TWI686653B

TWI686653B - 顯示裝置

Info

Publication number: TWI686653B
Application number: TW105115015A
Authority: TW
Inventors: 木村幸弘; 福吉健藏; 伊藤大
Original assignee: 日商凸版印刷股份有限公司
Priority date: 2016-05-16
Filing date: 2016-05-16
Publication date: 2020-03-01
Also published as: TW201741749A

Abstract

本發明的液晶顯示裝置(LCD1、LCD2、LCD3)具備：顯示裝置基板(100)、陣列基板(200)、被挾持在顯示裝置基板(100)與陣列基板(200)之間的顯示功能層(300)、和控制部(120)。顯示裝置基板(100)具備觸控感測配線(3)。陣列基板(200)具備：共通電極(17)，具有設置在複數個像素開口部(18)的每一者中的1個以上的電極部(17A)；導電配線(30)，在第2絕緣層(12)下與共通電極(17)電性連接且橫跨複數個像素開口部(18)；主動元件(28)，係設置在第3絕緣層(13)下而與像素電極(20)電性連接的頂閘構造的薄膜電晶體；閘極配線(10)，具有與導電配線(30)相同的層結構，在第2絕緣層與第3絕緣層之間形成在與導電配線(30)相同的位置，並且在俯視下在第2方向上延伸而與主動元件電性聯結；和接觸孔(H)，設置在電極部(17A)的圖案的長邊方向的中央，並且電性連接共通電極(17)和導電配線(30)。在相對於顯示功能層(300)的厚度方向傾斜的斜方向上觸控感測配線(3)和共通電極(17)係彼此相對。

Description

顯示裝置

本發明係關於可以進行穩定的觸控感測(touch sensing)且觸控感測感度高的顯示裝置。

具備顯示功能層的顯示裝置係用於電視等大型顯示器、平板、智慧手機等。使用液晶作為顯示功能層的液晶顯示裝置大略具有在玻璃等2片透明基板間挾持液晶層的結構。這樣的液晶顯示裝置中的主要的液晶驅動方式能大致區分為以縱電場方式為人所知的VA(Vertical Alignment)模式和以橫電場方式為人所知的IPS(In-Plane Switching)模式或邊緣電場切換FFS(Fringe Field Switching)模式。

在顯示裝置的薄型化的觀點上，使用有機發光二極體作為顯示功能層的有機EL裝置(OLED：Organic Light Emitting Diode)受到了注目。在低消耗電力化的觀點上，用電性要素和機械要素所構成的EMS(Electro Mechanical System)受到了注目。MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)包含致動器、變換器(transducer)、感測器、微鏡(micro-mirror)、MEMS開關、及光學薄膜等光學零件、以及光干涉調變器(IMOD：Interferometric Modulation)。此外，近年來，將複數個微LED排列在基板上的顯示功能層也為人所知。

在IPS模式或FFS模式中，使液晶分子相對於液晶顯示裝置的基板面水平配向，在相對於基板面約略平行的方向上將電場施加於液晶分子，從而進行液晶驅動。IPS模式或FFS模式係在具有廣視角的液晶顯示裝置中所使用的液晶驅動方式。採用FFS模式的液晶顯示裝置具有能藉由使用邊緣電場來高速地驅動液晶這樣的大優點。

關於液晶的驅動方式，為了抑制液晶顯示的烙印而進行了在經過既定的影像顯示期間後使施加於液晶層的電壓的正和負反轉的極性反轉驅動(交流反轉驅動)。作為極性反轉驅動的方法，已知有：使複數個像素各自的極性個別地反轉的點反轉驅動；以沿著畫面的橫方向排列複數個像素的行單位使像素的極性反轉的水平線反轉驅動；以沿著畫面的縱方向排列複數個像素的列單位使像素的極性反轉的列(column)反轉驅動；以一個畫面單位使像素的極性反轉、或者是以複數個區塊(block)區隔畫面並且以區塊單位使像素的極性反轉的幅(frame)反轉驅動等。這樣的液晶驅動技術，例如，在專利文獻1~5、7中有所記載或暗示。

作為這樣的液晶顯示裝置，最近大多利用具有具備了偵測電容的手段的觸控感測功能的液晶顯示裝置。作為觸控感測方式，主要利用藉由例如在X方向和Y方向所排列的觸控感測配線(觸控電極)來偵測當手指或筆等指示器(pointer)接觸或接近顯示畫面時產生的電容變化的方式。

此外，作為具有觸控感測功能的顯示裝置的構造，已知有：將具備觸控感測功能的觸控面板貼附在顯示裝置的表面的外掛(out-cell)方式、和顯示裝置本身具備觸控感測功能的內嵌(in-cell)方式。近年來，相較於外掛方式，許多顯示裝置採用了內嵌方式。

專利文獻2~6公開了使用內嵌方式的觸控感測技術。儘管如此，在內嵌方式方面，這些專利文獻陸續出現了尚不明確的觸控感測技術的問題。換言之，有就外掛觸控面板的方式而言很難變成問題的問題，即，觸控感測配線容易受到來自與液晶胞內部所設置的主動元件電性聯結的源極配線的雜訊(noise)的影響這樣的新技術課題。

專利文獻1涉及液晶驅動，公開了以沿著畫面的縱方向排列複數個像素的列單位使像素的極性反轉的技術。專利文獻1不包含觸控感測技術。

專利文獻2包含涉及點反轉驅動的記載，並且公開了觸控感測技術。在專利文獻2的公開中，進行觸控感測功能的驅動電極及檢測電極係實質上用金屬配線構成。

專利文獻3涉及面內切換(IPS)液晶顯示器，公開了觸控感測驅動電極形成觸控感測訊號的檢測及顯示器所使用的電極對的技術。這樣的專利文獻3的公開類似專利文獻5記載的請求項2的特徵點。

專利文獻4公開了在彩色濾光片上積層相對電極的縱電場方式的液晶顯示裝置中，裝入觸控螢幕(touch screen)的構造。這樣的構造，例如，例示在專利文獻4的請求項1及實施例。此外，如專利文獻4的請求項1所記載，顯示器像素(pixel)包含累積電容器。另外，觸控驅動電極係在顯示動作期間，作動為累積電容器的相對電極。又，在專利文獻4的段落0156之後公開了面內切換(IPS)的2種電極在單一面內成為彼此平行的結構。專利文獻4的段落0157中指出IPS顯示器欠缺能使用於觸控驅動或觸控感應的Vcom層。

在專利文獻4公開的構造中，必須使yVcom跨越(crossover)xVcom(專利文獻4的段落0033、及第5圖、第1E圖、第1F圖等)。

專利文獻5公開了在液晶胞內使用正交的帶狀導體的觸控感測技術。

專利文獻6公開了具備用透明材料所構成的在第1方向上延伸的複數個觸控驅動電極(作為驅動區域而與相互連接導線xVcom連接)、和在第2方向上延伸的複數個觸控檢測電極(作為感測區域而用yVcom予以連接)，觸控驅動電極及觸控檢測電極當中一者發揮作為液晶顯示器的相對電極的功能。

專利文獻6公開了在包含複數個顯示器像素(display pixel)的第1群組的驅動線、與包含複數個顯示器像素的第2群組的感測線之間，進行觸控感測的技術，成為在第2群的電路元件之間設置旁路通道(by-pass tunnel)的極複雜的結構。

專利文獻7公開了抑制在進行液晶驅動的線循序掃描的情況下畫質降低的手段。在專利文獻7中，將多晶矽半導體用於驅動液晶的主動元件(TFT：Thin Film Transistor，薄膜電晶體)。另外，設置包含閂部的轉送電路進行電位保持，從而防止截止漏電流(off-leak current)多的多晶矽的TFT固有的掃描訊號線的電位降低，並且防止液晶顯示的畫質降低。

此外，由專利文獻7的第6圖、第7圖、及段落0035的記載可知，觸控檢測電極及像素訊號線是平行的，且在俯視下以重疊的方式構成。原本，能藉由縮短觸控檢測配線和觸控的驅動電極COML的距離來提高S/N比(特別是「S」，訊號的值)。儘管如此，在觸控檢測電極和像素訊號線在俯視下以在像素的長邊方向上延伸的方式形成為長線狀且重疊的結構中，因使觸控檢測電極和像素訊號線靠近而使得在上述2條線間產生的寄生電容變大。換言之，從像素訊號線產生的「N」(雜訊)容易施加至觸控檢測電極，結果很難使S/N比提升。

在專利文獻8的段落0064中，公開了形成用含有銦的層/銅/含有銦的層所構成的3層構造的金屬配線，作為薄膜電晶體的訊號線、掃描線、及用於液晶驅動的輔助電容線的配線構造。

此外，專利文獻8公開了在後述的觸控感測空間內包含有訊號線(源極線)或像素電極的結構。訊號線(源極線)或像素電極成為雜訊產生源，因此並未考慮使肇因於訊號(影像訊號)的雜訊對觸控感測的影響減少。例如，專利文獻8的第4實施形態或第11圖中公開了在用於觸控感測且用ITO等透明導電膜所形成的共通電極上，具備像素電極的結構。對像素電極施加頻繁地更換透過源極線所供給的供影像顯示用的訊號的液晶驅動電壓。因此，在共通電極上具備像素電極的第11圖所示的結構是不佳的。此外，專利文獻8的第5實施形態或第12圖中公開了在觸控感測配線上，除了像素電極外還具備源極配線的結構。因此，容易偶然得到比第11圖所示的構造還多的雜訊或寄生電容，依此觀點，公開了並非最佳的結構。在第12圖所示的例子中，閘極線係在Y方向上位於最下部，薄膜電晶體具有底閘(bottom-gate)構造。

專利文獻1到專利文獻8所公開的技術，並未充分考慮削減肇因於賦予供進行各影像顯示用的影像訊號的源極配線的雜訊的手段，很難提供高感度的觸控感測技術。另外，就抑制與液晶驅動有關的雜訊產生而言是不充分的。

先前技術文獻專利文獻

專利文獻1 日本特公平4-22486號公報

專利文獻2 日本特開2014-109904號公報

專利文獻3 日本專利第4584342號公報

專利文獻4 日本專利第5517611號公報

專利文獻5 日本特開平7-36017號公報

專利文獻6 日本專利第5746736號公報

專利文獻7 日本特開2014-182203號公報

專利文獻8 日本專利第5807726號公報

在採用內嵌方式並且具備觸控感測功能的顯示裝置方面，就使感測感度提升而言，因應由液晶驅動而產生的雜訊的對策是不可缺少的。

如上所述，為了避免因電荷累積所造成的烙印(sticking)，一般採用極性反轉驅動作為液晶驅動。儘管如此，傳遞影像訊號的源極配線成為使肇因於極性反轉的雜訊產生的產生源。除此之外，源極配線容易伴隨影像訊號的極性反轉所附帶的寄生電容的變化。在採用內嵌方式並且具備觸控感測功能的顯示裝置中，控制肇因於傳遞影像訊號的源極配線的雜訊的產生變得重要。

此外，如專利文獻6所公開的，陣列基板(TFT基板)具有觸控感測功能的方式係在極靠近驅動主動元件(TFT)的源極配線或閘極配線等訊號配線的位置，且與這些配線平行地配設與觸控感測有關的配線(以下稱為觸控感測配線)。特別是，利用各種電壓且以高頻率傳遞影像訊號的源極配線對觸控感測配線造成巨大的不良影響。

在使用多晶矽半導體作為電晶體的通道層的主動元件中，漏電流大，必須頻繁地更新影像訊號，而擔心由源極配線產生的雜訊對觸控感測配線造成影響。此外，在TFT基板具有觸控感測功能的構造中，在將感測線(觸控訊號的檢測配線)、驅動線(觸控感測的驅動配線)、及供驅動主動元件用的源極配線或閘極配線一併設置在一片陣列基板的情況下，必須設置跳接線或旁路通道等。即，變得需要導致高成本的複雜結構。

此外，為了減少多晶矽半導體的漏電流，必須採用在各像素中將2個TFT連接於像素電極的雙閘極構造，但雙閘極構造成為高成本的因素並且會使像素的開口率降低。

本發明係有鑑於上述課題所完成者，在以FFS模式為代表的橫電場方式的液晶顯示裝置方面，提供減輕對觸控感測造成影響的雜訊的影響的液晶顯示裝置。

本發明的一態樣的顯示裝置，包含顯示裝置基板、陣列基板、顯示功能層、和控制部，該顯示裝置基板具備：第1透明基板、和設置在前述第1透明基板上的在第1方向上延伸的觸控感測配線，該陣列基板具備：第2透明基板；前述第2透明基板上的複數個多角形的像素開口部；共通電極，具有設置在前述複數個像素開口部的每一者中並且在俯視下在前述第1方向上延伸的1個以上的電極部；第1絕緣層，設置在前述共通電極下；像素電極，在前述複數個像素開口部的每一者中設置在前述第1絕緣層下；第2絕緣層，設置在前述像素電極下；導電配線，在前述第2絕緣層下與前述共通電極電性連接，且在與前述第1方向正交的第2方向上延伸而橫跨前述複數個像素開口部；第3絕緣層，設置在前述導電配線下；主動元件，係設置在前述第3絕緣層下而與前述像素電極電性連接的頂閘構造的薄膜電晶體；閘極配線，具有與前述導電配線相同的層結構，在前述第2絕緣層與前述第3絕緣層之間形成在與前述導電配線相同的位置，並且在俯視下在前述第2方向上延伸而與前述主動元件電性聯結；源極配線，在俯視下在前述第1方向上延伸而與前述主動元件電性聯結；和接觸孔，設置在前述電極部的圖案的長邊方向的中央，並且電性連接前述共通電極和前述導電配線，該顯示功能層係挾持在前述顯示裝置基板與前述陣列基板之間，該控制部係藉由在前述像素電極與前述共通電極之間施加驅動電壓來使前述顯示功能層驅動，從而進行影像顯示，偵測在前述共通電極與前述觸控感測配線之間的電容的變化以進行觸控感測。在相對於前述顯示功能層的厚度方向傾斜的斜方向上，前述觸控感測配線和前述共通電極係彼此相對。

本發明的一態樣中的「顯示功能層」意指實現在電極間進行光透射、遮光、光反射、或發光等作用的功能的層。作為這樣的顯示功能層，例如，可舉出：液晶元件、有機EL元件、EMS元件、MEMS元件、IMOD元件、微LED元件等。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述共通電極可以具有在俯視下在與前述觸控感測配線平行的長條方向上延伸的條紋圖案(stripe pattern)。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述主動元件可以是包含用氧化物半導體所構成的通道層，前述通道層係與閘極絕緣膜接觸的薄膜電晶體。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述氧化物半導體可以是包含鎵、銦、鋅、錫、鋁、鍺、銻、鉍、鈰當中2種以上的金屬氧化物的氧化物半導體。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述閘極絕緣膜可以是用包含氧化鈰的複合氧化物所形成的閘極絕緣膜。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述顯示功能層係液晶層，前述液晶層的液晶可以具有與前述陣列基板平行的初期配向，用藉由施加在前述共通電極與前述像素電極之間的液晶驅動電壓而產生的邊緣電場予以驅動。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述共通電極及前述像素電極可以是用至少包含氧化銦、氧化錫的複合氧化物構成。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述觸控感測配線可以是用包含銅合金層的金屬層構成。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述觸控感測配線可以具有銅合金層被導電性金屬氧化物層挾持的構造。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述導電配線可具有銅合金層被導電性金屬氧化物層挾持的構造。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述導電性金屬氧化物層可以是包含氧化銦、氧化鋅、氧化銻、氧化錫當中2種以上的複合氧化物層。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述顯示裝置基板可以具備設置在前述第1透明基板與前述觸控感測配線之間的黑色矩陣，前述觸控感測配線係與前述黑色矩陣的一部分重疊。

在本發明的一態樣的顯示裝置中，前述顯示裝置基板可以具備設置在與複數個像素開口部相對應的位置的彩色濾光片。

根據本發明的一態樣，便能提供減輕對觸控感測造成不良影響的雜訊，且將與觸控感測有關的配線構造簡化的液晶顯示裝置。此外，能實現不將供給影像訊號的源極配線或像素電極包含在觸控感測空間的結構，能減輕與影像訊號有關的雜訊。

3‧‧‧觸控感測配線

4‧‧‧第2導電性金屬氧化物層(導電性金屬氧化物層)

5‧‧‧金屬層

6‧‧‧第1導電性金屬氧化物層(導電性金屬氧化物層)

8‧‧‧黑色層

10‧‧‧閘極配線

11‧‧‧第1絕緣層

11F‧‧‧填充部

11H‧‧‧貫通孔

11T‧‧‧上表面

12‧‧‧第2絕緣層

12H‧‧‧貫通孔

12T‧‧‧上表面

13‧‧‧第3絕緣層

13A‧‧‧突起部

14‧‧‧第4絕緣層

16‧‧‧透明樹脂層

17‧‧‧共通電極

17A‧‧‧電極部

17B‧‧‧導電連接部

17K‧‧‧壁部

18‧‧‧像素開口部

20‧‧‧像素電極

20K‧‧‧內壁

20S‧‧‧貫穿孔

21‧‧‧透明基板(第1透明基板)

22‧‧‧透明基板(第2透明基板)

24‧‧‧源極電極

25‧‧‧閘極電極

26‧‧‧汲極電極

27‧‧‧通道層

28‧‧‧主動元件

29‧‧‧接觸孔

30‧‧‧共同配線(導電配線)

31‧‧‧源極配線

33‧‧‧電力線

34‧‧‧端子部

39‧‧‧液晶分子

43H‧‧‧第3接觸孔(接觸孔)

51‧‧‧彩色濾光片

100‧‧‧顯示裝置基板

110‧‧‧顯示部

120‧‧‧控制部

121‧‧‧影像訊號控制部

122‧‧‧觸控感測控制部

123‧‧‧系統控制部

200‧‧‧陣列基板

206‧‧‧液晶層

213‧‧‧透明樹脂層

214‧‧‧彩色濾光片

215‧‧‧透明基板

221‧‧‧對向電極

250‧‧‧液晶顯示裝置

250A‧‧‧液晶顯示裝置

300‧‧‧液晶層

BM‧‧‧黑色矩陣

BU‧‧‧背光單元

W17A‧‧‧寬度

D20S‧‧‧直徑

EL‧‧‧長度

H‧‧‧接觸孔

L‧‧‧光

L2‧‧‧等電位線

L3‧‧‧等電位線

LH‧‧‧左側接觸孔(第1接觸孔)

RH‧‧‧右側接觸孔(第2接觸孔)

LCD1‧‧‧液晶顯示裝置

LCD2‧‧‧液晶顯示裝置

LCD3‧‧‧液晶顯示裝置

P17A‧‧‧間距

Pa‧‧‧上部區域

Pb‧‧‧下部區域

Rub‧‧‧配向處理方向

W1‧‧‧觸控感測配線與共通電極的距離

W2‧‧‧觸控感測配線與源極配線的距離

W3‧‧‧高度

W4‧‧‧觸控感測配線與閘極配線的距離

θ‧‧‧角度(與像素開口的長邊方向Y的傾斜度)

第1圖係顯示構成本發明的第1實施形態的顯示裝置的控制部(影像訊號控制部、系統控制部、及觸控感測控制部)及顯示部的方塊圖。

第2圖係部分地顯示構成本發明的第1實施形態的顯示裝置的陣列基板的平面圖，從觀察者側觀看的平面圖。

第3圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置的剖面圖，沿著第2圖所示的A-A’線的剖面圖。

第4A圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置的剖面圖，沿著第2圖所示的B-B’線的剖面圖。

第4B圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置的剖面圖，將共通電極放大顯示的放大剖面圖。

第5圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置的剖面圖，沿著第2圖所示的C-C’線的剖面圖。

第6圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置的平面圖，顯示在第2圖所示的陣列基板上，透過液晶層，積層具備彩色濾光片及觸控感測配線的顯示裝置基板的構造的平面圖。

第7圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置基板的剖面圖，沿著第6圖所示的F-F’線的剖面圖。

第8圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置基板的剖面圖，說明觸控感測配線的端子部的剖面圖。

第9圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置基板的剖面圖，說明觸控感測配線的端子部的剖面圖。

第10圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的陣列基板的平面圖，說明陣列基板的製造步驟當中一步驟的圖，顯示主動元件的一構成要素的通道層的圖案。在第10圖中，虛線表示在後續步驟之後所形成的源極配線及閘極配線的位置。

第11圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的陣列基板的平面圖，說明陣列基板的製造步驟當中一步驟的平面圖，顯示在通道層上形成源極配線、源極電極、及汲極電極的各圖案的構造的平面圖。

第12圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的陣列基板的平面圖，說明陣列基板的製造步驟當中一步驟的平面圖，顯示透過閘極絕緣膜，形成閘極電極、閘極配線、及導電配線的各圖案的構造的平面圖。在第12圖中，閘極電極、閘極配線、及導電配線各自具有用包含金屬層等的複數層所形成的積層構造。

第13圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的陣列基板的平面圖，說明陣列基板的製造步驟當中一步驟的平面圖，顯示透過絕緣層形成像素電極的圖案的構造的平面圖。又，第13圖所示的在陣列基板上透過絕緣層形成共通電極的積層構造相當於上述第2圖所示的構造。

第14圖係顯示本發明的實施形態的顯示裝置中的進行液晶驅動和觸控感測驅動的分時驅動的一例的時序圖(timing chart)。

第15圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置的像素的平面圖，顯示一像素中的液晶的配向狀態的平面圖。

第16圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置的像素的平面圖，顯示在像素電極與共通電極之間施加液晶驅動電壓時的液晶驅動動作的平面圖。

第17圖係顯示在本發明的第1實施形態的顯示裝置中，在觸控感測配線發揮作為觸控驅動電極的功能，且共通電極發揮作為觸控檢測電極的功能的情況下，在觸控感測配線與共通電極之間生成電場的狀態的示意剖面圖。

第18圖係顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置的示意剖面圖，顯示手指等指示器(pointer)接觸或接近顯示裝置基板的觀察者側的表面時的電場的生成狀態的變化的剖面圖。

第19圖係部分地顯示構成本發明的第1實施形態的變形例的顯示裝置的陣列基板的主要部分的剖面圖。

第20圖係部分地顯示構成本發明的第2實施形態的顯示裝置的陣列基板的平面圖，從觀察者側觀看的平面圖。

第21圖係部分地顯示構成本發明的第2實施形態的顯示裝置的陣列基板的剖面圖，沿著第20圖所示的D-D’線的剖面圖。

第22圖係部分地顯示本發明的第2實施形態的顯示裝置的平面圖，顯示在陣列基板上，透過液晶層，積層具備彩色濾光片及觸控感測配線的顯示裝置基板的構造的平面圖，從觀察者側觀看的平面圖。

第23圖係部分地顯示構成本發明的第2實施形態的顯示裝置的陣列基板的剖面圖，沿著第20圖所示的E-E’線的剖面圖。

第24圖係部分地顯示本發明的第2實施形態的顯示裝置的像素的平面圖，顯示一像素中的液晶的配向狀態的平面圖。

第25圖係部分地顯示本發明的第2實施形態的顯示裝置的像素的平面圖，顯示在像素電極與共通電極之間施加液晶驅動電壓時的液晶驅動動作的平面圖。

第26圖係部分地顯示採用FFS模式的液晶的顯示裝置的剖面圖，顯示在像素電極與共通電極之間施加液晶驅動電壓時的由邊緣電場所造成的液晶驅動動作的剖面圖。

第27圖係部分地顯示構成本發明的第3實施形態的顯示裝置的陣列基板的平面圖。

第28圖係部分地顯示本發明的第3實施形態的顯示裝置的平面圖，顯示在陣列基板上，透過液晶層，積層具備彩色濾光片及觸控感測配線的顯示裝置基板的構造的平面圖，從觀察者側觀看的平面圖。

第29圖係部分地顯示構成本發明的第3實施形態的顯示裝置的陣列基板的剖面圖。

第30圖係與等電位線一起示意地顯示現有的液晶顯示裝置的顯示部的剖面圖。

第31圖係與等電位線一起示意地顯示現有的液晶顯示裝置的顯示部的變形例的剖面圖。

第32圖係顯示利用FFS模式的現有的液晶顯示裝置的一像素的放大平面圖。

[用於實施發明的形態]

以下，一邊參照圖式一邊針對本發明的實施形態進行說明。

在以下的說明中，對相同或實質上相同的功能及構成要素給予相同的元件符號，省略或簡化其說明，或者是只在必要的情況下進行說明。在各圖中，由於將各構成要素畫成可在圖式上辨識的程度的大小，因此適宜地使各構成要素的尺寸及比率與實物不同。此外，根據需要，省略了很難圖示的要素，例如，形成構成液晶顯示裝置的絕緣層、緩衝層、半導體的通道層的複數層的結構，還有形成導電層的複數層的結構等圖示。作為可用於顯示裝置的基板，能應用玻璃基板、陶瓷基板、石英基板、藍寶石基板、矽、碳化矽或矽鍺等半導體基板、或塑膠基板等。

在以下所述的各實施形態中，針對特徵部分進行說明，例如，對於通常液晶顯示裝置中所使用的構成要素與本實施形態的顯示裝置沒有差異的部分，省略說明。

在以下的記載中，有將與觸控感測有關的配線、電極、及訊號簡稱為觸控驅動配線、觸控檢測配線、觸控電極、及觸控驅動訊號的情形。將為了驅動觸控感測所施加於觸控感測配線的電壓稱為觸控驅動電壓，將為了驅動顯示功能層的液晶層而施加在共通電極與像素電極之間的電壓稱為液晶驅動電壓。導電配線有稱為共同配線的情況。

此外，本發明的實施形態的液晶顯示裝置LCD1使用內嵌方式。此處，「內嵌方式」意指將觸控感測功能內建在液晶顯示裝置的液晶顯示裝置，或者是將觸控感測功能與液晶顯示裝置一體化的液晶顯示裝置。通常，在透過液晶層貼合顯示裝置基板和陣列基板(TFT基板)的液晶顯示裝置中，在顯示裝置基板及陣列基板的各自外側的面貼附偏光薄膜。換言之，本發明的實施形態的內嵌方式的液晶顯示裝置，係指在位於彼此對向的2個偏光薄膜之間並且在厚度方向上構成液晶顯示裝置的任一部位中，具備觸控感測功能的液晶顯示裝置。

(第1實施形態) (液晶顯示裝置LCD1的功能結構)

以下，一邊參照第1圖至第18圖一邊說明本發明的第1實施形態的液晶顯示裝置LCD1。

第1圖係顯示本發明的第1實施形態的液晶顯示裝置LCD1的方塊圖。如第1圖所示，本實施形態的液晶顯示裝置LCD1具備顯示部110、和供控制顯示部110及觸控感測功能用的控制部120。

控制部120具有公知的結構，具備影像訊號控制部121(第一控制部)、觸控感測控制部122(第二控制部)、和系統控制部123(第三控制部)。

影像訊號控制部121將設置在陣列基板200的共通電極17(後述)設為定電位，並且將訊號送至設置在陣列基板200的閘極配線10(後述，掃描線)及源極配線31(後述，訊號線)。影像訊號控制部121係藉由在共通電極17與像素電極20(後述)之間施加顯示用的液晶驅動電壓來在陣列基板200上產生邊緣電場，液晶分子沿著邊緣電場旋轉，液晶層300被驅動。藉此，在陣列基板200上顯示影像。複數個像素電極20係各自透過源極配線(訊號線)，個別地施加例如矩形波的影像訊號。此外，作為矩形波，可以是正或負的直流矩形波或交流矩形波。影像訊號控制部121將這樣的影像訊號送至源極配線。

觸控感測控制部122係對觸控感測配線3(後述)施加觸控感測驅動電壓，檢測在觸控感測配線3與共通電極17之間產生的電容的變化，進行觸控感測。

系統控制部123控制影像訊號控制部121及觸控感測控制部122，可以交替地，即分時地進行液晶驅動和電容的變化的檢測。此外，系統控制部123也可以具有用與液晶驅動頻率和觸控感測驅動頻率不同的頻率，或者用不同的電壓驅動液晶的功能。

在具有這樣的功能的系統控制部123中，例如，偵測液晶顯示裝置LCD1偶然得到的來自外部環境的雜訊的頻率，選擇與雜訊頻率不同的觸控感測驅動頻率。藉此，能減輕雜訊的影響。此外，在這樣的系統控制部123中，也能選定與手指或筆等指示器的掃描速度匹配的觸控感測驅動頻率。

在具有第1圖所示的結構的液晶顯示裝置LCD1中，共通電極17兼具在共通電極17與像素電極20之間施加顯示用的液晶驅動電壓以驅動液晶的功能、和檢測在觸控感測配線3與共通電極17之間產生的電容的變化的觸控感測功能。本發明的實施形態的觸控感測配線，由於能以導電率佳的金屬層形成，因此能降低觸控感測配線的電阻值以使觸控感度提升(後述)。

如後所述，控制部120較佳為具有在影像顯示的穩定期間、及影像顯示後的黑顯示穩定期間中至少一者的穩定期間內，進行利用觸控感測配線3及共通電極17的觸控感測驅動的功能。

(液晶顯示裝置LCD1的構造)

本實施形態的液晶顯示裝置能具備後述的實施形態的顯示裝置基板。此外，以下記載的「俯視」意指從觀察者觀察液晶顯示裝置的顯示面(顯示裝置用基板的平面)的方向觀看的平面。本發明的實施形態的液晶顯示裝置的顯示部的形狀、或規定像素的像素開口部的形狀、構成液晶顯示裝置的像素數沒有限定。但是，在以下詳述的實施形態中，在俯視下，將像素開口部的短邊的方向規定為X方向，將長邊的方向(長邊方向)規定為Y方向，另外，將透明基板的厚度方向規定為Z方向，說明液晶顯示裝置。在以下的實施形態中，也可以將如上述所規定的X方向和Y方向交換，構成液晶顯示裝置。

此外，在第2圖~第18圖中，省略了對液晶層300賦予初期配向的配向膜、偏光薄膜、相位差薄膜等光學薄膜、保護用的蓋玻璃(cover glass)等。在液晶顯示裝置LCD1的表面及背面，以光軸成為正交偏光(Cross Nicol)的方式分別貼附了偏光薄膜。

第2圖係部分地顯示構成本發明的第1實施形態的液晶顯示裝置LCD1的陣列基板200的平面圖，從觀察者側觀看的平面圖。在第2圖中，為了容易瞭解陣列基板的構造以進行說明，而省略了與陣列基板對向的顯示裝置基板的圖示。

液晶顯示裝置LCD1係在陣列基板200上具備複數條源極配線31、複數條閘極配線10、和複數條共同配線30(導電配線)。源極配線31係各自以具有在Y方向(第1方向)上延伸的線狀圖案的方式形成。閘極配線10及共同配線30係各自以具有在X方向(第2方向)上延伸的線狀圖案的方式形成。即，源極配線31係與閘極配線10及共同配線30正交。共同配線30係以橫跨複數個像素開口部的方式在X方向上延伸。複數個像素開口部係指在透明基板22上所定義的區域。

另外，液晶顯示裝置LCD1具備配置成矩陣狀的複數個像素電極20、和以與像素電極20相對應的方式設置且與像素電極20連接的複數個主動元件28(薄膜電晶體)。像素電極20係設置在複數個像素開口部的每一者。具體而言，複數個像素電極20的每一者連接了主動元件28。在第2圖所示的例子中，在像素電極20的右上端的位置設置了主動元件28。

主動元件28具備與源極配線31連接的源極電極24(後述)、通道層27(後述)、汲極電極26(後述)、和透過絕緣膜(後述)而與通道層27對向配置的閘極電極25。主動元件28的閘極電極25構成閘極配線10的一部分，與閘極配線10連接。

在本實施形態中，液晶顯示裝置LCD1具備複數個像素，一個像素電極20形成一個像素。利用基於主動元件28的切換驅動，對複數個像素電極20的每一者賦予電壓(正負的電壓)，液晶被驅動。在以下的說明中，有將利用像素電極20進行液晶驅動的區域稱為像素、像素開口部、或像素區域的情況。此像素係在俯視下用源極配線31、和閘極配線10所區隔的區域。

另外，液晶顯示裝置LCD1係在Z方向上在與像素電極20對向的位置具備共通電極17。特別是，相對於一個像素電極20設置2個具有條紋圖案的共通電極17。共通電極17係設置在複數個像素開口部的每一者。共通電極17係在Y方向上延伸，與像素電極20的長邊方向平行。Y方向上的共通電極17的長度EL比Y方向上的像素電極20的長度長。共通電極17係通過後述的貫穿孔(through hole)20S、接觸孔H而與共同配線30電性連接。如第2圖所示，接觸孔H位於共通電極17的導電圖案(電極部17A，條紋圖案)的長邊方向上的中央。

一像素內的共通電極17的條數及接觸孔的數量，例如，能依照像素寬度(像素尺寸)調整。

在X方向上，共通電極17的寬度W17A係例如約3μm。彼此鄰接的共通電極17之間的間距(pitch)P17A(距離)係例如約4μm。具體而言，並非僅在一個像素上，也在彼此鄰接的像素間，共通電極17係在X方向上以間距P17A彼此分開。

在第2圖顯示的例子中，對一個像素電極20設置了2個具有條紋圖案的共通電極17，但本發明不限於此結構。根據像素電極20的大小，共通電極17的條數可以是1條以上，甚至是3條以上。在此情況下，共通電極17的寬度W17A及間距P17A可以根據像素尺寸等或者設計而適宜變更。

第3圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的液晶顯示裝置LCD1的剖面圖，沿著第2圖所示的A-A’線的剖面圖。特別是，第3圖係沿著像素開口部的短邊方向的剖面圖。

第4A圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的液晶顯示裝置LCD1的剖面圖，沿著第2圖所示的B-B’線的剖面圖。第4B圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的液晶顯示裝置LCD1的剖面圖，將共通電極放大的放大剖面圖。

第5圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的液晶顯示裝置LCD1的剖面圖，沿著第2圖所示的C-C’線的剖面圖。

第3圖或第4A圖顯示觸控感測配線3與共通電極17的距離W1。換言之，此距離W1係包含透明樹脂層16、彩色濾光片51(RGB)、未圖示的配向膜、及液晶層300的空間中的Z方向的距離。此空間中並未包含主動元件、源極配線、及像素電極。在本實施形態中，將用距離W1所表示的此空間稱為觸控感測空間。從主動元件或源極配線等雜訊源所產生的雜訊一般是放射成 3維的放射狀。因此，雜訊的大小成為距離W1的3次方分之1(距離越大則雜訊的影響變得越小。)。

第3圖或第4A圖顯示觸控感測配線3與源極配線31的距離W2。如距離W2所示，觸控感測配線3與源極配線31分得很開。除此之外，如第2圖或第3圖所示，在俯視下，共通電極17和源極配線31沒有重疊，因此肇因於源極配線31的寄生電容極小。另外，設置在最接近觸控感測空間的位置的共通電極17在像素的長邊方向上以像素單位具有細布條的形狀。因此，與以跨過複數個像素的方式設置以直線形狀延伸的共通電極的情況相比，本實施形態的共通電極17能夠減小寄生電容。

若利用第3圖或第4A圖所示的構造的話，便能抑制肇因於供給至源極配線31的影像訊號的雜訊給予觸控感測配線3的影響，能使在觸控感測配線3與源極配線31之間產生的寄生電容減少。

液晶顯示裝置LCD1具備顯示裝置基板100(對向基板)、以面對顯示裝置基板100的方式貼合的陣列基板200、和由顯示裝置基板100及陣列基板200所挾持的液晶層300。

液晶顯示裝置LCD1中，內部供給光L的背光單元BU係設置在構成液晶顯示裝置LCD1的陣列基板200的背面(與配置液晶層300的陣列基板200的透明基板的面為相反面)。又，背光單元也可以設置在液晶顯示裝置LCD1的側面。在此情況下，例如，將使從背光單元BU所射出的光朝向液晶顯示裝置LCD1內部而反射的反射板、導光板、或光擴散板等設置在陣列基板200的透明基板22的背面。

(顯示裝置基板100)

顯示裝置基板100具備透明基板21(第1透明基板)、設置在透明基板21上的觸控感測配線3、以覆蓋觸控感測配線3的方式所形成的彩色濾光片51(RGB)、和以覆蓋彩色濾光片51的方式所形成的透明樹脂層16。

觸控感測配線3發揮作為觸控驅動電極(觸控驅動配線)的功能。在液晶顯示裝置LCD1中，藉由偵測觸控感測配線3與共通電極17間的電容的變化來進行觸控感測的檢測。

觸控感測配線3具有至少由黑色層8、和形成在黑色層8上方的包含金屬層5的導電層所形成的積層構造。另外，導電層具有第1導電性金屬氧化物層6、金屬層5、及第2導電性金屬氧化物層4的3層結構。此外，可以在第1導電性金屬氧化物層6的表面(液晶層側)進一步積層黑色層或光吸收層。在俯視下，可以有觸控感測配線3和黑色層8的線寬相等的部分。

由第1導電性金屬氧化物層6及第2導電性金屬氧化物層4挾持金屬層5的結構，也可以採用省略導電性金屬氧化物中任一者、或者是導電性氧化物的2層積層的層結構。

(金屬層5)

作為金屬層5，例如，能採用銅層或銅合金層的含銅層、或者是含有鋁的鋁合金層(含鋁層)。具體而言，作為金屬層5的材料，能應用銅、銀、金、鈦、鉬、鋁、或它們的合金。鎳為強磁性體，因此成膜速率(rate)降低，但能用濺鍍等真空成膜來形成。鉻有污染環境的問題或電阻值大這樣的缺點，但能用作本實施形態的金屬層的材料。作為形成金屬層5的金屬，為了得到對透明基板21或透明樹脂層16的緊貼性，較佳為採用對銅或鋁添加了從鎂、鈣、鈦、鉬、銦、錫、鋅、釹、鎳、鋁、銻、銀所選出的1種以上的金屬元素的合金。將金屬元素添加至金屬層5的量，若為4at%以下的話，便不會大幅地降低銅合金或鋁的電阻值，因而較佳。作為銅合金的成膜方法，例如，能使用濺鍍等真空成膜法。

在採用銅合金薄膜或鋁合金薄膜的情況下，若將膜厚設為100nm以上或150nm以上，則變得幾乎無法透射可見光。由此，本實施形態的金屬層5，例如，若具有100nm~300nm的膜厚的話，便能得到充分的遮光性。金屬層5的膜厚可以超過300nm。又，如後所述，金屬層5的材料也能應用於共同配線30(導電配線)。此外，用導電性金屬氧化物層挾持金屬層5的積層構造也能應用於共同配線30(導電配線)。

(導電性金屬氧化物層4、6)

第1導電性金屬氧化物層6及第2導電性金屬氧化物層4挾持金屬層5。可以在第1導電性金屬氧化物層6與金屬層5的界面及第2導電性金屬氧化物層4與金屬層5的界面，插入鎳、鋅、銦、鈦、鉬、鎢等的與銅不同的金屬或這些金屬的合金層。

具體而言，作為第2導電性金屬氧化物層4及第1導電性金屬氧化物層6的材料，例如，能採用包含從氧化銦、氧化鋅、氧化銻、氧化錫所選出的2種以上的金屬氧化物的複合氧化物。

第2導電性金屬氧化物層4及第1導電性金屬氧化物層6中所包含的銦(In)的量，必須含有比80at%多。銦(In)的量較佳為比80at%多。銦(In)的量更佳為比90at%多。在銦(In)的量比80at%少的情況下，所形成的導電性金屬氧化物層的比電阻變大，這是不佳的。若鋅(Zn)的量超過20at%，則導電性金屬氧化物(混合氧化物)的耐鹼性降低，因而是不佳的。在上述的第2導電性金屬氧化物層4及第1導電性金屬氧化物層6方面，皆為混合氧化物中的金屬元素的原子百分比(不計數氧元素而僅計數金屬元素)。氧化銻因由於金屬銻很難形成與銅的固溶域，抑制積層結構中的銅的擴散，因此能加到上述導電性金屬氧化物層。

第1導電性金屬氧化物層6及第2導電性金屬氧化物層4中所包含的鋅(Zn)的量必須設得比錫(Sn)的量多。若錫的含量超過含鋅量，則在後續步驟的濕式蝕刻造成阻礙。換言之，銅或銅合金的金屬層變得比導電性金屬氧化物層更容易被蝕刻，第1導電性金屬氧化物層6、金屬層5、及第2導電性金屬氧化物層4的寬度變得容易產生差異。

第1導電性金屬氧化物層6及第2導電性金屬氧化物層4中所包含的錫(Sn)的量較佳為在0.5at%以上6at% 以下的範圍內。在相對於銦元素的比較上，將0.5at%以上6at%以下的錫添加至導電性金屬氧化物層，從而能減小上述銦、鋅、及錫的3元系混合氧化物膜(導電性的複合氧化物層)的比電阻。若錫的量超過6at%，則由於伴有對導電性金屬氧化物層添加鋅，因此3元系混合氧化物膜(導電性的複合氧化物層)的比電阻變得過大。藉由在上述的範圍(0.5at%以上6at%以下)內調整鋅及錫的量，能將比電阻，以混合氧化物膜的單層膜的比電阻而言，納入大約3×10^-4Ωcm以上5×10^-4Ωcm以下的小範圍內。在上述混合氧化物中，也能少量添加鈦、鋯、鎂、鋁、鍺等其他元素。但是，在本實施形態中，混合氧化物的比電阻不限於上述的範圍。

在金屬層5為銅層或銅合金層的情況下，理想的是上述的導電性金屬氧化物層係包含從氧化銦、氧化鋅、氧化銻、及氧化錫所選出的2種以上的金屬氧化物的複合氧化物。銅層或銅合金層對構成彩色濾光片51的透明樹脂層16或玻璃基板(透明基板21)的緊貼性低。因此，在直接將銅層或銅合金層應用於顯示裝置基板的情況下，很難實現實用的顯示裝置基板。然而，上述的複合氧化物充分具有對彩色濾光片51、黑色矩陣BM(黑色層8)、及玻璃基板(透明基板21)等的緊貼性，且對銅層或銅合金層的緊貼性也是足夠的。因此，在將使用複合氧化物的銅層或銅合金層應用於顯示裝置基板的情況下，變得可以實現實用的顯示裝置基板。

銅、銅合金、銀、銀合金、或它們的氧化物、氮化物一般不具有對玻璃等透明基板21或黑色矩陣BM等充分的緊貼性。因此，在沒有設置導電性金屬氧化物層的情況下，有可能在觸控感測配線3與玻璃等透明基板21的界面、或者是觸控感測配線3與黑色層8的界面產生剝離。在使用銅或銅合金作為具有細配線圖案的觸控感測配線3的情況下，在沒有形成導電性金屬氧化物層作為金屬層5(銅或銅合金)的基底層的顯示裝置基板方面，除了由剝離所造成的不良外，還有在顯示裝置基板的製造步驟的途中，觸控感測配線3中產生因靜電破壞所造成的不良的情況，是不實用的。這樣的觸控感測配線3中的靜電破壞，係因將彩色濾光片51積層在透明基板21上這樣的後續步驟、或貼合顯示裝置基板與陣列基板的步驟、或洗淨步驟等而靜電累積在配線圖案，因靜電破壞而產生圖案缺損、斷線等的現象。

除此之外，在銅層或銅合金層的表面，隨著時間經過而形成不具有導電性的銅氧化物，有電性接觸變困難的情形。另一方面，氧化銦、氧化鋅、氧化銻、氧化錫等複合氧化物層能實現穩定的歐姆接觸，在使用這樣的複合氧化物層的情況下，能容易地進行後述的轉移等的電性安裝。此外，在貼合顯示裝置基板與陣列基板的密封部中，也可以在密封部的厚度方向上進行從顯示裝置基板100朝陣列基板200的導通的轉移(transfer)。將從異向性導電膜、微小的金屬球、或用金屬膜覆蓋的樹脂球等所選出的導體配置在密封部，從而能導通顯示裝置基板100與陣列基板200。

作為可應用於本發明的實施形態的導電性金屬氧化物層4、6和金屬層5中的金屬氧化物的層結構，可舉出以下的結構。例如，在含有氧化銦作為中心基材的ITO(Indium Tin Oxide)或IZTO(Indium Zinc Tin Oxide，Z為氧化鋅)方面，在氧不足的狀態下，例如，可舉出：藉由在銅合金層上成膜金屬層所得到的層結構、或者是藉由將氧化鉬、氧化鎢、氧化鎳和氧化銅的混合氧化物、氧化鈦等，和將金屬層積層在鋁合金或銅合金上所得到的層結構。利用導電性金屬氧化物層和金屬層所得到的層結構有能在濺鍍裝置等真空成膜裝置進行連續成膜這樣的優點。

(黑色層8)

黑色層8發揮作為液晶顯示裝置LCD1的黑色矩陣BM的功能。黑色層係例如用分散有黑色的色材的著色樹脂構成。銅的氧化物或銅合金的氧化物無法得到充分的黑色或低反射率，但本實施形態的在黑色層與玻璃等基板之間的界面的可見光的反射率係抑制近乎3%以下，可得到高可見度。

作為黑色的色材，可應用碳、奈米碳管、或複數個有機顏料的混合物。例如，以相對於整體色材的量為51質量%以上的比例使用碳，即，用作主色材。為了調整反射色，能將藍或紅等有機顏料添加至黑色的色材來使用。例如，能藉由調整起始材料的感光性黑色塗布液中所包含的碳的濃度(降低碳濃度)來使黑色層的再現性提升。

在使用液晶顯示裝置的製造裝置的大型曝光裝置的情況下，例如，能形成具有具備1~6μm寬度(細線)的圖案的黑色層(圖案化)。又，本實施形態中的碳濃度的範圍係設定在相對於包含樹脂或硬化劑和顏料的整體固體成分為4以上50以下的質量%的範圍內。此處，作為碳量，碳濃度可以超過50質量%，但若相對於整體的固體成分碳濃度超過50質量%，則有適合塗膜性降低的傾向。此外，在將碳濃度設定為小於4質量%的情況下，無法得到充分的黑色，有可輕易看見在位於黑色層下的基底的金屬層產生的反射光，使可見度降低的情況。

在後續步驟的光微影法中進行曝光處理的情況下，進行曝光對象的基板和遮罩的對位(alignment)。此時，優先進行對位，例如，能將基於透射測定的黑色層的光學濃度設為2以下。除了碳以外，也可以使用複數個有機顏料的混合物作為黑色的色調整來形成黑色層。考慮玻璃或透明樹脂等基材的折射率(約1.5)，以在黑色層與那些基材之間的界面的反射率成為3%以下的方式設定黑色層的反射率。在此情況下，理想的是調整黑色色材的含量、種類、色材中所使用的樹脂、膜厚。藉由將這些條件最適化，能夠在可見光的波長區域內，將在折射率約1.5的玻璃等基材與黑色層之間的界面的反射率設為3%以下，能實現低反射率。考量防止肇因於從背光單元BU所射出的光的反射光再度反射的必要性、提升觀察者的可見度，理想的是黑色層的反射率設為3%以下。又，通常，彩色濾光片中所使用的丙烯酸樹脂或液晶材料的折射率大約在1.5以上1.7以下的範圍內。

此外，能藉由在觸控感測配線3或導電配線(共同配線30)上形成具有光吸收性的金屬氧化物，來抑制由觸控感測配線3中所使用的金屬層5所造成的光反射。

在第3圖所示的顯示裝置基板100中，使用了設置彩色濾光片51的構造，但也可以使用省略了彩色濾光片51的構造，例如，具備設置在透明基板21上的觸控感測配線3、和以覆蓋觸控感測配線3的方式所形成的透明樹脂層16的構造。

在使用不包含彩色濾光片51的顯示裝置基板的液晶顯示裝置中，將紅色發光、綠色發光、及藍色發光的各LED設置在背光單元，用場序列的手法進行彩色顯示。設置在第3圖所示的透明基板21上的觸控感測配線3的層結構，能設為與形成在後述的陣列基板200的共同配線30(導電配線)的層結構或閘極電極25(閘極配線10)的層結構相同。

(陣列基板200)

如第3圖、第4A圖、及第4B圖所示，陣列基板200具備：透明基板22(第2透明基板)、以覆蓋透明基板22的表面的方式所形成的第4絕緣層14、形成在第4絕緣層14上的源極配線31、以覆蓋源極配線31的方式形成在第4絕緣層14上的第3絕緣層13、形成在第3絕緣層13上的閘極配線10、形成在第3絕緣層13上的共同配線30、以覆蓋閘極配線10及共同配線30的方式形成在第3絕緣層13上的第2絕緣層12、形成在第2絕緣層12上的像素電極20、以覆蓋像素電極20的方式形成在第2絕緣層12上的第1絕緣層11、和共通電極17。

作為形成第1絕緣層11、第2絕緣層12、第3絕緣層13、及第4絕緣層14的材料，可採用氧化矽、氧化氮化矽、氧化鋁、氧化氮化鋁、氧化鈰、氧化鉿、或包含這樣的材料的混合材料。或者是，這些絕緣層的一部分中，可以使用聚醯亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、苯并環丁烯樹脂或低介電率材料(low-k材料)。此外，作為這樣的絕緣層11、12、13、14的結構，可以採用包含單一層的層結構，也可以採用積層了複數層的多層結構。這樣的絕緣層11、12、13、14可以使用電漿CVD或濺鍍等成膜裝置來形成。

源極配線31係配設在第3絕緣層13與第4絕緣層14之間。作為源極配線31的構造，能採用多層的導電層。第1實施形態中，採用鈦/鋁合金/鈦的3層結構作為源極配線31的構造。此處，鋁合金係鋁-釹的合金。

作為共同配線30的形成材料，可採用與上述的金屬層5相同的材料。此外，同樣地，作為共同配線30的構造，可採用與上述的金屬層5相同的構造。

像素電極20係設置在複數個像素開口部18的每一者，與TFT的主動元件(後述)連接。在陣列基板200中，主動元件係配置成矩陣狀，因此像素電極20也同樣地在陣列基板200上配置成矩陣狀。像素電極20係用ITO等透明導電膜形成。

構成主動元件的通道層或半導體層可以用多晶矽半導體形成，也可以用氧化物半導體形成。構成主動元件的通道層或半導體層的層結構可以是將多晶矽半導體和氧化物半導體積層的積層結構。可以是在陣列基板上的同一面，形成用2種半導體所形成的元件，例如，具備多晶矽半導體的通道層的主動元件、和具備氧化物半導體的通道層的主動元件的結構。進一步而言，可以採用在多晶矽半導體的TFT陣列上，透過絕緣層，將用氧化物半導體所形成的TFT陣列積層為2層的結構。在顯示功能層為有機EL(Organic Electroluminescence)層的情況下，用氧化物半導體所形成的TFT具有將訊號供給至用多晶矽半導體所形成的TFT(選擇TFT元件)的功能，用多晶矽半導體所形成的TFT具有驅動顯示功能層的功能。藉由此結構，能實現採用有機EL層作為顯示功能層的顯示裝置。具備載子移動率高的多晶矽半導體，同時具有作為通道層的多晶矽半導體的TFT適合朝有機EL元件注入電流(驅動有機EL元件)。

(共通電極17的構造)

參照第4B圖，說明共通電極17、和位於共通電極17的周邊的陣列基板200的構成構件。特別是，針對用共同配線30、共通電極17、像素電極20、第1絕緣層11、及第2絕緣層12所構成的積層構造具體地說明。第4B圖顯示構成陣列基板200的像素的主要部分，顯示一個像素中的一個共通電極17的構造。第4B圖所示的共通電極17的構造也可以應用於陣列基板200中的全部像素。

第2絕緣層12係設置在第1絕緣層11下，形成在共同配線30上，具有形成後述的接觸孔H的一部分的貫通孔12H。第1絕緣層11係設置在共通電極17的上部(電極部17A)下，形成在像素電極20上，具有形成後述的接觸孔H的一部分的貫通孔11H。貫通孔12H的位置(中心位置)與貫通孔11H的位置(中心位置)是一致的。貫通孔11H的直徑(X方向上的寬度)，係在從第1絕緣層11的上表面11T朝向共同配線30的方向(Z方向)上逐漸變小。同樣地，貫通孔12H的直徑(X方向上的寬度)，係在從第2絕緣層12的上表面12T朝向共同配線30的方向(Z方向)上逐漸變小。貫通孔11H及貫通孔12H具有連續的內壁，形成了接觸孔H。接觸孔H具有錐形。

像素電極20係形成在第1絕緣層11下，具有貫穿孔20S。貫穿孔20S係沒有透明導電膜存在的開口部。貫穿孔20S係設置在與接觸孔H相對應的位置。

在第2圖所示的例子中，在各像素設置了2個接觸孔H，即，左側接觸孔LH(H，第1接觸孔)及右側接觸孔RH(H，第2接觸孔)，在與2個接觸孔H的每一者相對應的位置設置貫穿孔20S。

以下的說明中，有將左側接觸孔LH及右側接觸孔RH簡稱為接觸孔H的情形。

貫穿孔20S相當於設置在像素電極20的內壁20K的內側區域。貫穿孔20S的直徑D20S比接觸孔 H的直徑大。貫通孔11H(接觸孔H的一部分)係設置在貫穿孔20S的內部。在貫穿孔20S的內部填充有第1絕緣層11，以貫通埋在貫穿孔20S的內壁的第1絕緣層11的填充部11F的方式形成貫通孔11H。另外，也在貫穿孔20S的下方位置，以與貫通孔11H連續的方式形成貫通孔12H(貫穿孔H的一部分)。又，形成在像素電極20的貫穿孔20S的數量係與接觸孔H的數量相同，在俯視下，形成在相同的位置。貫穿孔20S的直徑D20S例如為3μm至6μm。貫穿孔20S的直徑可以作得比共通電極17的寬度W17A大。

共通電極17具備電極部17A(導電部)、導電連接部17B。電極部17A，係形成在第1絕緣層11的上表面11T，從Z方向觀看，以與像素電極20的貫穿孔20S重疊的方式配置。電極部17A係設置在最靠近液晶層300的陣列基板200的面。具體而言，在液晶層300與陣列基板200之間形成有配向膜，在此配向膜下設置第1絕緣層11。

電極部17A的寬度W17A例如為約3μm，比導電連接部17B的上端(電極部17A與導電連接部17B的連接部)大，也可以形成為比貫穿孔20S的直徑D20S(例如，2μm)大。或者是，貫穿孔20S的直徑D20S比電極部17A的寬度W17A大。也能將貫穿孔20S的直徑D20S設為例如4μm。在從電極部17A的中心(與Z方向平行的電極部17A的中心線)朝向電極部17A的外側的方向(X方向)上，電極部17A的壁部17K比像素電極20的內壁20K的位置還突出。

導電連接部17B係設置在接觸孔H(貫通孔11H、12H)的內部，通過接觸孔H，與共同配線30電性連接。

在第1絕緣層11及第2絕緣層12形成上述的接觸孔的狀態下，藉由在第1絕緣層11上實施成膜步驟及圖案化步驟，電極部17A及導電連接部17B係一體形成的。共通電極17係與像素電極20同樣地用ITO等透明導電膜形成。

在上述的積層構造中，在電極部17A與像素電極20之間配置第1絕緣層11，且在共同配線30與像素電極20之間配置第2絕緣層12的狀態下，共通電極17及共同配線30彼此導通，共同配線30的電位與共通電極17的電位成為相同。

共同配線30(或共通電極17)的電位，能夠在交替進行液晶驅動和觸控感測驅動(電容的變化的檢測)之際，即以分時的方式改變。此外，賦予共同配線30(或共通電極17)的訊號的頻率能夠在交替進行液晶驅動和觸控感測驅動(電容的變化的檢測)之際，即以分時的方式改變。此外，當液晶驅動時且幅反轉驅動時，將共同配線30(或共通電極17)的電位的極性按幅更換為正極性和負極性，例如，能用±2.5V的液晶驅動電壓驅動液晶。

在將液晶驅動設為列反轉驅動或點反轉驅動的情況下，可以將共通電極17的電位設為一定(定電位)。此情況的「定電位」係指例如透過高電阻而與液晶顯示裝置的框體等接地的共通電極17的電位，並非意指用於前述幅反轉驅動的±2.5V等的定電位。在液晶的臨界值Vth以下的電壓以下的範圍內，固定在約略0V(零伏特)的定電位。換言之，若在Vth的範圍內的話，「定電位」可以是偏離液晶驅動電壓的中間值的定電位。又，上述的「高電阻」係指可從500百萬歐姆(megohm)到50兆歐姆(tera-ohm)的範圍內選出的電阻值。作為這樣的電阻值，例如，能採用代表性的500十億歐姆(gigaohm)到5兆歐姆。在採用列反轉驅動或點反轉驅動作為液晶驅動方式的情況下，共同配線30，係例如，能夠透過1兆歐姆的高電阻接地，設為約0V(零伏特)的定電位。在此情況下，與共同配線30連接的共通電極17也成為約0V(零伏特)的定電位，能進行經累積的電容的重置(reset)。在將共通電極17的電位設為定電位的情況下，當觸控感測時觸控驅動電壓係施加於觸控感測配線。在將共通電極17的電位設為「定電位」的情況下，可以不分時驅動液晶驅動和觸控驅動。

又，在使用IGZO等氧化物半導體作為形成液晶顯示裝置的主動元件(薄膜電晶體)的通道層的材料的情況下，為了緩和容易產生液晶顯示裝置的像素的烙印的狀態，可以使用比1兆歐姆低的電阻作為上述的高電阻。

當後述的黑顯示時，可以透過上述高電阻來將閘極配線或源極配線接地。在此情況下，能防止像素的烙印。

此外，能夠基於調整與觸控感測有關的時間常數(time constant)的目的調整上述高電阻。就將IGZO等氧化物半導體用於主動元件的通道層的顯示裝置而言，觸控感測中的上述各種辦法是可行的。在以下的記載中，有將氧化物半導體簡稱為IGZO的情形。

(主動元件28)

接著，參照第5圖，針對與像素電極20連接的主動元件28的構造進行說明。

第5圖顯示具有頂閘構造的薄膜電晶體(TFT)的一例。

主動元件28具備：通道層27、與通道層27的一端(第一端，第5圖中的通道層27的左端)連接的汲極電極26、與通道層27的另一端(第二端，第5圖中的通道層27的右端)連接的源極電極24、透過第3絕緣層13而與通道層27對向配置的閘極電極25。第5圖顯示構成主動元件28的通道層27、汲極電極26、及源極電極24係形成在第4絕緣層14上的構造，但本發明不限於這樣的構造。可以不設置在第4絕緣層14而在透明基板22上直接形成主動元件28。

用高頻率對源極配線31供給影像訊號，容易從源極配線31產生雜訊。在頂閘構造方面，有能使也是雜訊產生源的源極配線31遠離前述的觸控感測空間的優點。

第5圖所示的源極電極24和汲極電極26係在相同的步驟中用相同結構的導電層形成。在第1實施形態中，採用鈦/鋁合金/鈦的3層結構作為源極電極24和汲極電極26的構造。此處，鋁合金係鋁-釹的合金。

位於閘極電極25的下部的絕緣層13可以是具有與閘極電極25相同的寬度的絕緣層。在此情況下，例如，進行使用閘極電極25作為遮罩的乾式蝕刻，除去閘極電極25周圍的絕緣層13。藉此，能形成具有與閘極電極25相同的寬度的絕緣層。使用閘極電極25作為遮罩而用乾式蝕刻來加工絕緣層的技術，一般被稱為自我對準(self-alignment)。

作為通道層27的材料，例如，能使用被稱為IGZO的氧化物半導體。作為通道層27的材料，能使用包含鎵、銦、鋅、錫、鋁、鍺、銻、鉍、鈰當中2種以上的金屬氧化物的氧化物半導體。本實施形態使用包含氧化銦、氧化鎵、及氧化鋅的氧化物半導體。用氧化物半導體所形成的通道層27的材料可以是單結晶、多結晶、微結晶、微結晶和非晶形(amorphous)的混合體、或者非晶形中任一者。作為氧化物半導體的膜厚，能設為2nm~50nm的範圍內的膜厚。又，通道層27可以用多晶矽半導體形成。

能將氧化物半導體或者多晶矽半導體用於例如具有p/n接面的互補型的電晶體的結構，或者是能用於僅具有n型接面的單通道型電晶體的結構。作為氧化物半導體的積層結構，例如，可以採用積層n型氧化物半導體、和與此n型氧化物半導體電性特性不同的n型氧化物半導體的積層結構。被積層的n型氧化物半導體可以用複數層來構成。在被積層的n型氧化物半導體中，能夠使基底的n型半導體的帶隙(band gap)與位於上層的n型半導體的帶隙不同。

可以採用通道層的上表面，例如，被不同的氧化物半導體覆蓋的結構。

或者是，例如，可以採用在結晶性的n型氧化物半導體上積層微結晶的(接近非晶質)氧化物半導體的積層結構。此處，微結晶係指例如，在180℃以上450℃以下的範圍內將用濺鍍裝置所成膜的非晶質的氧化物半導體進行熱處理的微結晶狀的氧化物半導體膜。或者是指在將成膜時的基板溫度設定在200℃左右的狀態下所成膜的微結晶狀的氧化物半導體膜。微結晶狀的氧化物半導體膜係能夠利用TEM等觀察方法觀察至少1nm到3nm左右、或者比3nm大的結晶粒的氧化物半導體膜。

氧化物半導體，能藉由使其從非晶質改變成結晶質來實現載子移動率的改善或可靠性的提升。以氧化物而言，氧化銦或氧化鎵的熔點高。氧化銻或氧化鉍的熔點皆為1000℃以下，氧化物的熔點低。例如，在採用氧化銦、氧化鎵和氧化銻的3元系複合氧化物的情況下，藉由熔點低的氧化銻的效果，能降低此複合氧化物的結晶化溫度。換言之，能提供容易使其從非晶質狀態結晶化為微結晶狀態等的氧化物半導體。

作為半導體的積層結構，可以在n型的多晶矽半導體上積層n型的氧化物半導體。作為得到使用此多晶矽半導體作為基底層的積層構造的方法，較佳為在利用雷射退火的多晶矽結晶化步驟之後，在維持真空狀態下，用濺鍍等將氧化物半導體成膜。作為可應用於此方法的氧化物半導體，由於要求在後續步驟的濕式蝕刻的易溶性，因此能使用富含氧化鋅的複合氧化物。例如，作為濺鍍使用的靶材的金屬元素的原子比，能例示In：Ga：Zn=1：2：2。在此積層結構中，可以採用僅在多晶矽的通道層上不積層氧化物半導體(例如，用濕式蝕刻除去)的結構。

另外，能夠將具有n型氧化物半導體的通道層的薄膜電晶體(主動元件)、和具有n型矽半導體的通道層的薄膜電晶體(主動元件)各1個配設於同一像素，以活用薄膜電晶體的各通道層的特性的方式，驅動液晶層或OLED這樣的顯示功能層。在使用液晶層或OLED作為顯示功能層的情況下，能夠採用n型的多晶矽薄膜電晶體作為對顯示功能層施加電壓(電流)的驅動電晶體，採用n型氧化物半導體的薄膜電晶體作為將訊號送至此多晶矽薄膜電晶體的切換電晶體。

作為各汲極電極26及源極電極24(源極配線31)，能採用相同的構造。例如，能將多層的導電層用於汲極電極26及源極電極24。例如，能採用以鉬、鈦、鉭、鎢、導電性的金屬氧化物膜等挾持鋁、銅、或它們的合金層的電極構造。可以在第4絕緣層14上，先形成汲極電極26及源極電極24，以積層在這2個電極的方式形成通道層27。電晶體的構造可以是雙閘構造等的多閘構造。

半導體層或通道層可以在其厚度方向上調整移動率或電子濃度。半導體層或通道層可以是積層不同的氧化物半導體的積層結構。由源極電極和汲極電極的最小間隔所決定的電晶體的通道長度能設為10nm以上10μm以下，例如20nm到1μm。

第3絕緣層13發揮作為閘極絕緣膜的功能。作為這樣的絕緣膜材料，可採用矽酸鉿(HfSiOx)、氧化矽、氧化鎵、氧化鋁、氮化矽、氧化氮化矽、氧化氮化鋁、氧化鎵、氧化鋅、氧化鉿、氧化鈰、或者是混合它們的絕緣膜等。氧化鈰係介電率高，且鈰與氧原子的結合是牢固的。因此，較佳為將閘極絕緣膜設為包含氧化鈰的複合氧化物。在使用氧化鈰作為構成複合氧化物的氧化物之一的情況下，在非晶質狀態下也容易保持高介電率。氧化鈰具備氧化力。因此，能用氧化物半導體和氧化鈰接觸的構造來避免氧化物半導體的缺氧，能實現穩定的氧化物。將氮化物用於閘極絕緣膜的結構並未顯現出如上所述的作用。此外，閘極絕緣膜的材料可以包含以矽酸鈰(CeSiOx)為代表的鑭金屬矽酸物。

作為第3絕緣層13的構造，可以是單層膜、混合膜、或多層膜。在混合膜或多層膜的情況下，能利用從上述絕緣膜材料所選出的材料形成混合膜或多層膜。第3絕緣層13的膜厚，例如為可從2nm以上300nm以下的範圍內選出的膜厚。在用氧化物半導體形成通道層27的情況下，在包含許多氧的狀態(成膜氣體環境)下，能形成與通道層27接觸的第3絕緣層13的界面。

在薄膜電晶體的製造步驟中，具有頂閘構造的薄膜電晶體能夠在形成氧化物半導體後，在包含氧的導入氣體中形成包含氧化鈰的閘極絕緣膜。此時，能使閘極絕緣膜下的氧化物半導體的表面氧化，且能調整該表面的氧化程度。具有底閘構造的薄膜電晶體係閘極絕緣膜的形成步驟比氧化物半導體的步驟還先進行，因此很難調整氧化物半導體的表面的氧化程度。在具有頂閘構造的薄膜電晶體方面，相較於底閘構造的情況，能促進氧化物半導體的表面的氧化，很難產生氧化物半導體的缺氧。

包含第1絕緣層11、第2絕緣層12、第3絕緣層13、及氧化物半導體的基底的絕緣層(第4絕緣層14)的複數個絕緣層能使用無機絕緣材料或有機絕緣材料形成。作為絕緣層的材料，能使用氧化矽、氧化氮化矽、氧化鋁，作為絕緣層的構造，能使用包含上述材料的單層或複數層。可以是積層了用不同的絕緣材料所形成的複數個層的結構。為了得到將絕緣膜的上表面平坦化的效果，可以將丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、苯并環丁烯樹脂、聚醯胺樹脂等用於一部分的絕緣層。也能使用低介電率材料(low-k材料)。

在通道層27上，透過第3絕緣層13，配設閘極電極25。閘極電極25(閘極配線10)能夠以使用與上述的共同配線30相同的材料，具有相同的層結構的方式，在相同的步驟中形成。此外，閘極電極25也可以以使用與上述的汲極電極26及源極電極24相同的材料，具有相同的層結構的方式形成。在使用多層的導電性材料形成閘極電極25的情況下，能採用以導電性金屬氧化物挾持銅層或銅合金層的結構。

在閘極電極25的端部露出的金屬層5的表面，也能用包含銦的複合氧化物加以覆蓋。或者是，可以以包含閘極電極25的端部的方式用氮化矽或氮化鉬等氮化物覆蓋閘極電極25整體。或者是，可以用比50nm還厚的膜厚積層具有與上述的閘極絕緣膜相同的組成的絕緣膜。

作為閘極電極25的形成方法，也能夠在形成閘極電極25之前，僅對位於主動元件28的通道層27的正上方的第3絕緣層13實施乾式蝕刻等，將第3絕緣層13的厚度減薄。

可以在與第3絕緣層13接觸的閘極電極25的界面，進一步插入電性性質不同的氧化物半導體。或者是，也可以用包含氧化鈰或氧化鎵的絕緣性的金屬氧化物層形成第3絕緣層13。

具體而言，為了抑制肇因於供給至源極配線31的影像訊號的雜訊傳到共同配線30，必須將第3絕緣層13增厚。另一方面，第3絕緣層13具有作為位於閘極電極25與通道層27之間的閘極絕緣膜的功能，要求考慮過主動元件28的切換特性的適切膜厚。如此一來，為了實現相反的2個功能，而在大幅維持在共同配線30與源極配線31之間的第3絕緣層13的膜厚下，將位於通道層27正上方的第3絕緣層13的厚度減薄，從而能抑制肇因於供給至源極配線的影像訊號的雜訊傳到共同配線30，同時能在主動元件28中實現所要的切換特性。

此外，也可以在通道層27的下部形成遮光膜。作為遮光膜的材料，能使用鉬、鎢、鈦、鉻等高熔點金屬。

閘極配線10係與主動元件28電性聯結。具體而言，與閘極配線10連接的閘極電極25和主動元件28的通道層27係透過第3絕緣層13而對向。根據從影像訊號控制部121供給至閘極電極25的掃描訊號，在主動元件28中進行切換驅動。

對源極配線31賦予來自影像訊號控制部121的作為影像訊號的電壓。對源極配線31賦予例如±2.5V至±5的正或負電壓的影像訊號。作為施加於共通電極17的電壓，例如，能設在按幅反轉進行變化的±2.5V的範圍內。此外，也可以將共通電極17的電位設為液晶驅動的臨界值Vth以下至0V的範圍的定電位。在將此共通電極應用於後述的定電位驅動的情況下，理想的是將氧化物半導體用於通道層27。用氧化物半導體所構成的通道層的電性耐電壓高，可以藉由使用氧化物半導體的電晶體來將超越±5V範圍(range)的高驅動電壓施加於電極部17A，將液晶的響應高速化。液晶驅動，能應用幅反轉驅動、列反轉(垂直線)反轉驅動、水平線反轉驅動、點反轉驅動等各種驅動方法。針對本實施形態的液晶驅動，參照第14圖後述。

在閘極電極25的結構的一部分採用銅合金的情況下，能添加相對於銅為0.1at%以上4at%以下的範圍內的金屬元素或半金屬元素。藉由依此方式將元素添加至銅，可得到能夠抑制銅的遷移這樣的效果。特別是，較佳為將藉由在銅層的結晶(晶粒(grain))內與一部分銅原子進行取代而能配置在銅的晶格位置的元素、和在銅層的結晶粒界析出而抑制銅的晶粒附近的銅原子的行動的元素一起添加於銅。或者是，較佳為為了抑制銅原子的行動而將比銅原子重(原子量大)的元素添加於銅。除此之外，較佳為選擇在相對於銅為0.1at%至4at%的範圍內的添加量下，銅的導電率很難降低的添加元素。另外，若考慮濺鍍等真空成膜，則較佳為濺鍍等的成膜速率接近銅的元素。如上所述將元素添加於銅的技術，在假如將銅取代為銀或鋁的情況下也能適用。換言之，可以使用銀合金或鋁合金來取代銅合金。

將在銅層的結晶(晶粒)內與一部分銅原子進行取代而能配置在銅的晶格位置的元素添加於銅，換言之，是將在常溫附近與銅形成固溶體的金屬或半金屬添加於銅。容易與銅形成固溶體的金屬可舉出：錳、鎳、鋅、鈀、鎵、金(Au)等。將在銅層的結晶粒界析出以抑制銅的晶粒附近的銅原子的行動的元素添加於銅，換言之，是添加在常溫附近不與銅形成固溶體的金屬或半金屬。很難與銅形成固溶體，或不與銅形成固溶體的金屬或半金屬可舉出各種材料。例如，能舉出：鈦、鋯、鉬、鎢等的高熔點金屬；矽、鍺、銻、鉍等的被稱為半金屬的元素等。

就遷移的觀點而言，銅在可靠性面上有問題。藉由將上述的金屬或半金屬添加於銅能補充可靠性面。藉由添加相對於銅為0.1at%以上的上述金屬或半金屬，可得到抑制遷移的效果。但是，在添加相對於銅超過4at%的上述金屬或半金屬的情況下，銅的導電率惡化變顯著，無法得到選定銅或銅合金的優點。

作為上述導電性金屬氧化物，例如，能採用從氧化銦、氧化錫、氧化鋅、氧化銻所選出的2個以上的複合氧化物(混合氧化物)。此複合氧化物中，可以進一步添加少量的氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鍺。氧化銦和氧化錫的複合氧化物一般作為被稱為ITO的低電阻的透明導電膜。在使用氧化銦、氧化鋅、及氧化錫的三元系的複合氧化物的情況下，能藉由調整氧化鋅及氧化錫的混合比例來調整濕式蝕刻中的蝕刻速率。在利用氧化銦、氧化鋅、及氧化錫的三元系的複合氧化物挾持合金層的3層結構中，能調整複合氧化物的蝕刻速率和銅合金層的蝕刻速率，能使這3層的圖案寬度約略相等。

一般而言，為了進行灰階顯示，將與灰階顯示相應的各種電壓施加於源極配線，且以各種時序(timing)將影像訊號賦予源極配線。肇因於這樣的影像訊號的雜訊，容易傳到共通電極17，有使觸控感測的檢測精度降低的之虞。因此，如第5圖所示，藉由採用將源極配線31和觸控感測配線3的距離W2增大的構造，可得到能減低雜訊這樣的效果。

在本實施形態中，作為主動元件28，可採用具有頂閘構造的電晶體。也可以取代頂閘構造採用具有底閘構造的電晶體，但在採用頂閘構造的電晶體的情況下，能使Z方向上的源極配線31的位置與觸控感測配線3分開。換言之，在具有頂閘構造的電晶體的情況下，能將源極配線從在觸控感測配線3與共通電極17之間生成電容的空間分開。依此方式使源極配線從生成電容的空間分開，從而能減低雜訊對在觸控感測配線3與共通電極17之間所檢測的觸控訊號的影響，即肇因於從源極配線產生的各種影像訊號的雜訊賦予觸控訊號的影響。在本實施形態中，在觸控感測配線3與共通電極17之間的物理性空間不包含源極配線31或像素電極20是重要的。在以下的說明中，有將觸控感測配線3與共通電極17之間的物理性空間稱為觸控感測空間的情形。此外，理想的是形成將第13圖所例示的閘極配線10與共同配線30(導電配線)的距離W4、和上述的距離W2一併考慮的觸控感測空間。藉由得到距離W4，能緩和肇因於供給至閘極配線10的閘極訊號的雜訊賦予共同配線30的影響。

(顯示裝置基板100的具體構造)

接著，參照第6圖~第9圖，針對顯示裝置基板100的具體構造進行說明。第6圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的液晶顯示裝置LCD1的平面圖，通過透明基板21從觀察者側觀看的圖。

第7圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置基板100的剖面圖，沿著第6圖所示的F-F’線的剖面圖。第8圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置基板100的剖面圖，說明觸控感測配線3的端子部34的剖面圖。第9圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的顯示裝置基板100的剖面圖，說明觸控感測配線3的端子部34的剖面圖。

如第6圖所示，在第2圖所示的陣列基板200上，透過液晶層，積層顯示裝置基板100。藉此，可得到透過液晶層300將顯示裝置基板100貼合在陣列基板200的液晶顯示裝置LCD1。

又，在第6圖中，顯示了構成陣列基板200的源極配線31、及共同配線30，省略了構成陣列基板200的其他構件(電極、配線、主動元件等)。

顯示裝置基板100具備彩色濾光片51(RGB)、觸控感測配線3、及黑色矩陣BM。黑色矩陣BM具有具備複數個像素開口的格子圖案。複數個像素開口部的每一者中設置構成彩色濾光片51的紅色濾光片(R)、綠色濾光片(G)、及藍色濾光片(藍)。黑色矩陣BM具有在X方向上延伸的X方向延伸部、和在Y方向上延伸的Y方向延伸部，用上述的構成黑色層8的材料形成。此外，Y方向延伸部相當於黑色層8。以與黑色矩陣BM的Y方向延伸部(黑色矩陣的一部分)重疊的方式，將觸控感測配線3設置在顯示裝置基板100(參照第7圖)。

此外，觸控感測配線3係形成在黑色矩陣BM上，在Y方向上延伸。在顯示裝置基板100和陣列基板200的俯視下的位置關係中，觸控感測配線3係以與源極配線31重疊的方式配置，觸控感測配線3的延伸方向係相對於共同配線30的延伸方向正交。

如第7圖所示，在構成黑色矩陣BM的黑色層8上，積層第1導電性金屬氧化物層、銅合金層、及第2導電性金屬氧化物層的3層結構的觸控感測配線3。

作為導電性金屬氧化物層的材料，能應用以氧化銦或氧化錫為基材的導電性金屬氧化物。例如，能使用將氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、氧化鋯、氧化鎂、氧化鋁、氧化鍺、氧化鎵、氧化鈰、氧化銻等添加於氧化銦的複合氧化物。至少，在使用混合氧化鋅的複合氧化物系的情況下，能根據氧化鋅、氧化銻、氧化鎵相對於氧化銦的添加量調整濕式蝕刻中的蝕刻速率。

在形成如上述的第1導電性金屬氧化物層、銅合金層、及第2導電性金屬氧化物層的3層結構的觸控感測配線或導電配線(在陣列基板200上所形成的共同配線30)之際，調合導電性金屬氧化物和銅合金的蝕刻速率，以約略相同的寬度進行蝕刻是重要的。以氧化銦和氧化鋅的2元系材料為主材料，進一步將其他的必要要素，例如能實現導電性改善或可靠性改善的其他金屬氧化物添加於主材料，從而能實現具有上述3層結構的配線。

例如，基於氧化銦-氧化鋅-氧化錫等複合金屬氧化物的複合氧化物具有高導電性，同時具有對銅合金、彩色濾光片、及玻璃基板等的強緊貼性。另外，此複合金屬氧化物可以是硬的陶瓷，且在電性構裝構造中，可得到良好的歐姆接觸。若將包含這樣的複合氧化物的導電性金屬氧化物層應用於上述第1導電性金屬氧化物層、銅合金層、及第2導電性金屬氧化物層的3層結構的話，則例如，能在玻璃基板上進行極牢固的電性構裝。

如第7圖所示，在黑色矩陣BM上，連續成膜包含氧化銦、氧化鋅和氧化錫的3元系混合氧化物膜(導電性金屬氧化物層)的第2導電性金屬氧化物層4、金屬層5、及與第2導電性金屬氧化物層4同樣的第1導電性金屬氧化物層6，從而能形成3層。作為成膜裝置，例如，使用濺鍍裝置，在維持真空氣體環境下，進行連續成膜。

例如，在第2導電性金屬氧化物層4及第1導電性金屬氧化物層6中，各自的氧化銦、氧化鋅和氧化錫、及銅合金的金屬層的組成如下所述。在任何情況下，混合氧化物中的金屬元素的原子百分比(不計數氧元素而僅計數金屬元素。以下，標記為at%)。

‧第1導電性金屬氧化物層；In：Zn：Sn

90：8：2

‧第2導電性金屬氧化物層；In：Zn：Sn

91：7：2

‧金屬層；Cu：Zn：Sb

98.6：1.0：0.4

第1導電性金屬氧化物層6和第2導電性金屬氧化物層4中所包含的銦(In)的量，必須含有比80at%多。銦(In)的量較佳為比80at%多。銦(In)的量更佳為比90at%多。在銦(In)的量比80at%少的情況下，所形成的導電性金屬氧化物層的比電阻變大，這是不佳的。若鋅(Zn)的量超過20at%，則導電性金屬氧化物(混合氧化物)的耐鹼性降低，因而是不佳的。

第1導電性金屬氧化物層6及第2導電性金屬氧化物層4中所包含的錫(Sn)的量較佳為在0.5at%以上6at%以下的範圍內。在相對於銦元素的比較上，將0.5at%以上6at%以下的錫添加至導電性金屬氧化物層，從而能縮小上述銦、鋅、及錫的3元系混合氧化物膜(導電性的複合氧化物層)的比電阻。若錫的量超過6at%，則由於伴有對導電性金屬氧化物層添加鋅，因此3元系混合氧化物膜(導電性的複合氧化物層)的比電阻變得過大。藉由在上述的範圍(0.5at%以上6at%以下)內調整鋅及錫的量，或者，藉由調整成膜條件或退火條件等，能將比電阻，以混合氧化物膜的單層膜的比電阻而言，納入大約3×10^-4Ωcm以上5×10^-4Ωcm以下的小範圍內。在上述混合氧化物中，也能少量添加鈦、鋯、鎂、鋁、鍺等其他元素。

黑色矩陣BM具有包圍顯示面(顯示部110)內的矩陣區域(矩形的顯示區域和顯示畫面)的邊框區域。較佳為以朝向透明基板21的外側而從邊框區域延伸的方式將觸控感測配線3形成在透明基板21上，在位於邊框區域的外側的觸控感測配線3形成端子部34。在此情況下，觸控感測配線3的端子部34係不與黑色矩陣BM重疊地設置在從邊框區域延伸出來的位置。在此結構中，可以在玻璃板的透明基板21的玻璃面直接形成構裝所使用的端子部34。

第8圖係顯示朝向透明基板21的外側而從邊框區域的黑色矩陣BM延伸出來的觸控感測配線3的剖面圖，沿著X方向的圖。觸控感測配線3的端子部34係直接配設在玻璃板的透明基板21上。第9圖係顯示端子部34的剖面圖，沿著Y方向的圖。

端子部在俯視下的形狀不限於第8圖或第9圖。例如，在用透明樹脂層16覆蓋端子部34上後，用乾式蝕刻等方法除去端子部34的上部，形成具有圓形或矩形的形狀的端子部34，使導電性金屬氧化物層在端子部34的表面露出。在此情況下，可以在將顯示裝置基板100和陣列基板200貼合的密封部、或液晶胞的內部中，在密封部的厚度方向上進行從顯示裝置基板100朝陣列基板200的導通的轉移(transfer)。將從異向性導電膜、微小的金屬球、或用金屬膜覆蓋的樹脂球所選出的導體配置在密封部，從而能導通顯示裝置基板100和陣列基板200。

在顯示裝置基板100和陣列基板200之間的導通構造中，並非使第1導電性金屬氧化物層6、銅合金層(金屬層5)、及第2導電性金屬氧化物層4的3層僅配設在顯示裝置基板100，較佳為同樣地，也將用第1 導電性金屬氧化物層、銅合金層、及第2導電性金屬氧化物層的3層所形成的端子部形成在陣列基板200。如此一來，形成在陣列基板200的端子可用作對顯示裝置基板100的導通的轉移(transfer)用的端子。具體而言，將構成形成在陣列基板200的閘極配線10的導電層的層(layer)的構造、或者是構成源極配線31的導電層的層的構造中任一者設為第1導電性金屬氧化物層、銅合金層、及第2導電性金屬氧化物層的3層構造。藉此，能將供顯示裝置基板100與陣列基板200之間的導通用的迴繞配線或端子部形成在陣列基板200。

(液晶層300)

回到第3圖，針對液晶層300(顯示功能層)進行說明。

液晶層300包含具有正的介電率異向性的液晶分子39。液晶分子的初期配向係相對於顯示裝置基板100或陣列基板200的基板面為平行的。使用液晶層300的第1實施形態的液晶驅動，在俯視下，以橫跨液晶層的方式將驅動電壓施加於液晶分子，因此有稱為橫電場方式的情形。針對液晶分子39的動作，參照第15圖及第16圖後述。構成液晶層300的液晶可以是具有負的介電率異向性的液晶，也可以是正的介電率異向性的液晶。較佳為液晶顯示裝置中所使用的液晶或配向膜，甚至是顯示裝置基板中所具備的透明樹脂層的電阻率高，較佳為這些構件的電阻率為1×10¹³Ω‧cm以上。

(液晶顯示裝置LCD1的製造方法)

接著，針對具備具有第2圖~第5圖所示的像素構造的陣列基板200的液晶顯示裝置LCD1的製造方法，使用第10圖~第13圖進行說明。

首先，準備透明基板22，以覆蓋透明基板22的表面的方式形成第4絕緣層14。

接著，如第10圖所示，在第4絕緣層14上形成構成主動元件28的通道層27。作為通道層27的材料，可採用氧化物半導體。在本實施形態中，以在一個像素配置1個通道層27的方式進行通道層27的圖案化。在第10圖中，顯示了虛線131、90。虛線131表示在形成通道層27後形成在第4絕緣層14上的源極配線的位置。虛線90表示在形成源極配線31後形成在第3絕緣層13上的閘極配線的位置。

接著，如第11圖所示，將源極電極24及汲極電極26形成在通道層27上，同時形成與源極電極24電性聯結的源極配線31。源極配線31具有在Y方向上延伸的線狀圖案。

接著，以覆蓋通道層27、源極電極24、汲極電極26、及源極配線31的方式在透明基板21上，即在第4絕緣層14上，形成第3絕緣層13。此第3絕緣層13具有作為位於2個配線層之間的層間絕緣膜的功能、和作為閘極絕緣膜的功能。

接著，如第12圖所示，在形成第3絕緣層13後，以與通道層27的形成位置一致的方式在第3絕緣層13上形成閘極電極25。另外，與閘極電極25的形成同時地，形成與閘極電極25電性聯結的閘極配線10、和共同配線30。閘極電極25、閘極配線10、及共同配線30係如上所述用導電性材料所構成的導電層，在相同的步驟中形成。

接著，以覆蓋閘極電極25、閘極配線10、及共同配線30的方式在透明基板22上，即在第3絕緣層13上，形成第2絕緣層12。在將第2絕緣層12成膜後，將透明導電膜成膜在第2絕緣層12的整面。

之後，藉由將透明導電膜進行圖案化，如第13圖所示在每個像素形成像素電極20。在將像素電極20進行圖案化之際，也形成貫穿孔20S。即，貫穿孔20S成為除去了透明導電膜的開口部。

第13圖顯示形成了覆蓋主動元件28、源極配線31、閘極配線10、及共同配線30等的第2絕緣層12的構造。在第2絕緣層12上，藉由圖案化來形成像素電極20。像素電極20係透過接觸孔29，與主動元件28的各個源極電極26電性連接。此外，像素電極20中所形成的貫穿孔20S的直徑比在後續步驟所形成的接觸孔H的直徑大。貫穿孔20S具有不會在接觸孔H的內部產生共通電極17和共同配線30的漏電的足夠大小(直徑)。第13圖中顯示共同配線30與閘極配線10的距離W4。由於得到了距離W4，因此成為肇因於共同配線30的雜訊很難影響閘極配線10的構造。

接著，在透明基板22上，即在第2絕緣層12上，形成第1絕緣層11。藉此，第1絕緣層11埋設貫穿孔20S，覆蓋像素電極20的整面。之後，在與貫穿孔20S相對應的位置，在第1絕緣層11及第2絕緣層12形成接觸孔H。藉由對第1絕緣層11及第2絕緣層12施加蝕刻，在陣列基板200的整面上一次形成複數個接觸孔H。

之後，以覆蓋接觸孔H的方式將共通電極17的構成材料的透明導電膜成膜在第1絕緣層11上。之後，藉由對透明導電膜施加圖案化，將第4B圖所示的電極部17A形成在第1絕緣層11上，在接觸孔H的內部埋設導電連接部17B，形成共通電極17。藉此，共通電極17和共同配線30導通。經過上述的步驟，得到第2圖所示的陣列基板200。

在第2圖所示的例子中，在以覆蓋像素電極20的方式所形成的第1絕緣層11上形成共通電極17。此外，在一個像素中，在像素的長邊方向上配設2條具有條紋圖案形狀的共通電極17。共通電極17的圖案形狀或條數不限於此，能依照像素尺寸或像素大小來增減。共通電極17係用ITO等的透明導電膜形成。此外，共通電極17，在像素的長邊方向上的中央位置中，通過接觸孔H而與共同配線30電性連接。共通電極17與像素電極20重疊的部分可以用作進行液晶顯示之際的輔助電容。

若利用上述的液晶顯示裝置LCD1的製造方法的話，則即使是在將供驅動主動元件用的源極配線或閘極配線一併設置在一片陣列基板的情況下，也不必設置跳接線或旁路通道，能以低成本製造液晶顯示裝置LCD1。

(液晶驅動和觸控感測驅動的分時)

第14圖係顯示可應用於第1實施形態及後述的實施形態的液晶驅動和觸控感測驅動的分時驅動的一例的時序圖。

又，關於以下記載的第1脈衝訊號或第2脈衝訊號的序數表示，例如，假設將供給作為時脈頻率的脈衝訊號Vc的奇數個稱為第1脈衝訊號，將偶數個稱為第2脈衝訊號，只不過是表示連續的訊號而已，並非特定脈衝訊號Vc。

第14圖所示的顯示期間係例如將1幅設為60Hz的顯示期間。在此1幅的期間內，例如，像素的一顯示單位期間包含白顯示期間和黑顯示期間。

藉由時脈訊號的第1脈衝訊號的輸入，進行白顯示。具體而言，伴隨第1脈衝訊號的輸入，將影像訊號供給於源極配線31，透過汲極電極26將液晶驅動電壓Vd供給於像素電極20。液晶驅動電壓Vd係保持在像素電極20與共通電極17之間，驅動液晶層。與使用多晶矽半導體作為通道層的主動元件相比，使用氧化物半導體作為通道層的主動元件(薄膜電晶體)28係液晶驅動電壓的保持能力高，能夠長期間地保持各像素的高透射率。

接著，藉由第2脈衝訊號的輸入，從白顯示移轉到黑顯示。黑顯示，例如，能藉由以第2脈衝訊號為觸發，將在像素電極20與共通電極17之間所保持的電壓設為0V或接地電位來實現。例如，變得可以藉由用與前述脈衝訊號的寬度相當的施加時間，將與在白顯示期間供給於源極配線的影像訊號相反極性的電壓供給於該源極配線來加速回到0V。此相反極性的電壓可以是液晶驅動的臨界值電壓Vth附近的低電壓。為了移轉到黑顯示，較佳為使閘極配線接地。在使用多晶矽半導體作為通道層的主動元件的情況下，在輸入第2脈衝訊號後，可以僅使閘極配線10或源極配線31接地。又，黑顯示意指液晶層的液晶分子回到初期配向狀態，正交偏光下的黑狀態。

觸控感測期間T_touch係設為透射率穩定的白顯示穩定期間Wr、或者是黑顯示穩定期間Er的期間，在此期間內能夠實施觸控感測。在將影像訊號或閘極訊號供給於源極配線31或閘極配線10的期間，例如，施加電壓Vd的施加時間Dt內，觸控感測配線3變得容易偶然得到從源極配線或主動元件產生的雜訊，這是不佳的。

本發明的實施形態的液晶顯示裝置能採用幅反轉驅動、列反轉驅動(垂直線反轉驅動)、水平線反轉驅動、點反轉驅動等各種液晶驅動方式。按液晶驅動方式，例如，能採取如下所述的觸控感測期間的時序。

(1)進行基於1像素或者是2像素等複數個像素的影像寫入後(基於顯示單位期間的影像顯示之後)的時序

(2)進行一垂直線的影像寫入後的時序

(3)進行一水平線的影像寫入後的時序

(4)進行基於1幅或1/2幅的影像寫入後的時序

(1)至(4)的「進行影像寫入後」的期間係與第14圖所示的白顯示穩定期間Wr同義。除此之外，上述(1)至(4)的「進行影像寫入後」能取代為第14圖所示的黑顯示穩定期間Er。如前所述，可以在白顯示穩定期間Wr和黑顯示穩定期間Er的2個期間設置觸控感測期間。

如第14圖的時序圖所示，在黑顯示穩定期間Er內，將高頻率的觸控感測驅動電壓V_touch施加於觸控驅動配線(後述的觸控感測配線3或共同配線30)。

此外，在黑顯示穩定期間Er，能夠停止LED等背光單元BU的發光，消除肇因於背光單元BU的驅動而產生的雜訊的影響。也能使用黑顯示穩定期間作為供減輕3D顯示(立體影像顯示)下的色偏用的「黑插入」。

在觸控感測期間T_touch內，觸控驅動電壓能施加在觸控感測配線3或共同配線30中任一者。換言之，在使觸控感測配線3發揮作為驅動電極的功能的情況下，共通電極17能發揮作為檢測電極的功能。相反的，在使觸控感測配線3發揮作為檢測電極的功能的情況下，共通電極17能發揮作為驅動電極的功能。即，在觸控感測配線3和共通電極17方面，能調換驅動電極和檢測電極的功能。

此外，能採用如下方式：在液晶驅動和觸控驅動的分時驅動中，平時將觸控驅動電壓V_touch的矩形波施加於觸控感測配線3和共通電極17中任一者，僅在施加時脈頻率的脈衝(第1脈衝訊號、第2脈衝訊號)時，不檢測觸控檢測訊號。即，實質上，也可以採用分開驅動(dividedly driving)的方法。

(使用氧化物半導體作為通道層的電晶體)

例如，若採用使用記憶性良好的IGZO、或是將氧化鋅取代為氧化銻的IGAO等的氧化物半導體作為通道層27的電晶體(主動元件)，則也可以省略將共通電極17設為一定的電壓(定電位)時的定電壓驅動所需的輔助電容(storage capacitor)。使用IGZO或IGAO作為通道層27的電晶體係與使用矽半導體的電晶體不同，因為漏電流極小，因此能省略例如如先前技術文獻的專利文獻4中所記載的包含閂部的轉送電路，能採用單純的配線構造。此外，在使用具備使用IGZO等氧化物半導體作為通道層的電晶體的陣列基板200的液晶顯示裝置LCD1中，由於電晶體的漏電流小，因此能夠在對像素電極20施加液晶驅動電壓後保持電壓，能維持液晶層300的透射率。

在將IGZO等氧化物半導體用於通道層27的情況下，主動元件28中的電子移動率高，例如，能夠以2msec(毫秒)以下的短時間，將與需要的影像訊號相對應的驅動電壓施加於像素電極20。例如，倍速驅動(1秒鐘的顯示格數為120幅的情況)的1幅為約8.3msec，例如，能將6msec分派至觸控感測。使用IGZO等氧化物半導體作為通道層27的薄膜電晶體具有高耐電壓。因此，例如，能藉由使用5V以上的高電壓作為液晶驅動電壓來改善液晶的響應性。

當具有透明電極圖案的共通電極17為定電位時，可以不將液晶驅動和觸控電極驅動進行分時驅動。能使液晶的驅動頻率和觸控金屬配線的驅動頻率不同。例如，在將IGZO等氧化物半導體用於通道層27的主動元件28方面，係與在將液晶驅動電壓施加於像素電極20後必須保持透射率(或保持電壓)的使用多晶矽半導體的電晶體不同，不需要為了保持透射率而刷新(refresh)影像(再度寫入影像訊號)，閃爍少。由此，在採用IGZO等氧化物半導體的液晶顯示裝置LCD1方面，變得可以進行以低頻率驅動或低消耗電力驅動。

藉由使用前述的2層構造的TFT陣列，變得可以在低頻率至高頻率的廣區域中進行低消耗電力驅動。

IGZO等氧化物半導體係耐電壓性高，因此能以高的電壓高速驅動液晶，變得可以用於可以3D顯示的3維影像顯示。如上所述，將IGZO等氧化物半導體用於通道層27的主動元件28係記憶性高，因此有例如，即使將液晶驅動頻率設為0.1Hz以上30Hz以下左右的低頻率，也很難產生閃爍(flicker，顯示的閃爍)的優點。使用以IGZO或IGAO作為通道層的主動元件28，藉由一起進行基於低頻率的點反轉驅動、和基於與點反轉驅動不同的頻率的觸控驅動，能夠以低消耗電力，一起得到高畫質的影像顯示和高精度的觸控感測。

此外，如前所述，將氧化物半導體用於通道層27的主動元件28係漏電流少，因此能長時間保持施加於像素電極20的驅動電壓。用配線電阻比鋁配線小的銅配線形成主動元件28的源極配線31或閘極配線10(輔助電容線)等，進一步使用能以短時間驅動的IGZO或IGAO作為主動元件，從而變得可以充分設立供進行觸控感測的掃描用的期間。即，能藉由將IGZO等氧化物半導體應用於主動元件來縮短液晶等的驅動時間，在顯示畫面整體的影像訊號處理之中，使得應用於觸控感測的時間十分充裕。藉此，能以高精度檢測產生的電容的變化。

另外，藉由採用IGZO等的氧化物半導體作為通道層27，能約略解消在點反轉驅動或列反轉驅動下的偶合雜訊(coupling noise)的影響。這是因為使用氧化物半導體的主動元件28，能夠以極短的時間(例如，2msec)將與影像訊號相對應的電壓施加於像素電極20，此外，保持該影像訊號施加後的像素電壓的記憶性高，在活用該記憶性的保持期間內沒有新的雜訊產生，能減輕對觸控感測的影響的緣故。

作為氧化物半導體，能採用包含銦、鎵、鋅、錫、鋁、鍺、銻、鈰當中2種以上的金屬氧化物的氧化物半導體。

IGZO或IGAO等氧化物半導體具有高能隙(energy gap)。能將氧化物半導體的膜中所包含的銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)的當將銦原子數設為1時的鎵、鋅的原子數比分別設為1~5。作為氧化銦、氧化鎵、氧化鋅的金屬氧化物的熔點分別位於約1700℃至2200℃的範圍內。例如，氧化銻或氧化鉍能添加於上述的氧化銦、氧化鎵、氧化鋅的複合氧化物中。此外，在複合氧化物中，可以使用氧化銻或氧化鉍來取代氧化鎵或氧化鋅。

氧化物半導體的膜厚方向上的銦或鎵等金屬元素的濃度可以改變。例如，可以在氧化物半導體與絕緣層的界面附近增大氧化物半導體的氧化鎵量，對於膜厚方向的中央部位增大氧化銦量。在氧化物半導體的膜厚方向上可以有各金屬元素的濃度斜率存在，氧化物半導體的膜厚方向的載子移動率可以有差異。

(液晶配向和液晶驅動)

第15圖及第16圖係部分地顯示本發明的第1實施形態的液晶顯示裝置LCD1的像素的平面圖。為了容易瞭解並說明液晶分子39的配向，顯示一像素中的液晶的配向狀態。第15圖係部分地顯示液晶顯示裝置LCD1的像素的平面圖，顯示一像素中的液晶的配向狀態(初期配向狀態)的平面圖。第16圖係部分地顯示液晶顯示裝置LCD1的像素的平面圖，顯示在像素電極20與共通電極17之間施加液晶驅動電壓時的液晶驅動動作的平面圖。

第15圖及第16圖所示的例子，像素電極20係形成為矩形，像素電極20的長邊方向係與Y方向一致。以液晶層300的液晶分子39朝向相對於這樣的矩形的像素電極20的延伸方向(Y方向)傾斜角度θ的方向的方式，對配向膜施加配向處理。

特別是，在本實施形態中，各像素被區隔成2個區域，即，各像素具有上部區域Pa(第1區域)和下部區域Pb(第2區域)。上部區域Pa及下部區域Pb係相對於像素中央CL(與X方向平行的中央線)配置成線對稱。上部區域Pa及下部區域Pb係相對於Y方向對液晶層300的液晶分子39賦予角度θ的預傾。在上部區域Pa中，對液晶分子39賦予相對於Y方向順時鐘角度θ的預傾。在下部區域Pb中，對液晶分子39賦予相對於Y方向逆時鐘角度θ的預傾。作為配向膜的配向處理，能採用光配向處理或磨刷(rubbing)處理。不需要具體規定角度θ，例如，可以將角度θ設在3°~15°的範圍。

依此方式賦予初期配向的液晶分子39，在像素電極20與共通電極17之間施加電壓之際，如第16圖的箭頭所示在像素電極20與共通電極17之間生成邊緣電場，液晶分子39以沿著邊緣電場的方向配向，驅動液晶分子39。更具體而言，如第26圖所示，產生從像素電極20朝向共通電極17的邊緣電場，液晶分子39被沿著邊緣電場驅動，在俯視下旋轉。

第26圖係部分地顯示液晶顯示裝置LCD1的剖面圖，顯示在共通電極17與像素電極20之間施加液晶驅動電壓時的液晶驅動動作。被稱為FFS的液晶驅動方式，係藉由在共通電極17與像素電極20之間產生的電場，特別是，在被稱為邊緣的電極端部中產生的電場來驅動液晶分子39。如第26圖所示，液晶層300的厚度方向上的一部分R1中的液晶分子39旋轉，此液晶分子39主要有助於透射率變化。由此，關於從觀察者觀看的垂直方向的透射率，與FFS等橫電場驅動的液晶顯示裝置相比，在能充分活用液晶層300的厚度方向上的液晶分子的VA等縱電場驅動的液晶顯示裝置方面可得到高透射率。儘管如此，FFS等橫電場驅動的液晶顯示裝置具有視角廣的這樣的特性，因此就此特性的觀點而言，本實施形態的液晶顯示裝置LCD1採用橫電場驅動方式。

第30圖係顯示現有的液晶顯示裝置250的剖面圖，顯示施加液晶驅動電壓時的等電位線L2的示意圖。在透明電極或導電膜不存在於透明基板215側的情況下，等電位線L2係貫通透明樹脂層213、彩色濾光片214、及透明基板215而在上部延伸。在等電位線L2於液晶層206的厚度方向上被延伸的情況下，某種程度確保液晶層206的實效厚度，因此能確保橫電場驅動方式的液晶顯示裝置250的本來的透射率。

第31圖係顯示現有的液晶顯示裝置250A的剖面圖，顯示除了前述的液晶顯示裝置250的各結構外，還在液晶層206與透明樹脂層213之間具備對向電極221的情況。在此情況下，等電位線L3不貫通對向電極221，因此等電位線L3的形狀係由前述的等電位線L2的形狀變形。此時，與液晶顯示裝置250的液晶層206的實效厚度相比，液晶層206的實效厚度變薄，液晶顯示裝置250A的亮度(透射率)大幅降低。

本實施形態的液晶顯示裝置LCD1係與這樣的第30圖及第31圖所示的現有的液晶顯示裝置不同。在本實施形態的液晶顯示裝置LCD1中，在像素電極20的上方形成共通電極17，將共通電極17的電位維持在0V，在像素電極20與共通電極17之間施加電壓，從而使從像素電極20朝向共通電極17的邊緣電場產生，藉由此邊緣電場驅動液晶分子39。

(觸控感測驅動)

第17圖及第18圖顯示在本發明的第1實施形態的液晶顯示裝置LCD1中，在觸控感測配線3發揮作為觸控驅動電極的功能，且共通電極17發揮作為觸控檢測電極的功能的情況下的構造。

基於第17圖及第18圖所示的構造，進行以下的說明。

又，如上所述，能將觸控驅動電極和觸控檢測電極的角色交換。

第17圖係顯示在觸控感測配線與共通電極之間生成電場的狀態的示意剖面圖，第18圖係顯示手指等指示器接觸或接近顯示裝置基板100的觀察者側的表面時的電場的生成狀態的變化的剖面圖。

在第17圖及第18圖中，說明使用觸控感測配線3和共通電極17的觸控感測技術。第17圖及第18圖，為了容易瞭解並說明觸控感測驅動，顯示構成陣列基板200的第1絕緣層11及共通電極17、和顯示裝置基板100，省略了其他結構。

如第17圖及第18圖所示，在相對於液晶層300的厚度方向傾斜的斜方向上，觸控感測配線3和共通電極17彼此相對。因此，可以容易地提升檢測訊號相對於生成斜方向的電場的狀態的變化的反差 (contrast)，可得到能提高觸控感測的S/N比這樣的效果(S/N比的改善效果)。另外，在依此方式在斜方向上觸控感測配線3和共通電極17彼此相對的配置中，在俯視下，不形成觸控感測配線3和共通電極17重疊的重疊部，因此能大幅減少寄生電容。此外，觸控檢測電極和觸控驅動電極在厚度的上下方向上重疊的結構，係觸控檢測電極及觸控驅動電極彼此重疊的部分中的電容很難變化，因此很難對觸控感測的S/N比提供反差。例如，在觸控檢測電極和觸控驅動電極處於同一面上的平行的位置關係的情況下，電容變得容易依手指等指示器的位置而不均勻地變化，有誤檢測及解析度降低之虞。

在本發明的實施形態的液晶顯示裝置LCD1中，如第2圖或第20圖所示，共通電極17發揮作為檢測電極的功能，具有長度EL。在俯視下，此共通電極17係與發揮作為驅動電極的功能的觸控感測配線3平行，藉由具有長度EL的共通電極17，能夠充分且均勻地確保電容。

第17圖示意地顯示在使觸控感測配線3發揮作為觸控驅動電極的功能，且使共通電極17發揮作為觸控檢測電極的功能的情況下電容的產生狀況。用既定頻率對觸控感測配線3供給脈衝狀的寫入訊號。此寫入訊號的供給可以用液晶驅動和觸控驅動的分時來進行。藉由寫入訊號，可在被接地的共通電極17與觸控感測配線3之間維持用電力線33(箭頭)所示的電容。

如第18圖所示，若手指等指示器接觸或接近顯示裝置基板100的觀察者側的表面，則共通電極17與觸控感測配線3之間的電容變化，藉由此電容的變化，檢測有無手指等指示器的觸控。

如第17圖及第18圖所示，在觸控感測配線3與共通電極17之間，並未設置與液晶驅動有關的電極或配線。另外，如第3圖或第5圖所示，源極配線31離開觸控感測配線3及共通電極17(觸控驅動配線及觸控檢測配線)。因此，可實現很難偶然得到與液晶驅動有關的雜訊的構造。

例如，在俯視下，複數條觸控感測配線3係配設為在第1方向(例如，Y方向)上延伸，同時在第2方向(例如，X方向)上排列。複數條共同配線30(導電配線)係在Z方向上，位於比陣列基板200的內部中的像素電極20還下方的位置，在第2方向(例如，X方向)上延伸，在第1方向(例如，Y方向)上排列。共通電極17係與共同配線30電性連接，將共通電極17與觸控感測配線3之間的電容的變化用於有無觸控的檢測。

在本實施形態的液晶顯示裝置LCD1中，在觸控感測配線3與共通電極17之間，例如，用500Hz以上500KHz以下的頻率施加矩形波狀的脈衝訊號。通常，藉由此脈衝訊號的施加，檢測電極的共通電極17維持一定的輸出波形。若手指等指示器接觸或接近顯示裝置基板100的觀察者側的表面，則該部位的共通電極17的輸出波形出現變化，可判斷有無觸控。手指等指示器離顯示面的距離能藉由指示器從接近到接觸的時間(通常為數百μsec以上數msec以下)、或在該時間內所計數的輸出脈衝數等來測定。能藉由取得觸控檢測訊號的積分值來進行穩定的觸控檢測。

可以不將全部的觸控感測配線3及共同配線30(或與導電配線連接的共通電極)用於觸控感測。可以進行減省驅動。接著，針對使觸控感測配線3進行減省驅動的情況進行說明。首先，將全部的觸控感測配線3區分為複數個群組。群組的數量比全部的觸控感測配線3的數量少。構成一個群組的配線數，例如，設為6條。此處，全部的配線(配線數為6條)當中，例如，選擇2條配線(比全部的配線的條數少的條數，2條<6條)。在一個群組中，使用所選擇的2條配線進行觸控感測，將剩下的4條配線中的電位設定為浮動(floating)電位。液晶顯示裝置LCD1具有複數個群組，因此能按如上述定義配線的功能的群組進行觸控感測。同樣地，在共同配線30方面，也可以進行減省驅動。

觸控所使用的指示器為手指的情況和筆的情況，接觸或接近的指示器的面積或電容是不同的。能依這樣的指示器的大小來調整減省的配線的條數。就筆或針尖等前端細的指示器而言，能夠減少配線的減省條數而使用高密度的觸控感測配線的矩陣。指紋認證時也能使用高密度的觸控感測配線的矩陣。

依此方式按群組進行觸控感測驅動，從而減少掃描或檢測所使用的配線數，因此能提升觸控感測速度。另外，在上述的例子，構成一個群組的配線數為6條，但例如，也可以用10以上的配線數形成一個群組，在一個群組中使用所選擇的2條配線進行觸控感測。即，增加所減省的配線的數量(成為浮動電位的配線的數量)，藉此使觸控感測所使用的選擇配線的密度(選擇配線對全部配線數的密度)降低，利用選擇配線進行掃描或檢測，從而有助於消耗電力的削減或觸控檢測精度的提升。相反的，減少所減省的配線的數量，提高觸控感測所使用的選擇配線的密度，利用選擇配線進行掃描或檢測，從而例如，能活用於指紋認證或利用觸控筆的輸入。這樣的觸控感測期間，能夠將源極配線31或閘極配線10設為接地或開放(open)(浮動)，減少肇因於這些配線的寄生電容。

也能以分時進行觸控感測驅動和液晶驅動。可以配合所要求的觸控輸入的速度調整觸控驅動的頻率。觸控驅動頻率能採用比液晶驅動頻率高的頻率。手指等指示器接觸或接近顯示裝置基板100的觀察者側的表面的時序為不定期且為短時間，因此理想的是觸控驅動頻率高。

使觸控驅動頻率和液晶驅動頻率不同的方法可舉出好幾個。例如，可以在常閉(normally off)的液晶驅動中，當黑顯示(off)時也將背光設為關閉，而在此黑顯示的期間(對液晶顯示沒有影響的期間)進行觸控感測。在此情況下，能選擇各種觸控驅動的頻率。

此外，即使是在使用具有負的介電率異向性的液晶的情況下，也容易選擇與液晶驅動頻率不同的觸控驅動頻率。換言之，如第17圖及第18圖所示，從觸控感測配線3朝向共通電極17而產生的電力線33係作用在液晶層300的斜方向或厚度方向上，但若使用具有負的介電率異向性的液晶的話，則液晶分子不會在此電力線33的方向上翹起，因此對顯示品質的影響變少。

進一步而言，在降低觸控感測配線3或共同配線30的配線電阻，伴隨電阻的降低而降低觸控驅動電壓的情況下，也能容易地設定與液晶驅動頻率不同的觸控驅動頻率。藉由將銅或銀等導電率良好的金屬、合金用於構成觸控感測配線3或共同配線30的金屬層，可得到低的配線電阻。

在為進行3D(立體影像)顯示的顯示裝置的情況下，除了通常的2維影像的顯示外，為了3維地顯示跟前的影像或位於裡頭的影像而變得需要複數個影像訊號(例如，右眼用的影像訊號和左眼用的影像訊號)。因此，關於液晶驅動的頻率，例如，變得需要240Hz或480Hz等的高速驅動及許多影像訊號。此時，藉由使觸控驅動的頻率與液晶驅動的頻率不同所得到的優點大。例如，變得可以在利用本實施形態進行3D顯示的遊戲機器中，進行高速及高精度的觸控感測。本實施形態，在遊戲機器或自動櫃員機等手指等的觸控輸入頻率高的顯示器中也是特別有用的。

以動畫顯示為代表，像素的基於影像訊號的更換動作係頻繁地進行。這些影像訊號所附帶的雜訊係從源極配線衍生，因此較佳為如本發明的實施形態般使源極配線31的厚度方向(Z方向)的位置遠離觸控感測配線3。根據本發明的實施形態，觸控驅動訊號係施加在位於遠離源極配線31的位置的觸控感測配線3，因此與公開了施加觸控驅動訊號的配線係設置在陣列基板的構造的專利文獻6相比，雜訊的影響變少。

一般而言，液晶驅動的頻率係60Hz或此頻率的整數倍的驅動頻率。通常，觸控感測部位受到伴隨液晶驅動的頻率的雜訊影響。另外，一般的家庭電源係50Hz或60Hz的交流電源，觸控感測部位容易偶然得到從用這樣的外部電源作動的電器產生的雜訊。由此，作為觸控驅動的頻率，採用與50Hz或60Hz的頻率不同的頻率、或使其與這些頻率的整數倍若干偏離的頻率，從而能大幅減低從液晶驅動或外部的電子機器產生的雜訊的影響。或者是，可以在時間軸上，使觸控感測驅動訊號的施加時序與液晶驅動訊號的施加時序偏離。偏離量可以是若干量，例如，可以是雜訊頻率±3%~±17%的偏離量。在此情況下，能減低對雜訊頻率的干涉。例如，觸控驅動的頻率，例如，能夠從500Hz~500KHz的範圍選出不會與上述液晶驅動頻率或電源頻率干涉的不同頻率。選擇不會與液晶驅動頻率或電源頻率干涉的不同頻率作為觸控驅動的頻率，從而例如，能減輕列反轉驅動下的偶合雜訊等雜訊的影響。

此外，在觸控感測驅動中，並非將驅動電壓供給於全部的觸控感測配線3，而是如上所述，利用減省驅動進行觸控位置檢測，從而能減低在觸控感測上的消耗電力。

在減省驅動中，對於未用於觸控感測的配線，即具有浮動圖案(floating pattern)的配線，可以利用切換元件切換為檢測電極或驅動電極以進行高精細的觸控感測。或者是，具有浮動圖案的配線也能以與地線(ground)(接地於框體)電性連接的方式切換。為了改善觸控感測的S/N比，也可以在觸控感測的訊號檢測時暫時將TFT等主動元件的訊號配線接地於地線(框體等)。

此外，以觸控感測控制進行檢測的電容的重置需要時間的觸控感測配線，即，觸控感測的時間常數(電容和電阻值的積)大的觸控感測配線，例如，可以交替地將奇數行的觸控感測配線和偶數行的觸控感測配線用於感測，進行調整過時間常數的大小的驅動。可以將複數條觸控感測配線分組(grouping)以進行驅動或檢測。複數條觸控感測配線的分組可以不設為線循序，而是基於其群組單位採取被稱為自我檢測方式的一次性檢測的手法。可以進行基於群組單位的並聯驅動(parallel driving)。或者是，可以為了寄生電容等的雜訊消除(noise cancel)而採用取得彼此接近或鄰接的觸控感測配線的檢測訊號的差的差分檢測方式。

根據上述的第1實施形態，便能提供S/N比高、高解析度且可對應高速觸控輸入的液晶顯示裝置 LCD1。另外，藉由採用使用氧化物半導體作為通道層的薄膜電晶體，能實現在低消耗電力下閃爍少且具備觸控感測功能的液晶顯示裝置。

(第1實施形態的變形例)

第19圖係顯示本發明的第1實施形態的變形例的液晶顯示裝置的主要部分的放大剖面圖。在第19圖中，對與上述的實施形態相同的構件給予相同的元件符號，省略或簡化其說明。

在第19圖中，顯示了形成在陣列基板200的第3絕緣層13、形成在第3絕緣層13上的突起部13A、和形成在突起部13A上的共同配線30，省略其他的絕緣層、配線、電極等。突起部13A，係例如，使用形成上述的絕緣層的絕緣材料形成。

在俯視下，突起部13A的圖案和共同配線30的圖案一致。突起部13A的上表面、與未形成突起部13A的第3絕緣層13的上表面之間的高度為W3。作為形成突起部13A的方法，可舉出：在利用上述的實施形態形成第3絕緣層13後，在先前形成在第4絕緣層14上的第3絕緣層13上附加地設置突起部13A的方法。這樣的突起部13A的形成方法可使用公知的成膜步驟或圖案化步驟。第3絕緣層13的材料和突起部13A的材料可以是相同的，也可以是不同的。

在抑制肇因於供給至源極配線31的影像訊號的雜訊傳到共同配線30的觀點上，可以適切地設定突起部13A的高度W3。

特別是，如第5圖所示，第3絕緣層13發揮作為位於閘極電極25與通道層27之間的閘極絕緣膜的功能，要求考慮過主動元件28的切換特性的適切膜厚。因此，若同時考慮抑制肇因於供給至源極配線的影像訊號的雜訊傳到共同配線30，以及在主動元件28中實現所要的切換特性，則在第4絕緣層14上必須使第3絕緣層13的膜厚部分地不同。

因此，首先，在第4絕緣層14上，用考慮過主動元件28中的切換特性的適切膜厚形成第3絕緣層13，之後，在第3絕緣層13上，形成考慮過雜訊對共同配線30的影響的具有高度W3的突起部13A，進而，在突起部13A上形成共同配線30。利用此結構的話，便能夠在大幅維持在共同配線30與源極配線31之間的絕緣體的厚度(第3絕緣層13的膜厚和突起部13A的膜厚的合計)下，將位於通道層27正上方的第3絕緣層13的厚度減薄。藉此，能夠抑制肇因於供給至源極配線的影像訊號的雜訊傳到共同配線30，同時能夠在主動元件28中實現所要的切換特性。

(第2實施形態)

使用第20圖至第25圖說明第2實施形態的液晶顯示裝置LCD2。對與上述的第1實施形態相同的構件給予相同的元件符號，省略或簡化其說明。

第20圖係部分地顯示構成本發明的第2實施形態的液晶顯示裝置LCD2的陣列基板200的平面圖，從觀察者側觀看的平面圖。

第21圖係部分地顯示構成本發明的第2實施形態的液晶顯示裝置LCD2的陣列基板200的剖面圖，沿著第20圖所示的D-D’線的剖面圖。

第22圖係部分地顯示本發明的第2實施形態的液晶顯示裝置LCD2的平面圖，顯示在陣列基板200上，透過液晶層，積層具備彩色濾光片及觸控感測配線的顯示裝置基板的構造的平面圖，從觀察者側觀看的平面圖。

第23圖係部分地顯示構成本發明的第2實施形態的液晶顯示裝置LCD2的陣列基板200的剖面圖，沿著第20圖所示的E-E’線的剖面圖。

第24圖係部分地顯示本發明的第2實施形態的液晶顯示裝置LCD2的像素的平面圖，顯示一像素中的液晶的配向狀態的平面圖。

第25圖係部分地顯示本發明的第2實施形態的液晶顯示裝置LCD2的像素的平面圖，顯示在像素電極與共通電極之間施加液晶驅動電壓時的液晶驅動動作的平面圖。

如第20圖所示，第2實施形態的液晶顯示裝置LCD2所具備的像素具有ㄑ字形圖案(折線狀圖案(dog-legged pattern))。

如第24圖及第25圖所示，共通電極17及像素電極20具有相對於Y方向傾斜角度θ的傾斜部。具體而言，各像素中的共通電極17及像素電極20具有上部區域Pa(第1區域)和下部區域Pb(第2區域)。上部區域Pa及下部區域Pb係相對於像素中央(與X方向平行的中央線) 配置成線對稱。在上部區域Pa中，共通電極17及像素電極20係相對於Y方向順時鐘傾斜角度θ。在下部區域Pb中，共通電極17及像素電極20係相對於Y方向逆時鐘傾斜角度θ。藉由依此方式使共通電極17及像素電極20傾斜，藉由沿著與Y方向平行的配向處理方向Rub對配向膜施加磨刷處理，能在Y方向上對液晶分子39賦予初期配向。作為配向膜的配向處理，能採用光配向處理或磨刷處理。不需要具體規定角度θ，例如，可以將角度θ設在3°~15°的範圍。在第20圖中，共通電極17係形成為具有條紋圖案，具有形成為ㄑ字形的2個電極部17A。接觸孔H位於共通電極17的導電圖案(電極部17A，ㄑ字形圖案)的中央。

如第22圖所示，源極配線31、黑色層8(黑色矩陣BM的Y方向延伸部)、觸控感測配線3、及構成彩色濾光片51的紅色濾光片(R)、綠色濾光片(G)、及藍色濾光片(藍)也具有ㄑ字形圖案(折線狀圖案)。

在第23圖所示的例子中，在第4絕緣層14上形成了通道層27、源極電極24、及汲極電極26。在上述第1實施形態中，將源極電極24及汲極電極26形成在通道層27上(第11圖)，但在本實施形態中，在源極電極24及汲極電極26上形成通道層27。

即，在本實施形態中，在第4絕緣層14上，先形成源極電極24和汲極電極26。作為第2實施形態中的源極電極24和汲極電極26的結構，採用鉬/鋁合金/鉬的3層結構。通道層27的一部分係與源極電極24及汲極電極26重疊。作為通道層27的材料，採用氧化銦、氧化鎵、氧化鋅的複合氧化物半導體。氧化鋅能取代為氧化銻。

接著，針對像素形狀具有上述形狀的優點，參照第24圖及第25圖進行說明。

第25圖顯示在共通電極17與像素電極20之間施加液晶驅動電壓時的液晶驅動動作。液晶驅動電壓係施加在像素電極20至共通電極17的箭頭方向上，如第26圖所示，產生從像素電極20朝向共通電極17的邊緣電場，沿著邊緣電場驅動液晶分子39，在俯視下沿著箭頭方向旋轉。位於像素的上部區域Pa和像素的下部區域Pb的液晶分子39係如第25圖所示彼此逆向地旋轉。具體而言，在上部區域Pa的液晶分子39逆時鐘旋轉，在下部區域Pb的液晶分子39順時鐘旋轉。因此，能實現光學性補償，能增廣液晶顯示裝置LCD2的視角。

在本實施形態中，作為液晶分子39，採用具有正的介電率異向性的液晶分子。在採用具有負的介電率異向性的液晶分子的情況下，液晶分子很難在液晶層300的厚度方向上翹起。在本實施形態中，觸控驅動電壓係施加在從觸控感測配線3朝向共通電極17的方向上，即在相對於液晶的厚度方向傾斜的斜方向上，因此較佳為採用具有負的介電率異向性的液晶分子。作為液晶材料，例如，理想的是液晶層300的固有低效率為1×10¹³Ωcm以上的高純度材料。

根據本實施形態，除了由上述的第1實施形態所得到的效果外，能藉由施行與Y方向平行的配向處理方向Rub，來對上部區域Pa和下部區域Pb中的液晶分子39賦予初期配向。

參照第32圖，對於本實施形態的優點更具體地進行說明。

第32圖係顯示利用FFS模式的現有的液晶顯示裝置的一像素的放大平面圖，顯示陣列基板的平面圖。第32圖中，像素電極50位於陣列基板的上表面，共通電極47係透過絕緣層位於像素電極50的下方。像素電極50及共通電極係用ITO等透明導電膜形成。像素電極50係透過接觸孔48而與薄膜電晶體46的汲極電極電性相連。在靠近位於像素電極50的上端部的薄膜電晶體46的位置配置接觸孔48。

在這樣的現有的液晶顯示裝置中，必須從接觸孔48的位置起，以達到最大距離Pd的方式延長像素電極50。在此情況下，因形成像素電極50的透明導電膜的電阻值和像素電極50的位置的關係，在靠近接觸孔的位置的液晶分子、與在遠離接觸孔的位置(分開最大距離Pd)的液晶分子之間產生了響應性的差。

在構成現有的液晶顯示裝置的像素中較大的問題係在靠近用複數個條紋圖案(梳齒狀圖案)所形成的像素電極的接觸孔的位置中，產生了液晶的向錯區域D。向錯區域D中，從像素電極50朝共通電極47的電力線49的方向改變，因此無法得到充分的透射率，此外，有透射的光產生變色的情況。

本實施形態係與如第32圖所示的連接像素電極50和薄膜電晶體46的聯結部的現有結構不同。在本實施形態中，如第20圖所示，任一共通電極17係通過位於像素的長條方向上的中央的接觸孔H(LH、RH)而與導電配線(共同配線30)電性相連，因此有形成共通電極17的透明導電膜的電阻值的差變得比現有結構小的優點。由於沒有設置上述的現有結構的像素電極的聯結部，因此幾乎不產生液晶的向錯區域D的不良影響。

在上述的實施形態中，對於作為共通電極17的圖案說明了在Y方向上延伸的條紋圖案或ㄑ字形圖案(dog-legged pattern)，但本發明不限於此結構。例如，可以採用正方形圖案、長方形圖案、平行四邊形圖案等。

(第3實施形態)

使用第27圖至第29圖說明第3實施形態的液晶顯示裝置LCD3。

對與上述的第1實施形態相同的構件給予相同的元件符號，省略或簡化其說明。

第27圖係部分地顯示本發明的第3實施形態的液晶顯示裝置的陣列基板的平面圖。第28圖係部分地顯示本發明的第3實施形態的顯示裝置的平面圖，顯示在陣列基板上，透過液晶層，積層具備彩色濾光片及觸控感測配線的顯示裝置基板的構造的平面圖，從觀察者側觀看的平面圖。第29圖係部分地顯示構成本發明的第3實施形態的顯示裝置的陣列基板的剖面圖。

第3實施形態中的像素開口部18係在俯視下，以角度不同的平行四邊形形狀四邊形形狀形成，排列在Y方向上。各像素係利用與X方向平行的閘極配線10、和沿著平行四邊形形狀的像素的源極配線31區隔為矩陣狀。在第27圖中，在像素開口部18的每一者的右上端設置了主動元件28。主動元件28具備：與源極配線31連接的源極電極24、通道層27、汲極電極26、和透過絕緣膜而與通道層27對向配置的閘極電極25。主動元件28的閘極電極25係構成閘極配線10的一部分，與閘極配線10連接。又，薄膜電晶體的主動元件的結構係與第5圖所示的構造相同。

像素電極20係如第27圖所示透過位於像素電極20的右上角的接觸孔29而與汲極電極26電性相連。

共通電極17係形成為具有條紋圖案。具體而言，共通電極17係與具有平行四邊形形狀的像素的朝向Y方向的延伸方向(相對於Y方向傾斜角度θ的方向)平行地延伸，位於像素開口部18的中央。

共通電極17係在各像素設置一個。角度θ係在俯視下，相對於Y方向的傾斜度。在共通電極17的每一者的下部中，係在剖面上，設置位於第1絕緣層11的下部的像素電極20。在共通電極17的Y方向的中央，設置了第3接觸孔43H。共通電極17係透過第3接觸孔43H而與共同配線30(導電配線)連接。

又，在本實施形態中，在各像素設置1個共通電極17，在各像素中，第3接觸孔43H的數量也是1個。為了與在第1實施形態及第2實施形態中說明的第1接觸孔LH及第2接觸孔RH有所區別，在第3實施形態中，將導通共通電極17和共同配線30的接觸孔稱為第3接觸孔43H。角度θ係與第2實施形態同樣地，例如，能設定為3°至15°的角度。

液晶分子係配向成與具備共通電極17或像素電極20的平面平行，且其長軸方向係配向成與Y方向平行。成為由施加在共通電極17與像素電極20間的液晶驅動電壓所驅動的所謂的FFS模式的液晶驅動。

觸控感測係藉由偵測觸控感測配線3與共通電極17間的電容變化來進行。觸控感測配線3和共通電極17，係能將任一者作為觸控驅動電極，將任一者作為觸控檢測電極。

第29圖顯示觸控感測配線3和共通電極17的距離W1。換言之，此距離W1係包含透明樹脂層16、彩色濾光片51(RGB)、未圖示的配向膜、及液晶層300的空間中的Z方向的距離。此空間中，並未包含主動元件、源極配線、及像素電極。在本實施形態中，將用距離W1所示的此空間稱為觸控感測空間。

如第27圖所示，能確保共同配線30和閘極配線10的距離W4，因此能減輕閘極訊號對觸控感測的影響。此外，如第29圖所示，能充分確保供給影像訊號的源極配線31和觸控感測配線3的距離W2，因此能減輕肇因於影像訊號的雜訊所給予的對觸控感測的影響。

本實施形態的顯示裝置基板，係在液晶層側具備包含黑色矩陣的彩色濾光片51(RGB)、黑色矩陣BM、和設置在黑色矩陣BM上的觸控感測配線3。又，在將紅色LED、綠色LED、藍色LED的3種LED用於背光單元，以分時驅動依序使3色發光，使液晶同步的多色顯示的情況下，能省略彩色濾光片51。

根據本實施形態，能夠藉由施行與Y方向平行的配向處理方向，來在Y方向上彼此鄰接的像素的液晶分子39中賦予彼此不同的初期配向。此外，可得到與上述的第1實施形態及第2實施形態同樣的效果。

例如，上述的實施形態的液晶顯示裝置可以有各種應用。作為可以應用上述的實施形態的液晶顯示裝置的電子機器，可舉出：行動電話、攜帶型遊戲機器、可攜式資訊終端機、個人電腦、電子書、攝影機、數位相機、頭戴式顯示器、導航系統、音響播放裝置(汽車音響、數位音響播放器等)、影印機、傳真機、印表機、印表機複合機、自動販賣機、自動櫃員機(ATM)、個人認證機器、光通訊機器等。上述各實施形態能夠自由組合使用。

可應用於本發明的液晶驅動方法不限於上述的實施形態中敘述的液晶驅動方法。例如，可以使用以下記載的液晶驅動方法。

例如，可以將主動矩陣中的訊號電極(源極配線)的極性進行幅反轉以驅動液晶(例如，記載在日本專利第2982877號公報)。

此外，也可以在液晶的主動矩陣驅動中，按液晶驅動的水平期間，交替地更換第1訊號線(源極配線)和第2訊號線以進行點反轉驅動(例如，記載在日本特開平11-102174號公報)。

此外，也可以在液晶的主動矩陣驅動中，每一像素使用2條源極配線作為資料驅動(data drive)(源極配線)，按幅將極性不同的影像訊號傳送至此資料驅動以進行水平線驅動(例如，記載在日本特開平9-134152號公報)。

此外，也可以在液晶的主動矩陣驅動中，每一像素使用2條閘極配線作為掃描訊號線(閘極配線)。在此情況下，例如，對奇數行的掃描訊號線和偶數行的掃描訊號線寫入相反極性的資料。可以在某個顯示期間內，對鄰接的像素的奇數列和偶數列，分別寫入相反極性的資料，而在下一個顯示期間內，分別寫入與前一個顯示期間為相反極性的資料(例如，記載在日本特開平7-181927號公報)。

在將上述的液晶驅動方法應用於本發明的情況下，不論是在那種方法中，每一像素的主動元件(TFT)的個數可以是1以上的複數。能將上述的液晶驅動技術應用於本發明。

以上說明了本發明的較佳實施形態，但上述說明是本發明的例示，應理解的是不該將它們用於限定本發明。能在不脫離本發明的範圍下進行追加、省略、取代、及其他變更。由此，本發明不應被視為受限於前述的說明，而是受限於申請專利範圍。