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公開番号2025081694
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-27
出願番号2025029725,2024020841
出願日2025-02-27,2020-02-05
発明の名称横電界方式の液晶表示装置
出願人三国電子有限会社
代理人個人
主分類G02F 1/1368 20060101AFI20250520BHJP(光学)
要約【課題】液晶表示装置の劣化を抑制する。
【解決手段】液晶表示装置は、画素と、画素の行方向の配列に対応して配設された走査信号線及びコモン信号線と、画素の列方向の配列に対応して配設されたデータ信号線と、走査信号線に走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、コモン信号線にコモン信号を出力するコモン信号線駆動回路と、データ信号線に映像信号を出力するデータ信号線駆動回路とを有し、画素は、画素電極、コモン電極、トランジスタを含み、トランジスタは、データ信号線と画素電極との間に接続され、ゲートが走査信号線と接続され、コモン電極はコモン配線と接続され、画素電極は平板状であり、コモン電極はスリットが設けられ、コモン信号線駆動回路はコモン信号線に1フレームごとに電圧レベルが変化する同じ極性のコモン電圧を出力し、データ信号線駆動回路はコモン電圧に同期して電圧レベルが変化する同じ極性のビデオ信号を出力する。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
基板上に配置された、ｎ行ｍ列に配列された複数の画素と、前記複数の画素の行方向の
配列に対応して配設された複数の走査信号線及び複数のコモン信号線と、前記複数の画素
の列方向の配列に対応して配設された複数のデータ信号線と、を含む表示部と、
前記表示部の外側に配置され、前記複数の走査信号線に走査信号を出力する走査信号線
駆動回路と、
前記表示部の外側に配置され、前記複数のコモン信号線にコモン信号を出力するコモン
信号線駆動回路と、
前記表示部の外側に配置され、前記複数のデータ信号線に映像信号を出力するデータ信
号線駆動回路と、を有し、
前記複数の画素のそれぞれは、
画素電極と、コモン電極と、トランジスタと、を含み、
前記トランジスタは、前記複数のデータ信号線の中の１つのデータ信号線と前記画素
電極との間に接続され、ゲートが前記複数の走査信号線の中の１つの走査信号線と接続さ
れ、
前記コモン電極は、前記複数のコモン信号線の中の１つのコモン信号線と接続され、
前記画素電極は平板状であり、前記コモン電極はスリットが設けられ、
前記コモン信号線駆動回路は、前記複数のコモン信号線のそれぞれに１フレームごとに
電圧レベルが変化する同じ極性のコモン電圧を出力し、
前記データ信号線駆動回路は、前記コモン電圧に同期して、電圧レベルが変化する同じ
極性のビデオ信号を出力する、ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
基板上に配置された、ｎ行ｍ列に配列された複数の画素と、前記複数の画素の行方向の
配列に対応して配設された複数の走査信号線及び複数のコモン信号線と、前記複数の画素
の列方向の配列に対応して配設された複数のデータ信号線と、を含む表示部と、
前記表示部の外側に配置され、前記複数の走査信号線に走査信号を出力する走査信号線
駆動回路と、
前記表示部の外側に配置され、前記複数のコモン信号線にコモン信号を出力するコモン
信号線駆動回路と、
前記表示部の外側に配置され、前記複数のデータ信号線に映像信号を出力するデータ信
号線駆動回路と、を有し、
前記複数の画素のそれぞれは、
画素電極と、コモン電極と、トランジスタと、を含み、
前記トランジスタは、前記複数のデータ信号線の中の１つのデータ信号線と前記画素
電極との間に接続され、ゲートが前記複数の走査信号線の中の１つの走査信号線と接続さ
れ、
前記コモン電極は、前記複数のコモン信号線の中の１つのコモン信号線と接続され、
前記画素電極に第１スリットが設けられ、前記コモン電極に第２スリットが設けられ、
前記第１スリットが前記コモン電極の導電パターンと重なり、前記第２スリットが前記画
素電極の導電パターンと重なり、
前記コモン信号線駆動回路は、前記複数のコモン信号線のそれぞれに１フレームごとに
電圧レベルが変化する同じ極性のコモン電圧を出力し、
前記データ信号線駆動回路は、前記コモン電圧に同期して、電圧レベルが変化する同じ
極性のビデオ信号を出力する、ことを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
【請求項３】
前記複数の画素は、前記行方向に配列された第１の画素、第２の画素、及び第３の画素
を含み、
前記複数の走査信号線は、
前記第１の画素、前記第３の画素と接続される第１走査信号線と、
前記第２の画素のトランジスタと接続される第２走査信号線と、
を含み、
前記複数のコモン信号線は、前記第１の画素、前記第２の画素、及び前記第３の画素に
対応して配置された前記コモン電極と接続される第１のコモン信号線を含み、
前記複数のデータ信号線は、前記第１の画素及び前記第２の画素と接続される第１のデ
ータ信号線と、前記第３の画素と接続される第２のデータ信号線と、を含む、請求項１又
は２に記載の横電界方式の液晶表示装置。
【請求項４】
前記データ信号線駆動回路は、ドライバＩＣからデータ信号が入力される第１の端子と
、前記第１の端子から入力されたデータ信号を、前記複数のデータ信号線から選ばれた２
つ以上のデータ信号線に分配するデマルチプレクサと、を含む、請求項１又は２に記載の
横電界方式の液晶表示装置。
【請求項５】
前記デマルチプレクサが、酸化物半導体を上下にゲート電極が配置されるデュアルゲー
ト構造を有するトランジスタで形成されている、請求項４に記載の横電界方式の液晶表示
装置。
【請求項６】
前記走査信号線駆動回路は、前記表示部に隣接して配置され、前記コモン信号線駆動回
路は、前記走査信号線駆動回路より外側に配置されている、請求項１又は２に記載の横電
界方式の液晶表示装置。
【請求項７】
前記基板と前記画素電極との間の第１絶縁層と、前記画素電極と前記コモン電極との間
の第２絶縁層と、を含む、請求項１又は２に記載の横電界方式の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画素電極と重なるカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層の周囲を囲む遮光層
と、を有し、
前記カラーフィルタ層及び前記遮光層が、前記基板と前記第１絶縁層との間に設けられ
ている、請求項７に記載の横電界方式の液晶表示装置。
【請求項９】
前記トランジスタは、
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間の酸化物半導体層と、前記第２絶縁層上のゲ
ート電極と、を含む、請求項７に記載の横電界方式の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記複数のデータ信号線が、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に設けられ、前記複数のコモン信号線が前記基板と前記第１絶縁層との間に設けられている、請求項９に記載の横電界方式の液晶表示装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、液晶表示装置の画素構造に関する。
続きを表示（約 5,600 文字）【背景技術】
【０００２】
横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置として、誘電率が３．３以下の透明
な絶縁物で映像信号線を被覆し、この細長い絶縁体バンプの上に、透明導電体を用いて映
像信号配線をシールドするための共通電極を形成した液晶表示装置が開示されている（特
許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－３４１４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の液晶表示装置は、信号線の電界をシールドするためにシールド共通電極が設
けられている。しかし、シールド電極を設けた構造は、層構造が複雑化し、また画素の開
口率を低下させることが問題となる。一方、層構造を簡略化しようとすると、信号線の電
界が液晶層に作用して長期的な信頼性を低下させることが問題となる。本発明の一実施形
態は、このような問題点を解決することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板上の第１ゲート電極と、第１ゲー
ト電極と重なる領域を有する第２ゲート電極と、第１ゲート電極と第２ゲート電極との間
の酸化物半導体層と、第１ゲート電極と酸化物半導体層との間の第１絶縁層と、酸化物半
導体層と第２ゲート電極との間の第２絶縁層とを含むトランジスタと、第１絶縁層と第２
絶縁層との間の画素電極と、画素電極と重なる領域を有し、第２絶縁層上のコモン電極と
、を有する。トランジスタは、第１絶縁層と酸化物半導体層との間に配置され、第１ゲー
ト電極及び第２ゲート電極を挟むように配置される第１酸化物導電層と第２酸化物導電層
とをさらに含み、画素電極は、第２酸化物導電層から連続して設けられ、第１ゲート電極
と第２ゲート電極とは、酸化物半導体層の外側の領域で、第１絶縁層及び第２絶縁層を貫
通する第１コンタクトホールによって電気的に接続されている。
【０００６】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板上の第１ゲート電極と、第１ゲー
ト電極と重なる領域を有する第２ゲート電極と、第１ゲート電極と第２ゲート電極との間
の酸化物半導体層と、第１ゲート電極と酸化物半導体層との間の第１絶縁層と、酸化物半
導体層と第２ゲート電極との間の第２絶縁層とを含むトランジスタと、第２絶縁層上の間
の画素電極とコモン電極とを含む。トランジスタは、第１絶縁層と酸化物半導体層との間
に配置され、第１ゲート電極及び第２ゲート電極を挟むように配置される第１酸化物導電
層と第２酸化物導電層とをさらに含み、画素電極は、第２酸化物導電層と電気的に接続さ
れ、第１ゲート電極と第２ゲート電極とは、酸化物半導体層の外側の領域で、第１絶縁層
及び第２絶縁層を貫通する第１コンタクトホールによって電気的に接続されている。
【０００７】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板上の第１ゲート電極と、第１ゲー
ト電極と重なる領域を有する第２ゲート電極と、第１ゲート電極と第２ゲート電極との間
の酸化物半導体層と、第１ゲート電極と酸化物半導体層との間の第１絶縁層と、酸化物半
導体層と第２ゲート電極との間の第２絶縁層とを含むトランジスタと、第１基板と第１絶
縁層との間の第１画素電極と、第２絶縁層上の第２画素電極と、を含む。トランジスタは
、第１絶縁層と酸化物半導体層との間に配置され、第１ゲート電極及び第２ゲート電極を
挟むように配置される第１酸化物導電層と第２酸化物導電層とをさらに含み、第１画素電
極と第２画素電極とは、第２酸化物導電層から連続する配線と電気的に接続され、第１ゲ
ート電極と第２ゲート電極とは、酸化物半導体層の外側の領域で、第１絶縁層及び第２絶
縁層を貫通する第１コンタクトホールによって電気的に接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、デュアルゲートのトランジスタを画素に設け、当該トラ
ンジスタと接続される配線を絶縁層に埋め込むことにより、シールド電極等を設けること
なく液晶表示装置の信頼を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の表示部の回路構成の一例を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のデータ信号線駆動回路の一例を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の動作を説明するタイミングチャートであり、（Ａ）はＦＦＳ方式及びＩＰＳ方式の場合、（Ｂ）はＰＳＶＡ方式の場合を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の表示部の回路構成の一例を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置に用いられるトランジスタの構造を示し、（Ａ）は平面的な構造、（Ｂ）は断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置に用いられるトランジスタの構造を示し、（Ａ）は平面的な構造、（Ｂ）は断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置に用いられるトランジスタの断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置に用いられるトランジスタの断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置に用いられるトランジスタの断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置に適用されるトランジスタの構造と動作を説明するためのエネルギーバンド図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
図１３に示す画素の断面構造であって、（Ａ）はＡ１－Ａ２線及びＢ１－Ｂ２線に対応する断面構造を示し、（Ｂ）はＣ１－Ｃ２線に対応する断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の断面構造であって、素子基板及び対向基板、並びに液晶層が配置された構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の断面構造を示し、（Ａ）及び（Ｂ）は入力端子部の構成を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図１３に示すＡ１－Ａ２線及びＢ１－Ｂ２線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１－Ｃ２線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図１３に示すＡ１－Ａ２線及びＢ１－Ｂ２線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１－Ｃ２線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図１３に示すＡ１－Ａ２線及びＢ１－Ｂ２線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１－Ｃ２線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図１３に示すＡ１－Ａ２線及びＢ１－Ｂ２線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１－Ｃ２線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図１３に示すＡ１－Ａ２線及びＢ１－Ｂ２線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１－Ｃ２線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
図２２に示す画素の断面構造であって、（Ａ）はＡ３－Ａ４線及びＢ３－Ｂ４線に対応する断面構造を示し、（Ｂ）はＣ３－Ｃ４線に対応する断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
図２４に示す画素の断面構造であって、（Ａ）はＡ５－Ａ６線に対応する断面構造を示し、（Ｂ）はＤ１－Ｄ２線に対応する断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
図２６に示す画素の断面構造であって、（Ａ）はＡ７－Ａ８線に対応する断面構造を示し、（Ｂ）はＣ７－Ｃ８線に対応する断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図２８に示すＡ９－Ａ１０線及びＢ９－Ｂ１０線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ９－Ｃ１０線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図３０に示すＡ１１－１２線及びＢ１１－Ｂ１２線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１１－Ｃ１２線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図３２に示すＡ１３－１４線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１３－Ｃ１４線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の断面構造であって、素子基板及び対向基板、並びに液晶層が配置された構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図３５に示すＡ１５－Ａ１６線及びＢ１５－Ｂ１６線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１５－Ｃ１６線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
図３７に示す画素の断面構造であって、（Ａ）はＡ１７－Ａ１８線に対応する断面構造を示し、（Ｂ）はＢ１７－Ｂ１８線に対応する断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
図３９に示す画素の断面構造であって、（Ａ）はＡ１９－Ａ２０線に対応する断面構造を示し、（Ｂ）はＣ１９－Ｃ２０線に対応する断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の断面構造であって、素子基板及び対向基板、並びに液晶層が配置された構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の印加信号電圧に対する輝度特性の関係を模式的に示すグラフである。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図３９に示すＡ１９－Ａ２０線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１９－Ｃ２０線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図３９に示すＡ１９－Ａ２０線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１９－Ｃ２０線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図３９に示すＡ１９－Ａ２０線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１９－Ｃ２０線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図３９に示すＡ１９－Ａ２０線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１９－Ｃ２０線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は図３９に示すＡ１９－Ａ２０線に対応する断面図を示し、（Ｂ）はＣ１９－Ｃ２０線に対応する断面図を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
図４８に示す画素の断面構造であって、Ｃ２１－Ｃ２２線に対応する断面構造を示す。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の画素の平面図を示す。
図５０に示す画素の断面構造であって、（Ａ）はＡ２３－Ａ２４線に対応する断面構造を示し、（Ｂ）はＣ２３－Ｃ２４線に対応する断面構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異
なる態様を含み、以下に例示する実施形態に限定して解釈されるものではない。本明細書
に添付される図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形
状等について模式的に表される場合があるが、それはあくまで一例であって、本発明の内
容を必ずしも限定するものではない。また、本発明において、ある図面に記載された特定
の要素と、他の図面に記載された特定の要素とが同一又は対応する関係にあるときは、同
一の符号（又は符号として記載された数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、繰
り返しの説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付
記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明が
ない限りそれ以上の意味を有しない。
（【００１１】以降は省略されています）

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