KR100551438B1 - 기판의 정전기 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판, 예를 들어 액정표시장치 기판의 경우, 액정표시소자의 전극을 결선한 제전패턴을 기판의 주변부에까지 연장 설치하고 이 부분을 접지바에 의해 접촉하면서 기판을 처리할 수 있기 때문에, 기판에서의 정전기의 발생을 억제하고, 또한 발생된 정전기를 효율적으로 제전할 수 있다. 또한, 결선된 전극 또는 그것에 접촉하는 부분의 전기저항값과 정전용량값을 곱한 값RC(S)과, 액정표시소자의 화소부분의 전기저항값과 정전용량값을 곱한 값RC(P)과의 비, RC(S)/RC(P)의 값이 0.1∼2.0이내, 바람직하게는 1일 경우, 또는 일반 실내에서는, 결선된 전극 또는 그것에 접촉하는 재질의 전기저항값이 1×10⁹∼1×10¹³Ω 중 어느 값이라 하면, 제전에 따라 새롭게 발생하는 전위차를 낮추는 것이 가능하기 때문에 방전, 소자의 파괴를 실용가능한 정도로 없앨 수 있다.

반도체장치의 콘택플러그(contact plug) 형성 방법은 기판 상에 제 1 도전 구조물을 형성하고 나서 하층의 저경도 절연막과 상층의 고경도 절연막을 적층한다. 이후, 저경도 절연막과 고경도 절연막에 콘택홀(또는 비아홀)을 형성하고, 콘택홀을 완전히 채우도록 콘택플러그용 도전층을 고경도 절연막에 적층한다. 그 다음에, 콘택홀 외측의 고경도 절연막 상에 놓여진 콘택플러그용 도전층을 화학기계연마공정이나 에치백공정에 의해 제거하여 콘택플러그를 형성하고, 화학기계연마공정에 의해 고경도 절연막을 제거하고, 저경도 절연막을 평탄화시킨다.

따라서, 평탄화된 콘택플러그들의 상측부에 접속하는 제 2 도전 구조물인 배선을 형성하더라도 배선들간의 누설 방지가 가능하다. 또한, 콘택플러그와 저경도 절연막을 동시에 평탄화시키고 저경도 절연막의 평탄도를 개선시키는 효과가 있다.

Description

기판의 정전기 제거방법

본 발명은 기판의 정전기 제거방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체소자, 콘덴서 등의 전자부품이 장착된 기판의 제조 처리중에 발생하는 정전기에 의한 대전압을 낮춤으로써 전자부품의 파괴를 저감시키도록 한 기판의 정전기 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로 프린트기판, 메모리소자, CPU기판, 그외 LSI기판, 액정표시장치기판 상에 배치되어 있는 전자부품으로서는 예를 들면, 메모리소자, CPU 등 LSI가 잘 알려져 있다. 이들은 실리콘 기판 상에 크기가 미크론 레벨인 트랜지스터, 콘덴서 등을 포함하고 있다. 이들은 정전기에 약하며, 기판에 정전기가 모이는 주변과의 전위차가 소정 레벨 이상이 되면, 파괴되어 버리거나 하여 문제였다. 최근에는 고성능화를 위해 개객의 소자 사이즈는 작아지고 있기 때문에 정전기의 문제가 어려워지고 있다.

액정표시장치(liquid crystal display: LCD)는 소비전력이 적고 가벼우며 얇기 때문에 많은 분야에서 응용되고 있다. 박막 트랜지스터(thin film transistor : TFT)와 박막 다이오드(thin film diode: TFD)를 표시화소의 스위치소자로서 각각 사용한 액정표시장치를 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)와 박막 다이오드 액정표시장치(TFD-LCD)라고 한다. 이들은 높은 정밀도와 섬세함 그리고 아름다운 칼라표시 등의 특징을 갖고 있으며 특히 노트북형 퍼스널컴퓨터의 표시장치로서 널리 사용되고 있다.

대표적인 액정표시장치는 사방 약 1㎟를 세로로 3분할하여 그 각각에 예를 들면 박막 트랜지스터(TFT) 또는 박막 다이오드(TFD), 콘덴서, 화소전극, 그리고 배선이 형성되고, 그 위에 적,녹,청(R,G,B)의 컬러필터가 올려지도록 일정 간격으로 상, 하 양 기판이 겹쳐지며, 그 속에 액정이 봉입되도록 구성된다.

일반적인 구조의 TFT-LCD의 1패널에는 다음과 같은 많은 수의 트랜지스터가 형성되어 있다. 이들 트랜지스터가 1개라도 파손되면 파손된 부분의 표시가 불가능해지고 또한, 표시소자의 면적이 메모리소자의 수백 배이기 때문에 TFT-LCD의 제조 기술은 매우 까다롭다.

액정표시장치 제조방법의 일례로서 TFT-LCD의 셀(cell) 조립공정에서의 예를 설명하기로 한다.

액정표시장치용 기판은 예를 들면, 550×650㎟ 크기의 사각형 형상을 이루며 대체로 기판 상에 복수매, 예를 들면, 2∼6면의 동일한 패널 패턴이 형성되어 있다. TFT-LCD의 경우, 화소부분에는 적어도 1개의 수 미크론 크기를 갖는 트랜지스터가 형성되어 있다. 액정표시장치용 기판 전체의 면적은 LSI기판과 비교하여 5-10배 이상도 있기 때문에 축적되는 전하가 기판에 축적되는 전하가 많고 또한 기판이 유리 또는 플라스틱 재질이기 때문에 기판의 정전기 제거가 어렵다.

통상적으로 액정표시소자 패턴이 형성된 상부기판과 하부기판을 세정하고 이들 양 기판의 표면에 예를 들어 폴리이미드 재질의 배향막을 인쇄에 의해 형성시킨다. 배향막이 인쇄된 직후의 기판에는 정전기가 많이 발생한다.

그 다음에, 배향막이 인쇄된 기판을 가열소성하여 용제를 배향막으로부터 증발시킴과 아울러 배향막을 중합 또는 경화시킨다. 이러한 상태의 배향막 상에서는 액정분자가 한 방향으로 배열되지 않기 때문에 배향막의 표면을 한 방향으로 문지르는 이른바 러빙(rubbing) 배향처리를 한다. 즉, 포가 부착된 원주형상의 롤러를 회전시키면서 예를 들면 트랜지스터가 형성되어 있는 기판 상의 배향막을 한 방향으로 문지른다. 러빙배향처리는 대부분의 경우, 벨벳포를 이용하여 배향막을 문지르기 때문에 많은 정전기가 발생하고, 게다가 배향막의 표면에는 빠진 포의 털이 많이 부착된다. 빠진 털을 제거하기 위해 러빙된 기판을 세정하는 일이 많다.

그 다음, 양 기판을 중첩시킬 때 일정한 간격을 유지시키기 위해 스페이서를 한 쪽의 기판 표면에 산포한다. 또한, 한쪽의 기판 표면에 접착제를 디스펜서를 이용하여 바른다. 계속하여, 이 기판과 다른 한 쪽의 기판을 상하 위치가 어긋나지 않도록 겹쳐서 양 기판을 가압하고, 수 ㎛까지 실(seal)제를 균일하게 눌르고 온도를 가해 실제를 경화시킨다.

그 다음, 기판을 개개의 패널로 절단하고 이들에 액정을 주입한다. 즉, 액정이 담겨진 챔버를 진공상태로 만든 후 패널의 일단을 액정에 담근다. 이때, 대기 도입에 의한 압력차를 이용하는 일이 많다. 액정을 주입한 후의 패널 간격은 기판의 기복 왜곡 등 때문에 불균일하기 쉽다. 액정표시장치를 계조레벨에서도 균일하게 표시시키기 위해서는 패널 간격이 모든 표시위치에서 균일하여야 한다. 균일한 패널 간격을 얻기 위해서는 대부분 패널의 양면을 가압하여 기판의 기복 왜곡 등을 제거한 상태에서 액정 주입구를 막는다.

그 다음, 패널을 세정하여 패널에 부착된 액정을 제거하고 마지막으로 패널 양면에 편광판을 부착한다. 편광판 부착 공정에서도 많은 정전기가 발생한다.

일반적인 액정표시장치 제조공정에서는 기판이 한 장씩 이송되어서 스테이지에 흡착되거나 박리되는 부분이 매우 많다. 특히, 배향막의 인쇄 및 러빙 공정 그리고 편광판 부착 공정에서 정전기 발생이 많으며, 그 중에서도 러빙공정에서 정전기 발생이 가장 많다. 이들 공정에서의 처리가 완료된 후에는 트랜지스터의 파괴와 절연막의 파괴, 전극간의 방전이 발생하기 쉽기 때문에 지금까지 문제가 되고 있다. 트랜지스터 대신에 다이오드나 다른 스위치소자를 이용한 경우에도 같은 문제가 있다.

이러한 문제에 대한 대책의 하나로서 종래에는 액정표시장치용 기판 상의 전극단자를 모두 공통 결선한 상태로 기판을 처리하고 난 후에 이 결선을 제거하는 방법이 일반적으로 실시되어 왔지만, 트랜지스터의 파괴가 종종 발생한다.

한편, 이온화된 공기를 기판에 쏘여서 정전기를 제거할 수 있는 장치가 있으며 이것을 공정의 적소에 배치하여 정전기를 제거하는 대책도 일반적으로 사용되어 왔다. 이 방식에서는 정전기의 제거매체인 이온화된 공기가 기류에 의해 운반되기 때문에 조정이 어렵고, 상태가 변화하기 쉽고, 게다가 이온화된 공기가 도중에 결합하여 전기적으로 중성이 되는 일이 있다. 이 때문에 제전 얼룩이 기판에 발생하거나 제전이 불충분하게 되며 안정성이 결여되는 문제점이 있다.

그래서, 최근에는 액정표시장치 제조공정은 기판의 전극을 결선하는 방법과 이온화된 공기를 쏘이는 장치를 병행하여 이용하여 왔다.

이하, 종래의 액정표시장치 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 기판에 수백만개의 트랜지스터가 형성되고, 기판 표면을 문지르기 때문에 정전기에 의한 트랜지스터의 파괴가 가장 문제가 되는 TFT-LCD 제조공정 중 러빙공정의 예를 들어 설명하기로 한다. 대각 12.1 인치의 TFT-LCD의 패널 패턴이 6면 형성된 550X650mm²의 크기를 갖는 기판을 예를 들어 설명한다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 액정표시장치용 기판(10)은 스테이지(20) 상에 고정된 상태로 이송라인(도시 안됨)에 의해 화살표로 표시된 한 방향으로 이송되면서 러빙롤러(30)의 아래를 지나가고, 기판(10)의 배향막(도시 안됨)은 회전하는 러빙롤러(30)의 포(31)에 의해 한 방향으로 문질러진다. 러빙롤러(30)와 스테이지(20)는 전기적으로 모두 접지 상태이다.

이때, 기판(10)의 대전압이 발생하는데 이를 저감시키기 위해 러빙롤러(30)의 전, 후방에 일정 간격을 두고 하나씩 설치된 제전바(41)가 기판(10)의 상부면에 이온화된 공기를 쏘인다.

기판(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 550X650mm² 의 크기를 가지며, 기판(10)의 상부면에 대각 12.1 인치의 TFT-LCD의 패널 패턴(11)이 6면 형성되어 있다. 또한, 굵게 표시된 도전성 결선 패턴(13)은 각 패널 패턴(11)의 하변과 우변에 근접 배치되며 기판(10)의 가장자리로부터 원접하여 형성되고, 트랜지스터의 게이트전극(G)과 소스전극(S)은 양자간의 전위차 제거를 위해 결선 패턴(13)에 의해 공통 결선되고, 드레인전극(D)에 표시용 전극과 콘덴서가 연결된다.

이와 같은 방식의 러빙공정에서는 제전바(41)에 의해 이온화된 공기는 기류에 의해 운반되기 때문에 운반 도중에 전기적으로 중성으로 되는 일이 많다. 또한, 기류의 흐름에 따라서는 전위차를 크게 하는 경우가 있다. 예를 들면, 이온화된 공기의 부근에서는 이온밀도가 높기 때문에 기판의 대전압 감소가 빠르지만, 그 반대측에서는 그다지 감소하지 않는 경우가 발생하기도 한다.

이러한 상태로 처리된 기판을 현미경으로 검사하였을 때, 1개의 패널에 1개소 내지 많게는 5개소에 방전 부분이 관측된다. 이 기판을 이용하여 액정표시장치의 패널을 조립하고 표시시켰을 때 방전 부분의 화소는 전혀 동작하지 않고 흰 점으로 나타나는데. 이는 제품으로서 불량이다.

그런데, 실제로 액정표시장치의 제조라인에서는 안정된 측정이 곤란하기 때문에 다음과 같은 실험을 하였다.

실험에 사용된 종래의 기판(10)은 상술한 바와 같이, 게이트전극(G)과 소스전극(S)의 일단이 결선 패턴(13)에 모두 결선되어 게이트전극(G)과 소스전극(S)의 양자간의 전위차가 제거된 상태이다.

대전된 기판(10)을 스테이지(20)로부터 예를 들어 10cm 높이만큼 떨어뜨려 유지하고 기판(10)에 이온화된 공기를 10cm의 거리에서 제전바(41)로부터 분사하여 기판의 대전압을 측정한 결과 30초 후에 300-500볼트(V)로 나타났다. 측정중에 가로방향에서 공기를 쏘인 경우, 기판에 따라서는 대전압의 차가 크고 큰 것중에는 대전압이 30초 후에도 8K볼트 정도의 것도 있다. 이는 제전매체가 기류에 의존하고 있기 때문에 실내의 기류변화에 따라 이온화된 공기가 기판에 도착하기 어렵거나 이온들의 중화현상이 발생했기 때문이다.

이런 기판을 현미경으로 검사했을 때 패널 내에 방전에 의한 파괴흔적이 2-5개소로 많았으며 이들 대부분은 트랜지스터의 소스(S)와 드레인(D) 사이인데, 이는 화소내부와 전극간의 전위차가 소스(S)와 드레인(D) 사이의 재질의 정전파괴전압 이상으로 커졌기 때문이다. 파괴된 부분은 주로 트랜지스터의 소스와 드레인 사이인데 이는 화소내부와 전극간의 전위차가 커졌기 때문에 방전에 의해 파괴된 것을 나타내며 이 양자간의 전위차가 문제임을 나타낸다.

또한, 이런 기판을 사용하여 액정표시장치의 패널을 제작하고 표시시켰을 때 방전부분의 화소는 완전히 동작하지 않고 불량으로 된다.

이상과 같이, 게이트전극과 소스전극단자의 일단을 모두 결선하고 아울러 이온화된 공기를 기판에 쏘이는 종래 방법에서는 제전매체가 기류에 의해 운반되기 때문에 도중에 결합하여 전기적으로 중성이 되거나 기류의 흐름에 따라서는 기판 표면내의 전위차가 커지는 경우가 발생하여 제전 효율이 나빠지고 또한 기류의 변화에 따라서는 대전압이 변동하기 때문에 대전의 제거가 불충분하다.

게다가, 화소내부의 제전은 불가능하고 배선부와 표시부간의 전위차가 커져서 트랜지스터의 파괴가 유발된다.

따라서, 본 발명의 목적은 전자부품이 배치된 기판을 제조 처리하면서 발생된 정전기에 의한 대전압을 낮추어 전자부품의 파괴를 방지하도록 한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 액정표시장치 기판을 제조 처리하면서 발생된 전극부와 화소부와의 전위차를 줄여 트랜지스터의 파괴를 방지하도록 한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 의해 보다 명확해질 것이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 의한 기판의 정전기 제거방법은 전자부품이 배치된 기판을 제조 처리할 때 발생하는 정전기를 기판의 가장자리에 접지바를 접촉시켜 제거하는 것을 특징으로 한다.

접지바의 재질은 자신의 전기저항값과 접촉하는 부분의 정전용량값을 곱한 값 RC(S)와 정전기를 제거할 부분의 전기저항값과 정전용량값을 곱한 값 RC(P)의 비,RC(S)/RC(P) 값이 0.1-2.0의 범위에 있고, 바람직하게는 1이다.

또한, 일반실내에서는 기판으로부터 정전기를 제거할 때 접지바의 재질은 예를 들면, 1x10⁹ - 1X10¹³ Ω의 전기저항을 갖는다.

따라서, 본 발명은 정전기가 발생하는 기판에 접지바를 접촉시켜 정전기를 제거할 수 있기 때문에 제전이 일정하여 효율이 좋고, 게다가 대전량이 많은 기판에 사용하면, 전하량을 줄이는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 대전부분에 접촉하여 전하를 제거할 때, 독립된 정전용량이 있는 부분의 대전압의 감소곡선과 동일하게 감소하도록 접지바의 저항값을 결정하기 때문에 양자간의 전위차를 줄일 수 있다. 이상적으로는 동일하게 감소하면, 양자간의 전위차는 0이 되지만, 전기저항값과 정전용량값을 곱한 값 RC(S)와 정전기를 제거할 부분의 전기저항값과 정전용량값을 곱한 값 RC(P)의 비, RC(S)/RC(P)의 값을 0.1-2.0 이내로 하고, 일반실내에서 기판으로부터의 정전기를 제거할 경우에는 1x10⁹ - 1X10¹³Ω의 전기저항값으로 하면, 이들 양자간의 전위차의 최대값을 종래의 1/2 정도로 저하시킬 수 있고, 수십초 후의 전위차도 충분히 실용 가능할 레벨까지 낮출 수 있다. 최대 전위차를 낮추는 것이 가능하기 때문에 정전기에 의한 파괴를 충분히 실용 가능한 레벨까지 없앨 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 기판의 정전기 제거방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 설명의 편의상 액정표시장치 기판을 기준으로 설명하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 굵게 표시된 도전성 제전 패턴(53)이 TFT-LCD용 기판(50)의 각 패널 패턴(51)을 에워싸는 링 형상으로 배치되고 아울러 기판(50)의 각 변 가장자리 근처까지 연장하여 형성된다. 물론, 결선 패턴(53)이 패널 패턴(51)의 전극을 모두 공통 결선함은 당연하다.

기판(50)의 화소내부에는 일정 시간 전기를 축전하기 위해 콘덴서가 배치된다. 전기를 축전하고 있는 시간으로, 트랜지스터의 오프시 저항(R)과 화소내부의 정전용량값(C)을 곱한 값, R.C를 이용한다. 이 값은 크면 클수록 장시간 방전하지 않고 전기를 축전할 수 있음을 나타낸다. 실험에 적용된 TFT-LCD의 경우, R.C의 값은 약 5초이다.

R.C의 값에 따른 방전 이력을 시뮬레이션하여 보면 그 결과는 도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같다. 최초의 대전압은 러빙직후의 기판의 대전압이 약 20000V이었기 때문에 시뮬레이션에서는 최초 대전압을 20000V로 결정하였다.

화소부의 대전압의 방전곡선은 RC의 값이 5초인 방전곡선에 해당하는 것으로, 약 20초 후에 500V이하로 된다. RC의 값이 5초보다 작은 경우, 화소부의 대전압은 즉시 방전하여 없어지지만, R.C의 값이 5초보다 큰 경우, 화소부의 대전압은 그다지 줄어들지 않는다.

이 결과로부터 트랜지스터의 소스와 드레인 사이의 파괴는 전극배선과 표시부분의 전위차가 커져 소스와 드레인 사이의 재질의 정전파괴전압 이상으로 되었기 때문이다. 따라서, 이 전위차를 가능한 한 작게 하는 것이 바람직하다.

전위차는 상대값이기 때문에 표시부분의 방전곡선과 배선부분의 방전곡선을 일치 또는 거의 같게 하면, 양자의 전위차는 적어진다. 이를 시뮬레이션한 결과는 도 6c와 도 6d에 도시된 바와 같다. TFT-LCD의 R.C 값은 5초를 기준으로 하였다.

Y축은 화소부와 배선부의 전위차이며, +의 경우는 화소부의 전압이 배선부의 전압보다 높고, -의 경우는 화소부의 전압이 배선부의 전압보다 낮으며, 0는 양자의 전위차가 없는 것을 나타낸다. 전위차는 0에 가까울수록 좋다.R.C의 값이 0.5초보다 작은 조건에서는 전위차가 15000V이상으로 된다. 통상의 TFT-LCD에서는 소스와 드레인 사이의 전위차가 15000V 이상으로 되면, 파괴가 다발한다.

실제로, 대전하고 있는 기판의 결선된 전극부분과 접지를 직결한 경우, 즉 RC의 값이 거의 0인 경우, TFT의 소스와 드레인 사이에서 파괴가 다발한다. 그 중에는 패널 내의 10개소 이상에서 방전이 확인된 것도 있다. 이 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치한다.

한편, 도 6c에 도시된 바와 같이, RC의 값이 각각 3초, 10초인 경우, 전위차의 절대값이 최대이더라도 5000V정도를 넘어가지 않는다. 이 전위차의 전압에서는 TFT-LCD의 소스(S)와 드레인(D) 사이의 파괴는 우선 고려하지 않아도 좋은 레벨이다. 게다가 RC의 값이 8초 이하인 경우, 도 6d에 도시된 바와 같이, 30초 이내에 전위차가 500V 이하로 되기 때문에, 예를 들면 연속하는 실제 생산라인에서 특히 유효한 결과가 된다.

이상과 같이, TFT의 파괴전압 및 30초 후의 전위차를 고려하면, RC의 값이 0.5-10초의 범위, 다시 말하면, 화소부의 RC를 기준으로 한 경우에는 그 비가 0.1-2초까지의 범위에 있으면 적절하다.

이러한 점을 고려하여 도 4에 도시된 바와 같은 기판(50)의 효과를 명확히 하기 위해 종래 실험에서의 조건과 동일한 조건에서 대전시킨 기판(50)을 스테이지로부터 10cm 높이 떨어뜨린 상태(기판이 이송라인에 있는 상태라고 가정)에서 결선된 결선 패턴(53)에 RC의 값이 5초 근방이 되도록 약 1013Ω의 전기저항을 갖는 재질의 접지바(61)에 의해 접촉시킨 결과, TFT의 파괴 발생은 전혀 없었다. 20초 후 기판 전체의 대전압은 600V이하로 되었다. 여기서, 접지바(61)는 일단이 접지되며 부틸렌고무계의 고무에 금속과 카본 입자를 혼합하여 형성한 재질로, 예를 들면 자동차의 타이어에도 사용되고 있는 재질의 일종이다.

따라서, 본 발명의 기판을 사용하여 액정표시패널을 제작하고 표시시킨 결과, 방전에 의한 불량은 없고 화소부분 전체가 완전하게 동작하였다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 정전기 발생이 가장 많은 러빙공정에서 기판을 처리하면서 제전한 예를 들어 설명하기로 한다.

도 3a와 도 3b 및 도 4에 도시된 바와 같이, 액정표시장치용 기판(50)의 굵게 표시된 결선 패턴(53)이 각 패널 패턴(51)을 에워싸는 링 형상으로 배치되고 아울러 기판(50)의 각 변 가장자리를 따라 근접 형성되며, 기판(50)이 러빙롤러(30)의 포(31)에 의해 처리되는 도중에 기판(50)의 대향하는 장변의 결선 패턴(53)에 계속 접촉하여 기판(50)의 제전을 가능하도록 동일한 접지바(61)가 러빙롤러(30)의 전, 후방에 각각 설치되는 것을 제외하면 종래와 동일하다.

여기서, 기판(50)의 상부면 상의 이점쇄선으로 표시된 영역 내에만 배향막(도시 안됨)이 인쇄되어 있으므로 결선 패턴(53)은 접지바(61)에 접촉 가능하다. 도 5에 도시된 바와 같이, 접지바(61)는 도전성 재료로 이루어지고, 자신의 일단은 접지되고, 자신의 하부에는 예를 들어 부틸렌고무계의 고무에 금속과 카본입자를 혼합한 재질이거나 고무의 표면에 도전 금속, 예를 들어 알루미늄 금속을 코팅한 재질의 롤러(63)가 회전하도록 설치된다.

접지바(61)의 R·C는 화소부와 동일한 레벨을 가지며 접지바(61)의 재질로는 109∼1010Ω의 전기저항을 갖는다.

본 발명의 러빙공정에서는 액정표시장치용 기판(50)은 스테이지(20) 상에 고정된 상태로 이송라인(도시 안됨)에 의해 화살표로 표시된 한 방향으로 이송되면서 러빙롤러(30)의 아래를 지나간다. 물론, 러빙롤러(30)와 스테이지(20)는 전기적으로 모두 접지 상태이다.

이때, 기판(10)의 배향막(도시 안됨)은 회전하는 러빙롤러(30)의 포(31)에 의해 한 방향으로 문질러지고 많은 정전기가 발생한다.

접지바(61)는 기판(10)의 배향막을 러빙처리하는 중에도 결선 패턴(53)에 계속 접촉하므로 기판의 제전이 가능하다.

따라서, TFT-LCD기판을 러빙처리하는 중에 결선 패턴에 접지바가 계속 접촉되므로 트랜지스터의 소스(S)와 드레인(D) 사이의 파괴 현상은 발생하지 않는다. 이러한 기판을 사용하여 액정표시패널을 제작하고 표시시켰더니 방전에 의한 불량은 전혀 없고 화소 전체가 완전하게 동작하였다.

기판이 스테이지에 밀착된 상태에서는 러빙 중의 대전압 측정은 원리적으로는 어렵지만 트랜지스터의 파괴가 전혀 발생하지 않은 것으로부터 판단하여 볼 때, 본 발명은 시뮬레이션에서 얻어진 바와 같이 전위차가 억제되고 대전된 전하를 신속하게 제거 할 수 있다.

또한, 결선된 제전 패턴은 기판의 각변 가장자리 근처까지 연장되어 있기 때문에 기판의 제조처리 중에도 접지바에 의해 접지되기 쉽고, 결선패턴의 접지 부분이 패널 패턴으로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 먼지에 의한 악영향이 발생하지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 화소부의 RC와 같은 RC가 되도록 전극부를 접지하면 양자의 전위차가 작아져 트랜지스터의 소스(S)와 드레인(D) 사이에서의 파괴가 방지되는 것이 시뮬레이션에 의해 나타났고 또한, 실험에 의해서 효과가 확인되었다.

본 발명에서는 트랜지스터의 파괴전압 및 30초 후의 전위차를 고려하여 볼 때, 접지하는 부분의 RC의 값이 0.5-10초의 범위까지, 화소부를 기준으로 하면 RC비가 0.1-2배까지라면, 실용상 효과가 있다는 것이 시뮬레이션에 의해 나타났으며, 실험으로 확인되었다. 실제로 10⁹∼10¹³Ω의 전기저항의 재질의 접지바를 대전된 기판의 전극부에 접촉시켰지만 트랜지스터의 소스와 드레인 사이에서의 파괴가 발생하지 않고, 실용상 충분한 효과가 있는 것을 실험으로 확인되었다.

본 실시예에서는 전극이 배선재질과 동일한 재질의 통상의 금속으로 이루어지며, 접지하는 재질로서 높은 저항값의 재질을 사용함으로써 효과를 얻었지만, 접지바의 재질을 통상의 금속으로 하고 전극부에 높은 저항과 콘덴서를 형성시켜도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당연한 것이다.

본 실시예에서는 접지바의 재질로서 고무계를 사용하였지만, RC의 값이 화소부와 동일한 레벨이 되는 재질을 사용한다면 어떤 물질이라도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당연한 것이다.

또한, 본 실시예에서는 파괴되는 부분이 트랜지스터의 소스(S)와 드레인(D)드레인 사이였지만, 다른 부분에서도 마찬가지로 문제가 되는 부분간의 RC가 같거나 또는 근접하도록 조건을 설정하면 정전기에 의한 방전에 대해 마찬가지 효과를 얻을 수 있음은 당연한 것이다.

본 실시예에서는 TFT-LCD의 경우를 예로 설명하였지만 다이오드 등 그 외의 스위칭소자를 이용한 표시장치에서도 동일한 방법으로 설정함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당연한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 가판의 정전기 제거방법은 액정표시장치 기판의 경우, 액정표시소자의 전극을 결선한 결선 패턴을 기판의 주변부에까지 연장 설치하고 이 부분을 접지바에 의해 접촉하면서 기판을 처리할 수 있기 때문에, 기판에서의 정전기의 발생을 억제하고, 또한 발생된 정전기를 효율적으로 제전할 수 있다. 또한, 결선된 전극 또는 그것에 접촉하는 부분의 전기저항값과 정전용량값을 곱한 값RC(S)과, 액정표시소자의 화소부분의 전기저항값과 정전용량값을 곱한 값RC(P)과의 비, RC(S)/RC(P)의 값이 0.1-2.0이내, 바람직하게는 1일 경우, 또는 일반 실내에서는 결선된 전극 또는 그것에 접촉하는 재질의 전기저항값이 1×10⁹-1×10¹³Ω 중 어느 값이라 하면, 제전에 따라 새롭게 발생하는 전위차를 낮추는 것이 가능하기 때문에 방전, 소자의 파괴를 실용가능한 정도로 없앨 수 있다.

특히, RC(S)/RC(P)의 값을 1.0으로 하면 이론적으로 양자의 전위차를 없애는 것이 가능하다.

이들 효과에 의하면, 종래의 액정표시소자의 제조에서 발생하고 있던 문제, 예를 들면 정전기에 의한 파괴 등의 발생을 억제하며, 30초 정도의 단시간후에도 수백V 이하의 대전압까지 낮출 수 있게 된다. 따라서, 현재의 연속식 제조라인에서도 충분히 실용 가능하다.

또한, 결선된 전극의 일부가 액정표시소자 기판의 주변부에 있기 때문에 접지바에 의해 용이하게 접지 할 수 있어 기판의 제조처리 중에도 기판의 정전기가 제거 가능하게 된다. 게다가 접촉하는 부분이 주변부이기 때문에 액정표시소자 내부로부터 멀리 떨어져 있어 먼지 등의 악영향으로부터 피할 수 있다.

이상의 효과에 의해 지금까지 발생하고 있던 정전기에 의한 파괴로 양품 비율이 저하되는 것을 개선할 수 있게 되어 생산성이 향상된다.

게다가, 본 발명의 액정표시소자의 제조방법에서 나타난 방법, 다시 말해 2개의 위치에서의 전위차를 작게 하기 위해 양자의 전기저항값과 정전용량값의 곱, RC의 값을 일치시키는 방법은, 다른 분야, 예를 들면 자동차 등의 탑승물, 도어 등의 설치, 컴퓨터 룸의 콘덴서 등의 분야에서도 적용할 수 있다.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 의한 액정표시장치용 기판의 러빙을 개략적으로 나타낸 평면도 및 측면도.

도 2는 종래 기술에 의한 액정표시장치용 기판에 형성된 결선 패턴을 나타낸 개략도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 기판 정전기 제거방법에 적용된 액정표시장치용 기판의 러빙을 개략적으로 나타낸 평면도 및 측면도.

도 4는 본 발명에 의한 정전기 제거방법에 적용된 액정표시장치 기판에 형성된 결선 패턴을 나타낸 개략도.

도 5는 본 발명에 의한 정전기 제거방법에 적용된 접지바를 나타낸 예시도.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 적용된 액정표시장치 기판의 대전압과 전위차의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 액정표시장치용 기판 11: 패널 패턴 13: 결선 패턴 20: 스테이지 30: 러빙롤러 31: 포 41: 제전바 50: 액정표시장치용 기판 51: 패널 패턴 53: 결선 패턴 61: 접지바 63: 롤러

Claims (7)

1. 전자부품이 배치된 기판을 처리하면서 상기 기판 상에 형성된 도전성 결선 패턴에 접지바를 계속적으로 접촉하여 상기 기판의 정전기를 제거하는 것을 특징으로 하는 기판의 정전기 제거방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판이 액정표시장치 기판인 것을 특징으로 하는 기판의 정전기 제거방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 액정표시장치 기판은 다수의 패널 패턴을 가지고,

   상기 도전성 결선 패턴은 상기 다수의 패널 패턴 각각을 에워싸는 링 형상을 가지며, 상기 액정표시장치 기판의 주변부에까지 연장되어 형성되고,

   상기 각 패널 패턴의 적어도 1개 이상의 전극은 상기 도전성 결선 패턴에 의해 결선되는 것을 특징으로 하는 기판의 정전기 제거방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 접지바의 전기저항값과 정전용량값을 곱한 값 RC(S)와 상기 기판의 정전기를 제거할 부분의 전기저항값과 정전용량값을 곱한 값 RC(P)의 비, RC(S)/RC(P)의 값이 0.1-2.0의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 기판의 정전기 제거방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 접지바의 전기저항값은 1×10⁹-1×10¹³Ω 중 어느 값인 것을 특징으로 하는 기판의 정전기 제거방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 실리콘기판, 유리기판, 플라스틱기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판의 정전기 제거방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 접지바는 롤러식인 것을 특징으로 하는 기판의 정전기 제거방법.