JSR使用最先進(jìn)的彩色光刻膠來提高畫質(zhì)及生產(chǎn)效率

照片：JSR顯示器研究所所長梶田徹
在2011國際平板顯示產(chǎn)業(yè)高峰論壇（FPD International CHINA 2011/Beijing Summit）第一天下午的技術(shù)演講中，JSR顯示器研究所所長梶田徹以“彩色濾光片制造用著色光刻膠材料”為題，介紹了液晶面板的開發(fā)動(dòng)向、對(duì)于濾光片材料的要求、以及著色光刻膠材料最近的話題等內(nèi)容。

梶田徹首先介紹了液晶面板制造中使用的彩色光刻膠的基礎(chǔ)內(nèi)容。彩色光刻膠是一種用于生產(chǎn)彩色濾光片RGB三原色的感光材料。為液晶面板顯示的影像著色的彩色濾光片一般通過涂布彩色光刻膠，并使用曝光技術(shù)形成像素圖案來制造。

光刻膠由多種成分構(gòu)成。包括通過曝光形成硬化誘因的光引發(fā)劑、形成圖案的光刻膠聚合物、著色顏料、使顏料分散的分散劑、用于形成圖案的多官能團(tuán)單體，以及用以實(shí)現(xiàn)整潔涂布的溶劑。

目前使用的光刻膠為負(fù)性材料，利用曝光部分會(huì)交聯(lián)硬化，對(duì)堿性顯像液不溶化的性質(zhì)來繪制圖案。但不采取任何手段的話，涂布的光刻膠只有上部會(huì)交聯(lián)，因此JSR一直在各項(xiàng)成分及配比等方面下工夫。

其中，形成色彩的顏料的種類格外少。而且，顏料原本就不溶于有機(jī)溶劑。要想使顏料穩(wěn)定分散于有機(jī)溶機(jī)中，需要使用分散劑。分散劑通常使用特制聚合物。而形成圖案的聚合物則使用數(shù)種聚合物。一般多使用丙烯酸類聚合物。使用丙烯酸類聚合物的原因在于可輕松發(fā)揮堿溶解性。而且，通過改變官能基，還可賦予各種各樣的功能。通過這些手段，便可控制光刻性能及永久性能。

通過改善光刻膠提高對(duì)比度及實(shí)現(xiàn)高亮度化

光刻膠在技術(shù)上大致有三項(xiàng)要求。第一是提高色彩特性，第二是提高生產(chǎn)效率，第三是提高耐久性。這三項(xiàng)要求必須同時(shí)以高水平實(shí)現(xiàn)。但實(shí)際上，要想滿足各項(xiàng)要求的話，參數(shù)間此消彼漲的關(guān)系較多，材料開發(fā)難度很大。

近年來，JSR還嘗試通過改善彩色濾光材料來提高液晶面板的對(duì)比度。改善點(diǎn)在于顏料的大小及形狀。如果是小粒徑顏料與大粒徑顏料混合而成的彩色光刻膠的話，容易產(chǎn)生光的散射。結(jié)果會(huì)使對(duì)比度下降。要想提高對(duì)比度的話，就必須統(tǒng)一顏料的粒徑。只要減小粒徑，形狀及粒徑不均現(xiàn)象就會(huì)減輕，但過小的話顏料就會(huì)發(fā)生二次凝聚，仍會(huì)形成大粒徑的顏料。這部分問題可通過納米技術(shù)來解決。

另外，彩色濾光片還存在高亮度要求。表示高亮度的參數(shù)中有一項(xiàng)“Y值”。使用微細(xì)且粒徑統(tǒng)一的顏料是加大Y值的方法之一。另外，對(duì)用于防止二次凝聚的分散劑實(shí)施優(yōu)化也很有效。最近，JSR還在嘗試采用新型顏料。比如，在綠色顏料方面將以往使用的G36換成G58，在黃色顏料方面將Y150換成Y138。另外，采用色彩變化小的聚合物也對(duì)加大Y值具有效果。

開發(fā)支持LCD光源及三維顯示器的光刻膠

為了將來的液晶面板開發(fā)，彩色光刻膠還需滿足多種需求?！半S著液晶面板的進(jìn)步不斷改善彩色光刻膠是必不可少的”(梶田)。

比如，必須要支持光譜分布與以往CCFL光源不同的LED背照燈。LED的熒光體在漸年改善，因此要始終準(zhǔn)備好與最新LED的特性相符合的彩色光刻膠。

另外，為了適應(yīng)低耗電趨勢(shì)，還要求提高對(duì)比度和亮度。在亮度的提高上，從三維顯示器的普及層面來說也有很高要求?？梢詽M足這些要求的手段之一就是使用染料。這里的染料是指可完全溶解于有機(jī)溶劑的材料。由于可完全溶解，因此可提高對(duì)比度和亮度。另外，作為制造高亮度面板的方法，JSR還在開發(fā)在TFT陣列上形成彩色濾光層的“Color Filter On Array(COA)”技術(shù)。由于該技術(shù)能夠提高開口率，因此亮度可得到提高。

此外，為了提高面向高精細(xì)化的圖形性能以及提高生產(chǎn)效率和吞吐量，要求擴(kuò)大工藝極限等的要求也很強(qiáng)烈。（記者：伊藤元昭，日經(jīng)BP社電子機(jī)械局編輯委員）