[发明专利]显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用氧化物半导体的显示装置。

背景技术

以液晶显示装置为代表的形成在玻璃衬底等的平板上的薄膜晶体管使用非晶硅、多晶硅制造。使用非晶硅的薄膜晶体管具有如下特性：虽然其场效应迁移率低，但是可以适合于玻璃衬底的大面积化。另一方面，使用多晶硅的薄膜晶体管具有如下特性：虽然其场效应迁移率高，但是需要进行激光退火等的晶化工序，因此其不一定适合于玻璃衬底的大面积化。

另一方面，使用氧化物半导体制造薄膜晶体管，并将其应用于电子装置和光装置的技术受到注目。例如，专利文献1及专利文献2公开作为氧化物半导体膜使用氧化锌(ZnO)或包含铟、镓及锌的氧化物半导体来制造薄膜晶体管，并将其用于图像显示装置的开关元件等的技术。

[专利文献1]日本专利申请公开2007-123861号公报

[专利文献2]日本专利申请公开2007-96055号公报

将氧化物半导体用作沟道形成区域的薄膜晶体管具有如下特性：其工作速度比使用非晶硅的薄膜晶体管快，并且其制造工序比使用多晶硅的薄膜晶体管简单。换言之，通过使用氧化物半导体，即使处理温度在从室温到300℃以下的低温下也可以制造场效应迁移率高的薄膜晶体管。

为了有效地利用使用工作特性优良且可以在低温下制造的氧化物半导体来形成的显示装置的特性，并保证其可靠性，需要在显示装置中形成有具有适当的结构的保护电路等。另外，为了实现显示装置的小型化，需要的是将保护电路的占有面积设定得小。

发明内容

本发明的一个方式的目的之一在于提供具有适当的结构的保护电路。

本发明的一个方式的目的之一在于：在除了氧化物半导体以外还层叠绝缘膜及导电膜来制造的各种用途的显示装置中，提高保护电路的功能而实现工作的稳定化和保护电路的占有面积的小型化。

本发明的一个方式是一种显示装置，其中以使用氧化物半导体构成的非线性元件形成保护电路。组合氧的含量不同的氧化物半导体构成该非线性元件。另外，该非线性元件所具有的第一布线层和第二布线层中的至少一方直接连接到栅电极层或以与栅电极层相同工序形成的导电膜。

本发明的一个例示方式是一种显示装置，包括：在具有绝缘表面的衬底上交叉地设置扫描线和信号线，像素电极排列为矩阵状的像素部；以及在该像素部的外侧区域中使用氧化物半导体形成的非线性元件。像素部包括将沟道形成区域形成于第一氧化物半导体层中的薄膜晶体管。像素部的薄膜晶体管包括：与扫描线连接的栅电极；与信号线连接并接触于第一氧化物半导体层的第一布线层；以及与像素电极连接并接触于第一氧化物半导体层的第二布线层。在设置于衬底的周边部的信号输入端子和像素部之间设置有非线性元件。非线性元件包括：栅电极及覆盖该栅电极的栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上重叠于所述栅电极的第一氧化物半导体层；以及其端部在所述第一氧化物半导体层上重叠于所述栅电极，并层叠有导电层和第二氧化物半导体层的第一布线层及第二布线层。另外，非线性元件的栅电极与扫描线或信号线连接，并且非线性元件的第一布线层或第二布线层直接连接到栅电极层以施加栅电极的电位。

本发明的一个例示方式是一种显示装置，包括：在具有绝缘表面的衬底上交叉地设置扫描线和信号线，像素电极排列为矩阵状的像素部；以及该像素部的外侧区域中的保护电路。像素部包括将沟道形成 区域形成于第一氧化物半导体层中的薄膜晶体管。像素部的薄膜晶体管包括：与扫描线连接的栅电极；与信号线连接并接触于第一氧化物半导体层的第一布线层；以及与像素电极连接并接触于第一氧化物半导体层的第二布线层。在像素部的外侧区域中设置有连接扫描线和公共布线的保护电路、连接信号线和公共布线的保护电路。保护电路具有非线性元件，该非线性元件包括：栅电极及覆盖该栅电极的栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上重叠于所述栅电极的第一氧化物半导体层；以及其端部在所述第一氧化物半导体层上重叠于所述栅电极，并层叠有导电层和第二氧化物半导体层的第一布线层及第二布线层。另外，保护电路所具有的非线性元件的栅电极与第一布线层或第二布线层直接连接。

注意,从方便起见附加第一、第二等序数词,但其并不表示工序顺序或叠层顺序。另外，其在本说明书中不表示特定发明的事项的固有名称。