液晶滴下工艺是TFT- LCD生产中的关键技术。液晶的滴下量一般选取在不发生低温气泡和高温重力Mura的范围内, 这被称为LC Margin。LC Margin越窄, 液晶滴下的中心量距离上下限的范围 越小, 生产过程中随工艺波动容易出现低温气泡和重力Mura不良。本文针对LC Margin窄的产品(≤3%)提出了根据彩色滤光片柱状隔垫物的高度进行整批次分液晶面板进行液晶滴下的方法。生产过 程中对该方法产出的液晶面板进行高低温测试, 结果显示没有重力Mura及低温气泡出现, 优化了液晶滴下工艺, 为LC Margin窄的产品在生产中应用提供了一种新的解决方案。

液晶显示面板中气泡不良是一种出现频率低但影响较大的缺陷。本文研究了一种TN型液晶显示面板出现的气泡不良, 分析原因为彩色滤光片(Color Filter, CF)中平坦化层(Over Coat, OC)材料由于在高温条件下长时间存放, 导致OC内气体大量析出, 通过氧化铟锡(Indium Tin Oxide, ITO)裂缝释放到面板中形成气泡。文章从不良产生机理、不良改善进行研究, 论证了通过优化工艺参数、变更OC工艺及材料减少气体发生, 变更ITO成膜温度来降低ITO裂缝的发生, 从而从源头解决此不良, 保证产品品质, 提升客户满意。

基于金属光栅在可见光波段(400～760 nm)的电磁波传输及异常透射特性,设计 并实现了一种由衬底、 介质-金属复合结构以及金属光栅层组成的彩色滤波器。采用有效介质理论(EMT)并结合严格耦合波分析(RCWA)方 法系统分析了结构参数对透射光谱的影响,结果表明所设计的光栅结构可以有效提高滤波器的角度容忍性,得 到了红绿蓝(RGB)三色滤波器优化的结构参数,获得了具有高透射率和角度不敏感特性的光谱输出;红色、绿色、 蓝色对应的滤波器谐振波长分别为705、590、452 nm,透射率极值分别达到66.4%、81.24%、81.23%。

本文研究了液晶显示面板彩色滤光片工艺中以叠层方式形成隔垫物的关键技术问题, 即叠层隔垫物高度控制、主-附隔垫物段差的形成和主-附隔垫物段差受后续平坦层工艺的影响变化等, 并提出了解决方案。在黑矩阵、红色、绿色、蓝色滤光层形成一定的叠层高度后, 采用形貌追随型平坦化材料对像素区平坦, 通过控制像素开口部分OC的厚度, 可以实现叠层隔垫物高度的控制。采用改变叠层图案设计的方法形成主-副隔垫物高度差(Main-sub段差), 段差达成范围是0.4~1.2 μm, 达到了灰阶曝光方式可以达到段差的水平, 但成本却大幅降低。并且验证了采用形貌追随型OC材料覆盖可以较好的保持OC工艺前形成的Main-sub段差。基于以上技术制备了4 Mask彩色滤光片原型机。

根据LED发光特性以及彩色滤光片式硅基液晶芯片特性, 从成像光学的角度导出了复眼照明系统的基本成像公式.在此基础上由彩色滤光片式硅基液晶芯片目标区域的大小及其对光束入射角以及LED经整形以后的光斑尺寸与发散角的要求, 根据推导的复眼系统的基本成像公式计算彩色滤光片式硅基液晶芯片复眼照明系统的初始结构, 利用复眼照明系统中的多重共轭成像关系, 将复眼成像, 中继透镜成像分别优化, 最后将两者通过孔径与中间像匹配的基本要求进行复眼阵列组合, 设计了基于彩色滤光片式硅基液晶芯片的大照度入射光下的复眼照明系统.该系统以较小的复眼数, 在保证彩色滤光片式硅基液晶芯片照明要求的条件下, 较好地解决了照明系统效率、均匀性与大角度问题.与传统计算方法相比, 该方法简单明了.非成像软件的模拟结果证明该方法准确, 均匀性好, 效率高.实验样机结果验证了本文所提方法的正确性和有效性.

介绍了彩色CCD的器件结构和成像原理,采用彩色光刻胶光刻法实现了彩色滤光片的制备,并通过分析彩色滤光片缓冲层、滤光片厚度和固化工艺等对滤光片性能的影响,获得了彩色滤光片的片上集成技术,并将其集成在512×512帧转移CCD器件上,完成了性能评价与成像验证。测试结果表明：制备的彩色滤光片主线透过率大于80%,光谱串扰小于15%,色纯度大于75%,集成该滤光片的彩色CCD成像色彩空间与sRGB相当,能够满足大多数CCD相机彩色成像的要求。

介绍一种入射角调谐红绿蓝三基色导模共振滤光片(GMRF)的实现方法。利用严格耦合波理论(RCWA)分析入射角对导模共振滤光片反射光谱的影响,用TM 偏振波在斜入射下得到两个不同位置的共振峰，通过调节入射角，使两个共振峰分别落在可见光波段和红外波段，并通过调整角度实现对可将光波段滤波波长的调谐。通过对参数的优化、调整，设计并制作了周期为544 nm 的红、绿、蓝三基色导模共振彩色滤光片，结果显示该结构在26.8°、39.6°、46.0°入射角得到了良好的红、绿、蓝三基色，效率均在80％左右，半峰全宽约为5 nm。当其作为蓝、绿两色滤光片工作时，与传统亚波长导模共振结构相比，其周期相对较长，从而大大降低光栅制作难度。实验结果实现导模共振结构在彩色滤光片方面的应用，并对大周期导模共振器件的制作提供了积极的指导。

为了提高透明液晶显示器的透明度，降低后置光源功率，对透明液晶显示器所使用的彩膜的色度与透过率关系进行研究。首先通过选择适当的透过谱RGB三色色阻，制作10%NTSC及45%NTSC的彩膜样品，测试其白光透过率，然后制作透明显示展示柜，比较搭配不同色度域的彩膜的透明显示柜的透明效果。实验结果表明，通过选择性降低彩膜色阻色度，提高彩膜透过率从而实现高透明液晶显示器，并采用此种方案制作色度域为45%和10%NTSC的彩色透明液晶显示器样品，其白光透过率分别达到了10%和15%，制作的透明显示展示柜具有更好的透明效果。

从生产角度分析了彩色滤光片中液晶间隔柱制造过程中遇到的显影液残留缺陷，通过EDS分析、机台比对等多种手法，明确确定了不良缺陷发生的原因，并通过多组实验方法的对比结果，找出了控制显影液残留的最佳方法。

基于诱导反射原理设计了一种可见光波段金属介质薄膜结构的反射型彩色滤光片。高吸收铬和高反射铝的应用使它既能获得高反射率又有很高的宽波段截止度，通过改变介质匹配层的厚度实现适当的导纳匹配，得到了反射率大于72%、较高色饱和度的红绿蓝三色滤光片。实验制作了样品，测试结果与设计相吻合。基于半色调技术，采用光刻和剥离工艺制备了不同面积占空比的滤光片阵列，实现了高分辨率、介于红绿蓝三色之间中间色的光学反射单元。