KR100439769B1 - Apparatus ror rubbing and method for rubbing using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 러빙 밀도를 자유로이 조절할 수 있고, 러빙후의 세정 공정을 생략할 수 있는 액정표시장치 제조용 러빙기 및 이를 이용한 러빙방법을 개시하며, 개시된 본 발명의 러빙기는, 압축된 공기를 발생시키는 공기 압축기; 상기 압축된 공기의 온도를 조절하는 온도 조절기; 상기 압축된 공기의 분사 압력을 조절하는 압력 조절기; 및 상기 압축된 공기를 기판 상의 배향막에 분사시키는 분사 노즐부를 포함하며, 상기 러빙기를 이용한 본 발명에 따른 러빙 방법은, 러빙기의 분사 노즐부를 액정 배향막이 도포된 기판 상부에 이격 배치시키고, 상기 기판을 일방향으로 이동시키면서 상기 러빙기의 분사 노즐부를 통하여 상기 기판 상에 도포된 배향막에 뜨거운 공기를 분사하여 상기 배향막을 배향 처리하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a rubbing machine for manufacturing a liquid crystal display device and a rubbing method using the same, which can freely adjust the rubbing density and can omit the cleaning process after rubbing, and the rubbing machine of the present invention disclosed is an air compressor that generates compressed air. ; A temperature controller for controlling the temperature of the compressed air; A pressure regulator controlling an injection pressure of the compressed air; And an injection nozzle unit for injecting the compressed air to the alignment layer on the substrate, wherein the rubbing method according to the present invention using the rubbing machine comprises: disposing the injection nozzle unit of the rubbing machine on a substrate coated with a liquid crystal alignment layer and spaced apart from the substrate; It is characterized in that the alignment film is oriented by spraying hot air to the alignment film applied on the substrate through the spray nozzle portion of the rubbing machine while moving in one direction.
Description
본 발명은 액정표시장치 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정 배향막의 러빙시 러빙 밀도를 자유로이 조절할 수 있고, 러빙 불량을 방지할 수 있는 러빙기 및 이를 이용한 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device, and more particularly, to a rubbing machine capable of freely adjusting the rubbing density when rubbing the liquid crystal alignment layer and preventing rubbing defects, and a method for manufacturing the liquid crystal display device using the same.
일반적으로, 액정표시장치의 제조 공정은, 크게, 컬러 필터층과 블랙 매트릭스를 형성하는 상부 기판 제조 공정과 박막 트랜지스터와 전극들을 형성하는 하부 기판 제조 공정 및 액정 공정으로 나누어진다.In general, a manufacturing process of a liquid crystal display device is largely divided into an upper substrate manufacturing process for forming a color filter layer and a black matrix, a lower substrate manufacturing process for forming a thin film transistor and electrodes, and a liquid crystal process.
상기의 상부 기판과 하부 기판의 제조 공정은 각각의 단계마다 증착 및 도포 과정을 거치고, 마스크를 사용하여 노광 및 현상하여 패턴을 형성한다. 그런 다음, 두 기판을 합착한 후, 그 사이에 액정을 주입하는데, 주입된 액정 분자들이 전장무인가시에도 일정한 방향을 따라 배열되도록, 상기 두 기판의 합착 이전에 러빙 공정을 실시한다.The manufacturing process of the upper substrate and the lower substrate is subjected to the deposition and coating process for each step, and exposed and developed using a mask to form a pattern. Then, after the two substrates are bonded together, a liquid crystal is injected therebetween, and a rubbing process is performed before the two substrates are bonded so that the injected liquid crystal molecules are aligned along a predetermined direction even when no full length is applied.
이를 위해, 상기 상부 기판과 하부 기판 상에 폴리이미드계의 고분자 화합물로된 배향막을 형성한다. 여기서, 상기 배향막을 형성하는 공정은 먼저 상기 상하부 기판의 내측면 상에 폴리이미드계 고분자 물질을 약 500 ~ 1000Å정도의 두께로 도포한 다음, 건조 과정과 경화 과정을 거쳐 폴리이미드계 배향막을 형성한다. 이렇게 배향막이 상기 상,하부 기판 상에 형성되면 천을 대고 문질러 주는 러빙 공정을 실시한다.To this end, an alignment film made of a polyimide polymer compound is formed on the upper substrate and the lower substrate. Here, in the forming of the alignment layer, a polyimide-based polymer material is first applied on the inner surface of the upper and lower substrates at a thickness of about 500 to 1000 kPa, and then a polyimide alignment layer is formed through a drying process and a curing process. . When the alignment layer is formed on the upper and lower substrates, a rubbing process is performed to rub the cloth.
상기 러빙 공정에 사용되는 천은 면이나 나일론계의 섬유를 식모한 포를 사용하며, 롤러를 사용하여 일정한 압력으로 균일하게 배향막을 문지르는 형태로, 러빙을 실시한다. 이렇게 러빙 공정이 끝난 기판에 액정이 주입되면, 상기 액정분자들은 전장 무인가시에도 러빙 방향을 따라 정렬하게 된다.The cloth used in the rubbing process uses a fabric in which cotton or nylon fibers are implanted, and rubbing is performed in the form of rubbing the alignment film uniformly at a constant pressure using a roller. When the liquid crystal is injected into the substrate after the rubbing process, the liquid crystal molecules are aligned along the rubbing direction even when the full length is not applied.
그런데, 종래의 러빙 공정은 포를 부착한 롤러를 빠른 속도로 문지르는 과정에서 먼지나 러빙포의 섬유들 및 폴리이미드 가루가 배향막 상에 잔류되어 배향 불량이 발생되며, 또한, 이를 제거하기 위해서는 별도의 세정 공정이 추가되어야 한다는 단점이 있다.However, in the conventional rubbing process, dust or rubbing cloth fibers and polyimide powder remain on the alignment layer in the process of rubbing the roller on which the cloth is attached at high speed, and an orientation defect is generated. The disadvantage is that a cleaning process must be added.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 러빙 포를 사용하지 않는, 러빙기 및 이를 이용한 러빙방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubbing machine and a rubbing method using the same, which are devised to solve the above problems and which do not use a rubbing cloth.
도 1은 본 발명에 따른 러빙기의 구성을 도시한 도면.1 is a view showing the configuration of a rubbing machine according to the present invention.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 러빙기의 평판형 분사 노즐부의 입구가 홈 형인 것과 홀 형인 것을 도시한 도면.Figures 2a and 2b is a view showing that the inlet of the planar injection nozzle portion of the rubbing machine according to the present invention is a groove type and a hole type.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 러빙기의 롤러형 분사 노즐부가 홈 형인것과 홀 형인 것을 도시한 도면.Figures 3a and 3b is a view showing that the roller-type spray nozzle portion of the rubbing machine according to the present invention is a groove type and a hole type.
도 4는 본 발명에 따른 평판형 분사 노즐을 갖는 러빙기로 러빙하는 방법을 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining a method of rubbing with a rubbing having a flat jet nozzle according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 롤러형 분사 노즐을 갖는 러빙기로 러빙하는 방법을 설명하기 위한 도면.Figure 5 is a view for explaining a method of rubbing with a rubbing having a roller-type spray nozzle according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 공기 압축기 11: 배향막10: air compressor 11: alignment film
12: 기판 20: 온도 조절기12 substrate 20 temperature controller
30: 압력 조절기 40: 분사 노즐부30: pressure regulator 40: injection nozzle portion
40a: 평판형 분사 노즐 40b: 롤러형 분사 노즐40a: flat jet nozzle 40b: roller jet nozzle
50: 밸브50: valve
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 러빙기는, 압축된 공기를 발생시키는 공기 압축기; 상기 압축된 공기의 온도를 조절하는 온도 조절기; 상기 압축된 공기의 분사 압력을 조절하는 압력 조절기; 및 상기 압축된 공기를 기판 상의 배향막에 분사시키는 분사 노즐부를 포함한다.상기 분사 노즐부는 평판형 또는 롤러형 노즐을 포함하며, 이때, 상기 평판형 분사 노즐은 다수개의 일자형 홈 혹은 다수개의 홀 형태의 입구를 갖으며, 상기 롤러형 분사 노즐은 원주를 따라 다수개의 일자형 홈 혹은 다수개의 홀 형태의 입구를 갖는다.The rubbing machine of the present invention for achieving the above object, an air compressor for generating compressed air; A temperature controller for controlling the temperature of the compressed air; A pressure regulator controlling an injection pressure of the compressed air; And an injection nozzle unit for injecting the compressed air to the alignment layer on the substrate. The injection nozzle unit includes a flat type or a roller type nozzle, wherein the flat type nozzle has a plurality of straight grooves or a plurality of holes. It has an inlet, and the roller-type spray nozzle has an inlet in the form of a plurality of straight grooves or a plurality of holes along the circumference.
또한, 상기와 같은 러빙기를 이용한 본 발명의 러빙 방법은, 압축된 공기를 발생시키는 공기 압축기와, 상기 압축된 공기의 온도를 조절하는 온도 조절기와, 상기 압축된 공기의 분사 압력을 조절하는 압력 조절기와, 상기 압축된 공기를 기판 상의 배향막에 분사시키는 분사 노즐부를 포함하는 러빙기의 상기 분사 노즐부를 액정 배향막이 도포된 기판 상부에 이격 배치시키고, 상기 기판을 일방향으로 이동시키면서, 상기 러빙기의 분사 노즐부를 통하여 상기 기판 상에 도포된 배향막에 뜨거운 공기를 분사하여 상기 배향막을 배향 처리하는 것을 특징으로 한다.In addition, the rubbing method of the present invention using the rubbing machine as described above, an air compressor for generating compressed air, a temperature controller for adjusting the temperature of the compressed air, and a pressure regulator for adjusting the injection pressure of the compressed air And a jet nozzle portion of the rubbing machine including a jet nozzle portion for injecting the compressed air to the alignment film on the substrate, spaced apart from the upper portion of the substrate on which the liquid crystal alignment film is applied, and moving the substrate in one direction. Hot air is sprayed onto the alignment film coated on the substrate through the nozzle unit to align the alignment film.
여기서, 상기 분사 노즐부는 평판형 또는 롤러형 노즐을 포함하며, 상기 평판형 분사 노즐은 고정 배치하여 뜨거운 공기를 분사하고, 상기 롤러형 분사 노즐은 일정한 방향으로 회전 시키면서 뜨거운 공기를 분사하는 것을 특징으로 한다.Here, the spray nozzle portion includes a flat or roller-type nozzle, the flat-type spray nozzle is fixedly arranged to inject hot air, the roller-type spray nozzle is characterized in that the hot air while rotating in a predetermined direction do.
본 발명에 의하면, 기판상에 도포된 배향막의 러빙을 천이 아닌 뜨거운 공기의 분사에 의하여 하므로, 먼지 발생에 의한 배향막 불량을 방지할 수 있고, 아울러, 별도의 세정 공정을 생략할 수 있다.According to the present invention, since the rubbing of the alignment film coated on the substrate is performed by the injection of hot air instead of the cloth, defects in the alignment film due to dust generation can be prevented, and a separate cleaning step can be omitted.
(실시예)(Example)
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 러빙기의 구성을 도시한 도면으로서, 도시한 바와 같이, 본 발명의 러빙기는 공기를 일정하게 압축하는 공기 압축기(10)와, 압축된 공기를 일정한 온도로 조절하는 온도 조절기(20), 압축된 공기의 압력을 일정하게 조절하는 압력 조절기(30), 및 압축된 공기를 분사하는 분사 노즐부(40)로 구성된다.1 is a view showing the configuration of a rubbing machine according to the present invention, as shown, the rubbing machine of the present invention, the air compressor 10 for constantly compressing the air, and the temperature for adjusting the compressed air to a constant temperature The regulator 20, the pressure regulator 30 for constantly adjusting the pressure of the compressed air, and the injection nozzle unit 40 for injecting the compressed air.
이러한 구성을 갖는 러빙기는 먼저 공기를 공기 압축기(10)에서 압축시킨다음, 밸브(50)를 통하여 분사 노즐부(40)로 배출시키는데, 이때, 압축된 공기는, 밸브(50)의 중간 부분에 설치된 온도 조절기(20)와 압력 조절기(30)를 거치도록 하였다. 이렇게 공기가 원하는 조건으로 되면, 분사 노즐부(40)를 통하여 기판의 배향막에 분사되면서 러빙을 실시할 수 있게 된다. 여기서, 상기 분사 노즐부(40)는 평판형 또는 룰러형 노즐을 포함하며, 상기 노즐은 다양한 액정 디스플레이의 모드에 따라, 또는 배향막상에서의 러빙 방향에 따라, 분사 노즐부(40)의 입구에 홈을 형성하거나 홀을 형성한 분사 노즐을 사용할 수 있다.The rubbing machine having such a configuration first compresses air in the air compressor 10 and then discharges the air through the valve 50 to the injection nozzle unit 40, wherein the compressed air is applied to the middle portion of the valve 50. It was to go through the installed temperature controller 20 and the pressure controller (30). When the air is in a desired condition, rubbing may be performed while being sprayed onto the alignment layer of the substrate through the spray nozzle unit 40. Here, the spray nozzle portion 40 includes a flat or ruler type nozzle, and the nozzle is grooved at the inlet of the spray nozzle portion 40 depending on the mode of various liquid crystal displays or the rubbing direction on the alignment film. Injection nozzles that form or form holes may be used.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 러빙기의 평판형 분사 노즐부의 입구가 홈 형인것과 홀 형인 것을 도시한 도면이다.2a and 2b is a view showing that the inlet of the flat-type injection nozzle portion of the rubbing machine according to the present invention is a groove type and a hole type.
도 2a에 도시한 바와 같이, 분사 노즐부의 입구에 일정한 방향으로 홈이 형성된 구조를 갖거나, 도 2b에 도시한 바와 같이, 분사 노즐부의 입구에 일정한 방향으로 홀이 형성된 구조를 갖을 수 있다.As shown in FIG. 2A, a groove may be formed in a predetermined direction at the inlet of the injection nozzle unit, or as illustrated in FIG. 2B, a hole may be formed in a predetermined direction at the inlet of the injection nozzle unit.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 러빙기의 롤러형 분사 노즐부가 홈 형인것과 홀 형인 것을 도시한 도면이다.Figures 3a and 3b is a view showing that the roller-type injection nozzle portion of the rubbing machine according to the present invention is a groove type and a hole type.
도 3a에 도시한 바와 같이, 롤러 형태의 원주를 따라 일정한 방향으로 다수개의 홈이 형성되어 있는 구조를 갖거나, 도 3b에 도시한 바와 같이, 롤러 형태의 원주를 따라 일정한 방향으로 홀이 형성된 구조를 갖을 수 있다.As shown in FIG. 3A, a plurality of grooves are formed in a predetermined direction along a circumference of a roller, or as shown in FIG. 3B, a hole is formed in a predetermined direction along a circumference of a roller. It may have a.
도 4는 본 발명에 따른 평판형 분사 노즐을 갖는 러빙기로 러빙하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도시한 바와 같이, 러빙기의 평판형 분사 노즐(40a)을 배향막(12)이 형성되어 있는 기판(11) 상부에 소정 거리를 두고 고정 배치한다. 그런 다음, 상기 배향막(12)이 형성되어 있는 기판(11)을 소정 방향으로 천천히 이동시키면서, 상기 러빙기의 분사 노즐(40a)로부터 온도와 분사 압력이 일정하게 조절된 뜨거운 공기를 기판(11), 즉, 배향막(12)에 분사시키고, 이결과, 분사 노즐(40a)의 홈 혹은 홀 형태의 입구에서는 뜨거운 공기가 분사되어 배향막(12)이 러빙 된다.FIG. 4 is a view for explaining a method of rubbing with a rubbing device having a flat jet nozzle according to the present invention. As shown, a substrate having an alignment film 12 formed on the flat jet nozzle 40a of the rubbing machine. (11) It is fixedly arranged at a predetermined distance on the upper portion. Subsequently, while slowly moving the substrate 11 on which the alignment layer 12 is formed in a predetermined direction, hot air having constant temperature and injection pressure is controlled from the spray nozzle 40a of the rubbing machine. That is, it is injected into the alignment film 12, and as a result, hot air is injected from the inlet of the groove | channel or hole form of the injection nozzle 40a, and the alignment film 12 rubs.
도 5는 본 발명에 따른 롤러형 분사 노즐을 갖는 러빙기로 러빙하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 배향막(12)이 형성된 기판(11)을 소정의 방향으로 천천히 이동시키면서, 롤러 형태의 분사 노즐(40b)을 갖는 러빙기를 회전시킨다. 원주를 따라 홈 혹은 홀이 형성된 롤러의 입구에서는 온도와 압력이 조절된 뜨거운 공기가 분사 되며, 이것에 의해 상기 배향막이(12) 러빙된다.FIG. 5 is a view for explaining a method of rubbing with a rubbing machine having a roller-type spray nozzle according to the present invention, while slowly moving the substrate 11 on which the alignment layer 12 is formed in a predetermined direction, and having a roller-type spray nozzle ( Rotate the rubbing machine with 40b). At the inlet of the roller formed with the groove or the hole along the circumference, hot air with controlled temperature and pressure is injected, thereby rubbing the alignment layer 12.
상기에서 설명한 뜨거운 공기를 분사시키는 러빙기를 사용할 경우에는 온도 조절기와 압력 조절기에 따라 러빙 밀도를 자유롭게 조절할 수 있게되고, 보다 빠른 러빙이 가능하게 된다.When using the above-described rubbing machine for injecting hot air, the rubbing density can be freely adjusted according to the temperature controller and the pressure regulator, and faster rubbing is possible.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 러빙기를 이용하여 액정표시장치를 제조하는 경우에는 배향막 상에 이물질이 발생되지 않아 러빙 불량을 방지할 수 있다.As described above, when the liquid crystal display device is manufactured using the rubbing machine of the present invention, foreign matter does not occur on the alignment layer, thereby preventing rubbing defects.
아울러, 러빙기에서 분사 공기의 압력과 온도를 다양하게 조절할 수 있으므로, 러빙 밀도를 조절할 수 있다.In addition, since the pressure and temperature of the injection air in the rubbing machine can be variously adjusted, the rubbing density can be adjusted.
또한, 이러한 러빙기를 사용하여 배향을 하게 되면, 따로 세정 공정을 생략할 수 있어서, 공정의 단순화를 얻을 수 있다.In addition, when orientation is performed using such a rubbing machine, the washing process can be omitted separately, and the process can be simplified.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims.
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2001
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