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CN107077807B - 显示装置基板、显示装置基板的制造方法及使用其的显示装置 - Google Patents

显示装置基板、显示装置基板的制造方法及使用其的显示装置 Download PDF

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Abstract

实施方式的显示装置基板具备透明基板和在透明基板上配置于多个像素间的黑色布线，该黑色布线含有第1导电性金属氧化物层、配置于第1导电性金属氧化物层上的金属层、配置于金属层上的第2导电性金属氧化物层、以及配置于第2导电性金属氧化物层上的黑色层。黑色布线在第1方向上延伸，在垂直于第1方向的第2方向上隔着规定间隔配置有多个黑色布线，黑色布线在延伸至含多个像素的显示区域外的端部处含有具备第2导电性金属氧化物层露出而成的端子部的引出布线。金属层由铜或铜合金形成，黑色层以碳为主要色料。第1及第2导电性金属氧化物层由氧化铟、氧化锌和氧化锡的混合氧化物形成。第1导电性金属氧化物层、金属层、第2导电性金属氧化物层及黑色层为相等的线宽。

Description

显示装置基板、显示装置基板的制造方法及使用其的显示 装置
技术领域
本发明涉及显示装置基板、显示装置基板的制造方法及使用其的显示装置。
背景技术
智能手机或平板电脑等便携设备一般是在显示装置的显示面侧粘贴有触摸面板的构成。触摸面板作为手指等指针的触摸等的输入手段使用。触摸面板的指针的检测以该触摸部分处的静电电容变化的形式来进行的方式是主流。
但是，触摸面板从厚度和重量增加的观点出发，是显示装置的多余构件。最近，将触摸面板搭载在智能手机或平板电脑等便携设备上，但还是难以避免设备的厚度增加。另外，在提高显示装置的析像度而达到了高精细像素时，有时触摸面板的输入变得困难。
例如，当使显示装置的析像度为300ppi(pixel per inch，每英寸像素)、进而为500ppi以上而达到了高精细像素时，像素间距变为8μm以上且30μm以下左右，需要微细的输入(例如笔输入)。因而，期待实现适应于输入笔的笔压或笔尖所需的析像度、进而应对迅速的输入及充分适应于高精细化的触摸面板。例如，达到300ppi、进而500ppi以上的高精细像素的触摸面板中的黑色矩阵的线宽优选为1μm以上且6μm以下左右的细线。
另一方面，近年来正在开发不使用触摸面板、而是使液晶单元或显示装置带有触摸传感功能的被称作“In Cell”的触摸传感技术。
如上所述，尝试了在具备滤色器的显示装置基板或内设薄膜晶体管(TFT)等有源元件的阵列基板的任一者上或两者上设置触摸电极群、通过触摸电极群间所产生的静电电容的变化来进行触摸传感的In Cell化。但是，有机膜基底的触摸面板中，基材的伸缩(例如热膨胀系数)大，含有红像素、绿像素、蓝像素或黑色矩阵的图案的8μm以上且30μm以下左右的微细像素的位置对齐(对准)困难，无法作为显示装置基板采用。
专利文献1公开了在塑料膜上的透明导电膜和遮光性金属膜的层叠构成。但是，该构成无法作为“In Cell”使用，由于是膜的基材，因此无法作为高精细的滤色器采用。专利文献1未教示In Cell技术及与滤色器的一体化。例如，专利文献1中作为遮光性金属膜层示例了铝。红像素、绿像素、蓝像素或黑色矩阵的制造工序中，利用使用了碱显影液的光刻的手法，但铝的金属布线会被碱显影液腐蚀，难以形成滤色器。
进而，专利文献1并未公开考虑到遮光性金属膜表面的光反射入射到制成显示装置时阵列基板所具备的晶体管的沟道层中而导致晶体管的错误动作的可能性的技术。
专利文献2公开了总反射率低的吸光层与导电层的层叠构成及具备该层叠构成的触摸面板。但是，专利文献2并未教示In Cell技术及与滤色器的一体化。例如，专利文献2中作为导电性图案(或导电层)的材料示例了铝。红像素、绿像素、蓝像素或黑色矩阵的制造工序中，利用使用了碱显影液的光刻的手法，但铝的金属布线会被碱显影液腐蚀，难以形成滤色器。
另外，专利文献2还公开了导电层的金属为铜(Cu)。但是，例如当使基材为无碱玻璃等玻璃基板时，铜或铜氧化物、铜氧氮化物对基板没有充分的密合性，用粘贴透明胶带等进行剥离的程度的粘合力即可简单地剥离，因而并不实用。专利文献2中未公开使导电层为铜时的密合性改善的具体技术。另外，铜易于经时地在其表面形成铜的氧化物，在电安装时，可靠性低。专利文献2中并未公开考虑到安装的接触电阻的改善对策或者与触摸传感用的布线图案形成手段有关的技术。
专利文献3公开了由铟(In)、锡(Sn)和锌(Zn)的氧化物构成的透明导电膜。但是，专利文献3并未公开作为触摸传感用的布线形成稳定的、具有高可靠性的、用于电连接的触摸传感用的布线构造的技术，例如在透明基板上按顺序以分别相同的线宽层叠第1导电性金属氧化物层、铜层或铜合金层构成的金属层、第2导电性金属氧化物层、以碳为主要色料的黑色层而获得的构成的黑色布线。即，专利文献3公开的技术并未考虑到作为触摸传感用布线所需的电安装的稳定性和作为显示装置的可视性。
专利文献4公开了抑制进行液晶驱动的线依次扫描时的画质降低的手段。专利文献4中，驱动液晶的有源元件(TFT：Thin Film Transistor，薄膜晶体管)使用了多晶硅半导体。该技术是通过使其具备含闩锁部的传输电路、在电位保持上下功夫来防止也可以说是截止漏电流多的多晶硅的TFT固有的扫描信号线的电位降低、同时防止液晶显示的画质降低的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-65393号公报
专利文献2：日本特表2013-540331号公报
专利文献3：日本特开2012-26039号公报
专利文献4：日本特开2014-182203号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明鉴于上述事实而完成，本发明的第1目的在于提供处于与作为无碱玻璃的基板的密合性高的状态、且具有可视性良好的触摸传感用布线的显示装置基板。
本发明的第2目的在于提供高析像度且可响应高速的触摸输入的显示装置、以及该显示装置中使用的显示装置基板、具备滤色器的显示装置基板。
本发明的第3目的在于提供能够进行稳定的电安装的显示装置基板。
用于解决技术问题的方法
为了达成上述目的，本发明的第一观点具备以下构成要素。即，提供一种显示装置基板，其具备作为无碱玻璃的透明基板和在所述透明基板上配置于多个像素间的黑色布线，该黑色布线含有第1导电性金属氧化物层、配置于所述第1导电性金属氧化物层上的金属层、配置于所述金属层上的第2导电性金属氧化物层、以及配置于所述第2导电性金属氧化物层上的黑色层，所述黑色布线在第1方向上延伸，在大致垂直于所述第1方向的第2方向上隔着规定间隔配置有多个所述黑色布线，所述黑色布线在延伸至包含所述多个像素的显示区域外的端部处含有具备所述第2导电性金属氧化物层露出而成的端子部的引出布线，所述金属层由铜或铜合金形成，所述黑色层以碳为主要色料，所述第1及第2导电性金属氧化物层由氧化铟、氧化锌和氧化锡的混合氧化物形成，所述第1导电性金属氧化物层、所述金属层、所述第2导电性金属氧化物层及所述黑色层为相等的线宽。
另外，本发明的第2观点的特征在于具备以下的实施方式。即，提供一种显示装置基板的制造方法，其为在作为无碱玻璃的透明基板上具有多个像素的显示区域上具备将所述多个像素区分开、在延伸至所述显示区域外的端部具有端子部的黑色布线的显示装置基板的制造方法，其中，其具备以下工序：在作为无碱玻璃的透明基板上形成第1导电性金属氧化物层、由铜层或铜合金层构成的金属层和第2导电性金属氧化物层的成膜工序；将至少含有碳和碱可溶性的丙烯酸树脂的黑色感光液涂布在所述第2导电性金属氧化物层上并进行干燥而制成黑色膜的涂布工序；通过具备所述黑色布线的第1图案、和透光率与所述第1图案不同的所述端子部的第2图案的半色调掩模进行曝光，使用碱显影液将透明基板上的所述黑色膜选择性地除去，同时作为所述黑色布线的图案残留厚的黑色膜，作为所述端子部的图案形成薄的黑色膜的黑色膜的图案形成工序；使用湿式刻蚀的手法将所述第1导电性金属氧化物层、所述铜层或铜合金层构成的金属层和所述第2导电性金属氧化物层这3层的未被黑色膜覆盖的部分除去的工序；以及使用干式刻蚀的手法，在膜厚方向上将作为所述黑色布线图案的厚的黑色膜的表面的一部分除去，同时将作为所述端子部的图案的薄的黑色膜除去，使所述端子部的第2导电氧化物层的表面露出的干式刻蚀工序，形成在所述透明基板上以分别相等的线宽按顺序层叠第1导电性金属氧化物层、由铜层或铜合金层构成的金属层、第2导电性金属氧化物层、以及以碳为主要色料的黑色层而成的黑色布线。
另外，本发明的第3观点的特征在于具备以下的实施方式。即，提供一种显示装置，其具备下述显示装置基板，该显示装置基板具备作为无碱玻璃的透明基板和在所述透明基板上配置于多个像素间的黑色布线，该黑色布线含有第1导电性金属氧化物层、配置于所述第1导电性金属氧化物层上的金属层、配置于所述金属层上的第2导电性金属氧化物层、以及配置于所述第2导电性金属氧化物层上的黑色层，所述黑色布线在第1方向上延伸，在大致垂直于所述第1方向的第2方向上隔着规定间隔配置多个所述黑色布线，所述黑色布线在延伸至包含所述多个像素的显示区域外的端部处含有具备所述第2导电性金属氧化物层露出而成的端子部的引出布线，所述金属层由铜或铜合金形成，所述黑色层以碳为主要色料，所述第1及第2导电性金属氧化物层由氧化铟、氧化锌和氧化锡的混合氧化物形成，所述第1导电性金属氧化物层、所述金属层、所述第2导电性金属氧化物层及所述黑色层为大致相等的线宽，所述显示装置具备与所述显示装置基板相面对地固定的阵列基板和配置在所述显示装置基板与所述阵列基板之间的液晶层，其中，所述阵列基板在俯视下具备配置于多个像素的相邻位置及与所述黑色布线重叠的位置上的有源元件、电连接于所述有源元件的金属布线、以及在与所述黑色布线交叉的方向上延伸的触摸金属布线。
另外，本发明第4观点的特征在于具备以下的实施方式。即，提供一种显示装置，其具备下述显示装置基板，该显示装置基板具备作为无碱玻璃的透明基板和在所述透明基板上配置于多个像素间的黑色布线，该黑色布线含有第1导电性金属氧化物层、配置于所述第1导电性金属氧化物层上的金属层、配置于所述金属层上的第2导电性金属氧化物层、以及配置于所述第2导电性金属氧化物层上的黑色层，所述黑色布线在第1方向上延伸，在大致垂直于所述第1方向的第2方向上隔着规定间隔配置多个所述黑色布线，所述黑色布线在延伸至包含所述多个像素的显示区域外的端部处含有具备所述第2导电性金属氧化物层露出而成的端子部的引出布线，所述金属层由铜或铜合金形成，所述黑色层以碳为主要色料，所述第1及第2导电性金属氧化物层由氧化铟、氧化锌和氧化锡的混合氧化物形成，所述第1导电性金属氧化物层、所述金属层、所述第2导电性金属氧化物层及所述黑色层为大致相等的线宽，所述显示装置基板按照至少将所述显示区域覆盖的方式在所述黑色布线上层叠有透明树脂层，所述显示装置是将所述显示装置基板和阵列基板按照相互面对的方式隔着液晶层贴合而成的，所述显示装置基板在所述透明树脂层上进一步具备在俯视下与所述黑色布线交叉的多个透明导电膜布线，所述阵列基板在俯视下在多个像素的相邻位置及与所述黑色布线重叠的位置上具备有源元件。
发明效果
根据本发明，可以提供具备处于与作为无碱玻璃的基板的密合性高的状态且可视性良好的触摸传感用布线的显示装置基板。
另外，根据本发明，可以提供高析像度且可响应高速的触摸输入的显示装置、以及该显示装置中使用的显示装置基板、具备滤色器的显示装置基板。
另外，根据本发明，可以提供能够进行稳定的电安装的显示装置基板。
附图说明
图1为本发明一个实施方式的显示装置基板的部分截面图。
图2为说明本实施方式的显示装置基板的其他例的部分截面图。
图3为本发明一个实施方式的显示装置基板的示意俯视图，表示红像素、绿像素、蓝像素等像素和将这些像素区分开且配设在长边方向上的黑色布线之一例的图。
图4为说明一个实施方式的显示装置基板中的黑色布线的端子部之一例的示意俯视图。
图5为一个实施方式的显示装置基板中的黑色布线的端子部的部分截面图。
图6为本发明一个实施方式的显示装置的部分截面图。
图7为图6所示阵列基板的俯视图，是表示触摸金属布线和遮光图案位置的图。
图8为表示图7所示阵列基板的线C-C’的截面之一例的图。
图9为对保持在图7所示阵列基板的触摸金属布线与显示装置基板的黑色布线之间的静电电容进行说明的截面图。
图10为表示本发明一个实施方式的显示装置基板中、在黑色布线上层叠有滤色器层和透明树脂层的构成之一例的图。
图11为具备图10所示显示装置基板的显示装置的部分截面。
图12为本发明一个实施方式的显示装置基板的部分截面图。
图13为具备图12所示显示装置基板100的显示装置的部分截面图。
图14为从观察者方向V观察图13所示显示装置基板的俯视图。
图15为表示本发明一个实施方式的显示装置基板的各个制造工序的部分截面图。
图16为本发明一个实施方式的显示装置基板的部分截面图。
图17为本发明一个实施方式的显示装置基板的部分截面图。
图18为表示本发明一个实施方式的显示装置基板的各个制造工序的部分截面图。
图19为用于说明本发明一个实施方式的显示装置基板的其他例的图。
图20为具备图19所示显示装置基板的一个实施方式的显示装置的部分截面图。
图21为用于说明本发明一个实施方式的显示装置基板的其他例的图。
图22为具备图21所示显示装置基板的一个实施方式的显示装置的部分截面图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。
以下说明的各实施方式中，对特征性部分进行说明，对于与通常的显示装置的构成要素没有差异的部分将说明省略。另外，各个实施方式以本发明的显示装置基板、或具备该显示装置基板的液晶显示装置的例子进行说明，但本发明的显示装置基板可以适用于有机EL显示装置等其他的显示装置。
以下使用附图说明本发明一个实施方式的显示装置基板100。另外，以下的全部附图以易于理解为优先，对各构成要素的厚度或尺寸比例进行了适当调整。
图1为本发明一个实施方式的显示装置基板的部分截面图。
本实施方式的显示装置基板具有透明基板15和黑色布线6。黑色布线6具有第1导电性金属氧化物层1、金属层2、第2导电性金属氧化物层3和黑色层4。
如图1所示，在透明基板15上具备由第1导电性金属氧化物层1、金属层2、第2导电性金属氧化物层3和黑色层4构成的黑色布线6。黑色布线6例如以相对于纸面垂直方向的条纹图案配设有多个。第1导电性氧化物层1、金属层2、第2导电性金属氧化物层3和黑色层4使用公知的光刻手法进行图案形成。对于形成黑色布线6的方法，在后面详细地说明。另外，上述导电性金属氧化物有时记为混合氧化物或复合氧化物。
图2为说明本实施方式的显示装置基板的其他例的部分截面图，是在图1所示的显示装置基板上进一步层叠有透明树脂层9的显示装置基板的部分截面图。
图2所示的显示装置基板100在黑色布线6上层叠有透明树脂层9。透明树脂层9可以由具有热固化性的丙烯酸树脂等形成。透明树脂层9的膜厚可以任意地设定。黑色层4或透明树脂层9例如还可以是层叠折射率等光学特性互不相同的多个层的构成。另外在这里，由于后述的显示装置(例如图6、图16所示)的说明的关系，形成黑色布线6的膜面的位置与图1上下颠倒。
透明基板15的基材是热膨胀率小的无碱玻璃。与后述阵列基板中使用的透明基板25同样，优选使用玻璃材质的基板。例如可以适用形成被称作薄膜晶体管(TFT)的晶体管等有源元件、在有机EL显示装置或液晶显示装置中使用的玻璃基板。本实施方式中，作为透明基板15、25的基材采用的无碱玻璃是显示装置用的基板材料，以实质上不含碱成分的铝硅酸盐玻璃为代表。无碱玻璃是指将钠(Na)或钾(K)等碱金属或它们的氧化物为以碱元素计1000ppm以下的含有率规定为实质上不含碱成分。优选碱元素的含有率低。另外，以下的说明中，将形成有液晶驱动用的晶体管的基板称作阵列基板。另外，有时将晶体管称作薄膜晶体管或有源元件。
黑色布线6优选第1导电性金属氧化物层1的线宽、金属层2的线宽、第2导电性金属氧化物层3的线宽、以碳为主要色料的黑色层4的线宽为分别大致相等的线宽。
由含铟的第1导电性金属氧化物层(粘接层)1、铜层或铜合金层构成的金属层2、以及黑色层4构成的黑色布线6的厚度可以共计为1μm以下。黑色布线6的厚度超过2μm时，其凹凸会对液晶取向造成不良影响，因而优选为1.5μm以下。
本实施方式的技术例如以300ppi(pixel per inch)、进而500ppi以上的高精细像素的显示装置作为对象。当在高精细像素的显示装置中采用本实施方式的显示装置基板时，需要相当于黑色布线6的黑色矩阵的线宽以1μm以上且6μm以下范围内的细线进行图案形成。例如，在显示装置基板中，相对于黑色布线的4μm的线宽有±1μm以上的偏差时，由于会产生显示品质面上的不均，还会发生像素开口率的降低，因而无法作为显示装置的基板进行使用。
另外，在各个制造工序中使构成黑色布线6的第1导电性金属氧化物层1、金属层2、第2导电性金属氧化物层3和黑色层4相互地位置对齐也是不现实的。当在制造工序中使各相相互地位置对齐时，有可能会产生约±1.5μm以上的偏差。因此，从细线形成的观点出发，按照不对显示装置的像素开口率造成的影响的方式在多层(多个工序)中形成相同图案地使其位置对齐是非常困难的。
本实施方式中所说的“相等的线宽”是指形成黑色布线6的各层的线宽的中心位置(与布线延伸方向大致垂直的方向上的中心位置)及线宽的各自偏差为±0.4μm的范围内。进而“相等的线宽”是指如图1或图17所示，黑色层4、导电性氧化物层3、金属层2、导电性氧化物层1、黑色层18的截面形状在垂直方向Z(或厚度方向)上大致一致。例如，500ppi的高精细像素中，红(R)绿(G)蓝(B)的3色的像素间距达到17μm左右，但如果考虑到在例如4μm线宽的黑色矩阵(遮光层)上2层金属的各自位置对齐允许差，则其线宽约为10μm。此时，像素开口率达到35％左右，无法作为显示装置进行使用。例如，当黑色矩阵的线宽为4±0.4μm时，像素开口率约为60％。
图1及图2中，黑色布线6以在相对于纸面垂直的方向Y上为长条的条纹形状进行配设。但是，形成黑色矩阵时，黑色布线6可以以不与黑色矩阵产生干涉条纹的形状、以各种图案形成。
在显示装置基板的矩形显示区域19内(图3所示)形成多个像素开口部。像素开口部可以是条纹形状，也可以是至少2边平行的多边形。作为2边平行的多边形，例如可以是长方形、六边形、V字形状(doglegged shape)等。还可以使黑色布线6的图案作为将这些多边形像素周围的至少一部分包围的边框形状形成电闭合的形状。根据这些图案形状在俯视下为电闭合的图案，或者为部分开放(外观上来看设置未连接的部分)的图案，显示装置周边的电噪音的捡取方法发生改变。或者，根据黑色布线6的图案形状或面积，显示装置周边的电噪音的捡取方法发生改变。
另外，矩形显示区域19中，像素的开口部通过黑色布线6和阵列基板侧的金属布线或触摸金属布线区分开，可以获得在俯视下为多边形的像素形状。或者，如后面的实施方式所示，还可以另外设置黑色矩阵(BM)。本实施方式中，像素的开口部为至少2边平行的多边形，黑色布线6在该2边的长度方向上延伸成将像素区分开的大致直线状。通过如此地形成，可以抑制黑色布线6所捡取的电噪音。
以下对黑色布线6的各层1～4及透明树脂层9的构成例进行说明。
(黑色层)
黑色层4例如由分散有黑色色料的着色树脂构成。铜的氧化物或铜合金的氧化物无法获得充分的黑色或低的反射率，但本实施方式的黑色布线6表面上的可见光的反射率被抑制在7％以下，且由于是夹持后述的金属层2的构成，因而同时可获得高的遮光性。
另外，通过成为用折射率约1.5的透明树脂层9覆盖黑色布线6的构成，与透明树脂的界面处的反射率在可见光的波长范围内可以为3％以下的低反射。例如，可以使得与透明树脂的界面处的反射率、包括光的波长430nm、540nm、620nm下的反射率在可见光区域400nm以上且700nm以下为0.1％以上且3％以下范围内的低反射率。
黑色的色料还可以适用碳、碳纳米管或多个有机颜料的混合物。将碳例如作为相对于色料整体的量为51质量％以上的主要色料进行使用，为了调整反射色，还可以添加蓝或红等有机颜料进行使用。例如，通过调整作为起始原料的感光性黑色涂布液中的碳的浓度(降低碳浓度)，可以提高黑色层4的重现性。
即使使用显示装置用大型曝光装置，作为黑色布线6的画线宽，例如也可以以1μm以上且6μm以下的细线进行图案加工。此外，本实施方式中，相对于包括树脂或固化剂和颜料在内的整体的固体成分，为4以上且50以下的质量％碳浓度的范围内。这里，即便是碳浓度超过50质量％的碳量也是可以的，但相对于整体的固体成分、碳浓度超过50质量％时，有涂膜适合性下降的倾向。另外，当碳浓度为4质量％以下时，无法获得充分的黑色，底层的金属层2的反射大、有时会降低可视性。以下的实施方式中，未标明黑色层4的碳浓度时，该碳浓度相对于总固体成分大致为40质量％。
黑色层4以后面工序的光刻下的曝光或图案的位置对齐(对准)为优先，例如可以使透射测定中的光学浓度为2以下。还可以除了碳以外、作为黑色的颜色调整使用多个有机颜料的混合物来形成黑色层4。黑色层4的反射率优选考虑到玻璃或透明树脂等基材的折射率(约1.5)、且按照使黑色层4与这些基材的界面的反射率达到3％以下的方式对黑色色料的含量或种类、所使用的树脂、膜厚进行调整。通过这些条件的优化，可以使得与折射率约1.5的玻璃等基材的界面的反射率在可见光波长区域内为3％以下的低反射率。黑色层4的反射率考虑到防止来自背光单元的光的再反射或提高观察者的可视性，优选为3％以下。另外，通常滤色器中使用的丙烯酸树脂和液晶材料的折射率约为1.5以上且1.7以下的范围。例如，还可以将对显示装置的盖玻璃(保护玻璃)与显示装置进行贴合的、约1.5以上且1.7以下范围折射率的粘接层作为上述树脂进行使用。
(金属层)
形成金属层2的金属为铜或铜合金。使用铜的薄膜或铜合金的薄膜时，当使金属层2的膜厚为100nm以上或150nm以上时，金属层2几乎不会透射可见光。因此，本实施方式的显示装置基板中，黑色布线6只要是金属层2的膜厚例如为100nm以上且300nm以下左右，即可获得充分的遮光性。
金属层2可以适用具有耐碱性的铜或铜合金等金属层。需要耐碱性时，例如有在后面工序中使用碱显影液的显影工序的情况。具体地说是例如在形成黑色布线6之后形成滤色器或黑色矩阵等的情况等。在后述黑色布线6上形成端子部时，也需要耐碱性。
另外，铬具有耐碱性，可作为黑色布线6的金属层2进行适用。但是，铬由于电阻值大、制造工序中产生的铬离子是有害的，因此难以适用于实际的生产。从低电阻值的观点出发，铜或铜合金优选作为金属层2。铜或铜合金由于导电性良好，因此优选作为金属层2。
金属层2作为铜合金可以含有3原子％以下的合金元素。合金元素例如可以从镁、钙、钛、钼、铟、锡、锌、铝、铍、镍中选择1个以上的元素。通过铜的合金化，可以抑制铜的扩散，作为铜合金可以改善耐热性等。当在金属层2中添加超过3原子％的合金元素时，黑色布线6的电阻值增大。黑色布线6的电阻值增高时，有可能发生与触摸检测有关的驱动电压的波形发钝或信号延迟，因此不优选。铜易于引起迁移、可靠性的方面有不足，但通过添加0.1原子％以上的上述合金元素，作为铜合金可以提高可靠性。合金元素的含有比例相对于铜可以为0.1原子％以上且3原子％以下。
(导电性金属氧化物层)
第1导电性金属氧化物层1例如由含铟的导电性金属氧化物形成。第2导电性金属氧化物层3例如为氧化铟、氧化锌和氧化锡的混合氧化物(复合氧化物)。
第1导电性金属氧化物层1及第2导电性金属氧化物层3主要具有提高透明基板15与黑色布线6的密合性、提高金属层2与黑色层4的密合性、防止在金属层2上产生擦伤时的断线的功能。
铜、铜合金或它们的氧化物、氮化物一般来说与玻璃等透明基板或作为黑色色料的分散体的黑色层4的密合性很差。因此，未设置导电性金属氧化物层时，有金属层2与透明基板15的界面、以及金属层2与黑色层4的界面处发生剥离的可能性。作为触摸传感用途的金属布线(将金属层作为细的布线进行图案形成)使用铜或铜合金时，作为基底层未形成第1导电氧化物层1的显示装置基板除了剥离所导致的故障以外、还有金属布线中产生因静电破坏所导致的故障的情况，是不实用的。该静电破坏是在滤色器层叠等后面工序、与阵列基板的贴合或者洗涤工序等中，在布线图案中蓄积静电，因静电破坏而发生图案缺失、断线等的现象。
此外，铜、铜合金或它们的氧化物、氮化物通常电连接不稳定、缺乏可靠性。例如，经时地形成于铜表面的氧化铜或硫化铜接近于绝缘体，在电安装中产生问题。设置在黑色布线6端部的端子部5(图3所示)中，由于电安装的重新进行或处理时的不良状况，易于在金属层2中产生擦伤。由于含铟的导电性金属氧化物也是硬的陶瓷，因而即便是在金属层中产生伤痕，导电性金属氧化物层也很少会发生断线。
另外，第2导电性金属氧化物层3具有改善因上述铜或铜合金的表面的经时变化(铜氧化物的形成)所导致的电接触不良的功能。端子部5的表面例如由于由氧化铟、氧化锌和氧化锡的混合氧化物所形成的第2导电性金属氧化物层3露出，因此端子部5的接触电阻降低、变得适于电安装。
另外，通过使形成第2导电性金属氧化物层3的混合氧化物中的氧化铟以铟与锡与锌的原子比计为0.8以上，能够降低作为布线的电阻值。另外，铟的原子比更优选为0.9以上。
另外，第1导电性金属氧化物层1和第2导电性金属氧化物层3分别可作为氧化物稍有氧不足、带有光吸收的膜进行成膜。
进而，形成第1导电性金属氧化物层1和第2导电性金属氧化物层3的混合氧化物中的氧化锌与氧化锡的量以铟的原子比计优选为0.01以上且小于0.08的范围内。
锡在混合氧化物中的量如果不添加以原子比计超过0.01的量，则无法获得导电性金属氧化物层的低电阻。锡在混合氧化物中的量如果以原子比计超过0.08，则刻蚀难以进入到导电性金属氧化物层，结果在后述的制造方法中有可能难以进行金属层2的图案形成。
进而，锌在混合氧化物中的量优选以铟的原子比计为0.02以上且小于0.2的范围内。锌的原子比超过0.2且锡的原子比小于0.01时，作为黑色布线的“相等的线宽”下的图案形成变难。氧化锌的量增加时，湿式刻蚀工序中将由该混合氧化物形成的层选择性地刻蚀，金属层的线宽会相对地变大。相反，氧化锡的量增加时，湿式刻蚀工序中将金属层选择性地刻蚀，导电性金属氧化物层的线宽会相对地增大。氧化锡的量过多时，刻蚀不会进入到导电性金属氧化物层。锌在混合氧化物中的量优选以铟的原子比计为0.02以上且0.13以下的范围内。
即，混合氧化物中所含的铟(In)与锌(Zn)与锡(Sn)的In/(In+Zn+Sn)所示的原子比大于0.8、且Zn/Sn的原子比大于1成为能够重现“相等的线宽”的黑色布线的条件。
接着，参照附图对含有本实施方式的显示装置基板的显示装置进行说明。
图3是本实施方式的显示装置基板的示意俯视图，是表示红像素R、绿像素G、蓝像素B等像素和将这些像素区分开且配设在长边方向上的黑色布线6之一例的图。
图3是从观察者方向V观察后面说明的图6的显示装置的矩形显示区域19的俯视图。另外，本实施方式的显示装置基板是不含滤色器层的构成。图3所示的R、G、B的符号是为了表示像素位置而标记的，也可以是省略了滤色器的构成。
使用了本实施方式的显示装置基板的显示装置或液晶显示装置具备分别控制影像显示和触摸传感的控制部(未图示)。以下的记载中，触摸传感是以下述静电电容方式为前提：例如通过在第1方向上延伸的多条根数布线的排列以及与这些布线隔着规定或恒定间隔(绝缘)配置的、在垂直于第1方向的第2方向上延伸的多条根数布线的排列之间的、各个布线的交叉部中产生的静电电容的变化来判断有无手指等指针的触摸。
图3示出了在矩形显示区域19及其周围的区域中的黑色布线6和金属布线42(以下，该金属布线从作为进行触摸传感时使用的一个电极的含义出发，称作触摸金属布线42)的配置位置。被黑色布线6和触摸金属布线42包围的区域成为像素开口区域。图3中，例如使黑色布线6为在第1方向(Y方向)上延伸的布线、使垂直于其的触摸金属布线42为第2方向(X方向)的布线。如图3所示，俯视下，黑色布线6以恒定间隔在第2方向(X方向)上具有多条根数布线的排列。触摸金属布线42在俯视下在第1方向(Y方向)上具有多条根数布线的排列。
黑色布线6在Y方向上相互间大致平行地延伸配设。黑色布线6具有从矩形显示区域19的一端延伸至另一端外的引出布线(第1布线)6a和从矩形显示区域19的一端延伸至另一端的伪布线(第2布线)6b。本实施方式中，在引出布线6a之间设置有2根伪布线6b。伪布线6b为电浮起的漂浮图案。引出布线6a的间隔数(引出布线6a之间伪布线6b的根数)或引出布线6a的根数与伪布线6b的根数之比可以根据显示装置的使用目的等适当设定。
此外，施加触摸传感驱动电压的驱动电极的负责者可以是黑色布线6和触摸金属布线42中的任一者，还可以更换该负责者。
触摸金属布线42在俯视下与黑色布线6垂直地配置。触摸金属布线42设置在后述的阵列基板上，从矩形显示区域19的一端延伸至另一端外。
另外，当在显示装置基板上设置滤色器层时，例如按照在Y方向上显示相同颜色的像素排列、在X方向上显示互不相同颜色的像素相邻的方式来形成滤色器层。
另外，即便是在显示装置基板上未设置滤色器层时，也可以例如使背光单元具备红色发光、绿色发光、蓝色发光的LED，通过各自的分时发光和与其同步的液晶层的驱动来进行彩色显示。当使用分时发光的背光单元时，如图3所示，例如按照在Y方向上显示相同颜色的像素排列、在X方向上显示互不相同颜色的像素相邻的方式来构成。
图4为说明一个实施方式的显示装置基板中的黑色布线的端子部之一例的示意俯视图。
图5为一个实施方式的显示装置基板中的黑色布线的端子部的线A-A′的部分截面图。
矩形显示区域19及其周边的一部分被透明树脂层9覆盖。在黑色布线6延伸至矩形显示区域19外的一端上形成有端子部5。
如图5所示，端子部5成为第2导电性金属氧化物层3露出至表面、可采用电接触或安装的形式。第2导电性金属氧化物层3的表面与铜或铜合金表面不同，不会形成新的氧化物而引起电接触不良。在铜或铜合金的表面上易于经时地形成氧化物或硫化物。由混合氧化物形成的第2导电性金属氧化层即使经时也稳定，使得电安装下的欧姆接触变得可能。
此外，端子部5的俯视形状并非限定于图4。例如，还可以用透明树脂层9将端子部5上覆盖之后，利用干式刻蚀等手段将端子部5上部除去成圆形状、矩形状，使端子部5表面的第2导电性金属氧化物层3露出。此时，在对显示装置的基板之间进行粘贴的密封部，也可在密封部的厚度方向上进行从显示装置基板向阵列基板的导通的转移(传送)。该导通的转移通过将选自各向异性导电膜、微小的金属球、或被金属膜覆盖的树脂球等中的导体配置在密封部中而变为可能。
图6为本发明一个实施方式的显示装置的部分截面图。
图6也是将图7的阵列基板35和显示装置基板100以隔着液晶层30相面对的状态粘贴时的D-D′方向的截面图。另外，D-D′截面中，虽未严格地图示触摸金属布线42，但图6为在纸面向里具有触摸金属布线42的情况、用虚线示出其位置。另外，图6中，将偏振片、相位差板、取向膜、背光单元、连接于作为晶体管的有源元件的栅极线或源极线等的图示省略。
本实施方式的显示装置具备显示装置基板100、阵列基板35和液晶层30。本实施方式的显示装置例如为FFS模式的液晶显示装置。
阵列基板35具有透明基板25、绝缘层21、22、23、通用电极32、像素电极36和触摸金属布线42。
透明基板25例如优选使用热膨胀率小的无碱玻璃。
透明基板25的基材优选例如是热膨胀率小的无碱玻璃且是玻璃材质的基板。本实施方式中，作为透明基板15、25的基材采用的无碱玻璃是显示装置用的基板材料，以实质上不含碱成分的铝硅酸盐玻璃为代表。
透明基板25上隔着绝缘层21、22配置有通用电极32。通用电极32例如配置成在Y方向上延伸的条纹状，相互间电连接。通用电极32例如由ITO或IZO等透明导电材料形成。
在通用电极32上隔着绝缘层23配置有像素电极36和触摸金属布线42。像素电极6例如由ITO或IZO等透明导电材料形成。
液晶层30的液晶与阵列基板35的基板面大致水平地取向，且含有液晶分子。液晶的驱动利用在像素电极36与通用电极32之间产生的边缘场进行驱动。该液晶驱动方式被称作FFS(fringe field switching，边缘场切换)或IPS(in plane switching，面内切换)。用于驱动液晶层30的驱动电压形成与阵列基板35的基板面大致平行的方向的电场、即所谓的横向电场。
图7为图6所示阵列基板25的俯视图，是表示触摸金属布线42和遮光图案位置的图。图7为图6所示阵列基板35的从观察者方向V的俯视。
图7中示出了触摸金属布线42和遮光图案43的位置。阵列基板35进一步具备配置在与像素电极36和触摸金属布线42相同层上的遮光图案43、源极线40、栅极线41和晶体管(有源元件)46。
将像素电极36配置在各像素中。像素电极36例如具备在Y方向上延伸的多个带状图案。换而言之，像素电极36具有设置在与通用电极32相面对的位置上的狭缝。多个带状图案通过遮光图案43相互间电连接。
源极线40在像素电极36间沿着Y方向延伸地配置。源极线40与未图示的驱动电路电连接。在源极线40上施加影像信号。驱动电路包含在未图示的所述控制部中，该控制部对与影像显示有关的影像信号和栅极信号以及与后述的触摸传感有关的驱动信号和触摸检测信号进行控制。
栅极线41在像素电极36间沿着X方向延伸地配置。栅极线41与未图示的驱动电路电连接。在栅极线41上施加后述晶体管的栅极信号。
触摸金属布线42隔着绝缘层21、22、23配置在栅极线41的上层。触摸金属布线42与栅极线41及源极线40电独立。即，触摸金属布线42在像素电极36间沿着X方向延伸地配置。触摸金属布线与未图示的驱动电路电连接。进行触摸传感时，在触摸金属布线42上例如施加恒定电压或者施加规定的脉冲电压。
此外，阵列基板35的栅极线41或源极线40等金属布线可以用和触摸金属布线42相同的金属材料、构成、利用相同工序形成。此时，利用相同工序形成的金属布线与触摸金属布线42电独立。
黑色布线6和触摸金属布线42(或栅极线41)以提高显示的对比度为目的，可以代替显示装置中多使用的黑色矩阵进行使用。由于均能用金属的布线形成，因此来自未图示的背光单元的光的遮光性高。
将遮光图案43配置在各像素中。遮光图案43配置在与触摸金属布线42相同的层上并利用相同工序形成。遮光图案43可以是多个层叠的金属层，也可以在遮光图案43上进一步层叠防反射膜或光吸收层。
遮光图案43形成在后述有源元件的沟道层49上，防止光向沟道层49的入射。由此，可以防止晶体管46的错误动作。
图8为表示图7所示阵列基板的线C-C′的截面之一例的图。
图8中作为本实施方式的显示装置的有源元件，示出了具备由氧化物半导体(In-Ga-Zn-O系的混合氧化物)形成的沟道层49的晶体管46的构成。晶体管46为薄膜晶体管。示出了电合作于该晶体管46的金属布线(栅极线41及源极线40)、进而在栅极线41上隔着多层的绝缘层21、22、23且与栅极线平行地延伸的触摸金属布线42等。
另外，图8并未限定阵列基板35所含绝缘层的层数。另外，图示的晶体管46为底栅构造，但本实施方式的显示装置中采用的有源元件并非限定于底栅构造的晶体管。
晶体管46具备栅电极GE、源电极SE、漏电极DE和沟道层49。
栅电极GE形成在透明基板25上。栅电极GE配置在与栅极线41相同的层上，与对应的栅极线41电连接(或一体地形成)。栅电极GE被绝缘层21覆盖。
源电极SE配置在绝缘层21上的沟道层49上。源电极SE配置在与源极线40相同的层上，与对应的源极线40电连接(或一体地形成)。源电极SE被绝缘层22覆盖。
漏电极DE配置在绝缘层21上的沟道层49上。漏电极DE配置在与源极线40和源电极SE相同的层上，通过贯通绝缘层22、23的接触孔47与像素电极36电连接。
沟道层49在绝缘层21上配置在与栅电极GE相对的位置上。沟道层49可以由多晶硅等硅系半导体或氧化物半导体形成。
晶体管46优选沟道层49是被称作IGZO等的含有镓、铟、锌、锡、锗、镁、铝中的2种以上的金属氧化物的氧化物半导体。这种晶体管46由于存储性高(漏电流少)，因此易于保持液晶驱动电压施加后的像素容量。因此，可以成为省去了显示装置的保持容量线(或每个像素所具备的保持容量)的构成。
例如，为后述的点反转驱动时，当采用沟道层49中使用了存储性良好的IGZO的晶体管(有源元件)时，也可以省去使透明电极图案为恒定电压(恒定电位)时的恒定电压驱动所需的保持容量(储能电容器)。以IGZO为沟道层的晶体管与使用了硅半导体的晶体管不同，由于漏电流极小，因此可以省去例如现有技术文献的专利文献4所记载的含有闩锁部的传输电路，可以变为简单的布线构造。另外，使用了具备晶体管(该晶体管作为沟道层使用IGZO等氧化物半导体)的阵列基板的液晶显示装置由于晶体管的漏电流小，因此可以保持液晶驱动电压施加后的电压，可以维持其透射率。
沟道层49中使用IGZO等氧化物半导体时，晶体管46的电子迁移率高，例如可以在2msec(毫秒)以下的短时间内将对应于所需影像信号的驱动电压施加至像素电极36。例如，倍速驱动(1秒钟的显示帧频为120帧时)的1帧约为8.3msec，例如可以将6msec分配至触摸传感。
作为透明电极图案的驱动电极在为恒定电位时，也可不对液晶驱动和触摸电极驱动进行分时驱动。可以使液晶的驱动频率和触摸金属布线的驱动频率不同。例如，在沟道层49中使用了IGZO等氧化物半导体的晶体管46中，当施加液晶驱动电压之后，为了保持透射率(或保持电压)，与多晶硅半导体的晶体管不同，用于透射率保持的影像的更新(影像信号的再次写入)并无必要。因此，采用了IGZO等氧化物半导体的显示装置能够进行低耗电驱动。
IGZO等氧化物半导体由于电耐压高，因此能够以高的电压对液晶进行高速驱动，对于能够进行3D显示的3维影像显示是有力的。沟道层49中使用IGZO等氧化物半导体的薄膜晶体管46如上所述由于存储性高，因此具有即便是使液晶驱动频率为0.1Hz以上且30Hz以下左右的低频率也难以产生闪变(显示的闪烁)的优点。使用以IGZO为沟道层的晶体管46，通过并用低频率下的点反转驱动及与其不同频率下的触摸驱动，能够以低耗电同时获得高画质的影像显示和高精度的触摸传感。
另外，沟道层49中使用氧化物半导体的晶体管46如上所述由于漏电流少，因此可以长时间保持施加于像素电极36的驱动电压。通过用布线电阻小于铝布线的铜布线来形成有源元件的源极线40或栅极线41(及保持容量线)等、进而作为有源元件使用能够在短时间内进行驱动的IGZO，可以充分地设置用于进行触摸传感的扫描的期间。即，通过将IGZO等氧化物半导体适用于有源元件，可以缩短液晶等的驱动时间，在显示画面整体的影像信号处理中，可以使适用于触摸传感的时间有充分的富余。由此，能够以高精度检测所发生的静电电容的变化。
进而，通过使沟道层49为IGZO等氧化物半导体，可以基本消除点反转驱动或列反转驱动下的耦合噪音的影响。其原因在于，使用了氧化物半导体的有源元件可以在极短时间(例如2msec)内将对应于影像信号的电压施加于像素电极36，而且保持该影像信号施加后的像素电压的存储性高，在其保持期间不会产生新的噪音，可以减轻对触摸传感的影响。
像素电极36通过接触孔47电连接于漏电极DE。像素电极36配置在与触摸金属布线42和遮光图案43相同的层上。本实施方式中，将像素电极36和遮光图案43一体地形成。换而言之，像素电极36的位于沟道层49上层的一部分为遮光图案43。
图9为对保持于阵列基板35的触摸金属布线42与显示装置基板100的黑色布线6之间的静电电容C1进行说明的截面图。
俯视下，位于重叠位置的触摸金属布线42和栅极线41在图9中在相对于纸面垂直的方向(X方向)上延线、且相互间平行地延伸。此外，黑色布线6实际上位于纸面的里面、作为截面图未能图示，但为了说明用虚线进行表示、示意地示出形成静电电容C1。
图6或图7所示显示装置的构成中，通用电极32的液晶驱动和触摸传感下的触摸金属布线42的驱动可以是分时驱动，或者也可不进行分时驱动而以不同于液晶驱动的频率对触摸金属布线42的驱动进行驱动。触摸金属布线42可作为驱动电极或检测电极进行使用。
与触摸检测有关的静电电容C1在黑色布线6与在俯视下垂直于该黑色布线6的触摸金属布线42之间形成。通过该静电电容C1的变化，可以检测到手指等指针对显示画面的接近或触摸位置。
黑色布线6和触摸金属布线42如图3所示大致地垂直，同时分别配设有多条根数。但是，也可以不是全部的黑色布线6和触摸金属布线42为了驱动或检测而都与触摸传感控制器(未图示)相合作。触摸传感控制器包含在未图示的所述控制部中。
例如，如图3中说明的那样，黑色布线6也可具备伪布线6b，黑色布线6和触摸金属布线42的驱动或检测也可间隔3根、间隔9根、间隔18根等间隔规定根数来进行。间隔根数多者可以缩短触摸传感扫描时间，高速的触摸检测变得容易。
接着，对上述本实施方式的显示装置基板及显示装置中的黑色布线6所可承担的作用进行说明。
如上所述，黑色布线6是层叠了第1导电性金属氧化物层1、金属层2、第2导电性金属氧化物层3和黑色层4的4层构成的导电性布线。本实施方式及以下说明的实施方式中，黑色布线6可以作为静电电容方式的触摸传感中的触摸电极进行使用。触摸电极是指触摸传感中使用的驱动电极和检测电极的总称。此外，本发明的记载中，有时将驱动电极、检测电极分别记为驱动布线、检测布线、或者黑色布线、触摸金属布线或透明导电膜布线。
触摸电极例如可以采取在俯视下在第1方向(例如方向X)上排列配设有多个检测电极、隔着位于层叠方向(方向Z)的绝缘层在第2方向(例如Y方向)上排列配设有多个驱动电极的构成。在驱动电极上以例如1KHz以上且100KHz以下的频率施加交流脉冲信号。通常，通过该交流脉冲信号的施加，检测电极维持恒定的输出波形。当具有手指等指针的触摸或接近时，该部分的检测电极的输出波形出现变化，从而可判断触摸的有无。手指等指针至显示面的距离可以利用从指针的接近至触摸的时间(通常为数百μsec以上且数msec以下)或该时间内算出的输出脉冲数等进行测定。
黑色布线6可以作为上述的驱动电极或检测电极进行使用。作为与黑色布线6成对的触摸电极，可以隔着透明树脂层9等绝缘层设置相对于黑色布线6延伸的方向(例如Y方向)大致垂直的触摸金属布线42(或透明导电膜布线)。触摸金属布线42是与黑色布线6成对的触摸电极，配设在阵列基板侧。透明导电膜布线是与黑色布线6成对的触摸电极，配设在显示基板侧。在设置触摸金属布线42(或透明导电膜布线)的构成中，可以将这些布线作为驱动电极或检测电极进行使用。在后述的第3实施方式中，具体地说明具备相对于黑色布线6延伸的方向大致垂直地延伸的透明导电膜布线的构成。
构成黑色布线6的黑色层4与金属层2的线宽或图案形状相同时，使用黑色层4作为抗蚀图案，将含铟的第2导电性金属氧化物层3、金属层2和第1导电性金属氧化物层1一并地湿式刻蚀，可获得与黑色层4的线宽相同的金属层2的图案。如此，能够通过简单的工序将黑色层4和金属层2的线宽或图案形状相同的黑色布线6制成滤色器基板。另外，通过上述的工序，构成黑色布线6的第1导电性金属氧化物层1、金属层2、第2导电性金属氧化物层3与黑色层4的线宽可以相等。
黑色布线6由于是用黑色层4覆盖金属层2的可见光反射少的构成，因此制成液晶显示装置时，金属层2不会将来自显示装置的背光单元的光反射。因而，可以防止从阵列基板35侧入射的背光的光再入射到晶体管46的沟道层49中、可以防止晶体管46的错误动作。
如上所述，根据本实施方式，可以提供一种具备触摸传感用布线的显示装置基板，所述触摸传感用布线为低电阻具有耐碱性的黑色布线6，其处于与作为无碱玻璃的基板的密合性高的状态且减少来自背光等显示装置的光源的光的再反射。即，提供一种具备处于与作为无碱玻璃的基板的密合性高的状态且可视性良好的触摸传感用布线的显示装置基板。另外，根据本实施方式，可以提供高析像度且可应对高速的触摸输入的显示装置、以及该显示装置中使用的显示装置基板。另外，根据本实施方式，可以提供能够进行稳定的电安装的显示装置基板。
接着，参照附图说明第2实施方式的显示装置基板及显示装置。
此外，以下的说明中，对于与上述实施方式相同的构成，带有相同的符号并将说明省略。
图10为表示在本实施方式的显示装置基板中在黑色布线6上层叠有滤色器层和透明树脂层9的构成之一例的图。
图11为具备图10所示显示装置基板的显示装置的部分截面。另外，图11中，省略了显示装置的偏振片、相位差板、取向膜、背光单元、连接于作为有源元件的晶体管的栅极线或源极线等的图示。
第2实施方式涉及在上述实施方式的显示装置基板中进一步层叠有滤色器层(红像素R、绿像素G、蓝像素B)的构成，与液晶层30或液晶驱动有关的技术与第1实施方式相同。
从观察者方向V观察本实施方式的显示装置的俯视图与图3相同。没有空隙且平坦地形成极细线的黑色布线6和滤色器层(红像素R、绿像素G、蓝像素B)的手段例如可以适用WO14/115367号公报中并用热回流的着色层形成技术。
本实施方式中，显示装置基板100进一步具备配置在黑色布线6上的滤色器层(红像素R、绿像素G、蓝像素B)。滤色器层具备：对应于红像素R、按照透射红色的主波长的光的方式而着色的树脂所构成的红色着色层；对应于绿像素G、按照透射绿色的主波长的光的方式而着色的树脂所构成的绿色着色层；以及对应于蓝像素B、按照透射蓝色的主波长的光的方式而着色的树脂所构成的蓝色着色层。
形成各个红像素R、绿像素G、蓝像素B的红色着色层、绿色着色层、蓝色着色层等着色层例如通过在感光性的透明树脂中分散有机颜料、利用光刻的手法来形成。滤色器层上除了红色着色层、绿色着色层、蓝色着色层的着色层以外，还可添加淡色层、补色层、白层(透明层)等其他颜色。
本实施方式的显示装置基板100中，由于在Y方向上延伸的黑色布线6以在X方向上排列的条纹图案形状形成，因此各个红像素R、绿像素G、蓝像素B也可以使以相同颜色在Y方向上连续的图案为在X方向上多个排列的条纹图案形状。当用条纹图案形成红像素R、绿像素G、蓝像素B时，可以用黑色布线6和触摸金属布线42(或栅极线41)形成在俯视下垂直的格子状的黑色矩阵。
将上述显示装置基板100和阵列基板35粘贴时，由于黑色布线6和触摸金属布线42(或栅极线41)分别为条纹图案，因此高精度的位置对齐(对准)变得不需要，可以有助于改善显示装置的收率。
在滤色器层上层叠有透明树脂层9。
在图10和图11中，黑色布线6在相对于纸面垂直的方向(Y方向)上延线，相互间大致平行地配置。此外，触摸金属布线42由于位于纸面的里侧，因此本来未能图示，但为了说明用虚线进行表示，示意地示出形成静电电容C2。本实施方式的显示装置中，与上述实施方式相同，也是通过驱动黑色布线6和触摸金属布线42，检测它们之间产生的静电电容C2的变化，可以检测到指尖或笔等与显示装置的画面的距离或接触。
俯视下在Y方向上平行地配设的黑色布线6与触摸金属布线42垂直。触摸金属布线42隔着绝缘层21、22、23形成在栅极线41上，与栅极线41及源极线40电独立。
黑色布线6和触摸金属布线42(或栅极线41)以提高显示的对比度为目的，可以代替显示装置中多使用的黑色矩阵进行使用。由于均可以用金属的布线形成，因此来自未图示的背光单元的光的遮光性高。
如上所述，根据本实施方式的显示装置基板及显示装置，可以获得与上述实施方式相同的效果。即，根据本实施方式，可提供一种具备触摸传感用布线的显示装置基板，所述触摸传感用布线为低电阻且具有耐碱性的黑色布线6，其处于与作为无碱玻璃的基板的密合性高的状态且减少来自背光等显示装置的光源的光的再反射。即，可以提供具备处于与作为无碱玻璃的基板的密合性高的状态且可视性良好的触摸传感用布线的显示装置基板。另外，根据本实施方式，可以提供高析像度且可应对高速的触摸输入的显示装置、以及该显示装置中使用的显示装置基板。另外，根据本实施方式，可以提供能够进行稳定的电安装的显示装置基板。
接着，参照附图说明第3实施方式的显示装置基板及显示装置。
图12为第3实施方式的显示装置基板200的部分截面图。
图13为具备图12所示显示装置基板200的液晶显示装置的部分截面图。此外，图13中省略了显示装置的偏振片、相位差板、取向膜、背光单元、连接于作为晶体管的有源元件的栅极线或源极线等的图示。
本实施方式中，显示装置基板200进一步具备配置在黑色布线6上的滤色器层(红像素R、绿像素G、蓝像素B)、配置在滤色器层上的透明树脂层9、以及配置在透明树脂层9上的透明导电膜布线7。
本实施方式与第2实施方式的不同之处在于是在显示装置基板200的透明树脂层9上形成有透明导电膜布线7的构造，且阵列基板45不具备通用电极。
黑色布线6分别与上述第1实施方式和第2实施方式同样，形成在相对于纸面垂直的方向(Y方向)上延伸、多个黑色布线6在X方向上排列的条纹图案。
滤色器层具备：对应于红像素R、按照透射红色的主波长的光的方式而着色的树脂所构成的红色着色层；对应于绿像素G、按照透射绿色的主波长的光的方式而着色的树脂所构成的绿色着色层；以及对应于蓝像素B、按照透射蓝色的主波长的光的方式而着色的树脂所构成的蓝色着色层。在滤色器层上层叠有透明树脂层9。
透明树脂层9可以通过具有热固化性的丙烯酸树脂等形成。此例中，透明树脂层9的膜厚为1.5μm。透明树脂层9的膜厚可以在黑色布线6与透明导电膜布线7电绝缘的范围内任意地设定。黑色层4或透明树脂层9例如还可以是将折射率等光学特性互不相同的多个层层叠的构成。上述第1实施方式和第2实施方式中也同样，可以使黑色层4或透明树脂层9为多层构成。
透明导电膜布线7配置在透明树脂层9上。透明导电膜布线7例如由ITO或IZO等透明导电材料形成。另外，还可以在透明导电膜布线7上以与其电接触的形式层叠金属布线等辅助导体来构成。
本实施方式的显示装置基板和显示装置中，黑色布线6和透明导电膜布线7隔着作为电介质的透明树脂层9而垂直。例如，可以将方向X的像素间距设定为21μm、黑色布线宽设定为4μm、透明导电膜布线7的宽度设定为123μm(透明导电膜布线7的间距为126μm)。
本实施方式中，在黑色布线6与透明导电膜布线7之间形成与触摸传感有关的静电电容C3。即，该实施方式中，透明导电膜布线7为通用电极且承担触摸电极的检测电极的作用，黑色布线6可作为触摸传感中的驱动电极进行使用。在黑色布线6与透明导电膜布线7之间形成大致恒定的静电电容C3，通过手指等指针的触摸或接近，该部位的静电电容C3发生变化，对触摸位置进行检测。透明导电膜布线7或黑色布线6通过在触摸传感时间隔地进行触摸信号的检测，可以谋求触摸传感的高速化。
另外，液晶层30被像素电极36与透明导电膜布线7之间的电压驱动。即，透明导电膜布线7成为液晶驱动下的通用电极。因此，本实施方式的液晶显示装置中，在Z方向(液晶层30的厚度方向)上施加液晶驱动电压。即，本实施方式的液晶显示装置中，通过所谓的纵向电场将液晶驱动。液晶驱动可以是利用通用反转驱动的液晶驱动，或者也可以使通用电极为恒定电位、对像素电极36进行反转驱动。
阵列基板45不具备通用电极。像素电极36是配置在各像素上的大致矩形状的电极。像素电极36与上述第1实施方式同样，通过接触孔与有源元件电连接。
图14为从观察者方向V观察图13所示显示装置基板200的俯视图。
黑色布线6与图3所示例同样，具有引出布线6a和伪布线6b。引出布线6a从矩形显示区域19的一端延伸至另一端外。伪布线6b从矩形显示区域19的一端延伸至另一端。在引出布线6a之间配置有2根伪布线6b。
透明导电膜布线7形成为沿着与黑色布线6延伸的方向(Y方向)大致垂直的方向(X方向)配置、多个透明导电膜布线7在Y方向上排列的条纹图案。图14中，透明导电膜布线7的线宽(Y方向上的宽度)与X方向上排列的像素的行的3个行的宽度大致相等。透明导电膜布线7从矩形显示区域19的一端延伸至另一端外地配置。
黑色布线6和透明导电膜布线7与第1实施方式和第2实施方式同样，可以作为触摸传感控制中使用的电极(以下有时省略为触摸电极或触摸布线)间隔地驱动。间隔的布线例如可以是电浮起的形状(漂浮图案)。
漂浮图案还可以利用开关元件切换成检测电极或驱动电极、进行高精细的触摸传感。或者，漂浮图案可以按照与地面(接地于筐体)电接触的方式进行切换。为了改善触摸传感的S/N比，还可以在触摸传感的信号检测时暂时地将TFT等有源元件的信号布线接地于地面(筐体等)。
另外，触摸传感控制下检测的静电电容C3的复位需要时间的触摸布线、即触摸传感下的时间常数(容量和电阻值之积)大的触摸布线中，例如可以将奇数行和偶数行交替地用于传感，进行调整了时间常数大小的驱动。或者，还可以将多条根数的触摸布线分组进行驱动或检测。多条根数的触摸布线的分组还可以采用并非线顺序、而是被称作以该组单位进行自检测方式的一并检测的手法。还可以进行组单位下的并列驱动。或者为了寄生电容等的噪音消除，还可以采用获取接近、相邻的触摸布线的检测信号之差的差分检测方式。
上述第1实施方式和第2实施方式也同样，黑色布线6或透明导电膜布线7可以为触摸传感下的检测电极或驱动电极。黑色布线6和透明导电膜布线7中的任一个为检测电极、另一个为驱动电极即可。
透明导电膜布线7在触摸传感驱动时及液晶驱动时可以为恒定电位的通用电位。或者，可以存在高电阻使全部的透明导电膜布线7接地。另外，在触摸传感驱动时及液晶驱动时为恒定电位的通用电位的透明导电膜布线7可以承担将触摸传感驱动和液晶驱动的各个驱动信号区分开的所谓屏蔽膜的作用。上述高电阻的值例如可以是数千兆欧以上且数拍它欧以下的范围。代表性地可以为1太拉欧以上且50太拉欧以下。但是，当使显示装置的薄膜晶体管的沟道层49为IGZO等氧化物半导体时，为了缓和显示装置的像素烧留易于发生的状态，也可以使用比1千兆欧更低的电阻。另外，触摸传感中，在不设置静电电容C3的复位电路的简易控制下，以该静电电容C3的复位为目的，还可以使用比1千兆欧还低的电阻。在有源元件的沟道层49中使用IGZO等氧化物半导体的显示装置中，触摸传感控制中上述各种努力成为可能。
另外，当增多黑色布线6的间隔、进行低密度下的扫描时，可以降低驱动频率，可以进行高精度的传感、削减耗电。相反，通过减少黑色布线6的间隔的高密度下的扫描，例如可以有效应用于指纹认证或者利用触摸笔进行的输入等。
在触摸传感驱动时及液晶驱动时施加于透明导电膜布线7的恒定电位并非是指必须为“0(零)”伏特，可以是驱动频率的高低的中间的恒定电位，也可以是经补偿的驱动电压。触摸传感驱动时及液晶驱动时，由于透明导电膜布线7为恒定电位，因此可以以不同于驱动液晶的像素电极36的驱动频率的频率对透明导电膜布线7进行驱动。
此外，作为液晶驱动的通用电极的通用电位Vcom一般来说是包含液晶驱动下的帧反转的交流矩形信号，例如对每帧施加±2.5V或±5V的交流电压。本实施方式中，这种驱动所需的交流电压并不作为恒定电位来对待。本实施方式的技术中的恒定电位的电压变动需要是至少比液晶驱动的阈值(Vth)更小的恒定电压变动以内的恒定电位。
本实施方式中，通过使透明导电膜布线7的电位为与触摸传感驱动和液晶驱动相同的恒定电位，可以以不同的频率对触摸传感驱动和液晶驱动进行驱动。恒定电位的透明导电膜布线7可以承担将液晶驱动信号和触摸传感驱动信号电分解的屏蔽作用。
根据本实施方式的显示装置基板200，可以获得大的边缘电容，可以保持高的S/N比，同时通过降低触摸传感下的驱动电压可以减少耗电。
另外，当使黑色布线6为触摸传感下的驱动电极、使透明导电膜布线7为检测电极时，可以使触摸传感的驱动条件与液晶的驱动条件(频率或电压等)不同。通过使触摸传感的驱动频率和液晶的驱动频率不同，可以不容易受到各个驱动的影响。可以使触摸传感的驱动频率为1KHz以上且100KHz以下、液晶驱动的频率为0.1Hz以上且480Hz以下。通过制成使用了以IGZO等氧化物半导体为沟道层的TFT阵列基板的液晶显示装置，例如即便是0.1Hz以上且30Hz以下的低频率驱动、也可以以低耗电进行没有闪变(影像的闪烁)的显示。
进而，也可以使触摸传感驱动和液晶驱动分时地进行。当使黑色布线6为驱动电极(扫描电极)时，可以对应所要求的触摸输入的速度、任意地调整静电电容检测的扫描频率。
进而，为了获得快速的响应性，可以间隔地对黑色布线6进行扫描。另外，还可以替换触摸传感下的驱动电极和检测电极，使透明导电膜布线7为施加恒定频率的电压的驱动电极(扫描电极)。另外，触摸传感或液晶驱动下的施加于驱动电极的电压(交流信号)可以是将正负电压反转的反转驱动方式。可以分时地进行触摸传感驱动和液晶驱动，也可不分时地进行。
另外，作为施加于驱动电极的电压(交流信号)，通过减少施加的交流信号的电压幅度(振幅)，可以减轻对液晶显示的影响。
如上所述，本实施方式的显示装置基板和显示装置中，由于透明导电膜布线7的电位为恒定电位，因此可以不依赖于液晶的驱动频率或时机地设定作为触摸电极的黑色电极的驱动频率或信号检测的时机。可以使触摸电极的驱动频率为与液晶驱动的频率不同的频率、或更高的驱动频率。
一般来说，液晶驱动的频率为60Hz或其整数倍的驱动频率。通常，触摸传感部位受到伴随液晶驱动的频率的噪音的影响。而且，通常的家庭电源为50Hz或60Hz的交流电源，触摸传感部位易于捡取到来自通过这种外部电源进行工作的电器的噪音。因此，通过使触摸驱动的频率为从50Hz或60Hz的频率或者这些频率的整数倍偏离若干的不同频率，可以大大地降低来自液晶驱动或外部电器的噪音的影响。偏离量宜为若干量，例如可以是偏离噪音频率的±3％以上且±17％以下的偏离量，能够减少与噪音频率的干涉。例如，触摸驱动的频率可以从1Hz以上且100kHz以下的范围内选择不与上述液晶驱动频率或电源频率干涉的不同频率。通过选择不与液晶驱动频率或电源频率干涉的不同频率，例如可以减轻点反转驱动下的耦合噪音等噪音的影响。
为进行3D(立体影像)显示的显示装置时，除了通常的2维图像的显示之外，为了三维地对面前的图像或位于里侧的图像进行显示，需要多个影像信号(例如右眼用的影像信号和左眼用的影像信号)。因而，液晶驱动的频率例如需要240Hz或480Hz等的高速驱动及多个影像信号。此时，能够使触摸驱动的频率与液晶驱动的频率不同的本实施方式的优点增大。例如，根据本实施方式，在3D显示的游戏机中能够进行高速、高精度的触摸传感。本实施方式中，在游戏机或自动取款机等手指等的触摸输入频率高的器件中也特别有用。
另外，在触摸传感驱动中，由于不将驱动电压供至全部黑色布线(驱动电极)6，而是间隔地进行触摸位置检测，可以减少触摸传感下的耗电。
未图示的有源元件(TFT)的晶体管的沟道层可以使用氧化物半导体或多晶硅半导体，氧化物半导体可以为被称作IGZO等的金属氧化物。
通过使沟道层为IGZO等含有镓、铟、锌、锡、锗、镁、铝中的2种以上的金属氧化物的氧化物半导体，基本可以消除点反转驱动下的耦合噪音的影响。这是由于，使用了IGZO等氧化物半导体的有源元件具有在极短时间(例如2msec)下能够处理作为影像信号的液晶驱动的矩形信号、而且可以保持影像信号施加后的液晶显示的像素下的电压的存储性，因而在其保持期间不会产生新的噪音，可以进一步减少液晶驱动下的噪音的影响。
另外，IGZO等氧化物半导体由于电耐压高，因此能够以高的电压对液晶进行高速驱动，对于3D等3维影像显示是有力的。沟道层使用IGZO等氧化物半导体的晶体管由于储存性高，因此具有即便是例如使液晶驱动频率为0.1Hz以上且30Hz以下左右的低频率也难以产生闪变(显示的闪烁)的优点。
另外，使用以IGZO为沟道层的晶体管时，通过将低频率下的点反转驱动或列反转驱动和以与其不同频率下的触摸驱动进行并用，可以以低耗电同时获得高画质的影像显示和高精度的触摸传感。此外，具备使沟道层为IGZO等氧化物半导体的晶体管的阵列基板可以适用于FFS等横向电场的液晶显示装置、VA等纵向电场的液晶显示装置、或有机EL显示装置。
另外，当使液晶驱动为像素电极中的点反转驱动或列反转驱动时，若使用存储性良好的IGZO，则还可以使透明电极图案为恒定的电压(恒定电位)，节省恒电压驱动所需的保持电容(储能电容器)。液晶驱动除了点反转驱动之外，还可以是使作为通用电极的透明导电膜布线7为恒定电位的列反转驱动(源极反转驱动)。或者，还可以组合使透明导电膜布线7为恒定电位的列反转驱动和使透明导电膜布线7为恒定电位的点反转驱动。
本实施方式的液晶显示装置对作为通用电极的透明导电膜布线7与阵列基板所具备的像素电极36之间施加液晶的驱动电压，对液晶层30进行驱动。本实施方式中适用了在液晶层30或透明基板15、25的厚度方向(纵方向)Z上施加电压、被称作纵向电场方式的液晶驱动方式。
可适用于纵向电场方式的液晶驱动方式可举出VA(Vertical Alignment，垂直取向)、HAN(Hybrid-aligned Nematic，混合取向向列)、TN(Twisted Nematic，扭曲向列)、OCB(Optically Compensated Bend，光学补偿弯曲)、CPA(Continuous Pinwheel Alignment，连续焰火状排列)、ECB(Electrically Controlled Birefringence，电控双折射)、TBA(Transverse Bent Alignment，横向弯曲排列)等，可以适当地选择使用。其中，VA模式由于正常黑色显示优异，因此为了有效应用黑显示，优选采用VA模式。另外，垂直取向的液晶(VA)相比较于水平取向的液晶(FFS)，从正面亮度高及黑显示的黑度水平高的观点出发是更优异的。
接着，对上述第1～第3实施方式的显示装置基板的制造方法进行说明。
图15为表示本发明一个实施方式的显示装置基板的各个制造工序的部分截面图。
如图15所示，在透明基板15上连续成膜作为含有氧化铟、氧化锌和氧化锡的三元系混合氧化物膜(导电性的复合氧化物层)的第1导电性金属氧化物层1、金属层2及第2导电氧化物层3，制成a所示的构成(成膜工序)。
第1导电性金属氧化物层1、金属层2和第2导电性氧化物层3按照基本将透明基板15的表面覆盖的方式进行覆膜。成膜装置使用溅射装置，维持真空地进行连续成膜。
第1导电性金属氧化物层1和第2导电性金属氧化物层3的各自的氧化铟、氧化锌、氧化锡及作为铜合金的金属层的组成如下。均是混合氧化物中的金属元素计的原子百分比(仅计算未计算氧元素的金属元素。以下用原子％标记)。
·第1导电性金属氧化物层：
·第2导电性金属氧化物层：
·金属层：
第1导电性金属氧化物层1和第2导电性金属氧化物层3中所含的铟(In)的量需要多于80原子％地含有。铟(In)的量优选多于80原子％。铟(In)的量更优选多于90原子％。铟(In)的量优选多于90原子％。铟(In)的量少于80原子％时，所形成的导电性金属氧化物层的比电阻增大、不优选。锌(Zn)的量超过20原子％时，由于导电性金属氧化物(混合氧化物)的耐碱性降低，因此不优选。
第1导电性金属氧化物层1和第2导电性金属氧化物层3中所含的锌(Zn)的量需要比锡(Sn)的量多。锡的含量超过锌含量时，在之后工序的湿式刻蚀中会出现障碍。换而言之，作为铜或铜合金的金属层的刻蚀比导电性金属氧化物层更容易进入，易于在第1导电性金属氧化物层1、金属层2和第2导电性金属氧化物层3的线宽中产生差异。
第1导电性金属氧化物层1和第2导电性金属氧化物层3中所含的锡(Sn)的量优选为0.5原子％以上且6原子％以下的范围内。锡通过与铟元素的比较、含有0.5原子％以上且6原子％以下，可以减小上述铟与锌与锡的3元系混合氧化物膜(导电性的复合氧化物层)的比电阻。锡的量超过7原子％时，再伴随着锌的添加，3元系混合氧化物膜(导电性的复合氧化物层)的比电阻会变得过大。通过在上述范围内调整锌及锡的量，可以使比电阻大致控制在以混合氧化物膜的单层膜的比电阻计为5×10-4Ωcm以上且3×10-4Ωcm以下的小的范围内。上述混合氧化物中还可以添加少量的钛、锆、镁、铝、锗等其他元素。
接着，在透明基板15上涂布作为主要色料含有碳的、具备碱显影性和感光性的黑色涂布液，使其干燥，形成黑色层4，成为b所示的构成(涂布工序)。黑色层4的干燥后的涂布膜厚约为1.1μm。
接着，使用带有透射率100％的区域、透射率40％的端子部图案的区域和透射率0％的黑色布线图案的区域的半色调掩模，对b所示构成的基板进行曝光。另外，该掩模的基板为人工石英基板，透射率是以该人工石英基板为参照的透射率。曝光后进行碱显影，成为c所示的构成(图案形成工序)。即，制成带有约2μm膜厚的黑色布线图案4a和约1μm膜厚的端子部图案4b的基板。该状态下，在黑色布线图案4a之间和基板周边，第2导电性金属氧化物层3露出。
接着，利用草酸系蚀刻剂对露出的第2导电性金属氧化物层3进行湿式刻蚀，利用磷酸系蚀刻剂对金属层2进行湿式刻蚀，进而利用草酸系蚀刻剂对第1导电性金属氧化物层1进行湿式刻蚀，成为d所示构成的基板(湿式刻蚀工序)。该状态下，将黑色布线图案4a之间的第1导电性金属氧化物层1、金属层2和第2导电性金属氧化物层3除去，在此区域内，透明基板15露出。
接着，使用干式刻蚀装置，在以黑色层的厚度计为0.6μm刻蚀的条件下进行干式刻蚀。导入至干式刻蚀装置中的气体是在氩气的基本气体中添加有8vol％的氧的气体。使用干式刻蚀，将端子部5上的端子部图案4b完全地除去，使第2导电性金属氧化物层3露出至端子部5，且在黑色布线图案上残留了约0.5μm厚的黑色层4，制成e所示构成的基板(干式刻蚀工序)。黑色布线图案4a的线宽约为4μm，第1导电性金属氧化物层1、金属层和第2导电氧化物层的线宽为±0.2μm以内的分别相等的线宽。
此外，本实施方式的技术中，由于不需要黑色层4、第1导电性金属氧化物层1、金属层2与第2导电氧化物层3的对准(位置对齐)，因此可以不考虑在显示装置基板等中通常需要的各个±1.5μm的对准余裕。因此，可以获得高开口率。
另外，此例中黑色布线6的第1导电性金属氧化物层1的膜厚约为0.025μm、金属层2的膜厚约为0.15μm、第1导电性金属氧化物层1的膜厚约为0.025μm，但包括黑色层4的膜厚在内，这些膜厚可以进行各种设定。
构成黑色布线6的黑色层4中使用的色料优选主要为碳。为了调整自黑色层4产生的反射色，还可以在感光性黑色涂布液中添加少量的有机颜料。但是，在多个有机颜料中，金属配位在颜料构造中。当对含有这种有机颜料的膜进行干式刻蚀时，有时会产生因该金属所导致的污染。考虑到该方面，调整感光性黑色涂布液的配合。或者，优选为不含有机颜料、仅为干式刻蚀性良好的碳的色料。含有大量有机颜料的黑色层在干式刻蚀时有发生严重的表面粗糙的倾向。
如上所述，在本实施方式的显示装置基板的制造方法中，使用光掩模的工序仅一次即可，具有掩模费用的缩减、工序缩减的优点。
接着，对第4实施方式的显示装置基板、显示装置和显示装置基板的制造方法进行说明。
图16为第4实施方式的显示装置基板的部分截面图。
本实施方式的显示装置基板中，在上述第1实施方式的显示装置基板100的导电性金属氧化物层1与金属层2的界面中插入有黑色氧化物层8。另外，本实施方式的显示装置基板可以作为上述多个实施方式的变形例来提供。
本实施方式的显示装置基板在第1导电性金属氧化物层1与金属层2的界面处具备使金属氧化而成的黑色氧化物层8。黑色氧化物层8由即便是一部分也可吸收可见光的金属氧化物形成。构成黑色氧化物层8的金属氧化物可以从各种具有光吸收性的金属氧化物中选择，简单的是为金属层中使用的铜或铜合金的氧化物。使该金属氧化而成的黑色氧化物层8可以通过在溅射或离子镀等真空成膜时将氧气导入而容易地成膜。使用黑色氧化物层8的材料的金属除了上述之外，还可适用通过对铜镍合金、钛合金等进行氧化而能够赋予光吸收功能的金属材料。黑色氧化物层8的膜厚例如可以是10nm以上且200nm以下。
另外，本实施方式中，以20nm膜厚形成第1导电性金属氧化物层、以150nm的膜厚用含(Mg)0.5原子％的铜镁合金形成金属层2、进而以20膜厚的薄膜形成第2导电性金属氧化物层。第1及第2导电性金属氧化物层通过利用室温下的溅射而无定形地进行成膜，可以容易地进行湿式刻蚀加工。金属层2也可以不用铜合金、而是用纯铜形成。
使金属层为黑色氧化物层8时，在利用铜或铜合金的溅射等进行成膜时，导入氧气制成金属氧化膜的手段在制造工序上是简单的。使用ITZO(In-Sn-Zn-O)的靶对第1导电性金属氧化物层进行溅射成膜之后，使用铜合金的溅射靶，进而在氩气中进一步添加氧气，以例如20nm以上且200nm以下的膜厚对黑色氧化物层8进行成膜。接着，仅停止氧气的导入，仅利用氩气用铜合金对金属层2进行成膜。接着，以保持真空的状态，与第1导电性金属氧化物层1同样，使用ITZO(In-Sn-Zn-O)的靶继续对第2导电性金属氧化物层3进行溅射成膜，从而可以按顺序成膜第1导电性金属氧化物层1/黑色氧化物层8/金属层2/第2导电性金属氧化物层3。
如上成膜之后，与上述第1～第3实施方式的制造方法同样，使用半色调掩模进行曝光，进行碱显影，进行湿式刻蚀之后进行干式刻蚀，可以形成本实施方式的显示装置基板。
例如，在图6所示的显示装置中，从观察者方向V进行观察时，有来自金属层2的光反射(室内光或太阳光等外光的反射)，有降低可视性的情况。本实施方式中，通过将黑色氧化物层8插入在第1导电性金属氧化物层1与金属层2的界面中，可以抑制上述光反射。
即，根据本实施方式的显示装置基板、显示装置及显示装置基板的制造方法，可以获得与上述实施方式相同的效果，同时可以进一步避免可视性的降低。
接着，对第5实施方式的显示装置基板、显示装置及显示装置基板的制造方法进行说明。
图17为第5实施方式的显示装置基板的部分截面图。
本实施方式的显示装置基板例如在图1所示显示装置基板的透明基板15与第1导电性金属氧化物层1之间配置有第2黑色层18。本实施方式的显示装置基板可作为上述多个实施方式的变形例来提供。
第2黑色层18的形成可以使用与黑色层4同样的色料或透明树脂。透明基板15与第2黑色层18的界面的反射率通过调整其色料的量或膜厚，可以在光的可见区域内抑制在3％以下。
本实施方式的制造方法与上述第4实施方式的差异仅是作为最初的工序增加第2黑色层18的涂布及其硬膜工序，主要的工序与第4实施方式相同。
图18为表示本发明一个实施方式的显示装置基板的各个制造工序的部分截面图。
如图18的o所示，在透明基板15上涂布第2黑色层18并进行硬膜化。硬膜化还可以并用光，但例如简单的是以250℃的热处理使其硬膜化。第2黑色层18的材料可以是与第1实施方式的黑色层4相同的材料。本实施方式中，第2黑色层18的膜厚约为0.5μm。
图18的a～c所示工序与上述第1～第3实施方式的显示装置的制造方法相同。
图18的d所示的黑色布线图案4a的膜厚为1.1μm，相当于半色调掩模的40％透射率部分的端子部5的端子部图案4b的膜厚为0.5μm。露出至图18的d所示黑色布线图案4a的图案间的第2黑色层18的膜厚为0.5μm。对该状态的显示装置基板通过将干式刻蚀量设定为0.6μm，可以利用干式刻蚀工序将相当于端子部5的端子部图案4b和露出至黑色布线图案4a的图案间的第2黑色层18完全地除去。图18的e所示的显示装置基板是经过该干式刻蚀工序的显示装置基板。
例如，在图6所示的液晶显示装置中，当从观察者方向V观察时，有来自金属层2的光反射(室内光或太阳光等外光的反射)，有时会降低可视性。本实施方式的实施方式中，在透明基板15与第1导电性金属氧化物层1之间添加了第2黑色层18的构成中，当从观察者方向V观察时，由于可以使透明基板15与第2黑色层18的界面的光的反射率为3％以下，因而从可视性观点出发是优异的构成。
即，根据本实施方式的显示装置基板、显示装置及显示装置基板的制造方法，可以获得与上述实施方式相同的效果，同时可以进一步避免可视性的降低。
接着，对第6实施方式的显示装置基板、显示装置及显示装置基板的制造方法进行说明。
图19是用于说明第6实施方式的显示装置基板的图，是将黑色布线6、滤色器层的红像素R、绿像素G、蓝像素B配置在不同面上的显示装置基板的部分截面图。
本实施方式的显示装置基板100具有透明基板15、黑色布线6、黑色矩阵BM、滤色器层(红像素R、绿像素G、蓝像素B)和透明树脂层9。
包括本实施方式在内，在此说明的多个实施方式的显示装置中，可以适用在显示装置基板表面(液晶显示装置中为偏振片上)通过粘合剂等粘贴用于增加强度的盖玻璃或偏振片而形成的构成。
本实施方式的显示装置基板的变形例中，将黑色布线6和滤色器层配设在透明基板15的不同面的上层。即，透明基板15具有相对的一对主面，在一个主面上配置黑色布线6、在另一个主面上配置滤色器层。本实施方式中，滤色器层位于液晶层侧，隔着透明基板15，黑色布线6配置在可从观察者方向V识别到黑色层4的位置上。
黑色层4的表面例如通过粘合剂被偏振片(未图示)等覆盖。此时，与黑色层4的表面被空气覆盖时相比，黑色层4自身的表面反射变为约一半的反射率。例如，粘合剂的折射率约为1.5。黑色层4与粘接剂的界面的反射率在光的波长400nm以上且700nm以下的可见区域内为3％以下的低反射率。此外，反射率的测定使用显微分光计，参照为铝板。
黑色矩阵BM在透明基板15上配置成格子状。黑色矩阵BM在Y方向上延伸的部分隔着透明基板15与黑色布线6相面对。本实施方式的显示装置基板的上述以外的构成为与第1实施方式的显示装置基板相同的构成。
图20为具备图19所示显示装置基板的一个实施方式的显示装置的部分截面图。
阵列基板35和液晶层30的构成除了触摸金属布线37的构成以外，与上述第1实施方式的显示装置同样。触摸金属布线37例如利用与未图示的晶体管(有源元件)的栅电极或源电极(或漏电极)相同的金属布线的制造工序同时地形成。
液晶层30通过因施加于阵列基板35所具备的像素电极36和通用电极32的电压所产生的电场来进行取向控制。液晶驱动为与第1实施方式相同的FFS方式，液晶层30成为与阵列基板35的面平行的取向。
本实施方式的液晶显示装置中，用于触摸传感的静电电容C4形成在黑色布线6与阵列基板35所具备的触摸金属布线37之间。晶体管为顶栅构造时，可以使用形成覆盖晶体管的沟道层的遮光层的金属层与触摸金属布线37同时地形成。省略了图示的有源元件的沟道层可以使用氧化物半导体或多晶硅半导体。
黑色布线6和触摸金属布线37在触摸传感驱动中，也可替换检测电极和驱动电极的作用进行使用。
另外，本实施方式中在透明基板15上形成黑色布线6的方法由于与第1～第3实施方式相同，因此将说明省略。
根据本实施方式的显示装置基板、显示装置及显示装置基板的制造方法，可以获得与上述实施方式相同的效果。
接着，对第7实施方式的显示装置基板、显示装置及显示装置基板的制造方法进行说明。
图21为用于说明第7实施方式的显示装置基板的图，是将黑色布线6和滤色器层的红像素R、绿像素G、蓝像素B配设在不同面上的显示装置基板的部分截面图。
本实施方式的显示装置基板200除了进一步具有配置于透明树脂层9上的透明导电膜布线7的方面之外，为与图19所示显示装置基板100相同的构成。
图22为具备图21所示显示装置基板的一个实施方式的显示装置的部分截面图。其中，图22中，偏振片、相位差板、取向膜、背光单元、连接于作为晶体管的有源元件的栅极线或源极线等的标记省略。
本实施方式的显示装置的阵列基板45和液晶层30例如为与图13所示第2实施方式的显示装置的阵列基板45相同的构成。即，液晶层30通过施加于像素电极36与作为通用电极的透明导电膜布线7之间的电压而被驱动。施加于像素电极36与透明导电膜布线7之间的液晶驱动电压为施加于Z方向(液晶层30的厚度方向)上的所谓纵向电场。透明导电膜布线7由被称为ITO的透明导电膜形成。
与触摸传感有关的静电电容C5例如形成在黑色布线6与透明导电膜布线7之间。黑色布线6的排列为在相对于纸面垂直的Y方向上以条纹图案形状排列。从观察者方向V观察的显示装置基板200的俯视与图14同样。省略了图示的有源元件的沟道层可以使用氧化物半导体或多晶硅半导体。
根据本实施方式的显示装置基板、显示装置及显示装置基板的制造方法，可以获得与上述实施方式相同的效果。
即，根据上述多个实施方式，可以提供一种具备触摸传感用布线的显示装置基板，所述触摸传感用布线是低电阻、具有耐碱性的黑色布线，其处于与作为无碱玻璃的基板密合性高的状态且减少来自背光等显示装置的光源的光的再反射。
另外，根据上述多个实施方式，可以提供高析像度且可响应高速触摸输入的显示装置及该装置中使用的显示装置基板、具备滤色器的显示装置基板。
另外，根据上述各个实施方式，可以提供能够进行稳定的电安装的显示装置基板。
上述多个实施方式的显示装置基板、显示装置及显示装置基板的制造方法可以在不改变发明主旨的范围内进行各种变更地适用。
例如，上述多个实施方式的显示装置可以有各种应用。作为上述多个实施方式的显示装置可成为对象的电器，可举出手机、便携型游戏机、便携信息终端、个人笔记本电脑、电子书、摄像机、数字照相机、头戴显示器、导航系统、声音再生装置(车辆音频、数字音频播放器等)、复印机、传真、打印机、打印复合机、自动贩卖机、自动取款机(ATM)、个人认证设备、光通信设备等。上述各实施方式可以自由地组合使用。
总之，本发明并非限定于上述实施方式的原样，可以在实施阶段在不脱离其主旨的范围内对构成要素进行变形、具体化。另外，通过上述实施方式公开的多个构成要素的适当组合，可以形成各种发明。例如，可以从实施方式所示的所有构成要素中删除几个构成要素。进而，还可以适当地组合不同实施方式的构成要素。
符号说明
1第1导电性金属氧化物层、2金属层、3第2导电性金属氧化物层、4黑色层、4a黑色布线图案、4b端子部图案、5端子部、6黑色布线、6a引出布线(第1布线)、6b伪布线(第2布线)、7透明导电膜布线、8黑色氧化物层、9透明树脂层、15、25透明基板、18黑色层、19矩形显示区域、21～23绝缘层、25、35、45阵列基板、30液晶层、32通用电极、36像素电极、37、42触摸金属布线、40源极线、41栅极线、43遮光图案、SE源电极、DE漏电极、GE栅电极、49沟道层、46晶体管(有源元件)、47接触孔、100、200显示装置基板、C1～C5静电电容

Claims (14)

1.一种显示装置基板，其具备：
作为无碱玻璃的透明基板；
在所述透明基板上配置于多个像素间的黑色布线，该黑色布线含有第1导电性金属氧化物层、配置于所述第1导电性金属氧化物层上的金属层、配置于所述金属层上的第2导电性金属氧化物层、以及配置于所述第2导电性金属氧化物层上的黑色层，
所述黑色布线在第1方向上延伸，在大致垂直于所述第1方向的第2方向上隔着规定间隔配置有多个所述黑色布线，
所述黑色布线在延伸至包含所述多个像素的显示区域外的端部处含有具备所述第2导电性金属氧化物层露出而成的端子部的引出布线，
所述金属层由铜或铜合金形成，
所述黑色层以碳为主要色料，
所述第1及第2导电性金属氧化物层由氧化铟、氧化锌和氧化锡的混合氧化物形成，所述混合氧化物所含的铟(In)、锌(Zn)与锡(Sn)的以In/(In+Zn+Sn)所示的原子比大于0.8，且Zn/Sn的原子比大于1，
所述第1导电性金属氧化物层、所述金属层、所述第2导电性金属氧化物层及所述黑色层为相等的线宽。
2.根据权利要求1所述的显示装置基板，其中，所述黑色层所含的碳的含量为4质量％以上且50质量％以下的范围内。
3.根据权利要求1所述的显示装置基板，其特征在于，在所述第1导电性金属氧化物层与所述金属层的界面进一步具备使金属氧化而成的黑色氧化物层。
4.根据权利要求1所述的显示装置基板，其中，
在所述透明基板与所述第1导电性金属氧化物层的界面进一步具备第2黑色层，
所述第2黑色层为与所述黑色布线相等的线宽。
5.根据权利要求1所述的显示装置基板，其中，按照至少将所述显示区域覆盖的方式在所述黑色布线上层叠有透明树脂层。
6.根据权利要求1所述的显示装置基板，其中，在所述黑色布线的上层层叠有含有分别对应于所述多个像素配置的红色着色层、蓝色着色层和绿色着色层的滤色器层，在所述滤色器层上按照将所述显示区域覆盖的方式层叠有透明树脂层。
7.一种显示装置基板的制造方法，其为在作为无碱玻璃的透明基板上具有多个像素的显示区域上具备将所述多个像素区分开、在延伸至所述显示区域外的端部具有端子部的黑色布线的显示装置基板的制造方法，其中，
其具备以下工序：
在作为无碱玻璃的透明基板上形成第1导电性金属氧化物层、由铜层或铜合金层构成的金属层和第2导电性金属氧化物层的成膜工序；
将至少含有碳和碱可溶性的丙烯酸树脂的黑色感光液涂布在所述第2导电性金属氧化物层上并进行干燥而制成黑色膜的涂布工序；
通过具备所述黑色布线的第1图案、和透光率与所述第1图案不同的所述端子部的第2图案的半色调掩模进行曝光，使用碱显影液将透明基板上的所述黑色膜选择性地除去，同时作为所述黑色布线的图案残留厚的黑色膜，作为所述端子部的图案形成薄的黑色膜的黑色膜的图案形成工序；
使用湿式刻蚀的手法将所述第1导电性金属氧化物层、所述铜层或铜合金层构成的金属层和所述第2导电性金属氧化物层这3层的未被黑色膜覆盖的部分除去的湿式刻蚀工序；
使用干式刻蚀的手法，将作为所述黑色布线图案的厚的黑色膜的表面的一部分在膜厚方向上除去，同时将作为所述端子部的图案的薄的黑色膜除去，使所述端子部的第2导电氧化物层的表面露出的干式刻蚀工序，
形成在所述透明基板上以分别相等的线宽按顺序层叠第1导电性金属氧化物层、由铜层或铜合金层构成的金属层、第2导电性金属氧化物层、以及以碳为主要色料的黑色层而成的黑色布线。
8.一种显示装置，其具备权利要求1～6中任一项所述的显示装置基板、与所述显示装置基板相面对地固定的阵列基板、以及配置在所述显示装置基板与所述阵列基板之间的液晶层，其中，
所述阵列基板具备在俯视下配置在多个像素的相邻位置及与所述黑色布线重叠的位置上的有源元件、电连接于所述有源元件的金属布线、以及在与所述黑色布线交叉的方向上延伸的触摸金属布线。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述有源元件为具备由镓、铟、锌、锡、锗、镁、铝中的2种以上的混合金属氧化物形成的沟道层的晶体管。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，
所述阵列基板进一步具备覆盖所述沟道层的遮光图案，
所述触摸金属布线和所述遮光图案配置在相同的层上。
11.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述液晶层的取向与所述阵列基板的面平行。
12.一种显示装置，其为将权利要求5或6所述的显示装置基板和阵列基板按照相面对的方式隔着液晶层粘贴而成的显示装置，其中，
所述显示装置基板在所述透明树脂层上进一步具备在俯视下与所述黑色布线交叉的多个透明导电膜布线，
所述阵列基板在俯视下在多个像素的相邻位置及与所述黑色布线重叠的位置上具备有源元件。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述有源元件为具备由镓、铟、锌、锡、锗、镁、铝中的2种以上的混合金属氧化物形成的沟道层的晶体管。
14.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述液晶层的取向与所述阵列基板的面垂直。
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