CF彩色滤光片制造工艺
CF制程简介
课程目标
了解 CF 基本制程 了解 CF COA 生产流程
课程内容
1.CF 定义及作用 2.CF结构介绍及说明 3.制程流程说明 4. CF COA 生产流程介绍
Part1. CF定义及作用
CF(Color Filter)即：彩色滤光片。是组合TFT-LCD其中的一个零组件，其主要的 功能是让液晶显示器能产生彩色画面，若无彩膜，则看到的电视显示将是黑白 的。
BM制程包括： ①玻璃清洗 ②BM光阻涂布 ③真空干燥 ④预烘烤与冷却 ⑤紫外线曝光 ⑥显影 ⑦烘烤。
R G B Layer 为相似制程，与BM相同，区别在于所用光阻及曝光用的光罩不同。 R Layer 红色光阻涂布
G Layer 绿色光阻涂布
B Layer 蓝色光阻涂布
ITO 制程为物理溅镀过程，包括 ①前清洗 ②ITO溅镀 ③后洗净 ④烘烤
Part2. CF结构介绍
众所周知，自然界的三原色为红、绿、蓝，通过对三原色进行混色，并调 整其亮度(灰阶)可以呈现不同的色彩。
BM：黑色矩阵，用来掩挡漏光 PS：感光间隙子，用来支撑与维持Cell gap均匀 ITO：用来作CF侧通用电极 RGB：起主要作用的RGB三种色阻分布排列
Part3. 制程流程说明
Part4. CF COA 生产流程介绍
PS是在CF与Array基板中支撑Cell gap的柱状pattern。有一定的弹性回复力，可以承 担一定的压力。PS呈透明状，减少对光透过的阻挡，制程工序一样为黄光工序。
谢谢！
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。
lcd cf段工艺
lcd cf段工艺LCD CF段工艺是指液晶显示器中的彩色滤光片工艺。
液晶显示器是现代科技中广泛应用的一种显示技术，其特点是能够以较低的功耗和较高的图像质量显示图像。
而CF段工艺则是液晶显示器中非常重要的一环，它直接影响到液晶显示器的显示效果和色彩饱和度。
在液晶显示器中，彩色滤光片起到了筛选和调整光线颜色的作用。
而CF段工艺则是制作彩色滤光片的工艺过程。
CF段工艺的目标是通过一系列的步骤和工艺来制作出色彩饱和度高、透光性好的彩色滤光片。
在CF段工艺中，需要先制备出基板。
基板是彩色滤光片的基础，通常使用玻璃或塑料材料制作。
制备基板的过程通常包括清洗、切割和研磨等步骤，以确保基板的平整和光滑度。
接下来，需要将彩色滤光片的颜色层一层一层地涂覆在基板上。
彩色滤光片通常由红、绿、蓝三种颜色组成，每一种颜色都需要通过特定的工艺步骤进行涂覆。
这些工艺步骤通常包括涂布、烘干、曝光和固化等过程，以确保彩色滤光片的颜色均匀且稳定。
在涂覆彩色滤光片颜色的过程中，还需要注意对颜料的选择和配比。
不同的颜料具有不同的光学性质，可以调节彩色滤光片的色彩饱和度和透光性。
同时，颜料的配比也是非常重要的，过高或过低的配比都会影响到彩色滤光片的色彩平衡。
除了颜色层的涂覆，CF段工艺中还包括了其他一些重要的步骤。
例如，彩色滤光片的光学性能测试，以确保其满足液晶显示器的要求。
还有对彩色滤光片的防污染处理，以提高其使用寿命和稳定性。
在CF段工艺中，还需要对彩色滤光片进行切割和清洁等后续工艺。
切割过程通常使用激光或刀具进行，以将大尺寸的滤光片切割为适合液晶显示器尺寸的小片。
清洁过程则是为了去除表面的污染物，以确保彩色滤光片的透光性和色彩还原度。
总的来说，LCD CF段工艺是制作液晶显示器彩色滤光片的关键工艺。
通过一系列的步骤和工艺，能够制备出高质量的彩色滤光片，为液晶显示器的图像显示提供良好的色彩效果和透光性能。
不断的工艺改进和技术创新，也将进一步提升液晶显示器的显示质量和用户体验。
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
5
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)
CF基本知识
CF基本知识
1 什么是CF ?
CF是color filter的简称,一般称为彩色滤光片,是LCD、OLED彩色显示的关键部件，一般由R、G、B三原色按一定规则在玻璃有序排列而成。
2 CF的种类
1)按是否使用背光源分
反射类、半透类、全透类
2）按LCD使用类别分
TN、STN、TFT、（OLED）
3 CF的制造方法
1)染色法
2)颜料分散法
3)印刷法
4)电致着色法
5)喷墨打印法
6)刻蚀法
4 我们厂采用的制造方法
颜料分散法，也是目前主流的CF制造方法。
5RGB的排列方式
)
)
半透型1）反射类：玻璃基片，SiO2 层，Al-Nd反射层，BM,RGB,OC层，SiO2 层，ITO层。
2）半透类：与反射类相同，只是反射层上开口，增加亮度。
3）全透类：玻璃基片，SiO2 层，BM,RGB,OC层，SiO2 层，ITO层。
7CF特性评价方法
1)分光特性即色度学指标：颜色坐标、OD值。
2)膜厚及平滑性。
3)透过率。
4)长度精度，位置精度。
5)可靠性实验：耐热、耐冷热冲击、耐光、耐化学药品性能。
CF制程简介
红色光阻涂布(1)
红色光阻涂布(2)
Pre-cleaner 真空干燥
Slit coater 去掉边缘光阻
Spin coater 预烘烤与冷却
Vacuum Dryer 紫外线曝光
Aligner
EBR (Edge Bead Rinse) 显影
Pre-bake & Cool plate
CF 制程检查项目
1.黑色矩阵制程(BM patterning process) 1.1.BM PHOTO & Etching LINE
显影后缺陷检查 ADI (After Developer Inspection)
巨观检查 ( Macro review )
1.Total Pitch ( 长寸法) 2.CD (Critical Dimension ) 3.Mark to Edge ( 端寸法 )
烘烤
紫外线灰化
修补
Oven
UV asher
Repair
R,G,B璃投入
氧化铟锡膜溅镀
ITO玻璃
ITO pre-cleaner
ITO sputter
ITO glass
MVA制程(Multi-domain Vertical Alignment)
4.S Line
ITO glass清洗
正光阻涂布(1)
正光阻涂布(2)
Defect insp.
烘烤
Developer
Oven
RGB制程(RGB process)
2.G Line
R glass清洗
绿色光阻涂布(1)
绿色光阻涂布(2)
Pre-cleaner 真空干燥
CF(彩色滤光片)制造工艺
彩色濾光片製程
彩色滤光片制程图示
ITO透明导电层作用
Photo spacer 简介
參考資料
• TFT LCD产品介绍byAlbert Tu. • TFT LCF介绍by 林至成. • 网 • • • •
站:.tw/scteach/diff/wordlin k.htm .tw/scteach/diff/index.html .tw/ / /home/superguitarist/i ndexall.htm
18
1.偏振片 2.玻璃基板 3.公共电极 4.取向层 5.封框胶 6.液晶 7.隔垫物 8.保护层 9.ITO像素电极 10.栅绝缘层 11.存贮电容底电极 12.TFT漏电极 13.TFT柵电极 14.有机半导体有源层 15.TFT源电极及引线 16.各向异性导电胶（ACF）17.TCP 18.驱动IC 19.印刷电路板（PCB）20.控制IC 21.黑矩阵（BM）22. 彩膜（CF）
彩色滤光片制程图示ito透明导电层作用photospacer简介tftlcd产品介绍byalberttu
为什么这个画面是彩色的??? 这彩色的画面的背后功臣是谁???
液晶显示器件的基本结构
7 1 2 21 3 22 4 5 6 20 17 4 8 9 10 2 16 19 15 14 13 12 11 1
液晶屏剖面图
Hale Waihona Puke TFT LCD各结构功能• 背光板模块:提供光的来源. • 上下偏光板,TFTglasssubstrate.液晶:形成偏振光,
控制光线的通过与否. • 彩色滤光片:提供TFTLCD红,绿,蓝(光的三原色) 的来源. • ITO透明导电层:提供透明的导电通路. • Photo spacer:提供一固定高度给彩色滤光片和 TFTglasssubstrate.做为灌入液晶时的空间.及作 为一上下两层glass之支撑.
彩膜典型工艺流程
Black Matrix 形成
清洗 Cleaning
清洗 Cleaning
彩色滤光片（Colour Filter）的结构包含玻璃基板、黑色矩阵、彩色层、保 护膜及 ITO 导电膜，此光电组件是在透明玻璃基板上制作防反射的遮光层-黑色 矩阵（Black matrix），洗净后再进行光阻的涂布，先涂布红色彩色光阻后，经 曝光、显影、烘烤，形成红色滤光层，再依序制作形成具有透光性红、绿、蓝三 原色的彩色滤光膜层，然后溅射镀上透明的 ITO 导电膜，最后进行 P板
抛光、前处理 Polishing Pre-cleaning
镀 ITO 层 R.G.B
抛光、前处理 Polishing Pre-cleaning
三 色 涂 布
曝光 Exposuring PS 层 显影 Developing 彩色滤光片 Colour Filter 去胶 Photoresist Removing
CF制程介绍
CHINA STAR
OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY
CF制程简介
目录
一
• CF结构功能介 绍
二
• CF制作方式
• CF制作流程
三
• 制程工艺简介
ITO膜厚； １５００Å 着色膜厚：1.5μm
Company Confidential Ver. Do not copy or distribute. Copyright 2010 CSOT
4/N
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1/N
光罩
BM 玻璃
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2/N
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7/N
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③露光
ＵＶ
ＢＭ
④现像
Photomask
Cussion层 酸素遮断层 着色感材层 玻璃基板
⑤Color Matrix
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彩色滤光片的工艺
彩色滤光片的工艺
彩色滤光片（Color Filter）的制备工艺主要包括以下几个步骤：
1.玻璃基板准备：首先需要准备一块硼硅玻璃基板，并进行清洗和干燥处理。
2.制作黑色矩阵（Black Matrix）：在玻璃基板上涂布一层黑色矩阵（Black Matrix），这是一种具有高反射率的材料，可以起到遮光和支撑作用。
3.制作彩色滤光层：在玻璃基板上涂布彩色滤光层，通常采用颜料分散法、染色法、印刷法和电沉积法等方法进行制备。
其中颜料分散法是最常用的方法，它利用颜料颗粒在溶剂中的分散性，将颜料颗粒均匀地分散在透明树脂中，形成彩色滤光膜层。
4.制作电极层：在彩色滤光层上涂布一层电极层，通常采用溅射法或化学气相沉积法制备。
5.贴合和切割：将制备好的彩色滤光片贴合到液晶面板上，并进行切割和检测，以确保其质量和性能符合要求。
总的来说，彩色滤光片的制备工艺比较复杂，需要经过多个步骤，并且要求各个步骤的精度和质量都非常高。
CF Photo 制程简介
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一. TFT-LCD Structure
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CSOT-CONFIDENTIAL
一. TFT-LCD Structure
彩色滤光片基本结构是由 1.玻璃基板（Glass Substrate） 2.黑色矩阵（Black Matrix） 3.彩色层（Color Layer） 4.ITO导电膜 5.Photo Space 彩色光片结构如下图(HVA)
三. Glass Flow/Corner Cut
Photo Process Layer：RGB/PS Line Glass Flow
CV
CP
Stage
CP
Stage
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谢谢
10/5
CSOT-CONFIDENTIAL
二. Process Flow
CF Photo Process
黄光区
在此区域下光阻与光波长不会发生反应 – Exposure Light Source Spectrum
无尘室 (无尘服/无尘鞋/无尘紙 ………..) 主要目的为控制影像区之灰尘 (Particle), 避免因Particle污染造成影像的不完整
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二. Process Flow
Black Matrix PS ITO
GLASS SUBSTRATE
Color Layer
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二. Process Flow
Photo Process :
将影像转玻璃基板的程序成为Photo Process ,其中包括光阻的涂布、光阻与光的反应、影像的形成
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CF Spac er TF T Tok ki
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Color filter 之重要性.
• 上述了這麼多,由此可知彩色濾光片對於
TFT LCD的重要了. • 報告到此結束,歡迎大家多多指教. • 謝謝大家的參加.
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參考資料
• TFT LCD產品介紹 by Albert Tu. • TFT LCF 介紹 by 林至成. • 網站: • • • •
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.
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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)
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彩色濾光片製程
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彩色濾光片製程圖示
第10页/共16页
ITO 透明導電層作用
第11页/共16页
Photo spacer 簡介
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Color Filter良率的殺手
• Particles • Pattern • • • •
Defects Pinholes Tokki Mixed Color Mura
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產品簡介for Color filter process
sertec- 1CF,2CF系列-針對Color filter 上之Particles,Pattern Defects, Tokki, Pinholes, Mixed Color.可做檢測. Lasertec- 1RL,2RL系列-針對Tokki做研磨 的動作.使其高度低於Spacer 的高度. IHI-Cfi系列-針對Mura做檢測的動作. KC-Tec-Cleaner系列-Color filter基板,或再 生基板之清洗機台.
.tw/scteach/diff/wordlink.h tm .tw/scteach/diff/index.html .tw/ / /home/superguitarist/i ndexall.htm
為什麼這個畫面是彩色的??? 這彩色的畫面的背後功臣是誰???
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TFT LCD 之結構
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什麼是極化光?
• •
•
在物理光學上,將光看成是一電磁波.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) 第3页/共16页
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TFT LCD各結構功能
• 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.
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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.
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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.