本公司彩色光阻的研發歷史

彩色光阻的研發歷程

本公司（東洋油墨）大約在30年前首次著手研發彩色濾光片用RGB色材（彩色光阻）。自1983年開始研發正型的聚醯亞胺類光阻。1990年時產品開始受到液晶面板等的量產線使用，之後本公司持續在主流負型光阻的研發保持領先地位。

圖1　彩色光阻的研發歷史

進入90年代後，大型電視的需求也開始增加，液晶面板製造商每一次升級產品時，都致力將玻璃基板（G）的尺寸大型化。在這樣的研發競爭當中，為了提升液晶的良率及降低生產成本，玻璃基板越大越有利。因此本公司因應玻璃基板的大型化而不斷努力提升彩色光阻的要求性能（塗膜，感度，塗工製程）。自2001年起，開始在台灣的G5提供基板用產品，目前也提供G10大型基板用產品，協助提升液晶面板的量產性能。除此之外，還配合提升產品的功能性而研發高對比類型，高明度類型與染料類型的光阻。肩負著各種薄型顯示器彩色化的任務。

圖2　玻璃基板尺寸的變遷

彩色光阻的研發秘辛

本公司的彩色光阻製造是從1988年左右正式作為事業開始運作。研發契機原本是80年代初期時，有客戶提出共同研發光阻油墨的提議。其後隨著液晶電視與IT機器的增產，於2000年設立守山工廠，在這之前都在東京，板橋的工廠一角默默地進行研究。而該研究所招集的研發人員僅為1名資深員工與2名新進員工。

研究所成立當初，只有1名人員擁有彩色濾光片的相關知識，因此本公司完全是在探索的狀態下開始逐步研發。此時彩色濾光片製造的方法也處於研發階段，除了目前主流的「顏料光阻法」之外，另有「染色法」，「PI蝕刻法」，「電鍍法」與「印刷法」等製造方法曾被列入考慮。相較於染色法，顏料光阻法在一開始時有彩色濾光片的對比大幅度落後的問題，這是由於顏料粒子造成嚴重的光漫之故，因此才會衍生出透過顏料的細微化處理讓粒子變細，藉此實現高對比的方法。

表1　1980年代的彩色濾光片製造方法。

除此之外，光是要讓彩色光阻固定在玻璃基板上也花費了不少心思。研發初期，為了讓彩色光阻固定在玻璃基板上，我們在光阻塗上抹氧氣阻隔膜「聚乙烯醇」，接著再經過紫外線曝光，顯像，形成規律結構等程序。但塗抹氧氣阻隔膜會花費相當的時間與成本，因而出現「能不能省略這個程序」的要求。按照當時的常識，要在空氣中曝光光阻並形成圖案，根本令人無法想像。我們持續嘗試卻仍無法順利曝光，顯像之後光阻塗膜也變得不完整等等，不斷地經歷失敗。但我們不放棄地繼續嘗試錯誤，最後透過調整適當的光引發劑種類與用量，終於成功地固定塗膜。目前的彩色濾光片製造程序也完整繼承了這項技術。

進入90年代之後，隨著液晶面板的大型化與增產，彩色光阻的產量也有大幅成長。自1996年至2005年，在這10年的期間，本公司的事業營利約增加為10倍。20002年為了製造生產彩色光阻而成立守山工廠等等，彩色光阻順利成長為支撐公司的一大事業。進入這時期之後，國內的電機製造商默默地研發出液晶電視的新產品。為因應上述情況，對電視用彩色濾光片的規格需求也逐漸提升，因此本公司每年都會研發出新產品。

其中最大的需求的就是高對比（明暗的差異）。為此，必須將顏料的粒子尺寸縮小以減少光漫射；另一方面，粒子越細小就越難以分散，會造成光阻難以穩定的缺點。而本公司為了實現更明亮，更鮮明的畫面，開始研發新的顏料，試圖推動分散技術的進步並讓光更容易通過。我們一邊嘗試錯誤，一邊推動彩色光阻的開發，以期能夠因應廣範圍的高度需求。

其後液晶電視在國內需求降低，然而台灣，韓國與中國等亞洲各國的需求卻有所增加。受到大尺寸玻璃基板工廠陸續增設的影響，製造據點也轉移到國外。而目前國內新的晶載用彩色光阻需求逐漸增加，像要填補液晶電視的空缺一樣。由於彩色光阻可運用在智慧型手機與數位相機等多用途且多功能的產品，因此也必須更進一步提升功能性。