JP2005072059A - 陽極酸化装置、陽極酸化方法、表示装置用パネル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光を放射するランプと、被処理基板をその被処理部を上方に向けて載置可能でかつ放射された光が到達する位置に設けられたステージおよびステージ上に位置する枠体を有する処理槽と、放射された光が被処理基板に到達する途上に設けられ、光を通過させるための開口部を備えたカソード電極と、枠体と載置された被処理基板との間に液体シール性を確立するシール部材と、シール部材の環状外側で被処理基板の電極パターンに接触可能に設けられ、かつ被処理基板の辺に沿って移動する導電性のコンタクト部材と、コンタクト部材に電気的に接続され、コンタクト部材が移動するにつれ、接触する被処理基板の電極パターンの数に応じて出力電流値を設定する電流源とを具備する。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板を陽極にして電気化学的に処理を行なう陽極酸化装置、陽極酸化方法、およびこれらの装置、方法により製造される表示装置用パネルに係り、特に、大型の被処理基板に処理を行うのに適する陽極酸化装置、陽極酸化方法、およびこれらの装置、方法により製造される表示装置用パネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
被処理基板を電気化学的に陽極酸化する処理は、種々の場面で利用されている。このような陽極酸化の一つとして、多結晶シリコン層をポーラス(多孔質)化する処理がある。その概要を述べると、多結晶シリコン層が表面に形成された被処理基板は、導電体を介して電源の正電位極に通電され、かつ、溶媒(例えばエチルアルコール)に溶解されたフッ酸溶液中に浸漬される。フッ酸溶液中すなわち薬液中には、例えばプラチナからなる電極が浸漬され上記電源の負電位極に通電される。また、薬液に浸漬された被処理基板の多結晶シリコン層に向けてはランプにより光が照射される。
【0003】
これにより、多結晶シリコン層の一部がフッ酸溶液中に溶け出す。この溶け出したあとが細孔となるので、シリコン層が多孔質化するものである。なお、ランプによる光の照射は、上記の溶け出して多孔質化する反応に必要なホールを多結晶シリコン層に生成するためである。参考までに、このような陽極酸化における多結晶シリコン層での反応は、例えば、下記のように説明されている。
Si+2HF+(2−n)e+→SiF2+2H++ne−
SiF2+2HF→SiF4+H2
SiF4+2HF→H2SiF6
ここで、e+はホールであり、e−は電子である。すなわち、この反応には前提としてホールが必要であり単なる電解研磨とは異なるものである。
【0004】
このようして生成されたポーラスシリコンのナノレベルの表面にさらにシリコン酸化層を形成すると高効率な電界放射型電子源として好適なものになることは、例えば、特開2000−164115号公報、特開2000−100316号公報などに開示されている。このような電界放射型電子源としてのポーラスシリコンの利用は、新しい平面型表示装置の実現に途を開くものとして注目されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−164115号公報
【特許文献2】
特開2000−100316号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような陽極酸化処理では、被処理基板から薬液を介してカソード電極に流れる電流の値は、被処理基板の面積(被処理部の面積)に比例する。電流により反応が進行し、反応は被処理基板の面内各所でまんべんなく生じるからである。このため、被処理基板が大型表示装置向けの大面積のものである場合には、処理に必要な電流の値は顕著に増加する。例えば、200mm角の被処理基板で5A程度の処理電流とすると、1000mm角の被処理基板では、その25倍の100Aの電流を流す必要がある。なお、1000mm角と同程度の面積というのは、今後の大型表示装置の動向によれば普通に考えられ得る数値である。
【0007】
このような大きな電流を流す装置となれば、必然的に装置の電源部などが大型化し高価なものになる。さらには、光源の光照射面積も増加し、カソード電極の形状も大型になることから、やはり装置のコストを押上げる原因になる。これは、また、装置により製造される基板の製造コストにも反映する。
【0008】
また、見方を変えると、光源の光照射面積が増加するため均一光量による被処理基板への照射が難しくなることと、カソード電極が大型になり被処理基板との間に形成される電界の均一性の確保が難しくなることとにより、被処理基板面内での陽極酸化の均一性が劣化するという側面もある。これは、製造される基板の品質確保の点で問題である。
【0009】
本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、被処理基板を陽極にして電気化学的に処理を行なう陽極酸化装置、陽極酸化方法、およびこれらの装置、方法により製造される表示装置用パネルにおいて、より小型の構成要素により大型の被処理基板を処理することができる陽極酸化装置、陽極酸化方法、およびこれらの装置、方法により製造される表示装置用パネルを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る陽極酸化装置は、光を放射するランプと、被処理基板をその被処理部を上方に向けて載置可能でかつ前記放射された光が到達する位置に設けられたステージおよび前記ステージ上に位置する枠体を有する処理槽と、前記放射された光が前記載置された被処理基板に到達する途上に設けられ、前記光を通過させるための開口部を備えたカソード電極と、前記枠体と前記載置された被処理基板との間に液体シール性を確立するシール部材と、前記シール部材の環状外側で前記被処理基板の電極パターンに接触可能に設けられ、かつ前記載置された被処理基板の辺に沿って移動する導電性のコンタクト部材と、前記コンタクト部材に電気的に接続され、前記コンタクト部材が移動するにつれ、接触する前記載置された被処理基板の電極パターンの数に応じて出力電流値を設定する電流源とを具備することを特徴とする。
【0011】
すなわち、この陽極酸化装置は、被処理基板の辺に沿って移動するコンタクト部材を有することにより、陽極酸化のための通電を被処理基板の一部ずつ行なう。したがって、処理に要する電流を削減することができ、小型の構成要素により大型の被処理基板を処理することが可能になる。ここで、通電のための電流源は、コンタクト部材が移動するにつれ、接触する載置された被処理基板の電極パターンの数に応じて出力電流値を設定する。これは、例えば、電極パターンごとに、流す電流を一定に保ち、これにより被処理基板面上の陽極酸化処理を場所によらず一定にする(均一化する)ためである。
【0012】
また、本発明に係る陽極酸化方法は、ステージ上に前記被処理基板をその被処理部を上に向けて載置するステップと、前記載置された被処理基板を底部として前記被処理基板上に枠体を位置させ、該枠体と前記載置された被処理基板との間に液体シール性が確立するように処理槽を形成するステップと、前記形成された処理槽に薬液を導入しかつ該導入される薬液中にカソード電極を位置させるステップと、前記被処理基板が有する電極パターンの一部に、前記枠体の外側で導電性のコンタクト部材を接触させ、前記電極パターンの一部と前記カソード電極との間を電流駆動しつつ、前記薬液に接触させられている前記被処理基板の被処理部に光を照射するステップとを有し、電流駆動しつつ光を照射する前記ステップは、前記コンタクト部材を移動させ、該移動によって前記コンタクト部材が接触する前記被処理基板の前記電極パターンの数に応じて前記電流駆動の出力電流値を設定しながら行なうことを特徴とする。
【0013】
すなわち、この陽極酸化方法は、コンタクト部材を、被処理基板が有する電極パターンの一部ずつに接触させるように移動させて処理を行なう。したがって、処理に要する電流を削減することができ、小型の構成要素により大型の被処理基板を処理することが可能になる。ここで、電流を流すための駆動は、コンタクト部材が移動することによって接触する被処理基板の電極パターンの数に応じて、その出力電流値を設定しながら行なう。これは、例えば、電極パターンごとに、流す電流を一定に保ち、これにより被処理基板面上の陽極酸化処理を場所によらず一定にする(均一化する)ためである。
【0014】
また、本発明に係る表示装置用パネルは、基板と、前記基板上に形成された走査線相当の電極パターンと、前記電極パターンを覆って形成されたポーラスシリコン層であって、前記基板の上下辺近傍でのポーラス化の程度が前記上下辺近傍に挟まれる部位のポーラス化の程度と異なる前記ポーラスシリコン層とを具備することを特徴とする。
【0015】
このような表示装置用パネルの一例として、基板の上下辺近傍でのポーラス化の程度が、その挟まれる基板上の部位より一方で大きく一方で小さい場合を挙げることができる。また、別の例として、基板の上下辺近傍両方でのポーラス化の程度が、その挟まれる基板上の部位より小さい場合を挙げることができる。
【0016】
前者は、コンタクト部材を基板が有する電極パターンの一部ずつに接触させるように移動させてポーラス化処理を行なった場合であって、ポーラス化前の多結晶シリコン層が非常に薄い場合に生じ得る。これは、接触する電極パターン数に応じて処理電流を制御するようにしても、もともと薄い多結晶シリコン層では、各電極パターン位置での処理開始タイミングが異なってすでに処理が進んでいる電極パターン位置ほどそこでの反応結果が強電界を生じさせ、ますます反応を進行させるからである。これにより、コンタクト部材移動の最初付近では、ポーラス化がより進行し、最後付近ではポーラス化がより抑制される。
【0017】
後者は、基板の上下辺近傍にダミーの電極パターンが設けられた基板に対して電極パターンの一部ずつにコンタクト部材の全領域を接触させ陽極酸化を行なった場合に生じ得る。このようなダミー電極パターンを設けるとコンタクト部材が接触する電極パターンの数は、コンタクト部材の移動位置によらずほぼ一定である。よって、経時的な電流制御をほとんど必要としない利点がある。基板の上下辺近傍でポーラス化の程度が小さくなるのは累積的な陽極酸化処理量が相対的に小さいからである。この場合には、このポーラス化の程度が小さい部位が表示装置としての有効領域の外になるようにして、表示装置用パネルに用いることができる。
【0018】
以上の表示装置用パネルは上記の陽極酸化装置、陽極酸化方法によって製造され得る。後者の表示装置用パネルを製造する場合には、ダミーの電極パターンがあるため、再度言及するが、コンタクト部材の移動によって接触する被処理基板の電極パターンの数は常にほぼ一定になる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の実施態様として、前記コンタクト部材の前記移動の方向における、前記被処理基板の前記電極パターンとの接触に供し得る長さは、10mmないし200mmである。短ければ流す電流値は少なくて済むが被処理基板全体としての処理時間が増大する。長いと逆に電流量が大きくなるが処理時間を削減できる。現実の被処理基板の大きさに鑑みると設計値として10mmないし200mmが適切である。その中でも現実的には50mmないし100mm程度にするのが好ましいと考えられる。
【0020】
また、本発明の実施態様として、前記コンタクト部材は、摺動により前記被処理基板の前記電極パターンに接触しつつ移動する。コンタクト部材を電極パターンに接触させながら移動するひとつの例である。機構的な部分を要せずコンタクト部材としての構成がより簡単になる。
【0021】
また、本発明の実施態様として、前記コンタクト部材は、ころがりにより前記被処理基板の前記電極パターンに接触しつつ移動する。コンタクト部材を電極パターンに接触させながら移動する他の例である。ころがりにより接触させるのでコンタクト部材として摩耗が少なく寿命の点で有利である。
【0022】
また、本発明の実施態様としての陽極酸化装置は、前記コンタクト部材の移動に伴い、同期して前記ランプと前記カソード電極とを移動させる移動走査部をさらに具備する。ランプとカソード電極とを局所化することでこれら自体に要するコストの削減になる。そのうえで局所化されたランプとカソード電極とを移動させ処理を行なう。
【0023】
また、本発明の実施態様として、前記電流源は、前記コンタクト部材が接触する前記被処理基板の前記電極パターンの数に比例する電流を出力する。これは典型的な電流出力である。一度に接触する電極パターンの数が多い場合には、コンタクト部材の移動に伴う接触数1の増減は無視することもできる。この場合には「ほぼ比例」となる。
【0024】
また、本発明の実施態様としての陽極酸化装置は、前記コンタクト部材を一定速度で移動させるコンタクト部材移動走査部をさらに具備する。一定速度で移動させると、駆動電流の制御がより簡単になる。また、被処理基板上のより高い処理均一性もより簡単に得られる。
【0025】
なお、以上の各実施態様は、陽極酸化方法としての本発明の実施態様としても思想としてはほぼ同様に適用できる。
【0026】
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る陽極酸化装置の基本構成を模式的に垂直断面として示す図であり、同図(a)から(c)の順序に動作することを示している。図2は、図1の続図であって、同様に図2(a)から(c)の順序に動作することを示す。
【0027】
図1(a)に示すように、この陽極酸化装置は、ステージ1、ステージ1に備えられた基板リフタ2、枠体3、枠体3に設けられたシール部材4とコンタクト部材5、枠体3を貫く薬液供給排出ポート6、カソード電極7、ランプユニット8、ランプユニット8に設けられたランプ9を有する。
【0028】
ステージ1は、被処理基板をその被処理部を上に向けて載置可能な台であり、被処理基板の受け渡し、取り出しを円滑に行うため基板リフタ2が備えられている。基板リフタ2は、ステージ1の上面に出没可能に設けられ、被処理基板のステージ1への受け渡し、ステージ1からの取り出しの際には、ステージ1上面から突出する。このように突出された基板リフタ2によりステージ1の上面と被処理基板との間に隙間ができるので、被処理基板のステージ1への受け渡し、ステージ1からの取り出しのとき、例えば被処理基板を水平に支持するフォークを有するアームロボットを円滑に用いることできる。
【0029】
枠体3は、ステージ1上に載置された被処理基板の周縁部に対して対向面を有し、かつ被処理基板の被処理部を上方に露出すべく開口を有する筒状の形状を有する。図1(a)に示す状態においては、ステージ1との間に隙間があるが、被処理基板がステージ1上に載置されると、図示しない上下動機構により被処理基板に対して相対的に降下する。ここで相対的とは、ステージ1側の上昇であってもよいことを示すためである。
【0030】
枠体3が被処理基板に対して相対的に降下すると、枠体3の下面に環状に設けられたシール部材4が被処理基板に接触して押しつぶされることにより液体シール性が確立する。すなわち、枠体3内部に被処理基板の被処理部を底面とする処理槽が形成され得る。
【0031】
シール部材4の環状外側には導電性のコンタクト部材5が設けられている。コンタクト部材5は、上記のシール性の確立とともに被処理基板の周縁部に設けられた電極パターンにドライ状態で電気的接触し、処理槽内に薬液が張られたあともシール部材4によりこの状態を保つ。また、コンタクト部材5は、被処理基板の辺に沿って移動可能にされており、移動することにより接触する電極パターンが推移する。コンタクト部材の移動についてはなお詳細に後述する。
【0032】
さらに、枠体3の壁を貫くように、薬液供給排出ポート6が設けられている。上記のように、枠体3内部に被処理基板の被処理部を底面とする処理槽が形成されると、薬液供給排出ポートから陽極酸化に用いる薬液が供給され得る。薬液の供給は、カソード電極7の水平部分が薬液に浸漬されるに十分な量、枠体3の内部になされる。
【0033】
カソード電極7は、枠体3に対して相対的にその垂直位置が不変となるように支持体(図示せず)により支持されている。カソード電極7の形状は、被処理基板の被処理部にほぼ平行に対向する面状であって、ランプ9からの光を通過させるための開口を有し、電極として機能し得る材質の導体部を有する。導体部は、例えば格子状に形成されている。実際の陽極酸化処理中において、カソード電極7とコンタクト部材5との間は、図示しない電流源により電流駆動される。
【0034】
ランプユニット8は、複数のランプ9を備え、放射する光がステージ1上に載置された被処理基板に向けられるように設けられる。また、枠体3に対しては相対的にその垂直位置が不変となるように支持体(図示せず)により支持されている。
【0035】
以上説明した構成を有するこの陽極酸化装置により被処理基板を処理するための過程動作を、図1(a)〜(c)、図2(a)〜(c)を用いて説明する。
【0036】
まず、図1(a)に示すような装置の状態(基板リフタ2がステージ1面上に突出し、枠体3とステージ1との間に隙間がある状態)として、被処理基板の受け取り可能な状態にする。そして、枠体3とステージ1との隙間から例えばフォークを有するアームロボットで被処理基板10を搬入し、図1(b)に示すように、基板リフタ2上に受け渡す。
【0037】
次に、図1(c)に示すように、基板リフタ2をステージ1内に没して、ステージ1上に被処理基板10を載置、保持する。ステージ1上に被処理基板10を載置、保持したら、図2(a)に示すように、枠体3(およびカソード電極7とランプユニット8)をステージ1に対して相対的に降下させ、シール部材4を被処理基板10に押しつけるように接触させる。このとき、コンタクト部材5が、被処理基板10の周縁部に設けられた電極パターンの一部に電気的に接触する。また、枠体3の内部に被処理基板10の被処理部を底部とする処理槽が形成される。
【0038】
次に、薬液供給排出ポート6から薬液(例えばエチルアルコールを溶媒とするフッ酸溶液)11を処理槽内に導入し、図2(b)に示すように、カソード電極7が浸漬されるに十分な量、満たす。この状態に至り実際の陽極酸化処理が可能になる。陽極酸化は、コンタクト部材5とカソード電極7との間を電流駆動してコンタクト部材5を被処理基板の辺にそって移動させ、かつランプ9を点灯して被処理基板10の被処理部を光照射することによりなされる。処理時間は、被処理基板の各部について累積的に数秒ないし数十秒程度にする。
【0039】
実際の陽極酸化処理が終了したら、図2(c)に示すように、薬液供給排出ポート6から薬液11を排出する。このあと、薬液供給排出ポート6から希釈用の例えばエチルアルコールを何回か導入、排出し処理槽内および被処理基板10の被処理部を洗浄するようにしてもよい。排出する場合に被処理基板10上に残留液11aの液面が存在する程度に行えば、被処理部に対する大気からの悪影響を受けないようにできる。
【0040】
次に、上記で説明した、コンタクト部材5を移動するための構成について、さらに詳細に図3を参照して説明する。図3は、枠体3の平面図、およびコンタクト部材5に接続される各構成要素を示す図であり、すでに説明した構成要素には同一の番号を付してある。なお、説明の都合上、薬液供給排出ポート6は図示を省略している。
【0041】
同図に示すように、枠体3の下面(被処理基板と対向する面)には、環状にシール部材4が設けられ、その環状外側にコンタクト部材5が設けられている。なお、2点鎖線で示された枠は、被処理基板10が配置されるべき位置を示している。対向して対となるコンタクト部材5が、それぞれ導線31により電気的接続され、さらに、電流源32の正極側に接続される。電流源32の負極側は、この図では図示していないカソード電極に接続される。電流源32は制御部33により制御されるが、制御部33には、例えば、CPU(central processing unit)などのハードウエアと基本ソフトウエアやアプリケーションプログラムなどのソフトウエアとを備えた処理装置を用いることができる。
【0042】
また、図3(a)に示す平面図における矢視A−Aa断面である図3(b)に示すように、コンタクト部材5は、被処理基板10上にそれぞれ独立に形成された電極パターン10aの方向と垂直(y方向)に移動する。コンタクト部材5は、一度に接触する電極パターン10aの数が、この図では説明の簡単化のため3本(移動により2本となるときもある)として図示している。
【0043】
実際的な数は、被処理基板10の実際の寸法と電極パターン10aの配置密度、およびコンタクト部材5の進行方向長さによる。例えば、典型的な場合を概略的に言うと、被処理基板10のy方向長さが約1000mm、電極パターン10aの数が走査線に対応して約1000本、コンタクト部材5の進行方向長さが75mmとして、75本である。コンタクト部材5の進行方向長さは、すでに説明した理由により10mmないし200mm程度、より実際的には50mmないし100mm程度にするのが好ましい。
【0044】
なお、コンタクト部材5は、必要に応じて図示するようにばねのような押し付け部材5aにより電極パターン10aに押し付けて電気的接触を維持するようにしてもよい。また、コンタクト部材5は、この実施形態では、少なくとも下面が導電性の材質であり摺動により被処理基板10上を移動する(したがって摺動により電極パターン10aとの接触状態が移行する)。また、コンタクト部材5をy方向に移動させるためのコンタクト部材移動走査部34には、例えば周知のような直線移動機構(例えばリニアモータなど)を用いることができる。コンタクト部材移動走査部34は、上述した制御部33により制御される。
【0045】
図4は、電流源32の出力電流値の推移を説明する図である。図4において、横軸はコンタクト部材5のy方向位置である。コンタクト部材5が一度に接触する電極パターン10aの数が最大3本である上記のような例では、図4(a)に示すように制御部33により出力電流値を推移させる。すなわち、コンタクト部材5が被処理基板10の角付近の待機位置にあるとき(=y1より前)には、コンタクト部材5と電極パターン10aとの接触はないので、出力電流値が0である。
【0046】
そして、コンタクト部材5をy方向に一定速度で移動させて電極パターン10aに最初に接触がなされた位置(y1)で電極パターン10a1本分の電流を出力するようにする。さらに移動が進み電極パターン10aとの接触が2本になる位置(y2)では2本の電極パターン10aそれぞれに上記1本分の電流が流れるように計2本分の電流を出力する。さらに移動が進み電極パターン10aとの接触が3本になる位置(y3)では3本の電極パターン10aそれぞれに上記1本分の電流が流れるように計3本分の電流を出力する。
【0047】
このように待機位置から移動していくときには接触する電極パターン10aの数に応じて徐々に電流源32に出力電流を増加させる。コンタクト部材5の長さ方向がすべて電極パターン10aが形成された領域に達したあと(y3からあと)には、コンタクト部材5のy方向位置により接触する電極パターン10aの数は、3と2とを交互に繰り返すのでこれに対応して電流源32の出力電流を制御する。これはyn−2まで続く。
【0048】
yn−2以降では、コンタクト部材5の長さ方向一部が電極パターン10aの形成された領域から外れるので、これにより接触する電極パターン10aの数が減少する。そこで、この減少に応じて電流源32の出力電流値を徐々に減少させる。なお、以上の説明内容は、コンタクト部材5が一度に接触する電極パターン10aの数がより多い場合でも同様の原理で適用できる。
【0049】
以上のような電流制御を行うと、電極パターン10aに流される電流値は、コンタクト部材5の移動を通じて一定しており、すなわちそれぞれの電極パターン10a当たり時間的に累積的に流される電荷の量も同じになる。これにより、電極パターン10aが形成された領域に相当する被処理基板10上の多結晶シリコン層は同程度にポーラス化される。
【0050】
よって、電極パターン10aが形成された領域をすべて表示装置の有効な領域として用いることができる。なお、以上の説明では、コンタクト部材5の移動を一定速度として説明したが、一定でない場合でも、電流源32の出力電流値を、電極パターン10a当たり時間的に累積的に流される電荷の量が同じになるように制御すれば、被処理基板10として同様の結果を得ることはできる。
【0051】
また、コンタクト部材5が一度に接触する電極パターン10aの数がある程度大きい場合には、図4(b)に示すように、電流源32の出力電流値のプロフィールを全体として等脚台形状として簡略化することもできる。このような等脚台形状のプロフィールでは、斜辺にあたる部分のy方向長さがコンタクト部材5の進行方向長さに相当し、上底と下底との平均が被処理基板10のうち電極パターン10aのある部分のy方向寸法に相当する。
【0052】
以上説明の実施形態では、電極パターン10aすべてに一度に電流を流す必要がないので電流源32の定格容量は相当に小さくできる。よって、陽極酸化処理に要する電流を削減することができ、小型の構成要素(具体的には小型の電流源32)により大型の被処理基板を処理することが可能になる。また、さらには、一度に電流を流す被処理基板10上の面積が小さくなるので、被処理基板10での電流の均一性を向上することも期待できる。これにより陽極酸化の均一性を増すことができる。
【0053】
次に、図1、図2中に示したランプユニット8について、その構成例を説明する。図5は、図1、図2中に示したランプユニット8として用いることができる構成例を示す平面図である。このランプユニット8は、細長い照射域を有するように図の上下方向には短く構成され、また、ランプユニット移動走査部51に架設されて図の上下方向に移動可能になっている。
【0054】
ランプユニット8の移動は、照射される被処理基板10における電流が流される部位の変更に合わせて上述した制御部33により行う。これにより、被処理基板10上で実際に陽極酸化がされる部位に必要な光を、より小さなランプユニット8で行うことができる。よって、ランプの数を減少させることができ、装置として安価になる。さらに、照射すべき領域が小面積であるから照射むらを小さくして、より均一な陽極酸化が実現できる。なお、ランプユニット移動走査部51によるランプユニット8の移動を上述の制御部33によると、容易にコンタクト部材5の移動と同期がとれ好都合である。
【0055】
次に、図1、図2中に示したカソード電極7について、その構成例を説明する。図8は、図1、図2に示したカソード電極7として用いることができる構成例を示す平面図である。このカソード電極7は、図の上下方向には短く構成され、また、カソード電極移動走査部61に架設されて図の上下方向に移動可能になっている。
【0056】
カソード電極7の移動は、被処理基板10における電流が流される部位の変更に合わせて上述した制御部33により行う。これにより、被処理基板10上で実際に陽極酸化がされる部位に対向して必要なカソード電極を、より小さなカソード電極7で実現することができる。よって、高価な電極材料(例えばプラチナ)の使用量を削減し、装置として安価になる。また、カソード電極7の被処理基板10との対向面積が小さくなることから、電界をより均一に発生させる可能性もある。これにより処理の均一性を向上できる。なお、カソード電極移動走査部61によるカソード電極7の移動を上述の制御部33によると、容易にコンタクト部材5の移動と同期がとれて好都合である。
【0057】
また、この例では、カソード電極移動走査部61にカソード電極7を架設して移動可能に構成しているが、カソード電極7を、図5で説明したランプユニット8に吊設して、ランプユニット8と一体として移動するように構成してもよい。
【0058】
さらに、図5、図6にそれぞれ示した、ランプユニット移動走査部51、カソード電極移動走査部61は、ランプユニット8、カソード電極7を図の上下方向に移動するのみの機構であるが、この機能に加えて、これらを紙面に垂直の方向に上下動するような機能の機構を加えてもよい。このような機構によれば、被処理基板10に対して最も適切な距離を隔ててランプユニット8、カソード電極7を位置させることができる。
【0059】
次に、コンタクト部材5の構成について図7を参照してさらに説明する。図7は、図1、図2、図3中に示したコンタクト部材5として用いることができる構造例をやや詳細に示す図である。図7(a)に示すものは、すでに説明したものと同じである。このコンタクト部材5の下面が摺動面とされており上面には例えばばねによる押し付け部材5aが付設されている。コンタクト部材5の少なくとも下面は導電性の材質からなり、電極パターン10aとの電気的接触を保てるようになっている。もちろん、下面に限らず全表面、またはソリッド状に導電性としてもよい。このようなコンタクト部材5は機構的に簡単に構成できる。
【0060】
図7(b)に示すものは別のコンタクト部材の例である。このコンタクト部材5Aは、ふたつのホイール5b、5bに掛け渡されたベルト状の導電性材である。ホイール5b、5bは、側面形状として台形状のフレーム5dの下底両端に設けられた回転軸5cに回転自在に取り付けられている。フレーム5dの上側には押し付け部材5aが付設されている。このようなコンタクト部材5Aを用いると、コンタクト部材5Aの移動がホイール5b、5bのころがりによって行なわれるので、より円滑な移動が実現する。また、コンタクト部材5Aとして摩耗が少なく寿命の点で有利である。
【0061】
図8は、上記説明した本発明の一実施形態(図3、図4で説明したもの)における被処理基板の電極パターンとコンタクト部材との位置関係を示す図である。すなわち、コンタクト部材5の移動最初および移動最後では、コンタクト部材5と電極パターン10aとの接触はない。コンタクト部材5を移動させるに伴いすでに説明した電流源32の制御を行うことにより、電極パターンの存在する部位(有効領域電極の部位)でポーラス化を均一に行うことができる。このポーラス化の均一形成部位が図示するように表示装置の有効領域VAとして用いられる。有効領域VAの外側に表示装置としての必要領域(他の電極の配置領域など)が残るように切り出される(切り出し領域CL)。
【0062】
図9は、図8と同様に、上記説明した一実施形態における被処理基板と電極パターンとコンタクト部材との位置関係を示す図である。ただし、この場合には、製造されるパネルとしての有効領域VAと切り出し領域CLとが図8に示す場合と違っており、すなわち、ほぼコンタクト部材5の進行方向長さ分だけ被処理基板10の上下辺側の両方で内側に設定されている。このような設定によるパネルによれば、ある特定の場合に生じ得る被処理基板10の上下辺近傍でのポーラス化不均一性を避けて表示装置用に供することができる。
【0063】
以下、特定の場合に生じる被処理基板10の上下辺近傍でのポーラス化不均一性について述べる。上記で説明したように、コンタクト部材5が接触する電極パターン10aの数に応じて処理電流を制御することにより各電極パターン10aへの電流値が等しくなり、これにより被処理基板上の各部位でのポーラス化は均一化される。この効果は顕著ではあるが、さらに詳細にみると、例えば、ポーラス化前の多結晶シリコン層の厚みが薄いものである場合などでは、次のような小さな不均一性を発生させる。
【0064】
すなわち、図9に示すように、コンタクト部材5を最初の状態から移動させていくと、接触している電極パターン10aが1本だけのときにはその電極パターン10a近傍での多結晶シリコン層のポーラス化が選択的に生じる。次に、接触する電極パターン10aが2本に増加すると電流源による駆動電流は2倍に変わるが(図4参照)、すでにポーラス化が進行している1本目の電極パターン10a近傍では、もともとの多結晶シリコン層が薄かったがためにより強い電界が発生する。すなわち、1本目の電極パターン10a近傍と2本目の電極パターン10a近傍とでは電流の大きさが異なり、その後のポーラス化の進行も1本目の電極パターン10a近傍の方が速くなる。
【0065】
同様に、接触する電極パターン10aが増加していく過程では、すでにポーラス化が進行している部位ほど電流が多く流れポーラス化がより進行する。接触する電極パターン10aが一定になると、このような現象の発生自体は変わらないが、時間的に積分されるので各部位でのトータルのポーラス化の程度は不変になる。また、コンタクト部材5の移動が最後の状態に近づき接触する電極パターン10aが減少していく過程では、接触する電極パターン10aが増加していく過程と反対の結果となり、最後の電極パターン10a近傍ほどポーラス化の程度は電流源制御のみかけで考えられる程度より小さくなる。
【0066】
以上より、ポーラス化前の多結晶シリコン層の厚みが薄いものである場合などでは、コンタクト部材5の移動の最初付近では、ポーラス化がより進行し、最後付近ではポーラス化がより抑制される。そこで、図9に示すように、有効領域VA、切り出し領域CLを設定すると、この比較的小さいポーラス化の不均一性を避けて表示装置製造に供することができる。すなわち、表示装置として、表示むらのより小さなものを得ることができる。なお、この場合には、図9に示すように、有効領域VAの外側にある電極パターンはダミー電極の位置付けとなる。
【0067】
図10は、図8に示した被処理基板の電極パターンとコンタクト部材との位置関係のもうひとつの例を示す図である。すなわち、図10に示すものは、図8に示した有効領域の外側にダミー電極を設けた被処理基板10Aを用いて陽極酸化処理を行なう。すなわち、ダミー電極を含む電極パターン10Aaが形成された被処理基板10Aを用いる。このような被処理基板10Aを用いる場合には、図4に示したようなプロフィールが等脚台形状またはこれに近い形状になる電流制御を行う必要はない。これは、コンタクト部材5がどの位置にあっても接触する電極パターン10Aaの数がほぼ同じだから(1つの増減はあるが)である。
【0068】
ただし、均一にポーラス化がされる被処理基板10Aの部位は、両端のダミー電極の内側(すなわち有効領域電極に対応する部位)になる。これは、ダミー電極の電極パターンではコンタクト部材5との接触時間が有効領域電極のそれより短く、よって累積的に注入される電荷量がダミー電極の部位では小さくなくからである。なお、この場合においても、切り出して表示装置として用いられる領域は、ポーラス化の均一形成部位およびその外側に及ぶ切り出し領域CLである。
【0069】
そこで、図10に示す被処理基板10Aのy方向(図で上下方向)の注入電荷量(光ドーズ量としてみることもできる)は、図11に示すようになる。図11は、図10に示した被処理基板10Aにおける注入電荷量(光ドーズ量)を示す図である。すなわち、注入電荷量(光ドーズ量)のy方向プロフィールが等脚台形状になり、その斜辺にあたる部分のy方向長さがコンタクト部材5の進行方向長さに相当する。また、上底にあたる部分のy方向長さが表示装置としての有効領域VAに相当し、この有効領域VAを含むように両側に張り出して切り出し領域CLとなる。
【0070】
すなわち、この実施形態で製造される表示装置用パネルは、基板の上下辺近傍に、この近傍に挟まれる部位よりポーラス化の程度が小さい部位が形成されたものとなる。この実施形態においても、陽極酸化処理に要する電流を削減することができ、よって小型の構成要素(具体的には小型の電流源32)により大型の被処理基板を処理することが可能になることは、先の実施形態と同じである。また、一度に電流を流す被処理基板10A上の面積が小さくなるので、被処理基板10Aでの電流の均一性を向上することも期待でき、これにより陽極酸化の均一性を増すことができるのも同様である。さらには、図5、図6、図7に示したような構成の適用性についても何ら変らない。
【0071】
以上の各説明では、光の照射を行なう陽極酸化を例に挙げて説明したが、光の照射を行なわない陽極酸化処理の場合でも同様に構成要素の小型化の効果を得ることができる。
【0072】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、被処理基板の辺に沿って移動するコンタクト部材により陽極酸化のための通電を被処理基板の一部ずつ行なう。したがって、処理に要する電流を削減することができ、小型の構成要素により大型の被処理基板を処理することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る陽極酸化装置の基本構成を模式的に垂直断面として示す図。
【図2】図1の続図であって、本発明の一実施形態に係る陽極酸化装置の基本構成を模式的に垂直断面として示す図。
【図3】図1、図2中に示した枠体3の平面図、およびコンタクト部材5に接続される各構成要素を示す図。
【図4】図3中に示した電流源32の出力電流値の推移を説明する図。
【図5】図1、図2中に示したランプユニット8として用いることができる構成例を示す平面図。
【図6】図1、図2に示したカソード電極7として用いることができる構成例を示す平面図。
【図7】図1、図2、図3中に示したコンタクト部材として用いることができる構造例をやや詳細に示す図。
【図8】本発明の一実施形態における、被処理基板の電極パターンとコンタクト部材との位置関係を示す図。
【図9】本発明の一実施形態における、被処理基板の電極パターンとコンタクト部材との位置関係の別の例を示す図。
【図10】図8に示した被処理基板の電極パターンとコンタクト部材との位置関係のもうひとつの例を示す図。
【図11】図10に示した被処理基板における光ドーズ量および注入電荷量を示す図。
【符号の説明】
1…ステージ 2…基板リフタ 3…枠体 4…シール部材 5、5A…コンタクト部材 5a…押し付け部材 5b…ホイール 5c…回転軸 5d…フレーム 6…薬液供給排出ポート 7…カソード電極 8…ランプユニット 9…ランプ 10、10A…被処理基板 10a、10Aa…電極パターン 11…薬液 11a…残留薬液または希釈洗浄液 31…導線 32…電流源 33…制御部 34…コンタクト部材移動走査部 51…ランプユニット移動走査部 61…カソード電極移動走査部
Claims (14)
- 光を放射するランプと、
被処理基板をその被処理部を上方に向けて載置可能でかつ前記放射された光が到達する位置に設けられたステージと、前記ステージ上に位置する枠体とを有する処理槽と、
前記放射された光が前記載置された被処理基板に到達する途上に設けられ、前記光を通過させるための開口部を備えたカソード電極と、
前記枠体と前記載置された被処理基板との間に液体シール性を確立するシール部材と、
前記シール部材の環状外側で前記被処理基板の電極パターンに接触可能に設けられ、かつ前記載置された被処理基板の辺に沿って移動する導電性のコンタクト部材と、
前記コンタクト部材に電気的に接続され、前記コンタクト部材が移動するにつれ、接触する前記載置された被処理基板の電極パターンの数に応じて出力電流値を設定する電流源と
を具備することを特徴とする陽極酸化装置。 - 前記コンタクト部材の前記移動の方向における、前記被処理基板の前記電極パターンとの接触に供し得る長さは、10mmないし200mmであることを特徴とする請求項1記載の陽極酸化装置。
- 前記コンタクト部材は、摺動により前記被処理基板の前記電極パターンに接触しつつ移動することを特徴とする請求項1記載の陽極酸化装置。
- 前記コンタクト部材は、ころがりにより前記被処理基板の前記電極パターンに接触しつつ移動することを特徴とする請求項1記載の陽極酸化装置。
- 前記コンタクト部材の移動に伴い、同期して前記ランプと前記カソード電極とを移動させる移動走査部をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の陽極酸化装置。
- 前記電流源は、前記コンタクト部材が接触する前記被処理基板の前記電極パターンの数に比例する電流を出力することを特徴とする請求項1記載の陽極酸化装置。
- 前記コンタクト部材を一定速度で移動させるコンタクト部材移動走査部をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の陽極酸化装置。
- ステージ上に前記被処理基板をその被処理部を上に向けて載置するステップと、
前記載置された被処理基板を底部として前記被処理基板上に枠体を位置させ、該枠体と前記載置された被処理基板との間に液体シール性が確立するように処理槽を形成するステップと、
前記形成された処理槽に薬液を導入しかつ該導入される薬液中にカソード電極を位置させるステップと、
前記被処理基板が有する電極パターンの一部に、前記枠体の外側で導電性のコンタクト部材を接触させ、前記電極パターンの一部と前記カソード電極との間を電流駆動しつつ、前記薬液に接触させられている前記被処理基板の被処理部に光を照射するステップとを有し、
電流駆動しつつ光を照射する前記ステップは、前記コンタクト部材を移動させ、該移動によって前記コンタクト部材が接触する前記被処理基板の前記電極パターンの数に応じて前記電流駆動の出力電流値を設定しながら行なう
ことを特徴とする陽極酸化方法。 - 前記コンタクト部材の移動は、摺動により前記被処理基板の前記電極パターンに接触しつつなされることを特徴とする請求項8記載の陽極酸化方法。
- 前記コンタクト部材の移動は、ころがりにより前記被処理基板の前記電極パターンに接触しつつなされることを特徴とする請求項8記載の陽極酸化方法。
- 前記コンタクト部材の移動に伴い、同期して前記ランプと前記カソード電極とを移動させることを特徴とする請求項8記載の陽極酸化方法。
- 前記電流駆動は、前記コンタクト部材が接触する前記被処理基板の前記電極パターンの数に比例する電流を出力してなされることを特徴とする請求項8記載の陽極酸化方法。
- 前記コンタクト部材の移動は、一定速度でなされることを特徴とする請求項8記載の陽極酸化方法。
- 基板と、
前記基板上に形成された走査線相当の電極パターンと、
前記電極パターンを覆って形成されたポーラスシリコン層であって、前記基板の上下辺近傍でのポーラス化の程度が前記上下辺近傍に挟まれる部位のポーラス化の程度と異なる前記ポーラスシリコン層と
を具備することを特徴とする表示装置用パネル。
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