TWI508038B

TWI508038B - 顯示裝置

Info

Publication number: TWI508038B
Application number: TW100100334A
Authority: TW
Inventors: Kenichi Wakimoto; Masahiko Hayakawa
Original assignee: Semiconductor Energy Lab
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2011-01-05
Publication date: 2015-11-11
Also published as: US11081072B2; JP5645881B2; JP2020003803A; US11790866B1; JP2017083859A; US10580373B2; CN102714024A; KR20180102702A; KR20210011078A; KR102323314B1; JP2016105182A; US20190027108A1; KR20210020173A; US12159600B2; JP2022174748A; JP2011170329A; KR20200083639A; US20110175861A1; US11462186B2; JP7335398B2

Description

顯示裝置

本發明係有關顯示裝置。特別是，本發明係有關顯示裝置，其中，影像信號至像素部之輸入能夠被控制。

主動矩陣式顯示裝置已被普遍使用。該顯示裝置包括像素部及驅動器電路，該驅動器電路控制該像素部中之影像顯示。明確地說，於該顯示裝置中，顯示係以使得輸入至於該像素部中配置成矩陣形式之複數個像素的影像信號被該驅動器電路所控制如此之方式來予以施行。

近年來，對於全球環境之關切已增加，且低功率消耗顯示裝置之開發已受到注目。譬如，減少液晶顯示裝置之電力消耗的技術被揭示在專利文件1中。明確地說，液晶顯示裝置被揭示，其中，所有資料信號線係將在閒置週期期間於高阻抗狀態(亦被稱為不定狀態及浮動狀態)中與資料信號驅動器電分開，其中，所有掃描線及資料信號線係處於未選擇狀態中。

[專利文件1]　日本公告專利申請案第2001-312253號

然而，為了達成專利文件1中所揭示之液晶顯示裝置，被包括於該液晶顯示裝置中之驅動器電路的結構及操作需要為複雜的。

鑒於上述，本發明的一個實施例之目的在於使用簡單之結構及簡單的操作來減少顯示裝置之電力消耗。

該上述目的能夠以使得輸入裝置被提供於顯示裝置中、及影像信號至驅動器電路之輸入係按照由該輸入裝置所輸出之影像操作信號而被控制這樣的方式而被達成。

本發明的一個實施例為顯示裝置，其中，影像信號之輸入至像素部的輸入係藉由驅動器電路來予以控制，以施行影像顯示。該顯示裝置包括輸入裝置，其輸出影像操作信號；信號偵測電路，其偵測該影像操作信號及輸出偵測信號；信號產生電路，其產生參考影像信號；信號提取電路，該參考影像信號被輸入至該信號提取電路，且該信號提取電路輸出藉由提取該參考影像信號的部份所形成之提取出的影像信號；及第一中繼電路與第二中繼電路，該偵測信號被輸入至該二個中繼電路之每一者。在該顯示裝置中，當該影像操作信號被該信號偵測電路所偵測到時，經由該第一中繼電路所輸入之該參考影像信號被選擇作為影像信號，而且當該影像操作信號並未被該信號偵測電路所偵測到時，經由該第二中繼電路所輸入之該提取出的影像信號被選擇作為影像信號。

在本發明的一個實施例之顯示裝置中，由驅動器電路所輸出之影像信號能按照輸入裝置之操作被選擇。明確地說，在當該輸入裝置未操作之時的影像信號之輸入係比在當該輸入裝置操作之時的影像信號之輸入較不頻繁。據此，當該顯示裝置被使用時所造成之顯示劣化(顯示品質之退化)能夠被防止，且當該顯示裝置未被使用時所消耗之電力能夠被減少。

於下文中，本發明之實施例將參考所附圖面而被詳細地敘述。注意，本發明不限於以下之敘述，且那些熟諳此技藝者可輕易地了解各種變化及修改能被作成，而未自本發明之精神及範圍脫離。因此，本發明將不被解釋為受限於下面所給與之實施例的敘述。

(實施例1)

於此實施例中，作為本發明的一個實施例之顯示裝置將被敘述。明確地說，顯示裝置將參考圖1、圖2A及2B、圖3A及3B、圖4A至4F、與圖5A及5B而被敘述，其中，輸入至像素部之影像信號的輸入係藉由驅動器電路所控制，以施行影像顯示。

圖1為方塊圖，說明於此實施例中之顯示裝置的結構。圖1所說明之顯示裝置包括像素部10；驅動器電路11，其控制影像信號至該像素部10之輸入；輸入裝置12，其輸出影像操作信號；處理器13，該影像操作信號被輸入至該處理器；及中繼電路(亦被稱為開關電路)14及中繼電路(亦稱為開關電路)15，其控制各種信號之輸入，該等信號係自該處理器13輸出至該驅動器電路11。注意，該影像操作信號為一信號，該信號係當該輸入裝置12藉由使用者所操作時被輸出，並控制該像素部10中之顯示。該輸入裝置12之特定範例包括鍵盤、滑鼠、觸控板等等。

該處理器13包括信號偵測電路16，其偵測自該輸入裝置12所輸出之影像操作信號及輸出偵測信號；信號產生電路17，其基於該影像操作信號等而產生參考影像信號；及信號提取電路18，該等參考影像信號被輸入至該信號提取電路，且輸出提取出的影像信號。注意，該偵測信號為二進位信號(指示影像操作信號為“輸入”或“未輸入”至該處理器13之信號)。亦注意，該參考影像信號為具有特定之框頻的影像信號，且該提取出的影像信號係藉由該參考影像信號之提取出的部份所形成之影像信號。例如，具有60 Hz(亦即，60 fps之框率)之框頻(亦被稱為再新率)的影像信號能被使用作為該參考影像信號，且具有1 Hz(亦即，1 fps之框率)之框頻(亦被稱為再新率)的影像信號能被使用作為該提取出的影像信號。注意，一個訊框之參考影像信號的週期及一個訊框之提取出的影像信號之週期係相同的。換句話說，該提取出的影像信號不只是一個訊框之參考影像的信號，其顯示用於一秒的一個訊框之影像，但亦為與該參考影像信號之1/60秒的信號完全相同之信號。此外，該提取出的影像信號具有該提取出的影像信號係與該參考影像信號完全相同之週期，且在此沒有信號之週期。

該中繼電路14為控制參考影像信號至該驅動器電路11之輸入的電路。該中繼電路15為控制提取出的影像信號至該驅動器電路11之輸入的電路。此外，該中繼電路14及該中繼電路15之操作被偵測信號所控制。明確地說，當影像操作信號被該信號偵測電路16所偵測時，參考影像信號係經由該中繼電路14而被輸入至該驅動器電路11；當該影像操作信號未被偵測到時，提取出的影像信號係經由該中繼電路15而被輸入至該驅動器電路11。換句話說，即將要被輸入至該驅動器電路11之信號係藉由偵測信號所選擇。

圖1所說明之顯示裝置的操作將參考圖2A及2B之流程圖而被敘述。注意，圖2A之流程圖中所說明的操作及圖2B之流程圖中所說明的操作係在圖1所說明之顯示裝置中彼此並行地施行。

如圖2A所說明，於圖1所說明之顯示裝置中，參考影像信號係首先藉由該信號產生電路17所產生。然後，當自該輸入裝置12所輸入之影像操作信號被該信號偵測電路16所偵測時，該參考影像信號被輸入至該驅動器電路11，反之，當該影像操作信號並未被該信號偵測電路16所偵測到時，該參考影像信號至該驅動器電路11之輸入被該中繼電路14所阻斷。

再者，如圖2B所說明，於圖1所說明之顯示裝置中，參考影像信號係首先藉由該信號產生電路17所產生。然後，提取出的影像信號係基於該參考影像信號藉由該信號提取電路18所產生。然後，當影像操作信號被該信號偵測電路16所偵測到時，該提取出的影像信號至該驅動器電路11之輸入被該中繼電路15所阻斷，反之，當該影像操作信號並未被該信號偵測電路16所偵測到時，提取出的影像信號被輸入至該驅動器電路11。

這些操作係在圖1所說明之顯示裝置中彼此並行地施行，藉此，輸入至該驅動器電路11之影像信號可為與該輸入裝置12之操作(影像操作信號之偵測)有相互關係。明確地說，當該輸入裝置12被使用者所操作時，顯示能藉由輸入參考影像信號至該像素部10所施行，反之，當該輸入裝置12未被使用者所操作時，顯示能藉由輸入提取出的影像信號至該像素部10所施行。據此，當該顯示裝置被使用時所造成之顯示劣化(顯示品質之退化)能夠被防止，且當該顯示裝置未被使用時所消耗之電力能夠被減少。

注意，如圖3A所示，具有用作為開關之功能的電路可被使用作為被包括在圖1所說明之顯示裝置中的中繼電路14、中繼電路15、及信號提取電路18。在該情況下，該中繼電路14及該中繼電路15之每一者的切換操作係按照自該信號偵測電路16所輸出之偵測信號而被控制。相反地，該信號提取電路18不會視偵測信號而定，但其切換操作被週期性地控制。注意，該開關能控制電連接。該開關之特定範例包括電晶體、微機電系統(MEMS)開關等等。

於這些電路被視為開關之情況中，圖3B說明該中繼電路14、該中繼電路15、及該信號提取電路18之每一者的操作之特定範例。如上所述，由該信號偵測電路16所輸出之偵測信號係藉由使用者之操作所產生。因此，於該偵測信號中，影像操作信號被偵測到之狀態(Detect)與影像操作信號未被偵測到之狀態(Not Detect；ND)被不規則地改變。該中繼電路14及該中繼電路15用作為開關，其按照該偵測信號之變化而施行該切換操作。明確地說，該中繼電路14用作為開關，其係在一週期(Detect)中被開啓(On)，其中，一影像操作信號被偵測到，且於一週期(Not Detect；ND)中被關掉(Off)，其中，一影像操作信號未被偵測到。相反地，該中繼電路15用作為開關，其在該影像操作信號被偵測到之週期(Detect)中被關掉(Off)，且於該影像操作信號未被偵測到之週期(Not Detect；ND)中被開啓(On)。

再者，如上所述，自該信號提取電路18所輸出之提取出的影像信號為一信號，其係藉由提取參考影像信號的一部份來予以形成。因此，該提取出的影像信號能藉由選擇性地輸出被輸入至該信號提取電路18之參考影像信號而被產生。換句話說，如適當的話，當該信號提取電路18用作為施行切換操作之開關時，該提取出的影像信號能被產生。圖3B說明一範例，其中，該信號提取電路18用作為週期性地開啓(On)之開關(於週期T1、週期T3、及週期T5中)。不用說，於週期T1、週期T3、及週期T5中，參考影像信號及提取出的影像信號為完全相同的影像信號。注意，圖3B中之週期T1、週期T3、及週期T5的長度係相同的。在該信號提取電路18係處於一關閉狀態(Off)中之週期(週期T2、週期T4、及週期T6)中，提取出的影像信號係處於高阻抗狀態(Z)中。

此外，於圖3B中，當該中繼電路14、該中繼電路15、及該信號提取電路18如圖3B所說明地操作之時，輸入至該驅動器電路11之信號亦被說明。於每一個週期中輸入至該驅動器電路11之信號將在下面被詳細地敘述。

於週期t1中，影像信號被輸入至該驅動器電路11。於週期t1中之影像信號係經由該中繼電路14所輸入之參考影像信號。該參考影像信號至該驅動器電路11之輸入源自藉由該信號偵測電路16的影像偵測信號之操作。

於週期t2中，影像信號未輸入至該驅動器電路11。這源自在週期t2中未藉由該信號偵測電路16偵測到影像操作信號之事實、及該信號提取電路18用作為於週期t2中被關掉(Off)的開關之事實。注意，僅只於該上述狀態之情況中，影像信號不被輸入至該驅動器電路11。

於週期t3中，影像信號被輸入至該驅動器電路11。於週期t3中之影像信號為經由該中繼電路15所輸入之提取出的影像信號。該提取出的影像信號至該驅動器電路11之輸入源自未藉由該信號偵測電路16偵測到影像操作信號之事實、及該信號提取電路18用作為於週期t3中被開啓(On)的開關之事實。

於週期t4中，影像信號未被輸入至該驅動器電路11(參考週期t2之敘述)。

於週期t5中，影像信號被輸入至該驅動器電路11(參考週期t1之敘述)。

於週期t6中，影像信號被輸入至該驅動器電路11(參考週期t3之敘述)。

於週期t7中，影像信號未被輸入至該驅動器電路11(參考週期t2之敘述)。

在圖3A及3B所說明之顯示裝置中，該信號偵測電路16，其偵測由該輸入裝置12所輸出之影像操作信號及輸出二進位信號；二個開關(該中繼電路14及該中繼電路15)，其切換操作係藉由該信號偵測電路16所輸出之信號來予以控制；及開關(該信號提取電路18)，其切換操作被預先設定，而允許電力消耗中之減少。因此，圖3A及3B所說明之顯示裝置為一顯示裝置，其電力消耗可被以簡單之結構及簡單之操作所減少。

雖然該結構係參考圖3B敘述，其中，輸入至該驅動器電路11之信號係與偵測信號之變化同時被改變，一結構可被採用，其中，保持週期被設在偵測信號之變化及輸入至該驅動器電路11之信號的變化之間。據此，顯示品質之退化能被防止。該理由將在下面被敘述。

如上所述，影像信號具有特定框頻。譬如，於具有60Hz之框頻的影像信號之情況中，影像係在該像素部10中使用1/60秒(大約0.0167秒)之影像信號所形成。相反地，偵測信號係未與該框頻同步化。基於該理由，如果該結構被採用，該影像信號之輸入係於影像之形成期間被阻斷，其中，輸入至該驅動器電路11之信號係與該偵測信號之變化同時被改變。其結果是，該顯示裝置之顯示品質可被退化。明確地說，於圖3B所說明之操作中，此問題可發生在週期t1及週期t2等間之邊界。

譬如，當一結構被採用時，其中，如圖4A所說明，該信號偵測電路16週期性地偵測影像操作信號，且包括輸出偵測信號之信號偵測部21、及輸入該偵測信號之鎖存器部22，該保持週期能被提供。注意，該鎖存器部22為一電路，其能夠基於被不連續地輸入之信號來控制輸出信號且能夠連續地輸出該輸出信號(保持該輸出信號)。此外，於圖4A所說明之信號偵測電路16中，輸出至該鎖存器部22之信號係偵測信號。

圖4A所說明之信號偵測電路16的操作將參考圖4B而被敘述。於圖4A所說明之信號偵測電路16中，在當框週期F1至框週期F8之每一者開始時之時序，影像操作信號被偵測到，且該偵測結果被輸出至該鎖存器部22。據此，於該框週期期間(於圖4B中之框週期F4期間)，甚至於該影像操作信號之輸入停止的情況中，該偵測信號被改變之時序可為與另一個框週期開始之時序相同。

再者，甚至於影像操作信號之輸入週期係比框週期更短之情況中，當該信號偵測電路16如圖4C所示包括記憶體部23、偵測來自該記憶體部23之影像操作信號與輸出偵測信號的信號偵測部21、及輸入由該信號偵測部21所輸出之信號的鎖存器部22時，輸入至該驅動器電路11之影像信號能夠被控制，而不會失去該影像操作信號之輸入。注意，該記憶體部23能夠儲存於特定週期中之影像操作信號。圖4D說明該上述情況之特定範例。

於圖4A及4C中所說明之結構的每一者中，重設部24可被提供，其中，輸出至該鎖存器部22之信號係在輸出至該鎖存器部22的信號被保持達某一週期之後重設(偵測信號係於一狀態中改變，其中，影像操作信號未被偵測到(Not Detect；ND)(見圖4E及4F)。

再者，較佳的是提取出的影像信號考慮參考影像信號之框頻被該信號提取電路18所產生，以致該上述問題(亦即，影像信號之輸入係於一個影像的形成期間被阻斷之缺陷)未被造成。譬如，較佳的是該信號提取電路18具有一電路之作用，該電路用作為開關，該開關與一框週期之開始同時地被開啓，且保持該開啓狀態達與該框週期一樣長之週期、或為該框週期之整數倍的週期。

注意，如圖5A所示，該像素部10、該驅動器電路11、該中繼電路14、及該中繼電路15能被形成在基板30之上。另一選擇為，該像素部10、該驅動器電路11之部份、該中繼電路14、及該中繼電路15能形成在一基板之上。如圖5B所示，該驅動器電路11包括該中繼電路14及該中繼電路15之結構可被採用。注意，於圖5B所說明之結構中，該像素部10及該驅動器電路11能被形成在一個基板之上。另一選擇為，該像素部10及該驅動器電路11之部份能被形成在一個基板之上。

雖然上面之顯示裝置的結構被敘述，其中，僅只影像信號之輸入被控制，一結構能夠被採用，其中，用以控制該驅動器電路11(例如，開始脈衝(SP)、時脈(CK)、電源電位(Vdd)、及電源電位(Vss))之各種控制信號的輸入至該驅動器電路11係亦藉由該中繼電路14及該中繼電路15而被施行。

注意，此實施例或此實施例之部份可為與其他實施例或其他具體電施例之部份自由地結合。

(實施例2)

於此實施例中，實施例1中所敘述之顯示裝置的結構將被詳細地敘述。明確地說，被包括於該顯示裝置中之電晶體的範例將參考圖6A至6D而被敘述。注意，在此實施例中所敘述之電晶體係較佳作為用以控制影像信號之輸入的電晶體，其被設置於實施例1中所敘述之顯示裝置中的每一個像素中。

圖6A所說明之電晶體410為底部閘極型電晶體的其中之一，且亦被稱為反轉堆疊型電晶體。

在具有絕緣表面的基板400之上，該電晶體410包括閘極電極層401、閘極絕緣層402、氧化物半導體層403、源極電極層405a、及汲極電極層405b。再者，堆疊在該氧化物半導體層403之上的絕緣層407被設置，以便覆蓋該電晶體410。再者，保護絕緣層409係形成在該絕緣層407之上。

圖6B所說明之電晶體420係被稱為通道保護(通道阻絕)型電晶體之底部閘極型電晶體，且亦被稱為反轉堆疊型電晶體。

在具有絕緣表面的基板400之上，該電晶體420包括該閘極電極層401、該閘極絕緣層402、該氧化物半導體層403、絕緣層427、該源極電極層405a、及該汲極電極層405b，該絕緣層用作為通道保護層，用以覆蓋該氧化物半導體層403之通道形成區域。再者，該保護絕緣層409被形成，以便覆蓋該電晶體420。

圖6C所說明之電晶體430為底部閘極型電晶體。在具有絕緣表面的基板400之上，該電晶體430包括該閘極電極層401、該閘極絕緣層402、該源極電極層405a、該汲極電極層405b、及該氧化物半導體層403。再者，與該氧化物半導體層403接觸及覆蓋該電晶體430之絕緣層407被設置。此外，該保護絕緣層409係在形成該絕緣層407之上。

於該電晶體430中，該閘極絕緣層402係設在該基板400及該閘極電極層401上及與該基板400及該閘極電極層401相接觸；該源極電極層405a及該汲極電極層405b係設在該閘極絕緣層402上及與該閘極絕緣層402相接觸。此外，該氧化物半導體層403係設在該閘極絕緣層402、該源極電極層405a、及該汲極電極層405b之上。

圖6D所說明之電晶體440為頂部閘極型電晶體的其中之一。在具有絕緣表面的基板400之上，該電晶體440包括絕緣層437、該氧化物半導體層403、該源極電極層405a、該閘極絕緣層402、及該閘極電極層401。佈線層436a及佈線層436b被設置成分別與該源極電極層405a及該汲極電極層405b相接觸且電連接至該源極電極層405a及該汲極電極層405b。

於此實施例中，如上所述，該氧化物半導體層403被使用作為半導體層。用作為使用於該氧化物半導體層403之氧化物半導體，以下能被使用：諸如In-sn-Ga-Zn-O-類氧化物半導體之四成份金屬氧化物；諸如In-Ga-Zn-O-類氧化物半導體、In-sn-Zn-O-類氧化物半導體、In-Al-Zn-O-類氧化物半導體、sn-Ga-Zn-O-類氧化物半導體、Al-Ga-Zn-O-類氧化物半導體、或sn-Al-Zn-O-類氧化物半導體之三成份金屬氧化物；諸如In-Zn-O-類氧化物半導體、In-Ga-O-類氧化物半導體、sn-Zn-O-類氧化物半導體、Al-Zn-O-類氧化物半導體、Zn-Mg-O-類氧化物半導體、sn-Mg-O-類氧化物半導體、或In-Mg-O-類氧化物半導體之二成份金屬氧化物；諸如In-O-類氧化物半導體、sn-O-類氧化物半導體、或Zn-O-類氧化物半導體之單一成份金屬氧化物。再者，siO₂ 可被包含在該上面之氧化物半導體中。在此，譬如，該In-Ga-Zn-O-類氧化物半導體意指至少包含In、Ga、及Zn之氧化物，且該等元素之成份比率未被特別地限制。此外，不同於In、Ga、及Zn之元素可被包含。

作為該氧化物半導體層403，藉由InMO₃ (ZnO)_m (m>0)所代表之材料的膜能被使用。在此，M代表選自Ga、Al、Mn、及Co的其中之一或多個金屬元素。譬如，M可為Ga、Ga及Al、Ga及Mn、Ga及Co等等。

雖然在此於能夠被使用作為具有絕緣表面之基板400的基板上無特別限制，鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃等所製成之玻璃基板能夠被使用。

於該等底部閘極型電晶體410、420及430中，具有基底膜之作用的絕緣膜可被設置於該基板及該閘極電極層之間。該基底膜具有防止雜質元素自該基板擴散出之功能，且能夠使用氮化矽膜、氧化矽膜、氮化矽氧化物膜、及/或氮氧化矽膜而被形成為具有單層結構或堆疊層結構。

該閘極電極層401能夠使用諸如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧之金屬材料、或合金材料而被形成具有單層結構或堆疊層結構，該合金材料包含這些材料之任一者當作主要成份。

藉由電漿CVD方法、濺鍍方法等，該閘極絕緣層402能夠使用氧化矽層、氮化矽層、氮氧化矽層、氮化矽氧化物層、氧化鋁層、氮化鋁層、氮氧化鋁層、氮化鋁氧化物層、及/或氧化鉿層而被形成為具有單層結構或堆疊層結構。譬如，藉由電漿CVD方法，具有大於或等於50奈米與少於或等於200奈米之厚度的氮化矽層(SiN_y (y>0))被形成為第一閘極絕緣層，而後具有大於或等於50奈米與少於或等於300奈米之厚度的氧化矽層(SiO_x (x>0))被堆疊成為該第一閘極絕緣層之上的第二閘極絕緣層，使得該閘極絕緣層被形成。

對於被使用於該源極電極層405a與該汲極電極層405b之導電膜，譬如，選自Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、及W之元素、包含這些元素之任一者當作一成份的合金、這些元素之任一者被組合的合金膜等能夠被使用。該導電膜可具有一結構，其中，Ti、Mo、W等之高熔點金屬層係堆疊在Al、Cu等金屬層之上及/或之下。當使用Al材料時，耐熱性能被增加，而於Al膜中防止凸出點及晶鬚之產生的元素(例如Si、Nd、或Sc)被加至該Al材料。

類似於使用於該源極電極層405a及該汲極電極層405b者之材料能夠被使用於導電膜，該導電膜被使用於分別連接至該源極電極層405a及該汲極電極層405b之佈線層436a及佈線層436b。

另一選擇為，具有該源極電極層405a及該汲極電極層405b之作用的導電膜(包括使用與該源極電極層405a及該汲極電極層405b相同之層所形成的佈線層)可使用導電金屬氧化物所形成。當作導電金屬氧化物，氧化銦(In₂ O₃ )、氧化錫(SnO₂ )、氧化鋅(ZnO)、氧化銦-氧化錫合金(In₂ O₃ -SnO₂ ；縮寫成ITO)、氧化銦-氧化鋅合金(In₂ O₃ -ZnO)、或這些包含矽或氧化矽的金屬氧化物材料之任一者能夠被使用。

作為該絕緣層407、427及437，無機絕緣膜能夠被使用，其典型範例為氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、及氮氧化鋁膜。

作為該保護絕緣層409，諸如氮化矽膜、氮化鋁膜、氮化矽氧化物膜、或氮化鋁氧化物膜之無機絕緣膜能夠被使用。

再者，平坦化絕緣膜可被形成在該保護絕緣層409之上，以致由於該電晶體之表面粗糙度被減少。用於該平坦化絕緣膜，諸如聚醯亞胺、丙烯酸、或苯並環丁烯之有機材料能被使用。不同於此等有機材料，其係亦可能使用低電介常數材料(低k材料)等。注意，該平坦化絕緣膜可藉由堆疊使用這些材料所形成之複數絕緣膜而被形成。

於包含該氧化物半導體層403的電晶體410、420、430及440之每一者中，關閉狀態中之電流(亦即，關閉狀態電流)為低的。據此，當該電晶體係處於關閉狀態中時，電荷經由該電晶體之洩漏能被控制，因此，該電晶體被使用作為每一個像素中所提供之電晶體，藉此影像信號至該像素之輸入頻率能被減少。換句話說，甚至於影像信號未被輸入至該像素之週期被加長的情況中，該週期能被維持，而不會使該像素中之顯示品質退化，其導致實施例1中所敘述之顯示裝置的電力消耗中之減少。用於該上面的理由係如下：於此實施例中之電晶體被使用作為每一個像素中所提供之電晶體，藉此，提取出的影像信號之框頻能夠被減少。

此外，包含該氧化物半導體層403的電晶體410、420、430及440之每一者可具有相當高之場效流動性，且因而能夠在高速操作。因此，於此實施例中之電晶體被使用作為顯示裝置之每一個像素中所包括的電晶體，藉此，高畫質影像能夠被提供。

注意，實施例1中所敘述之顯示裝置中的驅動器電路及中繼電路亦可使用該等電晶體410、420、430及440之每一者被形成，該等電晶體包含該氧化物半導體層403。該等電晶體之應用範圍的擴展將使其可能減少該顯示裝置之製造成本。

注意，此實施例或此實施例之部份可為與其他實施例或其他實施例之部份自由地結合。

(實施例3)

於此實施例中，實施例2中所敘述的電晶體之範例將參考圖7A至7E而被敘述。

圖7A至7E說明電晶體之剖面結構的範例。圖7A至7E所說明之電晶體510係具有底部閘極結構之反轉堆疊型電晶體，其係類似於圖6A中所說明之電晶體410。

於此實施例中使用於半導體層之氧化物半導體被製成為藉由自氧化物半導體去除為n型雜質的氫所純化之i型(本質)氧化物半導體、或被製成非常接近i型(本質)氧化物半導體，以致不是該氧化物半導體之主要成份的雜質被包含盡可能少的。換句話說，於此實施例中之氧化物半導體具有一特色，其中，該氧化物半導體未藉由加入雜質、但藉由盡可能多地去除諸如氫或水之雜質所純化而被製成為i型(本質)氧化物半導體、或被製成接近i型(本質)氧化物半導體。因此，被包括於該電晶體510中之氧化物半導體層為氧化物半導體層，其係經純化及電i型(本質)氧化物半導體層。

此外，經純化之氧化物半導體包括非常少(接近零)之載子，且其載子濃度係低於1×10¹⁴ /立方公分，較佳係低於1×10¹² /立方公分，更佳係低於1×10¹¹ /立方公分。

因為該氧化物半導體包括非常少之載子，該電晶體之關閉狀態電流能夠被減少。較佳的是該關閉狀態電流為儘可能低的。

明確地說，於包括該上述氧化物半導體層之電晶體中，在室溫每1微米之通道寬度的關閉狀態電流密度可被減少到少於或等於10aA/微米(1×10^-17 A/微米)，進一步被減少到少於或等於1aA/微米(1×10^-18 A/微米)，又進一步被減少到少於或等於10zA/微米(1×10^-20 A/微米)。

包括該上述氧化物半導體層之電晶體510的開啓狀態電流幾乎不視溫度而定，且該關閉狀態電流保持很低。

用以在基板505之上製造該電晶體510的製程將參考圖7A至7E而被敘述。

首先，導電膜係形成在具有絕緣表面的基板505之上，且接著，閘極電極層511係形成於第一微影步驟中。注意，抗蝕劑罩幕可為藉由噴墨方法所形成。該抗蝕劑罩幕藉由噴墨方法之形成不需要光罩；因此，該製造成本能夠被減少。

作為具有絕緣表面之基板505，類似於用作為實施例2中所敘述之基板400的基板能夠被使用。於此實施例中，玻璃基板被使用作為該基板505。

具有基底膜之作用的絕緣膜可被提供於該基板505及該閘極電極層511之間。該基底膜具有防止雜質元素自該基板505擴散出之功能，且能使用氮化矽膜、氧化矽膜、氮化矽氧化物膜、及/或氮氧化矽膜而被形成為具有單層結構或堆疊層結構。

該閘極電極層511能夠使用諸如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧之金屬材料、或合金而被形成具有單層結構或堆疊層結構，該合金包含這些材料之任一者作為主要成份。

其次，藉由電漿CVD方法、濺鍍方法等，閘極絕緣層507被形成在該閘極電極層511之上。該閘極絕緣層507能使用氧化矽層、氮化矽層、氮氧化矽層、氮化矽氧化物層、氧化鋁層、氮化鋁層、氮氧化鋁層、氮化鋁氧化物層、及/或氧化鉿層而被形成為具有單層結構或堆疊層結構。

當作此實施例中之氧化物半導體，藉由去除雜質被製成為i型或大體上i型之氧化物半導體被使用。此一經純化的氧化物半導體對於介面狀態及介面電荷係高度敏感的；因此，該氧化物半導體層及該閘極絕緣層間之介面係重要的。基於該理由，將與該經純化之氧化物半導體接觸的閘極絕緣層需要具有高品質。

譬如，使用微波(例如，2.45 GHz之頻率)的高密度電漿CVD較佳被採用，在該情況中，具有高耐受電壓、及具有高品質的密集絕緣層可被形成。該經純化之氧化物半導體及該高品質的閘極絕緣層係彼此緊密接觸，藉此，該介面狀態能被減少，且有利之介面特性能夠被獲得。

不用說，只要該方法能夠形成良好品質之絕緣層作為閘極絕緣層，諸如濺鍍方法或電漿CVD方法之另一膜形成方法能夠被採用。再者，其膜品質及具有氧化物半導體的介面特色係在形成該閘極絕緣膜之後藉由所施行之熱處理所改善的絕緣層可被形成為閘極絕緣層。無論如何，任何絕緣層可被使用，只要該絕緣膜具有能夠使該絕緣膜及氧化物半導體間之介面的介面狀態密度減少、且形成一有利的介面以及具有作為閘極絕緣膜之良好的膜品質之特徵。

再者，為了在該閘極絕緣層507及氧化物半導體膜530中包含盡可能少之氫、氫氧基、及濕氣，較佳的是在其之上形成該閘極電極層511的基板505、或在其之上形成該閘極電極層511與該閘極絕緣層507的基板505係在濺鍍設備的預加熱室中被預加熱，作為用意形成該氧化物半導體膜530之預處理，以消除及去除被吸附在該基板505上之氫與濕氣的雜質。作為被提供用於該預加熱室之抽空單元，低溫泵較佳被使用。注意，此預加熱處理能夠被省略。此外，此預加熱處理能以類似方式而在該基板505上施行，而直至及包括源極電極層515a與汲極電極層515b的諸層係在形成絕緣層516之前被形成在該基板505之上為止。

其次，在該閘極絕緣層507之上，具有大於或等於2奈米及少於或等於200奈米，較佳係大於或等於5奈米及少於或等於30奈米之厚度的氧化物半導體膜530被所形成(見圖7A)。

注意，在該氧化物半導體膜530係藉由濺鍍方法所形成之前，附著至該閘極絕緣層507之表面的粉狀物質(亦被稱為微粒或灰塵)較佳係藉由反向濺鍍來予以去除，其中，電漿係藉由氬氣之導入所產生。該反向濺鍍意指一方法，其中，沒有施加電壓至標靶側，RF電源被使用於在氬氛圍中施加電壓至基板側，以便於該基板之附近產生電漿來修改表面。注意，氮氛圍、氦氛圍、氧氛圍等可代替氬氛圍而被使用。

作為被使用於該氧化物半導體膜530之氧化物半導體，該等氧化物半導體之任一者、諸如實施例2中所給與之該四成份金屬氧化物、該三成份金屬氧化物、該二成份金屬氧化物、該In-O-類氧化物半導體、該Sn-O-類氧化物半導體、及該Zn-O-類氧化物半導體可被使用。再者，SiO₂ 可被包含在該上面之氧化物半導體中。於此實施例中，該氧化物半導體膜530係使用In-Ga-Zn-O-類金屬氧化物標靶而藉由濺鍍方法所形成。圖7A為在此階段之剖面視圖。該氧化物半導體膜530能夠於稀有氣體(典型為氬)氛圍、氧氛圍、或稀有氣體及氧之混合氛圍中藉由濺鍍方法所形成。

作為用以藉由濺鍍方法來形成該氧化物半導體膜530之標靶，譬如，具有1:1:1[莫耳比率]之In₂ O₃ 對Ga₂ O₃ 與ZnO(亦即In:Ga:Zn=1:1:0.5[原子])的成份比率之標靶能夠被使用。另一選擇為，具有1:1:1[原子]之In對Ga與Zn的成份比率、1:1:2[原子]之In對Ga與Zn的成份比率之金屬氧化物標靶能夠被使用。該金屬氧化物標靶之充填因素係大於或等於90%及少於或等於100%，較佳係大於或等於95%及少於或等於99.9%。藉由使用具有高充填因素的金屬氧化物標靶，以形成密集之氧化物半導體膜。

較佳的是已自其去除諸如氫、水、氫氧基、或氫化物之雜質的高度純淨之氣體被使用作為濺鍍氣體，而被使用來形成該氧化物半導體膜530。

該基板被固持在沈積室中，該沈積室係保持在減壓之下，且該基板溫度被設定至高於或等於攝氏100度及低於或等於攝氏600度，較佳係高於或等於攝氏200度及低於或等於攝氏400度之溫度。藉由使該基板被加熱而形成該氧化物半導體膜，所形成之氧化物半導體膜中的雜質之濃度能夠被減少。此外，由於濺鍍之損壞能夠被減少。然後，已自其去除氫及濕氣之濺鍍氣體被導入該沈積室，而留在其中之濕氣被去除，且該氧化物半導體膜530係以上面標靶之使用而被形成在該基板505之上。為了去除留在該沈積室中之濕氣，諸如低溫泵、離子泵、或鈦昇華泵之捕集真空泵較佳被使用。該抽空單元可為設有冷阱之渦輪增壓泵。於以低溫泵抽空之沈積室中，氫原子、包含氫原子之諸如水(H₂ O)的化合物(更佳為，亦包含碳原子之化合物)等等被去除，藉此，該沈積室中所形成之氧化物半導體膜中的雜質之濃度可被減少。

作為該沈積條件之範例，以下之條件被採用：該基板與該標靶間之距離為100毫米；壓力為0.6 Pa；直流電(DC)電源為0.5千瓦；且氛圍為氧(氧流速之比例為100%)氛圍。注意，脈衝式直流電源較佳被使用，在該情況中，沈積中所產生之粉末物質(亦被稱為微粒或灰塵)能夠被減少，且該膜厚度可為均勻的。

其次，該氧化物半導體膜530於第二微影步驟中被處理成島形氧化物半導體層。用以形成該島形氧化物半導體層之抗蝕劑罩幕可藉由噴墨方法所形成。該抗蝕劑罩幕藉由噴墨方法之形成不需要光罩；因此，該製造成本能被減少。

於接觸孔係形成在該閘極絕緣層507中之情況中，形成該接觸孔之步驟可被與該氧化物半導體膜530之處理同時地施行。

注意，該氧化物半導體膜530之蝕刻可為乾式蝕刻、濕式蝕刻、或乾式蝕刻及濕式蝕刻兩者。作為被使用於該氧化物半導體膜530的濕式蝕刻之蝕刻劑，譬如磷酸、醋酸、及硝酸等的混合溶液能夠被使用。另一選擇為，ITO07N(藉由KANTO化學股份有限公司所生產)可被使用。

其次，第一熱處理係施行於該氧化物半導體層上。該氧化物半導體層可藉由此第一熱處理脫水或脫氫。該第一熱處理之溫度係高於或等於攝氏400度及低於或等於攝氏750度，較佳係高於或等於攝氏400度及低於該基板之應變點。於此實施例中，該基板被放入熱處理設備的其中一種之電爐，且熱處理係在該氧化物半導體膜上在攝氏450度於氮氛圍中施行達一小時，而後使該氧化物半導體層不被暴露於空氣，水或氫被防止進入該氧化物半導體層；因此，氧化物半導體層531被獲得(見圖7B)。

注意，熱處理設備未被限制於電爐，並可包括用以由諸如耐熱元件之加熱元件加熱待藉由熱傳導或熱輻射處理的物體之裝置。譬如，RTA(快速熱退火)設備、諸如GRTA(氣體快速熱退火)設備、或LRTA(燈泡快速熱退火)設備能被使用。LRTA設備係藉由光(電磁波)之輻射用於加熱待處理物體之設備，該光由諸如鹵素燈、金屬鹵化物燈、氙電弧燈、碳電弧燈、高壓鈉燈、或高壓水銀燈之燈泡所放射。GRTA設備係使用高溫氣體之熱處理用設備。當作該高溫氣體，不會與待藉由熱處理所處理之物體起反應的惰性氣體，諸如氮或類似氬之稀有氣體被使用。

譬如，作為該第一熱處理，GRTA可被施行，其中，該基板被移入已加熱至攝氏650度至攝氏700度之高溫的惰性氣體，被加熱達數分鐘，而後該基板被移出已加熱至該高溫的惰性氣體。

注意，於該第一熱處理中，較佳的是水、氫等等不被包含在氮或諸如氦、氖、或氬的稀有氣體之氛圍中。較佳的是被導入熱處理設備之氮或諸如氦、氖、或氬的稀有氣體之純度被設定為6N(99.9999%)或更高，較佳為7N(99.99999%)或更高(亦即，該雜質濃度係1 ppm或更低，較佳是0.1 ppm或更低)。

在該氧化物半導體層被於該第一熱處理中加熱之後，高純度氧氣、高純度N₂ O氣體、或超乾燥空氣(具有低於或等於攝氏-40度，較佳係低於或等於攝氏-60度之露點)可被導入該電爐。較佳的是該氧氣或該N₂ O氣體不包含水、氫等等。另一選擇為，被導入該熱處理設備之氧氣或N₂ O氣體具有6N或更高，較佳為7N或更高(亦即，該氧氣或該N₂ O氣體中之雜質的濃度係1 ppm或更低，較佳是0.1 ppm或更低)之純度。作為氧化物半導體之主要成份及已因為經由該脫水或該脫氫作用去除雜質之步驟而被減少的氧係使用氧氣或N₂ O氣體之效應所供給，藉此，該氧化物半導體層之純度係增加，且該氧化物半導體層被製成為電i型(本質)。

此外，用於該氧化物半導體層之第一熱處理亦可被施行於該氧化物半導體膜530上，該氧化物半導體膜未被處理成該島形氧化物半導體層。在該情況下，該基板在該第一熱處理之後被取出該加熱設備，而後施行微影步驟。

注意，該第一熱處理可在該等隨後之時序被施行，而不限於該上述時序，只要其被施行於形成該氧化物半導體層之後；在源極電極層與汲極電極層係形成在該氧化物半導體層之上之後；及在絕緣層係形成在該源極電極層及該汲極電極層之上之後。

於接觸孔係形成在該閘極絕緣層507之情況中，該接觸孔之形成可被施行於該第一熱處理係在該氧化物半導體膜530上施行之前或之後。

該氧化物半導體層係經由二個沈積步驟及二個熱處理步驟所形成，藉此，厚結晶質區域，亦即，其c軸係在垂直於該膜之表面的方向中對齊之結晶質區域可被形成，甚至當氧化物、氮化物、金屬等等之任一者被使用作為基本成份用的材料時。譬如，具有大於或等於3奈米及少於或等於15奈米之厚度的第一氧化物半導體膜被形成，而後第一熱處理係施行於氮、氧、稀有氣體、或乾燥空氣之氛圍中在高於或等於攝氏450度及低於或等於攝氏850度，較佳係高於或等於攝氏550度及低於或等於攝氏750度之溫度，藉此，於一包括其表面之區域中包括結晶質區域之第一氧化物半導體膜(包括板狀結晶)被形成。然後，比該第一氧化物半導體膜更厚之第二氧化物半導體膜被形成，而後第二熱處理係在高於或等於攝氏450度及低於或等於攝氏850度，較佳係高於或等於攝氏600度及低於或等於攝氏700度之溫度施行，以致結晶成長持續向上進行，而使用該第一氧化物半導體膜當作該結晶成長之晶種，藉此，該整個第二氧化物半導體膜被結晶化。以此一方式，包括厚結晶質區域之氧化物半導體層可被形成。

其次，具有源極電極層與汲極電極層(包括使用與該源極電極層與該汲極電極層相同之層所形成的佈線)之作用的導電膜係形成在該閘極絕緣層507及該氧化物半導體層531之上。作為用於該源極電極層及該汲極電極層之導電膜，用於實施例2中所敘述之該源極電極層405a及該汲極電極層405b的材料能夠被使用。

於第三微影步驟中，抗蝕劑罩幕係形成在該導電膜之上，及該導電膜被選擇性地蝕刻，以致形成該源極電極層515a與汲極電極層515b，而後該抗蝕劑遮罩被去除(見圖7C)。

在該第三微影步驟中之抗蝕劑遮罩的形成之時的光線曝光可使用紫外光、KrF雷射光、或ArF雷射光而被施行。稍後完成的電晶體之通道長度L係藉由該源極電極層與該汲極電極層的下端間之距離來予以決定，該等電極層係在該氧化物半導體層531之上彼此毗連。在被施行用在少於25奈米的通道長度L之光線曝光的情況中，在該第三微影步驟中之抗蝕劑遮罩的形成之時的光線曝光係使用具有數奈米至數十奈米之極短波長的極端紫外線施行。在以極端紫外線的光線曝光中，該解析度係高的，且該焦點深度係大的。因此，稍後完成的電晶體之通道長度L可為大於或等於10奈米及少於或等於1000奈米，電路之操作速率能被增加，且低電力消耗能因為極低之斷開狀態電流而被減少。為了減少微影步驟中所使用之光罩的數目及減少微影步驟之數目，蝕刻步驟可使用作為曝光遮罩之多色調遮罩被施行，光係透射過曝光遮罩，以便具有複數種強度。使用多色調遮罩所形成之抗蝕劑遮罩具有複數種厚度，且進一步可藉由被蝕刻而在形狀中改變；因此，該抗蝕劑遮罩可被使用在複數個蝕刻步驟中，以形成不同的圖案。因此，對應於至少二種不同圖案之抗蝕劑遮罩可藉由一種多色調遮罩所形成。因此，曝光遮罩之數目能被減少，且對應微影步驟之數目亦可被減少，其導致製程之簡單化。

注意，較佳的是該等蝕刻條件被最佳化，以便防止該氧化物半導體層531在該導電膜的蝕刻之時被蝕刻及分開。然而，其係難以獲得諸條件，在該等條件之下，僅只該導電膜被蝕刻，且該氧化物半導體層531全然未被蝕刻。因此，於一些情況中，該氧化物半導體層531之僅只部份在該導電膜的蝕刻之時被蝕刻成為具有溝槽(凹部)之氧化物半導體層。

於此實施例中，因為Ti膜被使用作為該導電膜，且該In-Ga-Zn-O-基氧化物半導體被使用於該氧化物半導體層531，氫氧化銨/過氧化氫混合物(氨、水、及過氧化氫溶液之混合溶液)被使用作為蝕刻劑。

其次，電漿處理可使用諸如N₂ O、N₂ 、或Ar之氣體被施行，以致被吸附在該氧化物半導體層之經曝光部份的表面上之水被去除。於該電漿處理被施行之情況中，具有保護絕緣膜之作用而與該氧化物半導體層之部份接觸的絕緣層516被形成，而未暴露於空氣。

該絕緣層516能藉由一方法、諸如濺鍍方法被形成為至少1奈米之厚度，在該方法中，諸如水及氫之雜質不會進入該絕緣層516。當氫被包含在該絕緣層516中，該氫之進入至該氧化物半導體層或藉由該氫提取該氧化物半導體層中之氧被造成，藉此造成該氧化物半導體層之回返通道具有較低之阻抗(以具有n型導電性)，以致寄生通道可被形成。因此，其重要的是未使用之形成方法被採用，以致該絕緣層516包含盡可能少之氫。

於此實施例中，作為該絕緣層516，氧化矽膜係藉由濺鍍方法形成至200奈米之厚度。在膜形成之時的基板溫度可為高於或等於室溫及低於或等於攝氏300度，且於此實施例中為攝氏100度。該氧化矽膜能藉由濺鍍方法於稀有氣體(典型上為氬)氛圍、氧氛圍、或稀有氣體與氧之混合氛圍中所形成。當作標靶，氧化矽標靶或矽標靶能被使用。譬如，該氧化矽膜能藉由濺鍍方法於包含氧之氛圍中使用矽標靶被形成。當作被形成與該氧化物半導體層接觸之絕緣層516，使用無機絕緣膜，其不包含諸如濕氣、氫離子、及OH-之雜質，並阻斷這些雜質之由該外面進入。典型上，氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮氧化鋁膜等被使用。

如於形成該氧化物半導體膜530之情況中，捕集真空泵(例如，低溫泵)較佳被使用，以便去除留在沈積室中之濕氣，用以形成該絕緣層516。該絕緣層516被形成在沈積室中，其中，抽空已用低溫泵施行，藉此，該絕緣層516中之雜質的濃度能被減少。設有冷阱之渦輪增壓泵可被使用作為抽空單元，用以去除留在該沈積室中之濕氣，而被使用以形成該絕緣層516。

較佳的是已自其去除諸如氫、水、氫氧基、或氫化物之雜質的高純度氣體被使用作為濺鍍氣體，用於該絕緣層516之形成。

其次，第二熱處理係在惰性氣體氛圍或氧氣體氛圍(較佳係在高於或等於攝氏200度及低於或等於攝氏400度例如，高於或等於攝氏250度及低於或等於攝氏350度之溫度)中施行。譬如，該第二熱處理係在攝氏250度於氮氛圍中施行達一小時。於該第二熱處理中，熱被施加，而該氧化物半導體層之部份(通道形成區域)係與接觸該絕緣層516。

如上所述，該第一熱處理係施行於該氧化物半導體膜上，藉此，諸如氫、濕氣、氫氧基、或氫化物(亦被稱為氫化合物)之雜質可被有意地由該氧化物半導體層消除，且作為該氧化物半導體的主要成份之一但已經由消除該雜質之步驟被減少的氧能被供給。因此，該氧化物半導體層之純度係增加，且該氧化物半導體層被製成為電i型(本質)。

經由該上述製程，該電晶體510被製成(圖7D)。

當具有很多缺陷之氧化矽層被使用作為該絕緣層，被包含在該氧化物半導體層中之諸如氫、濕氣、氫氧基、或氫化物的雜質係在形成該氧化矽層之後藉由熱處理擴散至該絕緣層，以致該氧化物半導體層中之雜質可被進一步減少。

保護絕緣層506可被額外地形成在該絕緣層516之上。譬如，氮化矽膜係藉由RF濺鍍方法所形成。因為RF濺鍍方法允許生產力中之增加，其較佳係被使用作為該保護絕緣層之形成方法。當作該保護絕緣層，使用無機絕緣膜，其不包含諸如濕氣之雜質，並阻斷該等雜質之由該外面進入；譬如，氮化矽膜、氮化鋁膜等被使用。於此實施例中，作為該保護絕緣層，該保護絕緣層506係由氮化矽膜所形成(見圖7E)。

於此實施例中，作為該保護絕緣層506，氮化矽膜係藉由加熱該基板505所形成，而直至及包括該絕緣層516之諸層係在該基板505之上形成至於攝氏100度至攝氏400度的範圍中之溫度；導入包含已自其去除氫及濕氣的高純度氮之濺鍍氣體；及使用矽標靶。於此步驟中，較佳的是該保護絕緣層506被形成，且同時留在該沈積室中之濕氣被去除，如同於該絕緣層516之形成的情況中。

在形成該保護絕緣層之後，熱處理可在高於或等於攝氏100度及低於或等於攝氏200度之溫度於空氣中被進一步施行達大於或等於1小時及少於或等於30小時。此熱處理可在固定的加熱溫度被施行。另一選擇為，該加熱溫度中之以下變化可被反複地進行複數次：該加熱溫度係由室溫增加至攝氏100度至攝氏200度的範圍中之溫度，而後被減少至室溫。

如上所述，包括按照此實施例所製成之被純化的氧化物半導體層的電晶體被使用，藉此，於關閉狀態中之電流(亦即，關閉狀態電流)可被進一步減少。據此，當該電晶體係處於關閉狀態中時，電荷經由該電晶體之洩漏能被控制。因此，該電晶體被使用作為每一個像素中所提供之電晶體，藉此，影像信號至該像素之輸入頻率能夠被減少。換句話說，甚至於影像信號未被輸入至該像素之週期係增加的情況中，該週期能被維持，而不會使該像素中之顯示品質退化，其導致實施例1中所敘述之顯示裝置的電力消耗中之減少。基於該上面的理由係如下：於此實施例中之電晶體被使用作為每一個像素中所提供之電晶體，藉此，提取出的影像信號之框頻能夠被減少。

此外，包含被純化的氧化物半導體層之電晶體可具有相當高之場效流動性，且因而能夠在高速操作。因此，於此實施例中之電晶體被使用作為顯示裝置之每一個像素中所包括的電晶體，藉此高畫質影像能被提供。

注意，實施例1中所敘述之顯示裝置中的驅動器電路及中繼電路亦可使用包含被純化的氧化物半導體層之電晶體所形成。該電晶體之應用範圍的擴展使其可能減少該顯示裝置之製造成本。

(實施例4)

於此實施例中，該等上面實施例中所敘述之具有觸控板功能的顯示裝置之結構將參考圖8A及8B被敘述。

圖8A為此實施例中之顯示裝置的概要視圖。圖8A說明一結構，其中，觸控板602堆疊在液晶顯示面板601上，該液晶顯示面板601係實施例1中所敘述之顯示裝置；且它們係在外殼603中彼此附接。如適當的話，該觸控板602可為電阻式、表面電容式、投射電容式等。注意，於圖8A所說明之顯示裝置中，該觸控板602對應於實施例1中所敘述之顯示裝置中的輸入裝置。

該顯示面板601及該觸控板602被分開地製成，而後被堆疊在一起，如圖8A中所說明，藉此，具有觸控板功能的顯示裝置之製造成本能夠被減少。

圖8B說明具有觸控板功能的顯示裝置之結構，其係與圖8A所說明者不同。圖8B所說明之顯示裝置604包括於複數個像素605的每一者中之光感測器606及液晶元件607。因此，不像圖8A所說明之顯示裝置，該觸控板602不需要被堆疊來製造該顯示裝置，以致該顯示裝置可為薄的。注意，掃描線驅動器電路608、信號線驅動器電路609、及光感測器驅動器電路610與該等像素605被製成在一個基板之上，以致該顯示裝置之尺寸能被減少。注意，該光感測器606可使用非晶質矽等被形成，並可與包含氧化物半導體之電晶體重疊。

(實施例5)

於此實施例中，將參考圖9A至9D敘述電子裝置之範例，而按照實施例1所獲得之顯示裝置被安裝在該等電子裝置之每一者上。

圖9A說明膝上型個人電腦，其包括主體2201、外殼2202、顯示部2203、鍵盤2204等等。

圖9B說明手提式資訊終端(PDA)，其包括設有顯示部2213之主體2211、外部介面2215、操作按鈕2214等等。尖筆2212被包括當作用於操作之附件。

圖9C說明電子書閱讀器2220，當作配備有電子紙的電子裝置之範例。該電子書閱讀器2220包括二外殼：外殼2221及外殼2223。該等外殼2221及2223係彼此藉由軸線部份2237作為邊界，該電子書閱讀器2220可沿著該軸線部份而被打開與關閉。此一結構能夠使該電子書閱讀器2220像紙本書籍般被處理。

顯示部2225被倂入該外殼2221中，且顯示部2227被倂入該外殼2223中。該顯示部2225及該顯示部2227可顯示一個影像或不同的影像。於該顯示部顯示不同影像之結構中，譬如，該右側顯示部(圖9C中之顯示部2225)能顯示文字，且該左側顯示部(圖9C中之顯示部2227)能顯示影像。

再者，於圖9C中，該外殼2221係設有操作部等等。該外殼2221係設有譬如電源2231、操作按鍵2233、喇叭2235等等。以該等操作按鍵2233，頁面能被翻轉。注意，鍵盤、指向裝置等亦可被設在該外殼之表面上，該顯示部係設在該外殼上。再者，外部連接端子(耳機端子、USB端子、能被連接至諸如交流電轉接器之各種纜線的端子、及USB纜線等)、記錄媒體插入部份等等可被設在該外殼之後表面或側表面上。再者，該電子書閱讀器2220可具有電子辭典之功能。

該電子書閱讀器2220可被組構成無線地傳送及接收資料。經由無線通訊，想要之書籍資料等可被由電子書伺服器購買及下載。

注意，電子紙可被應用至各種領域之裝置，只要它們顯示資訊。譬如，除了電子書閱讀器以外，電子紙可被使用於海報、諸如火車的車輛中之廣告、諸如信用卡的各種卡中之顯示等等。

圖9D說明行動電話。該行動電話包括二外殼：外殼2240及外殼2241。該外殼2241係設有顯示面板2242、喇叭2243、麥克風2244、指向裝置2246、照相機鏡頭2247、外部連接端子2248等等。該外殼2240係設有充電該行動電話之太陽能電池2249、外部記憶體插槽2250等等。天線被倂入在該外殼2241中。

該顯示面板2242具有觸控板功能。被顯示為影像之複數操作按鍵2245係藉由圖9D中之虛線所說明。注意，該行動電話包括升壓電路，用以將由該太陽能電池2249所輸出之電壓增加至用於每一個電路所需要之電壓。再者，除了該上面結構以外，該行動電話可包括無接觸的IC晶片、小的記錄裝置等。

如適當的，該顯示面板2242之顯示方位按照該用法樣式而改變。再者，該照相機鏡頭2247被設在與該顯示面板2242相同的表面上；因此，該行動電話能被使用作為視訊電話。該喇叭2243及該麥克風2244能被使用於視訊電話、錄音、及播放聲音等等以及語音電話。再者，該等外殼2240及2241在它們被如圖9D所示開發之狀態中能被滑動，以致一外殼係重疊在另一外殼之上；因此，該行動電話之尺寸能被減少，而使得該行動電話適合被攜帶。

該外部連接端子2248能被連接至交流電轉接器或諸如USB纜線之各種纜線，其能夠讓該行動電話充電及資料通訊。再者，藉由將記錄媒體插入至該外部記憶體插槽2250，較大數量之資料能被儲存及移動。再者，除了該等上面之功能以外，紅外線通訊功能、電視收訊功能等可被提供。

此申請案係基於2010年1月20日在日本專利局提出之日本專利申請案序號第2010-010250號，其整個內容係以引用的方式倂入本文中。

10．．．像素部

11．．．驅動器電路

12．．．輸入裝置

13．．．處理器

14．．．中繼電路

15．．．中繼電路

16．．．信號偵測電路

17．．．信號產生電路

18．．．信號提取電路

21．．．信號偵測部

22．．．鎖存器部

23．．．記憶體部

24．．．重設部

30．．．基板

400．．．基板

401．．．閘極電極層

402．．．閘極絕緣層

403．．．氧化物半導體層

405a．．．源極電極層

405b．．．汲極電極層

407．．．絕緣層

409．．．保護絕緣層

410．．．電晶體

420．．．電晶體

427．．．絕緣層

430．．．電晶體

436a．．．佈線層

436b．．．佈線層

437．．．絕緣層

440．．．電晶體

505．．．基板

506．．．保護絕緣層

507．．．閘極絕緣層

510．．．電晶體

511．．．閘極電極層

515a．．．源極電極層

515b．．．汲極電極層

516．．．絕緣層

530．．．氧化物半導體膜

531．．．氧化物半導體層

601．．．顯示面板

602．．．觸控板

603．．．外殼

604．．．顯示裝置

605．．．像素

606．．．光感測器

607．．．液晶元件

608．．．掃描線驅動器電路

609．．．信號線驅動器電路

610．．．光感測器驅動器電路

2201．．．主體

2202．．．外殼

2203．．．顯示部

2204．．．鍵盤

2211．．．主體

2212．．．尖筆

2213‧‧‧顯示部

2214‧‧‧操作按鈕

2215‧‧‧外部介面

2220‧‧‧電子書閱讀器

2221‧‧‧外殼

2223‧‧‧外殼

2225‧‧‧顯示部

2227‧‧‧顯示部

2231‧‧‧電源

2233‧‧‧操作按鍵

2235‧‧‧喇叭

2237‧‧‧軸線部份

2240‧‧‧外殼

2241‧‧‧外殼

2242‧‧‧顯示面板

2243‧‧‧喇叭

2244‧‧‧麥克風

2245‧‧‧操作按鍵

2246‧‧‧指向裝置

2247‧‧‧照相機鏡頭

2248‧‧‧外部連接端子

2249‧‧‧太陽能電池

2250‧‧‧外部記憶體插槽

圖1係一圖解，說明根據實施例1之顯示裝置。

圖2A及2B係流程圖，其每一者說明根據實施例1之顯示裝置。

圖3A及3B係圖解，其每一者說明根據實施例1之顯示裝置。

圖4A至4F係圖解，其每一者說明根據實施例1之顯示裝置。

圖5A及5B係圖解，其每一者說明根據實施例1之顯示裝置。

圖6A至6D係視圖，其每一者說明根據實施例2之電晶體。

圖7A至7E係視圖，說明根據實施例3之電晶體。

圖8A及8B係視圖，其每一者說明根據實施例4之顯示裝置。

圖9A至9D係圖解，說明根據實施例5之電子裝置。