彩色滤光片RGB漏光不良工艺改善探究

针对高清晰液晶显示器制作所需的高开口率彩色滤光片制作过程中出现的RGB漏光不良进行工艺改善探究。实验验证了Align Tolerance、PCP温度及Overlay补正等改善方法对产品的影响情况，同时结合成本及对实际生产的影响进行比较，成功导入最合适的PCP温度、新的Overlay补正方案，降低了高开口率产品的漏光不良发生率。

标签：彩色滤光片；漏光不良；工艺改善

Abstract：In view of the poor RGB leakage caused by the fabrication of high aperture color filters in the production of high-definition liquid crystal display （LCD），process improvement is explored. The experiment verified the effect of Align Tolerance，PCP temperature and Overlay correction on the product. At the same time，compared with the cost and the effect on the actual production，the most suitable PCP was introduced. The temperature and the new Overlay correction scheme have reduced the incidence of poor leakage of products with high opening rate.

Keywords：color filter；bad light leakage；process improvement

引言

随着高清晰，高透过率产品技术的发展，液晶面板的关键组件彩色滤光片制作工艺中BM线宽需要更窄，开口率需要更高，阵列基板与彩色滤光片基板对位成盒时所需的精度也越来越高，极易出现对位偏差，而对位偏差又会导致漏光不良。实际生产中不同时间建立的TFT-LCD生产线的设备精度均有差异，因此，在现有生产线设备精度的基础上对彩色滤光片的RGB工艺图形位置和精度的改善研究对控制漏光不良发生及适应高开口率产品的导入具有重要意义。本文从RGB工艺制作过程控制角度，在现有设备精度和开发工艺的基础上探讨如何减少漏光不良的发生。

1 漏光不良及工艺管控

1.1 不良现象

如图1，2所示，分别为三种亚像素透射光下漏光现象，多数情况下漏光是对应亚像素向Overlap方向偏移，不良在成盒工序完成后会形成规则的亮点或亮线。

1.2 漏光不良工艺管控

为保证不同layer位置精度，设计引入Overlay Mark 作为过程监控标志。如图3所示（差异放大20000倍示意图），采用6shot 曝光时，color Pattern和BM

液晶知识扫盲系列4：彩色滤光片(color filter)

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black matrix(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。大致可以分为两部：（1）提供光源的Back light unit(背光源，详细介绍请参考上期介绍)。（2）液晶面板（液晶面板可以简单的看是color filter 和TFT中间夹着液晶而成）。详细的结构剖面图如下

颜料细化与彩色滤光片

颜料细化与彩色滤光片颜料细化与彩色滤光片 1、综述彩色滤光片（Color filter）是液晶显示器重要组成部件，液晶显示器能呈现彩色的影像，主要依靠彩色滤光片。背光源的白光透过液晶层，照射到彩色滤光片，通过彩色滤光片对应每个象素上的红、绿、蓝三色颜料光阻，形成红、绿、蓝光，最后在人眼中混合形成彩色影像。如图1－1所示。彩色滤光片在TFT—LCD显示面板中的成本比重较大，以15in面板材料成本来看，彩色滤光片占24％左右，是占面板成本比重最大的零组件。由于用彩色滤光片实现彩色显示非常方便，而且三基色（R,G,B）彩膜在各自特定的光谱范围内具有比较理想的光谱透过率曲线，可获得相当高的色纯度和比较宽阔的彩色再现范围，因此，这种方式已成为液晶显示多色化或全色化的主要方式，尤其在便携式信息终端领域。可见，彩色滤光片的质量及其技术发展对液晶显示器的质量至关重要。 1.1彩色滤光片的性能彩色层的材料和工艺决定了彩色滤光片的光谱特性、平整度及耐热、耐光和耐化学腐蚀性。对彩色滤光片性能的要求如下。色纯度和透过率反映显示器件表现色彩的能力和范围。高色纯度和高透过率是TFT- LCD 显示色彩丰富逼真的高画质图象所必备的性能指标。构成彩色层的颜料和颜料光阻是影响色纯度和透过率的决定性因素。应尽可能选择谱峰比较尖锐的颜料，滤掉不必要的波长的光。R 、G 、B 三基色的透射光谱应适中，透射波长范围不能太窄、否则彩色层的透光度太低；透射波长范围也不能太宽、否则三基色光谱将发生重迭，使滤色层的彩色还原能力变差。因此，颜料及颜料光阻的合理选型很重要。 1.2颜料光阻光阻剂（Photo Resist）是一种感光材料，广泛被使用在半导体及TFT—LCD面板生产线的微影制程；主要成分包括光阻颜料、树脂、溶剂及其他添加剂。光阻剂有正负型之分，正型光阻分子键被光线照射后会断裂，因此暴露在光线照射的部分易溶于显影液中，一般被应用在TFT Array制程；而负型光阻的分子键，则会因为光线的照射而产生交联（Cross Link）而紧密结合，所以在黄光制程中，被光罩遮蔽的部分，分子间因没有产生交联作用，将被溶于显影液中洗去。目前在TFT产业中，应用于彩色滤光片的光阻属于负型光阻。表1 颜料光阻的组成 1.3颜料细化

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 r The 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black matrix(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。大致可以分为两部：（1）提供光源的Back light unit(背光源，详细介绍请参考上期介绍)。（2）液晶面板（液晶面板可以简单的看是color filter 和TFT中间夹着液晶而成）。详细的结构剖面图如下 Color filter 剖面图 Panel 结构图三，color filter的显示原理我们顺着光的路线走，就能明白液晶的显示原理及color filter在LCD显示中的作用了。首先，背光源发出我们要的特定色域的光（色坐标的知识后续再讲），光通过下偏光片，把光处理成统一方向的偏向光（与上偏光片偏向相差90度）。光透过ITO （Indium Tin Oxide 氧化铟锡，是一种用在LCD制程上的透明电极，主要利用其可以导电又能透光的特性），光透过下玻璃基板（用来固定TFT用，也就是TFT是生成在下玻璃基板上的），再透过TFT，TFT是具有开关作用的，类似于每个小窗子。每个小窗子对应每个color filter的sub-pixel，这里TFT开关的作用，就是用来显示我们需要的图像的，根据电路控制，需要显示的，窗子打开，不需显示的，窗子关闭。光再通过液晶（重点理解，实际上窗子的打开与半闭，实际是控制液晶分子是否发生偏转）偏转传递的方式，光再透过ITO（上下两层ITO就是为了制控TFT的并关用的）传到color filter并透过它，有光透过的地方，就显示该种颜色，光再透过上玻璃基板（同TFT的基板一样，上琉璃基板是用来固定color filter用的）。然

彩色滤光片RGB漏光不良工艺改善探究

彩色滤光片RGB漏光不良工艺改善探究针对高清晰液晶显示器制作所需的高开口率彩色滤光片制作过程中出现的RGB漏光不良进行工艺改善探究。实验验证了Align Tolerance、PCP温度及Overlay补正等改善方法对产品的影响情况，同时结合成本及对实际生产的影响进行比较，成功导入最合适的PCP温度、新的Overlay补正方案，降低了高开口率产品的漏光不良发生率。标签：彩色滤光片；漏光不良；工艺改善 Abstract：In view of the poor RGB leakage caused by the fabrication of high aperture color filters in the production of high-definition liquid crystal display （LCD），process improvement is explored. The experiment verified the effect of Align Tolerance，PCP temperature and Overlay correction on the product. At the same time，compared with the cost and the effect on the actual production，the most suitable PCP was introduced. The temperature and the new Overlay correction scheme have reduced the incidence of poor leakage of products with high opening rate. Keywords：color filter；bad light leakage；process improvement 引言随着高清晰，高透过率产品技术的发展，液晶面板的关键组件彩色滤光片制作工艺中BM线宽需要更窄，开口率需要更高，阵列基板与彩色滤光片基板对位成盒时所需的精度也越来越高，极易出现对位偏差，而对位偏差又会导致漏光不良。实际生产中不同时间建立的TFT-LCD生产线的设备精度均有差异，因此，在现有生产线设备精度的基础上对彩色滤光片的RGB工艺图形位置和精度的改善研究对控制漏光不良发生及适应高开口率产品的导入具有重要意义。本文从RGB工艺制作过程控制角度，在现有设备精度和开发工艺的基础上探讨如何减少漏光不良的发生。 1 漏光不良及工艺管控 1.1 不良现象如图1，2所示，分别为三种亚像素透射光下漏光现象，多数情况下漏光是对应亚像素向Overlap方向偏移，不良在成盒工序完成后会形成规则的亮点或亮线。 1.2 漏光不良工艺管控为保证不同layer位置精度，设计引入Overlay Mark 作为过程监控标志。如图3所示（差异放大20000倍示意图），采用6shot 曝光时，color Pattern和BM

彩色滤光片品质检测方法

彩色滤光片品质检测方法在LCD的材料中，彩色滤光片（Color Filter；CF）占有相当重要的比例，也因为彩色滤光片的重要性，所以我们必须对于彩色滤光片的生产品质体系有更进一步的了解，以能共同投注心力将其品质更向上提升。有关彩色滤光片的品管方式：一是彩色滤光片生产工厂品质体系；另一是说明彩色滤光片的品质检查项目与检查方法。 CF生产工厂品质体系对于品质确认，一般而言可分为四个种类：试作开发，生产，QC检查，及受入检查，如（表一）所示。在试作开发阶段，品质着重在设计上的评价是否满足原先预期，并尽可能地进行一些试验，以确保将来进入生产后不会发生过于意想不到的疏失。在生产端，基本上处理生产过程中的品质，是借着工程检查及早发现问题，及时解决，出货前的检查是以与客户协议的规格作最后品质的确认。

在QC的立场而言，必须是有一只脚踏在客户那一边，因此，必须针对产品生产过程作详尽而周延的检查，包括：每批定期抽检来检核工程检查是否确实；对出货产品的抽验也是为了确定生产本身没有因为生产压力而放水；性能检查则是为保障客户的规格有忠实地被满足。接下来，QC必须以自身公司的立场进行对产品的信赖性检查，以便能向客户保证产品的可靠度。当客户端发现产品有问题时，QC需尽速了解问题，分析产品失效故障的原因，回馈到生产，甚至到设计部门，以确保公司品质的信誉。另外，在客户端也会依据双方订定的规格进行必要项目的全检与抽验工作，确认产品品质OK，以确保其自身的权益。品质检查项目与检查方法彩色滤光片规格包含：玻璃基板，BM材质性能，彩色滤光膜材质性能，O/C材质性能，ITO材质性能，信赖性测试，检查报告，及品管Issue（抽验方式）。对于彩色滤光片的品质，LCD厂一般是以彩色滤光片厂所提供之检测专用样品（不包含于出货数量中）做各项检测。另外，由于彩色滤光片占LCD之成本很高，因此LCD厂也会不定期至彩色滤光片厂去查看，进行品质稽核，以了解彩色滤光片之制程状况是否有变化，作法一般是对照彩色滤光片工厂提出的QC工程图。正常来说，LCD厂所配合之彩色滤光片厂是不轻易更换的，其原因

彩色滤光片简介

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。一般而言如要顯示AV動態畫面需採用如馬賽克式之不規則設計，如較常顯示文字畫面，如Note book，則採用直條式之設計。（一）馬賽克式（二）直條式（三）三角形式（四）四畫素

LCD彩色滤光片行业调查报告

LCD显示面板市场调研侯朝昭 U201011317 摘要：LCD显示技术是21世纪的重要显示技术，而彩色滤光片作为LCD面板的重要组成部件，在LCD产业链中占有一定的主导地位，而中国在彩色滤光片的生产水平方面与日本、韩国等有很大差距。本文在介绍液晶显示器的重要组成部件彩色滤光片结构及制造原理的基础上,概述了目前中国大陆及世界其他国家在LCD及LCD的组成部件彩色滤光片方面的产业发展状况，并对如何发展中国液晶显示面板上游产业，尤其是如何打破垄断，自制彩色滤光片提出了针对性意见。关键字：LCD；彩色滤光片；受制于人；打破垄断一、LCD行业发展现状概述目前CRT显示技术已经相当成熟，要想在技术上和显示效果上有所突破已经相当困难，在这种情况下，唯有下一代显示技术的主流—LCD(液晶)显示技术获得了极大的发展，随着LCD显示技术的成熟以及产品价格的下降，LCD已成为显示器和电视机市场成长最快的产品[1]。表1所列世界最大15家电视厂商中，中国大陆虽有6家厂商名列其中，但其规模都偏小，其中最大的TCL公司2012年市占率仅为5.8%，不敌日本的Sony 和东芝，更谈不上韩国三星和LG，中国6家厂商的合计市占率23.8%，也仅比三星一家高近4个百分点，以这样的规模和分散程度去参与世界竞争自当不易，与本土的巨大市场也很不相称。表1 世界各大液晶生产厂商

随着近年多条TFT-LCD高世代生产线的相继投产，我国平板显示产业整体呈现出高速、良性的发展态势，2012年产业规模达700多亿元。我国在全球市场的占有率提升到11.2%，国内液晶面板的自给率大幅提高，其中电视面板的自给率达到30%，手机面板已能满足境内企业50%的需求[2]。如此巨大的投资必将极大地拉动产业链上游的巨大需求，带动基板玻璃、液晶材料、偏光片、彩色滤光片、光学薄膜、触摸屏、背光源等相关原材料、元器件及相关设备等上游产业的发展。据测算，2016年之后，我国TFT-LCD产业每年至少需要液晶材料250吨、1.0亿平方米基板玻璃(含彩膜用玻璃)、1.0亿平方米偏光片、5000万平方米彩色滤光片、十几亿平方米光学薄膜、几亿背光源组件以及数以亿计的驱动IC等，其总价值将接近千亿元[2]。从产业结构上来看，液晶显示产业可以分为上游基本材料制造、中游液晶面板制造及液晶模组、下游的各种光电显示产品。在上游产业众多材料制备的工业要求很高，基本上由日本企业和少数的美韩企业所垄断。中游产业包括液晶面板的制造、模组组装等，其中面板生产基本由日、韩、中国台湾地区所瓜分，由于模组生产对技术要求不高，现阶段许多企业逐步向大陆沿海，例如厦门、上海、深圳等城市转移。下游产业为终端显示产品相关的制造产业，包括各式家电、信息通讯等消费类产品，当前主要集中在中国大陆，或正在大量向中国大陆的相关城市转移[3]。整体而言，我国液晶面板的上游配套产业起步要更晚一些。至今我们还没能建成完整的上游配套产业。从某种意义上讲，建立一个完整的上游配套工业体系要比建设几条高世代器件生产线更艰巨、更复杂。中国现在还只是刚刚起步，还有很长的路要走。二、彩色滤光片的市场调研情况根据最近的走访调研，我参观了苏宁电器、国美电器等电器商场，发现液晶电视的主要品牌如下：三星SAMSUNG、索尼SONY、夏普、LG、飞利浦Philips、海信Hisense、TCL、创维Skyworth、长虹、康佳、东芝等。其中4K超清电视最为流行，以三星的显示效果为最佳。如今的液晶显示已经进入4K时代。而彩色滤光片是液晶显示器中的三大关键件之一，要想发展TFT-LCD产业，彩色滤光片技术是必须掌握的关键技术。