液晶顯示器（LCD）制造關(guān)鍵材料全球市場的95%被日韓企占據(jù)，我國一直依賴進口。中國化工報記者7月12日采訪了解到，北京化工大學(xué)光聚合技術(shù)研究中心等已成功開發(fā)了LCD生產(chǎn)用黑色矩陣（BM）材料關(guān)鍵技術(shù)，有望打破這一維持了近40年的市場壟斷。
該技術(shù)由北京化工大學(xué)光聚合技術(shù)研究中心和江蘇博硯電子科技有限公司合作開發(fā)，經(jīng)中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織鑒定，產(chǎn)品主要指標(biāo)比肩國際同類產(chǎn)品，其中的高阻抗BM更是已經(jīng)超過國外產(chǎn)品，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
據(jù)項目負(fù)責(zé)人、北京化工大學(xué)聶俊教授介紹，BM是LCD制造中的關(guān)鍵材料，涉及的技術(shù)難題眾多，包括低聚物結(jié)構(gòu)設(shè)計和篩選、合成工藝確定和優(yōu)化、活性單體的篩選和控制、色漿細(xì)度控制和穩(wěn)定、產(chǎn)品配方設(shè)計和優(yōu)化等。目前國際上主要生產(chǎn)企業(yè)是日本TOK、新日鐵化學(xué)和三菱化學(xué)，我國尚未有企業(yè)能夠進行生產(chǎn)，同時也缺乏充足的技術(shù)人員儲備和關(guān)鍵設(shè)備。
該技術(shù)的主要創(chuàng)新點是突破了BM材料設(shè)計制備關(guān)鍵技術(shù)，完成高阻抗BM和通用型BM的制備。他們通過研究樹脂結(jié)構(gòu)和分子尺寸及形態(tài)對顯影性能和分辨率的影響機制、碳漿的改性結(jié)構(gòu)、表觀形貌和制備工藝對其穩(wěn)定性及光學(xué)特性的理論關(guān)聯(lián)等問題，突破了高感度和高分辨率感光體系的構(gòu)建、納米碳漿穩(wěn)定化制備技術(shù)，完成了系列BM材料的開發(fā)工作。
其中，通用型BM為特有的產(chǎn)品，可以對應(yīng)于3種不同的主流設(shè)備。
由于不同的曝光機參數(shù)不同，所對應(yīng)的工藝和對BM的要求也具有較大的差異，目前很少有能同時滿足兩種不同生產(chǎn)工藝的BM。“而我們開發(fā)的通用型BM可同時滿足3種主流應(yīng)用設(shè)備的工藝要求，不僅省去了生產(chǎn)線上產(chǎn)品切換，同時也減小了原材料的購買力度，具有很高的技術(shù)含量和很好的應(yīng)用前景。”聶俊介紹說，“而高阻抗BM則同時實現(xiàn)了高遮光性能和高電絕緣性，這在LCD產(chǎn)業(yè)中越來越受重視。我們這個產(chǎn)品已經(jīng)超過了國外大公司的產(chǎn)品水平，達(dá)到了國際領(lǐng)先的地位。”
北京化工大學(xué)還聯(lián)合江蘇博硯電子科技有限公司及其他6家單位獲得了國家重點研發(fā)計劃“微電子加工用高端超純化學(xué)品”專項的立項，將在已建成年產(chǎn)100噸黑色矩陣生產(chǎn)線基礎(chǔ)上，進行年產(chǎn)1000噸生產(chǎn)線建設(shè)，從而實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。（記者陳菲）
鏈接 黑色矩陣未來研究重點
高阻抗與高OD的平衡
目前，市場對高光透射密度（OD）產(chǎn)品的需求也很旺盛（BM的厚度=廠商要求/單位厚度BM的OD值）。而高阻抗產(chǎn)品的表面阻抗性能主要是利用新型色漿來達(dá)到的，增強表面阻抗的同時，也導(dǎo)致了OD下降。因此，在取得高阻抗效果的同時，提升BM的OD值，是下一步努力的方向。
儲存穩(wěn)定性
BM材料受材料特性的限制，保質(zhì)期很短，一般在冷藏（5℃）條件下保存周期不超過3個月，這對下游企業(yè)的儲存條件以及生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)能力都提出了較高要求。因此，延長BM材料的儲藏穩(wěn)定性也是下一步的主要研發(fā)方向。對穩(wěn)定性影響最大的是色漿性質(zhì)。色漿中的炭黑顆粒為納米尺度，易發(fā)生沉降，導(dǎo)致BM儲存穩(wěn)定性變差。
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