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准分子激光应用于智能手机显示屏生产

2013-03-11 10:50
PokerJoker
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  首先,非晶硅的电子迁移率较低,它阻碍了晶体管尺寸变得更小。只有多晶硅的电子迁移率较高时,体积更小的晶体管才能提供足够的充电功率。人们期待TFT更小,是因为TFT能提供更高的像素密度或更高的开口率,使显示屏更亮且电效率更高。其次,采用多晶硅背板,可以直接在显示屏上实现驱动和其他电路,并且减少外部信号连接的数量、减少显示屏的重量和厚度。第三,由于非晶硅的玻璃材质和不明确的结构,在本质上并不稳定;因此随着时间的推移,阈值电压会产生漂移,导致AMLCD特别是AMOLED显示屏的亮度发生改变。

  因此可见,多晶硅背板是高性能和可靠性的完美结合;为高分辨率AMLCD和不断增长的AMOLED显示屏提供适用的TFT矩阵。

  由于ELA可以在200℃的低温下进行,308 nm准分子激光退火已经成为当下屏制造中制备有效的多晶硅层的首选方法。因此,在准分子激光加工中,可采用普通的玻璃基板,甚至是柔性显示屏所用的可弯曲聚合物基材。

  ELA方式要求准分子激光器提供高达2焦耳的高脉冲能量、几百赫兹的脉冲频率以及极高的能量稳定性,并运用诸如1.2kW、308 nm的VYPER激光器与适当的波束形成系统,如图1所示。

  加工多晶硅背板的方式:准分子激光退火

  在广泛应用的ELA技术之中,308 nm准分子激光器发射的矩形光束,不仅光束均匀而且可以整形,以产生线形截面的光束,并使光束能量高度均匀分布于整个光束截面上。线光束直接射向涂覆了非晶硅的背板,然后通过运动台实现光束扫描运动(图1)。扫描基材时,线光束的均匀性大约为1% rms,允许以相同能量密度(约500 mJ / cm 2)在每个位置进行10到20次辐照。

308nm高功率准分子激光器在气体使用寿命期内的稳定性

图3、308 nm高功率准分子激光器在气体使用寿命期内的稳定性。

  非晶硅能够有效地吸收308纳米激光辐射,吸收系数为6×10 6  cm -1,这使得每一脉冲几乎能完全熔融材料。对激光能量的快速吸收使得非晶硅薄膜可在1400℃左右温度下熔融,然后在冷却时形成晶体颗粒。由于308 nm辐照的穿透深度较小,只有几个纳米,加之短脉冲宽度为50  ns,使得底层玻璃免受热影响,且受热温度低于其应变温度。从微观角度看,完全熔融能够有效促进晶体的形成,这归功于晶体从熔融处和固体硅之间的交界面沿着垂直方向随机生长的特点。

  线光束的线形长度通常是一块基材面板的宽度或是宽度的一半。采用最新的高能量激光器,其线光束长度可达750毫米,能够实现对第八代基材的高效退火。

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