JPH11125839A - 液晶表示装置、液晶パネル、ｌｃｄドライバ、並びにポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法、およびレーザアニール装置 - Google Patents
液晶表示装置、液晶パネル、ｌｃｄドライバ、並びにポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法、およびレーザアニール装置Info
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- JPH11125839A JPH11125839A JP29255297A JP29255297A JPH11125839A JP H11125839 A JPH11125839 A JP H11125839A JP 29255297 A JP29255297 A JP 29255297A JP 29255297 A JP29255297 A JP 29255297A JP H11125839 A JPH11125839 A JP H11125839A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画面むらの少ない、動作不良の少ない液晶パ
ネルやドライバ、あるいは液晶表示装置を得る。さらに
これらデバイスを実現するに適した製造方法とレーザア
ニール装置を提供する。 【解決手段】 フーリエ変換型位相ホログラム１１を用
いてレーザ発振器１４から出射されるレーザビームの強
度分布を均一化し、かつ基板１３上に照射される上記レ
ーザビームの位置を、ガルバノスキャナのミラー１６に
よりビーム走査方向と直交する方向に揺動させながら走
査して基板１３上のポリシリコン薄膜トランジスタ形成
個所をレーザアニールし、移動度あるいは閾値電圧のバ
ラツキを±１０％以内に抑制したポリシリコン薄膜トラ
ンジスタを形成する。
ネルやドライバ、あるいは液晶表示装置を得る。さらに
これらデバイスを実現するに適した製造方法とレーザア
ニール装置を提供する。 【解決手段】 フーリエ変換型位相ホログラム１１を用
いてレーザ発振器１４から出射されるレーザビームの強
度分布を均一化し、かつ基板１３上に照射される上記レ
ーザビームの位置を、ガルバノスキャナのミラー１６に
よりビーム走査方向と直交する方向に揺動させながら走
査して基板１３上のポリシリコン薄膜トランジスタ形成
個所をレーザアニールし、移動度あるいは閾値電圧のバ
ラツキを±１０％以内に抑制したポリシリコン薄膜トラ
ンジスタを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶パネルとこ
の液晶パネルを駆動するＬＣＤドライバとを備えた液晶
表示装置、および液晶パネル、およびＬＣＤドライバ、
およびこれら液晶表示装置や液晶パネルやＬＣＤドライ
バにおいて使用されるポリシリコン薄膜トランジスタの
製造方法、および上記ポリシリコン薄膜トランジスタの
製造にあたって用いられるレーザアニール装置に関する
ものである。
の液晶パネルを駆動するＬＣＤドライバとを備えた液晶
表示装置、および液晶パネル、およびＬＣＤドライバ、
およびこれら液晶表示装置や液晶パネルやＬＣＤドライ
バにおいて使用されるポリシリコン薄膜トランジスタの
製造方法、および上記ポリシリコン薄膜トランジスタの
製造にあたって用いられるレーザアニール装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体膜としてアモルファスシリコンを
用いた薄膜トランジスタをスイッチング素子とする液晶
ディスプレイが実用化されているが、高精細化に伴って
画素サイズが小さくなってきており、薄膜トランジスタ
部の占有面積を極力小さくする必要がある。また画素数
が増加するに従い、画素へ表示信号に応じた充電電圧を
充電するために許容される時間も短くなり、薄膜トラン
ジスタのオン抵抗を極力小さくする必要がある。このた
め、アモルファスシリコンをより動作速度の速いポリシ
リコンに置き換えようとする開発が進んでいる。さら
に、上記薄膜トランジスタを駆動する回路までも、ポリ
シリコンを用いた薄膜トランジスタを用いて形成してい
こうとしており、ポリシリコンが液晶表示装置における
キーマテリアルとなってきている。
用いた薄膜トランジスタをスイッチング素子とする液晶
ディスプレイが実用化されているが、高精細化に伴って
画素サイズが小さくなってきており、薄膜トランジスタ
部の占有面積を極力小さくする必要がある。また画素数
が増加するに従い、画素へ表示信号に応じた充電電圧を
充電するために許容される時間も短くなり、薄膜トラン
ジスタのオン抵抗を極力小さくする必要がある。このた
め、アモルファスシリコンをより動作速度の速いポリシ
リコンに置き換えようとする開発が進んでいる。さら
に、上記薄膜トランジスタを駆動する回路までも、ポリ
シリコンを用いた薄膜トランジスタを用いて形成してい
こうとしており、ポリシリコンが液晶表示装置における
キーマテリアルとなってきている。
【０００３】ポリシリコン膜を得る手段としては固相成
長法とレーザアニール法が知られている。しかしなが
ら、固相成長法ではアニール温度を低温化することが困
難であるため、レーザアニール法が有用である。レーザ
アニール法は、ガラス基板等の基板上に形成されたアモ
ルファスシリコン層をレーザでアニーリングし、溶融再
結晶化する方法であり、全体を高温に加熱する必要がな
いため、安価なガラスを基板として用いることができ、
低温ポリシリコン薄膜トランジスタの製造法として期待
されている。図８は液晶パネルと駆動回路が一体となっ
た液晶表示装置を製造するための部材を示す斜視図であ
り、図において、１００は駆動ＩＣ、２００は画素を作
り込むディスプレイ部分である。
長法とレーザアニール法が知られている。しかしなが
ら、固相成長法ではアニール温度を低温化することが困
難であるため、レーザアニール法が有用である。レーザ
アニール法は、ガラス基板等の基板上に形成されたアモ
ルファスシリコン層をレーザでアニーリングし、溶融再
結晶化する方法であり、全体を高温に加熱する必要がな
いため、安価なガラスを基板として用いることができ、
低温ポリシリコン薄膜トランジスタの製造法として期待
されている。図８は液晶パネルと駆動回路が一体となっ
た液晶表示装置を製造するための部材を示す斜視図であ
り、図において、１００は駆動ＩＣ、２００は画素を作
り込むディスプレイ部分である。
【０００４】ところで、上記ディスプレイ部分２００に
形成される薄膜トランジスタのアモルファスシリコン膜
全域を一度にレーザ照射するには、極めて大出力のレー
ザが必要となるため、通常はレーザビームを整形し、均
一強度分布をもつ細線状ビームに変換して、その細線状
ビームを一部重ねながらずらしていくことにより全域を
アニールする手法がとられている。図９は、レーザアニ
ール装置の一例を示すものであり、例えばレーザとして
エキシマレーザ１０１を用い、レーザビームをビームホ
モジナイザ１０３を含む光学系１０４を通し、真空チャ
ンバ１０５に導入する。チャンバは真空や一定の雰囲気
にコントロールするためのポンプ１０７やガス系１０６
を有する。ビーム走査は基板１１０を置くステージをス
テージコントローラ１０８により移動させて行なう。な
お、１０９はステージコントローラ１０８やレーザコン
トローラ１０２を制御するコンピュータである。
形成される薄膜トランジスタのアモルファスシリコン膜
全域を一度にレーザ照射するには、極めて大出力のレー
ザが必要となるため、通常はレーザビームを整形し、均
一強度分布をもつ細線状ビームに変換して、その細線状
ビームを一部重ねながらずらしていくことにより全域を
アニールする手法がとられている。図９は、レーザアニ
ール装置の一例を示すものであり、例えばレーザとして
エキシマレーザ１０１を用い、レーザビームをビームホ
モジナイザ１０３を含む光学系１０４を通し、真空チャ
ンバ１０５に導入する。チャンバは真空や一定の雰囲気
にコントロールするためのポンプ１０７やガス系１０６
を有する。ビーム走査は基板１１０を置くステージをス
テージコントローラ１０８により移動させて行なう。な
お、１０９はステージコントローラ１０８やレーザコン
トローラ１０２を制御するコンピュータである。
【０００５】一般に、細線状レーザビームのような均一
な強度分布を作り出すビーム形成光学系としてはフライ
アイレンズとシリンドリカル状のコンデンサレンズが用
いられている。図１０は、例えば「最新レーザ加工技術
総覧」（産業技術サービスセンター発行）の２３１〜２
３３頁に示されたビームホモジナイザーである。図にお
いて、１３は基板、１４はレーザ発振器、５１はフライ
アイレンズ、５２はコンデンサレンズとして用いるシリ
ンドリカルレンズ、５３は入射レーザビームの強度分布
である。
な強度分布を作り出すビーム形成光学系としてはフライ
アイレンズとシリンドリカル状のコンデンサレンズが用
いられている。図１０は、例えば「最新レーザ加工技術
総覧」（産業技術サービスセンター発行）の２３１〜２
３３頁に示されたビームホモジナイザーである。図にお
いて、１３は基板、１４はレーザ発振器、５１はフライ
アイレンズ、５２はコンデンサレンズとして用いるシリ
ンドリカルレンズ、５３は入射レーザビームの強度分布
である。
【０００６】次に、このフライアイレンズ方式ビームホ
モジナイザの動作について説明する。レーザ発振器１４
から出射されたレーザビームは、多数（図１０ではＡ〜
Ｅの５個）の四角形あるいはシリンドリカルレンズが光
軸と直交する横断面に束ねられた、いわゆるフライアイ
レンズ５１で波面が分割される。分割されたレーザビー
ムは上記フライアイレンズ５１の焦点位置で集光された
後、上記フライアイレンズ５１と共焦点になっているコ
ンデンサレンズ５２に入射され、このコンデンサレンズ
５２の像側の焦点に置かれた基板１３上において、分割
された各レーザビームを再び重ね合せることにより均一
なレーザビームを形成する。図１１にＡ〜Ｅに分割され
たレーザビームの基板上でのレーザビームの強度分布と
これらを重ねあわせた後のレーザビームの強度分布を示
す。本方式では、分割されたレーザビームのうち、図１
１のＡとＥ、ＢとＤのように光軸に対して対称なもの同
士では対称な強度分布をもつので、これらを各々重ねあ
わせることにより均一性を確保する。このため、入射レ
ーザビームが光軸に対し対称であること、および入射レ
ーザビームの光軸とフライアイレンズの中心軸が正確に
一致していることが必要である。これら条件が満たされ
たレーザアニール装置では、通常５分割〜１１分割程度
にレーザビームを分割するフライアイレンズを用いて、
レーザビーム強度の均一度は約±５％が達成されてい
る。
モジナイザの動作について説明する。レーザ発振器１４
から出射されたレーザビームは、多数（図１０ではＡ〜
Ｅの５個）の四角形あるいはシリンドリカルレンズが光
軸と直交する横断面に束ねられた、いわゆるフライアイ
レンズ５１で波面が分割される。分割されたレーザビー
ムは上記フライアイレンズ５１の焦点位置で集光された
後、上記フライアイレンズ５１と共焦点になっているコ
ンデンサレンズ５２に入射され、このコンデンサレンズ
５２の像側の焦点に置かれた基板１３上において、分割
された各レーザビームを再び重ね合せることにより均一
なレーザビームを形成する。図１１にＡ〜Ｅに分割され
たレーザビームの基板上でのレーザビームの強度分布と
これらを重ねあわせた後のレーザビームの強度分布を示
す。本方式では、分割されたレーザビームのうち、図１
１のＡとＥ、ＢとＤのように光軸に対して対称なもの同
士では対称な強度分布をもつので、これらを各々重ねあ
わせることにより均一性を確保する。このため、入射レ
ーザビームが光軸に対し対称であること、および入射レ
ーザビームの光軸とフライアイレンズの中心軸が正確に
一致していることが必要である。これら条件が満たされ
たレーザアニール装置では、通常５分割〜１１分割程度
にレーザビームを分割するフライアイレンズを用いて、
レーザビーム強度の均一度は約±５％が達成されてい
る。
【０００７】一般にレーザアニールで良く用いられるエ
キシマレーザの場合、励起放電を生ぜしめるための放電
電極がレーザの運転とともに経時的に不均一に消耗し、
入射レーザビームの光軸に対する対称性が損なわれてし
まう。また光学系を構成するミラー、レンズなどが振
動、熱などにより変位した場合も、入射レーザビームの
光軸とフライアイレンズの中心軸の相対位置が変位して
しまい、結果として基板上でのレーザビーム強度分布が
経時的に不均一なものとなり、±５％以上の不均一性が
生じる。
キシマレーザの場合、励起放電を生ぜしめるための放電
電極がレーザの運転とともに経時的に不均一に消耗し、
入射レーザビームの光軸に対する対称性が損なわれてし
まう。また光学系を構成するミラー、レンズなどが振
動、熱などにより変位した場合も、入射レーザビームの
光軸とフライアイレンズの中心軸の相対位置が変位して
しまい、結果として基板上でのレーザビーム強度分布が
経時的に不均一なものとなり、±５％以上の不均一性が
生じる。
【０００８】すなわち、本方式によりレーザアニールを
行ない、ポリシリコン膜を形成して得られたポリシリコ
ン薄膜トランジスタを有する液晶パネルやドライバ、あ
るいはこれらを備えた液晶表示装置においては、経時的
なレーザビームの強度分布変化によりポリシリコンの結
晶粒径、移動度、および閾値電圧にバラツキが生じる。
図１２にポリシリコン化のために照射されるレーザエネ
ルギー密度と、そのレーザビームを用いてｎ型薄膜トラ
ンジスタを形成したときの移動度との関係を示す。ｎ型
ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度として通常必要
とされる１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲において、移
動度のバラツキは、±５％の照射強度のバラツキに対し
±１６％以上と大きくなるため、特性にむらがある液晶
パネルやドライバ、あるいはこれらを備えた液晶表示装
置が製造されてしまうことになる。また、ｐ型ポリシリ
コン薄膜トランジスタの場合においても、移動度として
通常必要とされる５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、±
５％の照射強度のバラツキに対し、同様の移動度のバラ
ツキが生じ、特性にむらがある液晶パネルやドライバ、
あるいはこれらを備えた液晶表示装置が製造されてしま
うことになる。
行ない、ポリシリコン膜を形成して得られたポリシリコ
ン薄膜トランジスタを有する液晶パネルやドライバ、あ
るいはこれらを備えた液晶表示装置においては、経時的
なレーザビームの強度分布変化によりポリシリコンの結
晶粒径、移動度、および閾値電圧にバラツキが生じる。
図１２にポリシリコン化のために照射されるレーザエネ
ルギー密度と、そのレーザビームを用いてｎ型薄膜トラ
ンジスタを形成したときの移動度との関係を示す。ｎ型
ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度として通常必要
とされる１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲において、移
動度のバラツキは、±５％の照射強度のバラツキに対し
±１６％以上と大きくなるため、特性にむらがある液晶
パネルやドライバ、あるいはこれらを備えた液晶表示装
置が製造されてしまうことになる。また、ｐ型ポリシリ
コン薄膜トランジスタの場合においても、移動度として
通常必要とされる５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、±
５％の照射強度のバラツキに対し、同様の移動度のバラ
ツキが生じ、特性にむらがある液晶パネルやドライバ、
あるいはこれらを備えた液晶表示装置が製造されてしま
うことになる。
【０００９】ところで、薄膜トランジスタを流れる電流
Ｉdは、 Ｉd＝μ・（Ｗ／Ｌ）・Ｃox・｛（Ｖg−Ｖth）・Ｖd−Ｖd 2／２｝・・・（１） で表される。ここでμ、Ｖthはポリシリコンあるいはア
モルファスシリコンの特性で決まる移動度および閾値電
圧であり、Ｗ、Ｌはそれぞれチャネル部の幅と長さ、Ｃ
oxはゲート酸化膜の静電容量、Ｖgはゲートに印加され
る電圧、Ｖdはドレインに印加される電圧である。今、
Ｖd＝Ｖg−Ｖth（ピンチオフ領域）を仮定すると式
（１）は、 Ｉd＝μ・（Ｗ／Ｌ）・Ｃox・（Ｖg−Ｖth）・Ｖd／２・・・（２） となり、結局薄膜トランジスタの抵抗値Ｒ（＝Ｉd／
Ｖd）は Ｒ＝２・Ｌ／｛μ・Ｗ・Ｃox・（Ｖg−Ｖth）｝ で表される。薄膜トランジスタに負荷容量Ｃが接続され
ている場合は、充電の時定数τは τ＝Ｃ・Ｒ ＝（Ｃox・Ｗ・Ｌ）・（２Ｌ／｛μ・Ｗ・Ｃox・（Ｖg−Ｖth）｝） ＝２・Ｌ2／｛μ・（Ｖg−Ｖth）｝・・・（３） となるため、充電時定数τは移動度、閾値電圧のバラツ
キを反映することになる。
Ｉdは、 Ｉd＝μ・（Ｗ／Ｌ）・Ｃox・｛（Ｖg−Ｖth）・Ｖd−Ｖd 2／２｝・・・（１） で表される。ここでμ、Ｖthはポリシリコンあるいはア
モルファスシリコンの特性で決まる移動度および閾値電
圧であり、Ｗ、Ｌはそれぞれチャネル部の幅と長さ、Ｃ
oxはゲート酸化膜の静電容量、Ｖgはゲートに印加され
る電圧、Ｖdはドレインに印加される電圧である。今、
Ｖd＝Ｖg−Ｖth（ピンチオフ領域）を仮定すると式
（１）は、 Ｉd＝μ・（Ｗ／Ｌ）・Ｃox・（Ｖg−Ｖth）・Ｖd／２・・・（２） となり、結局薄膜トランジスタの抵抗値Ｒ（＝Ｉd／
Ｖd）は Ｒ＝２・Ｌ／｛μ・Ｗ・Ｃox・（Ｖg−Ｖth）｝ で表される。薄膜トランジスタに負荷容量Ｃが接続され
ている場合は、充電の時定数τは τ＝Ｃ・Ｒ ＝（Ｃox・Ｗ・Ｌ）・（２Ｌ／｛μ・Ｗ・Ｃox・（Ｖg−Ｖth）｝） ＝２・Ｌ2／｛μ・（Ｖg−Ｖth）｝・・・（３） となるため、充電時定数τは移動度、閾値電圧のバラツ
キを反映することになる。
【００１０】ここでアクティブマトリックス用スイッチ
として薄膜トランジスタを考えると、負荷容量は画素と
なり、典型的には１ｐＦ程度の静電容量をもつ。ポリシ
リコン薄膜トランジスタの抵抗値は数ｋΩであるので、
充電時定数τは式（３）より数ナノ秒となる。いわゆる
点順次駆動のＸＧＡ級液晶パネルの場合、１画素の充電
に許される時間は２０ナノ秒程度であり、充電時定数の
数倍の時間しか許容されない。前述したように、従来の
上記液晶パネルにおいてはポリシリコン薄膜トランジス
タの移動度に±１６％以上のバラツキがあるので、平均
充電時定数を５ナノ秒（すなわち抵抗値Ｒ＝５ｋΩ）と
すれば、ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度のバラ
ツキにより抵抗値もばらつくため、最高、最低時定数は
式（３）よりそれぞれ４．２ナノ秒、５．８ナノ秒とな
る。許容充電時間２０ナノ秒後の充電電圧は、Ｖ＝Ｖ0
（１―ｅｘｐ（−τ／ＣＲ））で求められ、４．２ナノ
秒の場合、Ｖ＝０．９９１Ｖ0、５．８ナノ秒の場合、
Ｖ＝０．９６８Ｖ0であり、２．４％のバラツキが生じ
てしまうことになる（Ｖ0 はソース・ドレイン間に印加
される電圧）。これは、画素への充電電圧を最大４Ｖと
した時、少なくとも９５ｍＶの変動が存在することを意
味し、これによる画面むらが問題となっている。
として薄膜トランジスタを考えると、負荷容量は画素と
なり、典型的には１ｐＦ程度の静電容量をもつ。ポリシ
リコン薄膜トランジスタの抵抗値は数ｋΩであるので、
充電時定数τは式（３）より数ナノ秒となる。いわゆる
点順次駆動のＸＧＡ級液晶パネルの場合、１画素の充電
に許される時間は２０ナノ秒程度であり、充電時定数の
数倍の時間しか許容されない。前述したように、従来の
上記液晶パネルにおいてはポリシリコン薄膜トランジス
タの移動度に±１６％以上のバラツキがあるので、平均
充電時定数を５ナノ秒（すなわち抵抗値Ｒ＝５ｋΩ）と
すれば、ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度のバラ
ツキにより抵抗値もばらつくため、最高、最低時定数は
式（３）よりそれぞれ４．２ナノ秒、５．８ナノ秒とな
る。許容充電時間２０ナノ秒後の充電電圧は、Ｖ＝Ｖ0
（１―ｅｘｐ（−τ／ＣＲ））で求められ、４．２ナノ
秒の場合、Ｖ＝０．９９１Ｖ0、５．８ナノ秒の場合、
Ｖ＝０．９６８Ｖ0であり、２．４％のバラツキが生じ
てしまうことになる（Ｖ0 はソース・ドレイン間に印加
される電圧）。これは、画素への充電電圧を最大４Ｖと
した時、少なくとも９５ｍＶの変動が存在することを意
味し、これによる画面むらが問題となっている。
【００１１】一方、ビーム形成光学系を構成する重要な
要素としてフーリエ変換型位相ホログラムタイプのホロ
グラムを具備するものが提案されている。図１３に例え
ば特開平８−１４８４２３号公報に示されたビーム形成
光学系を示す。図において、１０はレンズ、１１はフー
リエ変換型位相ホログラム（以下ホログラムと略す）、
１２はレンズ１０及びホログラム１１から構成されるビ
ーム整形光学系である。即ち、レンズ１０及びホログラ
ム１１はアニーリング加工対象物１３上で長手方向に均
一なレーザ強度分布を有する細線状レーザビームを得る
ためのビーム整形光学系１２を構成している。
要素としてフーリエ変換型位相ホログラムタイプのホロ
グラムを具備するものが提案されている。図１３に例え
ば特開平８−１４８４２３号公報に示されたビーム形成
光学系を示す。図において、１０はレンズ、１１はフー
リエ変換型位相ホログラム（以下ホログラムと略す）、
１２はレンズ１０及びホログラム１１から構成されるビ
ーム整形光学系である。即ち、レンズ１０及びホログラ
ム１１はアニーリング加工対象物１３上で長手方向に均
一なレーザ強度分布を有する細線状レーザビームを得る
ためのビーム整形光学系１２を構成している。
【００１２】次に動作について説明する。レーザ発振器
１４から発せられたレーザ光は、レンズ１０及びホログ
ラム１１から構成されるビーム整形光学系１２を通る。
この際、レーザ光はレンズ１０によって基板１３上に照
射されるが、レンズ１０と基板１３との間に設けられた
ホログラム１１によって基板１３上に一直線に並んだい
くつもの重なり合った照射スポットを持つように空間変
調される。ホログラム１１は、それぞれの照射スポット
を基板１３上の任意の位置に、任意の強度で配置するこ
とができる。図１４は図１３のレーザビーム整形光学系
１２で整形され、液晶パネルに照射されるレーザビーム
形状を示す図である。図１４に示すように、一直線上に
照射スポットが並ぶようなホログラム１１を用い、さら
に照射スポットの重なり合わせピッチを均等なピッチと
することにより（図１４（ｂ））、基板１３上で長手方
向に均一になるようなレーザビーム（図１４（ａ））を
得ることができる。通常のホログラム１１ではレーザビ
ームは４００〜８００の照射スポットに分割され、レー
ザビームの照射強度のバラツキは±３〜５％に抑えられ
る。
１４から発せられたレーザ光は、レンズ１０及びホログ
ラム１１から構成されるビーム整形光学系１２を通る。
この際、レーザ光はレンズ１０によって基板１３上に照
射されるが、レンズ１０と基板１３との間に設けられた
ホログラム１１によって基板１３上に一直線に並んだい
くつもの重なり合った照射スポットを持つように空間変
調される。ホログラム１１は、それぞれの照射スポット
を基板１３上の任意の位置に、任意の強度で配置するこ
とができる。図１４は図１３のレーザビーム整形光学系
１２で整形され、液晶パネルに照射されるレーザビーム
形状を示す図である。図１４に示すように、一直線上に
照射スポットが並ぶようなホログラム１１を用い、さら
に照射スポットの重なり合わせピッチを均等なピッチと
することにより（図１４（ｂ））、基板１３上で長手方
向に均一になるようなレーザビーム（図１４（ａ））を
得ることができる。通常のホログラム１１ではレーザビ
ームは４００〜８００の照射スポットに分割され、レー
ザビームの照射強度のバラツキは±３〜５％に抑えられ
る。
【００１３】上記のようなレーザビーム形成光学系にお
いては、励起放電を生ぜしめるための放電電極がレーザ
の運転とともに不均一に消耗し、入射レーザビームの光
軸に対する対称性が損なわれた場合には、各々の照射ス
ポット形状がそれに応じて変化するが、これら照射スポ
ットは多数重ね合わされているので、重ね合わされた結
果としての基板上のレーザビーム強度分布の均一性は変
化しない。同様に光学系を構成するミラー、レンズなど
が振動、熱などにより変位した時に生じる可能性のあ
る、ホログラムの中心軸と入射レーザビームの光軸がず
れた場合にも、レーザビームがホログラムからはずれな
い限り基板上のレーザビーム強度分布の均一性は経時的
に変化しない。
いては、励起放電を生ぜしめるための放電電極がレーザ
の運転とともに不均一に消耗し、入射レーザビームの光
軸に対する対称性が損なわれた場合には、各々の照射ス
ポット形状がそれに応じて変化するが、これら照射スポ
ットは多数重ね合わされているので、重ね合わされた結
果としての基板上のレーザビーム強度分布の均一性は変
化しない。同様に光学系を構成するミラー、レンズなど
が振動、熱などにより変位した時に生じる可能性のあ
る、ホログラムの中心軸と入射レーザビームの光軸がず
れた場合にも、レーザビームがホログラムからはずれな
い限り基板上のレーザビーム強度分布の均一性は経時的
に変化しない。
【００１４】したがって、上記方式によりレーザアニー
ルを行なった液晶パネルやドライバ、あるいはこれらを
備えた液晶表示装置においては、フライアイレンズを用
いた方式に比べ、経時的な入射レーザビームの変化、あ
るいは光軸の変化によりレーザビームの強度分布は変化
せず、ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度および閾
値電圧はそのバラツキ度合いが変化せず、初期状態と同
様の均一な液晶パネルやドライバ、あるいはこれらを備
えた液晶表示装置を製造することができる。しかしなが
ら、このようなホログラムを用いたビーム形成光学系に
よりレーザアニールを行う場合にも、前述のようにレー
ザビームの照射強度のバラツキは±３〜５％であり、こ
のためｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの場合、移動
度として通常必要とされる１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の
範囲で、上記移動度に±１０％以上のバラツキが生じて
しまう。この結果、最大５６ｍＶ程度の充電電圧のバラ
ツキが生じることになり、画面むらが依然問題となって
くる。ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの場合におい
ても、移動度として通常必要とされる５０ｃｍ2／Ｖ・
ｓ 以上の範囲で、±３〜５％の照射強度のバラツキに
対し、同様の移動度のバラツキが生じ、画面むらが依然
問題となってくる。
ルを行なった液晶パネルやドライバ、あるいはこれらを
備えた液晶表示装置においては、フライアイレンズを用
いた方式に比べ、経時的な入射レーザビームの変化、あ
るいは光軸の変化によりレーザビームの強度分布は変化
せず、ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度および閾
値電圧はそのバラツキ度合いが変化せず、初期状態と同
様の均一な液晶パネルやドライバ、あるいはこれらを備
えた液晶表示装置を製造することができる。しかしなが
ら、このようなホログラムを用いたビーム形成光学系に
よりレーザアニールを行う場合にも、前述のようにレー
ザビームの照射強度のバラツキは±３〜５％であり、こ
のためｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの場合、移動
度として通常必要とされる１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の
範囲で、上記移動度に±１０％以上のバラツキが生じて
しまう。この結果、最大５６ｍＶ程度の充電電圧のバラ
ツキが生じることになり、画面むらが依然問題となって
くる。ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの場合におい
ても、移動度として通常必要とされる５０ｃｍ2／Ｖ・
ｓ 以上の範囲で、±３〜５％の照射強度のバラツキに
対し、同様の移動度のバラツキが生じ、画面むらが依然
問題となってくる。
【００１５】このように、ホログラムを用いたビーム形
成光学系によるレーザアニールを行なった液晶パネルや
ドライバ、あるいはこれらを備えた液晶表示装置におい
ては、初期状態と同様のバラツキをもつ均一なものが製
造できるが、ホログラムの製造工程に起因する±３〜５
％程度のレーザビーム強度分布はあるので、これによる
ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度および閾値電圧
のバラツキを解消することは極めて困難であった。
成光学系によるレーザアニールを行なった液晶パネルや
ドライバ、あるいはこれらを備えた液晶表示装置におい
ては、初期状態と同様のバラツキをもつ均一なものが製
造できるが、ホログラムの製造工程に起因する±３〜５
％程度のレーザビーム強度分布はあるので、これによる
ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度および閾値電圧
のバラツキを解消することは極めて困難であった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、フ
ライアイレンズを用いたビーム形成光学系によりレーザ
アニールを行なった液晶パネルやドライバ、あるいはこ
れらを備えた液晶表示装置においては、薄膜トランジス
タの移動度が、ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの場
合、通常必要とされる１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲
で、ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの場合、通常必
要とされる５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または薄
膜トランジスタの閾値電圧が、ｎ型ポリシリコン薄膜ト
ランジスタの場合、通常使用される０．５Ｖ〜２Ｖの範
囲で、ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの場合、通常
使用される−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲で、経時的なレー
ザビームの強度分布変化により上記ポリシリコン薄膜ト
ランジスタの移動度および閾値電圧に±１６％以上のバ
ラツキが生じるので、そのバラツキによる画面むら、動
作不良がある液晶パネルやドライバ、あるいはこれらを
備えた液晶表示装置が製造されてしまう。また、この経
時変化を防ぐためにホログラムを用いたビーム形成光学
系によりレーザアニールを行なった液晶パネルやドライ
バ、あるいはこれらを備えた液晶表示装置においても、
ホログラムの製造工程に起因する±３〜５％程度のレー
ザビーム強度分布が生じるので、上記と同様、ポリシリ
コン薄膜トランジスタの移動度および閾値電圧に±１０
％以上のバラツキが生じ、このバラツキによる画面む
ら、動作不良がある液晶パネルやドライバ、あるいはこ
れらを備えた液晶表示装置が製造されてしまうという問
題点があった。
ライアイレンズを用いたビーム形成光学系によりレーザ
アニールを行なった液晶パネルやドライバ、あるいはこ
れらを備えた液晶表示装置においては、薄膜トランジス
タの移動度が、ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの場
合、通常必要とされる１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲
で、ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの場合、通常必
要とされる５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または薄
膜トランジスタの閾値電圧が、ｎ型ポリシリコン薄膜ト
ランジスタの場合、通常使用される０．５Ｖ〜２Ｖの範
囲で、ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの場合、通常
使用される−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲で、経時的なレー
ザビームの強度分布変化により上記ポリシリコン薄膜ト
ランジスタの移動度および閾値電圧に±１６％以上のバ
ラツキが生じるので、そのバラツキによる画面むら、動
作不良がある液晶パネルやドライバ、あるいはこれらを
備えた液晶表示装置が製造されてしまう。また、この経
時変化を防ぐためにホログラムを用いたビーム形成光学
系によりレーザアニールを行なった液晶パネルやドライ
バ、あるいはこれらを備えた液晶表示装置においても、
ホログラムの製造工程に起因する±３〜５％程度のレー
ザビーム強度分布が生じるので、上記と同様、ポリシリ
コン薄膜トランジスタの移動度および閾値電圧に±１０
％以上のバラツキが生じ、このバラツキによる画面む
ら、動作不良がある液晶パネルやドライバ、あるいはこ
れらを備えた液晶表示装置が製造されてしまうという問
題点があった。
【００１７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、画面むらの少ない液晶パネル、
動作不良の少ないドライバ、および液晶表示装置を得る
ことを目的としており、さらにこれらデバイスを実現す
るに適したポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法お
よびレーザアニール装置を提供することを目的とする。
ためになされたもので、画面むらの少ない液晶パネル、
動作不良の少ないドライバ、および液晶表示装置を得る
ことを目的としており、さらにこれらデバイスを実現す
るに適したポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法お
よびレーザアニール装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示装
置は、アクティブマトリックス液晶パネルにおけるアク
ティブマトリックス用スイッチとして用いられるｎ型ポ
リシリコン薄膜トランジスタ、またはＬＣＤドライバに
おけるデータ側ドライバもしくは走査側ドライバの少な
くとも一部分を構成するｎ型ポリシリコン薄膜トランジ
スタの移動度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、
または上記ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電
圧が０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾
値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以内と
なるように構成したものである。
置は、アクティブマトリックス液晶パネルにおけるアク
ティブマトリックス用スイッチとして用いられるｎ型ポ
リシリコン薄膜トランジスタ、またはＬＣＤドライバに
おけるデータ側ドライバもしくは走査側ドライバの少な
くとも一部分を構成するｎ型ポリシリコン薄膜トランジ
スタの移動度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、
または上記ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電
圧が０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾
値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以内と
なるように構成したものである。
【００１９】また、本発明に係る液晶表示装置は、アク
ティブマトリックス液晶パネルにおけるアクティブマト
リックス用スイッチとして用いられるｐ型ポリシリコン
薄膜トランジスタ、またはＬＣＤドライバにおけるデー
タ側ドライバもしくは走査側ドライバの少なくとも一部
分を構成するｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動
度が、５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｐ
型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が−０．５
Ｖ〜−２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電圧の
バラツキが、これらの平均値の±１０％以内となるよう
に構成したものである。
ティブマトリックス液晶パネルにおけるアクティブマト
リックス用スイッチとして用いられるｐ型ポリシリコン
薄膜トランジスタ、またはＬＣＤドライバにおけるデー
タ側ドライバもしくは走査側ドライバの少なくとも一部
分を構成するｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動
度が、５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｐ
型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が−０．５
Ｖ〜−２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電圧の
バラツキが、これらの平均値の±１０％以内となるよう
に構成したものである。
【００２０】また、本発明に係る液晶パネルは、アクテ
ィブマトリックス液晶パネルにおけるアクティブマトリ
ックス用スイッチとして用いられるｎ型ポリシリコン薄
膜トランジスタの移動度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上
の範囲で、または上記ｎ型ポリシリコン薄膜トランジス
タの閾値電圧が０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度ま
たは上記閾値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１
０％以内となるように構成したものである。
ィブマトリックス液晶パネルにおけるアクティブマトリ
ックス用スイッチとして用いられるｎ型ポリシリコン薄
膜トランジスタの移動度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上
の範囲で、または上記ｎ型ポリシリコン薄膜トランジス
タの閾値電圧が０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度ま
たは上記閾値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１
０％以内となるように構成したものである。
【００２１】また、本発明に係る液晶パネルは、アクテ
ィブマトリックス液晶パネルにおけるアクティブマトリ
ックス用スイッチとして用いられるｐ型ポリシリコン薄
膜トランジスタの移動度が、５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の
範囲で、または上記ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタ
の閾値電圧が−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲で、上記移動度
または上記閾値電圧のバラツキが、これらの平均値の±
１０％以内となるように構成したものである。
ィブマトリックス液晶パネルにおけるアクティブマトリ
ックス用スイッチとして用いられるｐ型ポリシリコン薄
膜トランジスタの移動度が、５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の
範囲で、または上記ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタ
の閾値電圧が−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲で、上記移動度
または上記閾値電圧のバラツキが、これらの平均値の±
１０％以内となるように構成したものである。
【００２２】また、本発明に係るＬＣＤドライバは、デ
ータ側ドライバまたは走査側ドライバの少なくとも一部
分を構成するｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動
度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記
ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が０．５
Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電圧のバ
ラツキが、これらの平均値の±１０％以内となるように
構成したものである。
ータ側ドライバまたは走査側ドライバの少なくとも一部
分を構成するｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動
度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記
ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が０．５
Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電圧のバ
ラツキが、これらの平均値の±１０％以内となるように
構成したものである。
【００２３】また、本発明に係るＬＣＤドライバは、デ
ータ側ドライバまたは走査側ドライバの少なくとも一部
分を構成するｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動
度が、５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｐ
型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が−０．５
Ｖ〜−２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電圧の
バラツキが、これらの平均値の±１０％以内となるよう
に構成したものである。
ータ側ドライバまたは走査側ドライバの少なくとも一部
分を構成するｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動
度が、５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｐ
型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が−０．５
Ｖ〜−２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電圧の
バラツキが、これらの平均値の±１０％以内となるよう
に構成したものである。
【００２４】また、本発明に係るポリシリコン薄膜トラ
ンジスタの製造方法は、上記薄膜トランジスタをレーザ
照射による再結晶化プロセスにより製造する際に、少な
くとも一つのフーリエ変換型位相ホログラムを用いてレ
ーザビームの強度分布を均一化し、かつ基板上に照射さ
れる上記レーザビームの位置をビーム走査方向と直交す
る方向に揺動させながら走査してポリシリコン薄膜トラ
ンジスタ形成個所をレーザアニールするようにしたもの
である。
ンジスタの製造方法は、上記薄膜トランジスタをレーザ
照射による再結晶化プロセスにより製造する際に、少な
くとも一つのフーリエ変換型位相ホログラムを用いてレ
ーザビームの強度分布を均一化し、かつ基板上に照射さ
れる上記レーザビームの位置をビーム走査方向と直交す
る方向に揺動させながら走査してポリシリコン薄膜トラ
ンジスタ形成個所をレーザアニールするようにしたもの
である。
【００２５】また、本発明に係るレーザアニール装置
は、少なくとも一つのフーリエ変換型位相ホログラムを
用いてレーザビームの強度分布を均一化するビーム均一
化手段と、均一化された上記レーザビームと基板を相対
的に走査してポリシリコン薄膜トランジスタ形成個所に
上記レーザビームを照射しレーザアニールする走査機構
と、基板上に照射される上記レーザビームの位置を走査
方向と直交する方向に揺動させる揺動機構とを備えたも
のである。
は、少なくとも一つのフーリエ変換型位相ホログラムを
用いてレーザビームの強度分布を均一化するビーム均一
化手段と、均一化された上記レーザビームと基板を相対
的に走査してポリシリコン薄膜トランジスタ形成個所に
上記レーザビームを照射しレーザアニールする走査機構
と、基板上に照射される上記レーザビームの位置を走査
方向と直交する方向に揺動させる揺動機構とを備えたも
のである。
【００２６】
実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
液晶表示装置を示す図である。図１において、１は駆動
回路一体型液晶表示装置、２はアクティブマトリックス
液晶パネル、３はアクティブマトリックス用低温ｎ型ポ
リシリコン薄膜トランジスタであり、移動度が１００ｃ
ｍ2／Ｖ・ｓ 以上で、かつ移動度のバラツキが±１０％
以下に抑えられたポリシリコン薄膜トランジスタであ
る。４は移動度のバラツキを±１０％以下に抑えた上記
ポリシリコン薄膜トランジスタで構成されたデータ側ド
ライバ、５は移動度のバラツキを±１０％以下に抑えた
上記ポリシリコン薄膜トランジスタで構成された走査側
ドライバ、６は液晶である。
液晶表示装置を示す図である。図１において、１は駆動
回路一体型液晶表示装置、２はアクティブマトリックス
液晶パネル、３はアクティブマトリックス用低温ｎ型ポ
リシリコン薄膜トランジスタであり、移動度が１００ｃ
ｍ2／Ｖ・ｓ 以上で、かつ移動度のバラツキが±１０％
以下に抑えられたポリシリコン薄膜トランジスタであ
る。４は移動度のバラツキを±１０％以下に抑えた上記
ポリシリコン薄膜トランジスタで構成されたデータ側ド
ライバ、５は移動度のバラツキを±１０％以下に抑えた
上記ポリシリコン薄膜トランジスタで構成された走査側
ドライバ、６は液晶である。
【００２７】低温ポリシリコン薄膜トランジスタの移動
度、あるいは閾値電圧が画素の充電特性に影響を与える
ことは既に述べた。またフーリエ変換型位相ホログラム
の使用により、経時的なバラツキ、変動は抑制され、画
面むら、動作不良も少なくできることも既に述べた。し
かしながら前述したようにフーリエ変換型位相ホログラ
ムの製造プロセスの誤差により、ホログラム方式を用い
た場合も、なおレーザビーム強度に±３〜５％のバラツ
キを生じてしまう。
度、あるいは閾値電圧が画素の充電特性に影響を与える
ことは既に述べた。またフーリエ変換型位相ホログラム
の使用により、経時的なバラツキ、変動は抑制され、画
面むら、動作不良も少なくできることも既に述べた。し
かしながら前述したようにフーリエ変換型位相ホログラ
ムの製造プロセスの誤差により、ホログラム方式を用い
た場合も、なおレーザビーム強度に±３〜５％のバラツ
キを生じてしまう。
【００２８】図２は、この発明の実施の形態１に係わる
ビーム形成光学系を示す図であり、移動度のバラツキを
±１０％以下に抑えたポリシリコン薄膜トランジスタを
形成するための光学系を示すものである。図において、
１０はレンズ、１１はフーリエ変換型位相ホログラム、
１２はビーム整形光学系、１３は基板、１４はエキシマ
レーザ発振器、１５はミラー、１６はガルバノスキャナ
のミラーである。
ビーム形成光学系を示す図であり、移動度のバラツキを
±１０％以下に抑えたポリシリコン薄膜トランジスタを
形成するための光学系を示すものである。図において、
１０はレンズ、１１はフーリエ変換型位相ホログラム、
１２はビーム整形光学系、１３は基板、１４はエキシマ
レーザ発振器、１５はミラー、１６はガルバノスキャナ
のミラーである。
【００２９】次に動作について説明する。エキシマレー
ザ発振器１４から出射されたレーザ光はミラー１５によ
りガルバノスキャナのミラー１６に導かれる。レーザビ
ームはガルバノスキャナのミラー１６で反射され、フー
リエ変換型位相ホログラム１１に入射され、細線状ビー
ムに整形された後、基板１３上に照射される。照射され
たレーザビームは基板１３上に成膜されたアモルファス
シリコンに吸収され、アモルファスシリコンを溶融した
のち、固化する際にポリシリコンとなる。ところが照射
レーザビームにはホログラムの製造プロセスの誤差によ
る照射強度のバラツキによりポリシリコン結晶粒径、移
動度、あるいは閾値電圧等にバラツキを生じる。次のパ
ルスが照射される時には、ガルバノスキャナによりミラ
ー１６の角度がわずかに変わりホログラム１１を通して
照射されるレーザビームの位置がスキャン方向とは垂直
方向にわずかに変化するため、前のショットで生じた結
晶粒径、移動度、あるいは閾値電圧等の分布もわずかに
変化する。これを繰り返すことにより基板全面にわたり
結晶粒径、移動度、あるいは閾値電圧等のバラツキは低
減される。
ザ発振器１４から出射されたレーザ光はミラー１５によ
りガルバノスキャナのミラー１６に導かれる。レーザビ
ームはガルバノスキャナのミラー１６で反射され、フー
リエ変換型位相ホログラム１１に入射され、細線状ビー
ムに整形された後、基板１３上に照射される。照射され
たレーザビームは基板１３上に成膜されたアモルファス
シリコンに吸収され、アモルファスシリコンを溶融した
のち、固化する際にポリシリコンとなる。ところが照射
レーザビームにはホログラムの製造プロセスの誤差によ
る照射強度のバラツキによりポリシリコン結晶粒径、移
動度、あるいは閾値電圧等にバラツキを生じる。次のパ
ルスが照射される時には、ガルバノスキャナによりミラ
ー１６の角度がわずかに変わりホログラム１１を通して
照射されるレーザビームの位置がスキャン方向とは垂直
方向にわずかに変化するため、前のショットで生じた結
晶粒径、移動度、あるいは閾値電圧等の分布もわずかに
変化する。これを繰り返すことにより基板全面にわたり
結晶粒径、移動度、あるいは閾値電圧等のバラツキは低
減される。
【００３０】図３および図４により、本実施の形態に係
わるレーザアニール方法（図３）と従来のレーザアニー
ル方法（図４）との違いを説明する。図３、図４におい
て、２０１はホログラム方式により形成された細線状の
レーザビームを示し、２０２は上記レーザビーム２０１
においてレーザビーム強度が強い部分、２０３は上記レ
ーザビーム２０１においてレーザビーム強度が弱い部分
である。本実施の形態においては、レーザビーム２０１
の位置をショット毎にレーザビーム走査方向２０８と直
交する方向に揺動させているので、基板２０５上に照射
されたレーザビームの強度分布は、図３の２０４に示す
ように偏ることなく平均化された状態となる。その結
果、基板２０５上にある各アモルファスシリコン薄膜ト
ランジスタ２０６には種々の強度を有するレーザビーム
が照射され、移動度が平均化したポリシリコン薄膜トラ
ンジスタ２０７が形成され、移動度のバラツキが±１０
％以下に抑えられることとなる。これに対して、従来の
方法では、レーザビーム２０１の位置が一定の状態で基
板２０５上をスキャンするので、基板２０５上に照射さ
れたレーザビームの強度分布は、図４の２０９に示すよ
うに偏った状態となる。その結果、基板２０５上にある
各アモルファスシリコン薄膜トランジスタ２０６には各
トランジスタ毎に異なる強度を有するレーザビームが照
射され、例えば移動度が相対的に高いポリシリコン薄膜
トランジスタ３０１と移動度が相対的に低いポリシリコ
ン薄膜トランジスタ３０２とが形成されることとなり、
形成されたポリシリコン薄膜トランジスタの特性にバラ
ツキが生じる結果となる。
わるレーザアニール方法（図３）と従来のレーザアニー
ル方法（図４）との違いを説明する。図３、図４におい
て、２０１はホログラム方式により形成された細線状の
レーザビームを示し、２０２は上記レーザビーム２０１
においてレーザビーム強度が強い部分、２０３は上記レ
ーザビーム２０１においてレーザビーム強度が弱い部分
である。本実施の形態においては、レーザビーム２０１
の位置をショット毎にレーザビーム走査方向２０８と直
交する方向に揺動させているので、基板２０５上に照射
されたレーザビームの強度分布は、図３の２０４に示す
ように偏ることなく平均化された状態となる。その結
果、基板２０５上にある各アモルファスシリコン薄膜ト
ランジスタ２０６には種々の強度を有するレーザビーム
が照射され、移動度が平均化したポリシリコン薄膜トラ
ンジスタ２０７が形成され、移動度のバラツキが±１０
％以下に抑えられることとなる。これに対して、従来の
方法では、レーザビーム２０１の位置が一定の状態で基
板２０５上をスキャンするので、基板２０５上に照射さ
れたレーザビームの強度分布は、図４の２０９に示すよ
うに偏った状態となる。その結果、基板２０５上にある
各アモルファスシリコン薄膜トランジスタ２０６には各
トランジスタ毎に異なる強度を有するレーザビームが照
射され、例えば移動度が相対的に高いポリシリコン薄膜
トランジスタ３０１と移動度が相対的に低いポリシリコ
ン薄膜トランジスタ３０２とが形成されることとなり、
形成されたポリシリコン薄膜トランジスタの特性にバラ
ツキが生じる結果となる。
【００３１】図１に示した液晶表示装置は、図２のよう
なビーム形成光学系を用いたレーザアニール方法、およ
びレーザアニール装置により製造さた薄膜トランジスタ
を用いているので、形成されたポリシリコン薄膜トラン
ジスタの特性にバラツキがなく、画面むら、動作不良が
少ない液晶表示装置が得られることとなる。
なビーム形成光学系を用いたレーザアニール方法、およ
びレーザアニール装置により製造さた薄膜トランジスタ
を用いているので、形成されたポリシリコン薄膜トラン
ジスタの特性にバラツキがなく、画面むら、動作不良が
少ない液晶表示装置が得られることとなる。
【００３２】なお、この実施の形態においてはアクティ
ブマトリックス液晶パネル、データ側ドライバ、および
走査側ドライバに、上記レーザアニール方法により製造
されたポリシリコン薄膜トランジスタを用い、かつ同一
ガラス基板上にこれらを形成したいわゆる駆動回路一体
型液晶表示装置を示したが、これらの一部分に上記レー
ザアニール方法により製造されたポリシリコン薄膜トラ
ンジスタを用いてもよい。また、少なくともその一部を
ポリシリコン薄膜トランジスタで形成したデータ側ドラ
イバ、走査側ドライバ、あるいは液晶パネル単体におい
ても同様に画面むらを起こしにくく、動作不良が少ない
ＬＣＤドライバや液晶パネルが実現できる。
ブマトリックス液晶パネル、データ側ドライバ、および
走査側ドライバに、上記レーザアニール方法により製造
されたポリシリコン薄膜トランジスタを用い、かつ同一
ガラス基板上にこれらを形成したいわゆる駆動回路一体
型液晶表示装置を示したが、これらの一部分に上記レー
ザアニール方法により製造されたポリシリコン薄膜トラ
ンジスタを用いてもよい。また、少なくともその一部を
ポリシリコン薄膜トランジスタで形成したデータ側ドラ
イバ、走査側ドライバ、あるいは液晶パネル単体におい
ても同様に画面むらを起こしにくく、動作不良が少ない
ＬＣＤドライバや液晶パネルが実現できる。
【００３３】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２に係わるビーム形成光学系を示す図である。図中、
１７はポリゴンミラーである。次に動作について説明す
る。レーザ発振器１４から出射されたレーザビームはポ
リゴンミラー１７で反射され、フーリエ変換型位相ホロ
グラム１１に入射され、細線状ビームに整形された後、
基板１３上に照射される。照射されたレーザビームは基
板１３上に成膜されたアモルファスシリコンに吸収さ
れ、アモルファスシリコンを溶融したのち、固化する際
にポリシリコンとなる。ところが照射レーザビームには
ホログラムの製造プロセスの誤差による照射強度のバラ
ツキによりポリシリコン結晶粒径、移動度、あるいは閾
値電圧等にバラツキを生じる。しかし次のパルスが照射
される時に、ポリゴンミラー１７においてミラーの角度
がわずかに変わるようにしておけば、ホログラム１１を
通して照射されるレーザビームの位置がスキャン方向と
は垂直方向にわずかに変化し、実施の形態１におけるガ
ルバノスキャナで得られたのと同様の効果が得られる。
すなわち、この実施の形態２に係るビーム形成光学系に
より製造された薄膜トランジスタを用いれば、画面む
ら、動作不良が少ない液晶パネルやＬＣＤドライバ、あ
るいはこれらを備えた液晶表示装置が製造できる。
態２に係わるビーム形成光学系を示す図である。図中、
１７はポリゴンミラーである。次に動作について説明す
る。レーザ発振器１４から出射されたレーザビームはポ
リゴンミラー１７で反射され、フーリエ変換型位相ホロ
グラム１１に入射され、細線状ビームに整形された後、
基板１３上に照射される。照射されたレーザビームは基
板１３上に成膜されたアモルファスシリコンに吸収さ
れ、アモルファスシリコンを溶融したのち、固化する際
にポリシリコンとなる。ところが照射レーザビームには
ホログラムの製造プロセスの誤差による照射強度のバラ
ツキによりポリシリコン結晶粒径、移動度、あるいは閾
値電圧等にバラツキを生じる。しかし次のパルスが照射
される時に、ポリゴンミラー１７においてミラーの角度
がわずかに変わるようにしておけば、ホログラム１１を
通して照射されるレーザビームの位置がスキャン方向と
は垂直方向にわずかに変化し、実施の形態１におけるガ
ルバノスキャナで得られたのと同様の効果が得られる。
すなわち、この実施の形態２に係るビーム形成光学系に
より製造された薄膜トランジスタを用いれば、画面む
ら、動作不良が少ない液晶パネルやＬＣＤドライバ、あ
るいはこれらを備えた液晶表示装置が製造できる。
【００３４】実施の形態３．図６は、この発明の実施の
形態３に係わるビーム形成光学系を示す図である。図
中、１８は音響光学モジュレータである。次に動作につ
いて説明する。レーザ発振器１４から出射されたレーザ
光は音響光学モジュレータ１８を透過し、フーリエ変換
型位相ホログラム１１に入射され、細線状ビームに整形
された後、基板１３上に照射される。照射されたレーザ
ビームは基板１３上に成膜されたアモルファスシリコン
に吸収され、アモルファスシリコンを溶融したのち、固
化する際にポリシリコンとなる。ところが照射レーザビ
ームにはホログラムの製造プロセスの誤差による照射強
度のバラツキによりポリシリコン結晶粒径、移動度、あ
るいは閾値電圧等にバラツキを生じる。しかし次のパル
スが照射される時には、音響光学モジュレータ１８によ
る回折効果によりビームの光軸がわずかに傾き、ホログ
ラム１１を通して照射されるレーザビームの位置がスキ
ャン方向とは垂直方向にわずかに変化し、実施の形態１
におけるガルバノスキャナで得られたのと同様の効果が
得られる。すなわち、この実施の形態３に係るビーム形
成光学系により製造された薄膜トランジスタを用いれ
ば、画面むら、動作不良が少ない液晶パネルやＬＣＤド
ライバ、あるいはこれらを備えた液晶表示装置が製造で
きる。
形態３に係わるビーム形成光学系を示す図である。図
中、１８は音響光学モジュレータである。次に動作につ
いて説明する。レーザ発振器１４から出射されたレーザ
光は音響光学モジュレータ１８を透過し、フーリエ変換
型位相ホログラム１１に入射され、細線状ビームに整形
された後、基板１３上に照射される。照射されたレーザ
ビームは基板１３上に成膜されたアモルファスシリコン
に吸収され、アモルファスシリコンを溶融したのち、固
化する際にポリシリコンとなる。ところが照射レーザビ
ームにはホログラムの製造プロセスの誤差による照射強
度のバラツキによりポリシリコン結晶粒径、移動度、あ
るいは閾値電圧等にバラツキを生じる。しかし次のパル
スが照射される時には、音響光学モジュレータ１８によ
る回折効果によりビームの光軸がわずかに傾き、ホログ
ラム１１を通して照射されるレーザビームの位置がスキ
ャン方向とは垂直方向にわずかに変化し、実施の形態１
におけるガルバノスキャナで得られたのと同様の効果が
得られる。すなわち、この実施の形態３に係るビーム形
成光学系により製造された薄膜トランジスタを用いれ
ば、画面むら、動作不良が少ない液晶パネルやＬＣＤド
ライバ、あるいはこれらを備えた液晶表示装置が製造で
きる。
【００３５】実施の形態４．図７は、この発明の実施の
形態４に係わるビーム形成光学系を示す図である。図
中、１９はアクチュエータである。次に動作について説
明する。レーザ発振器１４から出射されたレーザ光はフ
ーリエ変換型位相ホログラム１１に入射され、細線状ビ
ームに整形された後、基板１３上に照射される。照射さ
れたレーザビームは基板１３上に成膜されたアモルファ
スシリコンに吸収され、アモルファスシリコンを溶融し
たのち、固化する際にポリシリコンとなる。ところが照
射レーザビームにはホログラムの製造プロセスの誤差に
よる照射強度のバラツキによりポリシリコン結晶粒径、
移動度、あるいは閾値電圧等にバラツキを生じる。しか
しこの実施の形態４においては、ホログラム１１はアク
チュエータ１９によりわずかに光軸に対して傾くように
構成されている。したがって、次のパルスが照射される
時には、アクチュエータ１９によりホログラム１１は光
軸に対してわずかに傾き、ホログラム１１を通して照射
されるレーザビームの位置がスキャン方向とは垂直方向
にわずかに変化し、実施の形態１におけるガルバノスキ
ャナで得られたのと同様の効果が得られる。すなわち、
この発明に係るビーム形成光学系により製造された薄膜
トランジスタを用いれば、画面むら、動作不良が少ない
液晶パネルやＬＣＤドライバ、あるいはこれらを備えた
液晶表示装置が製造できる。
形態４に係わるビーム形成光学系を示す図である。図
中、１９はアクチュエータである。次に動作について説
明する。レーザ発振器１４から出射されたレーザ光はフ
ーリエ変換型位相ホログラム１１に入射され、細線状ビ
ームに整形された後、基板１３上に照射される。照射さ
れたレーザビームは基板１３上に成膜されたアモルファ
スシリコンに吸収され、アモルファスシリコンを溶融し
たのち、固化する際にポリシリコンとなる。ところが照
射レーザビームにはホログラムの製造プロセスの誤差に
よる照射強度のバラツキによりポリシリコン結晶粒径、
移動度、あるいは閾値電圧等にバラツキを生じる。しか
しこの実施の形態４においては、ホログラム１１はアク
チュエータ１９によりわずかに光軸に対して傾くように
構成されている。したがって、次のパルスが照射される
時には、アクチュエータ１９によりホログラム１１は光
軸に対してわずかに傾き、ホログラム１１を通して照射
されるレーザビームの位置がスキャン方向とは垂直方向
にわずかに変化し、実施の形態１におけるガルバノスキ
ャナで得られたのと同様の効果が得られる。すなわち、
この発明に係るビーム形成光学系により製造された薄膜
トランジスタを用いれば、画面むら、動作不良が少ない
液晶パネルやＬＣＤドライバ、あるいはこれらを備えた
液晶表示装置が製造できる。
【００３６】なお、上記各実施の形態においては、ｎ型
ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度のバラツキにつ
いて述べたが、各実施の形態による光学系を用いてレー
ザアニールすることにより、ｐ型ポリシリコン薄膜トラ
ンジスタの場合においても、通常使用される５０ｃｍ2
／Ｖ・ｓ 以上の範囲において、上記ポリシリコン薄膜
トランジスタの移動度のバラツキが、これらの平均値の
±１０％以内となるように構成でき、画面むら、動作不
良が少ない液晶パネルやＬＣＤドライバ、あるいはこれ
らを備えた液晶表示装置が製造できる。また、各実施の
形態による光学系を用いてレーザアニールすることによ
り、ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が
０．５Ｖ〜２Ｖの範囲において、上記ｎ型ポリシリコン
薄膜トランジスタの閾値電圧のバラツキが、これらの平
均値の±１０％以内となるように構成でき、画面むら、
動作不良が少ない液晶パネルやＬＣＤドライバ、あるい
はこれらを備えた液晶表示装置が製造できる。さらに、
各実施の形態による光学系を用いてレーザアニールする
ことにより、ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値
電圧が−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲において、上記ｐ型ポ
リシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧のバラツキが、
これらの平均値の±１０％以内となるように構成でき、
画面むら、動作不良が少ない液晶パネルやＬＣＤドライ
バ、あるいはこれらを備えた液晶表示装置が製造でき
る。
ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度のバラツキにつ
いて述べたが、各実施の形態による光学系を用いてレー
ザアニールすることにより、ｐ型ポリシリコン薄膜トラ
ンジスタの場合においても、通常使用される５０ｃｍ2
／Ｖ・ｓ 以上の範囲において、上記ポリシリコン薄膜
トランジスタの移動度のバラツキが、これらの平均値の
±１０％以内となるように構成でき、画面むら、動作不
良が少ない液晶パネルやＬＣＤドライバ、あるいはこれ
らを備えた液晶表示装置が製造できる。また、各実施の
形態による光学系を用いてレーザアニールすることによ
り、ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が
０．５Ｖ〜２Ｖの範囲において、上記ｎ型ポリシリコン
薄膜トランジスタの閾値電圧のバラツキが、これらの平
均値の±１０％以内となるように構成でき、画面むら、
動作不良が少ない液晶パネルやＬＣＤドライバ、あるい
はこれらを備えた液晶表示装置が製造できる。さらに、
各実施の形態による光学系を用いてレーザアニールする
ことにより、ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値
電圧が−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲において、上記ｐ型ポ
リシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧のバラツキが、
これらの平均値の±１０％以内となるように構成でき、
画面むら、動作不良が少ない液晶パネルやＬＣＤドライ
バ、あるいはこれらを備えた液晶表示装置が製造でき
る。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、アク
ティブマトリックス液晶パネルとこの液晶パネルを駆動
するＬＣＤドライバとを備えた液晶表示装置において、
アクティブマトリックス液晶パネルにおけるアクティブ
マトリックス用スイッチとして用いられるｎ型ポリシリ
コン薄膜トランジスタ、またはＬＣＤドライバにおける
データ側ドライバもしくは走査側ドライバの少なくとも
一部分を構成するｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの
移動度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または
上記ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が
０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電
圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以内となる
ように構成したので、画面むら、動作不良が少ない液晶
表示装置が製造できる。
ティブマトリックス液晶パネルとこの液晶パネルを駆動
するＬＣＤドライバとを備えた液晶表示装置において、
アクティブマトリックス液晶パネルにおけるアクティブ
マトリックス用スイッチとして用いられるｎ型ポリシリ
コン薄膜トランジスタ、またはＬＣＤドライバにおける
データ側ドライバもしくは走査側ドライバの少なくとも
一部分を構成するｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの
移動度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または
上記ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が
０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電
圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以内となる
ように構成したので、画面むら、動作不良が少ない液晶
表示装置が製造できる。
【００３８】また、本発明によれば、アクティブマトリ
ックス液晶パネルとこの液晶パネルを駆動するＬＣＤド
ライバとを備えた液晶表示装置において、アクティブマ
トリックス液晶パネルにおけるアクティブマトリックス
用スイッチとして用いられるｐ型ポリシリコン薄膜トラ
ンジスタ、またはＬＣＤドライバにおけるデータ側ドラ
イバもしくは走査側ドライバの少なくとも一部分を構成
するｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度が、５
０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｐ型ポリシ
リコン薄膜トランジスタの閾値電圧が−０．５Ｖ〜−２
Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電圧のバラツキ
が、これらの平均値の±１０％以内となるように構成し
たので、画面むら、動作不良が少ない液晶表示装置が製
造できる。
ックス液晶パネルとこの液晶パネルを駆動するＬＣＤド
ライバとを備えた液晶表示装置において、アクティブマ
トリックス液晶パネルにおけるアクティブマトリックス
用スイッチとして用いられるｐ型ポリシリコン薄膜トラ
ンジスタ、またはＬＣＤドライバにおけるデータ側ドラ
イバもしくは走査側ドライバの少なくとも一部分を構成
するｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度が、５
０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｐ型ポリシ
リコン薄膜トランジスタの閾値電圧が−０．５Ｖ〜−２
Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電圧のバラツキ
が、これらの平均値の±１０％以内となるように構成し
たので、画面むら、動作不良が少ない液晶表示装置が製
造できる。
【００３９】また、本発明によれば、アクティブマトリ
ックス液晶パネルにおいて、アクティブマトリックス用
スイッチとして用いられるｎ型ポリシリコン薄膜トラン
ジスタの移動度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲
で、または上記ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾
値電圧が０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度または上
記閾値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以
内となるように構成したので、画面むら、動作不良が少
ない液晶パネルが製造できる。
ックス液晶パネルにおいて、アクティブマトリックス用
スイッチとして用いられるｎ型ポリシリコン薄膜トラン
ジスタの移動度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲
で、または上記ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾
値電圧が０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度または上
記閾値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以
内となるように構成したので、画面むら、動作不良が少
ない液晶パネルが製造できる。
【００４０】また、本発明によれば、アクティブマトリ
ックス液晶パネルにおいて、アクティブマトリックス用
スイッチとして用いられるｐ型ポリシリコン薄膜トラン
ジスタの移動度が、５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、
または上記ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電
圧が−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲で、上記移動度または上
記閾値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以
内となるように構成したので、画面むら、動作不良が少
ない液晶パネルが製造できる。
ックス液晶パネルにおいて、アクティブマトリックス用
スイッチとして用いられるｐ型ポリシリコン薄膜トラン
ジスタの移動度が、５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、
または上記ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電
圧が−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲で、上記移動度または上
記閾値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以
内となるように構成したので、画面むら、動作不良が少
ない液晶パネルが製造できる。
【００４１】また、本発明によれば、ＬＣＤドライバに
おいて、データ側ドライバまたは走査側ドライバの少な
くとも一部分を構成するｎ型ポリシリコン薄膜トランジ
スタの移動度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、
または上記ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電
圧が０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾
値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以内と
なるように構成したので、画面むら、動作不良が少ない
ＬＣＤドライバが製造できる。
おいて、データ側ドライバまたは走査側ドライバの少な
くとも一部分を構成するｎ型ポリシリコン薄膜トランジ
スタの移動度が、１００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、
または上記ｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電
圧が０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾
値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以内と
なるように構成したので、画面むら、動作不良が少ない
ＬＣＤドライバが製造できる。
【００４２】また、本発明によれば、ＬＣＤドライバに
おいて、データ側ドライバまたは走査側ドライバの少な
くとも一部分を構成するｐ型ポリシリコン薄膜トランジ
スタの移動度が、５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、ま
たは上記ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧
が−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲で、上記移動度または上記
閾値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以内
となるように構成したので、画面むら、動作不良が少な
いＬＣＤドライバが製造できる。
おいて、データ側ドライバまたは走査側ドライバの少な
くとも一部分を構成するｐ型ポリシリコン薄膜トランジ
スタの移動度が、５０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、ま
たは上記ｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの閾値電圧
が−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲で、上記移動度または上記
閾値電圧のバラツキが、これらの平均値の±１０％以内
となるように構成したので、画面むら、動作不良が少な
いＬＣＤドライバが製造できる。
【００４３】また、本発明によれば、上記ポリシリコン
薄膜トランジスタをレーザ照射による再結晶化プロセス
により製造する際に、少なくとも一つのフーリエ変換型
位相ホログラムを用いてレーザビームの強度分布を均一
化し、かつ基板上に照射される上記レーザビームの位置
をビーム走査方向と直交する方向に揺動させながら走査
してポリシリコン薄膜トランジスタ形成個所をレーザア
ニールするようにしたので、移動度および閾値電圧が極
めて均一なポリシリコン薄膜トランジスタが形成でき
る。
薄膜トランジスタをレーザ照射による再結晶化プロセス
により製造する際に、少なくとも一つのフーリエ変換型
位相ホログラムを用いてレーザビームの強度分布を均一
化し、かつ基板上に照射される上記レーザビームの位置
をビーム走査方向と直交する方向に揺動させながら走査
してポリシリコン薄膜トランジスタ形成個所をレーザア
ニールするようにしたので、移動度および閾値電圧が極
めて均一なポリシリコン薄膜トランジスタが形成でき
る。
【００４４】また、本発明によれば、上記ポリシリコン
薄膜トランジスタをレーザ照射による再結晶化プロセス
により製造するレーザアニール装置において、少なくと
も一つのフーリエ変換型位相ホログラムを用いてレーザ
ビームの強度分布を均一化するビーム均一化手段と、均
一化された上記レーザビームと基板を相対的に走査して
ポリシリコン薄膜トランジスタ形成個所に上記レーザビ
ームを照射しレーザアニールする走査機構と、基板上に
照射される上記レーザビームの位置を走査方向と直交す
る方向に揺動させる揺動機構とを備えたので、基板上で
のレーザビーム強度分布に偏りがなくなり、基板上の複
数の薄膜トランジスタを均一なビーム強度で照射できる
ため、移動度および閾値電圧のバラツキの少ない薄膜ト
ランジスタが得られるようになる。
薄膜トランジスタをレーザ照射による再結晶化プロセス
により製造するレーザアニール装置において、少なくと
も一つのフーリエ変換型位相ホログラムを用いてレーザ
ビームの強度分布を均一化するビーム均一化手段と、均
一化された上記レーザビームと基板を相対的に走査して
ポリシリコン薄膜トランジスタ形成個所に上記レーザビ
ームを照射しレーザアニールする走査機構と、基板上に
照射される上記レーザビームの位置を走査方向と直交す
る方向に揺動させる揺動機構とを備えたので、基板上で
のレーザビーム強度分布に偏りがなくなり、基板上の複
数の薄膜トランジスタを均一なビーム強度で照射できる
ため、移動度および閾値電圧のバラツキの少ない薄膜ト
ランジスタが得られるようになる。
【図１】 この発明の実施の形態１による駆動回路一体
型液晶表示装置を示す構成図である。
型液晶表示装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係わるビーム形成
光学系を示す構成図である。
光学系を示す構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係わるポリシリコ
ン薄膜トランジスタの製造方法を説明する説明図であ
る。
ン薄膜トランジスタの製造方法を説明する説明図であ
る。
【図４】 従来のポリシリコン薄膜トランジスタの製造
方法を説明する説明図である。
方法を説明する説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係わるビーム形成
光学系を示す構成図である。
光学系を示す構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態３に係わるビーム形成
光学系を示す構成図である。
光学系を示す構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態４に係わるビーム形成
光学系を示す構成図である。
光学系を示す構成図である。
【図８】 液晶パネルと駆動回路が一体となった液晶表
示装置を製造するための部材を示す斜視図である。
示装置を製造するための部材を示す斜視図である。
【図９】 従来のレーザアニール装置を示す構成図であ
る。
る。
【図１０】 従来のフライアイレンズを用いたビーム形
成光学系を示す構成図である。
成光学系を示す構成図である。
【図１１】 従来のフライアイレンズを用いたビーム形
成光学系におけるビーム強度分布の均一化の原理を示す
説明図である。
成光学系におけるビーム強度分布の均一化の原理を示す
説明図である。
【図１２】 レーザエネルギー密度とポリシリコンの移
動度との相関を示す図である。
動度との相関を示す図である。
【図１３】 従来のフーリエ変換型位相ホログラムを用
いたビーム形成光学系を示す構成図である。
いたビーム形成光学系を示す構成図である。
【図１４】 従来のフーリエ変換型位相ホログラムを用
いたビーム形成光学系におけるビーム強度分布の均一化
の原理を示す説明図である。
いたビーム形成光学系におけるビーム強度分布の均一化
の原理を示す説明図である。
１ 液晶表示装置、２ アクティブマトリックス液晶パ
ネル、３ アクティブマトリックス用ポリシリコン薄膜
トランジスタ、４ データ側ドライバ、５ 走査側ドラ
イバ、６ 液晶、１０ レンズ、１１ フーリエ変換型
位相ホログラム、１２ ビーム整形光学系、１３ 基
板、１４ レーザ発振器、１５ ミラー、１６ ガルバ
ノスキャナのミラー、１７ ポリゴンミラー、１８ 音
響光学モジュレータ、１９ アクチュエータ。
ネル、３ アクティブマトリックス用ポリシリコン薄膜
トランジスタ、４ データ側ドライバ、５ 走査側ドラ
イバ、６ 液晶、１０ レンズ、１１ フーリエ変換型
位相ホログラム、１２ ビーム整形光学系、１３ 基
板、１４ レーザ発振器、１５ ミラー、１６ ガルバ
ノスキャナのミラー、１７ ポリゴンミラー、１８ 音
響光学モジュレータ、１９ アクチュエータ。
Claims (8)
- 【請求項１】 アクティブマトリックス液晶パネルとこ
の液晶パネルを駆動するＬＣＤドライバとを備えた液晶
表示装置において、上記アクティブマトリックス液晶パ
ネルにおけるアクティブマトリックス用スイッチとして
用いられるｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタ、または
上記ＬＣＤドライバにおけるデータ側ドライバもしくは
走査側ドライバの少なくとも一部分を構成するｎ型ポリ
シリコン薄膜トランジスタの移動度が、１００ｃｍ2／
Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｎ型ポリシリコン薄
膜トランジスタの閾値電圧が０．５Ｖ〜２Ｖの範囲で、
上記移動度または上記閾値電圧のバラツキが、これらの
平均値の±１０％以内となるように構成したことを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 アクティブマトリックス液晶パネルとこ
の液晶パネルを駆動するＬＣＤドライバとを備えた液晶
表示装置において、上記アクティブマトリックス液晶パ
ネルにおけるアクティブマトリックス用スイッチとして
用いられるｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタ、または
上記ＬＣＤドライバにおけるデータ側ドライバもしくは
走査側ドライバの少なくとも一部分を構成するｐ型ポリ
シリコン薄膜トランジスタの移動度が、５０ｃｍ2／Ｖ
・ｓ 以上の範囲で、または上記ｐ型ポリシリコン薄膜
トランジスタの閾値電圧が−０．５Ｖ〜−２Ｖの範囲
で、上記移動度または上記閾値電圧のバラツキが、これ
らの平均値の±１０％以内となるように構成したことを
特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項３】 アクティブマトリックス液晶パネルにお
いて、アクティブマトリックス用スイッチとして用いら
れるｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度が、１
００ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｎ型ポリ
シリコン薄膜トランジスタの閾値電圧が０．５Ｖ〜２Ｖ
の範囲で、上記移動度または上記閾値電圧のバラツキ
が、これらの平均値の±１０％以内となるように構成し
たことを特徴とするアクティブマトリックス液晶パネ
ル。 - 【請求項４】 アクティブマトリックス液晶パネルにお
いて、アクティブマトリックス用スイッチとして用いら
れるｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度が、５
０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｐ型ポリシ
リコン薄膜トランジスタの閾値電圧が−０．５Ｖ〜−２
Ｖの範囲で、上記移動度または上記閾値電圧のバラツキ
が、これらの平均値の±１０％以内となるように構成し
たことを特徴とするアクティブマトリックス液晶パネ
ル。 - 【請求項５】 ＬＣＤドライバにおいて、データ側ドラ
イバまたは走査側ドライバの少なくとも一部分を構成す
るｎ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度が、１０
０ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｎ型ポリシ
リコン薄膜トランジスタの閾値電圧が０．５Ｖ〜２Ｖの
範囲で、上記移動度または上記閾値電圧のバラツキが、
これらの平均値の±１０％以内となるように構成したこ
とを特徴とするＬＣＤドライバ。 - 【請求項６】 ＬＣＤドライバにおいて、データ側ドラ
イバまたは走査側ドライバの少なくとも一部分を構成す
るｐ型ポリシリコン薄膜トランジスタの移動度が、５０
ｃｍ2／Ｖ・ｓ 以上の範囲で、または上記ｐ型ポリシリ
コン薄膜トランジスタの閾値電圧が−０．５Ｖ〜−２Ｖ
の範囲で、上記移動度または上記閾値電圧のバラツキ
が、これらの平均値の±１０％以内となるように構成し
たことを特徴とするＬＣＤドライバ。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載のポ
リシリコン薄膜トランジスタをレーザ照射による再結晶
化プロセスにより製造する際に、少なくとも一つのフー
リエ変換型位相ホログラムを用いてレーザビームの強度
分布を均一化し、かつ基板上に照射される上記レーザビ
ームの位置をビーム走査方向と直交する方向に揺動させ
ながら走査してポリシリコン薄膜トランジスタ形成個所
をレーザアニールするようにしたことを特徴とするポリ
シリコン薄膜トランジスタの製造方法。 - 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれかに記載のポ
リシリコン薄膜トランジスタをレーザ照射による再結晶
化プロセスにより製造するレーザアニール装置におい
て、少なくとも一つのフーリエ変換型位相ホログラムを
用いてレーザビームの強度分布を均一化するビーム均一
化手段と、均一化された上記レーザビームと基板を相対
的に走査してポリシリコン薄膜トランジスタ形成個所に
上記レーザビームを照射しレーザアニールする走査機構
と、基板上に照射される上記レーザビームの位置を走査
方向と直交する方向に揺動させる揺動機構とを備えたレ
ーザアニール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29255297A JP3812091B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 液晶表示装置、液晶パネル、ｌｃｄドライバ、並びにポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法、およびレーザアニール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29255297A JP3812091B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 液晶表示装置、液晶パネル、ｌｃｄドライバ、並びにポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法、およびレーザアニール装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11125839A true JPH11125839A (ja) | 1999-05-11 |
| JP3812091B2 JP3812091B2 (ja) | 2006-08-23 |
Family
ID=17783250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29255297A Expired - Fee Related JP3812091B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 液晶表示装置、液晶パネル、ｌｃｄドライバ、並びにポリシリコン薄膜トランジスタの製造方法、およびレーザアニール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3812091B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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