日本瑞翁開發(fā)出采用涂布型樹脂材料的絕緣膜

圖：日本瑞翁（Zeon）電子材料事業(yè)推進部技術(shù)經(jīng)理加藤丈佳
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，日本瑞翁（Zeon）電子材料事業(yè)推進部技術(shù)經(jīng)理加藤丈佳以“瑞翁的顯示屏用新型開發(fā)材料”為題，介紹了該公司開發(fā)的新型顯示屏用涂布型透明絕緣材料“ZEOCOAT”。

ZEOCOAT是以該公司自行生產(chǎn)的環(huán)烯烴聚合物為基礎(chǔ)制成的絕緣材料。環(huán)烯烴聚合物是一種光學特性、電特性俱佳的材料。在光學方面，這種材料與丙烯一樣，對于大范圍波長的光線具有良好的透明性，在電特性方面，其相對介電常數(shù)為3.0～3.4，對于所有頻率都具有極低的相對介電常數(shù)。

在物理性質(zhì)方面，該材料具有不易吸水的特性。吸水性僅為其他材料的1/10～1/100。在化學性質(zhì)方面，該材料在有機物中具備高熱耐性。如果從衡量有機材料耐熱性的指標——重量減少5％的溫度來看，ZEOCOAT為350℃，比丙烯高35℃，比聚酰亞胺還要高25℃。并且具有成膜后殘留應力低的特點。

促進FPD性能提高和成本降低的三個方案

發(fā)揮ZEOCOAT的優(yōu)勢，日本瑞翁為FPD企業(yè)展示了3個使用方案。

第一個是用作非晶Si-TFT的絕緣膜。ZEOCOAT可以取代過去利用CVD形成的硅氮化膜，通過涂布工藝取得相同的效果。第二個是形成TFT之后的平坦化。這是實現(xiàn)高精細顯示屏不可或缺的技術(shù)。第三個是有機EL面板的像素分離。通過使用ZEOCOAT，可以實現(xiàn)透明的有機EL面板。為了進一步提高ZEOCOAT的特性，增加新的功能，日本瑞翁正在進行相關(guān)的技術(shù)開發(fā)。

在用作涂布式絕緣膜時，ZEOCOAT可以作為削減背照燈耗電量的手段?，F(xiàn)有的液晶面板在TFT陣列基板的上方形成了高折射率的硅氮化膜，因此界面會反射光線，導致亮度下降。而改換ZEOCOAT之后，因為折射率低，所以可以抑制反射。而且，ZEOCOAT還具備平坦化膜的功能，有望取得擴大開口部的效果。加藤表示，“模擬ZEOCOAT使用效果的結(jié)果顯示，亮度可以提高15％”。

而且，采用ZEOCOAT還有助于溫室氣體減排。在現(xiàn)在的CVD工藝中，確保形成高品質(zhì)薄膜必須使用溫室氣體NF3進行清洗。而改用ZEOCOAT之后，使用此類氣體的清洗可以省略。

采用ZEOCOAT還能減少昂貴的生產(chǎn)設(shè)備——CVD裝置的購置數(shù)量，還有助于減少設(shè)備投資額?！鞍凑盏?代工廠生產(chǎn)的單張的生產(chǎn)成本推算，大約可以減少17美元”(加藤)。

通過試制應用元件驗證效果

ZEOCOAT等涂布式絕緣膜能夠帶來優(yōu)秀的效果，這一點早已盡人皆知。但實際上，這種絕緣到至今尚未投入實用。這是因為考慮到材料從硅氮化膜改換為樹脂的風險，量產(chǎn)時元件的可靠性存在疑問。為了消除這一擔憂，日本瑞翁自主試制TFT陣列，在上方形成涂布式絕緣膜，暴露在60℃的環(huán)境下進行了可靠性加速試驗。結(jié)果確認，與絕緣膜采用硅氮化膜的陳列相同，TFT在關(guān)閉狀態(tài)下經(jīng)過150小時或500小時后，漏電流仍未增大。加藤呼吁廠商采用這種絕緣膜，表示“作為絕緣膜，ZEOCOAT已經(jīng)達到了可以利用的狀態(tài)”。

根據(jù)推測，在智能手機等用途，屏幕將追求更加精細，窄邊框化也將繼續(xù)發(fā)展。開發(fā)這種顯示屏的重點有兩個。一個需要能夠形成高精細的接觸孔，擴大開口率的平坦化膜，而是需要適應窄邊框化，能夠與金屬布線緊密貼合，防止金屬布線劣化的平坦化層。

經(jīng)該公司實際確認，ZEOCOAT能夠形成直徑為2μm的接觸孔。而且，ZEOCOAT與鈦或硅氮化膜貼合性的調(diào)查結(jié)果顯示，該材料的貼合性高于丙烯材料，并且長時間后的變化較小。

面向有機EL面板的像素分離用途，該公司備有排放氣體減少到了1/10以下的ZEOCOAT。這種材料符合有機EL元件在水分氣體中劣化嚴重的特性。通過利用這種材料，可以制作出透明有機EL面板等前所未有的面板。日本瑞翁已經(jīng)試制出在實際的像素分離中使用ZEOCOAT的有機EL元件，經(jīng)確認，該材料確實具有抑制亮度劣化的作用。（記者：伊藤元昭，日經(jīng)BP社電子機械局編輯委員）