什么是彩色滤光片(CF)？彩色滤光片原理和工艺解析

彩色滤光片(CF)概述

彩色滤光片(Color Filter)简称CF，是液晶屏实现彩色化的核心材料。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、及O/C，是通过的白光过滤成红、绿、蓝三种基本色素点阵来实现彩色显示。

彩色滤光片(CF)显色原理

红、绿、蓝是原色光，利用这三种色光可以混合出不同的色彩来。由于三种颜色每一种都有256个亮度水平级，因此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)。

彩色滤光片主要生产工艺

彩色滤光片是LCD液晶面板实现彩色化显示的关键原材料，约占彩色LCD液晶面板材料成本的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、蓝三种基本色组成的滤色膜，有规律地分布在一块玻璃基板上，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。

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。

彩色滤光片初应用于CSTN-LCD面板，后来随着TFT-LCD液晶面板的发展，又拓展应用于TFT-LCD液晶面板。

随着TFT-LCD液晶面板生产线世代的升级，玻璃基板尺寸越来越大，彩色滤光片生产线也随之升级。

随着玻璃基板尺寸的增大，生产彩色滤光片的光刻胶涂布技术由原来的旋转涂胶技术演变为“旋涂+刮涂”、“刮涂”等方式，从而在保证大面积涂胶的均匀性的同时，提高光刻胶的利用率，降低生产成本。

目前彩色LCD面板包括CSTN-LCD和TFT-LCD两种类型，因此彩色滤光片相应分为CSTN-LCD用CF和TFT-LCD用CF两种类型，二者的生产工艺流程基本相同(因此行业习惯将二者统称为彩色滤光片)，只是在基板玻璃、ITO 膜电阻、套合精度等方面存在一定差异。

彩色滤光片制作

制作彩色滤光片的核心工艺是制备彩色滤色膜。从彩色滤光片的生产过程来看，除同样需先进的玻璃抛光技术外，其后一道工序是在彩色滤色膜上用低温溅射技术镀ITO电极。

因此，某种意义上讲，彩色滤光片产品是ITO导电玻璃技术的延伸，或者说彩色滤光片进一步增加了ITO导电玻璃的技术含量。

目前，彩色滤色膜较常用的制备方法主要有颜料分散法、染色法、印刷法和电沉积法等四种，近年来在日本出现了喷墨印刷法。

彩色滤色膜的制备方法比较

由于采用颜料分散法所制造的CF具有高精度及较佳的耐光性与耐热性，使其成为国际上制备彩色滤色膜的主流方法。

彩色滤光片的技术发展方向取决于下游LCD面板应用需求。终端应用产品不断追求更轻、更薄、高画质显示，与此相适应，LCD液晶面板逐步向高亮度、高对比度、高色彩饱和度、高分辨率方向发展。

配合LCD液晶面板的需求，CF生产技术未来主要向以下方向发展：

①高亮度。高亮度需要在CF上制作间隙粒子(Photo Spacer)和配合开发高透过率的彩色光刻胶来实现。

②高对比度。高对比度需要配合开发高光学浓度(OD值)的树脂BM胶和制作更细线条的黑色矩阵(BM)来实现。

③高色彩饱和度。高色彩饱和度需要配合开发高色彩饱和度(NTSC)的彩色光刻胶。

④高分辨率。高分辨率需要制作更细线条的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)三种子像素来实现。

⑤更轻、更薄。对彩色滤光片所使用的玻璃基板的厚度要求越来越薄，厚度要达到0.5mm以下。

来源：巨世显示

注：文内信息仅为提供分享交流渠道，不代表本公众号观点