显示装置及电子设备的制作方法

1.本发明的一个方式涉及一种显示装置。
2.注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition ofmatter)。由此，更具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的一个例子可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、摄像装置、这些装置的工作方法或者这些装置的制造方法。
3.注意，在本说明书等中，半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。晶体管和半导体电路为半导体装置的一个方式。另外，存储装置、显示装置、摄像装置、电子设备有时包括半导体装置。


背景技术：

4.利用形成在衬底上的金属氧化物构成晶体管的技术受到关注。例如，专利文献1及专利文献2公开了一种将使用氧化锌或in-ga-zn类氧化物的晶体管用于显示装置的像素的开关元件等的技术。[先行技术文献][专利文献]
[0005]
[专利文献1]日本专利申请公开第2007-123861号公报[专利文献2]日本专利申请公开第2007-96055号公报


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
[0006]
在使用有机el元件等发光器件的显示装置中，与发光器件的一个电极连接驱动晶体管且由驱动晶体管流动的电流控制发光器件的亮度。
[0007]
在作为驱动晶体管使用n沟道型晶体管的情况下，驱动晶体管的源极与发光器件的阳极连接。在此，有时发光器件的阴极电位(公共电位)在高灰度显示(高亮度显示)中受到电极的电阻等的影响而变动或示出位置依赖性。阴极电位的变动使n沟道型晶体管的vgs(栅极-源极间电压)变化。因此，有时在所输入的图像数据与发光器件的亮度之间产生偏差。
[0008]
另一方面，在作为驱动晶体管使用p沟道型晶体管的情况下，可以避免上述技术问题。但是，将一般的在沟道形成区域中包含硅的晶体管的关态电流(off-state current)很高，低电平电位(低灰度)的传输特性不充分。此外，发生布局自由度较低的问题，例如需要考虑电流的大小控制、饱和特性等延长沟道长度等。
[0009]
因此，本发明的一个方式的目的之一是提供一种适于宽灰度显示的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有优良的显示特性的显示装置。
[0010]
本发明的一个方式的目的之一是提供一种低功耗的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的显示装置。本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的显示装置等。本发明的一个方式的目的之一是提供一种上述显示装置的工作方法。本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置等。
[0011]
注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。注意，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽出上述以外的目的。解决技术问题的手段
[0012]
本发明的一个方式涉及一种适于宽灰度显示的显示装置。
[0013]
本发明的一个方式是一种在像素中包括第一晶体管、第二晶体管及发光器件的显示装置，第一晶体管的源极和漏极中的一个与第二晶体管的源极和漏极中的一个电连接，第二晶体管的源极和漏极中的另一个与发光器件的阳极电连接，第一晶体管为p沟道型晶体管，第二晶体管为n沟道型晶体管。
[0014]
优选的是，第一晶体管在沟道形成区域中包含硅，第二晶体管在沟道形成区域中包含金属氧化物，金属氧化物包含in、zn及m(m为al、ti、ga、ge、sn、y、zr、la、ce、nd或hf)。
[0015]
像素可以还包括第三晶体管、第四晶体管及第五晶体管，第三晶体管的源极和漏极中的一个可以与第一晶体管的栅极电连接，第四晶体管的源极和漏极中的一个可以与第二晶体管的栅极电连接，第五晶体管的源极和漏极中的一个可以与第二晶体管的源极和漏极中的另一个电连接。
[0016]
优选的是，第三晶体管、第四晶体管及第五晶体管在沟道形成区域中包含金属氧化物，金属氧化物包含in、zn及m(m为al、ti、ga、ge、sn、y、zr、la、ce、nd或hf)。
[0017]
显示装置可以还包括第一电路，第一电路可以具有输出第一数据电位及第二数据电位的功能，第一数据电位和第二数据电位中的一个可以与对第一电路的输入电位相等，第一数据电位和第二数据电位中的另一个可以是使输入电位二值化的电位，第一数据电位和第二数据电位中的一个可以通过第三晶体管被输入到第一晶体管的栅极，第一数据电位和第二数据电位中的另一个可以通过第四晶体管被输入到第二晶体管的栅极。
[0018]
第一电路可以包括cmos型反相器电路，cmos型反相器电路可以包括在沟道形成区域中包含硅的p沟道型晶体管及在沟道形成区域中包含金属氧化物的n沟道型晶体管，金属氧化物可以包含in、zn及m(m为al、ti、ga、ge、sn、y、zr、la、ce、nd或hf)。发明效果
[0019]
通过使用本发明的一个方式，可以提供一种适于宽灰度显示的显示装置。通过使用本发明的一个方式，可以提供一种具有优良的显示特性的显示装置。
[0020]
通过使用本发明的一个方式，可以提供一种低功耗的显示装置。通过使用本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的显示装置。通过使用本发明的一个方式，可以提供一种新颖的显示装置等。通过使用本发明的一个方式，可以提供一种上述显示装置的工作方法。通过使用本发明的一个方式，可以提供一种新颖的半导体装置等。附图简要说明
[0021]
图1是说明像素电路的图。图2a及图2b是说明现有的像素电路的图。
图3a是说明信号生成电路的图。图3b是说明缓冲器电路的图。图4a是说明源极驱动器的输出电位的图。图4b是说明缓冲器电路的输出电位的图。图5是说明信号生成电路及像素电路的工作的图。图6是说明信号生成电路及像素电路的工作的图。图7是说明显示装置的图。图8a至图8c是说明显示装置的图。图9a及图9b是说明触摸面板的图。图10是说明显示装置的图。图11a至图11c是说明晶体管的图。图12a至图12c是说明晶体管的图。图13a及图13b是说明晶体管的图。图14a至图14f是说明电子设备的图。实施发明的方式
[0022]
使用附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于下面说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。注意，在下面所说明的发明的结构中，在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。注意，有时在不同的附图中适当地省略或改变相同构成要素的阴影。
[0023]
另外，即使在电路图上为一个要素，如果在功能上没有问题，该要素也可以使用多个要素构成。例如，有时被用作开关的多个晶体管可以串联或并联连接。此外，有时对电容器进行分割并将其配置在多个位置上。
[0024]
此外，有时一个导电体具有布线、电极及端子等多个功能，在本说明书中，有时对同一要素使用多个名称。另外，即使在电路图上示出要素之间直接连接的情况，有时实际上该要素之间通过多个导电体连接，本说明书中这种结构也包括在直接连接的范畴内。
[0025]
(实施方式1)在本实施方式中，参照附图说明本发明的一个方式的显示装置。
[0026]
本发明的一个方式是一种显示装置，该显示装置在像素中包括：被用作驱动晶体管的两个晶体管；以及一个发光器件(也称为发光元件)。两个晶体管及发光器件串联连接。当将一个晶体管用作驱动晶体管时，将另一个晶体管用作开关。
[0027]
两个晶体管为p沟道型晶体管与n沟道型晶体管的组合。p沟道型晶体管被用作进行高灰度(高亮度)显示时的驱动晶体管。此时，n沟道型晶体管处于低电阻导通状态。此外，n沟道型晶体管被用作进行低灰度(低亮度)显示时的驱动晶体管。此时，p沟道型晶体管处于低电阻导通状态。通过具有这种结构，可以抑制进行高灰度显示时的栅极-源极间电压(vgs)的变动。
[0028]
此外，通过作为n沟道型晶体管使用在沟道形成区域中包含金属氧化物的晶体管(以下os晶体管)，可以提高低灰度显示的显示特性。os晶体管具有关态电流极低的特性。
[0029]
驱动晶体管可以根据输入到像素的二值的信号电位来切换。由设置在源极驱动器
与像素之间的信号生成电路生成二值的信号电位。信号生成电路将如下两个信号电位输出到像素，即从源极驱动器输入的数据电位以及使该数据电位二值化的电位。二值的信号电位可以作为栅极电位使用，该栅极电位用来使被用作开关的晶体管低电阻导通。
[0030]
图1是本发明的一个方式的显示装置所包括的像素的电路图。像素10包括晶体管101、晶体管102、晶体管103、晶体管104、晶体管105、电容器106、电容器107及发光器件108。注意，也可以具有不设置晶体管105的结构。
[0031]
晶体管101的源极和漏极中的一个与电容器106的一个电极及晶体管103的栅极电连接。晶体管102的源极和漏极中的一个与电容器107的一个电极及晶体管104的栅极电连接。晶体管103的源极和漏极中的一个与晶体管104的源极和漏极中的一个电连接。晶体管103的源极和漏极中的另一个与电容器106的另一个电极电连接。晶体管104的另一个电极与发光器件108的阳极、电容器107的另一个电极及晶体管105的源极和漏极中的一个电连接。
[0032]
晶体管101的源极和漏极中的另一个与布线121电连接。晶体管102的源极和漏极中的另一个与布线122电连接。晶体管103的源极和漏极中的另一个与布线123电连接。晶体管105的源极和漏极中的另一个与布线124电连接。发光器件108的阴极与布线129电连接。晶体管101的栅极及晶体管102的栅极与布线125电连接。晶体管105的栅极与布线126电连接。
[0033]
布线121及布线122为连接像素10与下述信号生成电路40及源极驱动器20的源极线。布线123及布线129可以为电源线，布线123可以为高电位电源线，布线129可以为低电位电源线。布线124为供应复位电位(例如低电位)的布线。布线125及布线126为控制与各布线连接的晶体管的工作的栅极线。
[0034]
在此，晶体管101、晶体管102及晶体管105被用作开关。晶体管103及晶体管104被用作发光器件108的驱动晶体管或开关。晶体管103是p沟道型晶体管，晶体管104是n沟道型晶体管。电容器106及电容器107被用作存储电容器。注意，在图1中，虽然将晶体管101、晶体管102及晶体管105表示为n沟道型晶体管，但是它们也可以为p沟道型晶体管。
[0035]
图2a是现有的像素电路的例子，该像素电路包括三个n沟道型晶体管(晶体管302、304、305)、电容器307及发光器件308。
[0036]
晶体管304是驱动晶体管，数据电位通过晶体管302被供应到晶体管304的栅极。此时，通过晶体管305向晶体管304的源极供应复位电位。就是说，由于可以在晶体管304的源极电位稳定的状态下供应栅极电位，所以vgs为理想的值。
[0037]
另一方面，显示装置包括多个发光器件，其阴极与公共电极com连接。这里，在公共电极com使用其电阻比金属高的透光导电膜(例如，铟锡氧化物等)的情况下，在以高灰度(高亮度)显示时很多电流流过，有时公共电极com中产生电压下降。由于发光器件在发光时也被用作恒电压元件，所以在公共电极com的电位(阴极的电位)变化时阳极的电位也变化。
[0038]
理想的是由作为存储电容器的电容器307保持vgs，但是受到对晶体管304的栅极附上的寄生电容cp的影响而晶体管304的栅极电位的变化量小于源极电位(阳极电位)的变化量。就是说，因为vgs变小，所以发生不能够得到所希望的亮度的问题。
[0039]
图2b是现有的像素电路的另一个例子，该像素电路包括两个p沟道型晶体管(晶体管301、晶体管303)、电容器306及发光器件309。
[0040]
晶体管303是驱动晶体管，数据电位通过晶体管301被供应到晶体管303的栅极。在此，因为晶体管303的源极与能够使用低电阻金属布线等的电源线323电连接，源极电位一直稳定，vgs为理想的值。
[0041]
但是，一般的p沟道型晶体管由在沟道形成区域中包含硅的晶体管(以下，si晶体管)形成。由于si晶体管的关态电流较高，所以低电平电位的传输特性较低。因此，在低灰度(低亮度)显示时，发生不呈现充分的灰度性的问题。
[0042]
此外，在将si晶体管用于像素电路的情况下，还发生布局自由度较低的问题，例如需要考虑电流的大小控制、饱和特性等延长沟道长度等。
[0043]
本发明的一个方式是一种能够补充上述现有的电路及si晶体管的缺点的适于宽灰度显示的显示装置。
[0044]
在本发明的一个方式的显示装置中，在进行高灰度显示时，作为驱动晶体管使用晶体管103(p沟道型si晶体管)。在进行低灰度(低亮度)显示时，作为驱动晶体管使用晶体管104(n沟道型os晶体管)。此外，晶体管101、晶体管102及晶体管105可以使用si晶体管和os晶体管的双方。
[0045]
通过具有这种结构，可以抑制在将n沟道型晶体管用作驱动晶体管时高灰度显示所引起的vgs的变化，而可以提高高灰度的显示质量。
[0046]
此外，因为在高灰度显示中由较大的电流进行控制，所以不需要延长沟道长度抑制电流等。就是说，由于可以使用短沟道长度的晶体管，所以布局的自由度得到提高。此外，即便使用关态电流较高的si晶体管也不影响到显示。
[0047]
si晶体管的沟道形成区域可以使用非晶硅、微晶硅、多晶硅、单晶硅等。注意，在玻璃衬底上等的绝缘表面上设置晶体管且该晶体管为p沟道型晶体管时，优选使用多晶硅。
[0048]
高品质多晶硅可以通过使用激光晶化容易得到，即使采用p沟道型晶体管也可以形成高迁移率的晶体管。此外，高品质多晶硅也可以通过对非晶硅添加镍或钯等金属催化剂并进行加热的固相生长法得到。另外，通过对使用金属催化剂的固相生长法形成的多晶硅进行激光照射，可以进一步提高结晶性。注意，由于金属催化剂残留在多晶硅中，使晶体管的电特性劣化，所以优选在沟道形成区域以外设置添加磷或稀有气体等的区域并在该区域俘获金属催化剂。
[0049]
在低灰度显示中，n沟道型晶体管为驱动晶体管。在低灰度部较多的显示中，因为流过显示装置的像素整体的电流较小，所以不容易发生与发光器件的阴极连接的公共电极的电压下降。就是说，可以忽略上述vgs的变化的影响。此外，作为该n沟道型晶体管，优选使用os晶体管。
[0050]
由于os晶体管的半导体层具有大能隙，所以可以呈现极低的关态电流特性，仅为几ya/μm(每沟道宽度1μm的电流值)。因此，与作为驱动晶体管使用si晶体管的情况相比，可以提高低电平电位的传输特性，从而可以提高低灰度的显示质量。
[0051]
另外，晶体管101、晶体管102也优选使用os晶体管。通过os晶体管的关态电流低的特性，可以长时间保持驱动晶体管(晶体管103、晶体管104)的栅极的电位。因此，即使降低帧频率也可以保持图像。例如，在显示动态图像时采用第一帧频率(例如，60hz以上)，在显示静态图像时切换为比第一帧频率低的第二帧频率(例如，1至10hz左右)，由此可以实现显示装置的低功耗。
[0052]
注意，为了得到本发明的一个方式的效果，不局限于上述结构，像素所包括的所有晶体管也可以用si晶体管形成。或者，像素所包括的所有晶体管也可以用os晶体管形成。
[0053]
作为用于os晶体管的半导体材料，可以使用能隙为2ev以上，优选为2.5ev以上，更优选为3ev以上的金属氧化物。典型的有含有铟的氧化物半导体等，例如，可以使用后面提到的caac-os或cac-os等。caac-os中构成晶体的原子稳定，适用于重视可靠性的晶体管等。cac-os呈现高迁移率特性，适用于进行高速驱动的晶体管等。
[0054]
与si晶体管不同，os晶体管不会发生碰撞电离、雪崩击穿及短沟道效应等，因此能够形成可靠性高的电路。此外，si晶体管所引起的起因于结晶性的不均匀的电特性不均匀不容易产生在os晶体管中。
[0055]
作为os晶体管中的半导体层，例如可以采用包含铟、锌及m(铝、钛、镓、锗、钇、锆、镧、铈、锡、钕或铪等金属)的以“in-m-zn类氧化物”表示的膜。典型的是，in-m-zn类氧化物可以通过溅射法形成。或者，也可以通过ald(atomic layer deposition：原子层沉积)法形成。
[0056]
用来采用溅射法形成in-m-zn类氧化物的溅射靶材的金属元素的原子个数比优选满足in≥m及zn≥m。这种溅射靶材的金属元素的原子个数比优选为in:m:zn＝1:1:1、in:m:zn＝1:1:1.2、in:m:zn＝3:1:2、in:m:zn＝4:2:3、in:m:zn＝4:2:4.1、in:m:zn＝5:1:6、in:m:zn＝5:1:7、in:m:zn＝5:1:8等。注意，所形成的半导体层的原子个数比分别有可能在上述溅射靶材中的金属元素的原子个数比的
±
40％的范围内变动。
[0057]
作为半导体层，使用载流子密度低的氧化物半导体。例如，作为半导体层可以使用载流子密度为1
×
10
17
/cm3以下，优选为1
×
10
15
/cm3以下，更优选为1
×
10
13
/cm3以下，进一步优选为1
×
10
11
/cm3以下，更进一步优选为小于1
×
10
10
/cm3，且为1
×
10-9
/cm3以上的氧化物半导体。将这样的氧化物半导体称为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体。该氧化物半导体的缺陷能级密度低，因此可以说是具有稳定的特性的氧化物半导体。
[0058]
注意，本发明不局限于上述记载，可以根据所需的晶体管的半导体特性及电特性(场效应迁移率、阈值电压等)来使用具有适当的组成的材料。另外，优选适当地设定半导体层的载流子密度、杂质浓度、缺陷密度、金属元素与氧的原子个数比、原子间距离、密度等，以得到所需的晶体管的半导体特性。
[0059]
当构成半导体层的氧化物半导体包含第14族元素之一的硅或碳时，氧空位增加，会使该半导体层变为n型。因此，将半导体层中的硅或碳的浓度(通过二次离子质谱分析法测得的浓度)设定为2
×
10
18
atoms/cm3以下，优选为2
×
10
17
atoms/cm3以下。
[0060]
另外，有时当碱金属及碱土金属与氧化物半导体键合时生成载流子，而使晶体管的关态电流增大。因此，将半导体层的碱金属或碱土金属的浓度(通过二次离子质谱分析法测得的浓度)设定为1
×
10
18
atoms/cm3以下，优选为2
×
10
16
atoms/cm3以下。
[0061]
另外，当构成半导体层的氧化物半导体含有氮时生成作为载流子的电子，载流子密度增加而容易n型化。其结果是，具有含有氮的氧化物半导体的晶体管容易变为常开特性。因此，半导体层的氮浓度(利用二次离子质谱分析法测得的浓度)优选为5
×
10
18
atoms/cm3以下。
[0062]
另外，当构成半导体层的氧化物半导体包含氢时，氢与键合于金属原子的氧起反应生成水，因此有时在氧化物半导体中形成氧空位。在氧化物半导体中的沟道形成区域包
含氧空位的情况下，晶体管趋于具有常开启特性。再者，有时氢进入氧空位中的缺陷被用作供体而生成作为载流子的电子。此外，有时由于氢的一部分与键合于金属原子的氧键合，生成作为载流子的电子。因此，使用包含较多的氢的氧化物半导体的晶体管容易具有常开启特性。
[0063]
氢进入氧空位中的缺陷会被用作氧化物半导体的供体。然而，难以对该缺陷定量地进行评价。因此，在氧化物半导体中，有时不是根据供体浓度而是根据载流子浓度对缺陷进行评价。由此，在本说明书等中，有时作为氧化物半导体的参数，不采用供体浓度而采用假定为不被施加电场的状态的载流子浓度。就是说，有时也可以将本说明书等所记载的“载流子浓度”称为“供体浓度”。
[0064]
由此，优选尽可能减少氧化物半导体中的氢。具体而言，在氧化物半导体中，利用二次离子质谱(sims：secondary ion mass spectrometry)测得的氢浓度低于1
×
10
20
atoms/cm3，优选低于1
×
10
19
atoms/cm3，更优选低于5
×
10
18
atoms/cm3，进一步优选低于1
×
10
18
atoms/cm3。通过将氢等杂质被充分减少的氧化物半导体用于晶体管的沟道形成区域，可以赋予稳定的电特性。
[0065]
另外，半导体层例如也可以具有非单晶结构。非单晶结构例如包括具有c轴取向的结晶的caac-os(c-axis aligned crystalline oxide semiconductor)、多晶结构、微晶结构或非晶结构。在非单晶结构中，非晶结构的缺陷态密度最高，而caac-os的缺陷态密度最低。
[0066]
非晶结构的氧化物半导体膜例如具有无秩序的原子排列且不具有结晶成分。或者，非晶结构的氧化物膜例如是完全的非晶结构且不具有结晶部。
[0067]
此外，半导体层也可以为具有非晶结构的区域、微晶结构的区域、多晶结构的区域、caac-os的区域和单晶结构的区域中的两种以上的混合膜。混合膜有时例如具有包括上述区域中的两种以上的区域的单层结构或叠层结构。
[0068]
以下对非单晶半导体层的一个方式的cac(cloud-aligned composite)-os的构成进行说明。
[0069]
cac-os例如是指包含在氧化物半导体中的元素不均匀地分布的构成，其中包含不均匀地分布的元素的材料的尺寸为0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸。注意，在下面也将在氧化物半导体中一个或多个金属元素不均匀地分布且包含该金属元素的区域以0.5nm以上且10nm以下，优选为1nm以上且2nm以下或近似的尺寸混合的状态称为马赛克(mosaic)状或补丁(patch)状。
[0070]
氧化物半导体优选至少包含铟。尤其是，优选包含铟及锌。除此之外，也可以还包含选自铝、镓、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种。
[0071]
例如，in-ga-zn氧化物中的cac-os(在cac-os中，尤其可以将in-ga-zn氧化物称为cac-igzo)是指材料分成铟氧化物(以下，称为ino
x1
(x1为大于0的实数))或铟锌氧化物(以下，称为in
x2
zn
y2oz2
(x2、y2及z2为大于0的实数))以及镓氧化物(以下，称为gao
x3
(x3为大于0的实数))或镓锌氧化物(以下，称为ga
x4
zn
y4oz4
(x4、y4及z4为大于0的实数))等而成为马赛克状，且马赛克状的ino
x1
或in
x2
zn
y2oz2
均匀地分布在膜中的构成(以下，也称为云状)。
[0072]
换言之，cac-os是具有以gao
x3
为主要成分的区域和以in
x2
zn
y2oz2
或ino
x1
为主要成
分的区域混在一起的构成的复合氧化物半导体。在本说明书中，例如，当第一区域的in与元素m的原子个数比大于第二区域的in与元素m的原子个数比时，第一区域的in浓度高于第二区域。
[0073]
注意，igzo是通称，有时是指包含in、ga、zn及o的化合物。作为典型例子，可以举出以ingao3(zno)
m1
(m1为自然数)或in
(1+x0)
ga
(1-x0)
o3(zno)
m0
(-1≤x0≤1，m0为任意数)表示的结晶性化合物。
[0074]
上述结晶性化合物具有单晶结构、多晶结构或caac结构。caac结构是多个igzo的纳米晶具有c轴取向性且在a-b面上以不取向的方式连接的结晶结构。
[0075]
另一方面，cac-os与氧化物半导体的材料构成有关。cac-os是指如下构成：在包含in、ga、zn及o的材料构成中，一部分中观察到以ga为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以in为主要成分的纳米粒子状区域分别以马赛克状无规律地分散。因此，在cac-os中，结晶结构是次要因素。
[0076]
cac-os不包含组成不同的两种以上的膜的叠层结构。例如，不包含由以in为主要成分的膜与以ga为主要成分的膜的两层构成的结构。
[0077]
注意，有时观察不到以gao
x3
为主要成分的区域与以in
x2
zn
y2oz2
或ino
x1
为主要成分的区域之间的明确的边界。
[0078]
在cac-os中包含选自铝、钇、铜、钒、铍、硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种以代替镓的情况下，cac-os是指如下构成：一部分中观察到以该金属元素为主要成分的纳米粒子状区域以及一部分中观察到以in为主要成分的纳米粒子状区域以马赛克状无规律地分散。
[0079]
cac-os例如可以通过在对衬底不进行意图性的加热的条件下利用溅射法来形成。在利用溅射法形成cac-os的情况下，作为成膜气体，可以使用选自惰性气体(典型的是氩)、氧气体和氮气体中的一种或多种。另外，成膜时的成膜气体的总流量中的氧气体的流量比越低越好，例如，将氧气体的流量比设定为0％以上且低于30％，优选为0％以上且10％以下。
[0080]
cac-os具有如下特征：通过根据x射线衍射(xrd：x-ray diffraction)测定法之一的out-of-plane法利用θ/2θ扫描进行测定时，观察不到明确的峰值。也就是说，根据x射线衍射，可知在测定区域中没有a-b面方向及c轴方向上的取向。
[0081]
另外，在通过照射束径为1nm的电子束(也称为纳米束)而取得的cac-os的电子衍射图案中，观察到环状的亮度高的区域(环状区域)以及在该环状区域内的多个亮点。由此，根据电子衍射图案，可知cac-os的结晶结构具有在平面方向及截面方向上没有取向的nc(nano-crystal)结构。
[0082]
另外，例如在in-ga-zn氧化物的cac-os中，根据通过能量分散型x射线分析法(edx：energy dispersive x-ray spectroscopy)取得的edx面分析(mapping)图像，可确认到：具有以gao
x3
为主要成分的区域及以in
x2
zn
y2oz2
或ino
x1
为主要成分的区域不均匀地分布而混合的构成。
[0083]
cac-os的结构与金属元素均匀地分布的igzo化合物不同，具有与igzo化合物不同的性质。换言之，cac-os具有以gao
x3
等为主要成分的区域及以in
x2
zn
y2oz2
或ino
x1
为主要成分的区域互相分离且以各元素为主要成分的区域为马赛克状的构成。
[0084]
在此，以in
x2
zn
y2oz2
或ino
x1
为主要成分的区域的导电性高于以gao
x3
等为主要成分的区域。换言之，当载流子流过以in
x2
zn
y2oz2
或ino
x1
为主要成分的区域时，呈现氧化物半导体的导电性。因此，当以in
x2
zn
y2oz2
或ino
x1
为主要成分的区域在氧化物半导体中以云状分布时，可以实现高场效应迁移率(μ)。
[0085]
另一方面，以gao
x3
等为主要成分的区域的绝缘性高于以in
x2
zn
y2oz2
或ino
x1
为主要成分的区域。换言之，当以gao
x3
等为主要成分的区域在氧化物半导体中分布时，可以抑制泄漏电流而实现良好的开关工作。
[0086]
因此，当将cac-os用于半导体器件时，通过起因于gao
x3
等的绝缘性及起因于in
x2
zn
y2oz2
或ino
x1
的导电性的互补作用可以实现高通态电流(i
on
)及高场效应迁移率(μ)。
[0087]
另外，使用cac-os的半导体器件具有高可靠性。因此，cac-os适用于各种半导体装置的构成材料。
[0088]
在高灰度显示中，在将晶体管103用作驱动晶体管时，晶体管104为电阻器。因此，向晶体管104供应用来使晶体管104处于低电阻导通状态(开关的开启状态)的栅极电位。此外，在低灰度显示中，在将晶体管104用作驱动晶体管时，晶体管103为电阻器。因此，向晶体管103供应用来使晶体管103处于低电阻导通状态(开关的开启状态)的栅极电位。
[0089]
如此，向像素10供应用来进行显示的数据电位及用来进行开关工作的电位。在本发明的一个方式中，可以根据使用信号生成电路从源极驱动器供应的数据电位生成用来进行开关工作的电位。
[0090]
图3a是说明在源极驱动器20与像素10之间电连接的信号生成电路40的图。信号生成电路40包括电路40a及电路40b。
[0091]
电路40a将所生成的信号电位输出到布线121。就是说，电路40a是用来生成控制晶体管103的信号电位的电路。此外，电路40b将所生成的信号电位输出到布线122。就是说，电路40b是用来生成控制晶体管104的信号电位的电路。
[0092]
电路40a包括缓冲器电路41a及选择电路45a。缓冲器电路41a例如可以具有图3b所示的串联连接偶数级的cmos反相器电路42的结构。cmos反相器电路42可以包括p沟道型晶体管43p及n沟道型晶体管43n。注意，图3b示出串联连接两级的cmos反相器电路42的结构，但是也可以串联连接四级以上的偶数级的cmos反相器电路42。
[0093]
选择电路45a包括反相器电路46a、晶体管47a及晶体管48a。源极驱动器20的输出端子与晶体管47a的源极和漏极中的一个及缓冲器电路41a的输入端子电连接。缓冲器电路41a的输出端子与晶体管47a的栅极、晶体管48a的源极和漏极中的一个及反相器电路46a的输入端子电连接。反相器电路46b的输出端子与晶体管48a的栅极电连接。晶体管47a的源极和漏极中的另一个及晶体管48a的源极和漏极中的另一个与布线121电连接。
[0094]
电路40b包括缓冲器电路41b及选择电路45b。缓冲器电路41b可以具有与缓冲器电路41a同样的结构。
[0095]
选择电路45b包括反相器电路46b、晶体管47b及晶体管48b。源极驱动器20的输出端子与晶体管48b的源极和漏极中的一个及缓冲器电路41b的输入端子电连接。缓冲器电路41b的输出端子与晶体管47b的栅极、晶体管47b的源极和漏极中的一个及反相器电路46b的输入端子电连接。反相器电路46b的输出端子与晶体管48b的栅极电连接。晶体管47b的源极和漏极中的另一个及晶体管48b的源极和漏极中的另一个与布线122电连接。
[0096]
信号生成电路40可以由si晶体管形成。或者，也可以由si晶体管形成信号生成电路40所包括的p沟道型晶体管，由os晶体管形成n沟道型晶体管。当用于像素10的晶体管104为os晶体管时，通过作为信号生成电路40的n沟道型晶体管使用os晶体管，不需要由si晶体管形成n沟道型晶体管的工序，由此可以减少制造成本。
[0097]
输入到信号生成电路40的电位为源极驱动器20所输出的数据电位，缓冲器电路41a、缓冲器电路41b具有使该数据电位二值化的功能。因此，选择电路45a、选择电路45b被输入该数据电位和使该数据电位二值化的电位。此时，表1示出信号生成电路40(选择电路45a、选择电路45b)所输出的信号电位。
[0098]
[表1]
[0099]
注意，只要相对于信号生成电路40的输入电位的选择电路45a的输出电位及选择电路45b的输出电位与表1相同，则可以使用图3a所示的结构以外的电路作为信号生成电路40。
[0100]
这里，“datah”、“datal”为数据电位(图像数据)。图4a是示出显示的灰度与源极驱动器20的输出电位的关系的图。低灰度一侧的输出电位为“datal”，高灰度一侧的输出电位为“datah”。注意，在图4a中，虽然两者的边界为中央附近的灰度，但是两者的边界也可以为比该灰度靠近低灰度一侧或高灰度一侧。
[0101]“datal”为输入到作为n沟道型晶体管的晶体管104的栅极的数据电位。因此，灰度与输出电位成正比，灰度越高输出电位越大。“datah”为输入到作为p沟道型晶体管的晶体管103的栅极的数据电位。因此，灰度与输出电位成反比，灰度越高输出电位越小。
[0102]
从选择电路45a输出的“datah”及从选择电路45b输出的“datal”为与源极驱动器20的输出电位相等的电位。
[0103]
此外，“h”为二值化的高电平电位，“l”为二值化的低电平电位。图4b是示出缓冲器电路41a或缓冲器电路41b的输出特性的图。输入数据为源极驱动器20所输出的数据电位，在被输入上述“datal”时由于两级反相器的工作而输出二值化的电位“l”。此外，在被输入“datah”时由于两级反相器的工作而输出二值化的电位“h”。
[0104]
从选择电路45a输出的电位“l”及从选择电路45b输出的电位“h”为由缓冲器电路41a或缓冲器电路41b使源极驱动器20所输出的数据电位二值化的电位。注意，“datah”、“datal”、“h”、“l”的大小关系成为“l”≤“datal”《“datah”≤“h”。
[0105]
图5是示出源极驱动器20所输出的数据电位为“datah”(高灰度)时的信号生成电路40及像素10的工作的图。如表1所示，在从源极驱动器20向信号生成电路40输入数据电位“datah”时，信号生成电路40向布线121输出数据电位“datah”，向布线122输出电位“h”。
[0106]
数据电位“datah”通过晶体管101被输入到晶体管103的栅极，晶体管103使与数据电位“datah”对应的电流流过。电位“h”通过晶体管102被输入到晶体管104的栅极。此时，因为晶体管104是n沟道型晶体管，所以其处于低电阻导通状态。
[0107]
就是说，晶体管103被用作发光器件108的驱动晶体管，晶体管104被用作开关。
[0108]
在此，因为晶体管104不被用作驱动晶体管，所以即使在高灰度显示中发光器件108的阳极电位及vgs变化也不影响到显示。由此，可以提高高灰度显示时的显示质量。
[0109]
图6是示出源极驱动器20所输出的数据电位为“datal”(低灰度)时的信号生成电路40及像素10的工作的图。如表1所示，在从源极驱动器20向信号生成电路40输入数据电位“datal”时，信号生成电路40向布线121输出电位“l”，向布线122输出数据电位“datal”。
[0110]
电位“l”通过晶体管101被输入到晶体管103的栅极。此时，因为晶体管103是p沟道型晶体管，所以其处于低电阻导通状态。数据电位“datal”通过晶体管102被输入到晶体管104的栅极，晶体管104使与数据电位“datal”对应的电流流过。
[0111]
就是说，晶体管103被用作开关，晶体管104被用作发光器件108的驱动晶体管。
[0112]
这里，通过作为晶体管104使用关态电流较低的os晶体管，可以提高低灰度显示时的灰度性。就是说，在本发明的一个方式的显示装置中，可以提高低灰度至高灰度的显示质量。
[0113]
图7是说明本发明的一个方式的显示装置的图。显示装置包括像素阵列11、源极驱动器20、栅极驱动器30及信号生成电路40。像素阵列11包括在列方向及行方向上配置的像素10。像素10具有本实施方式所说明的两个驱动晶体管。注意，简单地示出布线，设置与上述本发明的一个方式的像素10所包括的构成要素连接的布线。
[0114]
源极驱动器20及栅极驱动器30可以使用移位寄存器等时序电路。
[0115]
注意，源极驱动器20及栅极驱动器30可以采用通过cof(chip on film：覆晶薄膜封装)法、cog(chip on glass：玻璃覆晶封装)法、tcp(tape carrier package：带载封装)法等将ic芯片设置在外部的方法。或者，源极驱动器20及栅极驱动器30也可以使用与像素阵列11在共同工序中制造的晶体管形成在与像素阵列11同一衬底上。
[0116]
这里示出栅极驱动器30配置在像素阵列11的一侧的例子，但也可以隔着像素阵列11对置地设置两个栅极驱动器30并将驱动行分割。
[0117]
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
[0118]
(实施方式2)本实施方式对使用发光器件的显示装置的结构例子进行说明。注意，在本实施方式中省略实施方式1已说明的显示装置的构成要素、工作及功能。
[0119]
在本实施方式所说明的显示装置中可以使用实施方式1所说明的像素10及信号生成电路40。注意，在下面说明的扫描线驱动电路相当于栅极驱动器，而信号线驱动电路相当于源极驱动器。
[0120]
图8a至图8c示出能够使用本发明的一个方式的显示装置的结构。
[0121]
在图8a中，以围绕设置在第一衬底4001上的显示部215的方式设置密封剂4005，显示部215被密封剂4005及第二衬底4006密封。
[0122]
在图8a中，扫描线驱动电路221a、信号线驱动电路231a、信号线驱动电路232a及共通线驱动电路241a都包括设置在印刷电路板4041上的多个集成电路4042。集成电路4042由单晶半导体或多晶半导体形成。共通线驱动电路241a具有对实施方式1所示的布线123、124、129等供应规定电位的功能。
[0123]
通过fpc(flexible printed circuit：柔性印刷电路)4018向扫描线驱动电路
221a、共通线驱动电路241a、信号线驱动电路231a及信号线驱动电路232a供应各种信号及电位。
[0124]
包括于扫描线驱动电路221a及共通线驱动电路241a中的集成电路4042具有对显示部215供应选择信号的功能。包括于信号线驱动电路231a及信号线驱动电路232a中的集成电路4042具有对显示部215供应图像数据的功能。集成电路4042被安装在与由第一衬底4001上的密封剂4005围绕的区域不同的区域中。
[0125]
注意，对集成电路4042的连接方法没有特别的限制，可以使用引线键合法、cof法、cog法以及tcp法等。
[0126]
图8b示出利用cog法安装包含于信号线驱动电路231a及信号线驱动电路232a中的集成电路4042的例子。另外，通过将驱动电路的一部分或整体形成在形成有显示部215的衬底上，可以形成系统整合型面板(system-on-panel)。
[0127]
图8b示出将扫描线驱动电路221a及共通线驱动电路241a形成在形成有显示部215的衬底上的例子。通过同时形成驱动电路与显示部215内的像素电路，可以减少构件数。由此，可以提高生产率。
[0128]
另外，在图8b中，以围绕设置在第一衬底4001上的显示部215、扫描线驱动电路221a以及共通线驱动电路241a的方式设置密封剂4005。显示部215、扫描线驱动电路221a及共通线驱动电路241a上设置有第二衬底4006。由此，显示部215、扫描线驱动电路221a及共通线驱动电路241a通过第一衬底4001、密封剂4005及第二衬底4006与显示器件密封在一起。
[0129]
虽然图8b中示出另行形成信号线驱动电路231a及信号线驱动电路232a并将其安装至第一衬底4001的例子，但是本发明的一个方式不局限于该结构，也可以另行形成扫描线驱动电路并进行安装，或者另行形成信号线驱动电路的一部分或扫描线驱动电路的一部分并进行安装。另外，如图8c所示也可以将信号线驱动电路231a及信号线驱动电路232a形成在形成有显示部215的衬底上。
[0130]
此外，显示装置有时包括显示器件为密封状态的面板和在该面板中安装有包括控制器的ic等的模块。
[0131]
设置于第一衬底上的显示部及扫描线驱动电路包括多个晶体管。作为该晶体管，可以适用实施方式1所示的si晶体管或os晶体管。
[0132]
外围驱动电路所包括的晶体管及显示部的像素电路所包括的晶体管的结构既可以具有相同的结构又可以具有不同的结构。外围驱动电路所包括的晶体管既可以都具有相同的结构，又可以组合两种以上的结构。同样地，像素电路所包括的晶体管既可以都具有相同的结构，又可以组合两种以上的结构。
[0133]
另外，可以在第二衬底4006上设置输入装置4200。对图8a至图8c所示的显示装置设置输入装置4200的结构能够用作触摸面板。
[0134]
对本发明的一个方式的触摸面板所包括的感测器件(也称为传感元件)没有特别的限制。还可以将能够检测出手指或触屏笔等检测对象的接近或接触的各种传感器用作感测器件。
[0135]
例如，作为传感器的方式，可以利用静电电容式、电阻膜式、表面声波式、红外线式、光学式、压敏式等各种方式。
[0136]
在本实施方式中，以包括静电电容式的感测器件的触摸面板为例进行说明。
[0137]
作为静电电容式，有表面型静电电容式、投影型静电电容式等。另外，作为投影型静电电容式，有自电容式、互电容式等。优选使用互电容式，因为可以同时进行多点感测。
[0138]
本发明的一个方式的触摸面板可以采用贴合了分别制造的显示装置和感测器件的结构、在支撑显示器件的衬底和对置衬底中的一方或双方设置有构成感测器件的电极等的结构等各种各样的结构。
[0139]
图9a和图9b示出触摸面板的一个例子。图9a是触摸面板4210的立体图。图9b是输入装置4200的立体示意图。注意，为了明确起见，只示出典型的构成要素。
[0140]
触摸面板4210具有贴合了分别制造的显示装置与感测器件的结构。
[0141]
触摸面板4210包括重叠设置的输入装置4200和显示装置。
[0142]
输入装置4200包括衬底4263、电极4227、电极4228、多个布线4237、多个布线4238及多个布线4239。例如，电极4227可以与布线4237或布线4239电连接。另外，电极4228可以与布线4239电连接。fpc4272b可以与多个布线4237及多个布线4238分别电连接。fpc4272b可以设置有ic4273b。
[0143]
显示装置的第一衬底4001与第二衬底4006之间可以设置触摸传感器。当在第一衬底4001与第二衬底4006之间设置触摸传感器时，除了静电电容式触摸传感器之外还可以使用利用光电转换元件的光学式触摸传感器。
[0144]
图10是沿着图8b中的点划线n1-n2的截面图。图10是作为显示器件使用发光器件的显示装置的一个例子。显示装置包括电极4015，该电极4015与fpc4018的端子通过各向异性导电层4019电连接。另外，在图10中，电极4015在形成于绝缘层4112、绝缘层4111及绝缘层4110的开口中与布线4014电连接。
[0145]
电极4015与第一电极层4030使用同一导电层形成，布线4014与晶体管4010及晶体管4011的源电极及漏电极使用同一导电层形成。
[0146]
另外，设置在第一衬底4001上的显示部215和扫描线驱动电路221a包括多个晶体管，示出显示部215中的晶体管4010及扫描线驱动电路221a中的晶体管4011。虽然图10中作为晶体管4010及晶体管4011示出底栅型晶体管，但是也可以使用顶栅型晶体管。
[0147]
在晶体管4010及晶体管4011上设置有绝缘层4112。另外，在绝缘层4112上形成有分隔壁4510。
[0148]
分隔壁4510使用有机绝缘材料或无机绝缘材料形成。尤其优选使用感光树脂材料，在第一电极层4030上形成开口部，并且将该开口部的侧面形成为具有连续曲率的倾斜面。
[0149]
另外，晶体管4010及晶体管4011设置在绝缘层4102上。另外，晶体管4010及晶体管4011包括形成在绝缘层4111上的电极4017。电极4017可以被用作背栅电极。
[0150]
显示装置包括电容器4020。电容器4020示出包括通过与晶体管4010的栅电极相同的工序形成的电极4021、绝缘层4103、通过与源电极及漏电极相同的工序形成的电极的例子。电容器4020的结构不局限于此，也可以由其他导电层及绝缘层形成。
[0151]
另外，显示装置包括绝缘层4111及绝缘层4104。作为绝缘层4111及绝缘层4104，使用不易使杂质元素透过的绝缘层。通过由绝缘层4111和绝缘层4104夹持晶体管的半导体层，可以防止来自外部的杂质的混入。
[0152]
设置在显示部215中的晶体管4010与显示器件电连接。作为显示器件可以使用发光器件。作为发光器件，例如，可以使用利用电致发光的el器件。el器件在一对电极之间具有包含发光化合物的层(也称为el层)。当使一对电极之间产生高于el器件的阈值电压的电位差时，空穴从阳极一侧注入到el层中，而电子从阴极一侧注入到el层中。被注入的电子和空穴在el层中重新结合，由此，包含在el层中的发光化合物发光。
[0153]
作为el器件，例如可以使用有机el器件或无机el器件。注意，作为发光材料使用化合物半导体的led(包括micro-led)也是el元件之一，也可以使用led。
[0154]
el层除了发光化合物以外也可以还包括空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、空穴阻挡材料、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质或双极性的物质(电子传输性及空穴传输性高的物质)等。
[0155]
el层可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、转印法、印刷法、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
[0156]
无机el器件根据其器件结构而分类为分散型无机el器件和薄膜型无机el器件。分散型无机el器件包括发光层，其中发光材料的粒子分散在粘合剂中，并且其发光机理是利用供体能级和受主能级的供体-受主重新结合型发光。薄膜型无机el器件是其中发光层夹在电介质层之间，并且该夹着发光层的电介质层夹在电极之间的结构，其发光机理是利用金属离子的内壳层电子跃迁的局部型发光。注意，这里作为发光器件使用有机el器件进行说明。
[0157]
为了取出发光，使发光器件的一对电极中的至少一个为透明。在衬底上形成有晶体管及发光器件。作为发光器件都可以采用如下任何发射结构：从与该衬底相反一侧的表面取出发光的顶部发射结构；从衬底一侧的表面取出发光的底部发射结构；以及从两个表面取出发光的双面发射结构。
[0158]
此外，根据需要，可以适当地设置黑矩阵(遮光层)、着色层(滤色片)、偏振构件、相位差构件、抗反射构件等的光学构件(光学衬底)等。
[0159]
作为能够用于遮光层的材料，可以举出碳黑、钛黑、金属、金属氧化物或包含多个金属氧化物的固溶体的复合氧化物等。遮光层也可以为包含树脂材料的膜或包含金属等无机材料的薄膜。另外，也可以对遮光层使用包含着色层的材料的膜的叠层膜。例如，可以采用包含用于使某个颜色的光透过的着色层的材料的膜与包含用于使其他颜色的光透过的着色层的材料的膜的叠层结构。通过使着色层与遮光层的材料相同，除了可以使用相同的设备以外，还可以实现工序简化，因此是优选的。
[0160]
作为能够用于着色层的材料，可以举出金属材料、树脂材料、包含颜料或染料的树脂材料等。遮光层及着色层例如可以利用喷墨法等形成。
[0161]
被用作显示器件的发光器件4513与设置在显示部215中的晶体管4010电连接。虽然发光器件4513具有第一电极层4030、发光层4511及第二电极层4031的叠层结构，但是不局限于该结构。根据从发光器件4513取出光的方向等，可以适当地改变发光器件4513的结构。
[0162]
发光层4511可以使用一个层构成，也可以使用多个层的叠层构成。
[0163]
发光器件4513的发光颜色可以根据构成发光层4511的材料为白色、红色、绿色、蓝色、青色、品红色或黄色等。
[0164]
作为实现彩色显示的方法，有如下方法：组合发光颜色为白色的发光器件4513和着色层的方法；以及在每个像素设置发光颜色不同的发光器件4513的方法。前者的方法的生产率比后者的方法高。另一方面，在后者的方法中，需要根据每个像素形成发光层4511，所以其生产率比前者的方法低。但是，在后者的方法中，可以得到其色纯度比前者的方法高的发光颜色。通过在后者的方法中使发光器件4513具有微腔结构，可以进一步提高色纯度。
[0165]
发光层4511也可以包含量子点等无机化合物。例如，通过将量子点用于发光层，也可以将其用作发光材料。
[0166]
为了防止氧、氢、水分、二氧化碳等侵入发光器件4513，也可以在第二电极层4031及分隔壁4510上形成保护层。作为保护层，可以形成氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝、氮氧化铝、dlc(diamond like carbon)等。此外，在由第一衬底4001、第二衬底4006以及密封剂4005密封的空间中设置有填充剂4514并被密封。如此，为了不暴露于外部气体，优选使用气密性高且脱气少的保护薄膜(粘合薄膜、紫外线固化树脂薄膜等)或覆盖材料进行封装(封入)。
[0167]
作为填充剂4514，除了氮或氩等惰性气体以外，也可以使用紫外线固化树脂或热固化树脂，例如可以使用pvc(聚氯乙烯)、丙烯酸类树脂、聚酰亚胺、环氧类树脂、硅酮类树脂、pvb(聚乙烯醇缩丁醛)或eva(乙烯-醋酸乙烯酯)等。填充剂4514也可以包含干燥剂。
[0168]
作为密封剂4005，可以使用玻璃粉等玻璃材料或者两液混合型树脂等在常温下固化的固化树脂、光固化树脂、热固化树脂等树脂材料。密封剂4005也可以包含干燥剂。
[0169]
另外，根据需要，也可以在发光器件的光射出面上适当地设置诸如偏振片或者圆偏振片(包括椭圆偏振片)、相位差板(λ/4板、λ/2板)、滤色片等的光学薄膜。此外，也可以在偏振片或者圆偏振片上设置抗反射膜。例如，可以进行抗眩光处理，该处理是通过利用表面的凹凸扩散反射光来降低反射眩光的处理。
[0170]
通过使发光器件具有微腔结构，能够提取色纯度高的光。另外，通过组合微腔结构和滤色片，可以防止反射眩光，而可以提高图像的可见度。
[0171]
关于对显示器件施加电压的第一电极层及第二电极层(也称为像素电极层、公共电极层、对置电极层等)，根据取出光的方向、设置电极层的地方以及电极层的图案结构而选择其透光性、反射性，即可。
[0172]
作为第一电极层4030及第二电极层4031，可以使用包含氧化钨的氧化铟、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的氧化铟、铟锡氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、铟锌氧化物、添加有氧化硅的铟锡氧化物等具有透光性的导电材料。
[0173]
此外，第一电极层4030及第二电极层4031可以使用钨(w)、钼(mo)、锆(zr)、铪(hf)、钒(v)、铌(nb)、钽(ta)、铬(cr)、钴(co)、镍(ni)、钛(ti)、铂(pt)、铝(al)、铜(cu)、银(ag)等金属、其合金和其金属氮化物中的一种以上形成。
[0174]
此外，第一电极层4030及第二电极层4031可以使用包含导电高分子(也称为导电聚合体)的导电组成物形成。作为导电高分子，可以使用所谓的π电子共轭导电高分子。例如，可以举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、或者由苯胺、吡咯及噻吩中的两种以上构成的共聚物或其衍生物等。
[0175]
此外，由于晶体管容易因静电等而损坏，所以优选设置用来保护驱动电路的保护电路。保护电路优选使用非线性器件构成。
[0176]
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。
[0177]
(实施方式3)在本实施方式中，参照附图说明可以代替上述实施方式所示的各晶体管而使用的晶体管的一个例子。
[0178]
本发明的一个方式的显示装置可以使用底栅型晶体管或顶栅型晶体管等各种形态的晶体管来制造。因此，可以很容易地对应于现有的生产线更换所使用的半导体层材料及晶体管结构。
[0179]
[底栅型晶体管]图11a示出底栅型晶体管之一的沟道保护型晶体管810的沟道长度方向的截面图。在图11a中，晶体管810形成在衬底771上。另外，晶体管810在衬底771上隔着绝缘层772包括电极746。另外，在电极746上隔着绝缘层726包括半导体层742。电极746可以被用作栅电极。绝缘层726可以被用作栅极绝缘层。
[0180]
另外，在半导体层742的沟道形成区域上包括绝缘层741。此外，在绝缘层726上以与半导体层742的一部分接触的方式包括电极744a及电极744b。电极744a可以被用作源电极和漏电极中的一个。电极744b可以被用作源电极和漏电极中的另一个。电极744a的一部分及电极744b的一部分形成在绝缘层741上。
[0181]
绝缘层741可以被用作沟道保护层。通过在沟道形成区域上设置绝缘层741，可以防止在形成电极744a及电极744b时半导体层742露出。由此，可以防止在形成电极744a及电极744b时半导体层742的沟道形成区域被蚀刻。
[0182]
另外，晶体管810在电极744a、电极744b及绝缘层741上包括绝缘层728，在绝缘层728上包括绝缘层729。
[0183]
当将氧化物半导体用于半导体层742时，优选将能够从半导体层742的一部分中夺取氧而产生氧空位的材料用于电极744a及电极744b的至少与半导体层742接触的部分。半导体层742中的产生氧空位的区域的载流子浓度增加，该区域n型化而成为n型区域(n
+
区域)。因此，该区域能够被用作源区域或漏区域。当将氧化物半导体用于半导体层742时，作为能够从半导体层742中夺取氧而产生氧空位的材料的一个例子，可以举出钨、钛等。
[0184]
通过在半导体层742中形成源区域及漏区域，可以降低电极744a及电极744b与半导体层742的接触电阻。因此，可以使场效应迁移率及阈值电压等晶体管的电特性良好。
[0185]
当将硅等半导体用于半导体层742时，优选在半导体层742与电极744a之间及半导体层742与电极744b之间设置被用作n型半导体或p型半导体的层。用作n型半导体或p型半导体的层可以被用作晶体管的源区域或漏区域。
[0186]
绝缘层729优选使用具有防止杂质从外部扩散到晶体管中或者降低杂质的扩散的功能的材料形成。此外，根据需要也可以省略绝缘层729。
[0187]
在绝缘层729上设置能够被用作背栅极的电极723。电极723可以使用与电极746相同的材料及方法形成。注意，也可以不设置电极723。
[0188]
一般而言，背栅电极使用导电层来形成，并以半导体层的沟道形成区域被栅电极与背栅电极夹持的方式设置。因此，背栅电极可以具有与栅电极同样的功能。背栅电极的电位可以与栅电极相等，也可以为接地电位(gnd电位)或任意电位。另外，通过不跟栅电极联动而独立地改变背栅电极的电位，可以改变晶体管的阈值电压。
[0189]
电极746及电极723都可以被用作栅电极。因此，绝缘层726、绝缘层728及绝缘层729都可以被用作栅极绝缘层。另外，也可以将电极723设置在绝缘层728与绝缘层729之间。
[0190]
注意，当将电极746和电极723中的一个称为“栅电极”时，将另一个称为“背栅电极”。例如，在晶体管810中，当将电极723称为“栅电极”时，将电极746称为“背栅电极”。另外，当将电极723用作“栅电极”时，晶体管810是顶栅型晶体管之一种。此外，有时将电极746和电极723中的一个称为“第一栅电极”，有时将另一个称为“第二栅电极”。
[0191]
通过隔着半导体层742设置电极746及电极723并将电极746及电极723的电位设定为相同，半导体层742中的载流子流过的区域在膜厚度方向上更加扩大，所以载流子的移动量增加。其结果是，晶体管810的通态电流增大，并且场效应迁移率也增高。
[0192]
因此，晶体管810是相对于占有面积具有较大的通态电流的晶体管。也就是说，可以相对于所要求的通态电流缩小晶体管810的占有面积。
[0193]
另外，由于栅电极及背栅电极使用导电层形成，因此具有防止在晶体管的外部产生的电场影响到形成沟道的半导体层的功能(尤其是对静电等的电场遮蔽功能)。另外，当将背栅电极形成得比半导体层大以使用背栅电极覆盖半导体层时，能够提高电场遮蔽功能。
[0194]
另外，通过使用具有遮光性的导电膜形成背栅电极，能够防止光从背栅电极一侧入射到半导体层。由此，能够防止半导体层的光劣化，并防止晶体管的阈值电压漂移等电特性劣化。
[0195]
图11b示出与图11a不同的结构的沟道保护型晶体管820的沟道长度方向的截面图。晶体管820具有与晶体管810大致相同的结构，而不同之处在于：绝缘层741覆盖半导体层742的端部。在选择性地去除绝缘层741的重叠于半导体层742的部分而形成的开口部中，半导体层742与电极744a电连接。另外，在选择性地去除绝缘层741的重叠于半导体层742的部分而形成的其他开口部中，半导体层742与电极744b电连接。绝缘层741的与沟道形成区域重叠的区域可以被用作沟道保护层。
[0196]
通过设置绝缘层741，可以防止在形成电极744a及电极744b时产生的半导体层742的露出。因此，可以防止在形成电极744a及电极744b时半导体层742被薄膜化。
[0197]
另外，与晶体管810相比，晶体管820的电极744a与电极746之间的距离及电极744b与电极746之间的距离更长。因此，可以减少产生在电极744a与电极746之间的寄生电容。此外，可以减少产生在电极744b与电极746之间的寄生电容。
[0198]
图11c示出作为底栅型晶体管之一的沟道蚀刻型晶体管825的沟道长度方向的截面图。在晶体管825中，不使用绝缘层741形成电极744a及电极744b。因此，在形成电极744a及电极744b时露出的半导体层742的一部分有时被蚀刻。另一方面，由于不设置绝缘层741，可以提高晶体管的生产率。
[0199]
[顶栅型晶体管]图12a所例示的晶体管842是顶栅型晶体管之一。电极744a及电极744b在形成于绝缘层728及绝缘层729中的开口与半导体层742电连接。
[0200]
另外，去除不与电极746重叠的绝缘层726的一部分，以电极746及剩余的绝缘层726为掩模将杂质引入到半导体层742，由此可以在半导体层742中以自对准(self-alignment)的方式形成杂质区域。晶体管842包括绝缘层726超过电极746的端部延伸的区
域。半导体层742的通过绝缘层726被引入杂质的区域的杂质浓度低于不通过绝缘层726被引入杂质的区域的杂质浓度。因此，在半导体层742的与绝缘层726重叠且不与电极746重叠的区域中形成ldd(lightly doped drain：轻掺杂漏极)区域。
[0201]
注意，晶体管842包括形成在衬底771上的电极723。电极723具有隔着绝缘层772与半导体层742重叠的区域。电极723可以被用作背栅电极。注意，也可以不设置电极723。
[0202]
另外，如图12b所示的晶体管844那样，也可以完全去除不与电极746重叠的区域的绝缘层726。另外，如图12c所示的晶体管846那样，也可以不去除绝缘层726。
[0203]
图13a示出晶体管810的沟道宽度方向的截面图，图13b示出晶体管842的沟道宽度方向的截面图。
[0204]
在图13a及图13b所示的结构中，栅电极与背栅电极连接，由此栅电极和背栅电极的电位相同。此外，半导体层742被夹在栅电极和背栅电极之间。
[0205]
在沟道宽度方向上，栅电极和背栅电极的长度比半导体层742大，并且半导体层742整体隔着各绝缘层被栅电极或背栅电极覆盖。
[0206]
通过采用该结构，可以由栅电极及背栅电极的电场电围绕包括在晶体管中的半导体层742。
[0207]
如此，可以将利用栅电极及背栅电极的电场电围绕形成沟道形成区域的半导体层742的晶体管的装置结构称为surrounded channel(s-channel：围绕沟道)结构。
[0208]
通过采用s-channel结构，可以利用栅电极和背栅电极中的一个或两个对半导体层742有效地施加用来引起沟道形成的电场。由此，晶体管的电流驱动能力得到提高，从而可以得到较高的通态电流特性。此外，由于可以增加通态电流，所以可以使晶体管微型化。此外，通过采用s-channel结构，可以提高晶体管的机械强度。
[0209]
注意，也可以使栅电极不与背栅电极连接且分别被供应不同电位。例如，通过背栅电极被供应恒电位，可以控制晶体管的阈值电压。
[0210]
本实施方式可以与其他实施方式及实施例所记载的结构适当地组合而实施。
[0211]
(实施方式4)作为能够使用本发明的一个方式的显示装置的电子设备，可以举出显示器件、个人计算机、具备记录媒体的图像存储装置及图像再现装置、移动电话、包括便携式游戏机的游戏机、便携式数据终端、电子书阅读器、拍摄装置诸如视频摄像机或数码相机等、护目镜型显示器(头戴式显示器)、导航系统、音频再现装置(汽车音响系统、数字音频播放器等)、复印机、传真机、打印机、多功能打印机、自动柜员机(atm)以及自动售货机等。图14a至图14f示出这些电子设备的具体例子。
[0212]
图14a是数码相机，包括外壳961、快门按钮962、麦克风963、扬声器967、显示部965、操作键966、变焦钮968、透镜969等。可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部965。
[0213]
图14b是便携式数据终端，包括外壳911、显示部912、扬声器913、操作按钮914、照相机919等。通过利用显示部912所具有的触摸面板功能可以输入或输出数据。可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部912。
[0214]
图14c是移动电话机，包括外壳951、显示部952、操作按钮953、外部连接端口954、扬声器955、麦克风956、照相机957等。该移动电话机在显示部952中包括触摸传感器。通过
用手指或触屏笔等触摸显示部952可以进行打电话或输入文字等所有操作。另外，外壳951及显示部952具有柔性而可以如图示那样弯折地使用。可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部952。
[0215]
图14d是行驶记录仪，包括外壳931、显示部932、操作按钮933、麦克风934、透镜935、安装零件936等。通过使用安装零件936固定于汽车的前窗等，可以在行驶时录像前方景色。在显示部932可以显示录像图像。可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部932。
[0216]
图14e是电视机，包括外壳971、显示部973、操作按钮974、扬声器975、通信用连接端子976及光传感器977等。显示部973设置有触摸传感器，可以进行输入操作。可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部973。
[0217]
图14f是数字标牌，包括大型显示部922。例如，数字标牌在柱子921的侧面安装有大型显示部922。可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部922。
[0218]
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。[符号说明]
[0219]
10：像素、11：像素阵列、20：源极驱动器、30：栅极驱动器、40：信号生成电路、40a：电路、40b：电路、41a：缓冲器电路、41b：缓冲器电路、42：cmos反相器电路、43n：n沟道型晶体管、43p：p沟道型晶体管、45a：选择电路、45b：选择电路、46a：反相器电路、46b：反相器电路、47a：晶体管、47b：晶体管、48a：晶体管、48b：晶体管、101：晶体管、102：晶体管、103：晶体管、104：晶体管、105：晶体管、106：电容器、107：电容器、108：发光器件、121：布线、122：布线、123：布线、124：布线、125：布线、126：布线、129：布线、215：显示部、221a：扫描线驱动电路、231a：信号线驱动电路、232a：信号线驱动电路、241a：共通线驱动电路、301：晶体管、302：晶体管、303：晶体管、304：晶体管、305：晶体管、306：电容器、307：电容器、308：发光器件、309：发光器件、323：电源线、723：电极、726：绝缘层、728：绝缘层、729：绝缘层、741：绝缘层、742：半导体层、744a：电极、744b：电极、746：电极、771：衬底、772：绝缘层、810：晶体管、820：晶体管、825：晶体管、842：晶体管、844：晶体管、846：晶体管、911：外壳、912：显示部、913：扬声器、914：操作按钮、919：照相机、921：柱子、922：显示部、931：外壳、932：显示部、933：操作按钮、934：麦克风、935：透镜、936：零件、951：外壳、952：显示部、953：操作按钮、954：外部连接端口、955：扬声器、956：麦克风、957：照相机、961：外壳、962：快门按钮、963：麦克风、965：显示部、966：操作键、967：扬声器、968：变焦钮、969：透镜、971：外壳、973：显示部、974：操作按钮、975：扬声器、976：通信用连接端子、977：光传感器、4001：衬底、4005：密封剂、4006：衬底、4010：晶体管、4011：晶体管、4014：布线、4015：电极、4017：电极、4018：fpc、4019：各向异性导电层、4020：电容器、4021：电极、4030：电极层、4031：电极层、4041：印刷电路板、4042：集成电路、4102：绝缘层、4103：绝缘层、4104：绝缘层、4110：绝缘层、4111：绝缘层、4112：绝缘层、4200：输入装置、4210：触摸面板、4227：电极、4228：电极、4237：布线、4238：布线、4239：布线、4263：衬底、4272b：fpc、4273b：ic、4510：分隔壁、4511：发光层、4513：发光器件、4514：填充剂