CN101291554A - 半导体装置的制造方法以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半导体装置的制造方法以及显示装置，该半导体装置的制造方法，用于进行采用多个照射光学系统用能量束照射半导体膜的退火工艺，在该半导体膜上包括薄膜晶体管形成区域的元件形成区域排列成二维图案，其中，在该退火工艺中，用能量束照射的区域分成单束照射区域和边界区域，单束照射区域由多个照射光学系统中的每一个用能量束单独照射，而边界区域位于彼此相邻的单束照射区域之间，并且由进行单束照射区域的束照射的两个照射光学系统用能量束照射。
Description
技术领域
本发明涉及半导体装置的制造方法和显示装置，该制造方法适合于制造例如在液晶显示装置或者有机电致发光装置中采用的薄膜晶体管(下文中简写为“TFT”)基板，该显示装置包括采用该方法制造的半导体膜。
背景技术
当形成称为系统液晶的高附加值的有源矩阵型液晶显示装置、形成采用有机电致发光元件(下文中简称为“有机EL元件”)的有机电致发光显示装置(下文中简称为“有机EL显示装置”)等时，通常采用带有结晶性硅的TFT基板。该TFT基板通常这样制造：在基板上形成非晶半导体膜或者相对小粒径的多晶半导体膜，通过用激光束照射该半导体膜进行退火工艺，然后形成作为驱动元件的TFT。
低成本和高稳定性的半导体激光器可以用作激光退火设备的光源(例如，见日本专利申请公开第2003-332235号)。然而，在采用半导体激光器时，由于束斑的尺寸非常小，增加了单位面积的扫描时间，因此导致大大降低了产率、增加了制造成本等。为了在退火工艺中获得高的产率，因此提出了将多个激光器设置成彼此接近，并且用多个激光束照射非晶半导体膜的多个部分，以由此缩短扫描时间和提高产率(例如，见日本专利申请公开第2004-153150号)。
图14示出了用多个激光束LB例如三个激光束LB照射基板310的图案示例。在基板310上形成例如半导体膜320，并且设定三个照射区域311A、311B和311C。将每个激光束LB分配到三个照射区域311A、311B和311C之一，并且激光束LB应用到对应的照射区域311A、311B和311C同时连续地成行扫描。
发明内容
然而，在采用多个激光束时，如图15A所示，例如，调整照射光学系统等中的错误会导致照射光学系统之间激光输出上的变化。照射光学系统之间激光输出上的变化在退火工艺后在半导体膜中引起照射区域311A、311B和311C之间晶体粒径上的差别，并且因此成为引起在各照射区域311A、311B和311C中制造的TFT的特性之间差别的因素。因此，在用这样TFT基板形成的显示装置中，如图15B所示，例如，照射区域311A、311B和311C之间的亮度上产生差别，照射区域311A、311B和311C之间的分界线会明显地显示为不均匀。同样，在存在照射光学系统之间光束形状上的变化的情况下，照射区域之间的晶体粒径产生差别，并且上述显示不均匀可能变得明显。常常难于完全消除照射光学系统之间的这些变化。
本发明基于这样的问题而进行。所希望的是提供一种半导体装置的制造方法和显示装置，该方法即使在为了提高产率采用多个照射光学系统时，也能够抑制各照射光学系统的激光束之间强度变化的效果，而该显示装置通过用该制造方法制造的半导体装置形成可以抑制显示的不均匀性且提高显示质量。
根据本发明的实施例，提供一种半导体装置的制造方法，用于进行采用多个照射光学系统用能量束照射半导体膜的退火工艺，在该半导体膜上包括薄膜晶体管形成区域的元件形成区域排列成二维图案，其中，在该退火工艺中，用能量束照射的区域分成单束照射区域和边界区域，单束照射区域由多个照射光学系统中的每一个用能量束单独照射，而边界区域位于彼此相邻的单束照射区域之间，并且由进行单束照射区域的束照射的两个照射光学系统用能量束照射，边界区域分成第一照射部分和第二照射部分，第一照射部分作为被两个照射光学系统之一束照射的部分，和第二照射部分作为被两个照射光学系统中另一个束照射的部分，以及第一照射部分、第二照射部分和薄膜晶体管形成区域排列来使得，被两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域具有部分，在该部分中被两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域在边界区域于二维方向的每个上彼此混合。
根据本发明的实施例，提供了一种显示装置，包括：驱动基板，通过在基板上形成半导体膜并且在半导体膜上形成薄膜晶体管制造；和显示元件，形成在驱动基板上；用于形成显示元件的区域，包括用于形成在驱动基板中的半导体膜上排列成二维图案的薄膜晶体管的区域；其中半导体膜通过采用多个照射光学系统用能量束照射半导体膜的退火工艺形成，在退火工艺中，用能量束照射的区域分成单束照射区域和边界区域，单束照射区域由多个照射光学系统中的每一个用能量束单独照射，而边界区域位于彼此相邻的单束照射区域之间，并且由进行单束照射区域的束照射的两个照射光学系统用能量束照射，边界区域分成第一照射部分和第二照射部分，第一照射部分作为被两个照射光学系统之一束照射的部分，和第二照射部分作为被两个照射光学系统中另一个束照射的部分，以及第一照射部分、第二照射部分和薄膜晶体管形成区域排列来使得，被两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域具有部分，在该部分中被两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域在边界区域于二维方向的每个上彼此混合，以及半导体膜通过采用多个照射光学系统进行束照射形成。
根据上述程序的半导体装置的制造方法和上述构造的显示装置，边界区域用在两侧上靠近该边界区域的单束照射区域进行束照射的各照射光学系统的能量束照射。另外，进行照射光学系统的束照射使得被两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域具有这样的部分，其中被两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域在二维方向的每个上彼此混合。因此，即使在照射光学系统之间存在能量束上的变化时，由于在单束照射区域之间产生的晶体粒径上的差别所引起的显示亮度上的差别被分布为其中不同显示亮度彼此混合的二维图案(例如，方格图案或者渐变形式(gradation form)图案)，而非分布在单个边界线上。因此，源于能量强度的差别的边界变得不明显。
根据本发明的实施例，即使通过采用多个照射光学系统对半导体膜进行退火工艺以由此提高半导体装置的产率时，也能够抑制照射光学系统之间能量束强度上的变化的不利影响。因此，当显示装置构造成具有通过该退火工艺获得的半导体膜上形成的TFT时，例如，它可以抑制由亮度上的差别引起的显示不均匀性，并且由此实现高的显示质量。这在被应用到发光性能易于受到TFT特性差别影响的有机电致发光显示装置时尤其有效。
附图说明
图1是说明有机EL显示装置通常构造的辅助示意图；
图2是元件形成区域的一个具体示例的平面图；
图3是表示制造驱动基板的程序的总体流程的流程图，该流程是根据本发明实施例的半导体装置制造方法的一个具体示例；
图4是说明膜形成步骤的辅助平面图；
图5是说明在退火工艺中所采用的激光退火设备的辅助示意图；
图6是示出由图5的激光退火设备扫描激光束的图案示例的平面图；
图7是用图5的激光退火设备的激光束照射区域示例的平面图；
图8是说明第一照射部分和第二照射部分图案划分的第一具体示例的辅助示意图；
图9是说明作为图8中的图案划分结果的激光束能量强度示例的辅助示意图；
图10A和10B是说明第一照射部分和第二照射部分的图案划分的第二具体示例的辅助示意图；
图11是说明作为图10中的图案划分结果的激光束能量强度示例的辅助示意图；
图12是说明第一照射部分和第二照射部分的图案划分的第三具体示例的辅助示意图；
图13是更详细地说明图案划分的第三具体示例的辅助示意图；
图14是说明现有激光退火方法的辅助示意图；和
图15A和15B是说明图14所示激光退火方法的问题的辅助示意图。
具体实施方式
在下文，将参照附图描述根据本发明实施例的半导体装置的制造方法和显示设备。
[显示装置的通常构造]
首先，将以有机EL显示装置为例来描述显示装置的通常构造。
图1是说明有机EL显示装置的通常构造的示例的辅助示意图。
图1所示的显示装置例如是由TFT驱动的有源或者无源型非常薄的有机EL显示装置。显示装置这样来形成：设置驱动面板210和密封面板220使得驱动面板210和密封面板220彼此相对，并且在驱动面板210和密封面板220之间设置由热固性树脂或者紫外线硬化树脂形成的粘合层230来彼此层压驱动面板210和密封面板220。
驱动面板210由发射红光的有机EL元件250R、发射绿光的有机EL元件250G和发射蓝光的有机EL元件250B以矩阵形式的二维图案排列形成在驱动基板240上。
驱动基板240通过在基板10上形成半导体膜20并且还在半导体膜20上形成TFT 241来制造。就是说，驱动基板240起所谓TFT基板的作用。
TFT 241是对应于每个有机EL元件250R、250G和250B的有源元件。TFT 241具有连接到在附图中没有示出的扫描电路的栅极电极(未示出)，并且具有连接到作为信号线的配线的源极和漏极(都没有示出)，该信号线经由例如由氧化硅、氮化硅或者PGS(磷硅酸盐玻璃)形成的层间绝缘膜(都未示出)提供。顺便提及，TFT 241的构造并不具体限定，可以是例如底栅型或者顶栅型。
通过从驱动基板240侧依次层压作为阳极的第一电极251、包括发光层的有机层252和作为阴极的第二电极253，来将有机EL元件250R、250G或者250B形成在驱动基板240上，覆盖层260设置在驱动基板240与第一电极251、有机层252和第二电极253的部分之间。有机EL元件250R、250G和250B根据需要由保护膜270覆盖，该保护膜270由氮化硅、氧化硅或者树脂等形成，以屏蔽空气。
覆盖层260的厚度例如约为0.2μm至50μm。覆盖层260由有机光敏材料形成，例如聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯酸、BCB(苯并环丁烯)或者聚酰亚胺酰胺(polyimide amide)等。
第一电极251也具有反射层的功能。第一电极251例如由金属制造，例如铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铬(Cr)、铝(Al)或钨(W)等，或者它们的合金。顺便提及，第一电极251通过提供在覆盖层260中的接触孔(未示出)连接到TFT 241。
有机层252根据有机EL元件的发光颜色具有不同的构造。有机EL元件250R和250B具有通过从第一电极251侧依次层压空穴传输层、发光层和电子传输层所形成的结构。有机EL元件250G具有通过从第一电极251侧依次层压空穴传输层和发光层所形成的结构。空穴传输层是为了提高空穴注入发光层的效率。发光层通过注入电流而发光。电子传输层是为了提高电子注入发光层的效率。关于有机EL元件250R，形成空穴传输层的材料包括二[(N-萘基)-N-苯基]联苯胺(bis[(N-naphthyl)-N-phenyl]benzidine)(α-NPD)，形成发光层的材料包括2，5二[4-[N-(4-甲氧基苯基)-N-苯氨基]]苯乙烯基苯-1，4-二腈(2，5-bis[4-[N-(4-methoxyphenyl)-N-phenylamino]]styrylbenzene-1，4-dicarbonitrile)(BSB)，形成电子传输层的材料包括8-喹啉(8-quinolinol)铝络合物(Alq3)。关于有机EL元件250B，形成空穴传输层的材料包括α-NPD，形成发光层的材料包括4，4-二(2，2-二苯基乙烯)联苯(4，4-bis(2，2-diphenylvinyl)biphenyl)(DPVBi)，形成电子传输层的材料包括Alq3。关于有机EL元件250G，形成空穴传输层的材料包括α-NPD，而形成发光层的材料包括Alq3混合有1％体积的香豆素6(Coumarin6，C6)。
第二电极253由半透明电极形成。从发光层发射的光从第二电极253侧提取。第二电极253例如由金属制造，该金属例如为银(Ag)、铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)或钠(Na)等或者它们的合金。
密封面板220相对于如此形成的驱动面板210，在密封面板220和驱动面板210之间设置有粘合层230，密封面板220位于驱动面板210的有机EL元件250R、250G和250B一侧上。密封面板220与粘合层230一起密封有机EL元件250R、250G和250B。然而，密封面板220由传输有机EL元件250R、250G和250B所产生光的光传输材料形成，该材料例如为透明玻璃。另外，滤色器(未示出)例如提供在密封面板220上。滤色器提取由有机EL元件250R、250G和250B所产生的光，并且吸收由有机EL元件250R、250G和250B以及有机EL元件250R、250G和250B之间的配线所反射的外部光，以便改善对比度。
在具有上述构造的有机EL显示装置中，在预定的电压施加在第一电极251和第二电极253之间时，电流被注入到有机层252的发光层中，并且空穴和电子复合来发光。该光通过第二电极253、保护层270和密封面板220被提取。
就是说，在有机EL显示装置中，以矩阵形式设置成二维图案排列的每个有机EL元件250R、250G和250B所产生的光被取出到外部，由此每个有机EL元件250R、250G和250B起到一个像素的作用。因此，实现了图像显示输出。
[显示装置中每个像素的区域]
如上所述，对于图像显示输出，有机EL显示装置具有以矩阵形式设置成二维图案排列的有机EL元件250R、250G和250B，有机EL元件250R、250G和250B对应于相应的红(R)、绿(G)和蓝(B)色，并且还包括TFT241作为每个有机EL元件250R、250G和250B的有源元件。因此，在驱动基板240上，TFT 241也以矩阵形式设置成二维图案排列，从而对应于有机EL元件250R、250G和250B的排列。就是说，一个TFT 241在一个像素区域(＝元件形成区域)附近设置，在像素区域中对于各自的颜色设置了有机EL元件250R、250G和250B之一。
图2是元件形成区域的一个具体示例的平面图。
如图2所示，TFT形成区域401在驱动基板240上对应于一个像素区域的元件形成区域400内，或者更确切地说在基板10上的半导体膜20上。TFT形成区域401是其中形成TFT 241的区域。
然而，在一个元件形成区域400内除了TFT形成区域401外还有电容形成区域402。电容形成区域402是形成电路组成部分例如驱动有机EL元件250R、250G和250B所必需的电容(未示出)的区域。顺便提及，采用公知技术足以形成包括在电容形成区域402中形成的电容的电路组成部分，并且因此将省略电路组成部分的详细描述。
[制造显示装置的程序]
接下来，将描述用于制造具有上述构造的有机EL显示装置的程序。有机EL显示装置例如可以通过下述程序制造。
首先，TFT 241采用形成在基板10上的半导体膜20形成，并且形成电连接到TFT 241的配线等，由此制造了驱动基板240。
接下来，具有上述厚度的覆盖层260例如通过旋涂方法例如通过涂敷、曝光和显影上述材料来形成。
然后，在覆盖层260上，由上述材料制造的第一电极251的膜通过例如溅射法形成并且通过例如光刻技术被选择性蚀刻以图案化成预定形状。此后，由上述材料制造的有机层252和第二电极253通过例如蒸发法依次形成，由此形成有机EL元件250R、250G和250B。从而制造了驱动面板210。
其后，有机EL元件250R、250G和250B通过由上述材料制造的保护膜270覆盖，并且粘合层230还形成在保护膜270上。然后，准备根据需要提供有滤色器的密封面板220，并且驱动面板210和密封面板220通过驱动面板210和密封面板220之间的粘合层230彼此层压。
作为执行上面程序的结果，完成了图1所示的有机EL显示装置。
[半导体装置的制造方法]
现在将更详细地描述在制造有机EL显示装置的程序中用于制造驱动基板240的程序。用于制造驱动基板240的程序对应于根据本发明实施例的半导体装置制造方法的一个具体示例。
图3是代表制造驱动基板的程序的总体流程的流程图，该程序是根据本发明实施例的半导体装置制造方法的一个具体示例。
如图3所示，制造驱动基板240的程序包括：在基板10上形成半导体膜20的膜形成步骤(步骤101(“步骤”将在下文中将简写为“S”))；以及用例如激光束作为能量束通过照射半导体膜20改性半导体膜20的退火步骤(S102)。
图4是说明膜形成步骤的辅助平面图。
如图4所示，在膜形成步骤中，厚度为50nm并且用非晶硅(Si)或者相对小粒径的多晶硅制造的半导体膜20形成在矩形(例如，长方形)的基板10上，该基板由绝缘材料例如玻璃等制造。尽管半导体膜20的平面形状不作具体限定，但是在假设例如显示装置的驱动基板240的情形，半导体膜20包括区域20A和区域20B，区域20A是要形成像素的部分，并且区域20A形成在基板10的中心部分中，而区域20B是要形成驱动电路、静电击穿保护电路、引线和引线焊盘部分，并且区域20B以条状的形式形成在区域20A的周边上。
在半导体膜20形成在基板10上后，用激光束LB照射半导体膜20，以在退火工艺中结晶半导体膜20。
图5是说明在退火工艺中采用的激光退火设备示例的辅助示意图。图5所示的激光退火设备具有多个照射光学系统，例如三个照射光学系统110A、110B和110C，并且能够用来自照射光学系统110A至110C的激光束LB同时照射基板10上的半导体膜20的三个不同部分。每个照射光学系统110A至110C例如包括：用于产生激光束LB的激光发生源111；以及用于从激光发生源111到基板10改变激光束LB的传播方向的反射镜112。
图6是示出图5的激光退火设备的激光束扫描图案的示例的平面图。如图6所示，来自每个照射光学系统110A至110C的激光束LB形成大量的彼此靠近的平行线图案P，图案P具有退火宽度(激光束LB的最大斑点直径)d和节距p。通常在平行于基板10的长边方向上扫描的同时施加激光束LB。顺便提及，希望将平行线图案P的节距p调整到像素的节距，并且假设退火宽度d为p/2或者更小。
图7是用图5的激光退火设备的激光束所照射的区域的示例平面图。如图7所示，在退火工艺中，基板10由平行于平行线图案P的边界线M分成多个单束照射区域例如三个单束照射区域(下文件称为“单独区域”)11A、11B和11C、在单独区域11A和11B之间的边界区域12AB，以及在单独区域11B和11C之间的边界区域12BC。照射光学系统110A用激光束LB照射单独区域11A，照射光学系统110B用激光束LB照射单独区域11B，而照射光学系统110C用激光束LB照射单独区域11C。照射光学系统110A和110B用激光束LB照射边界区域12AB，而照射光学系统110B和110C用激光束LB照射边界区域12BC。就是说，用激光束LB照射的区域分成单独区域11A、11B和11C以及边界区域12AB和12BC，在单独区域中各照射光学系统110A至110C单独地进行光束照射，而在边界区域中两个照射光学系统110A和110B或者两个照射光学系统110B和110C进行束照射，同时两个照射光学系统110A和110B或者两个照射光学系统110B和110C的激光束LB在每个照射线上以一定的规则彼此混合。
因此，在退火工艺中，采用三个照射光学系统110A至110C可以缩短扫描时间，并且提高产率。
另外，照射光学系统110A至110C中两个进行束照射的边界区域12AB和12BC提供在单独区域11A、11B和11C之间。因此，即使在照射光学系统110A至110C的激光束LB之间存在强度上的变化时，也能够减轻由于该强度变化引起的晶体粒径的差别所导致的显示亮度差别的可见性。
然而，在形成有机EL显示装置的情况下，像素区域之间的间隔可以是例如0.3mm或者更大。在此情况下，在边界区域12AB和12BC中，当激光束LB在每个照射线上以一定的规则彼此混合时，线形的亮度差可能变得明显。
因此，在用激光束LB照射边界区域12AB和12BC时，如下进行该照射。
例如，请注意边界区域12AB，采用两个照射光学系统110A和110B用激光束LB照射边界区域12AB，并且在照射时，边界区域12AB分成第一照射部分和第二照射部分，第一照射部分是被一个照射光学系统110A束照射的部分，而第二照射部分是被另一个照射光学系统110B束照射的部分。然后，第一照射部分和第二照射部分设置成图案，且考虑与TFT形成区域401的位置关系，使得被照射光学系统110A束照射的半导体膜20上的TFT形成区域401与被照射光学系统110B束照射的半导体膜20上的TFT形成区域401有这样的部分，在该部分中，被照射光学系统110A束照射的半导体膜20上的TFT形成区域401与被照射光学系统110B束照射的半导体膜20上的TFT形成区域401在边界区域12AB上的二维方向中每一个上彼此混合。
边界区域12BC与此完全相同。
因此，在每个边界区域12AB和12BC中，即使在照射光学系统110A至110C的激光束LB之间的强度上有变化时，由于晶体粒径上的差别引起的显示亮度上的差别也以二维图案(例如，格子图案或者分级形图案)而非以单个的边界线分布。因此，源于能量强度中的差别的边界变为不明显，当像素区域之间的间隔为例如0.3mm或者更大时，该方法尤其有效。
[图案划分的第一具体示例]
以在单独区域11A和11B之间设置的边界区域12AB为例，来描述第一照射部分和第二照射部分的图案排列(图案划分)。
图8是说明第一照射部分和第二照射部分的图案划分的第一具体示例的辅助示意图。如图8所示，在边界区域12AB中，由照射光学系统110A用激光束LB照射的第一照射部分PA和由照射光学系统110B用激光束LB照射的第二照射部分PB设置成在沿着单独区域11A和11B与边界区域12AB之间的边界线M的方向上延伸的单个扫描线上彼此交替混合。此外，第一照射部分PA和第二照射部分PB也设置成在垂直于扫描线的方向上按相同的线彼此交替混合。就是说，第一照射部分PA和第二照射部分PB设置成彼此混合为方格图案，从而第一照射部分PA和第二照射部分PB具有第一照射部分PA和第二照射部分PB在二维方向的每个上彼此混合的部分。
这样的图案排列可以通过控制照射光学系统110A和110B的导通/截止切换来实现。就是说，通过根据扫描线上的主扫描位置和辅助扫描位置将用每个光束进行的第一照射部分PA和第二照射部分PB的照射切换为导通/截止状态，作为第一照射部分PA被束照射的区域的半导体膜20上的TFT形成区域401和作为第二照射部分PB被束照射的区域的半导体膜20上的TFT形成区域401在边界区域12AB上以方格图案的形式彼此混合。顺便提及，通过采用公知技术足以完成束照射的导通/截止切换控制，并且因此在此省略了对其的描述。
上述的图案排列也可以通过对来自照射光学系统110A和110B的各自的激光束LB的屏蔽/非屏蔽切换控制来实现。具体地讲，例如，在照射光学系统110A和110B每个与要用光束照射的半导体膜20之间设置掩模，并且用掩模以屏蔽或者传输来自照射光学系统110A和110B的各激光束LB以进行切换。由此作为第一照射部分PA的半导体膜20上要被光束照射的TFT形成区域401和作为第二照射部分PB的半导体膜20上要被光束照射的TFT形成区域401在边界区域12AB上以方格图案的形式彼此混合。顺便提及，对于光束照射的屏蔽/非屏蔽切换控制可以通过采用公知的快门机构以及通过采用掩模来实现。还有一种方法，通过采用反射或者折射来防止物体被能量照射。就是说，对于光束照射的屏蔽/非屏蔽切换控制的方法并不具体限定。
图9是说明作为图8中图案划分的结果激光束的能量强度(energyintensity)示例的辅助示意图。
当第一照射部分PA和第二照射部分PB以方格图案的形式彼此混合时，如图9所示，照射边界区域12AB的激光束LB的平均强度约为各单独区域11A和11B中强度的平均值。这意味着单独区域11A和11B之间的强度差由边界区域12AB减少了约一半。就是说，通过边界区域12AB减少单独区域11A和11B之间的强度差，单独区域11A和11B和边界区域12AB之间的边界变得不明显。因此，当驱动基板240通过上述的图案划分所获得的半导体膜20上形成TFT 241来制造时，能够制造抑制由亮度差引起的显示不均匀的有机EL显示装置，并且由此实现高的显示质量。
顺便提及，边界区域12AB的宽度D12可以根据单独区域11A和11B的宽度D11以及激光束LB之间的强度差ΔI来设定。具体地讲，例如，当强度差ΔI很大时，边界区域12AB的宽度D12增加。
在半导体膜20中要形成像素部分的区域20A内产生边界区域12AB和12BC的情况下，当像素具有R、G和B颜色依次排列的固定重复结构时，该重复结构可以被当作其中不进行图案划分的一个单元处理。这是因为在通常的显示元件中，一个像素由R、G和B三色的子像素形成，并且色度由来自三个子像素的亮度决定。更具体地讲，这是因为，如果在相同的像素内对于R采用较高强度的激光束而对于G和B采用较低强度的激光束，并且在显示白颜色时，则显示了微红色的白；反之，如果在相同的像素内采用相同强度的激光束时，色度没有改变，尽管亮度可能对于相邻像素改变了。
[图案划分的第二具体示例]
接下来，将描述第一照射部分和第二照射部分的图案排列(图案划分)的第二具体示例。同样，在此情况下，以边界区域12AB为例来进行具体描述。
尽管如前述第一具体示例在边界区域12AB中的第一照射部分PA和第二照射部分PB的图案划分可以是均匀的，但是第一照射部分PA和第二照射部分PB的分布强度可以在垂直于单独区域11A和11B与边界区域12AB之间的边界的方向上变化，以便确定且有效地减少单独区域11A和11B之间的束强度的差别。
图10A和10B是说明第一照射部分和第二照射部分的图案划分的第二具体示例的辅助示意图。在图10A和10B所示的每个图案划分中，第一照射部分PA和第二照射部分PB排列成以所谓的渐变形式彼此混合，其中第一照射部分PA和第二照射部分PB的各分布密度逐渐改变，或者更具体地讲，在边界区域12AB中，从单独区域11A的一侧到单独区域11B的另一侧，第一照射部分PA或第二照射部分PB的分布密度逐渐变得更高而另一个分布密度则逐渐变得更低。因此，第一照射部分PA和第二照射部分PB被分为使得第一照射部分PA和第二照射部分PB具有如下部分的图案，在该部分中第一照射部分PA和第二照射部分PB在边界区域12AB中在二维方向的每个上彼此混合。然而，对于第一照射部分PA和第二照射部分PB具有第一照射部分PA和第二照射部分PB彼此混合的部分就足够了，并且例如，如图10B所示，也可以有第一照射部分PA和第二照射部分PB彼此并没有混合的线(仅由第一照射部分PA或者仅由第二照射部分PB形成的线)。
如在前述的第一具体示例中，该图案排列可以通过对照射光学系统110A和110B的导通/截止切换控制或者对照射光学系统110A和110B的各激光束LB的屏蔽/非屏蔽切换控制来实现。
图11是说明作为图10的图案划分结果的激光束强度示例的辅助示意图。
当第一照射部分PA和第二照射部分PB以渐变形式彼此混合时，如图11所示，照射边界区域12AB的激光束LB的强度近似于连接各单独区域11A和11B中强度的曲线。这意味着单独区域11A和11B中的激光束LB的强度在边界区域12AB冲逐渐过渡，并且保持激光束LB的强度连续性。就是说，边界区域12AB保持了单独区域11A和11B之间强度的连续性，而且强度差得以二维地减轻了。结果，单独区域11A和11B与边界区域12AB之间的边界变得更不明显。因此，当驱动基板240通过在上述以渐变形式的图案划分获得的半导体膜20上形成的TFT 241而制造时，所制造的有机EL显示装置能够比方格图案的情形更好地抑制由亮度差引起的显示不均匀，并且由此实现甚至更高的显示质量。
顺便提及，渐变形式的图案划分不作具体限定，只要由亮度差引起的显示不均匀性在人体功能学上变得不明显即可。
另外，在渐变形式的图案划分的情况下，根据强度差ΔI设定边界区域12AB的宽度D12和将R、G和B颜色的各重复结构作为一个单元处理等，与前述的第一具体示例完全相同。
[图案划分的第三具体示例]
接下来，将描述第一照射部分和第二照射部分的图案排列(图案划分)的第三具体示例。同样，在此情况下，以边界区域12AB为例来进行具体描述。
如上所述的图案划分的第一具体示例和第二具体示例都要求实现一种构造，在该构造中，对照射光学系统110A至110C进行光或电的导通/截止切换控制可以在非常短的时间内精确完成，或者例如掩模等的光屏蔽设置在照射光学系统110A至110C与要照射的半导体膜20之间，以便第一照射部分PA和第二照射部分PB分布成所述的二维图案，从而使得第一照射部分PA和第二照射部分PB在二维方向的每个上彼此混合。就是说，用于施加激光束LB的照射装置的机构或者其附属机构将变得复杂。
因此，通过改变在元件形成区域400中的TFT形成区域401的排列，第三具体示例实现了第一照射部分PA和第二照射部分PB的图案划分，而不要求对激光束LB进行导通/截止切换控制或者屏蔽/非屏蔽切换控制。
图12是说明第一照射部分和第二照射部分的图案划分第三具体示例的辅助示意图。当进行图12所示的图案划分时，不进行例如在第一具体示例或者第二具体示例中的对激光束LB的导通/截止切换控制或者屏蔽/非屏蔽切换控制。然而，用在相邻于边界区域12AB的两个单独区域11A和11B中来自两个照射光学系统110A和110B的光束照射彼此平行地进行。具体地讲，元件形成区域400分成单独区域11A侧和单独区域11B侧。其中一侧(例如，单独区域11B侧)设定为用光束照射单独区域11A的照射光学系统110A的光束照射的光束照射区域404，而另一侧(例如，单独区域11A侧)设定为要用光束照射单独区域11B的照射光学系统110B的光束照射的光束照射区域405。照射光学系统110A和110B彼此平行地施加激光束LB，从而直线形式的光束照射区域404和405彼此并排排列。
用来自照射光学系统110A和110B的光束彼此平行地照射的元件形成区域400包括TFT形成区域401和电容形成区域402。这些区域中，TFT形成区域401需要通过用激光束LB照射来对半导体膜20改性，但是电容形成区域402并非特别需要通过用激光束LB照射来对半导体膜20改性。就是说，至少将元件形成区域400中的TFT形成区域401用激光束LB照射进行退火工艺就足够了。
因此，当用来自照射光学系统110A的光束照射和用来自照射光学系统110B的光束照射彼此平行地进行时，在元件形成区域400中的TFT形成区域可以通过改变TFT形成区域401的排列来选择性地用光束照射。例如，在一定的元件形成区域400中，TFT形成区域401和电容形成区域402排列使得TFT形成区域401位于单独区域11B侧，并且照射光学系统110A用光束照射TFT形成区域401。由此，TFT形成区域属于作为被照射光学系统110A的光束照射的部分的第一照射部分PA。在另一个元件形成区域400中，TFT形成区域401和电容形成区域402排列使得TFT形成区域401位于单独区域11A侧，并且照射光学系统110B用光束照射TFT形成区域401。由此，TFT形成区域401属于作为被照射光学系统110B的光束照射的部分的第二照射部分PB。就是说，通过使TFT形成区域401在每个元件形成区域400中的位置不同，边界区域12AB分成第一照射部分PA和第二照射部分PB。
此时，当像素具有R、G和B颜色依次排列的固定重复结构时，该重复结构作为一个单元处理，并且TFT形成区域401的排列根据一定的规则改变。该一定的规则包括如第一具体示例中描述的方格图案形式、如第二具体示例中描述的渐变图案形式等。就是说，TFT形成区域401在每个元件形成区域400中的排列在每个单元中根据该一定的规则改变，由此被照射光学系统110A的光束照射的TFT形成区域401和被照射光学系统110B的光束照射的TFT形成区域401排列成以方格图案的形式或者渐变图案的形式等彼此混合。
图13是更详细地说明第三具体示例的图案划分的辅助示意图。图13图示了一种情况，其中，进行图案划分使得对于以矩阵形式布置的元件形成区域400，用来自照射光学系统110A的光束对每个元件形成区域400一侧的照射和用来自照射光学系统110B的光束对每个元件形成区域400另一侧的照射彼此平行地进行，形成R、G和B三色的重复结构的三个元件形成区域400作为一个单元处理，某一单元具有在要使用来自照射光学系统110B的光束照射的位置上的TFT形成区域401，另一个单元具有在要使用来自照射光学系统110A的光束照射的位置上的TFT形成区域401，该排列的改变在每个单元中交替反复。
假设改变这样的TFT形成区域401的排列的模式在像素设计阶段预先确定。当改变该TFT形成区域401的排列的模式在像素设计阶段预先确定时，可以易于处理配线结构中的改变或者变化，该配线结构中的改变或者变化涉及TFT形成区域401的排列的改变。顺便提及，采用公知技术足以实现TFT形成区域401的排列的改变，即单独区域11A侧上的TFT形成区域401的排列或者单独区域11B侧上TFT形成区域401的排列的改变，并且因此在此省略对其的描述。
同样，在进行该图案划分时，边界区域12AB的存在减轻了单独区域11A和11B之间的强度的差别。因此，单独区域11A和11B与边界区域12AB之间的边界变为不明显。因此，制造的有机EL显示装置可以抑制由亮度差别引起的显示不均匀并由此实现高的显示质量。另外，它不需要例如对激光束LB的导通/截止切换控制或者屏蔽/非屏蔽切换控制。
尽管以在边界区域12AB中每隔一条线(例如，ABABAB...)地进行使用每个光束的照射的情况为例，但是边界区域12AB中使用每个光束的照射也可以以多条线的间隔(例如，以两条线的间隔，如ABBAAB...)进行。
另外，尽管上面已经描述了将每个元件形成区域400分成TFT形成区域401和电容形成区域402，但是当在像素电路内存在特性可以变化的TFT时，该TFT可以设置在电容形成区域402中。
此外，也以如下的情形为例：其中TFT形成区域401设置在元件形成区域400的一侧上的单元和其中TFT形成区域401设置在元件形成区域400的另一侧上的单元在光束扫描方向上相对于轴轴对称。然而，这不是必须的。更具体地讲，尽管至少TFT的沟道部分希望设置成轴对称，但是其它元件和图案不要求设置成轴对称，只要TFT的沟道部分包括在能量束照射宽度内。
尽管本发明已经引用其实施例进行了描述，但是本发明不限于前述的实施例，可以进行各种修改。
例如，尽管在前述实施例中，所描述的情况是照射光学系统110A至110C和单独区域11A至11C在数量上彼此相等，但是照射光学系统和单独区域不必须要求在数量上彼此相等。然而，当照射光学系统和单独区域在数量上彼此不等时，彼此相邻且在它们之间具有一个边界区域的两个单独区域希望用来自彼此不同的照射光学系统的激光束照射。
另外，尽管在前述实施例中，以元件形成区域400分成TFT形成区域401和电容形成区域402的两个部分为例，但是只要在像素内要求特性均匀的至少一个TFT形成区域在该像素内分成的上部分或者下部分，则其它元件可以任意排列。
此外，本发明可应用于除了激光束外的能量束，例如电子束、红外线和各种灯等，用在退火工艺中的情况。
此外，例如，上述实施例中的各层的材料和厚度，或者膜形成方法和膜形成条件等并不限制，可以采用其它的材料和其它的厚度，或者可以采用其它的膜形成方法和其它的膜形成条件。
另外，尽管在前述实施例中，已经描述了有机EL元件250R、250B和250G具体结构，但是有机EL元件不需要具有所有的层，并且还可以包括其它的层。
此外，尽管在前述实施例中，已经描述了驱动面板210和密封面板220在整个屏幕上用设置在驱动面板210和密封面板220之间的粘合层230彼此层压情况，但是本发明可应用于粘合层230仅形成在驱动面板210和密封面板220的部分上的情况，例如存在这样的情况，粘合层仅形成在驱动面板210的边界部分上，并且密封面板220等层压到粘合层上。
另外，本发明不仅可应用于采用有机EL元件的显示装置，而且也可应用于采用其它显示元件，例如无机电致发光元件、液晶显示元件或者电沉积型或电致变色显示元件等。
本领域的技术人员应当理解的是，在所附权利要求或者其等同特征的范围内，根据设计要求及其它因素可以对其进行各种修改、结合、部分结合和替换。
本发明包含于2007年4月20日提交日本专利局的日本专利申请JP2007-111793的相关主题事项，其全部内容引用结合于此。
Claims (6)
1、一种半导体装置的制造方法，用于进行采用多个照射光学系统用能量束照射半导体膜的退火工艺，在所述半导体膜上包括薄膜晶体管形成区域的元件形成区域排列成二维图案，
其中在所述退火工艺中，
用所述能量束照射的区域分成单束照射区域和边界区域，所述单束照射区域由所述多个照射光学系统中的每一个用能量束单独照射，而所述边界区域位于彼此相邻的单束照射区域之间，并且由进行所述单束照射区域的束照射的两个照射光学系统用能量束照射，
所述边界区域分成第一照射部分和第二照射部分，所述第一照射部分作为被所述两个照射光学系统之一束照射的部分，和所述第二照射部分作为被所述两个照射光学系统中另一个束照射的部分，以及
所述第一照射部分、所述第二照射部分和所述薄膜晶体管形成区域排列来使得，被所述两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被所述两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域具有部分，在所述部分中被所述两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被所述两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域在所述边界区域于二维方向的每个上彼此混合。
2、根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
其中所述第一照射部分、所述第二照射部分和所述薄膜晶体管形成区域排列来使得，被所述两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被所述两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域的分布密度在所述二维方向中垂直于所述单束照射区域和所述边界区域之间的边界线的方向上变化。
3、根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
其中被所述两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被所述两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域通过所述第一照射部分和所述第二照射部分各自的束照射的导通/截止切换而彼此混合。
4、根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
其中被所述两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被所述两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域通过用于照射所述第一照射部分和所述第二照射部分的能量束的屏蔽/非屏蔽切换而彼此混合。
5、根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，
其中被所述两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被所述两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域通过改变所述薄膜晶体管形成区域在所述元件形成区域中的排列而彼此混合。
6、一种显示装置，包括：
驱动基板，通过在基板上形成半导体膜并且在所述半导体膜上形成薄膜晶体管制造；和
显示元件，形成在所述驱动基板上；
用于形成所述显示元件的区域，包括用于形成在所述驱动基板中的所述半导体膜上排列成二维图案的所述薄膜晶体管的区域；
其中所述半导体膜通过采用多个照射光学系统用能量束照射所达半导体膜的退火工艺形成，
在所述退火工艺中，
用所述能量束照射的区域分成单束照射区域和边界区域，所述单束照射区域由所述多个照射光学系统中的每一个用能量束单独照射，而所述边界区域位于彼此相邻的单束照射区域之间，并且由进行所述单束照射区域的束照射的两个照射光学系统用能量束照射，
所述边界区域分成第一照射部分和第二照射部分，所述第一照射部分作为被所述两个照射光学系统之一束照射的部分，和所述第二照射部分作为被所述两个照射光学系统中另一个束照射的部分，以及
所述第一照射部分、所述第二照射部分和所述薄膜晶体管形成区域排列来使得，被所述两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被所述两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域具有部分，在所述部分中被所述两个照射光学系统之一束照射的薄膜晶体管形成区域和被所述两个照射光学系统中另一个束照射的薄膜晶体管形成区域在所述边界区域于二维方向的每个上彼此混合，以及
所述半导体膜通过采用所述多个照射光学系统进行束照射形成。
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