TFT用感光材料国内外技术悬殊国内化学品企业努力追赶

随着技术的成熟和生产规模的日益扩大，TFT-LCD已经成为主流的平板显示技术，相关的产品也越来越多地进入我们的日常生活中。在TFT-LCD的制作过程中，必须要用到一种功能材料———感光化学品，通过光刻，形成选择性保护和腐蚀，加工成设计好的电路或图形，最终显示出各种色彩和图形。

TFT感光材料种类功能及应用

TFT-LCD主要由TFT阵列、彩色滤光片和背光膜组三大部分组成。需要用到感光材料的主要是在TFT阵列制程和彩色滤光片制程。
TFT阵列制程中用到的光刻胶主要为正性光刻胶。主要由成膜材料、光敏剂(PAC)、添加剂和溶剂组成，曝光谱线在350nm-450nm之间。此类光刻胶的成膜剂一般采用线性酚醛树脂。光敏剂一般采用重氮萘醌系列化合物，此类化合物对波长在350nm-450nm紫外光敏感，经此波段的紫外光辐照后会产生一系列的光化学变化。一般添加剂为了一些特定目的改性，如改善涂布流平性，提高感光灵敏度，增加稳定性等。溶剂一般采用多官能团的醚类或酯类，目前大部分生产商采用丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)。一般的生产厂家会根据不同的用途、涂布方式、曝光要求等设计不同类型的产品，以适应不同的TFT面板生产商需求。
TFT用光刻胶与一般的IC用光刻胶有不同的发展路线。IC用光刻胶更侧重于性能，所以生产商不断推出g-line(436nm)、i-line(365nm)、DUV(248nm、193nm)乃至157nm的光刻胶，对应分辨率也从微米级向纳米级过渡。TFT用光刻胶则不同，一般TFT阵列的分辨率在3微米-5微米以上，不会更细，但是随着TFT面板的不断扩大，由最早的300mm×400mm(第一代)，到2100mm×2400mm(第七代)，乃至更大，对光刻胶涂布均一性不断提出更高的要求。
以上类型的TFT光刻胶通过涂布、烘干、曝光后，见光部分在短时间内产生光化学反应，易溶于碱性显影液，而未曝光部分在显影液中产生轻微的交联，更加不溶解。这样在曝光与未曝光区产生反差，将掩模(MASK)上的图形转移到光刻胶层。再通过湿法或干法蚀刻的方式将光刻胶层的图形转移到下层材料上，最后将未曝光部分的光刻胶去除，形成一次光刻制程。一般TFT阵列要经过3-7次这样的光刻过程才能完成。
彩色光刻胶主要由红、绿、蓝构成，提供TFT-LCD的三基色。BM是为提高像素中的色泽纯度而形成黑底层的物质。
彩胶和黑胶也是由成膜剂、色膏、光引发剂、溶剂和添加剂组成。成膜剂一般采用丙烯酸类、环氧系、苯酚系等高分子化合物，具有形成膜、显影性好、机械性硬度大、物理性质、贴紧力强等功能。
彩色胶和黑色胶一样也是通过涂布、曝光、显影等工序将掩模上的图形转移到CF玻璃上，R、G、B三原色和黑色矩阵，总共要经过4次光刻工艺完成彩色滤光片的制程。与阵列用光刻胶不同的是，一般彩色光刻胶是负性胶，形成的图形与掩模板相反，且彩色胶将留在CF基板上，故对其的耐老化要求很高。
Spacer是维持TFT-LCD基板间间距的材料。过去一般使用直径均一的小圆球类的材料，通过机械喷散的办法，均匀分散在两片玻璃之间。但是现在的趋势基本变为使用Photo种类，通过曝光显影的办法做在两片玻璃中的一片上，起到间隔的作用。

国内外技术水平差距巨大

目前TFT阵列制程用正性光刻胶的生产商主要有TOK、AZ、Dongjinsemichem、Zeon等，AZ立足于韩国、日本及我国台湾市场，占全球供货总量的30%%左右。几乎占据我国台湾和日本全部市场的TOK拥有全球第一的市场份额，大约为40%%的市场占有率。随着三星电子、LG两家公司的光致抗蚀剂使用量的逐渐增加，韩国企业Dongjin的市场份额增至为20%%至29%%，而我国台湾也有少量企业在积极向台湾面板公司供应产品，预计以后会有一定的增长。
目前中国大陆只有为数不多的企业在从事此类产品的生产销售，如苏州瑞红，目前他们生产的正性光刻胶占TN-LCD(扭曲向列型液晶显示器)、STN-LCD(超扭曲向列液晶显示器)用胶的70%%左右，有少量供国内TFT-LCD企业使用。
彩色光刻胶和黑色光刻胶主要由日本企业垄断。彩胶和黑色胶有日本的JSR和ToyoInk两大体系，占市场供应量的90%%以上，韩国和我国台湾也有少量生产。PhotoSpacer原来由JSR一家垄断。但这种状况正在改变，Mitsubishi、SamyangEMS等企业的品质正逐渐被认可，不断蚕食JSR的地盘，市场占有率不断上升。以上这两种感光材料由于技术积累和需求的原因，目前国内还没有厂商研发生产。
感光材料是LCD制程中的关键材料，直接影响最终产品的质量。从以上分析看出目前绝大部分是由国外厂商垄断，主要是日本、韩国的生产商。国内外差距巨大，主要有以下几方面的原因：首先，我国整体液晶显示器制造起步较晚，原材料和设备都是从国外引进，没有技术优势和成本优势，几乎都在亏本经营。在这种情况下，不可能考虑扶持国内材料企业。其次，基础原材料配套不足，如正性光刻胶用树脂、光敏剂等都需要进口，没有配套成本优势。再次，研发投入不足，有些研发设备非常昂贵，不是一般企业能承受得起的。相关产品技术含量高，研发周期长，风险大，企业不愿投入。最后，政府支持力度不够，希望能出台一些扶持政策。
虽然国内外差距很大，但国内的电子化学品生产企业也发挥自身的优势，贴近客户，根据市场需求，及时调整对策，在某些领域已超越国外厂商，逐渐形成自己的特色和优势，服务于国内FPD(平板显示)制造企业。