生產(chǎn)彩色濾光片用材料簡介

郭景

摘? ?要：液晶顯示器的背光源發(fā)出白光，而想要獲得彩色顯示，必須依靠顯示關(guān)鍵材料——彩色濾光片實現(xiàn)。彩色濾光片的制作目前在國內(nèi)已相對成熟，生產(chǎn)所需的材料種類較多，本文比較全面地介紹了生產(chǎn)彩色濾光片需要使用的各主材種類，如玻璃、光阻、洗劑、靶材等。對各材料的主要成份進行介紹，并且針對各主材在生產(chǎn)彩色濾光片時需要管控的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)做出了論述。

關(guān)鍵詞：玻璃? 光阻? 洗劑? 靶材

中圖分類號：TN141? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）11（a）-0094-02

1? 玻璃基板

玻璃基板主要成份為硼鋁硅酸鹽無堿玻璃，以SiO2、Al2O3、B2O3為主要構(gòu)成氧化物，另外，包含CaO、MyO、SrO等，堿金屬含量不大于1%。主要管控參數(shù)有基本尺寸、基板厚度、直角度、翹曲度、垂度、波紋度、外觀缺陷等。

2? 玻璃清洗劑

主要成份有KOH或者NaOH、螯合劑、表面活性劑等。在評價過程中需要管控濃度配比，對設(shè)備是否有腐蝕，能否對該化學(xué)品廢液環(huán)保處理，泡沫產(chǎn)生量不能超標(biāo)。確認清洗效果，即清洗后的玻璃基板，表面接觸角是否達標(biāo)、顆粒物去除率、指紋臟污、玻璃碎渣清洗狀況、產(chǎn)線良率等，通過AOI檢測機臺對上述數(shù)據(jù)進行確認。

3? Coater洗劑

（1）目前業(yè)內(nèi)常用的有PGME（99.99%丙二醇甲醚）和PGMEA與PGME混合物（30%丙二醇甲醚醋酸酯+70%丙二醇甲醚），還有一種以環(huán)己酮為主成分的洗劑 ，市場占比較少，但對于光阻材料本身含有環(huán)己酮的材料來說，使用該類洗劑清洗效果更佳。

（2）Coater洗劑的用途介紹。Coater洗劑主要用在涂布機的清潔上。首先在光阻涂布過程中吐出定量的洗劑以潤濕slit nozzle;第二，用于dip cleaning，在dip槽內(nèi)始終保證有coater洗劑，供slit nozzle涂布動作結(jié)束后立即浸泡，保證nozzle頂端不能干燥，避免發(fā)生光阻結(jié)塊;第三，清洗silt nozzle，設(shè)備管道吐出適量洗劑對nozzle頭頂部徹底清洗，確保無光阻殘留;第四，用于priming roller清洗，保證光阻涂布品質(zhì)正常。

（3）評價一款與光阻、設(shè)備匹配的Coater洗劑對彩色濾光片的生產(chǎn)至關(guān)重要。品質(zhì)一般或較差的溶劑，對光阻顏料的分散性比較差，造成顏料在基板表面附著并凝聚，洗凈困難，附著的顏料變成dust，發(fā)生二次污染。品質(zhì)優(yōu)良的溶劑能夠很好的做到，第一對光刻膠中的顏料樹脂的溶解性優(yōu)良;第二保持對顏料良好的分散性，不易凝結(jié)。

4? BM光阻

（1）BM光阻制成的BM圖層首先是起到將RGB像素完全圍住，使圖像清晰、提高contrast的作用;第二，該圖層遮蔽TFT ARRAY基板上的液晶驅(qū)動用電極的光;第三，防止RGB混色。BM光阻就是一種遮光材料，是BM圖層具有遮光的作用。

（2）BM光阻材料主要由C、樹脂、有機溶劑、光開始劑、顏料分散劑等構(gòu)成，各成分作用如表1所示。

（3）評價BM光阻材料時首先需要確認基本規(guī)格參數(shù)是否符合要求。確認光阻涂布方式是否與該BM光阻匹配，光阻粘度，固形份，接觸角，殘膜率，表面均勻度，感度，分辨率，阻抗值，SEM形態(tài)等?；咎匦源_認合格后進行測試實驗，首先是設(shè)備方面需要驗證涂布工藝，pre-bake參數(shù)，曝光，顯影，烘烤條件-time等工藝是否適用。其次需要確認制作產(chǎn)品的膜厚、CD、段差、OM、SEM等關(guān)鍵特性值數(shù)據(jù)能否滿足規(guī)格要求，在公差要求范圍內(nèi)。上述基本特性符合要求后還要進行信賴性能測試，主要有耐熱性、耐化性、溶解度、PCT附著力測試等。

5? R/G/B彩色光阻

（1）RGB色層的作用就是利用光的加色混合、光的3原色，通過RGB這三種顏色的組合，形成幾乎所有的顏色，從而達到畫面彩色顯示的效果。RGB光阻主要由顏料、染料、樹脂、有機溶劑、光開始劑、顏料分散劑等構(gòu)成。R/G/B材本身料的主要管控特性有固形分、粘度、色度、對比度、現(xiàn)象速度、殘膜率等。

（2）評估RGB光阻時首先要確認的與BM光阻相同，需要確認與設(shè)備工藝的適配性。而后才是實驗測試、特性參數(shù)確認、信賴性能測等。其需要特別管控的關(guān)鍵特性項目有色度、CD、膜厚、SEM形貌、信賴性、溶解性等。

6? PS光阻

（1）PS光阻的作用是控制cell gap。過去的cell gap是通過散布Plastic Beads來形成的，主要缺點有：第一，Plastic Beads部由于液晶被排除，顯示部成為非動作部，造成contrast低;第二，由于顯示部有beads，透過率低;第三，產(chǎn)生因beads移動而造成的cell gap缺陷?，F(xiàn)在的panel構(gòu)造將Plastic Beads變更為PS柱的方式，解決了contrast、透過率低等問題。

（2）PS材料的基本特性主要管控膜厚、線寬、位置精度、彈性特性。總變形量大，復(fù)原率高的PS光阻較為優(yōu)秀。評價方式與BM、RGB光阻基本相同，只是特性管控項目不同。

7? ITO靶材

ITO靶材是將銦錫原物料制作成納米級粉末顆粒，經(jīng)過粉末燒結(jié)，粉末加工，成型，bonding，燒結(jié)等工序形成的陶瓷品。ITO靶材有平面靶和旋轉(zhuǎn)靶，旋轉(zhuǎn)靶材的使用率大，壽命長，可以減少客戶換靶周期。主要的管控項目有純度、密度、雜質(zhì)含量、綁定率、靶材段數(shù)等項目。在評價靶材的過程中需要確認靶材的利用率、透過率、阻抗、外觀，使用狀況，使用過程有無異常問題發(fā)生。

8? 結(jié)語

彩色濾光片的技術(shù)發(fā)展方向取決于下游LCD面板應(yīng)用需求。終端應(yīng)用產(chǎn)品不斷追求更輕、更薄、高畫質(zhì)顯示，彩色濾光片逐步向高亮度、高對比度、高色彩飽和度、高分辨率方向發(fā)展。因此，對生產(chǎn)彩色濾光片的各類材料要求也會不斷提高，尤其是光阻類材料。

參考文獻

[1] 廖燕平.薄膜晶體管液晶顯示器顯示原理與設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2016.

[2] 田民波.TFT液晶顯示原理與技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2016.