四、 實驗結果與討論
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 上，已可符合一般產品的使用，如果未來在修補過程中其產品色度規格與 修補區的顏色差異過大，各COLOR光阻的色度也可依產品特殊色度規格要 求，進行色漿比例調整。另外目前黑色樹脂在光學密度(Optical density;OD) 的要求至少為4.0的水準，光學密度也可以以光學折射率的想法表現[28]，
下式(14)為OD值表示式，其中
I
為一個特定的波長的光強度已通過一物質而 特定波長的光強度在進入物質之前則以I
0表示
。兩者相除後取對數值即為 該物質光學密度的定義。
OD = -log (I/I
0)
--- (14)目前自製的修補液量測的OD值為4.5，符合一般彩色濾光片產品規格需求。
4.6修補液SEM分析
針對修補液皺摺問題，由SEM分析確認如(圖4.12)所示。凸起的山脊區發現 有較多的層狀結構與聚合顆粒，此代表Ink各局部區域反應速率不同，此為 造成皺摺的原因。推測光反應性不足，須從此方向著手改善。也因藉由調 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，有效 解決UV後會有縐褶產生的問題。
圖4.12 UV皺折區SEM分析圖
4.7修補液信賴性分析
彩色濾光片出貨前會進行信賴性測試，以確認在進行後續Cell組裝時彩色 濾光片品質上的穩定性，將最佳配方修補後的基板，鍍上ITO後進行信賴性 測試分析，測試結果以自製的修補液進行修補的基板，可通過彩色濾光片
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外觀：觀察試驗後CF外觀無ITO層潤、顏料溶、畫素剝落、龜裂等狀況。判 定為合格。分光特性：△Euv＊≦3.0為合格。耐光性前、後，測定R/G/B的 色差值，△Euv＊≦5.0為合格。
表4.11 修補基板耐環境測試
Test Item Item △Euv* Judge Item △Euv* Judge Item △Euv* Judge -40~85℃ R 0.4 PASS B 0.61 PASS G 0.25 PASS UV R 0.62 PASS B 0.57 PASS G 2.27 PASS
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五、結論與建議
5.1結論
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，期間並配合色漿廠商同步共同開發減少高溫固化製程的Repair Ink已有初步成果，4色Ink其流動性、揮發性、UV反應性及色彩飽和度可符 合上線測試標準。
最佳配方的R/G/B/BK Ink進行信賴性試驗，針對Ink’s可靠度、
Ink’s life time等，進行品質檢驗，其中R/G/B/BK四色已通過彩色濾光 片的信賴性品管測試。
5.2建議
在實驗的設備與手法上，本論文實驗使用上機測試的機台為
V-technology廠商型號為Jupiter彩色濾光片修補設備，其機台設計需搭配 針頭為0.5um管徑毛細針卡匣，為節省修補液送回日本原廠填充所需往來的 時間與成本，本實驗皆以自行清洗回收毛細針後再進行修補液的填充，但 由於毛細針頭極細，往往在清洗回收的過程，常常會有針頭損壞或者清洗 不潔的問題，針頭損壞會造成修補液吐出量的不易控制，需調整吐出壓力 與吐出量來加以控制，如圖(5.1)所示。而其清洗不潔則會造成修補液無法 填充或吐出，雖然過程中有取相同管徑的毛細管，以加熱拉伸的方式進行 製作，但製作過程不易拉出原廠毛細針形狀，目前仍需使用原廠修補針進 行修補。
V-Tech (正常品) 自製-R (針尖損毀) 自製-R (出墨量無法控制) V-Tech (正常品) 自製-R (針尖損毀) 自製-R (出墨量無法控制)
圖5.1 針頭損壞修補圖
在修補液的設計與配方上，目前業界以修補液進行彩色濾光片修補 的設備，除了毛細針式也有日本NTN針沾式的修補設備等，不同的修補方式 所需搭配的修補液特性皆會有所不同，但依據各種修補機台型式的修補結 果進而調整修補液色漿、單體、起始劑、添加物的比例，相信同樣可找出 符合該機台的修補液配方。
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