彩色滤光片原理BU
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考虑到成品的特性，目前无法采用减少In材料来达到降低成 本，ZAO虽然阻抗率不及ITO，但穿透率却超过了ITO，同时 也可以进行蚀刻，稍待时日就有可能代替ITO。
什么是Photo spacer？
spacer主要是提供上下两层玻璃的支撑, 它 必须均匀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, 反而会 阻碍光线通过, 也无法维持上下两片玻璃的 适当间隙(gap), 会成电场分布不均的现 象, 进而影响液晶的灰阶表现.
三角形的重心是由红、绿、蓝等量 组成，为白色（电视语言：白光）；
过三角形的顶点和对边中点的连线必 经过三角形重心，那么蓝色和黄色、 红色和青色、绿色和紫色，也可以组 成白色，这两种类型的色称为互补色。
彩色的三要素
亮度、色调、色饱和度 色调和色饱和度合称：色度
三要素说明:
明度就是明亮的程度； 色调是由波长决定的色别，如700nm光的色调
BM制程：
说明
Resin BM的优点 减少Cr镀膜成本 降低反射率 减少对环境的破坏 Resin BM的制程原理 Resin BM制程与一般负型光阻相同,分为塗佈,
曝光,显影,后烤等步骤.制程主要规格特性为 BM线宽,线精度,位置精度,膜厚,Total pitch与 光学浓度（OD）值等等.
显影时不易溶于现影液中，非曝光区则 易溶于碱性溶液，经水洗、干燥后即可 得所需图案(pattern)
硬烤
硬烤温度约200~250℃， 目的：去 除显影时造成swelling所残留的水 份及显影液，增加附着力及平坦度。
彩色层制程：
光阻
RGB制程介绍
颜料分散法是将颜料作为着色材料，将颜料分 散在胶合树脂中形成着色树脂，所以称为颜料 分散法。将染料进行分散则称为染料分散法。 广义的颜料分散法包含印刷法与电镀法，不过 一般最具代表性成膜方法是利用光学微影之着 色感光材料法与蚀刻法两种。另外预先将彩色 光阻涂布在基材上，再将彩色膜转印到基板上， 之后再利用光学微影方式來形成电极图案的转 印方式也是近來备受瞩目的新制程。
彩色濾光片製造方法的分類
色料 染料
着色方法 染色
染料分散
颜料
颜料分散
电镀 其他
成膜方法 光学微影 光学微影
印刷 其他 光学微影
印刷 光学
制造名称
单层法(染色法) 多层法 蚀刻法
彩色感光材料法
喷墨(Ink Jet)法 蚀刻法
彩色感光材料法 转印法
凹版印刷法 平版印刷法 网版印刷法
微影 电子照相法 激光燒成法
CF颜料分散法制程图示
着色感光材料法
着色感光材料法是将颜料分散在微粒透明感光性树脂 中，形成着色感光材料，進行涂布→曝光→显影，將 R、G、B重复进行三次形成电极图案的方法。原理是 采用光学微影(lithography)方式，所以设备也以涂布 设备、曝光设备、显影设备为主。色相特性、颜料选 择、微细化程度与感光材料分散方法等都是由涂布膜 厚所決定。与同為光学微影式染色法相比，染色制程 中的防染处理制程较为简化，但在曝光制程方面，由 于着色感光材料的颜料会吸光，所以必须选用高感度 的感光性树脂及曝光源。
Photo spacer的作用
较佳的cell gap均匀性 降低漏光,提高对比度
Spacer示意图
Photo spacer制程原理
Photo spacer制程与一般负型光阻相同,分为塗 佈,曝光,显影,后烤等步骤.主要规格：PS高度, 上/下底面积,弹性回复率等等 SVA-FF采用转印法，原理同（P29）
富士的转印法
① Coated Film
② Laminate
保護Film 着色感材層（２μm） 酸素遮断層（1.5μm) Cussion層 (10μm) Basement Film (帯電防止処理)
负型光阻材料的典型示意
上下游关系
彩色滤光片的象素排列
LCD知识介绍
Panel的基本结构
（3）
溅镀示意图
电浆溅镀法
透明片视为CF基板
ZnO:Al膜作为ITO代替材料
ITO的原料In是稀有金属，近年需求量的激增，至2005年其市 价已经超过1,000美元／kg。
ZnO系是廉价又资源丰富的材料，也没有毒性，根据实验显 示阻抗值和ITO相同，被认为是代替ITO的有力候补材料。
ZnO的透明导电性很久前就广为所知，还进行了低抵抗化所 需添加物的研究。添加了Al后的ZnO膜（ZAO膜）得到了 190μΩcm的低阻抗结果，显示了作为材料的可能性。
是红色，579nm光的色调是黄色，510nm光的 色调是绿色等等； 饱和度就是纯度，没有混入白色的窄带单色， 在视觉上就是高饱和度的颜色。光谱所有的光 都是最纯的颜色光，加入白色越多，混合后的 颜色就越不纯，看起来也就越不饱和。
彩色显示机理
彩色滤光膜的R、G、B三基色按一定图案排列， 并与TFT基板上的TFT子象素一一对应（注意： 一个象素由三个子象素组成）。 背光源发出的白光，经滤光膜后变成相应的R、 G、B色光。通过TFT阵列可以调节加在各个 子象素上的电压值，从而改变各色光的透射强 度。不同强度的RGB色光混合在一起，就实现 了彩色显示。
Color (RGB) Layer:
光微影制程为目前生产彩色滤光片之主流，其 制造方法以着色材料分散在感光性树脂中， 此感光树脂为负型(Negative)， 在紫外线照射 下经过光反应(即交链反应)而硬化， 做反复的 塗佈、曝光、显影、硬烤可形成R、G、B三色 的彩色滤光片，最后再真空溅鍍ITO导电膜于 彩色层上面。
解释：
（1）上偏光板【CF side Polarizer】 （2）彩色滤光片【Color Filter】 （3）配向膜【Alignment layer or PI （Polyamine）】 （4）间隙子【Spacer】 （5）液晶【LC（Liquid Crystal）】 （6）Array 基板【TFT substrate】 （7）下偏光板【TFT side Polarizer】
ITO，铟锡氧化物，这个名词原本应该叫做 Tin-doped Indium Oxide，即掺杂锡之铟氧 化物。因专业习惯简称：Indium Tin Oxide （ITO），使之成为专业用语。
ITO Sputtering Process:
1、功能：
提供液晶上电场之透光金属膜 此膜必须具备表面平滑性及元件可靠度 与着色层之成型方法有关 并利用压克力树脂与环氧树脂作为保护膜
间隙粒子 切割裂片(Cutting Process)
BM RGB
ITO PS
彩色滤光片的制造程序
玻璃基板 BM制程 RGB制程
自检 ITO制程
PS制程 自检
最终检查 最终清洗
包装
BM (Black Matrix)
功能：1）提高对比度，防止串色；2）防止光 电流产生，保护TFT电极。
材料：铬、镍、黑色树脂，以成本和环保的角 度考虑，目前已广泛采用黑色树脂。
彩色层制程包含塗佈、曝光、显影及硬
烤等步驟，
塗佈制程质量要求
膜厚均一性须达±5%以內 Particle（粒子）及mura（膜厚变化,不均匀性）产生率小 材料使用率高 光阻穩定性高
曝光、显影
一般树脂配方为感光型， 颜料光阻为 负形光阻剂，在曝光时曝光区进行自由 基聚合反应形成交链结构而硬化
ITO Sputtering Process:
2、材料特性：
采用电浆溅镀法 ITO ： Indium Tin Oxide（铟锡氧化物） ITO膜厚度0.15μm，表面电阻20~30Ω/������
������
ITO Sputtering Process:
目前平面现示器几乎都是使用ITO 膜，主要理由： 具有低电阻(氧化锡导电能力强 ) 高透光率(氧化铟透过率高) 蚀刻容易 适合大面积制作
蚀刻(Etching)法
蚀刻法是利用蚀刻形成着色树脂层，着色树脂 是将颜料分散在聚合树脂(Polyimide)中。先将 着色树脂涂布在玻璃基板上，烘干固化后涂布 光阻，进行曝光、显影。由于蚀刻法需增加光 阻涂布与显影剥离等制製程，制程数较着色感 光材料法多。
转印法
转印法是将颜料分散树脂溶液涂布在薄膜上并 进行干燥。利用此种涂布方法将涂在薄膜上的 著色材料利用转印设备转印到玻璃基板后进行 曝光、显影來形成象素。反复进行转印、曝光、 显影制程形成RGB彩色层与黑色矩阵。由与形 成原理是採光学微影方式，设备基本上与着色 感光材料法相同。而且R、G、B各象素有遮蔽 UV光功能，一般的黑色矩阵是利用背面曝光 法來進行。
（4）
（1）
（2）
（10）
（7）
（5）
（6）
（9） （8）
Spacer ball状与Spacer柱状
Spacer ball的分布是用来正确控制Cell间的 Gap，需要具备很高的精确度。目前已开始 渐渐采用柱型取代Spacer ball。这个方法可 以消除间隙子产生的光散射，能有效改善对 比度等。
6
1500＊1800(1500 ＊1850)
7
2000＊2100(1870 ＊2200)
8
2160＊2400(2200 ＊2400)
SHARP第10代2010投产(6片65英寸,8片57英寸,15片42英寸)
切割、裂片示意图
对彩色滤光片的要求
平整度好,起伏要求小于0.1µm,空间精度好,对于 200-300µm的彩色像素(含RGB),精度≤±10µm, 必须与TFT完全匹配.
高热学稳定性,光学稳定性,化学稳定性.
彩色滤光片制程(主要部分)
黑色矩阵(Black Matrix) 彩色层(Color Layer) 导电膜溅镀(ITO Sputtering Process)
（8）银胶 or 银点【Ag Paste】 （9）框胶【Sealant】 （10）封口胶【End-seal】
彩色液晶屏世代别： 单位:mm
2.5
370＊470
3
550＊650
3.5
660＊720（610＊720）
3.7
650＊830
4
680＊880（730＊920）
5
1100＊1300
彩色滤光片结构示意图
驱动电压的改变调整液晶翻转的角度,进而改 变通过RGB子象素的光量,由加法混色的原理 得到丰富的色彩表现.
LCD示意图
当我们用放大镜观察LCD的某一点
对彩色滤光片的要求
RGB三基色有高饱和度和高透明度,白平衡好. 各颜色光谱尖锐,滤掉不需要的波长的光.
高对比度.对于高色纯度和高清晰度的画面而 言,必须要有高对比度.高对比度必定要求CF具 有低反射率,因此对黑底提出了严格的要求.
彩色滤光片原理/ 制程
(基本篇)
彩色滤光片-基于加法混Leabharlann Baidu的原理
两种间接混色法
时间混色法
-----视觉暂留特性
空间混色法
-----人眼的分辨力有 一定限度特性
R G B 三原色频谱
颜色的度量─CIE1931色度图
色度三角形说明了什么?
三角形的边，是由其对应两点的基 色组成的混色线：如红与绿组成的边， 代表了红与绿组成的各种彩色，所以， 由三基色混合的各种彩色， 都在这个三角形的边上，其饱和度 为100%；
What is ITO ?
ITO = Indium Tin Oxide 90 wt. % In2O3-10 wt.% SnO2
ITO原理
1968年荷兰PHILIPS公司的技术人员在偶然 的试验中发现在铟化物表面上噴洒氯化锡液 体，得到 3 × 10-4Ω.㎝ 的低电阻系数的透 明导电薄膜后，ITO 的研究就一直是各大公 司的热点。
什么是Photo spacer？
spacer主要是提供上下两层玻璃的支撑, 它 必须均匀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, 反而会 阻碍光线通过, 也无法维持上下两片玻璃的 适当间隙(gap), 会成电场分布不均的现 象, 进而影响液晶的灰阶表现.
三角形的重心是由红、绿、蓝等量 组成，为白色（电视语言：白光）；
过三角形的顶点和对边中点的连线必 经过三角形重心，那么蓝色和黄色、 红色和青色、绿色和紫色，也可以组 成白色，这两种类型的色称为互补色。
彩色的三要素
亮度、色调、色饱和度 色调和色饱和度合称：色度
三要素说明:
明度就是明亮的程度； 色调是由波长决定的色别，如700nm光的色调
BM制程：
说明
Resin BM的优点 减少Cr镀膜成本 降低反射率 减少对环境的破坏 Resin BM的制程原理 Resin BM制程与一般负型光阻相同,分为塗佈,
曝光,显影,后烤等步骤.制程主要规格特性为 BM线宽,线精度,位置精度,膜厚,Total pitch与 光学浓度（OD）值等等.
显影时不易溶于现影液中，非曝光区则 易溶于碱性溶液，经水洗、干燥后即可 得所需图案(pattern)
硬烤
硬烤温度约200~250℃， 目的：去 除显影时造成swelling所残留的水 份及显影液，增加附着力及平坦度。
彩色层制程：
光阻
RGB制程介绍
颜料分散法是将颜料作为着色材料，将颜料分 散在胶合树脂中形成着色树脂，所以称为颜料 分散法。将染料进行分散则称为染料分散法。 广义的颜料分散法包含印刷法与电镀法，不过 一般最具代表性成膜方法是利用光学微影之着 色感光材料法与蚀刻法两种。另外预先将彩色 光阻涂布在基材上，再将彩色膜转印到基板上， 之后再利用光学微影方式來形成电极图案的转 印方式也是近來备受瞩目的新制程。
彩色濾光片製造方法的分類
色料 染料
着色方法 染色
染料分散
颜料
颜料分散
电镀 其他
成膜方法 光学微影 光学微影
印刷 其他 光学微影
印刷 光学
制造名称
单层法(染色法) 多层法 蚀刻法
彩色感光材料法
喷墨(Ink Jet)法 蚀刻法
彩色感光材料法 转印法
凹版印刷法 平版印刷法 网版印刷法
微影 电子照相法 激光燒成法
CF颜料分散法制程图示
着色感光材料法
着色感光材料法是将颜料分散在微粒透明感光性树脂 中，形成着色感光材料，進行涂布→曝光→显影，將 R、G、B重复进行三次形成电极图案的方法。原理是 采用光学微影(lithography)方式，所以设备也以涂布 设备、曝光设备、显影设备为主。色相特性、颜料选 择、微细化程度与感光材料分散方法等都是由涂布膜 厚所決定。与同為光学微影式染色法相比，染色制程 中的防染处理制程较为简化，但在曝光制程方面，由 于着色感光材料的颜料会吸光，所以必须选用高感度 的感光性树脂及曝光源。
Photo spacer的作用
较佳的cell gap均匀性 降低漏光,提高对比度
Spacer示意图
Photo spacer制程原理
Photo spacer制程与一般负型光阻相同,分为塗 佈,曝光,显影,后烤等步骤.主要规格：PS高度, 上/下底面积,弹性回复率等等 SVA-FF采用转印法，原理同（P29）
富士的转印法
① Coated Film
② Laminate
保護Film 着色感材層（２μm） 酸素遮断層（1.5μm) Cussion層 (10μm) Basement Film (帯電防止処理)
负型光阻材料的典型示意
上下游关系
彩色滤光片的象素排列
LCD知识介绍
Panel的基本结构
（3）
溅镀示意图
电浆溅镀法
透明片视为CF基板
ZnO:Al膜作为ITO代替材料
ITO的原料In是稀有金属，近年需求量的激增，至2005年其市 价已经超过1,000美元／kg。
ZnO系是廉价又资源丰富的材料，也没有毒性，根据实验显 示阻抗值和ITO相同，被认为是代替ITO的有力候补材料。
ZnO的透明导电性很久前就广为所知，还进行了低抵抗化所 需添加物的研究。添加了Al后的ZnO膜（ZAO膜）得到了 190μΩcm的低阻抗结果，显示了作为材料的可能性。
是红色，579nm光的色调是黄色，510nm光的 色调是绿色等等； 饱和度就是纯度，没有混入白色的窄带单色， 在视觉上就是高饱和度的颜色。光谱所有的光 都是最纯的颜色光，加入白色越多，混合后的 颜色就越不纯，看起来也就越不饱和。
彩色显示机理
彩色滤光膜的R、G、B三基色按一定图案排列， 并与TFT基板上的TFT子象素一一对应（注意： 一个象素由三个子象素组成）。 背光源发出的白光，经滤光膜后变成相应的R、 G、B色光。通过TFT阵列可以调节加在各个 子象素上的电压值，从而改变各色光的透射强 度。不同强度的RGB色光混合在一起，就实现 了彩色显示。
Color (RGB) Layer:
光微影制程为目前生产彩色滤光片之主流，其 制造方法以着色材料分散在感光性树脂中， 此感光树脂为负型(Negative)， 在紫外线照射 下经过光反应(即交链反应)而硬化， 做反复的 塗佈、曝光、显影、硬烤可形成R、G、B三色 的彩色滤光片，最后再真空溅鍍ITO导电膜于 彩色层上面。
解释：
（1）上偏光板【CF side Polarizer】 （2）彩色滤光片【Color Filter】 （3）配向膜【Alignment layer or PI （Polyamine）】 （4）间隙子【Spacer】 （5）液晶【LC（Liquid Crystal）】 （6）Array 基板【TFT substrate】 （7）下偏光板【TFT side Polarizer】
ITO，铟锡氧化物，这个名词原本应该叫做 Tin-doped Indium Oxide，即掺杂锡之铟氧 化物。因专业习惯简称：Indium Tin Oxide （ITO），使之成为专业用语。
ITO Sputtering Process:
1、功能：
提供液晶上电场之透光金属膜 此膜必须具备表面平滑性及元件可靠度 与着色层之成型方法有关 并利用压克力树脂与环氧树脂作为保护膜
间隙粒子 切割裂片(Cutting Process)
BM RGB
ITO PS
彩色滤光片的制造程序
玻璃基板 BM制程 RGB制程
自检 ITO制程
PS制程 自检
最终检查 最终清洗
包装
BM (Black Matrix)
功能：1）提高对比度，防止串色；2）防止光 电流产生，保护TFT电极。
材料：铬、镍、黑色树脂，以成本和环保的角 度考虑，目前已广泛采用黑色树脂。
彩色层制程包含塗佈、曝光、显影及硬
烤等步驟，
塗佈制程质量要求
膜厚均一性须达±5%以內 Particle（粒子）及mura（膜厚变化,不均匀性）产生率小 材料使用率高 光阻穩定性高
曝光、显影
一般树脂配方为感光型， 颜料光阻为 负形光阻剂，在曝光时曝光区进行自由 基聚合反应形成交链结构而硬化
ITO Sputtering Process:
2、材料特性：
采用电浆溅镀法 ITO ： Indium Tin Oxide（铟锡氧化物） ITO膜厚度0.15μm，表面电阻20~30Ω/������
������
ITO Sputtering Process:
目前平面现示器几乎都是使用ITO 膜，主要理由： 具有低电阻(氧化锡导电能力强 ) 高透光率(氧化铟透过率高) 蚀刻容易 适合大面积制作
蚀刻(Etching)法
蚀刻法是利用蚀刻形成着色树脂层，着色树脂 是将颜料分散在聚合树脂(Polyimide)中。先将 着色树脂涂布在玻璃基板上，烘干固化后涂布 光阻，进行曝光、显影。由于蚀刻法需增加光 阻涂布与显影剥离等制製程，制程数较着色感 光材料法多。
转印法
转印法是将颜料分散树脂溶液涂布在薄膜上并 进行干燥。利用此种涂布方法将涂在薄膜上的 著色材料利用转印设备转印到玻璃基板后进行 曝光、显影來形成象素。反复进行转印、曝光、 显影制程形成RGB彩色层与黑色矩阵。由与形 成原理是採光学微影方式，设备基本上与着色 感光材料法相同。而且R、G、B各象素有遮蔽 UV光功能，一般的黑色矩阵是利用背面曝光 法來進行。
（4）
（1）
（2）
（10）
（7）
（5）
（6）
（9） （8）
Spacer ball状与Spacer柱状
Spacer ball的分布是用来正确控制Cell间的 Gap，需要具备很高的精确度。目前已开始 渐渐采用柱型取代Spacer ball。这个方法可 以消除间隙子产生的光散射，能有效改善对 比度等。
6
1500＊1800(1500 ＊1850)
7
2000＊2100(1870 ＊2200)
8
2160＊2400(2200 ＊2400)
SHARP第10代2010投产(6片65英寸,8片57英寸,15片42英寸)
切割、裂片示意图
对彩色滤光片的要求
平整度好,起伏要求小于0.1µm,空间精度好,对于 200-300µm的彩色像素(含RGB),精度≤±10µm, 必须与TFT完全匹配.
高热学稳定性,光学稳定性,化学稳定性.
彩色滤光片制程(主要部分)
黑色矩阵(Black Matrix) 彩色层(Color Layer) 导电膜溅镀(ITO Sputtering Process)
（8）银胶 or 银点【Ag Paste】 （9）框胶【Sealant】 （10）封口胶【End-seal】
彩色液晶屏世代别： 单位:mm
2.5
370＊470
3
550＊650
3.5
660＊720（610＊720）
3.7
650＊830
4
680＊880（730＊920）
5
1100＊1300
彩色滤光片结构示意图
驱动电压的改变调整液晶翻转的角度,进而改 变通过RGB子象素的光量,由加法混色的原理 得到丰富的色彩表现.
LCD示意图
当我们用放大镜观察LCD的某一点
对彩色滤光片的要求
RGB三基色有高饱和度和高透明度,白平衡好. 各颜色光谱尖锐,滤掉不需要的波长的光.
高对比度.对于高色纯度和高清晰度的画面而 言,必须要有高对比度.高对比度必定要求CF具 有低反射率,因此对黑底提出了严格的要求.
彩色滤光片原理/ 制程
(基本篇)
彩色滤光片-基于加法混Leabharlann Baidu的原理
两种间接混色法
时间混色法
-----视觉暂留特性
空间混色法
-----人眼的分辨力有 一定限度特性
R G B 三原色频谱
颜色的度量─CIE1931色度图
色度三角形说明了什么?
三角形的边，是由其对应两点的基 色组成的混色线：如红与绿组成的边， 代表了红与绿组成的各种彩色，所以， 由三基色混合的各种彩色， 都在这个三角形的边上，其饱和度 为100%；
What is ITO ?
ITO = Indium Tin Oxide 90 wt. % In2O3-10 wt.% SnO2
ITO原理
1968年荷兰PHILIPS公司的技术人员在偶然 的试验中发现在铟化物表面上噴洒氯化锡液 体，得到 3 × 10-4Ω.㎝ 的低电阻系数的透 明导电薄膜后，ITO 的研究就一直是各大公 司的热点。