(57)【要約】【課題】薄型表示装置のカラーフィルタ基板に好適なブラックマトリックス用ブランクスを得る。【解決手段】ガラス基板１と遮光膜３の間に低反射膜２が設けられたブラックマトリックス用ブランクスであって、遮光膜３に、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｔａの４成分を含有する金属窒化物層が備えられ、ガラス基板１のヤング率の１．６倍以下のヤング率を有する金属窒化物層が遮光膜３の厚み方向の５０％以上を占めるブラックマトリックス用ブランクス。【選択図】図１
2009282054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と遮光膜の間に低反射膜が設けられ、ガラス基板の厚みは０．６ｍｍ以下であり、金属窒化物層が遮光膜として用いられ、金属酸化物層が低反射膜として用いられ、
前記金属窒化物層の全金属成分に対して、Ｔａが０．５〜３原子％含有され、
前記金属窒化物層のヤング率は、ガラス基板のヤング率の１．６倍以下であり、かつ前記金属窒化物層が遮光膜の厚み方向の５０％以上の厚みを占めるブラックマトリックス用ブランクス。
【請求項２】
前記金属窒化物層の全金属成分に対して、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｆｅ及びＴａが以下の条件を満足するように含有されてなる請求項１に記載のブラックマトリックス用ブランクス。
Ｎｉ：７５〜９０原子％
Ｍｏ：８〜２０原子％
Ｆｅ：０．５〜５原子％
Ｔａ：０．５〜３原子％
【請求項３】
前記金属窒化物層が、異なる組成からなる２層以上であるか、または、厚み方向に組成が変化せしめられたものである請求項１または２に記載のブラックマトリックス用ブランクス。
【請求項４】
ガラス基板の厚みが０．３ｍｍ以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載のブラックマトリックス用ブランクス。
【請求項５】
ガラス基板上に、金属酸化物層を低反射膜として形成し、前記低反射膜の上部に、金属窒化物層を遮光膜として形成するブラックマトリックス用ブランクスの製造方法であって、ガラス基板の厚みを０．６ｍｍ以下とし、前記金属窒化物層の全金属成分に対して、Ｔａを０．５〜３原子％含有させ、前記金属窒化物層のヤング率は、ガラス基板のヤング率の１．６倍以下であり、かつ遮光膜の厚み方向の５０％以上の厚みを占めるように、前記金属窒化物層をスパッタリング法で形成し、その際、スパッタガス中の窒素の含有率を、スパッタガス全体に対して１０〜３０体積％とするブラックマトリックス用ブランクスの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のブラックマトリックス用ブランクスの遮光膜と低反射膜をパターニングすることによって形成されたブラックマトリックス付き基板。
【請求項７】
請求項６に記載のブラックマトリックス付き基板の上にカラーフィルタ層、透明導電膜が形成されてなるカラーフィルタ基板。
【請求項８】
請求項７に記載のカラーフィルタ基板と、ＴＦＴアレイ付き基板とを組み合わせて形成する表示パネルの製造方法であって、
当初のガラス基板の厚みが、０．３〜０．６ｍｍであり、
カラーフィルタ基板のガラス基板の外表面を、化学的手法または物理的手法によって減じ、そのガラス基板の厚さを０．０５〜０．３ｍｍとする表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に使用されるブラックマトリックス用ブランクスとその製造方法、ブラックマトリックス付き基板及び表示パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置（カラーＬＣＤ）をはじめとするＦＰＤは、テレビジョン放送の画像表示器、情報表示端末、または各種のモニタ表示器等に、ますます使用されるようになっている。
これらのカラー液晶表示装置などにおいて、画像の表示コントラストをはじめとする表示品位を高めるために、カラーＬＣＤなどに使用されるカラーフィルタ基板上にブラックマトリックス（以下、ＢＭともいう。）が備えられている。このＢＭは、カラーフィルタ（ＣＦ）の隣り合う赤、緑、青の３原色の各色の色抜けを防ぐために、各色画素の表示部分の周辺を遮光することにより、混色を防ぐとともにカラー表示のコントラストを向上させ表示品位を高める目的で、一般的に使用されている。
ＢＭの材料には、カラーＬＣＤの製造プロセスに耐え得る観点から、たとえば、以下の要件を満たすことが求められている。
（１）製造が容易であること、
（２）強固な膜が形成できること、
（３）表示パネルとして安定であり信頼性が高いこと、
（４）遮光特性が充分に得られること。
上記の要件に適合し得る材料として金属クロム（Ｃｒ）膜があり、カラー液晶表示装置のＢＭに用いられている。しかし、Ｃｒは環境負荷が大きいことから、ＢＭ用の代替金属材料が研究開発されている。例えば、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｔａ系の材料を用いることが提案されている（特許文献１、特許文献２参照。）。
また、低反射特性を確保するために、金属膜とガラス基板との間に、酸化金属膜、酸化窒化金属膜、酸化炭化金属膜等を堆積し、積層構造に構成する方法が採られている。
あるいは、当初から０．１〜０．６ｍｍの厚みの薄板ガラス基板を採用し、相対的に基板が厚く、物理的に強固な支持基板とを一時的に組合わせて用い、ＣＦ基板とＴＦＴアレイ基板とを製造し、さらに表示パネルを組み立て、その後、ＣＦ基板またはＴＦＴアレイ基板から支持基板を分離し、薄板ガラス基板を表示パネルの基板に用いるという製造方法も検討されている（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０７５３７号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００７／１２５８７５Ａ１号パンフレット
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００８／００７６２２Ａ１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ＦＰＤは表示パネルの厚みの薄板化がますます進行している。特に携帯電話やＰＤＡなどの携帯端末機器向けの表示パネルにおいて、その要望が著しい。携帯端末機器においては、装置の軽量化という要望もある。
表示パネルの薄板化の手法として、ＣＦ基板とＴＦＴアレイ基板を貼り合わせた後に、化学的手法または物理的手法により、ガラス基板の外表面を化学エッチング等で薄板化することが行われている。
たとえば、一般的に製造されているＦＰＤ用板ガラスの標準的な厚みである０．７ｍｍ、または、やや薄い０．５〜０．６ｍｍのものを、完成したパネルの状態で、０．２〜０．３ｍｍの厚みに減じるように、エッチング加工することである。
しかし、一般的に、ガラス基板は厚みが薄くなると、外力を加えることにより破損しやすくなる。ＢＭ付きガラス基板の上にＣＦ層、透明導電膜が形成されたＣＦ基板は、そのＢＭが破損する傾向を助長する要因になりえる。そのため、上記のように、最終的に形成した薄型ガラス基板の強度が低下するという問題があった。
従来、ガラス基板が一定の厚み以上であった場合には、ガラス基板自体の強度が元々高いために、ＢＭの形成を原因とする強度の低下は事実上問題ではなかった。
ところが、近年の表示パネルの薄板化により、最終製品に組み込まれた状態としての表示パネルにおいて、そのガラス基板の厚みがさらに薄くなった結果、表示パネルの組み立て後に、ガラス基板の強度が不足し、ガラス基板の割れという新たな課題が生じている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明の態様１は、ガラス基板と遮光膜の間に低反射膜が設けられ、ガラス基板の厚みは０．６ｍｍ以下であり、金属窒化物層が遮光膜として用いられ、金属酸化物層が低反射膜として用いられ、前記金属窒化物層の全金属成分に対して、Ｔａが０．５〜３原子％含有され、前記金属窒化物層のヤング率は、ガラス基板のヤング率の１．６倍以下であり、かつ前記金属窒化物層の厚み方向の５０％以上の厚みを占めるブラックマトリックス用ブランクスを提供する。
この態様１において、前記金属窒化物層の全金属成分に対して、ＮｉとＭｏの和が９０〜９９原子％であることが好ましい。また、前記金属酸化物層の全金属成分に対して、ＮｉとＭｏの和が９０〜９９原子％であることが好ましい。
態様２は、前記金属窒化物層の全金属成分に対して、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｆｅ及びＴａが以下の条件を満足するように含有されてなる態様１に記載のブラックマトリックス用ブランクスを提供する。
Ｎｉ：７５〜９０原子％
Ｍｏ：８〜２０原子％
Ｆｅ：０．５〜５原子％
Ｔａ：０．５〜３原子％
態様３は、前記金属窒化物層が、異なる組成からなる２層以上であるか、または、厚み方向に組成が変化せしめられたものである態様１または２に記載のブラックマトリックス用ブランクスを提供する。
態様４は、ガラス基板の厚みが０．３ｍｍ以上である態様１、２または３に記載のブラックマトリックス用ブランクスを提供する。
態様５は、ガラス基板上に、金属酸化物層を低反射膜として形成し、前記低反射膜の上部に、金属窒化物層を遮光膜として形成するブラックマトリックス用ブランクスの製造方法であって、ガラス基板の厚みを０．６ｍｍ以下とし、前記金属窒化物層の全金属成分に対して、Ｔａを０．５〜３原子％含有させ、前記金属窒化物層のヤング率は、ガラス基板のヤング率の１．６倍以下であり、かつ遮光膜の厚み方向の５０％以上の厚みを占めるように、前記金属窒化物層をスパッタリング法で形成し、その際、スパッタガス中の窒素の含有率を、スパッタガス全体に対して１０〜３０体積％とするブラックマトリックス用ブランクスの製造方法を提供する。
態様６は、態様１、２、３または４に記載のブラックマトリックス用ブランクスの遮光膜と低反射膜をパターニングすることによって形成されたブラックマトリックス付き基板を提供する。
態様７は、態様６に記載のブラックマトリックス付き基板の上にカラーフィルタ層、透明導電膜が形成されてなるカラーフィルタ基板を提供する。
態様８は、態様７に記載のカラーフィルタ基板と、ＴＦＴアレイ付き基板とを組み合わせて形成する表示パネルの製造方法であって、当初のガラス基板の厚みが０．３〜０．６ｍｍであり、カラーフィルタ基板のガラス基板の外表面を、化学的手法または物理的手法によって減じ、そのガラス基板の厚さを０．０５〜０．３ｍｍとする表示パネルの製造方法を提供する。
この態様８において、外表面の厚みを減じた後のカラーフィルタ基板側のガラス基板の厚みを０．０５〜０．２ｍｍとすることが好ましい。
また、上記の各態様において、当初のガラス基板の厚みは０．５ｍｍ以内であることが好ましい。
また、上記の各態様において、遮光膜を構成する金属窒化物層の主要金属成分と、低反射膜を構成する金属酸化物層の主要金属成分とが同一であることが好ましい。好ましくは、Ｎｉ−Ｍｏを含有する合金である。
さらに、エッチング工程を経て、少なくとも一方のガラス基板の外表面の厚みが減じられ、表示パネルとして組み立てられた最終状態における片側のガラス基板の厚みが０．０５〜０．３ｍｍ、さらには、０．０５〜０．２ｍｍであることが好ましい。
また、ガラス基板の厚みを減ずるように、後工程においてエッチングを施さずに、当初のガラス基板の厚みをそのまま残すようにして、ブラックマトリックス付き基板、カラーフィルタ基板または表示パネルを形成することもできる。
また、上記の態様において、遮光膜の光学値（Optical Density:ＯＤ値）が３．８以上であることが好ましい。
また、遮光膜の厚み方向のすべてがＴａを含有する金属窒化物層からなることが好ましい。さらに、前記金属窒化物層が、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｔａを含有する４成分系であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明において、ガラス基板の当初の厚みが０．６ｍｍ以下であって、薄型の表示パネルにおける、ガラス基板の強度低下を防止することができる。特に、完成後の表示パネルの状態で、対向するガラス基板のうち、少なくとも一方のガラス基板の厚みが０．４ｍｍ以下となる、携帯端末機器用のカラーフィルタ基板やブラックマトリックス基板に好適である。
さらに、遮光膜を非クロム系の材料、具体的には、Ｎｉ−Ｍｏ合金系の金属窒化物層とすることで、十分な遮光性を有し、かつ物理的に強固なＢＭを形成できるので、優れた光学特性と機械特性を有するブランクスを安定して製造することができる。また、遮光膜と低反射膜の組成をコントロールしやすく、その製造管理が容易となる。特に、ガラス基板の厚みが０．１〜０．２ｍｍ程度の超薄型の表示パネルの製造に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のブラックマトリックス用ブランクス（以下、ブランクスともいう。）は、ブラックマトリックス付き基板（以下、ＢＭ付き基板ともいう。）を製造するための前駆体である。ブランクス１０は、ガラス基板１の上に遮光膜３と低反射膜２を備えている（図１参照）。この低反射膜２と遮光膜３をパターニングすることで、開孔部４を備えたＢＭ付き基板１１を形成できる（図２参照）。
【０００８】
また、本発明のブランクスは、遮光膜として、特定のヤング率を有するように、全金属成分に対してＴａを０．５〜３原子％含有する金属窒化物層を用い、金属酸化物を用いた低反射膜と組合わせて、表示パネルに求められる良好な光学特性と、薄型デバイスに求められる機械的特性とを両立させたものである。
ブランクスにおける遮光膜とは、カラーフィルタ層（以下、ＣＦ層ともいう。）の隣り合う赤５Ｒ、緑５Ｇ、青５Ｂの３原色の各ＣＦ層の色抜けを防ぐために設けられ、さらにオーバーコート層６及び透明導電膜７が形成される（図３、図４参照）。
図３、図４において、ガラス基板１、低反射膜２、遮光膜３の上側にＣＦ層５が設けられている。図５にその形成工程のフローチャートを示す。
【０００９】
ブランクスにおける遮光膜とは、各色画素の表示部分の周辺を遮光することで、コントラスト比等に関し、良好な光学特性を得るためのものである。本発明において、遮光膜の主要構成要素として、所定の物性を備える材料を選択し、ガラス基板上に単層または複数層を形成し、総合的に光学特性と物理特性を調整して用いるものである。低反射膜とは、表示パネルとして機能する際に、色画素周りのＢＭに、すぐれた低反射性を持たせるために形成する膜である。
【００１０】
表示パネルの使用状態での優れた低反射特性を満足できるように、本発明においては、ガラス基板上に低反射膜、遮光膜の順に積層する。遮光膜上に、さらに別の低反射膜を設けてもよい。また、複雑な層構成を持つ場合であっても、本来の遮光機能を発揮することができる範囲で、遮光膜と低反射膜以外の層を別途設けてもよい。
【００１１】
金属窒化物層のヤング率の測定には、ブランクスの膜厚が２００ｎｍ以下と薄いため微小表面硬度計を用いることが適している。
ここで、ガラス基板の割れ強度とは、ガラス基板のサンプルの周囲を固定し、サンプルの中央部を、薄膜と反対側から押したときの割れにくさを意味している。
本発明者は、鋭意検討した結果、ガラス基板上の遮光膜のヤング率を小さく設定することにより、ガラス基板の割れ強度の低下を抑制することを見出したものである。本発明により、携帯情報端末機器向けの表示パネルなどで、広く実施されているガラス基板の薄板化に応えることができることがわかった。つまり、基板を薄く加工したとしても、ガラス基板の固有の割れ強度が維持され、最終製品におけるパネル強度を十分確保できることがわかった。もちろん、携帯情報端末機器のみならず、小型〜中型サイズのノートパソコン等にも適用することができる。
【００１２】
本発明の作用は以下の通りと考えられる。ガラス基板のヤング率の１．６倍以下となるような、ヤング率が相対的に小さい遮光膜を設けることである。すると、表示パネルのガラス基板に外力が印加された場合、遮光膜の表面での応力は減少する。ここで減少とは、ヤング率がガラス基板の１．６倍を超えるような遮光膜を形成した場合と比較して、応力が相対的に減少するという意味である。
結果として、本発明によって、表示パネルにおけるガラス基板の割れ現象が生じにくくなり、安定して実用に供することができるようになる。
【００１３】
本発明において、遮光膜を構成するＴａを含有する金属窒化物層は、ほぼ均一な単層であっても、２層以上であっても(図６、図７参照：低反射膜２ａ、２ｂ、２ｃ）、また、金属窒化物層の組成が膜厚方向に変化するものであっても良い（図８参照：組成が変化せしめられた低反射膜２Ｘ）。遮光膜の製造上の観点では、金属窒化物層の組成が徐々に変化するものであることが好ましい。
膜厚方向で組成が変化する場合も、ガラス基板のヤング率の１．６倍以下となる金属窒化物層を、膜厚換算で遮光膜全体の５０％以上とするように設ける。好ましくは、８０％以上とし、１００％とすることが特に好ましい。
【００１４】
遮光膜を構成する金属窒化物層の金属成分の組成は、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｔａの４成分系であることが特に好ましい。さらには、その組成条件として、Ｎｉ：７５〜９０原子％、Ｍｏ：８〜２０原子％、Ｆｅ：０．５〜５原子％、Ｔａ：０．５〜３原子％とすることが好ましい。この組成条件と後述する、スパッタガス中の窒素量とを調整することにより、ガラス基板の割れ強度の低下をさらに抑制することが可能となる。
まず、遮光膜中の金属窒化物層のＮｉ含有率は、耐久性、加工性の観点から上記組成とすることが好ましい。Ｎｉ含有率が７５原子％未満では耐久性が劣化する。また、９０原子％超ではエッチング速度が遅くなり、パターニングしてＢＭを形成することが困難となる。
【００１５】
次に、Ｍｏ含有率は、耐久性、加工性の観点から上記組成とすることが好ましい。Ｍｏ含有率が８原子％未満ではエッチング速度が遅くなり、パターニングしてＢＭを形成することが困難となる。また、２０原子％超では耐久性（特に耐水性）が劣化する。
本発明において、遮光膜を構成する金属窒化物層の組成として、全金属成分に対して、Ｎｉ−Ｍｏを９０〜９９原子％含有することが好ましい。
【００１６】
次に、遮光膜中のＦｅは耐水性を向上する効果がありＦｅを０．５原子％以上含有することが好ましい。遮光膜にＦｅを含有しない場合は、ブランクスを処理する後工程での水分の管理を十分行うことで、ＣＦ層の光学的特性を良好に維持しつつ、電子デバイスを製造することができる。また、Ｆｅが５原子％超ではかえって耐水性が劣化するので好ましくない。
【００１７】
最後に、Ｔａの含有率は、ガラス基板の割れ強度、ヤング率、加工性の観点から上記組成とする。Ｔａを少なくとも０．５原子％添加することにより、スパッタガス中の窒素量との相乗効果により、ヤング率を減少させることが可能となり、ひいては割れ強度の低下を抑制することができる。
Ｔａが０．５原子％未満ではその効果が得られにくく、３原子％超では、エッチング速度が遅くなりパターニングしてＢＭを形成することが困難となる。
なお、Ｔａを遮光膜に含有させると、パターニング性が低下するが、パターニング工程の製造装置や製造プロセスを最適化することにより、Ｔａを添加していない遮光膜からなるブランクスと同等のパターンを形成することが可能である。具体的には、洗浄条件やフォトレジストの焼成条件の最適化により、Ｔａを含有する金属窒化物層を用いた遮光膜のパターニング性を向上することができる。
【００１８】
さらに、本発明において、遮光膜を構成する金属窒化物層の材料として、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｂなどの金属を１種または２種以上、本発明の効果を損なわない範囲で含有させることができる。例えば、全金属成分に対して１５原子％以下となるように含有してもよい。
さらに、廃液処理や廃液管理の点で、低反射膜及び／または遮光膜には金属クロムを含まないことが好ましい。さらには、ブランクスに金属クロムを事実上含まないことが好ましい。金属クロムを事実上含まないとは、遮光膜の全金属成分に対して、金属クロムの含有量が、０．１原子％以下であることを意味する。
【００１９】
本発明の遮光膜は、Ｔａを含有する金属窒化物層を構成物質とする。上記の組成条件との相乗効果により、割れ強度の低下を抑制することが可能となる。また、エッチング速度を高めることができるため、エッチング速度の制御に有効である。
さらに、エッチング速度の向上に合わせて、パターニング性を向上させることができる。窒素の含有率は、金属窒化物層の全元素に対して２〜１０原子％であることが好ましい。特に、３〜６原子％であることが好ましい。窒素の含有率が２原子％未満では、ガラス基板の割れ強度抑制の効果が得られにくく、１０原子％超では遮光膜のエッチング速度が速くなりすぎ好ましくない。
本発明において、遮光膜層をスパッタリング法で形成する場合、スパッタガス中に窒素ガスを添加することで、上記のＴａを含有する金属窒化物層を形成することができる。スパッタガス中の窒素ガスの含有率は１０〜３０体積％、特に１５〜３０体積％であることが好ましい。また、本発明の効果を損なわない範囲で、遮光膜に酸素や炭素が含まれていてもよいが、遮光性の点で、酸素及び炭素の合計含有率は、遮光膜の全元素に対して４原子％以下であることが好ましい。
【００２０】
本発明に使用されるガラス基板は、無色透明なソーダライムガラス基板、石英ガラス基板、ホウケイ酸ガラス基板、無アルカリガラス基板が例示される。ガラス基板の厚さは、表示パネルの組み立て後の状態で、少なくとも片側のガラス基板の厚みを０．３ｍｍ以下とすることが、モバイル用途における軽量化・薄型化の点から好ましい。
【００２１】
本発明のブランクスに用いられる低反射膜は、特に限定されないが、加工性や耐久性の観点からＮｉ−Ｍｏ合金を主成分とすることが好ましい。
低反射膜のＮｉ含有率は、耐久性、加工性の観点から、全金属成分に対して７５〜９０原子％である。Ｎｉ含有率が７５原子％未満では耐久性が劣化する。また、９０原子％を超えるとエッチング速度が遅くなり、パターニングしてＢＭを形成することが困難となる。
低反射膜のＭｏ含有率は、耐久性、加工性の観点から、全金属成分に対して８〜２０原子％である。Ｍｏ含有率が８原子％未満ではエッチング速度が遅くなり、通常求められる生産速度でパターニングし、ＢＭを形成することが困難となる。
また、２０原子％を超えると耐久性（特に耐水性）が劣化する。さらには、１５原子％超ではエッチング速度が速くなり過ぎ、パターニングしてＢＭを形成する際に安定して生産することが困難となる。
【００２２】
低反射膜は、Ｎｉ及びＭｏ以外に他の金属を含んでいてもよい。他の金属はＦｅであることが好ましく、Ｆｅの含有率は全金属成分に対して０．５〜５原子％であることが好ましい。Ｆｅを上記範囲で含有させることにより、耐水性を向上することができる。０．５原子％未満ではその効果が得られにくく、５原子％超ではかえって耐水性が劣化するので好ましくない。
さらに、低反射膜は、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｗ、Ｃｏなどの金属を１種または２種以上、本発明の効果を損なわない範囲で含有させることができる。例えば、全金属成分に対して、１５原子％以下の条件で含有することが好ましい。
【００２３】
低反射膜を構成する金属酸化物層の酸素含有率は、低反射膜の全元素に対して５〜６５原子％であることが好ましい。その場合、ＮｉやＭｏの金属成分の含有率は、低反射膜全体の元素に対して３０〜８０原子％であることが好ましい。
低反射膜は、さらに窒素や炭素を含んでいてもよい。窒素や炭素を含むことでエッチング速度を制御することが可能となる。窒素の含有率は、低反射膜の全元素に対して０．１〜５０原子％であることが好ましい。また、酸素と窒素との合計含有率は、低反射膜の全元素に対して２０〜７０原子％であることが好ましい。炭素の含有率は、低反射膜の全元素に対して０．１〜１５原子％であることが好ましい。
低反射膜をスパッタリング法で形成する場合において、スパッタガス中にＯ２を添加することで、酸素を含有させることができる。同様に、スパッタガス中にＮ２を添加すれば低反射膜に窒素が添加され、スパッタガス中にＣＯ２やＣＯを添加すれば低反射膜に炭素及び酸素が添加されることになる。
【００２４】
なお、低反射膜は、１層のみならず２層以上であってもよい。低反射膜が２層以上であっても、各層が上記のような構成を有することが好ましい。
遮光膜の厚さは、可視領域のＯＤ値を４．０程度とする観点から、９０〜１３０ｎｍとすることが好ましい。また、低反射膜の厚さは可視領域にわたる反射率を３％以下（ガラスの反射率を除く）とする観点から、４０〜７０ｎｍ（低反射膜が１層の場合）または５〜７０ｎｍ（低反射膜が２層以上の場合の１層の厚さ）にすることが好ましい。
【００２５】
本発明のブランクスを構成する遮光膜や低反射膜は、スパッタリング法を用いて形成することが、膜の耐久性や膜厚の均一性の点で好ましい。例えば、低反射膜は、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金ターゲットを用いて、酸化性ガス雰囲気でスパッタリングすることにより形成できる。
また、遮光膜は、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ-Ｔａ合金ターゲットを用いて、不活性ガスと窒素ガスの混合ガス雰囲気でスパッタリングすることにより形成できる。よって、ガラス基板上に低反射膜と遮光膜とを形成するためには、上記の製造方法を連続して行うことで達成できる。
ここで、酸化性ガス雰囲気とは、Ｏ２またはＣＯ２の少なくとも一方を含み、さらに、Ａｒ、Ｎ２などのガスを混合した雰囲気を意味する。また、不活性ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ及びＫｒガスからなる群から選択される１種以上などをスパッタガスとして用いることができる。なかでも、スパッタ時の放電を安定なものとし、かつ生産コストを抑制する観点では、Ａｒガスを用いることが好ましい。
スパッタ圧力は０．１〜２Ｐａとすることが適当である。また背圧は１×１０−６〜１×１０−２Ｐａであることが好ましい。基板温度は室温〜３００℃、特に室温〜２００℃であることが耐久性や生産性の点で好ましい。
【００２６】
さらに、本発明は、前記ブランクスをパターニングすることで形成するＢＭを提供する。ＢＭにおける膜（遮光膜・低反射膜）の組成や構成は、上記したようなブランクスの膜の組成や構成をそのまま適用できる。
本発明のＢＭ付き基板は、上記のブランクスに対して、フォトレジストを塗布し、マトリックスパターンを形成し、フォトレジストのパターンに従って、遮光膜、低反射膜などのブランクスの不要部分をエッチング液で除去して形成される（図４参照）。
エッチング液は、硝酸セリウムアンモニウム、過塩素酸及び水の混合物、硝酸セリウムアンモニウム、硝酸及び水の混合物、リン酸、硝酸、酢酸及び水の混合物などが例示される。
【００２７】
また、本発明は、上記のＢＭ付き基板を用いたＣＦ基板を提供する（図３参照）。ＣＦ層はＢＭが形成されたＢＭ付きガラス基板上に、フォトリソグラフィー法により赤５Ｒ、緑５Ｇ、青５Ｂの各ＣＦ層を形成し、さらに、平坦化膜６、透明導電膜７を順に形成することで製造される。
【００２８】
さらに、本発明は、上記のＣＦ基板を用いた表示パネルを提供する。表示パネルは、ＣＦ基板とＴＦＴアレイ基板とを貼り付け、必要に応じて、化学的または物理的手法により、ガラス基板の外表面側を削り、少なくとも一方のガラス基板の外表面の厚みを減じて、薄板化することで製造することができる。図５に表示パネルの形成に至るまでの製造工程のフローチャートを示す。以下に例１〜１７を示し、本発明を説明する。例３、５、６が実施例であり、他の例が比較例である。
【実施例】
【００２９】
（例１〜１５）
０．６ｍｍ厚の無アルカリガラス基板（旭硝子社製：ＡＮ１００、ヤング率７７ＧＰａ）を洗浄後、スパッタ装置に基板としてセットした。基板上に、直流マグネトロンスパッタ法により、原子百分率（％）が７９：１７：４のＮｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金ターゲットを用いて、厚さ５０ｎｍの低反射膜を形成した。
スパッタガスはＣＯ２ガスを５０体積％含有するＡｒガス、背圧は１．３×１０−３Ｐａ、スパッタガス圧は０．３Ｐａ、投入電力密度は２．２Ｗ／ｃｍ２であった。また、ガラス基板への加熱は行わなかった。その結果、形成された低反射膜としての金属酸化物層の組成は、用いた合金ターゲットと同様の組成になった。
残存ガスを排気後、その低反射膜の上に、表１に記載の組成を有するＮｉ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｔａ合金ターゲットまたはＮｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金ターゲットを用いて、直流マグネトロンスパッタ法により、厚さ１１０ｎｍの遮光膜を形成してブランクスを製造した。
スパッタガスは、表１に記載の割合で混合したＡｒと窒素との混合ガスを用いた。背圧は１．３×１０−３Ｐａ、スパッタガス圧は０．３Ｐａであり、投入電力密度は２．１Ｗ／ｃｍ２であった。また、ガラス基板への加熱は行わなかった。
遮光膜の金属成分の組成を、ＩＣＰ発光分析法により測定したところ、ターゲットの組成と同等であった。
【００３０】
本例のブランクスの割れ強度及び遮光膜のヤング率を下記の方法で評価した。結果を表１に示す。
（１）割れ強度
ブランクスを４０×４０ｍｍの大きさのサンプルに切り出し、３０ｍｍ径のリング状物の上に、膜面を下向きにして置いた。次いで、膜面の反対側から、１０ｍｍ径の球状物をサンプルの中央部に押し込んでいき、サンプルが割れたときの荷重を測定した。同様の評価を１０〜２０個のサンプルについて実施し、荷重と破壊確率とのワイブルプロットから破壊確率５０％となる荷重を統計的に求めた。
ガラス基板上に膜を形成していない、０．６ｍｍ厚の無アルカリガラス基板の破壊確率５０％となる荷重を基準値として設定した。次にこの基準値に対する、ブランクスの荷重の比を求めた。評価は、０．８倍以上の場合を○、０．８倍未満の場合を×として行った。
（２）遮光膜のヤング率
ブランクスを１０×１０ｍｍの大きさのサンプルに切り出し、ヤング率をナノインデンター（Ｎａｎｏ  Ｉｎｄｅｎｔｅｒ  ＳＡ２：ＭＴＳシステムズ社製）を用いて測定した。膜面から５００ｎｍの深さまで連続して測定を実施し、約１０ｎｍ深さのヤング率を求めた。同様の測定を１０回実施し、異常値を除いた平均値を遮光膜のヤング率と評価した。なお、ヤング率の導出のために必要なポアソン比は０．２５とした。
また、遮光膜のヤング率測定の前後で、石英基板を標準試料として測定を実施し、測定の精度が確保されていることを確認した。膜を形成していない無アルカリガラス基板のヤング率に対する、各例の遮光膜のヤング率の比を求め、１．６倍以下という条件を満足する場合を○、１．６倍超の場合を×と評価した。
【００３１】
（例１６、１７）
Ｃｒ金属ターゲットを用い、スパッタガスはＣＯ２ガスを２０体積％含有するＮ２ガスとした以外は例１と同様の方法で、低反射膜のスパッタリング製膜を行った。そして、厚さ５０ｎｍの低反射膜付き基板を形成した。続いて、Ｃｒ金属ターゲットを用いた以外は同様の方法により、厚さ１１０ｎｍの遮光膜を低反射膜の上に形成してブランクスを得た。
例１と同様の方法により、割れ強度及び遮光膜のヤング率を評価した。その結果を表１に示す。
【００３２】
表１から、遮光膜を構成する金属窒化物層のヤング率が、ガラス基板のヤング率の１．６倍超の場合には、ブランクスの割れ強度が弱いことがわかる。一方、遮光膜のヤング率がガラス基板のヤング率の１．６倍以下の場合には、割れ強度が強いことがわかる。
特に、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ−Ｔａ合金の４成分系の金属窒化物層を遮光膜の主構成膜とし、遮光膜形成時の窒素量を多く導入することにより、遮光膜のヤング率が小さくなり、結果として、割れ強度の低下が抑制されることが見出された。
一方、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ−合金またはＣｒを遮光膜とした場合には、窒素量によらず遮光膜のヤング率が高く、結果として割れ強度が低下する傾向を示す。
【００３３】
（ＣＦ基板と表示パネルの作成）
上記の例３、５及び６のブランクスを用いて、ＣＦ基板を作製する。さらに、このＣＦ基板と、別途作成するＴＦＴアレイ付き基板とを貼り合わせる。次いで、化学的方法または物理的方法により、ＣＦ基板の外表面側のガラス基板を０．２ｍｍまで薄板化することによって薄型の表示パネルを得ることができる。
このようにして形成された表示パネルは、比較例のブランクスを用いた場合と比較して、割れ強度が強いことが確認される。
【００３４】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明におけるブランクスは、遮光膜のヤング率が小さく、割れ強度を低下させないので、カラーフィルタ基板に好適である。特に、薄板化、軽量化が進むモバイル用途の表示パネル用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明によるブランクスの一例の模式的断面図である。
【図２】図２は、本発明によるＢＭ付き基板の一例の模式的断面図である。
【図３】図３は、本発明によるカラーフィルタ基板の一例の模式的断面図である。
【図４】図４は、本発明の製造工程における層形成の過程を示す模式的断面図である。
【図５】図５は、本発明による製造方法のフローチャートである。
【図６】図６は、低反射膜が２層構成の場合の模式的断面図である。
【図７】図７は、低反射膜が３層構成の場合の模式的断面図である。
【図８】図８は、低反射膜の組成が連続的に変化するように構成された場合の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１：ガラス基板
２：低反射膜
３：遮光膜
４：開孔部
５：カラーフィルタ層
６：オーバーコート層（ＯＣ層）
７：透明導電膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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