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公開番号2025115381
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2025007486
出願日2025-01-20
発明の名称半導体装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類G09G 3/3233 20160101AFI20250730BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】新規な半導体装置を提供する。
【解決手段】ゲート及びバックゲートを有する第1トランジスタと、発光素子と、を有し、第1トランジスタのバックゲートに第1電位を供給する第1の機能と、第1トランジスタのゲート電位及びソース電位を固定し、第1トランジスタのドレインとバックゲートとを導通状態にして、バックゲートの電位を第1トランジスタのソースとゲートの電位差に相当する第2電位とする第2の機能と、第1トランジスタのゲートに映像信号を供給する第3の機能と、映像信号に応じた電流を発光素子に供給する第4の機能と、を有し、第2の機能を行う頻度は第3の機能を行う頻度より低く、第2の機能を行う頻度は第4の機能を行う頻度より低い、半導体装置である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ゲート及びバックゲートを有する第１トランジスタと、発光素子と、を有し、
前記第１トランジスタのバックゲートに第１電位を供給する第１の機能と、
前記第１トランジスタのゲート電位及びソース電位を固定し、前記第１トランジスタのドレインとバックゲートとを導通状態にして、バックゲートの電位を第２電位とする第２の機能と、
前記第１トランジスタのゲートに映像信号を供給する第３の機能と、
前記映像信号に応じた電流を前記発光素子に供給する第４の機能と、を有し、
前記第２電位は、前記第１トランジスタのソースとゲートの電位差に相当する電位であり、
前記第２の機能を行う頻度は、前記第３の機能を行う頻度より低く、
前記第２の機能を行う頻度は、前記第４の機能を行う頻度よりも低い、半導体装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記第２電位は前記第１電位よりも低い電位である半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第１トランジスタはｎ型トランジスタである半導体装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
前記第１トランジスタのチャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を含む半導体装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２において、
前記発光素子は有機ＥＬ素子である半導体装置。
【請求項６】
第１乃至第７トランジスタと、第１容量素子と、第２容量素子と、発光素子と、を有し、
前記第１トランジスタは、ゲートと、バックゲートと、第１端子と、第２端子と、を有し、
前記第２乃至第７トランジスタ、前記第１容量素子、前記第２容量素子及び発光素子のそれぞれは、第１端子と、第２端子と、を有し、
前記第１トランジスタの第１端子は、前記第２トランジスタの第２端子及び前記第３トランジスタの第１端子と電気的に接続され、
前記第３のトランジスタの第２端子は、前記第１トランジスタのバックゲート、前記第７トランジスタの第１端子及び前記第２容量素子の第１端子と電気的に接続され、
前記第２容量素子の第２端子は、前記第４トランジスタの第１端子、前記第１トランジスタの第２端子、前記発光素子の第１端子及び前記第１容量素子の第２端子と電気的に接続され、
前記第１トランジスタのゲートは、前記第１容量素子の第１端子、前記第５トランジスタの第２端子及び前記第６トランジスタの第１端子と電気的に接続され、
前記第３トランジスタのＷ／Ｌは、前記第５トランジスタのＷ／Ｌよりも小さく、
前記第３トランジスタのＷ／Ｌは、前記第６トランジスタのＷ／Ｌよりも小さく、
前記第７トランジスタのＷ／Ｌは、前記第５トランジスタのＷ／Ｌよりも小さく、
前記第７トランジスタのＷ／Ｌは、前記第６トランジスタのＷ／Ｌよりも小さい、半導体装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１容量素子は、前記第１トランジスタの第２端子と前記第１トランジスタのゲートの電位差を維持する機能を有し、
前記第２容量素子は、前記第１トランジスタの第２端子と前記第１トランジスタのバックゲートの電位差を維持する機能を有する半導体装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７において、
前記第２トランジスタの第１端子は第１配線と電気的に接続され、
前記第５トランジスタの第１端子は第２配線と電気的に接続され、
前記第６トランジスタの第２端子は第３配線と電気的に接続され、
前記第７トランジスタの第２端子は第４配線と電気的に接続され、
前記第４トランジスタの第２端子は第５配線と電気的に接続され、
前記発光素子の第２端子は第６配線と電気的に接続され、
前記第１配線は第１電位を供給する機能を有し、
前記第２配線は映像信号を供給する機能を有し、
前記第３配線は第２電位を供給する機能を有し、
前記第４配線は第３電位を供給する機能を有し、
前記第５配線は第４電位を供給する機能を有し、
前記第６配線は第５電位を供給する機能を有する半導体装置。
【請求項９】
請求項６又は請求項７において、
前記第１トランジスタのチャネルが形成される半導体層に酸化物半導体を含む半導体装置。
【請求項１０】
請求項６又は請求項７において、
前記発光素子は有機ＥＬ素子である半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野として、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサ）、入出力装置（例えば、タッチパネル）、それらの駆動方法又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、画素に発光ダイオード（ＬＥＤ：ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）などの発光素子を用いた自発光型の表示装置の研究開発が盛んに行われている。特に、発光素子として有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装置が注目されている。一般的に、自発光型のアクティブマトリクス型の表示装置は、発光素子を含む画素回路を備える。また、画素回路は、映像信号に従って発光素子に供給する電流量を制御するトランジスタ（駆動トランジスタ）などを備える。
【０００４】
発光素子の発光輝度は、駆動トランジスタのドレイン電流の大きさに応じて決定される。このため、表示装置の画面を構成する複数の画素間で、駆動トランジスタの電気特性（しきい値電圧など）にばらつきがあると、複数の画素に同じ映像信号が供給されても、それぞれの画素の発光輝度に違いが生じてしまう。複数の画素間における駆動トランジスタの電気特性のばらつきは、表示装置の表示品位低下の一因となる。
【０００５】
複数の画素間における駆動トランジスタの電気特性のばらつきを低減するため、様々な構成の画素回路が提案されている。特許文献１では、駆動トランジスタとしてゲートとバックゲートとを備えるトランジスタを用いて、駆動トランジスタの電気特性のばらつきを低減する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１５－１３２８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、駆動トランジスタのソースが有機ＥＬ素子と接続されている構成において、当該駆動トランジスタのバックゲートの電位を固定し、かつソースの電位を変化させることによって、当該駆動トランジスタしきい値電圧を取得する構成が示されている。有機ＥＬ素子はアノードとカソードの間に発光層が挟まれた構成を備えるため、静電容量を有する。よって、特許文献１に示されている構成では、当該駆動トランジスタのしきい値電圧を取得するために有機ＥＬ素子の静電容量が充電される必要があった。このため、しきい値電圧を取得する期間が長くなりやすいという問題があった。
【０００８】
本発明の一態様は、特性のばらつきの影響が低減された半導体装置を提供することを課題の一とする。又は、消費電力の少ない半導体装置を提供することを課題の一とする。又は、信頼性の良好な半導体装置を提供することを課題の一とする。又は、新規な半導体装置を提供することを課題の一とする。又は、表示品位の良好な表示装置を提供することを課題の一とする。又は、消費電力の少ない表示装置を提供することを課題の一とする。又は、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
【０００９】
なお、上記課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。他の課題は、当業者であれば、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと見いだせるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、他の課題を抽出することが可能である。なお、本発明の一態様は、これらの課題（上記課題及び他の課題）の全てを解決する必要はないものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の一態様は、ゲート及びバックゲートを有する第１トランジスタと、発光素子と、を有し、第１トランジスタのバックゲートに第１電位を供給する第１の機能と、第１トランジスタのゲート電位及びソース電位を固定し、第１トランジスタのドレインとバックゲートとを導通状態にして、バックゲートの電位を第２電位とする第２の機能と、第１トランジスタのゲートに映像信号を供給する第３の機能と、映像信号に応じた電流を発光素子に供給する第４の機能と、を有し、第２電位は、第１トランジスタのソースとゲートの電位差に相当する電位であり、第２の機能を行うとする頻度は第３の機能を行う頻度より低く、第２の機能を行う頻度は第４の機能を行う頻度よりも低い、半導体装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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