液晶顯示器（LCD）制造關鍵材料全球市場的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，北京化工大學光聚合技術研究中心等已成功開發(fā)了LCD生產(chǎn)用黑色矩陣（BM）材料關鍵技術，有望打破這一維持了近40年的市場壟斷。
該技術由北京化工大學光聚合技術研究中心和江蘇博硯電子科技有限公司合作開發(fā)，經(jīng)中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織鑒定，產(chǎn)品主要指標比肩國際同類產(chǎn)品，其中的高阻抗BM更是已經(jīng)超過國外產(chǎn)品，達到世界領先水平。
據(jù)項目負責人、北京化工大學聶俊教授介紹，BM是LCD制造中的關鍵材料，涉及的技術難題眾多，包括低聚物結(jié)構設計和篩選、合成工藝確定和優(yōu)化、活性單體的篩選和控制、色漿細度控制和穩(wěn)定、產(chǎn)品配方設計和優(yōu)化等。目前國際上主要生產(chǎn)企業(yè)是日本TOK、新日鐵化學和三菱化學，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人員儲備和關鍵設備。
該技術的主要創(chuàng)新點是突破了BM材料設計制備關鍵技術，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、表觀形貌和制備工藝對其穩(wěn)定性及光學特性的理論關聯(lián)等問題，突破了高感度和高分辨率感光體系的構建、納米碳漿穩(wěn)定化制備技術，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，可以對應于3種不同的主流設備。
由于不同的曝光機參數(shù)不同，所對應的工藝和對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種主流應用設備的工藝要求，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，具有很高的技術含量和很好的應用前景。”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，達到了國際領先的地位。”
北京化工大學還聯(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)線基礎上，進行年產(chǎn)1000噸生產(chǎn)線建設，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到的，增強表面阻抗的同時，也導致了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，導致BM儲存穩(wěn)定性變差。
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