(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置であって、
第１基板と、
機能デバイスと、
導電配線と、前記導電配線に印加される電気信号に応じて前記機能デバイスを駆動する駆動デバイスとを有し、前記第１基板に対向配置された第２基板と、
を備え、
前記導電配線は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、
前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、
前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、
前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にある
表示装置。
【請求項２】
表示装置であって、
第１導電配線を有する第１基板と、
機能デバイスと、
第２導電配線と、前記第２導電配線に印加される電気信号に応じて前記機能デバイスを駆動する駆動デバイスとを有し、前記第１基板に対向配置された第２基板と、
を備え、
前記第１導電配線及び前記第２導電配線の各々は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、
前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、
前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、
前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にある
表示装置。
【請求項３】
前記第１基板又は前記第２基板に設けられ、平面視、前記第１導電配線が延在する方向に対して直交する方向に延在する第３導電配線と、
前記第１導電配線と前記第３導電配線との間の静電容量の変化を検知してタッチセンシングを行う制御部と、
を備え、
前記第３導電配線は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、
前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、
前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、
前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にある
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１元素は亜鉛であり、前記第２元素はカルシウムである
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１導電性金属酸化物層及び前記第２導電性金属酸化物層は、
主たる導電性金属酸化物として酸化インジウムを含有するとともに、酸化アンチモン、酸化亜鉛、及び酸化ガリウムから構成される群より選択される１種以上を含有する導電性金属酸化物である
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記駆動デバイスは、ゲート絶縁層と接触しかつ酸化物半導体で構成されたチャネル層を有するとともに、前記機能デバイスを駆動する薄膜トランジスタであり、
前記駆動デバイスは、前記第１基板と対向する前記第２基板の面に設けられている
請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項７】
前記駆動デバイスは、ゲート絶縁層上に設けられたゲート電極を備え、
前記ゲート電極は、前記導電配線の一部を構成する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記駆動デバイスは、ゲート絶縁層上に設けられたゲート電極を備え、
前記ゲート電極は、前記第２導電配線の一部を構成する
請求項２に記載の表示装置。
【請求項９】
前記酸化物半導体は、
酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛から構成される群より選択される１種以上を含有し、少なくとも、酸化アンチモン、酸化ビスマスのうちいずれかを含む
請求項６に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記ゲート絶縁層は、酸化セリウムを含む酸化物、あるいは、酸化セリウムを含む酸窒化物である
請求項６に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記機能デバイスは、有機エレクトロルミネセンス層であり、
前記有機エレクトロルミネセンス層は、前記第１基板と対向する前記第２基板の面に設けられている
請求項６に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記機能デバイスは、発光ダイオード層であり、
前記発光ダイオード層は、前記第１基板と対向する前記第２基板の面に設けられている
請求項６に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記機能デバイスは、液晶層であり、
前記液晶層は、前記第１基板と前記第２基板との間に配設される、
請求項６に記載の表示装置。
【請求項１４】
表示装置基板であって、
基板本体と、
前記基板本体上に設けられたブラックマトリクスと、
平面視、前記ブラックマトリクスに対応する位置に設けられた第１タッチセンシング配線と、
を備え、
前記第１タッチセンシング配線は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、
前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、
前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、
前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にある
表示装置基板。
【請求項１５】
前記第１タッチセンシング配線を覆う絶縁層と、
平面視、前記第１タッチセンシング配線が延在する方向に対して直交する方向に延在し、前記ブラックマトリクスに対応する位置にて前記絶縁層上に設けられた第２タッチセンシング配線と、
を備え、
前記第２タッチセンシング配線は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、
前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、
前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、
前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にある
請求項１４に記載の表示装置基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び表示装置基板に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示装置に用いられる機能素子や表示素子、静電容量センサや光センサ等に用いられる入力素子、記憶素子、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）素子、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やダイオード等のアクティブ素子においては、導電配線が用いられている。電気信号の遅延を解消するため、低抵抗の導電配線が要求されている。【０００３】
このような導電配線として、アルミニウム配線が多用されている。アルミニウム配線は、低抵抗配線であり、アルミニウムが不動態化することで実用的な信頼性が得られる。【０００４】
しかしながら、高純度かつ高導電性のアルミニウム配線においては、アルミニウム配線を備える機能デバイスの製造過程における熱履歴や、長期的な使用や保存等に起因して、アルミニウム配線の表面にヒロック（半球状等の突起物）が発生しやすく、絶縁不良等の信頼性低下を起こしやすい。【０００５】
高純度のアルミニウムは、２．７μΩｃｍの電気抵抗率を有する。上述したヒロックが発生する問題を解消するため、従来、Ｎｄ（ネオジム）やＴａ（タンタル）等の金属が少量添加されたアルミニウム合金が用いられている。
ＮｄやＴａの添加によるアルミニウム合金の電気抵抗率の増加率は、各々、３．７μΩｃｍ／ａｔ％、８．６μΩｃｍ／ａｔ％である。換言すれば、Ｎｄをアルミニウムに１ａｔ％添加することで、得られるアルミニウム合金の電気抵抗率は、計算上、６．４μΩｃｍとなり、悪化する。一般的に、アルミニウム合金配線の目標の電気抵抗率は、６μΩｃｍ以下とされている。【０００６】
一方、上述した導電配線として、銅合金配線が知られている。銅合金配線は、耐アルカリ性の観点で、アルミニウム合金配線より優れており、また、耐薬品性の観点で、優れた特性を有している。機能デバイスに用いられる導電配線として、銅合金配線の要求が高い。【０００７】
アルミニウムと比較し、高純度の銅は、１．７μΩｃｍの電気抵抗率を有し、アルミニウム合金配線に代わる導電配線として期待されている。しかしながら、銅配線は、銅配線に接続される部材や材料に対して拡散しやすく、信頼性の低下を招き、銅配線の表面は不動態化せずに銅酸化物の形成量が経時的に増加する欠点を抱えている。【０００８】
銅配線の表面に形成される銅酸化物の膜厚が厚くなると、表面抵抗が高くなり電気的実装に問題が生じる。銅酸化物の形成は、表面抵抗の増加に加え、コンタクト抵抗のばらつきによる薄膜トランジスタの閾値電圧（Ｖｔｈ）のばらつきにも影響を与えるため好ましくない。銅配線や銅合金配線と、各種配線や各種層膜との電気的な実装では、配線の表面に形成された銅酸化物を除去するために、キレート洗浄のような前処理を必要としていた。【０００９】
近年では、インジウムと亜鉛とを含む酸化物層で挟持された銅層を有する金属配線が提供されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１においては、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。特許文献１の［００５０］段落には、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム酸化物（ＩｎＯ）等が表記されている。【００１０】
しかしながら、特許文献１の請求項１では、酸化物中の金属元素としてのインジウム、また、金属元素としての定義がない。このため、金属元素の原子比（ａｔ％）は明確でない。仮に、インジウム酸化物（ＩｎＯ）において金属元素の原子比を換算すると、酸化亜鉛の下限値１０重量％における、酸化物層における原子比は、約１５ａｔ％となる。インジウム元素と亜鉛元素の合計に対して亜鉛元素の量が１０ａｔ％を超えてくると、耐アルカリ性が低下してくる。【００１１】
特に、亜鉛元素の量が多いほど、上述した耐アルカリ性の低下は顕著に生じる。また、亜鉛元素の量が１０ａｔ％を超えてくると、酸化亜鉛と酸化インジウムの複合酸化物の表面抵抗が増大し、電気的実装での障害となる。特許文献１には、このような課題が開示されていない。更に、特許文献１には、銅のマイグレーションや拡散の問題については、何ら開示されていない。【００１２】
また、ガラス基板やシリコン基板に対する、銅の密着性を改善する技術として、亜鉛（Ｚｎ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）等を合金元素として銅に添加する技術が開示されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。【００１３】
しかしながら、特許文献２及び特許文献３では、ガラス基板あるいは薄膜トランジスタの半導体層に銅合金が直接接触する構成が採用されており、銅の下地層（ガラス基板や半導体層）に対して銅が拡散することを完全に抑制できない問題がある。特許文献２及び特許文献３には、当然ながら、銅合金層が導電性金属酸化物で挟持された３層構成による課題解決は開示されていない。【００１４】
また、銅合金で形成された導電配線が基板に直接形成されている構成において、例えば、配線幅が１０μｍ幅以下といった細線の場合、製造工程において基板から導電配線が剥離することがある。ウエットエッチング工程によって形成された導電配線は、その工程以降の工程、例えば、洗浄工程、半導体パターニング工程、現像工程等において、静電破壊に起因する部分的な剥離（導電配線の欠けや断線）が生じることがある。導電配線の線幅が細くなるほど、導電配線の剥離は顕著に生じやすくなる。このような製造工程における課題は、特許文献１及び特許文献２には開示されていない。また、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３のいずれにも、静電容量方式でのタッチセンシングの技術は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】日本国特開２０１４−７８７００号公報
【特許文献２】日本国特開２０１１−９１３６４号公報
【特許文献３】日本国特許第５０９９５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、銅の拡散や銅のマイグレーションの発生を防止することができ、電気的実装における信頼性を向上できる表示装置を提供する。
また、本発明は、安定したタッチセンシングが可能であり、タッチセンシング感度の高く、良好な応答性が得られる表示装置及び表示装置基板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１態様に係る表示装置であって、第１基板と、機能デバイスと、導電配線と、前記導電配線に印加される電気信号に応じて前記機能デバイスを駆動する駆動デバイスとを有し、前記第１基板に対向配置された第２基板と、を備え、前記導電配線は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にある。【００１８】
本発明の第２態様に係る表示装置であって、第１導電配線を有する第１基板と、機能デバイスと、第２導電配線と、前記第２導電配線に印加される電気信号に応じて前記機能デバイスを駆動する駆動デバイスとを有し、前記第１基板に対向配置された第２基板と、を備え、前記第１導電配線及び前記第２導電配線の各々は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にある。【００１９】
本発明の第２態様に係る表示装置において、前記第１基板又は前記第２基板に設けられ、平面視、前記第１導電配線が延在する方向に対して直交する方向に延在する第３導電配線と、前記第１導電配線と前記第３導電配線との間の静電容量の変化を検知してタッチセンシングを行う制御部と、を備え、前記第３導電配線は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にあってもよい。【００２０】
本発明の第１態様又は第２態様に係る表示装置において、前記第１元素は亜鉛であり、前記第２元素はカルシウムであってもよい。【００２１】
本発明の第１態様又は第２態様に係る表示装置において、前記第１導電性金属酸化物層及び前記第２導電性金属酸化物層は、主たる導電性金属酸化物として酸化インジウムを含有するとともに、酸化アンチモン、酸化亜鉛、及び酸化ガリウムから構成される群より選択される１種以上を含有する導電性金属酸化物であってもよい。【００２２】
本発明の第１態様又は第２態様に係る表示装置において、前記駆動デバイスは、ゲート絶縁層と接触しかつ酸化物半導体で構成されたチャネル層を有するとともに、前記機能デバイスを駆動する薄膜トランジスタであり、前記駆動デバイスは、前記第１基板と対向する前記第２基板の面に設けられてもよい。【００２３】
本発明の第１態様において、前記駆動デバイスは、ゲート絶縁層上に設けられたゲート電極を備え、前記ゲート電極は、前記導電配線の一部を構成してもよい。【００２４】
本発明の第２態様において、前記駆動デバイスは、ゲート絶縁層上に設けられたゲート電極を備え、前記ゲート電極は、前記第２導電配線の一部を構成してもよい。【００２５】
本発明の第１態様又は第２態様に係る表示装置において、前記酸化物半導体は、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）から構成される群より選択される１種以上を含有し、少なくとも、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）のうちいずれかを含んでもよい。【００２６】
本発明の第１態様又は第２態様に係る表示装置において、前記ゲート絶縁層は、酸化セリウムを含む酸化物、あるいは、酸化セリウムを含む酸窒化物であってもよい。【００２７】
本発明の第１態様又は第２態様に係る表示装置において、前記機能デバイスは、有機エレクトロルミネセンス層であり、前記有機エレクトロルミネセンス層は、前記第１基板と対向する前記第２基板の面に設けられてもよい。【００２８】
本発明の第１態様又は第２態様に係る表示装置において、前記機能デバイスは、発光ダイオード層であり、前記発光ダイオード層は、前記第１基板と対向する前記第２基板の面に設けられてもよい。【００２９】
本発明の第１態様又は第２態様に係る表示装置において、前記機能デバイスは、液晶層であり、前記液晶層は、前記第１基板と前記第２基板との間に配設されてもよい。【００３０】
本発明の第３態様に係る表示装置基板であって、基板本体と、前記基板本体上に設けられたブラックマトリクスと、平面視、前記ブラックマトリクスに対応する位置に設けられた第１タッチセンシング配線と、を備え、前記第１タッチセンシング配線は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にある。【００３１】
本発明の第３態様に係る表示装置基板において、前記第１タッチセンシング配線を覆う絶縁層と、平面視、前記第１タッチセンシング配線が延在する方向に対して直交する方向に延在し、前記ブラックマトリクスに対応する位置にて前記絶縁層上に設けられた第２タッチセンシング配線と、を備え、前記第２タッチセンシング配線は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にあってもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の態様によれば、銅合金を用いた導電配線を表示装置に用いても、銅の拡散や銅のマイグレーションの発生を防止することができ、電気的実装における信頼性を向上できる表示装置を提供することができる。本発明の態様によれば、導電配線やタッチセンシング配線の構成材料として、銅合金を用いたことで、安定したタッチセンシングが可能であり、タッチセンシング感度の高く、良好な応答性が得られる表示装置及び表示装置基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示装置を構成する制御部（映像信号制御部、システム制御部、及びタッチセンシング制御部）及び表示部を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る表示装置を構成するアレイ基板を部分的に示す平面図であり、観察者側から見た平面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態に係る表示装置を部分的に示す断面図であり、図２に示すＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態に係る表示装置を部分的に示す断面図であり、共通電極を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る表示装置を部分的に示す断面図であり、図２に示すＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る表示装置を構成する表示装置基板を部分的に示す断面図であり、図３Ａに示すタッチセンシング配線（第１導電配線）を拡大して示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る表示装置において、タッチセンシング配線がタッチ駆動電極として機能し、かつ、共通電極がタッチ検出電極として機能した場合の、タッチセンシング配線と共通電極との間に電界が生成された状態を示す模式断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る表示装置を示す模式断面図であり、指等のポインタが表示装置基板の観察者側の表面に接触或いは近接した時の電界の生成状態の変化を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る表示装置を部分的に示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る表示装置を構成するアレイ基板を部分的に示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る表示装置を部分的に示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る表示装置を構成する表示装置基板を部分的に示す断面図であり、図１０の符号Ｐで示されたタッチセンシング配線（第１導電配線）を拡大して示す拡大断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る表示装置を構成するアレイ基板を部分的に示す平面図であり、図１０に示すＤ−Ｄ’線に沿う図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る表示装置を部分的に示す断面図であり、図１２に示すＥ−Ｅ’線に沿う図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
以下の説明において、同一又は実質的に同一の機能及び構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化し、或いは、必要な場合のみ説明を行う。各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。また、必要に応じて、図示が難しい要素、例えば、表示装置を構成する絶縁層、バッファ層、半導体のチャネル層を形成する複数層の構成、また、導電層を形成する複数層の構成等の図示が省略されている。
【００３５】
本発明の実施形態に係る表示装置は、機能デバイスと、導電配線に印加される電気信号に応じて機能デバイスを駆動する駆動デバイスを備える。
本発明の実施形態に係る機能デバイスとしては、タッチセンシングを制御する制御部、表示装置における表示機能を行う表示素子、機械要素部品、静電容量センサや光センサ等の入力素子、アクチュエータ、記憶素子等が挙げられる。具体的に、液晶（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、発光ダイオード（ＬＥＤ：  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）素子、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）素子、ＩＭＯＤ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ）素子、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）素子等が挙げられる。
【００３６】
駆動デバイスとしては、薄膜トランジスタや薄膜ダイオード等のアクティブ素子等が挙げられる。薄膜トランジスタやダイオードは、導電配線を含む制御系回路からの電気信号により、上記機能デバイスを駆動できる機能を有することから駆動デバイスと呼ぶ。一例として、駆動デバイスは、ゲート絶縁層と接触しかつ酸化物半導体で構成されたチャネル層を有するとともに、機能デバイスを駆動する薄膜トランジスタである。なお、本発明においては、機能デバイスを駆動デバイスで駆動することを限定しない。以下の記載において、薄膜トランジスタをアクティブ素子と記載することがある。
【００３７】
本発明の実施形態に係る第１基板や第２基板等に用いることの可能な基板としては、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、シリコン、炭化シリコン、シリコンゲルマニウム等の半導体基板、あるいはプラスチック基板等が適用できる。
例えば、第１基板としてガラス基板等の可視域透明な基板を用い、第２基板としてシリコン基板等を用いて反射型の表示装置を構成することができる。
マイクロＬＥＤ等の発光素子をマトリクス状に配列させた大型表示装置や、プロジェクターやヘッドマウンティングディスプレイ用の小型表示装置にも、本発明を適用できる。
【００３８】
第１基板や第２基板、また、第１導電配線、第２導電配線、第３導電配線等に用いられる「第１」や「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付しており、数量を限定しない。第１導電配線、第２導電配線、第３導電配線は、以下の記載で、単に導電配線とすることがある。
【００３９】
第１導電性金属酸化物層及び第２導電性金属酸化物層は、以下の説明において、単に導電性金属酸化物層と略称することがある。本発明の実施形態に係る表示装置は、静電容量方式によるタッチセンシング機能を有することができる。後述するように、第１導電配線や第３導電配線等の導電配線は、タッチセンシングの検出配線や駆動配線として用いることができる。以下の記載において、タッチセンシングに関わる導電配線、電極、及び信号を、単に、タッチ配線、タッチ駆動配線、タッチ検出配線、タッチ電極、及びタッチ駆動信号と呼称することがある。タッチセンシング配線にタッチセンシングの駆動のために印加される電圧をタッチ駆動電圧と呼び、表示機能層である液晶層の駆動のために共通電極と画素電極間に印加される電圧を液晶駆動電圧と呼称する。有機ＥＬ層を駆動する電圧を有機ＥＬ駆動電圧と呼称する。共通電極に接続される導電配線はコモン配線と呼称することがある。
【００４０】
（第１実施形態）
（表示装置ＤＳＰ１の機能構成）
以下、本発明の第１実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１を、図１から図７を参照しながら説明する。
以下に述べる各実施形態においては、特徴的な部分について説明し、例えば、通常の液晶表示装置に用いられている構成要素と本実施形態に係る表示装置との差異がない部分については説明を省略する。
本発明の実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１において、機能デバイスは液晶層であり、駆動デバイスは薄膜トランジスタ（アクティブ素子）である。
【００４１】
また、本発明の実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１は、インセル方式を用いている。ここで、「インセル方式」とは、タッチセンシング機能が液晶表示装置に内蔵された液晶表示装置、或いは、タッチセンシング機能を液晶表示装置と一体化した液晶表示装置を意味する。通常、液晶層を介して表示装置基板とアレイ基板（ＴＦＴ基板）を貼り合わせた液晶表示装置においては、表示装置基板及びアレイ基板の各々の外側の面に偏光フィルムが貼付されている。換言すれば、本発明の実施形態に係るインセル方式の液晶表示装置とは、互いに対向する２つの偏光フィルムの間に位置するとともに厚み方向において液晶表示装置を構成するいずれかの部位に、タッチセンシング機能を具備する液晶表示装置である。
【００４２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１は、表示部１１０と、表示部１１０及びタッチセンシング機能を制御するための制御部１２０とを備えている。
制御部１２０は、公知の構成を有し、映像信号制御部１２１（第一制御部）と、タッチセンシング制御部１２２（第二制御部）と、システム制御部１２３（第三制御部）とを備えている。
【００４３】
映像信号制御部１２１は、アレイ基板２００に設けられた共通電極１７（後述）を定電位とするとともに、アレイ基板２００に設けられたゲート配線１０（後述、走査線）及びソース配線３１（後述、信号線）に信号を送る。映像信号制御部１２１が共通電極１７と画素電極２０（後述）との間に表示用の液晶駆動電圧を印加することで、アレイ基板２００上でフリンジ電界が発生し、フリンジ電界に沿って液晶分子が回転し、液晶層３００が駆動される。これにより、アレイ基板２００上に画像が表示される。複数の画素電極２０の各々には、ソース配線（信号線）を介して、例えば、矩形波の映像信号が個別に印加される。また、矩形波としては、正又は負の直流矩形波或いは交流矩形波でもよい。映像信号制御部１２１は、このような映像信号をソース配線に送る。
【００４４】
タッチセンシング制御部１２２は、タッチセンシング配線３（第１導電配線）にタッチセンシング駆動電圧を印加し、タッチセンシング配線３と共通電極１７（第２導電配線）との間に生じる静電容量の変化を検出し、タッチセンシングを行う。
【００４５】
システム制御部１２３は、映像信号制御部１２１及びタッチセンシング制御部１２２を制御し、液晶駆動と静電容量の変化の検出とを交互に、即ち、時分割で行うことが可能である。また、システム制御部１２３は、液晶駆動周波数とタッチセンシング駆動周波数とを異なる周波数で、或いは、異なる電圧で、液晶を駆動する機能を有してもよい。
このような機能を有するシステム制御部１２３においては、例えば、表示装置ＤＳＰ１が拾ってしまう外部環境からのノイズの周波数を検知し、ノイズ周波数とは異なるタッチセンシング駆動周波数を選択する。これによって、ノイズの影響を軽減することができる。また、このようなシステム制御部１２３においては、指やペン等のポインタの走査速度に合わせたタッチセンシング駆動周波数を選定することもできる。
【００４６】
図１に示す構成を有する表示装置ＤＳＰ１において、共通電極１７は、共通電極１７と画素電極２０との間に表示用の液晶駆動電圧を印加して液晶を駆動する機能と、タッチセンシング配線３と共通電極１７との間に生じる静電容量の変化を検出するタッチセンシング機能とを併せ持つ。本発明の実施形態に係るタッチセンシング配線は、導電率の良い金属層で形成することができるため、タッチセンシング配線の抵抗値を下げてタッチ感度を向上させることができる（後述）。
【００４７】
制御部１２０は、後述するように、映像表示の安定期間、及び、映像表示後の黒表示安定期間の少なくとも一方の安定期間で、タッチセンシング配線３及び共通電極１７によるタッチセンシング駆動を行う機能を有することが好ましい。
【００４８】
（表示装置ＤＳＰ１の構造）
本実施形態に係る液晶表示装置は、後述する実施形態に係る表示装置基板を具備することができる。また、以下に記載する「平面視」とは、観察者が液晶表示装置の表示面（表示装置用基板の平面）を観察する方向から見た平面を意味する。本発明の実施形態に係る液晶表示装置の表示部の形状、又は画素を規定する画素開口部の形状、液晶表示装置を構成する画素数は限定されない。ただし、以下に詳述する実施形態では、平面視、画素開口部の短辺の方向をＸ方向と規定し、長辺の方向（長手方向）をＹ方向と規定し、更に、透明基板の厚さ方向をＺ方向と規定し、液晶表示装置を説明する。以下の実施形態において、上記のように規定されたＸ方向とＹ方向を切り換えて、液晶表示装置を構成してもよい。
【００４９】
また、図２〜図７においては、液晶層３００に初期配向を付与する配向膜、偏光フィルム、位相差フィルム等の光学フィルム、保護用のカバーガラス等は、省略されている。表示装置ＤＳＰ１の表面及び裏面の各々には、光軸がクロスニコルとなるように、偏光フィルムが貼付されている。
【００５０】
本実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１においては、ＦＦＳ液晶駆動方式（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）が採用されている。この液晶駆動方式では、共通電極１７と画素電極２０との間に生じる電界、特に、フリンジと呼ばれる電極端部において生じる電界によって液晶層３００を構成する液晶分子が駆動される。なお、本発明は、ＦＦＳ液晶駆動方式を限定しない。液晶層として、垂直配向の液晶層が採用されてもよい。
【００５１】
図２は、本発明の第１実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１を構成するアレイ基板２００を部分的に示す平面図であり、観察者側から見た平面図である。図２においては、アレイ基板の構造を分かり易く説明するために、アレイ基板に対向する表示装置基板の図示が省略されている。
【００５２】
表示装置ＤＳＰ１は、アレイ基板２００上に、複数のソース配線３１と、複数のゲート配線１０と、複数のコモン配線３０（導電配線、第２導電配線）とを備える。ソース配線３１の各々は、Ｙ方向（第１方向）に延びる線状パターンを有するように形成されている。ゲート配線１０の各々及びコモン配線３０の各々は、Ｘ方向（第２方向）に延びる線状パターンを有するように形成されている。即ち、ソース配線３１は、ゲート配線１０及びコモン配線３０に直交している。コモン配線３０は、複数の画素開口部を横断するようにＸ方向に延在している。複数の画素開口部とは、透明基板２２上に定義された領域である。
【００５３】
図２において、複数の画素開口部は、複数のソース配線３１と、複数のゲート配線１０とでマトリクス状に区画されている。なお、第１方向と第２方向はほぼ直交していれば良く、第１方向と第２方向を入れ替えることができる。
また、第１方向に「延線」は、個々の画素形状が、例えば、くの字（ｄｏｇ  ｌｅｇ  ｐａｔｔｅｒｎ）に屈曲した形状であってもよいこと、あるいは、平行四辺形状でもよいことを意味しており、画素配列として第１の方向に並んでいるマトリクスであることを意味する。第２方向に「延線」の意味も同様である。画素配列の全体として、第１方向と第２方向は直交する。
【００５４】
更に、表示装置ＤＳＰ１は、マトリクス状に配置された複数の画素電極２０と、画素電極２０に対応するように設けられ、かつ、画素電極２０に接続されている複数のアクティブ素子２８（薄膜トランジスタ）とを備える。画素電極２０は、複数の画素開口部の各々に設けられている。具体的に、複数の画素電極２０の各々にアクティブ素子２８が接続されている。図２に示す例では、画素電極２０の右上端の位置に、アクティブ素子２８が設けられている。
【００５５】
アクティブ素子２８は、ソース配線３１に接続されているソース電極２４（後述）と、チャネル層２７（後述）と、ドレイン電極２６（後述）と、絶縁層１３（後述）を介してチャネル層２７に対向配置されたゲート電極２５とを備える。アクティブ素子２８のゲート電極２５は、ゲート配線１０（導電配線、第２導電配線）の一部を構成しており、ゲート配線１０に接続されている。
【００５６】
本実施形態において、表示装置ＤＳＰ１は、複数の画素を備えており、一つの画素電極２０が一つの画素を形成している。アクティブ素子２８によるスイッチング駆動により、複数の画素電極２０の各々に電圧（正負の電圧）が付与され、液晶が駆動される。以下の説明では、画素電極２０によって液晶駆動が行われる領域を、画素、画素開口部、或いは画素領域と称する場合がある。この画素は、平面視、ソース配線３１と、ゲート配線１０とで区画されている領域である。
【００５７】
更に、表示装置ＤＳＰ１は、Ｚ方向において画素電極２０に対向する位置に共通電極１７を備えている。特に、一つの画素電極２０に対して２つのストライプパターンを有する共通電極１７が設けられている。共通電極１７は、複数の画素開口部の各々に設けられている。共通電極１７は、Ｙ方向において延在しており、画素電極２０の長手方向に平行である。Ｙ方向における共通電極１７の長さＥＬは、Ｙ方向における画素電極２０の長さよりも大きい。共通電極１７は、後述するスルーホール２０Ｓ、コンタクトホールＨを通じて、コモン配線３０と電気的に接続されている。コンタクトホールＨは、図２に示すように、共通電極１７の導電パターン（電極部１７Ａ、ストライプパターン）の長手方向における中央に位置している。
【００５８】
一画素内での共通電極１７の本数及びコンタクトホールの数は、例えば、画素幅（画素サイズ）により調整できる。
Ｘ方向において、共通電極１７の幅Ｗ１７Ａは、例えば、約３μｍである。互いに隣接する共通電極１７の間のピッチＰ１７Ａ（距離）は、例えば、約４μｍである。具体的には、一つの画素上だけでなく、互いに隣接する画素間においても、Ｘ方向にてピッチＰ１７Ａで、共通電極１７が互いに離間している。
図２に示す例では、一つの画素電極２０に対して２つのストライプパターンを有する共通電極１７が設けられているが、本発明は、この構成を限定しない。画素電極２０の大きさに応じて、共通電極１７の本数は、１本以上さらには３本以上であってもよい。この場合、共通電極１７の幅Ｗ１７Ａ及びピッチＰ１７Ａは、画素サイズ等や設計に応じて適宜変更可能である。
【００５９】
図３Ａは、本発明の第１実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１を部分的に示す断面図であり、図２に示すＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。図３Ｂは、本発明の第１実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１を部分的に示す断面図であり、共通電極を拡大した拡大断面図である。
図４は、本発明の第１実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１を部分的に示す断面図であり、図２に示すＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。
【００６０】
図３Ａは、タッチセンシング配線３と共通電極１７との距離Ｗ１を示している。換言すれば、この距離Ｗ１は、透明樹脂層１６、カラーフィルタ５１（ＲＧＢ）、図示されていない配向膜、及び液晶層３００を含む空間におけるＺ方向の距離である。この空間には、アクティブ素子、ソース配線、及び画素電極は含まれていない。本実施形態において、距離Ｗ１で示されるこの空間をタッチセンシング空間と呼称する。アクティブ素子やソース配線等のノイズ源から生じるノイズは、一般に３次元の放射状に放出される。このため、ノイズの大きさは、距離Ｗ１の３乗分の１となる（距離が大きいほどノイズの影響が小さくなる）。従って、図３Ａに示すように、タッチセンシング空間は、アクティブ素子やソース配線等のノイズ源を含まないため、タッチセンシング精度を向上できる。
【００６１】
図３Ａは、タッチセンシング配線３とソース配線３１との距離Ｗ２を示している。距離Ｗ２に示されるように、タッチセンシング配線３とソース配線３１とは大きく離間している。加えて、図２に示されるように、共通電極１７とソース配線３１は平面視において重畳していないため、ソース配線３１に起因する寄生容量は極めて小さい。更に、タッチセンシング空間に最も近い位置に設けられている共通電極１７は、画素の長手方向において画素単位で細切れの形状を有する。このため、複数の画素を跨ぐように直線形状で延在している共通電極が設けられている場合と比較して、本実施形態に係る共通電極１７は、寄生容量を小さくすることができる。
【００６２】
図３Ａに示す構造によれば、ソース配線３１に供給される映像信号に起因するノイズがタッチセンシング配線３（第１導電配線）に与える影響を抑制することができ、タッチセンシング配線３とソース配線３１との間に発生する寄生容量を減少させることができる。
【００６３】
表示装置ＤＳＰ１は、表示装置基板１００（第１基板、対向基板）と、表示装置基板１００に向かい合うように貼り合わされたアレイ基板２００（第２基板）と、表示装置基板１００及びアレイ基板２００によって挟持された液晶層３００（機能デバイス）とを備える。
表示装置ＤＳＰ１に内部に光Ｌを供給するバックライトユニットＢＵは、表示装置ＤＳＰ１を構成するアレイ基板２００の裏面（液晶層３００が配置されるアレイ基板２００の透明基板の面とは反対面）に設けられている。なお、バックライトユニットＢＵは、表示装置ＤＳＰ１の側面に設けてもよい。この場合、例えば、バックライトユニットＢＵから出射された光を表示装置ＤＳＰ１に内部に向けて反射させる反射板、導光板、或いは、光拡散板等がアレイ基板２００の透明基板２２の裏面に設けられる。バックライトユニットＢＵの光源には、ＬＥＤを用いることができる。
【００６４】
（表示装置基板１００）
表示装置基板１００は、透明基板２１（基板本体）と、透明基板２１上に設けられたタッチセンシング配線３と、タッチセンシング配線３を覆うように形成されたカラーフィルタ５１（ＲＧＢ）と、カラーフィルタ５１を覆うように形成された透明樹脂層１６（絶縁層）とを備えている。
【００６５】
タッチセンシング配線３は、タッチ駆動電極（タッチ駆動配線）として機能する。表示装置ＤＳＰ１においては、タッチセンシング配線３と共通電極１７間の静電容量の変化を検知することで、タッチセンシングの検出が行われる。
【００６６】
タッチセンシング配線３は、黒色層８と、黒色層８の上方に設けられた金属積層構造を有する。平面視において、透明基板２１上に設けられたブラックマトリクス（黒色層）に対応する位置にタッチセンシング配線３が設けられている。タッチセンシング配線３は、３層積層構造を有する。また、第１導電性金属酸化物層６の表面（液晶層側）にさらに黒色層や光吸収層を積層してもよい。平面視、タッチセンシング配線３と黒色層８の、線幅の等しい部分があってもよい。
【００６７】
（銅合金層５）
図５に示すように、タッチセンシング配線３は、第１導電性金属酸化物層６と第２導電性金属酸化物層４とによって銅合金層５が挟持された構成を有する。
このような配線構造は、タッチセンシング配線３だけでなく、アレイ基板２００上に形成された各種配線にも適用することができる。具体的に、本発明の導電配線又は第２導電配線に対応するゲート配線１０、ソース配線３１、コモン配線３０等においても、第１導電性金属酸化物層６と第２導電性金属酸化物層４とによって銅合金層５が挟持された配線構造を適用することができる。
以下に、銅合金層５について具体的に説明する。
【００６８】
銅合金層５は、銅に固溶する第１元素と、銅及び第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含む。第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素である。銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にある。第１元素は亜鉛であり、第２元素はカルシウムである。
具体的に、銅合金層５の組成に関し、銅合金層５は、カルシウム２ａｔ％、亜鉛０．５ａｔ％、残部が銅である銅合金を用いている。銅合金層５の電気抵抗率は、２．６μΩｃｍである。
【００６９】
銅合金層５の電気抵抗率は、銅合金層５の成膜方法やアニール条件によって、±３０％前後の変化があり得る。例えば、ガラス基板等に銅合金層が直接形成された構成では、成膜時の熱処理で、さらには、成膜後の熱処理で、銅合金層が酸化され（ＣｕＯ、酸化銅を形成する）、抵抗値が悪化する。また、銅合金層を構成する合金元素が低い濃度で添加されている銅合金、即ち、希薄合金においては、酸化銅の形成と共に、銅合金のグレインが大きくなり過ぎてしまう。このため、隙間のある粗大なグレインバウンダリー（結晶粒界）が形成されてしまい、銅合金層の表面が粗くなり、抵抗値を悪化させることがある。
【００７０】
本発明の実施形態においては、銅合金層５が第１導電性金属酸化物層６と第２導電性金属酸化物層４によって挟持された構成が採用されている。この構成では、熱処理（アニール）により電気抵抗率が改善されることが多い。換言すれば、本発明の実施形態において、銅合金層５が導電性金属酸化物で覆われることにより、銅合金層５の表面酸化が抑制される。また、銅合金層５の表面及び裏面に形成された導電性金属酸化物層による規制（アンカリング）によって、銅合金層５のグレインが極端に粗大化することがなく、銅合金層５の表面が粗くならない。銅合金層５を構成する合金元素が低い濃度（例えば、０．２ａｔ％前後）で添加されている銅合金層５であっても、結晶粒（グレイン）が大きくなりにくく、グレインバウンダリーによるキャリア散乱（電気抵抗率の悪化）を抑制することができる。
【００７１】
電気抵抗率の悪化を抑制する効果に関し、特に、銅に添加される合金元素の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％の元素の場合であって、かつ、銅合金層５が第１導電性金属酸化物層６と第２導電性金属酸化物層４によって挟持された構成の場合に、顕著な効果が得られやすい。本実施形態は、銅合金層が大気雰囲気、窒素雰囲気、酸素雰囲気、水素雰囲気等に曝される場合とは全く異なり、銅合金層の表面及び裏面に形成された導電性金属酸化物層による規制（アンカリング）によって、銅合金層における緻密なグレインによる再結晶化が進み、銅合金層は低抵抗化しやすい。
【００７２】
本発明の実施形態に係るタッチセンシング配線３において、銅合金層５と第１導電性金属酸化物層６との界面に、及び、銅合金層５と第２導電性金属酸化物層４との界面に、特に、銅合金層５の側面９（カラーフィルタ５１の着色層Ｒと銅合金層５との界面、カラーフィルタ５１の着色層Ｇと銅合金層５との界面）に、カルシウム酸化物が形成されている。カルシウム酸化物が銅合金層５の表面に形成されているので、銅の拡散が抑制され、信頼性の向上に寄与する。
【００７３】
また、本発明の実施形態に係る銅合金層においては、意図的に酸素（Ｏ）を含ませる必要はない。酸素を多く含む銅合金層は、例えば、水やアルカリの存在で、銅合金層にボイドを発生させ、銅合金層の信頼性を低下する懸念がある。
そこで、第１導電性金属酸化物層と銅合金層と第２導電性金属酸化物層の３層を、例えば、室温（２５℃）から２００℃未満の基板温度で連続成膜を行う。更に、チャネル層のパターンを形成した後における後工程で、例えば、２００℃〜３５０℃の低温アニーリングを施す。これにより、電気抵抗率を含む電気特性改善が可能である。
【００７４】
酸化物半導体は、例えば、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛から構成される群より選択される１種以上を含有する。さらに、酸化物半導体は、酸化アンチモン、酸化ビスマスのうちいずれかを含む。このような酸化物半導体は、上記と同様の２００℃〜３５０℃の低温アニーリングにより、結晶化を進め、半導体特性を安定化できる。このような低温プロセスは、有機樹脂や有機顔料をベースとするカラーフィルタや、ポリイミド樹脂やアラミド樹脂等の樹脂基板への適合性を向上させる。
【００７５】
銅合金層５が第１導電性金属酸化物層６と第２導電性金属酸化物層４によって挟持された構成では、上述した効果を含む相乗効果が得られる。なお、本発明の実施形態に係る導電配線の信頼性を更に向上するために、電気的実装に用いられる端子部やコンタクトホールを除いて、酸化窒化珪素等の絶縁性無機膜、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂で構成される保護層により、タッチセンシング配線３を覆うことが望ましい。例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、アラミド樹脂等の絶縁層を介して、２層積層の導電配線構造が採用されてもよい。このような導電配線構造において、上配線及び下配線の各々の導電配線は、例えば、コンタクトホールを介する電気的接続が可能である。
【００７６】
本発明の実施形態に係る銅合金層は、Ｃｕ−Ｃａ合金系の合金である。Ｃｕ−Ｃａ合金系において、カルシウムは、銅に固溶しにくい。例えば、銅合金層の出発材料であるスパッタリングターゲットでは、Ｃｕ５Ｃａ等の析出物としてスパッタリングターゲット中に分散しやすい。Ｃｕ−Ｃａ−Ｚｎ合金においても、同様に、カルシウムは、銅に固溶しにくい。
【００７７】
Ｃｕ５Ｃａや、熱処理時において銅合金の表面又は導電性金属酸化物と銅合金との界面に形成されるＣａＯは、銅の拡散を抑制し、銅配線の信頼性の向上に寄与する。
【００７８】
本発明の実施形態において、銅合金に添加される添加元素であるカルシウム及び亜鉛は、透明基板又はカラーフィルタに対する銅合金薄膜の密着性の向上のために用いられていない。
亜鉛を銅合金に添加することによって、銅に亜鉛が固溶し、銅のグレインにおける格子位置に亜鉛を置換させて銅の動きが抑えられ、主として、銅のマイグレーションを防止することができる。
カルシウムを銅合金に添加することによって、主として、ＣａＯやＣｕ５Ｃａ等の析出物が形成されることによる銅の拡散を防止することができる。
【００７９】
本発明の実施形態において、銅合金層を挟持する導電性金属酸化物層は、銅合金薄膜に対する密着性の向上、電気的実装におけるオーミックコンタクトの改善、耐擦傷性の向上、銅マイグレーションの防止、銅合金層及び導電性金属酸化物層の積層構造による信頼性の向上等、の機能を有する。
【００８０】
本発明の実施形態に係る、導電性金属酸化物層で銅合金層を挟持する３層構成を有する導電配線を、薄膜トランジスタや薄膜ダイオード等の半導体素子の導電配線に用いることは、特に有効である。具体的に、コンタクトホールを介して半導体素子と導電配線との電気的接続において、ほぼ実用的なコンタクトを得ることができる。更に、カルシウムや亜鉛等の合金元素が添加された銅合金を形成することで、酸化物半導体やシリコン半導体に対する銅の拡散を防止し、高い信頼性を得ることができる。
【００８１】
本発明の実施形態における文言「元素」は、「金属元素」及び「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。簡便には、元素同士の２元状態図から固溶の可能性を判断できる。
【００８２】
本発明の実施形態に係る銅と固溶する元素とは、例えば、車載向け電子機器の使用範囲である−（マイナス）４０℃から＋（プラス）８０℃の温度領域において、安定して銅との置換型固溶をとる元素であると言い換えることができる。また、元素（複数種でもよい）の銅への添加量は、銅合金の電気抵抗率（比抵抗と同義）が６μΩｃｍを超えない範囲であれば良い。マトリクス母材が銅である場合に、銅に対し、広い固溶域を有する金属は、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、パラジウム（Ｐｄ）、マンガン（Ｍｎ）が例示できる。アルミニウム（Ａｌ）は広くはないが、銅に対する固溶域を有する。
【００８３】
ところで、ヒロック耐性を有する合金として、例えば、Ｎｄが１ａｔ％添加されたアルミニウム合金が知られている。このようなアルミニウム合金の比抵抗は、６．４μΩｃｍである。本発明の実施形態に係る銅合金層は、アルミニウム合金で構成される導電配線と代替できる程度の電気特性（小さい比抵抗）を有する。即ち、本発明の実施形態に係る銅合金層の電気抵抗率の上限は、６μΩｃｍとなる。ただし、銅合金層を含む導電配線の抵抗に起因する信号の遅延やなまりが許される用途であれば、６μΩｃｍより大きい抵抗率を有する銅合金を含む導電配線を用いることができる。
【００８４】
銀と同等の高い導電率を有する銅に添加される元素は、合金化により電気抵抗率を増加させる。純粋な銅の電気抵抗率は、約１．７μΩｃｍである。なお、本発明の実施形態で説明する純銅は、微量の不可避不純物を含む。
電気抵抗率の小さい元素（銅の合金元素）は、パラジウム（Ｐｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）が挙げられる。これら元素は、純銅に対し１ａｔ％添加したときに電気抵抗率の増加が、ほぼ１μΩｃｍ以下となる。カルシウム（Ｃａ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）の電気抵抗率の増加は、０．３μΩｃｍ／ａｔ％以下であるので、合金元素として用いることが好ましい。経済性及び環境負荷を考慮すると、亜鉛及びカルシウムを合金元素として用いることが好ましい。亜鉛及びカルシウムは、各々、４ａｔ％まで、銅への合金元素として添加することができる。
【００８５】
上記添加量の範囲に基づき、カルシウムの添加量を増やしたり、亜鉛の添加量を減らしたり、亜鉛及びカルシウムの添加量を増減してもよい。銅に対する亜鉛及びカルシウムの添加に起因する効果に関し、各々、０．２ａｔ％以上の添加量において、顕著な効果が得られる。
純粋な銅に対して亜鉛及びカルシウムを合計０．４ａｔ％添加された銅合金の電気抵抗率は、約１．９μΩｃｍとなる。従って、本発明の実施形態に係る銅合金層の電気抵抗率の下限は、１．９μΩｃｍとなる。なお、カルシウム（Ｃａ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）を合金元素として用いた場合において、銅に対する添加量が５ａｔ％を超えてくると、銅合金の電気抵抗率が顕著に増加するので、少なくとも５ａｔ％未満の添加量であることが好ましい。
【００８６】
亜鉛は、１００℃以下の温度で、銅に対し少なくとも３０ａｔ％の固溶領域を有する。亜鉛は、銅と置換固溶し、銅のグレイン（結晶粒）の中で銅の動きを抑制し、銅の拡散を抑制する効果を有する。
【００８７】
電気陰性度は、原子（元素）が電子を引き寄せる強さの相対尺度である。この値の小さい元素ほど、陽イオンになりやすい。銅の電気陰性度は、１．９である。酸素の電気陰性度は、３．５である。電気陰性度の小さい元素には、アルカリ土類元素、チタン族元素、クロム族元素等が挙げられる。アルカリ元素の電気陰性度も小さいが、銅の近くにアルカリ元素や水分が存在すると、銅の拡散が増長される。このため、ナトリウムやカリウム等のアルカリ元素は、銅の合金元素としては使えない。
【００８８】
カルシウムの電気陰性度は、１．０と小さい。カルシウムを銅の合金元素として用いた場合、熱処理時などにおいてカルシウムが銅よりも先に酸化され、酸化カルシウムとなり、銅の拡散を抑えることが可能となる。本発明の実施形態に係る導電配線では、導電性金属酸化物層で覆われない銅合金層の露出面や、銅合金層と導電性金属酸化物層との界面に、選択的にカルシウム酸化物を形成させることが可能である。特に、導電性金属酸化物層で覆われない銅合金層の露出面にカルシウム酸化物を形成することが、銅の拡散の抑制、及び信頼性の向上に寄与する。本発明の実施形態に係る導電配線や銅合金層の導電率は、熱処理等アニーリングによって向上する。上述した電気陰性度は、ポーリングの電気陰性度の値で示した。本発明の実施形態に係る導電配線においては、導電配線の熱処理工程等によって、第２元素は、銅及び第１元素よりも先に酸化されて酸化物を形成することが好ましい。また、銅や銅合金に対する水素・酸素の混入を防ぐことが好ましい。
【００８９】
なお、本発明の実施形態において、「第１元素」は、銅より電気陰性度が小さくてもよい。「第２元素」は、銅に固溶域を持っていてもよい。銅よりも電気陰性度が小さく、かつ、銅に固溶域を持っているという２つの性質を持つ２種以上の元素を用いる場合、２種以上の元素のうち電気陰性度の小さい元素を「第２元素」とする。
【００９０】
銅のグレイン内において、銅の亜鉛による置換と、カルシウム酸化物の形成とが生じることで、本発明の実施形態に係る導電配線の信頼性が向上する。加えて、本発明の実施形態に係る導電配線は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層構成を有するため、導電性金属酸化物によって、表示装置の構成材料に対する銅の拡散を抑制する効果が得られ、導電配線の信頼性を向上させる。さらに、導電性金属酸化物は、導電配線の表面層を形成する。このため、電気的な接続（実装）でオーミックコンタクトを得ることが可能である。
【００９１】
本発明の実施形態で述べた構成においては、銅合金でなく、銀合金も適用することができる。ただし、材料価格面から銅合金を用いることが好ましい。
本発明の実施形態においては、銅合金層は、銅に固溶域を有しかつ銅のグレインの中で銅と置換できる第１元素、及び、銅よりも電気陰性度の小さい第２元素を含む。これによって、駆動デバイスの電気特性を低下させる銅の拡散やマイグレーションを防ぐことができる。更に、本発明の実施形態は、上記銅合金層が導電性金属酸化物層で挟持された構成を有する。この構成によって、実用性が高く、高い信頼性を有する銅配線を提供することができる。
【００９２】
（導電性金属酸化物層４、６）
第１導電性金属酸化物層６及び第２導電性金属酸化物層４は、銅合金層５を挟持する。
第１導電性金属酸化物層６及び第２導電性金属酸化物層４は、主たる導電性金属酸化物として酸化インジウムを含有するとともに、酸化アンチモン、酸化亜鉛、及び酸化ガリウムから構成される群より選択される１種以上を含有する導電性金属酸化物である。
例えば、第１導電性金属酸化物層６及び第２導電性金属酸化物層４の各々の組成に関し、酸素をカウントしない元素の割合で、アンチモン４ａｔ％、ガリウム４ａｔ％、残部がインジウムである。
アンチモン酸化物は、銅や銅合金層を挟持する導電性金属酸化物層の金属酸化物として重要である。アンチモンは、金属元素として銅との固溶域が小さく、銅の導電性金属酸化物中への拡散を抑制する。第１導電性金属酸化物層６及び第２導電性金属酸化物層４の各々は、インジウム酸化物に加え、少なくともアンチモン酸化物を含むことが好ましい。
【００９３】
本発明の実施形態に係る導電配線を構成する、第１導電性金属酸化物層、銅合金層、及び第２導電性金属酸化物層は、スパッタリング等の真空成膜法を用いて簡便に成膜することができる。
第１導電性金属酸化物層、銅合金層、第２導電性金属酸化物層は、真空雰囲気を維持したまま連続して成膜することが好ましい。第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層の膜厚は異なってもよい。例えば、表示装置基板１００（第１基板）の透明基板２１に近い位置に形成された第２導電性金属酸化物層４の膜厚を２５ｎｍとし、透明基板２１から離れた位置に形成された第１導電性金属酸化物層６の膜厚を４５ｎｍとしてもよい。銅合金層の膜厚の膜厚範囲は、２００ｎｍから４００ｎｍとすることができる。ただし、本発明は、上述した導電配線を構成する層の各々の膜厚を規定しない。
【００９４】
本発明の実施形態に係る導電性金属酸化物層の形成方法としては、上記したようにスパッタリング成膜法が挙げられ、導電性金属酸化物層を簡便に成膜することができる。この場合、成膜材料としてスパッタリングターゲットを用いる。なお、このスパッタリングターゲットには、高密度化、ターゲット母材の結晶の緻密化、ターゲットの導電性の向上のため、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化錫（ＳｎＯ２）等を少量、加えることができる。
【００９５】
なお、本発明の実施形態に係る導電配線をパターニングする方法においては、第１導電性金属酸化物層／銅合金層／第２導電性金属酸化物層の３層を、周知のフォトリソグラフィの手法にて、１液のエッチャントを用い一括して、任意の配線状のパターンを形成できるメリットがある。導電配線には、電気的実装のための端子部や引き回し、コンタクトホール等を形成してもよい。電気的に浮いたフローティングパターンを、必要に応じ形成してもよい。複数の第１導電配線及び複数の第２導電配線は、タッチセンシング時にそれぞれ間引いて駆動、検出させることができる。駆動本数を間引くことにより、タッチ応答時間を短くできる、あるいは、タッチ駆動に関わる消費電力を低減できる。
【００９６】
（黒色層８）
黒色層８は、表示装置ＤＳＰ１のブラックマトリクスとして機能する。黒色層は、例えば、黒色の色材を分散させた着色樹脂で構成されている。銅の酸化物や銅合金の酸化物は、十分な黒色や低い反射率を得られないが、本実施形態に係る黒色層とガラス等の基板との間の界面における可視光の反射率はほぼ３％以下に抑えられ、高い視認性が得られる。
【００９７】
黒色の色材としては、カーボン、カーボンナノチューブ或いは、複数の有機顔料の混合物が適用可能である。例えば、色材全体の量に対して５１質量％以上の割合で、即ち、主な色材としてカーボンを用いる。反射色を調整するため、青もしくは赤等の有機顔料を黒色の色材に添加して用いることができる。例えば、出発材料である感光性黒色塗布液に含まれるカーボンの濃度を調整する（カーボン濃度を下げる）ことにより、黒色層の再現性を向上させることができる。
【００９８】
液晶表示装置の製造装置である大型露光装置を用いた場合であっても、例えば、１〜６μｍの幅（細線）を有するパターンを有する黒色層を形成することができる（パターニング）。なお、本実施形態におけるカーボン濃度の範囲は、樹脂や硬化剤と顔料とを含めた全体の固形分に対して、４以上５０以下の質量％の範囲内に設定している。ここで、カーボン量として、カーボン濃度が５０質量％を超えてもよいが、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がある。また、カーボン濃度を４質量％未満に設定した場合、十分な黒色を得ることができず、黒色層下に位置する下地の金属層で生じる反射光が大きく視認され、視認性を低下させることがあった。
【００９９】
後工程であるフォトリソグラフィにおいて露光処理を行う場合、露光対象の基板と、マスクとの位置合わせ（アライメント）が行われる。この時、アライメントを優先し、例えば、透過測定による黒色層の光学濃度を２以下とすることができる。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黒色層を形成してもよい。ガラスや透明樹脂等の基材の屈折率（約１．５）を考慮し、黒色層とそれら基材との間の界面における反射率が３％以下となるように、黒色層の反射率が設定される。この場合、黒色色材の含有量、種類、色材に用いられる樹脂、膜厚を調整することが望ましい。これらの条件を最適化することで、屈折率がおよそ１．５であるガラス等の基材と黒色層との間の界面における反射率を、可視光の波長領域内で３％以下にすることができ、低反射率を実現することができる。バックライトユニットＢＵから出射された光に起因する反射光が再度反射することを防止する必要性、観察者の視認性の向上を配慮して、黒色層の反射率は、３％以下とすることが望ましい。なお、通常、カラーフィルタに用いられるアクリル樹脂、また、液晶材料の屈折率は、おおよそ１．５以上１．７以下の範囲である。
また、タッチセンシング配線３上に、光吸収性を有する金属酸化物を形成することで、タッチセンシング配線３に用いられる銅合金層５による光反射を抑制することができる。
【０１００】
図３Ａに示す表示装置基板１００においては、カラーフィルタ５１が設けられた構造が用いられているが、カラーフィルタ５１が省略された構造、例えば、透明基板２１上に設けられたタッチセンシング配線３と、タッチセンシング配線３を覆うように形成された透明樹脂層１６とを備えた構造を用いてもよい。
カラーフィルタ５１を含まない表示装置基板を用いる液晶表示装置においては、赤色発光、緑色発光、及び青色発光の各々のＬＥＤをバックライトユニットに設け、フィールドシーケンシャルの手法でカラー表示を行う。図３Ａに示す透明基板２１上に設けられたタッチセンシング配線３の層構成は、後述するアレイ基板２００に形成されるコモン配線３０（導電配線）の層構成やゲート電極２５（ゲート配線１０）の層構成と同じにすることができる。
【０１０１】
（アレイ基板２００）
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、アレイ基板２００は、透明基板２２（第２透明基板）と、透明基板２２の表面を覆うように形成された第４絶縁層１４と、第４絶縁層１４上に形成されたソース配線３１と、ソース配線３１を覆うように第４絶縁層１４上に形成された第３絶縁層１３と、第３絶縁層１３上に形成されたゲート配線１０と、第３絶縁層１３上に形成されたコモン配線３０と、ゲート配線１０及びコモン配線３０を覆うように第３絶縁層１３上に形成された第２絶縁層１２と、第２絶縁層１２上に形成された画素電極２０と、画素電極２０を覆うように第２絶縁層１２上に形成された第１絶縁層１１と、共通電極１７を備えている。
【０１０２】
第１絶縁層１１、第２絶縁層１２、第３絶縁層１３、及び第４絶縁層１４を形成する材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ハフニウム、或いはこのような材料を含む混合材料が採用される。あるいは、これら絶縁層の一部に、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂や低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）を用いてもよい。また、このような絶縁層１１、１２、１３、１４の構成としては、単一層からなる層構成が採用されてもよいし、複数の層が積層された多層構成が採用されてもよい。このような絶縁層１１、１２、１３、１４は、プラズマＣＶＤやスパッタリング等の成膜装置を用いて形成することが可能である。
【０１０３】
ソース配線３１は、第３絶縁層１３と第４絶縁層１４との間に配設される。ソース配線３１の構造としては、多層の導電層を採用することができる。第１実施形態では、ソース電極２４とドレイン電極２６の構造として、チタン／アルミニウム合金／チタンやモリブデン／アルミニウム合金／モリブデン等の３層構成を採用している。ここで、アルミニウム合金は、アルミニウム−ネオジムの合金である。なお、ソース電極２４とドレイン電極２６及びソース配線３１に、銅合金層を導電性金属酸化物層で挟持する導電配線を採用してもよい。
コモン配線３０の形成材料としては、上述した銅合金層５と同じ材料が採用される。また、同様に、コモン配線３０の構造としては、上述した銅合金層５と同じ構造が採用される。
【０１０４】
画素電極２０は、複数の画素開口部の各々に設けられており、ＴＦＴであるアクティブ素子（後述）に接続されている。アレイ基板２００においては、アクティブ素子がマトリクス状に配置されていることから、画素電極２０も同様に、アレイ基板２００上においてマトリクス状に配置されている。画素電極２０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜で形成されている。
【０１０５】
アクティブ素子を構成するチャネル層或いは半導体層は、ポリシリコン半導体で形成されてもよく、酸化物半導体で形成されてもよい。アクティブ素子を構成するチャネル層或いは半導体層の層構成は、ポリシリコン半導体と酸化物半導体とが積層された積層構成であってもよい。アレイ基板上の同一面に、２種の半導体で形成される素子、例えば、ポリシリコン半導体であるチャネル層を備えるアクティブ素子と、酸化物半導体であるチャネル層を備えるアクティブ素子が形成された構成であってもよい。さらには、ポリシリコン半導体のＴＦＴアレイ上に、絶縁層を介して、酸化物半導体で形成されたＴＦＴアレイが２層に積層された構成が採用されてもよい。表示機能層が有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）層である場合、酸化物半導体で形成されたＴＦＴは、ポリシリコン半導体で形成されたＴＦＴに信号を供給する（ＴＦＴ素子を選択する）機能を有し、ポリシリコン半導体で形成されたＴＦＴは、表示機能層を駆動する機能を有する。この構成により、表示機能層として有機ＥＬ層が採用された表示装置を実現することができる。キャリア移動度が高いポリシリコン半導体を備えるとともにチャネル層としてポリシリコン半導体を有するＴＦＴは、有機ＥＬ素子への電流注入（有機ＥＬ素子の駆動）に適している。
【０１０６】
（共通電極１７の構造）
図３Ｂを参照し、共通電極１７の構造と、共通電極１７の周辺に位置するアレイ基板２００の構成部材とを説明する。特に、コモン配線３０、共通電極１７、画素電極２０、第１絶縁層１１、及び第２絶縁層１２で構成される積層構造について具体的に説明する。図３Ｂは、アレイ基板２００を構成する画素の要部を示しており、一つの画素における、一つの共通電極１７の構造を示している。図３Ｂに示す共通電極１７の構造は、アレイ基板２００における全ての画素においても適用されている。
【０１０７】
第２絶縁層１２は、第１絶縁層１１の下に設けられており、コモン配線３０上に形成されており、後述するコンタクトホールＨの一部を形成する貫通孔１２Ｈを有する。第１絶縁層１１は、共通電極１７の上部（電極部１７Ａ）の下に設けられており、画素電極２０上に形成されており、後述するコンタクトホールＨの一部を形成する貫通孔１１Ｈを有する。貫通孔１２Ｈの位置（中心位置）と、貫通孔１１Ｈの位置（中心位置）とは一致している。貫通孔１１Ｈの直径（Ｘ方向における幅）は、第１絶縁層１１の上面１１Ｔからコモン配線３０に向かう方向（Ｚ方向）において、徐々に小さくなっている。同様に、貫通孔１２Ｈの直径（Ｘ方向における幅）は、第２絶縁層１２の上面１２Ｔからコモン配線３０に向かう方向（Ｚ方向）において、徐々に小さくなっている。貫通孔１１Ｈ及び貫通孔１２Ｈは、連続する内壁を有しており、コンタクトホールＨを形成している。コンタクトホールＨは、テーパ形状を有する。
【０１０８】
画素電極２０は、第１絶縁層１１の下に形成されており、スルーホール２０Ｓを有する。スルーホール２０Ｓは、透明導電膜の存在しない開口部である。スルーホール２０Ｓは、コンタクトホールＨに対応する位置に設けられている。
図２に示す例では、各画素に２つのコンタクトホールＨ、即ち、左側コンタクトホールＬＨ（Ｈ、第１コンタクトホール）及び右側コンタクトホールＲＨ（Ｈ、第２コンタクトホール）が設けられており、２つのコンタクトホールＨの各々に対応する位置にスルーホール２０Ｓが設けられている。
以下の説明では、左側コンタクトホールＬＨ及び右側コンタクトホールＲＨを、単に、コンタクトホールＨと称することがある。
【０１０９】
スルーホール２０Ｓは、画素電極２０に設けられた内壁２０Ｋの内側領域に相当する。スルーホール２０Ｓの直径Ｄ２０Ｓは、コンタクトホールＨの直径よりも大きい。貫通孔１１Ｈ（コンタクトホールＨの一部）は、スルーホール２０Ｓの内部に設けられている。スルーホール２０Ｓの内部には第１絶縁層１１が充填されており、スルーホール２０Ｓの内壁を埋めている第１絶縁層１１の充填部１１Ｆを貫通するように貫通孔１１Ｈは形成されている。更に、スルーホール２０Ｓの下方の位置においても、貫通孔１１Ｈに連続するように貫通孔１２Ｈ（コンタクトホールＨの一部）が形成されている。なお、画素電極２０に形成されているスルーホール２０Ｓの数は、コンタクトホールＨの数と同じであり、平面視、同じ位置に形成されている。スルーホール２０Ｓの直径Ｄ２０Ｓは、例えば、３μｍから６μｍである。スルーホール２０Ｓの直径は、共通電極１７の幅Ｗ１７Ａより大きくしてもよい。
【０１１０】
共通電極１７は、電極部１７Ａ（導電部）と、導電接続部１７Ｂとを備える。
電極部１７Ａは、第１絶縁層１１の上面１１Ｔに形成されており、Ｚ方向から見て、画素電極２０のスルーホール２０Ｓと重なるように配置されている。電極部１７Ａは、液晶層３００に最も近いアレイ基板２００の面に設けられている。具体的には、液晶層３００とアレイ基板２００との間には配向膜が形成されており、この配向膜の下に第１絶縁層１１が設けられている。
電極部１７Ａの幅Ｗ１７Ａは、例えば、約３μｍであり、導電接続部１７Ｂの上端（電極部１７Ａと導電接続部１７Ｂとの接続部）よりも大きく、スルーホール２０Ｓの直径Ｄ２０Ｓ（例えば、２μｍ）よりも大きく形成してもよい。あるいは、電極部１７Ａの幅Ｗ１７Ａよりも、スルーホール２０Ｓの直径Ｄ２０Ｓが大きくてもよい。スルーホール２０Ｓの直径Ｄ２０Ｓを、例えば、４μｍとすることもできる。電極部１７Ａの中心（Ｚ方向に平行な電極部１７Ａの中心線）から電極部１７Ａの外側に向けた方向（Ｘ方向）において、電極部１７Ａの壁部１７Ｋは、画素電極２０の内壁２０Ｋの位置よりも突出している。
導電接続部１７Ｂは、コンタクトホールＨ（貫通孔１１Ｈ、１２Ｈ）の内部に設けられており、コンタクトホールＨを通じて、コモン配線３０に電気的に接続されている。
第１絶縁層１１及び第２絶縁層１２に上述したコンタクトホールが形成されている状態で、第１絶縁層１１上に成膜工程及びパターニング工程を施すことで、電極部１７Ａ及び導電接続部１７Ｂは、一体的に形成されている。共通電極１７は、画素電極２０と同様に、ＩＴＯ等の透明導電膜で形成されている。
【０１１１】
上述した積層構造においては、電極部１７Ａと画素電極２０との間に第１絶縁層１１が配置され、かつ、コモン配線３０と画素電極２０との間に第２絶縁層１２が配置された状態で、共通電極１７及びコモン配線３０は互いに導通しており、コモン配線３０の電位と共通電極１７の電位とが同じとなっている。
【０１１２】
コモン配線３０（あるいは共通電極１７）の電位は、液晶駆動とタッチセンシング駆動（静電容量の変化の検出）とを交互に行う際に、即ち、時分割で、変えることができる。また、コモン配線３０（あるいは共通電極１７）に付与される信号の周波数は、液晶駆動とタッチセンシング駆動（静電容量の変化の検出）とを交互に行う際に、即ち、時分割で、変えることができる。また、液晶駆動時、かつ、フレーム反転駆動時には、コモン配線３０（あるいは共通電極１７）の電位の極性を、フレーム毎に正極性と負極性とに入れ替えて、例えば、±２．５Ｖの液晶駆動電圧で液晶を駆動することができる。
【０１１３】
液晶駆動をカラム反転駆動やドット反転駆動とする場合、共通電極１７の電位は一定（定電位）としてもよい。この場合の「定電位」とは、例えば、液晶表示装置の筐体等に、高抵抗を介して接地された共通電極１７の電位であって、前記フレーム反転駆動に用いる±２．５Ｖ等の定電位を意味しない。液晶の閾値Ｖｔｈ以下の電圧以下の範囲で、略０Ｖ（ゼロボルト）に固定された定電位である。換言すれば、Ｖｔｈの範囲内であれば、「定電位」は、液晶駆動電圧の中間値からオフセットさせた定電位であってもよい。なお、上記の「高抵抗」とは、５００メガオームから５０テラオームの範囲内から選択可能な抵抗値である。このような抵抗値としては、例えば、代表的に５００ギガオームから５テラオームを採用することができる。液晶駆動方式としてカラム反転駆動やドット反転駆動を採用する場合、コモン配線３０は、例えば、１テラオームの高抵抗を介して接地され、およそ０Ｖ（ゼロボルト）の定電位とすることができる。この場合、コモン配線３０に接続されている共通電極１７もおよそ０Ｖ（ゼロボルト）の定電位となり、蓄積された静電容量のリセットを行うことができる。共通電極１７の電位を定電位とする場合、タッチセンシング時にタッチ駆動電圧はタッチセンシング配線に印加される。共通電極１７の電位を「定電位」とする場合、液晶駆動とタッチ駆動を時分割駆動しなくてもよい。
【０１１４】
なお、液晶表示装置のアクティブ素子（薄膜トランジスタ）のチャネル層を形成する材料として、ＩＧＺＯ等の酸化物半導体を用いる場合、液晶表示装置の画素の焼きつきが生じ易い状態を緩和するため、上述した高抵抗として１テラオームより低い抵抗を用いてもよい。
後述する黒表示時に、上記高抵抗を介してゲート配線やソース配線を接地してもよい。この場合、画素の焼きつきを防ぐことができる。
また、タッチセンシングに関わる時定数を調整する目的で上記高抵抗を調整することができる。ＩＧＺＯ等の酸化物半導体をアクティブ素子のチャネル層に用いる表示装置では、タッチセンシング制御における、上記の種々の工夫が可能となる。以下の記載において、酸化物半導体を単にＩＧＺＯと呼称することがある。
【０１１５】
薄膜トランジスタのチャネル層としてポリシリコン半導体を用いるトランジスタにおいては、リーク電流が大きく、薄膜トランジスタへの映像信号を煩雑に書き直すことが必要となる。この煩雑な信号の書き直しは、例えば、ソース配線から生じるノイズがタッチセンシングに悪影響を与えることが懸念される。ＩＧＺＯなどと呼称される酸化物半導体をチャネル層に用いる薄膜トランジスタは、リーク電流が極めて少なく、メモリー性を備える。換言すれば、酸化物半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタは映像信号を保持できるため、煩雑な信号の書き直しが不要となる。酸化物半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタは、タッチセンシングとの相性が極めて良好である。
【０１１６】
具体的に、チャネル層として酸化物半導体を用いる薄膜トランジスタは、液晶駆動の低周波数駆動として活用できる。例えば、液晶駆動周波数を０．１Ｈｚから３０Ｈｚの低周波数駆動としてもフリッカー（ちらつき）のない表示が可能である。機能デバイスの低周波数駆動は、消費電力を大きく減らすことに寄与する。さらには、液晶層の低周波数によるドット反転駆動と、この低周波数と異なるタッチセンシング駆動を行うことで、高精度のタッチセンシングが可能となる。
【０１１７】
なお、駆動デバイスである薄膜トランジスタを第２導電配線で駆動するために、第２導電配線は少なくとも、薄膜トランジスタに映像信号を送るソース配線であるか、ゲート信号を送るゲート配線とすれば良い。以下の記載において、薄膜トランジスタを、アクティブ素子と記載することがある。
【０１１８】
（アクティブ素子２８）
次に、図４を参照して、画素電極２０に接続されているアクティブ素子２８の構造について説明する。
図４は、トップゲート構造を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の一例を示す。
アクティブ素子２８は、チャネル層２７と、チャネル層２７の一端（第一端、図４におけるチャネル層２７の左端）に接続されたドレイン電極２６と、チャネル層２７の他端（第二端、図４におけるチャネル層２７の右端）に接続されたソース電極２４と、第３絶縁層１３を介してチャネル層２７に対向配置されたゲート電極２５とを備える。図４は、アクティブ素子２８を構成するチャネル層２７、ドレイン電極２６、及びソース電極２４が第４絶縁層１４上に形成されている構造を示しているが、本発明はこのような構造に限定されない。第４絶縁層１４を設けずに、透明基板２２上にアクティブ素子２８を直接形成してもよい。
ソース配線３１には高い頻度で映像信号が供給され、ソース配線３１からノイズが発生し易い。トップゲート構造においては、ノイズ発生源でもあるソース配線３１を、前述したタッチセンシング空間から遠ざけることができるメリットがある。
また、本発明は、トップゲート構造を有する薄膜トランジスタを限定しておらず、ボトムゲート構造を有する薄膜トランジスタを適用してもよい。
【０１１９】
図４に示すソース電極２４とドレイン電極２６は、同じ工程において、同じ構成の導電層で形成される。第１実施形態では、ソース電極２４とドレイン電極２６の構造として、チタン／アルミニウム合金／チタンの３層構成を採用している。ここで、アルミニウム合金は、アルミニウム−ネオジムの合金である。
ゲート電極２５の下部に位置する第３絶縁層１３は、ゲート電極２５と同じ幅を有する絶縁層であってもよい。この場合、例えば、ゲート電極２５をマスクとして用いたドライエッチングを行い、ゲート電極２５の周囲の第３絶縁層１３を除去する。これによって、ゲート電極２５と同じ幅を有する絶縁層を形成することができる。ゲート電極２５をマスクとして用いて絶縁層をドライエッチングにて加工する技術は、一般に自己整合と呼称される。
ゲート電極２５及び第３絶縁層１３が同じ幅を有するように形成することで、寄生容量を低減できる。ゲート電極２５は、ゲート配線１０と同じ工程で、第１導電性金属酸化物層／銅合金層／第２導電性金属酸化物層の３層構成（導電配線）で形成されている。
【０１２０】
チャネル層２７の材料としては、例えば、ＩＧＺＯと呼称される酸化物半導体を用いることができる。チャネル層２７の材料としては、ガリウム、インジウム、亜鉛、錫、アルミニウム、ゲルマニウム、アンチモン、ビスマス、セリウムのうちの２種以上の金属酸化物を含む酸化物半導体を用いることができる。本実施形態では、酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛を含む酸化物半導体を用いている。酸化物半導体で形成されるチャネル層２７の材料は、単結晶、多結晶、微結晶、微結晶とアモルファスとの混合体、或いは、アモルファスのいずれでもよい。酸化物半導体の膜厚としては、２ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内の膜厚とすることができる。なお、チャネル層２７は、ポリシリコン半導体で形成してもよい。
【０１２１】
酸化物半導体もしくはポリシリコン半導体を、例えば、ｐ／ｎ接合をもつ相補型のトランジスタの構成に用いることができ、あるいは、ｎ型接合のみを有する単チャネル型トランジスタの構成にて用いることができる。酸化物半導体の積層構成として、例えば、ｎ型酸化物半導体と、このｎ型の酸化物半導体と電気的特性が異なるｎ型酸化物半導体とが積層された積層構成が採用されてもよい。積層されるｎ型酸化物半導体は、複数層で構成されてもよい。積層されるｎ型酸化物半導体においては、下地のｎ型半導体のバンドギャップを、上層に位置するｎ型半導体のバンドギャップとは異ならせることができる。
【０１２２】
チャネル層の上面が、例えば、異なる酸化物半導体で覆われた構成を採用してもよい。あるいは、例えば、結晶性のｎ型酸化物半導体上に、微結晶の（非晶質に近い）酸化物半導体が積層された積層構成を採用してもよい。ここで微結晶とは、例えば、スパッタリング装置にて成膜された非晶質の酸化物半導体を、１８０℃以上４５０℃以下の範囲で熱処理した微結晶状の酸化物半導体膜を言う。あるいは、成膜時の基板温度を２００℃前後に設定した状態で成膜された微結晶状の酸化物半導体膜を言う。微結晶状の酸化物半導体膜は、ＴＥＭなどの観察方法により、少なくとも１ｎｍから３ｎｍ前後、或いは、３ｎｍより大きい結晶粒を観察することができる酸化物半導体膜である。
【０１２３】
酸化物半導体は、非晶質から結晶質に変化させることで、キャリア移動度の改善や信頼性の向上を実現することができる。酸化インジウムや酸化ガリウムの酸化物としての融点は高い。酸化アンチモンや酸化ビスマスの融点はいずれも１０００℃以下で、酸化物の融点が低い。例えば、酸化インジウムと酸化ガリウムと酸化アンチモンの３元系複合酸化物を採用した場合、融点の低い酸化アンチモンの効果で、この複合酸化物の結晶化温度を低くすることができる。換言すれば、非晶質状態から、微結晶状態などに結晶化させ易い酸化物半導体を提供できる。
【０１２４】
半導体の積層構成として、ｎ型のポリシリコン半導体上に、ｎ型の酸化物半導体を積層してもよい。このポリシリコン半導体を下地層として用いる積層構造を得る方法としては、レーザーアニールによるポリシリコン結晶化工程の後、真空状態を維持したまま、酸化物半導体をスパッタリングなどで成膜することが好ましい。この方法に適用される酸化物半導体としては、後工程のウエットエッチングにおいて易溶性が求められることから、酸化亜鉛リッチな複合酸化物を用いることができる。例えば、スパッタリングに用いるターゲットの金属元素の原子比としては、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：２：２を例示することができる。この積層構成において、ポリシリコンのチャネル層上のみ、酸化物半導体を積層しない（例えば、ウエットエッチングで除去する）構成を採用してもよい。ここで、Ｚｎ（亜鉛）は、Ｓｂ（アンチモン）あるいはＢｉ（ビスマス）に置き換えることができる。
【０１２５】
さらに、同一画素にｎ型酸化物半導体のチャネル層を有する薄膜トランジスタ（アクティブ素子）と、ｎ型シリコン半導体のチャネル層を有する薄膜トランジスタ（アクティブ素子）を１つずつ配設し、薄膜トランジスタの各々のチャネル層の特性を活かすように、液晶層やＯＬＥＤといった表示機能層を駆動することもできる。表示機能層として液晶層やＯＬＥＤを用いる場合、表示機能層に電圧（電流）を印加する駆動トランジスタとしてｎ型のポリシリコン薄膜トランジスタを採用し、このポリシリンコン薄膜トランジスタに信号を送るスイッチングトランジスタとしてｎ型酸化物半導体の薄膜トランジスタを採用することができる。
【０１２６】
ドレイン電極２６及びソース電極２４（ソース配線３１）の各々としては、同じ構造を採用することができる。例えば、多層の導電層をドレイン電極２６及びソース電極２４に用いることができる。例えば、アルミニウム、銅、或いはこれらの合金層を、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、導電性の金属酸化物層等で挟持する電極構造を採用することができる。第４絶縁層１４上に、先にドレイン電極２６及びソース電極２４を形成し、これら２つの電極に積層するようにチャネル層２７を形成してもよい。トランジスタの構造は、ダブルゲート構造等のマルチゲート構造であってよい。あるいは、アレイ基板内におけるトランジスタの構造として、チャネル層の上下に電極が配置されたデュアルゲート構造であってもよい。
【０１２７】
半導体層あるいはチャネル層は、その厚み方向に移動度や電子濃度を調整してもよい。半導体層あるいはチャネル層は、異なる酸化物半導体が積層された積層構造であってもよい。ソース電極とドレイン電極の最小の間隔によって決定されるトランジスタのチャネル長は、１０ｎｍ以上１０μｍ以下、例えば、２０ｎｍから０．５μｍとすることができる。
【０１２８】
第３絶縁層１３は、ゲート絶縁層として機能する。このような絶縁層材料としては、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、酸化ハフニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、あるいはこれら材料を混合して得られた絶縁層等が採用される。酸化セリウムは、誘電率が高く、かつ、セリウムと酸素原子の結びつきが強固である。このため、ゲート絶縁層を、酸化セリウムを含む複合酸化物とすることは好ましい。複合酸化物を構成する酸化物の１つとして酸化セリウムを採用した場合にも、非晶質状態であっても高い誘電率を保持し易い。酸化セリウムは、酸化力を備えている。ゲート絶縁層は、例えば、ゲート絶縁層は、酸化セリウムを含む酸化物、あるいは、酸化セリウムを含む酸窒化物である。
【０１２９】
酸化セリウムは酸素の貯蔵と放出を行うことが可能である。このため、酸化物半導体と酸化セリウムとが接触する構造で、酸化セリウムから酸化物半導体へ酸素を供給し、酸化物半導体の酸素欠損を避けることができ、安定した酸化物半導体（チャネル層）を実現することができる。ＳｉＮなどの窒化物をゲート絶縁層に用いる構成では、上記のような作用が発現しない。また、ゲート絶縁層の材料は、セリウムシリケート（ＣｅＳｉＯｘ）に代表されるランタノイド金属シリケートを含んでもよい。あるいは、ランタンセリウム複合酸化物、ランタンセリウムシリケート、さらにはセリウム酸化窒化物を含んでもよい。
【０１３０】
このため、酸化物半導体と酸化セリウムとが接触する構造で、酸化物半導体の酸素欠損を避けることができ、安定した酸化物を実現することができる。窒化物をゲート絶縁層に用いる構成では、上記のような作用が発現しない。また、ゲート絶縁層の材料は、セリウムシリケート（ＣｅＳｉＯｘ）に代表されるランタノイド金属シリケートを含んでもよい。
【０１３１】
第３絶縁層１３の構造としては、単層膜、混合膜、或いは多層膜であってもよい。混合膜や多層膜の場合、上記絶縁膜材料から選択された材料によって混合膜や多層膜を形成することができる。第３絶縁層１３の膜厚は、例えば、２ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内から選択可能な膜厚である。チャネル層２７を酸化物半導体で形成する場合、酸素が多く含まれる状態（成膜雰囲気）で、チャネル層２７と接触する第３絶縁層１３の界面を形成することができる。
【０１３２】
薄膜トランジスタの製造工程において、トップゲート構造を有する薄膜トランジスタでは、酸化物半導体を形成した後、酸素を含む導入ガスの中で、酸化セリウムを含むゲート絶縁層を形成することができる。このとき、ゲート絶縁層の下に位置する酸化物半導体の表面を酸化させることができ、かつ、その表面の酸化度合いを調整することができる。ボトムゲート構造を有する薄膜トランジスタでは、ゲート絶縁層の形成工程が酸化物半導体の工程より先に行われるため、酸化物半導体の表面の酸化度合いを調整することが若干難しい。トップゲート構造を有する薄膜トランジスタにおいては、酸化物半導体の表面の酸化をボトムゲート構造の場合よりも促進させることができ、酸化物半導体の酸素欠損が生じにくい。
【０１３３】
第１絶縁層１１、第２絶縁層１２、第３絶縁層１３、及び酸化物半導体の下地の絶縁層（第４絶縁層１４）を含む複数の絶縁層は、無機絶縁材料または有機絶縁材料を用いて形成することができる。絶縁層の材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムを用いることができ、絶縁層の構造としては、上記材料を含む単層や複数層を用いることができる。異なる絶縁材料で形成された複数の層が積層された構成であってもよい。絶縁層の上面を平坦化する効果を得るため、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂等を一部の絶縁層に用いてもよい。低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）を用いることもできる。
【０１３４】
チャネル層２７の上には、第３絶縁層１３を介して、ゲート電極２５が配設される。ゲート電極２５（ゲート配線１０）は、共通電極１７やコモン配線３０と同じ材料を用いて、同じ層構成を有するように、同じ工程で形成することができる。また、ゲート電極２５は、上述したドレイン電極２６及びソース電極２４と同じ材料を用いて、同じ層構造を有するように形成してもよい。ゲート電極２５の構造としては、銅層或いは銅合金層が導電性金属酸化物で挟持された構成を採用することができる。
【０１３５】
ゲート電極２５の端部に露出する金属層の表面を、インジウムを含む複合酸化物で覆うこともできる。あるいは、窒化珪素や窒化モリブデン等の窒化物でゲート電極２５の端部（断面）を含むようゲート電極２５全体を覆ってもよい。あるいは、上述したゲート絶縁層と同じ組成を有する絶縁膜を５０ｎｍより厚い膜厚で積層してもよい。
【０１３６】
ゲート電極２５の形成方法として、ゲート電極２５の形成に先立って、アクティブ素子２８のチャネル層２７の直上に位置する第３絶縁層１３のみにドライエッチング等を施し、第３絶縁層１３の厚さを薄くすることもできる。
第３絶縁層１３と接触するゲート電極２５の界面に、電気的性質の異なる酸化物半導体を更に挿入してもよい。あるいは、第３絶縁層１３を酸化セリウムや酸化ガリウムを少なくとも含む絶縁性の金属酸化物層で形成してもよい。
【０１３７】
また、チャネル層２７の下部には、遮光膜を形成してもよい。遮光膜の材料としては、モリブデン、タングステン、チタン、クロム等の高融点金属を用いることができる。
ゲート配線１０は、アクティブ素子２８と電気的に連携されている。具体的に、ゲート配線１０に接続されているゲート電極２５とアクティブ素子２８のチャネル層２７とは、第３絶縁層１３を介して対向している。映像信号制御部１２１からゲート電極２５に供給される走査信号に応じてアクティブ素子２８においてスイッチング駆動が行われる。
【０１３８】
ソース配線３１に供給される映像信号に起因するノイズがコモン配線３０に乗ることを抑制するために、第３絶縁層１３を厚くする必要がある。その一方、第３絶縁層１３は、ゲート電極２５とチャネル層２７との間に位置するゲート絶縁層としての機能を有しており、アクティブ素子２８のスイッチング特性を考慮した適切な膜厚が要求される。このように相反する２つの機能を実現するために、コモン配線３０とソース配線３１との間における第３絶縁層１３の膜厚を大きく維持したまま、チャネル層２７の直上に位置する第３絶縁層１３の厚さを薄くすることで、ソース配線に供給される映像信号に起因するノイズがコモン配線３０に乗ることを抑制することができるとともに、アクティブ素子２８において所望のスイッチング特性を実現することができる。
また、チャネル層２７の下部には、遮光膜を形成してもよい。遮光膜の材料としては、モリブデン、タングステン、チタン、クロム等の高融点金属を用いることができる。
【０１３９】
ゲート配線１０は、アクティブ素子２８と電気的に連携されている。具体的に、ゲート配線１０に接続されているゲート電極２５とアクティブ素子２８のチャネル層２７とは、第３絶縁層１３を介して対向している。映像信号制御部１２１からゲート電極２５に供給される走査信号に応じてアクティブ素子２８においてスイッチング駆動が行われる。
【０１４０】
ソース配線３１には、映像信号制御部１２１から映像信号としての電圧が付与される。ソース配線３１には、例えば、±２．５Ｖから±５Ｖの正あるいは負の電圧の映像信号が付与される。共通電極１７に印加される電圧としては、例えば、フレーム反転毎に変化する±２．５Ｖの範囲とすることができる。また、共通電極１７の電位を、液晶駆動の閾値Ｖｔｈ以下から０Ｖの範囲の定電位としてもよい。この共通電極を後述する定電位駆動に適用する場合、チャネル層２７に酸化物半導体を用いることが望ましい。酸化物半導体で構成されたチャネル層の電気的な耐電圧は高く、酸化物半導体を用いたトランジスタにより、±５Ｖのレンジを越えた高い駆動電圧を電極部１７Ａに印加し、液晶の応答を高速化することが可能である。液晶駆動には、フレーム反転駆動、カラム反転（垂直ライン）反転駆動、水平ライン反転駆動、ドット反転駆動など種々の駆動方法を適用することができる。
【０１４１】
ゲート電極２５の構成の一部に銅合金を採用する場合、銅に対し０．１ａｔ％以上４ａｔ％以下の範囲内の金属元素或いは半金属元素を添加することができる。このように元素を銅に添加することによって、銅のマイグレーションを抑制することができるという効果が得られる。特に、銅層の結晶（グレイン）内で銅原子の一部と置換することによって銅の格子位置に配置できる元素と、銅層の結晶粒界に析出して銅の結晶粒界近傍の銅原子の動きを抑制する元素とを共に銅に添加することが好ましい。或いは、銅原子の動きを抑制するためには銅原子より重い（原子量の大きな）元素を銅に添加することが好ましい。加えて、銅に対し０．１ａｔ％から４ａｔ％の範囲内の添加量で、銅の導電率が低下しにくい添加元素を選択することが好ましい。さらに、スパッタリング等の真空成膜を考慮すると、スパッタリング等の成膜レートが銅に近い元素が好ましい。上述したように元素を銅に添加する技術は、仮に、銅を銀やアルミニウムに置き換えた場合にも適用することができる。換言すれば、銅合金に代えて、銀合金やアルミニウム合金を用いてもよい。
【０１４２】
銅層の結晶（グレイン）内で銅原子の一部と置き換わって銅の格子位置に配置できる元素を銅に添加することは、言い換えると、常温付近で銅と固溶体を形成する金属や半金属を銅に添加することである。銅と固溶体を形成し易い金属は、マンガン、ニッケル、亜鉛、パラジウム、ガリウム、金（Ａｕ）等が挙げられる。銅層の結晶粒界に析出して銅の結晶粒界近傍の銅原子の動きを抑制する元素を銅に添加することは、言い換えると、常温付近で銅と固溶体を形成しない金属や半金属を添加することである。銅と固溶体を形成しない或いは銅と固溶体を形成しにくい金属や半金属には種々の材料が挙げられる。例えば、チタン、ジルコニウム、モリブデン、タングステン等の高融点金属、シリコン、ゲルマニウム、アンチモン、ビスマス等の半金属と呼称される元素等を挙げることができる。
銅は、マイグレーションの観点で信頼性面に問題がある。上記の金属や半金属を銅に添加することで信頼性面を補うことができる。銅に対し上記金属や半金属を０．１ａｔ％以上添加することでマイグレーションを抑制する効果が得られる。しかし、銅に対し上記金属や半金属を４ａｔ％を超えて添加する場合では、銅の導電率の悪化が著しくなり、銅或いは銅合金を選定するメリットが得られない。
【０１４３】
上記導電性金属酸化物としては、例えば、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化アンチモンから２以上選択される複合酸化物（混合酸化物）を採用することができる。この複合酸化物には、さらに、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ゲルマニウムを少量、添加してもよい。酸化インジウムと酸化錫の複合酸化物は、ＩＴＯと呼称される低抵抗の透明導電膜として一般的である。酸化インジウム、酸化亜鉛、及び酸化錫の三元系の複合酸化物を用いる場合、酸化亜鉛及び酸化錫の混合割合を調整することで、ウエットエッチングにおけるエッチングレートを調整することができる。酸化インジウム、酸化亜鉛、及び酸化錫の三元系の複合酸化物によって合金層が挟持された３層構成においては、複合酸化物のエッチングレートと銅合金層のエッチングレートと調整することができ、これら３層のパターン幅を略等しくすることができる。
【０１４４】
一般に、階調表示を行うために、階調表示に応じた種々の電圧がソース配線に印加され、かつ、種々のタイミングで映像信号がソース配線に付与される。このような映像信号に起因するノイズは、共通電極１７に乗り易く、タッチセンシングの検出精度を低下させる恐れがある。そこで、図４に示すように、ソース配線３１と、タッチセンシング配線３との距離Ｗ２を大きくする構造を採用することで、ノイズを低減することができるという効果が得られる。
【０１４５】
本実施形態においては、アクティブ素子２８としては、トップゲート構造を有するトランジスタが採用されている。トップゲート構造に代えて、ボトムゲート構造を有するトランジスタが採用されてもよいが、トップゲート構造のトランジスタを採用する場合では、Ｚ方向におけるソース配線３１の位置をタッチセンシング配線３から離間させることができる。換言すれば、トップゲート構造を有するトランジスタの場合、タッチセンシング配線３と共通電極１７との間に静電容量が生成される空間から、ソース配線を離間することができる。このように静電容量が生成される空間からソース配線を離間させることで、タッチセンシング配線３と共通電極１７との間で検出されるタッチ信号へのノイズの影響、即ち、ソース配線から生じる種々の映像信号に起因するノイズがタッチ信号に与える影響を低減することができる。
【０１４６】
本実施形態においては、タッチセンシング配線３と共通電極１７との間の物理的な空間にソース配線３１や画素電極２０を含まないことが重要である。以下の説明において、タッチセンシング配線３と共通電極１７との間の物理的な空間をタッチセンシング空間と呼称することがある。また、ゲート配線１０とコモン配線３０（導電配線）との距離と、上述した距離Ｗ２とを合わせて考慮されたタッチセンシング空間を形成することが望ましい。この場合、ゲート配線１０に供給されるゲート信号に起因するノイズがコモン配線３０に与える影響を緩和できる。
【０１４７】
（タッチセンシング駆動）
図６及び図７は、本発明の第１実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１において、タッチセンシング配線３がタッチ駆動電極として機能し、かつ、共通電極１７がタッチ検出電極として機能した場合の構造を示している。
図６及び図７に示す構造に基づいて、以下の説明を行う。
なお、上述したように、タッチ駆動電極とタッチ検出電極の役割を入れ替えることができる。
【０１４８】
図６は、タッチセンシング配線と共通電極との間に電界が生成された状態を示す模式断面図であり、図７は、指等のポインタが表示装置基板１００の観察者側の表面に接触或いは近接した時の電界の生成状態の変化を示す断面図である。
図６及び図７においては、タッチセンシング配線３と共通電極１７を用いたタッチセンシング技術を説明する。図６及び図７は、タッチセンシング駆動を分かり易く説明するため、アレイ基板２００を構成する第１絶縁層１１及び共通電極１７と、表示装置基板１００とを示しており、その他の構成は、省略している。
【０１４９】
図６及び図７に示すように、液晶層３００の厚さ方向に対して傾斜する斜め方向において、タッチセンシング配線３と共通電極１７とが互いに向かい合っている。このため、斜め方向の電界が生成される状態の変化に対して検出信号のコントラストを容易に向上することが可能であり、タッチセンシングのＳ／Ｎ比を高くすることができるという効果（Ｓ／Ｎ比の改善効果）が得られる。更に、このように斜め方向にタッチセンシング配線３と共通電極１７とが互いに向かい合う配置においては、平面視においてタッチセンシング配線３と共通電極１７とが重なる重畳部が形成されないため、寄生容量を大きく減らすことができる。また、タッチ検出電極とタッチ駆動電極が、厚みの上下方向で重なりあう構成では、タッチ検出電極及びタッチ駆動電極が互いに重なる部分における静電容量が変化し難いため、タッチセンシングのＳ／Ｎ比にコントラストを与え難い。例えば、タッチ検出電極とタッチ駆動電極とが同一面上の平行な位置関係にある場合は、指等のポインタの位置によって静電容量が不均一に変化し易くなり、誤検出及び解像度の低下の恐れがある。
本発明の実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１においては、図２、図３Ａ、及び図３Ｂに示すように、共通電極１７は、検出電極として機能し、長さＥＬを有する。この共通電極１７は、駆動電極として機能するタッチセンシング配線３と、平面視、平行であり、長さＥＬを有する共通電極１７により、静電容量を十分かつ均一に確保することができる。
【０１５０】
図６は、タッチセンシング配線３をタッチ駆動電極として機能させ、共通電極１７をタッチ検出電極として機能させた場合の、静電容量の発生状況を模式的に示している。タッチセンシング配線３には、所定周波数でパルス状の書き込み信号が供給される。この書き込み信号の供給は、液晶駆動とタッチ駆動との時分割で行ってもよい。書き込み信号によって、接地されている共通電極１７とタッチセンシング配線３との間に、電気力線３３（矢印）で示される静電容量が維持される。
【０１５１】
図７に示すように、指等のポインタが表示装置基板１００の観察者側の表面に接触或いは近接すると、共通電極１７とタッチセンシング配線３との間の静電容量が変化し、この静電容量の変化により、指等のポインタのタッチの有無が検出される。
図６及び図７に示されるように、タッチセンシング配線３と共通電極１７との間には、液晶駆動に関わる電極や配線は設けられていない。更に、図４に示されるようにソース配線３１が、タッチセンシング配線３及び共通電極１７（タッチ駆動配線及びタッチ検出配線）から離れている。このため、液晶駆動に関わるノイズを拾いにくい構造が実現されている。
【０１５２】
例えば、平面視において、複数のタッチセンシング配線３は、第１方向（例えば、Ｙ方向）に延在するとともに、第２方向（例えば、Ｘ方向）に並べて配設されている。複数のコモン配線３０（導電配線）は、Ｚ方向においてアレイ基板２００の内部における画素電極２０よりも下方に位置し、第２方向（例えば、Ｘ方向）に延在し、第１方向（例えば、Ｙ方向）に並んでいる。共通電極１７は、コモン配線３０と電気的に接続されており、共通電極１７とタッチセンシング配線３との間の静電容量の変化をタッチ有無の検出に用いる。
【０１５３】
本実施形態に係る表示装置ＤＳＰ１において、タッチセンシング配線３と共通電極１７との間に、例えば、５００Ｈｚ以上５００ＫＨｚ以下の周波数で矩形波状のパルス信号が印加される。通常、このパルス信号の印加によって、検出電極である共通電極１７は一定の出力波形を維持する。指等のポインタが表示装置基板１００の観察者側の表面に接触或いは近接すると、その部位の共通電極１７の出力波形に変化が現れ、タッチの有無が判断される。指等のポインタの表示面までの距離は、ポインタの近接から接触するまでの時間（通常、数百μｓｅｃ以上数ｍｓｅｃ以下）や、その時間内にカウントされる出力パルス数等で測定できる。タッチ検出信号の積分値をとることで安定したタッチ検出を行うことができる。
【０１５４】
タッチセンシング配線３及びコモン配線３０（或いは導電配線に接続された共通電極）の全てをタッチセンシングに用いなくてもよい。間引き駆動を行ってもよい。次に、タッチセンシング配線３を間引き駆動させる場合について説明する。まず、全てのタッチセンシング配線３を複数のグループに区分する。グループの数は、全てのタッチセンシング配線３の数より少ない。一つのグループを構成する配線数が、例えば、６本であるとする。ここで、全ての配線（配線数は６本）のうち、例えば、２本の配線を選択する（全ての配線の本数よりも少ない本数、２本＜６本）。一つのグループにおいては、選択された２本の配線を用いてタッチセンシングが行われ、残りの４本の配線における電位がフローティング電位に設定される。表示装置ＤＳＰ１は、複数のグループを有することから、上記のように配線の機能が定義されているグループ毎にタッチセンシングを行うことができる。同様に、コモン配線３０においても、間引き駆動を行ってもよい。
タッチに用いられるポインタが、指である場合とペンである場合とは、接触あるいは近接するポインタの面積や容量が異なる。こうしたポインタの大ききによって、間引く配線の本数を調整できる。ペンや針先など先端が細いポインタでは、配線の間引き本数を減らして高密度のタッチセンシング配線のマトリクスを用いることができる。指紋認証時も高密度のタッチセンシング配線のマトリクスを用いることができる。
【０１５５】
このようにグループ毎にタッチセンシング駆動を行うことで、走査或いは検出に用いられる配線数が減るため、タッチセンシング速度を上げることができる。さらに、上記の例では、一つのグループを構成する配線数が６本であったが、例えば、１０以上の配線数で一つのグループを形成し、一つのグループにおいて選択された２本の配線を用いてタッチセンシングを行ってもよい。即ち、間引かれる配線の数（フローティング電位となる配線の数）を増やし、これによってタッチセンシングに用いられる選択配線の密度（全配線数に対する選択配線の密度）を低下させ、選択配線によって走査或いは検出を行うことで、消費電力の削減やタッチ検出精度の向上に寄与する。逆に、間引かれる配線の数を減らし、タッチセンシングに用いられる選択配線の密度を高くし、選択配線によって走査或いは検出を行うことで、例えば、指紋認証やタッチペンによる入力に活用できる。こうしたタッチセンシングの間、ソース配線３１やゲート配線１０を、接地あるいはオープン（フローティング）として、これら配線に起因する寄生容量を減らすことができる。
【０１５６】
タッチセンシング駆動と液晶駆動を時分割で行うこともできる。要求されるタッチ入力の速さに合わせてタッチ駆動の周波数を調整してもよい。タッチ駆動周波数は、液晶駆動周波数より高い周波数を採用することができる。指等のポインタが表示装置基板１００の観察者側の表面に接触或いは近接するタイミングは不定期であり、かつ、短時間であることから、タッチ駆動周波数は高いことが望ましい。
【０１５７】
タッチ駆動周波数と液晶駆動周波数とを異ならせる方法は、いくつか挙げられる。例えば、ノーマリオフの液晶駆動にて、黒表示（オフ）のときにバックライトもオフとし、この黒表示の期間（液晶表示に影響のない期間）にタッチセンシングを行ってもよい。この場合、タッチ駆動の周波数を種々、選択できる。
また、負の誘電率異方性を有する液晶を用いる場合でも、液晶駆動周波数とは異なるタッチ駆動周波数を選択し易い。換言すれば、図６及び図７に示すようにタッチセンシング配線３から共通電極１７に向けて生じる電気力線３３は、液晶層３００の斜め方向或いは厚み方向に作用するが、負の誘電率異方性を有する液晶を用いれば、この電気力線３３の方向に液晶分子が立ち上がらないため、表示品質に対する影響が少なくなる。
さらには、タッチセンシング配線３やコモン配線３０の配線抵抗を下げて、抵抗の低下に伴ってタッチ駆動電圧を下げる場合も、液晶駆動周波数とは異なるタッチ駆動周波数を容易に設定できる。タッチセンシング配線３やコモン配線３０を構成する金属層に銅や銀等の導電率の良好な金属、合金を用いることで、低い配線抵抗が得られる。
【０１５８】
３Ｄ（立体映像）表示を行う表示装置の場合、通常の２次元画像の表示に加え、３次元的に手前の画像や奥にある画像を表示するために複数の映像信号（例えば、右目用の映像信号と左目用の映像信号）が必要となる。このため、液晶駆動の周波数に関し、例えば、２４０Ｈｚ或いは４８０Ｈｚ等の高速駆動及び多くの映像信号が必要となる。このとき、タッチ駆動の周波数を液晶駆動の周波数とは異ならせることによって得られるメリットは大きい。例えば、本実施形態により３Ｄ表示のゲーム機器において、高速及び高精度のタッチセンシングが可能となる。本実施形態では、ゲーム機器や現金自動支払機等の指等のタッチ入力頻度の高いディスプレイにおいても特に有用である。
【０１５９】
動画表示を典型として、画素の映像信号による書き換え動作は頻繁に行われる。これら映像信号に付随するノイズはソース配線から派生するため、本発明の実施形態のようにソース配線３１の厚み方向（Ｚ方向）の位置をタッチセンシング配線３遠ざけることは好ましい。本発明の実施形態によれば、タッチ駆動信号は、ソース配線３１から遠い位置にあるタッチセンシング配線３に印加されるため、タッチ駆動信号が印加される配線がアレイ基板に設けられた構造を開示する特許文献６よりも、ノイズの影響が少なくなる。
【０１６０】
一般に、液晶駆動の周波数は、６０Ｈｚ、或いは、この周波数の整数倍の駆動周波数である。通常、タッチセンシング部位は、液晶駆動の周波数に伴うノイズの影響を受ける。さらに、通常の家庭電源は、５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚの交流電源であり、こうした外部電源で動作する電気機器から生じるノイズを、タッチセンシング部位が拾い易い。従って、タッチ駆動の周波数として、５０Ｈｚや６０Ｈｚの周波数とは異なる周波数、或いは、これら周波数の整数倍から若干シフトさせた周波数を採用することで、液晶駆動や外部の電子機器から生じるノイズの影響を大きく低減することができる。或いは、時間軸で、液晶駆動信号の印加タイミングからタッチセンシング駆動信号の印加タイミングをシフトさせてもよい。シフト量は、若干量でよく、例えば、ノイズ周波数から±３％〜±１７％のシフト量でよい。この場合、ノイズ周波数に対する干渉を低減することができる。例えば、タッチ駆動の周波数は、例えば、５００Ｈｚ〜５００ＫＨｚの範囲から、上記液晶駆動周波数や電源周波数と干渉しない異なる周波数を選択することができる。液晶駆動周波数や電源周波数と干渉しない異なる周波数をタッチ駆動の周波数として選択することで、例えば、カラム反転駆動でのカップリングノイズ等のノイズの影響を軽減することができる。
また、タッチセンシング駆動において、駆動電圧を、タッチセンシング配線３の全てに供給するのでなく、上述したように間引き駆動によってタッチ位置検出を行うことで、タッチセンシングでの消費電力を低減できる。
【０１６１】
間引き駆動において、タッチセンシングに用いられない配線、即ち、フローティングパターンを有する配線については、スイッチング素子により、検出電極や駆動電極に切り替えて高精細なタッチセンシングを行ってもよい。或いは、フローティングパターンを有する配線は、グランド（筐体に接地）と電気的に接続するように切り替えることもできる。タッチセンシングのＳ／Ｎ比を改善するため、タッチセンシングの信号検出時にＴＦＴ等のアクティブ素子の信号配線を一時、グランド（筐体等）に接地してもよい。
【０１６２】
また、タッチセンシング制御で検出する静電容量のリセットに時間を要するタッチセンシング配線、即ち、タッチセンシングでの時定数（容量と抵抗値の積）が大きいタッチセンシング配線では、例えば、奇数行のタッチセンシング配線と偶数行のタッチセンシング配線とを交互にセンシングに利用し、時定数の大きさを調整した駆動を行ってもよい。複数のタッチセンシング配線をグルーピングして駆動や検出を行ってもよい。複数のタッチセンシング配線のグルーピングは、線順次とせず、そのグループ単位でセルフ検出方式とも呼称される、一括検出の手法をとってもよい。グループ単位での、並列駆動を行ってもよい。或いは寄生容量等のノイズキャンセルのため、互いに近接又は隣接するタッチセンシング配線の検出信号の差をとる差分検出方式を採用してもよい。
【０１６３】
上述した第１実施形態によれば、銅の拡散や銅のマイグレーションの発生を防止することができ、電気的実装における信頼性を向上できる。また、導電配線やタッチセンシング配線の構成材料として、上述した銅合金を用いたことで、安定したタッチセンシングが可能であり、タッチセンシング感度の高く、良好な応答性が得られる。特に、Ｓ／Ｎ比の高い、高解像度で、かつ、高速なタッチ入力に応えられる表示装置ＤＳＰ１を提供することができる。更に、チャネル層として酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタを採用することで、低消費電力でフリッカーの少なく、かつ、タッチセンシング機能を備えた表示装置ＤＳＰ１を実現することができる。
【０１６４】
（第１実施形態の変形例１）
図３Ａに示す表示装置ＤＳＰ１において、カラーフィルタ５１が設けられた構造が用いられている。本実施形態では、カラーフィルタが省略されてもよい。カラーフィルタ５１が省略された構造では、例えば、透明基板２１上に設けられたタッチセンシング配線３と、タッチセンシング配線３を覆うように形成された透明樹脂層１６とを備えた構造としてもよい。
【０１６５】
カラーフィルタ５１を含まない表示装置においては、赤色発光、緑色発光、及び青色発光の各々のＬＥＤをバックライトユニットに設け、フィールドシーケンシャルの手法でカラー表示を行う。図３Ａに示す透明基板２１上に設けられたタッチセンシング配線３の層構成は、アレイ基板２００に形成されるコモン配線３０（導電配線）の層構成やゲート電極２５（ゲート配線１０）の層構成に採用することができる。
図３Ａに示す表示装置ＤＳＰ１において、表示装置基板１００（第１基板）の透明基板２１とタッチセンシング配線３との界面に、黒色層８や反射防止膜を形成することができる。黒色層８は、例えば、樹脂にカーボン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、或いは、複数の有機顔料の混合物を分散して形成できる。この場合も、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
【０１６６】
（第１実施形態の変形例２）
また、本発明は、タッチセンシング機能を有していない表示装置にも適用可能である。この場合、図３Ａに示す表示装置ＤＳＰ１からタッチセンシング配線３が除かれた構造が採用される。換言すると、第１基板には導電配線を設けず、第２基板であるアレイ基板２００に導電配線が設けられた構造が採用される。
【０１６７】
（第２実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態においては、第１実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
図８は、本発明の第２実施形態に係る表示装置ＤＳＰ２を部分的に示す断面図である。図９は、本発明の第２実施形態に係るアレイ基板５００を部分的に示す断面図である。
【０１６８】
表示装置ＤＳＰ２においては、機能デバイスとして有機ＥＬ層が採用されており、駆動デバイスとして薄膜トランジスタ（アクティブ素子）が採用されている。薄膜トランジスタは、酸化物半導体で構成されたチャネル層５８を有する。
【０１６９】
第２実施形態の表示装置ＤＳＰ２を構成する表示装置基板４００（第１基板）は、第１面ＭＦと、第１面ＭＦとは反対側の第２面ＭＳとを有する透明基板４４（基板本体）を備える。第１面ＭＦには、観察方向ＯＢにおいて、順に、第１タッチセンシング配線３（導電配線、第１導電配線）と、第２タッチセンシング配線２（導電配線、第３導電配線）とが形成されている。即ち、第２タッチセンシング配線２は、第１タッチセンシング配線３とアレイ基板５００（第２基板）との間に位置している。第２タッチセンシング配線２及び第１面ＭＦは、第２透明樹脂層１０５で覆われている。
第１タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線２との間には、第１タッチセンシング配線３を覆うように絶縁層Ｉ（タッチ配線絶縁層）が設けられており、第１タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線２とは、絶縁層Ｉによって互いに電気的に絶縁されている。
図８に示す構造では、第１透明樹脂層１０８と第２透明樹脂層１０５とが貼り合わされている。具体的に、透湿性の低い第１透明樹脂層１０８を介して、有機ＥＬである発光層９２を備えるアレイ基板５００と、第１タッチセンシング配線３及び第２タッチセンシング配線２を具備する表示装置基板４００と、が貼り合わされている。即ち、発光層９２（機能デバイス）は、表示装置基板４００と対向する前記アレイ基板５００の面に設けられている。
【０１７０】
第２実施形態の第１タッチセンシング配線３は、第１実施形態のタッチセンシング配線３に対応しており、第１実施形態と同様の構成を有しており、即ち、黒色層と、黒色層上に設けられた金属積層構造を有する。平面視において、透明基板４４上に設けられたブラックマトリクス（黒色層）に対応する位置に第１タッチセンシング配線３が設けられている。第１タッチセンシング配線３は、第１導電性金属酸化物層６と第２導電性金属酸化物層４とによって銅合金層５が挟持された構成を有する。
【０１７１】
平面視（観察方向ＯＢから見て）、第２タッチセンシング配線２は、第１タッチセンシング配線３が延在する方向に対して直交する方向に延在している。第２タッチセンシング配線２は、絶縁層Ｉ上に設けられている。第２タッチセンシング配線２は、第１実施形態のタッチセンシング配線３と同様の構成を有しており、即ち、黒色層と、黒色層上に設けられた金属積層構造を有する。平面視において、絶縁層Ｉ上に設けられたブラックマトリクス（黒色層）に対応する位置に第２タッチセンシング配線２が設けられている。第２タッチセンシング配線２は、第１導電性金属酸化物層６と第２導電性金属酸化物層４とによって銅合金層５が挟持された構成を有する。
【０１７２】
第１タッチセンシング配線３及び第２タッチセンシング配線２は、タッチセンシング制御部１２２に接続されており、タッチセンシング制御部１２２は、第１タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線２との間に生じる静電容量の変化を検出し、タッチセンシングを行う。
Ｘ方向に延在する複数の第１タッチセンシング配線３及びＹ方向に延在する複数の第２タッチセンシング配線２の各々は電気的に独立している。第１タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線２は、平面視、直交している。例えば、第１タッチセンシング配線３をタッチ検出電極として用い、第２タッチセンシング配線２をタッチ駆動電極として用いることができる。タッチセンシング制御部１２２は、タッチ信号として、第１タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線２との交点における、第１タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線２との間の静電容量Ｃ２の変化を検出する。
また、第１タッチセンシング配線３の役割と第２タッチセンシング配線２の役割とを入れ替えてもよい。具体的に、第１タッチセンシング配線３をタッチ駆動電極として用い、第２タッチセンシング配線２をタッチ検出電極として用いてもよい。
【０１７３】
第１タッチセンシング配線３及び第２タッチセンシング配線２の各々の構造としては、第１実施形態で説明した図５に示す断面構造と同じ構造を採用することができる。格子状に直交する第１タッチセンシング配線３と第２タッチセンシング配線２は、表示コントラストを向上させるブラックマトリクスの役割も兼用する。
【０１７４】
（アレイ基板５００の構造）
次に、表示装置ＤＳＰ２を構成するアレイ基板５００の構造について説明する。
アレイ基板５００の基板４５としては、透明基板を用いる必要はなく、例えば、アレイ基板５００に適用可能な基板として、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板、シリコン、炭化シリコンやシリコンゲルマニウムなどの半導体基板、あるいはプラスチック基板等が挙げられる。
アレイ基板５００においては、第４絶縁層１４、第４絶縁層１４上に形成されたアクティブ素子６８、第４絶縁層１４及びアクティブ素子６８を覆うように形成された第３絶縁層１３、アクティブ素子６８のチャネル層５８に対向するように第３絶縁層１３上に形成されたゲート電極９５、第３絶縁層１３及びゲート電極９５を覆うように形成された第２絶縁層１２、及び第２絶縁層１２上に形成された平坦化層９６が、基板４５上に、順に積層されている。
【０１７５】
平坦化層９６には、アクティブ素子６８のドレイン電極５６に対応する位置にコンタクトホール９３が形成されている。また、平坦化層９６上には、チャネル層５８に対応する位置にバンク９４が形成されている。断面視において互いに隣り合うバンク９４の間の領域においては、即ち、平面視においてバンク９４に囲まれた領域においては、平坦化層９６の上面、コンタクトホール９３の内部、及びドレイン電極５６を覆うように下部電極８８（画素電極）が形成されている。なお、下部電極８８は、バンク９４の上面には形成されていなくてもよい。
更に、下部電極８８、バンク９４、及び平坦化層９６を覆うようにホール注入層９１が形成されている。ホール注入層９１上には、順に、発光層９２、上部電極８７、及び封止層１０９が積層されている。
下部電極８８は、後述するように、銀あるいは銀合金層が導電性金属酸化物層によって挟持された構成を有する。
【０１７６】
バンク９４の材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ノボラックフェノール樹脂等の有機樹脂を用いることができる。バンク９４には、更に、酸化シリコン、酸窒化シリコン等の無機材料を積層してもよい。
平坦化層９６の材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド樹脂等を用いてもよい。低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）を用いることもできる。
なお、視認性向上のため、平坦化層９６や封止層１０９、あるいは、基板４５のいずれかが、光散乱の機能を有してもよい。あるいは、基板４５の上方に光散乱層を形成してもよい。
なお、図８において、符号２９０は、下部電極８８、ホール注入層９１、発光層９２、及び上部電極８７で構成された発光領域を示している。
【０１７７】
（発光層９２）
図９に示すように、アレイ基板５００は、機能デバイスである発光層９２（有機ＥＬ層）を含む。発光層９２は、一対の電極間に電界が与えられた時に、陽極（例えば、下部電極）から注入されるホールと、陰極（例えば、上部電極、画素電極）から注入される電子が再結合することにより励起され、発光する表示機能層である。
発光層９２は、少なくとも、発光の性質を有する材料（発光材料）を含有するとともに、好ましくは、電子輸送性を有する材料とを含有する。発光層９２は、陽極と陰極の間に形成される層であり、下部電極８８（陽極）の上にホール注入層９１が形成されている場合は、ホール注入層９１と上部電極８７（陰極）との間に発光層９２が形成される。また、陽極の上にホール輸送層が形成されている場合は、ホール輸送層と陰極との間に発光層９２が形成される。上部電極８７と下部電極８８の役割は入れ替えることができる。
【０１７８】
発光層９２の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、膜に欠陥が生じ難い点では、膜厚は大きいことが好ましい。一方、膜厚が小さい場合、駆動電圧が低くなるため好ましい。このため、発光層９２の膜厚は、３ｎｍ以上であることが好ましく、５ｎｍ以上であることが更に好ましく、また、一方、通常２００ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下であることが更に好ましい。
【０１７９】
発光層９２の材料は、所望の発光波長で発光し、本発明の効果を損なわない限り特に制限はなく、公知の発光材料を適用可能である。発光材料は、蛍光発光材料でも、燐光発光材料でもよいが、発光効率が良好である材料が好ましく、内部量子効率の観点から燐光発光材料が好ましい。
青色発光を与える発光材料としては、例えば、ナフタレン、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリン、クリセン、ｐ−ビス（２−フェニルエテニル）ベンゼン及びそれらの誘導体等が挙げられる。緑色発光を与える発光材料としては、例えば、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、Ａｌ（Ｃ９Ｈ６ＮＯ）３等のアルミニウム錯体等が挙げられる。
赤色発光を与える発光材料としては、例えば、ＤＣＭ（４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−６−（ｐ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ）系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。
上記の発光層９２を構成する有機ＥＬ層の構成や発光材料等は、上記材料に限られない。
【０１８０】
図９に示すように、発光層９２は、ホール注入層９１上に形成されており、上部電極８７と下部電極８８との間に印加される駆動電圧で駆動される。
下部電極８８は、反射層を導電性金属酸化物層とで挟持する３層構造を有する。なお、上部電極８７と下部電極８８の間に、発光層９２のほかに電子注入層、電子輸送層、ホール輸送層などを挿入してもよい。
ホール注入層９１には、酸化タングステンや酸化モリブデン等の高融点金属酸化物を用いることができる。反射層には、光の反射率が高い銀合金、アルミニウム合金等が適用できる。なお、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物は、アルミニウムとの密着性が良くない。電極やコンタクトホール等の界面が、例えば、ＩＴＯとアルミニウム合金の場合は電気的接続不良を生じ易い。銀や銀合金は、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物との密着性が良好で、かつ、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物はオーミックコンタクトを得やすい。
【０１８１】
（アクティブ素子６８）
次に、図９を参照して、表示装置ＤＳＰ２において下部電極８８（画素電極）に接続されているアクティブ素子６８の構造について説明する。
図９は、アクティブ素子６８の一例として、トップゲート構造が採用された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の構造を示している。なお、図９においては、説明を簡略にするため、表示装置基板４００と封止層１０９を省略している。
【０１８２】
ゲート電極９５は、ゲート配線（導電配線、第２導電配線）と電気的に連携され、アクティブ素子６８を駆動する。第２実施形態において、第１タッチセンシング配線３（導電配線、第１導電配線）、第２タッチセンシング配線２（導電配線、第３導電配線）、及びゲート配線（導電配線、第２導電配線）は、第１導電性金属酸化物層６と第２導電性金属酸化物層４とによって銅合金層５が挟持された構成を有している。また、導電配線における材料組成についても、第２実施形態は、第１実施形態と同じである。
【０１８３】
チャネル層５８は、第１実施形態と同じ酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ガリウムによる酸化物半導体で構成されている。具体的に、第２実施形態の薄膜トランジスタが備えるチャネル層を形成する酸化物半導体に関し、金属元素の原子比（酸素をカウントしない原子比）は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｓｂ＝１：１：１とした。酸化物半導体における酸化アンチモンは、酸化亜鉛に置き換えることができる。
【０１８４】
本実施形態では、機能デバイスとして有機ＥＬ発光層を用いる場合について説明しているが、有機ＥＬ発光層に代えて、マイクロＬＥＤを用いることもできる。有機ＥＬ発光層あるいはマイクロＬＥＤを薄膜トランジスタで駆動する場合、薄膜トランジスタのＶｔｈ（閾値電圧）が均一であることが必要である。薄膜トランジスタのチャネル層としてポリシリコン半導体を用いるトランジスタは、トランジスタのＶｔｈのばらつきが大きいため、駆動電圧が高くかつ均一性が要求される有機ＥＬ発光層あるいはマイクロＬＥＤの駆動には不向きである。酸化物半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタは、Ｖｔｈのばらつきが小さく、有機ＥＬ発光層あるいはマイクロＬＥＤの駆動に適している。
【０１８５】
酸化物半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタによる有機ＥＬやＬＥＤの駆動は、ポリシリコン半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタによる駆動より好ましい。
例えば、ＩＧＺＯと称される酸化物半導体は、スパッタリングなどの真空成膜で一括して形成される。酸化物半導体が成膜された後においては、ＴＦＴ等のパターン形成後の熱処理も一括して行われる。このため、チャネル層に関わる電気的特性（例えば、Ｖｔｈ）のばらつきが極めて少ない。有機ＥＬやＬＥＤの駆動はその輝度のばらつきを抑えるため、前記薄膜トランジスタのＶｔｈのばらつきを小さい範囲に抑える必要がある。
【０１８６】
一方、ポリシリコン半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタにおいては、薄膜トランジスタの前駆体であるアモルファスシリコンを、トランジスタの個々にレーザーアニールを施すことが必要で、個々のレーザーアニールが薄膜トランジスタのＶｔｈのばらつきを招いてしまう。この観点で、有機ＥＬやＬＥＤを備えた表示装置に用いられる薄膜トランジスタは、酸化物半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタであることが好ましい。
【０１８７】
また、酸化物半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタは、リーク電流が極めて少ないために、走査信号や映像信号の入力の後の安定性が高い。ポリシリコン半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタは、酸化物半導体のトランジスタと比較して２桁以上リーク電流が大きい。このリーク電流が少ないことは、高精度のタッチセンシングにつながり、好ましい。
【０１８８】
チャネル層５８の材料としては、例えば、ＩＧＺＯと称される酸化物半導体を用いることができる。チャネル層５８を構成する酸化物半導体の材料としては、ガリウム、インジウム、亜鉛、錫、アルミニウム、ゲルマニウム、及びセリウムから構成される群より選ばれる１種以上を含有する金属酸化物と、アンチモン及びビスマスのうち少なくともいずれか１種を含有する金属酸化物とを含む材料を用いることができる。
【０１８９】
本実施形態では、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化アンチモン等を含む酸化物半導体を、チャネル層に用いている。酸化物半導体で形成されるチャネル層５８の材料は、単結晶、多結晶、微結晶、微結晶とアモルファスとの混合体、或いは、アモルファスのいずれでもよい。チャネル層を形成する酸化物半導体に関し、チャネル層の厚み方向にキャリア移動度の異なる複数層の酸化物半導体が形成されてもよい。酸化物半導体の膜厚としては、２ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内の膜厚とすることができる。チャネル層５８は、ポリシリコン半導体で形成してもよい。
【０１９０】
更に、２つの薄膜トランジスタが積層された構造が採用されてもよい。一例として、下層に位置する薄膜トランジスタとして、ポリシリコン半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタを用いてもよい。上層に位置する薄膜トランジスタとして、酸化物半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタを用いる。このような２つの薄膜トランジスタが積層された構造においては、平面視、マトリクス状に薄膜トランジスタが配置される。この構造においては、ポリシリコン半導体によって高い移動度が得られ、酸化物半導体によって低リーク電流を実現できる。即ち、ポリシリコン半導体のメリットと酸化物半導体のメリットの両方を共に活かすことができる。
もう一つの例として、表示装置基板４００とアレイ基板５００とが向かい合う面に、表示装置基板４００及びアレイ基板５００の各々に薄膜トランジスタを形成してもよい。この場合、各薄膜トランジスタは、酸化物半導体で形成されたチャネル層を備えることができる。
【０１９１】
酸化物半導体もしくはポリシリコン半導体を、例えば、ｐ／ｎ接合をもつ相補型のトランジスタの構成に用いることができ、あるいは、ｎ型接合のみを有する単チャネル型トランジスタの構成にて用いることができる。酸化物半導体の積層構造として、例えば、ｎ型酸化物半導体と、このｎ型の酸化物半導体と電気的特性が異なるｎ型酸化物半導体とが積層された積層構造が採用されてもよい。積層されるｎ型酸化物半導体は、複数層で構成されてもよい。積層されるｎ型酸化物半導体においては、下地のｎ型半導体のバンドギャップを、上層に位置するｎ型半導体のバンドギャップとは異ならせることができる。
【０１９２】
チャネル層の上面が、例えば、異なる酸化物半導体で覆われた構成を採用してもよい。キャリア移動度やキャリア濃度が互いに異なる複数の酸化物半導体が積層された多層構成が採用されてもよい。あるいは、例えば、結晶性のｎ型酸化物半導体上に、微結晶の（非晶質に近い）酸化物半導体が積層された積層構造を採用してもよい。ここで微結晶とは、例えば、スパッタリング装置にて成膜された非晶質の酸化物半導体を、２００℃以上４５０℃以下の範囲で熱処理した微結晶状の酸化物半導体膜を言う。あるいは、成膜時の基板温度を２００℃前後に設定した状態で成膜された微結晶状の酸化物半導体膜を言う。微結晶状の酸化物半導体膜は、ＴＥＭ等の観察方法により、少なくとも１ｎｍから３ｎｍ前後、或いは、３ｎｍより大きい結晶粒を観察することができる酸化物半導体膜である。
【０１９３】
酸化物半導体は、非晶質から結晶質に変化させることで、キャリア移動度の改善や信頼性の向上を実現することができる。酸化インジウムや酸化ガリウムの酸化物としての融点は高い。酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）や酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）の融点はいずれも１０００℃以下で、酸化物の融点が低い。例えば、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）と酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）と酸化アンチモンの３元系複合酸化物を採用した場合、融点の低い酸化アンチモンの効果で、この複合酸化物の結晶化温度を低くすることができる。換言すれば、非晶質状態から、微結晶状態などに結晶化させ易い酸化物半導体を提供できる。酸化物半導体は、その結晶性を高めることで、キャリア移動度を向上させることができる。
【０１９４】
本発明の実施形態に係る上記の酸化物半導体は、室温（例えば、２５℃）から２００℃未満の基板温度で成膜し、チャネル層のパターン形成後の後工程で、例えば、２５０℃〜３５０℃の低温アニーリングにより電気特性改善も可能である。薄膜トランジスタ形成後に、第２導電配線と共にアニーリングすることが、工程省略の観点で簡便である。また、本発明の実施形態に係る酸化物半導体や導電配線は、下地層（酸化シリコン等の絶縁層）やガラス基板に対し、極めて強固な密着性を有する。
【０１９５】
酸化物半導体は、後工程のウエットエッチングにおいて易溶性が求められることから、酸化亜鉛、酸化ガリウムあるいは酸化アンチモンリッチな複合酸化物を用いることができる。例えば、スパッタリングに用いる金属酸化物ターゲットの金属元素の原子比（酸素をカウントしない原子比）としては、Ｉｎ：Ｇａ：Ｓｂ＝１：２：２、Ｉｎ：Ｇａ：Ｓｂ＝１：３：３、Ｉｎ：Ｇａ：Ｓｂ＝２：１：１、或いはＩｎ：Ｇａ：Ｓｂ＝１：１：１を例示することができる。ここでＳｂは、例えば、Ｚｎ（亜鉛）やＢｉ（ビスマス）に置き換えることができる。以下、酸化インジウム、酸化アンチモン及び酸化ガリウムの複合酸化物をＩＡＧＯと呼称することがある。
【０１９６】
また、Ｉｎ：Ｓｂ＝１：１の原子比で、酸化インジウム及び酸化アンチモンの２元系複合酸化物としてもよい。例えば、Ｉｎ：Ｂｉ＝１：１の原子比で、酸化インジウム及び酸化ビスマスの２元系複合酸化物としてもよい。また、上記原子比においては、Ｉｎの含有量を更に増やしてもよい。
例えば、上記の複合酸化物にさらにＳｎを添加してもよい。この場合、Ｉｎ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、及びＳｎＯ２を含む４元系の組成を含む複合酸化物が得られ、あるいは、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、及びＳｎＯ２を含む３元系の組成を含む複合酸化物が得られ、キャリア濃度を調整することが可能となる。Ｉｎ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３と価数の異なるＳｎＯ２は、キャリアドーパントの役割を果たす。
【０１９７】
なお、複合酸化物の組成は、上記組成に限定されない。
例えば、酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化アンチモンを含む３元系金属酸化物に酸化錫を加えて得られたターゲットを用いてスパッタリング成膜を行う。これにより、キャリア濃度が向上した複合酸化物を成膜することができる。同様に、例えば、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化ビスマスの３元系金属酸化物に酸化錫を加えて得られたターゲットを用いてスパッタリング成膜を行うことで、キャリア濃度が向上した複合酸化物を成膜することができる。
【０１９８】
ただし、キャリア濃度が高くなり過ぎると、複合酸化物で形成されたチャネル層を有するトランジスタの閾値Ｖｔｈがマイナスとなり易い（ノーマリーオンとなり易い）。このため、キャリア濃度が１×１０１８ｃｍ−３未満となるよう酸化錫添加量を調整することが望ましい。また、キャリア濃度やキャリア移動度については、上記複合酸化物の成膜条件（導入ガスに用いられる酸素ガス、基板温度、成膜レート等）、成膜後のアニール条件、及び複合酸化物の組成等を調整することで、所望のキャリア濃度やキャリア移動度を得ることができる。例えば、酸化インジウムの組成比を高くすることは、キャリア移動度を向上し易い。例えば、２００℃から７００℃の温度条件で熱処理を行うアニーリング工程によって、上記複合酸化物の結晶化を進め、複合酸化物のキャリア移動度を向上させることができる。
【０１９９】
更に、同一画素にｎ型酸化物半導体で形成されたチャネル層を有する薄膜トランジスタ（アクティブ素子）と、ｎ型シリコン半導体で形成されたチャネル層を有する薄膜トランジスタ（アクティブ素子）を１つずつ配設し、薄膜トランジスタの各々のチャネル層の特性を活かすように、ＬＥＤや有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）といった発光層を駆動することもできる。表示機能層として液晶層や有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）を用いる場合、発光層に電圧（電流）を印加する駆動トランジスタとしてｎ型のポリシリコン薄膜トランジスタを採用し、このポリシリンコン薄膜トランジスタに信号を送るスイッチングトランジスタとしてｎ型酸化物半導体の薄膜トランジスタを採用することができる。
【０２００】
上述した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に効果が得られるとともに、有機ＥＬ素子で構成された発光層を備える表示装置ＤＳＰ２を実現することができる。
【０２０１】
（第２実施形態の変形例１）
上記第２実施形態においては、駆動デバイスとして、発光層９２がアレイ基板５００（第２基板）に形成された構成について説明した。駆動デバイスは、アレイ基板５００に形成されているだけでなく、表示装置基板４００（第１基板）にも形成されてもよい。この場合、表示装置基板４００及びアレイ基板５００の各々に駆動デバイスを形成し、駆動デバイスが形成された面が向かい合うように、表示装置基板４００及びアレイ基板５００を貼り合わせてもよい。このように２つの基板に形成された駆動デバイスに印加される電気信号を供給する第２導電配線は、２つの基板の各々に形成することができる。表示装置基板４００上に形成された駆動デバイスにより、導電配線であるタッチ配線にタッチ駆動電圧を印加することができる。駆動デバイスは、酸化物半導体で形成されたチャネル層を備える薄膜トランジスタとすることができる。この場合も、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
【０２０２】
（第２実施形態の変形例２）
なお、上記実施形態では、発光層９２として有機エレクトロルミネセンス層（有機ＥＬ）を採用した構造を説明した。発光層９２は、無機の発光ダイオード層であってもよい。また、発光層９２は、無機のＬＥＤチップがマトリクス状に配列された構造を有してもよい。この場合、赤色発光、緑色発光、青色発光の各々微小なＬＥＤチップをアレイ基板５００上にマウントしてもよい。ＬＥＤチップをアレイ基板５００に実装する方法としては、フェースダウンによる実装を行ってもよい。即ち、発光ダイオード層（機能デバイス）は、表示装置基板４００と対向する前記アレイ基板５００の面に設けられている。
【０２０３】
発光層９２が無機ＬＥＤで構成されている場合、発光層９２として青色発光ダイオードあるいは青紫色発光ダイオードをアレイ基板５００（基板４５）に配設する。窒化物半導体層と上部電極とを形成した後、緑色画素に緑色蛍光体を積層し、赤色発光の画素に赤色蛍光体を積層する。これにより、アレイ基板５００に無機ＬＥＤを簡便に形成することができる。このような蛍光体を用いる場合、青紫色発光ダイオードから生じる青色光による励起によって、緑色蛍光体及び赤色蛍光体の各々から緑色発光及び赤色発光を得ることができる。
【０２０４】
あるいは、発光層９２として紫外発光ダイオードをアレイ基板５００（基板４５）に配設してもよい。この場合、窒化物半導体層と上部電極とを形成した後、青色画素に青色蛍光体を積層し、緑色画素に緑色蛍光体を積層し、赤色画素に赤色蛍光体を積層する。これにより、アレイ基板５００に無機ＬＥＤを簡便に形成することができる。このような蛍光体を用いる場合、例えば、印刷法等の簡便な手法で、緑色画素、赤色画素、あるいは青色画素を形成することができる。これらの画素は、各々の色の発光効率や色バランスの観点から、画素の大きさを調整することは望ましい。
【０２０５】
（第２実施形態の変形例３）
上述した実施形態においては、第１タッチセンシング配線３（第１導電配線）と第２タッチセンシング配線２（第３導電配線）との間に生じる静電容量の変化を検出し、タッチセンシングを行っている。第１タッチセンシング配線３及び第２タッチセンシング配線２のうち一方の導電配線を、例えば、ＲＦＩＤ（ＩＣカードなど）のリーダーにも用いることができる。
【０２０６】
タッチ駆動の周波数は数ＫＨｚであり、ＲＦＩＤに用いられる周波数は１３．５６ＭＨｚであり、周波数が異なっている。例えば、タッチ駆動の周波数からＲＦＩＤの周波数への切り替えスイッチを表示装置ＤＳＰ２に設けてもよい。あるいは、時分割で導電配線の駆動周波数を切り替える等により、表示装置ＤＳＰ２をＲＦＩＤのリーダーとして用いることが可能である。さらには電子決済システムや近距離通信システムに、本発明の実施形態に係る表示装置ＤＳＰ２を適用することができる。切り替えスイッチは、表示装置ＤＳＰ２の表示画面に表示される画像の一部であってもよい。
【０２０７】
導電配線の膜厚、線幅、パターン形状等を調整することにより、ＲＦＩＤのリーダーの機能を表示装置ＤＳＰ２に組み込むことができる。ここで、パターン形状とは、用いる周波数に対応して、例えば、モノポール、ダイポール、ループ等のアンテナ形状を調整することを意味する。例えば、ＲＦＩＤのリーダーの受信感度を向上させるため、断面視、導電配線の下部に高誘電率の絶縁層を介して、第４導電配線、第５導電配線等の積層構成としてもよい。さらに、アレイ基板５００上に、駆動デバイスによって駆動するインピーダンス整合回路（共振周波数の調整）を形成し、さらに表示装置基板４００に設けられたアンテナと電気的接続を行ってもよい。なお、ＲＦＩＤに用いる周波数は、ＶＨＦやＵＨＦなどさらに高い周波数を用いてもよい。
【０２０８】
上述した変形例によれば、第２実施形態と同様に効果が得られるとともに、ＲＦＩＤのリーダーの機能を備えた表示装置ＤＳＰ２を実現することができる。
【０２０９】
（第３実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態においては、第１実施形態及び第２実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
図１０は、本発明の第３実施形態に係る表示装置ＤＳＰ３を部分的に示す断面図である。図１１は、本発明の第３実施形態に係る表示装置ＤＳＰ３を構成する表示装置基板６００を部分的に示す断面図であり、符号Ｐで示されたタッチセンシング配線（第１導電配線）を拡大して示す拡大断面図である。図１２は、本発明の第３実施形態に係る表示装置を構成するアレイ基板７００を部分的に示す平面図であり、図１０に示すＤ−Ｄ’線に沿う図である。図１３は、本発明の第３実施形態に係る表示装置を部分的に示す断面図であり、図１２に示すＥ−Ｅ’線に沿う図である。
【０２１０】
第３実施形態において、機能デバイスは液晶層であり、駆動デバイスは薄膜トランジスタ（アクティブ素子）である。
図１０〜図１２に示すように、第３実施形態に係る表示装置ＤＳＰ３は、表示装置基板６００（第１基板）と、アレイ基板７００（第２基板）と、表示装置基板６００とアレイ基板７００との間に配置された液晶層８００とを有している。
表示装置基板６００は、透明基板６５（基板本体）と、透明基板６５上に配置された第１タッチセンシング配線６１１とを備える。アレイ基板７００は、透明基板６２と、第２タッチセンシング配線７７４（導電配線、第３導電配線）と、ソース配線６６（導電配線、第２導電配線）とを備える。表示装置基板６００及びアレイ基板７００は、液晶層８００を介して貼り合わされている。
【０２１１】
図１０及び図１１に示すように、表示装置基板６００は、第１タッチセンシング配線６１１（導電配線、第１導電配線）を挟持する第１光吸収層６０４及び第２光吸収層６０５を備えている。第１光吸収層６０４は、表示装置ＤＳＰ３の表示面を観察者が観察した際の視認性を向上するために設けられている。第２光吸収層６０５は、バックライトユニット（不図示）から生じる再反射光や表示部１１０の内部を伝播する反射光が、薄膜トランジスタの開口部に入射することを抑制し、映像表示に係るノイズを低減するために形成されている。なお、カラーフィルタ５１（ＲＧＢ）は、表示装置基板６００から省略してもよい。
【０２１２】
第３実施形態の第１タッチセンシング配線６１１と第２タッチセンシング配線７７４は、平面視において直交しており、タッチセンシングにおける検出配線もしくは駆動配線として用いることができる。第２タッチセンシング配線７７４は、平面視、ゲート配線７５と平行であり、ソース配線６６は、映像信号線であるソース配線の役割を担う。
【０２１３】
液晶層８００は、水平配向の液晶であり、アレイ基板７００上の画素電極７１と共通電極７２との間に生じるフリンジ電界で駆動される。図１０では、配向膜、偏光板など光学フィルムの図示は省略している。
図１３において、紙面奥に位置する第１タッチセンシング配線６１１（破線で示す）と、アレイ基板７００に配設される絶縁層７２３上の第２タッチセンシング配線７７４と間における静電容量Ｃ３の変化を検知することでタッチセンシングが行われる。第１タッチセンシング配線６１１と第２タッチセンシング配線７７４とは、観察者から見た平面視において直交している。
【０２１４】
図１２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設される。図１３に示すように画素電極７１は、絶縁層７２３上に設けられ、液晶層８００に対向するアレイ基板７００の面に配設される。
アレイ基板７００上には、絶縁層７２１を介して画素電極７１に液晶駆動電圧を印加する薄膜トランジスタ７３（アクティブ素子）が配設される。薄膜トランジスタ７３は、ゲート電極７６、ソース電極７７、ドレイン電極７８、及びチャネル層７９を具備する。ゲート電極７６は、ゲート配線７５と電気的に連携されている。ソース電極７７は、ソース配線６６と電気的に連携されている。
【０２１５】
Ｙ方向に延線される第２タッチセンシング配線７７４は、ゲート配線７５と平行であり、平面視、重畳する位置に配設されている。Ｙ方向と直交するＸ方向に延線される第１タッチセンシング配線６１１は、第２導電配線であるソース配線６６と平行であり、平面視、重畳する位置に配設されている。
第１タッチセンシング配線６１１、ソース配線６６、及び第２タッチセンシング配線７７４の各々は、銅合金層５が第１導電性金属酸化物層６と第２導電性金属酸化物層４によって挟持された構成を有する。
【０２１６】
第３実施形態において、銅合金層５は、カルシウム３ａｔ％、亜鉛０．６ａｔ％、残部が銅である銅合金を用いている。銅合金層５の電気抵抗率は、約３μΩｃｍである。なお、銅合金層５の電気抵抗率は、銅合金層５の成膜方法やアニール条件によって、±３０％前後の変化があり得る。銅合金層５が第１導電性金属酸化物層６と第２導電性金属酸化物層４によって挟持された構成では、熱処理（アニール）により電気抵抗率が改善することが多い。
【０２１７】
第３実施形態における第１導電性金属酸化物層６及び第２導電性金属酸化物層４の各々の組成に関し、酸素をカウントしない元素の割合で、亜鉛４ａｔ％、アンチモン４ａｔ％、残部がインジウムである。上述したように、亜鉛の添加量が１０ａｔ％を超えると、導電性金属酸化物層の耐アルカリ性が低下するので、亜鉛の添加量は１０ａｔ％未満であることが好ましい。
【０２１８】
亜鉛とガリウムとアンチモンとを合計した添加量の上限は、１５ａｔ％である。電気的実装の条件にも左右されるが、例えば、亜鉛とガリウムとアンチモンとを合計した添加量が１６ａｔ％を超えてくると、表面抵抗が大きくなり、オーミックコンタクトをとりにくくなる恐れがある。
亜鉛とガリウムとアンチモンとを合計した添加量の下限は、０．２ａｔ％である。この添加量が０．２ａｔ％未満である場合、導電性金属酸化物層をアニール処理する等の熱処理において、酸化インジウム複合酸化物のグレインが異常成長しやすく、不安定な導電性金属酸化物層となりやすい。
【０２１９】
（薄膜トランジスタ７３）
第３実施形態の薄膜トランジスタが備えるチャネル層を形成する酸化物半導体に関し、金属元素の原子比（酸素をカウントしない原子比）は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｓｂ＝１：１：１とした。酸化物半導体における酸化アンチモンは、酸化亜鉛に置き換えることができる。ゲート絶縁層は、酸化セリウムで形成した。
第３実施形態では、ソース配線６６が第２導電配線である。第２導電配線は、第１実施形態や第２実施形態と同じく、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された構成である。ソース電極７７、ドレイン電極７８は、ソース配線６６を形成する同じ工程にて、上記導電配線と同じ構成・材料で形成される。当実施形態での導電配線は、映像信号を前記薄膜トランジスタに送る役目を担う。
【０２２０】
第１実施形態及び第３実施形態の表示装置の、アクティブマトリクス駆動において、走査信号線（ゲート配線）として一画素あたり２本のゲート配線を用いてもよい。この場合、例えば、奇数行の走査信号線と偶数行の走査信号線には、逆極性のデータが書き込まれる。ある表示期間において、隣接する画素の奇数列と偶数列とに、それぞれ逆極性のデータを書き込み、次の表示期間でそれぞれ前の表示期間とは逆極性のデータを書き込んでもよい（例えば、特開平７−１８１９２７号公報に記載）。このような配線構造や駆動方法を採用することにより、表示装置の消費電力を削減し、かつ、タッチセンシングに影響するノイズを軽減できる。
上述した液晶駆動方法を本発明に適用する場合、いずれの方法においても、一画素あたりのアクティブ素子（ＴＦＴ）の個数は、１以上、複数であってもよい。本発明には、上記の液晶駆動技術を適用することができる。
【０２２１】
例えば、上述の実施形態に係る表示装置は、種々の応用が可能である。上述の実施形態に係る表示装置が適用可能な電子機器としては、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、光通信機器等が挙げられる。上記の各実施形態は、自由に組み合わせて用いることができる。
【０２２２】
本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。
【符号の説明】
【０２２３】
２、７７４  第２タッチセンシング配線（導電配線、第３導電配線）
３、６１１  第１タッチセンシング配線（導電配線、第１導電配線）
４  第２導電性金属酸化物層
５  銅合金層
６  第１導電性金属酸化物層
８  黒色層
９  側面
１０、７５  ゲート配線
１１  第１絶縁層（絶縁層）
１２  第２絶縁層（絶縁層）
１３  第３絶縁層（絶縁層）
１４  第４絶縁層（絶縁層）
１６  透明樹脂層
１７、７２  共通電極
１７Ａ  電極部
１７Ｂ  導電接続部
１７Ｋ  壁部
２０  画素電極
２０Ｋ  内壁
２０Ｓ  スルーホール
２１、２２、４４、６２、６５  透明基板
２４、７７  ソース電極
２５、７６、９５  ゲート電極
２６、５６、７８  ドレイン電極
２７  チャネル層
２８、６８  アクティブ素子
３０  コモン配線
３１、６６  ソース配線
４５  基板
５１  カラーフィルタ
５８  チャネル層
７１  画素電極
７３  薄膜トランジスタ
７９  チャネル層
８７  上部電極
８８  下部電極
９１  ホール注入層
９２  発光層
９３  コンタクトホール
９４  バンク
９６  平坦化層
１００、４００、６００  表示装置基板
１０５  第２透明樹脂層
１０８  第１透明樹脂層
１０９  封止層
１１０  表示部
１２０  制御部
１２１  映像信号制御部
１２２  タッチセンシング制御部
１２３  システム制御部
２００、５００、７００  アレイ基板
３００、８００  液晶層
６０４  第１光吸収層
６０５  第２光吸収層
７２１  絶縁層
７２３  絶縁層
【要約】
本発明の表示装置は、第１基板と、機能デバイスと、導電配線と、前記導電配線に印加される電気信号に応じて前記機能デバイスを駆動する駆動デバイスとを有し、前記第１基板に対向配置された第２基板と、を備る。前記導電配線は、第１導電性金属酸化物層と第２導電性金属酸化物層とによって銅合金層が挟持された３層で構成されており、前記銅合金層は、銅に固溶する第１元素と、銅及び前記第１元素より電気陰性度が小さい第２元素とを含み、前記第１元素及び前記第２元素は、銅に添加する場合の電気抵抗率上昇率が１μΩｃｍ／ａｔ％以下の元素であり、前記銅合金層の電気抵抗率は、１．９μΩｃｍから６μΩｃｍの範囲内にある。【図１】
0006350754.tif 000002
【図２】
0006350754.tif 000003
【図３Ａ】
0006350754.tif 000004
【図３Ｂ】
0006350754.tif 000005
【図４】
0006350754.tif 000006
【図５】
0006350754.tif 000007
【図６】
0006350754.tif 000008
【図７】
0006350754.tif 000009
【図８】
0006350754.tif 000010
【図９】
0006350754.tif 000011
【図１０】
0006350754.tif 000012
【図１１】
0006350754.tif 000013
【図１２】
0006350754.tif 000014
【図１３】
0006350754.tif 000015