3.2.2 CF基板

CF基板的主要功能是滤光着色，以及通过柱状间隙子（Photo Spacer，PS）支撑CF基板和TFT基板以保持显示屏的盒厚均一性。此外，对垂直电场模式还附有氧化铟锡（Indium Tin Oxide，ITO）面电极，与TFT基板的像素电极形成垂直电场。

CF基板上起滤光着色功能的结构是RGB彩色色阻和BM黑色色阻，色阻图案都是通过光刻技术形成的。色阻的基本组成除了溶剂外，主要如图3-6所示：光起始剂的功能是在UV光照射后快速形成自由基或离子活性基；PR聚合物的功能是增强颜料分散效果和对玻璃基板的附着力，保证色阻的机械强度；分散剂的功能是促进颜料的浸润和分散；颜料的功能是调节光阻的色彩；多官能基单体的功能是在光照后与起始剂迅速反应形成互相连接的网络，阻挡弱碱溶液侵蚀。

图3-6 CF色阻各组成示意图

通过优化色阻的分散工艺或使用新的颜色成分，可以提升CF的透光率。在LCD中具体使用时，CF色阻的透光率和背光源的分光光谱需要匹配，以达到最佳的透过效率。如图3-7所示，与CCFL背光源相比，LED的蓝光成分较强，相应的CF蓝色色阻的透光率范围可以相对缩小；但是LED的红光成分较弱，相应的CF红色色阻的透光率范围需要增大。背光的强度S（λ）经过色阻透过频谱T（λ）过滤后，透光量Y是一个波长范围内的积分值，即

提高LCD透光量的一个重要途径就是在提高CF色阻透光率的同时，提高背光中RGB三色光的强度。

图3-7 不同背光源的CF透光率优化

如图3-8所示，形成在CF基板上的单个柱状PS有主柱和辅助柱之分。在显示屏的TFT基板和CF基板贴合后，受压顶住TFT基板的PS柱子叫作主柱，没有顶住TFT基板的PS柱子叫作辅助柱。主柱是TFT-LCD正常工作环境下一直起作用的柱子。辅助柱在TFT-LCD显示屏意外受到外界压力时，通过顶住TFT基板提高PS柱子整体的支撑强度，避免显示屏在外力压迫后受损。如果受到足够大的外加压力后，辅助柱还来不及顶住TFT玻璃基板，辅助柱就没有存在的意义了。这就涉及一个PS柱子高度的设计问题，柱高就是柱子顶端和CF显示开口区平面之间的距离。重点是设定一个合适的PS柱高。

图3-8 PS柱高设计

PS顶住外加压力是通过显示屏上所有的PS柱实现的。整体PS的设计，重点是设定一个合适的PS柱密度。PS柱密度表示1个RGB完整的像素中，有多少个PS柱子。如图3-9（a）所示的柱密度为1/3，表示3个像素中才有1个PS柱子。如图3-9（b）所示的柱密度为1/1，表示1个像素中就有1个PS柱子。如果柱密度过大，或者PS压入量过大，PS顶住玻璃会导致顶住区域的玻璃折射率发生改变，形成雾状显示不均。如果柱密度过小，或者PS压入量过小，液晶受热膨胀后PS无法继续支撑CF基板和TFT基板，导致液晶垂直下流，形成底部黄色显示不均。

图3-9 柱密度示意图