JP5807726B1 - 黒色電極基板、黒色電極基板の製造方法、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明の黒色電極基板（１００）は、タッチセンシング入力面として機能する第１面（１５ａ）と、前記第１面（１５ａ）とは反対側の第２面（１５ｂ）と、前記第２面（１５ｂ）上に規定された平面視矩形状の表示領域（１５ｃ）と、前記第２面（１５ｂ）上に規定されて前記表示領域（１５ｃ）の外側に位置する外側領域（１５ｄ）とを有する透明基板と、前記第２面（１５ｂ）の前記表示領域（１５ｃ）及び前記外側領域（１５ｄ）に設けられ、主たる色材としてカーボンを含有する第１黒色層（１）と、前記第１黒色層（１）上に設けられ、インジウムを含む第１インジウム含有層（２）と、前記第１インジウム含有層（２）上に設けられ、銅を含有する銅含有層（３）と、前記銅含有層（３）上に設けられ、インジウムを含む第２インジウム含有層（４）と、前記第２インジウム含有層（４）上に設けられ、主たる色材としてカーボンを含有する第２黒色層（５）と、前記第１黒色層（１）、前記第１インジウム含有層（２）、前記銅含有層（３）、前記第２インジウム含有層（４）、及び前記第２黒色層（５）によって構成された積層構造を有する黒色配線（６）によって規定され、前記表示領域（１５ｃ）に複数の画素開口部（８）を形成し、前記外側領域（１５ｄ）に設けられた前記黒色配線（６）の前記積層構造において前記第２インジウム含有層（４）が露出する端子部を有する黒色電極パターン（６０）と、前記黒色電極パターン（６０）に重なるように前記表示領域（１５ｃ）に設けられ、平面視において前記表示領域（１５ｃ）と同じ大きさを有する矩形状の透明樹脂層（９）とを具備する。

Description

本発明は、視認性を改善するとともに低抵抗の金属配線を備えた黒色電極基板、黒色電極基板の製造方法、及び黒色電極基板を備えた表示装置に関する。本発明に関する黒色電極基板は、静電容量方式タッチセンシング機能を液晶セル内に内蔵するインセルと呼ばれる表示装置に用いる。

スマートフォン又はタブレット等の携帯機器に設けられた表示装置の表示面にタッチパネルが配置された構成が一般的に知られている。タッチパネルは、指又はポインタ等とタッチパネルとの接触を検出する入力手段として用いられる。タッチパネルにおける指又はポインタ等の位置の検出は、タッチパネルと指又はポインタ等との接触によって生じた静電容量の変化を検出することによって行われる方式が主流である。

しかしながら、タッチパネルを表示装置に設ける構造は、表示装置の全体の厚み又は重量の増加を招き、このため、表示装置の構造においてタッチパネルは余分な部材であると言える。タッチパネルを備えた表示装置を軽量化するために、有機フィルムを主に利用したタッチパネルを用いることが知られているが、このようなタッチパネルの場合であっても、表示装置の全体の厚みの増加を避けることが難しい。更に、表示装置が上記タッチパネル及び高精細画素を備える場合では、タッチパネルへの必要な入力（ペン入力）が困難であるという欠点がある。

具体的に、表示装置が４００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）、更には、５００ｐｐｉ以上の高精細画素を備える場合、画素ピッチは１０〜２０μｍ前後である。このように、表示装置が上記タッチパネル及び高精細画素を備える場合では、多くのタッチパネルがペンの筆圧に耐えられないばかりでなく、タッチパネルの入力部を構成する開口の解像度が制限される問題、又は、表示装置の高精細化に十分に応じたタッチパネルの解像度を実現することが難しいという問題がある。このため、タッチパネルにおけるタッチセンシング技術の高度化が求められている。
近年、タッチパネルを用いずに、タッチセンシング機能を液晶セル内、或いは、表示装置に持たせる“インセル”と称されるタッチセンシング技術の開発が進んでいる（以下、インセル表示装置と称する）。

上述の表示装置の構成としては、複数の着色層が規則的に配列されたカラーフィルタ基板及びＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のアクティブ素子が内設されたアレイ基板が設けられた構成が一般的に知られている。
インセル表示装置においては、カラーフィルタ基板及びアレイ基板のいずれか一方に、または、カラーフィルタ基板及びアレイ基板の両方に、１組のタッチセンシング電極群が設けられたインセル構造が試みられている。この構造によれば、タッチセンシング電極群間に生じる静電容量の変化を検出することによって、指又はポインタ等の入力位置を検出するタッチセンシング機能を実現することができる。

しかしながら、基材として有機フィルムを利用したタッチパネルでは、基材の伸縮（例えば、熱膨張係数）が大きく、１０〜２０μｍ程度の微細画素を構成する、赤画素パターン、緑画素パターン、青画素パターン、及びブラックマトリクスパターンの相互の位置合わせ（アライメント）が困難である。このため、有機フィルム基材を高精細化したカラーフィルタ基板に採用することは難しい。また、従来の表示装置としては、例えば、特許文献１〜３の記載された表示装置が知られている。

日本国特開２０１１−０６５３９３号公報 日本国特表２０１３−５４０３３１号公報 国際公開第２０１１−０５２３９２号公報

特許文献１は、プラスチックフィルム上に透明導電膜及び遮光性金属膜が積層された構成を開示している。しかしながら、特許文献１に開示された構成をインセル構造に適用することが難しく、また、基材がフィルムであるため、上述した理由により、高精細カラーフィルタにフィルム基材を採用することができない。具体的に、プラスチックフィルムは、熱又は湿度の影響を受け易く、プラスチックフィルムの寸法が大きく変化し易く、４００ｐｐｉ以上の画素を構成するカラーパターン又はブラックマトリクスパターン等の複数のパターンを相互に位置合わせすることが難しく、また、画素パターンの再現性を得ることが難しい。更に、特許文献１は、インセル技術をカラーフィルタに組み込む（一体化）ことを示唆していない。例えば、特許文献１の［００２６］段落には、遮光性金属膜層としてアルミニウムが例示されている。赤画素、緑画素、青画素、又はブラックマトリクスの製造工程では、アルカリ現像液を用いたフォトリソグラフィの手法が用いられるが、アルミニウムの金属配線は、アルカリ現像液に腐食され易く、カラーフィルタを形成することが難しい。更に、特許文献１は、遮光性金属膜の表面で生じる光反射に起因して、表示装置を観察する観察者の視認性が低下することを考慮していない。

特許文献２は、全反射率の低い吸光層と導電層とが積層された構成を開示し、更に、タッチパネルを開示している（例えば、特許文献２の請求項２５等）。しかしながら、特許文献２は、インセル技術をカラーフィルタに組み込む（一体化）ことを示唆していない。例えば、特許文献２の［００７１］、［００９６］段落及び実験例２には、導電性パターン（或いは、導電層）の材料としてアルミニウムが例示されている。赤画素、緑画素、青画素、又はブラックマトリクスの製造工程では、アルカリ現像液を用いたフォトリソグラフィの手法が用いられるが、アルミニウムの金属配線は、アルカリ現像液に腐食され易く、カラーフィルタを形成することが難しい。例えば、特許文献２の請求項１４において、基材と接する面の反対面に吸光層が備えられる構成において、全反射率が３％以下であることを規定している。しかし、実験例１〜７において、全反射率の測定波長は５５０ｎｍである。また、特許文献２の図１１、図１６、又は図１８に開示されているように、可視域４００ｎｍ〜７００ｎｍの光の波長域で、３％以下の全反射率を実現する構成を具体的に開示していない。例えば、図１８の反射率は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの青の領域の反射率が大きいため、吸光層の色は黒色として観察されず、青色として観察されてしまい、視認性が低下する。

特許文献２の請求項２４又は実験例３においては、導電層を形成する金属が銅（Ｃｕ）であることが開示されている。しかし、無アルカリガラス等のガラス基板を基材として用いた場合、銅、銅酸化物、或いは、銅酸窒化物に対する基材の密着性が十分に得られないといった問題がある。例えば、基材上にこれら材料で銅含有膜を形成し、銅含有膜にセロテープ（登録商標）等を付着し、セロテープを剥がした場合、銅含有膜が基材から簡単に剥がれてしまうといった実用上の問題がある。このため、特許文献２は、銅を含有する導電層を基材上に形成した構成において、密着性を改善するための具体的な技術を開示していない。

特許文献３は、表示パネルを構成する前面基板の外側表面に、タッチセンシング電極と、カラー画像表示を実現するための黒色領域及びカラーフィルタ層とを備えた表示装置を開示している（例えば、特許文献３の請求項１、請求項２、或いは図３等）。タッチセンシング電極は、金属材料で形成され、画素の開口部以外の黒色領域（ブラックマトリクス）と重なる。特許文献３の請求項７には、透明導電膜をタッチセンシング電極上に積層する構成が開示されているが、インジウムを含む層を用いる技術を開示していない。また、タッチセンシング電極の表面に、カーボンが色材として導入された黒色層を積層する構成が開示されていない。また、特許文献３の［００４３］段落に開示されているように、タッチセンシング電極を形成する金属材料として、銅は考慮されていない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明は、視認性が向上し、開口率の高い画素開口部を備え、透明基板に対する密着性が高く、良好な電気的接続が得られる黒色電極基板を提供する。更に、本発明は、黒色電極基板の製造方法、黒色電極基板を備えた表示装置を提供する。

本発明の第一態様の黒色電極基板は、黒色電極基板であって、タッチセンシング入力面として機能する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第２面上に規定された平面視矩形状の表示領域と、前記第２面上に規定されて前記表示領域の外側に位置する外側領域とを有する透明基板と、前記第２面の前記表示領域及び前記外側領域に設けられ、主たる色材としてカーボンを含有する第１黒色層と、前記第１黒色層上に設けられ、インジウムを含む第１インジウム含有層と、前記第１インジウム含有層上に設けられ、銅を含有する銅含有層と、前記銅含有層上に設けられ、インジウムを含む第２インジウム含有層と、前記第２インジウム含有層上に設けられ、主たる色材としてカーボンを含有する第２黒色層と、前記第１黒色層、前記第１インジウム含有層、前記銅含有層、前記第２インジウム含有層、及び前記第２黒色層によって構成された積層構造を有する黒色配線によって規定され、前記表示領域に複数の画素開口部を形成し、前記外側領域に設けられた前記黒色配線の前記積層構造において前記第２インジウム含有層が露出する端子部を有する黒色電極パターンと、前記黒色電極パターンに重なるように前記表示領域に設けられ、平面視において前記表示領域と同じ大きさを有する矩形状の透明樹脂層とを具備する。
銅含有層は、銅層或いは銅合金層といった金属層である。銅含有層と透明基板との間の界面、又は、銅含有層と黒色層等の有機樹脂層との間の界面に、インジウム含有層を設けることで、実用的な黒色配線を提供することができる。

本発明の第一態様の黒色電極基板においては、前記黒色配線の前記積層構造において、前記第１黒色層の線幅と、前記第１インジウム含有層の線幅と、前記銅含有層の線幅と、前記第２インジウム含有層の線幅と、前記第２黒色層の線幅とが同じであることが好ましい。

本発明の第一態様の黒色電極基板においては、前記第１インジウム含有層及び前記第２インジウム含有層は、銅及びインジウムを含有する合金層であることが好ましい。

本発明の第一態様の黒色電極基板においては、前記第１インジウム含有層及び前記第２インジウム含有層は、主な材料として酸化インジウムを含有する金属酸化物層であることが好ましい。

本発明の第一態様の黒色電極基板においては、前記第１インジウム含有層及び前記第２インジウム含有層は、酸化インジウムと酸化錫とを含む混合酸化物を含有する金属酸化物層であることが好ましい。

本発明の第一態様の黒色電極基板においては、前記複数の画素開口部の各々に、少なくとも、赤層、緑層、及び青層が配設され、前記赤層、前記緑層、及び前記青層を覆うように、前記透明樹脂層が形成されていることが好ましい。

本発明の第二態様の黒色電極基板の製造方法は、黒色電極基板の製造方法であって、タッチセンシング入力面として機能する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第２面上に規定された平面視矩形状の表示領域と、前記第２面上に規定されて前記表示領域の外側に位置する外側領域とを有する透明基板を準備し、前記透明基板上に、主たる色材としてカーボンを含有する第１黒色全面膜を形成し、前記第１黒色全面膜上に、インジウムを含む第１インジウム含有全面膜を形成し、前記第１インジウム含有全面膜上に、銅を含む銅含有全面膜を形成し、前記銅含有全面膜上に、インジウムを含む第２インジウム含有全面膜を形成し、前記第２インジウム含有全面膜上に、主たる色材としてカーボンを含有する第２黒色全面膜を形成し、前記第２黒色全面膜をパターニングすることによって、第２黒色層を形成し、前記第２黒色層をマスクとして用いて、前記第１黒色全面膜、前記第１インジウム含有全面膜、前記銅含有全面膜、前記第２インジウム含有全面膜をエッチングすることにより、第１黒色層、第１インジウム含有層、銅含有層、第２インジウム含有層、及び第２黒色層によって構成された積層構造を有する黒色配線によって規定される黒色電極パターンを形成し、前記外側領域を露出させるように、平面視において前記表示領域と同じ大きさを有する矩形状の透明樹脂層を、前記表示領域に形成し、厚さ方向における前記透明樹脂層の一部と、前記外側領域に位置する前記第２黒色層とを、フルオロカーボン系のガスを用いるドライエッチングによって除去することによって、前記第２インジウム含有層が露出する端子部を、前記外側領域に形成する。

本発明の第三態様の表示装置は、上記第一態様の黒色電極基板を具備する。

本発明の第四態様の表示装置は、上記第一態様の黒色電極基板と、前記黒色電極基板の前記透明樹脂層上に積層され、平面視において前記黒色配線と直交するように形成された透明導電配線と、平面視において前記複数の画素開口部の各々に隣接する位置に配設されるアクティブ素子と、前記アクティブ素子と電気的に接続される金属配線とを具備するアレイ基板と、前記透明導電配線と前記アレイ基板との間に配置された液晶層と、前記黒色配線と前記透明導電配線との間に発生する静電容量の変化を検知するタッチセンシング機能を備える制御部と、を具備する。

本発明の第五態様の表示装置であって、上記第一態様の黒色電極基板と、平面視において前記複数の画素開口部の各々に隣接する位置に配設されるアクティブ素子と、前記アクティブ素子と電気的に接続される金属配線と、タッチセンシングに用いられるタッチセンシング配線とを具備するアレイ基板と、前記黒色電極基板と前記アレイ基板との間に配置された液晶層と、前記黒色配線と前記タッチセンシング配線との間に発生する静電容量の変化を検知するタッチセンシング機能を備える制御部と、を具備する。

本発明の第六態様の表示装置であって、上記第一態様の黒色電極基板と、平面視において前記複数の画素開口部の各々に隣接する位置に配設されるアクティブ素子と、前記アクティブ素子と電気的に接続される金属配線と、前記黒色配線に対して静電容量を形成する共通電極を具備するアレイ基板と、前記黒色電極基板と前記アレイ基板との間に配置された液晶層と、前記黒色配線と前記共通電極との間に発生する静電容量の変化を検知するタッチセンシング機能を備える制御部と、を具備する。

本発明の第七態様の表示装置であって、上記第一態様の黒色電極基板と、平面視において前記複数の画素開口部の各々に隣接する位置に配設されるアクティブ素子と、前記アクティブ素子と電気的に接続されるゲート線と、タッチセンシングに用いられるとともに前記ゲート線に対して電気的に独立して平行に延在するタッチセンシング配線と、前記アクティブ素子を覆うとともに前記タッチセンシング配線と同一の金属層で形成される遮光層とを具備するアレイ基板と、前記黒色電極基板と前記アレイ基板との間に配置された液晶層と、前記黒色配線と前記タッチセンシング配線との間に発生する静電容量の変化を検知するタッチセンシング機能を備える制御部と、を具備する。

上述した本発明の態様の表示装置は、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の表示装置に適用することができる。
なお、本発明の態様において、指又はポインタ等のタッチの有無検出によるタッチセンシング技術としては、例えば、黒色電極基板上に配設された黒色配線と、透明樹脂層等の絶縁体を介して黒色配線に対向するように配設された透明導電配線との間の静電容量変化を検出するタッチセンシング技術が挙げられる。その他に、黒色電極基板上に配設された黒色配線と、黒色電極基板と対向配置されたアレイ基板に具備された金属配線との間の静電容量変化を検出するタッチセンシング技術が挙げられる。静電容量方式のタッチセンシングにおいて、黒色配線は、駆動電極或いは検出電極として用いることができる。以下の記載では、駆動電極と検出電極とをタッチセンシング電極と称する。透明基板上に黒色配線が設けられた最小構成を、黒色電極基板と呼ぶことがある。

本発明の第三から第七態様の表示装置においては、前記複数の画素開口部の各々に、少なくとも、赤層、緑層、及び青層が配設され、前記赤層、前記緑層、及び前記青層を覆うように、前記透明樹脂層が形成されていることが好ましい。
本発明の第三から第七態様の表示装置においては、前記金属配線は、少なくとも銅を含有する銅含有層と、前記銅含有層を挟持するとともにインジウムを含む２つのインジウム含有層とが積層された構造を有することが好ましい。
本発明の第三から第七態様の表示装置においては、前記タッチセンシング配線は、少なくとも銅を含有する銅含有層と、前記銅含有層を挟持するとともにインジウムを含む２つのインジウム含有層とが積層された構造を有することが好ましい。
本発明の第三から第七態様の表示装置においては、前記アクティブ素子は、ガリウム、インジウム、亜鉛、錫、ゲルマニウムからなる群より選ばれた２種以上の金属酸化物を含むチャネル層を備えるトランジスタであることが好ましい。

本発明の態様によれば、タッチパネルのような厚みを有する部材を用いず、タッチセンシング電極の一方の電極として機能する低抵抗の黒色配線を具備した黒色電極基板を提供することができる。更に、第１インジウム含有層及び第２インジウム含有層を用いる構成が採用されているため、黒色層と銅含有層との間の密着性が高く、かつ、銅含有層に電気的に接続される端子又は電極と銅含有層との間の電気的接続を容易に実現する黒色電極基板を提供することができる。加えて、赤層、緑層、及び青層等の着色画素を積層した黒色電極基板を提供することができる。更に、上述した効果が得られる黒色電極基板を備えた表示装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る黒色電極基板を部分的に示す断面図であり、図３の線Ａ−Ａ’に沿う断面を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る黒色電極基板に配設される黒色配線を示す断面拡大図であって、図１における符号Ｂで示した要部を示す拡大図である。 本発明の第１実施形態に係る黒色電極基板を構成する透明基板の全体を示す平面図であって、第１面から見た図である。 本発明の第１実施形態に係る黒色電極基板に配設される黒色電極パターンを示す、拡大平面図である。 本発明の第２実施形態に係る黒色電極基板を部分的に示す断面図であって、赤層、緑層、及び青層を画素開口部に設けた構造を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置のブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置を構成する黒色電極基板の平面パターンを示す平面図であって、黒色電極パターンと、黒色電極パターンと直交する透明導電配線との位置関係を説明する図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板を構成する画素を拡大して示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図であって、図８のＥ−Ｅ’線に沿う断面と液晶表示装置の端部における断面とを示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の端部を拡大して示す断面図であって、図９Ａにおける符号Ｍで示された部分を説明するための拡大図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の端部を部分的に示す断面図であり、図７の線Ｂ−Ｂ’に沿う断面を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る表示装置を示す部分断面図である。 本発明の第５実施形態に係る表示装置を示す部分断面図である。 本発明の第６実施形態に係る表示装置を示す部分平面図である。 本発明の第６実施形態に係る表示装置を示す部分断面図である。 本発明の第６実施形態に係る表示装置を示す部分断面図である。 本発明の第７実施形態に係る黒色電極基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第７実施形態に係る黒色電極基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第７実施形態に係る黒色電極基板の製造方法を説明するための図である。 本発明の第７実施形態に係る黒色電極基板の製造方法を説明するためのフロー図である。 本発明の第１実施形態に係る黒色電極基板の変形例を示す部分断面図である。

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。
なお、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ついては、同一の符号を付し、説明を省略するか又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。
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、通常の表示装置の構成要素と本発明の表示装置とが差異のない部分については説明を省略する。また、各実施形態においては、黒色電極基板、或いは、黒色電極基板を具備する液晶表示装置の例を説明するが、本発明の実施形態に係る黒色電極基板は、有機ＥＬ表示装置のような、液晶表示装置以外の表示装置にも適用可能である。

［第１実施形態］
以下、本発明の実施形態に係る黒色電極基板１００を、図１から図３を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る黒色電極基板の最小構成を示している。黒色電極基板１００は、透明基板１５と、透明基板１５上に設けられた複数の黒色配線６を具備している。なお、図１の断面図は、複数の黒色配線６が透明基板１５上に設けられていること示しているが、図３の平面図に示すように、黒色配線６は、複数の画素開口部８を有する黒色電極パターン６０を構成している。即ち、図１における複数の黒色配線６の間に形成された領域は、画素開口部８である。以下に詳述する表示装置の表示部、開口部形状、画素数等は、上記構成に限定されない。

図１に示すように、透明基板１５は、タッチセンシング入力面として機能する第１面１５ａと、第１面１５ａとは反対側の第２面１５ｂとを有する。図２Ｂに示すように、透明基板１５は、第２面１５ｂ上に規定された平面視矩形状の表示領域１５ｃ（図３における符号Ｄ）と、第２面１５ｂ上に規定されて表示領域１５ｃの外側に位置する外側領域１５ｄとを有する。換言すると、外側領域１５ｄは、表示領域１５ｃを囲うような枠形状を有する。また、表示領域１５ｃは、表示装置を構成する表示部となる領域である。外側領域１５ｄは、表示装置を構成する額縁部となる領域である。透明基板１５の材料としては、無アルカリガラスに代表されるガラス基板が用いられる。なお、透明基板１５の材料として、伸縮性の大きな樹脂フィルムは用いない。透明基板１５の厚さは、例えば、１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲である。

黒色配線６は、図２Ａに示すように、透明基板１５上に順に形成される、第１黒色層１と、第１インジウム含有層２と、銅層或いは銅合金層で構成された銅含有層３と、第２インジウム含有層４と、第２黒色層５によって構成されている。
第１黒色層１は、第２面１５ｂ上であって、表示領域１５ｃ及び外側領域１５ｄに設けられている。第１インジウム含有層２は、第１黒色層１上に設けられている。銅含有層３は、第１インジウム含有層２上に設けられている。第２インジウム含有層４は、銅含有層３上に設けられている。第２黒色層５は、第２インジウム含有層４上に設けられている。つまり、黒色配線６は、第１黒色層１、第１インジウム含有層２、銅含有層３、第２インジウム含有層４、及び第２黒色層５によって構成された積層構造を有する。

図３は、本発明の実施形態に係る黒色電極基板１００の部分平面図である。図３に示した線Ａ−Ａ’に沿う断面は、図１に示されている。
図３に示すように、本実施形態に係る黒色電極基板１００は、第２面１５ｂ上に形成され、Ｘ方向（第一方向）及びＹ方向（第一方向に直交する第二方向）に延在する黒色配線６によって規定された黒色電極パターン６０を有する。第２面１５ｂ上には、複数の黒色電極パターン６０が形成されている。各黒色電極パターン６０は、Ｙ方向に延びる短冊形状を有し、黒色配線６によって囲まれかつ表示領域１５ｃに形成された複数の画素開口部８（開口パターン）を有する。換言すると、黒色電極パターン６０においては、マトリクスパターン（格子パターン）を形成するように黒色配線６がＸ方向及びＹ方向に延在し、Ｘ方向に延在する黒色配線６とＹ方向に延在する黒色配線６とが接続部において接続されている。また、このような構成においては、Ｘ方向及びＹ方向に延在する黒色配線６が電気的に接続されることにより、格子パターンを有する接続構造が形成され、強度が向上している。図３において、一つの黒色電極パターン６０には、Ｘ方向に６個の画素開口部８が配列しており、Ｙ方向に４８０個の画素開口部８が配列している。

なお、互いに隣接する２つの黒色電極パターン６０（例えば、第１黒色電極パターン６０ａと第２黒色電極パターン６０ｂ）は、スリットＳによって電気的に絶縁されている。電気的に絶縁されている２つの黒色電極パターン６０の間にも画素開口部８は設けられている。この場合であっても、本発明は、画素開口部８は黒色配線６によって規定されていると定義している。更に、各黒色電極パターン６０は、外側領域１５ｄに設けられた端子部１１を有する。表示領域１５ｃに形成されている黒色電極パターン６０の導電部と、外側領域１５ｄに設けられた端子部１１との間には、引出配線が設けられている。端子部１１においては、黒色配線６の積層構造を形成する第２黒色層５が除去され、第２インジウム含有層４が露出している。
上記パターンを有する複数の黒色電極パターン６０は、互いに平行に、Ｘ方向に沿って配列されている。黒色電極パターン６０の個数は、例えば、３２０個である。このため、図３に示す黒色電極基板１００における画素数（画素開口部８の数）の合計は、１９２０×４８０である。図３に示す例では、第１黒色層１及び第２黒色層５が同じパターン形状を有するように、かつ、同じ線幅を有するように形成されているが、第１黒色層１と第２黒色層５の線幅は互いに異なってよいし、第１黒色層１と第２黒色層５のパターン形状は互いに異なってもよい。

なお、本実施形態では、Ｘ方向に６個の画素開口部８が配列するように黒色電極パターン６０が黒色配線６によって規定されており、一つの黒色電極パターン６０によって、一つの黒色タッチセンシング電極が形成されている。しかしながら、本発明は、この構成に限定されない。複数の黒色配線６が互いに平行にＸ方向に配列するように透明基板１５上に形成され、配線群（例えば、６本の配線が一つの配線群を形成する、グルーピング）によって、複数の黒色配線６を定義してもよい。この場合、一つの配線群が、一つの黒色タッチセンシング電極を形成する。また、このような配線群によって黒色タッチセンシング電極を形成する場合には、配線群を構成する黒色配線の全てを、駆動電極（タッチ信号を発生する電極）として用いる必要はない。例えば、Ｘ方向に配列している複数の黒色配線の構造において、例えば、６本の黒色配線が一つのグループと定義し、透明基板１５上に複数の黒色配線グループを設定する。そして、６本おきに配置された黒色配線を駆動電極として用いてもよい。具体的に、６本のうち５本の黒色配線を間引いて（除いて）、１本の黒色配線に走査信号を送信するといった駆動方法を採用することにより、黒色配線を間引いて駆動（走査）することができる。この場合、除かれた（間引かれた）５本の黒色配線は、電気的に浮いた（フローティング）状態となる。

（黒色層）
第１黒色層１と第２黒色層５は、主たる色材（黒色の色材）としてカーボンを含有しており、この黒色の色材が分散された樹脂で構成されている。以下の説明では、第１黒色層１及び第２黒色層５を、単に黒色層と称することがある。透明基板１５上に銅の酸化物或いは銅合金の酸化物を設けるだけでは、十分な黒色或いは低い反射率が得られないが、黒色層を透明基板１５上に設けることで、黒色配線６の表面における可視光の反射率は３％以下に抑えられる。更に、後述するように、銅含有層３を挟持するように第１黒色層１と第２黒色層５が構成されているため、高い遮光性が得られる。

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、複数の有機顔料とカーボンとが混合された混合物が適用することができる。カーボンを、例えば、５１質量％以上の主たる色材として用い、反射色を調整するために青もしくは赤等の有機顔料を上記色材に添加して用いることができる。例えば、出発材料として用いられる感光性の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）ことにより黒色層にて発現される色の再現性を向上させることができる。なお、本発明の実施形態では、樹脂又は硬化剤と顔料とを含めた全体の固形分に対して、カーボンの濃度は、４〜５０質量％の範囲である。カーボンの濃度は、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の濃度が５０質量％を超えると、塗膜適性が低下する傾向がある。カーボンの濃度が４質量％以下では、十分な黒色を得ることができず、黒色層の下に配置される金属層（銅含有層３）に起因する反射が生じてしまい、大きく視認性を低下させる。以下の実施形態においてカーボン濃度が表記されていない場合、このカーボン濃度は、全固形分に対して４０質量％である。このようにカーボン濃度を決定することにより、表示装置用大型露光装置を用いても、細線を有する黒色配線、例えば、１〜５μｍの線幅を有する黒色配線をパターニングによって形成することができる。

黒色層を形成する際には、黒色層と同じ材料を用いて、アライメントマークが透明基板１５上に形成される。アライメントマークは、後工程であるフォトリソグラフィ工程における露光又はパターンの位置合わせ（アライメント）に用いられる。アライメントマークを用いたこのような工程を優先的に考慮すると、黒色層の光学濃度としては、例えば、透過測定において２以下に設定することができる。なお、第２黒色層５を、カーボンを用いずに、黒色色材として複数の有機顔料の混合物を用いて形成してもよい。第１黒色層１及び第２黒色層５の反射率に関しては、ガラス又は透明樹脂等の基材の屈折率（約１．５）を考慮し、黒色層と基材との間の界面における反射率が２％以下となるように、黒色色材の含有量又は種類、使用される樹脂の含有量、種類、又は膜厚を調整することが望ましい。このような黒色層を形成する条件を最適化した場合、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、２％以下といった低い反射率にすることができる。黒色層の反射率は、観察者の視認性を配慮して、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、１．５〜１．７の範囲にある。

第１黒色層１と、第１インジウム含有層２と、銅層或いは銅合金層からなる銅含有層３と、第２インジウム含有層４と、第２黒色層５から構成される黒色配線６の厚みは、合計で１μｍ以下とすることができる。黒色配線６の厚みが２μｍを超えた場合、黒色配線６の形成によって生じる凹凸形状が、液晶配向に悪影響を与える。このため、黒色配線６の厚みは、１．５μｍ以下とすることが望ましい。

表示領域１５ｃ内には、形成される黒色配線６（黒色層）によって囲まれた複数の画素開口部８が形成される。画素開口部８の形状は、ストライプ形状でもよいが、少なくとも２辺が平行である多角形とすることができる。２辺が平行である多角形としては、長方形、六角形、Ｖ字形状（ｄｏｇｌｅｇｇｅｄ ｓｈａｐｅ）等が例示することができる。黒色配線のパターン形状は、上記の多角形画素の周囲を囲う額縁形状として、電気的に閉じた形状とすることができる。このパターン形状は、平面視において電気的に閉じたパターンであってもよいし、パターン形状の一部が開放した（外観的に、繋がっていない部分を設ける）パターンであってもよい。このようなパターン形状の選択に起因して、液晶表示装置の周辺で生じる電気的ノイズの検出が変化する。或いは、金属層である銅含有層３のパターン形状又は面積によって、液晶表示装置の周辺で生じる電気的ノイズの検出が変化する。

（銅含有層）
銅含有層３を形成する金属は、銅或いは銅合金である。銅の薄膜又は銅合金の薄膜を用いて銅含有層３を形成する場合、銅含有層３の膜厚を１００ｎｍ以上、或いは、１５０ｎｍ以上とすると、可視光は銅含有層３をほとんど透過しなくなる。従って、本実施形態に係る黒色配線６を構成する銅含有層３の膜厚が、例えば、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度であれば、十分な遮光性を得ることができる。

銅含有層３としては、アルカリ耐性を有する金属層を適用することができる。アルカリ耐性が必要な場合とは、例えば、アルカリ現像液を用いる現像工程（後工程）を行う場合である。具体的には、例えば、カラーフィルタを形成する工程、又は、第２黒色層５を第１黒色層１とは異なるパターン（ブラックマトリクス等）を有するように形成をする工程等においては、銅含有層３にアルカリ耐性が要求される。後述する黒色配線に端子部を形成する場合にも、銅含有層３にアルカリ耐性が要求される。なお、クロムはアルカリ耐性を有しており、黒色配線６を構成する金属層として適用することができるが、クロムの抵抗値は高く、クロム層を形成する製造工程においては有害なクロムイオンが生じる。このため、実際の生産を考慮すると、黒色配線６にクロム層を適用することは難しい。低抵抗値の観点で、銅又は銅合金を用いて銅含有層３を形成することが望ましい。銅又は銅合金は、導電性が良好であるので、銅含有層３の材料として望ましい。

銅含有層３は、銅合金として３ａｔ％以下の合金元素を含有させることができる。合金元素としては、マグネシウム、カルシウム、チタニウム、モリブデン、インジウム、錫、亜鉛、アルミニウム、ベリリウム、ニッケル、スカンジウム、イットリウム、ガリウムからなる群より選ばれた１以上の元素を選択することができる。これら合金金属を銅含有層３に添加することにより、フォトリソグラフィ工程におけるパターン形成において、パターン形状を改善することができる。銅の合金化（銅合金）は、銅含有層３から銅含有層３の周囲に設けられた層に向けて銅が拡散することを抑え、耐熱性等を改善することができる。３ａｔ％を超える合金元素を銅含有層３に添加する場合、黒色配線６の抵抗値が高くなる。合金金属を銅含有層３に添加することにより、フォトリソグラフィ工程におけるパターン形成において、銅含有層３のパターン形状を改善することができる。黒色配線６を構成する銅含有層３の抵抗値が高くなると、タッチセンシングに関わる駆動電圧の波形が崩れたり、信号遅延が生じたりするため、好ましくない。

（インジウム含有層）
第１インジウム含有層２及び第２インジウム含有層４の機能は、おおよそ２つある。第１の機能は、黒色層と銅含有層との間の密着性及び接着性の向上である。第２の機能は、銅含有層に接続される電極又は端子と銅含有層との間の電気的接続性を改善することである。樹脂と黒色色材の分散体である黒色層に対する、銅、銅合金、或いは、銅を含む金属の酸化物又は窒化物の密着性は、一般的に低い。更に、黒色層と酸化物との間の界面、又は、黒色層と窒化物との間の界面において、剥離が生じる問題がある。加えて、銅、銅合金、或いは、銅を含む金属の酸化物又は窒化物においては、通常、電気的接続性が不安定で信頼性に欠ける。例えば、銅表面に経時的に形成される酸化銅又は硫化銅は、絶縁体に近い特性を有し、電気的な実装に問題を招く。これらインジウム含有層の膜厚としては、例えば、２ｎｍ〜５０ｎｍの膜厚が適用することができる。

第１インジウム含有層２及び第２インジウム含有層４（以下、これらを単にインジウム含有層と呼称する）は、インジウムを含む導電性の金属酸化物、或いは、銅に対して金属インジウムを０．５ａｔ％〜４０ａｔ％含む銅インジウム合金（銅及びインジウムを含有する合金層）、から選択することができる。銅インジウム合金に含まれるインジウムの含有量を増やすことにより、インジウム含有層の表面に形成され易い酸化銅が形成されることを抑制することができる。更に、インジウム含有層は、銅含有層に電気的に接続される端子又は電極と銅含有層との間の電気的コンタクトを容易に実現することができる。銅インジウム合金を用いる場合、金属インジウムを４０ａｔ％以上含む合金が採用されてもよいが、インジウムは高価であるため、高い含有量でインジウムをインジウム含有層に含有させることは経済的理由で好ましくない。また、金属インジウムの含有量が４０ａｔ％以下である場合、インジウム含有層は、５００℃までの耐熱性を持つため、アレイ基板に設けられる金属配線としてインジウム含有層を用いることができる。インジウムの原子量は、銅の原子量よりも高く、かつ、銅と比較してインジウムは酸素と結びつき易く、銅インジウム合金の表面には銅酸化物よりもインジウム酸化物が形成され易い。銅インジウム合金は、銅単体を用いる場合に生じる銅の拡散又は金属層におけるボイド形成等の問題を解消することができる。

インジウムを含む導電性の金属酸化物としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）と呼称される酸化インジウムと酸化錫とを含む混合酸化物、酸化インジウムと酸化ガリウムと酸化亜鉛とを含む混合酸化物、酸化錫と酸化アンチモンの混合酸化物、酸化インジウムと酸化錫と酸化亜鉛を含む混合酸化物等を用いることができる。
本発明は、上述した金属酸化物に限定する必要なく、酸化チタニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化セリウム等、他の金属酸化物が、少量、添加された混合酸化物がインジウム含有層に含有されてもよい。インジウム含有層が混合酸化物を含有する場合、混合酸化物の表面と銅含有層３との電気的コンタクト（電気的な接続）を考慮して、「インジウムを含む」は、混合酸化物中の酸化インジウムの含有量が５１ｗｔ％〜９９ｗｔ％であることを意味する。

金属としてインジウムを用いた場合であっても、或いは、酸化物としてインジウムを用いた場合であっても、カラーフィルタの基材であるアクリル樹脂等の樹脂、ガラス等の透明基板、或いは酸化ケイ素又は窒化ケイ素等の無機膜に対するインジウム含有層の密着性を大きく改善することができる。このため、銅或いは銅合金で形成される金属層（銅含有層）と黒色層との間の界面、或いは、透明基板或いは無機絶縁層と金属層との間の界面に、インジウム含有層を設けることができる。金属としてインジウムを用いた場合であっても、酸化物としてインジウムを用いた場合であっても、端子部にインジウム含有層を設けることによって、安定した電気的接続を得る端子部を提供することができる。
インジウム含有層はスパッタリング等の手法で成膜することができる。インジウム含有層を成膜する場合、スパッタリング時にアルゴンの他に酸素ガスを成膜チャンバ内に導入して成膜することができる。

（黒色配線の機能）
前記したように黒色配線６（黒色電極パターン６０）は、銅或いは銅合金を含有する銅含有層３が２つの黒色層で挟持され、銅含有層３と黒色層との間の界面にインジウム含有層が設けられた積層構造を有する導電性配線である。以下の実施形態で説明する黒色配線６は、静電容量方式のタッチセンシングで用いられるタッチセンシング電極として機能することができる。
タッチセンシング電極は、例えば、平面視、複数の検出電極を第一方向（例えば、Ｘ方向）に配設し、積層方向（Ｚ方向）に位置する絶縁層を介して、複数の駆動電極を第二方向（Ｙ方向）に配設した構成を有する。駆動電極には、例えば、数ＫＨｚ〜数十ＫＨｚの周波数で交流パルス信号が印加される。通常、この交流パルス信号の印加によって、検出電極には一定の出力波形が維持される。指又はポインタ等がタッチセンシング入力面である第１面１５ａに接触したり近接したりすると、接触部位又は近接部位に位置する検出電極の出力波形に変化が現れ、タッチ入力の有無が判断される。

黒色電極パターン６０（黒色配線６）は、上記駆動電極、或いは、検出電極として用いることができる。透明樹脂層等の絶縁層を介して、黒色電極パターン６０が配列する方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に透明導電配線７（後述）を設ける構成では、同様に、透明導電配線を駆動電極、或いは、検出電極として用いることができる。
黒色配線６を構成する第１黒色層１と第２黒色層５の線幅は、同一とすることができるが、その線幅は異なってもよい。第１黒色層１のパターンと第２黒色層５のパターンとは、同じにすることができる。少なくとも、第１黒色層１及び第２黒色層５のいずれか一方の線幅を、銅含有層３の線幅と等しくすることが望ましい。例えば、第１黒色層１と、第１インジウム含有層２と、銅層或いは銅合金層からなる銅含有層３と、第２インジウム含有層４と、第２黒色層５で構成される複数の黒色配線が、ストライプパターンを形成するように、一方向に配列させることができる。上記したように、これら複数の黒色配線で構成される配列に直交するように透明導電配線を設けることができる。

黒色配線６を構成する第１黒色層１及び第２黒色層５の線幅が互いに同じである場合、或いは、第１黒色層１及び第２黒色層５のパターン形状が互いに同じである場合、第２黒色層５をパターニングマスク（レジストパターン）として用い、インジウム含有層及び銅層を一括してウエットエッチングすることで、第２黒色層５と同一のパターンを有する銅含有層３を得ることができる。更に、第２黒色層５と銅含有層３とをマスクとして、ドライエッチングすることで、第２黒色層５と同じ線幅を有する第１黒色層１を得ることができる。このように、黒色配線６を構成する第１黒色層１及び第２黒色層５の線幅が互いに同じである場合、或いは、第１黒色層１及び第２黒色層５のパターン形状が互いに同じである場合、簡易な工程で黒色電極基板１００を製造することができる。画素開口部８の開口率の観点で、黒色層とインジウム含有層と銅含有層３の線幅は、互いに同じであることが好ましい。ここで、同じ線幅とは、露光、現像、エッチング等の周知のフォトリソグラフィの工程にて、黒色層とインジウム含有層と銅含有層３のそれぞれの線幅が、目的とする線幅に対して±１．５μｍ以内に入ることを意味する。
黒色配線６は、黒色層でインジウム含有層及び銅含有層３が挟持された、可視光反射の少ない構成を有するため、黒色配線６は、観察者の視認性を妨げない。また、黒色電極基板１００を液晶表示装置に設けたときに、表示装置のバックライトから出射される光が、銅含有層３で反射されないため、ＴＦＴ等のアクティブ素子に光が入射することを防止することができる。
なお、第１実施形態に係る黒色電極基板を備える表示装置は、例えば、赤色発光、緑色発光、青色発光等を発光するＬＥＤ発光素子をバックライトユニットの光源として用いることで、フィールドシーケンシャルの手法でカラー表示を行うことができる。

［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係る黒色電極基板を部分的に示す断面図であって、赤層、緑層、及び青層を画素開口部に設けた構造を示す断面図である。
画素開口部８には、第２黒色層５の端部の一部に重なるように、赤層Ｒ、緑層Ｇ、及び青層Ｂ等の着色層で構成されるカラーフィルタを積層することができる。更に、赤層Ｒ、緑層Ｇ、及び青層Ｂを覆うように、透明樹脂層９が形成されている。カラーフィルタには、赤層Ｒ、緑層Ｇ、及び青層Ｂの着色層以外に、淡色層、補色層、白層（透明層）等の他の色加えてもよい。画素開口部８に対するカラーフィルタの積層に先立って、黒色配線６が形成された透明基板１５の第２面１５ｂ上に、黒色配線６を覆うように、透明樹脂層を形成してもよい。図４は、赤層Ｒ、緑層Ｇ、及び青層Ｂの着色層上に、透明樹脂層９が積層された構成を例示している。透明樹脂層９上に、ＩＴＯ等の薄膜の導電層（図示せず）を形成してもよい。後述する実施形態では、透明導電配線がカラーフィルタ上に積層された構成を説明する。
赤層Ｒ、緑層Ｇ、及び青層Ｂ等の着色層は、例えば、有機顔料を感光性の透明樹脂に分散させ、有機顔料が分散された透明樹脂をカラーフィルタ上に成膜し、その後、周知のフォトリソグラフィの手法を用いて形成する。

［第３実施形態］
（縦電界方式の液晶表示装置）
次に、図５から図１０を参照して本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置を説明する。第３実施形態において、第１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５は、本実施形態に係る液晶表示装置の機能を説明するためのブロック図である。本実施形態に係る液晶表示装置５００は、表示領域１５ｃに対応する位置に設けられた表示部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、映像信号タイミング制御部１２１と、タッチセンシング・走査信号制御部１２２と、システム制御部１２３とを備えている。

映像信号タイミング制御部１２１は、複数の透明導電配線７（後述）を定電位とするとともに、アレイ基板２００の信号線４１（後述）および走査線４２（後述）に信号を送る。透明導電配線７と画素電極２４（後述）との間に積層Ｚ方向に画素電極２４に表示用の液晶駆動電圧を印加することで、液晶層２０（後述）の液晶分子を駆動する液晶駆動を行う。これにより、アレイ基板２００上に画像を表示させる。
タッチセンシング・走査信号制御部１２２は、複数の透明導電配線７を定電位とし、黒色電極パターン６０（黒色配線６）に検出駆動電圧を印加して、黒色電極パターン６０と透明導電配線７との間の静電容量（フリンジ容量）の変化を検出し、タッチセンシングを行う。
システム制御部１２３は、映像信号タイミング制御部１２１およびタッチセンシング・走査信号制御部１２２を制御する。

図６及び図９Ａは、本実施形態に係る液晶表示装置を部分的に示す断面図である。液晶表示装置は、公知の偏光板等の光学フィルム、配向膜、カバーガラス（保護ガラス）等を備えているが、これら部材は、図６及び図９Ａにおいて省略されている。なお、図９Ａは、図８のＥ−Ｅ’線に沿う断面と、液晶表示装置の端部における断面とを示す模式図である。本実施形態を理解し易くするために、図９Ａは、液晶表示装置の断面を模式的に示しているが、図９Ａにおける画素部分（画素電極）と導通部との位置関係は、実際の構造とは異なっている。
第３実施形態に係る表示装置５００（以下、液晶表示装置５００）おいては、本発明の第１実施形態に係る黒色電極基板１００が適用されている。
液晶表示装置５００は、黒色電極基板１００と、アクティブ素子を備えるアレイ基板２００と、基板１００，２００によって挟持された液晶層２０とを備えており、液晶セルを形成している。タッチセンシング入力面として機能する黒色電極基板１００の第１面１５ａは、液晶表示装置５００の表面側に位置し、表示面を形成している。

（液晶層）
液晶層２０は、液晶の初期配向方向が、黒色電極基板１００およびアレイ基板２００のそれぞれの面に垂直な垂直配向であり、いわゆるＶＡ方式（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ方式：垂直配向の液晶分子を用いた縦電界方式）の液晶駆動方式に用いられる。このＶＡ方式においては、液晶層２０の厚みＺ方向（縦方向）に印加される電圧に応じて、液晶層２０は動作し、液晶表示装置５００は映像等を表示する。
縦電界方式に適用可能な液晶駆動方式には、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ−ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）、ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐｉｎｗｈｅｅｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）、ＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｂｅｎｔ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）等が挙げられ、適宜選択して用いることができる。
液晶層２０の駆動方法としては、コモン反転駆動による液晶駆動であってもよく、或いは、共通電極を定電位に維持しつつ画素電極を反転駆動させることによって液晶層２０に電圧を印加し駆動してもよい。

（透明導電配線）
次に、液晶表示装置５００に設けられている透明導電配線について述べる。
第１実施形態及び第２実施形態において述べた黒色電極基板１００の構造に加え黒色電極基板１００の透明樹脂層９上には、透明導電配線７が設けられている。透明導電配線７は、タッチセンシング電極としての機能と、液晶層２０に電圧を印加する際に用いられる共通電極（液晶の駆動電極）としての機能とを兼用する。
本実施形態に係る液晶表示装置５００においては、共通電極である透明導電配線７とアレイ基板２００に具備される画素電極２４（後述）との間に、液晶の駆動電圧を印加することによって液晶層２０が駆動する。

図６に示すように、黒色電極基板１００の黒色配線６は、紙面に対して垂直なＹ方向に延びるストライプパターン形状を有するようＸ方向に沿って並んでいる。黒色配線６によって構成される黒色電極パターン６０も、同様に、Ｘ方向に沿って並んでいる（図３参照）。黒色電極基板１００の透明樹脂層９上には、複数の透明導電配線７が配列されている。透明導電配線７は、Ｘ方向に延びるストライプパターン形状を有するようＹ方向に沿って並んでいる。黒色配線６と透明導電配線７は、誘電体である透明樹脂層９を介して、互いに直交するように設けられている。

図７は、図６に示した黒色電極基板１００を透明導電配線７の膜面から見た平面図であり、黒色電極基板１００の一例を示している。黒色配線６で構成される黒色電極パターン６０が延在するＹ方向と透明導電配線７が延在するＸ方向は、直交し、Ｙ方向において広い幅を有する透明導電配線７と複数の黒色配線６とが互いに重なるように配列されている。例えば、Ｘ方向の画素ピッチを２１μｍ、黒色配線６の線幅を４μｍ、透明導電配線７の線幅を１２３μｍ（透明導電配線７のピッチは１２６μｍ）と設定することができる。図７では、一つの黒色電極パターン６０に着目した場合、一つの透明導電配線７と６本の黒色配線６とが直交する。互いに隣接する黒色電極パターン６０は、スリットＳで電気的に区分されている。スリットＳの幅は、１〜４μｍとすることができる。

このような黒色電極基板１００を液晶表示装置５００に組み込んだ構造において、スリットＳの下部に、アレイ基板に設けられる金属配線を位置させることで、液晶表示装置５００から生じる光漏れを防ぐことができる。図示していないが、本実施形態では、スリットＳが設けられている部分では、赤層Ｒと青層Ｂとが重なるように形成されており（色重ね）、液晶表示装置５００から生じる光漏れを抑制している。細い線幅を有する複数の黒色配線６の各々は、その配線方向に沿ってフリンジ容量を形成することができ、大きなフリンジ容量によって高いＳ／Ｎ比を得ることができる。

例えば、本実施形態において、透明導電配線７は共通電極であり、かつ、タッチセンシング電極を構成する検出電極として機能する。黒色配線６を備える黒色電極パターン６０は、タッチセンシング電極を構成する駆動電極として機能する。黒色電極パターン６０と透明導電配線７との間には、おおよそ一定の静電容量Ｃ５が形成されている（図６参照）。指又はポインタ等が黒色電極基板１００に接触したり、或いは、近接したりすると、指又はポインタ等に位置に対応する部位の静電容量が変化し、タッチ入力位置を検出する。
なお、本実施形態では、複数の黒色配線６で構成されるグループを有する黒色電極パターン６０と透明導電配線７との間の静電容量の変化を検出する構造が採用されているが、本発明は、この構造に限定されない。上記のような黒色電極パターン６０を用いた構造を採用せず、複数の単独の黒色配線が黒色電極基板１００に設けられてもよい。この場合、例えば、６本のうち５本の黒色配線を間引いて（除いて）、１本の黒色配線に走査信号を送信するといった駆動方法を採用することにより、黒色配線を間引いて駆動（走査）することができ、タッチセンシングの高速化を図ることができる。

透明導電配線７の電位は、タッチセンシング駆動及び液晶駆動の両方において、定電位である。このように透明導電配線７の電位を設定することで、タッチセンシング駆動と液晶駆動とを異なる周波数で駆動することができる。本実施形態に係る液晶表示装置５００では、大きなフリンジ容量を得ることができ、高いＳ／Ｎ比を保ちながら、タッチセンシング駆動に必要な駆動電圧を下げることで消費電力を減らすことができる。

（アレイ基板）
次に、図６、図８から図１０を参照し、液晶表示装置５００に設けられているアレイ基板２００について述べる。
図６に示すように、アレイ基板２００は、透明基板２５と、透明基板２５上に順に設けられた絶縁層３３、３４、３５と、絶縁層３５上に設けられた画素電極２４とを備える。画素電極２４は、コンタクトホール２７（図９Ａ参照）を介してアクティブ素子２６（薄膜トランジスタ）と電気的に接続される。アクティブ素子２６は、複数の画素開口部８の各々に隣接する位置に配設される。更に、図９Ａに示すように、アレイ基板２００は、液晶表示装置５００のシール部３２等に配設される第１金属配線２９を有する。第１金属配線２９は、ゲート電極２８（後述）と同一工程で、同一材料で形成される。液晶表示装置５００のシール部３２の内側、かつ、透明導電配線７と画素電極２４との間に、液晶層２０が封止されている。第１金属配線２９は、少なくとも銅を含有する銅含有層と、銅含有層を挟持するとともにインジウムを含む２つのインジウム含有層とが積層された構造を有してもよい。

図８は、アレイ基板２００における１つの画素を拡大して示す平面図である。
アレイ基板２００は、図８及び図９Ａに示すように、液晶層２０に対向する透明基板２５の主面上に、複数の画素電極２４、複数の薄膜トランジスタ２６、第２金属配線４０、及び複数の絶縁層３３、３４、３５を有している。より具体的には、透明基板２５の主面上に、複数の絶縁層３３、３４、３５を介して複数の画素電極２４及び複数の薄膜トランジスタ２６が設けられている。なお、図６では薄膜トランジスタ２６を示しておらず、図８では絶縁層３３、３４、３５を示していない。
第２金属配線４０は、信号線４１（ソース線、ソース電極）、走査線４２（ゲート線）、及び補助容量線４３を複数有している。走査線４２は、ゲート電極２８と接続されている。信号線４１、走査線４２及び補助容量線４３は、黒色配線６と同様の配線構造を有する。これにより、アクティブ素子２６を構成するソース電極及びドレイン電極は、インジウム含有層／銅／インジウム含有層の３層構造を有する第２金属配線４０で形成されている。即ち、第２金属配線４０は、少なくとも銅を含有する銅含有層と、銅含有層を挟持するとともにインジウムを含む２つのインジウム含有層とが積層された構造を有する。第２金属配線４０は、第１金属配線２９上の絶縁層３５上に形成され、第１金属配線２９と異なる工程で成膜されている。
各画素電極２４は公知の構成を有し、液晶層２０に対向する絶縁層３５の面に設けられており、黒色配線６で囲まれた画素開口部８に対向配置されている。

各薄膜トランジスタ２６のチャネル層４６は、ポリシリコン等のシリコン系半導体、あるいは酸化物半導体で形成することができる。薄膜トランジスタ２６は、チャネル層４６が、ＩＧＺＯ（登録商標）等のガリウム、インジウム、亜鉛、錫、ゲルマニウムのうちの２種以上の金属酸化物を含む酸化物半導体であることが好ましい。即ち、チャネル層４６は、ＩｎＧａＺｎＯ系の金属酸化物で形成されている。このような構造を有する薄膜トランジスタ２６は、メモリー性が高い（リーク電流が少ない）ため、液晶駆動電圧印加後の画素容量を保持し易い。このため、補助容量線４３を省いた構成とすることができる。
酸化物半導体をチャネル層として用いる薄膜トランジスタは、例えば、ボトムゲート型構造を持つ。薄膜トランジスタに、トップゲート型、又は、ダブルゲート型のトランジスタ構造が用いられてもよい。光センサ、又は、その他のアクティブ素子を酸化物半導体のチャネル層を備えた薄膜トランジスタが採用されてもよい。

ＩＧＺＯ等の酸化物半導体をチャネル層４６に用いる薄膜トランジスタ２６は、電子移動度が高く、例えば、２ｍｓｅｃ（ミリ秒）以下の短時間で必要な駆動電圧を画素電極２４に印加できる。例えば、倍速駆動（１秒間の表示コマ数が１２０フレームである場合）の１フレームは約８．３ｍｓｅｃであり、例えば、６ｍｓｅｃをタッチセンシングに割り当てることができる。駆動電極として機能する透明導電配線７が、定電位であるため、液晶駆動とタッチ電極駆動とを時分割駆動しなくてもよい。液晶を駆動する画素電極の駆動周波数とタッチ電極の駆動周波数とを、異ならせることができる。

また、酸化物半導体をチャネル層４６に用いる薄膜トランジスタ２６は、前述のようにリーク電流が少ないため、画素電極２４に印加した駆動電圧を長い時間保持できる。アクティブ素子の信号線、走査線、補助容量線等をアルミニウム配線より配線抵抗の小さい銅配線で形成し、さらに、アクティブ素子として短時間で駆動することができるＩＧＺＯを用いることで、タッチセンシングの走査での時間的マージンが広がり、発生する静電容量の変化を高精度で検出できる。ＩＧＺＯ等の酸化物半導体をアクティブ素子に適用することで液晶等の駆動時間を短くでき、表示画面全体の映像信号処理の中で、タッチセンシングに適用する時間に十分な余裕ができる。
ドレイン電極３６は、薄膜トランジスタ２６から画素中央まで延線され、コンタクトホール２７を介して、透明電極である画素電極２４と電気的に接続されている。ソース電極５５は、薄膜トランジスタ２６から延びて信号線４１に電気的に接続されている。

（液晶表示装置５００の外周構造１）
図９Ａは、本実施形態に係る液晶表示装置５００における液晶セルの外周構造を説明するための図である。図９Ａは、黒色タッチセンシング電極（黒色電極パターン６０）を備える黒色電極基板１００の透明導電配線７とアレイ基板２００との電気的接続の一例を示している。黒色電極基板１００に設けられている透明導電配線７は、表示領域１５ｃに位置する透明樹脂層９の平面を覆うように、かつ、外側領域１５ｄに位置する透明樹脂層９の端部を覆うように形成されている。更に、透明導電配線７は、透明樹脂層９の端部に形成された傾斜面に沿って、透明樹脂層９の端部と黒色電極基板１００の第２面１５ｂとの間の接合部を覆うように、かつ、液晶セルの外側に向けて延在するように形成されている。外側領域１５ｄにおいて、黒色電極基板１００上に形成されている透明導電配線７は、端子部１３を構成している。外側領域１５ｄにおいては、端子部１３を覆うように、シール部３２及び導通部３１が形成されている。端子部１３は、導通部３１を介して、アレイ基板２００の第１金属配線２９に接続される。第１金属配線２９は、例えば、ゲート電極２８又はゲート線と同じレイヤで形成することができる。導通部３１を介して透明導電配線７に電気的に接続される第１金属配線２９は、定電位に維持される。

図９Ｂは、図９Ａにおける符号Ｍで示された部分を説明するための拡大図である。透明基板２５上に設けられた第１金属配線２９は、第１実施形態で示した黒色配線６の構成と略同様に、第１インジウム含有層２、銅含有層３、及び第２インジウム含有層４で構成された３層構造を有する。本実施形態では、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ）を用いて膜厚２０ｎｍを有する第１インジウム含有層２が形成されている。０．５ａｔ％のマグネシウム（Ｍｇ）を含む銅アグネシウム合金で、膜厚２００ｎｍを有する銅含有層３が形成されている。２２ａｔ％のＩｎを含む銅アグネシウム合金で、膜厚２０ｎｍを有する第２インジウム含有層４で形成している。室温条件のスパッタリングによってアモルファスが形成されるようにＩＴＯを成膜することによって、第１インジウム含有層２が形成される。第１インジウム含有層２、銅含有層３、及び第２インジウム含有層４は、ウエットエッチングによって、一括して、容易に加工することができる。銅インジウム合金の表面の反射色は、灰色に近い色となり、銅単体に起因する赤い呈色が発現することを回避することができ、反射率も下げることができる。
本実施形態に係る第１金属配線２９は、インジウム含有層によって銅或いは銅合金（銅含有層３）を挟持するため、ガラス等の透明基板に対する密着性が向上する。加えて、第１金属配線２９上における電気的接続が安定し、良好な端子構造を実現することができる。なお、本実施形態では、黒色電極パターン６０がＹ方向に延在し、透明導電配線７がＸ方向に延在している。本発明は、このような構造に限定されず、黒色電極パターン６０がＸ方向に延在し、透明導電配線７がＹ方向に延在してもよい。
このような構成においては、インジウム含有層は、透明導電配線７と導通部３１との間に挟持される。この場合、インジウム含有層は、透明導電配線７と導通部３１との間の電気的接続性を高める。従って、第１金属配線２９と透明導電配線７との間の電気的コンタクトを容易に実現することができる。

（液晶表示装置５００の外周構造２）
図１０は、本実施形態に係る液晶表示装置５００における液晶セルの外周構造を説明するための図である。図１０は、図７の線Ｂ−Ｂ’に沿う断面を示しており、黒色電極基板１００の黒色電極パターン６０とアレイ基板２００との電気的接続の一例を示している。図７に示す画素開口部８に青層Ｂを形成する工程においては、画素開口部８内に青層Ｂを形成するだけでなく、画素開口部８の外側（画素開口部８が形成されていない領域）にも、表示領域１５ｃから外側領域１５ｄに向かって延びる黒色電極パターン６０上に青層Ｂが形成される場合がある。このような場合を考慮し、図１０は、透明樹脂層９と黒色電極パターン６０との間に青層Ｂが設けられて構成を示している。

外側領域１５ｄにおいては、黒色電極パターン６０の第２インジウム含有層４が露出している。表示領域１５ｃにおいては、第２黒色層５が透明樹脂層９によって覆われている。特に、外側領域１５ｄに設けられた黒色電極パターン６０の積層構造において、後述するエッチングより第２黒色層５が除去され、第２インジウム含有層４が露出し、端子部１１が形成されている。端子部１１は、導通部３１を介して、透明基板２（アレイ基板２００）上に設けられた第１金属配線２９に接続されている。第１金属配線２９の構造及び導通部３１の構造は、図９Ａに示す構造と同様である。導通部３１を介して黒色電極パターン６０に電気的に接続される第１金属配線２９には、定電位の透明導電配線７に対し相対的に供給されるタッチセンシング駆動に関わる電圧として、駆動電圧が供給される。
このような構成においては、黒色電極パターン６０の第２インジウム含有層４は、銅含有層３と導通部３１との間に挟持される。この場合、第２インジウム含有層４は、銅含有層３と導通部３１との間の電気的接続性を高める。従って、第１金属配線２９と銅含有層３との間の電気的コンタクトを容易に実現することができる。

上述した構成を有する液晶表示装置５００においては、制御部１２０によって液晶駆動とタッチセンシング駆動とが制御される。タッチセンシング駆動の際に、黒色電極パターン６０を駆動電極として機能させ、透明導電配線７を定電位の検出電極として機能させると、タッチセンシングの駆動条件と液晶層２０の駆動条件（周波数又は電圧等）とを異ならせることができる。タッチセンシングの駆動周波数と液晶の駆動周波数を異なるものとすることで、それぞれ駆動の影響を受けにくくできる。例えば、タッチセンシングの駆動周波数を数ＫＨｚ〜数十ＫＨｚとし、液晶駆動の周波数を６０Ｈｚ〜２４０Ｈｚとすることができる。更には、タッチセンシング駆動と液晶駆動を時分割にすることもできる。黒色配線６を駆動電極（タッチセンシング駆動走査電極）とする場合に、要求されるタッチ入力の速さに合せて、静電容量検出の走査周波数を任意に調整することができる。或いは、タッチセンシング駆動において、透明導電配線７を駆動電極として機能させ、黒色電極パターン６０を検出電極として機能させてもよい。この場合、透明導電配線７は、一定の周波数での電圧を印加する駆動電極（走査電極）である。なお、タッチセンシング駆動及び液晶駆動においては、駆動電極に印加する電圧（交流信号）は、正負の電圧を反転する反転駆動方式であってもよい。タッチセンシングと液晶駆動は時分割であっても良く、時分割でなくてもよい。
或いは、タッチセンシング駆動電圧に関し、印加する交流信号の電圧幅（ピークツーピーク）を小さくすることで、液晶表示に対するタッチセンシング駆動電圧の影響を軽減できる。

本実施形態に係る液晶表示装置５００によれば、黒色電極パターン６０が有する黒色配線６が、第１黒色層１、第１インジウム含有層２、銅含有層３、第２インジウム含有層４、及び第２黒色層５によって構成される積層構造を有している。このため、第１黒色層１と銅含有層３との間の密着性を第１インジウム含有層２によって向上することができ、銅含有層３と第２黒色層５との間の密着性を第２インジウム含有層４によって向上させることができる。従って、第１黒色層１から銅含有層３が剥離することを防止することができ、銅含有層３から第２黒色層５が剥離することを防止することができる。更に、銅含有層３が第１インジウム含有層２及び第２インジウム含有層４によって挟持されているため、銅含有層３に接続される電極又は端子と銅含有層３との間の電気的接続性を向上させることができる。特に、銅含有層３上に積層された第２インジウム含有層４が端子部１１において露出していることから、導通部３１と銅含有層３との間の電気的接続性を向上させることができる。

更に、黒色電極パターン６０においては、黒色配線６がＸ方向及びＹ方向に延在しており、Ｘ方向に延在する黒色配線６とＹ方向に延在する黒色配線６とが接続され、格子パターンが形成されている。このため、タッチセンシング入力面である第１面１５ａに押圧力が付与された場合、黒色配線６に伝搬する力は、格子パターンに沿うように、複数の黒色配線６の延在方向であるＸ方向及びＹ方向に分散される。このように、黒色配線６が２次元格子パターンを有することにより、第１面１５ａに加わる押圧力に対する強度が高められている。従って、第１黒色層１及び第２黒色層５に対する銅含有層３の剥離を防止する高い密着性が得られるだけでなく、応力分散の観点から、高い力学強度を有する黒色配線６が実現されている。即ち、黒色配線６が２次元格子パターンを有することにより、第１黒色層１及び第２黒色層５に対する銅含有層３の剥離を防止する効果を相乗的に得ることができる。

更に、黒色電極基板１００の第１面１５ａは、タッチセンシング入力面として機能することから、液晶表示装置５００の表面側に位置し、表示面を形成している。このため、液晶表示装置５００が使用される際には、使用者によるタッチ入力に伴って押圧力が第１面１５ａに付与される。押圧力の発生に起因して、透明基板１５内に応力が発生し、この内応力は、第１面１５ａから第２面１５ｂに向けて透明基板１５内を伝達し、第２面１５ｂに到達する。透明基板１５内を伝達する応力に起因する力が、第２面１５ｂ上に設けられている黒色配線６に付与される。
更に、使用者が液晶表示装置５００を使用しない場合には、例えば、使用者の衣服に設けられたポケットの内部又は使用者が携帯するバッグの内部に液晶表示装置５００が保管されることが多い。このような場合、意図しない外部からの力が黒色電極基板１００の第１面１５ａに加わり、結果的に、意図しない外力が黒色配線６に付与されることが考えられる。更に、黒色電極基板１００が撓む場合も考えられる。即ち、黒色電極基板１００は、液晶表示装置５００を構成する部材の中で、外部からの力を最も受け易い部材であると言える。

これに対し、上記のような使用環境又は保存環境に液晶表示装置５００が曝されている場合であっても、第１黒色層１及び第２黒色層５に対する銅含有層３の密着性がインジウム含有層によって向上していることから、銅含有層３の剥離を防止することができる。更に、インジウム含有層によって、導通部３１と銅含有層３との間の電気的接続性を向上させることができる。２次元格子パターンを有する黒色配線６によって高い強度が得られることから、第１黒色層１及び第２黒色層５に対する銅含有層３の剥離を防止する効果を相乗的に得ることができる。即ち、外部からの力に対する黒色電極基板１００及び液晶表示装置５００の耐性を高めることができる。

［第４実施形態］
（横電界方式の液晶表示装置）
次に、図１１を参照して本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置を説明する。第４実施形態において、第１から第３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１１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置６００は、黒色電極基板１００と、アクティブ素子を備えるアレイ基板３００と、基板１００，３００によって挟持された液晶層６２０とを備えており、液晶セルを形成している。タッチセンシング入力面として機能する黒色電極基板１００の第１面１５ａは、液晶表示装置６００の表面側に位置し、表示面を形成している。

アレイ基板３００は、液晶を駆動するためのアクティブ素子（ＴＦＴ）と、液晶駆動のための画素電極３２４と、共通電極３３２と、画素電極３２４と共通電極３３２との間に設けられた絶縁層とを備えている。共通電極３３２は、液晶駆動に用いられる電極であるとともにタッチセンシング電極（タッチセンシング配線）として機能する。共通電極３３２は、アクティブ素子を構成するゲート線（金属配線）に平行に延在している。
液晶層６２０の液晶は、初期配向時において、透明基板２５の面に水平に配向されている。液晶の駆動は、アクティブ素子によって制御され、画素電極３２４と共通電極３３２との間に生じるフリンジ電界で駆動する。この液晶駆動方式は、ＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、或いは、ＩＰＳ（ｉｎ ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれている。共通電極３３２は、平面視、画素開口部８とほぼ同じ幅を有する開口を有するともに、黒色電極パターン６０の延在方向（Ｙ方向）に直交するＸ方向に延在するストライプ形状を有する。黒色電極パターン６０と共通電極３３２との間には、おおよそ一定の、タッチセンシングのための静電容量Ｃ６が形成されている。

第３実施形態と異なり、黒色電極基板１００には、透明導電配線７は形成しなくてよい。図１１に示す構成では、共通電極３３２における液晶駆動及びタッチセンシング駆動は時分割で行われる。液晶駆動及びタッチセンシング駆動の制御は、図５に示す制御部１２０によって行われる。共通電極３３２は、ＩＴＯ等の透明導電膜で形成される。図１１において、液晶駆動のアクティブ素子、補助容量、配向膜、光学フィルム、カバーガラス等の図示は省略した。
このような第４実施形態においても、第３実施形態と同様の効果が得られる。

［第５実施形態］
（横電界方式の液晶表示装置）
次に、図１２を参照して本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置を説明する。第５実施形態において、第１から第４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１２に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置７００は、黒色電極基板１００と、アクティブ素子を備えるアレイ基板４００と、基板１００，４００によって挟持された液晶層７２０とを備えており、液晶セルを形成している。タッチセンシング入力面として機能する黒色電極基板１００の第１面１５ａは、液晶表示装置７００の表面側に位置し、表示面を形成している。

アレイ基板４００は、液晶を駆動するためのアクティブ素子（ＴＦＴ）と、液晶駆動のための画素電極４２４と、共通電極４３２と、タッチセンシング配線４３９と、画素電極４２４と共通電極４３２との間に設けられた絶縁層、共通電極４３２とタッチセンシング配線４３９との間に設けられた絶縁層、とを備えている。共通電極４３２は、液晶駆動に用いられる電極として機能する。タッチセンシング配線４３９は、アクティブ素子を構成するゲート線と平行に延在し、タッチセンシング駆動の際に用いられるタッチセンシング電極として機能し、黒色電極パターン６０の延在方向（Ｙ方向）に直交するＸ方向に延在するストライプ形状を有する。タッチセンシング配線４３９は、少なくとも銅を含有する銅含有層と、銅含有層を挟持するとともにインジウムを含む２つのインジウム含有層とが積層された構造を有する。

液晶層７２０の液晶は、初期配向時において、透明基板２５の面に水平に配向されている。液晶の駆動は、アクティブ素子によって制御され、画素電極４２４と共通電極４３２の間に生じるフリンジ電界で駆動する。この液晶駆動方式は、ＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、或いは、ＩＰＳ（ｉｎ ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれている。共通電極４３２は、平面視、画素開口部８とほぼ同じ幅を有する開口を有する。黒色電極パターン６０とタッチセンシング配線４３９との間には、おおよそ一定の、タッチセンシングのための静電容量Ｃ７が形成されている。

第３実施形態と異なり、黒色電極基板１００には、透明導電配線７は形成しなくてよい。図１２に示す構成では、共通電極４３２の液晶駆動と、タッチセンシングにおけるタッチセンシング配線４３９の駆動とは、時分割で行われなくてもよい。また、タッチセンシング配線４３９を駆動する信号の周波数と、液晶駆動信号の周波とを異ならせてもよい。共通電極４３２は、ＩＴＯ等の透明導電膜で形成される。タッチセンシング配線４３９は、ゲート線と同じ金属材料で形成され、ゲート線を形成する工程と同じ工程で形成された金属配線である。タッチセンシング配線４３９と、アクティブ素子を構成する金属配線とは、電気的に独立している。タッチセンシング配線４３９は、タッチセンシング機能において、駆動電極或いは検出電極として用いることができる。液晶駆動及びタッチセンシング駆動の制御は、図５に示す制御部１２０によって行われる。図１２において、液晶駆動のアクティブ素子、補助容量、配向膜、光学フィルム、カバーガラス等の図示は省略した。
このような第５実施形態においても、第３実施形態と同様の効果が得られる。

［第６実施形態］
（遮光層を備える液晶表示装置）
次に、図１３Ａから図１３Ｃを参照して本発明の第６実施形態に係る液晶表示装置を説明する。第６実施形態において、第１から第５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１３Ａは、本発明の実施形態に係る液晶表示装置を構成するアレイ基板４５０を示す部分平面図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示した線Ｃ−Ｃ’に沿う部分断面図である。図１３Ｃは、本発明の実施形態に係る表示装置を構成するアレイ基板４５０を示す部分断面図である。図１３Ａから図１３Ｃにおいては、液晶を駆動させる共通電極、補助容量、配向膜、光学フィルム、カバーガラス等の図示は省略されている。

図１３Ｃに示すように、本実施形態に係る液晶表示装置８００は、黒色電極基板１００と、アクティブ素子を備えるアレイ基板４５０と、基板１００，４５０によって挟持された液晶層８２０とを備えており、液晶セルを形成している。タッチセンシング入力面として機能する黒色電極基板１００の第１面１５ａは、液晶表示装置８００の表面側に位置し、表示面を形成している。
図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、アレイ基板４５０は、Ｘ方向に延在するゲート線４７１、ゲート線４７１に接続されているゲート電極４７８、Ｙ方向に延在するソース線４７５、アクティブ素子４７６、タッチセンシング電極４７２（タッチセンシング配線）、遮光層４７３等を具備している。図１３Ｃに示すように、タッチセンシング電極４７２は、ゲート線４７１に対して電気的に独立しており、平面視、絶縁層４８３、４８４、４８５を介してゲート線４７１に重なるように、ゲート線４７１と平行に配設されている。また、タッチセンシング電極４７２及び遮光層４７３は、同じレイヤに位置し、同じ金属材料を用いて、同じ工程で形成されている。

タッチセンシング電極４７２の構成又はタッチセンシング電極４７２を形成する金属材料は限定されない。例えば、チタニウム又はモリブデン等の高融点金属、アルミニウム又はアルミニウム合金等を含有する単層又は複数積層構造、チタニウム／銅／チタニウムの３層構成、インジウム含有層／銅合金／インジウム含有層の３層構成、の構造又はこの構造を形成する材料を例示することができる。加えて、視認性改善のため、タッチセンシング電極４７２上に黒色層を形成することができる。タッチセンシング電極４７２と遮光層４７３上に酸化ケイ素又は酸化窒化ケイ素等の絶縁層を形成してもよい。電気的ノイズを低減するために、タッチセンシング電極４７２は、ストライプ形状等のシンプルな形状で形成されていることが好ましいが、遮光性を向上させるためタッチセンシング電極４７２と遮光層４７３とが接続されているパターン形状が採用されてもよい。平面視において、Ｘ方向に延在するタッチセンシング電極４７２は、Ｙ方向に延在する黒色電極パターン６０と直交している。タッチセンシング電極４７２は、タッチセンシング電極として機能する。タッチセンシング時においては、上述した実施形態で述べたように、間引き駆動を行ってもよい。具体的に、アレイ基板４５０上に複数のタッチセンシング電極４７２が設けられている構造において、例えば、６本のタッチセンシング電極が一つのグループと定義し、アレイ基板４５０上に複数のタッチセンシング電極グループを設定する。そして、６本のうち５本のタッチセンシング電極を間引いて（除いて）、１本のタッチセンシング電極に走査信号を送信する。この駆動方法により、タッチセンシング電極を間引いて駆動（走査）することができる。この場合、除かれた（間引かれた）５本のタッチセンシング電極は、電気的に浮いた（フローティング）状態となる。

図１３Ｂに示すようには、液晶を駆動させる画素電極４７４は、コンタクトホールを介して、アクティブ素子４７６を構成するドレイン電極と電気的につながっている。
図１３Ｂ及び図１３Ｃにおいて、画素電極４７４は遮光層４７３を介してドレイン電極とつながっているが、遮光層４７３とドレイン電極との接続構造は、本実施形態に示す構造に限定しなくてもよい。アクティブ素子４７６を構成するチャネル層（半導体層）は、遮光層４７３で覆われ、遮光されている。
タッチセンシング時の静電容量Ｃ８は、黒色電極基板１００に具備されている黒色配線６と、タッチセンシング電極４７２との間に生じる。例えば、タッチセンシング電極４７２を駆動電極として機能させ、黒色配線６を検出電極として機能させることができる。指又はポインタ等がタッチセンシング入力面である第１面１５ａに接触したり近接したりすると、静電容量が変化し、黒色配線６がその変化を検知し、タッチ入力の有無が判断される。なお、タッチセンシング電極４７２を検出電極として機能させ、黒色配線６を駆動電極として機能させることもできる。
アクティブ素子４７６を構成するチャネル層を形成する材料は、酸化物半導体でも、ポリシリコン半導体でもよい。本実施形態では、遮光層４７３が、バックライト又は外光を遮光するので、様々なアクティブ素子を液晶表示装置８００に用いることができる。ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）又は液晶プロジェクター等にも本発明の実施形態に係る表示装置は適用することができる。
このような第６実施形態においても、第３実施形態と同様の効果が得られる。

［第７実施形態］
（黒色電極基板の製造方法）
次に、図３及び図１４Ａから図１５を参照して本発明の第７実施形態に係る黒色電極基板の製造方法を説明する。
図１４Ａから図１４Ｃは、本発明の実施形態に係る黒色電極基板の製造工程を部分的に示す断面図である。図１５は、黒色電極基板の製造工程のフロー図である。本実施形態では、第１実施形態で説明した黒色電極基板を形成し、黒色電極基板上に更に透明樹脂層パターンを形成する工程について説明する。なお、黒色配線６を含む黒色電極パターン６０を形成した後に、画素開口部８に赤層、緑層、及び青層が配置するように画素開口部８上に着色層パターンを形成し、更に、透明樹脂層を形成することもできる。

まず、図１４Ａに示すように、透明基板１５を準備する。透明基板１５は、タッチセンシング入力面として機能する第１面１５ａと、第１面１５ａとは反対側の第２面１５ｂと、第２面１５ｂ上に規定された平面視矩形状の表示領域１５ｃと、第２面１５ｂ上に規定されて表示領域１５ｃの外側に位置する外側領域１５ｄとを有する。透明基板１５上に黒色配線６によって規定される黒色電極パターン６０を形成する。

ここで、図１５を参照して黒色電極パターン６０の形成方法を説明する。
まず、透明基板１５上に、主たる色材としてカーボンを含有する黒色塗布液を塗布し硬膜させ、第１黒色全面膜を形成する（ステップＳ１）。その後、第１黒色全面膜上にインジウムを含む第１インジウム含有全面膜を形成し、第１インジウム含有全面膜上に銅を含む銅含有全面膜を形成し、銅含有全面膜上にインジウムを含む第２インジウム含有全面膜を形成する（ステップＳ２）。具体的には、真空成膜装置を用いて、上記３つの全面膜の積層体を連続成膜によって第１黒色全面膜上に積層する。次に、アルカリ現像可能である感光性の黒色塗布液（主たる色材としてカーボンを含有する塗布液）を用いて、第２インジウム含有全面膜上に、第２黒色全面膜を形成する（ステップＳ３）。黒色塗布液としては、例えば、ブラックマトリクス材料として周知のアクリル系感光性黒色塗布液を適用することができる。黒色電極を構成する黒色層に用いる色材は、主に、カーボンであることが望ましい。黒色層から生じる反射色を調整するために、有機顔料を少量、感光性黒色塗布液に添加してもよい。しかし、多くの有機顔料においては、顔料構造の中に金属が配位されている。このような有機顔料を含有する膜をドライエッチングすると、その金属に起因するコンタミネーションが発生することがある。この点を考慮し、感光性黒色塗布液の配合が調整されている。

その後、周知のフォトリソグラフィの手法で、第２黒色全面膜を、露光、現像、硬膜し、パターンを有する第２黒色層５を形成する（ステップＳ４）。パターニングされた第２黒色層５は、図３に示す黒色電極パターン６０（複数の画素開口部８、黒色配線６、端子部１１、スリットＳ、引出配線）と同じ平面形状を有する。
次に、上記平面パターンを有する第２黒色層５をマスクとして用いて、第１黒色全面膜、第１インジウム含有全面膜、銅含有全面膜、第２インジウム含有全面膜をウエットエッチングする（ステップＳ５）。これにより、第１黒色層１、第１インジウム含有層２、銅含有層３、第２インジウム含有層４、及び第２黒色層５によって構成された積層構造を有する黒色配線６によって規定される黒色電極パターン６０が形成される。このとき、第２黒色層５、第１インジウム含有層２、銅含有層３、第２インジウム含有層４のパターンは、略同じである。

次に、図１４Ｂに示すように、第２黒色層５を覆うように、透明基板１５上に透明樹脂材料を含む透明樹脂全面膜を形成する（ステップＳ６）。さらに、透明樹脂全面膜をパターニングすることによって、平面視において表示領域１５ｃと同じ大きさを有する矩形状の透明樹脂層９を表示領域１５ｃに形成する（ステップＳ７）。換言すると、透明樹脂層９のパターンは、図３に示すように、電気的な実装に必要な端子部１１が形成される領域を露出させるパターンであり、表示領域１５ｃと略同じ大きさを有する。

次に、厚さ方向（Ｚ方向）における透明樹脂層９の一部（透明樹脂層９の表面に近い部分）と、外側領域１５ｄに位置する第２黒色層５とを、フルオロカーボン系のガスを用いるドライエッチングによって除去する（ステップＳ８）。換言すると、透明樹脂層９の一部及び第２黒色層５は、同時にドライエッチングされ、これによって第２黒色層５が除去されたとしても、透明樹脂層９は所定の厚さを有するように残る。つまり、表示領域１５ｃにおける透明樹脂層９を部分的に除去するエッチングと、外側領域１５ｄにて露出している第２黒色層５を完全に除去するエッチングとが同時に行われる。上記ドライエッチングを考慮して、ドライエッチング前の透明樹脂層９は、比較的厚い膜厚を有する。これによって、図１４Ｃに示すように、第２インジウム含有層４が露出する表面Ｍｅを有する端子部１１が、外側領域１５ｄに形成される（ステップＳ９）。

図１４Ｃの断面図に示されている厚さ方向における透明樹脂層９の一部及び第２黒色層５を除去する工程では、ドライエッチングガスとして、ＣＦ_４又はＣ_３Ｆ_８等のフルオロカーボン系のガスを用いることが好ましい。このようなガスを用いることにより、インジウム含有層又は銅含有層３に大きな影響を与えず、第２黒色層５をエッチングによって除去することができる。なお、必要に応じて、アルゴン又は酸素をＣＦ_４又はＣ_３Ｆ_８等のガスに加えてもよい。ドライエッチング工程に用いるガスが導入されるチャンバ内の圧力、導入ガスの流量又は流量比流量、及び、エッチングに用いられる高周波電力の出力又は周波数は適宜調整することができる。

［第８実施形態］
本実施形態は、第６実施形態で示した端子部構造（図１４Ｃ）の変形例である。図６、図７、及び図１６を用いて第８実施形態を説明する。
第３実施形態で示した縦電界の液晶表示装置においては、図６及び図７に示すように、透明樹脂層９上に形成された透明導電配線７は、Ｘ方向に延びるように形成されている。透明導電配線７を透明樹脂層９上に成膜するときに、予め、透明基板１５の表面（第２面１５ｂ）が露出している部分に、ＩＴＯ等の導電性酸化物を用いて、外側領域１５ｄにおける端子部１１上にも成膜する。即ち、透明導電配線７を形成する工程で、同時に、外側領域１５ｄの端子部１１上に、ＩＴＯ膜を形成する。この場合、ＩＴＯは、セラミックと同等の硬質な膜であるので、端子部１１が傷つき難くなり、端子部１１上に極めて安定した電気的な実装を行うことができる。

本発明の実施形態に係る表示装置は、種々の応用が可能である。本発明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。

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。

１・・・第１黒色層、 ２・・・第１インジウム含有層、 ３・・・銅含有層、 ４・・・第２インジウム含有層、 ５・・・第２黒色層、 ６・・・黒色配線、 ６０・・・黒色電極パターン、 ７・・・透明導電配線、 ８・・・画素開口部、 ９・・・透明樹脂層、 １１、１３・・・端子部、 １５、２５・・・透明基板、 １５ａ・・・第１面、 １５ｂ・・・第２面、 １５ｃ・・・表示領域、 １５ｄ・・・外側領域、 ４１、４７５・・・ソース線、 ２０、６２０、７２０、８２０・・・液晶層、 ４２、４７１・・・ゲート線（走査線）、 ４３９、４７２・・・タッチセンシング配線（タッチセンシング電極）、 ４７３・・・遮光層、 ２８、４７８・・・ゲート電極、 ２６、４７６・・・アクティブ素子、 ２４、３２４、４２４、４７４・・・画素電極、 ２７・・・コンタクトホール、 ２９・・・第１金属配線、 ３１・・・導通部、 ３２・・・シール部、 ３３、３４、３５・・・絶縁層、 ４０・・・第２金属配線、 Ｒ・・・赤層、 Ｇ・・・緑層、 Ｂ・・・青層、 Ｍ・・・金属配線の端部、 Ｍｅ・・・第２インジウム含有層の露出した端子部、 Ｓ・・・スリット、 １００・・・黒色電極基板、 ２００、３００、４００、４５０・・・アレイ基板、 ５００、６００、７００、８００・・・表示装置（液晶表示装置）。

Claims (16)

1. 黒色電極基板であって、
   タッチセンシング入力面として機能する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第２面上に規定された平面視矩形状の表示領域と、前記第２面上に規定されて前記表示領域の外側に位置する外側領域とを有する透明基板と、
   前記第２面の前記表示領域及び前記外側領域に設けられ、主たる色材としてカーボンを含有する第１黒色層と、
   前記第１黒色層上に設けられ、インジウムを含む第１インジウム含有層と、
   前記第１インジウム含有層上に設けられ、銅を含有する銅含有層と、
   前記銅含有層上に設けられ、インジウムを含む第２インジウム含有層と、
   前記第２インジウム含有層上に設けられ、主たる色材としてカーボンを含有する第２黒色層と、
   前記第１黒色層、前記第１インジウム含有層、前記銅含有層、前記第２インジウム含有層、及び前記第２黒色層によって構成された積層構造を有する黒色配線によって規定され、前記表示領域に複数の画素開口部を形成し、前記外側領域に設けられた前記黒色配線の前記積層構造において前記第２インジウム含有層が露出する端子部を有する黒色電極パターンと、
   前記黒色電極パターンに重なるように前記表示領域に設けられ、平面視において前記表示領域と同じ大きさを有する矩形状の透明樹脂層と、
   を具備する黒色電極基板。
2. 前記黒色配線の前記積層構造において、
   前記第１黒色層の線幅と、前記第１インジウム含有層の線幅と、前記銅含有層の線幅と、前記第２インジウム含有層の線幅と、前記第２黒色層の線幅とが同じである請求項１に記載の黒色電極基板。
3. 前記第１インジウム含有層及び前記第２インジウム含有層は、銅及びインジウムを含有する合金層である請求項１に記載の黒色電極基板。
4. 前記第１インジウム含有層及び前記第２インジウム含有層は、主な材料として酸化インジウムを含有する金属酸化物層である請求項１に記載の黒色電極基板。
5. 前記第１インジウム含有層及び前記第２インジウム含有層は、酸化インジウムと酸化錫とを含む混合酸化物を含有する金属酸化物層である請求項１に記載の黒色電極基板。
6. 前記複数の画素開口部の各々に、少なくとも、赤層、緑層、及び青層が配設され、
   前記赤層、前記緑層、及び前記青層を覆うように、前記透明樹脂層が形成されている請求項１に記載の黒色電極基板。
7. 黒色電極基板の製造方法であって、
   タッチセンシング入力面として機能する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第２面上に規定された平面視矩形状の表示領域と、前記第２面上に規定されて前記表示領域の外側に位置する外側領域とを有する透明基板を準備し、
   前記透明基板上に、主たる色材としてカーボンを含有する第１黒色全面膜を形成し、
   前記第１黒色全面膜上に、インジウムを含む第１インジウム含有全面膜を形成し、
   前記第１インジウム含有全面膜上に、銅を含む銅含有全面膜を形成し、
   前記銅含有全面膜上に、インジウムを含む第２インジウム含有全面膜を形成し、
   前記第２インジウム含有全面膜上に、主たる色材としてカーボンを含有する第２黒色全面膜を形成し、
   前記第２黒色全面膜をパターニングすることによって、第２黒色層を形成し、
   前記第２黒色層をマスクとして用いて、前記第１黒色全面膜、前記第１インジウム含有全面膜、前記銅含有全面膜、前記第２インジウム含有全面膜をエッチングすることにより、第１黒色層、第１インジウム含有層、銅含有層、第２インジウム含有層、及び第２黒色層によって構成された積層構造を有する黒色配線によって規定される黒色電極パターンを形成し、
   前記外側領域を露出させるように、平面視において前記表示領域と同じ大きさを有する矩形状の透明樹脂層を、前記表示領域に形成し、
   厚さ方向における前記透明樹脂層の一部と、前記外側領域に位置する前記第２黒色層とを、フルオロカーボン系のガスを用いるドライエッチングによって除去することによって、前記第２インジウム含有層が露出する端子部を、前記外側領域に形成する黒色電極基板の製造方法。
8. 請求項１に記載の黒色電極基板を具備する表示装置。
9. 表示装置であって、
   請求項１に記載の黒色電極基板と、
   前記黒色電極基板の前記透明樹脂層上に積層され、平面視において前記黒色配線と直交するように形成された透明導電配線と、
   平面視において前記複数の画素開口部の各々に隣接する位置に配設されるアクティブ素子と、前記アクティブ素子と電気的に接続される金属配線とを具備するアレイ基板と、
   前記透明導電配線と前記アレイ基板との間に配置された液晶層と、
   前記黒色配線と前記透明導電配線との間に発生する静電容量の変化を検知するタッチセンシング機能を備える制御部と、
   を具備する表示装置。
10. 表示装置であって、
    請求項１に記載の黒色電極基板と、
    平面視において前記複数の画素開口部の各々に隣接する位置に配設されるアクティブ素子と、前記アクティブ素子と電気的に接続される金属配線と、タッチセンシングに用いられるタッチセンシング配線とを具備するアレイ基板と、
    前記黒色電極基板と前記アレイ基板との間に配置された液晶層と、
    前記黒色配線と前記タッチセンシング配線との間に発生する静電容量の変化を検知するタッチセンシング機能を備える制御部と、
    を具備する表示装置。
11. 表示装置であって、
    請求項１に記載の黒色電極基板と、
    平面視において前記複数の画素開口部の各々に隣接する位置に配設されるアクティブ素子と、前記アクティブ素子と電気的に接続される金属配線と、前記黒色配線に対して静電容量を形成する共通電極を具備するアレイ基板と、
    前記黒色電極基板と前記アレイ基板との間に配置された液晶層と、
    前記黒色配線と前記共通電極との間に発生する静電容量の変化を検知するタッチセンシング機能を備える制御部と、
    を具備する表示装置。
12. 表示装置であって、
    請求項１に記載の黒色電極基板と、
    平面視において前記複数の画素開口部の各々に隣接する位置に配設されるアクティブ素子と、前記アクティブ素子と電気的に接続されるゲート線と、タッチセンシングに用いられるとともに前記ゲート線に対して電気的に独立して平行に延在するタッチセンシング配線と、前記アクティブ素子を覆うとともに前記タッチセンシング配線と同一の金属層で形成される遮光層とを具備するアレイ基板と、
    前記黒色電極基板と前記アレイ基板との間に配置された液晶層と、
    前記黒色配線と前記タッチセンシング配線との間に発生する静電容量の変化を検知するタッチセンシング機能を備える制御部と、
    を具備する表示装置。
13. 前記複数の画素開口部の各々に、少なくとも、赤層、緑層、及び青層が配設され、
    前記赤層、前記緑層、及び前記青層を覆うように、前記透明樹脂層が形成されている請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の表示装置。
14. 前記金属配線は、
    少なくとも銅を含有する銅含有層と、前記銅含有層を挟持するとともにインジウムを含む２つのインジウム含有層とが積層された構造を有する請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の表示装置。
15. 前記タッチセンシング配線は、
    少なくとも銅を含有する銅含有層と、前記銅含有層を挟持するとともにインジウムを含む２つのインジウム含有層とが積層された構造を有する請求項１０又は請求項１２に記載の表示装置。
16. 前記アクティブ素子は、
    ガリウム、インジウム、亜鉛、錫、ゲルマニウムからなる群より選ばれた２種以上の金属酸化物を含むチャネル層を備えるトランジスタである請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の表示装置。

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