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LCD液晶光刻膠又稱感光膠，一般由感光劑(光致抗蝕劑)、增感劑和溶劑組成。感光劑是一種特別敏感的高分子化合物，當(dāng)它受到適當(dāng)波長光照射時，能吸收一定的波長的光能量，使之發(fā)生交聯(lián)、聚合或分解等光化學(xué)反應(yīng)，使光刻膠改變其性能。
1.1 光化學(xué)與感光材料
(1)光對感光性物質(zhì)的作用
當(dāng)光作用于感光性材料時，反應(yīng)的分子吸收了光能量而引起的化學(xué)反應(yīng)有氧化，還原分解、加成、聚合、二聚化等。但是，光的能量是視其波長而有所不同，所以光的照射并不一定都能使分子產(chǎn)生這些反應(yīng)。其理由是，波長短的紫外光的光能量大于波長長的可見光線，由此可見，要使其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，短波長的光是有利的。光致抗蝕劑所用的感光材料，除了特殊的例子之外，只對紫外光產(chǎn)生化學(xué)感光作用。因此，曬版用的光源以采用可射出足量紫外光的炭精燈、水銀燈、熒光燈、氙氣燈等為宜。
(2)光和分子
研究由于感光而產(chǎn)生的感光材料的變化作用，就必須弄清楚當(dāng)原子和分子遇光時，因吸收其能量所引起的狀態(tài)變化。分子具有三種能量，即轉(zhuǎn)動能、振動能、電子能。分子一旦吸收了光的能量，振動能轉(zhuǎn)動能雖然增大，但以電子激發(fā)能量的增大為最大。這是因為電子是從基態(tài)的低能級的軌道躍遷至高能級的軌道，所以電子所獲得的能量足以使原子或分子的鍵斷裂，從而可以理解因吸收了光子而產(chǎn)生分角反應(yīng)原情形。由于電子躍遷，使得分子的能量狀態(tài)從基態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)狀態(tài)，進而又轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶓B(tài)。原子與分子都因吸收了光而產(chǎn)生電子躍遷的，但這里僅就分子的情形來考慮?，F(xiàn)在假設(shè)成為感光劑的化合物分子，吸收了從紫外光到要見光范圍里的某一波長范圍的光，便引起電子躍遷而受到激發(fā)。這時，由于分子結(jié)構(gòu)(電子對配位結(jié)合)的不同而對不同波長光的吸收是有選擇性的。因此，根據(jù)測定紫外光和可見光的吸收光譜，便可以估量該化合物的分子結(jié)構(gòu)，以及借助光吸收而產(chǎn)生的分子結(jié)構(gòu)的變化。
(3)光解作用
化合物分子吸收了光能量分解時，分解生成物有時是穩(wěn)定的化合物，有時是不穩(wěn)定的化合物，還有時是離子或游離基的情形。在利用化合物感光劑的場合，光解作用是非常重要的。這是因為由光解作用而產(chǎn)生的游離基，能繼續(xù)引起交聯(lián)反應(yīng)和聚合反應(yīng)，從而使分子變成巨大的或形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)了供作感光材料所需的特性。
(4)光交聯(lián)
由于光能導(dǎo)致分子分解，或者鍵的一部分發(fā)生開鍵時，生成的游離基等活化分子互相鍵合，或者將其他的分子變成游離基后，使之產(chǎn)生鍵合反應(yīng)的例子不少。如果其鍵合為高分子的架橋情形，稱之為光交聯(lián)反應(yīng)。在感光性樹脂方面，借助光的作用制作制蝕圖像時，雖然利用光解反應(yīng)和光聚反應(yīng)，但光交聯(lián)反應(yīng)物別有效。其理由是，因交聯(lián)而導(dǎo)致高分子鏈變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它對溶有劑的溶解度變化是明顯的，例如，即使光能量不足和交聯(lián)率不高，依然可獲得優(yōu)質(zhì)的圖像。
(5)光聚作用
早就知道光活化單體遇光便聚合，雖已研究利用光聚作用作為形成圖像的手段，全因得不到好的像質(zhì)，所以在使用方面沒有成功。最近用單體和預(yù)聚合物(有某種聚合程度的聚合物)進行光聚，雖然成功地制成了光致抗蝕劑和感光凸像的有實用價值的圖像，但這些都不是純粹的光聚作用，而是同時使其進行光交聯(lián)，希望以此來改善圖像質(zhì)量。
(6)光敏作用
使感光性物質(zhì)由于光能量的作用而發(fā)生的變化，比該物質(zhì)分子原先的情況具有更為敏感的作用，稱為光敏作用。它分為化學(xué)光敏作用和光學(xué)光敏作用?；瘜W(xué)光敏作用是指在感光性物質(zhì)原有的感光波長范圍內(nèi)不發(fā)生變化，只是感光度有了提高而已；光學(xué)光敏作用是指在其原有的感光波長范圍以外，感光度延伸到了新的波長。
許多材料都可以用作照相復(fù)制的基本材料，只是靈敏度不同而已。然而，大多數(shù)材料的靈敏度都不高，包括目前已大量應(yīng)用的復(fù)制影像材料在內(nèi)。例如，某些工作所需的印制品或藍圖，是用曬藍圖的方法或用重氮法生產(chǎn)出來的。曬藍圖法是利用鐵鹽曝光后氧化狀態(tài)的變化，重氮法測利用重氮鹽受光以后的分解。在這兩種方法中，一個光量子絕不會影響化合物一個以上的分子，而且單一種光量子往往是不夠的，因此，只有使用強光的時候，這些材料才能滿意地工作。在近代的電子工業(yè)中，在照相成像方面使用了許多種靈敏度低的材料。在所有工藝中，人們熟知的利用銀鹵化合物作乳劑的照相工藝靈敏度最高。銀鹵化合物乳劑是由銀鹵化物晶粒構(gòu)成的，這些晶粒散布在光刻膠層當(dāng)中，在光的作用下釋出的少量銀原子構(gòu)成一個核心，在顯影時其他的銀原子就在其周圍聚集，直至達到109倍的數(shù)量。銀鹵化物的基本的光化學(xué)反應(yīng)過程，是電子由鹵化物離子轉(zhuǎn)換成銀離子：
Ag++Br—hv Ag0+Br0
由于吸收了一個光量子，電子便從鹵化物離子中釋出，在晶體中徘徊，直到最后在某一位置上被陷。在此位置中，它可能和銀離子結(jié)合，形成銀原子。為另一光量子釋出的另一電子，也可能在這同一位置陷入，形成另一銀原子。正是這些銀群的形成才使顯影劑能對晶體施加作用，使更多的銀離子還原，構(gòu)成不透明地區(qū)包含的一個銀微粒，這個不透明地區(qū)就是所謂的影像。
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