液晶显示装置的制造方法

液晶显示装置的制造方法
【专利摘要】本发明的液晶显示装置(100)的特征在于，在第1透明基板(10)的与液晶层(24)对置的面上，多个光吸收性树脂层图案(1)、多个金属层图案(2)、透明树脂层(5)以及多个透明电极图案(6)以该顺序层叠，多个上述光吸收性树脂层图案(1)和多个上述金属层图案(2)形成有开口部，并在沿着层叠方向观察时形成为相同形状，多个上述金属层图案(2)以相互绝缘的状态在第1方向上排列配置，多个上述透明电极图案(6)以相互绝缘的状态在与上述第1方向正交的第2方向上排列配置，上述金属层图案(2)具有以铜为主材的合金层及铜层中的至少一方，上述液晶层(24)所具有的液晶分子具有负的介电常数各向异性且初始取向为垂直取向，显示部以常黑模式进行显示，而且触摸驱动电压的频率与液晶驱动电压的频率不同。
【专利说明】
液晶显示装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种液晶显示装置，将触摸传感功能内置于液晶面板，并且开口率较高、视觉确认性优良。此外，本发明能够提供一种具备触摸传感电极的液晶显示装置，该触摸传感电极为，使用适合于触摸传感中使用的电极的低电阻的金属层图案，并且透射光的遮光性优良，金属层图案的反射色几乎为黑色。换言之，本发明涉及一种将静电容方式触摸传感功能内置于液晶单元内的被称为内嵌(in-cell)的液晶显示装置。
[0002]本申请基于2014年2月28日在日本申请的特愿2014-038821号并主张其优先权，将其内容援用于本申请。
【背景技术】
[0003]近年来，对于液晶显示装置、有机EL显示装置，为了明亮的显示、低耗电化，而要求较高的开口率。在这些显示装置中，为了对像素进行划分使显示的对比度提高，通常，使用将作为黑色色材的碳等分散到感光性树脂中而形成的黑矩阵。
[0004](黑矩阵的遮光性)
[0005]以确保显示的对比度为目的而以包围像素的形式配设的黑矩阵为，为了得到较高的遮光性，通常，利用通过使碳等色材分散到树脂中而成的黑色树脂在玻璃等透明基板上形成IMi(微米)以上的较厚的膜厚。特别是，对于处于将多个像素配置为矩阵状的显示面周围的4边的边框部、即边框状的黑矩阵，透射测定下的光学浓度中要求5以上或者6以上的较高的遮光性。背光灯单元的光容易从边框部漏出，对于边框部要求比形成于显示面的黑矩阵更高的光学浓度。
[0006](黑矩阵的细线化)
[0007]在移动电话等小型便携设备用的显示装置中，随着200ppi(pixel per inch)以上、甚至300ppi以上的高精细化，在要求较高的遮光性的同时还要求黑矩阵的细线化。通过使黑矩阵高精细化，由此像素宽度变窄为30μπι以下，因此由黑矩阵的膜厚引起的滤色器的平坦性的恶化呈现出来。300ppi以上的高精细的显示装置的黑矩阵，细线的宽度需要为4μπι以下。
[0008]此外，例如，由于黑矩阵的遮光性较高，因此难以通过光刻的方法来稳定地制造4μm以下的细线的黑矩阵的图案。遮光性较高的黑矩阵的材料为，曝光时的光难以完全透射其膜厚方向，因此，形成黑矩阵的薄膜在显影等工序中容易剥离。此外，以使遮光性提高为目的而通过光刻的2次工序、即以双层来形成细线的宽度为4μπι以下的黑矩阵，从对准的观点来看是极其困难的。通过2次工序来形成黑矩阵时，由于对准的误差而容易导致线宽度的变化、显示不均的产生。
[0009]在滤色器等的一般工序中，由于在大型透明基板上形成多个画面，因此通常需要±2μπι这样的对准范围。因此，难以通过光刻的2次工序来形成黑矩阵。
[00?0](显示装置中的触摸传感功能)
[0011]然而，作为对液晶显示装置、有机EL显示装置进行直接输入的手段有:在这些显示装置上粘贴静电容方式的触摸面板的手段;在显示装置的例如与液晶层相接的部位设置与触摸传感相对应的元件的手段;等等。设置与触摸传感相对应的元件的手段被称为内嵌方式。在该内嵌方式中，存在静电容方式、使用光传感器的方式等。
[0012]在能够通过手指、笔等指示器在显示装置本身上进行输入的内嵌方式的触摸传感技术中，应用静电容方式的情况较多。在该静电容方式中，需要多个专利文献I至6所公开的用于对静电容进行感测的2组电极群。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1:日本专利第2653014号公报
[0016]专利文献2:日本特表2009-540375号公报
[0017]专利文献3:日本专利第4816668号公报
[0018]专利文献4:国际公开第2013/089019号
[0019]专利文献5:国际公开第2013/018736号
[0020]专利文献6:日本特开2012-98687号广报

【发明内容】

[0021]发明要解决的课题
[0022]在此，专利文献I至6具有以下所示那样的问题。
[0023]在专利文献I中，如段落〔0018〕、〔0019〕所公开的那样，公开了能够利用基于Al(铝)、Cr(铬)等金属的静电容耦合对空间坐标进行输入的2组电极群。
[0024]然而，专利文献I的技术具有较多的缺点。例如，在段落〔0019〕中记载了2组的遮光性的电极发挥作为黑矩阵的功能。作为具有遮光性的导电体记载了 Al、Cr等金属，但这些金属具有较高的光的反射率，因此在明亮的室内、具有太阳光的户外反射光较明显，使显示品质大幅度降低。并且，在专利文献I中，并没有公开使用了为了得到显示装置的对比度而在多数显示装置中应用的黑色色材的黑色层的图案及滤色器与所述2组电极之间在显示装置的厚度方向上的位置关系，对于包括透射.反射在内的彩色显示也没有足够的记载。
[0025]并且，Al(铝)不具有耐碱性，例如，难以与形成红色像素、绿色像素以及蓝色像素的光刻工序(使用碱性显影液的工序)取得整合。
[0026]更具体地说，在使用着色感光性树脂对红色像素等的着色图案进行碱性显影的通常的滤色器工序中，Al溶解于碱性显影液，因此难以向滤色器工序应用。关于Cr，在为了图案形成而采用湿式蚀刻工序的情况下，担心Cr离子导致的环境污染。在采用干式蚀刻工序的情况下，存在所使用的卤素气体的危险性等。
[0027]在专利文献2中，如专利文献2的权利要求1?权利要求3、权利要求35、权利要求45、权利要求60等所记载的那样，提出了在第I基板即TFT板的与第2基板对置的面上配置至少一个触摸要素的构成。在专利文献2的权利要求4中，记载了在黑矩阵的背面配置的多个金属触摸感测电极的构成。
[0028]专利文献2的技术重点在专利文献I的权利要求1?3中记载了一定程度，但就明示了与触摸传感有关的触摸要素的具体构成这一点，专利文献2的技术为重要技术。此外，专利文献I的段落〔0015〕以外，还记载了基于电荷检测的笔输入方式用的电极构件兼备AMLCD(Active Matrix Liquid Crystal Display:有源矩阵液晶显示器)的构成要素的作用。
[0029]然而，专利文献2的技术未考虑液晶显示装置的最佳化，特别是未考虑透射率。此夕卜，也几乎未提到与触摸传感时的噪声降低相关的技术的考虑、从观察者观察液晶显示装置的情况下的视觉确认性的改善。
[0030]此外，关于在黑矩阵的背面配置的多个金属触摸感测电极，没有对黑矩阵的图案和多个金属触摸感测电极的图案进行详细记载。根据专利文献2的图57、图72，能够判断黑矩阵与由符号Ml表示的金属等的图案之间大小是不同的。专利文献2未公开以相同的线宽度来形成黑矩阵和金属等的图案的技术。例如，没有对300ppi以上的像素的高精细化进行具体的详细记载。
[0031]此外，在专利文献2中几乎没有公开:这些由符号Ml表示的金属等的图案与触摸传感中使用的ITO2等的对置电极之间的静电容被保持的方法；以及用于触摸传感时的噪声降低、提高S/N比的具体对策。并且，例如，在专利文献2中未考虑到:在图36所示的构成中，来自ΙΤ0、金属BM的光反射会向观察者的眼入射的情况；以及降低图57所示的黑矩阵的反射率而实现低反射率的视觉确认性改善的技术。还没有考虑在图57的符号Ml的液晶中反射的反射光(液晶单元内的再反射)。如图57、图58所示那样，黑矩阵的宽度比Ml(金属I)的宽度更宽。其原因为，由于在通常的光刻工序中需要允许±2μπι程度的对准精度，因此一般难以使黑矩阵的宽度与Ml的宽度相等。在专利文献2的〔0150〕段落中记载有60fps这样的显示器.帧更新速率、以及120fps的触摸扫描速率。但是，120fps的触摸扫描速率的触摸扫描在60fps的显示器.帧更新速率内包含两次(120fps为60fps的2倍)。因此，与60fps的显示器.帧更新时的显示有关的噪声在该定时被包含。容易包含液晶驱动的噪声的显示器.帧更新速率的整数倍的触摸扫描速率不优选。
[0032]从用于作为液晶显示装置起作用的透射率、观察者的视觉确认性、触摸传感时的噪声降低、S/N比的观点来看，专利文献2的技术并未构成足够的技术。
[0033]在专利文献3中公开了如下技术:将对液晶显示装置的液晶层附近所配置的共用电极施加的显示用驱动电压，使用为触摸传感器用驱动信号。如专利文献3的图4、图5、图7以及图8也公开的那样，与检测电极相比，共用电极配置在离手指等指示器更远的位置，共用电极被施加驱动信号(驱动电极)。
[0034]专利文献3未公开如下构成:将配置在更接近手指等指示器的位置的电极，使用为与触摸传感优选的驱动电极。并且，也未公开如下技术:从接近观察者的位置起依次层叠光吸收性树脂层及铜合金来构成与触摸有关的驱动电极。从用于作为液晶显示装置起作用的透射率、观察者的视觉确认性、触摸传感时的噪声降低、S/N比的观点来看，专利文献3的技术并未最佳化。
[0035]在专利文献4中，如专利文献4的权利要求1所示，公开了基于在相同平面上相邻地配设的第I单元电极和第2单元电极的、静电容方式的触摸面板基板。例如，在专利文献4的图3(a)、(b)中，公开了在绝缘性遮光层6上层叠导电层7的构成。
[0036]并且，还公开了分别包括如图3(a)的A-A’截面图即图1所示那样未形成绝缘性遮光层6的部分、以及如图3(a)的B-B’截面图即图2所示那样在绝缘性遮光层6上形成有导电层7的部分。
[0037]在专利文献4的图2中，由于绝缘性遮光层6的宽度较大，因此存在使像素的开口部的开口率降低的问题。相反，在图1中，经由透明绝缘基板来视觉确认导电层7，因此存在导电层7的反射光进入观察者的眼，视觉确认性会大幅度降低的问题。此外，如专利文献4的段落〔0071〕所记载的那样，导电层7具有经由接触孔与使可见光透射的位置检测电极9电连接的作用，导电层7不具有进行基于静电容的检测的作用。
[0038]在专利文献4中未公开如下构成:在透明绝缘性基板的与液晶相接的面上，经由例如透明树脂层等绝缘层，使位置检测电极9即敏感电极与驱动器电极正交地层叠。此外，未公开如下技术:使绝缘性遮光层6和导电层7以俯视时相同形状以及相同尺寸形成。
[0039]专利文献4所公开的技术，包括接触孔形成在内，都具有构成极其复杂的问题。从开口率的观点来看，也不能说在专利文献4中提出了视觉确认性良好的触摸面板基板。
[0040]在专利文献5中公开了一种显示装置，具备由第I期间和第2期间构成的I帧期间，在该第I期间，将含有从In、Ga、Zn中选择的元素的氧化物层作为有源元件的半导体层使用，对图像数据进行写入，在该第2期间，进行检测对象物位置的检测的传感。在位置检测部，多个第I电极与多个第2电极以交叉的方式设置。如专利文献5的图4或者图24所示，在俯视时，多个第I电极以及多个第2电极分别相邻，并在如专利文献5的权利要求3所记载的那样相邻的位置，通过电容进行耦合。
[0041]在图2中表示与专利文献5的技术有关的TFT基板的在俯视时沿水平方向和垂直方向排列的像素排列，在图4以及图24中公开了在约45度方向上通过狭缝分割的菱形形状的第I电极、第2电极。
[0042]在专利文献5的技术中，像素电极形状与上述菱形形状的第I电极、第2电极在俯视时的位置整合的状态不明。并且，没有公开将在约45度方向上通过狭缝分割的第I电极、第2电极作为共用电极Com使用时的最佳液晶。在假定了垂直取向的液晶时，判断为约45度方向的狭缝会给例如液晶取向或液晶的透射率带来不良影响。如专利文献5的段落〔014 3〕、〔0144〕以及图13所示，导电层27和桥电极7由相同的金属层形成。然而，未公开使第I电极或者第2电极的一方由金属层和黑矩阵的双层构成的技术。例如，未公开具有相同形状以及相同尺寸的光吸收性树脂层图案与金属层图案层叠而成的触摸传感用的驱动电极。
[0043]鉴于以上那样的状况，希望具有触摸传感功能的液晶显示装置例如具有以下所示的性能。即，为了减少手指、笔等指示器的触摸传感时的噪声，希望静电容方式的上述2组的多个电极群具有较低的电阻值。特别是，要求多个电极群处于更接近手指等指示器的位置，且为了防止驱动电压的波形的变形，要求与触摸传感有关的驱动电极(扫描电极)的电阻值较低。此外，希望与驱动电极正交的检测电极的电阻值也较低。
[0044]在专利文献6的权利要求1中，公开了在与沿第I方向排列的多个共用电极图案交叉的第2方向上排列的黑矩阵图案。此外，在其实施方式以及图1中，公开了能够理解为纵电场方式的液晶显示装置。但是，专利文献6的共用电极是用于触摸传感的驱动电极，并且是液晶显示中的驱动电极，各自的驱动信号被施加于共用电极。并且，如〔0061〕段落、〔0024〕段落所记载的那样，触摸驱动的第I帧和图像显示的第2帧以不重叠的定时的分时被驱动。例如，未公开将共用电极设定为0(零)伏特等的定电位(也称为恒电位)、使触摸驱动和液晶驱动以不同频率进行驱动。并且，作为构成黑矩阵的导电性的不透明导电性物质，在专利文献6中没有公开铬(Cr)或者铬氧化物(CrOx)以外的材料。并且，专利文献6并未考虑在铬(Cr)或者铬氧化物(CrOx)的情况下产生的较高的光反射率。一般情况下铬具有40%前后的光反射，即使是铬氧化物也具有约10%至30%的较高的光反射率，会导致显示装置的视觉确认性大幅度降低。
[0045]如上所述，用于应用于显示装置的上述多个电极群的表面的反射率需要为较低。在太阳光等明亮的外光向显示装置的显示面入射时，若上述多个电极群的光反射率较高(反射率不低时)，则会导致大幅度降低显示品质。例如，在通过铝、铬的单层、或者这些金属与氧化铬的双层构成来形成I组的电极群时，外光的反射率较大，会损害显示的视觉确认性。为了减少来自液晶显示装置的阵列基板的背面所具备的背光灯单元的再反射光，优选多个电极群的表面的反射率较低。若反射光向TFT(Thin Film Transistor)等有源元件入射，则会导致有源元件误动作，对图像显示赋予不良影响。
[0046]在以下所示的本发明的实施方式的构成中，将开口率较高的驱动电极、能够确保透射率的检测电极(透明电极)、以及通过纵电场驱动的垂直取向的液晶层，遍及其厚度方向的整体地进行活用，由此提高液晶显示的透射率。在使用了水平取向的液晶层的被称为IPS(In Plane Switching)、FFS(Fringe Field Switching)的横电场的液晶驱动方式的显示装置中，与使用了垂直取向的液晶层的显示装置相比较，正面透射率较低。并且，在被称为IPS、FFS的横电场的液晶驱动方式的显示装置中，与纵电场的方式相比较，向液晶层施加驱动电压时的液晶分子动作的传播等对选择像素的相邻像素的影响较大，具有混色的问题。如此，在横电场的液晶驱动方式中，越使像素高精细化，该混色的缺点变得越显著。
[0047]本发明是鉴于上述问题点而进行的，本发明的第I目的在于提供一种液晶显示装置，内置有触摸传感功能，使开口率提高，并且具有外观为黑色且低电阻的驱动电极，视觉确认性良好，透射率(开口率)较高。
[0048]此外，本发明的第2目的在于，以简单构成且以较高精度提供手指等指示器的位置检测的性能$父尚的液晶显不装置。
[0049]用于解决课题的手段
[0050]为了解决上述课题，本发明提出以下的手段。
[0051]本发明的一个方式的液晶显示装置具备:显示部，由显示基板、液晶层及阵列基板以该顺序进行层叠，以常黑模式进行显示；以及控制部，对显示部以及触摸传感功能进行控制。上述显示基板具有第I透明基板、以及在上述第I透明基板的与上述液晶层对置的面上依次层叠的、形成有开口部的多个光吸收性树脂层图案、形成有开口部的多个金属层图案、透明树脂层、以及电气地独立的多个透明电极图案。在沿着上述显示基板、上述液晶层以及上述阵列基板层叠的层叠方向观察时，多个上述光吸收性树脂层图案及多个上述金属层图案具有相互相等的线宽度，而且形成为相同形状且重叠。多个上述金属层图案以相互绝缘的状态在与上述层叠方向正交的第I方向上排列配置。多个上述透明电极图案以相互绝缘的状态在与上述层叠方向及上述第I方向分别正交的第2方向上排列配置。各个上述金属层图案具有以铜为主材的合金层以及铜层中的至少一方。上述液晶层所具有的液晶分子具有负的介电常数各向异性并且初始取向为垂直取向，上述显示部以常黑模式进行显示。上述阵列基板具有第2透明基板、以及层叠在上述第2透明基板的与上述液晶层对置的面上的像素电极、薄膜晶体管、金属布线及绝缘层。上述控制部为，将多个上述透明电极图案设为定电位，对多个上述金属层图案施加触摸驱动电压，对上述金属层图案与上述透明电极图案之间的静电容的变化进行检测，将多个上述透明电极图案设为定电位，对上述像素电极施加显示用的液晶驱动电压，对上述液晶层进行驱动，并且，上述触摸驱动电压的频率与上述液晶驱动电压的频率相互不同。
[0052]在此，透明电极图案(透明电极)也可以是经由高电阻体而接地、具有定电位的检测电极。在该情况下，多个金属层图案作为在触摸传感驱动中使用的驱动电极起作用。对作为定电位的上述透明电极图案与上述像素电极之间施加的液晶驱动电压的频率，与触摸传感驱动(触摸驱动电压)的驱动电压的频率不同。
[0053]在本发明的一个方式的液晶显示装置中也可以为，在沿着上述层叠方向观察时，上述透明电极图案在上述第2方向上与上述金属层图案的3个以上的上述开口部重叠。
[0054]在本发明的一个方式的液晶显示装置中也可以为，上述像素电极配置在上述绝缘层的与上述液晶层对置的面上，上述阵列基板具有配置在上述绝缘层的与上述像素电极相反侧的辅助电容电极，在沿着上述层叠方向观察时，上述辅助电容电极的一部分与上述像素电极重叠，上述辅助电容电极的剩余部分与上述像素电极不重叠。
[0055]在本发明的一个方式的液晶显示装置中也可以为，上述光吸收性树脂层图案所包含的主要的光吸收材为碳，上述光吸收性树脂层图案的每Ιμπι厚度的光学浓度为0.4以上
1.8以下，上述光吸收性树脂层图案的厚度为0.Ιμ??以上0.8μηι以下。
[0056]在本发明的一个方式的液晶显示装置中也可以为，上述薄膜晶体管具备包含镓、铟、锌、锡、锗及铝中的2种以上的金属氧化物的沟道层。
[0057]在本发明的一个方式的液晶显示装置中也可以为，各各个上述金属层图案由多个层构成，多个上述层的至少一个为上述合金层。
[0058]在本发明的一个方式的液晶显示装置中也可以为，各个上述金属层图案具有上述合金层，上述合金层所包含的合金元素为从镁、钙、钛、钼、铟、锡、锌、铝、铍、镍中选择的I种以上的元素。
[0059]在本发明的一个方式的液晶显示装置中也可以为，各个上述金属层图案由多个层构成，多个上述层中最接近上述第2透明基板的上述层为铜铟合金层。
[0060]在本发明的一个方式的液晶显示装置中也可以为，在多个上述透明电极图案上，具备电阻率比上述透明电极图案的电阻率小的辅助导体。
[0061]在本发明的一个方式的液晶显示装置中也可以为，在上述光吸收性树脂层图案的上述开口部以及上述金属层图案的上述开口部，具备由红色层形成的红色像素、由绿色层形成的绿色像素、以及由蓝色层形成的蓝色像素中的任一个，这些红色像素、绿色像素以及蓝色像素沿上述层叠方向插入于多个上述金属层图案与上述透明树脂层之间，并且，在沿着上述层叠方向观察时分别相邻地配设。
[0062]以下，对于与触摸传感有关的电极，将检测电极和驱动电极群统称为触摸电极。
[0063]如以下详细说明的那样，驱动电极具有光吸收性树脂层和金属层的双层构成。在以下的记载中，有时将驱动电极称为黑色电极，并将黑色电极的图案称为黑色图案。
[0064]发明的效果
[0065]本发明的一个方式能够提供一种液晶显示装置，提高开口率，由此例如使透射率提高，并使视觉确认性提高。此外，根据本发明的一个方式，例如能够提供一种液晶显示装置，具备对于手指等指示器的位置检测的性能较高、电阻值较小且低反射率的黑色电极。
[0066]此外，在本发明的一个方式中，在第I透明基板与金属层图案之间具备光吸收性树脂层图案。因此，在液晶面板的黑显示时，例如，通过在阵列基板的第2透明基板上形成的多个金属布线(源极线、栅极线)等，能够使色调、反射色与外圈(显示部周围的黑色边框)的黑色相匹配，能够提尚视觉确认性。并且，能够提供开口率$父尚、并且还具有触摸传感功能的液晶显示装置。并且，能够灵活运用垂直取向液晶的特长即较高的黑显示。
[0067]此外，本发明的一个方式提出了就连被高精细化的像素尺寸都能灵活地应对、且能够提高对于噪声的耐性的触摸电极，与外装的触摸面板不同，还能够应对笔输入。
【附图说明】
[0068]图1是本发明的第I实施方式的液晶显示装置的框图。
[0069]图2是本发明的第I实施方式的液晶显示装置的显示部的侧面的截面图。
[0070]图3是本发明的第I实施方式的液晶显示装置的黑色电极的平面图。
[0071]图4是本发明的第I实施方式的液晶显示装置的黑色电极以及透明电极图案的平面图。
[0072]图5是将本发明的第I实施方式的液晶显示装置的阵列基板的一个像素放大表示的平面图。
[0073]图6是将以往的液晶显示装置的显示部与电力线一起示意性地表示的截面图。
[0074]图7是将以往的液晶显示装置的显示部与等电位线一起示意性地表示的截面图。
[0075]图8是将以往的液晶显示装置的显示部的变形例与等电位线一起示意性地表示的截面图。
[0076]图9是表示本发明的第I实施方式的液晶显示装置的主要部分的位置关系的平面图。
[0077]图10是表示本发明的第I实施方式的液晶显示装置的主要部分的位置关系的平面图。
[0078]图11是表示本发明的第I实施方式的液晶显示装置的液晶显示装置用基板的制造方法的流程图。
[0079]图12是对本发明的第I实施方式的液晶显示装置的触摸电极的作用进行说明的截面图。
[0080]图13是对本发明的第I实施方式的液晶显示装置的触摸电极的作用进行说明的截面图。
[0081]图14是本发明的第2实施方式的显示部的侧面的截面图。
[0082]图15是本发明的第2实施方式的显示部的平面图。
[0083]图16是图15中的截断线Al-Al的截面图。
[0084]图17是图15中的截断线A2-A2的截面图。
[0085]图18是本发明的第4实施方式的显示部的侧面的截面图。
[0086]图19是对本发明的第4实施方式的显示部的作用进行说明的截面图。
【具体实施方式】
[0087]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，对于相同或者有效上相同的功能以及构成要素，赋予相同的符号，省略说明或者仅在需要的情况下进行说明。
[0088]在各实施方式中，对特征性的部分进行说明，例如，对于与通常的显示装置的构成要素无差异的部分等省略说明。此外，各实施方式，将液晶显示装置作为主要例子进行说明，但如在各实施方式中也有时部分地记载的那样，对于有机EL显示装置那样的其他显示装置也能够同样地应用。
[0089](第丨实施方式)
[0090]以下，参照图1至图13对本发明的液晶显示装置的第I实施方式进行说明。此外，在以下的全部附图中，为了使附图容易观察，而使各构成要素的厚度、尺寸的比率适当地不同。
[0091]如图1所示那样，本实施方式的液晶显示装置100具备显示部110、以及用于对显示部110以及触摸传感功能进行控制的控制部120。
[0092]如图2所示那样，显示部110具有如下结构:液晶显示装置用基板(显示基板)22、液晶层24以及阵列基板23按照液晶显示装置用基板22、液晶层24、阵列基板23的顺序层叠。显示部110以常黑模式进行显示。即，使液晶显示装置用基板22的后述的第I透明基板10与阵列基板23的后述的第2透明基板20以隔着液晶层24相面对的方式贴合而构成显示部110。
[0093]另外，“相面对”意思是指，透明基板10、20各自的形成有后述的金属层图案2等触摸电极的面与形成有后述的像素电极25、薄膜晶体管45等功能元件等的面是相面对的。将液晶显示装置用基板22、液晶层24以及阵列基板23所层叠的方向设为层叠方向Z(垂直方向)。此外，“与层叠方向正交”意思是指，第I透明基板10与阵列基板23的、从第I透明基板10沿着层叠方向观察时的光吸收性树脂层图案I及金属层图案2与透明电极图案6正交的位置关系。
[0094](液晶显示装置用基板的概略构成)
[0095]液晶显示装置用基板22具有如下结构:在第I透明基板10的与液晶层24对置的主面(面HOa上，多个光吸收性树脂层图案1、多个金属层图案2、透明树脂层5以及多个透明电极图案6，按照多个光吸收性树脂层图案1、多个金属层图案2、透明树脂层5以及多个透明电极图案6的顺序层叠。如上所述，由光吸收性树脂层图案I以及金属层图案2构成黑色电极4。作为第I透明基板10例如使用玻璃基板。
[0096]如图3所示那样，多个光吸收性树脂层图案I以及多个金属层图案2为，在与层叠方向Z平行地观察时(俯视时)形成为相同形状，无部分错开地完全重叠。
[0097]S卩，多个光吸收性树脂层图案I以及多个金属层图案2为相同尺寸。多个光吸收性树脂层图案1、多个金属层图案2以及多个光吸收性树脂层图案I与多个金属层图案2重叠而成的多个黑色电极4的形状相互同等，因此在以下以多个金属层图案2的形状为代表进行说明。
[0098](金属层图案)
[0099]在一个金属层图案2中，在与层叠方向Z正交的第I方向X上6个像素开口部(开口部)2a排列形成，在与层叠方向Z以及第I方向X分别正交的第2方向Y上，例如480个像素开口部2a排列形成。这些第I方向X、第2方向Y是沿着第I透明基板10的主面1a的方向。多个金属层图案2以相互电绝缘的状态沿着第I方向X排列配置。各个金属层图案2沿着第2方向Y延伸。
[0100]像素开口部2a例如能够设为至少2边平行的多边形状。
[0101]作为2边平行的多边形状，能够例示出长方形、六边形、V字形状(dogleggedshape)等。作为对这些多边形像素的周围进行包围的边框形状，能够设为电气地封闭的形状。根据这些图案形状在俯视时是电气地封闭的图案、还是一部分开放(在外观上设置不相连的部分)的图案，而液晶显示装置周边的电噪声的拾取方式改变。或者，根据金属层图案2的图案形状、面积，而液晶显示装置周边的电噪声的拾取方式改变。
[0102]各个金属层图案2具有以铜为主材的合金层及铜层中的至少一方。在此所说的以铜为主材的合金层，意思是指在合金层中以重量比率含有比50%多的铜的合金层。此外，铜层意思是指由纯铜形成的层。
[0103]在通过合金层的薄膜来形成金属层图案2的情况下，若使膜厚(厚度、层叠方向Z的长度)为10nm(纳米)以上或者150nm以上，则金属层图案2使可见光几乎不透射。因此，本实施方式的金属层图案2的膜厚如果为例如10nm至200nm程度则能够得到足够的遮光性。此夕卜，如后述那样，能够将金属层图案2的层叠方向Z的一部分形成为含有氧的金属层。
[0104]各个金属层图案2也可以由多个层构成。在该情况下，多个层的至少一个为合金层。此外，金属层图案2也可以由单一的层构成。
[0105]在各个金属层图案2具有合金层的情况下，在合金层中包含的除了铜以外的合金元素，优选为从镁、钙、钛、钼、铟、锡、锌、铝、铍、镍中选择的I种以上的元素。通过如此构成，能够提高金属层图案2与玻璃基板、树脂之间的紧贴性。铜是耐碱性优良、电阻较小的优良导体，但相对于玻璃、树脂的紧贴性不足够。通过对铜进行合金化而设为以铜为主材的合金层，由此能够改善金属层图案2与玻璃基板、树脂之间的紧贴性。
[0106]在合金层中向铜添加合金元素的量如果为3at%以下，则合金层的电阻值不会大幅度上升，因此较优选。向铜添加合金元素的量如果为0.2at%以上，则合金层的薄膜与玻璃基板等的紧贴性提高。包括本实施方式在内、以下的实施方式的形成金属层图案2的金属，在以下的记载中未进行特别说明的情况下，设为镁13七％的合金层(镁以外为铜)。镁lat%的合金层的电阻值与铜单体的电阻值不会较大地不同。
[0107]合金层例如能够通过使用了溅射法的真空成膜来形成。也可以是，以在合金层的层叠方向Z上产生浓度梯度的方式向铜添加合金元素。合金层的层叠方向Z的中央部分也可以99.8at%&上为铜。也可以是，在金属层图案2的层叠方向Z上产生使与光吸收性树脂层图案I接触的面的合金元素的量、或者与光吸收性树脂层图案I接触的面的相反侧面的合金元素的量比金属层图案2的层叠方向Z的中央部分的合金元素的量高的浓度梯度。
[0108]此外，在合金层的成膜工序中，能够在以合金层的与光吸收性树脂层图案I接触的面为起点、例如沿层叠方向Z为2nm至20nm的范围的接触层中，在成膜时导入氧，而设为含有氧的层。相对于氩等的基气的导入量，例如能够使成膜时的氧的导入量为10%。该接触层例如含有5at%&上的氧，由此能够提高具有接触层的金属层图案2的紧贴性。
[0109]即便使基气中的氧的含有量设为15at%、超过15at%的值，紧贴性也不会提高。包括该合金层的接触层在内的金属层图案2的合计膜厚，例如能够设为102nm至320nm。通过在金属层图案2的表面上形成含有氧的接触层，由此能够使金属层图案2本身的反射率也降低，并能够使黑色电极4带来的低反射效果增加。换言之，与纯铜的层相比较，以铜为主材的合金层的光反射率更低，因此能够减少来自该合金层的经由光吸收性树脂层图案I的反射光。
[0110]此外，镍能够设为含有4at%以上的镍的铜-镍合金而应用于本发明的实施方式。例如，首先，以5nm至20nm的膜厚，以有意识地含有5at%以上氧的方式形成含有4at%以上的镍的铜-镍合金。进而，通过以实质上不含有氧的10nm至300nm程度的膜厚来层叠铜-镍合金，由此能够形成反射率为30%以下的触摸传感用的电极。
[0111]通过使铜-镍合金含有5at%&上的氧，由此铜-镍合金的表面的反射光成为黑色。通过将光吸收性树脂层图案I插入到第I透明基板10与铜-镍合金即金属层图案2的界面，由此能够将黑色电极4的反射率设为2%以下。
[0112]在液晶显示装置用基板22中，如果从显示面侧、即第I透明基板10观察，黑色电极4起到低反射的黑矩阵的作用。
[0113]此外，在本发明的实施方式的构成中，金属层图案2以细线形成为分别将像素的周围包围的边框形状或者矩阵形状，因此能够增加附随于金属层图案2的边缘而产生的静电容(边缘电容，参照图12)。此时，能够将与金属层图案2正交的大宽度条纹形状的透明电极图案6设为定电位。所谓定电位，包括0(零)伏特、经由高电阻接地时的电位、或者向正负任一方偏置了的一定的电位。在定电位的透明电极图案6与金属层图案2之间施加矩形波或交流电压下的检测驱动电压，检测每个金属层图案2的边缘电容(边缘电容的变化)。由于手指等指示器P的触摸而产生的边缘电容(附随于边缘部分而产生的静电容)，如图13的示意图所示那样大幅度减少。即，通过对手指等的触摸前后的静电容进行减法运算(检测变化)，由此能够得到较大的边缘电容之差(静电容的变化)，能够大幅度提高触摸传感中的S/N比。在本发明的实施方式中，进行检测的边缘电容的变化较大，因此例如设为较低的驱动电压，与较高的驱动电压的情况相比，能够减小浮游电容的影响。
[0114]此外，在作为触摸传感的驱动电压(触摸驱动电压)，而对基于交流电压或矩形波的电压施加偏置(赋予偏置电压)的情况下，能够将定电位设为交流电压等的中央值的电压(平均值)。触摸传感的驱动电压被施加于后述的金属层图案2。与金属层图案2对置的透明电极图案6的电位不限定于0(零)伏特的定电位，只要在图像显示或触摸传感的期间保持为一定的电位即可。因此，定电位不限定于0(零)伏特。通过设为较低的驱动电压，能够减少耗电。
[0115]例如，能够使用两种金属层图案2(黑色电极4)来进行触摸传感时的静电容的运算(减法运算)，进行噪声补偿。例如，两种金属层图案2为，使两种金属层图案2各自的边缘的长度改变，且使金属层图案2的面积相等。通过对这两种金属层图案2的边缘电容之差进行减法运算，由此能够消除附随于金属层图案2的噪声。各个金属层图案2的面积例如能够通过显示部外侧的外圈部分(边框部分)等的形状进行调整。金属层图案2的形状能够减少从外部进入液晶显示装置的干扰噪声(以下，称为外部噪声)的影响，因此能够对图案的大小、形状进行调整。也可以是，使金属层图案2的一部分设为开放系统(作为俯视的图案设置不相连的部分)。优选将触摸传感的驱动频率设为与主要的外部噪声的平均频率不同的频率。
[0116]例如，在上述专利文献4的图11所示的相互相邻、配设在相同平面上的2组触摸电极构造中，难以如本发明的实施方式那样得到较大的边缘电容之差、或者触摸传感前后的静电容的变化，并且难以进行高精细像素的笔输入应对。
[0117]如图3所示那样，各金属层图案2例如沿着第I方向X以6个像素开口部2a为单位而被划分。各金属层图案2以成为相互电绝缘的状态的方式、即以相互电气地独立的方式沿着第I方向X排列配置，并被进行图案形成。在第I方向X上相邻的金属层图案2之间，形成有间隙即分离部15。
[0118]金属层图案2例如沿着第I方向X排列有320个，由此液晶显示装置用基板22的像素数成为1920X480。进行划分的像素单位能够根据触摸传感的精度、使用目的来进行调整。
[0119]金属层图案2能够作为对通过触摸传感而产生的静电容的变化进行检测的检测电极、或者作为触摸传感的驱动电极(触摸驱动电极或者扫描电极)来使用。
[0120]若将黑色电极作为触摸传感中的驱动电极、并将透明电极图案6作为检测电极，则能够使触摸传感的驱动条件与液晶的驱动条件(频率、电压等)不同。通过使触摸传感的驱动频率与液晶的驱动频率不同，能够降低触摸传感驱动以及液晶驱动的相互影响。例如，能够将触摸传感的驱动频率设为数KHz?数十KHz，将液晶驱动的频率设为60Hz?240Hz。并且，还能够分时地进行触摸传感驱动和液晶驱动。
[0121]在将黑色电极用于驱动电极(扫描电极)的情况下，能够与所要求的触摸的输入速度相匹配而任意地调整静电容检测的扫描频率。并且，为了得到较快的响应性，还能够不对多个黑色电极的全部进行扫描，而对从全部黑色电极中选择出的黑色电极(所选择的黑色电极的数量比全部黑色电极的数量少)进行扫描(间隔扫描)。
[0122]此外，以下，对将金属层图案2主要用作为驱动电极的情况进行说明。
[0123]以与金属层图案2相同的方式，在多个光吸收性树脂层图案1、多个黑色电极4上也分别形成有像素开口部(开口部)la、像素开口部4a。在第I方向X上相邻的光吸收性树脂层图案1、黑色电极4之间，分别形成有分离部15。在第I方向X上相邻的光吸收性树脂层图案1、黑色电极4分别被电绝缘。
[0124]在像素开口部4a，像素开口部Ia以及像素开口部2a在层叠方向Z上重叠。
[0125]如图2所示那样，多个黑色电极4配置于第I透明基板10与透明树脂层5的界面。
[0126]构成黑色电极4的光吸收性树脂层图案I以及金属层图案2中，光吸收性树脂层图案I配设于接近观察者的位置。因此，能够得到视觉确认性良好的低反射的“黑”。但是，金属层图案2是设置在接近液晶层的位置的金属面，因此从背光灯单元出射的光被金属层图案2反射，反射光向薄膜晶体管的沟道层46入射。在这样的构造中，为了避免向该沟道层46的光入射，能够在位于Z方向(层叠方向)的金属层图案2与沟道层46之间的部位，例如，作为第2黑矩阵而形成包括沟道层46的上部的遮光图案。第2黑矩阵可以通过后述的光吸收性树脂形成，或者也可以通过遮光性的金属薄膜的单层或其与光吸收性树脂层的层叠构成来形成。
[0127](光吸收性树脂层图案)
[0128]光吸收性树脂层图案I例如为电绝缘体。作为光吸收性树脂层图案I所具有的光吸收性的主要的黑色色材，能够使用碳、碳纳米管(以下，称为“CNT”)、金属微粒等。也可以在光吸收性树脂层图案I的膜厚方向上改变碳、CNT的浓度。也可以是，将光吸收性树脂层图案I设为以碳为主要的光吸收材的光吸收树脂层与以CNT为主要的光吸收材的光吸收性树脂层的双层构成。在黑色色材中也可以添加用于进行颜色调整的各种有机颜料。将碳用作为“为主要的光吸收材”，意思是指按照黑色色材的颜料的重量比率，碳为51%以上。光吸收性树脂层图案I防止向观察者反射光。在观察者的眼中光吸收性树脂层图案I被视觉确认为“黑，，色。
[0129]光吸收性树脂层图案I的透射测定下的光学浓度，例如能够低于2。例如，光吸收性树脂层图案I的基于透射测定的每IMi厚度的光学浓度优选为0.4以上1.8以下，并且光吸收性树脂层图案I的膜厚优选为0.Ιμπι以上0.8μπι以下。根据需要，光学浓度、膜厚能够设定为上述数值范围外，但优选调整光吸收性树脂层图案I的每Iym厚度的碳量，使得第I透明基板10与光吸收性树脂层图案I的界面上的光反射率低于2%。
[0130]若界面上的光反射率超过2%，则常黑的液晶显示装置的显示画面的黑色与边框(外圈)的颜色(通常为黑色)在目视观察下产生色差。从外观设计性的观点来看，优选对黑色色材的颜色或碳量进行调整，使得第I透明基板10与光吸收性树脂层图案I的界面上的光反射率低于2%。此外，也可以使光吸收性树脂层由基于折射率相互不同的树脂的多个层来形成。光吸收性树脂层所使用的树脂的折射率优选较低。
[0131]此外，常黑的显示能够通过将所使用的2个偏振板配置为正交尼科尔来得到。垂直取向的液晶层能够得到比水平取向的液晶层更高的黑显示。其原因在于，在水平取向的液晶层中，难以使偏振板的光轴与液晶层的取向轴严格地对准，因此在黑显示中容易产生若干的漏光。在垂直取向的液晶层中，不需要在常黑(黑显示)中对偏振板的光轴进行对准。如上述那样，垂直取向且纵电场的液晶显示装置在常黑的黑显示方面较优良。例如，在将低反射率的黑矩阵配设在透明基板的观察者侧的构成中，能够与附随于该垂直取向的黑显示相应地得到品质较高的“黑”。
[0132]光吸收性树脂层图案I的光学浓度或色调能够根据碳等黑色色材或者向碳添加多种有机颜料的量来进行调整。能够将感光性的黑色涂敷液涂敷到第I透明基板10上而曝光、显影为所希望的图案，并且通过热处理等进行硬膜，而得到光吸收性树脂层图案I。
[0133]例如，使碳等分散在将有机溶剂、能够光交联的丙烯酸树脂、引发剂、以及/或者基于加热固化的固化剂进行混合而成的混合材料中，来制作感光性的黑色涂敷液。
[0134]能够不含有基于光的引发剂、而仅添加基于加热固化的固化剂，来制作热固化类型的黑色涂敷液。本发明的实施方式的以碳为主要的黑色色材，是指在全部颜料比率中碳以超过51重量％的比率进行添加的黑色涂敷液。
[0135]黑色电极4的膜厚、即光吸收性树脂层图案I与金属层图案2的合计的膜厚优选为Iμπι以下。在黑色电极4的膜厚较薄的情况下，能够使表面的凹凸或突起较小，例如能够抑制液晶的取向不良等。例如，能够使光吸收性树脂层图案I的膜厚为700nm，使金属层图案2的膜厚为180nm，此时的黑色电极4整体的膜厚成为880nm(0.88ym)。若黑色电极4的厚度较薄，则后述的将红色层、绿色层以及蓝色层等着色层层叠而成的滤色器容易平坦。
[0136]本发明的实施方式的黑色电极4在其构成中采用遮光性较高的金属层图案2，因此能够使光吸收性树脂层的膜厚较薄、或者使光学浓度较低。在如此光吸收性树脂层以较薄的膜厚形成的情况、或者光吸收性树脂层的光学浓度较低的情况下，光刻的分辨率提高。
[0137]透明树脂层5能够由具有热固化性的丙烯酸树脂等形成。在该例子中，透明树脂层5的膜厚设为1.5μπι。透明树脂层5的膜厚能够在金属层图案2与透明电极图案6被电绝缘的范围内任意地设定。上述光吸收性树脂层图案1、透明树脂层5例如也可以是将折射率等光学特性相互不同的多个层进行层叠的构成。
[0138]如图2以及图4所示那样，多个透明电极图案6例如以在第2方向Y上成为相互绝缘的状态、即相互电气地独立的方式在透明树脂层5上排列配置。透明电极图案6在透明树脂层5上形成为沿着与金属层图案2正交的第I方向X延伸的条纹形状。
[0139]此外，例如，在300ppi以上的高精细的液晶显示装置中，沿图4所示的层叠方向Z观察时，各个透明电极图案6优选在第2方向Y上与金属层图案2的3个以上的像素开口部2a重叠。透明电极图案6在第2方向Y上重叠的像素开口部2a的数量，除了3个以外，也可以是6个或9个等。
[0140]通过如此地构成，在第2方向Y上将3个以上的像素开口部2a—并扫描(一齐扫描)，因此能够缩短对显示部110整体进行扫描所需要的时间。
[0141]透明电极图案6由被称为IT0(Indium Tin Oxide)的导电性金属氧化物形成，在该例子中，透明电极图案6的膜厚为140nm，但不限定于该膜厚。透明电极图案6是与金属层图案2成对的另一方的触摸电极。
[0142]此外，如后述那样，为了降低电阻值，在透明电极图案6中可以具备沿着图案的长边方向(条纹的长度方向，第I方向X)延伸的金属膜的细线，作为辅助导体。
[0143]透明电极图案6能够用作为触摸传感时的检测电极。
[0144]在本发明的实施方式中，与触摸传感有关的黑色电极4、透明电极图案6的任一个，都位于第I透明基板10的与液晶层24相接的面(主面1a)上。在将上述电极的任一个形成于第I透明基板10的表面(主面1a的相反侧的面)的情况下，第I透明基板10的厚度产生影响，会给黑色电极4与透明电极图案6之间的边缘电容形成带来负面影响。若所形成的边缘电容较小，则会使触摸感测时的S/N比降低。
[0145]如图3以及图4所示那样，能够在多个金属层图案2以及多个透明电极图案6设置电极取出部即端子部61。这些端子部61优选配置在位于由多个像素开口部4a规定的整体矩形的显示区域之外的、端子部61的区域D。
[0146]多个金属层图案2不需要全部用作为触摸传感的驱动电极，例如能够在第I方向X上每隔3个金属层图案2而使用I个金属层图案2(能够将3个中的2个金属层图案2剔除(除去)，而对I个金属层图案2进行扫描)等，对金属层图案2进行间隔驱动(扫描)。未用作为驱动电极的金属层图案2可以成为电浮动的形式(浮动图案)。浮动图案可以通过开关元件切换为驱动电极而进行高精细的触摸传感。或者，浮动图案也能够切换为接地电位(对框体接地)。
[0147]透明电极图案6在液晶驱动时能够设为定电位的共通电位。或者，能够使全部透明电极图案6隔着高电阻体进行接地。高电阻的值例如能够设为数千兆(giga)欧姆至数十亿兆(peta)欧姆的范围。代表性的是能够设为I万亿欧姆至50万亿欧姆。然而，在使液晶显示的薄膜晶体管的沟道层为IGZO等氧化物半导体的情况下，为了对产生液晶显示的像素的烧灼的容易度进行缓和，也可以使用低于I千兆欧姆的电阻。此外，在触摸传感中，在未设置静电容的复位电路的简单控制中，以使该静电容的复位为目的，也可以使用低于I千兆欧姆的电阻。
[0148]通过使金属层图案2的剔除数量增加而使扫描线数量减少，由此能够降低驱动频率，能够使耗电减少。相反，通过利用较高密度的扫描，在确保较高的精度的同时进行高精细化，由此例如能够活用于指纹认证等。触摸传感的扫描线数量，也可以通过其控制部进行调整。定电位并不一定为“0(零)”伏特，也可以是驱动电压的高低的中间值。也可以设为偏置了的驱动电压。透明电极图案6为定电位，因此也可以通过与对液晶进行驱动的像素电极的驱动频率不同的频率，对触摸电极(黑色电极)进行驱动。还能够使液晶驱动和用于触摸传感的驱动分时地进行，但由于透明电极图案6为定电位，因此也可以不使液晶驱动与用于触摸传感的驱动分时地进行驱动，而通过分别不同的频率进行驱动。但是，如后述那样，在使薄膜晶体管45的沟道层46为IGZO(注册商标)等氧化物半导体时，能够容易地进行分时驱动。
[0149]此外，作为液晶驱动的共用电极的Vcom，一般是含有液晶驱动中的帧反转在内的交流矩形信号，例如对每帧施加± 2.5V的交流电压。在本申请的技术中，这样的驱动所需要的交流电压不作为定电位来看待。本申请的技术中的定电位的电压变动，需要是至少比液晶驱动的阈值(Vth)小的一定电压变动以内的定电位。
[0150]如图2以及图5所示那样，阵列基板23为，在第2透明基板20的与液晶层24对置的主面(面)20a上，具有多个像素电极25、多个薄膜晶体管45、金属布线40以及绝缘层28。更具体地说，在第2透明基板20的主面20a上，经由多个绝缘层28设置有多个像素电极25以及多个薄膜晶体管45。此外，在图2中未示出薄膜晶体管45，在图5中未示出绝缘层28。
[0151]金属布线40具有多个信号线(源极线)41、多个扫描线(栅极线)42以及多个辅助电容线43。信号线41、扫描线42以及辅助电容线43均具有钛和铜的双层构成。
[0152]各像素电极25具有公知的构成，以与黑色电极4的像素开口部4a对置的方式配置在绝缘层28的与液晶层24对置的面上。
[0153]金属布线40也可以由具有多个层的多层构成形成。在该情况下，多个层的至少一个能够为铜层或铜合金层，其他层能够为钛或钼等高熔点金属的层。此外，也可以在水平取向的CNT上层叠铜等高导电率的金属而构成金属布线40。
[0154]各薄膜晶体管45的沟道层46能够由多晶硅等硅系半导体或者氧化物半导体形成。薄膜晶体管45优选为，沟道层46为IGZO(注册商标)等含有镓、铟、锌、锡、锗以及铝中的2种以上的金属氧化物的氧化物半导体。这样的薄膜晶体管45的存储性较高(漏电流较少)，因此容易保持液晶驱动电压施加后的像素电容。因此，能够设为省略了辅助电容线43的构成。在后述的点反转驱动的情况下，如果使用存储性良好的IGZO等，则还能够省略使透明电极图案成为一定电压(定电位)时的、定电压驱动所需要的保持电容(存储电容器)。
[0155]将IGZO等氧化物半导体用于沟道层46的薄膜晶体管45为，电子迀移率较高，例如能够在2msec(毫秒)以下的短时间内将需要的驱动电压(影像信号)施加于像素电极25。例如，倍速驱动(I秒钟的显示场景数为120帧的情况)的I帧为约8.3msec，例如能够将6msec分配给触摸传感。由于作为透明电极图案6的驱动电极为定电位，因此也可以使液晶驱动和触摸电极驱动不进行分时驱动。能够使对液晶进行驱动的像素电极的驱动频率与触摸电极的驱动频率不同。此外，也可以在控制部中组装与从源极线向薄膜晶体管输送影像信号的定时同步地进行动作的噪声滤波器。噪声滤波器例如仅在上述2msec以下的短时间的期间进行动作即可。IGZO等氧化物半导体的耐电压性较高，因此能够以较高的电压对液晶进行高速驱动，对于3D等三维影像显示较为有力。将IGZO等氧化物半导体用于沟道层46的薄膜晶体管45，如上述那样存储性较高，因此具有的优点为，例如即使将液晶驱动频率设为0.1Hz至120Hz程度的低频，也不易产生闪烁(显示的闪烁)。通过使用将IGZO等作为沟道层的晶体管，并用低频的点反转驱动和以与点反转驱动的频率不同的频率被驱动的触摸驱动，由此能够以低耗电同时得到高画质的影像显示和高精度的触摸传感。
[0156]此外，将氧化物半导体用于沟道层46的薄膜晶体管45，如上述那样漏电流较少，因此能够长时间保持对像素电极25施加的驱动电压。通过由布线电阻比铝布线的布线电阻小的铜布线来形成有源元件的信号线、扫描线、辅助电容线等，并且作为有源元件使用能够在短时间进行驱动的IGZO等，由此触摸传感的扫描中的时间范围扩大，能够以高精度检测所产生的静电容的变化。通过将IGZO等氧化物半导体应用于有源元件，由此能够缩短液晶等的驱动时间，在显示画面整体的影像信号处理中，能够使应用于触摸传感的时间足够充裕，能够减少附随于影像信号的噪声。
[0157]漏极36从薄膜晶体管45延伸到像素中央，并经由接触孔44与作为透明电极的像素电极25电连接。源电极35从薄膜晶体管45延伸而与信号线41电连接。
[0158]液晶层24所具有的液晶分子(省略取向膜、液晶分子的图示)被用于初始取向方向为与液晶显示装置用基板22以及阵列基板23各自的面垂直的垂直取向、即层叠方向Z的、所谓的VA方式(VerticaIly Allgnment方式:使用了垂直取向的液晶分子的纵电场方式)的液晶驱动方式中。
[0159]在以下说明的实施方式中，均在液晶层24的厚度方向即层叠方向Z上，对透明电极图案6与像素电极25之间施加液晶驱动电压。
[0160]在一般情况下，将在液晶层的厚度方向上施加驱动电压的形式，称为纵电场方式。纵电场方式的液晶层与横电场方式(被称为IPS:1n Plane Switching)、FFS(Fringe FieldSwitching)的使液晶向水平取向、水平方向旋转的方式)相比，正面透射率高大约20%程度。该正面透射率，意思是指从相对于液晶显示装置的显示面的法线方向(本实施方式的层叠方向Z)对液晶显示装置进行观察时的亮度。横电场方式的液晶显示装置在进行了高精细化时容易产生向相邻像素的漏光。
[0161]在此，使用图6至图8对FFS方式的液晶显示装置的显示部的透射率较低的原因进行简单说明。
[0162]图6是示意性地表示被称为IPS或者FFS的横电场驱动方式的现有的显示部200的截面图。液晶层206的初始取向为与透明基板207的面平行的水平取向。通过对处于液晶层206下部的像素电极208与经由绝缘层209处于像素电极208下部的共用电极210之间施加的液晶驱动电压，对液晶层206进行驱动。结果，在像素电极208与共用电极210之间形成电力线LI。
[0163]此外，在液晶层206的上部，透明树脂层213、滤色器214以及透明基板215按照该顺序配置。
[0164]液晶层206的厚度方向的一部分即有效厚度Rl，对液晶层206的透射率产生主要影响。在本发明的实施方式所述的纵电场的驱动方式中，液晶层24(例如，参照图2)的几乎整体的厚度对透射率产生影响，与此相对，在横电场驱动方式的FFS液晶显示方式中，仅一部分的有效厚度Rl对液晶层206的透射率产生影响。因此，在横电场的驱动方式中，与纵电场的驱动方式相比正面亮度(透射率)变低。
[0?05]图7是表示对显示部200施加了液晶驱动电压时的等电位线L2的示意图。在透明基板215侧不存在透明电极、导电膜的情况下，等电位线L2贯穿透明树脂层213、滤色器214以及透明基板215而向上部延伸。在等电位线L2在液晶层206的厚度方向上延伸的情况下，在一定程度上确保了液晶层206的有效厚度，因此能够确保横电场驱动方式的显示部200的本来的透射率。
[0166]如图8所示的现有的显示部200A那样，考虑在上述显示部200的各构成的基础上在液晶层206与透明树脂层213之间具备对置电极221的情况。在该情况下，等电位线L3不贯穿对置电极221，因此等电位线L3的形状相对于上述等电位线L2的形状产生变形。
[0167]此时，液晶层206的有效厚度比显示部200的液晶层206的有效厚度变薄，显示部200A的亮度(透射率)大幅度降低。
[0168]因此，前述的专利文献2的权利要求1?5所记载的触摸屏，由于存在透射率的问题，因此难以应用于横电场驱动方式的显示部。因此，推定为专利文献2的权利要求1?5所涉及的触摸屏的主要对象的显示部为纵电场驱动方式的液晶显示装置。但是，专利文献2未对纵电场驱动的液晶层进行详细说明。并且，专利文献2未公开包括液晶取向的亮度而不清楚。在专利文献2中，未探讨触摸屏构成对显示部的亮度(透射率)的影响。
[0169]再次进行液晶显示装置100的说明。
[0170]液晶层24的未图示的液晶分子具有负的介电常数各向异性。液晶显示装置100具备未图示的偏振板。该偏振板为正交尼科尔，进行常黑显示。根据本发明的实施方式，能够提供一种液晶显示装置，能够同时活用低反射的黑色电极的优点、以及使用了负的介电常数各向异性的液晶的垂直取向的黑显示的优点，并且具有视觉确认性优良的触摸传感功會K。
[0171]液晶分子为，通过对透明电极图案6与像素电极25之间沿层叠方向Z施加电压，由此原本在初始取向时沿层叠方向Z取向的液晶分子向与层叠方向Z交叉的方向倾倒，而进行开启显示(白显示)。
[0172]此外，液晶分子也可以具有正的介电常数各向异性。在取向膜的取向处理中能够使用光取向。
[0173](辅助导体)
[0174]在多个透明电极图案6上，可以为了使电极的电阻降低而形成辅助导体。辅助导体可以由与金属层图案2相同的材料形成、或者也可以由铝合金的薄膜形成。铝合金能够为在招中添加了0.2at%?3at%范围内的合金元素的合金。合金元素能够从镁、I丐、钛、铟、锡、锌、钕、镍、铜等中选择I种以上。辅助导体的电阻率优选比透明电极图案6的电阻率小。
[0175]在图9所示的俯视图中，辅助导体16由沿第I方向X延伸且从像素开口部4a的第2方向Y的中央部通过的线状(条纹状)图案形成。在该情况下，例如优选为，在沿层叠方向Z观察时，将辅助导体16形成在与阵列基板23的辅助电容线43重叠的位置。通过这样构成，能够抑制开口率降低。
[0176]在图10所示的俯视图中，可以是，将辅助导体16形成在由光吸收性树脂层图案I和金属层图案2形成的触摸电极的图案位置、换言之为黑矩阵的位置。在黑矩阵的下部(黑矩阵的比第I透明基板10更接近第2透明基板20的位置)，通常配置有阵列基板23的信号线(源极线)41、扫描线(栅极线)42以及辅助电容线43即金属布线40。因此，通过在配置有金属布线40的位置形成辅助导体16，由此沿层叠方向Z观察时，辅助导体16与金属布线40重叠，能够抑制开口率的降低。
[0177]在本实施方式中，透明电极图案6例如为，在触摸传感时，用作为触摸传感的检测电极，在液晶驱动时，用作为在像素电极25与透明电极图案6之间施加对液晶进行驱动的电压的共用电极。在该液晶驱动中，能够应用对像素电极25个别地进行选择而进行驱动的点反转驱动。位于金属层图案2与透明电极图案的中间的透明电极图案6，如上述那样为定电位，因此由于触摸驱动的频率与液晶驱动的频率不同，而能够得到屏蔽效果。触摸传感和液晶驱动可以在不同的定时分时地进行，也可以同时并行地进行驱动。
[0178]如图1所示那样，控制部120具有公知的构成，具备影像信号定时控制部121(第I控制部)、触摸传感.扫描信号控制部122(第2控制部)、以及系统控制部123(第3控制部)。
[0179]影像信号定时控制部121将多个透明电极图案6设为定电位，并且向阵列基板23的信号线41以及扫描线42发送信号。通过在透明电极图案6与像素电极25之间沿层叠方向Z对像素电极25施加显示用的液晶驱动电压，由此进行对液晶层24的液晶分子进行驱动的液晶驱动。由此，在阵列基板23上显示图像。将透明电极图案6设为定电位，对多个像素电极25的各个经由薄膜晶体管个别地施加具有交流矩形波的影像信号。触摸传感.扫描信号控制部122将多个透明电极图案6设为定电位，对多个金属层图案2(黑色电极4)施加驱动电压，对金属层图案2与透明电极图案6之间的静电容(边缘电容)的变化进行检测，进行触摸传感。
[0180]系统控制部123对影像信号定时控制部121以及触摸传感.扫描信号控制部122进行控制，能够交替地即分时地进行液晶驱动和静电容的变化的检测。
[0181](液晶显示装置用基板的制造方法的例子)
[0182]接下来，对如以上那样构成的显示部110的液晶显示装置用基板22的制造方法进行说明。图11是表示液晶显示装置用基板22的制造方法的流程图。
[0183]在光吸收性树脂层的涂敷形成(步骤Sll)中，使用了上述的具有热固性的黑色涂敷液。该光吸收性树脂层是上述光吸收性树脂层图案I的形状被图案化之前的树脂层。光吸收性树脂层的250°C的热处理后的膜厚为0.7μπι。光吸收性树脂层的膜厚能够在0.Ιμπι?0.8Mi的范围内进行调整。黑色色材使用了碳微粒。
[0184]光吸收性树脂层也能够以0.7μπι以外的膜厚形成。通过对光吸收性树脂层的膜厚以及碳即黑色色材的浓度进行调整，由此能够对在第I透明基板10与光吸收性树脂层图案I的界面产生的光反射进行调整。换言之，通过对光吸收性树脂层图案I的膜厚以及黑色色材的浓度进行调整，能够将在该界面产生的光反射设为1.8%以下。
[0185]对于所涂敷形成的光吸收性树脂层进行250°C的热处理，使光吸收性树脂层成为硬膜。
[0186]在光吸收性树脂层成为硬膜后，通过溅射装置，对镁lat%的金属层进行成膜(步骤S12)。该金属层是上述金属层图案2的形状被图案化之前的层。此外，在金属层的成膜工序的初始，在以氩导入气体为基础加入了氧气1vol %的气体条件下，对含有氧的第I金属层进行0.0 Ιμπι成膜，然后，仅以氩导入气体为基础，对0.17μπι的第2金属层进行成膜，制成合计膜厚为0.18μηι的金属层。
[0187]接下来，涂敷形成可碱性显影的感光性抗蚀剂，使用光掩模在金属层上形成金属层图案2的形状的黑色图案即抗蚀剂图案(步骤S13)。该抗蚀剂图案虽然能够在之后的干式蚀刻工序中除去，但也可以残留一部分膜厚，用作为防止向金属层图案2的液晶层侧反射的膜。防止反射，例如意思是指抑制从背光灯单元出射的光的再反射。
[0188]通过湿式蚀刻，使金属层成为形成有像素开口部2a的金属层图案2(步骤S14)。
[0189]接下来，将氧和氟利昂系气体作为导入气体，通过干式蚀刻装置，使用通过湿式蚀刻形成的金属层图案2进行各向异性的干式蚀刻，从光吸收性树脂层形成光吸收性树脂层图案1(步骤S15)。干式蚀刻为，对光吸收性树脂层，沿其膜厚方向，以在俯视时成为与金属层图案2相同的线宽度、形状的方式大致垂直地进行加工，直到第I透明基板10的表面露出。位于像素开口部的光吸收性树脂层在干式蚀刻时被除去，确保像素的开口。
[0190]在进行水洗以及干燥而形成了金属层图案2之后，在该金属层图案2上涂敷碱性可溶的感光性丙烯酸树脂，由此形成1.6μπι膜厚的透明树脂层5(步骤S16)。透明树脂层5形成为，仅形成在显示区域中，显示区域的周边通过显影而除去，基于金属层图案2的端子部61的区域露出。
[0191]在透明树脂层5形成后，使用溅射装置在透明树脂层5上对被称为ITO的透明导电膜进行成膜(步骤S17)。通过公知的光刻方法来形成透明导电膜，作为透明电极图案6(步骤S18)。透明电极图案6与金属层图案2是分别电气地独立的多个图案的排列，经由透明树脂层5在相互正交的方向上排列。此外，在端子部61的区域中也层叠有ITO即透明导电膜(透明电极的膜)。
[0192]光吸收性树脂层中使用的树脂的折射率优选为较低。通过对树脂的折射率、碳等黑色色材的含有量以及光吸收性树脂层图案I的膜厚进行调整，由此能够将从第I透明基板10观察时从第I透明基板10与光吸收性树脂层图案I的界面反射的光的反射率设为1.8%以下。
[0193]然而，树脂的折射率存在限度，因此从上述界面反射的光的反射率的下限为0.2%。在黑色涂敷液所含有的丙烯酸树脂等树脂的固态量例如为14质量％时，若将黑色涂敷液中的碳量设为约6质量％至25质量％的范围内，则能够将光吸收性树脂层图案I的每1μm厚度的光学浓度设为0.4至1.8。
[0194]在光吸收性树脂层图案I的膜厚为0.3μπι时，有效的光学浓度成为0.12至0.54。在光吸收性树脂层图案I的膜厚为0.7μπι时，有效的光学浓度成为0.28至1.26的范围内。
[0195]显示部110的液晶显示装置用基板22构成为，在第I透明基板10的主面1a上，多个光吸收性树脂层图案1、多个金属层图案2、透明树脂层5以及多个透明电极图案6按照多个光吸收性树脂层图案1、多个金属层图案2、透明树脂层5以及多个透明电极图案6的顺序层置。
[0196]通过以上的步骤，制造出液晶显示装置用基板22。
[0197](触摸电极的作用)
[0198]接下来，对如以上那样构成的显示部110的特别是触摸电极的作用进行说明。
[0199]根据该显示部110，能够将透明电极图案6用作为触摸传感时的检测电极，黑色电极4能够用作为施加一定频率下的电压的扫描电极。
[0200]具体地说明，如图12所示那样，用于触摸传感的静电容，被保持在黑色电极4与透明电极图案6之间。在通常状态下，对黑色电极4与透明电极图案6之间施加驱动电压，在黑色电极4的附近形成有电力线L6(边缘电场)。此时，透明电极图案6经由高电阻接地。驱动电压例如作为交流的矩形信号被施加于黑色电极4。
[0201]如图13所示那样，例如，若手指等指示器P接近或者接触黑色电极4的显示画面，则电力线L6的分布破坏，并且静电容向指示器P流动，黑色电极4与透明电极图案6之间的静电容减少。根据这样的静电容的变化，对有无指示器P的触摸进行检测。在一般情况下，相邻的黑色电极4的间隔较小，因此指示器P—次作用于多个触摸电极。
[0202]本实施方式的黑色电极4，包括由以电阻值较低的铜为主材的合金层以及铜层中的至少一方形成的金属层图案2，能够作为触摸传感时的驱动电极。本实施方式的透明电极图案6，为了使电极的电阻降低，使其图案宽度变大，此外，在透明电极图案6上，为了使电极的电阻降低而具备上述辅助导体16。因此，本实施方式的静电容方式的2组的多个电极群，能够使附随于这些电极群的时间常数大幅度降低，能够使触摸传感时的检测精度大幅度提尚O
[0203]如以上说明的那样，根据本实施方式的液晶显示装置100，多个光吸收性树脂层图案I以及多个金属层图案2在沿层叠方向Z观察时形成为相同形状并重叠。因此，能够使像素开口部Ia以及像素开口部2a中沿层叠方向Z贯穿的部分的面积增大，能够使开口率提高。
[0204]在各像素的周围设置有光吸收性树脂层图案I，因此像素的周围被识别为黑色，能够使显不的对比度提尚而提尚视觉确认性。
[0205]在液晶显示装置用基板22的相邻的黑色电极4之间未设置有像素电极25，因此能够提尚触摸电极的静电容而提尚指不器P的位置检测的精度。
[0206]透明电极图案6由黑色电极4和像素电极25共享，因此能够使显示部110所具备的电极的数量降低并使显示部110的构成简单。
[0207]由于透明电极图案6的电位为定电位，因此能够不依存于液晶的驱动频率及定时而对作为触摸电极起作用的黑色电极的驱动频率、信号检测的定时进行设定。此外，透明电极图案6位于触摸的黑色电极4与负责液晶驱动的像素电极25之间，具有对来自这些电极的噪声进行电屏蔽的功能。不将驱动电压向各触摸传感的黑色电极(驱动电极)的全部供给、而剔除地进行触摸位置检测，由此能够降低触摸传感的耗电。此外，能够将触摸电极的驱动频率设为与液晶驱动的频率不同的频率、或者更高的驱动频率。一般来讲，液晶驱动的频率为60Hz或者其整数倍的驱动频率。通常，触摸传感部位受到与液晶驱动的频率相伴随的噪声的影响。并且，通常的家庭电源为50Hz或者60Hz的交流电源，来自通过这样的外部电源进行动作的电气设备的噪声容易被触摸传感部位拾取。因此，通过将触摸驱动的频率设为从50Hz、60Hz的频率偏移若干的不同频率，由此能够使来自液晶驱动、外部的电子设备的噪声的影响大幅度降低。偏移量为若干量即可，例如可以为从噪声频率起为±3%?±17%的偏移量，能够降低与噪声频率的干涉。例如，触摸驱动的频率能够从数kHz?数百kHz的范围选择与上述液晶驱动频率、电源频率不干涉的不同频率。通过选择与液晶驱动频率、电源频率不干涉的不同频率，由此例如能够减少点反转驱动中的耦合噪声等噪声的影响。并且，通过将沟道设为IGZO等氧化物半导体，由此能够将点反转驱动中的耦合噪声的影响几乎消除。其原因在于，如上所述，使用了 IGZO等氧化物半导体的有源元件能够在极短的时间(例如，2msec)内对影像信号即液晶驱动的矩形信号进行处理，此外，使用了 IGZO等氧化物半导体的有源元件具有能够对影像信号施加后的液晶显示的像素中的电压进行保持的存储性，因此在其保持期间中不会产生新的噪声，能够进一步减少液晶驱动中的噪声的影响。在3D(立体影像)显示的情况下，除了通常的二维图像以外，还需要三维地位于外侧的图像及位于里侧的图像等多个影像信号。因此，需要液晶驱动的频率例如为240Hz或者480Hz等的高速驱动以及较多的影像信号。此时，在能够使触摸驱动的频率与液晶驱动的频率不同的本发明的实施方式中，能够得到上述那样的优良的优点。例如，在将本发明的实施方式应用于能够进行3D显示的游戏设备等的情况下，能够实现能够进行高速.高精度的触摸传感输入的设备。本发明对于游戏设备、自动提款机等、手指等触摸输入频度较高的显示器特别有用。
[0208]在本实施方式中，黑色电极4即金属层图案2沿第2方向Y延伸且透明电极图案6沿第I方向X延伸。但是，也可以构成为，黑色电极4沿第I方向X延伸且透明电极图案6沿第2方向Y延伸。
[0209]在本实施方式的液晶显示装置中，例如具备由红色发光、绿色发光、蓝色发光的3色LED构成的背光灯单元，并且使用分别使3色发光与液晶显示同步的场序的方法，由此能够进行彩色显示。
[0210]在使用含有红色发光、绿色发光、蓝色发光的3种波长成分的白色LED的情况下，例如，通过使用具有之后的实施方式的滤色器的液晶显示装置用基板，能够进行彩色显示。
[0211](第2实施方式)
[0212]接下来，参照图14至图17对本发明的第2实施方式进行说明，但对于与上述实施方式相同的部位赋予相同的符号而省略其说明，仅对不同点进行说明。
[0213]如图14所示那样，本实施方式的显示部111中，代替第I实施方式的显示部110的液晶显示装置用基板22而具备液晶显示装置用基板22A。液晶显示装置用基板22A构成为，在液晶显示装置用基板22的黑色电极4的各像素开口部4a，具备由红色层形成的红色像素R、由绿色层形成的绿色像素G以及由蓝色层形成的蓝色像素B的任一个。这些红色像素R、绿色像素G以及蓝色像素B沿层叠方向Z插入在金属层图案2与透明树脂层5之间，并且沿层叠方向Z观察时相互相邻地配设。液晶层24与第I实施方式同样地设为垂直取向的液晶。
[0214]换言之，显示部111在背光灯中具备含有红色、绿色以及蓝色的发光成分的白色LED元件，并同时具备红色、绿色以及蓝色的滤色器，由此进行彩色显示。
[0215]图15是从第I透明基板10观察显示部111的平面图。在像素开口部4a，无间隙地配设有红色像素R、绿色像素G以及蓝色像素B的任一个。
[0216]如图16所示那样，在第I透明基板10上以及黑色电极4上，作为滤色器而无间隙地配设有红色像素R、绿色像素G以及蓝色像素B的任一个。红色像素R、绿色像素G以及蓝色像素B为在丙烯酸树脂等透明树脂中分别分散多种有机颜料，通过公知的光刻方法来形成。
[0217]在滤色器上层叠有透明树脂层5。在透明树脂层5上进一步层叠有透明电极图案6。透明电极图案6例如由被称为ITO的导电性金属氧化物等透明导电膜形成，能够通过公知的光刻方法来进行图案形成。
[0218]在本实施方式中，透明电极图案6例如在触摸传感时即静电容的变化的检测时，用作为触摸传感的检测电极，在液晶驱动时，用作为在其与像素电极25之间施加有对液晶进行驱动的电压的共用电极。将从多个信号线供给的源极信号，例如向奇数行和偶数行交替地更换为正极性的信号和负极性的信号而赋予，能够进行相邻的像素的点反转驱动。或者，透明电极图案6还能够作为驱动电极(扫描电极)，进行使正和负的极性反转的公共电极反转驱动。
[0219]如图17所示那样，黑色电极4的部分图案即各光吸收性树脂层图案I以及金属层图案2，通过分离部15而电气地独立。在分离部15上配设有滤色器的颜色重叠部26，通过2种颜色的重叠来抑制从背光灯单元出射的光的透射。在颜色重叠部26中，优选红色像素R与蓝色像素B重叠。
[0220]虽然未图示，但在设置有这样的分离部15的位置处，在俯视时，阵列基板23所具备的信号线(源极线)41、扫描线(栅极线)42以及辅助电容线43的任一个或者与这些相同的金属布线的图案，以堵塞分离部15的方式配设。因此，能够消除从背光灯单元的漏光。
[0221]在第I实施方式的液晶显示装置用基板的制造方法中，在金属层图案2的形成后，经由多个像素开口部4a向金属层图案2与透明树脂层5之间插入红色像素R、绿色像素G以及蓝色像素B，由此能够制造如此构成的显示部111。
[0222]在该情况下，在图11所示的流程图中，在步骤S15的光吸收性树脂层图案的干式蚀刻工序与步骤S16的透明树脂层的涂敷形成工序之间，插入滤色器(R，G，B)的形成工序。
[0223](第3实施方式)
[0224]接下来，对本发明的第3实施方式进行说明，但对于与上述实施方式相同的部位赋予相同的符号而省略其说明，仅对不同点进行说明。
[0225]本实施方式中，除了黑色电极4的构成即金属层图案2的构成以外，与第I实施方式相同，因此援用图2。但是，省略重复的说明，对具有差异的金属层图案2进行说明。此外，本实施方式的黑色电极4能够用作为上述第2实施方式以及后述的第4实施方式的黑色电极。
[0226]在本实施方式中，图2所示的金属层图案2是通过在0.015μπι膜厚的含有氧的铜合金即第I金属层(层)、以及0.18μπι膜厚的实质不含有氧的铜合金即第2金属层(层)的两层上进一步将铜和铟的铜合金的层即铜铟合金层以0.015μπι膜厚进行层叠而得到的合计膜厚0.21μπι的层来形成的。即，金属层图案2由多个层构成，多个层中最接近第2透明基板20的层为铜铟合金层。
[0227]实质不含有氧，意思是指在铜合金的成膜时不导入氧气。含有氧的铜合金意思是指，在该部分的成膜时，例如对于氩基气导入10at%的氧气而进行成膜。
[0228]先形成的两层的金属层(第I金属层以及第2金属层)使用了0.5at%的镁与
0.5at %的铝(剩余部分为铜)的铜合金。
[0229]铜铟合金层设为在78at%的铜中含有22&丨％的铟的铜合金。
[0230]此外，这些铜合金含有微量的不可避的杂质。铟向铜合金的添加量能够设为
0.5at% ?40at%。单体的铟的恪点较低，含有以超过50at %的添加量进行添加的铟的铜合金，担心其耐热性。
[0231]具备22at%的铟等富含铟的铜铟合金层的铜合金膜，在成膜后的热处理工序及由于时间经过而形成氧化铜之前形成氧化铟，抑制氧化铜的形成。氧化铟能够成为良好的导电膜，因此几乎不会损坏电气接触。在氧化铜的形成较少的情况下，能够容易与罩端子部的透明导电膜进行电连接，能够提高与制造工序及安装有关的可靠性。
[0232]此外，铜铟合金层的表面的反射色成为接近白色的颜色，能够避免由铜单体引起的红色的发色。关于反射色的中间化，并不局限于铟，也能够调整上述例示的合金元素的添加比例来实现。本发明的实施方式公开的这些与铜合金有关的技术，能够应用于阵列基板23的金属布线40。
[0233]富含铟的铜铟合金，是指含有10?40&丨％的铟的铜铟合金。通过富含铟，由此能够抑制在表面部位形成氧化铜，如上述那样容易进行电气接触。
[0234]例如，在将铜钛合金作为表面层、将铜合金内部设为稀薄合金(合金元素为3at%以下的铜合金)的双层构成的铜合金膜中，若相对于铜而钛超过10at%，则湿式蚀刻时的蚀刻率变低。在该情况下，导致富含钛的表面部位的铜合金膜以帽形残留的蚀刻不良。
[0235]在铜铟合金中，即使合金元素的量以在该铜合金膜的膜厚方向上不同的方式分布，也不易产生这种蚀刻不良。铟向铜合金的添加量为0.5at%?40at%的铜铟合金，具有到约500°C为止的耐热性，因此例如能够充分应对具备将IGZO等作为沟道层的薄膜晶体管的阵列基板的、从350 °C至500°C的范围的退火处理。阵列基板23的金属布线40能够由铜铟合金形成。
[0236]在本实施方式中，透明电极图案6在触摸传感时用作为检测电极，在液晶驱动时用作为在其与像素电极25之间施加有对液晶进行驱动的电压的共用电极。在触摸传感时，各个检测电极成为同电位即共通电位，例如也可以与导电性的框体连接而成为“接地电位”。触摸传感驱动与液晶驱动能够在不同的定时分时地分别进行。
[0237](第4实施方式)
[0238]接下来，参照图18以及图19对本发明的第4实施方式进行说明，但对于与上述实施方式相同的部位赋予相同的符号而省略其说明，仅对不同点进行说明。
[0239]如图18所示那样，本实施方式的显示部112具有具备滤色器(R、G、B)的液晶显示装置用基板22B、液晶层24以及阵列基板23B。
[0240]在液晶显示装置用基板22B所具有的透明电极图案6的与第2透明基板20对置的面，形成有凹部6a。在沿层叠方向Z观察的俯视时，凹部6a形成在与像素开口部4a的第I方向X的中央部重叠的透明电极图案6的位置处。凹部6a沿第2方向Y延伸。例如，能够将在透明树脂层5的形成中使用的树脂材料设为碱性可溶的感光性树脂，通过公知的光刻方法来形成凹部6a。与凹部6a对置的位置处所配置的液晶层24的液晶分子24a?241的响应高速化。[0241 ]液晶显示装置用基板22B在透明电极图案6与液晶层24之间具有取向膜71。
[0242]省略了符号的像素，在俯视时相对于中央线M为线对称，该中央线M与形成为多边形状的像素开口部2a的侧边平行、且将像素二等分。
[0243]阵列基板23B中，代替阵列基板23的像素电极25，而具备与各像素对应的一对像素电极25a、25b、辅助电容电极56a、56b以及取向膜72。
[0244]像素电极25a、25b以及辅助电容电极56a、56b相对于中央线M分别线对称地配置。辅助电容电极56a、56b配置在多个液晶层24中最接近液晶层24的绝缘层28即绝缘层28a的与像素电极25a、25b相反侧。即，辅助电容电极56a、56b在层叠方向Z上，经由绝缘层28a形成在比像素电极25a、25b更远离液晶层24的位置。
[0245]在与层叠方向Z平行地观察时，辅助电容电极56a的重叠部(一部分)R6与像素电极25a重叠，辅助电容电极56a的伸出部(剩余部分)R7不与像素电极25a重叠。同样，在与层叠方向Z平行地观察时，辅助电容电极56b的重叠部(一部分)R8与像素电极25b重叠，辅助电容电极56b的伸出部(剩余部分)R9不与像素电极25b重叠。辅助电容电极56a的伸出部R7以及辅助电容电极56b的伸出部R9沿第I方向X的长度(伸出量)，例如可以为约Ιμπι至6μπι等那样较小。伸出部R7、R9的伸出量能够根据液晶材料、驱动条件、液晶层24的厚度等而适当地调整。
[0246]相对于中央线M，辅助电容电极56a比像素电极25a更远离。即，与辅助电容电极56a的重叠部R6相比，伸出部R7更远离中央线Μ。
[0247]辅助电容电极56a、56b能够设为与液晶显示装置用基板22B所具备的透明电极图案6相同的定电位即共通电位或者接地电位。或者，在对像素电极25a、25b施加液晶驱动电压时，能够将辅助电容电极56a、56b设为与该液晶驱动电压不同的电位、或者相反方向(正、负相反)的电位。
[0248]由于透明电极图案6为定电位，因此通过对辅助电容电极56a、56b短时间地施加不同电位，由此能够防止液晶的烧灼，或者能够利用于液晶响应的高速化。
[0249]在像素电极25a与辅助电容电极56a的重叠部R6之间以及像素电极25b与辅助电容电极56b的重叠部R8之间，分别形成有辅助电容。
[0250]在绝缘层28之间的沿层叠方向Z观察时与凹部6a重叠的位置，设置有遮光图案73。遮光图案73由与信号线41相同的材料形成。
[0251]辅助电容电极56a、56b以及像素电极25a、25b均由ITO等透明导电膜形成。像素电极25a、25b与未图示的薄膜晶体管45电连接，并经由薄膜晶体管45被施加液晶驱动电压。
[0252]液晶层24的液晶分子24a?241具有负的介电常数各向异性。图18中，液晶分子24a?241示出了像素电极25a、25b未被施加电压的初始取向状态。
[0253]取向膜71、72以使液晶分子24a?241的长边方向从层叠方向Z向辅助电容电极56a、56b与像素电极错开的方向(以接近第I透明基板1的端部从中央线M远离的方式)倾斜的方式，对液晶分子赋予预倾角Θ。
[0254]显示部112与通常的显示部同样，具备偏振板、相位差板等，在该图18中省略图示。
[0255]此外，显示部112也可以具备与偏振板贴合的I张至3张相位差板。
[0256]在本实施方式的以下记载中，对将辅助电容电极56a、56b用作为与透明电极图案6为同电位的共用电极的情况进行说明。
[0257]取向膜71、72以使液晶分子24a?241从层叠方向Z向辅助电容电极56a、56b从像素电极25a、25b伸出的方向倾斜、且相对于中央线M成为线对称的方式，对液晶分子赋予预倾角Θ。取向膜72至少形成在像素电极25a、25b的表面与液晶层24之间。
[0258]本实施方式的显示部112例如通过将液晶显示装置用基板22B与阵列基板23B经由液晶层24贴合来形成。在取向处理中，能够对像素电极25a、25b施加液晶驱动电压(例如，IV至20V的交流或者直流的电压)的同时对垂直取向的取向膜71、72照射光等电磁波，来赋予预倾角Θ。取向处理中使用的光，可以是偏振光、也可以是非偏振光。
[0259]在本实施方式中，将基板面的法线方向(层叠方向Z)设为0°，预倾角Θ表示与法线方向所成的角度。此外，预倾角9例如能够通过Journal of Applied Physics,Vol.48N0.5,p.1783-1792 (1977)所记载的晶体旋转法等来测定。
[0260]若对像素电极25a、25b施加有液晶驱动电压，则如图19所示那样，在像素电极25a、25b与辅助电容电极56a、56b(更详细地说为伸出部R7、R9)之间，形成有由电力线L9表现的电场。同时，在像素电极25a、25b与透明电极图案6之间形成有由倾斜方向的电力线LlO表现的电场。液晶分子24a?24f基于这样的倾斜方向的电场，向第I方向X中的一方即动作方向Dl倾斜。更详细地说明为，在刚一施加了液晶驱动电压之后，液晶分子24a、24b、24f就倾斜，受到倾斜的液晶分子24a、24b、24f的影响，液晶分子24c?24e立即向动作方向DI倾倒。
[0261]液晶分子24g?241向与动作方向Dl相反的动作方向D2倾斜。处于实际上较强的电场的液晶分子24a、241，最快地动作，成为用于使液晶显示高速化的触发。处于倾斜电场的液晶分子24b?24f、24g?24k也与液晶分子24a、241同样，高速地进行动作。液晶分子24b?24f、24g?24k与液晶分子24a、241相协调地进行动作，由此液晶显示高速化。
[0262]通过如本实施方式那样利用倾斜电场使液晶分子24a?241倾斜，由此即使是具有较小的预倾角Θ的液晶分子24a?241，也能够如实质上具有较大的预倾角那样使其驱动。因此，通过利用倾斜电场使液晶分子24a?241倾斜，由此能够实现液晶显示的高速化。
[0263]例如，通过利用倾斜电场使液晶分子24a?241倾斜，由此即使是约0.1°至0.9°的范围的较小的预倾角Θ，也能够使液晶分子24a?241高速地动作。此外，在垂直取向的液晶显示中，虽然预倾角较大的液晶分子容易倾倒，但由于具有较大的预倾角，因此即使在黑显示时也存在漏光，有对比度降低的趋势。
[0264]此外，在本实施方式中，关于使用了触摸电极即黑色电极4和透明电极图案6的触摸传感，其构成及驱动手段与上述第I实施方式等同样，因此省略说明。
[0265]以上，参照附图对本发明的第I实施方式及第4实施方式进行了详细说明，但具体的构成不限定于该实施方式，也包括不脱离本发明主旨的范围的构成的变更、组合、删除等。并且，能够将各实施方式所示的构成分别适当地组合而利用。
[0266]例如，在上述第I实施方式至第4实施方式中，薄膜晶体管45为将氧化物半导体用于沟道层的薄膜晶体管，但也可以是将硅半导体用于沟道层的薄膜晶体管。
[0267]将液晶显示装置的液晶驱动方式设为垂直取向(VA)方式，但不限定于此。液晶显示装置的液晶驱动方式除此以外，例如还能够适当地选择使用私1'1(取1314(1-3118116(1Nematic)、TN(Twisted Nematic)、0CB(0ptically Compensated Bend)、CPA(ContinuousPinwheel Alignment)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、TBA(TransverseBent Alignment)等纵电场方式、倾斜电场方式。
[0268]在上述实施方式中，作为液晶驱动主要对使用点反转驱动的情况进行了说明，但也可以使用将共用电极即透明电极图案6设为定电位的列反转驱动(源极反转驱动)。或者，也可以组合将透明电极图案6设为定电位的列反转驱动和将透明电极图案6设为定电位的点反转驱动。
[0269]设为黑色电极4即金属层图案2为扫描电极、且透明电极图案6为检测电极。
[0270]但是，也可以以透明电极图案6为驱动电极、且黑色电极为检测电极的方式，将驱动电极和检测电极的作用调换使用。或者，也可以设为将各自的形成方向调换了 90度的正交配置。
[0271]对本发明的优选实施方式进行了说明，虽然通过上述进行了说明，但这些是本发明的例示的实施方式，应理解为不应该考虑为进行限定的实施方式。能够不脱离本发明的范围地进行追加、省略、置换以及其他变更。因此，本发明不应该视为被上述说明限定，而应该由权利要求限定。
[0272]符号的说明
[0273]I光吸收性树脂层图案
[0274]la,2a像素开口部(开口部)
[0275]2金属层图案
[0276]5透明树脂层
[0277]6透明电极图案
[0278]10第I透明基板
[0279]1a 主面(面)
[0280]16辅助导体
[0281]22、22A、22B液晶显示装置用基板(显示基板)
[0282]23、23B阵列基板
[0283]24液晶层
[0284]25、25a、25b 像素电极
[0285]28、28a 绝缘层
[0286]40金属布线
[0287]45薄膜晶体管
[0288]46沟道层
[0289]56a、56b辅助电容电极
[0290]100液晶显示装置
[0291]110、111、112 显示部
[0292]120控制部
[0293]B蓝色像素
[0294]G绿色像素
[0295]R红色像素
[0296]R6、R8重叠部(一部分)
[0297]R7、R9伸出部(剩余部)
[0298]X第I方向
[0299]Y第2方向
[0300]Z层叠方向
【主权项】
1.一种液晶显不装置，具备: 显示部，由显示基板、液晶层及阵列基板依次层叠而成，以常黑模式进行显示；以及 控制部，对上述显示部以及触摸传感功能进行控制， 在该液晶显示装置中， 上述显示基板具有:第I透明基板；以及在上述第I透明基板的与上述液晶层对置的面上依次层叠的、形成有开口部的多个光吸收性树脂层图案、形成有开口部的多个金属层图案、透明树脂层、以及电气地独立的多个透明电极图案， 在沿着上述显示基板、上述液晶层以及上述阵列基板层叠的层叠方向观察时，多个上述光吸收性树脂层图案及多个上述金属层图案具有相互相等的线宽度，而且形成为相同形状且重叠， 多个上述金属层图案以相互绝缘的状态在与上述层叠方向正交的第I方向上排列配置， 多个上述透明电极图案以相互绝缘的状态在与上述层叠方向及上述第I方向分别正交的第2方向上排列配置， 各个上述金属层图案具有以铜为主材的合金层以及铜层中的至少一方， 上述液晶层所具有的液晶分子具有负的介电常数各向异性并且初始取向为垂直取向，上述显示部以常黑模式进行显示， 上述阵列基板具有:第2透明基板；以及在上述第2透明基板的与上述液晶层对置的面上层叠的、像素电极、薄膜晶体管、金属布线及绝缘层， 上述控制部为， 将多个上述透明电极图案设为定电位，对多个上述金属层图案施加触摸驱动电压，对上述金属层图案与上述透明电极图案之间的静电容的变化进行检测， 将多个上述透明电极图案设为定电位，对上述像素电极施加显示用的液晶驱动电压，对上述液晶层进行驱动，并且， 上述触摸驱动电压的频率与上述液晶驱动电压的频率相互不同。2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中， 在沿着上述层叠方向观察时，上述透明电极图案在上述第2方向上与上述金属层图案的3个以上的上述开口部重叠。3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中， 上述像素电极配置在上述绝缘层的与上述液晶层对置的面上， 上述阵列基板具有配置在上述绝缘层的与上述像素电极相反侧的辅助电容电极，在沿着上述层叠方向观察时，上述辅助电容电极的一部分与上述像素电极重叠，上述辅助电容电极的剩余部分与上述像素电极不重叠。4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中， 上述光吸收性树脂层图案所包含的主要的光吸收材为碳， 上述光吸收性树脂层图案的每Um厚度的光学浓度为0.4以上1.8以下， 上述光吸收性树脂层图案的厚度为0.Ιμπι以上0.8μηι以下。5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中， 上述薄膜晶体管具备包含镓、铟、锌、锡、锗及铝中的2种以上的金属氧化物的沟道层。6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中， 各个上述金属层图案由多个层构成， 多个上述层的至少一个为上述合金层。7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中， 各个上述金属层图案具有上述合金层， 上述合金层所包含的合金元素为从镁、钙、钛、钼、铟、锡、锌、铝、铍、镍中选择的I种以上的元素。8.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中， 各个上述金属层图案由多个层构成， 多个上述层中最接近上述第2透明基板的上述层为铜铟合金层。9.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中， 在多个上述透明电极图案上，具备电阻率比上述透明电极图案的电阻率小的辅助导体。10.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中， 在上述光吸收性树脂层图案的上述开口部以及上述金属层图案的上述开口部，具备由红色层形成的红色像素、由绿色层形成的绿色像素、以及由蓝色层形成的蓝色像素中的任一个， 这些红色像素、绿色像素以及蓝色像素沿上述层叠方向插入于多个上述金属层图案与上述透明树脂层之间，并且，在沿着上述层叠方向观察时分别相邻地配设。
【文档编号】G02F1/1343GK106062618SQ201480076337
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年11月26日
【发明人】木村幸弘, 福吉健蔵
【申请人】凸版印刷株式会社