液晶面板制造技術(shù)研討會(huì)：彩色濾光片制造路線首先無掩膜化其次采用噴墨法

TFT液晶制造工藝的新一輪技術(shù)革新路線：首先是彩色濾光片曝光的無掩膜化；接著是噴墨法；再下來是印刷法及柔性底板化，然后順次向前發(fā)展。根據(jù)第3屆FPD International 2007的先期研討會(huì)“將FPD電視推向世界，關(guān)鍵部材及生產(chǎn)技術(shù)的革新”的演講內(nèi)容，筆者作出了上述預(yù)測(cè)。

此前TFT液晶生產(chǎn)線方面，為了削減生產(chǎn)成本，一直嘗試開發(fā)各種革新技術(shù)。已實(shí)現(xiàn)的革新技術(shù)包括：（1）TFT陣列工序方面，掩膜數(shù)量的削減（大幅削減投資）；（2）彩色濾光片工序及陣列工序方面，光刻膠涂布的無旋化（大幅削減光刻膠材料）；（3）單元裝配工序方面，滴下注入法（大幅削減工序時(shí)間）；（4）成膜裝置的枚葉化（提高生產(chǎn)能力、改善成品率）；（5）立倉(Stocker)輸送（縮小潔凈室空間）；（6）濺射裝置的縱向化（減小設(shè)置面積）等。

而作為“新一輪革新技術(shù)”，通過噴墨法直接進(jìn)行圖案描繪備受關(guān)注和期待。噴墨法相對(duì)于目前以曝光為中心的圖案形成工序，可大幅減少工序、降低成本的優(yōu)點(diǎn)被寄予厚望。同時(shí)，相對(duì)于趨于大型化的畫面尺寸及底板尺寸，還有望實(shí)現(xiàn)制造裝置的緊湊化（縮小裝置設(shè)置面積）。因?yàn)榕c需要成膜、光刻膠涂布、曝光、顯像等一連串工序的舊圖案形成技術(shù)相比，噴墨法只需通過噴墨裝置直接進(jìn)行圖案描繪即可。此次研討會(huì)上，將其應(yīng)用于當(dāng)前課題——彩色濾光片加工工序成為一大主題。

噴墨法面臨大量需要解決的課題

凸版印刷的高島勇對(duì)彩色濾光片工序的革新技術(shù)成果作了介紹。其中，分別介紹了反轉(zhuǎn)印刷法、噴墨法及大型無掩膜曝光的特點(diǎn)及所面臨的課題。高島表示，根據(jù)此前的評(píng)測(cè)結(jié)果，從廠商要穩(wěn)定供應(yīng)彩色濾光片的責(zé)任出發(fā)，第8代生產(chǎn)線選擇了原來的光刻技術(shù)。

高島指出，噴墨法面臨的課題是彩色濾光片各像素圖案的膜厚均一性及表面平整性。因此，雖然規(guī)格上沒有問題，但對(duì)比度卻無法與采用原光刻法制成的產(chǎn)品相比。尤其在移動(dòng)產(chǎn)品領(lǐng)域，在對(duì)高精細(xì)面板的支持以及制程方面，光刻法擁有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

柯尼卡美能達(dá)IJ(Konica Minolta IJ)的西真一介紹了液量誤差在±1％以內(nèi)、可實(shí)現(xiàn)高精度控制的該公司的“Drive Per Nozzle”控制，并闡述了噴墨法所面臨的課題。其中，包括（1）確保穩(wěn)定射出特性的墨水特性以及噴頭的性能；（2）確保在底板上形成準(zhǔn)確圖案和膜厚的底板及油墨調(diào)配。尤其，（2）底板的表面處理以及油墨的干燥等工序參數(shù)比較多，在與用戶合作的基礎(chǔ)進(jìn)行開發(fā)變得至關(guān)重要。

新技術(shù)：大型無掩膜曝光

與尚面臨眾多課題的噴墨法相比，無掩膜曝光技術(shù)則是通過進(jìn)一步發(fā)展已取得成績的曝光技術(shù)以降低成本。與原來相同，仍采用光刻技術(shù)，不過，該技術(shù)站在不用大型曝光掩膜能否進(jìn)行生產(chǎn)這一角度推進(jìn)裝置的開發(fā)。

為了能用原來的接近式曝光（Proximity Exposure）處理面向大型面板的彩色濾光片圖案，需要與面板尺寸相當(dāng)?shù)墓庋谀?。其成本比較高，比如，面向65英寸面板的掩膜成本就高達(dá)1億日元。在備齊黑矩陣（Black Matrix）用、RGB各著色層用以及圖像間隔用的掩膜基礎(chǔ)上，加上預(yù)備用掩膜，僅掩膜費(fèi)用就高達(dá)10億日元。另外，隨著產(chǎn)品種類的變化，還需要新的掩膜。因此，有效應(yīng)用小型掩膜的技術(shù)受到業(yè)界關(guān)注。其中，V Technology和大日本屏幕提出了該技術(shù)方案。

大日本屏幕的新井泰雄首先介紹了組合了形成有幾十種圖案的100mm×150mm的縫隙（Aperture），可變倍率投影光學(xué)元件及脈沖激光曝光的曝光裝置。然后，還介紹了可刻錄各種彩色濾光片圖案的裝置及其方法。V Technology的梶山康一介紹了該公司使用最新閃光光源的“EGIS（Exposure system Guided by Image Sensor）”曝光裝置。雖然使用300mm×350mm的小型掩膜，不過與第8代大尺寸底板的重合精度達(dá)到了±1.5μm。

兩公司均表示，通過采用各自的大型無掩膜曝光技術(shù)，采用支持第8代生產(chǎn)線的裝置，每年可削減10～17億日元的掩膜成本。預(yù)定2007年內(nèi)經(jīng)多家公司評(píng)測(cè)后，08年正式進(jìn)行量產(chǎn)。

面向柔性底板的圖案形成采用轉(zhuǎn)印法

關(guān)于在柔性底板上形成圖案，荷蘭飛利浦應(yīng)用技術(shù)的坂井徹和共同印刷的古川忠宏做了相關(guān)報(bào)告。飛利浦的坂井表示，對(duì)于需要像TFT一樣復(fù)雜工序的裝置，很難直接采用卷對(duì)卷方法，因此介紹了采用轉(zhuǎn)印法的應(yīng)用實(shí)例。

共同印刷的古川作為柔性底板的課題，提出了耐熱性、圖案重合精度、光學(xué)特性、阻氣性。另外，還介紹了采用轉(zhuǎn)印法形成彩色濾光片的例子，并展示了應(yīng)用于小尺寸柔性顯示器的實(shí)例。古川認(rèn)為，包括成本因素在內(nèi)，柔性底板從小型用途入手是比較合適的。

臺(tái)灣也在推進(jìn)新技術(shù)開發(fā)

研討會(huì)剛開始時(shí)，臺(tái)灣明新科技大學(xué)的Hong-Show Frank Koo教授回顧了平板顯示器的各項(xiàng)革新技術(shù)。并介紹了臺(tái)灣也在積極推進(jìn)新技術(shù)開發(fā)的現(xiàn)狀、大學(xué)與企業(yè)的合作情況、大型面板廠商與各公司旗下的部件材料廠商共同推進(jìn)材料開發(fā)的現(xiàn)狀?？梢灶A(yù)測(cè)不僅在日本，包括臺(tái)灣在內(nèi)的很多海外企業(yè)同時(shí)也在致力于上述革新技術(shù)，并推進(jìn)其實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。

在此次的研討會(huì)上，每位演講者都接受了觀眾的踴躍提問，顯示了關(guān)注程度非常高。關(guān)于技術(shù)實(shí)用時(shí)間的提問也很多。這讓著實(shí)筆者再次認(rèn)識(shí)到了新技術(shù)開發(fā)及實(shí)用化方面知識(shí)財(cái)產(chǎn)權(quán)處理的難度。