(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光膜を製造するためのスパッタリングターゲットであって、
Ｃｕを主成分とし、Ａｇを１０重量％以上４５重量％以下含有し、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素を０．１重量％以上５重量％以下含有する材料からなることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項２】
遮光膜を製造するためのスパッタリングターゲットであって、
Ｃｕを主成分とし、Ａｇを２５重量％以上４０重量％以下含有し、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素を０．１重量％以上５重量％以下含有する材料からなることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項３】
カラーフィルタ用のブラックマトリックスとしての遮光膜であって、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を１５重量％以上６０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする遮光膜。
【請求項４】
カラーフィルタ用のブラックマトリックスとしての遮光膜であって、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を３５重量％以上５０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする遮光膜。
【請求項５】
光学波長領域が４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の可視光領域における反射率が１５％以下であることを特徴とする請求項３又は４に記載の遮光膜。
【請求項６】
表面抵抗値が１０３Ω／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項３又は４に記載の遮光膜。
【請求項７】
単層で構成されることを特徴とする請求項３又は４に記載の遮光膜。
【請求項８】
請求項７に記載の遮光膜に、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選ばれた遮光膜を積層して構成されることを特徴とする遮光膜。
【請求項９】
遮光性を有するブラックマトリックスを備えたカラーフィルタであって、上記ブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＡｇの酸化物を１５重量％以上６０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項１０】
遮光性を有するブラックマトリックスを備えたカラーフィルタであって、上記ブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＡｇの酸化物を３５重量％以上５０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項１１】
カラーフィルタを用いて構成される表示素子体であって、
上記カラーフィルタは遮光性を有するブラックマトリックスを備えており、このブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＡｇの酸化物を１５重量％以上６０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする表示素子体。
【請求項１２】
カラーフィルタを用いて構成される表示素子体であって、
上記カラーフィルタは遮光性を有するブラックマトリックスを備えており、このブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＡｇの酸化物を３５重量％以上５０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする表示素子体。
【請求項１３】
遮光膜を製造するためのスパッタリングターゲットであって、
Ｃｕを主成分とし、Ｉｎを０．１重量％以上３５重量％以下含有し、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｂからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素を０．１重量％以上２５重量％以下含有する材料からなることを特徴とするスパッタリングターゲット。
【請求項１４】
カラーフィルタ用のブラックマトリックスとしての遮光膜であって、Ｃｕの酸化物にＩｎの酸化物を０．１重量％以上３５重量％以下添加し、
このＣｕの酸化物とＩｎの酸化物の複合酸化物に、Ａｇの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｃｒの酸化物、Ｎｉの酸化物、Ｓｂの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上２５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする遮光膜。
【請求項１５】
光学波長領域が400ｎｍ以上800ｎｍ以下の可視光領域における反射率が１５％以下であることを特徴とする請求項１４に記載の遮光膜。
【請求項１６】
電気抵抗が１０３Ωｃｍ２以上であることを特徴とする請求項１４に記載の遮光膜。
【請求項１７】
単層で構成されることを特徴とする請求項１４に記載の遮光膜。
【請求項１８】
請求項１７に記載の遮光膜に、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選ばれた遮光膜を積層して構成されることを特徴とする遮光膜。
【請求項１９】
遮光性を有するブラックマトリックスを備えたカラーフィルタであって、上記ブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＩｎの酸化物を０．１重量％以上３５重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＩｎの酸化物の複合酸化物に、Ａｇの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｃｒの酸化物、Ｎｉの酸化物、Ｓｂの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上２５重量％以下添加した材料からなることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２０】
カラーフィルタを用いて構成される表示素子体であって、
上記カラーフィルタは遮光性を有するブラックマトリックスを備えており、
このブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＩｎの酸化物を０．１重量％以上３５重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＩｎの酸化物の複合酸化物に、Ａｇの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｃｒの酸化物、Ｎｉの酸化物、Ｓｂの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上２５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする表示素子体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶やプラズマディスプレイなどの表示素子体、それに用いられるカラーフィルタ、それに用いられるブラックマトリックスとしての遮光膜、その遮光膜を成膜するスパッタリングターゲットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高画質で注目される液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等では、光源からの光を、画素となる３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の色材を透過させることでカラー表示を行う部材として、カラーフィルタが用いられている。このカラーフィルタの各画素の境界部分には、コントラストの向上や色材の混色防止を目的として、遮光性を有する黒色パターンであるブラックマトリックスが形成されている。また、駆動回路部分など光の透過を防止することが望ましい部分など、遮光膜として必要とされる部分にも、ブラックマトリックスは用いられている。
【０００３】
従来、ブラックマトリックスを形成する材料としては、遮光性に優れ、３原色材料との密着性に優れたＣｒまたはＣｒを主成分とする金属材料が用いられている。中でも酸化ＣｒとＣｒ金属膜を２層以上積層したものがよく知られており、利用されている。また、Ｃｒ膜よりコストが低く、かつ製作が容易なカーボンブラック等を分散させた感光樹脂膜も一般に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブラックマトリックスとして最も重要なのは光学特性であり、ブラックマトリックスを光が透過すると色調がはっきりしなくなるので、光源（バックライト）からの必要のない光を十分に遮蔽することが要求される。
【０００５】
しかし、従来のブラックマトリックスはＣｒまたはＣｒを主成分とする金属及び酸化物の薄膜を用いると、エッチング加工によりＣｒをパターニングする際、有害物質である６価クロム（Ｃｒ6+）が発生するため、環境上好ましくなく、その処理の面での対応が必要になるという問題がある。
【０００６】
一方、カーボンブラックを使用する場合には、Ｃｒ膜に比べて遮光性が劣る。このため、ブラックマトリックスに必要な３．５以上の光学濃度を得るには、金属Ｃｒ膜であれば２００ｎｍ程度の膜厚で得られるのに比べて、カーボンブラックでは約１０００ｎｍ程度という約５倍の膜厚が必要になる。従って、カーボンブラックを用いる場合は膜厚を厚くすることになるので、着色画素とのオーバーラップ部分の段差が大きくなってしまう。その結果、この上に設けられるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電膜が断線したり、配向膜表面が平坦でないために配向欠陥が生じることがある。また、塗膜性能に劣り、パターン精度が悪く解像度が劣化するという問題もある。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、製造時に有毒性物質が発生することなく、優れた遮光性を有し且つ反射率の低い遮光膜、それを製造するためのスパッタリングターゲット、遮光膜を用いたカラーフィルタ及び表示素子体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るスパッタリングターゲットは、遮光膜を製造するためのスパッタリングターゲットであって、Ｃｕを主成分とし、Ａｇを１０重量％以上４５重量％以下含有する少なくとも２元素からなることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るスパッタリングターゲットは、遮光膜を製造するためのスパッタリングターゲットであって、Ｃｕを主成分とし、Ａｇを２５重量％以上４０重量％以下含有する少なくとも２元素からなることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るスパッタリングターゲットは、遮光膜を製造するためのスパッタリングターゲットであって、Ｃｕを主成分とし、Ａｇを１０重量％以上４５重量％以下含有し、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素を０．１重量％以上５重量％以下含有する材料からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るスパッタリングターゲットは、遮光膜を製造するためのスパッタリングターゲットであって、Ｃｕを主成分とし、Ａｇを２５重量％以上４０重量％以下含有し、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素を０．１重量％以上５重量％以下含有する材料からなることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る遮光膜は、カラーフィルタ用のブラックマトリックスとしての遮光膜であって、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を１５重量％以上６０重量％以下含有する少なくとも２つの酸化物からなることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る遮光膜は、カラーフィルタ用のブラックマトリックスとしての遮光膜であって、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を３５重量％以上５０重量％以下含有する少なくとも２つの酸化物からなることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る遮光膜は、カラーフィルタ用のブラックマトリックスとしての遮光膜であって、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を１５重量％以上６０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る遮光膜は、カラーフィルタ用のブラックマトリックスとしての遮光膜であって、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を３５重量％以上５０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする。
【００１６】
上記遮光膜によれば、製造に際して有害物質を発生することなく、かつ、コストアップを伴うことなく、低反射、遮光性等の光学特性や、コントラストや高画質化にも有用な高電気抵抗であり、かつ生産効率の高いブラックマトリックスとしての遮光膜を得ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る遮光膜においては、光学波長領域が４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の可視光領域における反射率が１５％以下であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る遮光膜においては、表面抵抗値が１０3Ω／ｃｍ2以上であることが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係る遮光膜においては、単層で構成されることも可能である。
【００２０】
また、本発明に係る遮光膜においては、上述した遮光膜に、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選ばれた遮光膜を積層して構成されることも可能である。
【００２１】
本発明に係るカラーフィルタは、遮光性を有するブラックマトリックスを備えたカラーフィルタであって、上記ブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を１５重量％以上６０重量％以下含有する少なくとも２種類の酸化物からなることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係るカラーフィルタは、遮光性を有するブラックマトリックスを備えたカラーフィルタであって、上記ブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を３５重量％以上５０重量％以下含有する少なくとも２種類の酸化物からなることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係るカラーフィルタは、遮光性を有するブラックマトリックスを備えたカラーフィルタであって、上記ブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＡｇの酸化物を１５重量％以上６０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るカラーフィルタは、遮光性を有するブラックマトリックスを備えたカラーフィルタであって、上記ブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＡｇの酸化物を３５重量％以上５０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る表示素子体は、カラーフィルタを用いて構成される表示素子体であって、上記カラーフィルタは遮光性を有するブラックマトリックスを備えており、このブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を１５重量％以上６０重量％以下含有する少なくとも２つの酸化物からなるものであることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る表示素子体は、カラーフィルタを用いて構成される表示素子体であって、上記カラーフィルタは遮光性を有するブラックマトリックスを備えており、このブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を３５重量％以上５０重量％以下含有する少なくとも２つの酸化物からなるものであることを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る表示素子体は、カラーフィルタを用いて構成される表示素子体であって、上記カラーフィルタは遮光性を有するブラックマトリックスを備えており、このブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＡｇの酸化物を１５重量％以上６０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からからなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る表示素子体は、カラーフィルタを用いて構成される表示素子体であって、上記カラーフィルタは遮光性を有するブラックマトリックスを備えており、このブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＡｇの酸化物を３５重量％以上５０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｎｉの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする。
【００２９】
本発明に係るスパッタリングターゲットは、遮光膜を製造するためのスパッタリングターゲットであって、Ｃｕを主成分とし、Ｉｎを０．１重量％以上３５重量％以下含有する少なくとも２元素からなることを特徴とする。
【００３０】
本発明に係るスパッタリングターゲットは、遮光膜を製造するためのスパッタリングターゲットであって、
Ｃｕを主成分とし、Ｉｎを０．１重量％以上３５重量％以下含有し、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｂからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素を０．１重量％以上２５重量％以下含有する材料からなることを特徴とする。
【００３１】
本発明に係る遮光膜は、カラーフィルタ用のブラックマトリックスとしての遮光膜であって、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ｉｎの酸化物を０．１重量％以上３５重量％以下含有する少なくとも２つの酸化物からなることを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る遮光膜は、カラーフィルタ用のブラックマトリックスとしての遮光膜であって、
Ｃｕの酸化物にＩｎの酸化物を０．１重量％以上３５重量％以下添加し、
このＣｕの酸化物とＩｎの酸化物の複合酸化物に、Ａｇの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｃｒの酸化物、Ｎｉの酸化物、Ｓｂの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上２５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする。
【００３３】
上記遮光膜によれば、製造に際して有害物質を発生することなく、かつ、コストアップを伴うことなく、低反射、遮光性等の光学特性や、コントラストや高画質化にも有用な高電気抵抗であり、かつ生産効率の高いブラックマトリックスとしての遮光膜を得ることができる。
【００３４】
また、本発明に係る遮光膜においては、光学波長領域が400ｎｍ以上800ｎｍ以下の可視光領域における反射率が１５％以下であることが好ましい。
【００３５】
また、本発明に係る遮光膜においては、電気抵抗が１０3Ωｃｍ2以上であることが好ましい。
【００３６】
また、本発明に係る遮光膜においては、単層で形成されることも可能である。
【００３７】
また、本発明に係る遮光膜においては、上述した遮光膜に、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選ばれた遮光膜を積層して構成されることも可能である。
【００３８】
本発明に係るカラーフィルタは、遮光性を有するブラックマトリックスを備えたカラーフィルタであって、上記ブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ｉｎの酸化物を０．１重量％以上３５重量％以下含有する少なくとも２の酸化物からなることを特徴とする。
【００３９】
本発明に係るカラーフィルタは、遮光性を有するブラックマトリックスを備えたカラーフィルタであって、
上記ブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＩｎの酸化物を０．１重量％以上３５重量％以下添加し、
このＣｕの酸化物とＩｎの酸化物の複合酸化物に、Ａｇの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｃｒの酸化物、Ｎｉの酸化物、Ｓｂの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上２５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする。
【００４０】
本発明に係る表示素子体は、カラーフィルタを用いて構成される表示素子体であって、上記カラーフィルタは遮光性を有するブラックマトリックスを備えており、このブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ｉｎの酸化物を０．１重量％以上３５重量％以下含有する少なくとも２つの酸化物からなるものであることを特徴とする。
【００４１】
本発明に係る表示素子体は、カラーフィルタを用いて構成される表示素子体であって、
上記カラーフィルタは遮光性を有するブラックマトリックスを備えており、
このブラックマトリックスは、Ｃｕの酸化物にＩｎの酸化物を０．１重量％以上３５重量％以下添加し、
このＣｕの酸化物とＩｎの酸化物の複合酸化物に、Ａｇの酸化物、Ｔｉの酸化物、Ｚｒの酸化物、Ｓｎの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｔａの酸化物、Ｗの酸化物、Ｍｏの酸化物、Ｃｒの酸化物、Ｎｉの酸化物、Ｓｂの酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１重量％以上２５重量％以下添加した材料からなることを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態によるカラーフィルタ用のブラックマトリックスを備えた表示素子体の一例としての反射型ＴＦＴカラー液晶ディスプレイを示す断面図である。
【００４３】
ブラックマトリックスは、液晶表示パネル、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、プラズマディスプレイ、各種半導体デバイス、プリント配線基板、チップコンデンサ、リレー等に適用されるものである。
【００４４】
偏光板１の片面にガラス基板Ａ２を配置する。その後、スパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により、このガラス基板Ａ２の表面にアルゴン等の希ガス、酸素ガス、場合によっては窒素等の不活性ガスを含めた酸化雰囲気中で例えば厚さ１５０〜５００ｎｍ程度（好ましくは３００ｎｍ程度）の単層膜の酸化膜からなるブラックマトリックス３を成膜する。次に、このブラックマトリックス３をエッチングにより格子状にパターニングする。ブラックマトリックス３は、Ｃｕの酸化物にＡｇの酸化物及びＩｎの酸化物を添加した材料により形成される。
【００４５】
この後、格子状のブラックマトリックス３に仕切られた各微小部分に色材を塗布することによりカラーフィルタ４が形成される。次に、カラーフィルタ４の表面にはＩＴＯ透明電極５を形成する。
【００４６】
一方、ガラス基板Ｂ１２の片面にはソース電極９、ドレイン電極１０及びゲート電極１１からなるＴＦＴ（Thin Film Transistor）を形成する。次に、このＴＦＴの表面にアクリル樹脂８を付け、その表面を波状に形成し、そのアクリル樹脂８上に反射板を兼ねた反射電極７を配置する。この反射電極７はドレイン電極１０に電気的に接続される。
【００４７】
次いで、ガラス基板Ａ２とガラス基板Ｂ１２とを、ＩＴＯ透明電極５と反射電極７とが対向するように貼り合わせ、その隙間にコレステリック・ネマティック相転位型ゲスト・ホスト型液晶６を流し込む。このようにして反射型ＴＦＴカラー液晶ディスプレイが形成される。
【００４８】
この反射型ＴＦＴカラー液晶ディスプレイでは、ディスプレイ外部から入射した光が反射電極７で反射され、カラーフィルタ４を透過することによりディスプレイ表示可能となる。電圧によって液晶６の配位が変わることにより、表示、非表示を決定する。こうして表示、非表示のコントロールすることで、ディスプレイ上に画像が表現される。
【００４９】
上記実施の形態によれば、Ｃｕの酸化物を主成分としてＡｇの酸化物を含有し、更にＩｎの酸化物を含有した材料によりブラックマトリックス３を形成している。このため、１５０〜３００ｎｍという薄い膜厚でブラックマトリックスに必要な光学濃度を得ることができる。従って、前記プラックマトリックス３の上に設けられるＩＴＯ膜等の透明導電膜の断線を防止でき、ラビング後の配向膜に生じる配向欠陥を抑制できる。
【００５０】
また、上記ブラックマトリックス３は、従来の金属Ｃｒと酸化Ｃｒあるいは窒化Ｃｒの積層により構成されるブラックマトリックスと比べて、密着力、光学特性、耐候性の其々に対して遜色ないものである。また、酸化Ｃｒの紫色の反射色と比べて、ブラックマトリックス３はＡｇを含有するので、黒色化して遮光性を向上できる。従って、カラー液晶表示のコントラストを向上でき、表示品位の高いカラー液晶表示装置を形成することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、金属Ｃｒや酸化Ｃｒの課題であるフォトリソグラフィー工程におけるエッチングの際に発生していた有害物質である６価クロムが生じることがない。従って、ブラックマトリックス３は環境に良い材料によって形成されている。
【００５２】
また、上述したようにブラックマトリックス３は、後述する金属のスパッタリングターゲットを用いて酸素雰囲気中でスパッタリングして酸化膜を形成するが、スパッタレートがＣｒ酸化物と比して5倍程度高く、更には単膜で遮光膜を構成する為に、膜の形成が短時間で済み、生産性に優れ、生産コストの低減および材料コストの低減が可能になる。
【００５３】
また、上述したブラックマトリックス３を、後述する金属のスパッタリングターゲットを用いて酸素雰囲気中でスパッタリングして酸化膜を３０ｎｍ〜１００ｎｍ形成し、さらに、遮光膜として、酸素添加量、窒素添加量を変化させたブラックマトリックス３または、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選ばれた1種類を１００ｎｍ〜２００ｎｍ積層させると、さらに低反射率を有したものとなる。
【００５４】
以上説明したように上記実施の形態では、低反射率で、かつ遮光性に優れたブラックマトリックス３を形成でき、しかも、製造時に有毒性物質が発生することがなく、更に成膜速度が早く生産率を高めることができる。また、ブラックマトリックス３は、Ａｇを含有するために酸素や水素に対する耐候性に優れており、３原色材料との密着性にも優れ、更にコントラストや高画質化にも有用な高電気抵抗を有している。さらに、２層以上の構造をとる事で優れた遮光性を得る事が可能である。
【００５５】
次に、ブラックマトリックスを構成する材料について説明する。
上記実施の形態では、ブラックマトリックス３としての遮光膜をＣｕの酸化物にＡｇの酸化物及びＩｎの酸化物を添加した材料から形成しているが、これに限定されるものではなく、次の材料を用いることも可能である。
【００５６】
ブラックマトリックスとしての遮光膜は、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を１５重量％以上６０重量％以下含有する少なくとも２つの酸化物から形成することも可能である。
【００５７】
また、よりブラックマトリックスとしての遮光膜に適した範囲として、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ａｇの酸化物を３５重量％以上５０重量％以下含有する少なくとも２つの酸化物から形成することも可能である。
【００５８】
さらに、ブラックマトリックスとしての遮光膜は、Ｃｕ（銅）の酸化物にＡｇ（銀）の酸化物を１５重量％以上６０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡＧの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎ（インジウム）の酸化物、Ｔｉ（チタン）の酸化物、Ｚｒ（ジルコニウム）の酸化物、Ｓｎ（スズ）の酸化物、Ｚｎ（亜鉛）の酸化物、Ｔａ（タンタル）の酸化物、Ｗ（タングステン）の酸化物、Ｍｏ（モリブデン）の酸化物、Ｎｉ（ニッケル）の酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１〜５重量％添加した材料から形成することも可能である。
【００５９】
また、より適した範囲としてブラックマトリックスとしての遮光膜は、Ｃｕ（銅）の酸化物にＡｇ（銀）の酸化物を３５重量％以上５０重量％以下添加し、このＣｕの酸化物とＡｇの酸化物の複合酸化物に、Ｉｎ（インジウム）の酸化物、Ｔｉ（チタン）の酸化物、Ｚｒ（ジルコニウム）の酸化物、Ｓｎ（スズ）の酸化物、Ｚｎ（亜鉛）の酸化物、Ｔａ（タンタル）の酸化物、Ｗ（タングステン）の酸化物、Ｍｏ（モリブデン）の酸化物、Ｎｉ（ニッケル）の酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１〜５重量％添加した材料から形成することも可能である。
【００６０】
Ｃｕの酸化物にＡｇの酸化物を添加する理由は、それにより黒色を出し、遮光性を向上させるためである。Ａｇの酸化物の添加量の上限を６０重量％とする理由は、６０重量％を超えてＡｇの酸化物を添加すると遮光膜の光の反射率が所望値より上がってしまうからである。Ｉｎ等の酸化物を添加する理由は、それにより反射率を下げることができるからである。また、Ｉｎ等の酸化物の添加量の上限を５重量％とする理由は、５重量％を超えてＩｎ等の酸化物を添加すると遮光膜の光の透過度が所望値より上がってしまうからである。
【００６１】
また、スパッタターゲットと遮光膜の組成の違いは、各元素の合金の中でも各々の成膜レート、酸化、窒化の度合いは違う物で、Ａｇの酸化物は特に早いものであるからである。
【００６２】
ブラックマトリックスとしての遮光膜は、Ｃｕの酸化物を主成分とし、Ｉｎの酸化物を０．１〜３５重量％含有する少なくとも２つの酸化物から形成することも可能である。
【００６３】
さらに、ブラックマトリックスとしての遮光膜は、Ｃｕ（銅）の酸化物にＩｎ（インジウム）の酸化物を０．１〜３５重量％添加し、このＣｕの酸化物とＩｎの酸化物の複合酸化物に、Ａｇ（銀）の酸化物、Ｔｉ（チタン）の酸化物、Ｚｒ（ジルコニウム）の酸化物、Ｓｎ（スズ）の酸化物、Ｚｎ（亜鉛）の酸化物、Ｔａ（タンタル）の酸化物、Ｗ（タングステン）の酸化物、Ｍｏ（モリブデン）の酸化物、Ｃｒ（クロム）の酸化物、Ｎｉ（ニッケル）の酸化物、Ｓｂ（アンチモン）の酸化物からなる群から選ばれた少なくとも１種類の酸化物を０．１〜２５重量％添加した材料から形成することも可能である。
【００６４】
ＣｕにＩｎを添加する理由は、それにより反射率を下げることができるからである。また、Ｉｎの酸化物の添加量の上限を３５重量％とする理由は、３５重量％を超えてＩｎを添加すると遮光膜の光の透過度が所望値より上がってしまうからである。また、Ａｇ等を添加する理由は、それにより黒色を出し、遮光性を向上するためである。Ａｇ等の酸化物の添加量の上限を２５重量％とする理由は、２５重量％を超えてＡｇ等の酸化物を添加すると遮光膜の光の反射率が所望値より上がってしまうからである。
【００６５】
上記実施の形態では、反射型ＴＦＴカラー液晶ディスプレイの構造により説明したが、本発明は実施の形態の表示パネル以外の型である表示パネル、またその他の電子・電気部品に適用され、また、あらゆる製造工程に適用される。
【００６６】
次に、ブラックマトリックス３を形成する際に用いるスパッタリングターゲット及びその製造方法について説明する。
【００６７】
このスパッタリングターゲットは、Ｃｕを主成分とし、Ａｇを１０〜４５重量％含有する少なくとも２元素からなるものであっても良いし、Ｃｕを主成分とし、Ａｇを１０〜４５重量％含有し、第三元素としてＩｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素を０．１〜５重量％含有する材料からなるものであっても良い。
【００６８】
さらに、最適な遮光膜を作製する為のスパッタリングターゲットは、Ｃｕを主成分とし、Ａｇを２５〜４０重量％含有する少なくとも２元素からなるものであっても良いし、Ｃｕを主成分とし、Ａｇを２５〜４０重量％含有し、第三元素としてＩｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素を０．１〜５重量％含有する材料からなるものであっても良い。
【００６９】
また、スパッタリングターゲットは、Ｃｕを主成分とし、Ｉｎを０．１〜３５重量％含有する少なくとも２元素からなるものであっても良いし、Ｃｕを主成分とし、Ｉｎを０．１〜３５重量％含有し、第三元素としてＡｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｂからなる群から選ばれた少なくとも１種類の元素を０．１〜２５重量％含有する材料からなるものであっても良い。
【００７０】
スパッタリングターゲットの製造方法としては、例えば真空中での溶融法が挙げられる。
【００７１】
まず、高周波溶解炉において、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｎの溶解を行う。この際、溶融温度は例えば１１００〜１４００℃とされ、Ｃ、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2等の坩堝が用いられる。
【００７２】
溶解した後、Ｃ、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2等の鋳型に溶融物を注湯する。引け巣を防止するため、２００〜１０００℃で予め鋳型加熱を行っておく。
鋳型内の溶融物を、冷却、凝固し、インゴットを鋳型から取り出して、常温まで冷却する。
【００７３】
次に、インゴットの最上部の押湯部を切断除去し、インゴットを圧延機により圧延し、例えば９０ｍｍ×９０ｍｍ×８．１ｍｍの板状の合金を作製する。
その後、例えば電気炉でＡｒガスを封入した状態で熱処理し、その後さらにプレス機によりそり修正を行う。
【００７４】
その後、製品形状にワイヤーカットし、製品前面を耐水研磨紙を用いて研磨し、表面粗度を調整し、最終的に本発明のスパッタリングターゲット材を作製することができる。
【００７５】
上述のように、本実施の形態のスパッタリングターゲット材を作製する場合において、Ｃｕに対してＡｇ及びＩｎ等を添加して溶融する場合においても、従来行われている容易な方法を適用することができ、価格的にも製法的にもメリットが大きい。
【００７６】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能であり、例えば、ターゲットの製造法に関して、溶融法の一例を挙げたが、製造法はこれに限定されるわけではなく、焼結法等の方法を用いることも可能である。
【００７７】
【実施例】
（１．反射率測定）
ここで、本実施の形態のブラックマトリックスの、反射率、光学濃度（ＯＤ値）を測定した。測定方法は、例えば、可視光領域である４００〜７００ｎｍの間で、特定波長の光を、特定角度をもって透明基板（コーニング社製１７３７材）側から薄膜に入射させ、反射する光を測定することで評価できる。この結果を下記（表１）に示す。なお、ＯＤ値とは、遮光性を表すものであって、透過光の強度をＩとし、入射光の強度をＩ0とすると、−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0）で表され、ＯＤ値が高いほど遮光性が高いものである。
【００７８】
【表１】
0004009086.tif 000002
【００７９】
この（表１）に示した測定結果によると、Ａｇを添加することによって黒色化し、遮光性を上げる。さらにＩｎを添加することによって反射率を下げる。しかし、Ａｇを６０重量％以上添加すると反射率が上がってしまい、さらに熱に不安定の為、アニール後変色が見られた。また、Ｉｎを５重量％以上添加するとＯＤ値が下がる結果となった。
【００８０】
よって、本実施の形態のブラックマトリックスによれば、光線反射率が低く、かつブラックマトリックスの遮光層として必要なＯＤ値も十分に得られており、ブラックマトリックス基板としてきわめて優れた物が得られるといった効果を発揮する。特に、波長550ｎｍにおける反射率が８．６０％以下、ＯＤ値が４．０以上と良好であった。
【００８１】
ここで、本実施形態のブラックマトリックスの、反射率、透過率を測定した。測定方法は、例えば、可視光領域である４００〜７００ｎｍの間で、特定波長の光を、特定角度をもって薄膜に入射させ、反射する光を測定することで評価できる。この結果を下記（表２）に示す。
【００８２】
【表２】
0004009086.tif 000003
【００８３】
この（表２）に示した測定結果よると、Ｉｎを添加することによって反射率を下げ、さらにＡｇを添加することによって黒色化し、遮光性を上げる。しかし、Ｉｎを添加すると透過度が上がってしまう。また、Ａｇを添加すると反射率が上がってしまい、５５重量％以上添加すると熱に不安定の為、アニール後変色が見られた。しかし、Ｉｎは、過剰添加により透過度が上がってしまい、また、Ａｇを過剰添加すると反射率があがってしまい、５５重量％以上添加すると熱に不安定の為、アニール後変色が見られた。
【００８４】
よって、本実施形態のブラックマトリックスによれば、光線反射率が低く、かつブラックマトリックスの遮光層として必要な光線透過率（１％以下）も十分に得られており、ブラックマトリックス基板としてきわめて優れた物が得られるといった効果を発揮する。特に、波長550ｎｍにおける反射率が11.58％以下、透過率0.36％と良好であった。
【００８５】
（２．耐食性試験）
次に、本実施形態のブラックマトリックス膜について行った、耐候性の試験結果について説明する。ここでは、塩化試験を行った。
【００８６】
塩化試験は、常温で、５％濃度の塩水に本実施形態のブラックマトリックス膜をガラス基板上に１５０ｎｍ膜厚で成膜したものを浸漬させて、その経時変化を見た。この結果を下記（表３）に示す。
【００８７】
【表３】
0004009086.tif 000004
【００８８】
この（表３）に示した結果によると、成膜圧力が０.８Ｐａのものは膜密度が低いため３時間程度で膜が完全に溶けた。しかし、０.５Ｐａのものは２４時間経過後も無反応である。
【００８９】
従って、本実施形態のブラックマトリックス膜によれば、耐候性が改善され、かつ基板と薄膜との接合性が強化され、より高い信頼性が得られるといった効果を発揮する。
【００９０】
次に、通常試験で行ったＯＤ値、抵抗値、成膜レートの結果を表４に示す。
【００９１】
【表４】
0004009086.tif 000005
【００９２】
【表５】
0004009086.tif 000006
【００９３】
この（表４）（表５）に示した結果によると、本実施形態のブラックマトリックス膜は、光学濃度、抵抗値がブラックマトリックスに適し、また、成膜レートが従来のブラックマトリックスの材料である酸化クロムに比して5倍高く、生産効率が高くなるといった効果を発揮する。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、製造時に有毒性物質が発生することなく、優れた遮光性を有し且つ反射率の低い遮光膜、それを製造するためのスパッタリングターゲット、遮光膜を用いたカラーフィルタ及び表示素子体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるカラーフィルタ用のブラックマトリックスを備えた表示素子体の一例としての反射型ＴＦＴカラー液晶ディスプレイを示す断面図である。
【符号の説明】
１…偏光板
２…ガラス基板Ａ
３…ブラックマトリックス
４…カラーフィルタ
５…ＩＴＯ透明電極
６…コレステリック・ネマティック相転位型ゲスト・ホスト型液晶
７…反射電極
８…アクリル樹脂
９…ソース電極
１０…ドレイン電極
１１…ゲート電極
１２…ガラス基板Ｂ
【図１】
0004009086.tif 000007