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公開番号2025100632
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025063295,2024079612
出願日2025-04-07,2013-09-12
発明の名称液晶表示装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類G02F 1/1368 20060101AFI20250626BHJP(光学)
要約【課題】透光性有する半導体膜、導電膜、及び絶縁膜で構成される、透光性を有する保持
容量を備えた半導体装置において、当該保持容量を安定に動作させるための駆動方法を提
供する。
【解決手段】エンハンスメント型のトランジスタと、トランジスタを介して信号線から所
定の電位が供給される画素電極と、画素電極が一方の電極として機能し、容量線と電気的
に接続され、他方の電極として機能する透光性を有する半導体膜とを有する保持容量と、
を有する画素を備える表示装置において、画素電極と容量線との電位差が、保持容量のし
きい値電圧より高くなる電位を容量線に供給する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１の導電層及び第２の導電層と、
前記第１の導電層の上方の領域と前記第２の導電層の上方の領域とを有する、第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の上方の領域を有する第１の金属酸化物層と、
前記第１の絶縁層の上方の領域を有する第２の金属酸化物層と、
前記第１の金属酸化物層と接する領域を有する第３の導電層と、
前記第１の金属酸化物層と接する領域を有する第４の導電層と、
前記第２の金属酸化物層と接する領域を有する第５の導電層と、
前記第３の導電層の上方の領域と前記第４の導電層の上方の領域と前記第５の導電層の上方の領域とを有する、第２の絶縁層と、
透光性を有する第６の導電層と、を有し、
前記第１の導電層は、画素が有するトランジスタのゲート電極として機能する領域を有し、
前記第２の導電層は、前記第２の金属酸化物層に電位を供給する機能を有し、
前記第１の絶縁層は、前記トランジスタのゲート絶縁層として機能する領域を有し、
前記第１の金属酸化物層は、前記トランジスタのチャネル形成領域として機能する領域を有し、
前記第３の導電層は、前記トランジスタのソース又はドレインの一方に映像信号に対応する電位を供給する機能を有し、
前記第４の導電層は、前記トランジスタのソース又はドレインの他方と、前記第６の導電層とを電気的に接続する機能を有し、
前記第５の導電層は、前記第２の導電層と前記第２の金属酸化物層とを電気的に接続する機能を有し、
前記第６の導電層は、液晶素子の画素電極として機能する領域を有し、
前記第６の導電層のうち、前記第２の絶縁層を介して前記第２の金属酸化物層と重なる領域は、容量を形成し、
前記画素の平面視において、前記第１の導電層は、第１の方向に延びて配置され、
前記画素の平面視において、前記第２の導電層は、前記第１の方向に延びて配置され、
前記画素の平面視において、前記第１の導電層は、前記第１の方向と交差する第２の方向に突出した領域を含む第１の領域と、前記第１の領域よりも前記第２の方向の幅が狭い第２の領域と、を有し、
前記画素の平面視において、前記第１の金属酸化物層の全体は、前記第１の領域と重なるように配置され、
前記画素の平面視において、前記第４の導電層と前記第６の導電層とが接する領域は、前記第２の領域と前記第２の導電層とに挟まれた領域に配置される、液晶表示装置。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記画素の平面視において、前記第２の金属酸化物層と前記第６の導電層とが重なる領域は、前記第２の方向の幅が前記第１の方向の幅よりも大きい、液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記画素の平面視において、前記第６の導電層と前記第２の金属酸化物層とが重なる領域は、前記第２の方向の幅が前記第１の方向の幅よりも大きく、
前記画素の平面視において、前記第２の方向における前記第１の導電層と前記第２の導電層との距離は、前記第２の方向における前記第６の導電層と前記第２の金属酸化物層とが重なる領域の幅よりも小さい、液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第５の導電層は、前記第１の絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前記第２の導電層と電気的に接続される、液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の金属酸化物層及び前記第２の金属酸化物層は、インジウムを含む、液晶表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書などで開示する発明は、半導体装置及び半導体装置の駆動方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）などのフ
ラットパネルディスプレイが広く普及してきている。液晶ディスプレイなどの表示装置に
おいて、行方向及び列方向に配設された画素内には、スイッチング素子であるトランジス
タと、当該トランジスタと電気的に接続された液晶素子と、当該液晶素子と並列に接続さ
れた保持容量とが設けられている。
【０００３】
当該トランジスタに含まれる半導体膜を構成する半導体材料としては、アモルファス（
非晶質）シリコン又はポリ（多結晶）シリコンなどのシリコン半導体が汎用されている。
【０００４】
また、半導体特性を示す金属酸化物（以下、酸化物半導体と記す。）は、トランジスタ
に含まれる半導体膜に適用できる半導体材料である。例えば、酸化亜鉛又はＩｎ－Ｇａ－
Ｚｎ系酸化物半導体を用いて、トランジスタを作製する技術が開示されている（特許文献
１及び特許文献２参照）。
【０００５】
表示装置において、保持容量は一対の電極の間に誘電体膜が設けられており、一対の電
極のうち、少なくとも一方の電極は、トランジスタを構成するゲート電極、ソース電極又
はドレイン電極など遮光性を有する導電膜で形成されていること多い。
【０００６】
保持容量の容量値を大きくするほど、電界を加えた状況において、液晶素子の液晶分子
の配向を一定に保つことができる期間を長くすることができ、表示装置の消費電力の低減
が望める。
【０００７】
例えば、保持容量の電荷容量を大きくするためには、保持容量の占有面積を大きくする
、具体的には一対の電極が重畳している面積を大きくするという手段がある。しかしなが
ら、上記表示装置において、一対の電極が重畳している面積を大きくするために遮光性を
有する導電膜の面積を大きくすると、画素の開口率が低減し、画像の表示品位が低下する
。
【０００８】
そこで、透光性を有する材料を用いて形成された透光性を有する保持容量を、表示装置
に設けることで、開口率を低減させることなく、電荷容量の増大を可能にする技術が開示
されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００７－１２３８６１号公報
特開２００７－９６０５５号公報
米国特許第８１０２４７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献３で開示されている表示装置の保持容量は、一方の電極に透光性を有する半導
体膜を用い、他方の電極に透光性を有する導電膜（具体的には画素電極）を用い、誘電体
膜に透光性を有する絶縁膜を用いている。また、当該保持容量に含まれている一方の電極
は、表示装置に含まれ、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴｈｉｎＦｉｌｍ
Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）のゲート絶縁層上に設けられたチャネル層（具体的に
は酸化物半導体）で形成されている。そして、当該一方の電極として用いている酸化物半
導体は、デプレッション型のＴＦＴに用いることが可能である、電子密度が増大した酸化
物半導体である。また、他方の電極は画素電極を用いている。特許文献３では、一方の電
極に接続されている容量線に加わるコモン電位と、画素電極に加わる画素電位との電位差
（電圧）の範囲を０Ｖ付近として、保持容量を動作させている。
（【００１１】以降は省略されています）

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