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      激光器在顯示屏制造中的應用:準分子激光退火
      材料來源:Coherent 公司           錄入時間:2022/10/12 21:33:02

      如今,大多數手機中使用的 AMOLED 顯示屏都非常炫麗,明亮而且清晰,而在這種炫麗的表面之下,制造商也在努力降低顯示屏的功耗。這很重要,因為顯示屏通常比手機中的任何其他部件消耗更多的電池電量。制造商已經應用了大量技術來真正實現這一目標。其中,Coherent 公司的激光器發揮著非常重要的作用。本系列博客有六篇,我們將分享一些使用激光器制造顯示屏的具體方法。 

      在制造設備電路的第一步中,有一個最重要的工藝由 Coherent 公司激光器提供支持。此工藝將一層薄薄的硅(所有現代固態電子器件的核心半導體)沉積在稱為“玻璃基板”的大型面板上,F在,這些玻璃基板面板大小通常為 1.5m x 1.85m (GEN 6.5),不過手機制造商希望將它們做得更大一些,從而降低單個顯示屏的成本。  

      難點在于非晶硅

      但是這層硅有一個小問題。制造這層硅的化學氣相沉積工藝會產生非晶硅。在非晶硅中,單個原子以不規則和無序的方式排列。由非晶硅制成的電路不具備良好的電子特性,這意味著顯示屏會更暗,并消耗更多的電池電量。 

      相比之下,手機中的集成電路以及我們今天使用的所有其他電子設備都是使用單晶硅制成的。單晶硅中的原子排列高度有序;這種排列帶來了非常好的電子特性,也是現代微處理器速度如此驚人的原因之一。

      遺憾的是,微處理器所用單晶硅晶片的制造技術無法放大到接近玻璃基板的尺寸。但事實證明,還有第三種形態的硅——多晶硅,其原子排列相對比較有序。這里的關鍵指標是電子遷移率,多晶硅的電子遷移率可以比非晶硅高 200 倍(而單晶硅的電子遷移率通常至少是多晶硅的兩倍)。多晶硅的使用是當前顯示屏如此出色的一個主要原因。 

      關于顯示屏生產的一個絕妙創意

      那么,如何獲得多晶硅呢?獲得多晶硅并不是那么難,至少理論上并不難。需要做的就是加熱非晶硅層,直到熔化,然后迅速冷卻,使其再固化成為多晶硅形態。

      不過問題是,硅需要加熱到大約 600°C 才能熔化, 而這樣的高溫以及相關的快速熱循環會損壞普通玻璃制成的面板,因此面板需要使用昂貴的耐熱型玻璃。這將使顯示屏更加昂貴,尤其是當制造商擴大到更大的玻璃板尺寸時。  

      解決方案是一種稱為準分子激光退火 (ELA) 的技術,可用于制造低溫多晶硅 (LTPS)。這種技術依賴于Coherent 公司準分子激光器。 

      使用準分子激光器的原因是因為它們是可以產生非常強大的紫外線脈沖的光源。硅強烈吸收紫外線,再加上高脈沖能量,只需幾個激光脈沖即可迅速熔化薄硅層。這種接近完全的熔化對于獲得正確的多晶結構和所需的電子特性至關重要。  

      準分子激光器的輸出形成細線光束;這在母玻璃上快速掃描以有效地執行 ELA。

      硅的高吸收性還可以防止紫外線大量穿透下面的玻璃,或柔性顯示屏中的聚酰胺 (PI) 層。因此,即使硅完全熔化,玻璃本身在 ELA 期間也不會變熱。所以,ELA 可以在標準的低成本玻璃板上進行。這就是為什么 ELA 是制造用于 AMOLED 手機顯示屏的 LTPS 的主要方法。 

      為了在大型玻璃基板上執行 ELA,準分子激光器發出的光束(通常為矩形)被重新整形為通常與玻璃板寬度相同的細線光束。該細線光束被聚焦到玻璃板上,并沿著整個面板長度進行掃描,以實現所需的硅熔化和再固化。

      大規模 ELA

      每年全球大約生產 15 億部手機。每個大型制造商每天生產大約 100 萬部手機。不用說,這些公司都希望自己的生產過程非?煽坎⑶页杀据^低。因為在這樣的規模下,任何造成裝配線暫時中斷或產生廢品的因素都會耗費大量資金。

      Coherent LineBeam 系統是所有主要顯示屏制造商使用的經濟高效的大規模 ELA 解決方案。 

      Coherent 公司提供集成的紫外激光器和光學系統 – 我們的 Coherent LineBeam,這是真正確保大規模 ELA 達到制造商所需質量、可靠性、產量和成本特性的制勝法寶。因為在現實世界中,大規模 ELA 系統包含若干不同的組件,每個組件都必須表現良好,并且還必須與系統的其他部分很好地配合。這些組件包括:

      準分子激光器 – Coherent 公司 VYPER 系列 – 旨在以高重復頻率(以實現必要的吞吐速度)提供非常高的能量脈沖,具有非凡的穩定性和較長的使用壽命。 

      LineBeam 光學元件采用矩形準分子激光束,將其重塑為具有極其一致強度的細長光線束。這是必要的,這樣 ELA 工藝的特性就不會隨光束的位置而變化。

      主動監測和控制系統,以驗證和保證工藝質量和一致性。

      ELA 是生產高品質平板顯示屏不可或缺的工具。而且,這種情況在短期內不太可能改變,因為Coherent 公司不斷擴大我們的 LineBeam 系統,可以加工更大尺寸的玻璃基板,讓制造商能夠著眼于下一代更大屏幕的手機和平板設備。 

      (文章轉載自網絡,如有侵權,請聯系刪除) 


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