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CPT-CF制程


CF製程與材料特性介紹

中華映管股份有限公司 CHUNGHWA PICTURE TUBES,LTD.

研發設計處面板設計部Cell設計課
林佳玲 (2008/01/07)
1

Outline
?

BM layer製程技術&材料特性 Color layer

製程技術&材料特性 保護膜製程(OC)

?

?

?

透明導電膜(ITO共通電極)製程
PS 製程&材料特性 Cutting製程&目視檢查 彩色濾光片要求規格與特性
2

?

?

?

Color Filter作用

黑白



彩色

3

CF外觀

4

CF畫素結構
RGB色層 Glass

遮光區 (BM)

CF 面板俯視圖

簡易TFT-LCD面板剖面圖

5

CF剖面圖

?
? ? ?

黑色矩陣: BM製程(光遮斷用) (正型光阻)
彩色層: RGB色層製程(彩色顯示用) (負型光阻) 保護膜: 保護色層的OC(Over-coat)膜 透明導電膜: ITO製程(用來驅動液晶) 特殊功能製程
6

?

彩色濾光片的製程流程與用語
1. 受入洗淨 : Initial Clean(IC)-ICL 2. 鍍鉻膜 : Cr sputter(Cr)-CRL 11.玻璃切割 : Glass Cutting(GC)-GCL 12.最終洗淨 : Final Clean(FC)-FCL

3. 黑色矩陣圖案 : Black Matrix(BM) 13.目視檢查(Visual)
-BML (1)CBM (2)RBM 4. 紅色圖案 : Red(R)-R 14.包裝(Packing)

5. 綠色圖案 : Green(G)-G
6. 藍色圖案 : Blue(B)-B 7. 保護膜 : Over coat(OC)-OCL

8. 鍍導電膜 : ITO sputter(ITO)-ITO
9. MVA Bump : MVA 10.間隙層 : Photo Spacer(PS)-PSL
7

CF-製程

Cr 黑色矩陣 紅

?
? ?

(PS/SOC)

Cr - BM Patterning - RGB – Over Coat– ITO – (PS)
8

?



?

?



?

透明導電層

(保護層)

Color Filter製造技術-BM

?BM layer製程技術 ?Cr/CrOx製程技術 ?感光樹脂製程技術 ?各製程技術之比較

9

BM-用途與需求
黑色網底 Black Matrix ( BM ) 用途 改善色彩對比值 減少外光的反射使視認性增加
避免 TFT 之光電子流 Black Matrix ( BM )系統的需求 降低在可見光區的反射率, 並力求接近純黑色 高的光學密度( OD 值 ) 低膜厚 低製程成本 應用在大面積及高產能處
10

CF製程-BM(Black Matrix)_鍍鉻(Cr)

Cr靶

玻璃基板

濺鍍

Cr - 基板

11

Photoresist Type -Develop
曝光 顯影

鍵結打斷
正光阻 交聯結構 負光阻
Exposing

溶解
保留

Thin film

Resist Glass substrate

Positive Resist Developing

Negative resist

Etching/Stripping

12

CF製程-BM(Black Matrix)
Cr/CrOx BM製程 (Positive Type Photo Resist)
玻璃基板清洗 Cr/CrOx真空濺鍍 光阻旋塗 光罩+UV曝光 顯影+蝕刻

感光樹脂BM製程
玻璃基板清洗

BM樹脂光阻旋塗

光罩+UV曝光
顯影

光阻剝離(BM形成)

硬烤(BM形成)
13

Comparison of BM—Resin VS Cr
? ? ? ? BM ? ? § o ú ? ? ? ¤ ? ¤? Patter? ¨ ? ? R ? Process Margin ?¨ §¤ ¨ ? ? ? P ò O ? K ? ? ? ?¨ ¨ ?? § ? O ? ? ¨? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
14

Cr-BM ? ? ? ? ? ? ? ? * ? ? *

? ? ? ?

Color Filter製造技術
?BM layer製程技術 ?Cr/CrOx製程技術 ?感光樹脂製程技術 ?各製程技術之比較 ?Color layer製程技術 ?顏料分散法

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Color layer(彩色層(R G B ))製程
?顏料分散法
光罩 UV燈

BM - 基板 濕式洗淨

紅色光阻旋轉塗佈 由轉速控制膜厚, 進而調整色度。

曝光 曝光部分因聚合 而失去溶解性。

顯影 洗去未曝光部分, 形成所需圖案樣式。

烘烤 重覆綠色&藍色製程形成 加熱以硬化殘 留之負型光阻。
16

保護膜製程(OC)

CF平坦層?減少配向異常之黑輝漏光,另外避免ITO高溫製 程下造成RGB色層產生形變

真空乾燥

RGB基板

保護膜旋轉塗佈

烘烤

17

透明導電膜製程_ITO共通電極 (銦錫氧化物)
ITO靶

RGB+OC基板

在基板上放遮罩

濺鍍

鍍好ITO膜之基板

移去遮罩之成品

ITO膜層要求之特性(非規格) 1.高電子傳導性=低基板阻抗 2.高穿透性 3.對顧客之製程有適當的抗腐蝕性
18

PS 製程 PS-用途
PS光罩

UV 燈

PS光阻塗佈及旋轉

曝光

顯影

烘烤

19

Spacer of Different Types
? Spacer 散佈
PI Glass (a) Traditional Pearl (Bead) Spacer Photo Spacer Pearl Spacer ITO

?Photo Spacer(PS)= Spacer On Color Filter (SOC)= Column Spacer (CS)
Photo Spacer ITO Glass (b) Photo Spacer on Color Filter Side

? ? ?

耐衝擊性 提高Contrast Gap均一性
20

壓克力樹脂製作的柱狀突起物, 代替傳統Spacer

PS pattern

穿透光源

反射光源

21

粒狀Spacer與Photo-spacer之比較
液晶cell之性能 對比度之提昇 撒佈式spacer之問題點 漏光 Photospacer之優點 配置於BM上,消除因Ball Spacer 所造成之漏光

減少顯示不良

Spacer粒子凝集 Spacer粒子移動(配向膜刮傷) Spacer週邊配向異常

配置於固定之位置 與基板附著性佳 不設計於畫素部分 消除Ball Spacer 移動造成之 配向膜損傷

Gap縮小化(高速應 因spacer粒徑小而使panel之強 可以控制塗布之膜厚 答及擴大視野角) 度下降 因其幾何形狀之關係不影響 強度 顯示特性之均勻性 Spacer粒徑大小不均 可控制塗布性曝光精度及顯 影性形成均勻之配置
22

玻璃切割製程

劃線

折斷

磨邊

23

Color Filter之特性要求
LCD之特性 色再現性 亮度 高精細度
?

Color Filter之相關特性 色純度 透光率 尺寸精度

若要求色彩飽合度, 因CF色層之厚度較厚會影響透過率, 會 降低輝度, 若要提高輝度則要求較亮之背光, 因此消費電流 增加, 故此case一般應用在TV及桌上電腦之monitor用。 若要求輝度, 即透過率要高, 則CF色置層之厚度須降低, 色 彩之飽合度較低, 此一般用於Note PC之panel。

?

24

Color Filter之特性要求
70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 30 35 40 45

NTSC (%)

面 積 比

膜厚增加 膜厚減少

亮度
25

NTSC之色度及LCD發展趨勢

NTSC之三原色 Notebook PC Monitor

NTSC Standard High Trans High Purity TV

26

螢光燈管與CF分光光譜圖

27

NTSC之色度及LCD發展趨勢
以科學上來定義: ◎顏色: 符合某一波長的光線. ◎色度(飽合度): 顏色的濃淡深淺 ◎亮度(明暗度): 色彩的強度, 換句話說為光線進入眼睛的多寡.

v

b

g

y

o

r

400

500

600

700

Wavelength (nm)
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彩色濾光片未來之技術動向
各部分 基板
BM

色彩畫像部

發展項目 輕量; 薄板化 大畫面化 高阻抗化 高OD值 細線化 高透過率(Y) 高色純度(NTSC比) 高對比度 外觀缺陷
Photo-spacer 低成本; 高附加價值

發展內容 薄型;低密度基板 大型基板 樹脂BM 高濃度樹脂BM 精細曝光加工技術 顏料粒徑, 分散性 顏料種類, 分散性 顏料粒徑, 分散性 潔淨度, 自動檢查,製程控制
PS膜厚均勻性

附加機能 全體

29

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