實驗藥品

廠商：台灣納米

型號：R03806、RFG16-1

2.藍色色漿 廠商：台灣納米

型號：B03806、BBG13-1

3.綠色色漿 廠商：台灣納米

型號：G03806、GGJ11-1

4.黑色色漿 廠商：台灣納米 型號：KAB18-1

原廠修補液有基本品質特性提供，且搭配V-tech缺陷修補機毛細針(MICRO DISPENSER)吐出修補液的操作需求，故在色漿的請購過程中即會先開立色 漿的需求條件，方便修補液配製設計的調整。下方各點即為設定的請購規 範。

在色漿本身特性方面：

a) Pigment Content：25%~30%

b) Viscosity：80~500 cps c) Davg：<150nm

d) Solvent type：TPGDA、MMA

e) 色漿包裝在未開封的狀態下，依製造日期起算可保存３個月。

在色漿與缺陷修補機特性配合性方面：

a) 紅﹑綠﹑藍﹑黑色COLOR色漿，可以以最小２PL單位進行局部吐出。

b) COLOR色漿為UV硬化式的色漿。

c) 須能配合MICRO DISPENSER的前端內徑約為5µm的填充要求。

5.二季戊四醇六丙稀酸酯(Dipentaerythritol hexaacrylate；DPHA)

化學結構：

廠商：KAYARAD

6.1,6已二醇二丙烯酸酯(1,6-Hexanediol Diacrylate；HDDA)

化學結構：

廠商：KAYARAD

7.光起始劑(Photoinitiator I-369)

化學結構：

2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1 廠商：Ciba Specialty Chemicals

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8.光起始劑(Photoinitiator I-907)

化學結構：

2-Methyl-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one 廠商：Ciba Specialty Chemicals

9.平坦劑(Leveling Agent) 廠商：DIC Corporation 型號：R-08

3.4實驗流程

實驗執行方式為藉由色漿，多官能基高分子單體，光起始劑，添加劑之選 用及配比調整所調配之修補液材料可依順序加入，同時予以攪拌混合均勻 達到良好分散。配製完成的修補液材料裝填成卡匣上線進行光反應性、流 動性、色度分析，修補後成品則進行後續信賴性分析。

一般於上機進行修補測試時,我們是修補在報廢的CF基板上(已完成

BM,R,G,B的基板)。裝上Ink Cassette後於空白測試基板上試吐，調整Press 以及Ink Put Time。於欲填補之畫素上以Laser打出填補區。以修補液填補，

觀察流動情形。接著以UV照射進行硬化反應，觀察硬化情形。最後以目視 判定色濃度及修補後之平坦性。修補液配置與測試流程如(圖3.1)所示。

圖3.1 修補液配置與測試流程圖

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四、實驗結果與討論

4.1修補測試結果

4.1.1色漿單體系統選擇配方

現行彩色濾光片修補液或彩色光阻多使用具揮發性質的溶劑

(PGMEA(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate) (丙二醇甲醚醋酸 酯)簡稱PMA)進行配製。但若能成功開發減少修補液溶劑的技術，將能有效 減少溶劑揮發的目標，跟上現今綠色環保盛行潮流，同時減少高溫固化製 程達到降低製程成本之目的。在修補液配方選擇上，初期即設定以反應型 稀釋單體作為色漿廠商的溶劑使用。選用的反應型稀釋單體種類有

MMA(methyl methacrylate)與TPGDA(Tripropylene Glycol Diacrylate)兩 種系統及舊有的PMA系統。下方即為選擇不同單體系統的色漿進行修補液配 製的修補結果。

4.1.1.1 MMA Type 色漿

色漿廠商表示MMA Type色漿開發已達該實驗室極限，無法再做優化，故由 我們以單體及平坦劑做Ink配方調整，逐步調整低黏度單體及平坦劑比例，

取PMA Type色漿進行測試，PMA Type Ink預期會有：易揮發及流動性不足 的情形。配方設計如(表4.2)所示。

使用PMA Type色漿，結果如預期：Ink揮發過快，造成整體黏度升高，流動

性極差，且每次修補之第一點吐出量都偏低，PMA Type色漿較不適用於 Micro dispense type 之修補機。

4.1.1.3 TPGDA Type 色漿

色漿廠商開發的TPGDA Type色漿，因黏度問題無法將pigment content提升 至我們的需求。從Ink內色漿比例作調整，希望能提高色濃度表現，RGB三 色各調配兩組，黏度皆在合適範圍，進行填充及修補測試。配方設計如(表 4.3)所示。

使用TPGDA Type色漿，依過去之配比再增加paste content得RGB各兩組配 方，修補結果之色度表現仍不足，整體流動性太過，造成修補參數的調整 困難。

此階段評價主要是Paste中單體系統調整，選用的單體種類有

PMA/MMA/TPGDA等，但其流動性與揮發性無法達到要求。MMA Type之R、G、

B色之流動性則仍待提升，與TPGDA Type流動性太過的特性剛好相反，考慮 將兩種色漿進行混摻調配，盼解決兩者的問題。Bk方面，皺摺情形仍存在，

須由單體系統及起始劑與色漿之相容性做改良。

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表4.1 MMA單體系統配方

表4.2 PMA單體系統配方

表4.3 TPGDA單體系統配方

圖4.1 MMA Type修補液修補結果

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圖4.2 PMA Type修補液修補結果

圖4.3 TPGDA Type修補液修補結果

4.1.2 MMA與TPGDA單體系統混摻配方

針對RGB色修補液流動性與揮發性問題，將兩種色漿進行混摻調配設計且黏 度控制在適合的範圍，MMA與TPGDA單體系統混摻配方如(表4.4)所示。

表4.4 MMA與TPGDA單體系統混摻配方

圖4.4 MMA與TPGDA單體系統混摻配方修補液修補結果

MMA與TPGDA混摻Type之RGB INK。揮發性與流動性問題已明顯改善，但UV照 射後普偏皆有皺折問題，過去未曾發生。G色部份配方無皺摺問題，但G色 在TPGDA比例增加時外觀顆粒更加嚴重，需選擇較低比例。

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4.1.3 UV皺摺問題調整配方

針對R、B、BK三色進行UV皺摺配方調整，主要為提高高黏度單體DPHA的比 例，配方設計如(表4.5)所示：[24]

表4.5 UV皺摺問題調整配方

圖4.5 UV皺摺問題調整配方修補液修補結果

調整高低黏度單體比例在不影響修補過程中之流動與揮發特性情況下，並 能有效解決UV後會有縐褶產生的問題。

藉由多次配方調整與上線測試已逐漸能掌握Ink配方與Repair 結果之關連 性，將修補測試中流動性、揮發性、UV反應性及外觀與顏色良好的四色修 補液，對照一般顏料分散型彩色光阻所進行的檢驗項目[25]，選擇適合彩 色濾光片的項目進行測試檢驗，其中包含粒徑分析、熱穩定性、色度分析，

信賴性等項目，以確認配製的彩色濾光片修補液符合業界需要。

4.2修補液粒徑分析

光在傳播中，波前受到與波長尺度相當的隙孔或顆粒的限制，以受限波前 處各元波為源的發射在空間干涉而產生衍射和散射，衍射和散射的光能的 空間（角度）分布與光波波長和隙孔或顆粒的尺度有關。

用激光做光源，光為波長一定的單色光後，衍射和散射的光能的空間（角 度）分布就與粒徑有關。

對顆粒群的衍射，各顆粒級的多少決定著對應各特定角處獲得的光能量的 大小，各特定角光能量在總光能量中的比例，應反映著各顆粒級的分布豐 度。一般粒徑分析使用單一波長的雷射光、Ｘ光或中子射線照射在分散在 液相中的待測粒子表面，量測在幾個反射角的反射光強度，或者固定在某 一個角度量測反射光強度的衰變情形，再配合理論分析模式，便可以得到 粒子的平均大小及分布。如果要量測數百奈米以下的固態或液態的粒子，

到目前為止，光散射儀是主要、也可能是最好的選擇。[25]

測試方式為取0.02g的原液+1.98g的溶劑(PGMEA)，充份混合後倒入待測的 石英材質的cell去做測量，連續測量五次，並取其平均值。其結果如(表4.6) 與(圖4.6~4.9)所示：

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表4.6 R/G/B/BK四色修補液粒徑量測結果

圖4.6 R色修補液粒徑分佈曲線圖

圖4.7 G色修補液粒徑分佈曲線圖

圖4.8 B色修補液粒徑分佈曲線圖

圖4.9 BK色修補液粒徑分佈曲線圖

由以上的結果，不同色漿與不同的成分組成，在本實驗的配方設計中，其 修補液的混合分散結果良好，並沒有凝結或聚合的現象，R色修補液由結果 其粒徑分布約為90nm~900nm，平均粒徑為215.7nm，G色修補液由結果其粒 徑分布約為20nm~900nm，平均粒徑為107.7nm，BK色修補液由結果其粒徑分 布約為50nm~900nm，平均粒徑為118.2nm，其粒徑分佈皆具有良好的均一性。

B色修補液由結果其粒徑分布約為30nm~900nm，平均粒徑為125.0nm，但其 在粒徑分布約為2000nm~3000nm有輕微的強度被偵測，但在修補過程中以穿 透光與反射光確認皆無異常現象，初步確認此粒徑分布狀況對修補液應為 可接受狀況。

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4.4修補液熱穩定性分析

熱重量分析儀(Thermogravimetric Analyzer, TGA)是用於量測樣品材料在 特定溫度條件下的重量變化情形的儀器。其主要原理係將樣品置於一個可 透過程控式升溫、降溫或恆溫的加熱爐中，通入固定的環境氣體下(例如：

氮氣或氧氣)，當溫度上升至樣品中某一材料成分的蒸發溫度、裂解溫度、

氧化溫度時，樣品會因為蒸發、裂解、氧化而造成重量的損失，記錄樣品 隨溫度或時間的重量的變化，即可判定材料的裂解溫度、熱穩定性、成分 比例、樣品純度、水份含量、還原溫度及材料的抗氧化性等特性。[26]彩 色濾光片在進行完成紅、綠、藍三色層的製作後，後續會進行ITO、MVA、

PS製程三道加熱烘烤處理製程，其中ITO成膜溫度為180℃，MVA與PS製程則 有230℃烘箱烘烤，將自製的彩色修補液進行熱重量分析，以測試修補液能 在高溫製程下不會產生熱裂解問題，確保修補的品質，實驗方法為以每分 鐘10℃的升溫速率，紀錄其重量變化對應溫度作圖，其結果如(圖4.10)所 示。

圖4.10 修補液TGA曲線圖

由R/G/B/BK四色修補液的熱重量分析曲線圖，修補液在溫度低於300℃時沒 有明顯的重量損失，此結果已可達到我們希望設定的230℃抗裂解溫度，在 熱穩定特性表現上，應可應付後續各段的熱處理製程條件。

4.5修補液色度分析

LCD產品隨客戶需求不同，其產品色度規格都有所差異，目前CF缺陷完成修 補後主要還是目視確認修補區色彩飽和度是否和原正常光阻區沒有太大差 異，本光學色度特性標準以32吋TV機種與17吋Monitor機種的產品為參考規 格，探討修補後區域的光學特性[27]。測試方式為取上完RGB光阻的彩色濾 光片半成品。以自製的修補液進行修補，共修補3個缺陷區，並量測修補區 域中心點的光學特性，並取其平均值，紀錄其結果。

修補後量測正常區與修補區的光學特性(x,y,Y,OD) 如(表4.7)所示，兩組 量測結果色座標比較如(圖4.11)所示。

表4.7正常區與修補區的光學特性(x,y,Y,OD)

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圖4.11 正常區與修補區色座標比較圖

由光學色度特性與色座標比較圖表可看出，自製修補液完成修補後其色度 與正常RGB色層的色度雖然無法完全符合產品色度目標，但在色彩的表現

由光學色度特性與色座標比較圖表可看出，自製修補液完成修補後其色度 與正常RGB色層的色度雖然無法完全符合產品色度目標，但在色彩的表現