JP3440346B2 - ブラックマトリックス用クロムブランクスおよび液晶デイスプレイ用カラーフイルター - Google Patents
ブラックマトリックス用クロムブランクスおよび液晶デイスプレイ用カラーフイルターInfo
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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- G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- G03F7/0007—Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，液晶デイスプレイ用カ
ラーフイルター及びそれを作製するためのブラックマト
リックス用クロムブランクスに関する。
ラーフイルター及びそれを作製するためのブラックマト
リックス用クロムブランクスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液晶デイスプレイ用カラーフ
イルターには、デイスプレイの視認性を向上させるため
ブラックマトリックス部を作製した基板上に、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に着色した層を設けたもの
が使用されており、ブラックマトリックス部は、通常、
クロム等からなる遮光層を設けたブランクスを製版、エ
ッチング加工して作製されていた。近年、液晶デイスプ
レイのさらなる表示品質の向上の要求に伴い、デイスプ
レイの視認性（視覚認可性）を一層向上させるために、
ブラックマトリックス部にも、遮光性とともに透明基板
面側（表示面側）の反射率を可視光の波長領域で一層低
くすることが求められてきた。これに対応するものとし
て、特開昭６１−３９０２４号公報に記載のものが提案
されている。これは図６に示すとおりのもので、ブラッ
クマトリックス部に使用されるクロムブランクスは、透
明基板６１０の上面に酸化クロム等の反防止膜６２０を
形成し、次にその上に金属クロム等からなる遮光膜６４
０を積層した２層構造のクロム膜とし、遮光性と透明基
板面側の低反射特性を得ている。図７は図６に示すブラ
ンクスの透明基板側からの反射率を示した図である。
イルターには、デイスプレイの視認性を向上させるため
ブラックマトリックス部を作製した基板上に、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に着色した層を設けたもの
が使用されており、ブラックマトリックス部は、通常、
クロム等からなる遮光層を設けたブランクスを製版、エ
ッチング加工して作製されていた。近年、液晶デイスプ
レイのさらなる表示品質の向上の要求に伴い、デイスプ
レイの視認性（視覚認可性）を一層向上させるために、
ブラックマトリックス部にも、遮光性とともに透明基板
面側（表示面側）の反射率を可視光の波長領域で一層低
くすることが求められてきた。これに対応するものとし
て、特開昭６１−３９０２４号公報に記載のものが提案
されている。これは図６に示すとおりのもので、ブラッ
クマトリックス部に使用されるクロムブランクスは、透
明基板６１０の上面に酸化クロム等の反防止膜６２０を
形成し、次にその上に金属クロム等からなる遮光膜６４
０を積層した２層構造のクロム膜とし、遮光性と透明基
板面側の低反射特性を得ている。図７は図６に示すブラ
ンクスの透明基板側からの反射率を示した図である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
造のブランクスでは、図７に示すように、透明基板を含
む透明基板側からの反射率曲線Ｌ６の各値を波長４００
〜７００ｎｍの可視光領域全域にわたって所望の値、例
えば１０％以下という低い値にすることができなかっ
た。さらに、５００〜６００ｎｍの間の、特定の一波長
に反射率の極小値を持つ為、反射防止膜の膜厚変化によ
り各波長での反射率が変化しやすく、ひいては反射色の
色調の変化を起こすという問題を有していた。即ち、薄
膜干渉効果により反射率が極小値を持ち、その位置を通
常は５００〜６００ｎｍとしている為、基板間、基板内
における反射防止膜の製造上生じる小さい膜厚変動（不
均一）によってこの極小値の特定波長がシフトすること
により、各波長での反射率が変動し、結果的に色調の変
化を起こすという問題を有していた。本発明は、このよ
うな問題を解決しようとするもので、ブラックマトリッ
クス部を設けた液晶表示用カラーフイルターにおいて、
ブラックマトリクス部の透明基板面側の反射率が波長４
００〜７００ｎｍの可視光領域全域にわたって所望の値
より小さく、且つ、反射防止膜の膜厚変化による各波長
での反射率の変化が小さいものを提供しようとするもの
で、その為のクロムブランクスを提供しようとするもの
である。
造のブランクスでは、図７に示すように、透明基板を含
む透明基板側からの反射率曲線Ｌ６の各値を波長４００
〜７００ｎｍの可視光領域全域にわたって所望の値、例
えば１０％以下という低い値にすることができなかっ
た。さらに、５００〜６００ｎｍの間の、特定の一波長
に反射率の極小値を持つ為、反射防止膜の膜厚変化によ
り各波長での反射率が変化しやすく、ひいては反射色の
色調の変化を起こすという問題を有していた。即ち、薄
膜干渉効果により反射率が極小値を持ち、その位置を通
常は５００〜６００ｎｍとしている為、基板間、基板内
における反射防止膜の製造上生じる小さい膜厚変動（不
均一）によってこの極小値の特定波長がシフトすること
により、各波長での反射率が変動し、結果的に色調の変
化を起こすという問題を有していた。本発明は、このよ
うな問題を解決しようとするもので、ブラックマトリッ
クス部を設けた液晶表示用カラーフイルターにおいて、
ブラックマトリクス部の透明基板面側の反射率が波長４
００〜７００ｎｍの可視光領域全域にわたって所望の値
より小さく、且つ、反射防止膜の膜厚変化による各波長
での反射率の変化が小さいものを提供しようとするもの
で、その為のクロムブランクスを提供しようとするもの
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のブラックマトリ
ックス用クロムブランクスは、透明基板の片面上に、少
なくとも、第一反射防止膜、第二反射防止膜、遮光膜を
透明基板から順次積層した、液晶デイスプレイ用カラー
フイルターに使用されるブラックマトリックス用クロム
ブランクスであって、第一反射防止膜、第二反射防止膜
は、それぞれクロムを主成分とするクロム化合物ないし
混合物からなる半透明性を有する膜であり、遮光膜はク
ロム、もしくはクロムを主成分とするクロム化合物ない
し混合物からなる遮光性を有する膜であり、第一反射防
止膜、第二反射防止膜の膜厚範囲が２００ｎｍ〜５００
ｎｍ、遮光膜の膜厚が５００ｎｍ以上であり、透明基板
の屈折率ｎｓ、第一反射防止膜の複素屈折率の実数部ｎ
１、第二反射防止膜の複素屈折率の実数部ｎ２、遮光膜
の複素屈折率の実数部ｎ３が、ほぼ可視光全領域でｎｓ
＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３なる関係を有し、かつ、第一反射防
止膜の消衰係数ｋ１、第二反射防止膜の消衰係数ｋ２、
遮光膜の消衰係数ｋ３が、可視光全領域でｋ１＜ｋ２＜
ｋ３なる関係を有することを特徴とするものである。そ
して、上記において、可視光領域の少なくとも波長４５
０〜６５０ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３なる関
係を有することを特徴とするものである。そしてまた、
上記において、第一反射防止膜がクロムの原子百分率３
０〜５０％のクロムと、酸素、酸素と窒素、酸素と炭
素、酸素と窒素と炭素から選ばれた１組からなり、第二
反射防止膜がクロムの原子百分率４５〜６５％のクロム
と、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素
から選ばれた１組からなり、遮光膜がクロムであること
を特徴とするものである。また、上記において、第一反
射防止膜がクロムの原子百分率３０〜５０％のクロム
と、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素
から選ばれた１組からなり、第二反射防止膜がクロムの
原子百分率４５〜６５％のクロムと、酸素、酸素と窒
素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素から選ばれた１組か
らなり、遮光膜がクロムの原子百分率が６０％以上のク
ロムと、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と
炭素から選ばれた１組からなることを特徴とするもので
ある。尚、第一反射防止膜、第二反射防止膜、遮光膜を
もつブランクスの膜作製は、スパッタ法、蒸着法、ＣＶ
Ｄ法等が適用できる。また、第一反射防止膜、第二反射
防止膜の膜厚としては可視光領域での反射分光のボトム
調整が可能な膜厚範囲として２００〜５００ｎｍ、遮光
膜の膜厚としては、所定の遮光性が得られる膜厚として
５００ｎｍ以上適当である。上記のｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜
ｎ３なる関係は、可視光全領域で成り立つことが好まし
いが、可視光領域の少なくとも波長４５０〜６５０ｎｍ
の領域で成り立てば効果が大である。
ックス用クロムブランクスは、透明基板の片面上に、少
なくとも、第一反射防止膜、第二反射防止膜、遮光膜を
透明基板から順次積層した、液晶デイスプレイ用カラー
フイルターに使用されるブラックマトリックス用クロム
ブランクスであって、第一反射防止膜、第二反射防止膜
は、それぞれクロムを主成分とするクロム化合物ないし
混合物からなる半透明性を有する膜であり、遮光膜はク
ロム、もしくはクロムを主成分とするクロム化合物ない
し混合物からなる遮光性を有する膜であり、第一反射防
止膜、第二反射防止膜の膜厚範囲が２００ｎｍ〜５００
ｎｍ、遮光膜の膜厚が５００ｎｍ以上であり、透明基板
の屈折率ｎｓ、第一反射防止膜の複素屈折率の実数部ｎ
１、第二反射防止膜の複素屈折率の実数部ｎ２、遮光膜
の複素屈折率の実数部ｎ３が、ほぼ可視光全領域でｎｓ
＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３なる関係を有し、かつ、第一反射防
止膜の消衰係数ｋ１、第二反射防止膜の消衰係数ｋ２、
遮光膜の消衰係数ｋ３が、可視光全領域でｋ１＜ｋ２＜
ｋ３なる関係を有することを特徴とするものである。そ
して、上記において、可視光領域の少なくとも波長４５
０〜６５０ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ３なる関
係を有することを特徴とするものである。そしてまた、
上記において、第一反射防止膜がクロムの原子百分率３
０〜５０％のクロムと、酸素、酸素と窒素、酸素と炭
素、酸素と窒素と炭素から選ばれた１組からなり、第二
反射防止膜がクロムの原子百分率４５〜６５％のクロム
と、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素
から選ばれた１組からなり、遮光膜がクロムであること
を特徴とするものである。また、上記において、第一反
射防止膜がクロムの原子百分率３０〜５０％のクロム
と、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素
から選ばれた１組からなり、第二反射防止膜がクロムの
原子百分率４５〜６５％のクロムと、酸素、酸素と窒
素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素から選ばれた１組か
らなり、遮光膜がクロムの原子百分率が６０％以上のク
ロムと、酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と
炭素から選ばれた１組からなることを特徴とするもので
ある。尚、第一反射防止膜、第二反射防止膜、遮光膜を
もつブランクスの膜作製は、スパッタ法、蒸着法、ＣＶ
Ｄ法等が適用できる。また、第一反射防止膜、第二反射
防止膜の膜厚としては可視光領域での反射分光のボトム
調整が可能な膜厚範囲として２００〜５００ｎｍ、遮光
膜の膜厚としては、所定の遮光性が得られる膜厚として
５００ｎｍ以上適当である。上記のｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜
ｎ３なる関係は、可視光全領域で成り立つことが好まし
いが、可視光領域の少なくとも波長４５０〜６５０ｎｍ
の領域で成り立てば効果が大である。
【０００５】尚、上記におけるクロムと、酸素、酸素と
窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素から選ばれた１組
は、クロム化合物（混合物）の原子百分率が大きい程遮
光性が強くなり、３０〜５０％で透明性が高くなり、原
子百分率が４５〜６５％で遮光性がやや高くなり、原子
百分率が６０％以上で遮光性が高くなるため、上記のよ
うな構成にするのである。また、酸素の原子百分率量が
増えるに従い、透明性が高くなる。窒素は原子百分率量
が増えるに従い透明性が高くなる事は酸素と同様である
が、酸素と比較するとその効果は小さく、透明性の度合
をより精確に制御する場合に適している。炭素は特にエ
ッチング性に大きくきくもので、炭素の原子百分率量が
増えるに従いエッチングスピードは小となる。基本的に
は、遮光性と良好な反射特性を持つように、第一反射防
止膜、第二反射防止膜、遮光膜を積層形成すること、及
び積層形成された膜全体のエッチング特性が良いものが
望まれる。
窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素から選ばれた１組
は、クロム化合物（混合物）の原子百分率が大きい程遮
光性が強くなり、３０〜５０％で透明性が高くなり、原
子百分率が４５〜６５％で遮光性がやや高くなり、原子
百分率が６０％以上で遮光性が高くなるため、上記のよ
うな構成にするのである。また、酸素の原子百分率量が
増えるに従い、透明性が高くなる。窒素は原子百分率量
が増えるに従い透明性が高くなる事は酸素と同様である
が、酸素と比較するとその効果は小さく、透明性の度合
をより精確に制御する場合に適している。炭素は特にエ
ッチング性に大きくきくもので、炭素の原子百分率量が
増えるに従いエッチングスピードは小となる。基本的に
は、遮光性と良好な反射特性を持つように、第一反射防
止膜、第二反射防止膜、遮光膜を積層形成すること、及
び積層形成された膜全体のエッチング特性が良いものが
望まれる。
【０００６】また、本発明の液晶デイスプレイ用カラー
フイルターは、少なくとも、上記のブラックマトリック
ス用クロムブランクスを用いて形成されたブラックマト
リックス部上に、着色層パターン、透明電極膜が設けら
れていることを特徴とするものである。ブラックマトリ
ックスの作製は光リソグラフイーによる製版、エッチン
グ方法にて一般的には行われる。着色層パターンの形成
は顔料分散法、染色法、印刷法等により行われ、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色を所定の形状に形
成する。着色層上には必要に応じて着色層を保護する目
的で透明な保護膜を形成した後、さらにこの保護膜もし
くは着色層の上に液晶を駆動するための透明電極をスパ
ッタ法等により作製する。
フイルターは、少なくとも、上記のブラックマトリック
ス用クロムブランクスを用いて形成されたブラックマト
リックス部上に、着色層パターン、透明電極膜が設けら
れていることを特徴とするものである。ブラックマトリ
ックスの作製は光リソグラフイーによる製版、エッチン
グ方法にて一般的には行われる。着色層パターンの形成
は顔料分散法、染色法、印刷法等により行われ、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色を所定の形状に形
成する。着色層上には必要に応じて着色層を保護する目
的で透明な保護膜を形成した後、さらにこの保護膜もし
くは着色層の上に液晶を駆動するための透明電極をスパ
ッタ法等により作製する。
【０００７】
【作用】本発明のブラックマトリックス用クロムブラン
クスは、上記のような構成にすることにより、透明基板
側からの反射率が波長４００〜７００ｎｍの可視光領域
全域にわたって所望の値（例えば１０％以下）とするこ
ときができ、且つ、反射防止膜の膜厚変化による色調変
化を小さくできるものとしている。そして、本発明の液
晶デイスプレイ用カラーフイルターは、本発明のブラッ
クを用いてブラックマトリックスを作製していることに
より、視認性を従来より一層向上させている。
クスは、上記のような構成にすることにより、透明基板
側からの反射率が波長４００〜７００ｎｍの可視光領域
全域にわたって所望の値（例えば１０％以下）とするこ
ときができ、且つ、反射防止膜の膜厚変化による色調変
化を小さくできるものとしている。そして、本発明の液
晶デイスプレイ用カラーフイルターは、本発明のブラッ
クを用いてブラックマトリックスを作製していることに
より、視認性を従来より一層向上させている。
【０００８】
【実施例】本発明のブラックマトリックス用クロムブラ
ンクスの実施例を挙げ説明する。先ず、本発明のブラッ
クマトリックス用クロムブランクスの実施例１を挙げ
る。図１は実施例１のブラックマトリックス用クロムブ
ランクスの断面図であり、図２は、その反射率特性を示
したものである。図１中、１００はクロムブランクス、
１１０は透明基板、１２０は第一反防止射膜、１３０は
第二反射防止膜、１４０は遮光膜、１５０は第一反射防
止膜１２０、第二反射防止膜１３０、遮光膜１４０から
なるクロム膜を示している。本実施例のクロムブランク
ス１００は図１に示すように、透明基板１１０上に、第
一反射防止膜１２０、第二反射防止膜１３０、遮光膜１
４０を順次積層したものであり、透明基板１１０はコー
ニング社製７０５９ガラス（４００〜７００ｎｍ波長に
対し、屈折率ｎｓ≒１．５）で、第一反射防止膜１２０
はクロムと酸素からなるクロム化合物、第二反射防止膜
１３０はクロムと窒素からなクロム化合物、遮光膜１４
０はクロムからなる。第一反射防止膜１２０、第二反射
防止膜１３０、遮光膜１４０は、いずれもクロムターゲ
ットを用いた通常の反応性直流スパッタリング法により
成膜した。
ンクスの実施例を挙げ説明する。先ず、本発明のブラッ
クマトリックス用クロムブランクスの実施例１を挙げ
る。図１は実施例１のブラックマトリックス用クロムブ
ランクスの断面図であり、図２は、その反射率特性を示
したものである。図１中、１００はクロムブランクス、
１１０は透明基板、１２０は第一反防止射膜、１３０は
第二反射防止膜、１４０は遮光膜、１５０は第一反射防
止膜１２０、第二反射防止膜１３０、遮光膜１４０から
なるクロム膜を示している。本実施例のクロムブランク
ス１００は図１に示すように、透明基板１１０上に、第
一反射防止膜１２０、第二反射防止膜１３０、遮光膜１
４０を順次積層したものであり、透明基板１１０はコー
ニング社製７０５９ガラス（４００〜７００ｎｍ波長に
対し、屈折率ｎｓ≒１．５）で、第一反射防止膜１２０
はクロムと酸素からなるクロム化合物、第二反射防止膜
１３０はクロムと窒素からなクロム化合物、遮光膜１４
０はクロムからなる。第一反射防止膜１２０、第二反射
防止膜１３０、遮光膜１４０は、いずれもクロムターゲ
ットを用いた通常の反応性直流スパッタリング法により
成膜した。
【０００９】第一反射防止膜１２０は、アルゴンガスと
窒素ガスとの混合ガスを用いて反応性直流スパッタリン
グ法により成膜したもので、原子百分率としてクロムが
約４５％、酸素が５５％の膜であり、波長５５０ｎｍ
で、複素屈折率の実数部ｎ１＝２．２、虚数部である消
衰係数ｋ１＝０．１を示す半透明膜である。膜厚は４３
０Åである。第二反射防止膜１３０、アルゴンガスと窒
素ガスとの混合ガスを用いて反応性直流スパッタリング
法により成膜したもので、原子百分率としてクロムが約
６０％、窒素が約４０の膜であり、波長５５０ｎｍで、
複素屈折率の実数部ｎ２＝２．８、消衰係数ｋ２＝１．
１を示す半遮光性膜である。膜厚は３８０Åである。遮
光膜１４０はクロムからなり、アルゴンガスを用いて成
膜し、波長５５０ｎｍで、複素屈折率の実数部ｎ１＝
３．３、消衰係数ｋ３＝２．５を示す遮光性膜である。
膜厚は８００Åである。ここで、組成分析は通常よく行
われるオージエ電子分析法により行った。分光屈折率
は、各膜を上記と同様の方法でシリコンウエハ基板上に
成膜し、それらをＳＯＰＲＡ社（仏国）製の分光エリプ
ソメータＭＯＳＳ ＥＳ−４Ｇを用いて測定した。
窒素ガスとの混合ガスを用いて反応性直流スパッタリン
グ法により成膜したもので、原子百分率としてクロムが
約４５％、酸素が５５％の膜であり、波長５５０ｎｍ
で、複素屈折率の実数部ｎ１＝２．２、虚数部である消
衰係数ｋ１＝０．１を示す半透明膜である。膜厚は４３
０Åである。第二反射防止膜１３０、アルゴンガスと窒
素ガスとの混合ガスを用いて反応性直流スパッタリング
法により成膜したもので、原子百分率としてクロムが約
６０％、窒素が約４０の膜であり、波長５５０ｎｍで、
複素屈折率の実数部ｎ２＝２．８、消衰係数ｋ２＝１．
１を示す半遮光性膜である。膜厚は３８０Åである。遮
光膜１４０はクロムからなり、アルゴンガスを用いて成
膜し、波長５５０ｎｍで、複素屈折率の実数部ｎ１＝
３．３、消衰係数ｋ３＝２．５を示す遮光性膜である。
膜厚は８００Åである。ここで、組成分析は通常よく行
われるオージエ電子分析法により行った。分光屈折率
は、各膜を上記と同様の方法でシリコンウエハ基板上に
成膜し、それらをＳＯＰＲＡ社（仏国）製の分光エリプ
ソメータＭＯＳＳ ＥＳ−４Ｇを用いて測定した。
【００１０】次に、上記、第一反射防止膜１２０、第二
反射防止膜１３０、遮光膜１４０の各層の波長４００〜
７００ｎｍの間の分光屈折率の関係を消衰係数とともに
図２に示す。図２（ａ）から分かるように、屈折率の関
係としては、主波長領域の略全域にわたって、透明基板
１１０の屈折率をｎｓとし、第一反射防止膜１２０、第
二反射防止膜１３０、遮光膜１４０の複素屈折率の実数
部をそれぞれｎ１１、ｎ１２、ｎ１３とすると可視光波
長４００〜７００ｎｍの領域のうち波長４５０ｎｍ〜７
００ｎｍにわたって、ｎｓ（≒１．５）＜ｎ１１＜ｎ１
２＜ｎ１３なる関係にあり透明基板１１０と第一反射防
止膜１２０、第一反射防止膜１２０と第二反射防止膜１
３０、第二反射防止膜１３０と遮光膜１４０での透明基
板側への反射が少なくなり、結果として表示側へ反射さ
れる光の量が少なくなる。さらに、図２（ｂ）から、第
一反射防止膜１２０、第二反射防止膜１３０、遮光膜１
４０の消衰係数をｋ１１、ｋ１２、ｋ１３とすると、ｋ
１１＜ｋ１２＜ｋ１３なる関係があり、膜中吸収作用に
より基板面側から表示側への低反射が助長されているこ
とが分かる。
反射防止膜１３０、遮光膜１４０の各層の波長４００〜
７００ｎｍの間の分光屈折率の関係を消衰係数とともに
図２に示す。図２（ａ）から分かるように、屈折率の関
係としては、主波長領域の略全域にわたって、透明基板
１１０の屈折率をｎｓとし、第一反射防止膜１２０、第
二反射防止膜１３０、遮光膜１４０の複素屈折率の実数
部をそれぞれｎ１１、ｎ１２、ｎ１３とすると可視光波
長４００〜７００ｎｍの領域のうち波長４５０ｎｍ〜７
００ｎｍにわたって、ｎｓ（≒１．５）＜ｎ１１＜ｎ１
２＜ｎ１３なる関係にあり透明基板１１０と第一反射防
止膜１２０、第一反射防止膜１２０と第二反射防止膜１
３０、第二反射防止膜１３０と遮光膜１４０での透明基
板側への反射が少なくなり、結果として表示側へ反射さ
れる光の量が少なくなる。さらに、図２（ｂ）から、第
一反射防止膜１２０、第二反射防止膜１３０、遮光膜１
４０の消衰係数をｋ１１、ｋ１２、ｋ１３とすると、ｋ
１１＜ｋ１２＜ｋ１３なる関係があり、膜中吸収作用に
より基板面側から表示側への低反射が助長されているこ
とが分かる。
【００１１】本実施例のクロムブランクス１００は、こ
のような構造にしたことにより、図２（ｃ）に示すよう
に、透明基板１１０を含む透明基板面側からの反射率曲
線７の各値が波長４００〜７００ｎｍの可視光領域全域
にわたって８％以下と低く且つ従来より反射率曲線をフ
ラットにすることが可能となった。尚、反射率は日立製
作所製３３０型反射分光光度計にて６０ｍｍφ積分球を
用い、レファレンスを酸化マグネシウムとして測定し、
ガラス面の反射率も含んだ値をここでは用いた。
のような構造にしたことにより、図２（ｃ）に示すよう
に、透明基板１１０を含む透明基板面側からの反射率曲
線７の各値が波長４００〜７００ｎｍの可視光領域全域
にわたって８％以下と低く且つ従来より反射率曲線をフ
ラットにすることが可能となった。尚、反射率は日立製
作所製３３０型反射分光光度計にて６０ｍｍφ積分球を
用い、レファレンスを酸化マグネシウムとして測定し、
ガラス面の反射率も含んだ値をここでは用いた。
【００１２】次いで、本発明のブラックマトリックス用
クロムブランクスの実施例２を挙げる。本実施例の場合
も、実施例１と同様に、クロム膜２５０は第一反射防止
膜２２０、第二反射防止膜２３０、遮光膜２４０からな
り、クロムブランクス２００は、透明基板２１０上に、
第一反射防止膜２２０、第二反射防止膜２３０、遮光膜
２４０を順次積層したものであり、透明基板２１０をコ
ーニング社製７０５９ガラス（４００〜７００ｎｍ波長
に対し、屈折率ｎｓ≒１．５）としているが、ここで
は、第一反射防止膜２２０は、クロムと酸素を主成分と
し窒素と炭素クロム化合物（混合物）、第二反射防止膜
２３０はクロムと窒素を主成分とし酸素と炭素を含むク
ロム化合物（混合物）で、遮光膜２４０はクロムからな
る。本実施例の場合も、第一反射防止膜２２０、第二反
射防止膜２３０、遮光膜２４０は、いずれもクロムター
ゲットを用いた通常の反応性直流スパッタリング法によ
り成膜形成した。
クロムブランクスの実施例２を挙げる。本実施例の場合
も、実施例１と同様に、クロム膜２５０は第一反射防止
膜２２０、第二反射防止膜２３０、遮光膜２４０からな
り、クロムブランクス２００は、透明基板２１０上に、
第一反射防止膜２２０、第二反射防止膜２３０、遮光膜
２４０を順次積層したものであり、透明基板２１０をコ
ーニング社製７０５９ガラス（４００〜７００ｎｍ波長
に対し、屈折率ｎｓ≒１．５）としているが、ここで
は、第一反射防止膜２２０は、クロムと酸素を主成分と
し窒素と炭素クロム化合物（混合物）、第二反射防止膜
２３０はクロムと窒素を主成分とし酸素と炭素を含むク
ロム化合物（混合物）で、遮光膜２４０はクロムからな
る。本実施例の場合も、第一反射防止膜２２０、第二反
射防止膜２３０、遮光膜２４０は、いずれもクロムター
ゲットを用いた通常の反応性直流スパッタリング法によ
り成膜形成した。
【００１３】第一反射防止膜２２０は、アルゴンガスと
酸素ガスに窒素ガスおよび二酸化炭素ガスを添加した混
合ガスを用いて反応性直流スパッタリング法により成膜
したもので、原子百分率としてクロムが約４５％、酸素
が４５％、約８％、炭素が約２％の膜であり、波長５５
０ｎｍで、複素屈折率の実数部ｎ１＝２．１、消衰係数
ｋ１＝０．１を示す半透明膜である。膜厚は４５０Åで
ある。第二反射防止膜２３０は、アルゴンガスと窒素ガ
スに酸素ガスおよびに酸化炭素ガスを添加した混合ガス
を用いて反応性直流スパッタリング法により成膜したも
ので、原子百分率としてクロムが約６０％、窒素が約３
０％、酸素が約５％、炭素が約５％の膜であり、波長５
５０ｎｍで、複素屈折率の実数部ｎ２＝２．６、消衰係
数ｋ２＝０．９を示す半遮光性膜である。膜厚は４００
Åである。遮光膜１４０はクロムからなり、アルゴンガ
スを用いて成膜し、波長５５０ｎｍで、複素屈折率の実
数部ｎ１＝３．３、消衰係数ｋ３＝２．５を示す遮光性
膜である。膜厚は８００Åである。
酸素ガスに窒素ガスおよび二酸化炭素ガスを添加した混
合ガスを用いて反応性直流スパッタリング法により成膜
したもので、原子百分率としてクロムが約４５％、酸素
が４５％、約８％、炭素が約２％の膜であり、波長５５
０ｎｍで、複素屈折率の実数部ｎ１＝２．１、消衰係数
ｋ１＝０．１を示す半透明膜である。膜厚は４５０Åで
ある。第二反射防止膜２３０は、アルゴンガスと窒素ガ
スに酸素ガスおよびに酸化炭素ガスを添加した混合ガス
を用いて反応性直流スパッタリング法により成膜したも
ので、原子百分率としてクロムが約６０％、窒素が約３
０％、酸素が約５％、炭素が約５％の膜であり、波長５
５０ｎｍで、複素屈折率の実数部ｎ２＝２．６、消衰係
数ｋ２＝０．９を示す半遮光性膜である。膜厚は４００
Åである。遮光膜１４０はクロムからなり、アルゴンガ
スを用いて成膜し、波長５５０ｎｍで、複素屈折率の実
数部ｎ１＝３．３、消衰係数ｋ３＝２．５を示す遮光性
膜である。膜厚は８００Åである。
【００１４】次に、上記、第一反射防止膜２２０、第二
反射防止膜２３０、遮光膜２４０の各層の波長４００〜
７００ｎｍの間の分光屈折率の関係を消衰係数とともに
図４に示す。図４（ａ）から分かるように、屈折率の関
係としては、透明基板１１０の屈折率をｎｓとし、第一
反射防止膜２２０、第二反射防止膜２３０、遮光膜２４
０の複素屈折率の実数部をそれぞれｎ２１、ｎ２２、ｎ
２３とすると、可視光波長４００〜７００ｎｍの領域の
うち４４０〜７００ｎｍの領域にわたって、ｎｓ（≒
１．５）＜ｎ２１＜ｎ２２＜ｎ２３なる関係にあり透明
基板２１０と第一反射防止膜２２０、第一反射防止膜２
２０と第二反射防止膜２３０、第二反射防止膜２３０と
遮光膜２４０での透明基板側への反射が少なくなり、結
果として表示側へ反射される光の量が少なくなる。さら
に、図４（ｂ）からは、第一反射防止膜２２０、第二反
射防止膜２３０、遮光膜２４０の消衰係数をｋ２１、ｋ
２２、ｋ２３とすると、ｋ２１＜ｋ２２＜ｋ２３なる関
係があり、膜中吸収作用により基板面側から表示側への
低反射が助長されていることが分かる。
反射防止膜２３０、遮光膜２４０の各層の波長４００〜
７００ｎｍの間の分光屈折率の関係を消衰係数とともに
図４に示す。図４（ａ）から分かるように、屈折率の関
係としては、透明基板１１０の屈折率をｎｓとし、第一
反射防止膜２２０、第二反射防止膜２３０、遮光膜２４
０の複素屈折率の実数部をそれぞれｎ２１、ｎ２２、ｎ
２３とすると、可視光波長４００〜７００ｎｍの領域の
うち４４０〜７００ｎｍの領域にわたって、ｎｓ（≒
１．５）＜ｎ２１＜ｎ２２＜ｎ２３なる関係にあり透明
基板２１０と第一反射防止膜２２０、第一反射防止膜２
２０と第二反射防止膜２３０、第二反射防止膜２３０と
遮光膜２４０での透明基板側への反射が少なくなり、結
果として表示側へ反射される光の量が少なくなる。さら
に、図４（ｂ）からは、第一反射防止膜２２０、第二反
射防止膜２３０、遮光膜２４０の消衰係数をｋ２１、ｋ
２２、ｋ２３とすると、ｋ２１＜ｋ２２＜ｋ２３なる関
係があり、膜中吸収作用により基板面側から表示側への
低反射が助長されていることが分かる。
【００１５】本実施例のクロムブランクス２００は、こ
のような構造にしたことにより、図４（ｃ）に示すよう
に、透明基板２１０を含む透明基板面側からの反射率曲
線Ｌ２の各値が波長４００〜７００ｎｍの可視光領域全
域にわたって６％以下と実施例１よりも更に低くでき
た。
のような構造にしたことにより、図４（ｃ）に示すよう
に、透明基板２１０を含む透明基板面側からの反射率曲
線Ｌ２の各値が波長４００〜７００ｎｍの可視光領域全
域にわたって６％以下と実施例１よりも更に低くでき
た。
【００１６】また、本実施例構成のクロム膜２５０を有
するブランクスをエッチング液を用いウエットエッチン
グによりブラックマトリックスパターンを形成したとこ
ろ、実施例１よりも微細で良好なパターンエッジ形状を
得ることができた。尚、エッチングは一般的なクロム用
エッチング液、（ＮＨ4 ）2 Ｃｅ（ＮＯ3）6 を１６５
ｇ、７０％ＨＣｌＯ4 を４３ｍｌに純水を１０００ｍｌ
加えた混合液を約２３°Ｃで使用した。尚、組成分析、
分光屈折率測定、膜厚測定、反射率測定の各方法は実施
例１と同様であった。
するブランクスをエッチング液を用いウエットエッチン
グによりブラックマトリックスパターンを形成したとこ
ろ、実施例１よりも微細で良好なパターンエッジ形状を
得ることができた。尚、エッチングは一般的なクロム用
エッチング液、（ＮＨ4 ）2 Ｃｅ（ＮＯ3）6 を１６５
ｇ、７０％ＨＣｌＯ4 を４３ｍｌに純水を１０００ｍｌ
加えた混合液を約２３°Ｃで使用した。尚、組成分析、
分光屈折率測定、膜厚測定、反射率測定の各方法は実施
例１と同様であった。
【００１７】次に、上記、実施例２のクロムブランクス
２００を用いて作製した本発明のカラーフイルターの実
施例を挙げる。本発明の液晶デイスプレイ用カラーフイ
ルターは、上記実施例２のブランクスを用いてブラック
マトリックス部を作製した基板上に、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、（青）の着色層パターンを設け、さらに着色層
パターン上に導電性の透明電極を設けたものである。以
下、図５に基づき、本実施例の液晶デイスプレイ用カラ
ーフイルターの製造方法を簡単に説明する。図５中、５
００はカラーフイルター、５１０はブラックマトリック
ス部、５２０は着色層パターン、５３０は透明電極であ
る。先ず、上記実施例２のクロムブランクス２００を用
い、クロム膜パターンからなるブラックマトリックス部
５１０を作製した基板を用意した。（図５（ａ）） ブラックマトリックス部５１０の作製は上述したよう
に、フオトレジストを用い製版した後に、エッチング液
として（ＮＨ4 ）2 Ｃｅ（ＮＯ3 ）6 を１６５ｇ、７０
％ＨＣｌＯ4 を４３ｍｌに純水を１０００ｍｌ加えた混
合液を用い約２３°Ｃでエッチングして行った。次い
で、着色層パターン５２０をブラックマトリックス部５
１０間を埋めるように設けた。（図５（ｂ）） 着色層パターン５２０としては、先ず赤色の顔料が分散
されている赤色感光性樹脂１．２μｍの膜厚になるよう
に塗布した後、温度７０°Ｃで３０分間オーブン中乾燥
させたものを、所定のパターン版にて露光し、水による
スプレー現像を行い、形成すべき領域にのみ赤色着色層
パターンを形成した。この後、形成された赤色着色層パ
ターン部を１５０°Ｃ３０分間、加熱硬化させた。次い
で、同様にして、形成すべき領域にのみ緑色着色層パタ
ーンを形成した後、更に、青色着色層パターンを所定の
領域に形成した。次に、得られた、赤、緑、青の着色層
パターンを形成した基板上に、ＩＴＯをターゲットとし
た直流スパッタ装置により、厚さ約２０ｎｍの透明電極
膜５３０を形成した。（図５（ｃ））
２００を用いて作製した本発明のカラーフイルターの実
施例を挙げる。本発明の液晶デイスプレイ用カラーフイ
ルターは、上記実施例２のブランクスを用いてブラック
マトリックス部を作製した基板上に、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、（青）の着色層パターンを設け、さらに着色層
パターン上に導電性の透明電極を設けたものである。以
下、図５に基づき、本実施例の液晶デイスプレイ用カラ
ーフイルターの製造方法を簡単に説明する。図５中、５
００はカラーフイルター、５１０はブラックマトリック
ス部、５２０は着色層パターン、５３０は透明電極であ
る。先ず、上記実施例２のクロムブランクス２００を用
い、クロム膜パターンからなるブラックマトリックス部
５１０を作製した基板を用意した。（図５（ａ）） ブラックマトリックス部５１０の作製は上述したよう
に、フオトレジストを用い製版した後に、エッチング液
として（ＮＨ4 ）2 Ｃｅ（ＮＯ3 ）6 を１６５ｇ、７０
％ＨＣｌＯ4 を４３ｍｌに純水を１０００ｍｌ加えた混
合液を用い約２３°Ｃでエッチングして行った。次い
で、着色層パターン５２０をブラックマトリックス部５
１０間を埋めるように設けた。（図５（ｂ）） 着色層パターン５２０としては、先ず赤色の顔料が分散
されている赤色感光性樹脂１．２μｍの膜厚になるよう
に塗布した後、温度７０°Ｃで３０分間オーブン中乾燥
させたものを、所定のパターン版にて露光し、水による
スプレー現像を行い、形成すべき領域にのみ赤色着色層
パターンを形成した。この後、形成された赤色着色層パ
ターン部を１５０°Ｃ３０分間、加熱硬化させた。次い
で、同様にして、形成すべき領域にのみ緑色着色層パタ
ーンを形成した後、更に、青色着色層パターンを所定の
領域に形成した。次に、得られた、赤、緑、青の着色層
パターンを形成した基板上に、ＩＴＯをターゲットとし
た直流スパッタ装置により、厚さ約２０ｎｍの透明電極
膜５３０を形成した。（図５（ｃ））
【００１８】
【発明の効果】上記のように、本発明のブラックマトリ
ックス用クロムブランクスは、透明基板側の反射率を４
００〜７００ｎｍの可視光領域全域で所望の値（例えば
１０％以下）とすることができ、且つ、反射防止膜の膜
厚変化による色調変化の小さくできるものとしており、
ブラックマトリックス部を形成し、液晶デイスプレイ用
カラーフイルターに用いられた場合、デイスプレイの視
認性を一層向上させるものとなる。即ち、本発明は、表
示品位の極めて高い液晶表示パネルの提供を可能にして
いる。
ックス用クロムブランクスは、透明基板側の反射率を４
００〜７００ｎｍの可視光領域全域で所望の値（例えば
１０％以下）とすることができ、且つ、反射防止膜の膜
厚変化による色調変化の小さくできるものとしており、
ブラックマトリックス部を形成し、液晶デイスプレイ用
カラーフイルターに用いられた場合、デイスプレイの視
認性を一層向上させるものとなる。即ち、本発明は、表
示品位の極めて高い液晶表示パネルの提供を可能にして
いる。
【図１】実施例１のブラックマトリックス用クロムブラ
ンクス断面図
ンクス断面図
【図２】実施例１のブラックマトリックス用クロムブラ
ンクスの屈折率、消衰係数、反射率を示した図
ンクスの屈折率、消衰係数、反射率を示した図
【図３】実施例２のブラックマトリックス用クロムブラ
ンクス断面図
ンクス断面図
【図４】実施例２のブラックマトリックス用クロムブラ
ンクスの屈折率、消衰係数、反射率を示した図
ンクスの屈折率、消衰係数、反射率を示した図
【図５】本発明の液晶デイスプレイ用カラーフイルター
を説明するための図
を説明するための図
【図６】従来のブラックマトリックス用クロムブランク
ス断面図
ス断面図
【図７】従来のブラックマトリックス用クロムブランク
スの反射率を示した図
スの反射率を示した図
１００、２００ クロムブランクス
１１０、２１０ 透明基板
１２０、２２０ 第一反防止射膜
１３０、２３０ 第二反射防止膜
１４０、２４０ 遮光膜
１５０、２５０ クロム膜
５００ カラーフイルター
５１０ ブラックマトリックス部
５２０ 着色層パターン
５３０ 透明電極
６００ クロムブランクス
６１０ 透明基板
６２０ 反防止射膜
６４０ 遮光膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西本 隆
東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号
大日本印刷株式会社内
(72)発明者 松井 博之
東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号
大日本印刷株式会社内
(72)発明者 藤田 昌信
東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号
大日本印刷株式会社内
(56)参考文献 特開 平３−282502（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−324326（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−39024（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−119353（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−36171（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/1335
G02F 1/1343
G02B 5/20
Claims (5)
- 【請求項１】 透明基板の片面上に、少なくとも、第一
反射防止膜、第二反射防止膜、遮光膜を透明基板から順
次積層した、液晶デイスプレイ用カラーフイルターに使
用されるブラックマトリックス用クロムブランクスであ
って、第一反射防止膜、第二反射防止膜は、それぞれク
ロムを主成分とするクロム化合物ないし混合物からなる
半透明性を有する膜であり、遮光膜はクロム、もしくは
クロムを主成分とするクロム化合物ないし混合物からな
る遮光性を有する膜であり、第一反射防止膜、第二反射
防止膜の膜厚範囲が２００ｎｍ〜５００ｎｍ、遮光膜の
膜厚が５００ｎｍ以上であり、透明基板屈折率ｎｓ、第
一反射防止膜の複素屈折率の実数部ｎ１、第二反射防止
膜の複素屈折率の実数部ｎ２、遮光膜の複素屈折率の実
数部ｎ３が、ほぼ可視光全領域でｎｓ＜ｎ１＜ｎ２＜ｎ
３なる関係を有し、かつ、第一反射防止膜の消衰係数ｋ
１、第二反射防止膜の消衰係数ｋ２、遮光膜の消衰係数
ｋ３が、可視光全領域でｋ１＜ｋ２＜ｋ３なる関係を有
することを特徴とするブラックマトリックス用クロムブ
ランクス。 - 【請求項２】 請求項１において、可視光領域の少なく
とも波長４５０〜６５０ｎｍの領域でｎｓ＜ｎ１＜ｎ２
＜ｎ３なる関係を有することを特徴とするブラックマト
リックス用クロムブランクス。 - 【請求項３】 請求項１ないし２において、第一反射防
止膜がクロムの原子百分率３０〜５０％のクロムと、酸
素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素から選
ばれた１組からなり、第二反射防止膜がクロムの原子百
分率４５〜６５％のクロムと、酸素、酸素と窒素、酸素
と炭素、酸素と窒素と炭素から選ばれた１組からなり、
遮光膜がクロムであることを特徴とするブラックマトリ
ックス用クロムブランクス。 - 【請求項４】 請求項１ないし２において、第一反射防
止膜がクロムの原子百分率３０〜５０％のクロムと、酸
素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素から選
ばれた１組からなり、第二反射防止膜がクロムの原子百
分率４５〜６５％のクロムと、酸素、酸素と窒素、酸素
と炭素、酸素と窒素と炭素から選ばれた１組からなり、
遮光膜がクロムの原子百分率が６０％以上のクロムと、
酸素、酸素と窒素、酸素と炭素、酸素と窒素と炭素から
選ばれた１組からなることを特徴とするブラックマトリ
ックス用クロムブランクス。 - 【請求項５】 少なくとも、請求項１ないし４のブラッ
クマトリックス用クロムブランクスを用いて形成された
ブラックマトリックス部上に、着色層パターン、透明電
極膜が設けられていることを特徴とする液晶デイスプレ
イ用カラーフイルター。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33538394A JP3440346B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | ブラックマトリックス用クロムブランクスおよび液晶デイスプレイ用カラーフイルター |
| KR1019950052438A KR100362459B1 (ko) | 1994-12-22 | 1995-12-20 | 블랙행렬스크린을형성하기위한크롬공백과액정디스플레이용색필터 |
| TW084113709A TW343292B (en) | 1994-12-22 | 1995-12-21 | Blanks for forming black matrix-screen and color filter for liquid crystal display |
| US08/576,138 US5592317A (en) | 1994-12-22 | 1995-12-21 | Chromium blanks for forming black matrix-screen and color filter for liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33538394A JP3440346B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | ブラックマトリックス用クロムブランクスおよび液晶デイスプレイ用カラーフイルター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179301A JPH08179301A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3440346B2 true JP3440346B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=18287938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33538394A Expired - Fee Related JP3440346B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | ブラックマトリックス用クロムブランクスおよび液晶デイスプレイ用カラーフイルター |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5592317A (ja) |
| JP (1) | JP3440346B2 (ja) |
| KR (1) | KR100362459B1 (ja) |
| TW (1) | TW343292B (ja) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100463854B1 (ko) * | 1996-07-19 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | 표시장치 |
| US6071616A (en) * | 1996-12-05 | 2000-06-06 | Texas Instruments Incorporated | Opaque low reflecting coating aperture on glass |
| US6157426A (en) * | 1998-02-13 | 2000-12-05 | Ois Optical Imaging Systems, Inc. | Liquid crystal display with SiOx Ny inclusive multilayer black matrix |
| US6008872A (en) * | 1998-03-13 | 1999-12-28 | Ois Optical Imaging Systems, Inc. | High aperture liquid crystal display including thin film diodes, and method of making same |
| US6452652B1 (en) * | 1998-06-12 | 2002-09-17 | National Semiconductor Corporation | Light absorbing thin film stack in a light valve structure |
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