彩色滤光片制程介绍
液晶材料与技术之彩色滤光片及其关键技术
液晶材料与技术
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彩色滤光片基本原理
彩色滤光片基板构造
彩色滤光片制程 彩色滤光片发展趋势
液晶材料与技术
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液晶材料与技术
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一.Color Filter基本结构
*彩色滤光片因TN、STN、TFT方式的不同有 所变化，主要构造有:
1.遮蔽光用的遮光层 2.彩色表示的RGB之着色图案 3.保护着色层的透明保护膜 4.驱动液晶的透明电极膜 5.柱状spacer 6.背面ITO
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液晶材料与技术
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彩色滤光片基本原理
彩色LCD与CRT皆是采用加法混色法 液晶显示基本上是黑白表示，要彩色化显示是在液晶
胞上分别置放红、黄、绿三原色的彩色滤光片 TFT主动矩阵驱动型显示器中，相互并列电极依序置
入所需三原色的彩色滤光片 因有杂色相混的问题，不同颜色的着色层间加设一道
折射率接近液晶的折射率 膨胀系数也和液晶的相近
防止静电积 累
液晶材料与技术
膜厚
0.3～0.7 mm
1.35 μm 1.75 μm 1.00 μm 0.14 μm 3～4 μm 0.03 μm
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二、彩色滤光片的特性要求:
CF 特性要求
彩色濾光片的本質要求 後段製程配合要求
1. 分光特性 2. 对比 3. 均一性 4. 平坦度 5. 无缺陷 6. 尺寸精确度
当彩色LCD工作时，采用背光源，CF要受到极强光长 时间的辐射，要不能发生褪色；在LCD后续工艺制造 中会遇到多种酸碱和溶剂，所以CF的化学稳定性也必 须好。
（5）不出现姆拉及其他缺陷、可靠性高、寿 命长。
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三、各层结构简介
1、玻璃基板
量子点光刻胶,量子点彩色滤光片的制备及应用
量子点光刻胶,量子点彩色滤光片的制备及应用尊敬的读者，在这篇文章中，我将带您深入探讨量子点光刻胶和量子点彩色滤光片的制备及应用。
一、量子点光刻胶的制备1. 什么是量子点光刻胶？量子点光刻胶是一种特殊的光敏胶材料，其主要成分包括聚合物基体和量子点掺杂物。
量子点光刻胶在光刻工艺中扮演着至关重要的角色，能够实现微纳米级别的图案制备。
2. 制备工艺步骤将量子点掺杂到聚合物基体中，形成光敏材料。
通过旋涂、预烘、曝光、显影等工艺步骤，制备出具有微纳米结构的量子点光刻胶薄膜。
3. 应用领域量子点光刻胶在微电子、纳米技术、光子学等领域具有广泛的应用前景。
可用于制备纳米级光学元件、纳米结构表面等。
二、量子点彩色滤光片的制备1. 什么是量子点彩色滤光片？量子点彩色滤光片是一种利用量子点材料实现颜色选择性透过的光学器件。
2. 制备工艺步骤选取合适的量子点材料并进行分散处理。
通过滤膜涂覆、光刻、蒸镀等工艺步骤，制备出具有特定波长透过特性的量子点彩色滤光片。
3. 应用领域量子点彩色滤光片在显示技术、成像传感器、生物医学等领域有着广泛的应用。
可用于提升显示屏的色彩饱和度和亮度。
总结回顾：通过本文的介绍，我们了解了量子点光刻胶和量子点彩色滤光片的制备工艺和应用领域。
量子点光刻胶在微纳米结构制备中发挥重要作用，而量子点彩色滤光片则在光学器件和显示技术中具有广泛应用。
个人观点和理解：在当今科技飞速发展的时代，量子点材料作为新型功能材料，为光学器件和显示技术的发展带来了新的机遇和挑战。
未来，随着量子点材料制备技术的进一步突破和创新，相信量子点光刻胶和量子点彩色滤光片将会在更多领域展现出其独特的价值和应用前景。
在学习量子点光刻胶与量子点彩色滤光片的更深刻地理解了这两项技术的制备与应用。
希望本文能为您提供有价值的参考，期待您对相关技术的进一步关注和探索。
量子点技术是当今科技领域备受关注的热门话题，其在光学器件和显示技术领域的广泛应用前景备受期待。
浅谈彩色滤光片的生产制造
浅谈彩色滤光片的生产制造摘要：液晶显示器（Liquid Crystal Display）作为当今社会主流显示之一，广泛应用于我们的生活中，常用于计算机的屏幕显示以及电视机的屏幕显示。
它具有体积较小、辐射低、能耗低等特点。
彩色滤光片（Color Filter）是液晶显示器不可缺少的一部分，它是液晶显示屏颜色产生的重要部件。
本文就彩色滤光片的基本构造与生产制造流程以及生产所需要的设备进行简单的阐述。
关键词:液晶显示器；彩色滤光片的结构；制造流程；生产设备；1.彩色滤光片的简介彩色滤光片（Color Filter）的原理是在玻璃基板上制作出许多由红色、绿色和蓝色组成的画素矩阵，每一个红色、绿色和蓝色的画素对应一个液晶显示器上面的像素，当背光源产生的白光通过这些画素后就会产生红色、绿色和蓝色的光，从而构成了三原色光，通过三原色光的加法混色从而达到显示的效果。
图1 彩色滤光片彩色滤光片的结构：首先在一张素玻璃基板上制作出一层黑色的矩形矩阵用来遮光即BM（Black Matrix）层，在依照既定的顺序在玻璃基板上涂上一层具有透光性的红、绿、蓝（R ・ G ・ B）三原色的彩色滤光层（Color Resist），然后在RGB上面镀上一层ITO即透明的金属导电膜，最后制作一层支撑层Photo Spacer （PS），根据产品的生产设计需求有时会加入Liquid Crystal 配向用的突起（VA材）以及保护层Over Coat （OC材）。
图2 彩色滤光片结构图下面介绍彩色滤光片每一层的作用：BM 层：BM是一层黑色的矩形矩阵，它的作用是将RGB 三种颜色的画素完全围住、使显示的图像更加清晰、提高色彩的对比度。
同时用来遮蔽Array 基板上液晶的驱动电极产生的光，防止绿、红、蓝三原色混色。
RGB层：通过光的三原色（RGB）加法混色原理显示颜色， RGB的光量是通过Liquid Crystal （Shutter的作用）来进行调整从而实现Color化。
彩色滤光片介绍
3、液晶(Liquid Crystal)材料：
液晶是一種有機分子，不同結構的液晶會產生不
同的光電性質，因此其對應的光電驅動方式也有差別 ，目前大部分TFT-LCD廠商多採用線型低分子液晶。 液晶的光電特性可藉分子設計加以調整，廠商可 將其合成的液晶分子及調配的比例申請專利，不過在 考量面板廠商信心度時，現有液晶市場多為日本 Merck、Chisso等大廠所掌控。
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1、玻璃基板(Glass Substrate)：
玻璃廠又可稱為顯示器產業的晶圓廠，一個玻璃基板約 佔TFT-LCD製造成本之3%。目前TFT-LCD使用的玻璃種 類主要是無鹼鋁矽酸玻璃，廠商可在玻璃上依不同需求 進行相關製程，形成TFT-LCD基板、彩色濾光片等產品 。為了因應TFT-LCD面板輕薄平大的要求，玻璃基板在 平面起伏、表面粗度、密度、比重等品質有一定的標準 ，因此對於基板的耐熱度、化學、機械、電氣等性質均 有參數上的限定。
產品介紹
大型TFT-LCD彩色濾光片
•基板尺寸: 第3.5代 620mmx750mm
•製程方法: 顏料分散法
•標準產能: 4萬片基板/月
•技術來源: 日本STI Technology, Inc.
•應用產品: 12吋以上筆記型電腦或 監視器用TFT-LCD
黑色矩陣
偏光膜
玻璃基板
彩色濾光片
保護層 ITO導電膜
2、彩色濾光片(Color Filter)：
彩色濾光片是TFT-LCD面板彩色化的必要材料，約佔成 本20%。現階段彩色濾光片的主流製程為顏料分散法，主要 組成材料除玻璃母板外，還有黑色矩陣、彩色濾光膜層、保 護膜層、ITO導電膜等彩色濾光片在生產製程中，首先將黑色 矩陣蝕刻在玻璃母板上，形成防止彩色光阻混色的黑色遮光 框，其次重複RGB三道光阻的塗佈、曝光、顯影的流程，然 後鍍上加強表面平坦及防熱處理的保護膜，最後鍍上一層讓 玻璃透光又兼具導電特性(電阻值低)的ITO(氧化銦錫)膜，而 形成TFT-LCD面板的上玻璃。
TFT-LCD设计及制作(13)-彩膜1
TFT-LCD设计及制作
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TFT-LCD设计及制作
參考資料:面板的轉運—彩色濾光片---陳鈺坤 5
色彩基本概念(1)
光(Light)
当白色的可见光进入人的视觉系统时，产生明亮度及 其不同色彩的变化 可见光的波长分布范围为380~780nm（蓝色光： 450~380nm；绿色光：570~500；黄色：590~570nm； 红色光：780~610nm。
TFT-LCD设计及制作
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为了统一认识，1931年国际照明委员会（CIE）
规定了三原色的波长 λR=700.0nm,λG=546.1nm,λB=435.8nm。 在色彩学研究中，为了便于定性分析，常将白 光看成是由红、绿、蓝三原色等量相加而合成 的。 由两种或两种以上的色光相混合时，会同时或 者在极短的时间内连续刺激人的视觉器官，使 人产生一种新的色彩感觉。
TFT-LCD设计及制作
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色彩基本概念(3)
人类视觉现象三大要素为
人类肉眼的视觉 肉眼所能见到的物体 照射于物体上的光源等
TFT-LCD设计及制作
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人眼对颜色各种属性的辨别能力 （1）对色调的辨别能力 在饱和度为最大和亮度不变条件下，人眼对
494 nm青色和585 nm黄色特别敏感，只有波长 变化1 nm就可以感觉出来；而对于光谱中部 （绿色），特别是从655 nm到760 nm红色区域 和从 430 nm到 397 nm的紫色区域，人眼几乎 感觉不到色调上的差别。 人眼大约可以分辨出128种不同的色调。
TFT-LCD设计及制作
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（2）对饱和度的辨别能力 人眼对黄色只能区别4级饱和度，而对于红色
则可以区别25级饱和度。 可以估算人眼能分辨出的颜色数。 人眼可以分辨约130种色调、600种亮度和平均 约10种饱和度，连乘结果为100万种。但是当 饱和度明显减小或亮度过大或过小时，人眼对 色调的分辨能力会大大降低，所以总的可区分 颜色大约为10000种。
关于彩色滤光片(CF)你了解多少？
关于彩色滤光片（CF）你了解多少？彩色滤光片（CF）概述彩色滤光片（Color Filter）简称CF，是LCD实现彩色化的关键材料。
其原理是在玻璃基板上通过颜料分散等工艺涂布BM、R/G/B、以及O/C，从而使通过的白光过滤为红、蓝、绿三种基本色素点阵来实现彩色显示。
CF显色原理红、绿、蓝叫做色光的三原色，利用这三种色光可以混合出不同的色彩来因为三种颜色每一种都有256个亮度水平级，所以三种色彩叠加就能形成1670万种色彩了（俗称真彩）彩色有三种特性，明度（Value）、色调（Hue）、彩度（Chroma）假想色度坐标(X、Y、Z) ，归一化坐标(x、y、z) l X代表红原色,Y代表绿原色,Z代表蓝原色,这三个原色不是物理上的真实色，而是虚构的假想色彩色滤光片主要生产工艺彩色滤光片是LCD 面板实现彩色化显示的关键原材料，约占彩色LCD 面板材料成本的25%左右。
此外，彩色滤光片还可应用于OLED 等其他平板显示产品。
彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色组成的滤色膜，有规律地制作在一块玻璃基板上，利用滤光的原理，产生红（R）、绿（G）、蓝（B）三种颜色，根据驱动IC 控制电压的不同，三种颜色依不同种类混合产生各式各样的色彩。
注：LCD 用的CF 的组件主要包括玻璃基板、黑色矩阵（Black Matrix，简称BM）、彩色层（Color Layer，包括R（红）、绿（G）、蓝（B）三种颜色、保护层（Over Coat，简称O/C）及ITO 导电膜。
彩色滤光片是LCD 面板实现彩色化显示的关键原材料，必须与LCD 面板一对一同样大小搭配使用，因此彩色滤光片的技术发展与LCD 面板的技术发展息息相关。
彩色滤光片的初生产技术为染色法，后来又发展了电沉积法、印刷法、颜料分散法等生产技术，其中采用颜料分散法制作的CF 具有高精度及较佳的耐光性与耐热性，已成为国际上制作彩色滤光片的主流方法。
彩色滤光膜
2.6、可视角度
可视角度就是指刚好可以看到对比度为10以上的画面的时候视线与垂直屏幕的平面的夹角
图2.6
2.7 开口率
图2.7
第三章 工艺流程
图3
3.
彩色滤光膜的基本构造剖面如图1所示。
图3.1 彩膜的结构
3.
黑矩阵（BM：Black Matrix）通过吸收光线以将各彩色像素隔离开，增强对比度，除此之外还具有防止漏电流的作用。为达到以上目的，BM本身应具有光学浓度为3以上的遮光率，以及低的反射率和图案的细微化。BM所使用的材料有金属和树脂两种，以前使用的是单层的金属铬（Chrome）膜，这是因为相对于其他金属，其反射率较小，而且铬膜与玻璃基板之间的附着性较好，铬膜的透过率也比较高。从显示器的视觉效果出发，采用金属铬与氧化铬的复合膜可以得到反射率更低的效果。近年来，为降低成本，在树脂中分散光吸收率较高的材料，如单质碳（Carbon）、氧化钛等。
CF(彩色滤光片)生产介绍
CF 的研究开发和生产
三,试验和研究开发工作 1,工艺试验与结果 , 2,研发工作 ,
BK 膜特性
材料:树脂类颜料分散型黑色光刻胶 特点:生产流程简单 成本低 反射率低 污染小 膜厚0.8—1.5m时,其OD值为1.8—3.5以上 最小宽度:10 m
BM 膜厚 ---- OD值 值
4 3.5 OD 值 3 2.5 2 1.5 1 BK 膜厚(um) 2 高OD值胶 普通BK胶
开口精度 ±3m
彩色滤光片产品主要性能指标( 彩色滤光片产品主要性能指标(二)
项 目 材料 3. BM 膜厚 OD值 材料 4. RGB 膜厚 性能指标 颜料分散型光刻胶 1.0m ≥1.7( 3.0) 颜料分散型光刻胶 1.0m
图形精度 ±3m
图形精度 ±3m
彩色滤光片产品主要性能指标( 彩色滤光片产品主要性能指标(三)
�
ITO膜电阻率 膜电阻率----RF功率分量 膜电阻率 功率分量
ITO 膜电阻率(10 - 4 Ω. cm ) ITO膜电阻率 10膜电阻率( cm) 3.5 3 2.5 2 1.5 0 10 20 30 40 50 RF功率分量 ( RF 功率分量( % ) 功率分量
CF 的研究开发和生产
四,彩色滤光片的品质性能 彩色滤光片产品主要性能指标
膜厚 ---- 后烘烤
100 膜减率(%) (%) 90 80 70 60 0 1 2 3 后烘烤次数 4 5
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BK 膜 R 膜 G 膜 B 膜 O/C 膜
膜厚----转速 膜厚 转速
1.6 1.4 膜厚 (um um) 1.2 1 0.8 0.6 450 500 550 600 650 700 转速 (rpm)
彩色滤光片产品主要性能指标( 彩色滤光片产品主要性能指标(五)
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Color Filter Process Introduction
為什麼這個畫面是彩色的??? 這彩色的畫面的背後功臣是誰???
TFT-LCD 之結構
什麼是極化光?
• •.像日光為非偏極光,雷射光為線性極化光. 極化光—光波其電場振動方向及強度變化隨著時間或距離之不同,為一固定函數(有 其方向性及規律性). 如圖如示為線性偏極光:其電場方向為一固定角度.E=Eo Cos(ωt+2πx/λ+δ)
CF Spac er TF T Tok ki
彩色濾光片製程
彩色濾光片製程圖示
ITO 透明導電層作用
Photo spacer 簡介
Color Filter良率的殺手
• Particles • Pattern • • • •
Defects Pinholes Tokki Mixed Color Mura
產品簡介for Color filter process
• 背光板模組:提供光的來源. • 上下偏光板,TFT glass substrate.液晶:形成偏振
光,控制光線的通過與否. • 彩色濾光片:提供TFT LCD紅,綠,藍(光的三原色) 的來源.這也是此次介紹的主題. • ITO透明導電層:提供透明的導電通路. • Photo spacer:提供一固定高度給彩色濾光片和 TFT glass substrate.做為灌入液晶時的空間.及作 為一上下兩層glass之支撐.
結合實驗1及實驗2.
• 設偏光板1和偏光2之夾角為θ,可得實驗1之結果.當θ=0
度時,檢光板得光強度最大, θ=90度時,得光強度為最小.
液晶的實驗.
液 晶
• 設上下偏光板之穿透軸為90度. • 加大液晶電極上電壓,可發現檢光板處光
強度減弱. • 故利用電壓的控制,可以控制光是否可以 通過.
TFT LCD各結構功能
偏光板實驗1
• 結果1.如圖所示,當穿透軸垂直光軸,線性偏極光E只有Ex分量通過
偏光板. • 結果2.:設光源偏振角和偏光板之穿透軸夾角為θ.改變θ角度則在檢 光板處得I=IoCos² θ.
偏光板實驗2.
• 當一圓偏極光或非偏極光經過一偏光板後,在檢光板處得一線性偏
極光.其光強度會減少一半以上.因為只有符合偏極板光軸(線性偏 極光偏振角為偏極板光軸與光線光軸的角度)