如今，大多數(shù)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(jīng)應(yīng)用了大量技術(shù)來真正實現(xiàn)這一目標(biāo)。其中，Coherent 公司的激光器發(fā)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(shè)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(xiàn)代固態(tài)電子器件的核心半導(dǎo)體）沉積在稱為“玻璃基板”的大型面板上�，F(xiàn)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(xué)氣相沉積工藝會產(chǎn)生非晶硅。在非晶硅中，單個原子以不規(guī)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?xí)�更暗，并消耗更多的電池電量�?nbsp;

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(shè)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(xiàn)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(shù)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(tài)的硅——多晶硅，其原子排列相對比較有序。這里的關(guān)鍵指標(biāo)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(dāng)前顯示屏如此出色的一個主要原因。 

關(guān)于顯示屏生產(chǎn)的一個絕妙創(chuàng)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(tài)。

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(guān)的快速熱循環(huán)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(dāng)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(zhǔn)分子激光退火 (ELA) 的技術(shù)，可用于制造低溫多晶硅 (LTPS)。這種技術(shù)依賴于Coherent 公司準(zhǔn)分子激光器。 

使用準(zhǔn)分子激光器的原因是因為它們是可以產(chǎn)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(jié)構(gòu)和所需的電子特性至關(guān)重要。  

準(zhǔn)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(zhí)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(biāo)準(zhǔn)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(zhí)行 ELA，準(zhǔn)分子激光器發(fā)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(xiàn)所需的硅熔化和再固化。

大規(guī)模 ELA

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

Coherent LineBeam 系統(tǒng)是所有主要顯示屏制造商使用的經(jīng)濟高效的大規(guī)模 ELA 解決方案。 

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

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

LineBeam 光學(xué)元件采用矩形準(zhǔn)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(jiān)測和控制系統(tǒng)，以驗證和保證工藝質(zhì)量和一致性。

ELA 是生產(chǎn)高品質(zhì)平板顯示屏不可或缺的工具。而且，這種情況在短期內(nèi)不太可能改變，因為Coherent 公司不斷擴大我們的 LineBeam 系統(tǒng)，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(shè)備。 

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