两种以上的共聚物等。
[0294]作为液晶层262的液晶材料，使用溶致液晶、热致液晶、低分子液晶、高分子液晶、盘状液晶、铁电性液晶、反铁电性液晶等。另外，上述液晶材料料根据条件呈现出向列相、胆甾相、胆留蓝相、近晶相、近晶蓝相、立方相、近晶D、手性向列相、各向同性相等。胆留蓝相及近晶蓝相呈现于具有螺距是500nm以下的较短的胆甾相或近晶相的液晶材料中。液晶材料的取向具有双扭结构(double twist structure)。因为液晶材料具有光学波长以下的序列，所以其是透明，通过电压的施加而其取向序列变化，来产生光学调制作用。因为蓝相在光学上具有各向同性，所以没有视角依赖性，不需要形成取向膜，因此可以实现显示图像质量的提高及成本的缩减。
[0295]通过上述工序，可以制造可靠性高的液晶显示装置作为半导体装置。
[0296]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。
[0297]实施方式8
[0298]在本实施方式中，作为根据本发明的一个方式的半导体装置示出电子纸的例子。
[0299]在图26中，作为应用本发明的一个方式的半导体装置的例子示出有源矩阵型电子纸。可以与实施方式2所示的薄膜晶体管同样地制造用于半导体装置的薄膜晶体管581，并且该薄膜晶体管581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581。
[0300]图26的电子纸是采用扭转球显示方式的显示装置的例子。扭转球显示方式是指一种方法，其中将分别着色为白色和黑色的球形粒子配置在用于显示元件的电极层的第一电极层及第二电极层之间，并在第一电极层及第二电极层之间产生电位差来控制球形粒子的方向，以执行显示。
[0301]衬底580上的薄膜晶体管581是多栅极结构的反交错型薄膜晶体管，并且在形成于绝缘层585、层583及层584中的开口中通过源电极层或漏电极层接触于第一电极层587并与它电连接。在第一电极层587和设置于衬底596的第二电极层588之间设置有球形粒子589，该球形粒子589具有黑色区590a和白色区590b，其周围包括充满了液体的空洞594，并且球形粒子589的周围充满有树脂等的填充材料595(参照图26)。
[0302]此外，还可以使用电泳元件代替扭转球。使用直径为ΙΟμπι至20μπι左右的微囊，该微囊中封入有透明液体和带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒。对于设置在第一电极层和第二电极层之间的微囊，当由第一电极层和第二电极层施加电场时，白色微粒和黑色微粒移动到相反方向，从而可以显示白色或黑色。应用这种原理的显示元件就是电泳显示元件，一般地称为电子纸。电泳显示元件具有比液晶显示元件高的反射率，因而不需要辅助灯。此夕卜，耗电量低，并且在昏暗的地方也能够辨别显示部。另外，即使不向显示部供应电源，也能够保持显示过一次的图像，因此，即使从电波发射源离开具有显示功能的半导体装置(简单地称为显示装置，或称为具备显示装置的半导体装置)，也能够储存显示过的图像。
[0303]通过上述工序，可以制造作为半导体装置的可靠性高的电子纸。
[0304]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。
[0305]实施方式9
[0306]在本实施方式中，示出发光显示装置的例子作为根据本发明的一个方式的半导体装置。在此，示出利用电致发光的发光元件作为显示装置所具有的显示元件。利用电致发光的发光元件根据其发光材料是有机化合物还是无机化合物来进行区别，一般来说，前者称为有机EL元件，而后者称为无机EL元件。
[0307]在有机EL元件中，通过对发光元件施加电压，电子和空穴从一对电极分别注入到包含发光有机化合物的层，以产生电流。然后，由于这些载流子(电子和空穴)重新结合，发光有机化合物形成激发态，并且当该激发态恢复到基态时，得到发光。根据这种机理，该发光元件称为电流激励型发光元件。
[0308]根据其元件的结构，将无机EL元件分类为分散型无机EL元件和薄膜型无机EL元件。分散型无机EL元件包括在粘合剂中分散有发光材料的粒子的发光层，且其发光机理是利用供体能级和受体能级的供体-受体重新结合型发光。薄膜型无机EL元件具有利用电介质层夹住发光层并还利用电极夹住该发光层的结构，且其发光机理是利用金属离子的内层电子跃迀的定域型发光。注意，在此使用有机EL元件作为发光元件而进行说明。
[0309]在图22A和22B中，示出有源矩阵型发光显示装置作为应用本发明的一个方式的半导体装置的例子。图22A是发光显示装置的平面图，而图22B是沿着图22A中的线Y-Z的截面图。注意，图23不出图22A和22B所不的发光显不装置的等效电路。
[0310]可以与实施方式I及实施方式2所示的薄膜晶体管同样地制造用于半导体装置的薄膜晶体管301、302，并且该薄膜晶体管301、302是包括IGZO半导体层及由金属氧化物层构成的具有η型导电型的缓冲层的可靠性高的薄膜晶体管。此外，也可以应用实施方式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301、302。
[0311]图22Α及图23所示的本实施方式的发光显示装置包括多栅极结构的薄膜晶体管301、薄膜晶体管302、发光元件303、电容元件304、源极布线层305、栅极布线层306、电源线308。薄膜晶体管301、302是η沟道型薄膜晶体管。
[0312]此外，在图22Β中，本实施方式的发光显示装置包括衬底300、薄膜晶体管302、绝缘层311、绝缘层312、绝缘层313、分隔壁321以及用于发光元件303的第一电极层320、电场发光层322、第二电极层323。
[0313]优选使用丙烯、聚酰亚胺、聚酰胺等的有机树脂、或硅氧烷形成绝缘层313。
[0314]在本实施方式中，因为像素的薄膜晶体管302是η型，所以优选使用阴极作为像素电极层的第一电极层320。具体而言，作为阴极，可以使用功函数小的材料例如Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi 等。
[0315]使用有机树脂膜、无机绝缘膜或有机聚硅氧烷形成分隔壁321。特别优选的是，使用感光材料，在第一电极层320上形成开口部，并将其开口部的侧壁形成为具有连续的曲率而成的倾斜面。
[0316]电场发光层322既可以由单层构成，又可以由多个层的叠层构成。
[0317]覆盖电场发光层322地形成用作阳极的第二电极层323。利用在实施方式7中作为像素电极层列举的使用具有透光性的导电材料的透光导电膜，而可以形成第二电极层323。除了上述透光导电膜之外，还可以使用氮化钛膜或钛膜。通过重叠第一电极层320、电场发光层322和第二电极层323，形成有发光元件303。然后，也可以在第二电极层323及分隔壁321上形成保护膜，以防止氧、氢、水分、二氧化碳等侵入到发光元件303中。作为保护膜，可以形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、DLC膜等。
[0318]再者，在实际上，优选当完成图22B的状态之后，使用气密性高且漏气少的保护薄膜(贴合薄膜、紫外线固性树脂薄膜等)及覆盖材料进行封装(密封)以进一步防止发光元件暴露于空气中。
[0319]接着，参照图24A至24C说明发光元件的结构。在此，以驱动TFT是η型的情况为例子来说明像素的截面结构。与实施方式I所示的薄膜晶体管同样地制造用于图24Α、24Β和24C的半导体装置的驱动TFT7001、7011、7021，并且这些TFT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2、实施方式3或实施方式4所示的薄膜晶体管用作驱动TFT7001、7011、7021。
[0320]发光元件的阳极及阴极中之至少一方是透明以向外部发光，即可。而且，有如下结构的发光元件，即在衬底上形成薄膜晶体管及发光元件，并从与衬底相反的面向外部发光的顶部发射、从衬底一侧向外部发光的底部发射、以及从衬底一侧及与衬底相反的面向外部发光的双面发射。根据本发明的一个方式的像素结构可以应用于任何发射结构的发光元件。
[0321]参照图24Α说明顶部发射结构的发光元件。
[0322]在图24Α中示出当驱动TFT7001是η型，且从发光元件7002发射的光穿过阳极7005一侧时的像素的截面图。在图24Α中，发光元件7002的阴极7003和驱动TFT7001电连接，在阴极7003上按顺序层叠有发光层7004、阳极7005。作为阴极7003，只要是功函数小且反射光的导电膜，就可以使用各种材料。例如，优选采用Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等。而且，发光层7004可以由单层或多层的叠层构成。在由多层构成时，在阴极7003上按顺序层叠电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层。注意，不需要设置上述的所有层。使用透过光的具有透光性的导电材料形成阳极7005，也可以使用具有透光性的导电膜例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。
[0323]使用阴极7003及阳极7005夹住发光层7004的区域相当于发光元件7002。在图24A所示的像素中，从发光元件7002发射的光如箭头所示那样发射到阳极7005—侧。
[0324]接着，参照图24B说明底部发射结构的发光元件。图24B示出在驱动TFT7011是η型，且从发光元件7012发射的光发射到阴极7013—侧的情况下的像素的截面图。在图24Β中，在与驱动TFT7011电连接的具有透光性的导电膜7017上形成有发光元件7012的阴极7013，在阴极7013上按顺序层叠有发光层7014、阳极7015。注意，在阳极7015具有透光性的情况下，也可以覆盖阳极上地形成有用于反射光或进行遮光的屏蔽膜7016。与图24Α的情况同样地，阴极7013只要是功函数小的导电材料，就可以使用各种材料。但是，将其厚度设定为透过光的程度(优选为5nm至30nm左右)。例如，也可以将膜厚度为20nm的铝膜用作阴极7013。而且，与图24A同样地，发光层7014可以由单层或多个层的叠层构成。阳极7015不需要透过光，但是可以与图24A同样地使用具有透光性的导电材料形成。并且，虽然屏蔽膜7016例如可以使用反射光的金属等，但是不局限于金属膜。例如，也可以使用添加有黑色的颜料的树脂等。
[0325]由阴极7013及阳极7015夹有发光层7014的区域相当于发光元件7012。在图24B所示的像素中，从发光元件7012发射的光如箭头所示那样发射到阴极7013—侧。
[0326]接着，参照图24C说明双面发射结构的发光元件。在图24C中，在与驱动TFT7021电连接的具有透光性的导电膜7027上形成有发光元件7022的阴极7023，而在阴极7023上按顺序层叠有发光层7024、阳极7025。与图24A的情况同样地，作为阴极7023，只要是功函数小的导电材料，就可以使用各种材料。但是，将其厚度设定为透过光的程度。例如，可以将膜厚度为20nm的Al用作阴极7023。而且，与图24A同样地，发光层7024可以由单层或多个层的叠层构成。阳极7025可以与图24A同样地使用具有透过光的透光性的导电材料形成。
[0327]阴极7023、发光层7024和阳极7025重叠的部分相当于发光元件7022。在图24C所示的像素中，从发光元件7022发射的光如箭头所示那样发射到阳极7025—侧和阴极7023 —侧。
[0328]注意，虽然在此描述了有机EL元件作为发光元件，但是也可以设置无机EL元件作为发光元件。
[0329]注意，虽然在本实施方式中示出了控制发光元件的驱动的薄膜晶体管(驱动TFT)和发光元件电连接的例子，但是也可以采用在驱动TFT和发光元件之间连接有电流控制TFT的结构。
[0330]注意，本实施方式所示的半导体装置不局限于图24A至24C所示的结构而可以根据本发明的技术思想进行各种变形。
[0331]通过上述工序，可以制造可靠性高的发光显示装置作为半导体装置。
[0332]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。
[0333]实施方式10
[0334]接着，下面示出本发明的半导体装置的一个方式的显示面板的结构。在本实施方式中，说明具有液晶元件作为显示元件的液晶显示装置的一个方式的液晶显示面板(也称为液晶面板)、包括发光元件作为显示元件的半导体装置的一个方式的发光显示面板(也称为发光面板)。
[0335]参照图25A和25B说明相当于本发明的半导体装置的一个方式的发光显示面板的外观及截面。图25A是一种面板的俯视图，其中利用密封材料在第一衬底与第二衬底之间密封形成于第一衬底上的包含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及发光元件。图25Β相当于沿着图25Α的H-1的截面图。
[0336]以围绕设置在第一衬底4501上的像素部4502、信号线驱动电路4503a、4503b及扫描线驱动电路4504a、4504b的方式设置有密封材料4505。此外，在像素部4502、信号线驱动电路4503a、4503b及扫描线驱动电路4504a、4504b上设置有第二衬底4506。因此，像素部4502、信号线驱动电路4503a、4503b、以及扫描线驱动电路4504a、4504b与填料4507—起由第一衬底4501、密封材料4505和第二衬底4506密封。
[0337]此外，设置在第一衬底4501上的像素部4502、信号线驱动电路4503a、4503b及扫描线驱动电路4504a、4504b包括多个薄膜晶体管。在图25B中，例示包括在像素部4502中的薄膜晶体管4510和包括在信号线驱动电路4503a中的薄膜晶体管4509。
[0338]薄膜晶体管4509、4510相当于包括IGZO半导体层及具有η型导电型的金属氧化物层的薄膜晶体管，并可以应用实施方式1、实施方式2、实施方式3或实施方式4所示的薄膜晶体管。在本实施方式中，薄膜晶体管4509、4510是η沟道型薄膜晶体管。
[0339]此外，附图标记4511相当于发光元件，发光元件4511所具有的作为像素电极的第一电极层4517与薄膜晶体管4510的源电极层或漏电极层电连接。注意，发光元件4511的结构不局限于本实施方式所示的结构。可以根据从发光元件4511发光的方向等适当地改变发光元件4511的结构。
[0340]另外，供给到信号线驱动电路4503a、4503b、扫描线驱动电路4504a、4504b、或像素部4502的各种信号及电位是从FPC4518a、4518b供给的。
[0341 ]在本实施方式中，连接端子4515由与第二电极层4512相同的导电膜形成，并且布线4516由与发光元件4511所具有的第一电极层4517相同导电膜形成。
[0342]连接端子4515通过各向异性导电膜4519与FPC4518a所具有的端子电连接。
[0343]位于从发光元件4511取出光的方向的第二衬底需要具有透光性。在此情况下，使用如玻璃板、塑料板、聚酯薄膜或丙烯薄膜等的具有透光性的材料。
[0344]此外，作为填料4507，除了氮及氩等的惰性气体之外，还可以使用紫外线固性树脂或热固性树脂。可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯、聚酰亚胺、环氧树脂、硅酮树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)。在本实施方式中，作为填料4507使用氮。
[0345]另外，若有需要，也可以在发光元件的射出面上适当地设置诸如偏振片、圆偏振片(包括椭圆偏振片)、相位差板(λ/4片、λ/2片)、彩色滤光片等的光学薄膜。另外，也可以在偏振片或圆偏振片上设置抗反射膜。例如，可以进行抗眩光处理，该处理是利用表面的凹凸来扩散反射光并降低眩光的处理。
[0346]信号线驱动电路4503a、4503b及扫描线驱动电路4504a、4504b也可以作为在另行准备的衬底上由单晶半导体膜或多晶半导体膜形成的驱动电路安装。此外，也可以另行仅形成信号线驱动电路或其一部分、或者扫描线驱动电路或其一部分而安装。本实施方式不局限于图25A及25B的结构。
[0347]接着，参照图20A至20C说明相当于本发明的半导体装置的一个方式的液晶显示面板的外观及截面。图20A、20B是一种面板的俯视图，其中利用密封材料4005将形成在第一衬底4001上的包括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4010、4011及液晶元件4013密封在与第二衬底4006之间。图20C相当于沿着图20Α、20Β的M-N的截面图。
[0348]以围绕设置在第一衬底4001上的像素部4002和扫描线驱动电路4004的方式设置有密封材料4005。此外，在像素部4002和扫描线驱动电路4004上设置有第二衬底4006。因此，像素部4002和扫描线驱动电路4004与液晶层4008—起由第一衬底4001、密封材料4005和第二衬底4006密封。此外，在与第一衬底4001上的由密封材料4005围绕的区域不同的区域中安装有信号线驱动电路4003，该信号线驱动电路4003使用单晶半导体膜或多晶半导体膜形成在另行准备的衬底上。
[0349]注意，对于另行形成的驱动电路的连接方法没有特别的限制，而可以采用COG方法、引线键合方法或TAB方法等。图20Α是通过COG方法安装信号线驱动电路4003的例子，而图20Β是通过TAB方法安装信号线驱动电路4003的例子。
[0350]此外，设置在第一衬底4001上的像素部4002和扫描线驱动电路4004包括多个薄膜晶体管。在图20C中例示像素部4002所包括的薄膜晶体管4010和扫描线驱动电路4004所包括的薄膜晶体管4011。
[0351]薄膜晶体管4010、4011相当于包括IGZO半导体层及具有η型导电型的金属氧化物层的薄膜晶体管，并可以应用实施方式I至4所示的薄膜晶体管。在本实施方式中，薄膜晶体管4010、4011是η沟道型薄膜晶体管。
[0352 ]此外，液晶元件4013所具有的像素电极层40 30与薄膜晶体管4010电连接。而且，液晶元件4013的对置电极层4031形成在第二衬底4006上。像素电极层4030、对置电极层4031和液晶层4008重叠的部分相当于液晶元件4013。注意，像素电极层4030、对置电极层4031分别设置有用作取向膜的绝缘层4032、4033，且隔着绝缘层4032、4033夹有液晶层4008。
[0353]注意，作为第一衬底4001、第二衬底4006，可以使用玻璃、金属(典型的是不锈钢)、陶瓷、塑料。作为塑料，可以使用FRP(Fiberglass_Reinforced Plastics；纤维增强塑料)板、PVF(聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯树脂薄膜。此外，还可以使用具有将铝箔夹在PVF薄膜及聚酯薄膜之间的结构的薄膜。
[0354]此外，附图标记4035表示通过对绝缘膜选择性地进行蚀刻而得到的柱状间隔物，并且它是为控制像素电极层4030和对置电极层4031之间的距离(单元间隙)而设置的。注意，还可以使用球状间隔物。
[0355]另外，供给到另行形成的信号线驱动电路4003、扫描线驱动电路4004或像素部4002的各种信号及电位是从FPC4018供给的。
[0356]在本实施方式中，连接端子4015由与液晶元件4013所具有的像素电极层4030相同的导电膜形成，并且布线4016由与薄膜晶体管4010、4011的栅电极层相同的导电膜形成。
[0357]连接端子4015通过各向异性导电膜4019电连接到FPC4018所具有的端子。
[0358]此外，虽然在图20A至20C中示出另行形成信号线驱动电路4003并将它安装在第一衬底4001上的例子，但是本实施方式不局限于该结构。既可以另行形成扫描线驱动电路而安装，又可以另行仅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而安装。
[0359]图21示出使用应用本发明的一个方式制造的TFT衬底2600来构成液晶显示模块作为半导体装置的一例。
[0360]图21是液晶显示模块的一例，利用密封材料2602固定TFT衬底2600和对置衬底2601，并在其间设置包括TFT等的像素部2603、包括液晶层的显示元件2604、着色层2605来形成显示区。在进行彩色显示时需要着色层2605，并且当采用RGB方式时，对应于各像素设置有分别对应于红色、绿色、蓝色的着色层。在TFT衬底2600和对置衬底2601的外侧配置有偏振片2606、偏振片2607、扩散板2613。光源由冷阴极管2610和反射板2611构成，电路衬底2612利用柔性线路板2609与TFT衬底2600的布线电路部2608连接，且其中组装有控制电路及电源电路等的外部电路。此外，可以以在偏振片和液晶层之间具有相位差板的状态层叠。
[0361]作为液晶显示模块可以采用TN(扭曲向列;TwistedNematic)模式、IPS(平面内转