KR100261945B1

KR100261945B1 - 액정표시장치의 제조방법 및 기판세정방법

Info

Publication number: KR100261945B1
Application number: KR1019980023563A
Authority: KR
Inventors: 요시유키 나가하라; 나오야 하야미즈; 나오아키 사쿠라이; 노리코 오코시; 도시타카 노나카; 히로아키 후루야
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1997-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2000-07-15
Also published as: KR19990007216A; US6210748B1; TW502130B; US6444255B2; US20010012544A1

Abstract

본 발명은, 세정력을 저하시키는 일없이 제조비용을 가급적 억제하는 것을 가능하게 한다.

이를 위해 본 발명은, 전극기판상에 배향막재료를 도포하기 전에, 산화환원전위가 -860~ -400mV, pH치가 8~12인 수소가스 용존수를 이용하여 전극기판을 브러쉬 세정하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 제조방법 및 기판세정방법

본 발명은 액정표시장치의 제조방법 및 기판세정방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는, 박형경량(薄型輕量), 저소비전력 등의 특징으로 인하여 노트형 퍼스컴(personal computer)이나 서브노트형 퍼스컴의 표시장치로서 널리 이용되고 있다. 퍼스컴의 성능향상에 따라, 표시장치는 표시용량과 표시면적의 확대, 화질의 향상이 요구되고 있다. 화질의 향상의 요구에 따라 제조공정중에 발생한 손상이나 얼룩이 화질의 열화의 원인으로 되고 있다. 이러한 손상이나 얼룩의 발생을 극력 억제하기 위해, 각 공정에서의 전처리로서 행해지는 세정공정에서는 미세한 먼지(입자)를 제거할 필요가 있는 동시에 기판에 부착된 유기물피막도 제거할 필요가 있다.

액정표시장치의 제조방법에 이용되는 종래의 세정공정을 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다.

도 8은 배향막이 형성되기 전의 기판의 세정공정을 나타낸 도면이고, 도 9는 배향막이 형성된 후의 기판의 세정공정을 나타낸 도면이다. 여기에서 배향막이 형성되기 전의 기판이란, 예컨대 기판이 어레이기판인 경우, 즉 투명기판상에 서로 교차하도록 복수의 주사선과 복수의 신호선이 배치되고, 주사선과 신호선의 교차부의 각각에 스위칭소자로서 박막트랜지스터(이하, TFT라고도 한다)가 배치된 때의 기판을 의미한다. 또, 기판이 어레이기판과 대향하는 대향기판, 예컨대 컬러 필터(color filter)기판(이하, CF기판이라고도 한다)의 경우, 즉 투명기판상에 격자모양으로 흑색 유기수지로 이루어진 차광막이 배치되고, 이들의 격자간 간격을 메우도록 스트라이프상에 적, 청, 녹으로 이루어진 복수색의 착색층이 배치되고, 이들 착색층 전면(全面)에 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 공통전극이 형성되는 구조의 기판인 경우는, 적어도 공통전극이 형성된 때의 기판을 의미한다.

도 8로 되돌아가서, 배선막이 형성되기 전의 기판의 세정공정을 설명한다. 이러한 기판(2)은 먼저 반송롤러(111)에 의해 브러쉬(brush) 세정 유니트(120)로 보내진다. 그러면, 세정액이 노즐(125)로부터 기판(2)으로 내뿜어진다. 이 세정액은 계면활성제를 순수(純水; 순수한 물)로 소정농도로 되도록 조합한 것으로, 조합탱크(110)에서 조합되어 펌프(115)에 의해 퍼내어져 노즐(125)에 공급된다.

세정액이 내뿜어진 기판(2)은 그 표면이 브러쉬(123)에 의해 문질러짐으로써 비교적 큰 먼지(입자)가 제거되어 세정된다. 따라서, 이 브러쉬 세정 유니트(120)로부터의 배수(排水)는 계면활성제의 농도가 높다.

다음에 브러쉬(123)에 의해 세정된 기판(2)은 반송롤러(111)에 의해 순수고압 제트 유니트(jet unit; 130)로 보내진다. 그러면, 고압 제트 노즐(135)로부터 고압의 순수가 기판(2)으로 내뿜어진다. 이에 따라, 기판(2)상의 계면활성제가 순수로 치환됨과 더불어, 고압의 순수에 의해 입자가 제거된다. 한편, 상기 고압의 순수는 순수탱크(도시하지 않음)로부터 고압펌프(133)에 의해 퍼내어져 고압 제트 노즐(135)에 공급되고, 이 고압 제트 노즐(135)로부터 제트류(流)로서 분사된다.

다음에 상기 기판은 반송롤러(111)에 의해 샤워 유니트(shower unit; 140)로 보내진다. 그러면 샤워 노즐(143)로부터 순수가 기판(2)으로 내뿜어져, 계면활성제 및 고압 제트 유니트(130)에서 처리된 물(계면활성제의 농도가 중간정도인 물)이 씻어진다. 따라서 이 샤워 유니트(140)로부터의 배수는 계면활성제의 농도가 저농도인 물로 되어 있다.

다음에 기판(2)은 반송롤러(111)에 의해 초음파 세정 유니트(150)로 보내진다. 그리고 발진기(153)에 의해 구동되는 초음파 노즐(154)로부터 초음파 진동 에너지가 가해진 순수가 분출되어 기판(2)으로 분사된다. 이에 의해, 기판(2)에 부착되어 있었던 비교적 작은 입자가 제거됨과 더불어 샤워 유니트(140)에서 사용된 물이 씻어 내어진다. 그후, 상기 기판(2)은 반송롤러(111)에 의해 샤워 유니트(160)로 보내지고, 샤워 노즐(163)로부터 순수가 내뿜어져 초음파 세정 유니트(150)에서 세정처리된 물이 씻겨 흘러간다. 이 경우, 초음파 세정 유니트(150) 및 샤워 유니트(160)로부터의 배수는 계면활성제의 농도가 상당히 낮기 때문에, 일반 배수로서 처리할 수 있다.

다음에 기판이 반송롤러(111)에 의해 탈수 유니트(170)로 반송된다. 그리고 기판(2)의 표면에 부착되어 있는 물이 에어 나이프(air knife; 172)에 의해 제거된다. 그후, 이 탈수된 기판(20)은 핫 플래이트(hot plate; 180)로 반송되어 건조된다.

다음에, 이와 같이 하여 건조된 기판(2)에 배향막재료가 도포되고, 러빙(rub bing)처리가 실시됨으로써 배향막이 형성된다. 이 배향막이 형성된 기판(2)의 세정공정을 도 9를 참조하여 설명한다. 먼저, 기판(2)은 도시하지 않은 로더(loa der)에 의해 초음파세정 유니트(220)의 통(224)내에 탑재된다. 이 통(224)에는 조합탱크(210)로부터 펌프(215)를 매개로 세정액이 공급되고 있다. 여기에서, 이 세정액은 조합탱크(210)에서 계면활성제의 농도가 소정치로 되도록 조합된 것이다. 또, 상기 통(224)의 하부에는 발진기(223)에 의해 초음파 진동 에너지가 가해지고 있다. 따라서, 기판(2)에는 세정액내에서 초음파 진동 에너지가 가해지게 되어, 세정이 행해진다.

다음에 기판(2)은 반송롤러(211)에 의해 순수 고압 제트 유니트(230)로 보내진다. 그리고 고압 제트 노즐(235)로부터 고압의 순수가 내뿜어져, 기판(2)상의 계면활성제가 순수로 치환됨과 더불어 기판(2)상의 입자가 제거된다. 상기 순수는 도시하지 않은 순수탱크로부터 퍼내어져 고압 제트 노즐(235)에 공급된다. 또, 초음파 세정 유니트(220)로부터 배출되는 배수는 계면활성제의 농도가 높지만, 순수 고압 제트 유니트(230)로부터 배출되는 배수의 계면활성제의 농도는 중간정도로 되어 있다.

다음에 기판(2)은 반송롤러(211)에 의해 샤워 유니트(240)로 보내지고, 샤워 노즐(243)로부터 순수가 기판으로 내뿜어진다. 이에 따라 계면활성제 및 고압 제트 유니트(230)에서 사용된 물이 씻어 내어진다. 이 샤워 유니트(240)로부터의 배수는 계면활성제의 농도가 저농도로 된다.

다음에 기판(2)은 반송롤러(211)에 의해 초음파 세정 유니트(250)로 보내진다. 그리고 발진기(253)에 의해 구동되는 초음파 노즐(254)로부터 초음파 진동 에너지가 가해진 순수가 분출되어 기판(2)으로 분사된다. 이에 따라, 기판(2)에 부착되어 있던 비교적 작은 입자가 제거됨과 더불어 샤워 유니트(240)에서 사용된 물이 씻어 내어진다.

그후, 상기 기판(2)은 반송롤러(211)에 의해 샤워 유니트(260)로 보내진다. 그리고 샤워 노즐(263)로부터 순수가 내뿜어지고, 초음파 세정 유니트(250)에서 세정처리된 물이 씻겨 흘러간다. 이 경우, 초음파 세정 유니트(250) 및 샤워 유니트(260)로부터의 배수는 계면활성제의 농도가 상당히 낮기 때문에, 일반 배수로서 처리할 수 있다.

다음에 기판(2)은 스핀(spin) 건조 유니트(270)로 반송되어 스핀 테이블(spin table; 274)상에 고정된다. 이 스핀 테이블(274)은 모터(272)에 의해 회전구동되기 때문에, 기판(2)도 스핀 테이블(274)과 함께 회전되어 기판(2)의 표면에 부착되어 있는 물의 탈수가 행해진다. 그후, 기판(2)은 핫 플래이트(280)로 반송되어 건조된다.

상술한 바와 같이, 종래의 액정표시장치의 제조방법에 있어서는, 세정액으로서 계면활성제가 사용되고 있다. 이 계면활성제는 자연계에 대하여 유해하고, 또한 상기 각 유니트로부터의 배수는 계면활성제의 농도가 다르기 때문에 각 유니트마다 회수하여 배수처리할 필요가 있다. 또, 계면활성제는 물과의 치환성이 나쁘고, 또한 기판에 잔류한 경우에는 얼룩으로 남아 표시품위가 떨어지기 때문에 헹굼에 대량의 순수를 필요로 함과 더불어 헹굼처리에 시간이 걸린다. 이 때문에, 제조비용이 상승한다는 문제가 있다.

더욱이, 계면활성제를 함유한 세정액은 양호한 세정성을 얻기 위해 소정의 농도로 되도록 순수로 희석조합할 필요가 있는 동시에 소정의 온도로 조정할 필요가 있어, 장치가 대형화됨과 더불어 제조비용이 상승한다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 사정을 고려하여 발명된 것으로, 세정력을 저하시키지 않고 제조비용의 상승을 가급적 억제할 수 있는 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 제1실시형태의 제조수순을 나타낸 플로우챠트이고,

도 2는 본 발명에 따른 제조방법의 브러쉬 세정공정을 설명하는 모식도,

도 3은 본 발명에 따른 제조방법의 초음파 세정공정을 설명하는 모식도,

도 4는 배향막형성전의 기판에 수소가스 용존수의 ORP치를 바꾸어 브러쉬 세정을 행한 경우의 기판표면의 입자의 잔류율의 측정결과를 나타낸 그래프,

도 5는 배향막형성전의 기판에 수소가스 용존수의 ORP치를 바꾸어 초음파세정을 행한 경우의 기판표면의 입자의 잔류율의 측정결과를 나타낸 그래프,

도 6은 배향막형성후의 기판에 수소가스 용존수의 OPR치를 바꾸어 초음파세정을 행한 경우의 기판표면의 입자의 잔류율의 측정결과를 나타낸 그래프,

도 7은 본 발명에 따른 제조방법의 제2실시형태의 세정공정을 설명하는 모식도,

도 8은 배향막형성전의 종래의 세정공정을 설명하는 도면,

도 9는 배향막형성후의 종래의 세정공정을 설명하는 도면,

도 10은 배향막이 형성된 기판의, 본 발명에 관련된 초음파세정공정을 설명하는 모식도,

도 11은 배향막이 형성된 기판의, 본 발명에 관련된 초음파세정공정을 설명하는 모식도,

도 12는 배향막이 형성된 기판의 초음파세정공정의 나쁜 예를 나타낸 모식도,

도 13은 배향막이 형성된 기판의 초음파세정공정의 나쁜 예를 나타낸 모식도,

도 14는 수소가스 용존수를 생성하는 가스용해방식의 설명도,

도 15는 수소가스 용존수의 용존수소농도와 미립자 제거율과의 관계를 나타낸 그래프,

도 16은 물 전기분해방식 및 가스 용해방식에 의해 각각 생성된 수소가스 용존수의 특성을 나타낸 도면,

도 17은 탈기초순수(脫氣超純水), 암모니아가 첨가된 캐소드 수(cathode wat er) 및 암모니아가 첨가된 수소가스 용존수를 각각 이용하여 초음파세정을 행한 때의 미립자 제거율을 나타낸 그래프,

도 18은 수소가스 용존수 생성방법의 제1구체예를 설명하는 모식도,

도 19는 수소가스 용존수 생성방법의 제2구체예를 설명하는 모식도,

도 20은 수소가스 용존수 생성방법의 제3구체예를 설명하는 모식도,

도 21은 수소가스 용존수 생성방법의 제4구체예를 설명하는 모식도,

도 22는 수소가스 용존수 생성방법의 제5구체예를 설명하는 모식도,

도 23은 액정표시장치의 개략단면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

2 --- 기판, 10 --- 수소가스 용존수 생성장치,

11 --- 반송롤러, 20 --- 브러쉬 세정 유니트,

23 --- 브러쉬, 25 --- 노즐,

30 --- 샤워 유니트, 33 --- 샤워 노즐,

40 --- 초음파세정 유니트, 41 --- 스핀 컵 장치,

42 --- 수소가스 용존수 공급장치, 43 --- 발진기,

44 --- 초음파 노즐, 45 --- 노즐,

46 --- 스핀 컵, 47 --- 스핀 테이블,

48 --- 모터, 49 --- 수소가스 용존수,

50 --- 샤워 유니트, 60 --- 탈수 유니트,

62 --- 에어 나이프, 70 --- 핫 플래이트,

350 --- 용존 모듈, 351 --- 입구,

353 --- 출구, 355 --- 입구부,

360 --- 중공 모듈, 362 --- 가스 교환막,

365 --- 구멍, 401 --- 전해수 생성장치,

402 --- 밸브, 402A, 402B, 402C --- 밸브,

403 --- 지지전해질 첨가장치,

403A, 403B, 403C --- 지지전해질 첨가장치,

404 --- 밸브, 404A, 404B, 404C --- 밸브,

405 --- 수소가스 용존수 생성장치,

405A, 405B, 405C --- 수소가스 용존수 생성장치,

406A, 406B, 406C --- 밸브, 407A, 407B, 407C --- 세정조,

408A, 408B, 408C --- 밸브, 411 --- 순수공급장치.

본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 전극기판상에 배향막재료를 도포하기 전에, 산화환원전위가 -860~-400mM, pH치가 8~12인 수소가스 용존수(溶存水)를 사용하여 브러쉬 세정하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 기판세정방법은, 기판을 수소가스 용존수를 사용하여 세정하는 기판세정방법에 있어서, 용존수소가스 농도가 0.5~2ppm인 수소가스 용존수를 사용하여 초음파세정하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 구성된 액정표시장치의 제조방법 및 기판세정방법에 의하면, 기판의 세정에 수소가스 용존수(수소가스가 녹아있는 물)가 사용되고 있기 때문에, 계면활성제를 이용하는 종래의 방법에 비하여, 특별한 배수처리가 필요치 않게 되어, 제조비용의 상승을 방지할 수 있다. 또, 수소가스 용존수는 기판표면에 잔류하기 어렵고, 비록 잔류해도 단순한 물로 된다. 이 때문에 종래의 방법에 비하여, 세정후에 행해진 헹굼처리에 사용되는 순수가 적어짐과 더불어 헹굼처리시간을 단축할 수 있게 되어 제조비용의 상승을 방지할 수 있다. 또 실험결과에 의하면, 적절한 산화환원전위치의 수소가스 용존수를 이용하면, 종래와 동등 또는 그 이상의 세정력을 얻는 것이 가능해진다.

브러쉬 세정은 비교적 큰 입자의 제거에 유효하고, 초음파세정은 비교적 작은 입자의 제거에 유효하다.

전극기판을 수소가스 용존수를 이용하여 브러쉬 세정할 때에, 수소가스 용존수의 산화환원전위가 -860~-400이고, pH치는 8~12로 하고 있다. 이것은 산화환원전위의 값이 마이너스이고 그 절대치가 큰 값으로 함으로써, 금속부식을 방지할 수 있다. 또, pH치를 8이상으로 함으로써, 브러쉬에 의해 제거된 입자(먼지)의 재부착을 방지할 수 있다. pH치를 12이하로 함으로써, 금속전극의 용융을 방지할 수 있다.

또, 기판을 수소가스 용존수를 이용하여 초음파세정할 때에는, 용존수소농도가 0.5ppm이상의 범위인 수소가스 용존수를 이용하면, 세정효과가 높다는 것이 실험결과로부터 얻어지고 있다. 상압에서의 수소가스의 포화는 약 2ppm이고, 가압 등을 행함으로써 용존수소농도를 높이는 것이 가능하다.

(실시형태)

본 발명의 실시형태를 설명하기 전에 액정표시장치에 대해 설명한다. 도 23에 나타낸 바와 같이, 액정표시장치(520)는 대향기판(534)과 어레이기판(535)과의 사이에 액정층(533)을 끼워 구성되어 있다. 대향기판(534)은, 글래스기판(521)상에 공통전극(524), 배향막(525)이 적층되어 있다. 한편, 어레이기판(535)은, 기판(526)상에 복수의 신호선(530)과 복수의 주사선(도시하지 않음)이 교차하여 배치되고, 각 교차점마다 스위칭소자(531)와 스위칭소자(531)를 포함하는 기판전면에 적, 녹, 청의 3색으로 이루어진 착색층(522) 및 이 착색층(522)상에 스위칭소자(531)에 접속된 화소전극(532)이 배치되고, 이들 전체를 덮도록 배향막(525)이 배치되어 이루어진다. 2매의 기판(534, 535)을 맞붙인 후, 액정이 봉입되어 액정표시장치가 완성된다.

본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법의 제1실시형태를 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 1에 본 실시형태의 제조방법의 제조공정을 나타내었다.

먼저, 도 1의 스텝 F1에 나타낸 바와 같이, 투명기판상에 배향막이 형성되기 전까지의 공정을 행한다. 기판이 어레이기판인 경우는 화소전극을 형성하는 공정까지 행하고, 대향기판인 경우는 대향전극의 형성까지의 공정을 행한다.

이때 어레이기판의 화소전극까지의 형성은 이하와 같이 하여 행해진다.

투명기판상에 게이트전극 및 주사선용의 금속으로서 Mo(Molybdenum)와 W(Tungsten)와의 합금을 스퍼터(sputter)법에 의해 소정의 두께로 형성한다. 이 합금의 위에 포토레지스트를 도포한 후, 포토 프로세스에 의해 주사선 및 게이트전극을 형성하는 부분에 포토레지스트가 남도록 패터닝한다. 이어서, 포토레지스트가 제거된 부분, 즉 Mo와 W와의 합금이 노출되어 있는 부분을 에칭법에 의해 제거하고, 주사선 및 게이트전극을 형성한다. 다음에, 절연막으로서 실리콘 산화물을 형성한다. 이어서, 반도체소자로서 비결정 실리콘(amorphous silicon)을 패터닝형성하여 능동소자부로서 형성한다. 이어서 Mo막을 전면 형성하고, Al과 Nd(Neody nium)의 합금막을 각각 스퍼터법에 의해 전면 형성한 후, 포토리소그래피 및 에칭법을 이용하여 패터닝하고, 신호선, 드레인전극, 소스전극을 형성하여 박막트랜지스터를 형성한다. 이어서, 적, 녹, 청의 3색의 유기수지로 이루어진 착색층을 스트라이프 모양으로 설치한다. 각 착색층에는, 후에 형성하는 화소전극과 박막트랜지스터를 접속하기 위해 스루홀(through hole)을 설치하고 있다. 다음에, 소스전극에 접속하여 각 박막트랜지스터마다 ITO로 이루어진 화소전극을 착색층상에 형성하여 어레이기판을 완성한다.

이와 같이 배향막이 형성되기 전까지의 공정이 행해진 기판을 수소가스가 물에 녹아있는 수소가스 용존수를 이용하여 브러쉬 세정하고, 이어서 헹굼처리를 행한다(도 1의 스텝 F2, F3 참조). 이 브러쉬 세정 및 헹굼처리는 비교적 큰 입자를 제거하는 것으로, 예컨대 도 2에 나타낸 브러쉬 세정 유니트(20) 및 샤워 유니트(30)에서 행해진다.

도 2에 나타낸 바와 같이 브러쉬 세정 유니트(20)에 기판(2)이 반입되면, 수소가스 용존수 생성장치(10)로부터 공급된 수소가스 용존수가 노즐(25)로부터 기판(2)으로 내뿜어진다. 수소가스 용존수가 내뿜어진 기판(2)은 그 표면이 브러쉬(23)에 의해 문질러짐으로써 세정된다. 그리고, 브러쉬 세정이 종료된 기판은 반송롤러(11)에 의해 샤워 유니트(30)로 보내진다. 그러면, 샤워 노즐(33)로부터 순수가 기판(2)으로 내뿜어져 헹굼처리가 행해진다.

일반적으로, 수소가스 용존수로서는

(a) 후술하는 가스용해방식에 의해 생성한 수소가스 용존수,

(b) 순수를 전기분해함으로써 얻어지는 캐소드 수,

(c) 순수를 전기분해함으로써 얻어지는 캐소드 수에 알칼리성의 물질(예컨대, NH₄OH)을 첨가함으로써 얻어지는 수소가스 용존수, 및

(d) 지지전해질(예컨대, NH₄OH)이 첨가된 순수를 전기분해함으로써 얻어지는 캐소드 수,

중 어느 하나가 이용된다. 본 실시형태에 있어서는, (d)의 캐소드 수가 수소가스 용존수로서 이용되고 있다.

이 실시형태에 이용되는 수소가스 용존수는 전기분해에 의해 예컨대 다음과 같이 생성된다.

먼저, 순수가 수용된 수조(水槽)를 다공질의 막으로 2개의 영역으로 나누고, 이 다공질의 막으로 나누어진 수조의 한쪽의 영역에 음전극을 설치하고, 다른 쪽의 영역에 양전극을 설치하며, 이들 전극에 직류전압을 인가한다. 한편, 이 실시형태에 있어서는, 상기 순수에는 전기분해효율을 높이기 위해 지지전해질(支持電解質)이 첨가되어 있다. 전기분해가 개시되면, 음극에 H⁺이온이 끌어당겨지고, 이 H⁺이온이 음전극으로부터 전자를 받아서 H₂가스로 되어 방출된다. 이 때문에, 음전극 부근에서는 H⁺이온의 수가 감소하여 OH^-이온이 남아 음전극 부근의 물(음극수)은 알칼리성을 나타낸다. 마찬가지로, 양극에서는 OH^-이온이 끌어당겨지고 이 OH^-이온이 양전극에 전자를 빼앗겨 O₂가스로 되어 방출된다. 이 때문에, 양전극 부근의 물(양극수)은 OH^-이온이 감소하여 H⁺이온이 남기 때문에 산성으로 된다.

일반적으로, 전기분해에 의해 생성된 캐소드 수는 pH치가 변화함과 더불어 통상의 약품보다도 높은 산화환원전위[이하, ORP(Oxidation-Reduction Potential)라고도 한다]를 나타낸다. 이 ORP치는 지지전해질의 첨가량에 의해 제어할 수 있다.

본 실시형태의 브러쉬 세정에 이용된 수소가스 용존수는 지지전해질로서 암모니아가 2×10^-3mol/ℓ의 비율로 첨가된 캐소드 수로서 ORP가 약 -800mV이고 pH치가 약 10.5인 캐소드 수였다.

여기에서, pH의 값은 노즐(25)의 토출구(吐出口)에서 측정되고, ORP의 값은 표준 수소전극을 이용하여 측정된다.

이 수소가스 용존수를 이용하여 브러쉬 세정을 행했을 때의 기판의 표면의 입자의 잔류율은, 종래와 같이 계면활성제를 이용하여 브러쉬 세정을 행한 경우의 입자의 잔류율을 1로 하면, 약 0.3이었다. 따라서, 종래의 경우에 비하여 매우 좋은 세정력을 얻을 수 있다.

또, pH치도 약 10.5이기 때문에, 브러쉬 세정후의 수소가스 용존수는 특별히 처리하는 일없이 일반 배수로서 배출하는 것이 가능해진다.

다시 도 1로 되돌아가서, 이와 같이 브러쉬 세정 및 헹굼공정이 종료된 기판은, 초음파 에너지가 부가된 수소가스 용존수를 이용하여 세정된다(도 1의 스텝 F4 참조). 그리고, 헹굼 및 탈수가 행해진 후(도 1의 스텝 F5 참조), 건조된다(도 1의 스텝 F6 참조).

이 초음파세정공정은 비교적 작은 입자를 제거하는 것으로, 예컨대 도 3에 나타낸 바와 같이 스핀 컵(spin cup) 장치(41)를 이용하여 세정, 헹굼, 탈수를 행할 수 있다. 이 스핀 컵 장치(41)를 이용한 초음파세정공정을 이하에 설명한다.

기판(2)은 도시하지 않은 로더(loader)에 의해 스핀 컵(46)내의 스핀 테이블(47)에 탑재되어 고정된다(도 3참조). 스핀 테이블(47)은 모터(48)에 의해 회전구동된다. 이 때문에, 테이블(47)에 고정된 기판(2)도 회전된다. 이 회전하고 있는 기판(2)의 상면에 초음파 에너지가 부가된 수소가스 용존수가 초음파 노즐(44)로부터 분사된다. 수소가스 용존수는 수소가스 용존수 공급장치(42)로부터 초음파 노즐(44)로 공급되고, 발진기(43)에 의해 초음파 노즐(44)이 구동됨으로써 초음파 에너지가 부가된다.

이경우, 초음파 노즐(44)은 회전중심으로부터 회전반경방향을 따라 기판(2)으로 표면에 평행하게 이동가능하게 되어 있으므로, 기판표면은 얼룩없이 똑같이 세정할 수 있다. 초음파세정공정이 종료하면, 수소가스 용존수의 공급이 정지되고, 노즐(45)로부터 순수가 회전하고 있는 기판(2)에 내뿜어져 헹굼처리가 행해진다. 그후, 순수의 공급을 정지하고, 스핀 테이블(47)을 고속으로 회전시킴으로써 탈수처리가 행해진다. 탈수처리가 종료된 기판은 스핀 테이블 장치(41)로부터 떼어 내어져 도시하지 않은 핫 플래이트로 반송되어 건조처리가 행해진다.

이 실시형태에 있어서는, 초음파세정공정에 이용된 수소가스 용존수로서는 브러쉬 세정공정에 이용되는 수소가스 용존수와 같은 것, 즉 같은 ORP치의 수소가스 용존수를 사용했지만, 브러쉬 세정공정과는 ORP의 값이 다른 수소가스 용존수를 이용해도 좋다.

본 실시형태와 같이 수소가스 용존수를 이용한 초음파세정공정 및 헹굼공정을 행한 경우는, 종래에 비하여 기판표면의 입자의 잔류율이 작음을 알 수 있었다.

다음에, 상기 초음파공정, 헹굼 및 탈수공정, 및 건조공정이 종료된 기판에는 배향막이 형성된다(도 1의 스텝 F7 참조). 즉, 기판의 전극이 형성된 면에, 예컨대 폴리이미드로 이루어진 배향막재료가 도포되고, 건조함으로써 폴리이미드막을 형성한다. 그리고, 이 폴리이미드막에 러빙처리를 하여 배향막이 형성된다.

다음에, 이와 같이 배향막이 형성된 기판은, 초음파 에너지가 부가된 수소가스 용존수를 이용하여 세정된다(도 1의 스텝 F8 참조). 그리고, 헹굼 및 탈수가 행해진 후(도 1의 스텝 F9 참조), 건조된다(도 1의 스텝 F10 참조). 이 초음파세정공정, 헹굼 및 탈수공정은 비교적 작은 입자를 제거하는 것으로, 예컨대 도 3에 나타낸 스핀 컵 장치(41)를 이용하여 행할 수 있다. 이 스핀 컵 장치(41)를 이용한 초음파세정공정을 도 3 및 도 10 내지 도 13을 참조하여 설명한다.

도 10은 도 3에 나타낸 스핀 컵 장치의 상면도를 나타내고, 도 11은 도 10에 나타낸 스핀 컵 장치에 탑재된 기판(2)의 반단면도이다. 또, 도 12는 도 3에 나타낸 스핀 컵 장치의 상면도를 나타내고, 도 13은 도 12에 나타낸 스핀 컵 장치에 탑재된 기판(2)의 반단면도이다.

기판(2)은 도시하지 않은 로더에 의해 스핀 컵(46)내의 스핀 테이블(47)에 탑재되어 고정된다(도 3참조). 스핀 테이블(47)은 모터(48)에 의해 회전구동된다(도 3참조). 이 때문에, 테이블(47)에 고정된 기판(2)도 회전된다. 이 때의 회전방향은 도 10에 나타낸 화살표(310)의 방향으로 한다. 이 회전하고 있는 기판(2)의 상면에 초음파 에너지가 부가된 수소가스 용존수(49)가 초음파 노즐(44)로부터 분사된다(도 11 참조). 수소가스 용존수(49)는 수소가스 용존수 공급장치(42)로부터 초음파 노즐(44)로 공급되고, 발진기(43)에 의해 초음파 노즐(44)이 구동됨으로써 초음파 에너지가 부가된다.

이 때 도 10, 도 11에 나타낸 바와 같이, 초음파 노즐(44)은 기판(2)의 외측으로부터 회전중심(300)으로 회전반경방향(화살표 320의 방향)을 따라 기판(2)의 표면으로 평행하게 이동시킨다. 이렇게 함으로써, 도 11에 나타낸 바와 같이 수소가스 용존수(49)의 높이(h₁)가 거의 균일하게 되기 때문에, 초음파 에너지 전달도 균일하게 되고, 기판표면은 얼룩없이 똑같이 세정하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 기판에 형성된 배향막의 배향규제력이 변화하는 것을 방지할 수 있게 되어 배향불량을 저감할 수 있다. 이에 따라 화면품위가 높은 액정표시장치를 얻을 수 있다.

이에 대하여 도 12, 도 13에 나타낸 바와 같이, 초음파세정할 때에 초음파 노즐(44)을 기판(2)의 회전중심(300)으로부터 외측으로 회전반경방향(화살표 330의 방향)을 따라 기판(2)의 표면으로 이동시킨 경우에는, 초음파 에너지가 부가된 수소가스 용존수(49)는 기판의 회전중심(300)으로부터 외측으로 소용돌이를 그리며 넓어져서, 수소가스 용존수(49)의 높이(h₂)가 불균일하게 된다. 이 때문에, 초음파 에너지의 전달이 불균일하게 되어 세정효과가 불균일하게 되고, 이 세정효과의 불균일에 의해 어떤 특이점에서 배향규제력이 변화하고 배향막의 배향상태가 변화하여 표시불량이 생긴다는 문제가 생긴다.

따라서, 배향막이 형성된 기판을 스핀 컵 장치를 이용하여 초음파세정을 행하는 경우에는, 초음파 노즐(44)을 기판(2)의 외측으로부터 회전중심으로 회전반경방향을 따라 이동시키는 것이 바람직하다.

초음파세정공정이 종료하면, 수소가스 용존수의 공급이 정지되고, 노즐(45)로부터 순수가 회전하고 있는 기판(2)으로 내뿜어져 헹굼처리가 행해진다. 그후, 순수의 공급이 정지하고, 스핀 테이블(47)을 고속으로 회전시킴으로써 탈수처리가 행해진다. 탈수처리가 종료된 기판은 스핀 테이블 장치(41)로부터 떼어 내어져 도시하지 않은 핫 플래이트로 반송되어 건조처리가 행해진다.

이 실시형태에 있어서는, 스텝 F8의 초음파세정에 이용된 수소가스 용존수로서는 브러쉬 세정에 이용되는 수소가스 용존수와 같은 것, 즉 같은 ORP치의 수소가스 용존수를 사용했지만, 브러쉬 세정공정은 ORP치가 다른 수소가스 용존수를 이용해도 좋다.

본 실시형태와 같이 수소가스 용존수를 이용하여 배향막형성후의 세정을 행한 경우는, 종래와 같이 계면활성제를 이용하여 행하는 경우에 비하여, 기판표면의 입자의 잔류율이 작음을 알수 있었다. 즉 종래의 경우에 비해 양호한 세정력을 얻는 것이 가능해진다.

이와 같이 하여 형성된 어레이기판 및 컬러 필터기판을, 배향막이 마주 보도록 소정의 간격을 유지하여 대향배치하고, 액정조성물을 상기 기판 사이에 끼우도록 구성함으로써, 액정표시장치가 완성된다.

또한, 배향막의 형성전의 기판(전극이 형성되어 있는 기판)의 브러쉬 세정공정에 있어서, 수소가스 용존수의 ORP의 값을 바꾸어 기판에 브러쉬 세정 및 헹굼처리를 행한 때의 기판표면의 입자의 잔류율을 측정한 결과를 도 4에 나타내었다. 이 도 4에서는 종래와 같이 계면활성제를 이용하여 브러쉬 세정 및 헹굼처리를 행한 경우의 입자의 잔류율을 1로 하였다. 이 도 4에 나타낸 실험결과로부터 알 수 있는 바와 같이, ORP의 값이 -860mV~1100mV의 범위인 경우는 종래의 경우와 같거나 또는 그 이상으로 양호한 세정력을 얻는 것이 가능해진다. 또 ORP의 값이 -860mV ~-400mV의 범위에 있으면, 종래의 경우에 비해 더욱 세정력이 좋아진다.

배향막형성전의 기판(즉, 어레이기판에 있어서는 기판상에 ITO로 이루어진 화소전극이 표면상에 형성된 상태, 대향기판에 있어서는 기판상에 ITO로 이루어진 대향전극이 표면상에 형성된 상태)을 수소가스 용존수를 이용하여 브러쉬 세정할 때에는, 수소가스 용존수의 산화환원전위가 -860mV~-400mV, 더욱 바람직하게는 -86 0mV~-750mV의 범위이고, pH치가 8~12의 범위이면 좋다. pH치를 8이상으로 한 것은 브러쉬 세정에 의해 기판상의 금속입자 등으로 이루어진 먼지를 제거한 후, 이들 금속입자가 기판에 재부착하지 않도록 하기 위함이고, pH치를 12이상으로 한 것은 금속전극의 용융을 방지하기 위함이다.

또, 배향막형성전의 기판(전극이 형성되어 있지 않은 기판)의 초음파세정에 있어서, 수소가스 용존수의 ORP의 값을 바꾸어 기판에 초음파세정 및 헹굼처리를 행한 때의 기판표면의 입자의 잔류율을 측정한 결과를 도 5에 나타내었다. 이 도 5에서는, 종래와 같이 계면활성제를 이용하여 초음파세정 및 헹굼처리를 행한 경우의 입자의 잔류율을 1로 하였다. 이 도 5에 나타낸 실험결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 수소가스 용존수의 ORP의 값이 -860mV~-600mV의 범위에 있는 경우에는, 종래와 같거나 또는 그 이상으로 좋게 세정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 수소가스 용존수의 ORP의 값이 -860mV~-600mV의 범위에 있으면, 종래의 경우에 비하여 세정력이 좋아진다.

또, 배향막형성후(러빙처리후)의 기판의 초음파세정에 있어서, 수소가스 용존수의 ORP의 값을 바꾸어 기판에 초음파세정 및 헹굼처리를 행한 때의 기판입자의 잔류율을 측정한 결과를 도 6에 나타내었다. 이 때의 배향막은 폴리이미드 등으로 이루어진 유기막이었다. 이 도 6에 있어서는, 종래와 같이 계면활성제를 이용하여 초음파세정 및 헹굼처리를 행한 경우의 입자의 잔류율을 1로 하고 있다. 이 도 6에 나타낸 실험결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 수소가스 용존수의 ORP의 값이 -860mV~-600mV의 범위이고 또한 pH치가 8~12의 범위에 있으면, 종래와 같거나 또는 그 이상으로 좋은 세정력을 얻는 것이 가능해진다.

또한, 수소가수 용존수의 ORP치가, -860mV~-600mV, 더욱 바람직하게는 -860m V~-780mV의 범위이고 pH치가 10~11의 범위이면, 이 수소가스 용존수를 배향막형성전과 배향막형성후의 세정공정에 공통으로 이용할 수 있다. 이 경우, 각각의 세정공정에 이용하는 수소가스 용존수를 제각기 제조하는 낭비를 줄일 수 있다.

또, 수소가스 용존수를 이용하여 초음파세정을 행함으로써, 러빙처리에서 발생한 정전기 등에 의해 배향막표면에 부착된 먼지 등의 이물을 배향막을 훼손하지 않고 양호하게 제거할 수 있다.

수소가스 용존수를 이용하여 초음파세정을 행하는 경우, 세정효과는 용존수소농도에 크게 영향을 받는데, 상세한 설명에 대해서는 후술한다. 더욱이, 배향막형성후의 초음파세정에 있어서, pH치를 7~12, 바람직하게는 8~11로 하는 것이 좋은데, 이것에 대해서는 후술한다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 수소가스 용존수의 ORP치를 적절하게 설정하면, 계면활성제를 이용하는 종래의 방법과 동등 또는 그보다도 양호한 세정력을 얻는 것이 가능해진다.

또, 각 공정에서의 배수에 관해서는, 본 실시형태와 같이 수소가스 용존수를 이용한 경우에는, 계면활성제를 이용한 종래의 경우에 비해, 특별한 처리를 할 필요가 없고 일반배수로서 처리할 수 있다. 이 때문에, 제조비용을 저하시킬 수 있다. 또, 헹굼공정에 있어서는, 본 실시형태의 경우는 계면활성제를 이용한 종래의 경우에 비해 헹굼성이 좋기 때문에, 보다 적은 순수로 또 짧은 시간에 헹굼처리를 행할 수 있다. 이에 따라, 제조비용의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는, 배향막의 형성전의 세정에서는 브러쉬 세정과 초음파세정의 양쪽의 세정을 행했지만, 한쪽만의 세정을 행해도 좋다.

다음에, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법의 제2실시형태를 도 7을 참조하여 설명한다.

이 제2실시형태의 제조방법은, 배향막형성전의 초음파세정공정을 스핀 컵 장치를 이용하지 않고 행하는 것으로, 브러쉬 세정 및 헹굼처리는 도 2에 나타낸 제1실시형태와 마찬가지로 하여 행한다.

제1실시형태와 마찬가지로 브러쉬 세정 유니트(20)에서 브러쉬 세정이 행해지고, 그후 샤워 유니트(30)에서 헹굼처리가 행해진다(도 7참조). 헹굼처리가 행해진 기판(2)은 반송롤러(11)에 의해 초음파 세정 유니트(40)로 반송되어, 초음파세정이 행해진다. 그후, 반송롤러(11)에 의해 샤워 유니트(50)로 보내지고, 헹굼처리가 행해진다. 이 헹굼처리가 된 기판(2)은 반송롤러(11)에 의해 탈수 유니트(60)로 보내지고, 에어 나이프(62)에 의해 탈수가 행해진다. 그후, 핫 플래이트(70)로 반송되어 건조된다.

이 제2실시형태도 제1실시형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는 수소가스 용존수의 생성에 지지전해질로서 암모니아를 이용했지만, 전자장비에 영향이 적고, 또 환경에 영향이 적은 것이라면 다른 것[예컨대, 콜린(choline) 등]을 이용해도 좋다.

다음에, 수소가스 용존수를 생성하는 가스용해방식에 대해 도 14a 내지 도 14c를 참조하여 설명한다. 이 가스용해방식은, 도 14a에 나타낸 바와 같이 입구(351)로부터 수소가스가 공급되어 가스출구(353)로부터 수소가스를 배출하고 있는 용존 모듈(350)의 한쪽의 단부에 설치된 입구부(355)에 순수를 공급하고, 용존 모듈내에서 상기 수소가스를 순수에 용해시켜 수소가스 용존수를 생성하고 용존 모듈(350)의 다른 쪽의 단부에 설치된 출구부로부터 수소가스 용존수를 배출하는 구성으로 되어 있다.

용존 모듈(350)내에는 중공계(中空系)의 모듈(360)이 설치되어 있다(도 14b 참조). 이 중공계의 모듈(360)은, 물은 통하지 안지만 수소가스는 투과하는 재료(가스교환막; 362)로 구성되어 있고, 물을 통과시키기 위한 복수의 구멍(365)이 설치된 구조로 되어 있다(도 14b 참조). 이 중공계의 모듈(360)의 구멍(365)을 순수가 흐름으로써, 수소가스가 가스교환막(362)을 매개로 순수에 용해된다(도 14c 참조). 여기에서, 도 14c는 도 14b의 일부분을 확대한 도면이다.

다음에, 수소가스 용존수를 이용하여 초음파세정을 행한 경우의 수소가스 농도와 세정효과와의 관계에 대해 설명한다.

Al₂O₃로 강제적으로 오염시킨 실리콘 웨이퍼를 수소가스 용존수를 이용하여, 1분간 초음파세정했을 때의 수소가스 용존수의 용존수소농도(ppm)와 미립자 제거율(%)의 관계를 도 15에 나타내었다. 여기에서는, 용존수소농도는 용존수소계를 이용하여 측정을 행하고, 실리콘 웨이퍼에 잔류하는 미립자의 검출은 웨이퍼 이물검출장치를 이용하여 1㎛이상의 미립자를 검출함으로써 행했다.

이 도 15로부터 알 수 있는 바와 같이, 용존수소농도가 0.5ppm이상으로 되면, 용존수소농도가 높아짐에 따라 미립자 제거율이 급격히 상승하여, 양호한 세정력을 얻는 것이 가능해진다. 특히 용존수소농도가 0.9ppm이상에서는 미립자 제거율은 90%를 넘음을 알 수 있었다.

도 15에 나타낸 A점 및 B점의 수소가스 용존수는 물전기분해방식 및 가스용해방식에 의해 각각 생성하고, 암모니아를 2×10^-3mol/ℓ의 비율로 첨가한 것이다. 이들 수소가스 용존수의 특성을 도 16에 나타내었다. 일반적으로, 가스용해방식에 의해 생성된 수소가스 용존수의 용존수소농도는 물전기분해방식에 의해 생성된 수소가스 용존수(캐소드 수)의 용존수소농도보다도 높아진다.

Al₂O₃로 강제오염시킨 실리콘 웨이퍼를 가스용해방식에 의해 생성된 상술한 수소가스 용존수, 물전기분해방식에 의해 생성된 상술한 캐소드 수 및 탈기된 초순수를 각각 이용하여 1분간 초음파세정을 행했을 때의 미립자의 제거율을 도 17에 나타내었다. 이 도 17로부터 알 수 있는 바와 같이, 수소가스 용존수를 초음파세정에 이용함으로써, 초순수를 이용한 세정과 비교하여 양호한 세정효과를 얻는 것이 가능해진다.

이상 설명한 것으로부터 용존수소농도가 0.5~2ppm의 수소가스 용존수를 액정표시장치의 전극기판의 초음파세정공정에 이용해도 양호한 세정결과를 얻을 수 있다는 것은 말할 필요도 없다. 특히, 배향막이 형성된 전극기판의 초음파세정에 알칼리성(예컨대, pH치가 7~12, 바람직하게는 8~11)의 수소용존수를 이용하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 세정력을 저하시키는 일없이 제조비용의 상승을 가급적으로 억제할 수 있다.

다음에, 수소가스 용존수의 다른 생성방법의 제1구체예를 도 18을 참조하여 설명한다. 먼저, 순수공급기구인 순수공급장치(411)로부터 탈기처리를 행한 순수를 전해수 생성기구인 전해수 생성장치(401)로 공급한다. 전해수 생성장치(401)는 전기분해장치로, 전기분해조의 내부를 다공질의 이온교환막으로 애노드(anode)실 및 캐소드실의 2개의 영역으로 나누어진다. 그래서, 캐소드실내에는 음전극이 설치되고, 애노드실내에는 양전극이 설치되어 있다. 그리고, 이들 음전극과 양전극에는 제어장치를 매개로 직류전압이 인가되는 구조로 되어 있고, 전해수 생성장치(401)내에 공급된 순수를, 양(兩)전극 사이에 직류전압을 인가함으로써, 전기분해처리를 행하여 전해수(캐소드 수 및 애노드 수)를 얻는다.

이와 같이 하여 얻어진 전해수인 캐소드 수를 밸브(valve; 402)를 개방하여 수소가스 용존수 생성기구인 수소가스 용존수 생성장치(405)에 집어 넣고, 밸브(402)를 닫은 후, 지지전해질 첨가기구인 지지전해질 첨가장치(403)로부터 개방된 밸브(404)를 매개로 수소가스 용존수 생성장치(405)에 지지전해질 NH₄OH를 첨가하여, NH₄OH농도가 0.2~1000mmol/ℓ인 수소가스 용존수를 얻었다. 지지전해질로서는 NH₄OH 외에 테트라메틸암모늄 하이드로옥사이드(tetra methyl ammonium hydrooxid e), 콜린을 이용할 수 있다.

다음에, 수소가스 용존수의 생성방법의 제2구체예를 도 19를 참조하여 설명한다. 이 제2구체예는 ORP치가 -800mV, -600mV, -500mV의 값을 갖는 복수종(複數種)의 수소가스 용존수의 생성방법이다.

도 19는 다른 ORP치를 갖는 복수종의 수소가스 용존수를 생성하는 장치를 설명하는 모식도이다. 순수공급장치(411)로부터 탈기처리를 행한 순수를 전해수 생성기구인 전해수 생성장치(401)로 공급한다. 이 전해수 생성장치(401)에서는 공급된 순수를 전기분해처리하여 캐소드 수 및 애노드 수로 한다. 생성된 캐소드 수는 밸브(402A, 402B, 402C)를 개방함으로써 수소가스 용존수 생성장치(405A, 405B, 405C)로 공급된다. 각 수소가스 용존수 생성장치(405A, 405B, 405C)로 공급되는 캐소드 수의 양은 밸브(402A, 402B, 402C)의 개폐정도에 따라 조정되고 있다. 수소가스 용존수 생성장치(405A, 405B, 405C)에 캐소드 수를 공급한 후, 밸브(402A, 402B, 402C)를 닫고, 이어서 밸브(404A, 404B, 404C)를 개방하여 지지전해질 첨가기구인 지지전해질 첨가장치(403A, 403B, 403C)로부터 수소가스 용존수 생성장치(405A, 405B, 405C)로 지지전해질 NH₄OH를 첨가했다. 이 때, 지지전해질의 첨가량을 각각의 수소가스 용존수 생성장치(405A, 405B, 405C)내에서 생성되는 수소가스 용존수의 ORP치가 각각 -800mV, -600mV, -500mV로 되도록 조절했다. 그후, 밸브(404A, 404B, 404C)를 닫고 밸브(406A, 406B, 406C)를 개방함으로써 피세정물이 탑재되고, 이것을 세정하는 세정기구인 세정조(407A, 407B, 407C)에 수소가스 용존수가 공급된다.

이 구체예에서는, 이들 세정조(407A, 407B, 407C)는 대향기판의 세정공정에서의 브러쉬 세정 유니트(20; 도 7참조), 초음파 세정 유니트(40; 도 7참조), 배향막형성후의 초음파 세정 유니트(도 3참조)에 각각 대응한다. 또 구체예에서는, 3종류의 수소가스 용존수를 생성했지만, 생성하는 수소가스 용존수는 2종류라도, 4종류 이상이라도 가능하다.

다음에, 1개의 전기분해장치로부터 얻어진 전해수로부터 다른 ORP치를 갖는 복수종의 수소가스 용존수를 생성하는 기구로서, 제2구체예와 다른 기구를, 이하에 제3, 제4, 제5의 구체예로서 설명한다.

먼저, 제3구체예를 도 20을 참조하여 설명한다.

순수공급기구인 순수공급장치(411)로부터 탈기처리를 행한 순수를 전해수 생성기구인 전해수 생성장치(401)로 공급한다. 이 전해수 생성장치(401)에서는 공급된 순수를 전기분해함으로써 캐소드 수 및 애노드 수를 생성하고, 생성된 캐소드 수는 밸브(402A, 402B)를 개방함으로써 수소가스 용존수 생성장치(405A, 405B)로 공급된다. 각 수소가스 용존수 생성장치(405A, 405B)로 공급되는 캐소드 수의 양은 밸브(402A, 402B)의 개폐정도에 따라 조정할 수 있다. 수소가스 용존수 생성장치(405A, 405B)에 캐소드 수를 공급한 후, 밸브(402A, 402B)를 닫고, 이어서 밸브(404A, 404B)를 개방하여 지지전해질 첨가기구인 지지전해질 첨가장치(403A, 403B)로부터 수소가스 용존수 생정장치(405A, 405B)로 지지전해질 NH₄OH를 첨가한다. 이 지지전해질의 첨가량이나 집어 넣은 캐소드 수의 양에 의해, 2종류의 다른 ORP치를 갖는 수소가스 용존수를 수소가스 용존수 생성장치(405A, 405B)내에 생성한다. 다음에 밸브(408A, 408B)를 개방하고, 각각의 캐소드 수를 수소가스 용존수 생성장치(405C)로 공급하여 혼합함으로써, 3종류째의 다른 ORP치를 갖는 수소가스 용존수를 수소가스 용존수 생성장치(405C)에 생성한다. 그리고 제2구체예와 마찬가지로, 밸브(406A, 406B, 406C)를 매개로 수소가스 용존수 생성장치(405A, 405B, 405C)로부터 각 세정조(407A, 407B, 407C)로 수소가스 용존수가 공급된다.

본 구체예에서는, 2종류의 수소가스 용존수를 혼합함으로써 다른 1종류의 수소가스 용존수를 생성하고 있다. 여기에서, 2종류의 수소가스 용존수의 혼합비를 바꿈으로써 3종류째의 수소가스 용존수의 ORP치는 임의로 바꿀 수 있고, 또 수소가스 용존수 생성장치의 수를 증가시킴으로써, 2종류의 수소가스 용존수로부터 4종류이상의 다른 수소가스 용존수를 얻는 것이 가능해진다.

다음에, 제4구체예를 도 21을 참조하여 설명한다.

본 구체예에서는, 지지전해질을 첨가하지 않고 전해수 생성장치에서 생성된 캐소드 수를 그대로 세정조(407A)에 공급하는 점, 지지전해질 첨가장치(403)로부터 밸브(404)를 개방하여 지지전해질을 수소가스 용존수 생성장치(405C)에 공급하고, 이 수소가스 용존수 생성장치(405C)에서 생성된 수소가스 용존수와 지지전해질을 첨가하지 않고 전해수 생성장치(401)에서 생성된 캐소드 수를 혼합하여 수소가스 용존수를 생성하는 수소가스 용존수 생성장치(405B)를 갖춘 점이 상기 구체예와 다르다.

다음에 제5구체예를 도 22를 참조하여 설명한다.

순수공급기구인 순수공급장치(411)로부터 탈기처리를 행한 순수를 전해수 생성기구인 전해수 생성장치(401)로 공급한다. 이 전해수 생성장치(401)에서의 전기분해처리에 의해 생성된 캐소드 수를 밸브(402)를 개방함으로써 수소가스 용존수 생성장치(405A)에 공급한다. 수소가스 용존수 생성장치(405A)에 캐소드 수를 공급한 후, 밸브(402)를 닫고, 이어서 밸브(404A)를 개방하여 지지전해질 첨가기구인 지지전해질 첨가장치(403A)로부터 수소가스 용존수 생성장치(405A)로 지지전해질 NH₄OH를 첨가한다. 이 수소가스 용존수 생성장치(405A)에서 생성된 수소가스 용존수는 밸브(406A)를 개방함으로써 세정조(407A)에 공급된다. 이어서, 밸브(402, 404A, 406A)를 닫고, 밸브(408)만을 개방하여 수소가스 용존수 생성장치(405A)에서 생성된 수소가스 용존수를 수소가스 용존수 생성장치(405B)에 공급한다. 밸브(408)를 닫은 후, 수소가스 용존수 생성장치(405B)에 밸브(404B)를 개방하여 지지전해질 첨가장치(403B)로부터 지지전해질 NH₄OH를 첨가하고, 수소가스 용존수 생성장치(405A)에서 생성된 수소가스 용존수와는 다른 ORP치를 갖는 수소가스 용존수를 생성한다. 이와 같이 1개의 배관으로 순차적으로 다른 ORP치의 수소가스 용존수를 생성하는 것도 가능하다.

이와 같이 1개의 전해수 생성장치에 의해 생성되는 전해수로부터 다른 ORP치를 갖는 복수종의 수소가스 용존수를 생성할 수 있기 때문에, 적어도 전해수 생성장치가 1대이면 족하여, 대폭적인 비용삭감이 가능해짐과 더불어, 임의의 ORP치를 갖는 수소가스 용존수를 용이하게 생성할 수 있다.

또, 상기 각 구체예에서는 지지전해질로서 NH₄OH를 이용했지만, 예컨대 도 2의 지지전해질 첨가장치(403A, 403B)로부터는 NH₄OH를 첨가가능하게 하고, 지지전해질 첨가장치(403C)로부터는 테트라메틸암모늄 하이드로옥사이드나 콜린을 첨가하는 등, 1개의 기구에서 각각의 프로세스에 적합한 다른 지지전해질을 이용한 수소가스 용존수를 생성하는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 순수를 전해한 후에 지지전해질을 첨가하여 수소가스 용존수를 생성하는 방법으로 함으로써, 지지전해질의 첨가량을 조정하여 수소가스 용존수의 산화환원전위를 소망하는 값으로 제어할 수 있기 때문에, 각각 다른 산화환원전위를 갖는 복수종의 수소가스 용존수를 용이하게 생성하는 것이 가능해진다.

또, 순수를 전해한 후에 지지전해질을 첨가하여 수소가스 용존수를 생성하는 방법이기 때문에, 지지전해질의 존재에 의한 전극이나 전기분해조로부터의 금속오염의 혼입을 극력 억제할 수 있고, 불순물농도가 낮은 수소가스 용존수를 얻는 것이 가능해진다.

Claims

전극기판상에 배향막재료를 도포하기 전에, 산화환원전위가 -860~-400mV, pH치가 8~12인 수소가스 용존수를 이용하여 상기 전극기판을 브러쉬 세정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
전극기판상에 배향막재료를 도포하기 전에, 용존수소가스농도가 0.5ppm이상의 수소가스 용존수를 이용하여 상기 전극기판을 초음파세정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
기판상에 배향막재료를 도포한 후에, 용존수소가스농도가 0.5ppm이상이고, 또한 ph치가 7~12인 수소가스 용존수를 이용하여 상기 기판을 초음파세정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제3항에 있어서, 용존수소가스농도가 0.5~2ppm인 수소가스 용존수를 이용하여 배향막재료가 도포된 기판을 초음파세정하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
회전하고 있는 기판에 수소가스 용존수를 초음파 노즐로부터 분사함으로써 상기 기판을 초음파세정하는 공정을 갖춘 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 초음파 노즐은 상기 기판의 외측으로부터 상기 기판의 회전중심방향으로 회전반경방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 액정표시장치의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 기판은 배향막재료가 도포되어 있는 것을 특징으로 액정표시장치의 제조방법.
전극기판을 수소가스 용존수를 이용하여 브러쉬 세정하는 제1세정공정과, 상기 전극기판을 수소가스 용존수를 이용하여 초음파세정하는 제2세정공정을 갖춘 전극기판의 제조방법에 있어서,

상기 제1세정공정 및 상기 제2세정공정에서 이용하는 수소가스 용존수는 산화환원전위가 -860~-600mV, pH치가 8~12의 범위인 것을 특징으로 하는 전극기판의 제조방법.
전극기판을 수소가스 용존수를 이용하여 브러쉬 세정하는 제1세정공정과, 전극기판을 수소가스 용존수를 이용하여 초음파세정하는 제2제조공정과, 전극기판상에 배향막을 형성하는 공정과, 상기 배향막을 형성한 전극기판을 수소가스 용존수를 이용하여 초음파세정하는 제3세정공정을 갖춘 액정표시장치의 제조방법에 있어서,

상기 제1세정공정, 상기 제2세정공정 및 상기 제3세정공정에서 이용하는 수소가스 용존수는 산화환원전위가 -860mV~-600mV, pH치가 8~12의 범위인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 제1세정공정, 상기 제2세정공정 및 상기 제3세정공정에서 이용하는 수소가스 용존수는 산화환원전위가 -860mb~-780mV, pH치가 10~11의 범위인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
기판을 수소가스 용존수를 이용하여 세정하는 기판세정방법에 있어서,

용존수소가스농도가 0.5ppm이상의 수소가스 용존수를 이용하여 상기 기판을 초음파세정하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
제10항에 있어서, 용존수소가스농도가 0.5~2ppm인 수소가스 용존수를 이용하여 기판을 세정하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
제10항에 있어서, 상기 수소가스 용존수는 가스용해방식으로 생성하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.