JP2000303163A - 低反射黒色膜、低反射黒色積層膜、低反射黒色膜の製造方法およびカラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】これまでの低反射黒色膜に比べ、光学特性およ
び耐熱性の良好なブラックマトリックス材料に用いられ
る低反射黒色（積層）膜および該低反射黒色（積層）膜
を用いたブラックマトリックスを可能にし、該ブラック
マトリックスが設けられたカラーフィルターを提供す
る。 【解決手段】基板上に形成される、（１）（１−１）基
板上に形成された少なくとも一層の低反射黒色膜が、チ
タン酸化物からなるチタン化合物を主成分とする均質組
成の金属酸化物薄膜である低反射黒色膜、（２）（２−
１）基板上に形成された低反射黒色膜が、深さ方向の面
における主成分がＴｉＯ_(2-X)（式中：０≦Ｘ≦２）で
表わされるチタン化合物である金属酸化物薄膜であっ
て、前記基板側最下面から黒色膜の表面に向かう膜厚方
向に対して前記Ｘの値が連続的に増加または減少する傾
斜組成を有する低反射黒色膜。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表示装置、例えば液
晶ディスプレー（ＬＣＤ）等に光学濃度が高く、反射率
が低く、パターン精度が高く、高コントラストを与え、
耐熱性の良好なブラックマトリックス材料等に用いられ
る低反射黒色膜、低反射黒色積層膜、該低反射黒色（積
層）膜の製造方法および該低反射黒色（積層）膜を用い
たカラーフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】表示デバイスにコントラストを与えるた
めに液晶ディスプレー等に用いるブラックマトリックス
は、Ｃｒ系無機薄膜ブラックマトリックスまたはカーボ
ンブラックなどの黒色色材を樹脂に分散した黒色塗料
（インキ）が多用された規則正しい正方形または長方形
の網目状をしている。黒色塗料を用いた場合、反射率を
低くすることは可能なものの、遮光性が低く、光学濃度
３を確保しようとすると、膜厚を厚くせざるを得ないこ
とやパターン精度が悪いなどの欠点があった。

【０００３】またＣｒ系無機薄膜ブラックマトリックス
の中では、金属Ｃｒブラックマトリックスが高い光学濃
度を有する利点があるものの、反射率が高い欠点を有し
ているため、Ｃｒ／ＣｒＮ_xやＣｒ／ＣｒＯ_xなどの積層
型ブラックマトリックスが用いられてきている。しかし
これらは、いずれにせよＣｒ系の材料を使用するためパ
ターン形成時にＣｒ廃液が生じ、処理設備、処理コスト
を必要とするとともに、地球に優しい材料ではない。

【０００４】このようなＣｒ系材料に代えて、特開平９
−１０１４０４号公報には、ともに鉄を主成分とした金
属薄膜と金属酸化物薄膜とからなる積層構造を有する低
反射黒色膜が記載されている。

【０００５】また特開平１０−６０６２７号公報には、
低反射性および遮光性を有する黒色薄膜、およびその製
造法が記載されている。この黒色薄膜は、銅、クロム、
または鉄を含むものであって、基板から表面に向かって
膜厚方向に酸化度が徐々に減少するような傾斜組成を有
するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらの黒色膜および
薄膜は、カラーフィルター作成時に用いた場合の熱加工
に対する熱安定性が充分ではない。

【０００７】本発明者等は前記の課題に鑑み鋭意研究し
た結果、チタン酸化物を主成分とする金属酸化物薄膜、
チタン酸化物および金属亜鉛またはチタン酸化物および
亜鉛酸化物を主成分とする複合金属酸化物薄膜を黒色膜
とすることにより、上記課題を解決できることを見出し
た。

【０００８】すなわち（１）（１−１）基板上に形成さ
れた、少なくとも一層の低反射黒色膜が、チタン酸化物
からなるチタン化合物を主成分とする均質組成の金属酸
化物薄膜であることを特徴とする低反射黒色膜、または
（１−２）前記（１−１）の金属酸化物薄膜が、さらに
亜鉛化合物を含む複合金属酸化物薄膜であることを特徴
とする低反射黒色膜、（２）（２−１）基板上に形成さ
れた低反射黒色膜が、深さ方向の面における主成分がＴ
ｉＯ_(2-X)（式中：０≦Ｘ≦２）で表わされるチタン化
合物である金属酸化物薄膜であって、前記基板側最下面
から黒色膜の表面に向かう膜厚方向に対して前記Ｘの値
が連続的に増加または減少する傾斜組成を有することを
特徴とする低反射黒色膜、または（２−２）前記（２−
１）の金属酸化物薄膜が、さらに亜鉛化合物を含む複合
金属酸化物薄膜であることを特徴とする低反射黒色膜、
（３）（３−１）基板上に、それぞれチタン化合物を主
成分とする（Ａ）光低反射層、（Ｂ）光吸収層、（Ｃ）
光遮光層の各層がこの順序、または逆の順序で形成され
ている低反射黒色積層膜において、前記（Ｂ）光吸収層
が前記（１）の低反射黒色膜であって、（Ａ）光低反射
層と（Ｂ）光吸収層との界面におけるチタン化合物の酸
化度が、（Ｂ）光吸収層側の方が小さく、（Ｂ）光吸収
層と（Ｃ）光遮光層との界面におけるチタン化合物の酸
化度が、（Ｃ）光遮光層側の方が小さいことを特徴とす
る低反射黒色積層膜を提供することにより、光学特性が
良好で、耐熱性のあるブラックマトリックスを得ること
が可能となった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、基
板上に形成された、少なくとも一層の低反射黒色膜が、
チタン酸化物からなるチタン化合物を主成分とする均質
組成の金属酸化物薄膜であることを特徴とする低反射黒
色膜 (以下、「均質組成低反射黒色膜」ということもあ
る)を提供するものである。

【００１０】また、本発明は、前記均質組成低反射黒色
膜の金属酸化物薄膜が、さらに亜鉛化合物を含む複合金
属酸化物薄膜であることを特徴とする低反射黒色膜 (以
下、「均質複合組成低反射黒色膜」ということもある)
を提供するものである。

【００１１】また、本発明は、基板上に形成された低反
射黒色膜が、深さ方向の面における主成分がＴｉＯ
_(2-X)（式中：０≦Ｘ≦２）で表わされるチタン化合物
である金属酸化物薄膜であって、前記基板側最下面から
黒色膜の表面に向かう膜厚方向に対して前記Ｘの値が連
続的に増加または減少する傾斜組成を有することを特徴
とする低反射黒色膜 (以下、「傾斜組成低反射黒色膜」
ということもある)を提供するものである。

【００１２】また、本発明は、前記傾斜組成低反射黒色
膜の金属酸化物薄膜が、さらに亜鉛化合物を含む複合金
属酸化物薄膜であることを特徴とする低反射黒色膜 (以
下、「傾斜複合組成低反射黒色膜」ということもある)
を提供するものである。

【００１３】また、本発明は、基板上に、それぞれチタ
ン化合物を主成分とする下記（Ａ）、（Ｂ）および
（Ｃ）の各層がこの順序、または逆の順序で形成されて
いる低反射黒色積層膜において、前記（Ｂ）光吸収層が
前記均質（複合）組成低反射黒色膜または傾斜複合組成
低反射黒色膜であり、（Ａ）光低反射層と（Ｂ）光吸収
層との界面におけるチタン化合物の酸化度が、（Ｂ）光
吸収層側の方が小さく、（Ｂ）光吸収層と（Ｃ）光遮光
層との界面におけるチタン化合物の酸化度が、（Ｃ）光
遮光層側の方が小さいことを特徴とする低反射黒色積層
膜を提供するものである。 （Ａ）光低反射層、（Ｂ）光吸収層、（Ｃ）光遮光層

【００１４】また、本発明は、スパッタリング法または
イオンプレーティング法を用いた、チタン酸化物からな
るチタン化合物を主成分とする低反射黒色膜の製造方法
であって、膜形成工程における酸化反応を膜形成工程途
中で、抑制または促進することを特徴とする前記の傾斜
組成を有する低反射黒色膜の製造方法を提供するもので
ある。本明細書では、低反射黒色膜の製造方法には、低
反射黒色積層膜の製造方法を含む。

【００１５】また、本発明は、前記膜形成工程途中にお
ける酸化反応の抑制または促進が、酸素分圧、ターゲッ
トからの飛散または酸素プラズマとの反応を制御するこ
とにより行われるものであることを特徴とする前記の低
反射黒色膜の製造方法を提供するものである。

【００１６】また、本発明は、基板上に、少なくとも３
色のカラーフィルター層と該カラーフィルター層を仕切
るブラックマトリックスとが設けられたカラー液晶パネ
ルにおいて、該ブラックマトリックスが前記の低反射黒
色膜または低反射黒色積層膜であることを特徴とするカ
ラーフィルターを提供するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について詳述
する。 （１）均質組成低反射黒色膜（均質複合組成低反射黒色
膜） 本発明の均質組成低反射黒色膜は、チタン酸化物（チタ
ン亜酸化物を含む）からなるチタン化合物を主成分とす
る金属酸化物薄膜が少なくとも一層形成された金属酸化
物薄膜である。本明細書における「均質組成」とは、深
さ方向における膜の組成が後述する「傾斜組成」とは異
なり、大きく変化しないもので、チタン酸化物の２価乃
至４価のチタンが、ある一定の比率で黒色膜中に、光学
的波長レベルで均一に分散しているものである。この組
成は、チタン酸化物をＴｉＯ_{(2-X )}とすると、式中のＸ
の値は、０＜Ｘ＜２で表わされるものである。

【００１８】また本明細書におけるチタン酸化物からな
るチタン化合物を主成分とする金属酸化物薄膜とは、黒
色系を呈する２価（ＴｉＯ）相当および／または３価
（Ｔｉ ₂Ｏ₃＝ＴｉＯ_1.5）相当のチタン酸化物が、形成
する薄膜の色相を黒色とする量を含有していればよく、
黒色でない４価（ＴｉＯ₂）相当のチタン酸化物を含ん
でいてもよい。ここでの相当とは、２価、３価または４
価と価数が整数でないものをも含んでいる。また本明細
書における「チタン化合物」とは、後述する亜鉛化合物
を含む複合組成の場合には、チタン・亜鉛複合酸化物を
含むものとする。

【００１９】また本明細書における「主成分」とは、チ
タン化合物が９５重量％以上、好ましくは９９重量％以
上含有することを指す。なお他の成分として、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃ、Ｓ等を含んでもよい。

【００２０】均質組成低反射黒色膜の膜厚は、１００〜
６００ｎｍが好ましく、より好ましくは、４００〜５０
０ｎｍである。膜厚が１００ｎｍ未満では、遮光性が充
分に得られず、６００ｎｍを超えると作成されるカラー
フィルターに段差が生じる恐れがある。

【００２１】上記均質組成低反射黒色膜は、さらに亜鉛
化合物を含んだチタン・亜鉛複合化合物を用いてもよい
（均質複合組成低反射黒色膜）。均質複合組成低反射黒
色膜は、エッチングに使用する酸として通常の無機酸の
水溶液（王水、硫酸、リン酸、次亜リン酸等）を使用す
ることができる。

【００２２】また、亜鉛化合物を含むことにより、含ま
ない場合に比べて３倍程度の高い吸光度を得ることがで
きる。なお、本明細書における亜鉛化合物とは、金属亜
鉛および亜鉛酸化物の両方を意味するものである。

【００２３】均質複合組成低反射黒色膜は、仮に構造式
としてＺｎ_xＴｉ_yＯ_zと表現すると、ｘ／（ｘ＋ｙ）が
０．１〜０．６であることが好ましく、０．２〜０．６
であることがより好ましい。なお、このとき、ｚはＺｎ
とＴｉの酸化度に応じて、それぞれのｘ／（ｘ＋ｙ）に
おいて変化するものである。この均質複合組成低反射黒
色膜はＸ線での解析により、アモルファス構造であるこ
とを確認することができる。

【００２４】上記均質複合組成低反射黒色膜における膜
中のＺｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）の原子比率は、上述したよう
に、１０／１００〜６０／１００が好ましく、２０／１
００〜６０／１００がより好ましい。Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｔ
ｉ）の比率が１０／１００未満では、目的とする添加効
果が得られない。６０／１００を超えると、パターン精
度が低下する等の不具合が生じる恐れがある。 上記均
質複合組成低反射黒色膜の膜厚は、１００〜６００ｎｍ
が好ましく、より好ましくは１００〜４００ｎｍ、さら
に好ましくは２００〜３００ｎｍである。膜厚が１００
ｎｍ未満では、光の透過率が大きくなり遮光性が充分に
得られず、６００ｎｍを超えると作成されるカラーフィ
ルターに段差が生じる恐れがある。

【００２５】前記均質組成低反射黒色膜および均質複合
組成低反射黒色膜は、膜厚３００ｎｍ程度で３以上の高
い遮光性を示す光学濃度、１２％程度以下の低い反射率
（基板のガラスの反射を含む）を示すため、基板に単独
膜として形成することでブラックマトリックスとしての
機能を発現することができる。なお、光学濃度は、ＯＤ
値（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）＝ｌｏｇ（１／
Ｔ）で表すことができる。ここでＴは、透過率を示すも
のである。なお、酸化度の異なる２種の均質組成低反射
黒色膜を積層することで、反射率を低下させることがで
きる。

【００２６】本発明の均質組成低反射黒色膜は、スパッ
タリング法またはイオンプレーティング法等金属薄膜の
形成に用いられる公知の方法を適用して形成できる。ス
パッタリング法ではターゲットとして、イオンプレーテ
ィング法では蒸発材料として、それぞれ金属チタンまた
はＴｉＯ₂、Ｔｉ₃Ｏ₅等のチタン酸化物の粉末、小片ま
たはペレットを用いる。また、亜鉛化合物を含有させる
場合には、上記の金属チタンまたはチタン酸化物の代わ
りにＴｉ−Ｚｎ合金を用いるか、上記の金属チタンまた
はチタン酸化物に、金属亜鉛またはＺｎＯの粉末、小片
またはペレットを加えて膜の形成を行うことにより、ま
た２つの電子銃を用いる場合、上記の金属チタンまたは
チタン酸化物と金属亜鉛またはＺｎＯをそれぞれ別々に
セットして用いることにより、目的物を得ることができ
る。

【００２７】スパッタリング法における均質組成低反射
黒色膜の形成は、使用する装置によっても異なるが、Ａ
ｒ−酸素混合ガスにおけるＡｒ流量を１０〜２００ＳＣ
ＣＭ、酸素流量を５〜１０ＳＣＣＭ、スパッタリング圧
力を０．１〜５Ｐａ、ＤＣ出力を２００〜１０００Ｗ、
基板温度を室温〜８０℃に調整することによって行うこ
とができる。特に酸素流量の制御が重要であり、酸素流
量が５ＳＣＣＭ未満では金属光沢を有する金属または黒
色を呈さない膜となり黒色の薄膜が得られず、酸素流量
が１０ＳＣＣＭを超えると光を吸収しない透明なチタン
酸化物膜となる。

【００２８】（２）傾斜組成低反射黒色膜 本発明の傾斜組成低反射黒色膜は、基板上に形成された
低反射黒色膜が、深さ方向の面における主成分がＴｉＯ
_(2-X)（式中：０≦Ｘ≦２）で表わされるチタン化合物
である金属酸化物薄膜であって、前記基板側最下面から
黒色膜の表面に向かう膜厚方向に対して前記Ｘの値が連
続的に増加または減少する傾斜組成を有することを特徴
とする低反射黒色膜である。

【００２９】基板側最下面から黒色膜の表面に向かう膜
厚方向に対してＸの値が連続的に増加する傾斜組成を有
する低反射黒色膜は、基板の黒色膜のない方から光が入
射する場合に用いられ、また、Ｘの値が連続的に減少す
る傾斜組成を有する低反射黒色膜は、基板の黒色膜の方
から光が入射する場合に用いられるものである。

【００３０】このような傾斜組成低反射黒色膜は、前記
（１）の均質組成低反射黒色膜と同様にスパッタリング
法またはイオンプレーティング法等金属薄膜の形成に用
いられる公知の方法を適用して形成できる。スパッタリ
ング法ではターゲットとして、イオンプレーティング法
では蒸発材料として、それぞれ金属チタンの粉末、小片
またはペレットを用いる。また用いる方法としては、好
ましくは、反応性イオンプレーティング法である。この
方法は、イオンプレーティング装置内にて、蒸発材料を
イオン化して生成した蒸発イオンまたは昇華粒子イオン
と、放電によって発生させた酸素プラズマとを、場合に
より装置内のプラズマを安定化および活性化させるため
に一定量の不活性ガスを導入して反応させるものであ
り、それによってチタン酸化物の低反射黒色膜を形成す
ることができる。

【００３１】チタン化合物ＴｉＯ_(2-X)（式中：０≦Ｘ
≦２）を主成分とする金属酸化物薄膜が、前記基板側最
下面から黒色膜の表面に向かう膜厚方向に対して、前記
Ｘの値が連続的に増加する傾斜組成を有する低反射黒色
膜を形成する制御方法を以下に説明する。上記傾斜組成
を有する低反射黒色膜を形成するには、酸化反応を膜形
成工程途中で抑制することにより得られるが、好ましく
は、（第１方法）スパッタリング法またはイオンプレー
ティング法における酸素分圧を膜形成工程途中で徐々に
減少しながら形成する、（第２方法）スパッタリング法
におけるターゲットからの飛散を膜形成工程途中で徐々
に抑制する、（第３方法）イオンプレーティング法にお
ける蒸発材料からの飛散を膜形成工程途中で徐々に増加
しながら形成する、（第４方法）イオンプレーティング
法におけるコイルへの印可出力を膜形成工程途中で徐々
に減少しながら形成する、（第５方法）上記方法を併用
することにより得られる。

【００３２】酸素分圧を膜形成工程途中で徐々に減少す
る方法として、例えば処理開始時に３〜８０ＳＣＣＭの
ものを８００秒迄に、好ましくは１００〜３００秒迄
に、０ＳＣＣＭまで減少する方法をとることができる。
このときの減少率は、０．０５〜０．５ＳＣＣＭ／秒が
好ましい。なお、この際プラズマを安定するためにアル
ゴン等のガスを導入してもよい。またコイルへの印可出
力を膜形成工程途中で徐々に減少する方法として、例え
ばイオンプレーティング法によりプラズマを発生するた
めのコイルへの印加出力を、処理開始時に５０〜１００
０Ｗのものを８００秒迄に、好ましくは１００〜３００
秒迄に、５〜３０Ｗと減少する方法をとることができ
る。減少率は、１〜１０Ｗ／秒が好ましい。膜厚方向に
対して、前記Ｘの値が連続的に減少する傾斜組成を有す
る低反射黒色膜を形成する場合、制御の方向が上記の場
合と逆になる。

【００３３】単独膜としての傾斜組成低反射黒色膜は、
膜厚６００ｎｍ程度で、３以上の高いＯＤ値、５％程度
以下の低い反射率（基板のガラスの反射を含む）を示
す。

【００３４】傾斜組成低反射黒色膜は、膜厚は、１００
〜１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは４００〜８
００ｎｍである。膜厚が１００ｎｍ程度未満では、光の
透過率が大きくなり遮光性が充分に得られず、１０００
ｎｍを超えると作成されるカラーフィルターに段差が生
じる恐れがある。

【００３５】本発明の傾斜複合組成低反射黒色膜は、さ
らに亜鉛化合物を含んだチタン・亜鉛複合化合物を用い
てもよい（傾斜複合組成低反射黒色膜）。

【００３６】傾斜複合組成低反射黒色膜は、前記傾斜組
成低反射黒色膜で用いたのと同じスパッタリング法また
はイオンプレーティング法等金属薄膜の形成に用いられ
る公知の方法を適用して形成できる。スパッタリング法
ではターゲットとして、イオンプレーティング法では蒸
発材料として、それぞれ（イ）金属チタンの粉末、小片
またはペレットおよび金属亜鉛またはＺｎＯの粉末、小
片またはペレットを用いるか、（ロ）Ｔｉ−Ｚｎ合金を
用いる。好ましくは、金属チタンのペレットと金属亜鉛
のペレットを用いる。また用いる方法としては、好まし
くは、反応性イオンプレーティング法である。その他の
条件は、前記傾斜組成低反射黒色膜の形成方法と同様で
ある。

【００３７】傾斜複合組成低反射黒色膜は、亜鉛化合物
が混在することにより、亜鉛化合物が混在しない傾斜組
成低反射黒色膜に比べて、膜厚２００ｎｍで３倍程度の
高い吸光度、ＯＤ値で３以上という高い遮光性を示し、
７％程度以下の低い反射率（基板のガラスの反射を含
む）が得られる。また亜鉛化合物が混在しない傾斜組成
低反射黒色膜では、形成したブラックマトリックスをパ
ターニングする際のエッチングに強酸（ＨＦ等）を使用
する必要があるが、亜鉛化合物が混在することにより、
前記の無機酸を使用できる。

【００３８】本発明の傾斜複合組成低反射黒色膜におけ
る膜中のＺｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）の原子比率は、１０／１
００〜６０／１００が好ましく、２０／１００〜５０／
１００がより好ましい。Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）の比率が
１０／１００未満では、酸に対するエッチングレートが
低くなり、黒色膜のエッチングに時間を要する、または
酸に対するエッチング温度が高くなり、実用性の点での
不具合が生じることがある。一方６０／１００を超える
と黒色膜の反射率が高くなると同時に、酸に対するエッ
チングレートが高くなり、パターン精度が低下する等の
不具合が生じることがある。

【００３９】傾斜複合組成低反射黒色膜は、前記の傾斜
組成低反射黒色膜に比べて薄く、膜厚２００ｎｍ程度
で、３以上の高いＯＤ値、７％程度以下の低い反射率
（基板のガラスの反射を含む）を示す。傾斜組成低反射
黒色膜は、膜厚は、１００〜６００ｎｍが好ましく、よ
り好ましくは１００〜４００ｎｍである。膜厚が１００
ｎｍ程度未満では、光の透過率が大きくなり遮光性が充
分に得られず、６００ｎｍを超えると作成されるカラー
フィルターに段差が生じる恐れがある。なお、本発明の
傾斜複合組成低反射黒色膜は、チタン酸化物の酸化度が
変化すると同時に、亜鉛の酸化度も同じ傾向で変化す
る。

【００４０】（３）低反射黒色積層膜 本発明の低反射黒色積層膜は、基板上に、それぞれチタ
ン化合物を主成分とする（Ａ）光低反射層、（Ｂ）光吸
収層、（Ｃ）光遮光層の各層がこの順序、または逆の順
序で形成されている低反射黒色積層膜において、前記
（Ｂ）光吸収層が前記均質（複合）組成低反射黒色膜ま
たは傾斜（複合）組成低反射黒色膜であって、（Ａ）光
低反射層と（Ｂ）光吸収層との界面におけるチタン化合
物の酸化度が、（Ｂ）光吸収層側の方が小さく、（Ｂ）
光吸収層と（Ｃ）光遮光層との界面におけるチタン化合
物の酸化度が、（Ｃ）光遮光層側の方が小さいことを特
徴とする低反射黒色積層膜である。

【００４１】（Ａ）光低反射層 光低反射層は、基板から入射した光の反射を抑制する機
能を有し、積層低反射黒色膜の場合、光低反射層の膜厚
が、光の波長より充分に薄いことが好ましく、より好ま
しい膜厚は、均質組成膜では５０ｎｍ以下であり、さら
に好ましくは５〜３０ｎｍであり、傾斜組成膜では５０
〜３００ｎｍである。この光低反射層として、下記の条
件を満たしていれば前記均質（複合）組成低反射黒色膜
または傾斜（複合）組成低反射黒色膜を用いることが可
能であるが、酸素分圧を高い状態で膜を形成することに
よって得られる、酸化度の高いチタン酸化物透明体を用
いることが好ましい。

【００４２】（Ｂ）光吸収層 光吸収層は、反射を抑制する機能および光を吸収する機
能を有し、光吸収を行うことおよび界面反射を低減する
ことがその役割である。この光吸収層には、前記均質低
反射黒色膜または均質複合低反射黒色膜が用いられる。
その膜厚は、均質組成膜では５０〜２００ｎｍが好まし
く、傾斜組成膜では５〜１００ｎｍが好ましい。５０ｎ
ｍまたは５ｎｍより薄いと光吸収の効果がなくなる恐れ
があり、２００ｎｍまたは１００ｎｍより厚いとカラー
フィルター形成時に支障が生じる恐れがある。

【００４３】（Ｃ）光遮光層 光遮光層は、基板から入射し、光低反射層および光吸収
層を経て漏れた光を元に戻す機能、進入してきた光を吸
収する機能およびブラックマトリックスの膜厚を薄くす
る機能を有するもので、光を遮光することがその目的で
ある。この光低反射層として、下記の条件に示すよう
に、前記(Ｂ)光吸収層よりも酸化度を低くしたチタン化
合物であれば、前記均質（複合）組成低反射黒色膜また
は傾斜（複合）組成低反射黒色膜を用いることが可能で
ある。好ましい膜厚は、均質組成膜では５０〜２００ｎ
ｍであり、傾斜組成膜では１０〜１００ｎｍである。

【００４４】本発明の低反射黒色積層膜において、前記
（Ａ）〜（Ｃ）の各層は、以下の条件を満たしている必
要がある。 ・（Ａ）光低反射層と（Ｂ）光吸収層との界面における
チタン化合物の酸化度が、（Ｂ）光吸収層側の方が小さ
い。 ・（Ｂ）光吸収層と（Ｃ）光遮光層との界面におけるチ
タン化合物の酸化度が、（Ｃ）光遮光層側の方が小さ
い。 すなわち、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の膜の順で、チタン
化合物の酸化度は小さくなっていく。

【００４５】光吸収層が前記均質（複合）組成低反射黒
色膜である場合には、積層させる方法として、例えば直
流型マグネトロンスパッタリング法において、酸素流量
を一定にして途中でＤＣ出力を段階的に上げる方法によ
り、またはＤＣ出力を一定にして途中で酸素流量を段階
的に下げる方法により、または酸素流量を段階的に下げ
つつＤＣ出力も段階的に下げる等の前記２法を組み合わ
せた方法が挙げられる。これらの方法により、膜形成中
の酸素分圧を制御することになるが、酸素分圧を途中で
段階的に下げることにより、順次酸化度が低い２層以上
の積層膜が形成される。また光吸収層が前記傾斜（複
合）組成低反射黒色膜である場合には、光吸収層を前記
方法により傾斜組成膜を形成し、光反射層、光遮蔽層は
前記均質組成膜または傾斜組成膜により形成する。ま
た、それぞれの層は、界面におけるチタン化合物の酸化
度を基準として、前記の傾向に整合した傾斜組成を持つ
ものを用いる必要がある。また、基板上に（Ａ）→
（Ｂ）→（Ｃ）の順序で形成されている場合の低反射黒
色積層膜は、基板側から光が入射する場合に用いられる
ものであり、逆の順序で形成されている場合の低反射黒
色積層膜は、基板の反対側から光が入射する場合に用い
られるものである。

【００４６】このように３層に積層することで、例え
ば、反射率１２％程度の均質複合低反射黒色膜を光吸収
層に用いた場合において、積層膜厚２４０ｎｍ程度で反
射率が８％の黒色薄膜を得ることができる。これは、先
に述べた酸化度の異なる２種の均質組成低反射黒色膜を
２層に積層した場合の反射率の低下より大きい。

【００４７】なお、先に述べた傾斜組成低反射黒色膜の
形成方法において、上記の光低反射層および光遮光層
は、光吸収層の初期工程および最終工程の酸化度制御を
それぞれ継続的に実施することにより、連続的に形成す
ることができる。この場合、全体の膜として各層間で明
確な境界が存在しない膜を得ることができるが、この方
法は、膜形成の工程を連続的に行うことができるため有
用であり、各層間で明確な境界が存在しないことで、反
射率を５％程度まで下げることが可能となる。

【００４８】（４）基板 本発明に用いる基板としては、例えば、無アルカリガラ
ス、ソーダライムガラス等のカラーフィルターに使用し
得るガラス材質を使用できるほか、成膜することが室温
条件で可能なため、ポリカーボネート、ポリエチレンテ
レフタレート、またはポリエーテルサルフォン等の透明
なプラスチック基板も使用できる。

【００４９】（５）パターニング 本発明の低反射黒色膜をカラーフィルターのブラックマ
トリックスとして使用するに際して、まず形成された黒
色膜を所定のパターン状に加工する。エッチング工程に
よるパターンを形成するには、形成された黒色膜上に感
光性レジスト薄膜を形成し、所定のフォトマスクを用い
て露光し、現像する。次いで未露光のレジスト薄膜を水
洗除去した後、所定の酸によりエッチングを行い、未露
光下の黒色膜を除去する。次いで露光した感光性レジス
ト薄膜を所定のアルカリ等でレジストを除去し、その後
水洗することによって、パターニングを行うことができ
る。またパターニングは、リフトオフ法によっても行え
る。リフトオフ法による場合、まず、ガラス基板上にポ
ジ型感光性レジスト薄膜を形成した後、所定のフォトマ
スクを用いてパターン露光し、現像する。次いで、その
上に、黒色膜を形成した後、ガラス基板の薄膜を形成し
た面とは反対の面（裏面）から光源（例えば、超高圧水
銀灯）を用いて露光し、現像することにより、レジスト
のパターンとともに不要部の黒色膜を剥離して、所望の
ブラックマトリックスパターンを形成する。ここで使用
するレジストは、ネガ型であってもよく、その場合、黒
色膜形成後には露光せずにレジストパターンを公知の現
像／剥離液に溶解させることにより、所望のブラックマ
トリックスパターンを形成する。このようにパターニン
グされた黒色膜は、格子状のブラックマトリックスによ
って仕切られた各微小部分が色画素部を構成するもので
ある。次いで、赤の顔料分散レジストをブラックマトリ
ックスが形成された基板上に塗布し、ソフトべーク、露
光、現像およびポストベークを施して、赤の着色画素部
を形成する。その後、同様にして、緑、青の各着色画素
部を順次形成することにより、赤、緑、青の３原色の着
色画素部を配列したカラーフィルターが得られる。

【００５０】

【実施例】次に、本発明を実施例および比較例を挙げて
さらに具体的に説明するが本発明はこれらの実施例にの
み限定されるものではない。

【００５１】評価方法 （ａ）光学特性 光学濃度：空気をリファレンスとしてガラス面より光を
入射した値を分光光度計により測定。 反射率：アルミミラーに対する相対反射率（基板のガラ
スの反射を含む）を分光光度計により測定。 （ｂ）耐薬品性 ０．５％ＮａＯＨ水溶液、８６％Ｈ₃ＰＯ₄水溶液、３３
％Ｈ₃ＰＯ₂水溶液、９６％Ｈ₂ＳＯ₄水溶液およびＨＦに
対する溶解性を評価した。 （ｃ）耐熱性 赤外線ヒーターにより大気中２５０℃、６０分間加熱
し、試験前後の光学濃度を測定した。 （ｄ）薄膜構造、酸化度、化学結合状態および組成 薄膜構造をＸ線回折法（ＸＲＤ）により、酸化度、化学
結合状態および組成をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）によ
り評価した。

【００５２】実施例１〜１１、比較例１は、光の入射方
向が基板の黒色膜の形成されていない方の例である。

【００５３】実施例１均質組成低反射黒色膜の形成 ガラス基板としてソーダライムガラスおよび金属チタン
ターゲットを反応性直流型マグネトロンスパッタリング
装置（ＳＨ３５０、日本真空（株）製）のチャンバー内
に設置した後、成膜を開始する前に、ターゲット上の不
純物を除去するために、Ａｒイオンエッチングを１０分
間行った。成膜時のＴｉＯ_(2-X)の成膜速度は、それぞ
れ約１５ｎｍ／分であり、それぞれ膜厚が２００、３５
０、４００、４３０ｎｍになるように成膜時間を調節し
た。スパッタリングガスは、Ａｒ−酸素混合ガスを用
い、Ａｒ流量は１００ＳＣＣＭ、酸素流量は５．５ＳＣ
ＣＭ、ＤＣ出力４５０Ｗに制御した。このときの動作圧
力は０．４Ｐａであった。なお基板−ターゲット間距離
は約５０ｍｍとした。このようにして反応性直流型スパ
ッタリング法によって得られた均質組成低反射黒色膜
は、黒色を呈し、２価、３価、および４価のチタン酸化
物が、一定割合で混在した黒色膜であった。図１に各膜
厚（図中記号：膜厚２００ｎｍ（ａ）、３５０ｎｍ
（ｂ）、４００ｎｍ（ｃ）、４３０ｎｍ（ｄ））におけ
る均質組成低反射黒膜の吸光度スペクトルを、図２に膜
厚３５０ｎｍの前記均質組成低反射黒色膜の反射率との
関係を示すグラフを、図３に空気中、５２３Ｋで１時間
加熱を行い、その前後での吸光度スペクトルの変化を測
定することによる、均質組成低反射黒色膜の耐熱性結果
を示すグラフをそれぞれ示した。また表１に耐薬品性の
結果を示した。

【００５４】実施例２均質複合組成低反射黒色膜の形成 ガラス基板としてソーダライムガラスおよび膜中のＺｎ
／（Ｚｎ＋Ｔｉ）原子比率が２０％、２７％、３２％、
４０％、５５％になる金属チタンと金属亜鉛との混合物
ターゲットを実施例１と同じスパッタリングチャンバー
内に設置した後、成膜を開始する前に、ターゲット上の
不純物を除去するために、Ａｒイオンエッチングを１０
分間行った。成膜時のＴｉＯ_(2-X)の成膜速度は約１５
ｎｍ／分であり、下記の膜厚となるように成膜時間を調
節した。スパッタリングガスは、Ａｒ−酸素混合ガスを
用い、Ａｒ流量は１００ＳＣＣＭ、酸素流量は５．５Ｓ
ＣＣＭ、ＤＣ出力４５０Ｗに制御した。このときの動作
圧力は０．４Ｐａであった。なお基板−ターゲット間距
離は約５０ｍｍとした。このようにして直流型反応性ス
パッタリング法によって得られた均質組成低反射黒色膜
は、黒色を呈し、２価、３価、および４価のチタン酸化
物が、一定割合で混在した黒色膜であった。図４に、タ
ーゲット表面のＺｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）面積比率とＸ線光
電子分光法（ＸＰＳ）により得られた膜中のＺｎ／（Ｚ
ｎ＋Ｔｉ）との原子比率を示した。図５に、実施例１の
Ｚｎを含まない均質組成低反射黒色膜中およびＺｎ／
（Ｚｎ＋Ｔｉ）原子比率＝２７％および５５％の均質複
合組成低反射黒色膜中のＸＲＤによる回折結果を示し
た。図６に、実施例１のＺｎを含まない均質組成低反射
黒色膜およびＺｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）原子比率＝２０％、
２７％、３２％、４０％、５５％の均質複合組成低反射
黒色膜における吸光度スペクトルを示したＺｎ／（Ｚｎ
＋Ｔｉ）原子比率の各水準で個別に作成した。図７に、
実施例１のＺｎを含まない均質組成低反射黒色膜および
均質複合組成低反射黒色膜の可視光反射特性曲線（波長
と反射率の関係）を示した。図中のＡ〜Ｆは、 Ａ：（Ｚｎを含まない）、膜厚＝１９６ｎｍ、 Ｂ：Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）原子比率＝２０％、膜厚＝２
０８ｎｍ、 Ｃ：Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）原子比率＝２７％、膜厚＝１
９６ｎｍ、 Ｄ：Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）原子比率＝３２％、膜厚＝２
１８ｎｍ、 Ｅ：Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）原子比率＝５５％、膜厚＝２
９４ｎｍ Ｆ：Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）原子比率＝４０％、膜厚＝１
８０ｎｍ、 を表わす。また表１に耐薬品性の結果を示した。図５に
おいて、回折ピークが認められないことから、ここで得
られた薄膜はアモルファス構造をとっていると考えられ
る。

【００５５】実施例３積層（２層）複合組成低反射黒色
膜の形成 ガラス基板としてソーダライムガラスおよび膜中のＺｎ
／（Ｚｎ＋Ｔｉ）原子比率が４０％になる金属チタンと
金属亜鉛との混合物ターゲットを実施例１と同じスパッ
タリングチャンバー内に設置した後、成膜を開始する前
に、ターゲット上の不純物を除去するために、Ａｒイオ
ンエッチングを１０分間行った。成膜時のＴｉＯ_(2-X)
の成膜速度は約２．５ｎｍ／分であり、膜厚が１０ｎｍ
になるように成膜時間を調節し、光低反射層を形成し
た。スパッタリングガスは、Ａｒ−酸素混合ガスを用
い、Ａｒ流量は１００ＳＣＣＭ、酸素流量は５．５ＳＣ
ＣＭ、ＤＣ出力４５０Ｗに制御した。このときの動作圧
力は０．４Ｐａであった。なお基板−ターゲット間距離
は約５０ｍｍとした。次いで引き続き、ＤＣ出力のみを
６００Ｗに変え、膜厚が１４０ｎｍになるように成膜時
間を調節し、光遮光層を形成した。２層の積層膜を形成
した。このようにして得られた均質組成低反射黒色膜
は、第１層目は、透明な薄膜で、第２層目は黒色を呈
し、２価、３価、および４価のチタン酸化物が、一定割
合で混在した黒色膜であった。第２層目の方が第１層目
より、酸化度が低いことが確認できた。図８に、得られ
た積層複合組成低反射黒色膜Ｇの反射率を単層低反射黒
色膜Ｆとともに示した。

【００５６】実施例４積層（３層）複合組成低反射黒色
膜の形成 実施例３と同様にして、第１層目の膜厚１０ｎｍの光低
反射層を形成した。スパッタリングガスは、Ａｒ−酸素
混合ガスを用い、Ａｒ流量は１００ＳＣＣＭ、酸素流量
は５．５ＳＣＣＭ、ＤＣ出力４５０Ｗに制御した。この
ときの動作圧力は０．４Ｐａであった。なお基板−ター
ゲット間距離は５０ｍｍとした。次いで引き続きＤＣ出
力のみを５００Ｗに変え、膜厚が５０ｎｍになるように
成膜時間を調節し、光吸収層を形成した。２層の積層膜
を形成後、さらに引き続きＤＣ出力のみを６００Ｗに変
え膜厚がそれぞれ６０、１４０，１８０ｎｍと３水準に
なるように成膜時間を調節し、光遮光層を形成したこの
ようにして得られた均質組成低反射黒色膜は、第１層目
は、透明な薄膜で、第２層目および第３層目は黒色を呈
し、２価、３価、および４価のチタン酸化物が、一定割
合で混在した黒色膜であった。第２層目の方が第１層目
より、第３層目の方が第２層目より、酸化度が低いこと
が確認できた。図８に、膜厚１８０ｎｍの３層低反射黒
色膜Ｈの反射率を示した。これより、３層低反射黒色膜
Ｈは、実施例３の２層低反射黒色膜Ｇに比べて、さらに
光学特性が高いことが確認された。図９に、３層の積層
複合組成低反射黒色膜の各膜厚における吸光度の関係を
示した。

【００５７】実施例５積層（３層）複合組成低反射黒色
膜のブラックマトリックス化 実施例４で得た膜厚１８０ｎｍの積層（３層）複合組成
低反射黒色膜上に、ネガ型レジスト（日本ゼオン株式会
社製、ＺＰＮ１１００）をスピンコート法により塗布
し、１００℃で１０分間乾燥した後、所定のフォトマス
クを介して超高圧水銀灯（大日本スクリーン製、ＭＡＰ
−１２００Ｌ、出力６００ｍＪ／ｃｍ²）を用いて、４
０秒露光後、８０℃にて３０分間加熱した。その後、
０．４５％の水酸化ナトリウム水溶液を用いて３分間現
像した後、水洗および乾燥してレジストパターンを形成
し、その後、３３％Ｈ₃ＰＯ₂水溶液で８０℃にて７０秒
間エッチングし、５％の水酸化ナトリウム水溶液にて、
レジストを剥離し、水洗、乾燥することによりブラック
マトリックスを得た。図１０に拡大参考写真を示した。

【００５８】実施例６傾斜組成低反射黒色膜の形成 電子銃を装備したイオンプレーティング装置（シンクロ
ン製ＢＭＣ−１１００型）内に基板を設置し、配置した
蒸発材料（金属チタン）を以下の条件で蒸発させた。ま
ず、酸素ガス流量を３０ＳＣＣＭ、プラズマ印可出力を
５００Ｗにて膜厚２６０ｎｍの光低反射層を成膜した
後、酸素ガス流量を３０ＳＣＣＭから０ＳＣＣＭまで２
００秒で徐々に減少させて傾斜組成の膜厚約３０ｎｍの
光吸収層を成膜し、酸素ガスを遮断すると同時にプラズ
マ印可出力を０Ｗにした。その後、酸素ガス流量０ＳＣ
ＣＭのまま、さらに１００ｎｍの光遮光層を成膜する事
により、傾斜組成低反射黒色薄膜を基板上に形成した。
傾斜組成を有していることは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰ
Ｓ）により確認した。このようにして得た傾斜組成低反
射黒色膜の光学濃度は３．２であり、ＪＩＳＫ５４００
に準拠した碁盤目テープ試験の結果、剥離は認められ
ず、ブラックマトリクスに用いる諸特性を満足するもの
であった。図１１に、膜厚３９０ｎｍを有する傾斜組成
低反射黒色膜の反射率曲線（波長と反射率の関係）を示
した。

【００５９】実施例７傾斜組成低反射黒色膜の形成 実施例６と同様の装置、基板および蒸発材料（金属チタ
ン）を用いて、以下の条件で成膜を行った。まず、酸素
流量を５０ＳＣＣＭ、プラズマ印可出力を５００Ｗと
し、膜厚２６０ｎｍの光低反射膜を成膜した後、３００
秒でプラズマ印可出力を５００Ｗから１０Ｗまで減少さ
せて傾斜組成を膜厚８０ｎｍの光吸収層を成膜した。そ
の後、さらにプラズマ印可出力１０Ｗで５０ｎｍの光遮
光層を成膜する事により、傾斜組成低反射黒色薄膜を基
板上に形成した。傾斜組成を有していることは、Ｘ線光
電子分光法（ＸＰＳ）により確認した。このようにして
得た傾斜組成低反射黒色膜の光学濃度は３．１であり、
ＪＩＳＫ５４００に準拠した碁盤目テープ試験の結果、
剥離は認められず、ブラックマトリクスに用いるための
諸特性を満足するものであった。

【００６０】実施例８傾斜組成低反射黒色膜のブラック
マトリックス化 ガラス基板に、ネガ型レジスト（日本ゼオン株式会社
製、ＺＰＮ１１００）をスピンコート法により塗布し、
１００℃で１０分間乾燥した後、所定のフォトマスクを
介して超高圧水銀灯（大日本スクリーン製、ＭＡＰ−１
２００Ｌ、出力６００ｍＪ／ｃｍ²）を用いて、４０秒
露光後、８０℃にて３０分間加熱した。その後、０．４
５％水酸化ナトリウム水溶液を用いて３分間現像した
後、水洗および乾燥してレジストパターンを形成した。
このレジストパターンが形成されたガラス基板上に実施
例６の記載と同様にして傾斜組成低反射黒色薄膜を成膜
した。傾斜組成を有していることは、Ｘ線光電子分光法
（ＸＰＳ）により確認した。その後、剥離液（５％の水
酸化ナトリウム水溶液）にて、レジストおよびレジスト
上に成膜した黒色膜を剥離し、水洗、乾燥することによ
りブラックマトリックスを得た。得られたブラックマト
リクスは、その諸特性を満足するものであった。

【００６１】実施例９傾斜複合組成低反射黒色膜の形成 ２つの電子銃を用い、各々に対して蒸発材料として金属
チタンおよび金属亜鉛を用いた以外は、実施例６と同様
の装置および基板を用いて、傾斜複合組成低反射黒色膜
を以下の条件で形成した。まず、酸素流量を３０ＳＣＣ
Ｍ、プラズマ印可出力を５００Ｗとし、膜厚１７０ｎｍ
の光低反射層を成膜した後、３００秒でプラズマ印可出
力を５００Ｗから１０Ｗまで減少させて傾斜組成の膜厚
９０ｎｍの光吸収層を成膜した。その後、さらにプラズ
マ印可出力１０Ｗで１２０ｎｍの光遮光層を成膜する事
により、Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）が、４０％の黒色薄膜を
基板上に形成した。傾斜組成を有していることは、Ｘ線
光電子分光法（ＸＰＳ）により確認した。このようにし
て得た薄膜の光学濃度は３．７であり、ＪＩＳＫ５４０
０に準拠した碁盤目テープ試験の結果、剥離は認められ
ず、ブラックマトリクスに用いるための諸特性を満足す
るものであった。

【００６２】実施例１０傾斜複合組成低反射黒色膜の形
成 ２つの電子銃を用い、各々に対して蒸発材料として金属
チタンおよび金属亜鉛を用いた以外は、実施例６と同様
の装置および基板を用いて，傾斜複合組成低反射黒色膜
を以下の条件で成膜した。まず，酸素流量を１０ＳＣＣ
Ｍ，アルゴン流量を６．５ＳＣＣＭ，プラズマ印可出力
を３００Ｗとし，１６０ｎｍの光低反射層を成膜した
後，２５０秒で酸素流量を１０ＳＣＣＭから０ＳＣＣＭ
まで減少させて膜厚６０ｎｍの傾斜組成の光吸収層を成
膜した。その後，さらに酸素流量０ＳＣＣＭ，アルゴン
流量６．５ＳＣＣＭで７０ｎｍの光遮光層を成膜する事
により，Ｚｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）が、４０％の黒色薄膜を
基板上に形成した。傾斜組成を有していることは、Ｘ線
光電子分光法（ＸＰＳ）により確認した。このようにし
て得た薄膜の光学濃度は３．１であり，ＪＩＳＫ５４０
０に準拠した碁盤目テープ試験の結果，剥離は認められ
ず，ブラックマトリクスに用いるための諸特性を満足す
るものであった。

【００６３】実施例１１傾斜複合組成低反射黒色膜のブ
ラックマトリックス化 実施例１０で得た膜厚２９０ｎｍの積層（３層）複合組
成低反射黒色膜上に、ネガ型レジスト（日本ゼオン株式
会社製、ＺＰＮ１１００）をスピンコート法により塗布
し、１００℃で１０分間乾燥した後、所定のフォトマス
クを介して超高圧水銀灯（大日本スクリーン製、ＭＡＰ
−１２００Ｌ、出力６００ｍＪ／ｃｍ²）を用いて、４
０秒露光後、８０℃にて３０分間加熱した。その後、
０．４５％の水酸化ナトリウム水溶液を用いて３分間現
像した後、水洗および乾燥してレジストパターンを形成
し、その後、３３％Ｈ₃ＰＯ₂水溶液で５５℃にて１５０
秒間エッチングし、５％の水酸化ナトリウム水溶液に
て、レジストを剥離し、水洗、乾燥することによりブラ
ックマトリックスを得た。図１２に拡大参考写真を示し
た。

【００６４】実施例１２は、光の入射方向が基板の黒色
膜の形成されている方の例である。

【００６５】実施例１２傾斜組成低反射黒色膜の形成 実施例６と同様の装置、基板および蒸発材料（金属チタ
ン）を用いて、以下の条件で成膜を行った。まず，アル
ゴンのみを１０ＳＣＣＭの流量で導入し，プラズマ出力
を３００Ｗとし、膜厚８０ｎｍの光遮光層を成膜した。
その後、酸素ガスを徐々に導入して１００秒で１０ＳＣ
ＣＭまで流量を増やして傾斜組成の膜厚５０ｎｍの光吸
収層を成膜し、酸素ガス流量が１０ＳＣＣＭになると同
時にアルゴンガスを遮断した。その後連続して酸素ガス
流量１０ＳＣＣＭのまま、さらに２９０ｎｍの光低反射
層を成膜することにより、傾斜組成低反射黒色膜を基板
上に形成した。傾斜組成を有していることは、Ｘ線光電
子分光法（ＸＰＳ）により確認した。このようにして得
た傾斜組成低反射黒色膜の光学濃度は３．４であり、Ｊ
ＩＳ Ｋ ５４００に準拠した碁盤目テープ試験の結
果、剥離は認められず、ブラックマトリクスに用いる諸
特性を満足するものであった。

【００６６】比較例１低反射黒色積層膜の形成（特開平
１０−６０６２７の実施例） イオンプレーティング装置（ＵＨＶ−３５０型）におい
て直流電源を適用して、反応性イオンプレーティング法
により、基板に対して成膜を行った。蒸発材料として銅
小片適量をＡｌ₂Ｏ₃コーティングしたタングステンるつ
ぼに入れ、酸素ガス分圧を３Ｐａおよびアルゴンガス分
圧１Ｐａとし、系内を減圧（約２×１０ ^-2Ｐａ）した。
最初、直流出力６Ｗ（２００Ｖ×３０ｍＡ）から、１５
分間で徐々に電流値を減少させて０.４Ｗ（２００Ｖ×
２ｍＡ）とした後、０.４Ｗにおいて１５分間成膜し、
全体としての膜厚が約１５０ｎｍの酸化銅組成に傾斜を
持たせた黒色薄膜を基板上に形成した。このようにして
得た薄膜の光学濃度は３．１であり、ＪＩＳＫ５４００
に準拠した碁盤目テープ試験の結果、剥離は認められな
かったが、２５０℃、６０分加熱した後には最表面の金
属銅の層が酸化され、光学濃度が低下し、耐熱性で問題
があった。

【００６７】

【表１】

【００６８】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、低反
射黒色膜にチタン酸化物を用いることにより耐熱性が改
良される。さらに、亜鉛を用いることによりブラックマ
トリックスを用いるための諸特性を向上し、さらにブラ
ックマトリックスの形成時エッチングにおいて有利な方
法を提供することができる。また本発明によれば、成膜
することが室温条件で可能なため、基板としてプラスチ
ックをも選択可能となる。従って光学濃度、光吸収性が
高く、反射率が低く、パターン精度が高く、高コントラ
ストを与え、耐熱性の良好なブラックマトリックス材料
等に用いられる低反射黒色膜および該低反射黒色膜を用
いたブラックマトリックスを可能にし、該ブラックマト
リックスを用いた表示装置、例えば液晶ディスプレー等
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における各膜厚を有する均質組成低反
射黒膜の吸光度スペクトル曲線を示すグラフである。

【図２】実施例１における膜厚３５０ｎｍの均質組成低
反射黒色膜の波長と反射率との関係を示すグラフであ
る。

【図３】実施例１における均質組成低反射黒色膜の耐熱
性（ヒーティング前後での吸光度スペクトルの測定結
果）を示すグラフである。

【図４】実施例２におけるターゲットの表面のＺｎ／
（Ｚｎ＋Ｔｉ）面積比率と均質複合低反射黒色膜中のＺ
ｎ／（Ｚｎ＋Ｔｉ）との原子比率を示すグラフである。

【図５】実施例１におけるＺｎを含まない均質組成低反
射黒色膜中および実施例２のＺｎを含む均質複合組成低
反射黒色膜中のＸＲＤによる回折結果を示すグラフであ
る。

【図６】実施例１におけるＺｎを含まない均質組成低反
射黒色膜および実施例２のＺｎを含む均質複合組成低反
射黒色膜の吸光度スペクトル曲線を示すグラフである。

【図７】実施例１におけるＺｎを含まない均質組成低反
射黒色膜および実施例２のＺｎを含む均質複合組成低反
射黒色膜の可視光反射特性曲線を示すグラフである。

【図８】実施例２における単層低反射黒色膜、実施例３
における２層低反射黒色膜および実施例４における３層
低反射黒色膜の反射率を示すグラフである。

【図９】実施例５における３層の積層複合組成低反射黒
色膜の吸光度を示すグラフである。

【図１０】実施例５における積層複合組成低反射黒色膜
のパターニング後のブラックマトリックスを示す拡大参
考写真である。

【図１１】実施例６における傾斜組成低反射黒色膜の反
射率を示すグラフである。

【図１２】実施例１１における傾斜複合組成低反射黒色
膜のパターニング後のブラックマトリックスを示す拡大
参考写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 14/34 Ｃ２３Ｃ 14/34 Ｒ Ｕ Ｇ０２Ｂ 5/00 Ｇ０２Ｂ 5/00 Ｂ 5/20 １０１ 5/20 １０１ Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｆターム(参考） 2H042 AA09 AA15 AA26 2H048 BA11 BA43 BA45 BA47 BB01 2H091 FA04Y FA35Y FB06 FC03 FC10 FC26 FD04 FD13 FD22 HA07 LA03 LA17 4K029 BA48 BA49 BA50 BB02 BC07 BD09 CA03 CA05 DC02 DD00 EA06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に形成された、少なくとも一層のチ
   タン酸化物からなるチタン化合物を主成分とする均質組
   成の金属酸化物薄膜であることを特徴とする低反射黒色
   膜。
2. 【請求項２】請求項１記載の金属酸化物薄膜が、さらに
   亜鉛化合物を含む複合金属酸化物薄膜であることを特徴
   とする低反射黒色膜。
3. 【請求項３】基板上に形成された低反射黒色膜が、深さ
   方向の面における主成分がＴｉＯ_(2-X)（式中：０≦Ｘ
   ≦２）で表わされるチタン化合物である金属酸化物薄膜
   であって、前記基板側最下面から黒色膜の表面に向かう
   膜厚方向に対して前記Ｘの値が連続的に増加または減少
   する傾斜組成を有することを特徴とする低反射黒色膜。
4. 【請求項４】請求項３記載の金属酸化物薄膜が、さらに
   亜鉛化合物を含む複合金属酸化物薄膜であることを特徴
   とする低反射黒色膜。
5. 【請求項５】基板上に、それぞれチタン化合物を主成分
   とする下記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の各層がこの順
   序、または逆の順序で形成されている低反射黒色積層膜
   において、前記（Ｂ）光吸収層が請求項１乃至４いずれ
   か１つに記載の低反射黒色膜であり、（Ａ）光低反射層
   と（Ｂ）光吸収層との界面におけるチタン化合物の酸化
   度が、（Ｂ）光吸収層側の方が小さく、（Ｂ）光吸収層
   と（Ｃ）光遮光層との界面におけるチタン化合物の酸化
   度が、（Ｃ）光遮光層側の方が小さいことを特徴とする
   低反射黒色積層膜。（Ａ）光低反射層、（Ｂ）光吸収
   層、（Ｃ）光遮光層
6. 【請求項６】スパッタリング法またはイオンプレーティ
   ング法を用いた、チタン酸化物を主成分とする低反射黒
   色膜の製造方法であって、膜形成工程における酸化反応
   を膜形成工程途中で、抑制または促進することを特徴と
   する傾斜組成を有する低反射黒色膜の製造方法。
7. 【請求項７】前記膜形成工程途中における酸化反応の抑
   制または促進が、酸素分圧、ターゲットからの飛散また
   は酸素プラズマとの反応を制御することにより行われる
   ものであることを特徴とする請求項６記載の低反射黒色
   膜の製造方法。
8. 【請求項８】基板上に、少なくとも３色のカラーフィル
   ター層と前記カラーフィルター層を仕切るブラックマト
   リックスとが設けられたカラー液晶パネルにおいて、該
   ブラックマトリックスが請求項１乃至４いずれか１つに
   記載の低反射黒色膜、または請求項５記載の低反射黒色
   積層膜であることを特徴とするカラーフィルター。