KR100624400B1 - 액정표시장치의 러빙포 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 러빙포. - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정의 배향을 위한 배향막의 배향시 러빙포에 의한 배향막의 긁힘과 러빙포의 포털의 빠짐을 줄이기 위해, 다수개의 씨실과 날실로 이루어지고, 상기 각 씨실과 날실은 상, 하로 교번되어 격자형으로 직포된 제 1 직물을 구비하는 단계와; 상기 제 1 직물과 마주보며, 다수개의 씨실과 날실로 이루어지고, 상기 각 씨실과 날실은 상, 하로 교번되어 격자형으로 직포된 제 2 직물을 구비하는 단계와; 상기 제 1 직물의 상기 일 씨실 제 1 코와 상기 일 씨실과 인접한 타 씨실 제 2 코에 동시에 걸리고, 상기 제 2 직물의 상기 일 씨실 제 1 코와 상기 일 씨실과 인접한 타 씨실 제 2 코에 동시에 걸리게 포 올을 형성하는 단계와; 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물사이에 형성된 상기 포 올의 가운데 부분을 절단하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 러빙포 제조방법에 관해 개시하고 있다.

Description

액정표시장치의 러빙포 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 러빙포. {rubbing cloth and method for fabricating the same}

도 1은 일반적인 액정 셀의 제조공정을 도시한 흐름도.

도 2는 일반적인 액정표시장치의 배향공정을 도시한 측면도.

도 3은 종래의 러빙포를 제조하는 공정을 도시한 사시도.

도 4는 도 3의 러빙포 제조방법에 의해 제조된 러빙포를 도시한 사시도.

도 5는 종래의 러빙포의 단면을 도시한 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 러빙포를 제조하는 공정을 도시한 사시도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 러빙포의 단면을 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

70 : 포 올 72 : 포털

본 발명은 액정표시장치의 제조공정에 관한 것으로써, 더 상세하게는 액정 디스플레이 패널의 제조방법에 있어서, 액정의 배향을 위한 배향에 쓰이는 러빙포에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 박막 트랜지스터가 배열된 기판인 하판과, 컬러필터가 인쇄된 상판으로 구성되며, 상기 상판과 하판사이에는 액정이 위치한다.

상기 액정 표시장치에서 액정 셀(Cell)의 간략한 제조공정과 그 동작을 살펴보면 다음과 같다.

두 매의 기판 즉, 상판과 하판이 마주보는 각 내측의 한쪽면에는 공통전극 을 형성하고, 다른 한쪽 면에는 화소전극을 형성한 후, 각 전극이 서로 대향하도록 배열한 후, 상기 상판과 하판 사이의 간격에 액정을 주입시키고 입구를 봉합한다. 그리고 상기 상판과 하판의 외측에 각각 편광판을 붙임으로써, 액정 셀은 완성되게 된다.

또한, 상기 액정 셀의 광 투과량을 각 전극(화소전극, 공통전극)에 인가하는 전압으로써 제어하고, 광 셔터(Shutter) 효과에 의해 문자/화상을 표시하게 된다.

액정 셀 공정은 박막 트랜지스터(Thin film transistor ; TFT) 공정이나 컬러 필터(Color filter)공정에 비해 상대적으로 반복되는 공정이 거의 없는 것이 특징이라 할 수 있다. 전체 공정은 액정 분자의 배향을 위한 배향막 형성 공정과 셀갭(Cell gap) 형성공정, 셀 컷팅(Cell cutting)공정 등으로 크게 나눌 수 있다.

이하, 앞서 설명한 액정 표시장치의 제조공정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적으로 적용되는 액정 셀의 제작 공정을 도시한 흐름도로써, st1 단계에서는 먼저 하판을 준비한다. 상기 하판에는 스위칭 소자로 다수개의 박막 트랜지스터(TFT)가 배열되어 있고, 상기 TFT와 일대 일 대응하게 화소전극이 형성되어 있다.

st2 단계는 상기 하판 상에 배향막을 형성하는 단계이다.

상기 배향막 형성은 고분자 박막의 증착과 러빙(Rubbing) 공정을 포함한다. 상기 고분자 박막은 통상 배향막이라 하고, 하판 상의 전체에 균일한 두께로 증착되어야 하고, 러빙 또한 균일해야 한다.

상기 러빙은 액정의 초기 배열방향을 결정하는 주요한 공정으로, 상기 배향막의 러빙에 의해 정상적인 액정의 구동이 가능하고, 균일한 디스플레이(Display)특성을 갖게 한다.

일반적으로 배향막은 유기질의 유기배향막이 주로 쓰이고 있다.

러빙공정은 천을 이용하여 배향막을 일정한 방향으로 문질러주는 것을 말하며, 러빙 방향에 따라 액정 분자들이 정렬하게 된다.

st3 단계는 씰 패턴(seal pattern)을 인쇄하는 공정을 나타낸다.

액정 셀에서 씰 패턴은 액정 주입을 위한 갭 형성과 주입된 액정을 새지 않게하는 두 가지 기능을 한다. 상기 씰 패턴은 열경화성 수지를 일정하게 원하는 패턴으로 형성시키는 공정으로, 스크린 인쇄법이 주류를 이류고 있다.

st4 단계는 스페이서(Spacer)를 도포하는 공정을 나타낸다.

액정 셀의 제조공정에서 상판과 하판 사이의 갭을 정밀하고 균일하게 유지하 기 위해 일정한 크기의 스페이서가 사용된다. 따라서, 상기 스페이서 산포시 하판에 대해 균일한 밀도로 산포해야 하며, 산포 방식은 크게 알콜 등에 스페이서를 혼합하여 분사하는 습식 산포법과 스페이서만을 산포하는 건식 산포법으로 나눌 수 있다.

또한, 건식 산포에는 정전기를 이용하는 정전 산포식과 기체의 압력을 이용하는 제전 산포식으로 나뉘는데, 정전기에 취약한 구조를 갖고 있는 액정 셀에서는 제전 산포법을 많이 사용한다.

상기 스페이서 산포 공정이 끝나면, 컬러 필터 기판인 상판과 박막 트랜지스터 배열 기판인 하판의 합착공정으로 진행된다(st5).

상판과 하판의 합착 배열은 각 기판의 설계시 주어지는 마진(Margin)에 의해 결정되는데, 보통 수 μm의 정밀도가 요구된다. 두 기판의 합착 오차범위를 벗어나면, 빛이 새어나오게 되어 액정 셀의 구동시 원하는 화질 특성을 기대할 수 없다.

st6 단계는 상기 st1 내지 st5 단계에서 제작된 액정 셀을 단위 셀로 절단하는 공정이다. 일반적으로 액정 셀은 대면적의 유리기판에 다수개의 액정 셀을 형성한 후, 각각 하나의 액정 셀로 분리하는 공정을 거치게 되는데, 이 공정이 셀 절단 공정이다.

초기 액정 표시장치의 제조공정에서는 여러 셀에 동시에 액정을 주입한 후, 셀단위로 절단하는 공정을 진행하였으나, 셀 크기가 증가함에 따라 단위 셀로 절단한 후, 액정을 주입하는 방법을 사용한다.

셀 절단 공정은 유리기판보다 경도가 높은 다이아몬드 재질의 펜으로 기판 표면에 절단선을 형성하는 스크라이브(Scribe) 공정과 힘을 가해 절단하는 브레이크(Break) 공정으로 이루어진다.

st7 단계는 각 단위 셀로 절단된 액정 셀에 액정을 주입하는 단계이다.

단위 액정 셀은 수백 cm²의 면적에 수 μm의 갭을 갖는다. 따라서, 이런 구조의 셀에 효과적으로 액정을 주입하는 방법으로 셀 내외의 압력차를 이용한 진공 주입법이 가장 널리 이용된다.

상기 배향막 형성공정을 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.

전술한바 있는 배향막 형성 공정은 고분자 박막의 형성과 러빙 그리고, 고분자 박막의 세정공정을 포함한다.

또한, 상기 배향막은 균일한 고분자 박막의 두께형성과, 상기 고분자 박막의 러빙이 균일해야 한다.

상기 러빙공정은 액정 분자의 균일한 배향을 형성하며, 정상적으로 액정을 구동할 수 있게 하며, 균일한 디스플레이 특성을 갖게 한다.

즉, 다시말해 거시적인 액정의 물성은 액정의 분자배열 상태에 의존하며, 이에따라 전기장 등의 외력에 대한 응답속도도 달라지게 된다. 따라서, 액정 분자의 배열상태의 제어는 액정 표시장치의 구성에 있어서 필수적인 기술이라 할 수 있다.

또한, 상기 러빙공정에서 발생되는 물리적인 결함은 액정 셀의 완성후, 전기적인 신호를 상기 액정 셀에 인가하여 동작시켜야만 인지할 수 있는 매우 중요한 기술이라 할 수 있다.

도 2는 일반적으로 배향막의 러빙에 사용하는 러빙 설비의 구조를 도시한 단면도이다.

배향막(2)의 러빙은 천을 이용하여 상기 배향막에 일정한 방향으로 문질러주는 것을 말한다.

즉, 도 2에 도시된 도면에서와 같이 배향막(2)이 도포된 기판(1)을 일정한 방향으로 이동시키고, 러빙포(6)가 감긴 러빙롤러(rubbing roller ; 4)를 고속으로 회전시켜 상기 배향막(2)을 러빙한다.

상기 러빙공정의 조건 설정시 가장 기본이 되는 것은 적당한 세기의 러빙조건을 설정하는 것과, 러빙 세기(rubbing strength ; RS)를 대면적에 걸쳐 균일하게 하는 것이다.

러빙이 균일하지 않으면 액정 분자의 정렬도가 공간적으로 일정하지 않아 국소적으로 다른 광학적 특성을 나타내는 균일도(Uniformity)불량을 일으킨다.

상기 러빙의 공정계수는 러빙횟수, 러빙 깊이, 롤러의 회전수, 롤러의 반경 등에 의해 결정되지만, 러빙포의 길이, 강도, 굵기, 밀도 등도 중요한 인자(因子)가 되고 있다.

도 3은 종래의 러빙포의 제작 공정을 도시한 사시도로써, 도시된 도면에서와 같이 상부 포(包 ; 10)와 하부 포(20)의 씨실과 날실이 교차되는 코(A)에 각각 걸치게 영어 알파벳의 "V" 형상으로 포 올(30)을 심고, 상기 포 올(30)의 중간지점을 절단하는 방식으로 러빙포를 제작하였다.

도 4는 최종적으로 완성된 러빙포를 도시한 사시도이다.

도면에서 도시된 바와 같이 도 3에 의해 제조된 러빙포는 근본적으로 대칭적인 구조이다. 즉, 상기 도 3의 포 올(30)을 절단하는 방법으로 러빙포를 제작하면, 상부 포(10)와 하부 포(20)에 각각 포 털(40)이 형성된다.

그러나, 종래의 러빙포 제작 방법에 의해 제조된 러빙포는 도 3에 도시된 도면에서와 같이, 제조상 포털이 씨실(12)과 날실(14)이 교차하는 근방(A)에서 한 코 만이 걸려서, 포털(40)을 형성하므로, 상기 포털(40)이 잘 빠지고, 러빙공정에서 필요한 포털(40)의 포결 각도(tilt)를 구현하는데 어려움이 있다.

상기와 같이 포털(40)의 빠짐을 방지하기 위해 백-코팅(back coating)을 하더라도, 상기 러빙포의 제조공정상 포털(40)의 빠짐이 많은 단점이 있다.

또한, 러빙포의 평면을 도시한 도 5에 도시된 바와 같이, 포털(40)의 포결각도(tilt)가 일정하지 않기 때문에, 러빙공정시 상기 포털(40)에 의해 배향막에 긁힘(scratch)이 다발할 수 있는 단점이 있다.

상기와 같은 포결각도를 구현하기 위해 종래에는 에이징(aging)이라는 방법으로 포를 유리기판에서 회전시켜 결을 부여하고 있으나, 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.

상술한 종래의 러빙포에 대한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 포털에의한 배향막의 긁힘을 줄이는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 다수개의 씨실과 날실로 이루어지고, 상기 각 씨실과 날실은 상, 하로 교번되어 격자형으로 직포된 제 1 직물을 구비하는 단계와; 상기 제 1 직물과 마주보며, 다수개의 씨실과 날실로 이루어지고, 상기 각 씨실과 날실은 상, 하로 교번되어 격자형으로 직포된 제 2 직물을 구비하는 단계와; 상기 제 1 직물의 상기 일 씨실 제 1 코와 상기 일 씨실과 인접한 타 씨실 제 2 코에 동시에 걸리고, 상기 제 2 직물의 상기 일 씨실 제 1 코와 상기 일 씨실과 인접한 타 씨실 제 2 코에 동시에 걸리게 포 올을 형성하는 단계와; 상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물사이에 형성된 상기 포 올의 가운데 부분을 절단하는 단계를 포함하는 러빙포 제조방법을 제공한다.

상기 포 올의 가운데 부분을 절단하는 단계전에 상기 포 올이 형성된 제 1 직물과 제 2 직물에 소정의 힘을 가하여 상기 포올의 각도가 균일해 지도록 하는 단계를 더욱 추가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 다수개의 씨실과 날실로 이루어지고, 상기 각 씨실과 날실은 상, 하로 교번되어 격자형으로 직포된 직물과; 상기 직물의 상기 일 씨실 제 1 코와 상기 일 씨실과 인접한 타 씨실 제 2 코에 동시에 걸리고, 일 방향으로 결을 갖는 포 털을 포함하는 러빙포을 제공한다.

그리고, 상기 포 털은 나일론, 면으로 구성된 집단에서 선택된 물질인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 러빙포의 제작방법을 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 러빙포의 제작은 상부 포(50)와 하부 포(60)에 각각 포 올(70)을 걸어서 형성한다.

이 때, 상기 각 상부 및 하부 포(50, 60)의 구성은 다수개의 씨실(52)과 다수개의 날실(54)이 각각 서로 교차하여 형성되며, 상기 포 올(70)은 상기 각 포(50, 60)의 날실(54)과 인접 날실(53)의 사이에 위치하는 씨실 즉, 씨실 코(B)와 인접 코(C)에 동시에 걸리게 형성한다.

즉, 영어 알파뱃의 "U"자 형상으로 포 올(70)을 형성하되, 두 군데의 씨실 코(B, C)를 경유하도록 형성하여, 이후 공정에서 형성될 포털의 빠짐을 줄일 수 있다.

이후, 상기 상부 포(50) 및 하부 포(60)의 각각의 코에 걸려있는 포 올(70)의 중간을 절단하여 포털을 형성한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 러빙포 제조방법에 의해 제조된 러빙포의 단면을 도시한 단면도로써, 포털(72)은 구조적으로 포결각도 θ로 균일한 경사를 이루고 있다.

특히, 도 6의 상기 포 올(70)의 절단 전에 상기 상부 및 하부 포(50, 60)에 소정의 스트레스(stress)를 가하면 균일한 포결각도의 형성에 도움이 될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 러빙포 제조방법으로 러빙포를 제조할 경우에 포털이 씨실과 날실로 이루어진 포의 두군대 코에 걸려서 형성되므 로, 러빙 중에 상기 포털이 빠지지 않는 효과가 있다.

또한, 러빙포 제조방법에서 포털은 구조적으로 균일한 포결각도(tilt)를 이루며 경사지게 형성되므로, 러빙공정 중 배향막에 긁힘이 없이 균일한 배향을 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 러빙포를 제작할 경우 포털이 씨실과 날실로 이루어진 포의 두군대 코에 걸려서 형성되므로, 러빙중에 상기 포털이 빠지지 않는 장점이 있다.

또한, 러빙포의 제조시 구조적으로 균일한 포털의 포결각도를 형성할 수 있으므로, 배향막의 러빙시 긁힘을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 다수개의 씨실과 날실로 이루어지고, 상기 각 씨실과 날실은 상, 하로 교번되어 격자형으로 직포된 제 1 직물을 구비하는 단계와;

   상기 제 1 직물과 마주보며, 다수개의 씨실과 날실로 이루어지고, 상기 각 씨실과 날실은 상, 하로 교번되어 격자형으로 직포된 제 2 직물을 구비하는 단계와;

   상기 제 1 직물의 상기 일 씨실 제 1 코와 상기 일 씨실과 인접한 타 씨실 제 2 코에 동시에 걸리고, 상기 제 2 직물의 상기 일 씨실 제 1 코와 상기 일 씨실과 인접한 타 씨실 제 2 코에 동시에 걸리게 포 올을 형성하는 단계와;

   상기 제 1 직물과 상기 제 2 직물사이에 형성된 상기 포 올의 가운데 부분을 절단하는 단계

   를 포함하는 액정표시장치의 러빙포 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 포 올의 가운데 부분을 절단하는 단계전에 상기 포 올이 형성된 제 1 직물과 제 2 직물에 소정의 힘을 가하여 상기 포올의 각도가 균일해 지도록 하는 단계를 더욱 추가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙포 제조방법.
3. 삭제
4. 삭제

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