激光器 显示器制造中的应用:准分子 退火

高意 准分子 激光器 在关键工艺中激光器 重要作用,助力实现更明亮、分辨率更高且更节能显示。

2022年10月4日 作者: 高意

柔性OLED工艺

 

如今大多数手机显示 极为出色——亮度高、画质清晰——而在其背后,制造商们通过技术手段使其功耗更低。这一点至关重要,因为显示屏通常是手机中耗电量最大的部件。为了实现这一切,实际上应用了大量先进技术。 而高意 激光器 在其中激光器 至关重要的作用。在这篇共六博客 ,我们将探讨激光器 显示制造激光器 的一些具体应用。 

高意 激光器 所驱动的最重要工艺之一,发生在器件电路制造的最初阶段。此时,一层薄薄的硅——所有现代固态电子设备的核心半导体材料——会被沉积在一块名为“母玻璃”的大型基板上。 如今,这些母板通常尺寸为1.5米×1.85米(GEN 6.5),尽管手机制造商希望将其做得更大,以降低单块显示的成本。  

 

问题是无定形的

但这层硅存在一个小问题。用于制造它的化学气相沉积工艺会产生非晶硅。在非晶硅中,单个原子以不规则且无序的方式排列。由非晶硅制成的电路不具备良好的电子特性,这意味着显示屏会更暗,且耗电量更大。 

相比之下,手机以及我们今天使用的其他所有电子集成电路 ,都是采用单晶硅制造的。单晶硅中的原子排列高度有序;这种排列方式赋予了其极佳的电子特性,这也是现代微处理器运行速度如此惊人的原因之一。

遗憾的是,用于制造微处理器所用单晶硅晶圆的技术无法放大到足以生产出接近主玻璃面板尺寸的器件。但事实证明,硅还有第三种形态——多晶硅——其原子排列相当规整。 这里的关键指标是电子迁移率,多晶硅的电子迁移率最高可达非晶硅的200倍(而单晶硅的电子迁移率通常至少是多晶硅的两倍)。多晶硅的应用是当前显示 如此卓越的主要原因之一。 

 

 

一个关于展示生产的绝妙创意

那么,如何获得多晶硅呢?其实并不难——至少理论上如此。只需将非晶硅层加热至熔融状态,再迅速冷却使其重新固化成多晶形态即可。

问题在于,要熔化硅,需要将其加热至约600°C。但如此高的温度以及随之而来的快速热循环会损坏普通玻璃制成的面板,因此必须改用昂贵的耐热玻璃。这将导致显示 成本显示 上升,尤其是在制造商不断扩大玻璃面板尺寸的情况下。  

解决方案是一种名为准分子 退火(ELA)的技术,该技术用于制备低温多晶硅(LTPS)。它依赖于 高意 准分子 激光器。 

激光器 使用激光器 它是唯一能够产生高强度紫外光脉冲的光源。硅对紫外光具有很强的吸收能力,再加上高脉冲能量,仅需几个激光脉冲就能迅速熔化薄硅层。这种近乎完全的熔化对于形成正确的多晶结构和获得所需的电子特性至关重要。  

 

显示 准分子 退火

准分子 输出被塑造成一条细线状光束;该光束在母玻璃上快速扫描,从而高效地进行电子激光蚀刻(ELA)。

 

硅的高吸收率还能有效阻止紫外线深入穿透下方的玻璃——对于柔性显示而言,则是穿透下方的聚酰亚胺(PI)层。因此,在ELA工艺过程中,尽管硅已被完全熔化,但玻璃本身并不会发热。正因如此,ELA工艺可在标准的低成本玻璃基板上进行。这也正是ELA成为制造AMOLED显示用LTPS的唯一方法的原因。 

为了在大型母玻璃基板上进行电离激光退火(ELA),通常将准分子 发出的矩形光束重塑为一条细线状光束,其宽度通常与基板宽度相同。将这条细线状光束聚焦到玻璃基板上,并沿其整个长度进行扫描,从而实现硅材料的熔化与再结晶。
 

生产ELA

每年约有15亿部手机被生产出来。每家顶级制造商每天要生产约100万部手机。毋庸置疑,这些企业都希望其生产流程具备极高的可靠性且成本低廉。因为在如此庞大的产量下,任何导致装配线停滞片刻或产生废品的情况,都会造成巨大的经济损失。 

 

生产ELA

高意 系统是一种经济高效、适用于大批量生产的 ELA 解决方案,已被所有主要显示器制造商采用。

 

高意 真正确保量产型 ELA 系统达到制造商要求的质量、可靠性、吞吐量和成本指标,唯一的方法就是提供集成的光学系统 高意 。因为实际应用中的大批量 ELA 系统包含多种不同的组件,每种组件不仅必须性能优异,还必须与系统中的其他部件无缝协作。这些组件包括:

  • 激光器 高意 VYPER ——专为在高重复频率下输出超高能量脉冲而设计(以实现所需的吞吐速度),具有卓越的稳定性和长使用寿命。 
  • LineBeam光学元件 矩形准分子 激光束 光学元件 一条长而细的线,且其强度极为均匀。这是为了确保 ELA 工艺的特性不会随光束沿途位置的变化而发生变化。
  • 主动监测与控制系统,用于验证并保障工艺质量与一致性。

ELA是生产高质量平板显示器不可或缺的工具 显示的生产中不可或缺的工具。而且,这一现状短期内不太可能改变,高意 扩大LineBeam系统的规模,以适应制造商为下一代更大尺寸的手机和平板设备所需要的更大尺寸母板玻璃。