù)字時間灰度級驅(qū)動的像素的結(jié)構(gòu)及像素的工作進行說明。實施例7中，一個像素包括各自的溝道形成區(qū)具有IGZO半導體層的兩個n溝道晶體管，該η溝道晶體管可以與實施例2所示的非線性元件一起并以類似的方法形成。像素6400包括開關晶體管6401、驅(qū)動晶體管6402、發(fā)光元件6404以及電容器6403。開關晶體管6401的柵極連接到掃描線6406，開關晶體管6401的第一電極(源電極及漏電極中的一個)連接到信號線6405，且開關晶體管6401的第二電極(源電極及漏電極中的另一個)連接到驅(qū)動晶體管6402的柵極。驅(qū)動晶體管6402的柵極通過電容器6403連接到電源線6407，驅(qū)動晶體管6402的第一電極連接到電源線6407，且驅(qū)動晶體管6402的第二電極連接到發(fā)光元件6404的第一電極(像素電極)。發(fā)光元件6404的第二電極相當于公共電極6408。將發(fā)光元件6404的第二電極(公共電極6408)設定為低電源電位。低電源電位是指當將設定為電源線6407的高電源電位作為基準時，滿足低電源電位〈高電源電位的電位。作為低電源電位，例如也可采用GND、0V等。對發(fā)光元件6404施加該高電源電位和低電源電位之間的電位差且電流施加到發(fā)光元件6404，以使發(fā)光元件6404發(fā)光。在此，為了使發(fā)光元件6404發(fā)光，各電位設置成高電源電位和低電源電位之間的電位差大于或等于正向閾值電壓?？墒褂抿?qū)動晶體管6402的柵電容器代替電容器6403，從而省略電容器6403。驅(qū)動晶體管6402的柵電容器可在溝道形成區(qū)域和柵電極之間形成。采用電壓輸入電壓驅(qū)動方法的情況下，對驅(qū)動晶體管6402的柵極輸入視頻信號，以使驅(qū)動晶體管6402處于充分的導通或截止的兩個狀態(tài)。換言之，驅(qū)動晶體管6402工作在線性區(qū)域中。因為驅(qū)動晶體管6402工作在線性區(qū)域中，對驅(qū)動晶體管6402的柵極施加高于電源線6407的電壓的電壓。此外，對信號線6405施加比電源線電壓+驅(qū)動晶體管6402的Vth高或相等的電壓。在進行模擬灰度級驅(qū)動代替數(shù)字時間灰度級驅(qū)動的情況下，通過改變信號的輸 入，可使用與圖19相同的像素結(jié)構(gòu)。在進行模擬灰度級驅(qū)動的情況下，對驅(qū)動晶體管6402的柵極施加比發(fā)光元件6404的正向電壓+驅(qū)動晶體管6402的Vth高或相等電壓。發(fā)光元件6404的正向電壓是指得到所希望的亮度時的電壓，至少包括正向閾值電壓。輸入使驅(qū)動晶體管6402工作在飽和區(qū)域中的視頻信號，以使電流可施加到發(fā)光元件6404。為了使驅(qū)動晶體管6402工作在飽和區(qū)域中，將電源線6407的電位設定成高于驅(qū)動晶體管6402的柵極電位。當采用模擬視頻信號時，可根據(jù)視頻信號將電流饋送至發(fā)光元件6404并進行模擬灰度級驅(qū)動。圖19所示的像素結(jié)構(gòu)不限于此。例如，可對圖19所示的像素追加開關、電阻器、電容器、晶體管或邏輯電路等。接著，參照圖20A至20C說明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在此，舉出η溝道驅(qū)動TFT作為示例來說明像素的截面結(jié)構(gòu)。圖20Α、20Β和20C示出的用于半導體裝置作為驅(qū)動TFT的TFT7001,7011,7021是可以與實施例2所示的非線性元件一起并以類似的方法形成的薄膜晶體管。TFT 7001、7011、7021具有高電特性，其中有用于半導體層、源區(qū)及漏區(qū)的包含In、Ga及Zn的氧化物半導體。此外，為了排出從發(fā)光元件發(fā)射的光，發(fā)光元件的陽極及陰極中之至少一透明以傳輸光。薄膜晶體管和發(fā)光元件在襯底上形成。發(fā)光元件可具有通過與襯底相反的面向外發(fā)光的頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)；通過襯底一側(cè)上的面向外發(fā)光的底部發(fā)射結(jié)構(gòu)；或者通過與襯底相反的面和襯底一側(cè)上的面向外發(fā)光的雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明一實施例的像素結(jié)構(gòu)可應用于具有任何發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。參照圖20A說明具有頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖20A是作為驅(qū)動TFT的TFT 7001為η溝道TFT，并且從發(fā)光元件7002發(fā)生的光發(fā)射至陽極7005 —側(cè)時的像素的截面圖。在圖20Α中，發(fā)光元件7002的陰極7003電連接至作為驅(qū)動TFT的TFT 7001，且在陰極7003上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7004、陽極7005。陰極7003只要是功函數(shù)小且反射光的導電材料就可使用各種材料來形成。例如，優(yōu)選采用Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等。發(fā)光層7004可由單層形成，又可以由層置多個層來形成。當發(fā)光層7004由多個層形成時,在陰極7003上按順序?qū)盈B電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層、空穴注入層來形成發(fā)光層7004。不必設置上述的所有層。使用如下的透光導電膜來形成陽極7005 :包含氧化鶴的氧化銦、包含氧化鶴的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面，表示為ΙΤ0)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。
使用陰極7003和陽極7005夾住發(fā)光層7004的區(qū)域相當于發(fā)光元件7002。在圖20A所示的像素中，從發(fā)光元件7002發(fā)射的光如圖20的箭頭所示那樣發(fā)射到陽極7005 —側(cè)。接著，參照圖20B說明具有底部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖20B是驅(qū)動TFT 7011是η溝道，并且從發(fā)光元件7012發(fā)射的光發(fā)射到陰極7013 —側(cè)的情況下的像素的截面圖。在圖20Β中，在電連接至驅(qū)動TFT 7011的透光導電膜7017上形成有發(fā)光元件7012的陰極7013，并且在陰極7013上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7014、陽極7015。在陽極7015具有透光性的情況下，可形成覆蓋陽極7015的用于反射光或遮光的遮光膜7016。與圖20Α的情況同樣，只要陰極7013是功函數(shù)小的導電膜，就可使用各種材料形成陰極7013。注意，將陰極7013厚度設定為可透過光的程度(優(yōu)選為5nm至30nm左右)。例如,可將膜厚度為20nm的鋁膜用作陰極7013。與圖20A同樣，發(fā)光層7014既可以由單層形成，又可層疊多個層來形成。陽極7015不需要透光，但是可與圖20A同樣使用具有透光導電材料形成。對于遮光膜7016可使用反射光的金屬等，但是不限于金屬膜。例如，可使用添加有黑色色素的樹脂等。 利用陰極7013及陽極7015夾住發(fā)光層7014的區(qū)域相當于發(fā)光元件7012。在圖20B所示的像素中，從發(fā)光元件7012發(fā)射的光如圖20B的箭頭所示那樣發(fā)射到陰極7013 —側(cè)。接著，參照圖20C說明具有雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。在圖20C中，在電連接至驅(qū)動TFT 7021的透光導電膜7027上形成有發(fā)光元件7022的陰極7023，并在陰極7023上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7024、陽極7025。與圖20A的情況同樣，陰極7023只要是功函數(shù)小的導電材料就可使用各種材料來形成。注意，將陰極7023厚度設定為透光的程度。例如，可將膜厚度為20nm的Al用作陰極7023。與圖20A同樣，發(fā)光層7024既可由單層構(gòu)成，又可層疊多個層來形成。陽極7025可與圖20A同樣使用透光導電材料來形成。陰極7023、發(fā)光層7024和陽極7025彼此重疊的部分相當于發(fā)光元件7022。在圖20C所示的像素中，從發(fā)光元件7022發(fā)射的光如圖20C的箭頭所示那樣發(fā)射到陽極7025 —側(cè)和陰極7023 —側(cè)的雙方。雖然在此描述有機EL元件作為發(fā)光元件，但是可設置無機EL元件作為發(fā)光元件。注意，雖然實施例7中示出電連接控制發(fā)光元件的驅(qū)動的薄膜晶體管(驅(qū)動TFT)的示例，但是可采用在驅(qū)動TFT和發(fā)光元件之間連接有電流控制TFT的結(jié)構(gòu)。實施例7所示的半導體裝置不限于圖20A至20C所示的結(jié)構(gòu)，且可根據(jù)本發(fā)明的技術思想進行各種變形。接著，參照圖21A和21B說明相當于本發(fā)明的一實施例的半導體裝置的一個模式的發(fā)光顯示面板(也稱為發(fā)光面板)的外觀及截面。圖21A是發(fā)光元件和薄膜晶體管具有高電特性的面板的俯視圖，其中包含In、Ga和Zn的氧化物半導體用于其半導體層，且與本發(fā)明的一個實施例的非線性元件一起并以類似的方法形成的其源區(qū)和漏區(qū)利用密封材料在第一襯底與第二襯底之間密封，且圖21B是沿著圖21A的H-I的截面圖。以包圍設置在第一襯底4501上的像素部4502、信號線驅(qū)動器電路4503a和4503b以及掃描線驅(qū)動器電路4504a和4504b的方式設置有密封材料4505。此外，在像素部4502、信號線驅(qū)動器電路4503a和4503b以及掃描線驅(qū)動器電路4504a和4504b上設置有第二襯底4506。因此，像素部4502、信號線驅(qū)動器電路4503a和4503b以及掃描線驅(qū)動器電路4504a和4504b與填料4507 —起由第一襯底4501、密封材料4505和第二襯底4506密封。像這樣，使用氣密性高且漏氣少的保護膜(諸如貼合膜或紫外線固性樹脂膜)或覆蓋材料進行封裝(密封)，以使像素部4502、信號線驅(qū)動器電路4503a和4503b以及掃描線驅(qū)動器電路4504a和4504b不暴露于空氣中。設置在第一襯底4501上的像素部4502、信號線驅(qū)動器電路4503a和4503b以及及掃描線驅(qū)動器電路4504a和4504b各包括多個薄膜晶體管，且在圖21B中例示包括在像素部4502中的薄膜晶體管4510和包括在信號線驅(qū)動器電路4503a中的薄膜晶體管4509。薄膜晶體管4509、4510各具有高電特性，其中包含In、Ga及Zn的氧化物半導體用于半導體層、其源區(qū)及漏區(qū)，且薄膜晶體管4509、4510可以與實施例2所示的非線性元件一起并以類似方法形成。在本實施例中，薄膜晶體管4509、4510是η溝道薄膜晶體管。此外，附圖標記4511相當于發(fā)光元件。作為發(fā)光元件4511所具有的像素電極的 第一電極層4517電連接至薄膜晶體管4510的源電極層和漏電極層。注意，雖然發(fā)光元件4511的結(jié)構(gòu)是第一電極層4517、電致發(fā)光層4512、第二電極層4513的疊層結(jié)構(gòu)，但是發(fā)光元件4511的結(jié)構(gòu)不限于實施例7所示的結(jié)構(gòu)?？筛鶕?jù)從發(fā)光元件4511發(fā)出的光方向等對發(fā)光元件4511的結(jié)構(gòu)進行適當?shù)母淖儭Ｊ褂糜袡C樹脂膜、無機絕緣膜或有機聚硅氧烷形成分隔壁4520。特別優(yōu)選的是，使用感光材料，在第一電極層4517上形成開口，以使開口的側(cè)壁形成為具有連續(xù)曲率的傾斜面。電致發(fā)光層4512既可由單層形成，又可層疊多個層來形成?？稍诘诙姌O層4513及分隔壁4520上形成保護膜，以防止氧、氫、水分、二氧化碳等侵入到發(fā)光元件4511中。作為保護膜，可以形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、DLC (類金剛石碳)膜等。另外，供給到信號線驅(qū)動器電路4503a和4503b、掃描線驅(qū)動器電路4504a和4504b或像素部4502的各種信號及電位是從FPC4518a和4518b供給的。在實施例7中，連接端子電極4515由與發(fā)光元件4511所具有的第一電極層4517相同導電膜來形成。端子電極4516由與薄膜晶體管4509和4510所具有的源電極層及漏電極層相同的導電膜來形成。連接端子電極4515通過各向異性導電膜4519電連接至FPC4518a所具有的端子。位于從發(fā)光兀件4511排出光的方向上的第二襯底4506應具有透光性。在此情況下，使用如玻璃板、塑料板、聚酯膜或丙烯酸膜等的透光材料。作為填料4507，除了氮及氬等的惰性氣體之外，還可使用紫外線固性樹脂或熱固性樹脂。例如，可使用聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)。在實施例7中，作為填料4507使用氮。另外，若有需要，可在發(fā)光元件的射出面上適當?shù)卦O置諸如偏振片、圓偏振片(包括橢圓偏振片)、阻滯板(retarder plate) ( λ/4片、λ/2片)、彩色濾光片等的光學膜。另夕卜，也可在偏振片或圓偏振片上設置抗反射膜。例如，可進行抗眩光處理，該處理是利用表面的凹凸來擴散反射光并降低眩光的處理。作為信號線驅(qū)動器電路4503a和4503b以及掃描線驅(qū)動器電路4504a和4504b，可安裝另行制備的通過使用襯底上的單晶半導體膜或多晶半導體膜形成的驅(qū)動器電路。此夕卜，可另行僅形成要安裝的信號線驅(qū)動器電路或其一部分或者掃描線驅(qū)動器電路或其一部分。實施例7不限于圖21A和21B所示的結(jié)構(gòu)。通過上述步驟，在非線性元件的第一氧化物半導體層與布線層之間的連接結(jié)構(gòu)中，設置與其導電率高于第一氧 化物半導體層的導電率的第二氧化物半導體層接合的區(qū)域，或通過等離子體處理改良的區(qū)域，這與只采用金屬布線的情況相比，可進行穩(wěn)定工作。由此，可增強保護電路的功能并實現(xiàn)工作的穩(wěn)定化。此外，可通過包括具有不容易產(chǎn)生歸因于膜剝離的缺陷的非線性元件的保護電路來制造具有穩(wěn)定操作的可靠性高的發(fā)光顯示裝置(顯示面板)。實施例7可與其他實施例所記載的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。實施例8根據(jù)本發(fā)明的一實施例的顯示裝置可以應用于電子紙。電子紙可用于顯示信息的所有領域的電子設備。例如，可將電子紙應用于電子書籍(電子書)、海報、火車等的車輛中的廣告、信用卡等的各種卡片中的顯示等。圖22A和22B以及圖23示出這種電子設備的諸示例。圖22A示出使用電子紙制造的海報2631。如果廣告介質(zhì)是紙印刷物的情況下用手動進行廣告的更換，但是如果使用根據(jù)本發(fā)明一實施例的電子紙，則能夠在短時間內(nèi)改變廣告的顯示內(nèi)容。此外，顯示不會打亂而可獲得穩(wěn)定的圖像。此外，海報可采用無線方式收發(fā)信息。圖22B示出諸如火車的車輛中的廣告2632。如果廣告介質(zhì)是紙印刷物的情況下用手動進行廣告的更換，但是如果使用根據(jù)本發(fā)明一實施例的電子紙，則能夠在短時間內(nèi)不需要許多人手地改變廣告的顯示內(nèi)容。此外，顯示不會被打亂而可得到穩(wěn)定的圖像。此外，車輛中的廣告也可采用無線方式收發(fā)信息。圖23示出電子書籍2裝置700的一示例。例如，電子書籍裝置2700包括兩個框體，即框體2701及框體2703?？蝮w2701及框體2703由軸部2711彼此形成為一體，沿著該軸部2711電子書籍裝置2700進行開閉。通過這種結(jié)構(gòu)，可進行如紙書籍那樣的操作。框體2701組裝有顯示部2705，而框體2703組裝有顯示部2707。顯示部2705及顯示部2707可顯示一個圖像，或顯示不同圖像。在顯示部顯示彼此不同的圖像的結(jié)構(gòu)中，例如右顯示部(圖23中的顯示部2705)可顯示文章，而左顯示部(圖23中的顯示部2707)可顯示圖像。在圖23中示出框體2701具備操作部等的示例。例如，框體2701具備電源2721、操作鍵2723、揚聲器2725等。可利用操作鍵2723進行翻頁。注意，可在與框體的顯示部同一面上設置鍵盤及定位裝置等。另外，框體的背面或側(cè)面可設置有外部連接用端子(耳機端子、USB端子、或可與諸如AC適配器或USB電纜的各種電纜連接的端子等)、存儲介質(zhì)插入部等。再者，電子書籍裝置2700可具有電子詞典的功能。此外，電子書籍2700可采用無線方式收發(fā)信息?？刹捎脽o線方式從電子書籍服務器購買或下載所希望的書籍數(shù)據(jù)等。在非線性元件的第一氧化物半導體層與布線層之間的連接結(jié)構(gòu)中，設置與其導電率高于第一氧化物半導體層的導電率的第二氧化物半導體層接合的區(qū)域，或通過等離子體處理改良的區(qū)域，這與只采用金屬布線的情況相比，可進行穩(wěn)定工作。由此，可增強保護電路的功能并實現(xiàn)工作的穩(wěn)定化。此外，可通過包括具有不容易產(chǎn)生歸因于膜剝離的缺陷的非線性元件的保護電路來制造具有穩(wěn)定工作的可靠性高的電子紙。實施例8可與其他實施例所記載的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。實施例9根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導體裝置可應用于各種電子設備(包括游戲機)。作為電子設備，例如有電視機(也稱為TV或電視接收機)、用于計算機等的監(jiān)視器、諸如數(shù)碼相機的照相機、數(shù)碼攝像機、數(shù)碼相框、移動電話機(也稱為移動電話、移動電話裝置)、便攜式游戲機、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、彈珠機等的大型游戲機。圖24A示出電視機9600的一示例。在電視機9600的框體9601組裝有顯示部9603。顯示部9603可顯示圖像。此外，支架9605支撐框體9601。 可通過利用框體9601所具備的操作開關、另行提供的遙控機9610來進行電視機9600的操作?？衫眠b控機9610所具備的操作鍵9609控制頻道及音量，并可控制在顯示部9603上顯示的圖像。此外，遙控機9610可具有顯示從該遙控機9610輸出的信息的顯示部 9607。注意，電視機9600設置有接收機及調(diào)制解調(diào)器等。可通過利用接收機接收一般的電視廣播。再者，當顯示裝置通過調(diào)制解調(diào)器連接到有線或無線方式的通信網(wǎng)絡時，可進行單向(從發(fā)送者到接收者)或雙向(在發(fā)送者和接收者之間或在接收者之間)的信息通信。圖24B示出數(shù)碼相框9700的一示例。例如，數(shù)碼相框9700的框體9701組裝有顯示部9703。顯示部9703可顯示各種圖像，例如顯示使用數(shù)碼相機等拍攝的圖像數(shù)據(jù)，以使數(shù)碼相框可起到與一般的相框同樣的功能。注意，數(shù)碼相框9700設置有操作部、外部連接用端子(諸如USB端子、可與包括USB電纜的各種電纜連接的端子)、存儲介質(zhì)插入部等。這些結(jié)構(gòu)也可組裝到與顯示部同一面上，但是由于設計進步，優(yōu)選將它設置在顯示部的側(cè)面或背面。例如，可對數(shù)碼相框的記錄介質(zhì)插入部插入儲存有由數(shù)碼相機拍攝的圖像數(shù)據(jù)的存儲器，由此圖像數(shù)據(jù)可傳輸?shù)綌?shù)碼相框9700并顯示在顯示部9703上。數(shù)碼相框9700可采用無線方式收發(fā)信息。該結(jié)構(gòu)可應用于以無線方式將待顯示的所希望的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)碼相框9700。圖25A示出一種包括框體9881和框體9891的便攜式游戲機，其中框體9881和框體9891由連接部9893可開閉地連接。分別地，框體9881安裝有顯示部9882，并且框體9891安裝有顯示部9883。圖25A所示的便攜式游戲機還包括揚聲器部9884、存儲介質(zhì)插入部9886、LED燈9890、輸入裝置(操作鍵9885、連接端子9887、傳感器9888 (具有測定如下因素的功能力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)動數(shù)、距離、光、液、磁、溫度、化學物質(zhì)、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、射線、流速、濕度、傾斜角、振動、氣味或紅外線)以及麥克風9889等)。當然，便攜式游戲機的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)，只要采用本發(fā)明實施例的半導體裝置的結(jié)構(gòu)，可以是任何結(jié)構(gòu)。此外，可適當?shù)卦O置有其它附屬裝置。圖25A所示的便攜式游戲機具有如下功能讀出儲存在存儲介質(zhì)中的程序或數(shù)據(jù)并將它顯示在顯示部上；以及通過無線通信與其他便攜式游戲機共享信息。圖25A所示的便攜式游戲機可具有以上所述之外的各種功能。圖25B示出大型游戲機的一種的自動售貨機9900的一示例。在自動售貨機9900的框體9901中安裝有顯示部9903。自動售貨機9900還包括諸如起動手柄或停止開關的操作裝置、投幣孔、揚聲器等。當然，自動售貨機9900的結(jié)構(gòu)不限于以上所述，只要是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的半導體裝置，可以是任何結(jié)構(gòu)。此外，可適當?shù)卦O置其它附屬裝置。圖26示出移動電話機1000的一示例。移動電話機1000包括安裝有顯示部1002的框體1001，還包括操作按鈕1003、外部連接端口 1004、揚聲器1005、麥克風1006等?？赏ㄟ^用手指等觸摸顯示部1002來向圖26所示的移動電話機1000輸入信息。此夕卜，可通過用手指等觸摸顯示部1002來進行打電話或收發(fā)文本消息。顯示部1002主要有三種屏幕模式。第一模式是主要用于顯示圖像的顯示模式。第二模式是主要用于輸入諸如文字的信息的輸入模式。第三模式是混合顯不模式和輸入模式兩個模式的顯不與輸入模式。
例如，在打電話或收發(fā)文本消息的情況下，將顯示部1002設定為主要進行文字輸入的文字輸入模式，并在屏幕上進行文字的輸入操作。在此情況下，優(yōu)選的是，在顯示部1002的幾乎整個屏幕上顯示鍵盤或號碼按鈕。此外，在移動電話機1000內(nèi)部設置包括陀螺儀或加速度傳感器等用于檢測傾斜度的傳感器的檢測裝置，通過判斷移動電話機1000的方向(針對景觀模式或肖像模式移動電話機1000豎向還是橫向放置)，可對顯示部1002的屏幕中的顯示進行自動切換。另外，通過觸摸顯示部1002或?qū)蝮w1001的操作按鈕1003進行操作來切換屏幕模式。替代地，可根據(jù)顯示在顯示部1002上的圖像種類切換屏幕模式。例如，當顯示在顯示部上的圖像信號為動態(tài)圖像的數(shù)據(jù)時，將屏幕模式切換成顯示模式。當信號為文字數(shù)據(jù)時，將屏幕模式切換成輸入模式。另外，在輸入模式中，未在一定期間進行通過觸摸顯示部1002的輸入、同時顯示部1002中的光學傳感器檢測到信號時,可控制屏幕模式以使其從輸入模式切換成顯不模式。還可將顯示部1002用作圖像傳感器。例如，通過用手掌或手指觸摸顯示部1002來拍攝掌紋、指紋等，從而可進行個人認證。此外，在顯示部中設置發(fā)射近紅外光的背光燈或發(fā)射近紅外光的感測用光源時，可攝取手指靜脈、手掌靜脈等的圖像或數(shù)據(jù)。在非線性元件的第一氧化物半導體層與布線層的連接結(jié)構(gòu)中，設置與其導電率高于第一氧化物半導體層的導電率的第二氧化物半導體層接合的區(qū)域，或通過等離子體處理改良的區(qū)域，這與只采用金屬布線的情況相比，可進行穩(wěn)定工作。由此，可增強保護電路的功能并實現(xiàn)工作的穩(wěn)定化。此外，可通過包括具有不容易產(chǎn)生歸因于膜剝離的缺陷的非線性元件的保護電路來制造具有穩(wěn)定工作的可靠性高的電子設備。實施例9可與其他實施例所記載的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。本申請基于2008年9月19日向日本專利局提交的日本專利申請序列號2008-241645，該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
附圖標記
10:襯底，11 :端子，12:端子，13:掃描線，14:信號線，16:柵電極，17:像素部，18:像素，19 :像素晶體管，20 :存儲電容器部，21 :像素電極，22 :電容器線，23 :公共端子，24 :保護電路，25 :保護電路，26 :保護電路，27 :電容器總線，28 :公共布線，29 :公共布線，30 :非線性元件，30a :非線性元件，30b :非線性元件，31 :非線性元件，31a :非線性元件，31b :非線性元件，38 :布線層，39 :布線層，100 :襯底，101 :柵電極，102 :柵極絕緣層，103 :氧化物半導體層，104a :氧化物半導體層，104b :氧化物半導體層，105a :導電層，105b :導電層，107 保護絕緣膜，108 :掃描線，110 :布線層，111 :氧化物半導體層，125 :接觸孔，128 :接觸孔，131 :抗蝕劑掩模，132 :導電膜，170a :非線性元件，170b :非線性元件，270a :非線性元件，581 :薄膜晶體管，585 :絕緣層，587 :電極層，588 :電極層，589 :球形粒子，590a :黑色區(qū)，590b :白色區(qū)，594 :空洞，595 :填料，730a :非線性元件，730b :非線性元件，730c :非線性元件，1000 :移動電話機，1001 :框體，1002 :顯示部，1003 :操作按鈕，1004 :外部連接端口，1005 :揚聲器，1006 :麥克風，2600 :TFT襯底，2601 :反襯底，2602 :密封材料，2603 :像素部，2604 :顯示元件，2605 :著色層，2606 :偏振片，2607 :偏振片，2608 :布線電路部，2609 :柔性線路板，2610 :冷陰極管，2611 :反射板，2612 :電路板，2613 :擴散板，2631 :海報，2632 :車輛中的廣告，2700 :電子書籍裝置，2701 :框體，2703 :框體，2705 :顯示部，2707 :顯示部，2711 :軸部，2721 :電源，2723 :操作鍵，2725 :揚聲器，4001 :襯底，4002 :像素部，4003 :信號線驅(qū)動器電路，4004 :掃描線驅(qū)動器電路，4005 :密封材料，4006 :襯底，4008 :液晶層，4010 薄膜晶體管，4011 :薄膜晶體管，4013:液晶元件，4015 :連接端子電極，4016 :端子電極， 4018 FPC,4019 :各向異性導電膜，4020 :絕緣層，4021 :絕緣層，4030 :像素電極層，4031 反電極層，4032 :絕緣層，4501 :襯底，4502 :像素部，4503a :信號線驅(qū)動器電路，4504a :掃描線驅(qū)動器電路，4505 :密封材料，4506 :襯底，4507 :填料，4509 :薄膜晶體管，4510 :薄膜晶體管，4511 :發(fā)光元件，4512 :電致發(fā)光層，4513 :電極層，4515 :連接端子電極，4516 :端子電極，4517 電極層，4518a :FPC，4519 :各向異性導電膜，4520 :分隔壁，5300 :襯底，5301 像素部，5302 :掃描線驅(qū)動器電路，5303 :信號線驅(qū)動器電路，5400 :襯底，5401 :像素部，5402 :掃描線驅(qū)動器電路，5403 :信號線驅(qū)動器電路，5404 :掃描線驅(qū)動器電路，5501 :布線，5502 :布線，5503 :布線，5504 :布線，5505 :布線，5506 :布線，5543 :節(jié)點，5544 :節(jié)點，5571 薄膜晶體管，5572 :薄膜晶體管，5573 :薄膜晶體管，5574 :薄膜晶體管，5575 :薄膜晶體管，5576 :薄膜晶體管，5577 :薄膜晶體管，5578 :薄膜晶體管，5601 :驅(qū)動器1C，5602 :開關群，5603a :薄膜晶體管，5603b :薄膜晶體管，5603c :薄膜晶體管，5611 :布線，5612 :布線，5613 布線，5621 :布線，5701 :觸發(fā)器，5703a :時序，5703b :時序，5703c :時序，5711 :布線，5712 布線，5713 :布線，5714 :布線，5715 :布線，5716 :布線，5717 :布線，5721 :信號，5803a :時序，5803b :時序，5803c :時序，5821 :彳目號，6400 :像素，6401 :開關晶體管，6402 :驅(qū)動晶體管，6403 :電容器，6404 :發(fā)光元件，6405 :信號線，6406 :掃描線，6407 :電源線，6408 :公共電極，7001 :TFT，7002 :發(fā)光元件，7003 :陰極，7004 :發(fā)光層，7005 :陽極，7011 :驅(qū)動TFT,7012 :發(fā)光元件，7013 :陰極，7014 :發(fā)光層，7015 :陽極，7016 :遮光膜，7017 :導電膜，7021 驅(qū)動TFT, 7022 :發(fā)光元件，7023 :陰極，7024 :發(fā)光層，7025 :陽極，7027 :導電膜，9600 :電視機，9601 :框體，9603 :顯示部，9605 :支架，9607 :顯示部，9609 :操作鍵，9610 :遙控機，9700 :數(shù)碼相框，9701 :框體，9703 :顯示部，9881 :框體，9882 :顯示部，9883 :顯示部，9884 揚聲器部，9885 :輸入裝置(操作鍵)，9886 :存儲介質(zhì)插入部，9887 :連接端子，9888 :傳感器，9889 :麥克風，9890 :LED燈，9891 :框體，9893 :連接部，9900 :自動售貨機，9901 :框體，以及9903 :顯示部。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括 第一襯底上的像素部； 所述像素部中所包含的晶體管，所述晶體管包括具有溝道形成區(qū)域的氧化物半導體層，其中所述氧化物半導體層包括銦、鋅及氧； 所述晶體管上的第一絕緣膜； 所述第一絕緣膜上的包括氮化硅的第二絕緣膜； 所述第二絕緣膜上的包括有機材料的第三絕緣膜； 所述第三絕緣膜上的透光導電層； 所述第一襯底上的第二襯底；以及 所述第一襯底和所述第二襯底之間的密封材料，其中設置所述密封材料以便包圍所述像素部； 其中所述密封材料與所述第一絕緣膜和所述第二絕緣膜重疊； 其中所述密封材料與所述第二絕緣膜接觸，以及 其中所述密封材料不與所述第三絕緣膜重疊。
2.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于，所述第一絕緣膜包括氧化硅。
3.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于，所述有機材料是丙烯酸。
4.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于，所述透光導電層包括包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鶴的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫、氧化銦鋅、及添加了氧化硅的氧化銦錫中的一種。
5.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于，還包括電連接至所述晶體管的發(fā)光元件。
6.一種顯示裝置，包括 第一襯底上的像素部； 所述像素部中所包含的晶體管，所述晶體管包括 柵電極； 所述柵電極上的柵極絕緣層；以及 所述柵極絕緣層上的包含溝道形成區(qū)域的氧化物半導體層，其中所述氧化物半導體層包括銦、鋅及氧； 所述晶體管上的包括氧化硅的第一絕緣膜，其中所述第一絕緣膜與所述氧化物半導體層接觸； 所述第一絕緣膜上的包括氮化硅的第二絕緣膜； 所述第二絕緣膜上的包括有機材料的第三絕緣膜； 所述第三絕緣膜上的透光導電層； 所述第一襯底上的第二襯底；以及 所述第一襯底和所述第二襯底之間的密封材料，其中設置所述密封材料以便包圍所述像素部； 其中所述密封材料與所述第一絕緣膜和所述第二絕緣膜重疊； 其中所述密封材料與所述第二絕緣膜接觸，以及 其中所述密封材料不與所述第三絕緣膜重疊。
7.如權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，所述有機材料是丙烯酸。
8.如權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，所述透光導電層包括包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鶴的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫、氧化銦鋅、及添加了氧化硅的氧化銦錫中的一種。
9.如權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其特征在于，還包括電連接至所述晶體管的發(fā)光元件。
10.一種顯示裝置，包括 第一襯底上的像素部； 所述像素部中所包含的晶體管，所述晶體管包括具有溝道形成區(qū)域的氧化物半導體層，其中所述氧化物半導體層包括銦、鋅及氧； 所述晶體管上的第一絕緣膜； 所述第一絕緣膜上的包括氮化硅的第二絕緣膜； 所述第二絕緣膜上的包括有機材料的第三絕緣膜； 所述第三絕緣膜上的透光導電層，其中所述透光導電層電連接至所述晶體管； 所述透光導電層上的液晶層； 所述液晶層上的反電極； 所述第一襯底上的第二襯底；以及 所述第一襯底和所述第二襯底之間的密封材料，其中設置所述密封材料以便包圍所述像素部； 其中所述密封材料與所述第一絕緣膜和所述第二絕緣膜重疊； 其中所述密封材料與所述第二絕緣膜接觸，以及 其中所述密封材料不與所述第三絕緣膜重疊。
11.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，所述第一絕緣膜包括氧化硅。
12.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，所述有機材料是丙烯酸。
13.如權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其特征在于，所述透光導電層包括包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鶴的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫、氧化銦鋅、及添加了氧化硅的氧化銦錫中的一種。
14.一種顯示裝置，包括 第一襯底上的包括第一晶體管的像素部，所述第一晶體管包括 第一柵電極； 所述第一柵電極上的第一柵極絕緣層； 所述柵極絕緣層上的包含溝道形成區(qū)域的第一氧化物半導體層，其中所述第一氧化物半導體層包括銦、鋅及氧；以及 與所述第一氧化物半導體層接觸的第一導電層； 所述第一襯底上的包括第二晶體管的保護電路，所述第二晶體管包括 第二柵電極； 所述第二柵電極上的第二柵極絕緣層； 所述第二柵極絕緣層上的包含溝道形成區(qū)域的第二氧化物半導體層，其中所述第二氧化物半導體層包括銦、鋅及氧；以及與所述第二氧化物半導體層接觸的第二導電層； 所述第一晶體管和所述第二晶體管上的第一絕緣膜； 所述第一絕緣膜上的包括氮化硅的第二絕緣膜； 所述第二絕緣膜上的包括有機材料的第三絕緣膜； 所述第三絕緣膜上的透光導 電層； 所述第一襯底上的第二襯底；以及 所述第一襯底和所述第二襯底之間的密封材料，其中設置所述密封材料以便包圍所述像素部和所述保護電路； 其中所述密封材料與所述第一絕緣膜和所述第二絕緣膜重疊； 其中所述密封材料與所述第二絕緣膜接觸， 其中所述密封材料不與所述第三絕緣膜重疊， 其中所述第一絕緣膜、所述第二絕緣膜及所述第三絕緣膜與所述像素部和所述保護電路重疊，以及 其中所述第二柵電極和所述第二導電層中的至少一個電連接至公共布線。
15.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其特征在于，所述第一絕緣膜包括氧化硅。
16.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其特征在于，所述有機材料是丙烯酸。
17.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其特征在于，所述透光導電層包括包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鶴的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫、氧化銦鋅、及添加了氧化硅的氧化銦錫中的一種。
18.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其特征在于，還包括電連接至所述第一晶體管的發(fā)光兀件。
19.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其特征在于，所述第二導電層通過第三導電層電連接至掃描線。
全文摘要
本發(fā)明涉及顯示裝置。保護電路包括非線性元件，該非線性元件包括柵電極；覆蓋柵電極的柵極絕緣層；在柵極絕緣層上與柵電極重疊的第一氧化物半導體層；以及其端部在第一氧化物半導體層上與柵電極重疊，并其中層疊有導電層和第二氧化物半導體層的第一布線層及第二布線層。在柵極絕緣層上接合物理性質(zhì)彼此不同的氧化物半導體層，由此與肖特基結(jié)相比可進行穩(wěn)定工作。因此，結(jié)漏降低，且可提高非線性元件的特性。
文檔編號G02F1/1368GK102881696SQ20121029242
公開日2013年1月16日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者山崎舜平, 秋元健吾, 小森茂樹, 魚地秀貴, 二村智哉, 笠原崇廣 申請人:株式會社半導體能源研究所