JP2001311812A - Light-shielding film for forming black matrix and sputtering target for forming light-shielding film - Google Patents
Light-shielding film for forming black matrix and sputtering target for forming light-shielding filmInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶ディスプレ
ーなどのカラーパネルを作製する工程で積層させるブラ
ックマトリックスを形成するための遮光膜およびその遮
光膜を形成するためのスパッタリングターゲットに関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light-shielding film for forming a black matrix to be laminated in a step of manufacturing a color panel such as a liquid crystal display, and a sputtering target for forming the light-shielding film.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、液晶ディスプレーなどに使用す
るカラーパネルには、ガラス板や透明樹脂板などからな
る透明板の上に赤、青、緑の３原色カラーフィルター
と、この３原色の色画素間を仕切るための格子状にパタ
ーニングされたブラックマトリックスが形成されてお
り、このブラックマトリックスはカラーフィルターの３
原色の色画素を区切り、３原色の混合を防止して画像の
高コントラスト化および高品位画質化を図っている。前
記ブラックマトリックスは、蒸着またはスパッタリング
により形成された遮光膜をフォトリゾグラフィによりレ
ジストパターンを形成し、これをマスクとして格子状に
エッチングすることにより形成されるが、この遮光膜の
特性として最も重要な特性は、パターンエッチングが可
能であるとともに耐食性を有すること、および光源から
の必要のない光を十分に遮蔽することができる遮光性を
有することである。2. Description of the Related Art In general, a color panel used for a liquid crystal display or the like includes three primary color filters of red, blue and green on a transparent plate such as a glass plate or a transparent resin plate, and color pixels of the three primary colors. A black matrix patterned in a lattice shape for partitioning is formed.
The primary color pixels are separated to prevent mixing of the three primary colors, thereby achieving high contrast and high quality image. The black matrix is formed by forming a resist pattern by photolithography on a light-shielding film formed by vapor deposition or sputtering and etching it in a lattice pattern using this as a mask. The characteristics are that pattern etching is possible and corrosion resistance is provided, and light shielding properties that can sufficiently block unnecessary light from a light source are provided.
【０００３】前述のようにして形成されたブラックマト
リックスの格子状パターン膜により区切られた微小開口
部分にオフセット印刷などにより赤、青、緑の３原色カ
ラーフィルター層を形成し、さらにこのカラーフィルタ
ー層およびブラックマトリックスの上にトップコート層
を形成し、さらにこのトップコート層の上にＩＴＯ（イ
ンジウム錫酸化物）などの透明電極膜を形成してカラー
パネルが作製される。[0003] Three primary color filter layers of red, blue and green are formed by offset printing or the like at the minute openings defined by the lattice pattern film of the black matrix formed as described above. A color panel is formed by forming a top coat layer on the black matrix and further forming a transparent electrode film such as ITO (indium tin oxide) on the top coat layer.
【０００４】前記ブラックマトリックスを形成するため
の遮光膜の反射率が高いと外部からの反射光が表示画像
のコントラストを低下させるので、画像を一層見やすく
するために前記ガラスなどの透明板と遮光膜の間にＣｒ
Ｏ，ＣｒＮなどの化合物薄膜からな低反射膜を形成する
ことがある。従来、遮光膜として金属ＣｒもしくはＣｒ
基合金の蒸着膜またはスパッタリング膜が使用されてお
り、この金属ＣｒまたはＣｒ基合金からなる遮光膜は、
優れた耐食性および遮光性を有している。If the reflectance of the light-shielding film for forming the black matrix is high, the reflected light from the outside lowers the contrast of the displayed image, so that the transparent plate such as glass and the light-shielding film are provided to make the image more visible. Cr between
In some cases, a low reflection film made of a thin film of a compound such as O or CrN is formed. Conventionally, metallic Cr or Cr
A vapor-deposited or sputtered film of a base alloy is used, and a light-shielding film made of this metal Cr or a Cr-based alloy is
It has excellent corrosion resistance and light shielding properties.
【０００５】ところが、金属ＣｒまたはＣｒ基合金から
なる遮光膜は、エッチングして格子状パター膜を形成す
る際に有害である６価クロムが発生し、この６価クロム
は処理がなされずに外部に流出すると、環境問題に発展
する。そのため、近年、ブラックマトリックスを形成す
るための遮光膜としてＮｉまたはＣｒを含まないＮｉ基
合金からなる薄膜が使用されている。前記Ｃｒを含まな
いＮｉ基合金からなる薄膜として、Ｎｉを主成分とし、
Ｍｏ：０〜４０％，Ｔｉ：０〜２０％の組成を有するＮ
ｉ基合金（具体的にはＴｉ：１０％、Ｍｏ：１５％、Ｎ
ｉ：７５％の組成を有するＮｉ基合金）からなる薄膜が
提案されている（特開平１１−１４２６１７号公報参
照）。However, a light-shielding film made of metallic Cr or a Cr-based alloy generates hexavalent chromium which is harmful when a lattice-shaped putter film is formed by etching. Spills into the environment can lead to environmental problems. Therefore, in recent years, a thin film made of a Ni-based alloy containing no Ni or Cr has been used as a light-shielding film for forming a black matrix. As a thin film made of a Ni-based alloy containing no Cr, the main component is Ni,
N having a composition of Mo: 0 to 40% and Ti: 0 to 20%
i-base alloy (specifically, Ti: 10%, Mo: 15%, N
i: a Ni-based alloy having a composition of 75%) has been proposed (see JP-A-11-142617).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来のＮ
ｉを主成分とし、Ｍｏ：０〜４０％，Ｔｉ：０〜２０％
の組成を有するＮｉ基合金（Ｔｉ：１０％、Ｍｏ：１５
％、Ｎｉ：７５％の組成を有するＮｉ基合金）で構成さ
れた遮光膜は、特に遮光性が十分でなく、またエッチン
グ性および耐食性も十分なものではなかった。However, this conventional N
i as a main component, Mo: 0 to 40%, Ti: 0 to 20%
Ni-based alloy (Ti: 10%, Mo: 15)
%, Ni: a Ni-based alloy having a composition of 75%) did not have sufficient light-shielding properties, and also had insufficient etching properties and corrosion resistance.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
一層エッチング性および耐食性に優れ、さらに一層遮光
性に優れたブラックマトリックスを形成するための遮光
膜を得るべく研究を行った結果、Ｔｉ：４０〜５０％を
含有し、さらにＭｏ：１〜６％を含有し、残りがＮｉお
よび不可避不純物からなる組成を有するＮｉ基合金で構
成された遮光膜は、アモルファスになりやすく、エッチ
ング性に優れると共に耐食性にも優れて相反する特性を
満たし、さらに遮光性が一層優れている、という研究結
果が得られたのである。Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventors have:
As a result of studying to obtain a light-shielding film for forming a black matrix having more excellent etching properties and corrosion resistance and further excellent light-shielding properties, it was found that the composition contained 40 to 50% of Ti and 1 to 6% of Mo. A light-shielding film composed of a Ni-based alloy having a composition consisting of Ni and unavoidable impurities is likely to be amorphous, has excellent etching properties, has excellent corrosion resistance, and satisfies conflicting properties. The research result obtained that it was even better.
【０００８】この発明は、かかる研究結果に基づいて成
されたものであって、（１）Ｔｉ：４０〜５０％、Ｍ
ｏ：１〜６％を含有し、残りがＮｉおよび不可避不純物
からなる組成を有するブラックマトリックスを形成する
ための遮光膜、に特徴を有するものである。The present invention has been made on the basis of the results of such research, and (1) Ti: 40 to 50%, M
o: a light-shielding film for forming a black matrix having a composition of 1 to 6% and the balance of Ni and unavoidable impurities.
【０００９】さらに、この発明は、前記遮光膜を形成す
るためのスパッタリングターゲットをも含むものであ
る。したがって、この発明は、（２）Ｔｉ：４０〜５０
％、Ｍｏ：１〜６％を含有し、残りがＮｉおよび不可避
不純物からなる組成を有する焼結体からなるブラックマ
トリックスを形成するための遮光膜形成用スパッタリン
グターゲット、に特徴を有するものである。Further, the present invention also includes a sputtering target for forming the light shielding film. Therefore, the present invention provides (2) Ti: 40 to 50
%, Mo: 1 to 6%, and the remainder is characterized by a sputtering target for forming a light shielding film for forming a black matrix made of a sintered body having a composition comprising Ni and unavoidable impurities.
【００１０】この発明のブラックマトリックスを形成す
るための遮光膜およびその遮光膜を形成するためのスパ
ッタリングターゲットにおいて成分組成を前記のごとく
限定した理由を説明する。 Ｔｉ：Ｔｉは耐食性を向上させ、Ｎｉの磁性を低下させ
てマグネトロンスパッタリング速度を増す作用を有し、
さらに、Ｔｉの含有量を４０％以上含有させるとアモル
ファス膜を作りやすくなって遮光性および耐食性を一層
向上させるが、Ｔｉの含有量が５０％を越えて含有する
とアモルファス化し難くなり遮光性および耐食性がが低
下するので好ましくない。したがって、Ｔｉの含有量を
４０〜５０％に定めた。Ｔｉの含有量の一層好ましい範
囲は４１〜４５％である。The reason why the composition of the light-shielding film for forming the black matrix and the sputtering target for forming the light-shielding film of the present invention is limited as described above will be described. Ti: Ti has the effect of improving corrosion resistance, decreasing the magnetism of Ni and increasing the magnetron sputtering rate,
Further, when the content of Ti is 40% or more, an amorphous film is easily formed, and the light-shielding property and the corrosion resistance are further improved. Is undesirably reduced. Therefore, the content of Ti is set to 40 to 50%. A more preferable range of the Ti content is 41 to 45%.
【００１１】Ｍｏ：Ｍｏは耐食性を向上させるとともに
遮光膜の遮光性を一段と向上させ、さらにＮｉの磁性を
低下させてマグネトロンスパッタリング速度を増す作用
を有するが、Ｍｏの含有量が１％未満では所定の効果が
得られず、一方、Ｍｏが６％を越えて含有しても格別な
耐食性向上および磁性減少効果が得られない。したがっ
てこの発明のブラックマトリックスを形成するための遮
光膜およびその遮光膜を形成するためのスパッタリング
ターゲットに含まれるＭｏは１〜６％に定めた。Ｍｏの
含有量の一層好ましい範囲は２〜５％である。Mo: Mo has the effect of improving the corrosion resistance, further improving the light-shielding properties of the light-shielding film, and further reducing the magnetism of Ni to increase the magnetron sputtering rate. On the other hand, even if Mo exceeds 6%, no particular improvement in corrosion resistance and no reduction in magnetism can be obtained. Therefore, the Mo contained in the light-shielding film for forming the black matrix of the present invention and the sputtering target for forming the light-shielding film was set to 1 to 6%. A more preferred range for the Mo content is 2 to 5%.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】表１に示される成分組成を有し、
直径：１８０ｍｍの寸法を有するＮｉ基合金インゴット
を作製し、これらインゴットを輪切りにしたのち、機械
加工することにより直径：１５０ｍｍ、厚さ：６ｍｍの
寸法を有する円盤状のスパッタリングターゲットを作製
し、これらターゲットをＤＣマグネトロンスパッタリン
グ装置に設置し、コーニング社製の＃７０５９ガラス基
板表面にいずれも膜厚：約１２０ｎｍの本発明遮光膜１
〜８、比較遮光膜１〜４および従来遮光膜１〜２を形成
し、得られた遮光膜の成分組成を測定し、その結果を表
１に示した。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Having the component composition shown in Table 1,
Ni-based alloy ingots having a diameter of 180 mm were produced, and these ingots were cut into slices, and then machined to produce disk-shaped sputtering targets having a diameter of 150 mm and a thickness of 6 mm. The target was set in a DC magnetron sputtering apparatus, and the light-shielding film 1 of the present invention having a thickness of about 120 nm was formed on the surface of a Corning # 7059 glass substrate.
-8, comparative light-shielding films 1-4 and conventional light-shielding films 1-2, and the component compositions of the obtained light-shielding films were measured. The results are shown in Table 1.
【００１３】[0013]
【表１】 [Table 1]
【００１４】このようにして得られた本発明遮光膜１〜
８、比較遮光膜１〜４および従来遮光膜１〜２につい
て、下記の透過試験および腐食試験を行った。The light-shielding films 1 to 5 of the present invention thus obtained are
8. For the comparative light-shielding films 1 to 4 and the conventional light-shielding films 1 and 2, the following transmission test and corrosion test were performed.
【００１５】（イ）透過試験 入射光の強度Ｉおよび透過光の強度Ｉ0を測定して透過
率Ｉ／Ｉ0を求め、−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0）で定義する値
（オプティカルデンシティ値、以下これをＯＤ値とい
う）を求め、その結果を表２に示した。(A) Transmission test The intensity I of the incident light and the intensity I 0 of the transmitted light are measured to determine the transmittance I / I 0, and a value defined by −log (I / I 0 ) (optical density value, This is hereinafter referred to as OD value), and the results are shown in Table 2.
【００１６】（ロ）腐食試験 試験液として、５質量％ＫＯＨの水酸化カリウム水溶液
および６質量％ＨＣｌの塩酸水溶液を用意し、さらにＦ
ｅＣｌ3：３０質量％、ＨＣｌ：６質量％を溶解したＩ
ＴＯエッチングに使用する水溶液と同じ成分組成の水溶
液（以下、ＩＴＯエッチング液という）を用意し、これ
ら水溶液に８分間浸漬し、浸漬前後における遮光膜の膜
厚変化量を測定し、その結果を表２に示して耐食性を評
価した。膜厚の変化量が多いほど腐食により膜厚が減少
し、耐食性が劣るという評価が得られることになる。(B) Corrosion test As a test solution, a 5 mass% KOH aqueous potassium hydroxide solution and a 6 mass% HCl aqueous hydrochloric acid solution were prepared.
I containing 30% by mass of eCl 3 and 6% by mass of HCl
An aqueous solution having the same composition as the aqueous solution used for the TO etching (hereinafter referred to as an ITO etching solution) was prepared, immersed in the aqueous solution for 8 minutes, and the change in the thickness of the light-shielding film before and after the immersion was measured. 2, the corrosion resistance was evaluated. As the amount of change in the film thickness increases, the film thickness decreases due to corrosion, and an evaluation that the corrosion resistance is inferior is obtained.
【００１７】[0017]
【表２】 [Table 2]
【００１８】[0018]
【発明の効果】表１〜２に示された結果から、この発明
のＴｉ：４０〜５０％、Ｍｏ：１〜６％を含有するＮｉ
基合金からなる本発明遮光膜１〜８は、比較遮光膜１〜
４および従来遮光膜１〜２に比べて、膜厚変化量が小さ
いところから水酸化カリウム水溶液、塩酸水溶液および
ＩＴＯエッチング液に対する耐食性が優れ、さらにＯＤ
値が格段に高いところから一層遮光性が優れており、し
たがって、この発明はカラーパネルの品質の向上および
コスト削減を行うことができ、ディスプレー産業の発展
に大いに貢献し得るものである。According to the results shown in Tables 1 and 2, Ni of the present invention containing 40 to 50% of Ti and 1 to 6% of Mo is used.
The light-shielding films 1 to 8 of the present invention composed of a base alloy are comparative light-shielding films 1 to
4 and the light-shielding films 1 and 2 exhibit a small change in film thickness, so that they have excellent corrosion resistance to potassium hydroxide aqueous solution, hydrochloric acid aqueous solution, and ITO etching solution.
Since the light-shielding property is more excellent since the value is extremely high, the present invention can improve the quality of the color panel and reduce the cost, and can greatly contribute to the development of the display industry.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 英男 東京都千代田区丸の内１−５−１ 三菱マ テリアル株式会社非鉄材料カンパニー品質 保証・開発部内 (72)発明者 金子 憲史 埼玉県桶川市上日出谷1230 三菱マテリア ル株式会社桶川製作所内 (72)発明者 菅原 克生 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 2H042 AA09 AA15 AA26 2H048 BA11 BB01 BB42 2H091 FA02Y FA35Y FB08 LA30 4K029 AA09 BA25 BC07 BD00 DC04 DC08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hideo Kitamura 1-5-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Quality Assurance and Development Department, Non-Ferrous Materials Company, Mitsubishi Materials Corporation (72) Inventor Norifumi Kaneko Kaminichi Okegawa-shi, Saitama 1230 Detani Mitsubishi Materials Corporation Okegawa Works (72) Inventor Katsuo Sugawara 1-297 Kitabukurocho, Omiya City, Saitama Prefecture Mitsubishi Materials Corporation Research Institute F-term (reference) 2H042 AA09 AA15 AA26 2H048 BA11 BB01 BB42 2H091 FA02Y FA35Y FB08 LA30 4K029 AA09 BA25 BC07 BD00 DC04 DC08
Claims (3)
ｉ：４０〜５０％、Ｍｏ：１〜６％を含有し、残りがＮ
ｉおよび不可避不純物からなる組成を有することを特徴
とするブラックマトリックスを形成するための遮光膜。(1) In terms of mass% (hereinafter,% indicates mass%), T
i: 40 to 50%, Mo: 1 to 6%, the balance being N
A light-shielding film for forming a black matrix, characterized by having a composition comprising i and unavoidable impurities.
特徴とする請求項１記載のブラックマトリックスを形成
するための遮光膜。2. The light shielding film for forming a black matrix according to claim 1, wherein the light shielding film is an amorphous film.
含有し、残りがＮｉおよび不可避不純物からなる組成を
有することを特徴とするブラックマトリックスを形成す
るための遮光膜形成用スパッタリングターゲット。3. A light-shielding film forming sputtering for forming a black matrix, characterized by containing 40% to 50% of Ti and 1% to 6% of Mo and having the balance of Ni and unavoidable impurities. target.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000127312A JP2001311812A (en) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | Light-shielding film for forming black matrix and sputtering target for forming light-shielding film |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2001311812A true JP2001311812A (en) | 2001-11-09 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2001311812A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006162942A (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Ulvac Seimaku Kk | Blanks and its formation method, and black matrix using the blanks and its formation method |
| JP2007101848A (en) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Fujifilm Corp | Method for forming deep color separating wall, color filter and method for manufacturing same, and display device |
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-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000127312A patent/JP2001311812A/en not_active Withdrawn
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