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液晶面板制造技术研讨会:彩色滤光片制造路线首先无掩膜化其次采用喷墨法

导读: 液晶面板制造技术研讨会:彩色滤光片制造路线首先无掩膜化其次采用喷墨法

         TFT液晶制造工艺的新一轮技术革新路线:首先是彩色滤光片曝光的无掩膜化;接着是喷墨法;再下来是印刷法及柔性底板化,然后顺次向前发展。根据第3届FPD International 2007的先期研讨会“将FPD电视推向世界,关键部材及生产技术的革新”的演讲内容,笔者作出了上述预测。

         此前TFT液晶生产线方面,为了削减生产成本,一直尝试开发各种革新技术。已实现的革新技术包括:(1)TFT阵列工序方面,掩膜数量的削减(大幅削减投资);(2)彩色滤光片工序及阵列工序方面,光刻胶涂布的无旋化(大幅削减光刻胶材料);(3)单元装配工序方面,滴下注入法(大幅削减工序时间);(4)成膜装置的枚叶化(提高生产能力、改善成品率);(5)立仓(Stocker)输送(缩小洁净室空间);(6)溅射装置的纵向化(减小设置面积)等。

         而作为“新一轮革新技术”,通过喷墨法直接进行图案描绘备受关注和期待。喷墨法相对于目前以曝光为中心的图案形成工序,可大幅减少工序、降低成本的优点被寄予厚望。同时,相对于趋于大型化的画面尺寸及底板尺寸,还有望实现制造装置的紧凑化(缩小装置设置面积)。因为与需要成膜、光刻胶涂布、曝光、显像等一连串工序的旧图案形成技术相比,喷墨法只需通过喷墨装置直接进行图案描绘即可。此次研讨会上,将其应用于当前课题——彩色滤光片加工工序成为一大主题。

         喷墨法面临大量需要解决的课题

        凸版印刷的高岛勇对彩色滤光片工序的革新技术成果作了介绍。其中,分别介绍了反转印刷法、喷墨法及大型无掩膜曝光的特点及所面临的课题。高岛表示,根据此前的评测结果,从厂商要稳定供应彩色滤光片的责任出发,第8代生产线选择了原来的光刻技术。

         高岛指出,喷墨法面临的课题是彩色滤光片各像素图案的膜厚均一性及表面平整性。因此,虽然规格上没有问题,但对比度却无法与采用原光刻法制成的产品相比。尤其在移动产品领域,在对高精细面板的支持以及制程方面,光刻法拥有绝对优势。

         柯尼卡美能达IJ(Konica Minolta IJ)的西真一介绍了液量误差在±1%以内、可实现高精度控制的该公司的“Drive Per Nozzle”控制,并阐述了喷墨法所面临的课题。其中,包括(1)确保稳定射出特性的墨水特性以及喷头的性能;(2)确保在底板上形成准确图案和膜厚的底板及油墨调配。尤其,(2)底板的表面处理以及油墨的干燥等工序参数比较多,在与用户合作的基础进行开发变得至关重要。

         新技术:大型无掩膜曝光

        与尚面临众多课题的喷墨法相比,无掩膜曝光技术则是通过进一步发展已取得成绩的曝光技术以降低成本。与原来相同,仍采用光刻技术,不过,该技术站在不用大型曝光掩膜能否进行生产这一角度推进装置的开发。

         为了能用原来的接近式曝光(Proximity Exposure)处理面向大型面板的彩色滤光片图案,需要与面板尺寸相当的光掩膜。其成本比较高,比如,面向65英寸面板的掩膜成本就高达1亿日元。在备齐黑矩阵(Black Matrix)用、RGB各着色层用以及图像间隔用的掩膜基础上,加上预备用掩膜,仅掩膜费用就高达10亿日元。另外,随着产品种类的变化,还需要新的掩膜。因此,有效应用小型掩膜的技术受到业界关注。其中,V Technology和大日本屏幕提出了该技术方案。

          大日本屏幕的新井泰雄首先介绍了组合了形成有几十种图案的100mm×150mm的缝隙(Aperture),可变倍率投影光学元件及脉冲激光曝光的曝光装置。然后,还介绍了可刻录各种彩色滤光片图案的装置及其方法。V Technology的梶山康一介绍了该公司使用最新闪光光源的“EGIS(Exposure system Guided by Image Sensor)”曝光装置。虽然使用300mm×350mm的小型掩膜,不过与第8代大尺寸底板的重合精度达到了±1.5μm。

          两公司均表示,通过采用各自的大型无掩膜曝光技术,采用支持第8代生产线的装置,每年可削减10~17亿日元的掩膜成本。预定2007年内经多家公司评测后,08年正式进行量产。

        面向柔性底板的图案形成采用转印法

        关于在柔性底板上形成图案,荷兰飞利浦应用技术的坂井徹和共同印刷的古川忠宏做了相关报告。飞利浦的坂井表示,对于需要像TFT一样复杂工序的装置,很难直接采用卷对卷方法,因此介绍了采用转印法的应用实例。

  共同印刷的古川作为柔性底板的课题,提出了耐热性、图案重合精度、光学特性、阻气性。另外,还介绍了采用转印法形成彩色滤光片的例子,并展示了应用于小尺寸柔性显示器的实例。古川认为,包括成本因素在内,柔性底板从小型用途入手是比较合适的。

         台湾也在推进新技术开发

         研讨会刚开始时,台湾明新科技大学的Hong-Show Frank Koo教授回顾了平板显示器的各项革新技术。并介绍了台湾也在积极推进新技术开发的现状、大学与企业的合作情况、大型面板厂商与各公司旗下的部件材料厂商共同推进材料开发的现状。可以预测不仅在日本,包括台湾在内的很多海外企业同时也在致力于上述革新技术,并推进其实现实用化。

        在此次的研讨会上,每位演讲者都接受了观众的踊跃提问,显示了关注程度非常高。关于技术实用时间的提问也很多。这让着实笔者再次认识到了新技术开发及实用化方面知识财产权处理的难度。


 
 

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