一、彩色滤光片工作原理
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。
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),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。
二、彩色滤光片的工艺流程
彩色滤光片制造方法包括染色法、颜料分散法、印刷法、电镀法和喷墨法等,其中颜料分散法由于在颜色特性、质量、可公度性等方面均占有优势,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。