用于显示器领域的滤色器，是在玻璃等透明板材的表面，由2种以上不同色相的微细像素纵横固定排列形成布线图案。1个像素从数十微米到数百微米大小不等，而且每一色相均按一定的顺序和排列构成。为此，滤色器的制作方法有多种方案，常用的方法是在透明感光性树脂中将染料、颜料等着色剂均匀地分散在有色抗蚀剂中，经涂布后，曝光显影，依规定形状形成染色图案，这是一种可实现批量生产的颜料分散法。但在大幅面化和原料涂布等方面，尚待进一步改进。

　　鉴于上述问题，显示器领域开始关注适应大幅面的网版制作和印刷技术，同时，对丝网印刷也提出了更高精细化的要求。丝网印刷早已在大幅面宣传画等商业广告领域和印刷电路板等电子元件领域得到应用，是一种基本不依赖承印物特性，又节省物料的印刷方法。
     
　　为了实现高精度网印，必须努力将网纱随印刷时间变化而带来的张力降低程度控制到最小，并且一定要使用分辨力良好的抗蚀剂材料。但至今仍未发现有效的抗蚀剂。此外，从提高印刷精确度方面来看，也需要对影响高精细丝网印刷的元素做进一步的改进。       
     
　　因此，本研究主要是对原有的网版结构和油墨组成进行改进，对相关材料进行了最佳化处理，进而对新式的高精细丝网印刷法（简称HADOP法）进行探讨，介绍可实现减弱图像边缘锯齿且直线性极高的40μm清晰线印刷，由此对滤色器制作的应用拓展起到推动作用。
　　实验材料与方法
　　1.制版及油墨用透明抗蚀剂材料的合成
     
　　透明抗蚀剂是用聚合物、单体、光聚合引发剂以6:4:3的比例混合制成。
     
　　光聚合引发剂是由TAZ-106（绿化学公司制5-三氮杂苯类）和2-羟基-2-二甲氧基-1-苯基丙烷-1-酮（千叶盖仪公司制）以4:1的比例混合，用环己酮为溶剂调制出引发剂溶液。其中，单体和光聚合引发剂以及含溶剂在内的各种试剂都直接使用了市售特级试剂，惟有聚合物使用的是下述合成物。
     
　　使用的溶剂是3-甲氧丁基醋酸，将苯偶酰丙烯酸甲酯（BzMA）、苯乙烯（St）、2-甲基丙烯酸（MMA）的各种丙烯酸单体以 1:1:1的配比混合后，再以游离基聚合引发剂偶氮二异丁腈（AIBN）在80℃下搅拌6小时，使游离基聚合反应后获得三元共聚物。进而在三元共聚物的MMA中，以缩水甘油丙烯酸甲酯（GMA）对原有的部分氢氧基进行加成反应，合成引进双键的四元共聚物（P-1）。
     
　　除此之外，将MMA换成丙烯酸（AA），与P-1一样，以GMA对部分氢氧基进行加成反应，合成引进双键的四元共聚合物（P-2）。为了对制版特性进行对比，还采用了市售聚合物，市售聚合物使用的是三元丙烯系共聚物ACA-200（Disell UCB公司）。
     
　　2.颜料分散抗蚀墨的配制
     
　　颜料分散抗蚀墨的颜料和透明抗蚀剂的比率为1:4，溶剂是丙二醇甲基醚乙酯（PGMEA），颜料使用的是C.I.Red 177，C.I.Green36，C.I.Blue15:3。配制方法是，将C.I.Red 177颜料200g，分散剂Disperbyk161（不挥发成分30%）167g ，PGMEA 633g混合后，用颗粒搅拌机分散24小时后，将透明抗蚀剂按规定量加入，均匀地搅拌，用孔径为2μm的过滤器过滤后，获得红色分散抗蚀墨。为了与传统的丝网印刷法进行比较，实验还使用了普通网印油墨（太阳油墨公司制EG-RED）。

 
3.制版与印刷
     
　　使用纽隆公司生产的丝网印刷机，考虑到网纱张力与印压的关系、材质的机械强度和耐溶剂性，刮墨板使用聚氨酯橡胶。承印材料选用厚度为185μm的PET薄膜。为了使承印材料与油墨良好附着，利用电晕放电处理方式将其表面粗化，以提高表面活性。
     
　　制版方面，为了进行对比实验，制备了两种网版，即标准网版和HADOP网版。标准版是将透明抗蚀剂用缝式涂布机涂布在不锈钢丝网（250目，厚53μm）表面，自然干燥后版膜厚度为7μm。晒版采用波长300～450nm的UV光源，照射能量为50mJ/cm2。HADOP印版使用ST590 CALH网纱（属于特别订货，590目，网厚28μm，线径为13μm）。
     
　　绷网采用方形铝质网框（320mm×320mm），用绷网机绷网纱。绷网张力为2000～2300N/mm，绷网角度为34.1°，绷网前对丝网进行打磨处理，然后在此网版上涂布5μm厚的胶黏层（环己烷酮溶液），干燥后作为背衬缓冲层，再涂布感光性树脂D胶液，使其自然干燥。之后，在印刷面，采用缝式涂布方式涂布感光树脂A胶液，制成HADOP印版。
     
　　在丝网上涂布透明抗蚀剂后，视需要对两面实施曝光。使非图文部分硬化后，用0.1%KOH水溶液进行显影，形成图像版膜。进而将网版置于120℃下，加热处理2小时，改善其耐水、耐溶剂性。也可事先用硅烷偶合剂处理网纱，以改善抗蚀层与金属丝网的密附性，如用γ-甲基丙烯丙基三甲氧基硅烷0.1%水溶液浸析30分种后进行烘干。
     
　　4.材料性能评估
     
　　（1）显影特性试验
     
　　为了试验网版的显影性，将制版抗蚀剂涂布在一定规格的模版上使之光硬化，用0.1%KOH水溶液显影，观察模版上的残留状态。
     
　　（2）油墨的黏度和动态黏弹性测定
     
　　测定温度为25℃，使用黏弹性分析器（双锥式，直径25mm）测定动态黏弹性。测试角速度ω在0.1～100转/秒范围内，在应变量1%，25℃条件下，由测定的损失弹性率G"和储存弹性率G`求出tanδ（G"/G`）。
     
　　黏度测定样品为0.3ml，转子直径为47mm，3°倾斜圆锥，测试转数为3转/分钟 、10转/分钟 、20转/分钟3个数值，并以3转/分钟和10 转/分钟测定油墨的黏度比（η3/η10）作为触变性指标（TI）。
　　结果和分析
　　1.HADOP网版的功能化模式
     
　　从普通丝网印刷用网版截面结构可以看出由网版、刮墨板、油墨构成的网印系统所用器材虽少，但需控制的可变因素非常多，印版的网纱部位，填墨、刮印、印版开合几乎是同时发生的状态，为此，与印刷过程相关的许多因素，都是由一张单薄的丝网承担的。由于许多不可控制的因素，使传统网印的图像分辨力限制在100μm 上下。

  虽包含推断理由，但可以看出印版结构或网纱是影响网版分辨力的基本原因。HADOP网版，为做到高精细化，将印版的网纱部位采用细微布线结构，而且对每1个像素的功能进行分解，也就是说，这种高精细、高张力网纱，为确保所需的分辨力，在涂布感光层后，要形成5μm 的开孔，并保证油墨在网版上轻松地固着和转移。此外，在HADOP网版背面有一背衬缓冲层，使网距精确并保持一定，HADOP印刷时可及时分离的网距定为0.7mm ，比一般网印的网距要小得多。 HADOP网版的功能模式如图3所示。
     
　　传统的丝网印刷，其印版的网纱是固定在网框架的四边。在网纱的上方依靠刮墨板的运动刮压油墨，将油墨压向网版印刷面，再转移到承印物上。在这种转移过程中，网纱相当于1根弹簧，以一定的振幅运动影响整个印版表面，其结果是，弹簧（网纱）不单是上下运动，还包括长短伸缩，且运动幅度相当大，因此，要使网版恢复稳定，需要很长时间。
     
　　高精细的HADOP网版，采用微细弹簧结构，以相当于1个像素大小的弹簧，将网版运动分割开。其结果是，网版刮印过程的运动量变小，持续时间变短。此外，图案像素在开始时已微细化为1像素，这就必然会变成高精细像素的输出。更重要的是，由于网版结构细化，是借助1像素1功能的分配方式，可缓和印刷压力对网版的影响。

来源： 中国金属制品网