本發(fā)明涉及一種制備柔性顯示器件的離子活化方法。

背景技術(shù)：

柔性顯示器件具有輕、薄、可撓曲、耐沖擊、超高防水性能等優(yōu)點(diǎn)，在可穿戴設(shè)備及一些特殊功能顯示領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用；液晶顯示的背板大部分采用的是非晶硅薄膜晶體管，非晶硅作為有源層，具有易于大面積制備，均一性好，成本低等優(yōu)點(diǎn)；但是卻存在電子遷移率低，閥值電壓漂移等缺點(diǎn)，不能適應(yīng)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)的驅(qū)動，及液晶顯示器周邊驅(qū)動電路的制備。

制備柔性器件的技術(shù)中，主要是將柔性基板裝配在剛性的玻璃基板等載板上，然后在柔性基板上制備顯示器元件，最后再將柔性基板與載板分離，進(jìn)而得到柔性器件；在柔性器件制備過程中，一般制程溫度都要求在400-450℃以下。

目前主流的柔性顯示器件都采用LTPS技術(shù)(低溫多晶硅技術(shù))，制造的顯示器面板具有分辨率高、反應(yīng)速度快、高亮度、高開口率等優(yōu)點(diǎn)。

已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的LTPS TFT技術(shù)有激光退火晶化法，采用的準(zhǔn)分子激光有XeCl、ArF、KrF和XeF等，這類準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生的紫外波段的激光束，通過紫外波段的短脈沖激光束照射非晶硅薄膜，非晶硅會快速吸收激光能量而融化和再結(jié)晶，而基本會使襯底的溫度升高，因此可應(yīng)用于玻璃基板上非晶硅的晶化。但是由于摻雜的離子并不一定與周圍離子形成化學(xué)鍵，即存在一定的懸掛鍵，因此摻雜之后還需要升溫至590℃，單獨(dú)對非晶硅進(jìn)行晶化和對有源漏摻雜區(qū)的離子進(jìn)行高溫活化，使懸掛鍵形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，工藝流程復(fù)雜，成本高。

目前，技術(shù)中在襯底上形成包括非晶硅的有源層；對有源層進(jìn)行離子注入，形成源漏摻雜區(qū)；對有源層采用準(zhǔn)分子激光進(jìn)行照射，使有源層中非晶硅晶化成多晶硅，源漏摻雜區(qū)的離子活化；此方法簡化了制作流程，實(shí)現(xiàn)了晶化和活化通過一個激光照射步驟完成，活化效率高，工藝簡單，成本低，生產(chǎn)率提高；但是此方法僅適合應(yīng)用于硬屏生產(chǎn)中，不能用于柔性O(shè)LED生產(chǎn)中。PMOS結(jié)構(gòu)因其硼離子的易活化性(在450℃左右就可以活化)，作為像素驅(qū)動開關(guān)得到廣泛應(yīng)用。

而更具優(yōu)勢的CMOS結(jié)構(gòu)，因NMOS中磷的難活化性(一般530℃以上)，活化時間長，產(chǎn)能低，目前還沒有合適的柔性基板能耐住NMOS的制程溫度，不適合柔性生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種安全高效的制備柔性顯示器件的離子活化方法，以解決現(xiàn)有LTPS技術(shù)存在活化時間長，活化溫度高，不適合柔性生產(chǎn)的問題。

一種制備柔性顯示器件的離子活化方法，按以下步驟實(shí)現(xiàn)：

S1，將柔性基板裝配在剛性基板上，在柔性基板上沉積緩沖保護(hù)層；

S2，在緩沖保護(hù)層上沉積功能層，然后依次沉積介電層，再進(jìn)行脫氫；

S3，使用準(zhǔn)分子激光退火結(jié)晶出有源層，然后對所述有源層進(jìn)行圖案化處理，再對圖案化后的有源層進(jìn)行離子注入；

S4，離子注入后使用準(zhǔn)分子激光退火進(jìn)行離子活化。

進(jìn)一步地，所述柔性基板為PI基板(聚酰亞胺基板)、PEN基板(聚萘二甲酸乙二醇酯基板)或PET基板(聚對苯二甲酸乙二醇酯基板)；優(yōu)選的是PI基板。

進(jìn)一步地，所述剛性基板為玻璃基板、石英基板或陶瓷基板；優(yōu)選的是玻璃基板。

進(jìn)一步地，所述沉積采用PECVD法(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法)。

進(jìn)一步地，所述緩沖保護(hù)層為氮化硅層和氧化硅層。

進(jìn)一步地，所述緩沖保護(hù)層中氮化硅層的膜厚為500～6000埃。

進(jìn)一步地，所述緩沖保護(hù)層中氧化硅層的膜厚為500～6000埃。

進(jìn)一步地，所述離子注入包括NP(磷的重?fù)诫s)、Nm(磷的輕摻雜)或PP(硼的重?fù)诫s)離子注入。

進(jìn)一步地，所述功能層為無機(jī)材料層或有機(jī)材料層。

進(jìn)一步地，所述無機(jī)材料層或有機(jī)材料層均采用吸光率高的材料，吸光率高的材料是指對紫外光吸收系數(shù)高于10³/cm。

進(jìn)一步地，所述功能層優(yōu)選非晶硅層，其厚度為150～500埃。

進(jìn)一步地，所述介電層為三層結(jié)構(gòu)，具體包括：第一介電層為氮化硅層，第二介電層為氧化硅層，第三介電層為非晶硅層。

進(jìn)一步地，所述介電層中第一介電層沉積在功能層上。

進(jìn)一步地，所述第一介電層的厚度為200～600埃，第二介電層的厚度為1000～4000埃，第三介電層的厚度為450～500埃。

進(jìn)一步地，所述有源層為多晶硅層。

進(jìn)一步地，所述圖案化處理采用離子刻蝕。

進(jìn)一步地，所述離子注入的方式包括等離子注入、固態(tài)擴(kuò)散式注入、具有質(zhì)量分析儀的離子注入和不具有質(zhì)量分析儀的離子注入中的一種。

進(jìn)一步地，所述離子活化采用鐳射激光活化，所用的激光器為XeCl，波長為308nm。

進(jìn)一步地，所述活化的時間為2～10min。

進(jìn)一步地，所述離子注入后使用準(zhǔn)分子激光退火進(jìn)行離子活化：照射到圖案化處理后的有源層表面的激光，使注入后的離子進(jìn)行擴(kuò)散活化；透過三層介電層部分的308nm鐳射激光能量，則因?yàn)橛辛朔蔷Ч鑼?即功能層)的存在，會被非晶硅層吸收結(jié)晶，而不會照射到柔性基板使其產(chǎn)生氣泡或者脫落；通過調(diào)節(jié)掃描螺距可以控制活化的時間長短。

在實(shí)際操作中根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的規(guī)格和特點(diǎn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過IMP機(jī)臺和ELA機(jī)臺參數(shù)進(jìn)行合適的劑量與鐳射激光能量的調(diào)試和篩選。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明采用鐳射激光從正面照射進(jìn)行活化，短時間活化就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板；是適合柔性生產(chǎn)的LTPS技術(shù)，降低了柔性顯示對基板的苛刻要求，有效降低成本；

2、發(fā)展了適合柔性生產(chǎn)的LTPS技術(shù)，降低柔性顯示對基板的苛刻要求，基板的選擇性更廣，有效降低成本；

3、減少活化時間，提高產(chǎn)能釋放；

4、做出更加節(jié)能、高效的CMOS驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)極窄邊框的柔性顯示；

5、本發(fā)明離子活化方法，工藝簡單；離子活化在室溫-低溫(＜450℃)下就可以進(jìn)行，無需高溫制程，即可做出CMOS結(jié)構(gòu)的柔性顯示器件；活化時間短，2～10min之內(nèi)就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，對產(chǎn)能的放大現(xiàn)實(shí)意義很大，使產(chǎn)品極具競爭力；對于不同能量和劑量的半導(dǎo)體，通過鐳射機(jī)臺中的衰減器來調(diào)節(jié)不同的活化能量。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。

在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中膜層結(jié)構(gòu)的示意圖，其中1表示剛性基板，2表示柔性基板，3表示緩沖保護(hù)層，4表示功能層，5表示第一介電層，6表示第二介電層，7表示第三介電層。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中離子注入后的有源層的示意圖，其中1表示剛性基板，2表示柔性基板，3表示緩沖保護(hù)層，4表示功能層，5表示第一介電層，6表示第二介電層，8表示離子注入后的有源層。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中離子活化的示意圖，其中1表示剛性基板，2表示柔性基板，3表示緩沖保護(hù)層，4表示功能層，5表示第一介電層，6表示第二介電層，8表示離子注入后的有源層。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中離子活化后效果的示意圖，其中1表示剛性基板，2表示柔性基板，3表示緩沖保護(hù)層，5表示第一介電層，6表示第二介電層，8表示離子注入后的有源層，9表示活化后的功能層。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

為解決現(xiàn)有LTPS技術(shù)存在活化時間長，活化溫度高，不適合柔性生產(chǎn)的問題，本發(fā)明實(shí)施方式提供了一種制備柔性顯示器件的離子活化方法。

下面通過以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果。

實(shí)施例

實(shí)施例1

一種制備柔性顯示器件的離子活化方法，按以下步驟實(shí)現(xiàn)：

S1，將柔性基板2裝配在剛性基板1上，采用PECVD法在柔性基板2上沉積緩沖保護(hù)層3；

S2，在緩沖保護(hù)層3上沉積功能層4，然后依次沉積介電層，再進(jìn)行脫氫；

S3，使用準(zhǔn)分子激光退火結(jié)晶出有源層，然后采用離子刻蝕進(jìn)行圖案化處理，形成硅島結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行NP等離子注入，獲得離子注入后的有源層8；

S4，等離子注入后使用準(zhǔn)分子激光退火進(jìn)行離子活化。

所述緩沖保護(hù)層3中氮化硅層的膜厚為500～6000埃。

所述緩沖保護(hù)層3中氧化硅層的膜厚為500～6000埃。

所述功能層4為非晶硅層，其厚度為150～500埃。

所述介電層為三層結(jié)構(gòu)，具體包括：第一介電層5為氮化硅層，第二介電層為6氧化硅層，第三介電層7為非晶硅層。

所述第一介電層5的厚度為200～600埃，第二介電層6的厚度為1000～4000埃，第三介電層7的厚度為450～500埃。

所述有源層為多晶硅層。

所述介電層中第一介電層5是沉積在功能層4上面。

所述離子活化采用鐳射激光活化，所用的激光器為XeCl，波長為308nm。

所述活化的時間為2min。

參閱圖1，示意出了本實(shí)施例的膜層結(jié)構(gòu)；本實(shí)施例中剛性基板1為玻璃基板，柔性基板2為PI基板；可見剛性基板1上裝配柔性基板2，柔性基板2上沉積緩沖保護(hù)層3，然后在緩沖保護(hù)層3上沉積功能層4(即非晶硅層)，再在功能層4上依次沉積第一介電層5、第二介電層6和第三介電層7；第一介電層5為氮化硅層，第二介電層6為氧化硅層，第三介電層7為非晶硅層。

所述緩沖保護(hù)層3能夠防止水氣/金屬離子擴(kuò)散到器件中，增強(qiáng)柔性基板2的平整度。

參閱圖2，示意出了本實(shí)施例中離子注入后的有源層8；獲得具有三層結(jié)構(gòu)的介電層后，脫氫，然后使用準(zhǔn)分子激光退火結(jié)晶出有源層，通過離子刻蝕形成硅島結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行NP等離子注入，獲得離子注入后的有源層8，即為所需要的半導(dǎo)體。

參閱圖3和圖4，示意出了本實(shí)施例中離子活化和活化后的效果；可見采用波長為308nm的鐳射激光，從正面照射進(jìn)行活化，獲得活化后的功能層9，活化時間短，2min就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板2；是適合柔性生產(chǎn)的LTPS技術(shù)，降低了柔性顯示對基板的苛刻要求，有效降低成本。緩沖保護(hù)層3上沉積非晶硅層，此非晶硅層作為功能層4，起到吸光層的作用，可以將激光鐳射的引入柔性LTPS活化，避免破壞基板上的柔性材料，或者造成柔性基板2脫落。

在實(shí)際操作中根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的規(guī)格和特點(diǎn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過IMP機(jī)臺和ELA機(jī)臺參數(shù)進(jìn)行合適的劑量與鐳射激光能量的調(diào)試和篩選。

實(shí)施例2

制備柔性顯示器件的離子活化方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

所述柔性基板2為PEN基板；

采用固態(tài)擴(kuò)散式注入，進(jìn)行NP離子注入；

所述活化的時間為3min。

所述緩沖保護(hù)層3能夠防止水氣/金屬離子擴(kuò)散到器件中，增強(qiáng)柔性基板2的平整度。

采用波長為308nm的鐳射激光，從正面照射進(jìn)行活化，活化時間短，3min就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板2；是適合柔性生產(chǎn)的LTPS技術(shù)，降低了柔性顯示對基板的苛刻要求，有效降低成本。緩沖保護(hù)層3上沉積非晶硅層，此非晶硅層作為功能層4，起到吸光層的作用，可以將激光鐳射的引入柔性LTPS活化，避免破壞基板上的柔性材料，或者造成柔性基板2脫落。

實(shí)施例3

制備柔性顯示器件的離子活化方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

所述柔性基板2為PET基板；

所述活化的時間為3min。

所述緩沖保護(hù)層3能夠防止水氣/金屬離子擴(kuò)散到器件中，增強(qiáng)柔性基板2的平整度。

采用波長為308nm的鐳射激光，從正面照射進(jìn)行活化，活化時間短，4min就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板2；是適合柔性生產(chǎn)的LTPS技術(shù)，降低了柔性顯示對基板的苛刻要求，有效降低成本。緩沖保護(hù)層3上沉積非晶硅層，此非晶硅層作為功能層4，起到吸光層的作用，可以將激光鐳射的引入柔性LTPS活化，避免破壞基板上的柔性材料，或者造成柔性基板2脫落。

實(shí)施例4

制備柔性顯示器件的離子活化方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

所述剛性基板1為石英基板；

采用固態(tài)擴(kuò)散式注入，進(jìn)行Nm離子注入；

所述活化的時間為3min。

所述緩沖保護(hù)層能夠防止水氣/金屬離子擴(kuò)散到器件中，增強(qiáng)柔性基板2的平整度。

采用波長為308nm的鐳射激光，從正面照射進(jìn)行活化，活化時間短，3min就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板2；緩沖保護(hù)層3上沉積非晶硅層，此非晶硅層作為功能層4，起到吸光層的作用，可以將激光鐳射的引入柔性LTPS活化，避免破壞基板上的柔性材料，或者造成柔性基板2脫落。

實(shí)施例5

制備柔性顯示器件的離子活化方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

所述剛性基板1為石英基板；

所述柔性基板2為PEN基板；

在緩沖保護(hù)層3上沉積吸光率高的無機(jī)材料；

采用固態(tài)擴(kuò)散式注入，進(jìn)行NP離子注入；

所述活化的時間為5min。

所述緩沖保護(hù)層3能夠防止水氣/金屬離子擴(kuò)散到器件中，增強(qiáng)柔性基板2的平整度。

采用波長為308nm的鐳射激光，從正面照射進(jìn)行活化，活化時間短，5min就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板2；

緩沖保護(hù)層3上沉積無機(jī)材料層，此無機(jī)材料層作為功能層4，起到吸光層的作用，可以將激光鐳射的引入柔性LTPS活化，避免破壞基板上的柔性材料，或者造成柔性基板2脫落。

實(shí)施例6

制備柔性顯示器件的離子活化方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

所述剛性基板1為石英基板；

所述柔性基板2為PET基板；

在緩沖保護(hù)層3上沉積吸光率高的無機(jī)材料；

采用具有質(zhì)量分析儀的離子注入，進(jìn)行NP離子注入；

所述活化的時間為2min。

所述緩沖保護(hù)層3能夠防止水氣/金屬離子擴(kuò)散到器件中，增強(qiáng)柔性基板2的平整度。

采用波長為308nm的鐳射激光，從正面照射進(jìn)行活化，活化時間短，2min就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板2；緩沖保護(hù)層上沉積無機(jī)材料層，此無機(jī)材料層作為功能層4，起到吸光層的作用，可以將激光鐳射的引入柔性LTPS活化，避免破壞基板上的柔性材料，或者造成柔性基板2脫落。

實(shí)施例7

制備柔性顯示器件的離子活化方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

所述剛性基板1為陶瓷基板上；

在緩沖保護(hù)層3上沉積吸光率高的有機(jī)材料；

采用不具有質(zhì)量分析儀的離子注入，進(jìn)行PP離子注入；

所述活化的時間為3min。

所述緩沖保護(hù)層3能夠防止水氣/金屬離子擴(kuò)散到器件中，增強(qiáng)柔性基板2的平整度。

采用波長為248nm的鐳射激光，從正面照射進(jìn)行活化，活化時間短，3min就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板2；緩沖保護(hù)層3上沉積有機(jī)材料層，此有機(jī)材料層作為功能層4，起到吸光層的作用，可以將激光鐳射的引入柔性LTPS活化，避免破壞基板上的柔性材料，或者造成柔性基板2脫落。

實(shí)施例8

制備柔性顯示器件的離子活化方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

所述剛性基板1為陶瓷基板；

所述柔性基板2為PEN基板；

進(jìn)行PP等離子注入；

所述活化的時間為5min。

所述緩沖保護(hù)層3能夠防止水氣/金屬離子擴(kuò)散到器件中，增強(qiáng)柔性基板2的平整度。

采用波長為308nm的鐳射激光，從正面照射進(jìn)行活化，活化時間短，5min就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板2；緩沖保護(hù)層3上沉積非晶硅層，此非晶硅層作為功能層4，起到吸光層的作用，可以將激光鐳射的引入柔性LTPS活化，避免破壞基板上的柔性材料，或者造成柔性基板2脫落。

實(shí)施例9

制備柔性顯示器件的離子活化方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

所述剛性基板1為陶瓷基板；

所述柔性基板2為PET基板；

在緩沖保護(hù)層3上沉積吸光率高的有機(jī)材料；

采用固態(tài)擴(kuò)散式注入，進(jìn)行Nm離子注入；

所述活化的時間為4min。

所述緩沖保護(hù)層3能夠防止水氣/金屬離子擴(kuò)散到器件中，增強(qiáng)柔性基板2的平整度。

采用波長為308nm的鐳射激光，從正面照射進(jìn)行活化，活化時間短，4min就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板2；緩沖保護(hù)層3上沉積有機(jī)材料層，此有機(jī)材料層作為功能層4，起到吸光層的作用，可以將激光鐳射的引入柔性LTPS活化，避免破壞基板上的柔性材料，或者造成柔性基板2脫落。

實(shí)施例10

制備柔性顯示器件的離子活化方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

采用固態(tài)擴(kuò)散式注入，進(jìn)行Nm離子注入；

所述活化的時間為5min。

所述緩沖保護(hù)層3能夠防止水氣/金屬離子擴(kuò)散到器件中，增強(qiáng)柔性基板2的平整度。

采用波長為308nm的鐳射激光，從正面照射進(jìn)行活化，活化時間短，5min就可達(dá)到高溫才能實(shí)現(xiàn)的活化效果，不損傷柔性基板2；緩沖保護(hù)層3上沉積非晶硅層，此非晶硅層作為功能層4，起到吸光層的作用，可以將激光鐳射的引入柔性LTPS活化，避免破壞基板上的柔性材料，或者造成柔性基板2脫落。

應(yīng)當(dāng)注意的是，以上所述的實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。通過參照典型實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解為其中所用的詞語為描述性和解釋性詞匯，而不是限定性詞匯?？梢园匆?guī)定在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)對本發(fā)明作出修改，以及在不背離本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)對本發(fā)明進(jìn)行修訂。盡管其中描述的本發(fā)明涉及特定的方法、材料和實(shí)施例，但是并不意味著本發(fā)明限于其中公開的特定例，相反，本發(fā)明可擴(kuò)展至其他所有具有相同功能的方法和應(yīng)用。