日本瑞翁开发出采用涂布型树脂材料的绝缘膜

图：日本瑞翁（Zeon）电子材料事业推进部技术经理加藤丈佳
在2011国际平板显示产业高峰论坛（FPD International CHINA 2011/Beijing Summit）第一天下午的技术演讲中，日本瑞翁（Zeon）电子材料事业推进部技术经理加藤丈佳以“瑞翁的显示屏用新型开发材料”为题，介绍了该公司开发的新型显示屏用涂布型透明绝缘材料“ZEOCOAT”。

ZEOCOAT是以该公司自行生产的环烯烃聚合物为基础制成的绝缘材料。环烯烃聚合物是一种光学特性、电特性俱佳的材料。在光学方面，这种材料与丙烯一样，对于大范围波长的光线具有良好的透明性，在电特性方面，其相对介电常数为3.0～3.4，对于所有频率都具有极低的相对介电常数。

在物理性质方面，该材料具有不易吸水的特性。吸水性仅为其他材料的1/10～1/100。在化学性质方面，该材料在有机物中具备高热耐性。如果从衡量有机材料耐热性的指标——重量减少5％的温度来看，ZEOCOAT为350℃，比丙烯高35℃，比聚酰亚胺还要高25℃。并且具有成膜后残留应力低的特点。

促进FPD性能提高和成本降低的三个方案

发挥ZEOCOAT的优势，日本瑞翁为FPD企业展示了3个使用方案。

第一个是用作非晶Si-TFT的绝缘膜。ZEOCOAT可以取代过去利用CVD形成的硅氮化膜，通过涂布工艺取得相同的效果。第二个是形成TFT之后的平坦化。这是实现高精细显示屏不可或缺的技术。第三个是有机EL面板的像素分离。通过使用ZEOCOAT，可以实现透明的有机EL面板。为了进一步提高ZEOCOAT的特性，增加新的功能，日本瑞翁正在进行相关的技术开发。

在用作涂布式绝缘膜时，ZEOCOAT可以作为削减背照灯耗电量的手段。现有的液晶面板在TFT阵列基板的上方形成了高折射率的硅氮化膜，因此界面会反射光线，导致亮度下降。而改换ZEOCOAT之后，因为折射率低，所以可以抑制反射。而且，ZEOCOAT还具备平坦化膜的功能，有望取得扩大开口部的效果。加藤表示，“模拟ZEOCOAT使用效果的结果显示，亮度可以提高15％”。

而且，采用ZEOCOAT还有助于温室气体减排。在现在的CVD工艺中，确保形成高品质薄膜必须使用温室气体NF3进行清洗。而改用ZEOCOAT之后，使用此类气体的清洗可以省略。

采用ZEOCOAT还能减少昂贵的生产设备——CVD装置的购置数量，还有助于减少设备投资额。“按照第8代工厂生产的单张的生产成本推算，大约可以减少17美元”(加藤)。

通过试制应用元件验证效果

ZEOCOAT等涂布式绝缘膜能够带来优秀的效果，这一点早已尽人皆知。但实际上，这种绝缘到至今尚未投入实用。这是因为考虑到材料从硅氮化膜改换为树脂的风险，量产时元件的可靠性存在疑问。为了消除这一担忧，日本瑞翁自主试制TFT阵列，在上方形成涂布式绝缘膜，暴露在60℃的环境下进行了可靠性加速试验。结果确认，与绝缘膜采用硅氮化膜的陈列相同，TFT在关闭状态下经过150小时或500小时后，漏电流仍未增大。加藤呼吁厂商采用这种绝缘膜，表示“作为绝缘膜，ZEOCOAT已经达到了可以利用的状态”。

根据推测，在智能手机等用途，屏幕将追求更加精细，窄边框化也将继续发展。开发这种显示屏的重点有两个。一个需要能够形成高精细的接触孔，扩大开口率的平坦化膜，而是需要适应窄边框化，能够与金属布线紧密贴合，防止金属布线劣化的平坦化层。

经该公司实际确认，ZEOCOAT能够形成直径为2μm的接触孔。而且，ZEOCOAT与钛或硅氮化膜贴合性的调查结果显示，该材料的贴合性高于丙烯材料，并且长时间后的变化较小。

面向有机EL面板的像素分离用途，该公司备有排放气体减少到了1/10以下的ZEOCOAT。这种材料符合有机EL元件在水分气体中劣化严重的特性。通过利用这种材料，可以制作出透明有机EL面板等前所未有的面板。日本瑞翁已经试制出在实际的像素分离中使用ZEOCOAT的有机EL元件，经确认，该材料确实具有抑制亮度劣化的作用。（记者：伊藤元昭，日经BP社电子机械局编辑委员）