KR100904267B1 - 액정표시장치의 제조공정 - Google Patents

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Abstract

유리기판을 진공척에 흡착한 후 박리시킬 때 정전기에 의한 문제 발생을 방지하기에 알맞은 액정표시장치의 제조공정을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 액정표시장치의 제조공정은 유리기판에 박막을 증착하는 단계; 상기 유리기판을 진공척에 흡착시키는 단계; 상기 진공척의 진공 흡착이 오프(OFF)되는 시점에 이온화 장치를 온(ON)시켜서 전위 균형을 이루는 단계; 상기 유리기판을 진공척에서 박리시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이온화 장치, 전위, 진공척, 역대전

Description

액정표시장치의 제조공정{method for fabricating of Liquid Crystal Display Device}
도 1a 내지 도 1d는 종래의 액정표시장치의 제조공정을 나타낸 순서도
도 2는 정전기 대전량 측정 결과 그래프
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조공정을 나타낸 순서도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
30 : 유리기판 31 : 금속막
32 : 이온화 장치(Ionizer) 40 : 진공척
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)의 제조공정에 관한 것으로, 특히 액정표시장치 제조공정중 유리기판의 위치를 고정하기 위하여 진공흡착하는 과정에서 정전기로 인한 박막 트랜지스터의 절연 파괴 현상을 방지하기 위한 역대전 방지방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하 고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.
따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
여기서, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트 라인으로부터 돌출된 게이트 전극과, 전면에 형성된 게이트 절연막과 상기 게이트 전극 상측의 게이트 절연막위에 형성된 액티브층과, 상기 데이터 라인으로부터 돌출된 소오스 전극과, 상기 소오스 전극에 대향되도록 드레인 전극을 구비하여 구성된다.
그리고 제 2 유리 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 제 1 유리 기판에 형성되어 있다.
이와 같은 상기 제 1, 제 2 유리 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 액정 주입구를 갖는 씨일재에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정이 주입된다.
이때, 액정 주입 방법은 상기 실재에 의해 합착된 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 용기에 상기 액정 주입구가 잠기도록 하면 삼투압 현상에 의해 액정이 두 기판 사이에 주입된다. 이와 같이 액정이 주입되면 상기 액정 주입구를 밀봉재로 밀봉하게 된다.
한편, 상기와 같이 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다.
상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표현할 수 있다.
이러한 액정은 전기적인 특정분류에 따라 유전율 이방성이 양(+)인 포지티브 액정과 음(-)인 네거티브 액정으로 구분될 수 있으며, 유전율 이방성이 양인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향으로 액정분자의 장축이 평행하게 배열하고, 유전율 이방성이 음인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향과 액정분자의 장축이 수직하게 배열한다.
상기와 같이 구성된 액정표시장치는 상기 화소전극상에 위치한 액정층이 상기 박막 트랜지스터(T)로부터 인가된 신호에 의해 배향되고, 상기 액정층의 배향 정도에 따라 액정층을 투과하는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표현할 수 있다.
상기의 구성을 갖는 액정표시장치를 제조할 때 특히, 제 1 유리기판상에 게이트라인 및 게이트전극을 형성하기 위해서는 제 1 유리기판상에 금속층을 증착하고, 제 1 유리기판을 진공척(Vacuum Chuck)상에 흡착시킨 후에 포토공정(특히, 현 상공정)을 진행해야 한다.
그리고 포토공정을 진행한 후에는 제 1 유리기판을 진공척에서 박리시켜야 한다.
상기와 같이 제 1 유리기판을 진공척에 흡착시킨 후에 박리시키는 공정을 진행할 때, 제 1 유리기판과 진공척의 전위차에 의해서 그 사이에서 정전기가 발생될 수 있다.
때문에, 제 1 유리기판과 진공척의 전위차를 제거하여 손쉽게 제 1 유리기판을 진공척에서 박리시키기 위한 방법이 연구되고 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정표시장치의 제조공정에 대하여 설명한다.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 액정표시장치의 제조공정을 나타낸 순서도이다.
종래의 액정표시장치의 제조공정은 유리기판을 진공척에 흡착한 후에 박리시킬 때 정전기가 발생하지 않도록 하기 위한 방법에 관한 것으로, 이때 유리기판상에는 패턴 형성을 위한 금속막, 금속막/절연막, 또는 절연막이 증착되어 있다.
이하에서는 유리기판상에 금속막이 증착되어 있을 때, 유리기판을 진공척에 흡착하고, 박리시키는 공정에 대하여 설명하기로 한다.
도 1a에 도시한 바와 같이 유리기판(10)상에 게이트라인 및 게이트전극 형성을 위한 금속막(11)을 증착한다.
이때 유리기판(10)의 전위는 마이너스(-) 이고 금속막(11)의 전위는 플러스(+)이므로 유리기판(10)과 금속막(11)의 전체적인 전위는 0으로써 균형을 이 루고 있다.
다음에 도 1b에 도시한 바와 같이 유리기판(10)을 진공척(Vacuum chuck)(20)상에 진공 흡착시킨다.
이와 같이 유리기판(10)을 진공척(20)상에 진공 흡착시키면 마찰 대전에 의하여 진공척(20)에서 유리기판(10)으로 (-)전하가 이동하여 유리기판(10)과 금속막(11)의 전체 전위는 마이너스(-)를 뛴다.
그러나 진공척(20)은 접지선을 통하여 (+)전하가 공급되므로 진공척(20), 유리기판(10) 및 금속막(11)의 전체 전위는 0으로써 여전히 균형을 이루고 있다.
다음에 도 1c에 도시한 바와 같이 유리기판(10)이 진공 흡착되어 진공척(20)과 유리기판(10)간 전하가 이동가능한 상태에서, 금속막(11)과 유리기판(10)에 대전된 정전기(마이너스(-)를 제전(除電)시키기 위해서 이온화 장치(ionizer)(12)를 금속막(11) 상부에 위치시킨다.
상기와 같이 진공척(20)과 유리기판(10)간 전하가 이동가능한 상태에서 이온화 장치(12)를 온(ON)시키면 금속막(11) 상층에 있는 (+)전하의 영향으로 금속막(11) 표면으로 이온화 장치(12)에서 나온 (-)전하가 모이게 된다.
이에 의해서, 유리기판(10)과 금속막(11)의 전체 전위는 마이너스(-)이고 이온화 장치(12)를 온(ON)시키기 이전보다 - 전위가 더욱 커진다.
이와 같은 상태가 오래 지속될수록 유리기판(10)과 금속막(11)의 - 전위는 더욱 상승한다.
즉, 이온화 장치(12)로 전위 균형을 맞추어주어서 차후에 유리기판(10)과 진 공척(20)을 박리시킬 때 정전기가 발생하는 것을 방지하려는 의도와는 달리, 이온화 장치(12)로 인해 오히려 역대전(逆帶電) 현상이 발생된다.
한편, 역대전 현상이 발생되는 경우에도 도 1c에 도시된 바와 같이 접지선을 통해서 (+)전하가 진공척(20)에 공급되므로 진공척(20)과 유리기판(10) 및 금속막(11)의 전체 전위는 0으로 균형을 이루고 있다.
이후에 도 1d에 도시된 바와 같이 유리기판(10)을 진공척(20)에서 박리시킨다.
이때는 역대전(逆帶電)된 상태의 유리기판(10)을 진공척(20)에서 박리시키는 것이므로 유리기판(10)과 진공척(20)의 전위차로 인해서 그 사이에서 스파크(spark)와 같은 정전기가 발생된다.
도 2는 정전기 대전량 측정 결과 그래프이다.
도 2에 도시된 그래프는 500매의 유리기판을 진공척에 연속하여 흡착한 후, 각각 10분간 이온화 장치(Ionizer)를 온(ON)시킨후 박리시켰을 때의 정전기 발생정도를 나타낸 것이다.
대략 유리기판이 250매가 넘으면, 정전척과 유리기판 사이의 정전기는 처음 유리기판을 사용하여 발생한 정전기 보다 2~3배가량 급격하게 증가하였다.
상기와 같이 유리기판이 진공척에 진공 흡착된 상태에서 이온화 장치를 온(ON)시키면 역으로 대전되어 정전기 손상이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 유리기판을 진공척에 흡착한 후 박리시킬 때 정전기에 의한 문제 발생을 방지하기에 알맞은 액정표시장치의 제조공정을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치의 제조공정은 유리기판에 박막을 증착하는 단계; 상기 유리기판을 진공척에 흡착시키는 단계; 상기 진공척의 진공 흡착이 오프(OFF)되는 시점에 이온화 장치를 온(ON)시켜서 전위 균형을 이루는 단계; 상기 유리기판을 진공척에서 박리시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 이온화 장치(Ionizer)의 온(ON)은 컨트롤러를 이용한다.
상기 박막은 금속막, 금속막/절연막, 또는 절연막을 포함한다.
상기 유리기판을 상기 진공척에 흡착시킨후, 상기 박막에 포토공정을 진행하는 단계를 더 포함한다.
상기 전위 균형은 상기 진공척과 유리기판 및 박막을 포함한 전체 전위 균형 뿐만아니라, 상기 유리기판과 박막의 전위 균형 및 진공척 각각의 전위 균형을 포함한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 제조공정에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조공정을 나타낸 순서도이다.
박막 트랜지스터 및 화소전극을 구비한 하부기판(이하, 제 1 유리기판)과, 칼라필터층이 구비된 상부기판(이하, 제 2 유리기판)과, 제 1, 제 2 유리기판 사이에 액정이 충진된 액정표시장치의 제조공정에 있어서, 특히, 제 1 유리기판상에 게이트라인 및 게이트전극을 형성하기 위해서는 제 1 유리기판상에 금속층을 증착하고, 제 1 유리기판을 진공척(Vacuum Chuck)상에 흡착시킨 후에 포토공정(특히, 현상(Develope)공정)을 진행해야 한다.
그리고 포토공정을 진행한 후에는 제 1 유리기판을 진공척에서 박리시켜야 한다.
상기와 같이 제 1 유리기판을 진공척에 흡착시킨 후에 박리시키는 공정을 진행할 때, 제 1 유리기판과 진공척의 전위차에 의해서 그 사이에서 정전기가 발생될 수 있다.
때문에, 제 1 유리기판과 진공척에 전위차가 발생하지 않도록하여 손쉽게 제 1 유리기판을 진공척에서 박리시키기 위한 방법이 연구되고 있다.
본 발명의 액정표시장치의 제조공정은 제 1 유리기판을 진공척에 흡착한 후에 박리시킬 때 정전기가 발생하지 않도록 하기 위한 방법에 관한 것으로, 이때 제 1 유리기판상에는 금속막, 금속막/절연막, 또는 절연막과 같은 패턴 형성용 박막이 증착되어 있을 수 있다.
이하에서는 유리기판상에 금속막이 증착되어 있을 때, 유리기판을 진공척에 흡착하고, 박리시키는 공정에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정은 도 3a에 도시한 바와 같이 유리기판(30)상에 게이트라인 및 게이트전극 형성을 위한 금속막(31)을 증착한다.
이때 유리기판(30)의 전위는 - 이고 금속막(31)의 전위는 + 이므로 유리기판(30)과 금속막(31)의 전체적인 전위는 0으로써 균형을 이루고 있다.
다음에 도 3b에 도시한 바와 같이 유리기판(30)을 진공척(Vacuum chuck)(40)상에 진공 흡착시킨다.
이와 같이 유리기판(30)을 진공척(40)상에 진공 흡착시키면 마찰 대전에 의하여 진공척(40)에서 유리기판(30)으로 (-)전하가 이동하여 유리기판(30)과 금속막(31)의 전체 전위는 -를 띈다.
그러나 진공척(40)의 접지선을 통하여 진공척(40)으로 (+)전하가 공급되므로 진공척(40), 유리기판(30) 및 금속막(31)의 전체 전위는 0으로써 여전히 균형을 이루고 있다.
이후에 포토공정(특히, 현상공정)으로 유리기판(30)상의 금속막(31) 패터닝한다.(미도시)
다음에 도 3c에 도시한 바와 같이 이온화 장치(Ionizer)(32)를 조절하는 컨트롤러를 이용하여 진공척(40)의 진공 흡착이 오프(OFF)되는 시점에서 이온화 장치(32)를 온(ON) 시킨다.
진공척(40)의 진공 흡착이 오프(OFF)되면, 유리기판(30)과 진공척(40)간의 접촉이 약해져서 도 3c에 도시한 바와 같이 전하 이동이 어려워진다.
이때 이온화 장치(32)를 온(ON)시키면, 유리기판(30)의 (-)전하와 금속막(31)의 (+) 전하가 섞이면서 유리기판(30)과 금속막(31)의 전위가 -가 되므로 금속막(31) 표면으로 이온화 장치(32)에서 나온 (+)전하가 모이게 된다.
이에 의해서 유리기판(30)과 금속막(31)의 전체 전위는 0으로 균형을 이룬다.
이때 진공척(40)의 (+)전하는 접지선을 통해 빠져나가므로 진공척(40)의 전위도 균형을 이룬다(전위 0).
즉, 종래에서와 같이 역대전 현상이 발생하지 않도록 하면서, 이온화 장치(32)를 사용하여서 유리기판(30)과 금속막(31)의 전위 균형을 이룰 수 있다.
도 3d에 도시한 바와 같이 진공척(40)에서 유리기판(30)을 박리시킨다.
이때, 유리기판(30), 금속막(31)의 전위와 진공척(40)의 전위가 각각 균형을 이루고 있으므로, 진공척(40)에서 유리기판(30)을 박리시킬 때 전위차가 없으므로 정전기 발생없이 진행할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시장치의 제조공정은 다음과 같은 효과가 있다.
진공척의 진공 흡착이 오프(OFF)되는 시점에 이온화 장치를 온(ON)시키므로 역대전 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 정전기에 의해 유리기판이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이에 의해서 액정표시장치의 제조 수율도 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. (-) 전위의 유리기판에 (+) 전위의 박막을 증착하는 단계;
    (+) 전하가 공급되는 진공척에 상기 (-) 전위의 유리기판을 흡착시키는 단계;
    상기 진공척의 진공 흡착이 오프(OFF)되는 시점에 이온화 장치를 온(ON)시켜 상기 유리기판의 (-) 전하와 상기 박막의 (+) 전하가 섞이도록 하여 상기 박막의 전위를 (-) 상태로 만들어 상기 박막의 표면으로 상기 이온화 장치로부터의 (+) 전하가 모이도록 함으로써 전위 균형을 이루는 단계; 및
    상기 유리기판을 상기 진공척에서 박리시키는 단계를 포함하며,
    상기 전위 균형을 이루는 단계에서는 상기 진공척의 (+)전하가 접지선을 통해 빠져나가고,
    상기 전위 균형은
    상기 유리기판과 박막의 전위 균형 및 상기 진공척 각각의 전위 균형을 포함함과 아울러, 상기 진공척과 유리기판 및 박막을 포함한 전체 전위 균형을 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조공정.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온화 장치(Ionizer)의 온(ON)은 컨트롤러를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조공정.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막은 금속막, 금속막/절연막, 또는 절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조공정.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리기판을 상기 진공척에 흡착시킨후, 상기 박막에 포토공정을 진행하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조공정.
  5. 삭제
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