彩色濾光片原理

關(guān)于彩色濾光片原理第一頁，共六十頁，2022年，8月28日

彩色濾光片-基于加法混色的原理第二頁，共六十頁，2022年，8月28日兩種間接混色法時間混色法

-----視覺暫留特性空間混色法

-----人眼的分辨力有 一定限度特性第三頁，共六十頁，2022年，8月28日RGB三原色頻譜第四頁，共六十頁，2022年，8月28日顏色的度量─CIE1931色度圖第五頁，共六十頁，2022年，8月28日色度三角形說明了什么?第六頁，共六十頁，2022年，8月28日三角形的邊，是由其對應(yīng)兩點的基色組成的混色線：如紅與綠組成的邊，代表了紅與綠組成的各種彩色，所以，由三基色混合的各種彩色，都在這個三角形的邊上，其飽和度為100%；第七頁，共六十頁，2022年，8月28日三角形的重心是由紅、綠、藍(lán)等量組成，為白色（電視語言：白光）；第八頁，共六十頁，2022年，8月28日過三角形的頂點和對邊中點的連線必經(jīng)過三角形重心，那么藍(lán)色和黃色、紅色和青色、綠色和紫色，也可以組成白色，這兩種類型的色稱為互補色。第九頁，共六十頁，2022年，8月28日彩色的三要素亮度、色調(diào)、色飽和度色調(diào)和色飽和度合稱：色度第十頁，共六十頁，2022年，8月28日三要素說明:明度就是明亮的程度；色調(diào)是由波長決定的色別，如700nm光的色調(diào)是紅色，579nm光的色調(diào)是黃色，510nm光的色調(diào)是綠色等等；飽和度就是純度，沒有混入白色的窄帶單色，在視覺上就是高飽和度的顏色。光譜所有的光都是最純的顏色光，加入白色越多，混合后的顏色就越不純，看起來也就越不飽和。第十一頁，共六十頁，2022年，8月28日彩色顯示機(jī)理

彩色濾光膜的R、G、B三基色按一定圖案排列，并與TFT基板上的TFT子象素一一對應(yīng)（注意：一個象素由三個子象素組成）。背光源發(fā)出的白光，經(jīng)濾光膜后變成相應(yīng)的R、G、B色光。通過TFT陣列可以調(diào)節(jié)加在各個子象素上的電壓值，從而改變各色光的透射強(qiáng)度。不同強(qiáng)度的RGB色光混合在一起，就實現(xiàn)了彩色顯示。第十二頁，共六十頁，2022年，8月28日彩色濾光片結(jié)構(gòu)示意圖第十三頁，共六十頁，2022年，8月28日

驅(qū)動電壓的改變調(diào)整液晶翻轉(zhuǎn)的角度,進(jìn)而改變通過RGB子象素的光量,由加法混色的原理得到豐富的色彩表現(xiàn).第十四頁，共六十頁，2022年，8月28日LCD示意圖第十五頁，共六十頁，2022年，8月28日當(dāng)我們用放大鏡觀察LCD的某一點第十六頁，共六十頁，2022年，8月28日對彩色濾光片的要求RGB三基色有高飽和度和高透明度,白平衡好.各顏色光譜尖銳,濾掉不需要的波長的光.高對比度.對于高色純度和高清晰度的畫面而言,必須要有高對比度.高對比度必定要求CF具有低反射率,因此對黑底提出了嚴(yán)格的要求.第十七頁，共六十頁，2022年，8月28日對彩色濾光片的要求平整度好,起伏要求小于0.1μm,空間精度好,對于200-300μm的彩色像素(含RGB),精度≤±10μm,必須與TFT完全匹配.高熱學(xué)穩(wěn)定性,光學(xué)穩(wěn)定性,化學(xué)穩(wěn)定性.第十八頁，共六十頁，2022年，8月28日彩色濾光片制程(主要部分)黑色矩陣(BlackMatrix) BM彩色層(ColorLayer) RGB導(dǎo)電膜濺鍍(ITOSputteringProcess)ITO間隙粒子 PS切割裂片(CuttingProcess)第十九頁，共六十頁，2022年，8月28日彩色濾光片的制造程序BM制程RGB制程ITO制程PS制程最終檢查最終清洗包裝玻璃基板自檢自檢第二十頁，共六十頁，2022年，8月28日BM(BlackMatrix)功能：1）提高對比度，防止串色；2）防止光電流產(chǎn)生，保護(hù)TFT電極。材料：鉻、鎳、黑色樹脂，以成本和環(huán)保的角度考慮，目前已廣泛采用黑色樹脂。第二十一頁，共六十頁，2022年，8月28日BM制程：第二十二頁，共六十頁，2022年，8月28日說明ResinBM的優(yōu)點減少Cr鍍膜成本降低反射率減少對環(huán)境的破壞ResinBM的制程原理ResinBM制程與一般負(fù)型光阻相同,分為塗佈,曝光,顯影,后烤等步驟.制程主要規(guī)格特性為BM線寬,線精度,位置精度,膜厚,Totalpitch與光學(xué)濃度（OD）值等等.第二十三頁，共六十頁，2022年，8月28日Color(RGB)Layer:光微影制程為目前生產(chǎn)彩色濾光片之主流，其制造方法以著色材料分散在感光性樹脂中，此感光樹脂為負(fù)型(Negative)，在紫外線照射下經(jīng)過光反應(yīng)(即交鏈反應(yīng))而硬化，做反復(fù)的塗佈、曝光、顯影、硬烤可形成R、G、B三色的彩色濾光片，最后再真空濺鍍ITO導(dǎo)電膜于彩色層上面。彩色層制程包含塗佈、曝光、顯影及硬烤等步驟，第二十四頁，共六十頁，2022年，8月28日塗佈制程質(zhì)量要求

膜厚均一性須達(dá)±5%以內(nèi)

Particle（粒子）及mura（膜厚變化,不均勻性）產(chǎn)生率小

材料使用率高

光阻穩(wěn)定性高第二十五頁，共六十頁，2022年，8月28日曝光、顯影

一般樹脂配方為感光型，顏料光阻為負(fù)形光阻劑，在曝光時曝光區(qū)進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)形成交鏈結(jié)構(gòu)而硬化顯影時不易溶于現(xiàn)影液中，非曝光區(qū)則易溶于堿性溶液，經(jīng)水洗、干燥后即可得所需圖案(pattern)第二十六頁，共六十頁，2022年，8月28日硬烤

硬烤溫度約200~250℃，目的：去除顯影時造成swelling所殘留的水份及顯影液，增加附著力及平坦度。第二十七頁，共六十頁，2022年，8月28日彩色層制程：第二十八頁，共六十頁，2022年，8月28日光阻

第二十九頁，共六十頁，2022年，8月28日RGB制程介紹

顏料分散法是將顏料作為著色材料，將顏料分散在膠合樹脂中形成著色樹脂，所以稱為顏料分散法。將染料進(jìn)行分散則稱為染料分散法。廣義的顏料分散法包含印刷法與電鍍法，不過一般最具代表性成膜方法是利用光學(xué)微影之著色感光材料法與蝕刻法兩種。另外預(yù)先將彩色光阻涂布在基材上，再將彩色膜轉(zhuǎn)印到基板上，之后再利用光學(xué)微影方式來形成電極圖案的轉(zhuǎn)印方式也是近來備受矚目的新制程。第三十頁，共六十頁，2022年，8月28日

彩色濾光片製造方法的分類

色料著色方法成膜方法制造名稱染料染色光學(xué)微影單層法(染色法)多層法染料分散光學(xué)微影蝕刻法彩色感光材料法印刷其他噴墨(InkJet)法顏料顏料分散光學(xué)微影蝕刻法彩色感光材料法轉(zhuǎn)印法印刷凹版印刷法平版印刷法網(wǎng)版印刷法電鍍光學(xué)微影其他電子照相法激光燒成法第三十一頁，共六十頁，2022年，8月28日CF顏料分散法制程圖示第三十二頁，共六十頁，2022年，8月28日

著色感光材料法

著色感光材料法是將顏料分散在微粒透明感光性樹脂中，形成著色感光材料，進(jìn)行涂布→曝光→顯影，將R、G、B重復(fù)進(jìn)行三次形成電極圖案的方法。原理是采用光學(xué)微影(lithography)方式，所以設(shè)備也以涂布設(shè)備、曝光設(shè)備、顯影設(shè)備為主。色相特性、顏料選擇、微細(xì)化程度與感光材料分散方法等都是由涂布膜厚所決定。與同為光學(xué)微影式染色法相比，染色制程中的防染處理制程較為簡化，但在曝光制程方面，由于著色感光材料的顏料會吸光，所以必須選用高感度的感光性樹脂及曝光源。第三十三頁，共六十頁，2022年，8月28日蝕刻(Etching)法

蝕刻法是利用蝕刻形成著色樹脂層，著色樹脂是將顏料分散在聚合樹脂(Polyimide)中。先將著色樹脂涂布在玻璃基板上，烘干固化后涂布光阻，進(jìn)行曝光、顯影。由于蝕刻法需增加光阻涂布與顯影剝離等制製程，制程數(shù)較著色感光材料法多。第三十四頁，共六十頁，2022年，8月28日

轉(zhuǎn)印法

轉(zhuǎn)印法是將顏料分散樹脂溶液涂布在薄膜上并進(jìn)行干燥。利用此種涂布方法將涂在薄膜上的著色材料利用轉(zhuǎn)印設(shè)備轉(zhuǎn)印到玻璃基板后進(jìn)行曝光、顯影來形成象素。反復(fù)進(jìn)行轉(zhuǎn)印、曝光、顯影制程形成RGB彩色層與黑色矩陣。由與形成原理是採光學(xué)微影方式，設(shè)備基本上與著色感光材料法相同。而且R、G、B各象素有遮蔽UV光功能，一般的黑色矩陣是利用背面曝光法來進(jìn)行。第三十五頁，共六十頁，2022年，8月28日WhatisITO?

ITO=IndiumTinOxide 90wt.%In2O3-10wt.%SnO2第三十六頁，共六十頁，2022年，8月28日ITO原理1968年荷蘭PHILIPS公司的技術(shù)人員在偶然的試驗中發(fā)現(xiàn)在銦化物表面上噴灑氯化錫液體，得到3×10-4Ω.㎝的低電阻系數(shù)的透明導(dǎo)電薄膜后，ITO的研究就一直是各大公司的熱點。ITO，銦錫氧化物，這個名詞原本應(yīng)該叫做Tin-dopedIndiumOxide，即摻雜錫之銦氧化物。因?qū)I(yè)習(xí)慣簡稱：IndiumTinOxide（ITO），使之成為專業(yè)用語。第三十七頁，共六十頁，2022年，8月28日ITOSputteringProcess:1、功能：提供液晶上電場之透光金屬膜此膜必須具備表面平滑性及元件可靠度與著色層之成型方法有關(guān)并利用壓克力樹脂與環(huán)氧樹脂作為保護(hù)膜第三十八頁，共六十頁，2022年，8月28日ITOSputteringProcess:2、材料特性：采用電漿濺鍍法ITO：IndiumTinOxide（銦錫氧化物）ITO膜厚度0.15μm，表面電阻20~30Ω/第三十九頁，共六十頁，2022年，8月28日ITOSputteringProcess:

目前平面現(xiàn)示器幾乎都是使用ITO膜，主要理由：具有低電阻(氧化錫導(dǎo)電能力強(qiáng)

)高透光率(氧化銦透過率高)

蝕刻容易適合大面積制作第四十頁，共六十頁，2022年，8月28日濺鍍示意圖第四十一頁，共六十頁，2022年，8月28日電漿濺鍍法透明片視為CF基板第四十二頁，共六十頁，2022年，8月28日ZnO:Al膜作為ITO代替材料ITO的原料In是稀有金屬，近年需求量的激增，至2005年其市價已經(jīng)超過1,000美元／kg。ZnO系是廉價又資源豐富的材料，也沒有毒性，根據(jù)實驗顯示阻抗值和ITO相同，被認(rèn)為是代替ITO的有力候補材料。ZnO的透明導(dǎo)電性很久前就廣為所知，還進(jìn)行了低抵抗化所需添加物的研究。添加了Al后的ZnO膜（ZAO膜）得到了190μΩcm的低阻抗結(jié)果，顯示了作為材料的可能性?？紤]到成品的特性，目前無法采用減少In材料來達(dá)到降低成本，ZAO雖然阻抗率不及ITO，但穿透率卻超過了ITO，同時也可以進(jìn)行蝕刻，稍待時日就有可能代替ITO。第四十三頁，共六十頁，2022年，8月28日什么是Photospacer？

spacer主要是提供上下兩層玻璃的支撐,

它必須均勻的分布在玻璃基板上,

不然一但分布不均造成部分spacer聚集在一起,

反而會阻礙光線通過,

也無法維持上下兩片玻璃的適當(dāng)間隙(gap),

會成電場分布不均的現(xiàn)象,

進(jìn)而影響液晶的灰階表現(xiàn).

第四十四頁，共六十頁，2022年，8月28日Photospacer的作用較佳的cellgap均勻性降低漏光,提高對比度第四十五頁，共六十頁，2022年，8月28日Spacer示意圖第四十六頁，共六十頁，2022年，8月28日Photospacer制程原理Photospacer制程與一般負(fù)型光阻相同,分為塗佈,曝光,顯影,后烤等步驟.主要規(guī)格：PS高度,上/下底面積,彈性回復(fù)率等等

SVA-FF采用轉(zhuǎn)印法，原理同（P29）第四十七頁，共六十頁，2022年，8月28日

保護(hù)Film著色感材層（２μm）酸素遮斷層（1.5μm)Cussion層(10μm)BasementFilm(帯電防止処理)①CoatedFilm②Laminate富士的轉(zhuǎn)印法第四十八頁，共六十頁，2022年，8月28日負(fù)型光阻材料的典型示意第四十九頁，共六十頁，2022年，8月28日上下游關(guān)系

第五十頁，共六十頁，2022年，8月28日彩色濾光片的象素排列第五十一頁，共六十頁，2022年，8月28日LCD知識介紹Panel的基本結(jié)構(gòu)

（1）（2）（3）（7）（4）（5）（6）（9）（8）（10）第五十二頁，共六十頁，2022年，8月28日Spacerball狀與Spacer柱狀

Spacerball的分布是用來正確控制Cell間的Gap，需要具備很高的精確度。目前已開始漸漸采用柱型取代Spacerball。這個方法可以消除間隙子產(chǎn)生的光散射，能有效改善對比度等。第五十三頁，共六十頁，2022年，8月28日解釋：（1）上偏光板【CFsidePolarizer】（2）彩色濾光片【ColorFilter】（3）配向膜【AlignmentlayerorPI（Polyamine）】（4）間隙子【Spacer】（5）液晶【LC（LiquidCrystal）】（6）Array基板【TFTsubstrate】（7）下偏光板【TFTsidePolarizer】（8）銀膠or銀點【AgPaste】（9）框膠【Sealant】（10）封口膠【End-seal】第五十四頁，共六十頁，2022年，8月28日材料的功能（1）偏光板：最主要作為光柵，僅讓單一方向的光可通過。（2）彩色濾光片與Array基板：一上一下以形成電場，讓液晶在此電場下排列.（3）配向膜：配向膜具有方向性能讓液晶在配向膜上規(guī)則排列.（4）框膠：就像房子的墻壁，用來阻絕液晶與外界接觸.（5）間隙子：就像房子的柱子，用來支撐上下兩片基板，以得到均勻的Gap.（6）液晶：在不同電場下控制液晶的排列，用以得到不同穿透率的光量，藉此達(dá)到顯示原理.（7）封口膠：將預(yù)留的液晶注入口封止的材料，以達(dá)到完全隔絕的效果.（8）銀膠