1、液晶材料与技术（液晶材料与技术（15） 彩色滤光片及其关键技术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本原理彩色滤光片基板构造彩色滤光片基板构造彩色滤光片制程彩色滤光片制程彩色滤光片的技术改进及发展趋势彩色滤光片的技术改进及发展趋势3液晶材料与技术液晶材料与技术前言前言: :n彩色滤光片彩色滤光片(Color Filter)(Color Filter)n彩色滤光片是液晶显示器关键零组件中成本最高彩色滤光片是液晶显示器关键零组件中成本最高的的，在，在TFT-LCDTFT-LCD面板的材料成本结构中，面板的材料成本结构中，彩色滤光彩色滤光片约占所有材料成本的片约占所有材料成本的2020
2、左右。左右。n彩色滤光片之作用在于利用滤光之方式产生红彩色滤光片之作用在于利用滤光之方式产生红(R)(R)、绿绿(G) (G) 、蓝、蓝(B)(B)三基色，再将三基色以不同比例混三基色，再将三基色以不同比例混合而产生各种色彩，使合而产生各种色彩，使LCDLCD显现彩色。显现彩色。n同时也对同时也对TFTLCDTFTLCD的视角宽度、亮度、分辨率等的视角宽度、亮度、分辨率等性能起关键作用。性能起关键作用。4液晶材料与技术液晶材料与技术5液晶材料与技术液晶材料与技术彩色滤光片彩色滤光片基本原理n彩色彩色LCD与与CRT皆是采用加法混色法皆是采用加法混色法n液晶显示基本上是黑白表示，要彩色化显示是在
3、液晶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胞上分别置放红、黄、绿三原色的彩色滤光片nTFT主动矩阵驱动型显示器中，相互并列电极依序置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入所需三原色的彩色滤光片n因有杂色相混的问题，不同颜色的着色层间加设一道因有杂色相混的问题，不同颜色的着色层间加设一道黑色的遮光层，其制作质量良率影响最后显示影像的黑色的遮光层，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画质分辨率及色彩鲜明度6液晶材料与技术液晶材料与技术颜色的表示是利用颜色的表示是利用“加成混合法加成混合法”,使用使用RG
4、B三原色作三原色作近接配置近接配置,使肉眼无法分辨使肉眼无法分辨(小于肉眼的分辨率小于肉眼的分辨率),经经任意的组合即能显示各种颜色任意的组合即能显示各种颜色.7液晶材料与技术液晶材料与技术彩色显显示基本原理n在画像素配列的方式上有在画像素配列的方式上有n线条纹配列线条纹配列(Stripe)(Stripe)n三角形配列三角形配列(Triangle)(Triangle)n玛赛克配列玛赛克配列(Mosaic)(Mosaic)n正方形配列正方形配列(Square)(Square)8液晶材料与技术液晶材料与技术n条纹排列条纹排列：结构简单，：结构简单，易显纵条纹，凸显显得易显纵条纹，凸显显得粗糙。适合
5、于文字、静粗糙。适合于文字、静态图形显示态图形显示; R RG GB BR RG GB BR RG GB BR RG GB BR RG GB BR RG GB BR RG GB BR RG GB BR RG GB BR RG GB BR RG GB BR RG GB B9液晶材料与技术液晶材料与技术n玛赛克形排列：玛赛克形排列：三基色三基色单元横向仍按单元横向仍按R、G、B顺序周期排列，但是在顺序周期排列，但是在纵向逐行移位。这种结纵向逐行移位。这种结构课消除条形排列中的构课消除条形排列中的竖条纹感，颜色相对自竖条纹感，颜色相对自然写，但当像素间距较然写，但当像素间距较大是，会有斜纹感，图大是
6、，会有斜纹感，图像还会有些粗糙感。像还会有些粗糙感。排排列适合于高分辨率动态列适合于高分辨率动态图像显示图像显示;R RG GB BR RG GB BB BR RG GB BR RG GG GB BR RG GB BR RR RG GB BR RG GB BB BR RG GB BR RG GG GB BR RG GB BR R10液晶材料与技术液晶材料与技术n三角形排列三角形排列：横向也是：横向也是按按R、G、B顺序周期排顺序周期排列，但行之间错开半个列，但行之间错开半个基色单元位置，如同砌基色单元位置，如同砌砖墙。这种排列结构复砖墙。这种排列结构复杂，但显示颜色逼真，杂，但显示颜色逼真，分
7、辨率也高，所以彩色分辨率也高，所以彩色质量高，质量高，R RB BG GR RB BG GG GR RB BG GR RR RB BG GR RB BG GG GR RB BG GR RR RB BG GR RB BG GG GR RB BG GR R11n正方形配列正方形配列n它跟前面几个不一样它跟前面几个不一样的地方在于它并不是的地方在于它并不是以三个点来当作一个以三个点来当作一个pixel，而是以四个，而是以四个点来当作一个点来当作一个pixel. 而四个点组合起来刚而四个点组合起来刚好形成一个正方形。好形成一个正方形。液晶材料与技术液晶材料与技术12液晶材料与技术液晶材料与技术n三角形
8、和玛赛克形的配置，则是鲜明高分辨率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、影音消费表示，动态影像的液晶电视和影像、影音消费性产品。性产品。13液晶材料与技术液晶材料与技术色再現性n色再现性是由彩色滤光片的光线透过光谱、背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光板的发光光谱以及液晶胞的光谱等因素所决定的定的n要使色再现性变好，则要使色再现性变好，则n在液晶胞中需使液晶间隙及液晶的折射率异方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向性达到最适化的状态n在背光源方面，其彩色滤光片在背光源方面，其彩色滤光片R
9、GB三原色透过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率的波峰波长值应接近于三种波长类型之发光波峰值波峰值14液晶材料与技术液晶材料与技术15液晶材料与技术液晶材料与技术n彩色滤光片基本原理彩色滤光片基本原理n彩色滤光片基板构造彩色滤光片基板构造n彩色滤光片制程彩色滤光片制程n彩色滤光片发展趋势彩色滤光片发展趋势16液晶材料与技术液晶材料与技术17液晶材料与技术液晶材料与技术一一.Color Filter基本结构基本结构n*彩色滤光片因彩色滤光片因TN、STN、TFT方式的不同有方式的不同有所变化，主要构造有所变化，主要构造有:n1.遮蔽光用的遮光层遮蔽光用的遮光层n2.彩色表示的彩
10、色表示的RGB之着色图案之着色图案n3.保护着色层的透明保护膜保护着色层的透明保护膜n4.驱动液晶的透明电极膜驱动液晶的透明电极膜n5.柱状柱状spacern6.背面背面ITO18液晶材料与技术液晶材料与技术透明导电膜(ITO) 0.5m透明保护层(OC)彩色滤色层(RGB) 12m黑矩阵(BM)19组成层组成层材料材料作用作用要求要求膜厚膜厚玻璃基板无碱玻璃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0.30.7 mmBMCr金属/丙烯树脂+黑色颜料遮光高光学密度低表面反射率1.35 mRGB着色层树脂和颜料透过光的着色耐光、耐热性良好色彩的饱和度要高1.75
11、m保护层（OC）树脂平坦化和保护膜透光度高耐热性可承受ITO溅镀之离子撞击1.00 m公共电极ITO电极低温制程(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0.14 m柱状spacer树脂保证盒厚均一性折射率接近液晶的折射率膨胀系数也和液晶的相近34 m背面ITO（只在IPS模式）ITO防止静电积累0.03 m液晶材料与技术液晶材料与技术20二、二、彩色滤光片的特性滤光片的特性要求:液晶材料与技术液晶材料与技术彩色濾光片的本質要求後段製程配合要求可靠度要求CF 特性要求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1. 耐热性
12、2. 耐化性1. 耐旋光性2. 耐热性21液晶材料与技术液晶材料与技术n（1）分光特性好。）分光特性好。R、G、B三基色要有高饱和度，三基色要有高饱和度，即在色度图中即在色度图中R、G、B三基色坐标所围的三角形面积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。应尽可能大，以达到重现更多的自然色彩。n（2）高对比度。）高对比度。对于高清晰度彩色画面，必须具有高对于高清晰度彩色画面，必须具有高对比度，这就要求对比度，这就要求CF有低的反射率。有低的反射率。n（3）平整度好。）平整度好。对于对于TFT-LCD用的用的CF，平整性精度，平整性精度为小于为小于0.1m，同时要求空间精度
13、好，因为每一个彩，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色单元必须与下基板上的一个带TFT的液晶单元对准。的液晶单元对准。22液晶材料与技术液晶材料与技术n（4）高的热学、光学和化学稳定性。）高的热学、光学和化学稳定性。nCF是先制作在上基板内表面，在上下基板形成液晶盒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（约工艺中要加高温（约250），），CF必须能经受此高温必须能经受此高温而不变形和色度保持恒定；而不变形和色度保持恒定；n当彩色当彩色LCD工作时，采用背光源，工作时，采用背光源，CF要受到极强光长要受到极强光长时间的辐射，要不能发生褪色；在时间的辐
14、射，要不能发生褪色；在LCD后续工艺制造后续工艺制造中会遇到多种酸碱和溶剂，所以中会遇到多种酸碱和溶剂，所以CF的化学稳定性也必的化学稳定性也必须好。须好。n（5）不出现姆拉及其他缺陷、可靠性高、寿）不出现姆拉及其他缺陷、可靠性高、寿命长。命长。23液晶材料与技术液晶材料与技术三、各层结构简介三、各层结构简介n1、玻璃基板、玻璃基板n作用:支架n要求: n（1）热）热膨胀系数系数小 n 原因:a.由多层层材料組成 n b.多层层材料是由压压合的方式， 结合结合起來的,會经经过过一些高温处理高温处理n （2）平坦性佳n 原因:要在玻璃基板上形成ITO膜24液晶材料与技术液晶材料与技术2 2、黑矩
15、阵的作用：、黑矩阵的作用：n1、遮蔽像素区域（开口部分）之外的背光源、遮蔽像素区域（开口部分）之外的背光源的漏光；的漏光；n2、防止相邻、防止相邻RGB亚像素混色，提高显示对比亚像素混色，提高显示对比度；度；n3、防止光线照射、防止光线照射TFT器件的器件的a-Si层而增加漏电层而增加漏电流；流；n4、防止背景光的写入（造成对比度低下），、防止背景光的写入（造成对比度低下），可明显提高对比度等。可明显提高对比度等。25液晶材料与技术液晶材料与技术黑矩阵的黑矩阵的要求:n遮光性强强n 反射率低n 与与玻璃的附著性佳n成份:依材料种类分外金属铬遮光层和黑色树脂遮光层种类分外金属铬遮光层和黑色树脂遮
16、光层BM型。型。n因为铬不符合环保要求，近年来，黑矩阵正从铬系转因为铬不符合环保要求，近年来，黑矩阵正从铬系转向树脂系向树脂系BM。n树脂系树脂系BM是采用光刻胶中分散有替代颜料的炭黑等黑是采用光刻胶中分散有替代颜料的炭黑等黑色成分的材料，采用与颜料光刻胶制作基本相同的制色成分的材料，采用与颜料光刻胶制作基本相同的制作工艺制成。作工艺制成。26液晶材料与技术液晶材料与技术n一般商用一般商用BM光学浓度值在光学浓度值在3.0以上，即要有高以上，即要有高的遮光率。的遮光率。n光学浓度光学浓度(Optical Density，OD)定义如下：定义如下：n OD = -log(I/I0)n I0：入射
17、光强度：入射光强度n I ：透过光强度：透过光强度nOD=3.0表示入射光亮度为表示入射光亮度为103 cd/m2时，时，BM的透过光亮度为的透过光亮度为1 cd/m2nCr金属形成的金属形成的BM，OD值可以高达值可以高达5.0以上，树脂的相对低一些。以上，树脂的相对低一些。27液晶材料与技术液晶材料与技术n遮光层的种类、膜厚和光学浓度遮光层的种类、膜厚和光学浓度28液晶材料与技术液晶材料与技术各种遮光层的基本结构和特性各种遮光层的基本结构和特性29液晶材料与技术液晶材料与技术各种各种BM构造、反射机制及反射特性构造、反射机制及反射特性30液晶材料与技术液晶材料与技术31液晶材料与技术液晶材
18、料与技术树脂树脂BM的反射率低，不会出现反射光片蓝色或偏红色的现象。多层的反射率低，不会出现反射光片蓝色或偏红色的现象。多层Cr层也可以降低反射率，但多少还会存在反射光的色偏现象。层也可以降低反射率，但多少还会存在反射光的色偏现象。32液晶材料与技术液晶材料与技术3、RGB层层n作用作用:将背光源的白光过滤为三原色，将背光源的白光过滤为三原色， 配合配合TFT改变改变其比例而成多彩色其比例而成多彩色.nRGB 着色层厚度为着色层厚度为12mn要求要求:n（1）高透过率）高透过率n 一般一般TFT-LCD Module所使用的背光灯所使用的背光灯管，其频谱会在短管，其频谱会在短/中中/长波长处出
19、现三个明显长波长处出现三个明显的的Peak,根据这三个根据这三个Peak所对应的波长所对应的波长(此即所此即所谓特定波长谓特定波长)来订定来订定RGB三种颜色之透过率三种颜色之透过率.33液晶材料与技术液晶材料与技术n（2）高色纯度）高色纯度n 以以CIE1931(x,y,z)为参考之色度坐标为参考之色度坐标,分别分别量测出量测出R.G.B三颜色之三颜色之(X,Y)之色度值之色度值.根据根据NTSC(National Television System Committee),EBU(European Broadcast Union)所定所定义的义的RGB三颜色之三颜色之(X,Y)色度值色度值,
20、以及以及CRT.TFT-LCD(Monitor)的的RGB三颜色之三颜色之(X,Y)一般色度值一般色度值.34液晶材料与技术液晶材料与技术4、ITO层层n作用作用:讯号传输讯号传输n 要求要求:n1.低面阻抗低面阻抗:面阻抗比较低面阻抗比较低,电压也较低电压也较低, 发热量也减少发热量也减少,产品性能越好产品性能越好. n 2.高可见光透过率高可见光透过率.n 3.与底层保护膜的密着性与底层保护膜的密着性.nCF 用于用于TFT 时时ITO 膜厚度约为膜厚度约为150 nm ,面电阻为面电阻为100/ ,用于用于STN 时面电阻为时面电阻为5 / 。355、柱状、柱状PS（photo spac
21、er）n作用作用：保持盒厚均一性：保持盒厚均一性n材料材料：UV硬化型的丙烯树脂。硬化型的丙烯树脂。n为了不影响正常显示区域的液晶转动，为了不影响正常显示区域的液晶转动，一般把一般把PS做在做在CF基板基板B色层一侧的黑色矩阵上色层一侧的黑色矩阵上。n为了不影响液晶显示屏的光学特性，要保证所用为了不影响液晶显示屏的光学特性，要保证所用UV硬硬化型丙烯树脂的化型丙烯树脂的折射率接近于液晶的折射率折射率接近于液晶的折射率。nPS的的膨胀系数也要和液晶相近膨胀系数也要和液晶相近液晶材料与技术液晶材料与技术36液晶材料与技术液晶材料与技术n彩色滤光片基本原理彩色滤光片基本原理n彩色滤光片基板构造彩色滤
22、光片基板构造n彩色滤光片制程彩色滤光片制程n彩色滤光片技术改进及发展趋势彩色滤光片技术改进及发展趋势37液晶材料与技术液晶材料与技术n彩色濾光片工程nColor filter process n 黑色工程 紅色工程 綠色工程 藍色工程n Black process Red process Green process Blue processn玻璃nGlassn n塗佈nCoatingn n曝光nExposuren n n顯像nDevelopmentn n燒成nPost-bake38液晶材料与技术液晶材料与技术n彩色滤光片的制造方法依彩色滤光片的制造方法依着色层着色层的材料和制造的材料和制造流程
23、，而有不同的分类方式，主要有流程，而有不同的分类方式，主要有n颜料分散法颜料分散法n染色法染色法n电沉积法电沉积法n印刷法印刷法39液晶材料与技术液晶材料与技术n颜料分散法颜料分散法n是目前是目前最主流的量产方式最主流的量产方式（Pigment Dispersed Method）n颜料分散型彩色光刻胶颜料分散型彩色光刻胶（Pigment Dispersed Color Resist，PDCR）为形成彩色层之原材）为形成彩色层之原材料。料。40液晶材料与技术液晶材料与技术n颜料分散法是将颜料分散在感光胶中，涂在基颜料分散法是将颜料分散在感光胶中，涂在基板上，通过掩膜板曝光，被曝光处感光胶聚合板上
24、，通过掩膜板曝光，被曝光处感光胶聚合变成不溶性，在显影过程中保留下来，形成一变成不溶性，在显影过程中保留下来，形成一种基色点分布。重复种基色点分布。重复3次，便形成彩色滤光片。次，便形成彩色滤光片。n无机颜料的耐热性不成问题，但选择面较窄，无机颜料的耐热性不成问题，但选择面较窄，所以得大量使用有机颜料，通常红色用氰系、所以得大量使用有机颜料，通常红色用氰系、蒽醌类；绿色用卤化酞菁系，蓝色用铜酞菁。蒽醌类；绿色用卤化酞菁系，蓝色用铜酞菁。41液晶材料与技术液晶材料与技术n颜料分散法制备的颜料分散法制备的CF耐热性和光学特性好耐热性和光学特性好，是目前是目前LCD用彩膜的主流技术。用彩膜的主流技术
25、。n这种这种CF的的主要缺点是颜料中较大的原子团对主要缺点是颜料中较大的原子团对入射光有散射和双折射作用，对入射光产生消入射光有散射和双折射作用，对入射光产生消偏振光效应，从而会降低对比度。偏振光效应，从而会降低对比度。n今后研究工作重点是改善其消偏性和提高透过今后研究工作重点是改善其消偏性和提高透过率。率。42液晶材料与技术液晶材料与技术參考資料 http:/www.itri.org.tw/chi/services/ieknews/c1120-B10-00837-6B9E-0.doc 玻璃基板研磨,前處理Polishing, Pre-cleanind光阻塗佈Photoresist Coati
26、ng曝光Exposuring顯影Developing光阻剝離Photoresist RemovingBlack Matrix 形成洗淨Cleaning上保護層鍍ITO層彩色濾光片Color FilterR、G、B三色塗佈洗淨Cleaning玻璃基板研磨,前處理Polishing, Pre-cleanind光阻塗佈Photoresist Coating曝光Exposuring顯影Developing光阻剝離Photoresist RemovingBlack Matrix 形成洗淨Cleaning上保護層鍍ITO層彩色濾光片Color FilterR、G、B三色塗佈洗淨Cleaning颜料分散型彩
27、色滤光片制造流程颜料分散型彩色滤光片制造流程 43液晶材料与技术液晶材料与技术n可以看到，彩色滤光片制作工程与阵列基板制可以看到，彩色滤光片制作工程与阵列基板制作工程相同，也要采用光刻技术（作工程相同，也要采用光刻技术（PEP)。n在阵列基板的制作中，使用的光刻胶仅起掩膜在阵列基板的制作中，使用的光刻胶仅起掩膜作用，当沉积的薄膜层经刻蚀形成图形之后，作用，当沉积的薄膜层经刻蚀形成图形之后，光刻胶已没有必要，必须剥离。光刻胶已没有必要，必须剥离。n但是在彩色滤光片制作中，但是在彩色滤光片制作中，颜料分散型光刻胶颜料分散型光刻胶不被剥离，而是作为残留的着色层（滤色膜）不被剥离，而是作为残留的着色层
28、（滤色膜）而起彩色滤光片的作用。而起彩色滤光片的作用。n这是彩色滤光片制作工程与阵列制作工程的主这是彩色滤光片制作工程与阵列制作工程的主要区别。要区别。44液晶材料与技术液晶材料与技术染料法染料法n工艺过程：工艺过程：n将可染色的光敏聚合物涂在基板上，通过掩膜将可染色的光敏聚合物涂在基板上，通过掩膜曝光，用水冲去未曝光聚合物，形成透明图案，曝光，用水冲去未曝光聚合物，形成透明图案，用染料将该图案染色。用染料将该图案染色。n染色是在染色槽中进行，染色料一般是染料、染色是在染色槽中进行，染色料一般是染料、醋酸和水的混合物，染色后要作硬化处理，防醋酸和水的混合物，染色后要作硬化处理，防止颜色发生色移
29、。止颜色发生色移。n形成一种颜色图案后，对形成一种颜色图案后，对RGB三只颜色要重复三只颜色要重复三次上述工艺。三次上述工艺。45液晶材料与技术液晶材料与技术n染色法形成的染色法形成的CF透过率高、色纯度好、消偏透过率高、色纯度好、消偏性非常小、色彩艳丽，但耐热性和耐光性较差，性非常小、色彩艳丽，但耐热性和耐光性较差，并且工艺成本较高并且工艺成本较高。n与颜料分散法并属当今彩膜制作主流技术。与颜料分散法并属当今彩膜制作主流技术。46液晶材料与技术液晶材料与技术电沉积法电沉积法n电沉积法是在基板玻璃上先沉积一层电沉积法是在基板玻璃上先沉积一层ITO膜，膜，再涂上一层光致抗蚀剂，通过掩膜曝光，显影
30、再涂上一层光致抗蚀剂，通过掩膜曝光，显影冲洗后形成与像素排列完全一致的冲洗后形成与像素排列完全一致的ITO图案。图案。同种颜色的电极图案连在一起，然后去电泳。同种颜色的电极图案连在一起，然后去电泳。这样重复三次，便可得到彩色膜。这样重复三次，便可得到彩色膜。n也可以采用开窗技术来免去光刻也可以采用开窗技术来免去光刻ITO膜。膜。n电沉积法的优点是不需使用精密设备便可制备电沉积法的优点是不需使用精密设备便可制备具有精密图案的彩膜，膜厚可以通过控制电泳具有精密图案的彩膜，膜厚可以通过控制电泳时的电压、电流和胶状溶液电导率精确可控；时的电压、电流和胶状溶液电导率精确可控；可获得大面积厚度均匀的彩膜，
31、加工时间短，可获得大面积厚度均匀的彩膜，加工时间短，制成的膜耐热性好、耐光性好、透过率高制成的膜耐热性好、耐光性好、透过率高。47液晶材料与技术液晶材料与技术n缺点：只适用于条状排列，难以制成马赛克和缺点：只适用于条状排列，难以制成马赛克和三角形排列。三角形排列。ITO膜是被沉积电极，膜是被沉积电极，ITO膜电阻膜电阻的变化就转换为彩膜颜色的变化，对的变化就转换为彩膜颜色的变化，对ITO膜的膜的电阻均匀性要求较高。电阻均匀性要求较高。n电沉积法中电沉积法中ITO膜在膜在CF之上，即之上，即ITO膜不与液晶膜不与液晶层直接接触，与其他制备工艺正好想法，这样，层直接接触，与其他制备工艺正好想法，这
32、样，外加驱动电压有一部分会降在彩膜上，使有效外加驱动电压有一部分会降在彩膜上，使有效电压降减少电压降减少2030%。48液晶材料与技术液晶材料与技术着色层图案形成方法着色层图案形成方法-电鍍法(一)資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”49液晶材料与技术液晶材料与技术着色层图案形成方法着色层图案形成方法-电镀法(二)資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”50液晶材料与技术液晶材料与技术印刷法印刷法n印刷法印刷法：把带色油墨用印刷方法印到玻璃基板上。主：把带色油墨用印刷方法印到玻璃基板上。主要有以下几种：要有以下几种：n1.丝网印刷法丝网印刷法：使用网状的
33、网版将墨汁加压，而转印：使用网状的网版将墨汁加压，而转印于基板的方法，适用于线幅宽度于基板的方法，适用于线幅宽度200m以上且制程方以上且制程方法简便。法简便。n 2.平版式印刷法平版式印刷法：油墨从滚筒转移到作为缓冲层的平：油墨从滚筒转移到作为缓冲层的平板上，再转写于玻璃面上。此法清晰度较高。板上，再转写于玻璃面上。此法清晰度较高。n 3.凹版式印刷法凹版式印刷法：将油墨放在刻有凹下图案的底板上，：将油墨放在刻有凹下图案的底板上，再转写于玻璃面上的一种方式，此方式的优点是在版再转写于玻璃面上的一种方式，此方式的优点是在版上墨汁印制图案边缘切割特性好，凹的版部深度易调上墨汁印制图案边缘切割特性
34、好，凹的版部深度易调整墨汁的厚度，以及就尺寸的精度上版材使用金属的整墨汁的厚度，以及就尺寸的精度上版材使用金属的玻璃即可。玻璃即可。51液晶材料与技术液晶材料与技术n印刷法是印刷法是唯一不使用唯一不使用PEP工程技术工程技术的彩色滤光的彩色滤光片制造方法，片制造方法，n在材料使用效率上和工程制造的低成本居于有在材料使用效率上和工程制造的低成本居于有利的地位，但线幅的精密度则不大理想。利的地位，但线幅的精密度则不大理想。52液晶材料与技术液晶材料与技术着色层图案形成着色层图案形成方法-印刷法資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”53液晶材料与技术液晶材料与技术資料來源：顧鴻壽
35、編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”54液晶材料与技术液晶材料与技术以上各种制造方法所产生出的彩色滤光片的特性比较以上各种制造方法所产生出的彩色滤光片的特性比较55液晶材料与技术液晶材料与技术56液晶材料与技术液晶材料与技术57液晶材料与技术液晶材料与技术58液晶材料与技术液晶材料与技术n彩色滤光片基本原理彩色滤光片基本原理n彩色滤光片基板构造彩色滤光片基板构造n彩色滤光片制程彩色滤光片制程n彩色滤光片的技术改进及发展趋势彩色滤光片的技术改进及发展趋势59液晶材料与技术液晶材料与技术60液晶材料与技术液晶材料与技术61液晶材料与技术液晶材料与技术ColorFilterless 免彩色滤光
36、片免彩色滤光片LCDn不需要彩色滤光片就能实现彩色显示。不需要彩色滤光片就能实现彩色显示。n场序式色彩技术场序式色彩技术（FieldSequentialColor，FSC）：，背光源不是白光光源了，而变成了）：，背光源不是白光光源了，而变成了RGBLED背光源背光源。n部分厂商已经试制出无彩色滤光片的产品，可部分厂商已经试制出无彩色滤光片的产品，可大幅度提高面板系统的电光转换效能达到约大幅度提高面板系统的电光转换效能达到约40%，对于提升系统色域及饱和度、降低材料，对于提升系统色域及饱和度、降低材料成本等，都有非常显著的影响。成本等，都有非常显著的影响。 62液晶材料与技术液晶材料与技术工作工
37、作原理n利用红色光源、绿利用红色光源、绿色光源以及蓝色光色光源以及蓝色光源等三原色光源快源等三原色光源快速地切换的速地切换的,而同时而同时地使液晶图案产生地使液晶图案产生变化，其切换速度变化，其切换速度是每秒是每秒180次，此次，此一速度正好合乎人一速度正好合乎人类眼睛视觉神经的类眼睛视觉神经的感应速度或响应速感应速度或响应速度。度。63液晶材料与技术液晶材料与技术資料來源：顧鴻壽編著，“光電液晶平面顯示器技術基礎及應用”64液晶材料与技术液晶材料与技术65液晶材料与技术液晶材料与技术nRGB-LED背光源，可大幅度提高液晶显示的色彩表现背光源，可大幅度提高液晶显示的色彩表现。它通过可以发出高
38、纯度红色、绿色、蓝色光的它通过可以发出高纯度红色、绿色、蓝色光的LED器器件，能够实现件，能够实现CCFL光源不能达到的宽广色域范围。光源不能达到的宽广色域范围。n目前主流的目前主流的RGB-LED背光源可以达到背光源可以达到105%的的NTSC色域范围，如果采用性能更加强大的色域范围，如果采用性能更加强大的LED器件，则可器件，则可以实现以实现120%以上的以上的NTSC色域范围。除了良好的色域色域范围。除了良好的色域表现力，采用表现力，采用RGB-LED光源还可以有效提升液晶电视光源还可以有效提升液晶电视和高端显示器的对比度，实现更加精确的色阶和层次和高端显示器的对比度，实现更加精确的色阶
39、和层次感更强的画面。感更强的画面。66液晶材料与技术液晶材料与技术http:/ 1，开口率达，开口率达78，色彩表现，色彩表现范围为范围为NTSC的的110，耗电量为，耗电量为82W，驱动，驱动频率没有公布。由于不使用滤光片，该面板能频率没有公布。由于不使用滤光片，该面板能够削减成本，价格下降够削减成本，价格下降20。对于。对于LED的使用的使用数量没有公布具体数据。数量没有公布具体数据。69液晶材料与技术液晶材料与技术n液晶平面显示器的趋势是高分辨率、大画面、液晶平面显示器的趋势是高分辨率、大画面、轻薄、低耗电等轻薄、低耗电等.液晶电视则有广视野角度、液晶电视则有广视野角度、高辉度、高色纯度
40、、高对比、低反射、高开口高辉度、高色纯度、高对比、低反射、高开口率、高穿透率率、高穿透率.n未来彩色滤光片的特性将是走向未来彩色滤光片的特性将是走向高透过率、高高透过率、高纯度、高对比性、高彩光阻剂、高化学浓度树纯度、高对比性、高彩光阻剂、高化学浓度树脂遮光层、遮光层细线化或无遮光层、树脂类脂遮光层、遮光层细线化或无遮光层、树脂类遮光层、光阻型间隔球、平坦性、低反射化、遮光层、光阻型间隔球、平坦性、低反射化、低价格化等低价格化等 70液晶材料与技术液晶材料与技术n在在微细的图案化微细的图案化方面，画像素数的增加和高开口率是方面，画像素数的增加和高开口率是与有其关连的，跟据产品的种类，而对遮光层
41、的线幅与有其关连的，跟据产品的种类，而对遮光层的线幅有不同的要求，在一般图案化形成的方法上，使用生有不同的要求，在一般图案化形成的方法上，使用生产性良好的近似效应的微影曝光机，其控制方法和光产性良好的近似效应的微影曝光机，其控制方法和光阻剂材料的改良是重要的考虑方向。阻剂材料的改良是重要的考虑方向。n在在降低成本降低成本方面，开发和改良的重点，有材料的成本、方面，开发和改良的重点，有材料的成本、生产效率，良品率和工程数减少等，因应生产量的提生产效率，良品率和工程数减少等，因应生产量的提升，而升，而TFT制程中的玻璃基板之尺寸是朝大型化发展，制程中的玻璃基板之尺寸是朝大型化发展，相对的彩色滤光片
42、也是同样的考虑。相对的彩色滤光片也是同样的考虑。n材料易损耗而增加使用量和成本，故开发出一种省液材料易损耗而增加使用量和成本，故开发出一种省液涂布设备是各方面都期待着，此类涂布方式由旋转被涂布设备是各方面都期待着，此类涂布方式由旋转被覆或旋转成膜方式进展至细缝旋转成膜方式。覆或旋转成膜方式进展至细缝旋转成膜方式。71液晶材料与技术液晶材料与技术* *彩色濾光片特性與其面臨到的問題彩色濾光片特性與其面臨到的問題72液晶材料与技术液晶材料与技术73液晶材料与技术液晶材料与技术74液晶材料与技术液晶材料与技术CF未来发展趋势未来发展趋势n 随着随着TFT-LCD的发展趋势的发展趋势,CF也必须发展也
43、必须发展.主主要发展方向如下要发展方向如下:n1.Hight Resolution(高分辨率高分辨率)n 分辨率分辨率:显示器上水平方向显示器上水平方向,垂直方向像素垂直方向像素(pixel)之数目之数目.n 主要是主要是BM线幅要缩小线幅要缩小,因此因此BM制程精度必制程精度必须严格要求须严格要求.75液晶材料与技术液晶材料与技术n2.Hight Color Purity and Brightness(高色纯高色纯度与高亮度度与高亮度)n色纯度与亮度有相冲突特性色纯度与亮度有相冲突特性;n要么色纯度高光透过性差要么色纯度高光透过性差;n要么反之要么反之.n因此因此,在颜料或染料之细微化及分散
44、法方面进在颜料或染料之细微化及分散法方面进行改良行改良,以达到更好的效果以达到更好的效果.76液晶材料与技术液晶材料与技术n3.Hight Contrast(高对比）高对比）n主要从隔离子主要从隔离子(spacer)上来改进，传统的是采用球状上来改进，传统的是采用球状玻璃材质的玻璃材质的spacer，它会因为滚动而产生微漏光现象，它会因为滚动而产生微漏光现象,这样的话会削弱对比度这样的话会削弱对比度.n为了改善这些不良为了改善这些不良,在在CF基板上成长基板上成长Photo Spacer(光光阻阻Spacer)来取代传统来取代传统Bead Spacer的构想便被提出的构想便被提出.它会被配置在
45、它会被配置在BM遮光区遮光区,因此不会产生微漏光现象因此不会产生微漏光现象,对对比度也会提升比度也会提升.77液晶材料与技术液晶材料与技术产业现状与展望产业现状与展望nCF与与TFT阵列一样，玻璃基板也有世代之分。阵列一样，玻璃基板也有世代之分。n随着第五代、第六代随着第五代、第六代TFTLCD量产线的投产以及更量产线的投产以及更大尺寸大尺寸LCD面板的研制，与之配套的大尺寸、高分辨面板的研制，与之配套的大尺寸、高分辨率彩色滤光片的生产工艺的研究显得越发重要。率彩色滤光片的生产工艺的研究显得越发重要。n从制造成本来说，从制造成本来说，CF占占TFTLCD所有成本的所有成本的20 以上，成为降低
46、液晶显示器件成本的制约因素。因而，以上，成为降低液晶显示器件成本的制约因素。因而，当今与当今与CF相关的最重要课题是在提高性能的同时，通相关的最重要课题是在提高性能的同时，通过采用新的制成方法来降低成本。过采用新的制成方法来降低成本。78液晶材料与技术液晶材料与技术n日本是最早致力于日本是最早致力于CF研制和生产的国家，研制和生产的国家，CF制作技术制作技术首先在日本得到突破，随后中国台湾和韩国的厂商也首先在日本得到突破，随后中国台湾和韩国的厂商也有涉足。日系厂商如凸版印刷、大日本印刷、东丽等：有涉足。日系厂商如凸版印刷、大日本印刷、东丽等：台湾厂商有友达、奇美、达虹台湾厂商有友达、奇美、达虹
47、(剑度的前身剑度的前身)、和鑫、展、和鑫、展茂等；韩国有三星等，目前许多关键技术、重要生产茂等；韩国有三星等，目前许多关键技术、重要生产设备以及上游化学原料，大都被这些厂商所掌握。设备以及上游化学原料，大都被这些厂商所掌握。n目前全球前三大目前全球前三大CF供应商分别为供应商分别为凸版印刷凸版印刷(Toppan，34)、大日本印刷、大日本印刷(DNP，24 )与与STI()，占全球，占全球外售彩色滤光片市场的外售彩色滤光片市场的76。许多液晶面板厂在进行。许多液晶面板厂在进行5代以上生产线规划时，就搭配了代以上生产线规划时，就搭配了CF生产线的建设，从生产线的建设，从而带动而带动CF内制化内制
48、化(Inhouse)的趋势，面板厂自制彩的趋势，面板厂自制彩色滤光片已经成为趋势。色滤光片已经成为趋势。79液晶材料与技术液晶材料与技术国内国内CF厂家：厂家：n剑腾液晶显示有限公司剑腾液晶显示有限公司：国内第一家生产第五代彩色：国内第一家生产第五代彩色滤光片的厂家，设立在上海浦东高科技园区。滤光片的厂家，设立在上海浦东高科技园区。2006年年上马，投资上马，投资3亿美元；亿美元；n深圳南玻：2005.01，投资3200万美元；n深圳莱宝：深圳莱宝：2006.11项目总投资项目总投资12.9亿元，分两期实施亿元，分两期实施。n中电熊猫中电熊猫: 南京，第六代彩色滤光片南京，第六代彩色滤光片 项
49、目建成投产，项目建成投产， 2012年8月，总投资总投资35亿亿80液晶材料与技术液晶材料与技术n彩色滤光片（彩色滤光片（CF）为液晶面板最为重要关键零组件之）为液晶面板最为重要关键零组件之一，占面板材料成本一，占面板材料成本20%。n全球彩色滤光片产业从经营型态上，可以分为全球彩色滤光片产业从经营型态上，可以分为“内制内制”与与“外售外售”两种模式。两种模式。n“内制化内制化”主要是面板厂为了降低关键零组件成本，主要是面板厂为了降低关键零组件成本，转而向上游整合而形成的。转而向上游整合而形成的。n从从2005年起全球年起全球CF内制比例首次突破五成，超越外购内制比例首次突破五成，超越外购比例
50、，比例，2006年更大幅拉开彼此距离，其中又以韩国，年更大幅拉开彼此距离，其中又以韩国，及我国台湾地区面板大厂内制化比例为最高。及我国台湾地区面板大厂内制化比例为最高。 81液晶材料与技术液晶材料与技术n这主要是因为许多面板厂在进行这主要是因为许多面板厂在进行5代以上生产线规划初代以上生产线规划初期，就已搭配期，就已搭配CF生产线的建设，从而带动生产线的建设，从而带动CF内制化的内制化的趋势。趋势。n据市调机构的预测，到据市调机构的预测，到2009年全球液晶市场中，彩色年全球液晶市场中，彩色滤光片的滤光片的“内制化内制化”比例将高达比例将高达85%以上以上，面板厂自，面板厂自制化彩色滤光片已经
