JPH11344603A

JPH11344603A - ブラックマスク、カラーフィルター、液晶ディスプレイ及びブラックマスクの製造方法

Info

Publication number: JPH11344603A
Application number: JP15159498A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Yoshida; 一明吉田
Original assignee: STI TECHNOLOGY KK
Current assignee: STI TECHNOLOGY KK
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1998-06-01
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】膜剥離等の発生しないブラックマスク、カラ
ーフィルター、液晶ディスプレイ及びブラックマスクの
製造方法を提供する。【解決手段】このブラックマスクは、透明基板２上に
形成され、クロム化合物からなる反射防止膜３と、反射
防止膜３上に形成され、金属クロムからなる第１遮光膜
４、クロム化合物からなる分割膜５、金属クロムからな
る第２遮光膜６とを備える。反射防止膜３と第１遮光膜
４との間には、異なる組成のクロム化合物からなる反射
防止膜が介在してもよい。この反射防止膜、分割膜はク
ロム化合物は、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム炭
化物、クロム酸化窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒
化炭化物、およびクロム酸化窒化炭化物からなる群から
選ばれる少なくとも１種を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラックマスク、
カラーフィルター、液晶ディスプレイ及びブラックマス
クの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＴＮ方式あるいはＴＦＴ方式のカラー
液晶ディスプレイは、液晶層に対向する位置にカラーフ
ィルターを備えている。カラーフィルターは、ブラック
マスクによって分離された着色樹脂を有しており、この
ブラックマスクの特性が液晶ディスプレイの視認性を左
右する。従来のブラックマスクは図５に示すように高い
遮光性と、可視光領域での反射率を低下させることを目
的として、酸化クロム膜等のクロム化合物からなる反射
防止膜を透明基板上に１、または２層形成し、その上に
クロム金属からなる遮光膜を形成した２層構造または３
層構造のブラックマスクが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】遮光膜は各画素間から
の光漏れを遮光する目的を有し、一般的には膜厚１００
ｎｍ以上の金属クロム層から形成される。しかし、遮光
率を大きくするために金属クロム層の膜厚を大きくする
と、それに伴って膜応力が大きくなり、膜ひずみ、膜剥
離等が発生する。

【０００４】本発明は、膜応力を低減させることによ
り、膜ひずみ、膜剥離等の発生しないブラックマスク、
カラーフィルター及び液晶ディスプレイを提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明のブラックマスクは、透明基板上に形成さ
れ、少なくとも１層以上の金属化合物膜からなる反射防
止膜と、前記反射防止膜上に形成され、金属膜を少なく
とも１層以上の金属化合物膜で厚み方向に分割した遮光
膜を備えたブラックマスクは、発生する膜応力が緩和さ
れ、膜ひずみ、膜剥離等の発生が低減されることを見出
した。

【０００６】また、前記遮光膜は、金属クロム膜を、少
なくとも1層以上のクロム化合物膜で厚み方向に分割す
ることが好ましい。

【０００７】前記遮光膜を分割する前記クロム化合物膜
は、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム炭化物、クロ
ム酸化窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物及
びクロム酸化窒化炭化物からなる群から選ばれる少なく
とも１種を含むことが好ましい。

【０００８】また、前記反射防止膜は、クロム酸化物、
クロム窒化物、クロム炭化物、クロム酸化窒化物、クロ
ム酸化炭化物、クロム窒化炭化物及びクロム酸化窒化炭
化物からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むこと
が好ましい。

【０００９】このようなブラックマスクの製造方法は、
透明基板上に、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム炭
化物、クロム酸化窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒
化炭化物及びクロム酸化窒化炭化物からなる群から選ば
れる少なくとも１種を含む組成の異なる反射防止膜を１
層以上形成する工程と、反射防止膜上に金属クロムを含
む第１遮光膜を形成する工程と、第１遮光膜上にクロム
酸化物、クロム窒化物、クロム炭化物、クロム酸化窒化
物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物及びクロム酸
化窒化炭化物からなる群から選ばれる少なくとも1種を
含む分割膜を形成する工程と、分割膜上に金属クロムを
含む第２遮光膜を形成する工程と、を備える。

【００１０】また、本発明に係るカラーフィルターは、
このようなブラックマスクと、ブラックマスクがその上
に形成された透明基板と、ブラックマスクの複数の開口
内に配置された着色樹脂とを備える。このカラーフィル
ターは、ブラックマスクが開口内に配置された着色樹脂
を分離するので、着色樹脂を透過する光を分離する。透
明基板を介してブラックマスクに照射される光の反射率
及び反射率の波長依存性は小さいため、着色樹脂を透過
した光に対する反射光の比率を低減させることができ、
着色樹脂を透過した光の視認性を向上させることができ
る。

【００１１】また、本発明に係る液晶ディスプレイは、
このカラーフィルターを備える第１基板と、複数の電極
を備える第２基板と、第１及び第２基板間に挟持され、
電極に所定の電位を印加することにより、ブラックマス
クの複数の開口に対向する領域毎にその配向を変化させ
ることができる液晶層とを備えることを特徴とする。

【００１２】この液晶ディスプレイにおいては、電極に
所定の電位を印加することにより、液晶層のブラックマ
スクの複数の開口に対向する領域毎に配向を変化させる
ことができるため、液晶層に入力される光の光量をブラ
ックマスクの開口毎に制御することができる。ブラック
マスクの開口内には、着色樹脂が配置されているので、
上記領域毎に着色樹脂に対応した波長成分の光を発する
ことができる。この液晶ディスプレイのカラ−フィルタ
は、着色樹脂を透過した光の視認性を向上させることが
できるため、この液晶ディスプレイに鮮明な画像を表示
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係わ
るブラックマスクについて、ブラックマスクを有するカ
ラーフィルターを用いて説明する。なお、同一要素には
同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。

【００１４】（第１の実施形態）図１は、本発明の４層
構造のブラックマスクを備えるカラーフィルター１の断
面図の一例である。カラーフィルター１は、透明ガラス
基板２と、透明ガラス基板２上に順次堆積された反射膜
防止膜３、第１遮光膜４、分割膜５及び第２遮光膜６か
らなるブラックマスクＢＭ（ブラックマトリクス）と、
ブラックマスクＢＭ上に形成されたオーバーコート層７
と、オーバーコート層７上に形成された透明電極８とを
備える。さらに、透明ガラス基板２の裏面側には、偏光
板９が取り付けられている。

【００１５】反射防止膜３は、クロム酸化物、クロム窒
化物、クロム炭化物、クロム酸化窒化物、クロム酸化炭
化物、クロム窒化炭化物及びクロム酸化窒化炭化物から
なる群の少なくとも１種を含み、その屈折率及び消衰係
数が反射防止をなすように組成が調整されている。

【００１６】ここで反射防止膜３の膜厚は、反射光を低
減するためには、１０〜２００ｎｍであることが好まし
く、反射光及びその波長依存性を低減させる観点からは
３０〜７０ｎｍであることが好ましい。

【００１７】第１遮光膜４、第２遮光膜６は、金属クロ
ムを含み、合計で２０〜５００ｎｍの厚みを有するが、
遮光の性能及び製造のスループットの観点からは、５０
〜１５０ｎｍが好ましい。第１遮光膜４、第２遮光膜６
の各膜厚は任意に決定できるが、膜応力緩和の観点から
は１／２ずつの膜厚にすることが好ましい。

【００１８】分割膜５は遮光膜を分割して膜応力を緩和
する目的を持ち、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム
炭化物、クロム酸化窒化物、クロム酸化炭化物、クロム
窒化炭化物及びクロム酸化窒化炭化物からなる群の少な
くとも１種を含む。その膜厚は特に制限はないが、製造
のスループットの観点からは、１〜５０ｎｍが好まし
い。なお、本ブラックマスクは、金属クロムからなる遮
光膜を２層以上の分割膜で厚み方向に分割することとし
ても良い。

【００１９】なお、上記の膜３、４、５、６は、その光
学特性に影響を与えない程度に多少の不純物を含んでい
てもよい。また、透明電極８はＩＴＯ（Indium-Tin-Oxi
de）からなる。

【００２０】ブラックマスクＢＭは複数の開口を有して
おり、隣接する３つの開口内には、それぞれ異なった色
の樹脂が光学フィルタとして充填されている。すなわ
ち、着色樹脂Ｒは、赤色に着色された樹脂であって、フ
ォトレジストに赤色の顔料を含有させて硬化させたもの
であり、着色樹脂Ｇは、緑色に着色された樹脂であっ
て、フォトレジストに緑色の顔料を含有させて硬化させ
たものであり、着色樹脂Ｂは、青色に着色された樹脂で
あって、フォトレジストに青色の顔料を含有させて硬化
させたものである。

【００２１】このカラーフィルター１は、ブラックマス
クＢＭが開口内に配置された着色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂを分離
するので、着色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂを透過する光を分離す
る。

【００２２】次に、上記第１の実施形態に係るカラーフ
ィルター１の製造方法について説明する。本カラーフィ
ルター１を製造するためには、まず、可視光に対して透
明なガラス基板２を用意し、透明基板２の表面上に、反
射防止膜３、第１遮光膜４、分割膜５及び第２遮光膜
６を順次堆積する。

【００２３】反射防止膜３は、反応性スパッタリング法
を用いて形成される。すなわち、透明基板２を図示しな
いチャンバ内に配置した後、透明基板２に対向する位置
にターゲットとして、クロム金属を含む基板を配置す
る。次に、チャンバ内を第１の圧力Ｐ１以下に減圧した
後、不活性ガス（希ガス）としてのアルゴンガス、クロ
ムと化合させるための反応ガス（酸素ガス、窒素ガス、
二酸化炭素ガス等の少なくともいずれか１つ又はこれら
の組み合わせ）を適当な比率でチャンバ内に導入し、チ
ャンバ内の圧力を第２の圧力Ｐ２に保持する。さらに、
基板２の温度を第１の温度Ｔ１に保持しつつ、第１のス
パッタパワーＷ１をチャンバ内の雰囲気に加え、アルゴ
ンプラズマを発生させてターゲット基板に照射し、ター
ゲット基板のクロムをスパッタリングし、スパッタされ
たクロム原子又は分子とチャンバ内に導入された反応ガ
スとの反応によって、透明基板２上に反射防止膜３を形
成する。

【００２４】ここで、第１の圧力Ｐ１は、１．５Ｐａ以
下であり、より好ましくは０．１Ｐａ以下である。第２
の圧力Ｐ２は、０．１Ｐａ〜２Ｐａであるが、好ましく
は０．１Ｐａ〜１．０Ｐａである。なお、第１の温度Ｔ
１は、室温（約２０℃）〜５００℃であり、より好まし
くは室温（約２０℃）〜１５０℃である。また、反射防
止膜３の形成時に投入する第１のスパッタパワーＷ１
は、０．５〜２０Ｗ／ｃｍ²であるが、好ましくは１〜
１２Ｗ／ｃｍ²である。この際のスパッタリングの速
度、時間に特に制限はないが、目的とする膜厚を得る時
間として１０秒以上１時間以内が例示され、２０秒以上
２０分以内がより好ましい。

【００２５】第１遮光膜４は、反射防止膜３の形成後、
基板２をチャンバから取り出すことなく、反射防止膜３
上に形成される。第１遮光膜４の形成においては、チャ
ンバ内を第３の圧力Ｐ３以下に減圧した後、不活性ガス
（希ガス）としてのアルゴンガスをチャンバ内に導入
し、チャンバ内の圧力を第４の圧力Ｐ４に保持する。さ
らに、基板２の温度を第２の温度Ｔ２に保持しつつ、第
２のスパッタパワーＷ２をチャンバ内の雰囲気に加え、
アルゴンプラズマを発生させてターゲット基板に照射
し、ターゲット基板のクロムをスパッタリングし、反射
防止膜３上に金属クロムからなる第１遮光膜４を形成す
る。

【００２６】ここで、第３の圧力Ｐ３は、１．５Ｐａ以
下であり、より好ましくは０．１Ｐａ以下である。第４
の圧力Ｐ４は、０．１Ｐａ〜２Ｐａであるが、好ましく
は０．１Ｐａ〜１．０Ｐａである。なお、第２の温度Ｔ
２は、室温（約２０℃）〜５００℃であり、より好まし
くは室温（約２０℃）〜１５０℃である。また、第１遮
光膜４の形成時に投入する第２のスパッタパワーＷ２
は、０．５〜２０Ｗ／ｃｍ²であるが、好ましくは１〜
１２Ｗ／ｃｍ²である。この際のスパッタリングの速
度、時間に特に制限はないが、目的とする膜厚を得る時
間として１０秒以上１時間以内が例示され、２０秒以上
２０分以内がより好ましい。

【００２７】分割膜５は、第１遮光膜４の形成後、基板
２をチャンバから取り出すことなく、第１遮光膜４上に
形成される。チャンバ内を第５の圧力Ｐ５以下に減圧し
た後、不活性ガス（希ガス）としてのアルゴンガス、ク
ロムと化合させるための反応ガス（酸素ガス、窒素ガ
ス、二酸化炭素ガス等の少なくともいずれか１つ又はこ
れらの組み合わせ）を適当な比率でチャンバ内に導入
し、チャンバ内の圧力を第６の圧力Ｐ６に保持する。さ
らに、基板２の温度を第３の温度Ｔ３に保持しつつ、第
３のスパッタパワーＷ３をチャンバ内の雰囲気に加え、
アルゴンプラズマを発生させてターゲット基板に照射
し、ターゲット基板のクロムをスパッタリングし、スパ
ッタされたクロム原子又は分子とチャンバ内に導入され
た反応ガスとの反応によって、第１遮光膜４上に分割膜
５を形成する。

【００２８】ここで、第５の圧力Ｐ５は、１．５Ｐａ以
下であり、より好ましくは０．１Ｐａ以下である。第６
の圧力Ｐ６は、０．１Ｐａ〜２Ｐａであるが、好ましく
は０．１Ｐａ〜１．０Ｐａである。なお、第３の温度Ｔ
３は、室温（約２０℃）〜５００℃であり、より好まし
くは室温（約２０℃）〜１５０℃である。また、分割膜
の形成時に投入する第３のスパッタパワーＷ３は、０．
５〜２０Ｗ／ｃｍ²であるが、好ましくは１〜１２Ｗ／
ｃｍ²である。この際のスパッタリングの速度、時間に
特に制限はないが、目的とする膜厚を得る時間として１
０秒以上１時間以内が例示され、２０秒以上２０分以内
がより好ましい。

【００２９】第２遮光膜６は、分割膜５の形成後、基板
２をチャンバから取り出すことなく、分割膜５上に形成
される。その製造方法は第１遮光膜４の製造法方法と同
様である。

【００３０】またインライン型のスパッタ装置にてブラ
ックマスクを形成する場合には、製造タクト短縮の観点
から、通常１つのチャンバ内には複数の金属ターゲット
が具備されている。従って遮光膜を形成するチャンバ内
の金属ターゲットの一部を金属酸化物、金属窒化物等の
ターゲットに交換して遮光膜を形成することにより、金
属化合物膜で分割された遮光膜を形成することができ
る。

【００３１】なお、上記反射防止膜３、第１遮光膜４、
分割膜５及び第２遮光膜６の製造方法として、ＣＶＤ法
又は蒸着法を用いてもよい。

【００３２】次に、ポジ型のフォトレジストを第２遮光
膜６の露出表面上に塗布し、プリベークを行った後、フ
ォトレジストに複数の開口を有するパターンを光照射
し、フォトレジストを感光させた後、フォトレジストの
感光領域を有機溶剤を用いて溶解することにより現像
し、ベーキングを行うことによって複数の開口を有する
フォトレジスト層を第２遮光膜６上に形成するさらに、
複数の開口を有するフォトレジスト層をマスクとして、
所定のエッチング液を開口直下の第２遮光膜６、分割膜
５、第１遮光膜４及び反射防止膜３の領域に接触させ
て、これらの領域をエッチングし、エッチングの終了
後、フォトレジスト層を有機溶剤を用いて第２遮光膜６
上から除去し、複数の開口を有するブラックマスクＢＭ
を形成する。なお、このエッチング液としては、硝酸セ
リウム第二アンモニウムを主成分とするエッチング液等
を使用できる。また、リフトオフ法等の手段を用いて複
数の開口を有するブラックマスクＢＭを形成することも
できる。

【００３３】次に、赤色の顔料を含むことにより、赤色
に着色されたネガ型のフォトレジストを、基板２の上方
に配置されたディスペンサからブラックマスクＢＭ上に
供給し、ブラックマスクＢＭの全ての開口内に充填す
る。

【００３４】しかる後、赤色フォトレジストの塗布され
た基板２をプリベークし、均一な厚みを有するフォトレ
ジスト層を形成する。なお、プリベークの前に、赤色フ
ォトレジスト層の厚みが均一になるように、基板２を、
その厚み方向を回転軸として回転させてもよい。

【００３５】次に、ブラックマスクＢＭのマトリクス状
の配置された開口の行方向及び列方向に対して３つおき
であって、対角方向に対して隣接する開口領域上のみに
赤色フォトレジストが残留するように、赤色フォトレジ
スト層を露光し、非感光領域の赤色フォトレジストを有
機溶剤を用いて除去した後、ベーキングを行い、ブラッ
クマスクＢＭの所定の開口内に赤色の樹脂Ｒを形成す
る。

【００３６】さらに、赤色フォトレジストに代えて、緑
色に着色されたフォトレジスト及び青色に着色されたフ
ォトレジストを用い、赤色の樹脂Ｒの形成工程と同様の
方法を用いて、ブラックマスクＢＭの所定の開口内に緑
色の樹脂Ｇ及び青色の樹脂Ｂを形成する。各着色樹脂
Ｒ，Ｇ，Ｂは、ブラックマスクＢＭの開口の行方向及び
列方向に対して３つおきであって、対角方向に対して隣
接するように配置されている。

【００３７】次に、着色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂ上に、その表面
が均一になるようにオーバーコート層７を堆積し、さら
に、オーバーコート層７上に透明電極８を堆積し、最後
に透明基板２の裏面側に偏光板９を取り付けて、図１に
示したカラーフィルター１が完成する。

【００３８】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
に係るブラックマスクＢＭについて説明する。図２は、
第２の実施形態に係るブラックマスクＢＭを含んだカラ
ーフィルター１の断面図である。このブラックマスクＢ
Ｍは、第１反射防止膜１０、第２反射防止膜１１、第１
遮光膜４、分割膜５及び第２遮光膜６から構成されてい
る。

【００３９】第１、第２反射防止膜１０、１１は、クロ
ム酸化物、クロム窒化物、クロム炭化物、クロム酸化窒
化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物及びクロム
酸化窒化炭化物からなる群から選ばれる少なくとも１種
を含む。ここで、第１、第２反射防止膜１０、１１の膜
厚は、反射光を低減させるためには、２０〜２００ｎｍ
であることが好ましく、１０〜７０ｎｍであることがさ
らに好ましい。なお、それぞれの膜１０，１１は、上記
第１の実施形態の反射防止膜３の形成方法と同一の方法
を用いて形成することができる。また、第１、第２反射
防止膜１０、１１は、反射防止をなすようにその屈折
率、消衰係数が調整されており、これらの膜中の組成は
互いに異なる。なお、本ブラックマスクは、互いに組成
の異なる３層以上の反射防止膜を備えることとしても良
い。

【００４０】第１遮光膜４、分割膜５及び第２遮光膜６
は、第１の実施形態に係る膜と同等である。なお、本ブ
ラックマスクは金属クロムからなる遮光膜を２層以上の
分割膜で分割することとしてもよい。なお、上記の膜１
０、１１、４、５、６は、その光学特性に影響を与えな
い程度に多少の不純物を含んでいても良い。

【００４１】次に、上記カラーフィルター１を用いた液
晶ディスプレイについて説明する。

【００４２】図３は、この液晶ディスプレイ１００を示
す断面図である。本液晶ディスプレイ１００は、カラー
フィルター１と、カラーフィルター１の透明電極８に貼
りつけられたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板２０と、
ＴＦＴ基板２０をカラーフィルター１とともに挟む位置
に固定されたバックライトとを備える。

【００４３】ＴＦＴ基板２０は、カラーフィルター１の
表面外周部を囲む遮光性樹脂からなる外枠２１、外枠２
１内に充填されたネマティック液晶からなる液晶層２
２、液晶層２２のブラックマスクＢＭ開口部に対応する
領域毎に設けられた複数の画素電極２３、画素電極２３
がその上に形成された透明ガラス基板２４及び透明ガラ
ス基板２４の露出表面に形成された偏光板２５を備え
る。

【００４４】偏光板又は偏光膜９及び２５の偏光方位は
直交しており、ポリイミド等の有機材料から構成され
る。複数の画素電極２３は、ＴＦＴ基板２０のガラス基
板２４上に形成された複数の薄膜トランジスタにそれぞ
れ接続されており、特定の画素電極２３に所定の電位を
与えると、特定の画素電極２３と透明電極８との間に所
定電圧が印加され、電圧に応じて形成される電界によっ
て、液晶層２２の特定の画素電極２３に対応する領域の
配向が変化する。

【００４５】バックライトから出射した白色光ＬＴ１の
うちの特定方向の偏光成分が、偏光板又は偏光膜２５を
通過することによって、液晶層２２に入射する。入射し
た偏光は、画素電極２３毎に分割され、液晶層２２の配
向量に応じて偏光方位が変化する。画素電極２３毎に分
割された光は、カラーフィルター１の着色樹脂Ｒ，Ｇ，
Ｂにそれぞれ入射し、これを透過する。カラーフィルタ
ー１の出射面側には、偏光板又は偏光膜９が設けられて
いるため、液晶層２２の配向量に応じて偏光板又は偏光
膜９を透過する光の光量が変化する。液晶層２２の配向
量は、画素電極２３に与えられる電位に比例するので、
画素電極２３に与える電位を制御することによって、出
射光ＬＴ２の光量を制御することができる。

【００４６】以上、説明したように、上記実施の実施形
態に係るカラーフィルター１は、ブラックマスクＢＭ
と、ブラックマスクＢＭがその上に形成された透明基板
２と、ブラックマスクＢＭの複数の開口内に配置された
着色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂとを備える。このカラーフィルター
１は、ブラックマスクＢＭが開口内に配置された着色樹
脂Ｒ，Ｇ，Ｂを分離するので、着色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂを透
過する光を分離する。透明基板２を介してブラックマス
クＢＭに照射される光の反射率及び反射率の波長依存性
は小さくため、着色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂを透過した光ＬＴ２
に対する反射光の比率を低減させることができ、着色樹
脂Ｒ，Ｇ，Ｂを透過した光の視認性を向上させることが
できる。

【００４７】また、上記実施の形態に係る液晶ディスプ
レイ１００は、カラーフィルター１と、カラーフィルタ
ー１に対向する位置に設けられた液晶層２２と、所定の
電位を印加することにより、液晶層２２のブラックマス
クＢＭの複数の開口に対向する領域毎に液晶層の配向を
変化させることができる位置に設けられた複数の電極２
３と、を備える。この液晶ディスプレイ１００において
は、電極２３に所定の電位を印加することにより、液晶
層２２のブラックマスクＢＭの複数の開口に対向する領
域毎にその配向を変化させることができるため、液晶層
２２に入力される光ＬＴ１の光量をブラックマスクＢＭ
の開口毎に制御することができる。ブラックマスクＢＭ
の開口内には、着色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂが配置されているの
で、上記領域毎に着色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂに対応した波長成
分の光を出射することができる。この液晶ディスプレイ
１００のカラ−フィルタ１は、着色樹脂Ｒ，Ｇ，Ｂを透
過した光の視認性を向上させることができため、この液
晶ディスプレイ１００に鮮明な画像を表示することがで
きる。

【００４８】なお、本発明に係るブラックマスクは、上
述の実施形態に限られるものではなく、種々の変形が可
能である。

【００４９】

【実施例】上記第１及び第２の実施形態に係るブラック
マスクＢＭについて、そのパターニング性及び反射率に
ついて評価した。

【００５０】（実施例１）第１の実施形態に係るブラッ
クマスクＢＭは、以下の方法により製造した。まず、ガ
ラス基板２を、スパッタリング装置のチャンバ内に装着
し、チャンバ内を１．０×１０^-4Ｐａまで排気した後、
チャンバ内にアルゴンガス、窒素ガス及び二酸化炭素ガ
スの混合ガスをチャンバ内の圧力が０．４Ｐａになるま
で導入した。このチャンバに供給される混合ガスの流量
パーセント比は、Ａｒ：Ｎ₂：ＣＯ₂＝８：４：１であ
る。さらに、スパッタパワーを２Ｗ／ｃｍ²にして、金
属クロムをターゲットとしてスパッタリングを行い、ク
ロム酸化物、クロム窒化物、クロム炭化物、クロム酸化
窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物及びクロ
ム酸化窒化炭化物を含む膜厚４０ｎｍの反射防止膜３を
基板２上に形成した。

【００５１】次にチャンバ内の圧力が１．０×１０^-4Ｐ
ａになるまで排気した後、アルゴンガスをチャンバ内の
圧力が０．４Ｐａになるまで導入した。さらに、スパッ
タパワーを５Ｗ／ｃｍ²にして、金属クロムをターゲッ
トとしてスパッタリングを行い、金属クロムからなる膜
厚１００ｎｍの第１遮光膜４を反射防止膜３上に形成し
た。

【００５２】次にチャンバ内の圧力が１．０×１０^-4Ｐ
ａになるまで排気した後、チャンバ内にアルゴンガス、
窒素ガス、二酸化炭素ガスの混合ガスをチャンバ内の圧
力が０．４Ｐａになるまで導入した。このチャンバに供
給される混合ガスの流量パーセント比は、Ａｒ：Ｎ₂ ：
ＣＯ₂＝４：２：１である。さらに、スパッタパワーを
２Ｗ／ｃｍ²にして、金属クロムをターゲットとしてス
パッタリングを行い、クロム酸化物、クロム窒化物、ク
ロム炭化物、クロム酸化窒化物、クロム酸化炭化物、ク
ロム窒化炭化物及びクロム酸化窒化炭化物を含む膜厚５
ｎｍの分割膜５を第１遮光膜４上に形成した。

【００５３】次に、チャンバ内の圧力が１．０×１０^-4
Ｐａになるまでチャンバ内の雰囲気を排気した後、アル
ゴンガスを、チャンバ内の圧力が０．４Ｐａになるまで
チャンバ内に導入した。しかる後、スパッタパワーを５
Ｗ／ｃｍ²に設定し、金属クロムをターゲットとしてス
パッタリングを行い、金属クロムからなる膜厚１００ｎ
ｍの第２遮光膜６を分割膜５上に形成した。なお、上記
膜３、４、５、６の形成時の基板２の温度は、すべて室
温である。

【００５４】（実施例２）第２の実施形態に係るブラッ
クマスクＢＭは、以下の方法により製造した。まず、ガ
ラス基板２を、スパッタリング装置のチャンバ内に装着
し、チャンバ内を１．０×１０^-4Ｐａまで排気した後、
チャンバ内に窒素ガス、酸素ガスの混合ガスをチャンバ
内の圧力が０．４Ｐａになるまで導入した。このチャン
バに供給される混合ガスの流量パーセント比は、Ｎ₂：
Ｏ₂＝１：１である。さらに、スパッタパワーを１０Ｗ
／ｃｍ²にして、金属クロムをターゲットとしてスパッ
タリングを行い、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム
酸化窒化物を含む膜厚５４ｎｍの第１反射防止膜１０を
基板２上に形成した。

【００５５】次に、チャンバ内の圧力が１．０×１０^-4
Ｐａになるまでチャンバ内の雰囲気を排気した後、アル
ゴンガス、窒素ガス、酸素ガスの混合ガスをチャンバ内
の圧力が０．４Ｐａになるまで導入した。このチャンバ
に供給される混合ガスの流量パーセント比は、Ａｒ：
Ｎ₂：Ｏ₂＝１０：５：１である。しかる後、スパッタパ
ワーを７Ｗ／ｃｍ²に設定し、金属クロムをターゲット
としてスパッタリングを行い、クロム酸化物、クロム窒
化物、クロム酸化窒化物を含む膜厚４１ｎｍの第２反射
防止膜１１を第１反射防止膜１０上に形成した。

【００５６】次にチャンバ内の圧力が１．０×１０^-4Ｐ
ａになるまで排気した後、アルゴンガスをチャンバ内の
圧力が０．４Ｐａになるまで導入した。さらに、スパッ
タパワーを５Ｗ／ｃｍ²にして、金属クロムをターゲッ
トとしてスパッタリングを行い、金属クロムからなる膜
厚１００ｎｍの第１遮光膜４を第２反射防止膜１１上に
形成した。

【００５７】次にチャンバ内の圧力が１．０×１０^-4Ｐ
ａになるまで排気した後、チャンバ内にアルゴンガス、
窒素ガス、酸素ガスの混合ガスをチャンバ内の圧力が
０．４Ｐａになるまで導入した。このチャンバに供給さ
れる混合ガスの流量パーセント比は、Ａｒ：Ｎ₂：Ｏ₂＝
２：１：１である。さらに、スパッタパワーを２Ｗ／ｃ
ｍ²にして、金属クロムをターゲットとしてスパッタリ
ングを行い、クロム酸化物、クロム窒化物及びクロム酸
化窒化物を含む膜厚５ｎｍの分割膜５を第１遮光膜４上
に形成した。

【００５８】次に、チャンバ内の圧力が１．０×１０^-4
Ｐａになるまでチャンバ内の雰囲気を排気した後、アル
ゴンガスを、チャンバ内の圧力が０．４Ｐａになるまで
チャンバ内に導入した。しかる後、スパッタパワーを５
Ｗ／ｃｍ²に設定し、金属クロムをターゲットとしてス
パッタリングを行い、金属クロムからなる膜厚１００ｎ
ｍの第２遮光膜６を分割膜５上に形成した。なお、上記
膜１０、１１、４、５、６の形成時の基板２の温度は、
すべて室温である。

【００５９】（比較例）比較例に係るブラックマスクＢ
Ｍは、以下の方法により製造した。まず、ガラス基板２
を、スパッタリング装置のチャンバ内に装着し、チャン
バ内を１．０×１０^-4Ｐａまで排気した後、チャンバ内
にアルゴンガス、窒素ガス及び二酸化炭素ガスの混合ガ
スをチャンバ内の圧力が０．４Ｐａになるまで導入し
た。このチャンバに供給される混合ガスの流量パーセン
ト比は、Ａｒ：Ｎ₂：ＣＯ₂＝８：４：１である。さら
に、スパッタパワーを２Ｗ／ｃｍ²にして、金属クロム
をターゲットとしてスパッタリングを行い、クロム酸化
物、クロム窒化物、クロム炭化物、クロム酸化窒化物、
クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物及びクロム酸化窒
化炭化物を含む膜厚４０ｎｍの反射防止膜３を基板２上
に形成した。

【００６０】次にチャンバ内の圧力が１．０×１０^-4Ｐ
ａになるまで排気した後、アルゴンガスをチャンバ内の
圧力が０．４Ｐａになるまで導入した。さらに、スパッ
タパワーを５Ｗ／ｃｍ²にして、金属クロムをターゲッ
トとしてスパッタリングを行い、金属クロムからなる膜
厚２００ｎｍの遮光膜４を反射防止膜３上に形成した。
なお、上記膜３、４の形成時の基板２の温度は、すべて
室温である。

【００６１】（評価方法及び結果）実施例１、実施例２
及び比較例に係るブラックマスクＢＭを用いてブラック
マスクパターンを形成した場合、実施例１及び実施例２
のブラックマスクＢＭには膜剥離等は発生せず、微細で
良好なエッジ形状を得ることができる。しかし比較例の
ブラックマスクＢＭには膜応力によって膜剥離が発生す
る場合があり、微細なエッジ形状を得ることができな
い。

【００６２】また、実施例１、実施例２及び比較例に係
るブラックマスクＢＭが形成された透明基板２を用意
し、透明基板２側から入射光を照射して、ブラックマス
クＢＭからの光の反射率を測定した。この反射率は、ミ
ノルタＣＭ−２００２分光測色計を用いて測定した。

【００６３】図４は、このようにして測定した入射光の
波長（ｎｍ）と反射率（％）との関係を示すグラフであ
る。実施例１に係るブラックマスクＢＭを透明基板２上
に形成した場合、その反射率（Ｅ１）は、波長５００〜
６００ｎｍの領域において６％以下である。さらに、実
施例２に係るブラックマスクＢＭを透明基板２上に形成
した場合、その反射率（Ｅ２）は、波長４００〜７００
ｎｍの領域において６％以下であり、波長依存性は実施
例１のものよりも低減されている。なお、比較例の反射
率は実施例１の反射率（Ｅ１）の場合と同一であり、分
割膜の導入によって反射率には影響しない。

【００６４】なお、上記実施例に係るブラックマスクＢ
Ｍについて、さらに、この上に赤色のレジストを塗布
後、露光、現像を行って赤色画素の形成を行い、青、緑
の画素を作製し、さらに、この上に、ＩＴＯ電極を成膜
したのち、配向膜の作製、ラビング、スペーサーの散
布、ラビングした配向膜を表面に有する対向電極基板の
接着、液晶の注入、封止、偏光膜の接着等の一連の操作
を行うことにより製造される液晶ディスプレイは、従来
の液晶ディスプレイよりも、低反射で、コントラスト等
の表示性能が優るものである。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、膜応力により膜剥離等
の発生しないブラックマスク、鮮明な画像が得られるカ
ラーフィルター及び液晶ディスプレイを提供することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラーフィルターの断面図。

【図２】別の実施形態に係るカラーフィルターの断面
図。

【図３】液晶ディスプレイの断面図。

【図４】入射光の波長（ｎｍ）と反射率（％）との関係
を示すグラフである。

【図５】比較例に係るカラーフィルターの断面図。

【符号の説明】

３…反射防止膜、４…第１遮光膜、５…分割膜、６…第
２遮光膜、１０…第１反射防止膜、１１…第２反射防止
膜、ＢＭ…ブラックマスク、１…カラーフィルター、１
００…液晶ディスプレイ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブラックマスクにおいて、透明基板上に
形成され、少なくとも1層以上の金属化合物からなる反
射防止膜と、前記反射防止膜上に形成され、金属膜を少
なくとも１層以上の金属化合物膜で厚み方向に分割した
遮光膜と、を備えることを特徴とするブラックマスク。
【請求項２】前記遮光膜は、金属クロム膜を、少なく
とも1層以上のクロム化合物膜で厚み方向に分割するこ
とにより形成することを特徴とする請求項１に記載のブ
ラックマスク。
【請求項３】前記遮光膜を分割する前記クロム化合物
膜は、クロム酸化物、クロム窒化物、クロム炭化物、ク
ロム酸化窒化物、クロム酸化炭化物、クロム窒化炭化物
及びクロム酸化窒化炭化物からなる群から選ばれる少な
くとも１種を含むことを特徴とする請求項１又は２に記
載のブラックマスク。
【請求項４】前記反射防止膜は、クロム酸化物、クロ
ム窒化物、クロム炭化物、クロム酸化窒化物、クロム酸
化炭化物、クロム窒化炭化物及びクロム酸化窒化炭化物
からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のブラッ
クマスク。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
ブラックマスクと、前記ブラックマスクがその上に形成された前記透明基板
と、前記ブラックマスクの複数の開口内に配置された着色樹
脂と、を備えることを特徴とするカラーフィルター。
【請求項６】請求項５に記載のカラーフィルターを備
える第１基板と、複数の電極を備える第２基板と、前記第１及び第２基板間に挟持され、前記電極に所定の
電位を印加することにより、前記ブラックマスクの複数
の開口に対向する領域毎にその配向を変化させることが
できる液晶層と、を備えることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項７】透明基板上に、クロム酸化物、クロム窒
化物、クロム炭化物、クロム酸化窒化物、クロム酸化炭
化物、クロム窒化炭化物及びクロム酸化窒化炭化物から
なる群から選ばれる少なくとも１種を含む組成の異なる
反射防止膜を１層以上形成する工程と、前記反射防止膜上に金属クロムを含む第１遮光膜を形成
する工程と、前記第１遮光膜上にクロム酸化物、クロム窒化物、クロ
ム炭化物、クロム酸化窒化物、クロム酸化炭化物、クロ
ム窒化炭化物及びクロム酸化窒化炭化物からなる群から
選ばれる少なくとも1種を含む分割膜を形成する工程と
前記分割膜上に金属クロムを含む第２遮光膜を形成する
工程と、を備えることを特徴とするブラックマスクの製
造方法。