GBT 43793.2-2024 平板显示用彩色光刻胶测试方法 第2部分：光学性能标准立项发展报告

平板显示用彩色光刻胶测试方法第2部分：光学性能标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodforColorPhotoresistforFlatPanelDisplay-Part2:OpticalPerformance摘要关键词：平板显示；彩色光刻胶；光学性能；测试方法；国家标准；色度坐标；光谱透过率一、引言1.1研究背景平板显示产业是信息技术领域的战略性基础产业，涵盖液晶显示（LCD）、有机发光二极管显示（OLED）、微型发光二极管显示（MicroLED）等多种技术路线。彩色光刻胶（ColorPhotoresist）是平板显示面板实现全彩色显示的关键功能性材料，其通过颜料分散法将红、绿、蓝三色像素精确图案化于基板之上，形成彩色滤光膜（ColorFilter）。彩色滤光膜的光学品质——包括色彩饱和度、透过率、色纯度及均匀性——从根本上决定了显示面板的色域覆盖率、亮度效率和画面品质。近年来，随着4K/8K超高清显示、高动态范围（HDR）成像及广色域技术的普及，显示面板对彩色光刻胶的光学性能提出了更为严苛的要求。色坐标偏差会导致白平衡漂移，亮度因数不足会造成光效损失，光谱特性的批次波动更会引发面板色差与Mura缺陷。因此，建立一套科学、统一、可操作的彩色光刻胶光学性能测试方法标准，已成为产业发展的迫切需求。1.2标准立项的必要性（1）产业规模扩张亟待标准支撑。据相关行业统计，2023年我国平板显示产业全球市场占有率超过60%，彩色光刻胶年需求量已突破万吨级别。然而，彩色光刻胶的核心供应商仍集中于日本、韩国等国家，国产化替代进程正加快推进。在此背景下，缺乏统一的测试方法标准，严重制约了国产光刻胶的产品验证、质量分级与市场准入。（2）现有标准体系存在空白。目前，我国已发布的光刻胶相关标准主要集中于半导体集成电路用光刻胶的通用测试方法，针对平板显示用彩色光刻胶的分标准体系尚不完善。国际标准化组织（ISO）及国际电工委员会（IEC）亦未发布专门针对彩色光刻胶光学性能测试的完整标准。行业各企业虽建立了各自的内部测试规范，但测试条件、仪器配置和数据处理方法存在显著差异，导致测试结果缺乏可比性。（3）技术迭代带来的新需求。高色域量子点增强型彩色光刻胶、高透过率低散射光刻胶等新型材料的涌现，对光学性能测试的分辨率、精度和适用范围提出了新要求。传统测试方法在应对窄半峰宽光谱、高饱和色坐标等新型材料特性时，已显现出适应性不足的问题。二、国内外标准现状分析2.1国际标准现状在国际标准化层面，IEC/TC110（平板显示器件技术委员会）发布了部分涉及显示器件光学测试方法的标准，如IEC61747系列液晶显示器件测试方法，但其主要针对显示器件整机或模组的光学特性测量，如视角、响应时间、对比度等，并不直接适用于彩色光刻胶材料层面的光学性能评价。ISO/TC61（塑料技术委员会）虽有关于塑料透明材料光学性能测试的标准，但彩色光刻胶作为含有颜料分散体的复合功能材料，其涂布薄膜的测试条件与通用塑料有本质区别。日本工业标准调查会（JIS）制定的部分行业标准及相关企业联盟规范，如JISK7365等，虽涉及光学薄膜的测试，但主要面向光学薄膜而非彩色光刻胶材料本身。韩国则在显示产业标准（KS）体系中建立起部分与彩色滤光片相关的测试规范，但在光刻胶上游材料层面仍缺乏系统性的标准覆盖。2.2国内标准现状目前，我国彩色光刻胶领域适用的国家标准主要有：-GB/T37949-2019《平板显示用彩色光刻胶》：该标准规定了彩色光刻胶的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则等基本要求，为本系列提供了总体框架。-GB/T43793.1-2024《平板显示用彩色光刻胶测试方法第1部分：理化性能》：该标准已于本标准同期立项，规定了粘度、固含量、粒度分布、密度等理化性能测试方法。然而，上述标准虽涉及部分光学性能的测试项目，但受限于篇幅和定位，其规定较为原则性，在仪器条件、测试细节及数据处理等方面尚不足以满足当前产业精细化和差异化需求。因此，制定GB/T43793.2-2024，对彩色光刻胶光学性能测试方法进行系统化和精细化规定，是完善我国平板显示材料标准体系的关键举措。三、标准主要内容3.1标准适用范围本标准规定了平板显示用彩色光刻胶光学性能测试的通用方法，适用于以颜料分散法制备的红、绿、蓝三色光刻胶涂布薄膜的色度坐标、亮度因数、光谱透过率、色差等光学参数测试。同时适用于量子点增强型、染料型及其它新型彩色光刻胶光学性能的测试评价，为产品研发、质量控制及性能比对提供技术依据。3.2规范性引用文件本标准主要引用了以下规范性文件：-GB/T3979-2008《物体色的测量方法》：规定了物体色测量的术语定义、测量几何条件和色度计算方法-GB/T5698-2001《颜色术语》：统一了颜色科学领域的基础术语-GB/T20147-2006《色差的计算公式》：提供了CIELAB色差公式的计算方法-GB/T43793.1《平板显示用彩色光刻胶测试方法第1部分：理化性能》-GB/T37949-2019《平板显示用彩色光刻胶》上述文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。3.3术语和定义本标准对以下关键术语进行了规范化定义：-彩色光刻胶：由颜料（或染料）、树脂、单体、光引发剂及溶剂等组成的感光性组合物，经涂布、曝光、显影等工序形成所需颜色的像素图案的功能性材料-色度坐标（ChromaticityCoordinates）：在CIE色度系统中，用以表征颜色色相和饱和度的坐标值（x,y）-亮度因数（LuminanceFactor）：在规定的照明和观测条件下，试样表面的亮度与完全漫反射体的亮度之比-光谱透过率（SpectralTransmittance）：透射光通量与入射光通量之比，以波长为函数表示-色差（ColorDifference）：两个颜色刺激值之间在知觉上的差异定量表征值，用ΔE*ab表示3.4测试原理本标准依据CCIE标准色度学系统，基于分光光度法原理，通过测量彩色光刻胶涂布薄膜在可见光波段（380nm-780nm）的光谱透过率或光谱反射率，结合CIE标准照明体和标准观察者色匹配函数，经加权积分计算获得色度学参数。基本原理表达式为：X=k∫S(λ)·τ(λ)·x̄(λ)dλY=k∫S(λ)·τ(λ)·ȳ(λ)dλZ=k∫S(λ)·τ(λ)·z̄(λ)dλ其中，S(λ)为标准照明体相对光谱功率分布，τ(λ)为样品光谱透过率，x̄(λ)、ȳ(λ)、z̄(λ)为CIE标准观察者色匹配函数，k为归一化系数。3.5测试仪器与设备标准对测试仪器的技术指标提出明确要求：-分光光度计或光谱仪：波长范围应覆盖380nm-780nm，波长准确度优于±1nm，光度准确度优于±0.5%T-测色色差计：采用d/8°积分球几何结构，双光束测量方式-标准白板：需经国家计量机构溯源校准，380nm-780nm光谱反射比因数大于97%-膜厚测量装置：精度优于±1%3.6样品制备标准规定样品的制备应遵循以下程序：基板采用厚度为0.5mm-0.7mm的无碱铝硅酸盐玻璃，透光率≥91%；光刻胶样板采用旋涂法或狭缝涂布法在洁净度Class1000以下环境中制备，涂布厚度控制在2.0μm±0.3μm；预烤温度设定为100℃±5℃，时间90s±5s；曝光能量和显影条件按产品规格及GB/T37949-2019规定执行。3.7测试步骤与数据处理标准详细规定了测量程序，包括仪器校准、暗电流校正、基线校正、样品光谱扫描及数据记录等环节。在各波段光谱透过率测量完成后，根据目标色域要求选定标准照明体（通常采用D65）和标准观察者（10°视场），按CIE规定的方法计算色度坐标x、y，亮度因数Y及色差ΔE*ab。此外，本标准规定对同一涂布基板取样不少于5个位置进行重复测试，各参数计算结果取算术平均值作为最终测试结果，同时以极差或相对标准偏差（RSD）评价均匀性。四、标准研制过程4.1立项与筹备阶段2021年，全国半导体设备和材料标准化技术委员会（SAC/TC203）会同相关行业协会及龙头企业，结合产业调研和国家标准化管理委员会年度立项指南，组织申报“平板显示用彩色光刻胶测试方法”系列标准立项计划。2022年，国家标准化管理委员会正式下达该系列标准制修订计划项目。4.2起草与编制阶段标准起草组由中国计量科学研究院、京东方科技集团股份有限公司、TCL华星光电技术有限公司等多家单位的专家组成。起草组系统收集并分析了国内外相关标准资料与文献，召开了多次线下及线上研讨会，就标准框架、关键指标及实验验证方案进行了深入研讨。2022年底形成标准草案。4.3征求意见与审查阶段2023年上半年，起草组通过全国标准信息公共服务平台面向全社会公开征求意见，同时定向发送至国内主要面板厂商、光刻胶材料供应商及检测机构。共收到反馈意见47条，其中采纳或部分采纳38条，未采纳意见均在意见汇总处理表中予以说明。4.4报批与发布阶段2023年下半年，标准送审稿经SAC/TC203组织专家审查，一致通过。审查意见认为该标准技术内容科学合理，具有先进性和可操作性，达到国内领先水平。2024年3月15日，国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）正式批准发布GB/T43793.2-2024，自2024年10月1日起实施。五、主要起草单位介绍中国计量科学研究院（NIM）是本标准的第一起草单位。该院成立于1955年，是国家最高的计量科学研究中心和国家级法定计量技术机构，隶属国家市场监督管理总局。作为国家量值溯源体系的源头，中国计量科学研究院在颜色计量、光学辐射计量、光谱光度测量等方向拥有深厚的技术积累和丰富的标准研制经验。在颜色计量领域，中国计量科学研究院建立了国家颜色基准装置，涵盖光谱光度测量、色度计量、荧光材料测量等多个专业方向，其校准测量能力（CMC）在国际计量局（BIPM）关键比对数据库中享有国际互认地位。该院主持或参与制定了多项颜色与光学测量领域的国家标准和计量技术规范，如GB/T3979-2008《物体色的测量方法》、JJF1232-2010《反射式光度计校准规范》等。在本标准研制过程中，中国计量科学研究院主要负责测试原理的论证、光学测量系统的技术指标确定、量值溯源方案的制定以及验证实验的组织实施。该院依托国家颜色基准装置和标准白板校准能力，为标准中关键技术参数的确定提供了权威的计量学支撑，有力保证了标准技术内容的科学性、先进性和可操作性。六、标准实施意义与展望6.1实施意义本标准的发布实施，填补了我国平板显示用彩色光刻胶光学性能测试方法标准体系的空白，具有以下重要意义：统一评价尺度，促进公平贸易。标准的实施结束了各企业间彩色光刻胶光学性能测试方法不统一、数据不可比的局面，为供需双方的产品验收和技术仲裁提供了统一的依据，有助于规范市场秩序，促进公平竞争。支撑国产化替代，保障供应链安全。当前我国正处于彩色光刻胶国产化替代的关键阶段。统一、科学的测试标准为国产光刻胶产品提供了明确的性能评价标尺，有助于国内企业客观评价产品水平、持续改进工艺，加速进入面板厂商供应链体系。引领技术创新，服务产业升级。标准所确立的测试框架兼顾当前产业主流需求与未来技术发展方向，为高色域、高透过率新型光刻胶的研发验证提供了标准化工具，有力促进了行业整体技术水平提升。6.2未来展望展望未来，建议从以下几个方向持续推进标准化工作：（1）推进系列标准的完善。将“平板显示用彩色光刻胶测试方法”系列标准做深做实，适时启动第3部分（可靠性）、第4部分（工艺适应性）等后续部分的研制工作，构建覆盖彩色光刻胶全性能维度的测试方法体系。（2）推动标准国际化。依托我国在全球平板显示产业中的规模优势和技术贡献，积极将相关测试方法标准推广至IEC/ISO等国际标准化平台，提升我国在显示材料领域的标准话语权和国际影响力。（3）强化标准应用与宣贯。建议相关标委会和行业组织组织标准宣贯培训，推动标准在产业链上下游企业和第三方检测机构中的广泛应用。同时，建立标准实施反馈机制，定期评估标准的适用性，适时开展修订维护。七、结论GB/T43793.2-2024《平板显示用彩色光刻胶测试方法第2部分：光学性能》是在我国平板显示产业蓬勃发展和核心材料国产化替代加速推进的关键时期制定的一项重要国家标准。本标准立足产业实际需求，充分参考国内外相关标准和技术成果，经过系统的实验验证和广泛征求意见，构建了涵盖色度坐标、亮度因数、光谱透过率及色差等核心光学参数的标准化测试方法体系。参考文献[1]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T43793.2-2024平板显示用彩色光刻胶测试方法第2部分：光学性能[S].北京:中国标准出版社,2024.[2]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T37949-2019平板显示用彩色光刻胶[S].北京:中国标准出版社,2019.[3]国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T3979-2008物体色的测量方法[S].北京:中国标准出版社,2008.[4]国家质量监督检验检疫总局.GB/T5698-2001颜色术语[S].北京:中国标准出版社,2001.[5]国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管