一文看懂显示关键材料之彩色滤光片

知识点：彩色滤色片

液晶显示器的背光源发出的白光，而想要获得彩色显示，必须依靠显示关键材料-彩色滤光片。

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什么是彩色滤光片？

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。

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彩色滤光片的结构

彩色滤光片的结构含玻璃基板、黑色矩阵、彩色层、保护膜及ITO导电膜，且不同类型的Color Filter结构亦稍有不同。

透过型Color Filter结构

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反射型Color Filter结构

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Color Filter结构及特性说明

资料来源：CNKI

 

在彩色滤光片的成本构成方面，玻璃基板及光阻材料占据着成本的大部分，占比分别为40%和27%，黑色矩阵材料的占比亦较高，达到了19%。

彩色滤光片成本构成

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彩色滤光片显示原理

Color Filter的R、G、B三基色按一定图案排列，并与TFT基板上的TFT子像素一一对应，背光源发出的白光、经滤光膜后变成相应的R、G、B色光。通过TFT阵列课题调节加在各个子像素的电压值，从而改变各色光的透射强度，不同强度的RGB色光混合在一起，就实现了彩色显示。

RGB混色及互补色

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根据显示器的用途及视讯电极的不同，RGB三色素的排列方式亦会有所差别，主要有马赛克式、直条式、三角形式、四画素等。

RGB三色素排列形式

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彩色滤光片生产工艺及制造方法

Color Filter的工艺过程是在透明玻璃基板上制作防反射的遮光层-黑色矩阵 (Black matrix)，再依序制作具有透光性红、绿、蓝三原色的彩色滤光膜层，然后在滤光层上涂布一层平滑的保护层(Over Coat)，最后溅镀上透明的ITO导电膜。

彩色滤光片制造工艺流程

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彩色滤光片制作的核心工艺是彩色滤色膜的制备，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。

彩色滤色膜主要制造方法对比

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Color Filter制造过程中的主要核心技术包括AlNd 镀膜技术、多种光学膜技术、材料成膜技术、清洗技术等。

Color Filter制造核心技术

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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，因此，彩色滤光片逐步向高亮度、高对比度、高色彩饱和度、高分辨率方向发展。

Color Filter发展趋势

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