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准分子激光应用于智能手机显示屏生产

导读: 智能手机的普及推动着智能手机市场的增长,市场对更高规格产品的要求也在提高,包括显示屏尺寸、分辨率和电池寿命。

  智能手机的普及推动着智能手机市场的增长,市场对更高规格产品的要求也在提高,包括显示屏尺寸、分辨率和电池寿命。

  作为一个关键的加工工艺,准分子激光退火(Excimer Laser Annealing, ELA)将非晶硅(a-Si)转变为多晶硅(p-Si),使电子迁移率提高了数百倍,由此可以提升高端薄膜晶体管或显示屏中的像素密度。准分子激光器线光束系统能够加工智能手机和OLED电视所需的有源矩阵驱动液晶显示屏(AMLCD)和主动矩阵有机发光二极管面板(AMOLED)。在最新的ELA系统中,由精巧的柱面光具传输出均匀的线形光束(尺寸为750 mm×0.4 mm),可对第八代面板实现快速退火。

  智能手机市场的需求

  平板显示器(Flat Panel Display, FPD)的制造商不得不面临着日益严苛的要求,例如更高的分辨率、增强的对比度、更快的响应时间,同时还要降低显示器的功耗。

晶体随机垂直生长的原理图(左图)和ELA工艺中的典型晶粒模式(右图)

图1、晶体随机垂直生长的原理图(左图)和ELA工艺中的典型晶粒模式(右图)

  这些要求超出了常规显示屏(非晶硅背板)的性能极限。在智能手机和平板电脑上,高性能显示屏的分辨率可达300像素/英寸以上——苹果手机iPhone 5的Retina显示屏就是一个很好的例子;该特性得益于导电背板具有较高的电子迁移率,而导电背板正是源自非晶硅。

  准分子激光退火技术促使平板显示屏制造业从非晶硅转变到多晶硅背板。由于这一技术具有低温加工的特点,故得名“低温多晶硅”(Low Temperature Polysilicon, LTPS),它同样适用于制造新兴的OLED显示屏以及柔性显示屏。

  智能手机市场的增长有赖于低温多晶硅

  在有源矩阵平板显示屏中,硅是薄膜晶体管(TFT)矩阵的半导体基础,而TFT矩阵能够对各自独立的像素进行控制。起初,薄膜沉积是通过传统的沉积技术来处理,例如在透明玻璃基材上采用PECVD法。所得到的硅薄膜其实是非晶态的,显示出严重的缺陷,因此限制了其应用于有源矩阵控制型LCD和OLED显示屏;而多晶硅却能克服这一缺陷,或者简而言之,多晶硅具有百倍高的载流子迁移率。

相干公司准分子激光系统及光束管理方案

图2、相干公司准分子激光系统及光束管理方案。

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