彩色濾光片（CF）概述

彩色濾光片（Color Filter）簡稱CF，是LCD實現彩色化的關鍵材料。

其原理是在玻璃基板上通過顏料分散等工藝涂布BM、R/G/B、以及O/C，從而使通過的白光過濾為紅、藍、綠三種基本色素點陣來實現彩色顯示。

CF顯色原理

紅、綠、藍叫做色光的三原色，利用這三種色光可以混合出不同的色彩來

因為三種顏色每一種都有256個亮度水平級，所以三種色彩疊加就能形成1670萬種色彩了（俗稱真彩）

彩色有三種特性，明度（Value）、色調（Hue）、彩度（Chroma）

假想色度坐標(X、Y、Z) ，歸一化坐標(x、y、z) l X代表紅原色,Y代表綠原色,Z代表藍原色,這三個原色不是物理上的真實色，而是虛構的假想色

彩色濾光片主要生產工藝

彩色濾光片是 LCD 面板實現彩色化顯示的關鍵原材料，約占彩色 LCD 面板材料成本的 25%左右。此外，彩色濾光片還可應用于 OLED 等其他平板顯示產品。彩色濾光片是由紅、綠、藍三種顏色組成的濾色膜，有規律地制作在一塊玻璃基板上，利用濾光的原理，產生紅（R）、綠（G）、藍（B）三種顏色，根據驅動 IC 控制電壓的不同，三種顏色依不同種類混合產生各式各樣的色彩。

注：LCD 用的 CF 的組件主要包括玻璃基板、黑色矩陣（Black Matrix，簡稱 BM）、彩色 層（Color Layer，包括 R（紅）、綠（G）、藍（B）三種顏色、保護層（Over Coat，簡稱 O/C） 及 ITO 導電膜。

彩色濾光片是 LCD 面板實現彩色化顯示的關鍵原材料，必須與 LCD 面板一對一同樣大小搭配使用，因此彩色濾光片的技術發展與 LCD 面板的技術發展息息相關。

彩色濾光片的初生產技術為染色法，后來又發展了電沉積法、印刷法、顏料分散法等生產技術，其中采用顏料分散法制作的 CF 具有高精度及較佳的耐光性與耐熱性，已成為國際上制作彩色濾光片的主流方法。

彩色濾光片初應用于 CSTN-LCD 面板，后來隨著 TFT-LCD 面板的發展，又拓展應用于 TFT-LCD 面板。隨著 TFT-LCD 面板生產線世代的升級，玻璃基板尺寸越來越大，彩色濾光片生產線也隨之升級。隨著玻璃基板尺寸的增大，生產彩色濾光片的光刻膠涂布技術由原來的旋轉涂膠技術演變為“旋涂＋刮涂”、“刮涂”等方式，從而在保證大面積涂膠的均勻性的同時，提高光刻膠的利用率，降低生產成本。

目前彩色 LCD 面板包括 CSTN-LCD 和 TFT-LCD 兩種類型，因此彩色濾光片相應分為 CSTN-LCD 用 CF 和 TFT-LCD 用 CF 兩種類型，二者的生產工藝流程基本相同（因此行業習慣將二者統稱為彩色濾光片），只是在基板玻璃、ITO 膜電阻、套合精度等方面存在一定差異。

注：為了控制上下基板的間距，保證 TFT-LCD 的盒厚精度，TFT-LCD 用 CF 一般增加了 間隙粒子（Photo Spacer，簡稱 PS）的制作，一般采用柱狀，不會發生光散射。

日本是早制造 CF 的國家，目前也是全球 CF 的大供應商，且生產 CF 的許多關鍵技術、重要生產設備以及光刻膠等關鍵原材料仍主要掌握在少數日本廠商手中。隨著 2003 年以來全球彩屏手機的興起和迅速普及、液晶監視器、筆記本電腦、液晶電視等產品銷量的快速增長，帶動 CSTN-LCD 和 TFT-LCD 彩色面板市場快速擴張，生產 LCD 面板的關鍵原材料 CF 的產量也隨之獲得大幅增長。韓國、***地區和中國內地抓住 LCD 行業發展的機遇，推動本地 CF 產業快速發展。

彩色濾光片制作

彩色濾光片制作的核心工藝是彩色濾色膜的制備。從彩色濾光片的生產過程

來看，除同樣需先進的玻璃拋光技術外，其后一道工序是在彩色濾色膜上用低

溫濺射技術鍍 ITO 電極。因此，某種意義上講，彩色濾光片產品是 ITO 導電玻璃

技術的延伸，或者說彩色濾光片進一步增加了 ITO 導電玻璃的技術含量。

目前，彩色濾色膜較常用的制備方法主要有顏料分散法、染色法、印刷法和

電沉積法等四種，近年來在日本出現了噴墨印刷法。

彩色濾色膜的制備方法比較 ：

由于采用顏料分散法所制造的 CF 具有高精度及較佳的耐光性與耐熱性，使其成為國際上制備彩色濾色膜的主流方法。

彩色濾光片的技術發展方向取決于下游 LCD 面板應用需求。終端應用產品不斷追求更輕、更薄、高畫質顯示，與此相適應，LCD 面板逐步向高亮度、高對比度、高色彩飽和度、高分辨率方向發展。配合 LCD 面板的需求，CF 生產技術未來主要向以下方向發展：

①高亮度。高亮度需要在 CF 上制作間隙粒子（Photo Spacer）和配合開發高透過率的彩色光刻膠來實現。

②高對比度。高對比度需要配合開發高光學濃度（OD 值）的樹脂 BM 膠和制作更細線條的黑色矩陣（BM）來實現。

③高色彩飽和度。高色彩飽和度需要配合開發高色彩飽和度（NTSC）的彩色光刻膠。

④高分辨率。高分辨率需要制作更細線條的紅色（R）、綠色（G）、藍色（B）三種子像素來實現。

⑤更輕、更薄。對彩色濾光片所使用的玻璃基板的厚度要求越來越薄，厚度要達到 0.5mm 以下。

CF 生產工藝流程

所需原材料主要有超薄浮法玻璃、靶材、光刻膠等，生產中消耗的能源主要為水和電。

主要核心技術

AlNd 鍍膜技術

AlNd 膜是生產反射型彩色濾光片的重要膜層，其品質直接影響彩色濾光片的性能，主要是膜層外觀表面質量和附著性能。本公司利用鍍膜技術優勢，開發了多項專門技術，如專用鍍膜工藝，解決了 AlNd 膜鍍制時變色問題；采用特殊工藝控制，解決了膜層微小針孔問題；鍍前處理工藝，解決了膜層附著問題。AlNd 鍍膜的成功，拓寬了本公司彩色濾光片產品的應用范圍，滿足了客戶日益增加的品種要求。

多種光學膜技術

主要包括增透膜和增反膜。

Mo、Ni、Ti 等材料成膜技術

清洗技術

不同規格品種的彩色濾光片產品，其前期基板的清洗工藝直接影響其膜層質量，甚至造成批次性報廢。本公司通過大量的試驗，現已掌握不同規格產品的清洗技術，分別制訂了專門的清洗工藝，保證了產品的質量。

膜厚控制技術

在彩色濾光片中，各膜層的厚度直接影響產品的色度。而在彩色濾光片的生產中，各膜層是先后分別制作的，且各膜層的膜減率不同，因此各膜層的初始厚度控制非常重要。本公司根據產品實際生產情況和多年經驗，開發并總結了自身的成套工藝技術，使膜厚誤差控制在 0.05 微米之內，保證了產品的色度。

段差控制技術

彩色濾光片主要是由紅綠藍三基色的膜層線條組成，其相互間的膜層厚度偏差會引起混色后顏色的偏差。本公司通過大量試驗，形成了自己的成套工藝技術，使膜厚段差誤差控制在 0.05 微米之內，保證了產品質量。

線寬控制技術

彩色濾光片產品的線寬受多個工序的直接影響，不易控制和穩定。

總間距控制技術

彩色濾光片生產中，產品的總間距在不斷地變化，且其精確測量也有一定難度。

圖形對位精度控制

圖形對位是彩色濾光片生產的關鍵技術。微小的對位不良不易被檢查到，但對液晶顯示會產生潛在影響。

光刻技術

在彩色濾光片生產中，光刻工藝包括涂膠、預烘、曝光、顯影、后烘等一整套生產工序，彩色濾光片的整個生產過程中需要經過 4－5 次光刻。

表面質量控制技術