(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に直接的または間接的に配置され、前記基板側から、第１の導電性酸化物層、銅合金層、および第２の導電性酸化物層が互いに等しい線幅でこの順に積層された導電配線と、
を備え、
前記第１の導電性酸化物層および前記第２の導電性酸化物層は、
酸化インジウム、酸化亜鉛、および酸化錫を含む複合酸化物で形成され、
前記複合酸化物に含まれるインジウム、亜鉛、および錫の原子数を、それぞれＮＩｎ、ＮＺｎ、ＮＳｎと表すとき、
インジウム、亜鉛、および錫の原子比は、下記式（１）、（２）を満足し、
（ＮＺｎ＋ＮＳｎ）／（ＮＩｎ＋ＮＺｎ＋ＮＳｎ）＜０．２        ・・・（１）
ＮＺｎ／ＮＳｎ＞１．１                                        ・・・（２）
前記銅合金層は、
銅と、
銅の原子量よりも大きな原子量を有し、銅と固溶体を形成する第１の金属元素と、
銅の原子量よりも大きな原子量を有し、銅と固溶体を形成しない第２の金属元素と、
を含む、
配線基板。
【請求項２】
前記銅合金層には、
前記第１の金属元素として亜鉛が、０．２ａｔ％以上３ａｔ％以下含まれ、
前記第２の金属元素は、０．０５ａｔ％以上０．６ａｔ％以下含まれる、
請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記第２の金属元素は、
ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、セリウム、ネオジウム、サマリウム、錫、アンチモン、ハフニウム、タンタル、タングステン、およびビスマスからなる群から選択される１以上の金属元素である、
請求項１に記載の配線基板。
【請求項４】
前記複合酸化物に含まれるインジウム、亜鉛、および錫の原子比は、下記式（３ａ）を満足する、
請求項１に記載の配線基板。
ＮＺｎ／（ＮＩｎ＋ＮＺｎ＋ＮＳｎ）＜０．１１                  ・・・（３ａ）
【請求項５】
前記基板において平面視にて前記第１の導電性酸化物層を覆う領域に、第１の黒色層を備える、
請求項１に記載の配線基板。
【請求項６】
前記第２の導電性酸化物層において前記銅合金層と反対側の表面において、前記第２の導電性酸化物層を覆う領域に、第２の黒色層を備える、
請求項１に記載の配線基板。
【請求項７】
前記導電配線は、
同一面上に複数形成され、平面視にて等間隔かつ平行に配列された、
請求項１に記載の配線基板。
【請求項８】
平面視にて、前記導電配線と一部が重なる領域にカラーフィルタ層が形成された、
請求項７に記載の配線基板。
【請求項９】
前記導電配線は、
第１の面に複数形成され、平面視にて等間隔かつ平行に配列された第１の導電配線と、
前記第１の面と積層方向における位置が異なる第２の面において、絶縁層を介して前記第１の導電配線と重なるように配置され、平面視にて前記第１の導電配線の配列方向と異なる方向に等間隔かつ平行に配列された第２の導電配線と、
を備える、
請求項１に記載の配線基板。
【請求項１０】
請求項７に記載の配線基板からなる第１の配線基板と、
請求項７に記載の配線基板からなる第２の配線基板と、
前記第１の配線基板と前記第２の配線基板との間に挟まれる液晶層と、
を備え、
前記第１の配線基板における前記導電配線と、前記第２の配線基板における前記導電配線とは、平面視にて互いの配列方向と異なる、
液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１の配線基板における前記導電配線および前記第２の配線基板における前記導電配線のうちの一方を検出配線、他方を駆動配線として、前記第１の配線基板における前記導電配線と前記第２の配線基板における前記導電配線との間の静電容量の変化を検出する検出部と、
を備え、
前記検出部が検出した静電容量の変化に基づいて、タッチセンシングを行う、
請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項７に記載の配線基板であって、かつ前記導電配線は、第３の面に複数形成され、平面視にて等間隔かつ平行に配列された第３の導電配線と、前記第３の面と積層方向における位置が異なる第４の面において、絶縁層を介して前記第３の導電配線と重なるように配置され、平面視にて前記第３の導電配線の配列方向と異なる方向に等間隔かつ平行に配列された第４の導電配線と、を有する第３の配線基板と、
前記第３の配線基板における前記基板と前記第３の配線基板における前記第３の導電配線との間に配置され、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、および半導体であるチャネル層を含む複数のトランジスタと、
前記第３の配線基板における前記基板上に一定方向に延びて配置され、前記ゲート電極と電気的に接続する分岐部を含むゲート配線と、
を備え、
前記第４の導電配線は、
前記ソース電極に電気的に接続するソース配線である、
半導体装置。
【請求項１３】
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、
前記第４の導電配線と同様、前記第１の導電性酸化物層、前記銅合金層、および前記第２の導電性酸化物層が互いに等しい幅でこの順に積層された、
請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記チャネル層は、
酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、および酸化ゲルマニウムのうち、２種以上の酸化物を含む酸化物半導体からなる、
請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記第３の面上において、平面視にて前記チャネル層を覆う位置に形成され、前記第３の導電配線と同一の層構成を有するとともに前記第３の導電配線とは電気的に独立した遮光層を備える、
請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１６】
請求項７に記載の配線基板からなる第１の配線基板と、
請求項１２に記載の半導体装置と、
前記第１の配線基板と前記半導体装置との間に挟まれる液晶層と、
を備える、
液晶表示装置。
【請求項１７】
前記第１の配線基板における前記導電配線、前記半導体装置における前記第３の導電配線、前記半導体装置における前記ゲート配線、および前記半導体装置における前記第４の導電配線からなる配線群のうちから選んだ一つの配線と、前記配線群のその他の配線のうちから選んだ一つの配線とからなる一対の配線は、平面視にて互いに配列方向が異なっており、
前記一対の配線うち一方を検出配線、他方を駆動配線として、前記一対の配線の間の静電容量の変化を検出する検出部を備え、
前記検出部が検出した静電容量の変化に基づいて、タッチセンシングを行う、
請求項１６に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板、半導体装置、および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置あるいは液晶表示装置では、トランジスタ、ダイオード、あるいは液晶層へ信号を伝える導電配線の抵抗値を下げることが要求される。導電配線には、例えば、アルミニウム（電気抵抗率２．６５×−８Ωｃｍ）、銅（電気抵抗率１．６８×１０−８Ωｃｍ）などの導電性が良好な金属配線が用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１、２には、薄膜トランジスタの配線として銅配線を用い、コンタクトホールや端子部での電気的接続に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、およびインジウム錫亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）のいずれかの複合酸化物層を銅配線上に積層する技術が開示されている。
これらの技術では、いずれも、銅配線を形成した後に、上記複合酸化物層を積層する。
特許文献１では、銅である配線層のコンタクト部分の上に透明導電層としてＩＺＯを積層する。これにより、コンタクト部分の電気抵抗値が上昇することはなく、ＩＺＯをエッチングする際の酸性条件において、配線層の銅がエッチングされることはないので、断線不良等を起こすことはない（段落［００１８］参照）。
特許文献２には、銅配線に積層する酸化物として、亜鉛に対する錫の原子量比が１以上の錫酸化物を含む複合酸化物（金属酸化物導電体）が記載されている（段落［００４１］参照）。なお、特許文献２における金属酸化物導電体は、非酸化性雰囲気と酸化性雰囲気とでそれぞれスパッタ成膜された２層積層の金属酸化物導電体である。
【０００４】
例えば、特許文献３には、インジウムと亜鉛を含む酸化物層で挟持される銅層からなる金属配線が開示されている。この酸化亜鉛の含有量は、１０重量％以上３５重量％未満とされている。
【０００５】
例えば、特許文献４に記載の技術は、銅の耐マイグレーション向上技術に関する。特許文献４には、銅合金として亜鉛を０．５ｗｔ％〜４．０ｗｔ％含有する銅合金が提案されている。特許文献４には、必須成分である亜鉛（Ｚｎ）の他に、Ｂｅ、Ｂ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂの１種または２種以上を１．０ｗｔ％含有してもよいことが記載されている。
【０００６】
例えば、特許文献５に記載の技術は、銅の酸化防止を目的とする技術である。特許文献５には、透明導電膜上に、純ＣｕまたはＣｕを主成分とするＣｕ合金で構成される低電気抵抗の第１層と、その第１層上に形成される純ＡｌまたはＡｌ合金で構成される２層の積層構造を持つタッチパネルセンサー用配線膜が記載されている。
Ｃｕ合金は、Ｎｉ、Ｚｎ、およびＭｎよりなる群から選択される少なくとも一種の元素を含んでもよい。透明導電膜は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）が例示されている（段落［００４４］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３９５５１５６号公報
【特許文献２】特許第４２２４６６１号公報
【特許文献３】特開２０１４−７８７００号公報
【特許文献４】特開昭６２−１４６２３１号公報
【特許文献５】国際公開第２０１４／１９６４０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の銅配線を用いた配線基板、半導体装置、および液晶表示装置には、以下のような問題がある。
特許文献１に記載の技術は、電子機器に用いられる透明導電層であるＩＴＯとアルミニウム配線とが接触することにより電気抵抗値が上昇してしまうことを防止するために、アルミニウム配線に代えて銅配線を用いる技術である。
特許文献２に記載の技術は、銅配線と金属酸化物導電体との接触抵抗の改善に関する技術である。
このため、特許文献１、２には、銅配線の信頼性の向上に関する技術は何ら開示されていない。
アルミニウムは、表面の酸化膜が不動態化して酸化が進みにくい特徴を持っているのに対して、銅や銅合金は不動態化しない。このため、銅や銅合金の表面から内部に向かって経時的に酸化が進行していく。しかも銅の酸化膜は導電性を持たないため、電気的実装面において酸化が進むとオーミックコンタクトが得られなくなるおそれがある。銅の酸化膜は経時的にその厚さを増すため、安定した電気的実装には大きな問題となる。
加えて、銅は、銀と同様、マイグレーション、ウィスカー、膜中のボイド形成などが発生しやすく、半導体装置向け電気配線として使いづらい欠点を持っている。さらに銅は、半導体基板やガラス基板に対する密着性が低く、剥がれやすい。
【０００９】
特許文献２に記載の技術において、複合酸化物中の亜鉛に対する錫の原子比は１以上であるが、複合酸化物中において、亜鉛よりも錫の原子数が多くなるとウェットエッチングがしづらくなるという問題がある。このため、銅層と複合酸化物層とが積層した配線をエッチングで形成することが難しくなり、銅層によって、線幅が細い配線を形成して、銅層のみを複合酸化物層が覆う層状の配線を形成することが難しくなる。
特許文献１、２には、複合酸化物層／銅層／複合酸化物層の３層構成の配線パターンは開示されておらず、複合酸化物層／銅層／複合酸化物層の３層積層をウェットエッチングにて一括パターン形成する技術も開示されていない。
【００１０】
特許文献３には、インジウムおよび亜鉛を含む酸化物層で挟持される銅層からなり、ウェットエッチングによるエッチング組成物からなる金属配線が記載されている。
特許文献３には、酸化亜鉛の量は記載されているが、インジウムを含む酸化物の定義がないためインジウムと亜鉛の原子比は厳密には不明である。仮に、インジウムを含む酸化物が段落［００５０］に例示されたインジウム酸化物（ＩｎＯ）であるとすると、酸化亜鉛の下限値１０重量％の場合、酸化物層における原子比ＮＺｎ／（ＮＩｎ＋ＮＺｎ）は、約１５％になる。
しかし、インジウムおよび亜鉛を含む酸化物層において、上記原子比が１５％以上になると、酸化物層中の酸化亜鉛が多すぎるため、酸化物は導電性が悪くなり、高精細な導電配線での電気的実装ではコンタクト抵抗が大きくなるという問題がある。
さらに、酸化亜鉛を特許文献３のように多く含む酸化物層は、耐薬品性に劣るという問題もある。
また、特許文献３には、銅のマイグレーション対策についても何ら記載されていない。
【００１１】
特許文献４には、耐マイグレーション性に優れる高導電性銅合金が記載されているが、前述したように、銅あるいは銅合金は、アルミニウムのように不導態化しない。このため、特許文献４における銅合金も、経時での銅酸化膜成長に伴う電気的接続への信頼性悪化は避けることができない。
【００１２】
特許文献５に記載の銅の酸化防止技術は、純ＡｌまたはＡｌ合金を表面層とするが、純ＡｌまたはＡｌ合金は耐薬品性に劣るため、導電配線形成後に、フォトリソグラフィなどのウェットプロセスを施すことが困難であるという問題がある。
また、導電性酸化物を酸化インジウムと酸化錫との２種の複合酸化物であるＩＴＯで銅合金層を挟持する構成は、エッチャントを用いるウェットエッチングで銅合金層に著しいサイドエッチが入り、導電配線を細線化する加工が難しくなるという問題がある。
【００１３】
近時、表示装置に求められる画素密度は、３００ｐｐｉ（pixel per inch）、さらには５００ｐｐｉ以上にもなっている。こうした表示装置用途の導電配線は、０．５μｍ〜６μｍの線幅の細線が必要である。
しかし、ＩＴＯで銅あるいは銅合金を挟持する構成では、ＩＴＯ／銅合金層／ＩＴＯの３層を積層した後に１回のフォトリソグラフィ工程を行って細線を形成しようとすると、上記のようにエッチング時の不具合がある。
一方、細線を一層ごとにフォトリソグラフィ工程を行うことが考えられる。この場合、各層の細線パターンを、層ごとにアライメントする必要がある。しかし、例えば、１回（１層）のフォトリソグラフィの配線パターンのアライメント精度が±１．５μｍであるとすれば、３回（３層）のフォトリソグラフィの累積アライメント誤差は、±４．５μｍとなる。このような累積アライメント誤差は、例えば、０．５μｍ〜６μｍの線幅の配線を形成する場合には許容されない。
したがって、特許文献５に記載の技術では、導電配線の細線化の加工が難しい。
【００１４】
以上説明したように、銅合金層を挟持する、酸化インジウムを基材とする導電性酸化物に含まれる酸化錫と酸化亜鉛の含有量とを調整してウェットエッチングでのパターン加工性を最適化する技術は、特許文献１〜５のいずれにも記載されていない。さらに、導電性酸化物で銅合金を挟持する構成で、信頼性向上のため、銅合金の添加元素を最適化する技術は、特許文献１〜５のいずれにも記載されていない。
【００１５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、銅配線を用いても良好な信頼性を有し、かつ容易に製造することができる配線基板、半導体装置、および液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の配線基板は、基板と、前記基板上に直接的または間接的に配置され、前記基板側から、第１の導電性酸化物層、銅合金層、および第２の導電性酸化物層が互いに等しい線幅でこの順に積層された導電配線と、を備え、前記第１の導電性酸化物層および前記第２の導電性酸化物層は、酸化インジウム、酸化亜鉛、および酸化錫を含む複合酸化物で形成され、前記複合酸化物に含まれるインジウム、亜鉛、および錫の原子数を、それぞれＮＩｎ、ＮＺｎ、ＮＳｎと表すとき、インジウム、亜鉛、および錫の原子比は、下記式（１）、（２）を満足し、
（ＮＺｎ＋ＮＳｎ）／（ＮＩｎ＋ＮＺｎ＋ＮＳｎ）＜０．２        ・・・（１）
ＮＺｎ／ＮＳｎ＞１．１                                        ・・・（２）
前記銅合金層は、銅と、銅の原子量よりも大きな原子量を有し、銅と固溶体を形成する第１の金属元素と、銅の原子量よりも大きな原子量を有し、銅と固溶体を形成しない第２の金属元素と、を含む。
【００１７】
上記配線基板においては、前記銅合金層には、前記第１の金属元素として亜鉛が、０．２ａｔ％以上３ａｔ％以下含まれ、前記第２の金属元素は、０．０５ａｔ％以上０．６ａｔ％以下含まれてもよい。
【００１８】
上記配線基板においては、前記第２の金属元素は、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、セリウム、ネオジウム、サマリウム、錫、アンチモン、ハフニウム、タンタル、タングステン、およびビスマスからなる群から選択される１以上の金属元素であってもよい。
【００１９】
上記配線基板においては、前記複合酸化物に含まれるインジウム、亜鉛、および錫の原子比は、下記式（３ａ）を満足してもよい。
ＮＺｎ／（ＮＩｎ＋ＮＺｎ＋ＮＳｎ）＜０．１１                  ・・・（３ａ）
【００２０】
上記配線基板においては、前記基板において平面視にて前記第１の導電性酸化物層を覆う領域に、第１の黒色層を備えてもよい。
【００２１】
上記配線基板においては、前記第２の導電性酸化物層において前記銅合金層と反対側の表面において、前記第２の導電性酸化物層を覆う領域に、第２の黒色層を備えてもよい。
【００２２】
上記配線基板においては、前記導電配線は、同一面上に複数形成され、平面視にて等間隔かつ平行に配列されてもよい。
【００２３】
前記導電配線が同一面上に複数形成され平面視にて等間隔かつ平行に配列された上記配線基板においては、平面視にて、前記導電配線と一部が重なる領域にカラーフィルタ層が形成されてもよい。
【００２４】
上記配線基板においては、前記導電配線は、第１の面に複数形成され、平面視にて等間隔かつ平行に配列された第１の導電配線と、前記第１の面と積層方向における位置が異なる第２の面において、絶縁層を介して前記第１の導電配線と重なるように配置され、平面視にて前記第１の導電配線の配列方向と異なる方向に等間隔かつ平行に配列された第２の導電配線と、を備えてもよい。
【００２５】
本発明の第２の態様の液晶表示装置は、前記導電配線が同一面上に複数形成され平面視にて等間隔かつ平行に配列された上記配線基板からなる第１の配線基板と、前記導電配線が同一面上に複数形成され平面視にて等間隔かつ平行に配列された上記配線基板からなる第２の配線基板と、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板との間に挟まれる液晶層と、を備え、前記第１の配線基板における前記導電配線と、前記第２の配線基板における前記導電配線とは、平面視にて互いの配列方向と異なる。
【００２６】
上記液晶表示装置においては、前記第１の配線基板における前記導電配線および前記第２の配線基板における前記導電配線のうちの一方を検出配線、他方を駆動配線として、前記第１の配線基板における前記導電配線と前記第２の配線基板における前記導電配線との間の静電容量の変化を検出する検出部と、を備え、前記検出部が検出した静電容量の変化に基づいて、タッチセンシングを行ってもよい。
【００２７】
本発明の第３の態様の半導体装置は、前記導電配線が同一面上に複数形成され平面視にて等間隔かつ平行に配列された上記配線基板であって、かつ前記導電配線は、第３の面に複数形成され、平面視にて等間隔かつ平行に配列された第３の導電配線と、前記第３の面と積層方向における位置が異なる第４の面において、絶縁層を介して前記第３の導電配線と重なるように配置され、平面視にて前記第３の導電配線の配列方向と異なる方向に等間隔かつ平行に配列された第４の導電配線と、を有する第３の配線基板と、前記第３の配線基板における前記基板と前記第３の配線基板における前記第３の導電配線との間に配置され、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、および半導体であるチャネル層を含む複数のトランジスタと、前記第３の配線基板における前記基板上に一定方向に延びて配置され、前記ゲート電極と電気的に接続する分岐部を含むゲート配線と、を備え、前記第４の導電配線は、前記ソース電極に電気的に接続するソース配線である。
【００２８】
上記半導体装置においては、前記ソース電極および前記ドレイン電極は、前記第４の導電配線と同様、前記第１の導電性酸化物層、前記銅合金層、および前記第２の導電性酸化物層が互いに等しい幅でこの順に積層されてもよい。
【００２９】
上記半導体装置においては、前記チャネル層は、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、および酸化ゲルマニウムのうち、２種以上の酸化物を含む酸化物半導体からなってもよい。
【００３０】
上記半導体装置においては、前記第３の面上において、平面視にて前記チャネル層を覆う位置に形成され、前記第３の導電配線と同一の層構成を有するとともに前記第３の導電配線とは電気的に独立した遮光層を備えてもよい。
【００３１】
本発明の第４の態様の液晶表示装置は、前記導電配線が同一面上に複数形成され平面視にて等間隔かつ平行に配列された上記配線基板からなる第１の配線基板と、上記第３の態様の半導体装置と、前記第１の配線基板と前記半導体装置との間に挟まれる液晶層と、を備える。
【００３２】
上記第４の態様の液晶表示装置においては、前記第１の配線基板における前記導電配線、前記半導体装置における前記第３の導電配線、前記半導体装置における前記ゲート配線、および前記半導体装置における前記第４の導電配線からなる配線群のうちから選んだ一つの配線と、前記配線群のその他の配線のうちから選んだ一つの配線とからなる一対の配線は、平面視にて互いに配列方向が異なっており、前記一対の配線うち一方を検出配線、他方を駆動配線として、前記一対の配線の間の静電容量の変化を検出する検出部を備え、前記検出部が検出した静電容量の変化に基づいて、タッチセンシングを行ってもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の配線基板、半導体装置、および液晶表示装置によれば、銅配線を用いても良好な信頼性を有し、かつ容易に製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態の配線基板の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）の配線基板の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の主要部の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の配線基板の模式的な平面図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の配線基板および液晶表示装置の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図８】図７におけるＢ部の拡大図である。
【図９】図７におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】図７におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態の液晶表示装置の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図１２】図１１におけるＥ部の拡大図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態の液晶表示装置の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態の配線基板の一例を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
各図面において、見易さのため、構成要素の厚さ、寸法の比率等は誇張されている。各図面において、見易さのため、構成要素の形状が簡略化されたり、構成要素の個数が減らされたりしている場合がある。
【００３６】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の配線基板について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の配線基板の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【００３７】
図１に示すように、本実施形態の配線基板１００は、基板１５と、導電配線１１とを備える。
配線基板１００は、種々の電子機器として、あるいは電子機器の一部として用いることができる。配線基板１００は、例えば、半導体を含む半導体装置であってもよい。配線基板１００は、画像または映像を表示する電子機器である表示装置の一部であってもよい。例えば、配線基板１００は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置などの表示装置に用いることができる。
【００３８】
基板１５は、ナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）のようなアルカリ金属元素を実質的に含まない基板である。ここで、「実質的に含まない」とは、基板におけるアルカリ金属元素の含有率が１０００ｐｐｍ以下であることと定義する。
例えば、基板１５は、ガラス基板のうち、いわゆる無アルカリ基板を用いてもよい。無アルカリ基板は、光透過性を有する。無アルカリ基板の例としては、例えば、アルミノ珪酸塩ガラス製の基板が挙げられる。
例えば、基板１５は、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルムなどの透明樹脂基板であってもよい。
例えば、基板１５は、シリコンウェハでもよい。
【００３９】
後述する導電配線１１に含まれる銅は、アルカリイオンおよび水分の存在下で、マイグレーションを起こすことがある。
基板１５は、アルカリ金属元素を実質的に含まないため、基板１５に含まれるアルカリ金属元素に起因する銅のマイグレーションを抑制することができる。
【００４０】
導電配線１１は、基板１５上に形成される。導電配線１１は、基板１５側から、第１の導電酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電酸化物層３がこの順に積層されて構成される。
以下では、基板１５上の位置関係を説明するため、図１に示すＸＹＺ座標軸を参照する場合がある。Ｘ軸、Ｙ軸は、基板１５の板厚方向の表面に平行な平面において互いに直交する２軸である。Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸に直交する軸である。Ｚ軸の正方向は、基板１５の板厚方向における一方の表面１５ａからその反対側の表面１５ｂに向かう方向である。
【００４１】
図１に示す例では、第１の導電性酸化物層１は、基板１５の表面１５ａに積層されている。
銅合金層２は、第１の導電性酸化物層１において基板１５と反対側の表面に積層されている。
第２の導電性酸化物層３は、銅合金層２において第１の導電性酸化物層１と反対側の表面に積層されている。
【００４２】
導電配線１１の平面視形状（Ｚ軸方向から見た形状）は、特に限定されない。図１には、一例として、Ｙ軸方向に延びる複数の導電配線１１がＸ軸方向に間をあけて配列されたストライプ状のパターンである。各導電配線１１は互いに平行である。各導電配線１１の配列間隔は変化していてもよいし、等間隔でもよい。
導電配線１１の本数は、図示では３本であるが、４本以上であってもよい。
導電配線１１の線幅は、配列方向によって変化していてもよいし、延在方向にわたって変化していてもよい。図１では、一例として、各導電配線１１の線幅は、延在方向において一定であり、かつ配列方向においても変化しない場合の例を図示している。
例えば、配線基板１００を液晶表示装置などの表示装置に用いる場合、導電配線１１の線幅は、０．５μｍ以上、６μｍ以下としてもよく、６μｍを超えてもよい。
例えば、配線基板１００を半導体装置に用いる場合、導電配線１１は、半導体用の描画装置や露光装置を用いて、サブミクロンの線幅とすることができる。
【００４３】
導電配線１１の延在方向において線幅が変化している場合でも、あるいは線幅が一定の場合でも、導電配線１１の配列方向（Ｘ軸方向）における端面は、表面１５ａに略直交している（直交している場合を含む）。このため、導電配線１１において、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の線幅は、互いに等しい。
ここで、線幅が「互いに等しい」とは、導電配線１１の延在方向に直交する断面（ＺＸ平面）において、導電配線１１の中心軸線ＣからＸ軸方向の端面までの距離のバラツキが、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の各層間で、±０．４μｍの範囲内に入ることと定義する。
【００４４】
このような構成により、第１の導電性酸化物層１と第２の導電性酸化物層３とは、銅合金層２の積層方向における表面に全体に密着し、銅合金層２を層厚方向に挟んでいる。このため、銅合金層２の積層方向の表面は、第１の導電性酸化物層１と第２の導電性酸化物層３とによって覆われている。
【００４５】
このような第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の線幅が互いに等しい導電配線１１は、後述するように、１回の露光工程を含むフォトリソグラフィによって形成することができる。
【００４６】
第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３は、いずれも、酸化インジウム、酸化亜鉛、および酸化錫を含む複合酸化物（混合酸化物）で形成される。
第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）における酸化インジウムの量は、電気抵抗を低減するために、酸化亜鉛および酸化錫に比べて多くなるようにする。具体的には、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、および錫（Ｓｎ）の原子比で、インジウムが０．８以上にする。
すなわち、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）におけるインジウム、亜鉛、および錫の原子比は、複合酸化物に含まれるインジウム、亜鉛、および錫の原子数を、それぞれＮＩｎ、ＮＺｎ、ＮＳｎ（ただし、ＮＩｎ、ＮＺｎ、ＮＳｎ＞０）と表すとき、下記式（１）を満足するようにする。
【００４７】
（ＮＺｎ＋ＮＳｎ）／（ＮＩｎ＋ＮＺｎ＋ＮＳｎ）＜０．２        ・・・（１）
【００４８】
第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）において、上記式（１）の範囲の原子比となるように、酸化亜鉛と酸化錫とを含むことは、後述する銅合金層２との接触電位差を小さくすることにつながるため、導電配線１１の信頼性向上の一助にもなる。
【００４９】
第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）の抵抗値をさらに低減するため、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）において、インジウム、亜鉛、および錫の原子比で、インジウムが０．９以上であってもよい。すなわち、下記式（１ａ）を満足してもよい。
【００５０】
（ＮＺｎ＋ＮＳｎ）／（ＮＩｎ＋ＮＺｎ＋ＮＳｎ）＜０．１        ・・・（１ａ）
【００５１】
導電配線１１をフォトリソグラフィで形成する場合に、ウェットエッチングによる加工性は、酸化錫が多いほど悪化し、酸化亜鉛が多いほど向上する。
そこで、本実施形態では、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）における亜鉛と錫との原子比は、下記式（２）を満足する。
【００５２】
ＮＺｎ／ＮＳｎ＞１．１                                        ・・・（２）
【００５３】
第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）において、酸化亜鉛が多くなりすぎると、比抵抗（電気抵抗率）が大きくなる。このため、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）における亜鉛の原子比は、下記式（３）を満足してもよい。
【００５４】
ＮＺｎ／（ＮＩｎ＋ＮＺｎ＋ＮＳｎ）＜０．１５                  ・・・（３）
【００５５】
亜鉛の原子比は小さいほど比抵抗が小さくなる。導電配線１１の比抵抗を小さくするため、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）における亜鉛の原子比は、下記式（３ａ）を満足してもよい。
【００５６】
ＮＺｎ／（ＮＩｎ＋ＮＺｎ＋ＮＳｎ）＜０．１１                  ・・・（３ａ）
【００５７】
第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）において、亜鉛の原子比を小さくすると、上記式（２）の関係から、錫の原子比が小さくなる。しかし、酸化錫の量が低下しすぎると、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）の低い電気抵抗が得にくくなる。
一方、酸化錫の量が多くなりすぎると、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）のエッチングの加工性が低下する。このため、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）における錫の原子比は、下記式（４）を満足してもよい。
【００５８】
０．０１＜ＮＳｎ／（ＮＩｎ＋ＮＺｎ＋ＮＳｎ）＜０．０８        ・・・（４）
【００５９】
上述したように、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）のウェットエッチングによる加工性は、酸化亜鉛および酸化錫の相対量によって変化する。第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）のウェットエッチングによる加工性は、銅合金層２のウェットエッチングによる加工性と同程度にするとよい。第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）と銅合金層２とのウェットエッチングによる加工性に差がありすぎると、一方が選択的にエッチングされてしまう。この場合、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の間の線幅を等しくすることが難しくなるおそれがある。
【００６０】
第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）と銅合金層２との線幅のバラツキを低減するためには、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）における亜鉛のインジウムに対する原子比は、下記式（５）を満足してもよい。第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）における亜鉛のインジウムに対する原子比は、下記式（５ａ）を満足することがより好ましい。
【００６１】
０．０２＜ＮＺｎ／ＮＩｎ＜０．２                              ・・・（５）
０．０２＜ＮＺｎ／ＮＩｎ＜０．１５                            ・・・（５ａ）
【００６２】
第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）の比抵抗を低減するためには、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）における錫の原子比は、下記式（６）を満足してもよい。
【００６３】
０．００５＜ＮＳｎ／ＮＩｎ＜０．０６                          ・・・（６）
【００６４】
第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）において、錫のインジウムに対する原子比が、上記式（６）を満足することで、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）の比抵抗を小さくすることができる。
錫の原子比が０．０７を超えると、上記式（１）、（２）の範囲で、亜鉛の添加も伴うため、第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）の比抵抗が大きくなってしまう。
上記式（１）、（３）、（５）、（６）の範囲内で錫および亜鉛の添加量を調整することで、比抵抗をおおよそ、５×１０−４Ωｃｍから３×１０−４Ωｃｍの範囲内に収めることができる。
【００６５】
第１の導電性酸化物層１（第２の導電性酸化物層３）には、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）など、インジウム、亜鉛、錫以外の金属元素の酸化物を少量、添加してもよい。
【００６６】
第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３の層厚は、配線基板１００の後工程、あるいは配線基板１００に必要な信頼性条件に基づいて、適宜設定すればよい。
ただし、第２の導電性酸化物層３は、導電配線１１の最表面に位置するため、製造時の後工程において、外力を受けやすい。このため、第２の導電性酸化物層３の層厚は、３０ｎｍより厚いことが好ましい。
第１の導電性酸化物層１の層厚は、例えば、１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下としてもよい。
第２の導電性酸化物層３の層厚は、例えば、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以上としてもよい。
【００６７】
銅合金層２は、銅（Ｃｕ）と、第１の金属元素と、第２の金属元素とを含んで構成される。
第１の金属元素は、銅の原子量よりも大きな原子量を有し、銅と固溶体を形成する。
第２の金属元素は、銅の原子量よりも大きな原子量を有し、銅と固溶体を形成しない。
本明細書では「金属元素」は、いわゆる「半金属」を含む広義の意味で用いる。
金属元素同士の固体としての溶解度は、それらの原子半径、価電子の総数ｅと総原子数ａとの比ｅ／ａ（電子濃度）、あるいは化学的親和力などから推定できる。
しかしながら簡便には、金属元素同士の２元状態図から判断できる。
本実施形態では、金属元素が銅と固溶体を形成するかどうかは、配線基板１００の保存環境温度および使用時の温度範囲等を考慮した温度範囲における銅と金属元素との２元状態図に基づいて判定する。例えば、判定に用いる温度範囲の例としては、−４０℃以上２５０℃以下が挙げられる。
判定に用いる温度範囲において、銅の中に金属元素が５０ａｔ％未満固溶する結晶αが９０ａｔ％以上形成される場合に、金属元素は銅と固溶体を形成すると判定する。結晶αが形成されないか、または９０ａｔ％未満形成される場合には、金属元素は銅と固溶体を形成しないと判定する。
【００６８】
銅は、マイグレーションを起こしやすく、ウィスカーを形成しやすいため、信頼性に問題がある金属である。銅が多く含まれる銅合金にも同様な問題が生じる可能性がある。
本発明者らは、銅合金に含まれる銅以外の金属元素を選択する場合に、グレイン（結晶粒）内で銅の動きを抑え得る金属元素と、グレイン境界（結晶粒界）での銅の動きを抑制し得る金属元素とを選択することが重要であると考えた。
本発明者らは、検討を重ねた結果、銅合金層２に用いる銅合金の種類によっては、銅のマイグレーション等を抑制できることを見出した。
さらに、これらの観点で選択される金属元素の種類および添加量は、銅合金薄膜の導電率が低下しすぎないように選ばれることが好ましい。
【００６９】
銅合金層２において、第１の金属元素は、主として、グレイン内で銅の動きを抑えるために添加される。
銅の動きを抑制するために添加される金属元素は、銅よりも重い金属元素が有効である。このため、第１の金属元素は、銅より大きな原子量を有する金属元素から選ばれる。
銅合金層２における第１の金属元素の添加量は、０．２ａｔ％以上、３ａｔ％以下としてもよい。
第１の金属元素の添加量が３ａｔ％を超えると、銅合金層２の導電率が低下してしまう。
第１の金属元素の添加量が０．２ａｔ％未満であると、銅の動きを抑える効果が低下してしまう。
【００７０】
上記温度条件等で、銅に固溶し得る金属元素のうち、０．２ａｔ％以上固溶し得る金属元素としては、例えば、マンガン(Ｍｎ)、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）などが挙げられる。
これらの金属元素は、銅のグレイン内の銅原子と置換して銅と固溶体を形成する。このため、固溶強化によって、銅合金の強度が銅に比べて向上する。
第１の金属元素は、このような金属元素のうち、銅に比べて大きな原子量を有する金属元素からすることができる。第１の金属元素として、好適な金属元素の例としては、亜鉛、ガリウム、パラジウム、金のうち、１以上を選択できる。
上記金属元素のうち、亜鉛および金は、添加時に銅合金としての導電率の低下がより少ないため、より好適である。特に、亜鉛は、金に比べて低価格であるためより好ましい。
【００７１】
銅合金層２において、第２の金属元素は、主として、グレイン境界での銅の動きを抑制するために添加される。
例えば、第２の金属元素は、ジルコニウム、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、錫、アンチモン（Ｓｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、およびビスマス（Ｂｉ）からなる群から１以上選択して用いることができる。
ビスマスは、銅の原子量の３倍以上の原子量を有するため、原子量の大きさ観点で好ましい。ビスマスは、広範囲の温度において、銅に固溶しない。
アンチモンは、銅の原子量の約２倍の原子量を有する。さらに、アンチモンは、銅合金化したときのスパッタレートが銅と大差ないため、銅合金のスパッタリング成膜の観点で特に好ましい。
【００７２】
グレイン境界での銅の動きは、ナトリウム、水分などの存在下で加速されやすいと考えられる。銅薄膜や銅合金薄膜に応力などのストレスがさらに加わると、さらに銅が動きやすくなる。
このような銅の動きを抑制するため、本発明者らは、グレイン境界に異種の金属元素をアンカーとして配置させればよいと考えた。異種の金属元素は、銅よりも重いことで、アンカーとして機能する。
第２の金属元素は、銅と固溶体を形成しないため、結晶αの内部に固溶できず、グレイン境界に分布する。第２の金属元素は、グレイン境界に析出することで、グレイン境界のおける銅の移動を抑制するとともに、銅合金膜の機械的強度も向上させる。
【００７３】
第２の金属元素の添加量は、０．０５ａｔ％以上、０．６ａｔ％以下としてもよい。
第２の金属元素の添加量が０．６ａｔ％を超えると、銅合金層２の導電率が低下してしまう。
第１の金属元素の添加量が０．０５ａｔ％未満であると、銅の動きを抑える効果が低下してしまう。
【００７４】
銅合金層２の層厚は特に限定されない。
例えば、銅合金層２に遮光性を持たせなくてもよい場合には、銅合金層２の層厚は、１００ｎｍ未満でもよい。
銅合金の薄膜の厚さが１００ｎｍ以上であると、銅合金の薄膜は可視光をほとんど透過しない。このため、銅合金層２の層厚は、例えば、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることで、銅合金層２を、可視光を遮光する遮光層として用いることが可能になる。
さらに、銅合金層２の層厚が３００ｎｍよりも厚い場合には、遮光性に加えて、電気抵抗をより低減することができる。
【００７５】
次に、配線基板１００の製造方法について説明する。
まず、基板１５上において、少なくとも導電配線１１を形成する領域を含む範囲に、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３を、この順に連続成膜する（成膜工程）。
成膜装置としては、スパッタリング装置などの真空装置を用いることができる。本工程における連続成膜は、真空を破らずに（装置内の真空状態を維持して）行われる。
【００７６】
酸化インジウム、酸化亜鉛、および酸化錫を含む複合酸化物（以下、３元系複合酸化物と称する）をスパッタリングによって成膜するため、出発材料として、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫の混合酸化物を焼結して、例えば、厚さ７ｍｍ程度のターゲットを製作する。
【００７７】
ＩＴＯと呼称される酸化インジウムと酸化錫との混合酸化物のターゲットは、導電性がある。ＤＣスパッタリングは、高周波でのＲＦスパッタリングよりも安定し、かつ、高速の成膜が可能である。また、高周波電源より直流電源のほうが安価である。このため、ＩＴＯは、多くの場合、ＤＣスパッタリングで成膜される。
第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３を形成するための３元系複合酸化物の成膜も、ＤＣスパッタリングで成膜されることがより好ましい。
３元系複合酸化物は、ＤＣスパッタリングを行う既存のＩＴＯ成膜装置において、ターゲットの代えるだけで、ＩＴＯと同様に成膜できる。
銅合金の成膜も、直流電源を用いたＤＣスパッタリングで成膜されることが多く、この観点からも、３元系複合酸化物の成膜もＤＣスパッタリングで成膜することがより好ましい。
【００７８】
ＤＣスパッタリングを行う場合、ターゲットには導電性が必要である。しかしながら、酸化インジウム、酸化亜鉛、および酸化錫の混合酸化物を焼結させたターゲットにおいて、酸化亜鉛と酸化錫との合計量が、上記式（１）の左辺式で表される原子比で、０．２を超えると、ターゲットの導電性が大きく低下する。このため、ＤＣスパッタリングを用いる場合には、ターゲットにおける上記式（１）の左辺式で表される原子比で、０．２以下であることがより好ましい。
【００７９】
第１の導電性酸化物層１に含まれるインジウム、亜鉛、錫の原子比としての例としては、例えば、ＮＩｎ：ＮＺｎ：ＮＳｎ＝９０：８：２としてもよい。
【００８０】
銅合金層２に含まれる第１の金属元素としては亜鉛、第２の金属元素としてはアンチモンあるいはビスマスを用いてもよい。この場合、銅、亜鉛、アンチモンの原子比の例としては、銅、アンチモンの原子数をそれぞれＮＣｕ、ＮS ｂとするとき、例えば、ＮＣｕ：ＮＺｎ：ＮSｂ＝９９．０：０．８：０．２としてもよい。銅、亜鉛、ビスマスの原子比の例としては、銅、ビスマスの原子数をそれぞれＮＣｕ、ＮＢｉとするとき、例えば、ＮＣｕ：ＮＺｎ：ＮＢｉ＝９９．０：０．８：０．２としてもよい。
【００８１】
第２の導電性酸化物層３に含まれるインジウム、亜鉛、錫の原子比としての例としては、例えば、ＮＩｎ：ＮＺｎ：ＮＳｎ＝９１：７：２としてもよい。
【００８２】
第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の層厚は、それぞれ、３０ｎｍ、２００ｎｍ、５０ｎｍとしてもよい。
【００８３】
本工程において、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の成膜後、２００℃以上の熱処理を施してもよい。この場合、非晶質であった導電性酸化物層が、結晶化するため、導電配線１１の信頼性をさらに向上できる。
本工程では、真空を破らずに連続成膜が行われることによって、基板１５、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３における各界面に水分などが付着することを抑制できる。このため、成膜時に、水分などが付着して、層間の界面が汚染されることに起因する配線基板１００の信頼性低下を防ぐことができる。
【００８４】
成膜工程の終了後、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の積層体のパターニングを行う。
本実施形態では、周知のフォトリソグラフィの手法を用いて、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の積層体を一括してウェットエッチングすることによりパターニングを行う。例えば、上述した例の積層体を、線幅４μｍ、間隔２１μｍのストライプ状の細線パターンに加工してもよい。
以上で、図１に示すような、配線基板１００が製造できる。
【００８５】
本実施形態の配線基板１００によれば、銅合金層２の層厚方向の各表面は、それぞれに密着する第１の導電性酸化物層１と第２の導電性酸化物層３とによって覆われている。
このため、銅合金層２の層厚方向の各表面は、第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３によって保護される。このため、層厚方向の表面からの銅のマイグレーション、あるいは酸化等の化学反応が抑制される。
【００８６】
第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３は、酸化インジウム、酸化亜鉛、および酸化錫を含む複合酸化物で構成されるため、硬度が高い導電性セラミックである。
導電配線１１は、銅合金層２を、第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３で挟持する３層構造を有することにより、電気的に安定した強固な実装が可能である。例えば、配線基板１００に外力が作用しても、銅合金層２は、高強度の第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３に挟持されているため、銅合金層２の断線が防止される。
【００８７】
銅、銅合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物は、ガラスなど透明基板、カラーフィルタ（後述する黒色層含む）などとの密着性がよくない。このため、銅合金層を基板１５の表面に直接密着させると基板１５との界面で剥がれを生じる可能性がある。
銅合金層の剥がれは、例えば、高温高湿環境や、熱処理を伴う製造工程にて発生しやすい。例えば、配線基板を形成した後、導電配線上にカラーフィルタを形成するような製造工程における熱処理によっても銅合金層の剥がれが発生するおそれがある。
加えて、銅、銅合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物は、通常、電気的な接続が不安定で信頼性に欠ける。たとえば、銅表面に経時的に形成される酸化銅や硫化銅は絶縁体に近く、電気的な実装に問題を生じる。
【００８８】
しかしながら、本実施形態における導電配線１１は、第１の導電性酸化物層１を介して、基板１５に密着しているため、基板１５から剥がれにくくなっている。
第１の導電性酸化物層１は、基板１５との密着性が良好である。このため、第１の導電性酸化物層１は、銅合金層２が直接的に基板１５に積層される場合に比べて、基板１５に堅固に固定され、基板１５からの剥がれが防止される。
さらに、銅合金層２は、真空状態における連続成形において、第１の導電性酸化物層１と第２の導電性酸化物層３とに挟持されて形成される。このため、銅合金層２の表面が第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３によって被覆されるため、化学反応の進行を抑制できる。この結果、電気的な実装に耐える状態を経時的に維持することができる。
【００８９】
以上説明したように、導電配線１１の銅合金層２は、第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３に挟持されているため、銅合金層２の表面が露出する場合に比べて高い信頼性を有する。
ただし、導電配線１１では、銅合金層２が完全に被覆されているわけではない。例えば、導電配線１１の線幅方向の端面にて銅合金層２が露出している。例えば、第１の導電性酸化物層１あるいは第２の導電性酸化物層３にピンホールなどがあると、銅合金層２の一部が露出する。このため、銅合金層２においてマイグレーションが起こりやすい場合には、露出された銅合金層２から、銅が移動し、マイグレーションなどの問題を発生する可能性がある。
【００９０】
これに対して、導電配線１１の銅合金層２は、第１の金属元素を含む。このため、銅合金層２における銅合金の結晶には、第１の金属元素が固溶し、グレイン内の銅原子が、銅原子よりも原子量の大きな第１の金属元素が置換される。この第１の金属元素によって、グレイン内での銅の移動が抑制される。
第１の金属元素は固溶強化をもたらすため、銅合金層２のグレイン自体の強度が向上される。
【００９１】
さらに、導電配線１１の銅合金層２は、第２の金属元素を含む。このため、銅合金層２における銅合金の結晶のグレイン境界に、銅原子よりも原子量の大きな第２の金属元素が析出する。この第２の金属元素は、グレイン境界のアンカーとして機能するため、グレイン境界における銅の移動が抑制される。
第２の金属元素がグレイン境界に介在することによって、銅合金層２全体としての機械的強度が向上される。
【００９２】
このように、本実施形態の配線基板１００によれば、銅合金層２自体がマイグレーションを起こしにくく、機械的強度も向上している。このため、第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３によって、挟持されることと相俟って配線基板１００は、良好な信頼性を備える。
上述した製造方法における数値例に基づいて、配線基板１００を製造したところ、導電配線１１の電気的特性、および基板１５に対する密着性は、例えば、温度８５℃、湿度８５％の高温高湿下で１０００時間放置した信頼性試験において変化がほとんどなく良好であった。この信頼性試験後、導電配線１１を観察したところ、銅のマイグレーションは発生していなかった。銅合金層２においてウィスカーおよびボイドは形成されていなかった。
【００９３】
第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３に用いる導電性酸化物は、上述したように本発明者らが見出したインジウム、亜鉛、および錫の原子比の範囲で、酸化亜鉛と酸化錫とを含むため、導電性が良好であって、かつウェットエッチングの加工性が良好である。このため、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の積層体を１回のウェットエッチングによって、線幅一定の導電配線１１を容易に製造することができる。
このため、導電配線１１の細線化が可能になる。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態の配線基板１００は、銅配線を用いても良好な信頼性を有し、かつ容易に製造することができる。
【００９５】
［第１変形例］
次に、上記第１の実施形態の変形例（第１変形例）の配線基板について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態の変形例（第１変形例）の配線基板の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【００９６】
図２に示すように、本変形例の配線基板１１０は、上記第１の実施形態の配線基板１００に、第１の黒色層４と、透明樹脂層９とが追加されて構成される。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９７】
上記第１の実施形態の配線基板１００の場合、基板１５が透明基板であると、第１の導電性酸化物層１は光透過性を有するため、表面１５ｂの方から基板１５を見ると銅合金層２が見えてしまう。さらに、表面１５ｂから入射する光が、銅合金層２で反射されて、表面１５ｂから出射されることになる。
配線基板１００の用途によっては、銅合金層２が見えたり、外光が銅合金層２によって反射されたりすることは好ましくない。
本変形例の配線基板１１０では、第１の黒色層４は、表面１５ｂ側から銅合金層２が見えたり、表面１５ｂから入射する外光が銅合金層２によって反射されたりすることを防止するために設けられる。第１の黒色層４は、基板１５と、第１の導電性酸化物層１との間において、Ｚ軸方向から見て、第１の導電性酸化物層１を覆うように配置される。
【００９８】
第１の黒色層４は、例えば、黒色の色材を分散させた着色樹脂で構成される。
第１の黒色層４の反射率は、色材の種類、色材の含有量、ベース樹脂の種類、層厚などを適宜選択することによって、必要に応じた反射率、光学濃度、色合いにすることができる。
例えば、第１の黒色層４の反射率は７％以下になるようにしてもよい。例えば、配線基板１００が液晶表示装置に用いられる場合、バックライトユニットからの光の再反射防止や観察者の視認性向上を配慮して、第１の黒色層４の反射率は、３％以下とすることがより好ましい。
例えば、第１の黒色層４の透過測定での光学濃度は、後述するフォトリソグラフィでの露光やパターンの位置合わせ（アライメント）を優先して、２以下にしてもよい。
例えば、第１の黒色層４の反射率は、基板１５の屈折率を考慮し、基板１５との界面における反射率が３％以下となるようにしてもよい。
【００９９】
第１の黒色層４の体積抵抗は、１０１３Ωｃｍ以上としてもよい。
第１の黒色層４の層厚は、必要に応じて決めればよい。例えば、第１の黒色層４の層厚は、０．２μｍ以上、３μｍ以下としてもよい。
【０１００】
第１の黒色層４に用いる黒色の色材の例としては、カーボン、カーボンナノチューブ、複数の有機顔料の混合物などの例が挙げられる。
第１の黒色層４に用いる色材は、カーボン以外に、黒色の色調整として複数の有機顔料の混合物を用いて形成してもよい。
例えば、第１の黒色層４に用いる色材は、カーボンを主たる色材として含み、青もしくは赤などの有機顔料を添加して用いてもよい。ここで、主たる色材とは、色材全体のうち５１質量％以上を占める色材を意味する。
この場合、青もしくは赤などの有機顔料の種類および配合量によって、反射色の調整が可能である。
【０１０１】
第１の黒色層４における黒色の色材にカーボンを用いる場合、カーボン濃度は、樹脂、硬化剤、および顔料を含めた全体の固形分（以下、全固形分という）に対して、４質量％以上５０質量％以下としてもよい。例えば、液晶表示装置において、表示画面内の銅合金層２の視認性を抑制する用途では、全固形分に対するカーボン濃度を、約４０質量％程度にすればよい。
カーボン濃度は、５０質量％を超えるカーボン量としてもよいが、全体の固形分に対してカーボン濃度が５０質量％を超えると塗膜適性が低下する傾向にある。
カーボン濃度が４質量％未満の場合には、十分な黒色を得ることができず、下地の銅合金層２の反射によって、銅合金層２が視認されやすくなる。
【０１０２】
透明樹脂層９は、基板１５の表面１５ａおよび導電配線１１上を覆うように形成される。
透明樹脂層９は、表面１５ａ上で、導電配線１１を封止し、導電配線１１間を絶縁する絶縁保護膜として機能する。
透明樹脂層９を形成する樹脂の種類は特に限定されない。
【０１０３】
配線基板１１０は、第１の黒色層４および透明樹脂層９を形成する点を除けば、上記第１の実施形態と同様にして製造することができる。
配線基板１１０を製造するには、第１の導電性酸化物層１を成膜する前に、少なくとも導電配線１１を形成する領域を含む範囲の表面１５ａ上に、第１の黒色層４を形成する黒色塗布液を用いて一様な黒色層を成膜する。
この後、この黒色層上に、上記第１の実施形態と同様にして、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の積層体を形成する。
この後、上記第１の実施形態と同様に、フォトリソグラフィ手法を用いて、この積層体と一様な黒色層とを一括してウェットエッチングすることによりパターニングを行う。
以上で、基板１５上に、第１の黒色層４、導電配線１１がこの順に積層された配線パターンが形成される。
この後、各導電配線１１を覆うように、透明樹脂層９を形成する樹脂を塗布する。
この後、塗布された樹脂を硬化させる。
以上で、配線基板１１０が製造される。
【０１０４】
本変形例の配線基板１１０は、上記第１の実施形態と同様の導電配線１１を備えるため、上記第１の実施形態と同様、銅配線を用いても良好な信頼性を有し、かつ容易に製造することができる。
さらに、配線基板１１０は、第１の黒色層４を備えるため、視認方向８から見た際に、第１の導電性酸化物層１および銅合金層２が、第１の黒色層４によって覆われる。この結果、基板１５の表面１５ｂ側から見たときに、銅合金層２が視認されないようにすることができる。また、銅合金層２における外光の反射を抑制することができる。
さらに、配線基板１１０は、導電配線１１が、透明樹脂層９によって封止されるため、導電配線１１の信頼性をより向上することができる。
【０１０５】
銅、銅合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物は、色材が樹脂内に分散された第１の黒色層４との密着性もよくない。
しかし、本変形例では、銅合金層２と第１の黒色層４との間には、第１の導電性酸化物層１を介している。第１の導電性酸化物層１と第１の黒色層４との間の密着性は、銅合金層２と第１の黒色層４との密着性に比べると高い。このため、銅合金層２が第１の黒色層４と直接密着される場合に比べると、第１の導電性酸化物層１は、第１の黒色層４に対する剥がれに強い。
【０１０６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の配線基板、および液晶表示装置について説明する。
図３は、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図４は、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置の主要部の構成の一例を示す模式的な断面図である。図５は、本発明の第２の実施形態の配線基板の模式的な平面図である。図６は、図５におけるＡ−Ａ断面図である。
【０１０７】
図３に示すように、本実施形態の液晶表示装置６００は、表示部６０１と、表示部６０１を制御するための制御部６０２とを備える。液晶表示装置６００は、図示略のバックライトを備えてもよい。
【０１０８】
図４に示すように、表示部６０１は、配線基板２００、液晶層６０、およびアレイ基板２１０（配線基板）を備える。表示部６０１において、配線基板２００、液晶層６０、およびアレイ基板２１０はこの順に積層される。
以下では、表示部６０１の各装置部分における位置関係を説明するため、図４に示すＸＹＺ座標軸を参照する場合がある。Ｚ軸は、配線基板２００、液晶層６０、およびアレイ基板２１０の積層方向である。Ｚ軸の正方向は、配線基板２００からアレイ基板２１０に向かう方向である。Ｘ軸、Ｙ軸は、互いに直交するとともに、それぞれＺ軸に直交する２軸である。このＸＹＺ座標軸は、図５、図６にも同様の位置関係を表すように図示されている。
【０１０９】
図５、図６に示すように、配線基板２００は、基板６５、導電配線１１、絶縁層１９、および導電配線３１を備える。基板６５、導電配線１１、絶縁層１９、および導電配線３１は、絶縁層１９が形成された領域では、Ｚ軸の正方向においてこの順に積層される。
【０１１０】
基板６５は、無アルカリ基板からなる。
図５に示すように、基板６５の表面６５ｂ（第１の面）上には、Ｘ軸方向を配列方向として、上記第１の実施形態と同様の構成の複数の導電配線１１（第１の導電配線）が、等間隔をあけて互いに平行に配列される。本実施形態では、導電配線１１はタッチセンシングの検出配線として用いられる。
図５は見易さのため、導電配線１１が１１本しか図示されていないが、導電配線１１の本数および間隔は、タッチセンシングに必要な検出精度やタッチセンシングの解像度に応じて適宜設定できる。
【０１１１】
図６に示すように、導電配線１１は、上記第１の実施形態と同様の積層構造を有する。すなわち、導電配線１１は、Ｚ軸方向の正方向において、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３がこの順に積層される。
ただし、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の線幅は、後述するタッチセンシングに必要な検出精度に応じて適宜設定できる。本実施形態の導電配線１１の線幅は、上記第１の実施形態と同様、０．５μｍ以上６μｍ以下としてもよく、６μｍを超えてもよい。
各導電配線１１はＸ軸方向に延ばされる。各導電配線１１は、Ｙ軸方向を配列方向として、等間隔をあけて互いに平行に配列される。各導電配線１１は、基板６５の内側の矩形状の領域に配置される。
【０１１２】
絶縁層１９は、透明樹脂によって形成される。図５に示すように、絶縁層１９は、各導電配線１１におけるＸ軸方向の一方の端部を除いて、各導電配線１１を覆う矩形状領域に形成される。絶縁層１９の基板６５側の界面１９ａ（図６参照）は、各導電配線１１の第２の導電性酸化物層３の表面と、各導電配線１１の線幅方向の側面とを覆っている。
絶縁層１９において、界面１９ａと反対側の表面１９ｂ（第２の面）は、表面６５ｂと平行な平面である。
各導電配線１１において、絶縁層１９から延出した部分は、後述する導電部６４との電気的実装に用いられる端子部１０ａを構成する。
絶縁層１９の体積抵抗は、１０１３Ωｃｍ以上としてもよい。
【０１１３】
導電配線３１は、表面６５ｂ、および絶縁層１９において導電配線１１と密着した表面と反対側の表面において、複数設けられている。本実施形態では、導電配線３１はタッチセンシングの駆動配線として用いられる。
各導電配線３１は、第１配線部３１ａ（第２の導電配線）と、第２配線部３１ｂとを備える。
【０１１４】
各第１配線部３１ａは、平面視で導電配線１１と直角をなして交差するように、Ｘ軸方向に延ばされた配線部である。各第１配線部３１ａは、延在方向におけるいずれか一方の端部が、絶縁層１９の外側に延出されて基板６５の表面６５ｂ上に密着している。
各第１配線部３１ａは、Ｙ軸方向を配列方向として、等間隔をあけて互いに平行に配列される。第１配線部３１ａの間隔は、導電配線１１の配列方向における間隔と異なっていてもよいが、本実施形態では、導電配線１１の配列方向における間隔と同一である。図５、図６は、見易さのため、導電配線３１の本数は適宜間引かれている。
各第１配線部３１ａは、基板６５上に、導電配線１１および絶縁層１９を介して間接的に配置された導電配線になっている。
【０１１５】
各第２配線部３１ｂは、各第１配線部３１ａを後述する導電部６４に電気的に接続するための配線部である。各第２配線部３１ｂは、表面６５ｂ上に延出された第１配線部３１ａの端部から、Ｙ軸方向において導電配線１１の絶縁層１９からの延出方向と同方向に延ばされる。各第２配線部３１ｂの延在方向における端部は、各導電配線１１における端子部１０ａとＸ軸方向において並ぶ位置まで延びている。各第２配線部３１ｂの延在方向における端部は、後述する導電部６４との電気的実装に用いられる端子部１０ｂを構成する。
【０１１６】
各導電配線３１は、上記第１の実施形態における導電配線１１と同様の積層構造を有する。すなわち、図６に示すように、導電配線３１は、Ｚ軸方向の正方向において、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３がこの順に積層される。
【０１１７】
配線基板２００を製造するには、上記第１の実施形態と同様にして、基板６５上に、導電配線１１を形成した後、表面６５ｂおよび導電配線１１上に絶縁層１９を積層する。絶縁層１９は、透明酸化物あるいは窒化物を真空成膜してもよく、あるいはアクリル樹脂などの透明樹脂を塗布形成してもよい。さらには、透明樹脂と無機膜との積層構成であってもよい。
この後、表面６５ｂ、１９ｂ上において、上記第１の実施形態と同様の成膜工程を行う。
この後、この成膜工程で形成された第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３の積層体のパターニングが行われる。このパターニングは、上記第１の実施形態と同様のフォトリソグラフィの手法で行われる。ただし、露光パターンは、導電配線３１の配線パターンが用いられる。
【０１１８】
図４に示すように、液晶層６０は、互いに平行に配置された基板６５と後述するアレイ基板２１０における基板６２との各基板面に対し水平配向の液晶である。
液晶層６０は、後述するアレイ基板２１０上の画素電極６１と、図示を省略した共通電極との間のフリンジ電界で駆動される。共通電極は、画素電極６１の下部（Ｚ軸方向の正方向側）の絶縁層２３を介してアレイ基板２１０上に配置される。
図４では、液晶装置において周知の配向膜、偏光板など光学フィルム、共通電極、駆動のためのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）につながるゲート配線やソース配線などの図示は省略されている。
【０１１９】
アレイ基板２１０は、液晶層６０を駆動するため、図示略の複数のＴＦＴがマトリクス状に配置される。
アレイ基板２１０は、基板６２、絶縁層２１、２２、２３、画素電極６１、および導電配線６３を備える。
絶縁層２１および導電配線６３は、基板６２の板厚方向において液晶層６０の方に向く表面６２ａ上に配置される。絶縁層２２、２３、および画素電極６１は、絶縁層２１上において、Ｚ軸方向の負方向にこの順に積層される。
【０１２０】
基板６２は、無アルカリ基板からなる。基板６２において表面６２ａと反対側の表面６２ｂに対向する位置には、図示略のバックライトが配置されてもよい。
【０１２１】
アレイ基板２１０は、詳細の図示は省略するが、半導体プロセスで形成された種々の半導体素子、配線を備える。
アレイ基板２１０は、少なくとも、液晶層６０を駆動するため、液晶層６０の画素配置に応じてマトリクス状に配置された複数のＴＦＴを備える。各ＴＦＴのソース電極、ゲート電極は、それぞれソース配線、ゲート配線を介して、後述する映像信号タイミング制御部６０３と電気的に接続される。各ＴＦＴは、ソース配線およびゲート配線を介して入力される映像信号タイミング制御部６０３からの制御信号に基づいて動作する。
アレイ基板２１０は、ＴＦＴの他の半導体素子として、例えば、ダイオード、スイッチング素子、あるいはメモリーなどの機能素子のいずれかを備えてもよい。
【０１２２】
画素電極６１は、液晶層６０の各画素に対応して複数形成される。各画素電極６１は、図示略の配線によってＴＦＴを含む駆動回路と電気的に接続される。各画素電極６１は、映像信号タイミング制御部６０３からの制御信号に基づいてＴＦＴが駆動されると、液晶駆動電圧が印加される。
画素電極６１に駆動電圧が印加されると、液晶層６０における図示略の共通電極との間にフリンジ電界が発生して液晶が駆動される。なお、液晶駆動のために画素電極６１に印加される電圧は液晶駆動電圧と呼ぶ。以下の記載において、タッチセンシング駆動のために導電配線に印加される電圧は、タッチ駆動電圧と呼ぶことがある。
【０１２３】
導電配線６３は、配線基板２００における導電配線１１と導電配線３１との間の静電容量Ｃ１を検出するため、各端子部１０ａ、１０ｂと同数形成される。図３に示すように、導電配線６３は、後述する制御部６０２のタッチセンシング走査信号制御部６０４と電気的に接続される。
導電配線６３は、上記第１の実施形態における導電配線１１と同様の積層構造を有する。すなわち、導電配線６３は、Ｚ軸方向の負方向において、第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３がこの順に積層される。
各導電配線６３の平面視の配線パターン、線幅等は、特に限定されない。
【０１２４】
図４に示すように、液晶表示装置６００は、以上に説明した配線基板２００とアレイ基板２１０との間に、液晶層６０が挟まれた状態で貼り合わされる。液晶層６０の外周における基板６５、６２の間には、液晶層６０を封止するシール部６７が形成される。
シール部６７は、例えば、電気絶縁性を有する樹脂で形成される。
【０１２５】
シール部６７の内部に、端子部１０ａ、端子部１０ｂ（図５参照）と、導電配線６３とを電気的に接続する導電部６４が配置されてもよい。あるいは、端子部１０aを延線することによって、電気的な接続がシール部６７外で行われてもよい。
端子部１０ａ、１０ｂおよび導電配線６３の表面は、オーミックコンタクトの極めて容易な第２の導電性酸化物層３で構成されるため、基板６５、６２間に延びる導電部６４によって、相互の電気的接続が行われる。
図４は寸法が誇張されているため、導電部６４を柱状に描いているが、導電部６４の形状は柱状には限定されない。
導電部６４としては、例えば、樹脂球を金属膜で覆う導電性ボール、はんだボールのような金属球、異方性導電膜など、周知の様々な導電体を適用することができる。
【０１２６】
端子部１０ａ、１０ｂの個数は、液晶層６０の画素数に応じて膨大になるため、導電配線１１、６３の線幅が微細になる。しかし、第２の導電性酸化物層３は、コンタクト抵抗は小さくかつ安定している。さらに、第２の導電性酸化物層３は機械的強度も高い。このため、第２の導電性酸化物層３を表面に備える導電配線１１、６３は、コンタクト領域が狭い微細構造における電気的接続には好適である。
配線基板２００およびアレイ基板２１０の電気的実装において、端子部１０ａ、１０ｂ、導電配線６３には、電気的実装のやり直しや取り扱い時の不具合で傷つきの原因ともなるストレスがかかりやすい。
しかし、本実施形態では、端子部１０ａ、１０ｂ、導電配線６３の表面における第２の導電性酸化物層３は、金属よりも硬いセラミックでもあるため、銅合金層２が保護され、断線を防止できる。
【０１２７】
導電部６４は、基板６５、６２間で対向する導電配線１１、６３同士をＺ軸方向において電気的に接続する。このため、導電部６４は、液晶層６０の外周の狭い額縁領域でも容易に配置することができる。この結果、液晶表示装置６００の配線の引き回しを簡素化することができるとともに、液晶表示装置６００の外形および額縁領域の小型化を図ることができる。
【０１２８】
図３に示すように、制御部６０２は、映像信号タイミング制御部６０３、タッチセンシング走査信号制御部６０４（検出部）、およびシステム制御部６０５（検出部）を備える。
【０１２９】
映像信号タイミング制御部６０３は、図示略の共通電極を定電位とするとともに、表示部６０１のアレイ基板２１０のソース配線２１１およびゲート配線２１２に信号を送る。
ソース配線２１１、ゲート配線２１２から送られたアレイ基板２１０に送られた信号は、ＴＦＴを含む駆動回路に入力されることで、共通電極と各画素電極６１との間に映像信号に基づいた液晶駆動電圧が印加される。液晶層６０では、液晶駆動電圧が印加された画素において、液晶分子が駆動され、各画素における液晶分子の駆動状態に応じて画像が表示される。
【０１３０】
タッチセンシング走査信号制御部６０４は、検出配線である複数の導電配線１１を定電位とし、駆動配線である複数の導電配線３１にタッチ駆動電圧を印加する。
タッチセンシング走査信号制御部６０４は、導電配線３１と導電配線１１との間の静電容量の変化を検出し、タッチセンシングを行う。
【０１３１】
システム制御部６０５は、液晶駆動とタッチセンシングとを行うため、映像信号タイミング制御部６０３およびタッチセンシング走査信号制御部６０４を制御する。
液晶駆動と、タッチセンシングにおける静電容量の変化の検出とは、時分割で行ってもよい。
アクティブ素子（ＴＦＴ）を用いた液晶駆動は、それぞれの画素電極にアクティブ素子を介して液晶駆動電圧が印加され白表示（映像表示）を行う。例えば、白表示のあと、駆動電圧が印加されない黒表示（black state）のときに、バックライトユニットの発光をオフとし、この黒表示の期間にタッチセンシング駆動を行ってもよい。
例えば、液晶駆動とタッチセンシングのタッチ駆動とは、それぞれの駆動周波数が変えられてもよい。
あるいは、液晶駆動およびタッチ駆動のどちらかの駆動電圧のパルスのタイミングをずらして干渉しないようにすることで、タッチセンシングのＳ／Ｎ比を向上できる。
【０１３２】
以上に説明した液晶表示装置６００は、制御部６０２によって、表示部６０１の液晶層６０を駆動制御することによって、表示部６０１による画像表示を行うことができる。
さらに、液晶表示装置６００は、配線基板２００に形成された導電配線１１、３１と、タッチセンシング走査信号制御部６０４、システム制御部６０５とを備えることにより、タッチセンシングを行うことができる。
【０１３３】
ここで、液晶表示装置６００におけるタッチセンシングの動作について簡単に説明する。
システム制御部６０５の制御によって、タッチセンシング走査信号制御部６０４は時分割で静電容量の検出動作を行う。
静電容量の検出動作において、タッチセンシング走査信号制御部６０４は、導電配線３１に、交流矩形波または直流矩形波を印加し、平面視で導電配線３１と導電配線１１とが交差する部位（以下、交差部という）に、それぞれ静電容量Ｃ１を付与する。
例えば、図４に矢印Ｔで示すように、基板６５の表面６５ａに、指などポインターが振れると、ポインターが触れた部分の静電容量Ｃ１が変化する。タッチセンシング走査信号制御部６０４は、交差部の静電容量を順次走査することで、ポインターによってタッチされた交差部の位置を特定する。
タッチが検出されると、タッチセンシング走査信号制御部６０４は、タッチされた交差部の位置情報をシステム制御部６０５に送出する。
【０１３４】
本実施形態の液晶表示装置６００の配線基板である配線基板２００は導電配線１１、３１を、同じくアレイ基板２１０は、導電配線６３を、それぞれ備える。
導電配線１１、３１、６３は、いずれも上記第１の実施形態と同様の積層構造を有するため、配線基板２００およびアレイ基板２１０は、上記第１の実施形態の導電配線１１と同様、銅配線を用いても良好な信頼性を有し、かつ容易に製造することができる。
【０１３５】
配線基板２００は、基板６５上に、第１の導電配線である複数の導電配線１１と、絶縁層１９を介して第２の導電配線である複数の第１配線部３１ａとを備える。複数の導電配線１１と、複数の第１配線部３１ａとは、互いに異なる配列方向に等間隔かつ平行に配列される。このため、導電配線１１、３１は、タッチセンシングに好適な導電配線になっている。
導電配線１１、３１は、銅合金層２を用いることで高い導電性が得られるため低ノイズのタッチセンシングが可能である。さらに、導電配線１１、３１は、マイグレーション、酸化等による導電性能の経時的な劣化を防止することができるため、タッチセンシング性能（感度、Ｓ／Ｎ比など）が経時的にも安定する。
【０１３６】
液晶表示装置６００では、タッチセンシングの検出配線および駆動配線が１つの配線基板２００上に設けられた場合の例になっている。この場合、配線基板２００を製造する過程で、検出配線および駆動配線の相対位置関係が決まるため、検出配線と駆動配線との交差部の位置を基板６５に対して容易に位置決めすることができる。
【０１３７】
液晶表示装置６００では、タッチセンシングの検出配線および駆動配線を基板６５上に設け、これらをタッチセンシング走査信号制御部６０４に電気的に接続する導電配線６３が、液晶層６０を介して基板６５に向かい合う基板６２上に設けられる。導電配線１１、３１と導電配線６３との接続は、基板６５、６２間にわたる導電部６４によって、液晶層６０の外周部で行われる。
このため、液晶層６０の配線の引き回しが簡素化されるともに、小型化が可能である。
さらに、導電部６４は、コンタクト抵抗が小さく信頼性が高い導電配線１１、３１、６３と接続されるため、配線基板２００とアレイ基板２１０との間の配線接続の信頼性も向上できる。
【０１３８】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態の配線基板、半導体装置、および液晶表示装置について説明する。
図７は、本発明の第３の実施形態の配線基板および液晶表示装置の構成の一例を示す模式的な断面図である。図８は、図７におけるＢ部の拡大図である。図９は、図７におけるＣ−Ｃ断面図である。図１０は、図７におけるＤ−Ｄ断面図である。
【０１３９】
図３に示すように、本実施形態の液晶表示装置７００は、上記第２の実施形態の液晶表示装置６００の表示部６０１に代えて、表示部７０１を備える。液晶表示装置７００は、図示略のバックライトを備えてもよい。
以下、上記第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１４０】
図７に示すように、表示部７０１は、上記第２の実施形態における配線基板２００、液晶層６０、アレイ基板２１０に代えて、配線基板３００（第１の配線基板）、液晶層７０、アレイ基板３１０（配線基板、半導体装置、第２の配線基板、第３の配線基板）を備える。表示部７０１において、配線基板３００、液晶層７０、およびアレイ基板３１０はこの順に積層される。
以下では、表示部７０１の各装置部分における位置関係を説明するため、上記第２の実施形態と同様に配置されたＸＹＺ座標軸（図７参照）を参照する場合がある。
【０１４１】
配線基板３００は、上記第２の実施形態における配線基板２００の導電配線３１、絶縁層１９が削除され、第１の黒色層４、第２の黒色層５、カラーフィルタ層ＦＲ、ＦＧ、ＦＢ、および透明樹脂層１２が追加されて構成される。
本実施形態の配線基板３００における各導電配線１１は、上記第２の実施形態と同様、タッチセンシングにおける検出配線として用いられる。各導電配線１１の端子部１０ａ（図示略）は、上記第２の実施形態と同様の構成によって、それぞれ、後述するアレイ基板３１０内の配線７０２（図３参照）に電気的に接続される。図３に示すように、配線７０２はタッチセンシング走査信号制御部６０４に電気的に接続される。
【０１４２】
本実施形態における第１の黒色層４は、上記第１の実施形態の第１変形例と同様の構成を備える。ただし、本実施形態の第１の黒色層４は、表示部７０１の外表面である表面６５ａ側から導電配線１１の銅合金層２が見えたり、表面６５ａから入射する外光が銅合金層２によって反射されたりすることを防止するために設けられる。
図８に示すように、本実施形態の第１の黒色層４は、基板６５と、導電配線１１の第１の導電性酸化物層１との間において、Ｚ軸方向から見て、第１の導電性酸化物層１を覆うように配置される。
【０１４３】
第２の黒色層５は、表示部７０１の内部に伝播する光による反射光量を低減して、アレイ基板３１０に入射するノイズ光を抑制するために設けられる。
第２の黒色層５は、第１の黒色層４との間で導電配線１１を挟むように配置される。第２の黒色層５は、導電配線１１の第２の導電性酸化物層３を直接被覆する。ただし、第２の黒色層５は、例えば、端子部１０ａなどにおいて電気的接続に用いられる部位などには形成されない。
第２の黒色層５の線幅は導電配線１１の線幅と等しい。
第２の黒色層５の構成は、上記第１の実施形態において説明された第１の黒色層４として可能な構成のうちから適宜選択することができる。
第２の黒色層５の反射率は、ノイズ光の許容量に基づいて適宜設定することができる。
【０１４４】
カラーフィルタ層ＦＲ、ＦＧ、ＦＢは、それぞれ、赤色、緑色、青色に着色された樹脂製のフィルタである。
カラーフィルタ層ＦＲ、ＦＧ、ＦＢは、基板６５の表面６５ｂ上において隣り合う導電配線１１の間に配置される。カラーフィルタ層ＦＲ、ＦＧ、ＦＢは、それぞれ、液晶層７０における赤画素、緑画素、青画素を覆う位置に配置される。
カラーフィルタ層ＦＲ、ＦＧ、ＦＢの層厚は、表面６５ｂから第２の黒色層５の表面までの高さよりも厚く、それぞれ第２の黒色層５の一部を覆っている。第１の黒色層４、導電配線１１、および第２の黒色層５は、カラーフィルタ層ＦＲ、ＦＧ、ＦＢのうち、Ｙ軸方向において互いに隣り合う２つのカラーフィルタ層によって覆われる。
【０１４５】
透明樹脂層１２は、光透過性を有し、配線基板３００において基板６５と反対側の表面を形成する層状部である。透明樹脂層１２は、基板６５と反対側のカラーフィルタ層ＦＲ、ＦＧ、ＦＢ上に積層される。
【０１４６】
液晶層７０は、上記第２の実施形態の液晶層６０と同様、水平配向の液晶であり、フ
後述するアレイ基板３１０上の画素電極７１と、共通電極７２との間のフリンジ電界で駆動される。図７では、液晶装置において周知の配向膜、偏光板など光学フィルムの図示は省略している。
【０１４７】
図７に示すように、アレイ基板３１０は、上記第２の実施形態のアレイ基板２１０と同様の基板６２および絶縁層２１、２２、２３と、画素電極７１および共通電極７２を備える。
以下では、アレイ基板３１０の相対位置を参照する際、簡単のため、図７における図示に合わせて、Ｚ軸方向における正方向側を下側、負方向側を上側と称する場合がある。
【０１４８】
図９に示すように、画素電極７１は、Ｘ軸方向に延びて画素ごとに配置される。
図１０に示すように、画素電極７１は、絶縁層２３において上側（Ｚ軸方向の負方向側）の表面２３ａ（第３の面）に配置される。
共通電極７２は、絶縁層２２の上側の表面２２ａにおいて、絶縁層２３を介して画素電極７１と対向する位置に配置される。このため、共通電極７２は、絶縁層２３を挟んで画素電極７１の下側（Ｚ軸方向の負方向側）に配置される。
【０１４９】
絶縁層２１、２２には、画素電極７１に駆動電圧を印加するＴＦＴ７３が形成される。ＴＦＴ７３は、画素と同数形成される。
各ＴＦＴ７３は、ゲート電極７６、ソース電極７７、ドレイン電極７８、およびチャネル層７９をそれぞれ備える。
ゲート電極７６は、基板６２の表面６２ａ上においてＹ軸方向に延ばされる。
【０１５０】
チャネル層７９は、絶縁層２１を介してゲート電極７６の上側に配置される。
チャネル層７９は、ポリシリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン半導体で形成されてもよい。チャネル層７９は、酸化物半導体を用いることがより好ましい。チャネル層７９に用いる酸化物半導体としては、ＩＧＺＯなどの酸化物半導体がより好ましい。ＩＧＺＯは、ガリウム、インジウム、亜鉛、錫、ゲルマニウム、マグネシウム、アルミニウムのうちの２種以上の金属酸化物を含む酸化物半導体である。
【０１５１】
シリコン半導体が用いられる場合、チャネル層７９のパターン形成ではドライエッチングが用いられる。しかし、例えば、ゲート配線などに銅や銅合金を含む導電配線が形成されていると、このドライエッチング工程で銅がシリコン半導体に拡散し、半導体機能にダメージを与えてしまうおそれがある。
これに対して、ＩＧＺＯなど酸化物半導体が用いられる場合、チャネル層７９のパターン形成では、ウェットエッチングを用いることができる。このため、チャネル層７９のパターン形成の工程で、銅が拡散してチャネル層７９を汚染することがない。
【０１５２】
チャネル層７９にＩＧＺＯなどの酸化物半導体を用いることで、ドット反転駆動において生じるカップリングノイズの影響を緩和することができる。
ＩＧＺＯなどの酸化物半導体を用いたアクティブ素子は、映像信号である液晶駆動の矩形信号を極めて短い時間（例えば、３ｍｓｅｃ）で処理することができ、この矩形信号印加後の電圧保持期間でタッチセンシング信号処理を行うことができる。
ＩＧＺＯなどの酸化物半導体は、映像信号印加後の液晶表示において画素電極に印加された電圧を保持することができるメモリー性を有する。換言すれば、矩形信号での液晶駆動電圧印加後、表示画素にかかった液晶駆動電圧を保持できる。
このため、矩形信号印加後の電圧保持期間の間では、新たなノイズ発生はなく、液晶駆動で生じるタッチセンシングへのノイズの影響を更に減少させることができる。
【０１５３】
ＩＧＺＯなどの酸化物半導体は、電気的な耐圧が高いので、高めの電圧で液晶を高速で駆動させることができ、３次元映像表示に有力である。
ＩＧＺＯなどの酸化物半導体をチャネル層に用いるトランジスタは、メモリー性が高いため、例えば、液晶駆動周波数を０．１Ｈｚから６０Ｈｚ程度の低周波としてもフリッカー（表示のちらつき）を生じにくいメリットがある。酸化物半導体をチャネル層に用いるトランジスタの採用は、タッチセンシングのＳ／Ｎ比の向上のみでなく、低消費電力でフリッカーの少ない液晶表示装置を実現することができる。
【０１５４】
絶縁層２１の上側の表面２１ａおよびチャネル層７９の上側には、Ｘ軸方向に対向して、ソース電極７７およびドレイン電極７８が形成される。
ソース電極７７およびドレイン電極７８は、周知の構成を採用できる。
ソース電極７７およびドレイン電極７８は、上記第１の実施形態における導電配線１１と同様の積層構造を有してもよい。
【０１５５】
上記第１の実施形態における導電配線１１と同様の積層構造は、特に、チャネル層７９が酸化物半導体の場合に特に好適である。この点について簡単に説明する。
ＩＧＺＯなど酸化物半導体は、信頼性を確保するため、例えば３００℃〜７００℃の高温での熱処理を必要としている。このとき、この酸化物半導体の表面に、銅または銅合金が直接、接触していると、銅または銅合金に含まれる銅が酸化物半導体の表面を還元したり、銅または銅合金に含まれる銅が半導体内に拡散したりする。これによりＩＧＺＯなど酸化物半導体の半導体機能が損なわれるおそれがある。
しかし、ソース電極７７およびドレイン電極７８が、上記第１の実施形態における導電配線１１と同様の積層構造を有する場合、銅合金層２が第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３によって挟持されるため、銅合金層２に含まれる銅とチャネル層７９との接触が防止される。これにより、チャネル層７９がＩＧＺＯなど酸化物半導体からなる場合にも、チャネル層７９の半導体機能が損なわれるおそれがなくなる。
【０１５６】
ソース電極７７およびドレイン電極７８が、上記第１の実施形態における導電配線１１と同様の積層構造を有する場合、チャネル層７９と接触する第１の導電性酸化物層１の表面部位は、酸素リッチに形成されてもよい。
あるいは、チャネル層７９と接触する第１の導電性酸化物層１の表面部位には、第１の導電性酸化物層１の酸化を促進させるために、ランタノイド系金属の酸化物が形成されてもよい。あるいは、チャネル層７９と接触する第１の導電性酸化物層１の表面部位に、ランタノイド系金属の酸化物が添加されてもよい。
ランタノイド系の酸化物は安定した酸化物であり、ＩＧＺＯなど酸化物半導体の還元を抑止することができる。
【０１５７】
図９に示すように、各ＴＦＴ７３の近傍には、Ｙ軸方向に延びるゲート配線７５が形成される。ゲート配線７５は、ＴＦＴ７３の近傍で、ゲート電極７６に向かって分岐し、ゲート電極７６と電気的に接続される。
図１０に示すように、ゲート配線７５は、ゲート電極７６と同様、基板６２の表面６２ａ上に形成される。
本実施形態では、ゲート電極７６およびゲート配線７５は、モリブデンによってアルミニウム合金を挟持した、モリブデン／アルミニウム合金／モリブデンの３層構造を有する。
アルミニウム合金を採用すると、後工程での熱処理が加算されるゲート電極７６およびゲート配線７５の端部（角、エッジ部分）からの銅の汚染を抑止できる。これにより、ＴＦＴ７３の特性の劣化が防止される。
ゲート電極７６およびゲート配線７５の金属層を銅などで形成した場合、それらの端部上の絶縁層２１に、熱履歴によるクラックが生じることがある。このクラックを伝って銅や銅酸化物が拡散することがある。アルミニウムやアルミニウム合金の場合、アルミニウム酸化物として安定した不導態膜が得られるため、拡散による汚染は生じにくい。
【０１５８】
ドレイン電極７８は、絶縁層２３、２２を貫通するビアを介して、画素電極７１と電気的に接続される。
【０１５９】
図９に示すように、各ＴＦＴ７３の近傍には、Ｘ軸方向に延びるソース配線６６が形成される。
図１０に示すように、ソース配線６６は、絶縁層２１の表面２１ａ（第４の面）上に形成され、ソース電極７７に電気的に接続される。
【０１６０】
チャネル層７９の上側には、絶縁層２２、２３を介して、遮光パターン８４（遮光層、導電配線）が積層される。
遮光パターン８４は、アレイ基板２１０の上側からチャネル層７９に向かう光がチャネル層７９に入射することを抑制するために設けられる。
チャネル層７９に向かう光の例としては、基板６５に入射する外光、あるいは、このような外光および図示略のバックライトから表示部７０１内に入射し、表示部７０１の各界面で内部反射された光（再反射光）が挙げられる。
【０１６１】
図９に示すように、表面２３ａには、各ゲート配線７５の上側に、ゲート配線７５と同様、Ｙ軸方向に延びる導電配線７４（第３の導電配線、駆動配線）が形成される。
各導電配線７４は、タッチセンシングにおける駆動配線として用いられる。各導電配線７４は、それぞれ、アレイ基板３１０内の配線７０３（図３参照）によって、タッチセンシング走査信号制御部６０４と電気的に接続される。
【０１６２】
詳細の断面構成は図示しないが、アレイ基板３１０において、ゲート配線７５、ゲート電極７６、ソース配線６６、遮光パターン８４、および導電配線７４は、いずれも、導電配線１１と同様の積層構造を有する。
遮光パターン８４および導電配線７４は、同一プロセスによって一括して製造することが可能である。
なお、導電配線７４および遮光パターン８４は、樹脂、絶縁性の無機酸化物などで覆われていてもよい。
アレイ基板３１０において、配線７０２、７０３は、導電配線１１と同様の積層構造を有していてもよい。ただし、配線７０２、７０３は、導電配線１１と異なる材質、層数を有する積層構造でもよいし、積層構造を有しない導電配線でもよい。
【０１６３】
図３に示すように、本実施形態における制御部６０２は、上記第２の実施形態と同様の制御動作を行う。
ただし、本実施形態における映像信号タイミング制御部６０３は、上記第２の実施形態におけるソース配線２１１、ゲート配線２１１に代えて、ソース配線６６、ゲート配線７５を介して信号を送出する。
本実施形態におけるタッチセンシング走査信号制御部６０４は、上記第２の実施形態における複数の導電配線６３に代えて、配線７０２、７０３と電気的に接続される。タッチセンシング走査信号制御部６０４は、配線７０２、７０３を介して、導電配線１１と導電配線７４との間の静電容量Ｃ２を検出する。タッチセンシング走査信号制御部６０４は、導電配線１１と導電配線７４との間の静電容量の変化を検出し、タッチセンシングを行う。
【０１６４】
以上に説明した液晶表示装置７００は、制御部６０２によって、表示部７０１の液晶層７０を駆動制御することによって、表示部７０１によるカラーの画像表示を行うことができる。
【０１６５】
さらに、液晶表示装置７００は、配線基板３００に形成された導電配線１１、アレイ基板３１０に形成された導電配線７４と、タッチセンシング走査信号制御部６０４、システム制御部６０５とを備えることにより、タッチセンシングを行うことができる。
導電配線１１、７４は、Ｚ軸方向の相対位置が異なるのみで、上記第２の実施形態の導電配線１１、３１と同様の構成を有するため、上記第２の実施形態と同様、タッチセンシングに好適な配線である。
【０１６６】
表示部７０１では、ＴＦＴ７３の上側に遮光パターン８４を配置している。
遮光パターン８４によって、表示部７０１内に伝播する光がＴＦＴ７３に入射することを抑制できる。このため、ＴＦＴ７３の誤動作を防止し、画質低下を防ぐことができる。
例えば、３００ｐｐｉ以上といった高精細の画素を備える液晶表示装置においては、画素の大きさに対するＴＦＴの相対的な大きさが増大するため、装置内の光がＴＦＴに入射し易くなる。このため、遮光パターン８４を設けることで、高精細であってもＴＦＴ７３への入射光に起因する誤動作が少なくなり、画質低下を防ぐことができる。
【０１６７】
本実施形態の表示部７０１は、上記第２の実施形態の表示部６０１と略同様に製造することができる。
本実施形態の液晶表示装置７００の配線基板である配線基板３００は、導電配線１１を備える。第３の配線基板であるアレイ基板３１０は、ソース配線６６および導電配線７４を備える。
これらの配線は、いずれも上記第１の実施形態の導電配線１１と同様の積層構造を有するため、配線基板３００およびアレイ基板３１０は、上記第１の実施形態と同様、銅配線を用いても良好な信頼性を有し、かつ容易に製造することができる。
さらに、アレイ基板３１０において、ソース電極７７およびドレイン電極７８も同様の積層構造とする場合には、ソース配線６６とソース電極７７およびドレイン電極７８とを同一のレイヤーに同一の製造プロセスで形成できるため、より製造が容易になる。
特に、チャネル層７９がＩＧＺＯなど酸化物半導体からなる場合、ＴＦＴ７３の製造プロセス全体にウェットエッチングを用いることができる点でも製造が容易になる。
さらに上述したように、第１の導電性酸化物層１を介することで、チャネル層７９のＩＧＺＯなど酸化物半導体に銅合金層２が直接触れないようにすることができるため、信頼性をより向上することができる。
【０１６８】
本実施形態の液晶表示装置７００において、ＴＦＴ７３のチャネル層７９にＩＧＺＯなどの酸化物半導体を用いる場合、ＴＦＴ７３は、低い液晶駆動周波数でのドット反転駆動を行い、かつ、これと異なるタッチ駆動周波数でのタッチセンシング駆動を行うことができる。このようにすれば、液晶表示装置７００は、低消費電力で高画質の映像表示を行うことができ、かつ高精度のタッチセンシングを行うことができる。タッチ駆動周波数は、液晶駆動周波数より高い周波数とすることができる。
さらに、液晶駆動方式として、例えば、ドット反転駆動を採用する場合、チャネル層７９にメモリー性の良好なＩＧＺＯを用いることで、画素電極の電圧を一定電圧（定電位）に維持するための定電圧駆動に必要な補助容量（ストーレッジキャパシタ、あるいは蓄積コンデンサ）を省くことも可能である。この場合、アレイ基板の配線構造をシンプルにできる。
【０１６９】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態の配線基板、半導体装置、および液晶表示装置について説明する。
図１１は、本発明の第４の実施形態の液晶表示装置の構成の一例を示す模式的な断面図である。図１２は、図１１におけるＥ部の拡大図である。
【０１７０】
図３に示すように、本実施形態の液晶表示装置８００は、上記第３の実施形態の液晶表示装置７００の表示部７０１に代えて、表示部８０１を備える。液晶表示装置８００は、図示略のバックライトを備えてもよい。
以下、上記第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１７１】
図１１に示すように、表示部８０１は、上記第３の実施形態における配線基板３００、液晶層７０、アレイ基板３１０に代えて、配線基板４００（第１の配線基板）、液晶層８０、アレイ基板４１０（配線基板、半導体装置、第２の配線基板）を備える。表示部８０１において、配線基板４００、液晶層８０、およびアレイ基板４１０はこの順に積層される。
なお、図１１では、配向膜、偏光板など光学フィルム、バックライトユニット、ＴＦＴ等の半導体素子、および半導体素子に接続する配線の図示は省略されている。
以下では、表示部８０１の各装置部分における位置関係を説明するため、上記第３の実施形態と同様に配置されたＸＹＺ座標軸（図１１参照）を参照する場合がある。
【０１７２】
配線基板４００は、上記第３の実施形態における配線基板３００に共通電極１３（第２の導電配線、駆動配線）が追加されて構成される。図１２に示すように、導電配線１１が第１の黒色層４および第２の黒色層５によって挟持されることは、上記第３の実施形態と同様である。
【０１７３】
本実施形態の配線基板４００における各導電配線１１（第１の導電配線、検出配線）は、上記第３の実施形態と同様、タッチセンシングにおける検出配線として用いられる。各導電配線１１の端子部１０ａ（図示略）は、上記第２の実施形態と同様の構成によって、それぞれ、後述するアレイ基板４１０内の配線７０２（図３参照）に電気的に接続される。図３に示すように、配線７０２はタッチセンシング走査信号制御部６０４に電気的に接続される。
【０１７４】
図１１に示すように、共通電極１３は、後述する液晶層８０に液晶駆動電圧を印加する際に定電位に保たれ、液晶駆動時の共通電極として用いられる。
本実施形態では、共通電極１３は、タッチセンシングにおける駆動配線としても用いられる。このため、共通電極１３は、平面視で導電配線１１と直角をなして交差するように、Ｙ軸方向に延ばされたストライプ状である。共通電極１３は、透明電極であり、導電配線１１よりも幅広に形成される。
共通電極１３は、Ｘ軸方向を配列方向として、等間隔に、互いに平行に配列される。共通電極１３の配列ピッチは、Ｘ軸方向の画素ピッチに等しい。
共通電極１３は、透明樹脂層１２におけるカラーフィルタ層ＦＲ、ＦＧ、ＦＢと反対側の表面に形成される。
【０１７５】
液晶層８０は、ＶＡ（Vertical Alignment）方式の垂直配向の液晶であり、ノーマリークローズの偏光板構成になっている。
液晶層８０は、後述するアレイ基板４１０の画素電極８１と、共通電極１３との間に印加される液晶駆動電圧で駆動される。
【０１７６】
アレイ基板４１０は、上記第３の実施形態のアレイ基板３１０における共通電極７２、導電配線７４が削除され、画素電極７１に代えて、画素電極８１を備える。
アレイ基板４１０は、アレイ基板３１０と同様、基板６２、および絶縁層２１、２２、２３がこの順に積層される。
画素電極８１は、絶縁層２３上において画素ごとに配置される。
【０１７７】
本実施形態のアレイ基板４１０は、少なくとも、液晶層８０を駆動するため、液晶層８０の画素配置に応じてマトリクス状に配置された複数のＴＦＴを備える。各ＴＦＴのソース電極、ゲート電極は、それぞれソース配線、ゲート配線を介して、映像信号タイミング制御部６０３と電気的に接続される。各ＴＦＴは、ソース配線およびゲート配線を介して入力される映像信号タイミング制御部６０３からの制御信号に基づいて動作する。これらＴＦＴ、ソース配線、およびゲート配線は、上記第３の実施形態におけるＴＦＴ７３、ソース配線６６、およびゲート配線７５で構成されてもよいし、異なる構成を有していてもよい。
アレイ基板４１０は、ＴＦＴの他の半導体素子として、例えば、ダイオード、スイッチング素子、あるいはメモリーなどの機能素子のいずれかを備えてもよい。
【０１７８】
図３に示すように、本実施形態における映像信号タイミング制御部６０３は、共通電極１３（図１１参照）を定電位とするとともに、表示部８０１のアレイ基板４１０のソース配線２１１およびゲート配線２１２に信号を送る。
ソース配線２１１、ゲート配線２１２から送られたアレイ基板４１０に送られた信号は、ＴＦＴを含む駆動回路に入力されることで、共通電極１３と各画素電極８１との間に映像信号に基づいた液晶駆動電圧が印加される。液晶層８０では、液晶駆動電圧が印加された画素において、液晶分子が駆動され、各画素における液晶分子の駆動状態に応じて画像が表示される。
【０１７９】
本実施形態におけるタッチセンシング走査信号制御部６０４は、上記第３の実施形態と同様、配線７０２、７０３と電気的に接続される。タッチセンシング走査信号制御部６０４は、配線７０２、７０３を介して、導電配線１１と共通電極１３との間の静電容量Ｃ３を検出し、タッチセンシングを行う。
本実施形態では、共通電極１３を定電位（例えば、０V）として、画素電極８１側をドット反転駆動とすることで、液晶駆動周波数とタッチ駆動周波数を異なるものにできる。共通電極１３が、いわばシールド膜の役割をもつことによって、液晶表示装置８００におけるタッチセンシングのＳ／Ｎ比が向上される。
【０１８０】
以上に説明した液晶表示装置８００は、制御部６０２によって、表示部８０１の液晶層８０を駆動制御することによって、表示部８０１によるカラーの画像表示を行うことができる。
【０１８１】
さらに、液晶表示装置８００は、配線基板４００に形成された導電配線１１、共通電極１３、タッチセンシング走査信号制御部６０４、およびシステム制御部６０５を備えることにより、タッチセンシングを行うことができる。本実施形態では、導電配線１１にはタッチ駆動電圧が印加され、共通電極１３はタッチ信号の検出配線として用いることでタッチセンシングを行う。導電配線１１は、タッチ駆動配線として用いる。
本実施形態では、共通電極１３がタッチセンシングの検出配線を兼ねているため、タッチセンシング専用の配線を低減できる。加えて、液晶駆動の周波数よりもタッチ駆動の周波数を高くすることができる。たとえば、タッチセンシングの駆動周波数を１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲内とすることができる。液晶駆動のフレーム周波数（駆動周波数）は、酸化物半導体をチャネル層に用いるアクティブ素子で駆動する場合、たとえば、０．１Ｈｚ〜４８０Ｈｚの範囲内とすることができる。
【０１８２】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態の配線基板、半導体装置、および液晶表示装置について説明する。
図１３は、本発明の第５の実施形態の液晶表示装置の構成の一例を示す模式的な断面図である。図１４は、本発明の第５の実施形態の配線基板の一例を示す模式的な断面図である。
【０１８３】
図３に示すように、本実施形態の液晶表示装置９００は、上記第３の実施形態の液晶表示装置７００の表示部７０１に代えて、表示部９０１を備える。液晶表示装置９００は、図示略のバックライトを備えてもよい。
以下、上記第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１８４】
図１３に示すように、表示部９０１は、上記第３の実施形態における配線基板３００、液晶層７０、アレイ基板３１０に代えて、配線基板５００（第１の配線基板）、液晶層９０、アレイ基板５１０（配線基板、半導体装置、第２の配線基板）を備える。表示部９０１において、配線基板５００、液晶層９０、およびアレイ基板５１０はこの順に積層される。
なお、図１３では、配向膜、偏光板など光学フィルム、バックライトユニット、ＴＦＴ等の半導体素子、および半導体素子に接続する配線の図示は省略されている。
以下では、表示部９０１の各装置部分における位置関係を説明するため、上記第３の実施形態と同様に配置されたＸＹＺ座標軸（図１３参照）を参照する場合がある。
【０１８５】
配線基板５００は、上記第３の実施形態における配線基板３００の導電配線１１および第２の黒色層５の積層体を、基板６５の表面６５ａに移動し、第１の黒色層４に代えて第１の黒色層９４を備える。
第１の黒色層９４は、第２の黒色層５の表面６５ｂ上に配置される点を除くと、上記第３の実施形態における第１の黒色層４と同様に構成される。
第１の黒色層９４は、配線基板５００において、互いに隣り合うカラーフィルタ層ＦＲ、ＦＧ、ＦＢの境界にてＸ軸方向に延びるストライプ状に形成される。
【０１８６】
配線基板５００における導電配線１１および第２の黒色層５は、基板６５を間に挟んで各第１の黒色層９４に対向する位置に配置される。
図１４に示すように、導電配線１１の第１の導電性酸化物層１、銅合金層２、および第２の導電性酸化物層３は、表面６５ａ上に、この順に積層される。
第２の黒色層５は、上記第３の実施形態と同様に、第２の導電性酸化物層３のＺ軸方向の負方向側の表面を覆うように積層される。
本実施形態の第１の黒色層９４は、導電配線１１の第１の導電性酸化物層１から離間した位置で、第１の導電性酸化物層１を覆う場合の例になっている。
【０１８７】
本実施形態の配線基板５００における各導電配線１１は、上記第３の実施形態と同様、タッチセンシングにおける検出配線として用いられる。図１３では図示されない各導電配線１１の端部は、図３に示す配線９０２を介してタッチセンシング走査信号制御部６０４に電気的に接続される。
配線９０２は、後述するアレイ基板５１０を経由してもよいし、経由しなくてもよい。あるいは、ポリイミドフィルム上に銅配線が形成されたフレキシブル基板などを介して配線９０２とタッチセンシング走査信号制御部６０４と電気的に接続してもよい。
【０１８８】
液晶層９０は、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の水平配向の液晶であり、ノーマリークローズの偏光板構成になっている。
液晶層９０は、後述するアレイ基板５１０の画素電極９１と、共通電極９２との間に印加される液晶駆動電圧で駆動される。
【０１８９】
アレイ基板５１０は、上記第３の実施形態のアレイ基板３１０における導電配線７４が削除され、画素電極７１、共通電極７２に代えて、画素電極９１、共通電極９２を備える。
画素電極９１は、絶縁層２３上において画素ごとに配置される。
共通電極９２は、液晶層９０に駆動電圧を印加する際に定電位に保たれ、液晶駆動時の共通電極として用いられる。
本実施形態では、共通電極９２は、タッチセンシングにおける駆動配線あるいは検出配線としても用いられる。このため、共通電極９２は、平面視で導電配線１１と直角をなして交差するように、Ｙ軸方向に延ばされたストライプ状である。共通電極９２は、透明電極であり、Ｘ軸方向の画素開口幅程度の幅広に形成される。共通電極９２は、Ｘ軸方向を配列方向として、等間隔をあけて互いに平行に配列される。共通電極９２の配列ピッチは、Ｘ軸方向の画素ピッチに等しい。共通電極９２は、絶縁層２２の表面２２ａ上に形成される。共通電極９２は、図示略のゲート配線に平行に配置されている。
【０１９０】
本実施形態のアレイ基板５１０は、少なくとも、液晶層９０を駆動するため、液晶層９０の画素配置に応じてマトリクス状に配置された複数のＴＦＴを備える。各ＴＦＴのソース電極、ゲート電極は、それぞれソース配線、ゲート配線を介して、映像信号タイミング制御部６０３と電気的に接続される。各ＴＦＴは、ソース配線およびゲート配線を介して入力される映像信号タイミング制御部６０３からの制御信号に基づいて動作する。これらＴＦＴ、ソース配線、およびゲート配線は、上記第３の実施形態のＴＦＴ７３、ソース配線６６、およびゲート配線７５で構成されてもよいし、異なる構成を有していてもよい。
アレイ基板５１０は、ＴＦＴの他の半導体素子として、例えば、ダイオード、スイッチング素子、あるいはメモリーなどの機能素子のいずれかを備えてもよい。
【０１９１】
図３に示すように、本実施形態における映像信号タイミング制御部６０３は、共通電極９２（図１３参照）を定電位とするとともに、表示部９０１のアレイ基板５１０のソース配線２１１およびゲート配線２１２に信号を送る。
ソース配線２１１、ゲート配線２１２から送られたアレイ基板５１０に送られた信号は、ＴＦＴを含む駆動回路に入力されることで、共通電極９２と各画素電極９１との間に映像信号に基づいた液晶駆動電圧が印加される。液晶層９０では、液晶駆動電圧が印加された画素において、液晶分子が駆動され、各画素における液晶分子の駆動状態に応じて画像が表示される。
【０１９２】
本実施形態におけるタッチセンシング走査信号制御部６０４は、検出配線である複数の導電配線１１を定電位とし、駆動配線を兼ねる共通電極９２に駆動電圧を印加する。
タッチセンシング走査信号制御部６０４は、共通電極９２と導電配線１１との間の静電容量の変化を検出し、タッチセンシングを行う。
【０１９３】
以上に説明した液晶表示装置９００は、制御部６０２によって、表示部９０１の液晶層９０を駆動制御することによって、表示部９０１によるカラーの画像表示を行うことができる。なお、本実施形態では、画素電極と共通電極の役割を入れ替え、さらに共通電極をタッチセンシングでの検出電極（検出配線）として用いてもよい。
【０１９４】
さらに、液晶表示装置９００は、配線基板５００の外表面に形成された導電配線１１、アレイ基板５１０に形成された共通電極９２、タッチセンシング走査信号制御部６０４、およびシステム制御部６０５を備えることにより、タッチセンシングを行うことができる。
本実施形態では、共通電極９２がタッチセンシングの駆動配線あるいは検出配線を兼ねているため、タッチセンシング専用の配線を低減できる。
【０１９５】
液晶表示装置９００における導電配線１１は、装置の外表面となる基板６２の表面６２ａ上に形成されている。しかし、導電配線１１の第２の導電性酸化物層３上には、第１の黒色層４が積層されているため、視認方向８から銅合金層２の色や光反射が目に入らず視認性が改善される。
導電配線１１は、装置の外表面に位置するため、使用時にストレスを受けやすくなっている。しかし、導電配線１１は、第１の導電性酸化物層１および第２の導電性酸化物層３によって高強度に形成されているため、傷つきにくく、断線もしにくい。
【０１９６】
なお、上記複数の実施形態で説明した配線基板、半導体装置、および液晶表示装置は、種々の電子機器として、あるいは種々の電子機器の装置部分として用いることができる。上述した実施形態の配線基板、半導体装置、および液晶表示装置は、例えば、携帯電話、携帯型ゲーム機器、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、自動販売機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、個人認証機器、光通信機器などの電子機器あるいはこれら電子機器の一部分として用いることができる。
【０１９７】
上記各実施形態の説明では、液晶層を含む場合、液晶層が水平配向（垂直配向）であって、ＦＦＳ方式（ＶＡ方式）によって駆動される場合の例で説明した。しかし、液晶層の配向および液晶駆動方式は、これには限定されない。
液晶層は、他の液晶駆動方式として、例えば、ＨＡＮ（Hybrid-aligned Nematic）方式、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）方式、ＣＰＡ（Continuous Pinwheel Alignment）方式、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）方式、ＴＢＡ（Transverse Bent Alignment）方式等のうちから適宜選択して用いることができる。液晶層の配向は、選択された駆動方式に適する適宜の配向を用いることができる。
ＦＦＳ方式あるいはＶＡ方式では、液晶層はノーマリーブラック表示とすることができる。
液晶の駆動は、液晶表示での焼きつきを抑制するため、所定の映像表示期間のあとに、液晶層に印加する電圧の正と負を反転させる極性反転駆動（交流反転駆動）が行われている。極性反転駆動の方法として、画素を個別に反転させるドット反転駆動、横方向の行単位で反転させる水平ライン反転駆動、縦方向の列単位で反転させるカラム反転駆動、一画面や画面のブロック単位で反転させるフレーム反転駆動などがある。こうした液晶駆動は本発明の液晶表示装置に適用できる。
液晶層の液晶材料として、例えば、１×１０１３Ωcm以上の固有低効率を有する高純度材料を用いてもよい。液晶層に用いる液晶は、負の誘電率異方性の液晶であっても、正の誘電率異方性の液晶であってもよい。
【０１９８】
上記各実施形態の説明で、タッチセンシングに用いる検出配線および駆動配線として用いるとして説明した配線または電極の組み合わせにおいて、役割を交換した構成としてもよい。すなわち、上記各実施形態で検出配線に用いた配線または電極を駆動配線として用い、同じく駆動配線として用いた配線または電極を検出配線として用いてもよい。
【０１９９】
上記各実施形態の説明では、検出配線および駆動配線の種々の組み合わせについて説明した。液晶表示装置において、積層方向における高さが異なる２面に配置され、平面視で互いに交差して配置された配線同士は、すべてタッチセンシングの検出配線および駆動配線として用いることができる。その際、各配線は、導電配線１１のような積層構造の導電配線であってもよいし、導電配線１１のような積層構造を有しない配線でもよい。
例えば、上記第３の実施形態において、配線基板３００における導電配線１１、アレイ基板３１０におけるゲート配線７５、およびアレイ基板３１０におけるソース配線６６からなる配線群のうちから選んだ一つの配線と、配線群のその他の配線のうちから選んだ一つの配線とからなる一対の配線を平面視にて互いに配列方向が異なるように配置し、この一対の配線を検出配線および駆動配線として用いてもよい。
【０２００】
上記各実施形態の説明では、配線基板において、第１の導電性酸化物層、銅合金層、および第２の導電性酸化物層が積層された導電配線の形状、配置レイヤー、用途などについて複数の例を示した。しかし、本発明の配線基板に用いる導電配線の形状、配置レイヤー用途などは、上記各実施形態の例には限定されない。
例えば、導電配線の平面視形状は、直線状のパターンには限定されず、曲線状、パッド状など形状でもよい。
例えば、配線基板における導電配線の配置レイヤーは、上述したレイヤー以外でもよい。導電配線は、同一レイヤーに配置されるもの同士は、同一の製造プロセスで形成されるため、同一レイヤーには、複数の用途の導電配線を混在させてもよい。
例えば、導電配線の用途は、回路要素間の電気的接続に用いる導電配線でもよい。例えば、導電配線は、トランジスタに限らず、他の半導体素子の導電部分に用いられてもよい。例えば、導電配線の積層構成は、電気的に浮いたフローティングパターン、表示領域の４辺に位置する額縁と呼称される遮光パターン、帯電防止パターンなどに用いられてもよい。
【０２０１】
上記各実施形態では、配線基板および半導体装置に形成されるＴＦＴの構造として、ボトムゲート構造の例で説明した。しかし、配線基板および半導体装置に形成されるトランジスタの構造としては、これには限定されず、例えば、デュアルゲート構造等のマルチゲート構造、または、トップゲート構造であってもよい。
【０２０２】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【０２０３】
１  第１の導電性酸化物層
２  銅合金層
３  第２の導電酸化物層
４、９４  第１の黒色層）
５  第２の黒色層
１０ａ、１０ｂ  端子部
１１  導電配線（第１の導電配線、検出配線）
１３  共通電極（第２の導電配線、駆動配線）
１５、６２、６５  基板
１９、２１、２２、２３  絶縁層
１９ａ  界面
１９ｂ  表面（第２の面）
２１ａ  表面（第４の面）
２３ａ  表面（第３の面）
３１、６３  導電配線
３１ａ  第１配線部（第２の導電配線）
６０、７０、８０、９０  液晶層
６１、７１、８１、９１  画素電極
６４  導電部
６５ｂ  表面（第１の面）
６６  ソース配線（第４の導電配線）
７２、９２  共通電極
７３  ＴＦＴ
７４  導電配線（第３の導電配線、駆動配線）
７５  ゲート配線
７６  ゲート電極
７７  ソース電極
７８  ドレイン電極
７９  チャネル層
８１  画素電極
８４  遮光パターン（導電性配線、遮光層）
１００、１１０、２００、３００、４００、５００  配線基板（第１の配線基板）
２１０  アレイ基板（配線基板）
２１１  ソース配線
２１２  ゲート配線
３１０  アレイ基板（配線基板、半導体装置、第２の配線基板、第３の配線基板）
４１０、５１０  アレイ基板（配線基板、半導体装置、第２の配線基板）
６００、７００、８００、９００  液晶表示装置
６０１、７０１、８０１、９０１  表示部
６０２  制御部
６０４  タッチセンシング走査信号制御部（検出部）
６０５  システム制御部（検出部）
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４  静電容量
ＦＲ、ＦＧ、ＦＢ  カラーフィルタ層
【図１】
0006565517.tif 000002
【図２】
0006565517.tif 000003
【図３】
0006565517.tif 000004
【図４】
0006565517.tif 000005
【図５】
0006565517.tif 000006
【図６】
0006565517.tif 000007
【図７】
0006565517.tif 000008
【図８】
0006565517.tif 000009
【図９】
0006565517.tif 000010
【図１０】
0006565517.tif 000011
【図１１】
0006565517.tif 000012
【図１２】
0006565517.tif 000013
【図１３】
0006565517.tif 000014
【図１４】
0006565517.tif 000015