生产彩色滤光片用材料简介
来源:用户上传
作者:
摘 要：液晶显示器的背光源发出白光，而想要获得彩色显示，必须依靠显示关键材料——彩色滤光片实现。彩色滤光片的制作目前在国内已相对成熟，生产所需的材料种类较多，本文比较全面地介绍了生产彩色滤光片需要使用的各主材种类，如玻璃、光阻、洗剂、靶材等。对各材料的主要成份进行介绍，并且针对各主材在生产彩色滤光片时需要管控的关键技术参数做出了论述。
关键词：玻璃 光阻 洗剂 靶材
中图分类号：TN141 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）11（a）-0094-02
1 玻璃基板
玻璃基板主要成份为硼铝硅酸盐无碱玻璃，以SiO2、Al2O3、B2O3为主要构成氧化物，另外，包含CaO、MyO、SrO等，碱金属含量不大于1%。主要管控参数有基本尺寸、基板厚度、直角度、翘曲度、垂度、波纹度、外观缺陷等。
2 玻璃清洗剂
主要成份有KOH或者NaOH、螯合剂、表面活性剂等。在评价过程中需要管控浓度配比，对设备是否有腐蚀，能否对该化学品废液环保处理，泡沫产生量不能超标。确认清洗效果，即清洗后的玻璃基板，表面接触角是否达标、颗粒物去除率、指纹脏污、玻璃碎渣清洗状况、产线良率等，通过AOI检测机台对上述数据进行确认。
3 Coater洗剂
（1）目前业内常用的有PGME（99.99%丙二醇甲醚）和PGMEA与PGME混合物（30%丙二醇甲醚醋酸酯+70%丙二醇甲醚），还有一种以环己酮为主成分的洗剂 ，市场占比较少，但对于光阻材料本身含有环己酮的材料来说，使用该类洗剂清洗效果更佳。
（2）Coater洗剂的用途介绍。Coater洗剂主要用在涂布机的清洁上。首先在光阻涂布过程中吐出定量的洗剂以润湿slit nozzle;第二，用于dip cleaning，在dip槽内始终保证有coater洗剂，供slit nozzle涂布动作结束后立即浸泡，保证nozzle顶端不能干燥，避免发生光阻结块;第三，清洗silt nozzle，设备管道吐出适量洗剂对nozzle头顶部彻底清洗，确保无光阻残留;第四，用于priming roller清洗，保证光阻涂布品质正常。
（3）評价一款与光阻、设备匹配的Coater洗剂对彩色滤光片的生产至关重要。品质一般或较差的溶剂，对光阻颜料的分散性比较差，造成颜料在基板表面附着并凝聚，洗净困难，附着的颜料变成dust，发生二次污染。品质优良的溶剂能够很好的做到，第一对光刻胶中的颜料树脂的溶解性优良;第二保持对颜料良好的分散性，不易凝结。
4 BM光阻
（1）BM光阻制成的BM图层首先是起到将RGB像素完全围住，使图像清晰、提高contrast的作用;第二，该图层遮蔽TFT ARRAY基板上的液晶驱动用电极的光;第三，防止RGB混色。BM光阻就是一种遮光材料，是BM图层具有遮光的作用。
（2）BM光阻材料主要由C、树脂、有机溶剂、光开始剂、颜料分散剂等构成，各成分作用如表1所示。
（3）评价BM光阻材料时首先需要确认基本规格参数是否符合要求。确认光阻涂布方式是否与该BM光阻匹配，光阻粘度，固形份，接触角，残膜率，表面均匀度，感度，分辨率，阻抗值，SEM形态等。基本特性确认合格后进行测试实验，首先是设备方面需要验证涂布工艺，pre-bake参数，曝光，显影，烘烤条件-time等工艺是否适用。其次需要确认制作产品的膜厚、CD、段差、OM、SEM等关键特性值数据能否满足规格要求，在公差要求范围内。上述基本特性符合要求后还要进行信赖性能测试，主要有耐热性、耐化性、溶解度、PCT附着力测试等。
5 R/G/B彩色光阻
（1）RGB色层的作用就是利用光的加色混合、光的3原色，通过RGB这三种颜色的组合，形成几乎所有的颜色，从而达到画面彩色显示的效果。RGB光阻主要由颜料、染料、树脂、有机溶剂、光开始剂、颜料分散剂等构成。R/G/B材本身料的主要管控特性有固形分、粘度、色度、对比度、现象速度、残膜率等。
（2）评估RGB光阻时首先要确认的与BM光阻相同，需要确认与设备工艺的适配性。而后才是实验测试、特性参数确认、信赖性能测等。其需要特别管控的关键特性项目有色度、CD、膜厚、SEM形貌、信赖性、溶解性等。
6 PS光阻
（1）PS光阻的作用是控制cell gap。过去的cell gap是通过散布Plastic Beads来形成的，主要缺点有：第一，Plastic Beads部由于液晶被排除，显示部成为非动作部，造成contrast低;第二，由于显示部有beads，透过率低;第三，产生因beads移动而造成的cell gap缺陷。现在的panel构造将Plastic Beads变更为PS柱的方式，解决了contrast、透过率低等问题。
（2）PS材料的基本特性主要管控膜厚、线宽、位置精度、弹性特性。总变形量大，复原率高的PS光阻较为优秀。评价方式与BM、RGB光阻基本相同，只是特性管控项目不同。
7 ITO靶材
ITO靶材是将铟锡原物料制作成纳米级粉末颗粒，经过粉末烧结，粉末加工，成型，bonding，烧结等工序形成的陶瓷品。ITO靶材有平面靶和旋转靶，旋转靶材的使用率大，寿命长，可以减少客户换靶周期。主要的管控项目有纯度、密度、杂质含量、绑定率、靶材段数等项目。在评价靶材的过程中需要确认靶材的利用率、透过率、阻抗、外观，使用状况，使用过程有无异常问题发生。
8 结语
彩色滤光片的技术发展方向取决于下游LCD面板应用需求。终端应用产品不断追求更轻、更薄、高画质显示，彩色滤光片逐步向高亮度、高对比度、高色彩饱和度、高分辨率方向发展。因此，对生产彩色滤光片的各类材料要求也会不断提高，尤其是光阻类材料。
参考文献
[1] 廖燕平.薄膜晶体管液晶显示器显示原理与设计[M].北京：电子工业出版社，2016.
[2] 田民波.TFT液晶显示原理与技术[M].北京：科学出版社，2016.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15152758.htm
