KR100413922B1 - 러빙 장치 - Google Patents

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KR100413922B1
KR100413922B1 KR10-2001-0087494A KR20010087494A KR100413922B1 KR 100413922 B1 KR100413922 B1 KR 100413922B1 KR 20010087494 A KR20010087494 A KR 20010087494A KR 100413922 B1 KR100413922 B1 KR 100413922B1
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Abstract

본 발명에 따른 러빙 장치는, 회전력을 제공하는 구동부와; 상기 구동부에 체결되어 회전되며, 일면에 적어도 하나 이상의 수광부가 마련된 러빙 롤과; 상기 러빙 롤의 회전을 지지하며, 상기 수광부의 대향면에 적어도 하나 이상의 발광부가 마련된 종동부; 및 상기 러빙 롤의 수광부로부터 검출되는 신호를 참조하여, 상기 러빙 롤의 회전 상태를 감지하는 회전 감지부; 를 포함한다.
여기서, 상기 러빙 롤의 일면에 마련된 수광부는, 상기 종동부와 대향되는 면에 마련되며, 상기 러빙 롤의 회전축을 중심으로 하는 동심원 상에 복수로 마련된다.
또한 상기 회전 감지부는, 상기 수광부로부터 검출되는 신호를 참조하여, 상기 발광부에서 발광되어 입사되는 빔의 세기를 검출하고, 상기 러빙 롤의 편심 회전 또는 진동 회전 여부를 감지한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 러빙 공정을 수행함에 있어, 종동부 및 러빙 롤의 대향면에 발광부 및 수광부를 각각 마련함으로써, 러빙 롤의 편심 회전 및 진동 회전 여부를 용이하게 감지하고, 러빙 대상에 얼룩 및 세로선 불량이 대량으로 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

러빙 장치{Rubbing apparatus}
본 발명은 액정 표시 장치의 제조 장치에 관한 것으로서, 특히 러빙 공정을 수행함에 있어, 러빙 롤의 편심 회전 및 진동 회전 여부를 용이하게 감지할 수 있는 러빙 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화상 정보를 화면에 나타내는 화면 표시 장치들 중에서 브라운관 표시 장치(혹은 CRT:Cathode Ray Tube)가 지금까지 가장 많이 사용되어 왔는데, 이것은 표시 면적에 비해 부피가 크고 무겁기 때문에 사용하는데 많은 불편함이 따랐다.
이에 따라, 표시 면적이 크더라도 그 두께가 얇아서 어느 장소에서든지 쉽게 사용할 수 있는 박막형 평판 표시 장치가 개발되었고, 점점 브라운관 표시 장치를 대체하고 있다. 특히, 액정 표시 장치(LCD:Liquid Crystal Display)는 표시 해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 반응 속도가 빠른 특성을 나타내고 있다.
알려진 바와 같이, 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 것이다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자 배열에 방향성과 분극성을 갖고 있는 액정 분자들에 인위적으로 전자기장을 인가하여 분자 배열 방향을 조절할 수 있다. 따라서, 배향 방향을 임의로 조절하면 액정의 광학적 이방성에 의하여 액정 분자의 배열 방향에 따라 빛을 투과 혹은 차단시킬 수 있게 되어, 색상 및 영상을 표시할 수 있게 된다.
그러면, 도 1을 참조하여 이와 같은 액정 표시 장치에 대하여 간략하게 살펴 보기로 한다. 도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
액정 표시 장치는 여러 가지 소자들이 형성된 두 개의 패널(칼라 필터 어레이, TFT 어레이)들이 대향되어 붙어있고, 그 사이에 액정 층이 끼워진 형태로 이루어 지며, 영상 표시를 위한 빛을 공급하는 백 라이트를 포함하여 구성된다.
액정 표시 장치의 한쪽 패널에는 색상을 구현하는 소자들이 구성되어 있다. 이를 흔히 '칼라 필터 패널'이라고 부른다. 칼라 필터 패널은 투명 기판 위에 행렬 방식으로 설계된 화소의 위치에 따라 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 칼라 필터가 순차적으로 배열되어 있다. 이들 칼라 필터에는 아주 가는 그물 모양의 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 이는 각 색상 사이에서 혼합 색이 나타나는 것을 방지한다. 그리고, 칼라 필터를 덮는 공통 전극이 형성되어 있다. 공통 전극은 액정에 인가하는 전기장을 형성하는 한쪽 전극 역할을 수행한다.
그리고, 액정 표시 장치의 다른 쪽 패널에는 액정을 구동하기 위한 전기장을 발생시키는 스위치 소자 및 배선들이 형성되어 있다. 이를 흔히 '액티브 패널'이라고 부른다. 액티브 패널은 투명 기판 위에 행렬 방식으로 설계된 화소의 위치를 따라 화소 전극이 형성되어 있다. 화소 전극은 상기 칼라 필터 패널에 형성된 공통 전극과 마주보며 액정에 인가되는 전기장을 형성하는 다른 쪽 전극 역할을 수행한다. 또한, 화소 전극들의 수평 배열 방향을 따라 신호 배선이 형성되어 있고, 수직 배열 방향을 따라서는 데이터 배선이 형성되어 있다.
여기서, 액티브 매트릭스 액정 표시 장치의 경우, 상기 화소 전극의 한쪽 구석에는 화소 전극에 전기장 신호를 인가하는 스위칭 소자인 TFT 어레이가 형성되어 있다. 액티브 매트릭스 액정 표시 장치의 경우에, TFT의 게이트 전극은 상기 신호 배선에 연결되어 있고(따라서, 신호 배선을 '게이트 배선'이라 부르기도 한다), 소스 전극은 상기 데이터 배선에 연결되어 있다(따라서, 데이터 배선을 '소스 배선'이라 부르기도 한다).
그리고, TFT의 드레인 전극은 상기 화소 전극에 연결되어 있다. TFT에서 소스 전극과 드레인 전극 사이에는 반도체 층이 형성되어 있고, 상기 소스 전극과 반도체 층 그리고, 드레인 전극과 반도체 층은 각각 오믹 접촉을 이루고 있다. 그리고, 게이트 배선과 소스 배선의 끝단에는 외부에서 인가되는 신호를 받아들이는 터미널 단자인 게이트 패드와 소스 패드가 각각 형성되어 있다.
한편, 상기 게이트 패드에 인가되는 외부의 전기적 신호가 게이트 배선을 따라 게이트 전극에 인가되면, 소스 패드에 인가되는 화상 정보가 소스 배선을 따라 소스 전극에 인가되어 드레인 전극에 도통된다. 반면에, 게이트 배선에 신호가 인가되지 않는 경우에는 소스 전극과 드레인 전극이 단절된다. 그러므로, 게이트 전극의 신호를 조절함에 따라 드레인 전극에 데이터 신호의 인가 여부를 결정할 수 있다.
따라서, 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극에 데이터 신호를 인위적으로 전달할 수 있게 된다. 즉, 상기 TFT는 화소 전극을 구동하는 스위치 역할을 수행한다. 그리고, 상기 게이트 배선 등이 형성된 층과 소스 배선 등이 형성된 층 사이에는 전기적 절연을 위해 게이트 절연막이 형성되어 있고, 상기 소스 배선 등이 형성된 층 위에도 소자 보호를 위한 보호막이 형성되어 있다.
이와 같이 형성된 두 개의 패널(칼라 필터 어레이와 TFT 어레이)이 일정 간격(이 간격을 '셀 갭(cell gap)'이라 부른다)을 두고 서로 대향하여 부착되고, 그사이에 액정 물질이 채워진다. 상기 두 개의 패널 사이의 셀 갭을 일정하게 유지하고, 상기 액정 물질이 밖으로 새어나오지 않도록 하기 위해 상기 두 기판의 가장자리 부분을 에폭시와 같은 실링재(sealing material)로 봉합한다. 이로써, 액정 표시 장치의 주요 부분인 액정 패널 부분이 완성되게 된다.
한편, 이와 같은 액정 표시 장치는 액정의 전기광학적 효과를 이용한 것이고, 이러한 전기광학효과는 액정 자체의 이방성과 액정의 분자배열상태에 의해 결정되어진다. 또한, 액정의 분자배열에 대한 제어는 액정 표시 장치에서의 표시품위를 안정화하는 데 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 액정에 단결정 질서를 효과적으로 부여하기 위하여 상기 칼라 필터 패널과 TFT 패널에 대하여 배향막(orientation film)을 형성시킨다.
이러한 배향막은 무기 배향막과 유기 배향막으로 나누어지며 특히 유기 배향막 중 폴리이미드계 배향막이 많이 사용되고 있다. 상기 유기 배향막은 회전 도포법이나 인쇄 도포법으로 기판상에 유기 고분자막을 형성하고 경화시킨 후 러빙( Rubbing) 공정을 거치게 된다. 상기 러빙 공정은 배향막의 표면에 배향 각도를 정의하여 액정분자의 배향 방향에 프리틸트각(pre-tilt angle)을 부여하는 역할을 하게 된다.
그런데, 도 2에 나타낸 바와 같은 러빙 장치를 이용하여 러빙 공정이 수행됨에 있어, 러빙 대상(예컨대 글라스)에 대한 러빙을 수행하는 러빙 롤(rubbing roll )(210)과, 상기 러빙 롤(210)의 회전축을 지지하는 종동부(live center)(230)가 종동부 샤프트(231)를 통해 체결되어 있다. 그리고, 구동부(220)에 의하여 상기 러빙롤(210)에 회전력이 전달되며, 상기 러빙 롤(210)은 구동부 스핀들(221)을 통하여 상기 구동부(220)에 체결된다. 여기서, 도면부호 240은 상기 러빙 롤(210)의 위치를 가이드하는 롤러 가이드이고, 도면부호 250은 러빙 대상이 이동되는 러빙 스테이지(rubbing stage)를 각각 나타낸다.
이때, 러빙 공정이 수행됨에 있어, 상기 러빙 롤(210)이 고속 회전시에 상기 러빙 롤(210)의 편심 불량이나, 상기 종동부(230) 내부 베어링의 마모로 인하여 상기 종동부 샤프트(231)의 떨림 현상이 발생될 수 있다.
이와 같이, 상기 종동부 샤프트(231)의 떨림 현상으로 인하여 상기 러빙 롤 (210)의 편심(eccentricity) 및 진동(vibration) 운동이 발생되는 경우에는, 러빙 공정시 러빙 대상에 얼룩 및 세로선 불량이 대량으로 발생되게 되는 문제점이 있다. 이에 따라, 러빙 공정이 수행됨에 있어, 상기 러빙 롤(210)의 편심 불량이나 진동을 빨리 검출할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로서, 러빙 공정을 수행함에 있어, 종동부 및 러빙 롤의 대향면에 발광부 및 수광부를 각각 마련함으로써, 러빙 롤의 편심 회전 및 진동 회전 여부를 용이하게 감지하고, 러빙 대상에 얼룩 및 세로선 불량이 대량으로 발생되는 것을 방지할 수 있는 러빙 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 종래 러빙 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 러빙 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 러빙 장치의 러빙 롤 끝단에 수광부가 마련된 예를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210, 310... 러빙 롤 220, 320... 구동부
221, 321... 구동부 스핀들 230, 330... 종동부
231, 331... 종동부 샤프트 240, 340... 롤러 가이드
250, 350... 러빙 스테이지 311... 수광부
332... 발광부 401... 러빙 롤 센터
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 러빙 장치는,
회전력을 제공하는 구동부와;
상기 구동부에 체결되어 회전되며, 일면에 적어도 하나 이상의 수광부가 마련된 러빙 롤과;
상기 러빙 롤의 회전을 지지하며, 상기 수광부의 대향면에 적어도 하나 이상의 발광부가 마련된 종동부; 및
상기 러빙 롤의 수광부로부터 검출되는 신호를 참조하여, 상기 러빙 롤의 회전 상태를 감지하는 회전 감지부; 를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 러빙 롤의 일면에 마련된 수광부는, 상기 종동부와 대향되는 면에 마련되며, 상기 러빙 롤의 회전축을 중심으로 동심원 상에 복수로 마련되는 점에 그 특징이 있다.
또한 상기 회전 감지부는, 상기 수광부로부터 검출되는 신호를 참조하여, 상기 발광부에서 발광되어 입사되는 빔의 세기를 검출하고, 상기 러빙 롤의 편심 회전 또는 진동 회전 여부를 감지하는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 러빙 공정을 수행함에 있어, 종동부 및 러빙 롤의 대향면에 발광부 및 수광부를 각각 마련함으로써, 러빙 롤의 편심 회전 및 진동 회전 여부를 용이하게 감지하고, 러빙 대상에 얼룩 및 세로선 불량이 대량으로 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 러빙 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 러빙 장치의 러빙 롤 끝단에 수광부가 마련된 예를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 러빙 장치는 회전력을 제공하는 구동부(320)와; 상기 구동부(320)의 구동부 스핀들(321)에 체결되어 회전되며, 일면에 적어도 하나 이상의 수광부(311)가 마련된 러빙 롤(310)과; 상기 러빙 롤(310)의 회전을 지지하는 종동부 샤프트(331)와, 상기 수광부(311)의 대향면에 적어도 하나 이상의 발광부(332)가 마련된 종동부(330); 및 상기 러빙 롤(310)의 수광부(311)로부터 검출되는 신호를 참조하여, 상기 러빙 롤(310)의 회전 상태를 감지하는 회전 감지부(미도시)를 포함한다.
여기서, 상기 러빙 롤(310)의 일단은 상기 구동부(320)의 구동부 스핀들(321 )에 체결되고, 상기 구동부 스핀들(321)로부터 회전력을 인가받아 회전됨으로써, 상기 러빙 롤(310)은 러빙 대상에 대한 러빙 공정을 수행할 수 있게 된다. 그리고, 상기 러빙 롤(310)의 타단에 마련된 러빙 롤 센터(401)는 상기 종동부(330)의 종동부 샤프트(331)에 의해 지지됨으로써, 상기 러빙 롤(310)은 회전축을 중심으로 안정적인 회전을 수행할 수 있게 된다. 또한, 도면부호 340은 상기 러빙 롤(310)의 위치를 가이드하는 롤러 가이드이고, 도면부호 350은 러빙 대상이 이동되는 러빙 스테이지(rubbing stage)를 각각 나타낸다.
그러면, 이와 같은 러빙 장치에서 상기 러빙 롤(310)의 편심 회전 및 진동 발생을 검출하는 과정에 대하여 부연 설명해 보기로 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 러빙 롤(310)의 일면에 마련된 수광부(311)는, 상기 종동부(330)와 대향되는 면에 마련되며, 상기 러빙 롤(310)의 러빙 롤 센터(401)를 중심으로 하는 동심원 상에 적어도 하나 이상 마련되며, 각 수광부(311)는 동일한 센싱 감도를 갖도록 마련된다. 또한, 상기 수광부(311)의 위치에 대응되는 종동부(330)의 일면에는 동일한 발광 정도를 가진 발광부(332)가 적어도 하나 이상 마련되어 있다.
이와 같이, 상기 러빙 롤(310) 및 종동부(330)에 수광부(311) 및 발광부(332 )가 마련됨으로써, 상기 러빙 롤(310)의 편심 회전 및 진동 회전을 감지할 수 있게 된다. 즉, 상기 러빙 롤(310)이 고속으로 회전됨에 있어, 러빙 롤(310)의 편심 불량이나, 상기 종동부(330) 내부에 마련된 베어링의 마모로 인한 종동부 샤프트 (331)의 떨림이 발생되는 경우에는, 상기 각각의 수광부(311)에 입사되는 빔의 세기에 변화가 생기게 된다. 이와 같이, 상기 각각의 수광부(311)에 입사되는 빔의 세기 변화를 검출함으로써, 상기 회전 감지부는 러빙 롤(310)의 편심 회전 및 진동 회전의 발생 여부를 감지할 수 있게 되는 것이다.
이때, 러빙 롤(310) 자체의 편심이 발생하게 되면, 고속 회전 시 일정한 무게 중심을 유지하면서 회전하던 상기 러빙 롤(310)이 편심이 발생된 임의의 한 방향으로 무게중심이 치우치게 된다. 그리고, 이와 같은 편심 발생으로 인하여, 무게 중심 변화로 인한 고속 회전시 진동이 발생될 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 발광부(332)로부터 발광되는 빔이 수광부(311)에 입사됨에 있어, 상기 각각의 수광부 (311) 위치에 따라 입사되는 빔의 세기가 달라지게 된다. 이로부터, 상기 회전 감지부는 각 위치에 마련된 상기 수광부(311)에 입사되는 광량을 비교함으로써, 상기 러빙 롤(310)의 편심 회전 및 진동 회전 여부를 검출할 수 있게 된다.
그리고, 이와 같이 상기 수광부(311)에 입사되는 광량으로부터 상기 러빙 롤(310)의 회전 상태를 정확하게 검출하기 위해서는, 상기 수광부(311)와 발광부 (332)가 상호 대향되는 위치에 조정되어 마련되어야 한다.
이와 같이, 상기 러빙 롤(310)의 회전 상태를 즉각적으로 검출할 수 있게 됨으로써, 상기 러빙 롤(310)의 편심 회전 및 진동 회전에 의하여 러빙 대상에 얼룩이나 세로선 불량이 대량으로 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 러빙 롤의 일면에 수광부가 마련되고, 종동부의 일면에 발광부가 마련됨으로써, 러빙 롤의 편심 회전 및 진동 회전 여부를 감지할 수 있는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 러빙 롤의 일면에 발광부가 마련되고, 종동부의 일면에 수광부가 마련된 경우에도 러빙 롤의 편심 회전 및 진동 회전 여부를 용이하게 검출할 수 있음은 자명하다할 것이다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 러빙 장치에 의하면, 러빙 공정을 수행함에 있어, 종동부 및 러빙 롤의 대향면에 발광부 및 수광부를 각각 마련함으로써, 러빙 롤의 편심 회전 및 진동 회전 여부를 용이하게 감지하고, 러빙 대상에 얼룩 및 세로선 불량이 대량으로 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 회전력을 제공하는 구동부와;
    상기 구동부에 체결되어 회전되며, 일면에 적어도 하나 이상의 수광부가 마련된 러빙 롤과;
    상기 러빙 롤의 회전을 지지하며, 상기 수광부의 대향면에 적어도 하나 이상의 발광부가 마련된 종동부; 및
    상기 러빙 롤의 수광부로부터 검출되는 신호를 참조하여, 상기 러빙 롤의 회전 상태를 감지하는 회전 감지부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 러빙 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 러빙 롤의 일면에 마련된 수광부는, 상기 종동부와 대향되는 면에 마련되며, 상기 러빙 롤의 회전축을 중심으로 하는 동심원 상에 복수로 마련되는 것을 특징으로 하는 러빙 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전 감지부는, 상기 수광부로부터 검출되는 신호를 참조하여, 상기 발광부에서 발광되어 입사되는 빔의 세기를 검출하고, 상기 러빙 롤의 편심 회전 또는 진동 회전 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 러빙 장치.
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