JPH11223811A - Black mask, color filter, and liquid crystal display - Google Patents

Black mask, color filter, and liquid crystal display

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JPH11223811A
JPH11223811A JP31651398A JP31651398A JPH11223811A JP H11223811 A JPH11223811 A JP H11223811A JP 31651398 A JP31651398 A JP 31651398A JP 31651398 A JP31651398 A JP 31651398A JP H11223811 A JPH11223811 A JP H11223811A
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JP
Japan
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black mask
chromium
light
film
liquid crystal
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Application number
JP31651398A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Yoshida
一明 吉田
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Original Assignee
STI TECHNOLOGY KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the black mask which can be improved in surface reflectivity and etching characteristics, and the color filter and liquid crystal display using it. SOLUTION: This black mask is made of oxide, nitride, carbide, oxidized nitride, oxidized carbide, nitrified carbide, or oxidized nitrified carbide of at least one kind of metal selected from a group of chromium, molybdenum, tungsten, nickel, and germanium and is formed by stacking 1st and 2nd reflection preventive films 3 and 4 differing in composition and a lightproof film 5 made of at least one kind of metal selected from the group of chromium, molybdenum, tungsten, nickel, and germanium on a transparent substrate 2 in order so that the metals that the reflection preventive films 3 and 4 and lightproof film 5 contain are mutually different and at least one of the films 3, 4, and 5 contains chromium.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラックマスク、
カラーフィルター及び液晶ディスプレイに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a black mask,
The present invention relates to a color filter and a liquid crystal display.

【0002】[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、複数の開
口を有する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、
特開平8−179301号公報、特開平8−36171
号公報、及び特開平9−243801号公報等に記載さ
れている。
2. Description of the Related Art A color liquid crystal display of the STN type or the TFT type is provided with a color filter at a position facing a liquid crystal layer. The color filter has a colored resin separated by a black mask having a plurality of openings, and the characteristics of the black mask affect the visibility of the liquid crystal display. Conventional black masks
JP-A-8-179301, JP-A-8-36171
And JP-A-9-243801.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】液晶ディスプレイに用
いられるカラーフィルターでは、パネルの視認性を向上
させるため、その構成要素の一つであるブラックマスク
表面での光反射率、及び可視波長領域での反射率の波長
依存性を低減させる、すなわち、反射率の波長特性を十
分に小さくする(各波長における反射率の振れ幅を小さ
くする)ことが求められる。
In a color filter used in a liquid crystal display, in order to improve the visibility of the panel, the light reflectance on the surface of a black mask, which is one of the components, and the color filter in the visible wavelength region are required. It is required to reduce the wavelength dependence of the reflectance, that is, to sufficiently reduce the wavelength characteristics of the reflectance (reduce the amplitude of the reflectance at each wavelength).

【0004】上記特開平8−179301号公報に記載
のブラックマスクは、全ての層が同種の金属を含んで構
成されている。すなわち、同公報に記載のブラックマス
クは、第1クロム系反射防止膜と、第2クロム系反射防
止膜と、クロム系遮光膜とを順次積層してなる。より詳
細には、第1クロム系反射防止膜は、Cr、O、N及び
Cを含んでおり、第2クロム系反射防止膜はCr、N、
O及びCを含んでおり、クロム系遮光膜は金属クロムの
みを含んでいる。しかしながら、このブラックマスクの
表面反射率の波長依存性は依然として大きく、反射率も
十分には低減されていない。
In the black mask described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-179301, all layers include the same kind of metal. That is, the black mask described in the publication has a first chromium-based antireflection film, a second chromium-based antireflection film, and a chromium-based light-shielding film sequentially laminated. More specifically, the first chromium-based antireflection film contains Cr, O, N, and C, and the second chromium-based antireflection film contains Cr, N,
It contains O and C, and the chromium-based light shielding film contains only metallic chromium. However, the wavelength dependence of the surface reflectance of the black mask is still large, and the reflectance is not sufficiently reduced.

【0005】また、上記特開平8−36171号公報に
記載のブラックマスクにおける第1クロム系反射防止膜
はクロム及び酸素が主成分であり、第2クロム系反射防
止膜はクロム及び窒素が主成分であり、遮光膜は金属ク
ロムが主成分であるが、これらの膜のエッチング速度に
はかなりの差がある。その値は成膜時の条件によって変
化するが、金属クロムが主成分の遮光膜を硝酸第2セリ
ウムアンモニウム等のエッチング溶液を用いてウエット
エッチングする際のエッチング速度を1とした場合、ク
ロム及び酸素が主成分の第1クロム系反射防止膜のエッ
チング速度は略0.5以下であり、クロム及び窒素が主
成分の第2クロム系反射防止膜のエッチング速度は略5
以上である。したがって、上記3層構造のブラックマス
クをウエットエッチングした場合、これらの各膜のエッ
チング速度差のために、精密なパターンを形成すること
ができない。
In the black mask described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-36171, the first chromium-based antireflection film is mainly composed of chromium and oxygen, and the second chromium-based antireflection film is mainly composed of chromium and nitrogen. Although the light-shielding film is mainly composed of chromium metal, the etching rates of these films vary considerably. The value varies depending on the conditions at the time of film formation. However, when the etching rate when the light-shielding film mainly composed of metallic chromium is wet-etched using an etching solution such as ceric ammonium nitrate is set to 1, chromium and oxygen The etching rate of the first chromium-based anti-reflection film mainly containing chromium and nitrogen is about 0.5 or less, and the etching rate of the second chromium-based anti-reflection film mainly containing chromium and nitrogen is about 5 or less.
That is all. Therefore, when the black mask having the three-layer structure is wet-etched, a precise pattern cannot be formed due to a difference in etching rate between these films.

【0006】また、特開平9−243801号公報に記
載のブラックマスクは、クロム成分を含んでいないが、
3層構成のウエットエッチングの場合と同様に精密なパ
ターンの形成において必ずしも十分なものではない。
[0006] The black mask described in JP-A-9-243801 does not contain a chromium component.
As in the case of three-layer wet etching, formation of a precise pattern is not always sufficient.

【0007】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、製造時のエッチング性を向上さ
せることができるとともに、上記従来技術で形成された
ブラックマスクの特性を大きく上回り、可視領域全体で
反射率の低く、且つ、反射率の波長依存性が小さいブラ
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を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and can improve the etching property at the time of manufacturing, and greatly exceed the characteristics of the black mask formed by the above-mentioned conventional technique. It is an object of the present invention to provide a black mask having a low reflectance over the entire visible region and a small wavelength dependence of the reflectance, a color filter capable of obtaining a clear image, and a liquid crystal display.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係るブラックマ
スクは、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、タング
ステン(W)、ニッケル(Ni)及びゲルマニウム(G
e)からなる群から選ばれた少なくとも1種の同種の金
属の、酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化
物、窒化炭化物、又は酸化窒化炭化物からなり、且つ、
組成の異なる第1及び第2反射防止膜と、クロム、モリ
ブデン、タングステン、ニッケル、及びゲルマニウムか
らなる群から選ばれた少なくとも1種の金属からなる遮
光膜とを、反射防止膜及び遮光膜に含まれる金属が互い
に異なると共にこれらの膜の少なくともいずれか1つが
クロムを含むように、透明基板上に順次積層してなるも
のである。特に、第1及び第2反射防止膜は共にタング
ステン化合物からなり、遮光膜はクロムからなることが
好ましい。
The black mask according to the present invention comprises chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), nickel (Ni) and germanium (G).
e) oxide, nitride, carbide, oxynitride, oxycarbide, nitrided carbide, or oxynitridecarbide of at least one same metal selected from the group consisting of:
First and second anti-reflection films having different compositions and a light-shielding film made of at least one metal selected from the group consisting of chromium, molybdenum, tungsten, nickel, and germanium are included in the anti-reflection film and the light-shielding film. The layers are sequentially laminated on a transparent substrate such that different metals are used and at least one of these films contains chromium. In particular, it is preferable that both the first and second antireflection films are made of a tungsten compound, and the light-shielding film is made of chromium.

【0009】本発明に係るブラックマスクは、製造時の
エッチング性を向上させることができるとともに、上記
従来技術で形成されたブラックマスクの特性を大きく上
回り、可視領域全体で反射率及びその波長依存性を低減
させることができる。
[0009] The black mask according to the present invention can improve the etching property at the time of manufacturing, and greatly exceeds the characteristics of the black mask formed by the above-mentioned prior art, and has a reflectance and its wavelength dependence over the entire visible region. Can be reduced.

【0010】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。
A color filter according to the present invention includes such a black mask and a colored resin disposed in a plurality of openings of the black mask. This color filter separates the light transmitted through the colored resin because the black mask separates the colored resin disposed in the opening. Since the reflectance of the light irradiated on the black mask through the transparent substrate and the wavelength dependence of the reflectance are small, the ratio of the reflected light to the light transmitted through the colored resin can be reduced, and the light transmitted through the colored resin can be reduced. Can be improved.

【0011】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。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。
A liquid crystal display according to the present invention is sandwiched between a first substrate having the color filter, a second substrate having a plurality of electrodes, and the first and second substrates, and applies a predetermined potential to the electrodes. Accordingly, a liquid crystal layer capable of changing the alignment is provided for each region facing the plurality of openings of the black mask. In this liquid crystal display, by applying a predetermined potential to the electrodes, the orientation can be changed for each region of the liquid crystal layer facing the plurality of openings of the black mask, so that the amount of light input to the liquid crystal layer Can be controlled for each opening of the black mask. In the opening of the black mask,
Since the colored resin is disposed, it is possible to emit light of a wavelength component corresponding to the colored resin for each of the regions. Since the color filter of the liquid crystal display can improve the visibility of light transmitted through the colored resin, a clear image can be displayed on the liquid crystal display.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
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1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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a black mask according to an embodiment of the present invention will be described using a color filter 1 having a black mask. The same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0013】図1はカラーフィルター1を示す斜視図で
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第1反射膜防止膜
3、第2反射防止膜4及び遮光膜5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B
M上に形成されたオーバーコート層6と、オーバーコー
ト層6上に形成された透明電極7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8が取付けられ
ている。
FIG. 1 is a perspective view showing the color filter 1. The color filter 1 includes a transparent glass substrate 2, a black mask BM (black matrix) including a first antireflection film 3, a second antireflection film 4, and a light shielding film 5 sequentially deposited on the transparent glass substrate 2, Black mask B
An overcoat layer 6 formed on M and a transparent electrode 7 formed on the overcoat layer 6 are provided. further,
On the rear surface side of the transparent glass substrate 2, a polarizing plate 8 is attached.

【0014】本実施の形態に係るブラックマスクBM
は、透明基板2上に順次形成され、互いに組成の異なる
同種の金属化合物からなる第1及び第2反射防止膜3,
4と、第2反射防止膜4上に形成され、第1及び第2反
射防止膜3,4に含まれる金属とは異なる金属を含む遮
光膜5とを備え、上記膜3,4,6の少なくともいずれ
か1つはクロム(Cr)を含んでいる。
The black mask BM according to the present embodiment
Are formed sequentially on the transparent substrate 2 and are made of the first and second antireflection films 3, 3 made of the same type of metal compound having different compositions from each other.
And a light-shielding film 5 formed on the second antireflection film 4 and containing a metal different from the metal contained in the first and second antireflection films 3 and 4. At least one of them contains chromium (Cr).

【0015】図6は、各膜に用いることができる材料を
示す表である。添え字X,Y,Z,A,B,Cは各対応
非金属元素の金属元素(Cr、Mo、W、Ni又はG
e)に対する原子数比を示す。
FIG. 6 is a table showing materials that can be used for each film. The suffixes X, Y, Z, A, B and C are the metal elements (Cr, Mo, W, Ni or G
The ratio of the number of atoms to e) is shown.

【0016】第1反射防止膜3及び第2反射防止膜4
は、互いに組成の異なる同種の金属の酸化物、窒化物、
炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物又は酸化
窒化炭化物を含み、この金属はクロム(Cr)、モリブ
デン(Mo)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)
又はゲルマニウム(Ge)等の金属の少なくとも1種を
用いることができる。また、第1反射防止膜3及び第2
反射防止膜4の材料として、これらの混合物若しくは混
晶を用いることもできる。
First antireflection film 3 and second antireflection film 4
Are oxides, nitrides,
Including carbides, oxynitrides, oxycarbides, nitrided carbides or oxynitride carbides, the metals being chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), nickel (Ni)
Alternatively, at least one kind of metal such as germanium (Ge) can be used. Further, the first antireflection film 3 and the second
As a material of the antireflection film 4, a mixture or a mixed crystal thereof can be used.

【0017】第1反射防止膜3及び第2反射防止膜4の
膜厚は、反射光を低減させるためには、5〜200nm
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、20〜60nmであることが好ま
しい。
The first antireflection film 3 and the second antireflection film 4 have a thickness of 5 to 200 nm in order to reduce reflected light.
Is preferable, and from the viewpoint of reducing the reflected light and its wavelength dependence, the thickness is preferably 20 to 60 nm.

【0018】遮光膜5の材料は、可視光を遮光し、かつ
第1反射防止膜3及び第2反射防止膜4に使用した金属
と異なった金属であればよく、Cr、 Mo、W、Ni
又はGe等の金属を含むものを用いることができる。遮
光膜5の膜厚は、可視光を遮光すれば特に制限はない
が、遮光の性能及び製造のスループットの観点から、2
0〜500nmが好ましく、より好ましくは50〜15
0nmである。
The material of the light-shielding film 5 may be any metal that shields visible light and is different from the metal used for the first antireflection film 3 and the second antireflection film 4. Cr, Mo, W, Ni
Alternatively, a material containing a metal such as Ge can be used. The thickness of the light-shielding film 5 is not particularly limited as long as it blocks visible light.
It is preferably from 0 to 500 nm, more preferably from 50 to 15 nm.
0 nm.

【0019】第1及び第2反射防止膜3,4は互いに組
成の異なる同種の金属化合物からなるため、その屈折率
及び消衰係数を反射防止をなすように設定して反射率の
波長依存性を低減しつつも、エッチング速度を揃えるこ
とができる。また、従来、遮光膜及び第1並びに第2反
射防止膜が同一金属であるCrを含む場合には各膜のエ
ッチング速度を揃えることができなかったが、本形態の
遮光膜5は第1及び第2反射防止膜3,4に含まれる金
属とは異なる金属を含むので、そのエッチング速度を第
1及び第2反射防止膜3,4のそれと揃えることができ
る。
Since the first and second anti-reflection films 3 and 4 are made of the same kind of metal compound having different compositions, the refractive index and the extinction coefficient are set so as to prevent reflection, and the wavelength dependence of the reflectance is determined. While reducing the etching rate. Conventionally, when the light-shielding film and the first and second anti-reflection films contain Cr, which is the same metal, the etching rates of the respective films cannot be made uniform. Since the second antireflection films 3 and 4 contain a metal different from the metal contained in the first and second antireflection films 3 and 4, the etching rate can be made equal to that of the first and second antireflection films 3 and 4.

【0020】また、第1及び第2反射防止膜3,4は、
共にタングステン化合物、好ましくはタングステンの酸
化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、窒化
炭化物、又は酸化窒化炭化物からなり、遮光膜5は金属
クロムからなることが好ましい。
Further, the first and second anti-reflection films 3 and 4
Both are made of a tungsten compound, preferably an oxide, nitride, carbide, oxynitride, oxycarbide, nitride carbide or oxynitride carbide of tungsten, and the light-shielding film 5 is preferably made of chromium metal.

【0021】特に、第1反射防止膜3/第2反射防止膜
4/遮光膜5の構成材料が、WOXYZ/WOABC
/Crである場合、そのエッチング速度を近接させ、精
密なパターンを得ることができる。すなわち、Crのエ
ッチング速度を1とした場合、第1及び第2反射防止膜
3,4を構成するWONCのエッチング速度及び遮光膜
5を構成するCrのエッチング速度はすべて1以下であ
る。また、各膜の原子数比を、屈折率及び消衰係数を反
射防止膜の原理に従って反射防止をなすように設定する
ことにより、反射率の波長依存性を低減させることがで
きる。
In particular, the constituent materials of the first anti-reflection film 3 / second anti-reflection film 4 / light-shielding film 5 are WO X NY C Z / WO A N B C C
In the case of / Cr, the etching rate can be made close to obtain a precise pattern. That is, when the etching rate of Cr is 1, the etching rate of WONC forming the first and second antireflection films 3 and 4 and the etching rate of Cr forming the light shielding film 5 are all 1 or less. Further, the wavelength dependence of the reflectance can be reduced by setting the atomic ratio of each film such that the refractive index and the extinction coefficient prevent reflection according to the principle of the antireflection film.

【0022】以上、説明したように、上記ブラックマス
クは、クロム、モリブデン、タングステン、ニッケル及
びゲルマニウムからなる群から選ばれた少なくとも1種
の同種の金属の、酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化
物、酸化炭化物、窒化炭化物、又は酸化窒化炭化物から
なり、且つ、組成の異なる第1及び第2反射防止膜3,
4と、クロム、モリブデン、タングステン、ニッケル、
及びゲルマニウムからなる群から選ばれた少なくとも1
種の金属からなる遮光膜5とを、反射防止膜3,4及び
遮光膜5に含まれる金属が互いに異なると共にこれらの
膜3,4,5の少なくともいずれか1つがクロムを含む
ように、透明基板2上に順次積層してなる。本実施の形
態に係るブラックマスクは、製造時のエッチング性を向
上させることができるとともに、上記従来技術で形成さ
れたブラックマスクの特性を大きく上回り、可視領域全
体で反射率及びその波長依存性を低減させることができ
る。
As described above, the black mask is made of an oxide, nitride, carbide, oxynitride of at least one same metal selected from the group consisting of chromium, molybdenum, tungsten, nickel and germanium. First and second antireflection films 3, which are made of a material, oxycarbide, nitride carbide, or oxynitride carbide, and have different compositions.
4, chromium, molybdenum, tungsten, nickel,
And at least one selected from the group consisting of
The light shielding film 5 made of a kind of metal is transparent so that the metals contained in the antireflection films 3, 4 and the light shielding film 5 are different from each other and at least one of these films 3, 4, 5 contains chromium. It is sequentially laminated on the substrate 2. The black mask according to the present embodiment can improve the etching property at the time of manufacturing, greatly exceeds the characteristics of the black mask formed by the above-described conventional technique, and reduces the reflectance and its wavelength dependence over the entire visible region. Can be reduced.

【0023】図2は、図1に示したカラーフィルター1
のX−X矢印断面図である。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等の色素を含有
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等
の色素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
青色の顔料等の色素を含有させて硬化させたものであ
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を透過する光が分離される。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十分に低減されるの
で、色樹脂R,G,B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、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。
FIG. 2 shows the color filter 1 shown in FIG.
It is XX arrow sectional drawing of. The black mask BM has a plurality of openings, and the three adjacent openings are filled with resins of different colors as optical filters. That is, the colored resin R is a resin colored red, is a resin containing a dye such as a red pigment and cured, and the colored resin G is a resin colored green. And a resin containing a dye such as a green pigment in the photoresist and cured.
Is a resin colored blue, which is cured by adding a dye such as a blue pigment to a photoresist. In the color filter 1, since the black mask BM separates the colored resins R, G, and B arranged in the openings, light transmitted through the colored resins R, G, and B is separated. Since the reflectance of the light irradiated to the black mask BM through the transparent substrate 2 and the wavelength dependence of the reflectance are sufficiently reduced, the ratio of the reflected light to the light transmitted through the color resins R, G, and B is reduced. And the visibility of the light transmitted through the color resins R, G, B can be improved.

【0024】次に、上記実施の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
透明ガラス基板2を用意し、透明基板2の表面上に、第
1反射防止膜3、第2反射防止膜4及び遮光膜5を順次
堆積する。
Next, a method of manufacturing the color filter 1 according to the above embodiment will be described. In order to manufacture the present color filter 1, first, a transparent glass substrate 2 transparent to visible light is prepared, and a first antireflection film 3, a second antireflection film 4, Light shielding films 5 are sequentially deposited.

【0025】第1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、金属又は合金を配置する。次
に、チャンバ内を第1の圧力P1以下に減圧した後、必
要に応じて不活性ガス(希ガス)としてのアルゴンガス
をチャンバ内に導入し、さらに、ターゲットの金属(C
r,Mo,W,Ni又はGe)と化合させるための反応
ガス(酸素ガス、窒素ガス及び二酸化炭素ガスの少なく
ともいずれか1つ又はこれらの組合わせ)をチャンバ内
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、透明基板2の温度を測定し ながら、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、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
金属をスパッタリングし、スパッタされた金属原子又は
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上に第1反射防止膜3を形成する。
The first antireflection film 3 is formed by using a reactive sputtering method. That is, after disposing the transparent substrate 2 in a chamber (not shown), a metal or alloy is disposed as a target at a position facing the transparent substrate 2. Next, after the pressure in the chamber is reduced to the first pressure P1 or less, an argon gas as an inert gas (rare gas) is introduced into the chamber as necessary, and further, a target metal (C
r, Mo, W, Ni or Ge), a reaction gas (at least one of oxygen gas, nitrogen gas and carbon dioxide gas or a combination thereof) is introduced into the chamber, and the pressure in the chamber is increased. At the second pressure P 2 . Further, while maintaining the temperature of the substrate 2 at the first temperature T 1 while measuring the temperature of the transparent substrate 2, the first sputtering power W 1 is applied to the atmosphere in the chamber to generate plasma and generate the target substrate. To form a first anti-reflection film 3 on the transparent substrate 2 by a reaction between the sputtered metal atoms or molecules and the reaction gas introduced into the chamber.

【0026】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〜2.0Paであるが、 好ま
しくは0.1Pa〜1.0Paである。なお、第1の温
度T1は、室温(約 20℃)〜500℃であり、好まし
くは室温〜350℃であり、より好ましくは室温〜15
0℃である。また、第1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、0.5W/cm2以上〜
20W/cm2以下であるが、好ましくは1W/cm2
上〜10W/cm2以下である。この際のスパッリング
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、30秒
以上20分以内が好ましい。
Here, the first pressure P 1 is 1.5 Pa or less, more preferably 0.1 Pa or less. Second
The pressure P 2 of is a 0.1Pa~2.0Pa, preferably 0.1Pa~1.0Pa. In addition, the first temperature T 1 is room temperature (about 20 ° C.) to 500 ° C., preferably room temperature to 350 ° C., and more preferably room temperature to 15 ° C.
0 ° C. The first sputtering power W 1 to be introduced during the formation of the first anti-reflection film 3, 0.5 W / cm 2 or more and
20W / cm 2 or less but is preferably 1W / cm 2 or more ~10W / cm 2 or less. There is no particular limitation on the spattering speed and time at this time, but the time to obtain the target film thickness is, for example, 10 seconds to 1 hour, and preferably 30 seconds to 20 minutes.

【0027】第2反射防止膜4は、第1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、第1
反射防止膜3と同様の方法を用いて形成される。
After the formation of the first anti-reflection film 3, the second anti-reflection film 4 is formed without removing the substrate 2 from the chamber.
The antireflection film 3 is formed using the same method.

【0028】遮光膜5は、第2反射防止膜4の形成後、
チャンバ内の圧力が第5の圧力P5以下になるまでチャ
ンバ内の気体を排気した後、チャンバ内にアルゴンガス
を、チャンバ内の圧力が第6の圧力P6になるまで導入
する。次に、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、プラズマを発生させてターゲット基板に照射し、
ターゲット基板の金属(Cr、 Mo、W、Ni又はG
e、但し、第1反射防止膜3、第2反射防止膜4形成時
に用いた金属とは異なる)をスパッタリングし、スパッ
タされた金属原子又は分子を第2反射防止膜4上に堆積
することによって、遮光膜5を形成する。
After the second antireflection film 4 is formed, the light shielding film 5
After the pressure in the chamber was evacuated gas in the chamber until the following pressure P 5 in the fifth, the argon gas into the chamber, introducing until the pressure in the chamber a pressure P 6 in the sixth. Next, while maintaining the temperature of the substrate 2 at the third temperature T 3 , the third sputtering power W 3 is applied to the atmosphere in the chamber to generate plasma and irradiate the target substrate with the plasma.
Metal of target substrate (Cr, Mo, W, Ni or G
e, except that the first anti-reflection film 3 and the metal used when forming the second anti-reflection film 4 are sputtered, and the sputtered metal atoms or molecules are deposited on the second anti-reflection film 4. Then, the light shielding film 5 is formed.

【0029】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〜2.0Paであるが、好ま
しくは0.1Pa〜1.0Paである。なお、第3の温
度T3は、室温(約 20℃)〜500℃であり、好まし
くは室温〜350℃であり、より好ましくは室温〜15
0℃である。また、遮光膜5の形成時に投入する第3の
スパッタパワーW3は、0.5W/cm2以上20W/c
2以下であるが、好ましくは、1W /cm2以上10
W/cm2以下である。この際のスパッリングの速度、
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30
分以内が好ましい。なお、遮光膜5は、上記のようなス
パッタリング法の他、CVD法や蒸着法を用いて形成し
てもよい。
Here, the fifth pressure P 5 is 1.5 Pa or less, more preferably 0.1 Pa or less. Sixth
Pressure P 6 in is a 0.1Pa~2.0Pa, preferably 0.1Pa~1.0Pa. Note that the third temperature T 3 is room temperature (about 20 ° C.) to 500 ° C., preferably room temperature to 350 ° C., and more preferably room temperature to 15 ° C.
0 ° C. Further, the third sputtering power W 3 applied at the time of forming the light shielding film 5 is 0.5 W / cm 2 or more and 20 W / c.
m 2 or less, but preferably 1 W / cm 2 or more and 10
W / cm 2 or less. The spattering speed at this time,
Although there is no particular limitation on the time, the time for obtaining the target film thickness is, for example, 10 seconds or more and 1 hour or less, and 20 seconds or more and 30
Within minutes is preferred. The light-shielding film 5 may be formed by using a CVD method or a vapor deposition method in addition to the above-described sputtering method.

【0030】次に、ポジ型のフォトレジストを遮光膜5
の露出表面上に塗布し、プリベーク後、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、ポストベーク
を行うことにより、複数の開口を有するフォトレジスト
層を遮光膜5上に形成する。なお、金属化合物の組合わ
せによっては、膜剥離が発生する場合があるが、これは
各膜の成膜条件、ポジ型フォトレジストの塗布条件の変
更により改善できる。
Next, a positive photoresist is applied to the light shielding film 5.
After applying on the exposed surface of the photoresist, pre-baking, irradiating the photoresist with a pattern having a plurality of openings, sensitizing the photoresist, and developing by dissolving the photosensitive area of the photoresist using an organic solvent. By performing post-baking, a photoresist layer having a plurality of openings is formed on the light shielding film 5. Depending on the combination of metal compounds, film peeling may occur, but this can be improved by changing the film forming conditions of each film and the application conditions of the positive photoresist.

【0031】さらに、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フォトレジスト層の開口直下
の遮光膜5、第2反射防止膜4、第1反射防止膜3に接
触させて、これらの接触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遮光
膜5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、上記WOXYZ/WOABC
/Cr構造のブラックマスク製造においては、エッチン
グ液として、硝酸第2セリウムアンモニウムを主成分と
したエッチング液等を使用することが好ましく、この場
合、遮光膜5、第2反射防止膜4、第1反射防止膜3を
同時にエッチングすることが可能である。
Further, by using the photoresist layer as a mask, a predetermined etching solution is brought into contact with the light-shielding film 5, the second antireflection film 4, and the first antireflection film 3 immediately below the opening of the photoresist layer, and these contact regions are formed. After the etching is completed, the photoresist layer is removed from the light shielding film 5 using an organic solvent to form a black mask BM having a plurality of openings. The above WO X N Y C Z / WO A N B C C
In the production of a black mask having a / Cr structure, it is preferable to use, as an etchant, an etchant containing ceric ammonium nitrate as a main component. In this case, the light shielding film 5, the second antireflection film 4, the first It is possible to simultaneously etch the anti-reflection film 3.

【0032】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。
Next, a negative type photoresist that is colored red by containing a red pigment is supplied onto the black mask BM from a dispenser disposed above the substrate 2, and all of the black mask BM is removed. Fill the opening.

【0033】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赤色フォ
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。
Thereafter, the substrate 2 coated with the red photoresist is pre-baked to form a red photoresist layer having a uniform thickness. Prior to the pre-bake, the substrate 2 was adjusted so that the thickness of the red photoresist layer was uniform.
May be rotated with its thickness direction as a rotation axis.

【0034】次に、ブラックマスクBMのマトリクス状
に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。
Next, a red photoresist is applied only on the opening regions adjacent to each other in the row direction and the column direction of the openings arranged in the matrix of the black mask BM and in the diagonal direction. After exposing so as to remain, and removing the red photoresist in the non-photosensitive area using an organic solvent, baking is performed to form a red resin R in a predetermined opening of the black mask BM.

【0035】さらに、赤色の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。
Further, instead of the red photoresist,
Using a green-colored photoresist and a blue-colored photoresist, a green resin G and a blue resin are formed in predetermined openings of the black mask BM by using the same method as the step of forming the red resin R. Form B. Each of the colored resins R, G, and B is disposed every three in the row direction and the column direction of the opening of the black mask BM, and is arranged so as to be adjacent to the diagonal direction.

【0036】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6を堆積し、さら
に、オーバーコート層6上に透明電極7を堆積し、最後
に透明基板2の裏面側に偏光板8を取付けて、図1に示
したカラーフィルター1が完成する。
Next, an overcoat layer 6 is deposited on the colored resins R, G and B so that the surface becomes uniform, and a transparent electrode 7 is deposited on the overcoat layer 6 and finally a transparent electrode is deposited. A polarizing plate 8 is attached to the back side of the substrate 2 to complete the color filter 1 shown in FIG.

【0037】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。
Next, a liquid crystal display using the color filter 1 will be described.

【0038】図3は、この液晶ディスプレイ100を示
す斜視図である。図4は、図3に示した液晶ディスプレ
イ100のY−Y矢印断面図である。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7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26とを
備える。
FIG. 3 is a perspective view showing the liquid crystal display 100. FIG. 4 is a sectional view of the liquid crystal display 100 shown in FIG. The present liquid crystal display 100 includes a color filter 1, a TFT (thin film transistor) substrate 20 attached to the transparent electrode 7 of the color filter 1, and a backlight 26 fixed at a position sandwiching the TFT substrate 20 with the color filter 1. Prepare.

【0039】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。
The TFT substrate 20 has an outer frame 21 and an outer frame 2 made of a light-shielding resin surrounding the outer peripheral portion of the surface of the color filter 1.
Liquid crystal layer 2 composed of nematic liquid crystal filled in 1
2. a plurality of pixel electrodes 23 provided for each region corresponding to the black mask BM opening of the liquid crystal layer 22;
Includes a transparent glass substrate 24 formed thereon and a polarizing plate 25 formed on an exposed surface of the transparent glass substrate 24.

【0040】偏光板又は偏光膜8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7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。
The polarizing directions of the polarizing plates or polarizing films 8 and 25 are orthogonal to each other and are made of an organic material such as polyimide. The plurality of pixel electrodes 23 are respectively connected to a plurality of thin film transistors formed on the glass substrate 24 of the TFT substrate 20, and when a specific potential is applied to the specific pixel electrode 23, the specific pixel electrode 23 and the transparent electrode 7, a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer 22, and the orientation of a region corresponding to the specific pixel electrode 23 of the liquid crystal layer 22 changes by an electric field formed according to the voltage.

【0041】バックライト26から出射した白色光LT
1のうちの特定方向の偏光成分が、偏光板又は偏光膜2
5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8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8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。
White light LT emitted from the backlight 26
1 is a polarizing plate or a polarizing film 2
5 and enter the liquid crystal layer 22. The incident polarized light is divided for each pixel electrode 23 and
The polarization direction changes in accordance with the amount of orientation of. The light divided for each pixel electrode 23 is the color resin R of the color filter 1,
G light and B light are respectively incident and transmitted. Since the polarizing plate or the polarizing film 8 is provided on the emission surface side of the color filter 1, the amount of light transmitted through the polarizing plate or the polarizing film 8 changes according to the amount of alignment of the liquid crystal layer 22. Since the amount of orientation of the liquid crystal layer 22 is proportional to the potential applied to the pixel electrode 23, the amount of emitted light LT2 can be controlled by controlling the potential applied to the pixel electrode 23.

【0042】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。
As described above, the color filter 1 according to the above-described embodiment includes the black mask BM
And a transparent substrate 2 on which a black mask BM is formed, and colored resins R, G, and B disposed in a plurality of openings of the black mask BM. In the color filter 1, the black mask BM separates the colored resins R, G, and B arranged in the openings, and thus separates the light transmitted through the colored resins R, G, and B. Since the reflectance of the light irradiated on the black mask BM via the transparent substrate 2 and the wavelength dependence of the reflectance are small, the light LT2 transmitted through the colored resins R, G, and B
, And the visibility of light transmitted through the colored resins R, G, and B can be improved.

【0043】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。
The liquid crystal display 100 according to the above-described embodiment has a structure in which the color filter 1, the liquid crystal layer 22 provided at a position facing the color filter 1, and the liquid crystal layer 22 are applied by applying a predetermined potential. A plurality of electrodes 2 provided at positions where the orientation of the liquid crystal layer can be changed for each region facing the plurality of openings of the black mask BM
3 is provided. In the liquid crystal display 100, by applying a predetermined potential to the electrode 23, the alignment can be changed in each region of the liquid crystal layer 22 facing the plurality of openings of the black mask BM. The amount of the input light LT1 is changed to the black mask BM.
Can be controlled for each opening. Black mask BM
Since the colored resins R, G, and B are disposed in the opening of the above, light of a wavelength component corresponding to the colored resins R, G, and B can be emitted for each of the regions. The color filter 1 of the liquid crystal display 100 can improve the visibility of light transmitted through the colored resins R, G, and B, so that a clear image can be displayed on the liquid crystal display 100.

【0044】[0044]

【実施例】上記実施の形態に係るブラックマスクBM及
び比較例となるブラックマスクを製造し、その反射率及
び反射率の波長依存性について測定した。
EXAMPLES A black mask BM according to the above embodiment and a black mask as a comparative example were manufactured, and the reflectance and the wavelength dependence of the reflectance were measured.

【0045】上記実施の形態のブラックマスクBMのう
ち、第1反射防止膜3/第2反射防止膜4/遮光膜5
が、WOXYZ/WOABC/Cr構造を有するもの
を以下の方法を用いて製造した。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。なお、窒素ガ
ス及び二酸化炭素ガスの流量パーセント比、N2:CO2
は1:2である。さらに、スパッタパワーを8W/cm
2にして、タングステン金属をターゲットとして反応性
スパッタリングを行い、タングステン酸化物、タングス
テン窒化物、タングステン炭化物、タングステン酸化窒
化物、タングステン酸化炭化物、タングステン窒化炭化
物、又は/及びタングステン酸化窒化炭化物を含む膜厚
55nmの第1反射防止膜3を基板2上に形成した。
In the black mask BM of the above embodiment, the first antireflection film 3 / second antireflection film 4 / light shielding film 5
There was prepared using the following method having a WO X N Y C Z / WO A N B C C / Cr structure. First, the glass substrate 2
Is mounted in a chamber of a sputtering apparatus, and the inside of the chamber is evacuated to 1.0 × 10 −4 Pa, and then a mixed gas of nitrogen gas and carbon dioxide gas is supplied into the chamber to a pressure of 0.4 Pa in the chamber. Introduced. In addition, the flow rate percentage ratio of nitrogen gas and carbon dioxide gas, N 2 : CO 2
Is 1: 2. Further, the sputtering power is set to 8 W / cm.
Then , reactive sputtering is performed using tungsten metal as a target to form a film containing tungsten oxide, tungsten nitride, tungsten carbide, tungsten oxynitride, tungsten oxycarbide, tungsten nitride carbide, and / or tungsten oxynitride carbide. A first antireflection film 3 of 55 nm was formed on the substrate 2.

【0046】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になるまでチャンバ内に
導入した。アルゴンガス、窒素ガス及び二酸化炭素ガス
の流量パーセント比、Ar:N2:CO2は10:5:4
である。しかる後、スパッタパワーを4W/cm2に設
定し、タングステン金属をターゲットとして反応性スパ
ッタリングを行い、タングステン酸化物、タングステン
窒化物、タングステン炭化物、タングステン酸化窒化
物、タングステン酸化炭化物、タングステン窒化炭化
物、又は/及びタングステン酸化窒化炭化物を含む膜厚
38nmの第2反射防止膜4を第1反射防止膜3上に形
成した。
Next, when the pressure in the chamber is 1.0 × 10 −4.
After evacuating the atmosphere in the chamber until Pa, a mixed gas of argon gas, nitrogen gas and carbon dioxide gas,
It was introduced into the chamber until the pressure in the chamber reached 0.4 Pa. Ar: N 2 : CO 2 ratio of argon gas, nitrogen gas and carbon dioxide gas is 10: 5: 4.
It is. Thereafter, the sputtering power is set to 4 W / cm 2 , and reactive sputtering is performed with a tungsten metal as a target, and tungsten oxide, tungsten nitride, tungsten carbide, tungsten oxynitride, tungsten oxycarbide, tungsten oxycarbide, or A second antireflection film 4 having a thickness of 38 nm and containing / and tungsten oxynitride carbide was formed on the first antireflection film 3.

【0047】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0.1Pa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、クロム金属をターゲットとしてス
パッタリングを行い、クロム金属からなる膜厚100n
mの遮光膜5を第2反射防止膜4上に形成した。なお、
上記膜3〜5の形成時の基板2の温度は、すべて室温で
ある。最後に、上記膜3〜5を上述のようにウエットエ
ッチングし、ブラックマスクBMを製造した。このエッ
チング工程においては、エッチング液として硝酸第2セ
リウムアンモニウムを用いた。
Next, the pressure in the chamber is 1.0 × 10 −4.
After the atmosphere in the chamber was evacuated to Pa, argon gas was introduced into the chamber until the pressure in the chamber reached 0.1 Pa. After that, the sputter power is reduced to 5
W / cm 2 , sputtering is performed using chromium metal as a target, and a film thickness of chromium metal of 100 n
m light-shielding film 5 was formed on the second antireflection film 4. In addition,
The temperature of the substrate 2 during the formation of the films 3 to 5 is all room temperature. Finally, the films 3 to 5 were wet-etched as described above to produce a black mask BM. In this etching step, ceric ammonium nitrate was used as an etching solution.

【0048】なお、上記実施例に係るブラックマスクB
Mにおいて、第1反射防止膜3、第2反射防止膜4及び
遮光膜5のエッチング速度は、金属クロムのエッチング
速度を1とした場合、すべて1以下であるため、上述の
ようなクロム膜用のエッチング液を用いて、ブラックマ
スクパターンを形成した場合、微細で良好なエッジ形状
を得ることができる。
The black mask B according to the above embodiment is
In M, the etching rates of the first antireflection film 3, the second antireflection film 4, and the light-shielding film 5 are all 1 or less when the etching rate of metal chromium is 1, so that When a black mask pattern is formed using the above etching solution, a fine and good edge shape can be obtained.

【0049】(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。なお、アルゴンガス、窒素ガス及び二酸化炭素ガス
の流量パーセント比、Ar:N2:CO2は2:1:1で
ある。さらに、スパッタパワーを2W/cm2にして、
クロム金属をターゲットとして反応性スパッタリングを
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
又はクロム酸化窒化炭化物を含む膜厚60nmの第1反
射防止膜3を基板2上に直接形成した。
(Comparative Example) A black mask B according to a comparative example
M was produced by the following method. First, the glass substrate 2
Is mounted in a chamber of a sputtering apparatus, and the inside of the chamber is evacuated to 1.0 × 10 −4 Pa. Then, a mixed gas of argon gas, nitrogen gas and carbon dioxide gas is introduced into the chamber at a pressure of 0. It was introduced until the pressure became 4 Pa. The ratio of the flow rates of argon gas, nitrogen gas and carbon dioxide gas, Ar: N 2 : CO 2 is 2: 1: 1. Further, the sputtering power is set to 2 W / cm 2 ,
A first anti-reflection film having a thickness of 60 nm containing chromium oxide, chromium nitride, chromium carbide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, chromium oxynitride or chromium oxynitride by performing reactive sputtering with chromium metal as a target 3 was formed directly on the substrate 2.

【0050】次に、チャンバ内の圧力が1.0×10-4
Paになるまで排気した後、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。なお、アルゴンガス、窒素
ガス及び二酸化炭素ガスの流量パーセント比、Ar:N
2:CO2は10:5:1である。さらに、スパッタパワ
ーを2W/cm2にして、クロム金属をターゲットとし
て反応性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、クロム窒化炭化物又はクロム酸化窒化炭化物を
含む膜厚40nmの第2反射防止膜4を第1反射防止膜
3上に形成した。
Next, when the pressure in the chamber is 1.0 × 10 −4.
After evacuating to a pressure of Pa, a mixed gas of argon gas, nitrogen gas and carbon dioxide gas was pumped to a pressure of 0.
It was introduced until the pressure became 4 Pa. The flow rate ratios of argon gas, nitrogen gas and carbon dioxide gas, Ar: N
2: CO 2 is 10: 5: 1. Further, the sputtering power is set to 2 W / cm 2 , and reactive sputtering is performed using chromium metal as a target, and chromium oxide, chromium nitride, chromium carbide, chromium oxynitride, chromium oxycarbide, chromium oxynitride or chromium oxynitride is used. A 40 nm-thick second antireflection film 4 containing carbide was formed on the first antireflection film 3.

【0051】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0.1Pa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、クロム金属をターゲットとしてス
パッタリングを行い、クロム金属からなる膜厚100n
mの遮光膜5を第2反射防止膜4上に形成した。なお、
上記膜3〜5の形成時の基板2の温度は、すべて室温で
ある。最後に、上記膜3〜5を上述のようにウエットエ
ッチングし、ブラックマスクBMを製造した。このエッ
チング工程においては、エッチング液として硝酸第2セ
リウムアンモニウムを用いた。
Next, when the pressure in the chamber is 1.0 × 10 −4.
After the atmosphere in the chamber was evacuated to Pa, argon gas was introduced into the chamber until the pressure in the chamber reached 0.1 Pa. After that, the sputter power is reduced to 5
W / cm 2 , sputtering is performed using chromium metal as a target, and a film thickness of chromium metal of 100 n
m light-shielding film 5 was formed on the second antireflection film 4. In addition,
The temperature of the substrate 2 during the formation of the films 3 to 5 is all room temperature. Finally, the films 3 to 5 were wet-etched as described above to produce a black mask BM. In this etching step, ceric ammonium nitrate was used as an etching solution.

【0052】なお、上記比較例に係るブラックマスクB
Mにおいて、第1反射防止膜3、第2反射防止膜4及び
遮光膜5のエッチング速度は、金属クロムのエッチング
速度を1とした場合、それぞれ0.5以下、5以上、1
であるため、クロム膜用のエッチング液を用いて、ブラ
ックマスクパターンを形成した場合、パターンに欠けが
発生する。
The black mask B according to the comparative example
In M, the etching rates of the first anti-reflection film 3, the second anti-reflection film 4, and the light-shielding film 5 are 0.5 or less, 5 or more and 1
Therefore, when a black mask pattern is formed using an etching solution for a chromium film, chipping occurs in the pattern.

【0053】(評価方法及び結果)上記実施例及び比較
例に係るブラックマスクBMの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、ガラス基板2側よりミノルタCM−2002分光測
色計を用いて測定した。
(Evaluation Method and Results) The transparent substrate 2 on which the black masks BM according to the above-described Examples and Comparative Examples were formed was prepared, and incident light was irradiated from the transparent substrate 2 side. The reflectance was measured. The reflectance was measured from the glass substrate 2 side using a Minolta CM-2002 spectrophotometer.

【0054】図5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。上記実施例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、その反射率の波長依存性は、波長4
00〜700nmの可視領域に渡って、比較例の反射率
の波長依存性よりも低い。また、実施例のブラックマス
クは、比較例のブラックマスクパターンに比してパター
ンに欠けを生じず、微細で良好なエッジ形状を得ること
ができた。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the wavelength (nm) of the incident light measured in this way and the reflectance (%). The black mask BM according to the above-described embodiment is
When formed above, the wavelength dependence of the reflectance is
It is lower than the wavelength dependence of the reflectance of the comparative example over the visible region of 00 to 700 nm. In addition, the black mask of the example did not cause chipping in the pattern as compared with the black mask pattern of the comparative example, and could obtain a fine and favorable edge shape.

【0055】なお、上記実施例に係るブラックマスクB
Mについて、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
より製造された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。
The black mask B according to the above embodiment was used.
For M, after applying a red resist thereon, exposure,
After development, red pixels are formed, blue and green pixels are formed, and an ITO electrode is formed thereon.
A liquid crystal display manufactured by performing a series of operations such as preparation of an alignment film, rubbing, scattering of a spacer, bonding of a counter electrode substrate having a rubbed alignment film on its surface, injection of liquid crystal, sealing, and bonding of a polarizing film. Are characterized by low reflection and superior display performance such as contrast as compared with conventional liquid crystal displays.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明によれば、上記従来技術で形成さ
れたブラックマスクの特性を大きく上回り、可視領域全
体で反射率の波長依存性が小さく、かつそのエッチング
性が良好であるブラックマスク、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
ができる。
According to the present invention, there is provided a black mask which greatly exceeds the characteristics of the black mask formed by the above-mentioned conventional technique, has a small wavelength dependence of the reflectance over the entire visible region, and has a good etching property. A color filter and a liquid crystal display capable of obtaining a clear image can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】カラーフィルターの斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a color filter.

【図2】図1に示したカラーフィルターのX−X矢印断
面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the color filter shown in FIG.

【図3】液晶ディスプレイの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a liquid crystal display.

【図4】図3に示した液晶ディスプレイのY−Y矢印断
面図。
FIG. 4 is a sectional view of the liquid crystal display shown in FIG.

【図5】入射光の波長(nm)と反射率(%)との関係
を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the wavelength (nm) of incident light and the reflectance (%).

【図6】各膜の構成材料を示す表。FIG. 6 is a table showing constituent materials of each film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…第1反射防止膜、4…第2反射防止膜、5…遮光
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。
3 ... first antireflection film, 4 ... second antireflection film, 5 ... light shielding film, BM ... black mask, 1 ... color filter, 1
00 ... Liquid crystal display.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クロム、モリブデン、タングステン、ニ
ッケル及びゲルマニウムからなる群から選ばれた少なく
とも1種の同種の金属の、酸化物、窒化物、炭化物、酸
化窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、又は酸化窒化炭化
物からなり、且つ、組成の異なる第1及び第2反射防止
膜と、クロム、モリブデン、タングステン、ニッケル、
及びゲルマニウムからなる群から選ばれた少なくとも1
種の金属からなる遮光膜とを、前記反射防止膜及び前記
遮光膜に含まれる金属が互いに異なると共に前記膜の少
なくともいずれか1つがクロムを含むように、透明基板
上に順次積層してなるブラックマスク。
1. An oxide, nitride, carbide, oxynitride, oxycarbide, oxycarbide, or oxide of at least one same metal selected from the group consisting of chromium, molybdenum, tungsten, nickel, and germanium. A first and a second antireflection film made of nitrided carbide and having different compositions, chromium, molybdenum, tungsten, nickel,
And at least one selected from the group consisting of
Black formed by sequentially laminating a light-shielding film made of a kind of metal on a transparent substrate such that the metal contained in the anti-reflection film and the light-shielding film are different from each other and at least one of the films contains chromium. mask.
【請求項2】 前記第1及び第2反射防止膜は共にタン
グステン化合物からなり、前記遮光膜はクロムからなる
ことを特徴とする請求項1に記載のブラックマスク。
2. The black mask according to claim 1, wherein the first and second antireflection films are both made of a tungsten compound, and the light shielding film is made of chromium.
【請求項3】 請求項1に記載のブラックマスクと、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。
3. A color filter, comprising: the black mask according to claim 1; and a colored resin disposed in a plurality of openings of the black mask.
【請求項4】 請求項3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。
4. A first substrate provided with the color filter according to claim 3, a second substrate provided with a plurality of electrodes, and sandwiched between the first and second substrates, and applying a predetermined potential to the electrodes. A liquid crystal layer capable of changing the orientation of each of the regions facing the plurality of openings of the black mask.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20140295156A1 (en) * 2013-03-08 2014-10-02 Vapor Technologies, Inc. Coated Article With Dark Color
CN116043178A (en) * 2023-01-30 2023-05-02 武汉正源高理光学有限公司 Method for plating chromium film on surface of stainless steel substrate and optical device

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