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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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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
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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
作用:支架
要求:
（1）热膨胀系数小
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R
G
B
R
B
R
G
B
G
B
R
G
R
G
B
R
B
R
G
B
G
B
R
G
G
B
R
Hale Waihona Puke GBRG
B
R
G
B
R
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三角形排列：横向也是 按R、G、B顺序周期排 列，但行之间错开半个 基色单元位置，如同砌 砖墙。这种排列结构复 杂，但显示颜色逼真， 分辨率也高，所以彩色 质量高，
R
B
G
R
B
G
G
R
B
G
R
R
B
G
R
B
G
G
R
B
G
R
黑色的遮光层，其制作质量良率影响最后显示影像的 画质分辨率及色彩鲜明度
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颜色的表示是利用“加成混合法”,使用RGB三原色作 近接配置,使肉眼无法分辨(小于肉眼的分辨率),经 任意的组合即能显示各种颜色.
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彩色显示基本原理
在画像素配列的方式上有
线条纹配列(Stripe) 三角形配列(Triangle) 玛赛克配列(Mosaic) 正方形配列(Square)
1. 耐热性 2. 耐化性
可靠度要求
1. 耐旋光性 2. 耐热性
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（1）分光特性好。R、G、B三基色要有高饱和度， 即在色度图中R、G、B三基色坐标所围的三角形面积 应尽可能大，以达到重现更多的自然色彩。
（2）高对比度。对于高清晰度彩色画面，必须具有高 对比度，这就要求CF有低的反射率。
模式）
树脂 ITO
衬底材料
低膨胀系数 高表面平整度 STN使用钠玻璃或铝系玻璃 TFT使用无碱玻璃
遮光
高光学密度 低表面反射率
透过光的着 色
平坦化和保 护膜
电极
保证盒厚均 一性
耐光、耐热性良好 色彩的饱和度要高
透光度高 耐热性 可承受ITO溅镀之离子撞击
低温制程(避免破坏底层材料) STN之CF所用ITO为线状 TFT之CF所用ITO为连续平面状
原因:a.由多层材料組成
b.多层材料是由压合的方式， 结合起來的,會经
（3）平整度好。对于TFT-LCD用的CF，平整性精度 为小于0.1µm，同时要求空间精度好，因为每一个彩 色单元必须与下基板上的一个带TFT的液晶单元对准。
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（4）高的热学、光学和化学稳定性。
CF是先制作在上基板内表面，在上下基板形成液晶盒 工艺中要加高温（约250℃），CF必须能经受此高温 而不变形和色度保持恒定；
液晶材料与技术（15）
——彩色滤光片及其关键技术
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 彩色滤光片的技术改进及发展趋势
前言:
彩色滤光片(Color Filter) 彩色滤光片是液晶显示器关键零组件中成本最高
的，在TFT-LCD面板的材料成本结构中，彩色滤光 片约占所有材料成本的20％左右。 彩色滤光片之作用在于利用滤光之方式产生红(R)、 绿(G) 、蓝(B)三基色，再将三基色以不同比例混 合而产生各种色彩，使LCD显现彩色。 同时也对TFT—LCD的视角宽度、亮度、分辨率等 性能起关键作用。
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色再現性
色再现性是由彩色滤光片的光线透过光谱、背 光板的发光光谱以及液晶胞的光谱等因素所决 定的
要使色再现性变好，则
在液晶胞中需使液晶间隙及液晶的折射率异方 向性达到最适化的状态
在背光源方面，其彩色滤光片RGB三原色透过 率的波峰波长值应接近于三种波长类型之发光 波峰值
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彩色滤色层(RGB) 黑矩阵(BM) 1～2μm
透明导电膜(ITO)
0.5μm
透明保护层(OC)
R
G
B
R
G
B
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组成层
材料
作用
要求
玻璃基板
无碱玻璃
Cr金属/丙烯
BM
树脂+黑色颜
料
RGB着色层 树脂和颜料
保护层 （OC）
树脂
公共电极
ITO
柱状spacer
背面ITO （只在IPS
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条纹排列：结构简单， 易显纵条纹，凸显显得 粗糙。适合于文字、静 态图形显示;
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R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
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G
B
R
G
B
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G
B
R
G
B
R
G
B
R
G
B
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玛赛克形排列：三基色 单元横向仍按R、G、B 顺序周期排列，但是在 纵向逐行移位。这种结 构课消除条形排列中的 竖条纹感，颜色相对自 然写，但当像素间距较 大是，会有斜纹感，图 像还会有些粗糙感。排 列适合于高分辨率动态 图像显示;
R
B
G
R
B
G
G
R
B
G
R
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正方形配列
它跟前面几个不一样 的地方在于它并不是 以三个点来当作一个 pixel，而是以四个 点来当作一个pixel. 而四个点组合起来刚 好形成一个正方形。
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三角形和玛赛克形的配置，则是鲜明高分辨率 表示，动态影像的液晶电视和影像、影音消费 性产品。