液晶知识扫盲系列彩色滤光片colorfilter

液晶知识扫盲系列彩色滤光片c o l o r f i l t e rThe following text is amended on 12 November 2020.液晶知识扫盲系列4：彩色滤光片（color filter）一，什么是color filter彩色滤光片（Color filter）是一种表现颜色的光学滤光片，它可以精确选择欲通过的小范围波段光波，而反射掉其他不希望通过的波段。

彩色滤光片通常安装在光源的前方，使人眼可以接收到饱和的某个颜色光线。

有红外滤光片，绿色，蓝色等。

与UV滤光片，VD滤光片相比，凡是带色的滤光片之总称。

如反差滤光片、分色用滤光片、LB滤光片等。

LCD上的color filter一般采用R(red 红)，G（green 绿），B(blue蓝) 彩色滤光片来控制色彩的显示。

要了解他控制颜色的原理，先要了解TFT-color filter的结构及组成，才能明白它是如何可以在LCD上显示出我们需要的图像的。

二，color filter的结构彩色滤光片基本结构是由玻璃基板（Glass Substrate），黑色矩阵（Black Matrix），彩色层（Color Layer），保护层（Over Coat），ITO导电膜组成。

一般穿透式TFT用彩色光片结构如下图。

首先，如果我们使用高倍的放大镜观察color filter, 可以看到如下所示，是由每一个很少的RGB小点构成，我们把每一个绿色的，红色或蓝色的小点称之为sub-pixel. 每一个RGB的组合称之为pixel. 而旁边黑色的部分，我们就称之为blackmatrix(黑色矩阵)。

为什么我们要使用RGB颜色这是利用三基色混色原理，自然界中的任何颜色可由RGB三种色彩通过不同的比例混合而成。

Color filter 平面图理解了它们能够显示任何我们想要的颜色之外，我们再看看他是如何显示的。

如下图，是液晶面板的结构图。

Color_Filter_基础培训资料Color_Filter 基础培训资料一、什么是 Color_FilterColor_Filter，中文名为彩色滤光片，是一种能够选择性地透过特定颜色光的光学元件。

它在显示技术、光学成像、照明等领域有着广泛的应用。

简单来说，Color_Filter 就像是一个“颜色筛选器”，它可以让某些颜色的光通过，而阻挡其他颜色的光。

比如在液晶显示器（LCD）中，Color_Filter 与液晶层和背光源共同作用，使得我们能够看到丰富多彩的图像。

二、Color_Filter 的工作原理Color_Filter 的工作原理基于光的吸收和透过特性。

它通常由一系列的彩色像素组成，每个像素对应一种特定的颜色，如红色、绿色和蓝色（RGB），或者青色、品红色、黄色和黑色（CMYK）。

这些彩色像素是通过在透明基板上沉积或印刷特定的染料或颜料来实现的。

这些染料或颜料能够吸收特定波长的光，从而只允许特定颜色的光透过。

例如，红色像素的染料会吸收除了红色以外的其他颜色光，只让红色光通过。

当光线照射到Color_Filter 上时，与彩色像素颜色匹配的光会透过，而其他颜色的光则被吸收或反射。

这样，通过组合不同颜色的透过光，我们就可以得到各种颜色的效果。

三、Color_Filter 的类型1、染料型 Color_Filter染料型 Color_Filter 是通过将染料溶解在聚合物中，并涂覆在基板上制成的。

这种类型的Color_Filter 具有成本低、制作工艺简单的优点，但它的耐热性和耐光性相对较差，容易发生颜色漂移。

2、颜料型 Color_Filter颜料型 Color_Filter 是将颜料分散在聚合物中制成的。

与染料型相比，颜料型 Color_Filter 具有更好的耐热性、耐光性和化学稳定性，但制作工艺相对复杂，成本也较高。

3、电致变色型 Color_Filter电致变色型 Color_Filter 是一种可以通过外加电场来改变颜色的滤光片。

现行的液晶面板大部分都是利用彩色滤光片实现彩色显示的。

与经纱和纬纱为不同颜色的纺织品一样，通过排列很小的点和线，按照加法混色的原理来进行彩色显示。

彩色滤光片大都是由R（红）、G（绿）、B（蓝）3色子像素构成1个像素，3种颜色混合后变成白色。

从远处看，看到的是混合后的颜色，而像素扩大后，则可以看到很小的色点(网点)。

此外，依次驱动RGB三色光源的场序方式也已经实现了实用化。

RGB子像素的排列方法包括“条状排列”、“对角形排列”以及“三角形排列”等。

条状排列是指将RGB子像素按竖条状排列。

该方法已经用于大尺寸彩色液晶面板，以及多用来显示线条、图形和文字的个人电脑显示器等高清晰显示器用途。

对角形排列是指将RGB子像素的同一颜色按对角线方向斜向排列。

如果第一列为RGBRGB，则第二列为BRGBRG。

这种排列的特点是，可比条状排列获得更加自然的图像。

三角形排列是指将RGB三色按三角形排列。

各点按场域错开半个间距。

纵、横、斜方向均有RGB，可获得自然的图像显示。

该方式被用于取景器等。

采用三角形排列的0.44英寸多晶硅TFT液晶面板等目前已经上市。

要想使液晶面板实现彩色显示，彩色滤光片是重要的部件之一。

因为彩色滤光片决定了显示器的彩色显示质量和亮度。

因此，分光透射率和色调等色彩显示性能非常重要。

同时还要求具有耐热性、耐光性、耐药品性、尺寸稳定性和平滑性等多种特性，以及低成本。

在反射型液晶面板中，入射光两次通过彩色滤光片，因此透射率是非常重要的指标。

而在半透过型液晶面板中，为了使利用外光反射时和利用背照灯的透射光反射时一样，即使在一个像素中也要改变滤光片的形状和膜厚。

彩色滤光片的构成如下：在透明的玻璃基板上，除RGB三原色外，还有遮光用黑色矩阵、保护膜以及通用透明电极（ITO）等。

彩色滤光片分染料类(染色、分散染料、印刷)和颜料类(颜料分散、电镀、印刷、转印、蒸镀)。

以前曾使用色彩鲜艳的染料类彩色滤光片，不过最近多使用耐热性较高的颜料类彩色滤光片。

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。

彩色濾光片簡介彩色化之關鍵零組件彩色濾光片（Color filter）為液晶平面顯示器（Liquid Crystal Display）彩色化之關鍵零組件。

液晶平面顯示器為非主動發光之元件，其色彩之顯示必需透過內部的背光模組（穿透型LCD）或外部的環境入射光（反射型或半穿透型LCD）提供光源，再搭配驅動IC（Drive IC）與液晶（Liquid Crystal）控制形成灰階顯示（Gray Scale），而後透過彩色濾光片的R,G,B彩色層提供色相（Chromacity)，形成彩色顯示畫面。

基本結構彩色濾光片基本結構是由玻璃基板（Glass Substrate），黑色矩陣（Black Matrix），彩色層（Color Layer），保護層（Over Coat），ITO導電膜組成。

一般穿透式TFT用彩色光片結構如下圖。

圖一TFT彩色濾光片之結構顏料分散法彩色濾光片生產歷史中曾出現印刷法、染色法、染料分散法、電著法、乾膜法等等，但目前最主流的量產方式為顏料分散法（Pigment Dispersed Method），其中顏料分散型彩色光阻（Pigment Dispersed Color Resist，PDCR）為形成彩色層之原材料。

彩色濾光片之製造流程顏料分散法之彩色層形成類似半導體的黃光微影製程，首先將顏料分散型彩色光阻塗佈於已形成黑色矩陣的玻璃基板上，經軟烤（Pre-bake），曝光對準（Aligned），顯影（Developed），光阻剝離（Stripping），硬烤（Post-bake）重覆此流程三次形成R,G,B 之三色圖形（Pattern）。

顏料分散法之彩色濾光片之製造流程如下。

圖二顏料分散型彩色濾光片製造流程畫素設計排列Pattern圖形是由曝光對準製程中之光罩（Photo Mask）而來，一般皆是由面板廠（Panel）指定，提供設計圖樣。

Pattern上之紅、綠、藍（R,G,B）畫素（Pixel）排列方式並不一定，可為馬賽克式、直條式、三角形式、四畫素等方式排列，主要是依顯示器之用途及視訊電極（Pixel Electrode）之形狀和大小而定。

彩色滤光片外观 Mura简介摘要：彩色滤光片（Color Filter）是LCD液晶显示器的重要部件之一，其生产过程中外观Mura管控是品质质量管控的重要环节。

本文针对彩色滤光片外观mura的形貌、产生原因分析及处理对策简单介绍，本文介绍只针对Macro设备（宏观检查机）内不同光源下肉眼观察外观不良，可以对显示行业或者半导体行业的外观品质管控提供参考借鉴。

关键词：彩色滤光片；外观MURA前言：彩色滤光片是LCD颜色产生的重要部件，通过光的三原色（RGB）加法混合原理显示颜色。

三原色叠加能形成1670万种色彩，色彩有三种特性：明亮、色度、彩度。

本文介绍的mura则对明亮度有很大的影响，外观mura指的是显示器亮度不均、造成各种痕迹的现象。

Mura的产生影响CF的品质及客户的满意度。

文章主要介绍四种外观不良：点状、线状、膜面污染及镀膜色差。

一、点状Mura下面简单介绍五类CF场内常见的点状mura。

一、Stage Pin MURA一般是设备机台上有异物导致，整面大板位置固定，常见设备是涂布机和曝光机，如果是连续发生和涂布机Stage关联较大，而曝光机Stage上异物产生点状MURA不良会呈奇偶分布，背白灯光下可见，绿灯下观察形态似山丘，随着光源移动光晕会呈现大小变化；设备平台上沾附异物灰尘或者清洁作业时带入或者异常基板流片是带入等。

二、Lift Pin MURA常见设备有VCD和HPCP，呈现片间差异性，上白灯和上钠灯光源下外观检查可见，呈圆点状有规律等间距排布，存在设备单元集中性，主要原因是光阻未固化前VCD真空和HP预烘烤对玻璃基板造成影响。

三、手指纹mura一般是显影机腔室内显影液滴落导致，分布无规律，macro外观上白、上钠、绿灯、手持荧光灯均可见发亮不规则状或者类似拇指按压状。

四、背污mura一般是基板在传输过程中与滚轮摩擦产生的不良。

常见设备有显影机和清洗机。

绿灯下可见发亮。

五、光阻残MURA 导致光阻残出现的设备比较多且不规则、位置也不固定。

液晶显示器行业术语中英文版英文缩写：BLU（Back Light Unit）:背光源CCFL/CCFT (Cold Cathode Fluorescent Light/Tube):冷阴极荧光灯Composite vide:复合视频Component vide:分量视频COB(Chip On Board):IC裸片通过邦定固定于印刷线路板上COF(Chip On Film):将IC封装于柔性线路板上COG(Chip On Glass):将IC封装于玻璃上CRT(Cathode Radial Tube):阴极射线管DPI(Dot Per Inch):点每英寸Duty:占空比，高出点亮的阀值电压的部分在一个周期中所占的比率DVI(Digital Visual Interface):（VGA）数字接口ECB(Electrically Controlled Birefringence):电控双折射EL(Electro luminescence):电致发光，EL层由高分子量薄片构成FSTN(Formulated STN):薄膜补偿型STN,用于黑白显示HTN(High Twisted Nematic):高扭曲向列的显示类型IC(Integrate Circuit):集成电路Inverter:逆变器ITO(Indium-Tin Oxide):氧化铟锡LCD(Liquid Crystal Display):液晶显示器LCM(Liquid Crystal Module): 液晶模块LED(Light Emitting Diode):发光二极管LVDS(Low Voltage Differential Signaling):低压差分信号NTSC(National Television Systems Committee):NTSC制式,全国电视系统委员会制式OSD(On Screen Display):在屏上显示PAL(Phase Alternating Line)AL制式(逐行倒相制式)PCB(Print Circuit Board):印刷线路板PDP(Plasma Display Panel):等离子体显示SECAM(SE quential Couleur Avec Memoire):SECAM制式(顺序与存储彩色电视系统)STN(Supper Twisted Nematic):超扭曲向列的显示类型S-videS端子，与复合视频信号比，将对比和颜色分离传输TAB(Tape Automated Bonding):柔性带自动连接TCP(Tape Carrier Package):柔性线路板TFT(Thin Film Transistor):薄膜晶体管显示类型TN(Twisted Nematic):扭曲向列的显示类型VFD(Vacuum Fluorescence Display):真空荧光显示VGA(Video Graphic Array):视频图形阵列VOD(Video On Demand):视频点播专有名词：有效显示区域( Active Area) ：LCD Panel 的有效显示区域，即可显示文字图形的总面积，图示一般为白色区域即此片Panel 的有效显示区域开口率(Aperture Ratio) ：开口率即是每个画素可透光的有效区域除以画素的总面积，开口率越高，整体画面越亮画面比率(Aspect Ratio) ：Aspect Ratio为画面宽与高之比率。

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。

彩色滤光片基本原理L C D彩色滤光片(Color Filter:CF)基本原理—LCDTFT LCD面板之所以能够产生色彩的变化，主要是来自彩色滤光片(Color Filter; CF);所谓液晶面板是透过驱动IC的电压改变，使液晶分子排排站立或呈扭转状，形成闸门来选择背光源光线穿透与否，因而产生画面，此时所呈现的画面只有黑、白两色，另外，还需透过彩色滤光片的红(R)、绿(G)、蓝(B)三种彩色层提供色相，形成彩色显示画面。

彩色滤光片制造方法包括染色法、颜料分散法、印刷法、电镀法、喷墨法等，其中颜料分散法由于在颜色特性、质量、可*度等方面均占有优势，因此成为目前彩色滤光片之主流制作方式，而所谓颜料分散法之彩色滤光片制造工程，包括黑色矩阵工程、RGB工程、后工程、出货工程，首先在黑色矩阵工程，是先在无碱之硼玻璃基板上以溅镀形成氧化铬/铬之低反射二层膜，作为基板使用，此低反射二层膜即称为Metal Black，然后，再将Metal Black侧之正型光阻以旋转涂布(Spin Coating)，再经由黑色矩阵的光罩图案，照射紫外线并加以曝光、光阻显影后，将Metal Black蚀刻，形成黑色矩阵(BM)图案，之后，在黑色矩阵之图案形成后，接着再到RGB工程，所谓RGB工程就是在开口部形成R、G、B三色图案的工程，首先将着色为R的彩色光阻以Spin涂装，经由R用图案光罩，照射紫外线并曝光，再使用碱性系显影剂将未曝光部份去除，形成第一颜色用的R图案，再施于摄氏200度以上的后烤(Post Coating)，使图案具有耐药性，接着以形成R图案相同的工程重复在G及B 上，各图案之间均有黑色矩阵加以隔开，此功能是为增加显示时之对比度及避免杂色光产生，接着，在后工程方面，是形成TFT Array基板之相对电极的ITO透明电极层，即为彩色滤光片，最后，出货工程即为最后检查及捆包。

彩色滤光片制程技术关键须注意的是RGB三色间的段差，段差会影响到液晶表现，段差如过大则显示会有断层产生，另外，RGB工程为高温制程，因此原材料选择须有耐药性不会发生衰退，再则BM主要为隔绝RGB三颜色，为提高颜色对比的关键，且BM一般均要求低反射，反射愈低愈好，色彩表现也会愈好。

color filter工艺流程color filter工艺流程是指用于制作TFT液晶显示器中彩色滤光片的一系列工艺流程。

彩色滤光片是TFT液晶显示器中最重要的组成部分之一，用于分离红、绿、蓝三种颜色的光线，从而实现液晶显示器的彩色显示。

以下是color filter工艺流程的详细步骤：1. 基板清洗：为了保证基板表面的干净和平整，首先对基板进行清洗处理。

清洗过程中采用去离子水和有机溶剂的混合物，配合超声波和喷雾清洗技术，将基板表面的尘土、油脂、水分等杂质完全清除。

2. 光刻胶涂料：将一种特殊的光刻胶涂敷在基板表面，涂层厚度均匀，涂覆质量需要严格控制。

光刻胶是含有光敏剂的聚合物材料，用于制作彩色平凸型。

3. 烘烤：将光刻胶涂层表面在高温条件下进行烘烤处理，通常温度在70-90℃之间。

烘烤过程中，将光刻胶中的溶剂挥发掉，使其硬化和固化。

4. 物理处理：使用激光或电子束等高精度处理装置，在光刻胶表面进行物理雕刻和蚀刻，将不需要的部分蚀去，留下彩色平凸型的模具的模样。

5. 染料印刷：使用丝网印刷或喷墨打印等技术，将红、绿、蓝三种色彩的染料沉积到彩色平凸型的凹槽中，形成彩色滤光片的彩色部分，彩色峰状凸点.6. 吸水烘干：将印刷好的彩色滤光片在吸水纸上进行烘干处理，其目的是去除满版水分，同时也是为了保护滤光片表面的染料。

7. UV曝光：利用紫外线将光刻胶固化，在彩色滤光片表面形成透明的凸部分，从而分离出红、绿、蓝三种色彩的光线。

8. 去光刻胶和洗涤：利用化学溶剂去除光刻胶，洗涤后即可得到彩色滤光片。

9. 确认检验：将彩色滤光片分别检验红、绿、蓝三种颜色的透光度和色调准确度，验证滤光片的质量。

10. 切割包装：将滤光片按照规定的尺寸进行切割，然后用透明胶带密封包装，装入盒子中，并贴上标签和序列号。

整个color filter工艺流程需要运用复杂的图像处理软件、刻蚀机、烘烤机、喷墨打印机等先进的设备和技术，完全依赖于细致的操作和严格的品质管理。