智能手機的普及推動著智能手機市場的增長,市場對更高規格產(chan) 品的要求也在提高,包括顯示屏尺寸、分辨率和電池壽命。
作為(wei) 一個(ge) 關(guan) 鍵的加工工藝,準分子激光退火(Excimer Laser Annealing, ELA)將非晶矽(a-Si)轉變為(wei) 多晶矽(p-Si),使電子遷移率提高了數百倍,由此可以提升高端薄膜晶體(ti) 管或顯示屏中的像素密度。準分子激光器線光束係統能夠加工智能手機和OLED電視所需的有源矩陣驅動液晶顯示屏(AMLCD)和主動矩陣有機發光二極管麵板(AMOLED)。在最新的ELA係統中,由精巧的柱麵光具傳(chuan) 輸出均勻的線形光束(尺寸為(wei) 750 mm×0.4 mm),可對第八代麵板實現快速退火。
智能手機市場的需求
平板顯示器(Flat Panel Display, FPD)的製造商不得不麵臨(lin) 著日益嚴(yan) 苛的要求,例如更高的分辨率、增強的對比度、更快的響應時間,同時還要降低顯示器的功耗。
這些要求超出了常規顯示屏(非晶矽背板)的性能極限。在智能手機和平板電腦上,高性能顯示屏的分辨率可達300像素/英寸以上——蘋果手機iphoness 5的Retina顯示屏就是一個(ge) 很好的例子;該特性得益於(yu) 導電背板具有較高的電子遷移率,而導電背板正是源自非晶矽。
準分子激光退火技術促使平板顯示屏製造業(ye) 從(cong) 非晶矽轉變到多晶矽背板。由於(yu) 這一技術具有低溫加工的特點,故得名“低溫多晶矽”(Low Temperature Polysilicon, LTPS),它同樣適用於(yu) 製造新興(xing) 的OLED顯示屏以及柔性顯示屏。
智能手機市場的增長有賴於(yu) 低溫多晶矽
在有源矩陣平板顯示屏中,矽是薄膜晶體(ti) 管(TFT)矩陣的半導體(ti) 基礎,而TFT矩陣能夠對各自獨立的像素進行控製。起初,薄膜沉積是通過傳(chuan) 統的沉積技術來處理,例如在透明玻璃基材上采用PECVD法。所得到的矽薄膜其實是非晶態的,顯示出嚴(yan) 重的缺陷,因此限製了其應用於(yu) 有源矩陣控製型LCD和OLED顯示屏;而多晶矽卻能克服這一缺陷,或者簡而言之,多晶矽具有百倍高的載流子遷移率。
首先,非晶矽的電子遷移率較低,它阻礙了晶體(ti) 管尺寸變得更小。隻有多晶矽的電子遷移率較高時,體(ti) 積更小的晶體(ti) 管才能提供足夠的充電功率。人們(men) 期待TFT更小,是因為(wei) TFT能提供更高的像素密度或更高的開口率,使顯示屏更亮且電效率更高。其次,采用多晶矽背板,可以直接在顯示屏上實現驅動和其他電路,並且減少外部信號連接的數量、減少顯示屏的重量和厚度。第三,由於(yu) 非晶矽的玻璃材質和不明確的結構,在本質上並不穩定;因此隨著時間的推移,閾值電壓會(hui) 產(chan) 生漂移,導致AMLCD特別是AMOLED顯示屏的亮度發生改變。
因此可見,多晶矽背板是高性能和可靠性的完美結合;為(wei) 高分辨率AMLCD和不斷增長的AMOLED顯示屏提供適用的TFT矩陣。
由於(yu) ELA可以在200℃的低溫下進行,308 nm準分子激光退火已經成為(wei) 當下屏製造中製備有效的多晶矽層的首選方法。因此,在準分子激光加工中,可采用普通的玻璃基板,甚至是柔性顯示屏所用的可彎曲聚合物基材。
ELA方式要求準分子激光器提供高達2焦耳的高脈衝(chong) 能量、幾百赫茲(zi) 的脈衝(chong) 頻率以及極高的能量穩定性,並運用諸如1.2kW、308 nm的VYPER激光器與(yu) 適當的波束形成係統。
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