(57)【要約】【課題】  ＴＦＴパネルにおいてゲートドライバの外付けを不要とすることにより、当該ＴＦＴパネルの製造コストを低減させることが可能なレーザ照射装置等を提供する。【解決手段】  本発明の一実施形態であるレーザ照射装置は、レーザ光を発生する光源と、基板に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に対して、当該レーザ光を照射する投影レンズと、を備え、当該投影レンズは、当該所定の領域のうち、薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する第１領域に対して、当該レーザ光を照射する第１投影レンズと、当該所定の領域のうち、ゲートドライバに含まれる所定の素子に対応する第２領域に対して、当該レーザ光を照射する第２投影レンズと、を含むことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生する光源と、
基板に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に対して、前記レーザ光を照射する投影レンズと、を備え、
前記投影レンズは、
前記所定の領域のうち、薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する第１領域に対して、前記レーザ光を照射する第１投影レンズと、
前記所定の領域のうち、ゲートドライバに含まれる所定の素子に対応する第２領域に対して、前記レーザ光を照射する第２投影レンズと、を含むことを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項２】
前記第２投影レンズは、複数の前記第２領域に対して、前記レーザ光を照射するマイクロシリンドリカルレンズである、ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記第２投影レンズは、前記複数の第２領域の各々に対して、前記マイクロシリンドリカルレンズに含まれる複数のシリンドリカルレンズを用いて、前記レーザ光を複数回照射することを特徴とする請求項２に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
前記投影レンズ上に配置され、所定の投影パターンで前記レーザ光を透過させる投影マスクパターンをさらに備え、
前記投影マスクパターンは、複数の前記第１領域に対応する複数の第１開口部と、前記第２領域に対応する第２開口部と、を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
前記第１投影レンズは、前記基板に含まれる複数の前記第１領域に対して、前記レーザ光を照射するマイクロレンズアレイであり、
前記第２投影レンズが前記第２領域に照射する前記レーザ光の照射エネルギは、前記第１投影レンズが前記第１領域に照射する前記レーザ光の照射エネルギよりも大きくなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
光源から発生されたレーザ光を照射する投影レンズ上に配置される投影マスクであって、
基板に被着されたアモルファスシリコン薄膜のうち薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する複数の第１領域に対して、前記投影レンズに含まれる第１投影レンズからの前記レーザ光を透過する複数の第１開口部と、
前記アモルファスシリコン薄膜のうちゲートドライバに含まれる所定の素子に対応する第２領域に対して、前記投影レンズに含まれる第２投影レンズからの前記レーザ光を透過する第２開口部と、を含むことを特徴とする投影マスク。
【請求項７】
前記第２投影レンズは、複数の前記第２領域に対して前記レーザ光を照射可能なマイクロシリンドリカルレンズであり、
前記第２開口部は、複数の前記第２領域に対して、前記マイクロシリンドリカルレンズからの前記レーザ光を透過することを特徴とする請求項６に記載の投影マスク。
【請求項８】
レーザ光を発生する発生ステップと、
基板に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に対して、前記レーザ光を照射する照射ステップと、を含み、
前記照射ステップにおいて、前記所定の領域のうち、薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する第１領域と、ゲートドライバに含まれる所定の素子に対応する第２領域に対して、前記レーザ光を照射することを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項９】
前記照射ステップにおいて、マイクロシリンドリカルレンズを用いて、複数の前記第２領域の各々に対して前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項８に記載のレーザ照射方法。
【請求項１０】
レーザ光を発生する発生機能と、
基板に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に対して、前記レーザ光を照射する照射機能とを、コンピュータに実行させ、
前記照射機能において、前記所定の領域のうち、薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する第１領域と、ゲートドライバに含まれる所定の素子に対応する第２領域に対して、前記レーザ光を照射することを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
前記照射機能において、マイクロシリンドリカルレンズを用いて、複数の前記第２領域の各々に対して前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタの形成に関するものであり、特に、アモルファスシリコン薄膜にレーザ光を照射して、ポリシリコン薄膜を形成するためのレーザ照射装置、投影マスク、レーザ照射方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴパネルの画像表示エリアにおいて、アモルファスシリコン薄膜の所定の領域をレーザ光により瞬間的に加熱することで多結晶化し、電子移動度の高いポリシリコン薄膜を形成して、当該ポリシリコン薄膜を薄膜トランジスタのチャネル領域に使用する技術が存在する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ガラス基板にアモルファスシリコン薄膜形成し、その後、このアモルファスシリコン薄膜にエキシマレーザ等のレーザ光を照射してレーザアニールすることにより、短時間での溶融凝固によって、ポリシリコン薄膜に結晶化させる処理を行うことが開示されている。特許文献１には、当該処理を行うことにより、薄膜トランジスタのソースとドレイン間のチャネル領域を、電子移動度の高いポリシリコン薄膜とすることが可能となり、トランジスタ動作の高速化が可能になる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１００５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ＴＦＴパネルでは、画像表示エリアの薄膜トランジスタを駆動するための駆動回路として、ゲートドライバとなる。この点、特許文献１に記載の技術により製造されたＴＦＴパネルは、画像表示エリアを作成した後ゲートドライバを外付けする必要があり、その分当該ＴＦＴパネルの製造コストが増加する要因となっていた。
【０００６】
本発明の目的は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ＴＦＴパネルにおいてゲートドライバの外付けを不要とすることにより、当該ＴＦＴパネルの製造コストを低減させることが可能なレーザ照射装置、投影マスク、レーザ照射方法およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置は、レーザ光を発生する光源と、基板に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に対して、当該レーザ光を照射する投影レンズと、を備え、当該投影レンズは、当該所定の領域のうち、薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する第１領域に対して、当該レーザ光を照射する第１投影レンズと、当該所定の領域のうち、ゲートドライバに含まれる所定の素子に対応する第２領域に対して、当該レーザ光を照射する第２投影レンズと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置において、当該第２投影レンズは、複数の当該第２領域に対して、当該レーザ光を照射するマイクロシリンドリカルレンズである、ことを特徴としてもよい。
【０００９】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置において、当該第２投影レンズは、当該複数の第２領域の各々に対して、当該マイクロシリンドリカルレンズに含まれる複数のシリンドリカルレンズを用いて、当該レーザ光を複数回照射することを特徴としてもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置において、当該投影レンズ上に配置され、所定の投影パターンで当該レーザ光を透過させる投影マスクパターンをさらに備え、当該投影マスクパターンは、複数の当該第１領域に対応する複数の第１開口部と、当該第２領域に対応する第２開口部と、を含むことを特徴としてもよい。
【００１１】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射装置において、当該第１投影レンズは、当該基板に含まれる複数の当該第１領域に対して、当該レーザ光を照射するマイクロレンズアレイであり、当該第２投影レンズが当該第２領域に照射する当該レーザ光の照射エネルギは、当該第１投影レンズが当該第１領域に照射する当該レーザ光の照射エネルギよりも大きくなることを特徴としてもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態における投影マスクは、光源から発生されたレーザ光を照射する投影レンズ上に配置される投影マスクパターンであって、基板に被着されたアモルファスシリコン薄膜のうち薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する複数の第１領域に対して、当該投影レンズに含まれる第１投影レンズからの当該レーザ光を透過する複数の第１開口部と、当該アモルファスシリコン薄膜のうちゲートドライバに含まれる所定の素子に対応する第２領域に対して、当該投影レンズに含まれる第２投影レンズからの当該レーザ光を透過する第２開口部と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の一実施形態における投影マスクにおいて、当該第２投影レンズは、複数の当該第２領域に対して当該レーザ光を照射可能なマイクロシリンドリカルレンズであり、当該第２開口部は、複数の当該第２領域に対して、当該マイクロシリンドリカルレンズからの当該レーザ光を透過することを特徴としてもよい。
【００１４】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射方法は、レーザ光を発生する発生ステップと、基板に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に対して、当該レーザ光を照射する照射ステップと、を含み、当該照射ステップにおいて、当該所定の領域のうち、薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する第１領域と、ゲートドライバに含まれる所定の素子に対応する第２領域に対して、当該レーザ光を照射することを特徴とする。
【００１５】
本発明の一実施形態におけるレーザ照射方法において、当該照射ステップにおいて、マイクロシリンドリカルレンズを用いて、複数の当該第２領域の各々に対して当該レーザ光を照射することを特徴としてもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態におけるプログラムは、レーザ光を発生する発生機能と、基板に被着されたアモルファスシリコン薄膜の所定の領域に対して、当該レーザ光を照射する照射機能とを、コンピュータに実行させ、当該照射機能において、当該所定の領域のうち、薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する第１領域と、ゲートドライバに含まれる所定の素子に対応する第２領域に対して、当該レーザ光を照射することを特徴とする。
【００１７】
本発明の一実施形態におけるプログラムにおいて、当該照射機能において、マイクロシリンドリカルレンズを用いて、複数の当該第２領域の各々に対して当該レーザ光を照射することを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ゲートドライバを基板上に形成するため、ＴＦＴパネルにおいてゲートドライバの外付けが不要となり、当該ＴＦＴパネルの製造コストを低減させることが可能なレーザ照射装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態における、液晶表示システム１の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における、レーザ照射装置１０の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における、投影レンズ１３の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における、マイクロシリンドリカルレンズ１７の構成例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態における、マイクロシリンドリカルレンズを用いて、基板をアニール処理する様子を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態における、投影マスクパターンに含まれる開口部の構成例である。
【図７】本発明の第１の実施形態の変形例における、投影レンズ及び投影マスクパターンの構成例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における、レーザ照射装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、基板に対するアニール処理を行うレーザ照射装置において、レーザ光を照射する投影レンズに、マイクロレンズアレイに加えてマイクロシリンドリカルレンズを設ける（含ませる）ことにより、薄膜トランジスタのチャネル領域に対応する第１領域に対するアニール処理を実行すると同時に、ゲートドライバに対応する第２領域に対するアニール処理を実行するものである。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施形態における液晶表示システム１の構成例を示す図である。図１に例示するように、本発明の第１の実施形態において、液晶表示システム１は、ＴＦＴパネル１００と、制御部２００とを含む。なお、ＴＦＴパネル１００には、バックライト（図示しない）が設けられている。
【００２３】
ＴＦＴパネル１００は、液晶の画素ごとに薄膜トランジスタが設けられており、当該画素ごとに電圧制御され、当該画素における光の透過量や透過させる光の方向が変化する。図１に例示するように、ＴＦＴパネル１００は、複数の画素を含む液晶画面１０１と、当該複数の画素の各々に対する電圧制御を実行するゲートドライバ１０２及びソースドライバ１０３と、を含む。
【００２４】
液晶画面１０１は、各々が薄膜トランジスタ２０を備える複数の画素を含む。また、ゲートドライブ１０２は、液晶画面１０１に含まれる複数の画素を、一行（一ライン）ごとに走査する（駆動する）ための回路である。また、ソースドライブ１０３は、ゲートドライバ１０２が走査した一行（一ライン）に含まれる各画素に、画像データ（明暗等の情報に応じた電圧）を与えるための回路である。このように、複数の画素の各々に含まれる薄膜トランジスタ２０が、ゲートドライバ１０２とソースドライバ１０３とにより電圧制御され、当該画素の各々の光の透過量や透過させる光の方向が変化する。これによって、ＴＦＴパネル１００は、画素ごとに色変化させることが可能となり、ＴＦＴパネル１００全体として所定の画像を表示することができる。
【００２５】
図１に例示するように、制御部２００は、タイミングコントローラ（ＴＣＯＮ）２０１と、電圧制御部２０２とを含み、液晶画面１０１に含まれる各画素を制御する。ＴＣＯＮ２０１は、ゲートドライバ１０２により走査された一行（一ライン）と、ソースドライバ１０３が画像データを与える複数の画素が含まれる一行（一ライン）とが一致するように、タイミングをとるためのロジック回路であり、ゲートドライバ１０２とソースドライバ１０３とに対してパルスを供給する。電圧制御部２０２は、ソースドラバ１０３が各画素に指示する画像データを生成し、当該ソースドライバ１０３に供給する。
【００２６】
図２は、本発明の第１の実施形態におけるレーザ照射装置１０の構成例を示す図である。図２に例示するように、レーザ照射装置１０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０のような半導体装置の製造工程において、例えば、基板の所定の領域にレーザ光１４を照射してアニールし、当該所定の領域を多結晶化するための装置である。
【００２７】
レーザ照射装置１０は、例えば、液晶表示装置の周辺回路などの画素の薄膜トランジスタを形成する際に用いられる。このような薄膜トランジスタを形成する場合、まず、基板３０上にＡｌ等の金属膜からなるゲート電極を、スパッタによりパターン形成する。そして、低温プラズマＣＶＤ法により、基板３０上の全面にＳｉＮ膜からなるゲート絶縁膜を形成する。その後、ゲート絶縁膜上に、例えば、プラズマＣＶＤ法によりアモルファスシリコン薄膜２１を形成する。すなわち、基板３０の全面にアモルファスシリコン薄膜２１が形成（被着）される。最後に、アモルファスシリコン薄膜２１上に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜を形成する。そして、図１に例示するレーザ照射装置１０により、アモルファスシリコン薄膜２１のゲート電極上の所定の領域にレーザ光１４を照射してアニールし、当該所定の領域を多結晶化してポリシリコン化する。なお、基板３０は、例えばガラス基板であるが、基板の素材は必ずしもガラス素材である必要はなく、樹脂などの素材で形成された樹脂基板など、どのような素材の基板であってもよい。
【００２８】
図２に示すように、レーザ照射装置１０において、レーザ光源１１から出射されたレーザ光１４は、カップリング光学系１２によりビーム系が拡張され、輝度分布が均一化される。レーザ光源１１は、例えば、波長が３０８ｎｍや２４８ｎｍなどのレーザ光１４を、所定の繰り返し周期で放射するエキシマレーザである。
【００２９】
その後、レーザ光１４は、投影レンズ１３上に設けられた投影マスクパターン１５の第１開口部１５１を透過し、複数のレーザ光１４に分離され、アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域に照射される。投影レンズ１３には、投影マスクパターン１５が設けられ、当該投影マスクパターン１５によって所定の領域にレーザ光１４が照射される。そして、アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域が瞬間加熱されて溶融し、アモルファスシリコン薄膜２１の一部がポリシリコン薄膜２２となる。
【００３０】
ここで、所定の領域は、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域に対応する第１領域２５と、ゲートドライバ１０２に含まれる所定の素子に対応する第２領域２６である。すなわち、レーザ照射装置１０は、レーザ光源１１から出射されたレーザ光１４を、投影レンズ１３を介して、基板３０の薄膜トランジスタ２０のチャネル領域に対応する第１領域２５と、ゲートドライバ１０２に含まれる所定の素子に対応する第２領域２６に照射する。その結果、基板３０の薄膜トランジスタ２０のチャネル領域に対応する第１領域２５と、ゲートドライバ１０２に含まれる所定の素子に対応する第２領域２６が、ポリシリコン薄膜２２となる。
【００３１】
ポリシリコン薄膜２２は、アモルファスシリコン薄膜２１に比べて電子移動度が高く、ＴＦＴパネルにおいて、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域、及び、ゲートドライバの所定の素子（ＴＦＴ素子）として用いることができる。
【００３２】
図３は、本発明の第１の実施形態における投影レンズ１３の構成例を示す図である。投影レンズ１３は、図３に例示するように、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域に対応する第１領域２５に対して、レーザ光１４を照射する第１投影レンズ１３０と、ゲートドライバ１０２に含まれる所定の素子に対応する第２領域２６に対してレーザ光１４を照射する第２投影レンズ１３１を含む。
【００３３】
第１投影レンズ１３０は、例えば、マイクロレンズアレイ１６である。レーザ照射装置１０は、マイクロレンズアレイ１６に含まれる複数のマイクロレンズ１６０を順次用いて、アモルファスシリコン薄膜２１の第１領域２５にレーザ光１４を照射し、当該第１領域２５をポリシリコン薄膜２２とする。マイクロレンズアレイ１６の一列に含まれるマイクロレンズ１６００の数は２０個である。そのため、基板３０に形成されている（被着している）アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域に対して、２０個のマイクロレンズ１６０を用いて、レーザ光１４が照射される。なお、マイクロレンズアレイ１６の一列に含まれるマイクロレンズ１６０は、２０個に限られず、いくつであってもよい。また、マイクロレンズアレイ１６の一行（一ライン）に含まれるマイクロレンズ１６０の数は、例えば８３個であるが、この例に限られず、いくつであってもよい。
【００３４】
第１投影レンズ１３０が所定の領域をアニール化することによりポリシリコン薄膜２２が形成され、その後、形成されたポリシリコン薄膜２２の両端にソース２３とドレイン２４を形成することで、薄膜トランジスタ２０が作成される。なお、レーザ照射装置１０は、１つの薄膜トランジスタ２０に対して、マイクロレンズアレイ１６の一列（または一行）に含まれる例えば２０個のマイクロレンズ１６０を用いて、レーザ光１４を照射する。すなわち、レーザ照射装置１０は、１つの薄膜トランジスタ２０に対して、２０ショットのレーザ光１４を照射する。その結果、薄膜トランジスタ２０において、アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域が瞬間加熱されて溶融し、ポリシリコン薄膜２２となる。レーザ照射装置１０は、なお、マイクロレンズアレイ１６の一列（または一行）に含まれるマイクロレンズ１６０の数は、２０に限られず、複数であればいくつであってもよい。
【００３５】
なお、第１投影レンズ１３０は、必ずしもマイクロレンズアレイである必要はなく、１個の投影レンズを用いてレーザ光１４を照射してもよい。
【００３６】
第２投影レンズ１３１は、例えば、マクロシリンドリカルレンズ１７である。ここで、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子部）には、液晶画面１０１の一行（一ライン）に含まれる複数の薄膜トランジスタ２０を走査（駆動）させる必要があるため、大容量の電流を流す必要がある。また、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子）は、液晶画面１０１の一列を短時間で走査する必要があるため、高速に電流のＯＮ／ＯＦＦを行う必要がある。そのため、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子）に対応する領域（第２領域２６）は、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域（第１領域２５）よりも広範囲である。そのため、第２領域２６を、マイクロレンズアレイ１６に含まれるマイクロレンズ１６０でアニール処理するのでは、アニール処理が完了するまでに長時間要するという問題が生じる。そのため、マイクロレンズアレイ１６に含まれるマイクロレンズ１６０では、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域のアニール処理と同時に、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子部）に対応する領域（第２領域２６）に対してアニール処理することができない。
【００３７】
そこで、マイクロレンズ１６０よりもレーザ光１４の集光度合いが大きい、シリンドリカルレンズ１７０を複数備えたマイクロシリンドリカルレンズ１７を用いて、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子）に対応する第２領域をアニール処理する。シリンドリカルレンズ１７０を用いるため、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子）に対応する第２領域に照射されるレーザ光１４の照射エネルギは、大きくなる。そのため、当該第２領域におけるアモルファスシリコン薄膜２１の結晶化に要する時間を短縮でき、その分広範囲をアニール処理できるため、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域のアニール処理と同時に、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子部）に対応する領域（第２領域）に対してアニール処理することができるようになる。
【００３８】
図４は、本発明の一実施形態におけるマイクロシリンドリカルレンズ１７の構成例を示す図である。図４に例示するように、マイクロシリンドリカルレンズ１７は、複数のシリンドリカルレンズ１７０を含む。図４の例では、マイクロシリンドリカルレンズ１７には、５つのシリンドリカルレンズ１７０が含まれる。なお、マイクロシリンドリカルレンズ１７に含まれるシリンドリカルレンズ１７０は、５つに限られず、いくつであってもよい。
【００３９】
図４（ａ）は、マイクロシリンドリカルレンズ１７の側面図である。図４（ａ）に例示するように、マイクロシリンドリカルレンズ１７の厚みＸは、約２０．５［μｍ］である。また、マイクロシリンドリカルレンズ１７に含まれるシリンドリカルレンズ１７０の幅Ｙは、約１．０３９５［μｍ］である。また、図４（ｂ）は、マイクロシリンドリカルレンズ１７の正面図である。図４（ｂ）に例示するように、マイクロシリンドリカルレンズ１７の幅Ｗは、約６００［μｍ］である。また、マイクロシリンドリカルレンズ１７の長さＺは、約１５００［μｍ］である。なお、これらの数値はあくまでも例示であって、これらの数値に限定されない。
【００４０】
図５は、本発明の一実施形態における第２投影レンズ１３１であるマイクロシリンドリカルレンズ１７を用いて、アモルファスシリコン薄膜２１が被膜された基板３０をアニール処理する様子を説明するための図である。図５に例示するように、マイクロシリンドリカルレンズ１７に含まれるシリンドリカルレンズ１７０の各々を用いて、基板３０の第２領域２６（ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子）に対応する領域）がアニール処理され、ポリシリコン薄膜２２が形成される。
【００４１】
図５に例示するように、基板３０には複数の第２領域２６が設けられ、当該複数の第２領域２６の各々に対して、シリンドリカルレンズ１７０を用いて、レーザ光１４が照射される。図５に例示するように、第２領域２６ａは、シリンドリカルレンズ１７０ａによりレーザ光１４が照射され、当該第２領域２６ａがアニール処理される。また、第２領域２６ｂは、シリンドリカルレンズ１７０ｂによりレーザ光１４が照射され、当該第２領域２６ｂがアニール処理される。同様にして、第２領域２６ｃはシリンドリカルレンズ１７０ｃにより、第２領域２６ｄはシリンドリカルレンズ１７０ｄにより、第２領域２６ｅはシリンドリカルレンズ１７０ｅにより、レーザ光１４が照射されてアニール処理される。
【００４２】
その後、基板３０が、所定の距離（隣接する第２領域２６の間隔）だけ移動する。基板３０の移動後、第２領域２６ａは、シリンドリカルレンズ１７０ａに隣接するシリンドリカルレンズ１７０ｂにより、レーザ光１４が照射されアニール処理される。また、第２領域２６ｂも同様に、シリンドリカルレンズ１７０ｂに隣接するシリンドリカルレンズ１７０ｃにより、レーザ光１４が照射されアニール処理される。同様にして、第２領域２６ｃはシリンドリカルレンズ１７０ｄにより、第２領域２６ｄはシリンドリカルレンズ１７０ｅにより、レーザ光１４が照射されてアニール処理される。このように、１つの第２領域２６は、マイクロシリンドリカルレンズ１７に含まれるシリンドリカルレンズ１７０の数だけ、レーザ光１４が照射される。図５の例では、１つの第２領域２６は、５つのシリンドリカルレンズ１７０（すなわち、シリンドリカルレンズ１７０ａ乃至１７０ｅ）の各々により、レーザ光１４が照射され、アニール処理される。
【００４３】
なお、レーザ照射装置１０は、基板３０が所定の距離した後、一旦停止した基板３０に対してレーザ光１４を照射してもよいし、移動し続けている基板３０に対してレーザ光１４を照射し続けてもよい。
【００４４】
図６は、投影マスクパターン１５に含まれる開口部１５０の構成例である。開口部１５０は、第１投影レンズ１３０であるマイクロレンズアレイ１６に含まれるマイクロレンズ１６０に対応して設けられる第１開口部１５１と、第２投影レンズ１３１であるマイクロシリンドリカルレンズ１７に対応して設けられる第２開口部１５２を含む。レーザ光１４は、投影マスクパターンの第１開口部１５１を透過して、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域に対応する領域（すなわち、基板３０に形成されている（被着している）アモルファスシリコン薄膜２１の第１領域２５）に照射される。投影マスクパターン１５の第１開口部１５１は、その幅（短辺の長さ）が約５０［μｍ］である。なお、幅の長さは、あくまでも例示であって、どのような長さであってもよい。また、投影マスクパターン１５の第１開口部１５１の長辺の長さは、例えば、約１００［μｍ］である。なお、長辺の長さについても、あくまでも例示であって、どのような長さであってもよい。
【００４５】
なお、マイクロレンズアレイ１６は、投影マスクパターン１５を例えば５分の１に縮小して照射する。その結果、投影マスクパターン１５を透過したレーザ光１４は、チャネル領域では約１０［μｍ］の幅に縮小される。また、投影マスクパターン１５を透過したレーザ光１４は、チャネル領域では約２０［μｍ］の長さに縮小される。なお、マイクロレンズアレイ１６の縮小率は、５分の１に限られず、どのような縮尺であってもよい。また、投影マスクパターン１５は、図５に例示する投影マスクパターン１５が少なくともマイクロレンズ１６０の個数分だけ並べて形成される。
【００４６】
一方、レーザ光１４は、投影マスクパターン１５の第２開口部１５２を透過して、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子）に対応する領域である第２領域２６に照射される。投影マスクパターン１５の第２開口部１５２は、その幅（短辺の長さ）及び長辺の長さは、マイクロシリンドリカルレンズ１７の大きさと略同一である。なお、第２開口部１５２の大きさは、あくまでも例示であって、どのような大きさであってもよい。
【００４７】
次に、レーザ照射装置１０を用いて、本発明の第１の実施形態におけるＴＦＴパネル１００を作成する方法について、説明する。
【００４８】
まず、レーザ照射装置１０は、図３に例示される投影レンズ１３を用いて、レーザ光１４を薄膜トランジスタ２０のチャネル領域となる第１領域２５（チャネル領域にしたい部分、すなわち、基板３０に形成されている（被着している）アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域）、及び、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子）に対応する領域である第２領域２６に照射する。第１領域２５については、投影レンズ１３に含まれる第１投影レンズ１３０であるマイクロレンズアレイ１６を用いてレーザ光１４を照射し、第２領域２６については、投影レンズ１３に含まれる第２投影レンズ１３１であるマイクロシリンドリカルレンズ１７を用いてレーザ光１４を照射する。その結果、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域となる部分（チャネル領域にしたい部分）に設けられているアモルファスシリコン薄膜２１が、瞬間加熱されて溶融し、ポリシリコン薄膜２２となる。
【００４９】
基板３０は、マイクロレンズアレイ１６及びマイクロシリンドリカルレンズ１７によりレーザ光１４が照射されるごとに、所定の距離だけ移動する。所定の距離は、基板３０における複数の薄膜トランジスタ２０間の距離である。レーザ照射装置１０は、基板３０を当該所定の距離移動させる間、レーザ光１４の照射を停止する。なお、レーザ照射装置１０は、基板３０が移動する間、レーザ光１４の照射を停止してもよい。
【００５０】
基板３０が所定の距離を移動した後、レーザ照射装置１０は、マイクロレンズアレイ１６に含まれる他のマイクロレンズ１６０を用いて、レーザ光１４を、一のマイクロレンズ１６０で照射された第１領域２５に再度照射する。また、レーザ照射装置１０は、マイクロシリンドリカルレンズ１７に含まれる他のシリンドリカルレンズ１７０を用いて、一のシリンドリカルレンズ１７０で照射された第２領域２６に再度照射する。マイクロレンズアレイ１６には、例えば２０列のマイクロレンズ１６０が含まれているため、第１領域２５は、少なくとも２０回のレーザ光１４が照射される。また、マイクロシリンドリカルレンズ１７には、例えば５つのシリンドリカルレンズ１７０が含まれているため、第２領域２６は、少なくとも５回のレーザ光１４が照射される。
【００５１】
上記工程を繰り返し、２０個のマイクロレンズ１６０の各々を順次用いて、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域となる第１領域２５に２０ショット分のレーザ光１４を照射するとともに、５個のシリンドリカルレンズ１７０の各々を順次用いて、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子）に対応する領域である第２領域２６に照射する。その結果、基板３０の第１領域２５にポリシリコン薄膜２２が形成されるとともに、基板３０の第２領域２６にポリシリコン薄膜２２が形成される。
【００５２】
その後、別の工程において、ソース２３とドレイン２４とが形成され、薄膜トランジスタ２０が形成される。
【００５３】
上記のとおり、本発明の第１の実施形態では、投影レンズ１３に第１投影レンズ１３０であるマイクロレンズアレイ１６に加えて、第２投影レンズ１３１であるマイクロシリンドリカルレンズ１７を設けたため、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域に対応する第１領域２５に対するアニール処理を実行すると同時に、ゲートドライバ１０２に対応する第２領域２６に対するアニール処理を実行できる。そのため、基板上にゲートドライバ１０２を形成することができ、ＴＦＴパネル１００においてゲートドライバ１０２の外付けが不要となり、当該ＴＦＴパネル１００の製造コストを低減させることが可能なレーザ照射装置等を提供することができる。
【００５４】
（変形例）
図７は、本発明の第１の実施形態の変形例における投影レンズ１３及び投影マスクパターン１５の構成例を示す図である。図７（ａ）に例示するように、変形例における投影レンズ１３は、図３に例示する投影レンズ１３と比較して、第２投影レンズ１３１であるマイクロシリンドリカルレンズ１７が、マイクロレンズアレイ１６の左右（マイクロレンズアレイ１６の短辺に隣接する領域）に設けられる点が異なる。すなわち、図７（ａ）に例示するように、投影レンズ１３は、マイクロシリンドリカルレンズ１７を２つ含む。レーザ照射装置１０は、投影レンズ１３に含まれるマイクロシリンドリカルレンズ１７のうちのいずれか一方を用いて、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子）に対応する領域である第２領域２６に、レーザ光１４を照射する。
【００５５】
また、図７（ｂ）に例示するように、変形例における投影マスクパターン１５は、図７（ａ）に例示する投影レンズ１３に含まれる２つのマイクロシリンドリカルレンズ１７に対応する領域に、第２開口部１５２が設けられる。なお、図７（ｂ）に例示する投影マスクパターン１５は、あくまでも例示であって、投影レンズ１３に含まれる２つのマイクロシリンドリカルレンズ１７のうちレーザ光１４を透過する一方のマイクロシリンドリカルレンズ１７に対応する領域だけ、第２開口部１５２が設けられていてもよい。
【００５６】
ゲートドライバ１０２は、図１に例示するように、液晶画面１０１の左右に設けられるため、図３に例示する投影レンズ１３及び図６に例示する投影マスクパターン１５を用いる場合には、液晶画面１０１の左側にゲートドライバ１０２を設けるための投影レンズ１３及び投影マスクパターン１５と、液晶画面１０１の右側にゲートドライバ１０２を設けるための投影レンズ１３及び投影マスクパターン１５と、を準備する必要がある。なお、図３に例示する投影レンズ１３及び図６に例示する投影マスクパターン１５は、液晶画面１０１の右側にゲートドライバ１０２を設けるための投影レンズ１３及び投影マスクパターン１５の一例である。
【００５７】
これに対して、図７に例示するような投影レンズ１３及び投影マスクパターン１５を用いることにより、液晶画面１０１の左側にゲートドライバ１０２を設ける際には、投影レンズ１３の左側のマイクロシリンドリカルレンズ１７からレーザ光１４を透過させ、液晶画面１０１の右側にゲートドライバ１０２を設ける際には、投影レンズ１３の右側のマイクロシリンドリカルレンズ１７からレーザ光１４を透過させればよく、左右別々の投影レンズ１３及び投影マスクパターン１５を用意する必要がなくなる。そのため、複数種類の投影レンズ１３及び投影マスクパターン１５を用意する必要がなく、コストや保管場所等を節約することができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、投影レンズ１３の第１投影レンズ１３０として、マイクロレンズアレイ１６の代わりに１個の投影レンズ１８を用いる場合の実施形態である。
【００５９】
図８は、本発明の第２の実施形態におけるレーザ照射装置１０の構成例を示す図である。図８に示すように、本発明の第２の実施形態におけるレーザ照射装置１０は、レーザ光源１１と、カップリング光学系１２と、投影マスクパターン１５と、投影レンズ１８を含む投影レンズ１３とを含む。なお、レーザ光源１１と、カップリング光学系１２とは、図１に示す本発明の第１の実施形態におけるレーザ光源１１と、カップリング光学系１２と同様の構成であるため、詳細な説明は省略される。
【００６０】
第２の実施形態において、第１投影レンズ１３０としてマイクロレンズアレイ１６の代わりに投影レンズ１８を用いる場合、レーザ光１４が、当該投影レンズ１８の光学系の倍率で換算される。すなわち、投影マスクパターン１５のパターンが、投影レンズ１８の光学系の倍率で換算され、基板３０上に形成されている（被着している）アモルファスシリコン薄膜２１の第１領域２５がアニール処理される。なお、マイクロシリンドリカルレンズ１７は、第１の実施形態と同様に、ゲートドライバ１０２の所定の素子（ＴＦＴ素子）に対応する領域である第２領域２６にレーザ光１４を照射する。
【００６１】
第２の実施形態において、投影マスクパターン１５は、例えば、図６や図７（ｂ）に例示する投影マスクパターン１５である。ただし、投影マスクパターン１５のマスクパターンは、投影レンズ１８の光学系の倍率で換算されるため、図６や図７（ｂ）に例示する投影マスクパターンの形状（面積、大きさ）とは異なるものであってもよい。レーザ光は、投影マスクパターン１５の第１開口部１５１及び第２開口部１５２を透過し、投影レンズ１８により、アモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域に照射される。その結果、基板３０の全面に設けられているアモルファスシリコン薄膜２１の所定の領域が瞬間加熱されて溶融し、アモルファスシリコン薄膜２１の第１領域２５及び第２領域２６がポリシリコン薄膜２２となる。
【００６２】
ここで、投影マスクパターン１５は、投影レンズ１８の光学系の倍率で換算され、基板３０上に形成されている（被着している）アモルファスシリコン薄膜２１の第１領域２５がアニール処理される。例えば、投影レンズ１８の光学系の倍率が約２倍であると、投影マスクパターン１５のマスクパターンは、約１／２（０．５）倍され、基板３０の所定の領域がアニール処理される。なお、投影レンズ１８の光学系の倍率は、約２倍に限られず、どのような倍率であってもよい。投影マスクパターン１５は、投影レンズ１８の光学系の倍率に応じて、基板３０上の所定の領域がアニール処理される。例えば、投影レンズ１８の光学系の倍率が４倍であれば、投影マスクパターン１５のマスクパターンは、約１／４（０．２５）倍され、基板３０に形成されている（被着している）アモルファスシリコン薄膜２１の第１領域２５がアニール処理される。
【００６３】
また、投影レンズ１８が倒立像を形成する場合、基板３０に形成されている（被着している）アモルファスシリコン薄膜２１に照射される投影マスクパターン１５の縮小像は、投影レンズ１８のレンズの光軸を中心に１８０度回転したパターンとなる。一方、投影レンズ１８が正立像を形成する場合、基板３０に形成されている（被着している）アモルファスシリコン薄膜２１に照射される投影マスクパターン１５の縮小像は、当該投影マスクパターン１５そのままとなる。
【００６４】
本発明の第２の実施形態においても、レーザ照射装置１０は所定の周期でレーザ光１４を照射し、レーザ光１４が照射されていない時間に基板３０を移動させ、次のアモルファスシリコン薄膜２１の第１領域２５及び第２領域２６に当該レーザ光１４が照射されるようにする。
【００６５】
上記のとおり、本発明の第２の実施形態では、投影レンズ１３の第１投影レンズ１３０としてマイクロレンズアレイ１６の代わりに１個の投影レンズ１８と、第２投影レンズ１３１としてマイクロシリンドリカルレンズ１７を含む。そのため、薄膜トランジスタ２０のチャネル領域に対応する第１領域２５に対するアニール処理を実行すると同時に、ゲートドライバ１０２に対応する第２領域に対するアニール処理を実行できる。そのため、基板上にゲートドライバ１０２を形成することができ、ＴＦＴパネル１００においてゲートドライバ１０２の外付けが不要となり、当該ＴＦＴパネル１００の製造コストを低減させることが可能なレーザ照射装置等を提供することができる。
【００６６】
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」「直交」等の記載がある場合に、これらの各記載は厳密な意味ではない。すなわち、「垂直」「平行」「平面」「直交」とは、設計上や製造上等における公差や誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」「実質的に直交」という意味である。なお、ここでの公差や誤差とは、本発明の構成・作用・効果を逸脱しない範囲における単位のことを意味するものである。
【００６７】
また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合に、これらの各記載は厳密な意味ではない。すなわち、「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上や製造上等における公差や誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。なお、ここでの公差や誤差とは、本発明の構成・作用・効果を逸脱しない範囲における単位のことを意味するものである。
【００６８】
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上記実施の形態に示す構成を適宜組み合わせることとしてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０  レーザ照射装置
１１  レーザ光源
１２  カップリング光学系
１３  投影レンズ
１３０  第１投影レンズ
１３１  第２投影レンズ
１４  レーザ光
１５  投影マスクパターン
１５１、１５２  開口部
１６  マイクロレンズアレイ
１６０  マイクロレンズ
１７  マイクロシリンドリカルレンズ
１７０  シリンドリカルレンズ
１８  投影レンズ
２０  薄膜トランジスタ
２１  アモルファスシリコン薄膜
２２  ポリシリコン薄膜
２３  ソース
２４  ドレイン
２５  第１領域
２６  第２領域
３０  基板
１００  ＴＦＴパネル
１０１  液晶画面
１０２  ゲートドライバ
１０３  ソースドライバ
２００  制御部
２０１  ＴＣＯＮ
２０２  電圧制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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