CN1912738A - 带遮光膜基板、彩色滤光片基板及它们的制造方法以及具备带遮光膜基板的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使在使用具有氧化铬膜的遮光膜时也具有良好蚀刻剖面的带遮光膜基板、彩色滤光片基板及显示装置以及它们的制造方法。本发明一实施方式涉及的带遮光膜基板是具有在基板1上形成的遮光膜10图案的带遮光膜基板，遮光膜10具备含有铬氧化物的第1膜2和含有铬的设置于第1膜2上的第2膜3，遮光膜10的剖面形状具有正锥形。遮光膜10的蚀刻可以使用在硝酸铈铵中至少含有硝酸2.5摩尔/升以上浓度的药液来进行。

Description

带遮光膜基板、彩色滤光片基板及它们的制造方法 以及具备带遮光膜基板的显示装置

技术领域

本发明涉及带遮光膜基板、彩色滤光片基板及它们的制造方法以及具备带遮光膜基板的显示装置，具体地说，本发明涉及在遮光膜中至少具有氧化铬层的带遮光膜基板、彩色滤光片基板及它们的制造方法、以及具备带遮光膜基板的显示装置。

背景技术

近年来，在图像显示装置的领域中，以省能量(energy)、省空间(space)为特点的液晶显示装置、场致发光(EL：Electrolumiscence)显示装置、等离子体显示面板(Plasma display panel)等平板显示器(Flat panel display)不断取代CRT而迅速普及。在这些显示装置中，通常在显示像素之间设置遮光膜。这种遮光膜具有遮蔽显示像素之间不需要的光的功能。由此，可以提高图像的照比，提高显示质量。例如，在液晶显示装置中，在彩色滤光片基板的着色层之间形成遮光膜。

遮光膜通常采用遮光性高的铬膜。对以铬膜作为基质(base)的遮光膜进行蚀刻时，已知一般采用以硝酸铈铵和高氯酸作为主成分的药液的方法(参照非专利文献1)。此外，作为铬膜的蚀刻方法，公开有使用至少含有硝酸铈铵、硝酸、高氯酸、水的蚀刻液的方法(参照专利文献1)。在该文献中，将硝酸浓度设为1～2摩尔/升、而且将高氯酸浓度设为1摩尔/升以上，进行蚀刻。由此，可以将铬膜蚀刻成锥状。

此外，公开了由含有铬膜和氮化铬膜的层压结构构成的显示装置用遮光膜(参照专利文献2)。在该文献中，将硝酸铈铵和高氯酸的混合液作为蚀刻液进行蚀刻。对于上述蚀刻液的氮化铬膜的蚀刻速度快于铬膜的蚀刻速度。因此，可以将遮光膜图案蚀刻成锥状。进而，在该文献中，在氮化铬膜的溅射成膜中将氩气(argon gas)中的氮气分压缓慢升高。由此，能够在膜厚方向中改变氮化铬膜的氮化度。由于在遮光膜表面附近氮化度提高，因此可以得到良好锥状的剖面形状。

进而，还公开了将在透明基板上依次形成具有低反射特性的铬氧化物(CrOx：x是正数)膜和具有高遮光性的铬(Cr)膜的层压膜作为遮光膜来使用的情况(参照专利文献3、专利文献4)。通过这种构成，可以将用于防止不需要的反射光的低反射特性和用于防治不需要的透射光的高遮光特性赋予给遮光膜。此外，为了提高结晶组织的致密性提高遮光特性，有时也用添加有氮(N)的CrNx(x为正数)膜来代替用于遮光的铬膜。这样，Cr/CrOx的层压结构或CrNx/CrOx的层压结构可以作为遮光膜使用。

已知对Cr/CrOx的层压结构进行蚀刻时，如专利文献3所记载的一样，存在形成倒锥形的问题。即，在CrOx膜和Cr膜(或CrNx膜)中，蚀刻速度不同。因此，蚀刻端面形成不连续状态，或者形成倒锥形等，存在得不到良好的蚀刻剖面(etching profile)的问题。这种蚀刻剖面的情况下，在遮光膜上层上形成的彩色滤光片或电极膜的覆盖度(coverage)减少。因此，在彩色滤光片层的覆盖度不良部分中空气蓄积，在显示面板内产生气泡，或者发生电极膜的短路。该结果导致显示故障。作为此对策，在专利文献3中，改变溅射成膜中的氧流量，在膜厚方向中改变氧化度。

[专利文献1]

日本特开平10-46367号公报(0010段)

[专利文献2]

日本特开平6-250163号公报(0009段～0011段)

[专利文献3]

日本特开平11-194333号公报(0003段)

[专利文献4]

日本特开2004-54228号公报

[非专利文献1]

楢岗清威、二瓶公志著《光致蚀刻(Photoetching)和微细加工》综合电子出版社，昭和52年5月发行

发明内容

本发明所要解决的技术问题

在成膜中控制气体流量、使氧化度或氮化度连续变化的方法中存在以下所示的问题。通常，CrOx膜或CrNx膜是通过使用了在氩气中添加有氧气或氮气的混合气体的反应性溅射来成膜的。但是，在限定的成膜时间里，连续地使氧气或氮气的流量变化、使其混合比均匀地变化是非常困难的。即，使氧气或氮气的流量连续地变化时，根据气体供给口的配置等，在成膜室内的气体分布变得不均匀。在这种情况下，在基板面内的氧化度或氮化度的分布变差。因此，不能良好地进行蚀刻。

此外，还有使氧气或氮气与氩气的混合比阶段(step)性地变化来使氧化度或氮化度变化的方法。在这种情况下，每阶段的膜厚必须非常薄，确保膜厚的均匀性是困难的。还具有成膜时间变得非常长，生产率降低的问题。因此，用这种方法基本上难以成膜。

本申请的发明人如专利文献2所示，用含有硝酸铈铵和高氯酸的药液进行Cr/CrOx层压结构的蚀刻试验。进而，变化几种液体组成比或蚀刻时间等的条件来进行评价。此时的蚀刻剖面代表例示于图10中。图10是表示蚀刻过的遮光膜的剖面形状的侧面图。在图10中，1表示基板，2表示由CrOx构成的第1膜，3表示由Cr构成的第2膜，10表示遮光膜。使用含有硝酸铈铵和高氯酸的药液时，例如，如图10(a)所示，第1膜2和第2膜3的界面被大大蚀刻。由此，遮光膜10的剖面形成不连续的中间变细形状。或者，如图10(b)所示，第1膜2的横方向的蚀刻比第2膜3进行得快，形成倒锥形。这样的蚀刻剖面时，覆盖度降低，显示质量变差。

此外，在专利文献4中，使用将硝酸铈铵设为15～30质量％、将硝酸设为5～8质量％的蚀刻液。在这种情况下，可以将蚀刻端面设为接近垂直的角度。然而，即使在将蚀刻端面设为接近垂直的情况下，遮光膜变厚而高低差别变得陡峭，也会导致覆盖度的降低。因此，有时会导致显示故障。

如上所述，在以往的显示装置中，使用具有氧化铬膜的遮光膜时，具有不能够得到良好的蚀刻剖面，引起由于覆盖度降低而导致的显示质量变差的问题。

本发明是鉴于上述问题完成的，其目的在于提供即使在使用含有氧化铬膜的遮光膜时，也能得到良好的蚀刻剖面的带遮光膜基板、彩色滤光片基板及显示装置以及它们的制造方法。

本发明第1方式所述的有遮光板基板是具有在基板上形成的遮光膜图案的带遮光膜基板，所述遮光膜具备含有铬氧化物的第1膜和设置于所述第1膜上的含有铬的第2膜，所述遮光膜图案的剖面形状具有正锥形。由此，即使使用具有氧化铬膜的遮光膜，也可以得到良好的蚀刻剖面。

本发明第2种方式所述的带遮光膜基板是上述的带遮光膜基板，所述第2膜含有铬氮化物。由此，可以降低膜应力。

本发明第3种方式所述的带遮光膜基板是上述的带遮光膜基板，所述第1膜的膜厚为20nm～100nm，所述第2膜的膜厚为20nm～400nm。由此，可以得到良好的光学特性，而且可以提高生产率。

本发明第4种方式所述的带遮光膜基板是上述的带遮光膜基板，在所述遮光膜上形成透明导电膜。由此，可以防止透明导电膜的短路。

本发明第5种方式所述的彩色滤光片基板是具备上述的带遮光膜基板和在所述遮光膜图案之间形成的彩色滤光片层的基板。由此，可以防止在彩色滤光片层和遮光膜之间产生气泡，可以得到良好的光学特性。

本发明第6种方式所述的显示装置具有上述的带遮光膜基板。由此，可以提高显示质量。

本发明第7种方式所述的带遮光膜基板的制造方法是具有在基板上形成的遮光膜图案的带遮光膜基板的制造方法，是在基板上依次层压含有铬氧化物的第1膜和含有铬的第2膜，形成层压膜，在上述层压膜上形成抗蚀图案，用在硝酸铈铵中至少含有浓度为2.5摩尔/升以上的硝酸的药液对上述层压膜进行蚀刻，形成遮光膜图案，除去上述抗蚀图案。由此，即使使用含有氧化铬膜的遮光膜，也可以得到良好的蚀刻剖面。

本发明第8种方式所述的带遮光膜基板的制造方法是上述带遮光膜基板的制造方法，所述第2膜含有铬氮化物。由此，可以降低膜应力。

本发明第9种方式所述的带遮光膜基板的制造方法是上述带遮光膜基板的制造方法，以20nm～100nm的膜厚形成所述第1膜，以20nm～400nm的膜厚形成所述第2膜。由此，可以得到良好的光学特性，而且可以提高生产率。

本发明第10种方式所述的带遮光膜基板的制造方法是上述带遮光膜基板的制造方法，其特征为，除去所述抗蚀图案之后，在所述遮光膜图案上形成透明导电膜。由此，可以防止透明导电膜的短路。

本发明第11种方式所述的带遮光膜基板的制造方法是上述带遮光膜基板的制造方法，其特征为，所述药液中的硝酸浓度为14摩尔/升以下。由此，可以制成更良好的蚀刻剖面。

本发明第12种方式所述的带遮光膜基板的制造方法是上述带遮光膜基板的制造方法，其特征为，使用在浓度为3质量％～25质量％的硝酸铈铵溶液中混合有所述硝酸的药液进行蚀刻。由此，可以得到更良好的蚀刻剖面。

本发明第13种方式所述的带遮光膜基板的制造方法，其特征为，通过上述带遮光膜基板的制造方法制造带遮光膜基板，在所述带遮光膜基板上形成的所述遮光膜图案之间形成彩色滤光片层。由此，可以防止在彩色滤光片层和遮光膜之间产生气泡，可以得到良好的光学特性。

发明效果

通过本发明，即使在使用具有氧化铬膜的遮光膜时，也可以提供能够得到良好的蚀刻剖面的带遮光膜基板、彩色滤光片基板及显示装置以及它们的制造方法。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1所述的带遮光膜基板的构成的侧面剖面图。

图2是表示本发明实施方式1所述的带遮光膜基板的制造工序的工序剖面图。

图3是表示在本发明所述的带遮光膜基板的制造工序中所使用的蚀刻液的硝酸浓度和蚀刻剖面的锥角的关系图。

图4是模式地表示图案的剖面结构的图。

图5是模式地表示本发明所述带遮光膜基板的遮光膜剖面形状的图。

图6是模式地表示将硝酸浓度增高时的遮光膜的剖面形状的图。

图7是表示本发明实施方式2所述的带遮光膜基板的构成的侧面剖面图。

图8是表示本发明实施方式2所述的带遮光膜基板的制造工序的工序剖面图。

图9是表示铬膜的膜厚与光透过率的关系图。

图10是模式地表示以往带遮光膜基板的遮光膜的剖面形状的图。

符号说明

1  基板

2  第1膜

3  第2膜

4  光致抗蚀剂

5  透明导电膜

6  间隔物

7  R的彩色滤光片层

8  G的彩色滤光片层

9  B的彩色滤光片层

10 遮光膜

具体实施方式

下面说明能够应用本发明的实施方式。以下说明是对本发明实施方式的说明，但本发明并不限定于以下的实施方式。为了明确地说明，以下记载被适宜地省略和简化。或者，在本发明的范围中，本领域技术人员可以容易地变更、追加、改变以下实施方式的各要素。另外，在各图中，带有同一符号的表示相同的要素，适当地省略说明。

发明实施方式1

在本实施方式中，带遮光膜基板作为用于场序(field sequencial)方式的液晶显示装置的带遮光膜基板进行说明。在图1中，1表示基板，2表示第1膜，3表示第2膜，5表示透明导电膜。

基板1例如由玻璃(glass)等透明的绝缘体构成。在基板1上形成第1膜2。第1膜2例如由铬氧化物构成，具有低反射。即，第1膜2是由反射性低的CrOx膜(x为正数)形成的。此外，第1膜2的氧化度大致一定。在第1膜2上形成第2膜3。第2膜3例如由金属铬构成，具有高遮光性。即，第2膜3由遮光性高的Cr膜形成。这种由第1膜2和第2膜3构成的层压膜形成遮光膜。

遮光膜图案如形成为预配置在像素之间的格子状。接着，通过遮光膜被隔开的范围成为像素。即，遮光膜之间的范围成为像素。遮光膜成为平滑的正锥形。即，遮光膜图案的剖面形状沿着图案的表面侧图案宽度逐渐变窄。换言之，遮光膜图案的剖面形状沿着基板侧图案宽度逐渐变宽。

在第2膜3上形成由ITO构成的透明导电膜5。透明导电膜5例如形成在基板全体上，使得覆盖遮光膜。透明导电膜5成为图像显示用电极，即成为与像素电极相向配置的对置电极。由于遮光膜形成锥状，因此可以提高透明导电膜5的覆盖度。由此，可以防止短路的发生，可以提高显示质量。

在场序方式的液晶显示面板中，图1所示的带遮光膜基板被相向配置于TFT阵列基板上。在TFT阵列基板上，形成含有图像显示用的多条配线和设置成矩阵状的薄膜晶体管(TFT)等的开关元件。图像显示用配线包括例如平行设置的多条栅配线以及通过栅(gate)配线和栅绝缘膜交叉的多条源(source)配线。进而，在薄膜晶体管(transistor)的漏(drain)电极上，例如，接续含有ITO等透明导电性膜的图像显示用电极。图像显示用电极与TFT一样，被设置成多个矩阵(matrix)状。通过在设置于TFT阵列(array)基板上的图像显示用电极和在带遮光膜基板上形成的透明导电膜5之间施加的电压驱动液晶。由此，液晶显示面板的透射光量被控制。应说明的是，在TFT阵列基板或带遮光膜基板上也可以设置取向膜。此外，在液晶显示面板上也可以粘贴偏光薄膜(film)等。

将该TFT阵列基板和图1的带遮光膜基板相向配置，例如，通过由光敏性树脂构成的密封(seal)材料进行粘合。此时，在带遮光膜基板或TFT阵列基板上，设置将基板间的间隔保持一定的间隔物(spacer)。接着，从设置于一部分密封材料中的液晶注入口将液晶注入到带遮光膜基板和TFT阵列基板之间的间隙中。通过固化性树脂等密封液晶注入口，液晶显示面板得以完成。

在完成的液晶显示面板上安装有驱动回路和背光元件(back lightunit)。背光元件是在整个面上发射出均匀的光的面状光源装置。背光元件具备含有例如红(R)、绿(G)、蓝(B)3种发光二极管(diode)的光源、将源自光源的光导至整个面的导光板、扩散板或棱镜板(prizm sheet)等光学板。源自背光单元的光被分时为红(R)、绿(G)、蓝(B)，从液晶显示面板的背面照射。接着，在液晶显示面板中，将R、G、B的图像信号进行分时来表示。具体而言，使源自背光的R、G、B的光分别同步为被分时为R、G、B的图像信号。因此，当被源自背光的R光照射时，R的图像信号被输入到液晶显示面板的图像显示用电极上。同样，当被来自背光的G、B的光照射时，G、B的图像信号分别被输入到在液晶显示面板的图像显示用电极上。由此，可以控制R、G、B光的光量，可以进行彩色显示。

接着用图2对带遮光膜基板的制造工序进行说明。图2是表示带遮光膜基板的制造工序的工序剖面图。如图2(a)所示，首先在基板1上连续形成第1膜2和第2膜3。由此，在基板1的几乎整个表面上堆积第1膜2和第2膜3。这种第1膜2和第2膜3的层压结构成为遮光膜10。第1膜2是CrOx膜，即由氧化铬构成；第2膜3是Cr膜，即由金属格构成。

在优选的实施例中，第1膜2和第2膜3通过溅射(sputtering)形成。例如，可以使用氩气作为溅射气体。溅射目标使用金属铬(Cr)。形成第1膜2时，使用在溅射气体的氩气中添加有氧气的混合气体。即，通过使用氩气和氧气的混合气体的反应性溅射，形成CrOx膜。在此，将膜厚为50nm的CrOx膜作为第1膜2进行成膜。将CrOx膜成膜时的对于氩气的氧气分压比设为70％，调压至溅射压力达到0.5Pa。由此，可以形成有均匀氧化度的CrOx膜。

接着，在相同的成膜室中，将溅射气体切换成单独的氩气。即，停止氧气的供给。接着，将气体压力调压至0.5Pa，将膜厚为120nm的铬膜作为第2膜3进行成膜。由此，连续形成CrOx膜和Cr膜，形成2层结构的遮光膜10。

接着，如图2(b)所示，使用光刻(photolithography)法，在第2膜3上形成光致抗蚀剂4的图案。优选的实施例为，按2μm的厚度涂布形成以热塑性酚醛(Phenol novorac)类树脂为主链的正(positive)型光致抗蚀剂。接着，进行曝光、显像，将光致抗蚀剂4形成图案(patterning)。由此，形成图2(b)所示的构成。光致抗蚀剂4的膜厚不限于2μm，可以是0.5～3μm左右。此外，光致抗蚀剂4也可以是负(negative)型，一般正型解像度高，可以精密地控制光致抗蚀剂尺寸。因此，优选使用正型的光致抗蚀剂。

形成光致抗蚀剂4之后，如图2(c)所示，对遮光膜10进行湿(wet)蚀刻。优选的实施例使用在10wt％浓度的硝酸铈铵溶液中以7摩尔/升的浓度混合有硝酸的蚀刻液。使用这种蚀刻液用喷雾法进行蚀刻。具体而言，将液体温度设为35℃，将喷雾(spray)压力设为0.15MPa，进行蚀刻。由于遮光膜10是从表面侧开始被侧面(side)蚀刻的，因此遮光膜10的图案宽度变得如表面侧般窄。

蚀刻结束后，如图2(d)所示，除去光致抗蚀剂4。由此，形成遮光膜10的图案。由此形成的遮光膜10图案的蚀刻剖面形状形成锥形。即，如图5(a)所示，遮光膜10图案的侧面成为稍有倾斜的形状。应说明的是，图5是表示遮光膜10的剖面形状的侧面图。此外，锥角可以设为24°。

还要说明的是，蚀刻液不限于具有上述条件的物质。例如，成为基质的硝酸铈铵溶液的浓度可以是3～25wt％。如果硝酸铈铵的浓度低于3wt％，则蚀刻速度极度延迟，生产率降低。此外，如果浓度高于25wt％，则在溶液的蒸发等中，蚀刻液易形成结晶。在这种情况下，成为污染蚀刻装置，或者给处理基板带来损伤的原因。进而，硝酸铈铵的浓度更优选设为5～15wt％。

此外，硝酸浓度也不限于7摩尔/升。图3是表示使硝酸铈铵溶液中的硝酸浓度变化时，CrOx膜和Cr膜的层压膜的蚀刻剖面形状的锥角变化的图(graph)。在此，如图4(a)所示，正锥形是指相对于基板表面的遮光膜图案的角度θ1小于90°的形状；如图4(b)所示，倒锥形是指相对于基板表面的遮光膜图案的角度θ2大于90°的形状。应说明的是，图4是为了显示锥角，模式地表示图案剖面结构的图。如果将从遮光图案下的基板表面开始到遮光图案的侧面为止的角度设为锥角，则锥角小于90°时，形成正锥形；大于90°时，形成倒锥状。即，从遮光膜10与基板1的表面开始到遮光膜10侧面的角度成为锥角。

锥角依赖蚀刻溶液中的硝酸浓度变化。如图3所示，如果硝酸浓度增高，则锥角变小。即，如果硝酸浓度增高，则遮光膜图案的侧面形状变得平缓。为了防止在上层形成的透明导电膜的短路，锥角优选略90°或正锥形。由此考虑，硝酸浓度优选设为2.5摩尔/升以上。

如果硝酸浓度增大，则锥角变小，整体的蚀刻速度降低，生产率降低。进而，CrOx膜和Cr膜的锥角不同。例如，将硝酸浓度设为14摩尔/升时，如图5(b)所示，Cr膜的锥角小于CrOx膜的锥角。即，Cr膜的侧面与CrOx膜的侧面不平行。这是因为在硝酸浓度增大时，蚀刻液向Cr膜与光致抗蚀剂4图案的界面中的渗入增强，渗入于界面的蚀刻液一边剥离铬膜界面上的光致抗蚀剂4一边进行蚀刻。

如果硝酸浓度超过14摩尔/升，则进一步进行铬膜的蚀刻，如图6(a)所示，Cr膜的下面侧端短于CrOx膜的上面侧端。即，Cr膜的图案边(edge)上的CrOx膜被蚀刻，Cr膜的CrOx膜侧端与CrOx膜的Cr膜侧端的位置变得不一致。进而，随着蚀刻的进行，有时会形成图6(b)所示的形状。即，CrOx膜的锥角小于Cr膜的锥角。

如果形成图6(a)或图6(b)所示的形状，则锥部分的偏差变大，尺寸控制变得困难。此外，在为低反射膜的第1膜2的上端部上不形成高遮光性的第2膜3。因此，照射强透射光时，通过为低反射膜的第1膜2，透射光漏出。因此，在遮光膜10的图案端部中，不能得到充分的遮光特性，显示图像的照比降低。根据上述理由，优选将硝酸浓度设为14摩尔/升以下。这样，对于成为基质的硝酸铈铵水溶液的硝酸浓度优选设为2.5摩尔/升～14摩尔/升。

蚀刻液的温度不限于35℃，例如，液体温度优选为20～50℃，进一步更优选为23℃～40℃。为20℃以下时，蚀刻速度极度降低，生产率降低。液体温度越高则蚀刻速度越快，生产率得到提高；如果超过50℃，则因蒸发导致的液体组成的变动增大。因此，用于保持稳定的工艺(process)的液体交换操作频率变高。根据上述理由，优选液体温度为20～50℃。

蚀刻优选喷雾法。喷压不限于0.15MPa，优选为0.03MPa～0.3MPa的范围。原因在于，在浸渍(dip)法或喷压低于0.03MPa的喷雾法中，面内的蚀刻均匀性变差，图案尺寸的偏差等易产生不均。另一方面，喷压为0.3MPa以上时，会发生基板断裂、光致抗蚀剂4剥离而发生短路。进而，更优选将喷压设为0.05MPa～0.2MPa。

如图2(e)所示，从遮光膜10的上方形成透明导电膜5。优选的实施例为，通过溅射法形成混合有氧化铟(Indium)和氧化锡(tin)的ITO膜，从而形成透明导电膜5。透明导电膜5形成于大致整个基板1上。由此，完成如图1所示的带遮光膜基板。此外，根据需要，透明导电膜5可以用光刻法形成所希望的形状图案。

进而，在透明导电膜5上，可以形成如图2(f)所示的间隔物6的图案。柱状的间隔物6在遮光膜10的图案上形成。自然，形成取向膜时，在取向膜上形成间隔物6。例如，将含有有机丙烯酸(acrylic)类树脂的光敏性树脂涂布形成，可以用光刻法通过曝光、显像而形成这样的间隔物6的图案。

在场序方式的液晶显示装置中，图1所示的带遮光膜基板作为与TFT阵列基板相对配置的对置基板使用。此时，对应于遮光膜10的图案之间，配置图像显示用电极。接着，打开一定的间隙，粘合TFT阵列基板和带遮光膜基板。通过密封材料粘合TFT阵列基板和带遮光膜基板。接着，在基板之间注入液晶之后，进行密封。由此，完成了液晶显示面板。进而，安装驱动回路和背灯。由此，完成了场序方式的彩色液晶显示装置。

发明实施方式2

用图7对本实施方式所述的带遮光膜基板的构成进行说明。图7是表示带遮光膜基板的构成的侧面剖面图。在本实施方式中，对于在作为一般液晶显示装置的对置基扳的彩色滤光片基板中应用本发明的例子进行说明。因此，对与实施方式1相同的内容省略说明。7是R的彩色滤光片层，8是G的彩色滤光片层，9是B的彩色滤光片层。即，源从背光元件照射到液晶显示面板的背面的白色光、或者从观察侧入射而在图像显示部的反射电极中反射的外光，通过透过彩色滤光片层，可以进行彩色显示。

如图7所示，在基板上层压有成为遮光膜的第1膜2和第2膜3。在相邻的遮光膜图案之间，设置R的彩色滤光片层7、G的彩色滤光片层8或者B的彩色滤光片层9。这种设有彩色滤光片层7、8、9的位置成为像素。此外，在设有G的彩色滤光片层8的像素的左邻，配置设有R的彩色滤光片层7的像素。在设有G的彩色滤光片层8的像素的右邻，配置设有B的彩色滤光片层9的像素。即，依次配置R的彩色滤光片层7、G的彩色滤光片层8及B的彩色滤光片层9。彩色滤光片层7、8、9的一部分在遮光膜10上形成。即，彩色滤光片层7、8、9和遮光膜10以一部分重复的方式形成。在第2膜3和R的彩色滤光片层7、G的彩色滤光片层8及G的彩色滤光片层9上设置透明导电膜5。透明导电膜5以覆盖遮光膜和彩色滤光片层的方式设置。在本实施方式中，在锥状的遮光膜10的侧面上形成彩色滤光片层7、8、9，因此可以改善覆盖度。

接着，用图8对本实施方式所述的彩色滤光片基板的制造工序进行说明。图8是表示本实施方式所述的彩色滤光片基板的制造工序的工序剖面图。此外，在图8(a)～图8(d)的工序中，由于与实施方式相同，因此省略详细的说明。

如图8(a)所示，连续形成第1膜2和第2膜3，从而形成遮光膜10。例如，第1膜2是CrOx膜，第2膜3是Cr膜。接着，如图8(b)所示，在遮光膜10上形成光致抗蚀剂4的图案。进而，如图8(c)所示，连续对第1膜2和第2膜3进行蚀刻，从而将遮光膜10形成图案。蚀刻结束后，剥离抗蚀刻剂4。由此，形成图8(d)所示的构成。蚀刻工序与实施方式1相同地进行处理。即，在本实施方式中所用的蚀刻液可以使用在硝酸铈铵溶液中混合有硝酸的药液。它们的浓度与实施方式相同。由此，形成带遮光膜基板。这样形成的遮光膜10图案的蚀刻剖面形状如图5所示，形成锥形。

形成遮光膜10之后，将R的彩色滤光片层7形成所希望的形状。优选的实施例为，按约2.0μm的厚度涂布为混合有红色颜料的光敏性树脂的彩色抗蚀剂。接着，用光刻法进行曝光、显像。由此，在遮光膜10的图案之间形成R的彩色滤光片层7。然后，作为后(post)曝光，照射g线、h线、i线混合光，进一步在约220℃的温度下进行后烘培(bake)。由此，如图8(e)所示，R的彩色滤光片层7形成图案。

形成R的彩色滤光片层7之后，将G的彩色滤光片层8形成所希望的形状。在此，按约2.0μm的厚度涂布为混合有绿色颜料的光敏性树脂的彩色抗蚀剂。接着，与R的彩色滤光片层7相同，用光刻法进行曝光、显像。然后，作为后曝光，照射g线、h线、i线混合光，进一步在约220℃的温度下进行后烘培。由此，如图8(f)所示，G的彩色滤光片层8形成图案。

进而，将B的彩色滤光片层9形成所希望的形状。在此，按约2.0μm的厚度涂布为混合有蓝色颜料的光敏性树脂的彩色抗蚀剂。接着，与R的彩色滤光片层7相同，用光刻法进行曝光、显像。然后，作为后曝光，照射g线、h线、i线混合光，进一步在约220℃的温度下进行后烘培。由此，如图8(g)所示，B的彩色滤光片层9形成图案。

接着，形成3色的彩色滤光片层之后，形成成为对置电极的透明导电膜5。优选的实施例为，在此，作为透明导电膜5形成混合有氧化铟和氧化锡的ITO膜。ITO膜，例如，可以用溅射法成膜。由此，如图8(h)所示，完成了彩色滤光片基板。

此外，在上述实施方式中，透明导电膜5不限于使用ITO膜。例如，可以使用氧化铟(In₂O₃)、氧化锡(SnO₂)、氧化锌(ZnO)的金属单体的氧化物膜或者由组合了这些氧化物的混合氧化物构成的膜。特别是在实施方式2中，在透明导电膜5的成膜面上存在由光敏性树脂构成的彩色滤光片层。形成ITO膜时，受到溅射时的等离子体的影响，构成彩色滤光片层的树脂很可能分解而产生分解气体。进而，在构成彩色滤光片层的树脂中含有的水分很可能释放出。通过这样的水分或分解气体成分，有时会使ITO膜的光透过率或电阻率等电特性变差。在这种情况下，优选使用在ITO中进一步混合有氧化锌的ITZO膜、或者氧化铟和氧化锌的混合氧化物(IZO)膜。由此，相对于ITO膜，可以减轻因从彩色滤光片层放出的水分或分解气体成分对特性的影响。此外，透明导电膜5根据需要，也可以用通常的光刻法形成所希望的形状。

用以往方法形成的遮光膜10图案的剖面形状如图10所示，或者形成中间变细的形状，或者形成倒锥形。因此，有时在遮光膜10的图案边部不填充彩色滤光片层，形成空隙部。例如，在液晶显示面板的彩色滤光片基板的遮光膜10中形成空隙部，则存在在液晶显示面板中产生气泡，引起显示故障的问题。然而，通过使用如实施方式1中所示的蚀刻液，可以将遮光膜10的图案形状成为图5(a)或图5(b)所示的大致正锥形。因此，可以使彩色滤光片层的覆盖度达到良好，可以防止显示故障的发生。

应说明的是，在实施方式2中，将形成光致抗蚀剂4的方法作为旋转(spin)涂布混合有为色材的颜料的彩色抗蚀剂的方法进行说明，但不限于此。例如，可以使用将混合有色材的光敏性树脂膜加工成薄膜状，将该薄膜转印(粘贴)到基板上的薄膜转印法。被转印的薄膜状彩色滤光片层如实施方式2相同，可以用光刻法加工成所希望的图案。

通过这种薄膜转印法，仅通过设置转印薄膜的装置，就可以形成彩色滤光片层。因此，与以往的旋转涂布法相比，可以减少设备导入的成本。此外，如以往的旋转涂布法，不会使多余的彩色抗蚀剂飞散，因此可以提高彩色抗蚀刻的使用效率。因此，可以降低材料成本(cost)。

如通过以往方法形成的遮光膜10，蚀刻剖面形状形成中间变细或者倒锥的形状时，与旋转涂布法相比，使用薄膜转印法则使覆盖度进一步变差。因此，通过使用本发明，可以得到更大的效果。

此外，除了上述方法以外，可以用喷墨(ink jet)法形成彩色滤光片层7、8、9。在这种情况下，形成彩色滤光片材料时，可以直接将彩色滤光片层形成所希望的图案。因此，具有不需要利用光刻法形成图案的优点。即使用喷墨法时，通过应用本发明，可以得到与旋转涂布法相同的，覆盖度的改善效果。

在通常的液晶显示面板中，通过上述工序完成的彩色滤光片基板作为对置基板使用。即，将图7所示的彩色滤光片基板和TFT阵列基板相向配置，进行粘合。在粘合工序前，可以在彩色滤光片基板上设置将基板间的间隔保持一定的间隔物。接着，从设在密封材料的一部分上的液晶注入口将液晶注入到带遮光膜基板和TFT阵列基板之间的间隙中。通过固化性树脂等将液晶注入口密封，从而完成液晶显示面板。在完成的液晶显示面板上安装驱动回路和背光元件。由此，完成了液晶显示装置。在本实施方式中，将彩色滤光片层制成红色、绿色、蓝色，但并不限于此。根据必需的显示色特性，可以任意设定彩色滤光片器的颜色和颜色的种类。

形成上述液晶显示面板时，为了高精度地控制与相向配置的TFT阵列基板的一定间隙，例如，可以将有机树脂材料形成图案而形成多个间隔物。这样的间隔物，例如，可以通过涂布由有机丙烯酸类树脂构成的光敏性树脂膜，使用通常的光刻法进行曝光、显像而形成。

应说明的是，在上述实施方式1、2中，按膜厚50nm形成作为第1膜2的CrOx膜，但不限于此。第1膜2，例如，可以为20nm～100nm。图9是表示Cr膜的膜厚和光的透过率的关系图。在此，光的透过率表示用波长为550nm的光进行测定得到的结果。如图9所示，Cr膜的光透过率在膜厚小于20nm时开始急剧增加。即，如果作为第1膜2的CrOx膜的膜厚小于20nm，则照射到玻璃基板中的光透过CrOx膜，在作为遮光膜的Cr膜的表面进行反射。因此，在所显示的图像中这种反射光重叠，如镜子一样，液晶显示面板以外的样子被映照到显示图像中。因此，使显示质量降低。只要CrOx膜的膜厚为20nm以上，则可以将光的透过率抑制在3％以下。因此，可以在CrOx膜中充分吸收光，可以在显示的画面上防止映照板以外的样子。

另一方面，在用氩气+氧气的反应性溅射中成膜速度延迟，因此如果将第1膜2的CrOx膜厚设为100nm以上，则成膜时间延长，生产率降低。因此，CrOx膜的膜厚优选设为100nm以下。因此，由低反射膜的CrOx构成的第1膜2优选设为20nm～100nm，进而，如果考虑光学特性(光反射率、光透过率)界限(margin)、生产率及收率，则更优选设为40nm～60nm。

此外，在实施方式1、2中，在第1膜2上连续形成由膜厚为120nm的Cr膜构成的第2膜3，但并不限于此。例如，可以将膜厚为20nm～400nm的Cr膜作为第2膜3。如图9所示，Cr膜的光透过率在膜厚小于20nm时开始急剧增加。即，只要作为透过防止用遮光层的Cr膜的膜厚小于20nm，则很可能不能充分地遮光。因此，作为原来的遮光膜不能有效地发挥作用，从而引起漏光等显示故障。

此外，将Cr膜的膜厚设为400nm以上，膜应力增大，在基板1上发生大的翘曲。由此，在后面的光刻工序中发生如下不良，即或者图案的精密度变差，或者发生因搬运不良等产生不能处理的故障，或者Cr膜剥离等。因此，很可能导致收率降低，可靠性降低。这是因为，在玻璃基板上成膜的Cr膜的应力为1000MPa以上，大于通常的普通溅射金属膜的应力(例如，Al膜为100～300MPa左右，Mo膜为100～500MPa左右)。因此，将Cr膜的膜厚设为400nm以上，则成膜的铬膜的总应力变大。因此，如上所述的不良易于发生。根据上述，优选将作为第2膜3成膜的Cr膜设为20nm～400nm，进而，如果考虑光学特性界限(margin)、生产率及收率，则更优选为100nm～150nm。

进而，第2膜3不限于Cr膜，可以是在Cr中添加有氮的CrNx膜(x为正数)。CrNx膜可以通过使用在氩气中加有氮气的混合气体的反应性溅射法成膜。通过使第2膜3成为CrNx膜，可以减小膜应力。CrNx膜的膜厚与上述Cr膜的膜厚相同，优选设为20nm～400nm。此外，为CrNx膜时，可以制成小于Cr膜的结晶粒，可以制成更致密的微晶纤维。因此，与Cr膜相比，可以按更薄的膜厚得到与Cr膜相同的遮光特性。在实际中进行实施时的膜厚可以根据必需的遮光特性决定所希望的值。即使使用CrNx膜作为第2膜3时，通过应用本发明，也可以将遮光膜10的剖面形状加工成正锥形。因此，可以得到与实施方式1、2相同的效果。

应说明的是，在上述的说明中，对用于液晶显示装置的带遮光膜基板进行说明，但本发明可以对用于液晶显示装置以外的带遮光膜基板进行利用。例如，可以用于场致发光(EL)显示装置或等离子体显示面板等平板显示器中。进而，本发明可以适用于用在液晶显示装置以外的带遮光膜基板和彩色滤光片基板中。

Claims (13)

1.带遮光膜基板，其是具有在基板上形成的遮光膜图案的带遮光膜基板，所述遮光膜具备含有铬氧化物的第1膜、和设置于所述第1膜上的具有铬的第2膜，所述遮光膜图案的剖面形状具有正锥形。

2.如权利要求1所述的带遮光膜基板，其中所述第2膜具有铬氮化物。

3.如权利要求1或2所述的带遮光膜基板，其中所述第1膜的膜厚为20nm～100nm，所述第2膜的膜厚为20nm～400nm。

4.如权利要求1或2所述的带遮光膜基板，其在所述遮光膜上形成有透明导电膜。

5.彩色滤光片基板，该基板具有权利要求1或2所述的带遮光膜基板、以及在所述遮光膜图案之间形成的彩色滤光片层。

6.一种显示装置，该装置具有权利要求1或2所述的带遮光膜基板。

7.带遮光膜基板的制造方法，其是具有在基板上形成的遮光膜图案的带遮光膜基板的制造方法，该方法为在基板上依次层压含有铬氧化物的第1膜、和含有铬的第2膜，形成层压膜，在所述层压膜上形成抗蚀图案，使用在硝酸铈铵中至少含有2.5摩尔/升以上浓度的硝酸的药液对所述层压膜进行蚀刻，形成遮光膜图案，除去所述抗蚀图案。

8.如权利要求7所述的带遮光膜基板的制造方法，其中所述第2膜具有铬氮化物。

9.如权利要求7或8所述的带遮光膜基板的制造方法，其中以20nm～100nm的膜厚形成所述第1膜，以20nm～400nm的膜厚形成所述第2膜。

10.如权利要求7或8所述的带遮光膜基板的制造方法，其特征为，除去所述抗蚀图案之后，在所述遮光膜图案上形成透明导电膜。

11.如权利要求7或8所述的带遮光膜基板的制造方法，其特征为，所述药液中的硝酸浓度为14摩尔/升以下。

12.如权利要求7或8所述的带遮光膜基板的制造方法，其特征为，使用在浓度为3质量％～25质量％的硝酸铈铵溶液中混合有所述硝酸的药液进行蚀刻。

13.彩色滤光片基板的制造方法，该方法通过权利要求7或8所述的带遮光膜基板的制造方法制造带遮光膜基板，在所述带遮光膜基板上形成的所述遮光膜图案之间形成彩色滤光片层。

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