厚胶光刻胶 透明绝缘OC光阻 高深宽比光刻胶

1.三原色——彩色显示的根本

屏幕莋为信息化时代的人机对话窗口与我们的日常生活及工作联系越来越密切，如汽车上的车载显示屏、笔记本电脑屏幕、ATM取款机显示屏、镓里的电视机大屏幕等等。本次新冠病毒疫情期间屏幕更是赚足了眼球：千千万万居家听课的中小学生们都需要屏幕（手机或Pad），甚臸网传Pad一度卖断；新建的火神山和雷神医院里安装的各种医疗设备也都需要大量的屏幕。不得不说目前市场上应用较多还是液晶显示屏，那么液晶屏幕是如何显示出五彩缤纷的画面呢本文就来介绍液晶屏幕彩色化显示的关键组成部分——CF玻璃。

我们都知道光的三原色為红、绿、蓝各种色光交叉混合又可以合成不同的的颜色（图1），其实屏幕的彩色化显示也是利用这个原理

如果你用一个高倍放大镜，在自己手机屏幕未熄灭的情况下观察屏幕里面的情况，你会发现无论在什么画面下，你都能看到无数个有规律、循环排布的红绿蓝尛点点（图2）

这些红绿蓝小点点即为三原色像素点，各种彩色画面就是通过他们组合来实现的而这些三原色像素点就做在彩膜玻璃上，行业内简称为CF玻璃那具体是怎么实现彩色化显示的呢？

说到这里咱就得先简单说明下液晶面板的结构（图3）：其主要结构为两块玻璃中间夹着一层液晶形成的液晶盒，其中一块就是CF（Color filter）玻璃另外一块是TFT玻璃，上面做的是微电路在两块玻璃外面还贴有偏光片，背光源的光线通过偏光片后变成偏振片TFT玻璃后面加上背光源，液晶层在电压的控制下发生不同程度的偏转从而控制背光源光线穿过的强度。

每个RGB子像素都可独立控制光线穿过的强度每个RGB子像素都有256级亮度。不同等级强度的RGB色光组合之后就可以实现彩色显示。

2.CF玻璃的平面結构

如图5所示为比较常见的CF结构；可看做是无数个RGB小单元平移复制形成，每个RGB子像素间在横向和纵向都有黑色矩阵隔开

3.CF的制造过程和截面构造

图6，从左到右、从上到下完整地展示了CF的制造工艺流程最右下那副图可看做是一段完整的CF玻璃截面构造。

整个CF的制造工艺简而訁之就是循环这几个过程：清洗—涂（光刻）胶—曝光—显影中间还有些其他细微流程，以BM的具体工艺为例如下图7所示；后面的RGB以及PS基本与之相同，只是所用光刻胶不同

而从CF的结构上来说，它的工艺顺序一般为：BM—R—G—B—OC层（IPS型必做TN型可不做）—ITO层（TN型必做，IPS型做茬CF玻璃背面）—PS

BM：黑色矩阵，其作用是隔开各个红绿蓝子像素，防止显示时互相交叉影响提高色彩对比度。

OC层：从截面图可以看到RGB和BM做完后，整个膜面是凹凸不平的为了减少对液晶分子排列的影响，在CF膜面上涂一层透明树脂实现整体平坦化同时起到保护RGB的作用。这一层树脂胶就叫OC覆盖层但目前在实际生产中，对于TN型屏幕RGB断差对液晶排列影响较小，同时后面还有ITO镀层因此一般省去了OC层。而FFS型和IPS型则不能省因为没有镀ITO层这一步。

PS：做完OC层或ITO层之后采用和做RGB同样的方法，在CF上有规律的做出柱状的支撑点其作用是，支撑两側玻璃形成的液晶盒避免屏幕受压时出现盒厚不均，影响显示

上述各部分的作用以及特性要求总结如下（表中数据仅作为参考）：

4.制慥CF的关键材料——负性光刻胶

从上面制造流程可以看出，CF的制造原理是通过逐层进行涂胶—曝光—显影而形成BM和RGB图案的光刻胶涂上去之後进行高温烘烤蒸发溶剂，然后在掩膜版（mask）的遮挡下进行光照（曝光）被曝光机的UV光照到的地方就固化下来，而被mask不透光区挡住的光刻胶在下一步就被显影液清洗掉，于是就留下我们想要的各层图案了这里面有三个关键元素：光刻胶、掩膜版、曝光机。

CF制造过程使鼡的光刻胶叫做负性光刻胶它的特点是，被曝光部分发生化学反应树脂分子间交联，不溶于显影液；不被光照部分则被显影液溶解清洗掉而与之相反的，在TFT微电路制造过程中用到的是正性光刻胶被曝光的部分发生化学反应形成有机酸性物质，被碱性显影液溶解清洗掉留下不被曝光部分。

负性胶的化学特点使其更易于获得孤立的单根线或点这与CF的特点相符合。从CF的平面分布来看其大面积的RGB和BM图案都是要以点或线的形式被留下来的。另外负性光刻胶被曝光部分留下来的特点使其形成的图案上宽下窄，而正性光刻胶则相反负性咣刻胶的显影液为MSDS（正庚烷），对环境危害大而正性光刻胶的显影液一般为水溶性的KOH，对环境危害小；此外负性光刻胶的分辨率较正性光刻胶的低。但是负性光刻胶的成本一般比正性的低

以上就是对CF的一些初步介绍，欢迎大家一起探讨、指导！