，而第一薄膜晶体管5603a及第三薄膜晶体管5603c截止。此时，输入到布线5621_^^Data_j通过第二薄膜晶体管5603b输入到信号线Sj。第三子选择期间T3中，第三薄膜晶体管5603c导通，而第一薄膜晶体管5603a及第二薄膜晶体管5603b截止。此时，输入到布线5621_^^Data_j+I通过第三薄膜晶体管5603c输入到信号线S j+1。
[0235]据此，图14的信号线驱动电路通过将一个栅极选择期间分割为三个来可以在一个栅极选择期间中将视频信号从一个布线5621输入到三个信号线。因此，图14的信号线驱动电路可以将形成驱动器IC5601的衬底和形成有像素部的衬底的连接数设定为信号线数的大约1/3。通过将连接数设定为大约1/3，图14的信号线驱动电路可以提高可靠性、成品率等。
[0236]注意，只要能够如图14所示，将一个栅极选择期间分割为多个子选择期间，并在各子选择期间中从某一个布线向多个信号线分别输入视频信号，就对于薄膜晶体管的配置、数量及驱动方法等没有限制。
[0237]例如，当在三个以上的子选择期间的每一个期间中从一个布线将视频信号分别输入到三个以上的信号线时，追加薄膜晶体管及用于控制薄膜晶体管的布线，即可。但是，当将一个栅极选择期间分割为四个以上的子选择期间时，一个子选择期间变短。因此，一个栅极选择期间优选分割为两个或三个子选择期间。
[0238]作为另一个例子，也可以如图16的时序图所示，将一个选择期间分割为预充电期间Tp、第一子选择期间Tl、第二子选择期间T2、第三子选择期间T3。再者，图16的时序图示出选择第i列扫描线Gi的时序、第一薄膜晶体管5603a的导通/截止的时序5803a、第二薄膜晶体管5603b的导通/截止的时序5803b、第三薄膜晶体管5603c的导通/截止的时序5803c以及输入到第J行布线5621_J的信号5821_J。如图16所示，在预充电期间Tp中，第一薄膜晶体管5603a、第二薄膜晶体管5603b及第三薄膜晶体管5603c导通。此时，输入到布线5621_J的预充电电压Vp通过第一薄膜晶体管5603a、第二薄膜晶体管5603b及第三薄膜晶体管5603c分别输入到信号线Sj-1、信号线Sj、信号线Sj + Ι。在第一子选择期间Tl中，第一薄膜晶体管5603a导通，第二薄膜晶体管5603b及第三薄膜晶体管5603c截止。此时，输入到布线5621_J的DataJ-1通过第一薄膜晶体管5603a输入到信号线Sj-1。在第二子选择期间T2中，第二薄膜晶体管5603b导通、第一薄膜晶体管5603a及第三薄膜晶体管5603c截止。此时，输入到布线5621_^^Data_j通过第二薄膜晶体管5603b输入到信号线Sj。在第三子选择期间T3中，第三薄膜晶体管5603c导通，第一薄膜晶体管5603a及第二薄膜晶体管5603b截止。此时，输入到布线5621_^^Data_j+l通过第三薄膜晶体管5603c输入到信号线Sj+1。
[0239]据此，因为应用图16的时序图的图14的信号线驱动电路可以通过在子选择期间之前提供预充电选择期间来对信号线进行预充电，所以可以高速地进行对像素的视频信号的写入。注意，在图16中，使用相同的附图标记来表示与图15相同的部分，而省略相同的部分或具有相同的功能的部分的详细说明。
[0240]此外，说明扫描线驱动电路的结构。扫描线驱动电路包括移位寄存器、缓冲器。此夕卜，根据情况，还可以包括电平转移器。在扫描线驱动电路中，通过对移位寄存器输入时钟信号(CLK)及起始脉冲信号(SP)，生成选择信号。所生成的选择信号在缓冲器中被缓冲放大，并供给到对应的扫描线。扫描线连接到一条线用的像素的晶体管的栅电极。而且，由于需要将一条线用的像素的晶体管一齐导通，因此使用能够产生大电流的缓冲器。
[0241]参照图17和图18说明用于扫描线驱动电路的一部分的移位寄存器的一个方式。
[0242]图17示出移位寄存器的电路结构。图17所示的移位寄存器由多个触发器(触发器5701_1至5701_n)构成。此外，输入第一时钟信号、第二时钟信号、起始脉冲信号、复位信号来进行工作。
[0243]说明图17的移位寄存器的连接关系。在图17的移位寄存器的第i级触发器5701」(触发器5701_1至5701_11中任一个)中，图18所示的第一布线5501连接到第七布线5717」-1，图18所示的第二布线5502连接到第七布线5717」+1，图18所示的第三布线5503连接到第七布线5717」，并且图18所示的第六布线5506连接到第五布线5715。
[0244]此外，在奇数级的触发器中图18所示的第四布线5504连接到第二布线5712，在偶数级的触发器中其连接到第三布线5713，并且图18所示的第五布线5505连接到第四布线5714ο
[0245]但是，第一级触发器57011的图18所示的第一布线5501连接到第一布线5711，而第η级触发器5701_η的图18所示的第二布线5502连接到第六布线5716。
[0246]注意，第一布线5711、第二布线5712、第三布线5713、第六布线5716也可以分别称为第一信号线、第二信号线、第三信号线、第四信号线。再者，第四布线5714、第五布线5715也可以分别称为第一电源线、第二电源线。
[0247]接着，图18示出图17所示的触发器的详细。图18所示的触发器包括第一薄膜晶体管5571、第二薄膜晶体管5572、第三薄膜晶体管5573、第四薄膜晶体管5574、第五薄膜晶体管5575、第六薄膜晶体管5576、第七薄膜晶体管5577以及第八薄膜晶体管5578。注意，第一薄膜晶体管5571、第二薄膜晶体管5572、第三薄膜晶体管5573、第四薄膜晶体管5574、第五薄膜晶体管5575、第六薄膜晶体管5576、第七薄膜晶体管5577以及第八薄膜晶体管5578是η沟道型晶体管，并且当栅极-源极间电压(Vgs)超过阈值电压(Vth)时它们成为导通状态。
[0248]接着，下面示出图17所示的触发器的连接结构。
[0249]第一薄膜晶体管5571的第一电极(源电极及漏电极中的一方)连接到第四布线5504，并且第一薄膜晶体管5571的第二电极(源电极及漏电极中的另一方)连接到第三布线5503ο
[0250]第二薄膜晶体管5572的第一电极连接到第六布线5506，并且第二薄膜晶体管5572的第二电极连接到第三布线5503。
[0251]第三薄膜晶体管5573的第一电极连接到第五布线5505，第三薄膜晶体管5573的第二电极连接到第二薄膜晶体管5572的栅电极，并且第三薄膜晶体管5573的栅电极连接到第五布线5505。
[0252]第四薄膜晶体管5574的第一电极连接到第六布线5506，第四薄膜晶体管5574的第二电极连接到第二薄膜晶体管5572的栅电极，并且第四薄膜晶体管5574的栅电极连接到第一薄膜晶体管5571的栅电极。
[0253]第五薄膜晶体管5575的第一电极连接到第五布线5505，第五薄膜晶体管5575的第二电极连接到第一薄膜晶体管5571的栅电极，并且第五薄膜晶体管5575的栅电极连接到第一布线5501。
[0254]第六薄膜晶体管5576的第一电极连接到第六布线5506，第六薄膜晶体管5576的第二电极连接到第一薄膜晶体管5571的栅电极，并且第六薄膜晶体管5576的栅电极连接到第二薄膜晶体管5572的栅电极。
[0255]第七薄膜晶体管5577的第一电极连接到第六布线5506，第七薄膜晶体管5577的第二电极连接到第一薄膜晶体管5571的栅电极，并且第七薄膜晶体管5577的栅电极连接到第二布线5502。第八薄膜晶体管5578的第一电极连接到第六布线5506，第八薄膜晶体管5578的第二电极连接到第二薄膜晶体管5572的栅电极，并且第八薄膜晶体管5578的栅电极连接到第一布线5501。
[0256]注意，以第一薄膜晶体管5571的栅电极、第四薄膜晶体管5574的栅电极、第五薄膜晶体管5575的第二电极、第六薄膜晶体管5576的第二电极以及第七薄膜晶体管5577的第二电极的连接部分为节点5543。再者，以第二薄膜晶体管5572的栅电极、第三薄膜晶体管5573的第二电极、第四薄膜晶体管5574的第二电极、第六薄膜晶体管5576的栅电极及第八薄膜晶体管5578的第二电极的连接部分为节点5544。
[0257]注意，第一布线5501、第二布线5502、第三布线5503以及第四布线5504也可以分别称为第一信号线、第二信号线、第三信号线、第四信号线。再者，第五布线5505、第六布线5506也可以分别称为第一电源线、第二电源线。
[0258]此外，也可以仅使用实施方式I至4所示的η沟道型TFT制造信号线驱动电路及扫描线驱动电路。因为实施方式I至4所示的η沟道型TFT的晶体管迀移率大，所以可以提高驱动电路的驱动频率。另外，由于实施方式I至4所示的η沟道型TFT利用由金属氧化物层构成的缓冲层减少寄生电容，因此频率特性(称为f特性)高。例如，由于可以使使用实施方式I至4所示的η沟道型TFT的扫描线驱动电路进行高速工作，因此可以提高帧频率或实现黑屏插入等。
[0259]再者，通过增大扫描线驱动电路的晶体管的沟道宽度，或配置多个扫描线驱动电路等，可以实现更高的帧频率。在配置多个扫描线驱动电路的情况下，通过将用于驱动偶数列的扫描线的扫描线驱动电路配置在一侧，并将用于驱动奇数列的扫描线的扫描线驱动电路配置在其相反一侧，可以实现帧频率的提高。
[0260]此外，在制造有源矩阵型发光显示装置的情况下，因为至少在一个像素中配置多个薄膜晶体管，因此优选配置多个扫描线驱动电路。图13Β示出有源矩阵型发光显示装置的框图的一例。
[0261]图13Β所示的显示装置在衬底5400上包括:具有多个具备显示元件的像素的像素部5401;选择各像素的第一扫描线驱动电路5402及第二扫描线驱动电路5404;以及控制对被选择的像素的视频信号的输入的信号线驱动电路5403。
[0262]在输入到图13Β所示的显示装置的像素的视频信号为数字方式的情况下，通过切换晶体管的导通和截止，像素处于发光或非发光状态。因此，可以采用区域灰度法或时间灰度法进行灰度级显示。面积灰度法是一种驱动法，其中通过将一个像素分割为多个子像素并根据视频信号分别驱动各子像素，来进行灰度级显示。此外，时间灰度法是一种驱动法，其中通过控制像素发光的期间，来进行灰度显示。
[0263]因为发光元件的响应速度比液晶元件等高，所以与液晶元件相比适合于时间灰度法。在具体地采用时间灰度法进行显示的情况下，将一个帧期间分割为多个子帧期间。然后，根据视频信号，在各子帧期间中使像素的发光元件处于发光或非发光状态。通过将一个帧期间分割为多个子帧期间，可以利用视频信号控制在一个帧期间中像素实际上发光的期间的总长度，并可以显示灰度级。
[0264]注意，在图13B所示的发光装置中示出一种例子，其中当在一个像素中配置两个TFT，即开关TFT和电流控制TFT时，使用第一扫描线驱动电路5402生成输入到开关TFT的栅极布线的第一扫描线的信号，而使用第二扫描线驱动电路5404生成输入到电流控制TFT的栅极布线的第二扫描线的信号。但是，也可以使用一个扫描线驱动电路生成输入到第一扫描线的信号和输入到第二扫描线的信号。此外，例如根据开关元件所具有的各晶体管的数量，可能会在各像素中设置多个用来控制开关元件的工作的第一扫描线。在此情况下，既可以使用一个扫描线驱动电路生成输入到多个第一扫描线的所有信号，又可以使用多个扫描线驱动电路生成输入到多个第一扫描线的所有信号。
[0265]此外，在发光装置中也可以将能够由η沟道型TFT构成的驱动电路的一部分形成在与像素部的薄膜晶体管相同的衬底上。另外，也可以仅使用实施方式I至4所示的η沟道型TFT制造信号线驱动电路及扫描线驱动电路。
[0266]此外，上述驱动电路除了液晶显示装置及发光装置以外还可以用于利用与开关元件电连接的元件来驱动电子墨水的电子纸。电子纸也称为电泳显示装置(电泳显示器)，并具有如下优点:与纸相同的易读性、耗电量比其他的显示装置小、可形成为薄且轻的形状。
[0267]作为电泳显示器可考虑各种方式。电泳显示器是如下器件，即在溶剂或溶质中分散有多个包含具有正电荷的第一粒子和具有负电荷的第二粒子的微囊，并且通过对微囊施加电场使微囊中的粒子互相向相反方向移动，以仅显示集合在一方的粒子的颜色。注意，第一粒子或第二粒子包含染料，且在没有电场时不移动。此外，第一粒子和第二粒子的颜色不同(包含无色)。
[0268]像这样，电泳显示器是利用所谓的介电电泳效应的显示器。在该介电电泳效应中，介电常数高的物质移动到高电场区。电泳显示器不需要液晶显示装置所需的偏振片和对置衬底，从而可以使其厚度和重量减少一半。
[0269]将在其中分散有上述微囊的溶剂称作电子墨水，该电子墨水可以印刷到玻璃、塑料、布、纸等的表面上。另外，还可以通过使用彩色滤光片或具有色素的粒子来进行彩色显不O
[0270]此外，通过在有源矩阵衬底上适当地设置多个上述微囊以使微囊夹在两个电极之间，而完成源矩阵型显示装置，并且当对微囊施加电场时可以进行显示。
[0271]此外，作为微囊中的第一粒子及第二粒子，采用选自导电体材料、绝缘体材料、半导体材料、磁性材料、液晶材料、铁电性材料、电致发光材料、电致变色材料、磁泳材料中的一种或这些材料的组合材料即可。
[0272]实施方式7
[0273]通过制造根据本发明的一个方式的薄膜晶体管并将该薄膜晶体管用于像素部及驱动电路，来可以制造具有显示功能的半导体装置(也称为显示装置)。此外，可以将根据本发明的一个方式的薄膜晶体管的驱动电路的一部分或整体一体形成在与像素部相同的衬底上，来形成系统型面板(system-on-panel) ο
[0274]显示装置包括显示元件。作为显示元件，可以使用液晶元件(也称为液晶显示元件)、发光元件(也称为发光显示元件)。在发光元件的范围内包括利用电流或电压控制亮度的元件，具体而言，包括无机EL(Electro Luminescence ；电致发光)、有机EL等。此外，也可以应用电子墨水等的对比度因电作用而变化的显示介质。
[0275]此外，显示装置包括密封有显示元件的面板和在该面板中安装有包括控制器的IC等的模块。再者，本发明的一个方式涉及一种元件衬底，该元件衬底相当于制造该显示装置的过程中的显示元件完成之前的一个方式，并且它在多个各像素中分别具备用于将电流供给到显示元件的单元。具体而言，元件衬底既可以是只形成有显示元件的像素电极的状态，又可以是形成成为像素电极的导电膜之后且通过蚀刻形成像素电极之前的状态，而可以采用各种方式。
[0276]注意，本说明书中的显示装置是指图像显示装置、显示装置、或光源(包括照明装置)。另外，显示装置还包括安装有连接器诸如FPC(Flexible Printed Circuit;柔性印刷电路)、TAB(Tape Automated Bonding;载带自动键合)带或TCP(Tape Carrier Package;载带封装)的模块;将印刷线路板固定到TAB带或TCP端部的模块;通过C0G(Chip On Glass;玻璃上芯片)方式将IC(集成电路)直接安装到显示元件上的模块。
[0277]在本实施方式中，示出液晶显示装置的例子作为根据本发明的一个方式的半导体
目.ο
[0278]图19A和19B示出应用本发明的一个方式的有源矩阵型液晶显示装置。图19A是液晶显示装置的平面图，而图19B是沿着图19A中的V-X的截面图。用于半导体装置的薄膜晶体管201可以与实施方式2所示的薄膜晶体管同样地制造，并且它是包括IGZO半导体层及具有η型导电型的金属氧化物层的可靠性高的薄膜晶体管。此外，也可以应用实施方式1、实施方式3或实施方式4所示的薄膜晶体管作为本实施方式的薄膜晶体管201。
[0279]图19Α所示的本实施方式的液晶显示装置包括源极布线层202、多栅极结构的反交错薄膜晶体管201、栅极布线层203、电容布线层204。
[0280]另外，在图19Β中，在本实施方式的液晶显示装置中具有液晶显示元件260，并且衬底200和衬底266中间夹着液晶层262彼此对置。该衬底200设置有多栅极结构的薄膜晶体管201、用作保护膜的绝缘层211、用作保护膜的绝缘层212、用作平坦化膜的绝缘层213、用于显示元件的电极层255、用作取向膜的绝缘层261、偏振片268。并且该衬底266设置有用作取向膜的绝缘层263、用于显示元件的电极层265、用作彩色滤光片的着色层264、偏振片267。
[0281]在此，使用用作保护膜的绝缘层211、212或用作平坦化膜的绝缘层213覆盖通过实施方式2可得到的薄膜晶体管，以降低薄膜晶体管201的表面凹凸并提高薄膜晶体管201的可靠性。注意，因为保护膜用于防止悬浮在大气中的有机物、金属物、水蒸气等的污染杂质的侵入，所以优选采用致密的膜。使用CVD法等并利用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜的单层或叠层而形成保护膜，即可。另外，也可以使用有机硅烷气体和氧作为工艺气体并利用等离子体CVD法而形成氧化硅膜作为保护膜。
[0282]有机硅烷是如下化合物:硅酸乙酯(TEOS:化学式Si (OC2H5)4)、四甲基硅烷(TMS:化学式Si(CH3)4)、四甲基环四硅氧烷(TMCTS)、八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三乙氧基硅烷(SiH(OC2H5)3)、三二甲氨基硅烷(SiH(N(CHs)2)3)等。
[0283]形成绝缘层211作为保护膜的第一层。绝缘层211起到防止铝膜的小丘的作用。在此，使用等离子体CVD法形成氧化硅膜作为绝缘层211。作为氧化硅膜的成膜用工艺气体，使用TEOS及02，并且将其流量比设定为TE0S/02 = 15(SCCm)/750(SCCm)。成膜工序的衬底温度是 300°C。
[0284]另外，形成绝缘层212作为保护膜的第二层。在此，使用等离子体CVD法形成氮化硅膜作为绝缘层212。作为氮化硅膜的成膜用工艺气体，使用SiH4、N2、NH3及H2。当使用氮化硅膜作为保护膜的一个层时，可以抑制钠等的可动离子侵入到半导体区域中而使TFT的电特性变化。
[0285]另外，也可以在形成保护膜之后进行对IGZO半导体层的退火(300°C至400°C)。
[0286]另外，形成绝缘层213作为用作平坦化膜的绝缘膜。作为绝缘层213，可以使用具有耐热性的有机材料如聚酰亚胺、丙烯酸、苯并环丁烯、聚酰胺、环氧等。另外，除了上述有机材料之外，还可以使用低介电常数材料(1w-k材料)、硅氧烷基树脂、PSG(磷硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)等。硅氧烷基树脂除了氢之外还可以具有氟、烷基或芳基中的至少一种作为取代基。另外，也可以通过层叠多个由这些材料形成的绝缘膜，来形成绝缘层213。
[0287]另外，硅氧烷基树脂相当于以硅氧烷基材料为起始材料而形成的包含S1-O-Si键的树脂。硅氧烷基树脂除了氢以外，还可以具有氟、烷基或芳香烃中的至少一种作为取代基。
[0288]绝缘层213可以根据其材料利用CVD法、溅射法、SOG法、旋转涂敷、浸渍、喷涂、液滴喷射法(喷墨法、丝网印刷、胶版印刷等)、刮片、辊涂、幕涂、刮刀涂布等来形成。在使用材料液形成绝缘层213的情况下，也可以在进行焙烧的工序中同时进行对IGZO半导体层的退火(300°C至400°C)。通过兼作绝缘层213的焙烧工序和对IGZO半导体层的退火，可以有效地制造显示装置。
[0289]注意，虽然图19A及19B表示透过型液晶显示装置，但是本发明的一个方式也可以应用于反射型液晶显示装置或半透过型液晶显示装置。
[0290]此外，图19A和19B的液晶显示装置示出在衬底266的外侧(可见一侧)设置偏振片267，而在衬底266的内侧按顺序设置着色层264、用于显示元件的电极层265的例子，但是也可以在衬底266的内侧设置偏振片267。另外，偏光片和着色层的叠层结构也不局限于图19A和19B，而根据偏振片及着色层的材料和制造工序条件适当地设定，即可。此外，还可以设置用作黑矩阵的遮光膜。
[0291]作为用作像素电极层的电极层255、265，可以使用具有透光性的导电材料诸如包含氧化钨的氧化铟、包含氧化钨的氧化铟锌、包含氧化钛的氧化铟、包含氧化钛的氧化铟锡、氧化铟锡(下面表示为ΙΤ0)、氧化铟锌、添加有氧化硅的氧化铟锡等。
[0292]此外，可以使用包含导电高分子(也称为导电聚合物)的导电组成物形成电极层255、265。使用导电组成物形成的像素电极的薄层电阻优选为10000 Ω/□以下，并且其波长为550nm时的透光率优选为70%以上。另外，导电组成物所包含的导电高分子的电阻率优选为0.1 Ω.cm以下。
[0293]作为导电高分子，可以使用所谓的电子共轭类导电高分子。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、或者上述材料中的