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CF显影颜料色浆研发配方
2026-08-19 15:15:21 功能材料技术应用


CF(彩色滤光片)显影用的“颜料”通常不是单一颜料,是光刻型彩色光阻(Color Resist)中的着色体系。常见三基色分别是:

  • 红色: 以高耐热有机颜料为主

    • 常见类型:喹吖啶酮类、偶氮类、苝系衍生物

  • 绿色:

    • 常见类型:酞菁类、偶氮金属络合物、镍酞菁改性体系

  • 蓝色:

    • 常见类型:铜酞菁类、蒽醌类、少量高透明蓝色有机颜料

另外,CF 工艺里通常还会用到:

  • 分散剂

  • 光敏树脂/碱溶性树脂

  • 光引发剂或感光组分

  • 溶剂

  • 交联剂

  • 消泡剂、流平剂、附着力促进剂


一、CF 颜料浆料一般是先做颜料预分散,再做砂磨精细分散,最后做过滤和调配

典型流程

  1. 原料称量

    • 颜料

    • 树脂/分散剂

    • 溶剂

    • 添加剂

  2. 预混合

    • 高速搅拌 10–30 分钟

    • 让颜料初步润湿

  3. 粗分散

    • 采用高速分散机或均质机

    • 目标是打散团聚体

  4. 砂磨/珠磨

    • 使用氧化锆珠

    • 目标粒径通常控制在 D50 < 100 nm

    • 更严格时要求 D90 < 200 nm,避免显示缺陷

  5. 脱泡

    • 真空脱泡或静置脱泡

  6. 过滤

    • 常用 1–5 μm 过滤

    • 去除大颗粒和杂质

  7. 调粘度/固含

    • 依据涂布方式和显影窗口调整

  8. 真空包装

    • 防潮、防氧化、防污染


二、1)红色光阻浆料参考配方(重量份)

  • 红色有机颜料:8–15

  • 碱溶性丙烯酸树脂:15–25

  • 分散剂:1–3(蒂森F52分散剂)

  • 光敏树脂/感光单体:5–12

  • 光引发剂:1–4

  • 溶剂(PGMEA / MIBK / 乙二醇醚类):40–60

  • 交联剂:1–5

  • 流平剂:0.1–0.5

  • 消泡剂:0.05–0.2

  • 附着力促进剂:0.1–0.5

2)绿色光阻浆料参考配方

  • 绿色有机颜料:6–12

  • 碱溶性丙烯酸树脂:15–25

  • 分散剂:1–3(蒂森F52分散剂)

  • 光敏树脂/感光单体:5–12

  • 光引发剂:1–4

  • 溶剂:45–65

  • 交联剂:1–4

  • 流平剂:0.1–0.5

  • 消泡剂:0.05–0.2

3)蓝色光阻浆料参考配方

  • 蓝色有机颜料:5–10

  • 碱溶性丙烯酸树脂:15–25

  • 分散剂:1–3

  • 光敏树脂/感光单体:5–12

  • 光引发剂:1–4

  • 溶剂:50–65

  • 交联剂:1–4

  • 流平剂:0.1–0.5

  • 消泡剂:0.05–0.2


三、红色 CF 浆料示例(1000 g)

  • 红色颜料:100 g

  • 碱溶性丙烯酸树脂:180 g

  • 分散剂:20 g

  • 光敏树脂/活性单体:80 g

  • 光引发剂:25 g

  • 交联剂:20 g

  • PGMEA:520 g

  • 流平剂:2 g

  • 消泡剂:1 g

  • 附着力促进剂:2 g

  • 合计:950 g 左右

剩余部分通常用于:

  • 粘度微调

  • 过滤损耗补偿

  • 设备残留补偿


四、关键工艺控制点

想让 CF 颜色层显影稳定,重点看这些指标:

  • 粒径

    • 颜料分散越细越好

    • 防止显影后出现颗粒、针孔、色点

  • 粘度

    • 影响旋涂均匀性和线宽控制

  • 固含量

    • 太低会膜厚不足,太高会涂布困难

  • 溶剂挥发曲线

    • 影响膜面平整度和边缘堆积

  • 显影速度

    • 过快容易损失图形稳定性

    • 过慢会降低产能

  • 热稳定性

    • CF 后段有烘烤和固化,颜料必须耐热


五、实际生产建议

  • 目标膜厚:比如 1.0–2.5 μm

  • 曝光波长:i-line / g-line / 其他

  • 显影液:Na2CO3 / TMAH 体系等

  • 分辨率要求

  • 色坐标和透过率目标

  • 允许的颗粒尺寸上限

  • 烘烤温度窗口


六、

  • 颜料 5–15%

  • 树脂 15–25%

  • 分散剂 1–3%

  • 感光组分 5–12%

  • 溶剂 50–70%

  • 其余为助剂

然后通过:

  • 预分散

  • 珠磨

  • 过滤

  • 旋涂测试

  • 曝光显影测试