入至第五輸入端子25，第一輸出信號OUT(I) (SR)從第一輸出端子26輸出，第二輸出信號OUT(I)從第二輸出端子27輸出。
[0179]要注意，薄膜晶體管是具有柵極、漏極以及源極的至少三個端子的元件。薄膜晶體管具有形成在與柵極交迭的區(qū)域中的溝道區(qū)的半導(dǎo)體。可通過控制柵極的電勢來控制通過溝道在漏極和源極之間流動的電流。此處，由于薄膜晶體管的源極與漏極會依賴于薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)、操作條件等變換，難以定義哪個是源極還是漏極。因此，有些情況下起到源區(qū)或漏區(qū)作用的區(qū)域并不被稱為源區(qū)或漏區(qū)。在那種情況下，例如，這樣的區(qū)域可被分別稱為第一端子和第二端子。
[0180]圖14B示出含有圖14A中所示多個脈沖輸出電路的移位寄存器的時序圖。注意，當該移位寄存器被包括在掃描線驅(qū)動器電路時，圖14B中的周期61對應(yīng)于垂直回描周期，而周期62對應(yīng)于門選周期。
[0181]注意，通過提供其中第二電源電勢VCC被施加給圖14A中所示的柵電極的第九晶體管39，提供了在引導(dǎo)操作之前和之后的如下優(yōu)勢。
[0182]在節(jié)點A的電勢由引導(dǎo)操作提升且沒有提供其中第二電源電勢VCC被施加給圖14A中所示的柵電極的第九晶體管39的情況下，作為第一晶體管31的第二端子的源的電勢上升至大于第一電源電勢VDD的值。然后，將第一晶體管31的源切換至第一端子側(cè)，SP，在電源線51側(cè)的端子。接著，在第一晶體管31中，施加了高偏壓電壓且因此柵極和源極之間、以及柵極和漏極之間施加了極大的應(yīng)力，這可導(dǎo)致晶體管的劣化。反之，在提供其中第二電源電勢VCC被施加給圖14A中所示的柵電極的第九晶體管39的情況下，可防止當節(jié)點A的電勢由引導(dǎo)操作提升同時第一晶體管31的第二端子的電勢的增加。S卩，通過提供第九晶體管39，可減少第一晶體管31的柵極和源極之間所施加的負向偏壓電壓。因此，在這個實施例中的電路配置可減少第一晶體管31的柵極和源極之間所施加的負向偏壓電壓，所以可抑制第一晶體管31由于應(yīng)力導(dǎo)致的劣化。
[0183]注意，第九晶體管39可設(shè)置為，只要第九晶體管39的第一端子和第二端子被連接在第一晶體管31的第二端子和第三晶體管33的柵極之間即可。注意，在本實施例中包括多個脈沖輸出電路的移位寄存器在信號線驅(qū)動器短路中具有比掃描線驅(qū)動器電路更多數(shù)量的級的情況下，可省略第九晶體管39，這可減少晶體管的數(shù)量。
[0184]注意，使用具有培育狀態(tài)的In-Ga-Zn-O基膜用于第一晶體管31到第十一晶體管41的半導(dǎo)體層；因此，在這些薄膜晶體管中，可減少截止狀態(tài)電流，可增加導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)迀移率，且可減少劣化程度。因此，可減少電路中的故障。另外，晶體管的劣化程度，通過對柵電極施加高電勢，含有具有培育狀態(tài)的In-Ga-Zn-O基膜的溝道形成區(qū)比使用非晶硅的晶體管的劣化程度小。因此，即使當?shù)谝浑娫措妱軻DD被提供給提供了第二電源電勢VCC的電源線時可獲得類似操作，且可減少放置在電路之間的電源線的數(shù)量；因此，可減少電路的尺寸。
[0185]注意，即使當連接關(guān)系改變以使從第三輸入端子23提供至第七晶體管37的柵電極的時鐘信號和從第二輸入端子22提供至第八晶體管38的時鐘信號分別從第二輸入端子22和第三輸入端子提供出來時，可獲得類似功能。在圖14A中所示的移位寄存器中，改變第七晶體管37和第八晶體管38的狀態(tài)以使第七晶體管37和第八晶體管38均導(dǎo)通，然后第七晶體管37被截止且第八晶體管38導(dǎo)通，然后第七晶體管37和第八晶體管38被截止；因此，第七晶體管37的柵電極電勢的下降和第八晶體管38的柵電極電勢的下降兩次導(dǎo)致由于第二輸入端子22和第三輸入端子23的電勢下降引起的節(jié)點B的電勢的下降。反之，當改變圖14A中所示的移位寄存器中的第七晶體管37和第八晶體管38的狀態(tài)，以使第七晶體管37和第八晶體管38都導(dǎo)通，然后導(dǎo)通第七晶體管37而截止第八晶體管，然后第七晶體管37和第八晶體管38被截止，由于第二輸入端子22和第三輸入端子23的電勢的下降引起的節(jié)點B的電勢的下降發(fā)生一次，這是由第八晶體管38的柵電極的電勢的下降所引起的。因此，從第三輸入端子23提供給第七晶體管37的柵電極時鐘信號CK3，而從第二輸入端子22提供給第八晶體管38的柵電極時鐘信號CK2，這種連接關(guān)系是優(yōu)選的。這是因為可減少節(jié)點B的電勢變化的次數(shù)并且可降低噪聲。
[0186]以此方式，在第一輸出端子26和第二輸出端子27的電勢被保持在L電平的周期內(nèi)，有規(guī)律地將H電平信號提供給節(jié)點B ;因此，可抑制脈沖輸出電路的故障。
[0187](實施例4)
[0188]可能制造實施例1和2中描述的薄膜晶體管、以及在像素部分以及在驅(qū)動器電路部分中使用薄膜晶體管的具顯示功能的半導(dǎo)體器件(也被稱為顯示設(shè)備)。另外，使用實施例I和2中所描述的薄膜晶體管的驅(qū)動器電路部分的一部分或者整個驅(qū)動器電路部分，可被形成在形成了像素部分的襯底上，藉此可獲得板上系統(tǒng)。
[0189]顯示設(shè)備包括顯示元件。顯示元件的示例包括液晶元件(也稱為液晶顯示元件)和發(fā)光元件(也稱為發(fā)光顯示元件)。發(fā)光元件在其范疇內(nèi)包括照度受電流或電壓控制的元件，具體包括無機電致發(fā)光(EL)元件、有機EL元件等。此外，可使用諸如電子墨水之類的對比度受電效應(yīng)改變的顯示介質(zhì)。
[0190]此外，該顯示設(shè)備包括封裝有顯示元件的面板和包括安裝在面板上的控制器的IC等的模塊。此外，元件襯底，其對應(yīng)于顯示設(shè)備的制造工藝中在完成顯示元件之前的一個實施例，設(shè)置有用于向多個像素中的每一個中的顯示元件提供電流的單元。具體而言，該元件襯底可處于僅形成顯示元件的一個像素電極的狀態(tài)、在形成即將作為像素電極的導(dǎo)電膜之后且在該導(dǎo)電膜被蝕刻以形成像素電極之前的狀態(tài)、或任何其它狀態(tài)。
[0191]注意，此說明書中的顯示設(shè)備是指圖像顯示設(shè)備、顯示設(shè)備或光源(包括發(fā)光設(shè)備)。此外，該顯示設(shè)備在其范疇中還可包括以下模塊中的任意項: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)之類的連接器的模塊；具有在其端部設(shè)置有印刷線路板的TAB帶或TCP的模塊；以及具有通過玻璃上的芯片(COG)方法直接安裝在顯示元件上的集成電路(IC)的模塊。
[0192]在這個實施例中，將參照圖15AU15A2以及15B描述作為半導(dǎo)體器件的一個實施例的液晶顯示面板的外觀和截面。圖15A1和15A2是面板的俯視圖，其中在第一襯底4001上的形成薄膜晶體管4010和薄膜晶體管4011，以及液晶元件4013被密封劑4005密封在第一襯底4001與第二襯底4006之間。在薄膜晶體管4010和薄膜晶體管4011中，其中每一個的溝道形成區(qū)包括具有培育狀態(tài)的In-Ga-Zn-O基膜，這在實施例1和2中有描述。圖15B是沿圖15A1和圖15A2的線M-N的截面圖。
[0193]設(shè)置了密封劑4005以包圍設(shè)置在第一襯底4001上的像素部分4002和掃描線驅(qū)動器電路4004。在像素部分4002和掃描線驅(qū)動器電路4004之上設(shè)置第二襯底4006。因此，通過第一襯底4001、密封劑4005以及第二襯底4006使像素部分4002和掃描線驅(qū)動器電路4004與液晶層4008密封到一起。使用單晶半導(dǎo)體層或多晶半導(dǎo)體層在單獨制備的襯底上形成的信號線驅(qū)動器電路4003被安裝在第一襯底4001上與被密封劑4005包圍的區(qū)域不同的區(qū)域中。
[0194]注意，對于單獨形成的驅(qū)動器電路的連接方法無特殊限制，而且可使用COG方法、引線接合方法、TAB方法等。圖15A1示出其中用COG方法安裝信號線驅(qū)動器電路4003的示例。圖15A2示出其中用TAB方法安裝信號線驅(qū)動器電路4003的示例。
[0195]在第一襯底4001上設(shè)置的像素部分4002和掃描線驅(qū)動器電路4004各包括多個薄膜晶體管。包括在像素部分4002中的薄膜晶體管4010和包括在掃描線驅(qū)動器電路4004中的薄膜晶體管4011被圖示為圖15B中所示的示例。在薄膜晶體管4010和薄膜晶體管4011上設(shè)置絕緣層4020和絕緣層4021。
[0196]在實施例1和2中有描述的其中每一個的溝道形成區(qū)包括具有培育狀態(tài)的In-Ga-Zn-O基膜的薄膜晶體管，可被用作薄膜晶體管4010和薄膜晶體管4011。在此實施例中，薄膜晶體管4010和薄膜晶體管4011是η溝道薄膜晶體管。
[0197]在絕緣層4044的部分上設(shè)置導(dǎo)電層4040以交迭驅(qū)動器電路的薄膜晶體管4011中的氧化物半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)?？墒褂门c像素電極層4030 —樣的材料和一樣步驟來形成導(dǎo)電層4040。設(shè)置導(dǎo)電層4040以交迭氧化物半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)，藉此可減少在BT測試之前和之后薄膜晶體管4011的閾值電壓的變化量。導(dǎo)電層4040的電勢可與薄膜晶體管4011的柵電極層的電勢相同或不同。導(dǎo)電層4040還可用作第二柵電極層?？蛇x地，導(dǎo)電層4040的電勢可為GND或0V，或者導(dǎo)電層4040可處于浮動狀態(tài)。
[0198]液晶元件4013中包括的像素電極層4030電連接至薄膜晶體管4010。在第二襯底4006上形成液晶元件4013的對電極層4031。像素電極層4030、對電極層4031以及液晶層4008相互交迭的部分對應(yīng)于液晶元件4013。注意，像素電極層4030和對電極層4031各自被設(shè)置有作為對齊膜的絕緣層4032和絕緣層4033，且液晶層4008被夾在具有位于其中的絕緣層4032和絕緣層4033的電極層4030和對電極層4032之間。注意，盡管未示出，可在第一襯底4001側(cè)或在第二襯底4006側(cè)上設(shè)置濾色器。
[0199]要注意，可使用玻璃、金屬(通常是不銹鋼)、陶瓷或塑料形成第一襯底4001和第二襯底4006。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、或丙烯酸類樹脂膜。此外，還可使用有鋁箔夾在PVF膜或聚酯膜之間的結(jié)構(gòu)的薄板。
[0200]通過絕緣膜的選擇性蝕刻而獲得由附圖標記4035表示的柱狀隔離件，而且柱狀隔離件被設(shè)置用于控制像素電極層4030與對電極層4031之間的距離(單元間隙)。注意，可使用球狀隔離件。對電極層4031電連接至形成在與薄膜晶體管4010相同的基板上的公共電勢線。使用公共連接部分，對電極層4031和公共電勢線通過設(shè)置在襯底對之間的導(dǎo)電粒子可彼此電連接。注意，這些導(dǎo)電粒子包含在密封劑4005中。
[0201]可選地，可使用不需要對準膜的、表現(xiàn)出藍相的液晶。藍相是液晶相之一，當膽甾型液晶的溫度升高時，藍相剛好在膽留相變成各向同性相之前產(chǎn)生。因為僅在窄溫度范圍中產(chǎn)生藍相，所以將用于改善該溫度范圍的包含5%或更多重量百分比的手性劑的液晶組分用于液晶層4008。包括表現(xiàn)出藍相的液晶和手性劑的液晶組合物具有在10 μ s到100 μ s范圍內(nèi)的短響應(yīng)時間、具有不需要對準工藝的光學(xué)各向同性、且具有小的視角依賴性。注意，在使用藍相的情況下，本發(fā)明并不限于圖15Α1、15Α2和15Β中的結(jié)構(gòu)，且可采用被稱為水平電場模式的結(jié)構(gòu)，其中在襯底(在該襯底上形成了像素電極層4030)側(cè)上形成對應(yīng)于對電極層4031的電極層。
[0202]注意，雖然此實施例示出了透射型液晶顯示設(shè)備的示例，本發(fā)明還可應(yīng)用于反射型液晶顯示設(shè)備或半透射半反射型液晶顯示設(shè)備。
[0203]在這個實施例中描述了極化板設(shè)置在基板的外表面上(在觀察者側(cè)上)而用于顯示元件的著色層和電極層設(shè)置在基板的內(nèi)表面上的液晶顯示設(shè)備的示例；不過，極化板還可設(shè)置在基板的內(nèi)表面上。極化板和著色層的層疊結(jié)構(gòu)不限于在此實施例，而可根據(jù)極化板和著色層的材料或制造過程的條件來按需設(shè)置。此外，可設(shè)置用作黑色矩陣的擋光膜。
[0204]在這個實施例中，為減少薄膜晶體管的表面粗糙度以及為提高薄膜晶體管的可靠性，將用作保護膜或平坦化絕緣膜的絕緣層(絕緣層4020和絕緣層4021)覆蓋實施例2獲得的薄膜晶體管。注意，設(shè)置保護膜來防止諸如有機物質(zhì)、金屬或空氣中存在的濕氣之類的污染雜質(zhì)的進入，且保護膜優(yōu)選地是致密膜?？捎脼R射法將該保護膜形成為氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜、和/或氮氧化鋁膜的單層或?qū)盈B。雖然在此實施例中描述了通過濺射方法形成保護膜的示例，但本發(fā)明不限于此方法，而且可采用多種方法。
[0205]在此實施例中，形成具有層疊結(jié)構(gòu)的絕緣層4020作為保護膜。此處，用濺射方法形成氧化硅膜作為絕緣層4020的第一層。使用氧化硅膜作為保護膜具有防止用作源電極層和漏電極層的鋁膜的小丘的效果。
[0206]形成絕緣層作為保護膜的第二層。此處，用濺射方法形成氮化硅膜作為絕緣層4020的第二層。將氮化硅膜用作保護膜可防止鈉離子等移動離子進入半導(dǎo)體區(qū)，從而可抑制TFT的電特性變化。
[0207]在形成保護膜之后，可在該氧化物半導(dǎo)體層上進行退火(300°C到400°C范圍內(nèi))。
[0208]形成絕緣層4021作為平坦化絕緣膜?？墒褂弥T如聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、聚酰胺或環(huán)氧樹脂之類的耐熱性有機材料形成絕緣層4021。除這些有機材料之外，還有可能使用低介電常數(shù)材料(低k材料)、硅氧烷基樹脂、磷硅玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)等。注意，可通過堆疊使用這些材料組成的多層絕緣膜來形成絕緣層4021。
[0209]注意，娃氧燒基的樹脂對應(yīng)于含有使用娃氧燒基材料作為原始材料形成的S1-O-Si鍵的樹脂。娃氧燒基樹脂可包括用有機基團(例如燒基團或芳香基團)或氣基團作為取代基團。此外，該有機基團可包括氟基團。
[0210]對于形成絕緣層4021的方法沒有特殊限制。取決于材料，可用諸如濺射法、SOG法、旋涂法、浸漬法、噴涂法、液滴噴射法(例如噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)之類的方法、或者諸如刮刀、輥筒、幕涂機、刮刀式涂膠機之類的工具形成絕緣層4021。在使用材料溶液形成絕緣層4021的情況下，可在烘焙步驟同時在該氧化物半導(dǎo)體層上進行退火(在300°C到400°C范圍內(nèi))。絕緣層4021的烘焙步驟也用作氧化物半導(dǎo)體層的退火步驟，藉此可高效地制造半導(dǎo)體器件。
[0211]可使用諸如包含氧化媽的氧化銦、包含氧化媽的氧化鋅銦、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化錫銦、氧化錫銦(下文稱為ΙΤ0)、氧化鋅銦或添加了氧化硅的氧化錫銦之類的透光導(dǎo)電材料形成像素電極層4030和對電極層4031。
[0212]可選地，像素電極層4030和對電極層4031可使用含有導(dǎo)電大分子的導(dǎo)電組成物(也被稱為導(dǎo)電聚合物)而形成。優(yōu)選的是使用導(dǎo)電組合物形成的像素電極具有10，000 Ω /平方或更低的薄層電阻和在550nm波長下的70%或更高的透射率。此外，導(dǎo)電組合物中包含的導(dǎo)電大分子的電阻率優(yōu)選地為小于或等于0.1 Ω.cm。
[0213]作為該導(dǎo)電大分子，可使用所謂的電子共軛導(dǎo)電聚合物。例如，可給出其聚苯胺和/或衍生物、其聚吡咯和/或衍生物、其聚噻吩和/或衍生物、或這些材料中的兩種或更多種的共聚物等。
[0214]進一步，通過FPC 4018對單獨形成的信號線驅(qū)動器電路4003以及掃描線驅(qū)動器電路4004或像素部分4002提供多個信號和電勢。
[0215]在這個實施例中，由與液晶元件4013中所包括的像素電極層4030相同的導(dǎo)電膜形成連接端子電極4015，而由與薄膜晶體管4010和4011的源電極層和漏電極層相同的導(dǎo)電膜形成端子電極4016。
[0216]連接端子電極4015通過各向異性導(dǎo)電膜4019電連接至FPC 4018中包括的端子。
[0217]注意圖15AU15A2和15B示出其中在第一襯底4001上單獨地形成并安裝信號線驅(qū)動器電路4003的示例；然而，這個實施例不限于這個結(jié)構(gòu)?？蓡为毿纬蓲呙杈€驅(qū)動器電路然后安裝，或單獨形成僅信號線驅(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。
[0218]圖16示出液晶顯示模塊的示例，該液晶顯示模塊被使用設(shè)置了通過應(yīng)用實施例1和2中所描述的TFT的TFT的襯底(S卩，TFT襯底2600)形成為半導(dǎo)體器件。
[0219]圖16示出液晶顯示模塊的示例，其中TFT襯底2600和對襯底2601通過密封劑2602相互固定，而包括TFT等的像素部分2603、包括液晶層的顯示元件2604、著色層2605等被設(shè)置以形成顯示區(qū)。此外，TFT襯底2600和對襯底2601各自被設(shè)置有極化板2607和極化板2606。著色層2605是實現(xiàn)彩色顯示所必需的。在RGB系統(tǒng)中，為像素設(shè)置了對應(yīng)于紅色、綠色以及藍色的著色層。在TFT襯底2600和對襯底2601的外側(cè)設(shè)置極化板2606、極化板2607以及漫射板2613。光源包括冷陰極管2610和反射板2611。電路板2612通過柔性線路板2609連接至TFT襯底2600的引線電路部分2608，且包括諸如控制電路或電源電路之類的外部電路。極化板和液晶層可堆疊，而且它們之間有阻滯板。
[0220]對于液晶顯示模塊，可使用扭曲向列(TN)模式、共面切換(IPS)模式、邊緣場切換(FFS)模式、多疇垂直取向(MVA)模式、圖像垂直調(diào)整(PVA)模式、軸對稱排列微單元(ASM)模式、光學(xué)補償雙折射(OCB)模式、鐵電液晶(FLC)模式、反鐵電液晶(AFLC)模式等。
[0221]通過上述步驟，可將高度可靠的液晶顯示面板制造為半導(dǎo)體器件。
[0222]注意，在這個實施例中所示的結(jié)構(gòu)可按需結(jié)合其他實施例中所示的結(jié)構(gòu)。
[0223](實施例5)
[0224]在這個實施例中，透光顯示設(shè)備的示例將被描述為應(yīng)用了實施例1和2中所描述的薄膜晶體管的半導(dǎo)體器件。作為顯示設(shè)備中包括的顯示元件，此處描述了利用電致發(fā)光的發(fā)光元件。利用電致發(fā)光的發(fā)光元件是根據(jù)發(fā)光材料是有機化合物還是無機化合物來分類的。一般而言，前者被稱為有機EL元件，而后者被稱為無機EL元件。
[0225]在有機EL元件中，通過對發(fā)光元件施加電壓，電子和空穴分別從一對電極注入包含發(fā)光有機化合物的層中，且電流流動。然后載流子(電子和空穴)重新組合，因此發(fā)光有機化合物發(fā)光。由于這種機制，此發(fā)光元件被稱為電流激發(fā)發(fā)光元件。
[0226]無機EL元件根據(jù)它們的元件結(jié)構(gòu)分類為分散型無機EL元件和薄膜無機EL元件。分散型無機EL元件包括發(fā)光材料的粒子分散在粘合劑中的發(fā)光層，而且其發(fā)光機制是利用施主能級和受主能級的施主-受主重新組合型發(fā)光。薄膜無機EL元件具有發(fā)光層夾在介電層之間的結(jié)構(gòu)，而介電層又進一步夾在電極之間，其發(fā)光機制是利用金屬離子的內(nèi)層電子躍迀的局部型發(fā)光。注意，此處將有機EL元件描述為發(fā)光元件。
[0227]圖17示出可應(yīng)用數(shù)字時間灰度驅(qū)動的作為施加本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的示例的像素結(jié)構(gòu)的示例。
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