KR100813465B1 - 액정 얼라인용 러빙 천, 이의 제조방법, 이의 제조 장치및 이를 적용한 액정표시장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

액정 얼라인용 러빙 천, 이의 제조 방법, 이의 제조 장치 및 이를 적용한 액정표시장치의 제조 방법이 개시되어 있다. 길이가 긴 날줄과 날줄에 비하여 길이가 짧은 씨줄을 교차시켜 짜여진 러빙 천 원단에 형성된 러빙 섬유를 씨줄 방향으로 얼라인먼트 한다. 이처럼 씨줄 방향으로 얼라인먼트 된 러빙 섬유에 의하여 러빙 천에 의한 러빙 공정 중 발생되는 스크래치를 방지함은 물론 러빙 천의 크기 제약 또한 해결할 수 있다.
러빙 공정, 배향막, 러빙 천

Description

액정 얼라인용 러빙 천, 이의 제조 방법, 이의 제조 장치 및 이를 적용한 액정표시장치의 제조 방법{RUBBING CLOTH FOR ALIGNING LIQUID CRYSTAL AND METHOD FOR FABRICATING THEREOF AND APPARATUS FOR FABRICATING THEREOF AND METHOD FOR FABRICATING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
도 1a는 종래 액정 얼라인용 러빙 천을 제조하기 위한 러빙 천 원단의 사시도이다.
도 1b는 종래 액정 얼라인용 러빙 천 원단에 불규칙한 러빙 섬유가 형성된 것을 도시한 사시도이다.
도 1c는 도 1b의 A 부분 확대도이다.
도 1d는 종래 액정 얼라인용 러빙 천 원단에 형성된 러빙 섬유를 날줄 방향으로 얼라인 하는 것을 설명하기 위한 사시도이다.
도 1e는 종래 액정 얼라인용 러빙 천 원단으로부터 러빙 천을 마름질한 것을 도시한 사시도이다.
도 1f는 종래 러빙 천에 의하여 배향막의 러빙을 수행하는 것을 도시한 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 의하여 러빙 섬유가 형성된 액정 얼라인용 러빙 천 원단을 도시한 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 일실시예에 의하여 액정 얼라인용 러빙 천 원단에 형성된 러빙 섬유가 씨줄을 향하도록 얼라인 한 것을 도시한 사시도이다.
도 2c는 본 발명의 일실시예에 의하여 액정 얼라인용 러빙 천 원단으로부터 러빙 천을 마름질 한 것을 도시한 사시도이다.
도 2d는 본 발명의 일실시예에 의하여 마름질된 러빙 천을 통하여 배향막에 배향 홈을 형성하는 것을 도시한 개념도이다.
본 발명은 액정 얼라인용 러빙 천, 이의 제조 방법, 이의 제조 장치 및 이를 적용한 액정표시장치의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정을 얼라인 시키는 배향막(align film)에 얼라인 홈을 형성하는 러빙 섬유(pile) 방향을 변경하여 러빙 공정 불량을 방지 및 러빙 천의 크기 제한을 없앤 액정 얼라인용 러빙 천, 이의 제조 방법, 이의 제조 장치 및 이를 적용한 액정표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 급속한 기술 개발이 이루어지고 있는 액정표시장치는 액정의 전기-광학적인 특성, 구체적으로 액정에 전계가 가해지지 않았을 때에는 광을 투과시키지 않고 액정에 소정 전계가 가해졌을 때에는 전계에 대응하여 광을 투과시키는 "광 셔터" 특성을 이용하여 디스플레이를 수행하는 디스플레이 장치로 정의할 수 있다.
이와 같이 정의되는 액정표시장치에 사용되는 액정에 광이 통과되도록 하기 위해서는 액정을 일정한 방향으로 배향(align)시키고, 액정을 통과할 수 있는 광을 공급해야만 한다.
이때, 액정의 배향은 배향막(align film)에 의하여 수행되고, 액정을 통과할 수 있는 광은 편광판에 의하여 얻어진다.
액정을 배향 시키는 배향막은 두께가 얇은 폴리이미드 박막으로, 액정의 배향은 배향막에 "러빙 천(rubbing cloth)"을 일정한 방향으로 문질러 형성된 배향 홈(align groove)에 의하여 구현된다.
이때, 러빙 천은 러빙 롤러의 외주면에 감겨지고, 러빙 천이 감겨진 러빙 롤러가 배향막과 마찰되어 배향막에는 배향 홈이 형성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 러빙 천을 제작하는 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 이하 반복적으로 사용되는 "러빙 천 원단"이라 함은 도 1a에 도시된 바와 같이, 폭이 좁고 길이가 긴 천(cloth)을 의미한다. 종래 러빙 천 원단에 도면부호 100을 부여하기로 한다.
이와 같이 정의된 종래 러빙 천 원단(100)은 길이가 매우 긴 날줄(2)과 날줄(2)에 비하여 길이가 매우 짧은 씨줄(1)을 교차시키는 방법으로 제작된다.
이와 같이 날줄(2)과 씨줄(1)로 이루어진 러빙 천 원단(100)에는 도 1b 또는 도 1c에 도시된 바와 같이 "러빙 섬유(rubbing pile)(110)"가 방향성 없이 형성된다. 러빙 섬유는 매우 짧은 길이를 갖는 섬유이다.
이 러빙 섬유(110)는 배향막과 마찰되어 배향막에 배향 홈을 형성하는 역할 을 하는 바, 이를 위해서 러빙 섬유는 원하는 배향 홈과 동일한 방향으로 얼라인 되어야 한다.
도 1d에는 러빙 천 원단에 방향성 없이 형성된 러빙 섬유에 방향성을 부여하는 공정이 도시되어 있다.
도 1d를 참조하면, 러빙 섬유(110)를 재배열하는 롤러 브러시(200)가 러빙 천 원단(100)의 폭 방향과 평행하도록 위치한다.
즉, 롤러 브러시(200)는 러빙 천 원단(100)의 씨줄(1)과 평행하게 배열된 상태로 러빙 천 원단(100)이 롤러 브러시(200)와 접촉되어 이송되거나 롤러 브러시(200)가 이송되면서 러빙 천 원단(100)에 형성된 러빙 섬유(110)들은 날줄(2)과 평행한 방향으로 재배열된다. 이하 재배열된 러빙 섬유에는 도면부호 115를 부여하여 재배열되기 이전 러빙 섬유(110)와 구분된다.
이후, 도 1e에 도시된 바와 같이 러빙 천 원단(100)에 러빙 섬유(110)들이 재배열된 상태에서 러빙 천 원단(100)은 마름질된다. 이하, 마름질된 러빙 천 원단(100)을 러빙 천(150)이라 정의하기로 한다.
마름질된 러빙 천(150)은 적어도 배향막의 폭보다 긴 길이를 갖는 러빙 롤러(300)에 부착된다. 이처럼 러빙 롤러(300)에 러빙 천(150)이 부착되기 위해서 러빙 천(150)은 가로 방향 길이가 러빙 롤러(300)의 길이와 대등하고, 세로 방향 길이는 러빙 롤러의 원주면 길이와 대등하도록 마름질된다.
즉, 러빙 천(150)의 날줄(2)은 러빙 롤러(300)의 원주면을 감싸는 방향을 갖고, 씨줄(1)은 러빙 롤러(300)의 길이 방향을 향하며, 러빙 섬유(110)는 씨줄(1)과 평행하게 얼라인된다.
이후, 러빙 천(150)이 감겨진 러빙 롤러(300)는 도 1f에 도시된 바와 같이 배향막(400)의 상면에 소정 압력으로 가압된 후 회전하여 배향막에 배양 홈이 형성된다.
그러나, 도 1f에 도시된 바와 같이 종래 러빙 천(150)을 러빙 롤러(300)에 부착한 상태에서 배향막(400)에 배양 홈을 형성할 경우, 배향막에 원하지 않는 스크래치가 형성되어 액정의 배향을 정밀하게 수행할 수 없는 문제점을 갖는다.
이와 같은 문제점은 길이가 매우 긴 날줄(2) 방향으로 러빙이 진행되어 러빙 천 원단(100) 전체적인 텐션 조절이 어렵기 때문으로 러빙 천 원단(100) 전체에 걸쳐 텐션이 정밀하지 않을 경우 러빙 섬유(110)의 분포가 불균일 하게 이루어지기 때문에 발생한다.
또한, 도 1f에 도시된 바와 같이 배향막이 도면부호 500으로 도시된 바와 같이 러빙 천보다 커질 경우, 폭이 한정된 러빙 천 원단(100)으로는 배향막의 배향이 거의 불가능한 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은 러빙 천의 러빙 섬유의 분포를 균일하게 형성하여 배향막에 원하지 않는 스크래치에 의한 배향 홈 불량이 발생하지 않도록 하는 러빙 천을 제공함에 있다.
본 발명의 제 2 목적은 러빙 천의 러빙 섬유의 분포가 균일한 러빙 천을 제조하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 제 3 목적은 러빙 천의 러빙 섬유의 분포가 균일한 러빙 천을 제조하는데 러빙 천 제조 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 제 4 목적은 액정의 얼라인을 수행하는 액정 얼라인용 러빙 천을 적용하여 액정표시장치를 제조하는 방법을 제공함에 있다.
이와 같은 본 발명의 제 1 목적을 구현하기 위한 액정 얼라인용 러빙 천은 제 1 길이를 갖는 날줄, 날줄과 교차하며 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이를 갖는 씨줄을 교차시켜 짜여지고, 씨줄 방향으로 얼라인 된 러빙 섬유를 포함하는 러빙 천 원단을 상기 날줄 방향으로 마름질한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 2 목적을 구현하기 위한 액정 얼라인용 러빙 천 제조 방법은 ⅰ) 제 1 길이를 갖는 날줄, 날줄과 교차하며 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이를 갖는 씨줄로 짜여지고 러빙 섬유가 불규칙하게 형성된 러빙 천 원단을 제조하는 단계; ⅱ) 러빙 섬유를 상기 씨줄 방향으로 얼라인 하는 단계; 및 ⅲ) 러빙 천 원단을 상기 날줄 방향으로 마름질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 3 목적을 구현하기 위한 액정 얼라인용 러빙 천 제조 장치는 제 1 길이를 갖는 날줄, 날줄과 교차하며, 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이를 갖는 씨줄로 짜여지고, 일측면에 러빙 섬유가 형성된 러빙 천 원단의 씨줄 방향으로 가로지르는 러빙 벨트; 러빙 벨트를 회전시키기 위하여 설치된 구동 풀리 및 피동 풀리; 및 구동 풀리에 설치된 회전력 발생 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 4 목적을 구현하기 위한 액정표시장치의 제조 방법은 a) 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터가 구동되도록 하는 전원 인가선, 상기 박막 트랜지스터로부터 출력된 전원이 인가되는 화소 전극이 형성된 TFT 기판을 제작 및 b) 상기 TFT 기판과 결합되며 RGB 화소 및 공통 전극이 형성된 컬러 필터 기판을 제작하는 단계; 상기 TFT 기판 및 컬러 필터 기판에 형성된 배향 필름의 상면에 제 1 길이를 갖는 날줄, 상기 날줄과 교차하며, 상기 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이를 갖는 씨줄로 짜여진 러빙 천 원단에 상기 씨줄과 평행하게 얼라인된 러빙 섬유가 형성된 러빙 천이 감겨진 러빙 롤러를 마찰시켜 액정 얼라인용 러빙 홈을 형성하는 단계; 상기 TFT 기판 및 상기 컬러 필터 기판을 어셈블리하는 단계; 및 상기 TFT 기판 및 상기 컬러 필터 기판의 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 길이가 긴 날줄과 날줄에 비하여 길이가 짧은 씨줄이 직교되어 형성된 러빙 천에 형성된 러빙 섬유의 방향을 씨줄과 평행하게 재배열하여 러빙 공정 중 발생되는 러빙 불량을 방지할 수 있으며, 배향막의 길이에 상관없이 다양한 크기의 러빙 천을 제작할 수 있다.
이하, 본 발명의 상세한 설명에 의한 액정 얼라인용 러빙 천, 이의 제조 방법 및 액정 얼라인용 러빙 천 제조 장치의 보다 구체적인 구성, 구성에 따른 작용 및 작용에 따른 독특한 작용 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 2c에는 본 발명의 일실시예에 의한 액정 얼라인용 러빙 천의 보다 구체적인 구성이 도시되어 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 러빙 천(800)은 전체적으로 보아 러빙 천 원단(600) 및 러빙 천 원단(600)에 형성된 러빙 섬유(118)로 구성된다.
구체적으로, 러빙 천 원단(600)은 날줄(2), 날줄(2)과 직교하는 씨줄(1)이 교대로 교차되면서 짜여진 직물로 날줄(2)은 씨줄(1)에 비하여 길이가 길다.
이와 같은 러빙 천 원단(600)에는 러빙 섬유(rubbing pile;118)가 형성된다.
이 러빙 섬유(118)는 길이가 짧은 섬유로 러빙 섬유(118)는 브러시 등에 의하여 일정한 방향성을 갖는데, 러빙 섬유(118)의 방향은 러빙 천 원단(600)의 씨줄(1) 방향으로 재배열된다.
이때, 러빙 섬유(118)와 러빙 천 원단(600)의 씨줄(1)이 이루는 각도는 씨줄(1)을 기준으로 ±30°이내인 것이 바람직하다. 이때, 씨줄(1)과 러빙 섬유(118)가 평행하도록 하는 것이 가장 바람직하다.
이처럼 러빙 섬유(118)를 날줄(2)에 비하여 길이가 짧은 씨줄(1)과 일실시예로 평행하게 형성함은 러빙 섬유(118)를 길이가 긴 날줄(2)에 평행하게 형성할 경우, 텐션 조절이 정밀하게 이루어지지 않아 러빙 섬유(118)의 간격이 균일하지 않게 되어 러빙 공정 불량이 빈번하게 발생하기 때문이다.
러빙 섬유(118)를 날줄(2)에 비하여 길이가 짧은 씨줄(1)과 평행하게 형성할 경우, 텐션 조절을 정확하게 수행할 수 있어, 러빙 섬유(118)의 간격이 불균일해지는 것을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.
이하, 첨부된 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 러빙 천을 제작하는 공정을 설명 한 후, 도 2d에 의하여 러빙 천으로 러빙 공정을 진행하는 과정을 설명하기로 한다.
첨부된 도 2a를 참조하면, 길이가 매우 긴 날줄(2)과 길이가 짧은 씨줄(1)을 교차시켜 짠 러빙 천 원단(600)에 소정 길이를 갖는 러빙 섬유(110)가 형성된다.
이때, 러빙 섬유(110)는 방향성 없이 러빙 천 원단(600)에 형성된다.
이와 같이 러빙 섬유(110)가 형성된 러빙 천 원단(600)중 날줄(2) 방향을 러빙 천 원단(600)의 길이 방향이라 정의하기로 하고, 러빙 천 원단(600)중 씨줄(1) 방향을 러빙 천 원단(600)의 폭 방향이라 정의하기로 한다.
이후, 도 2b에 도시된 바와 같이 러빙 천 원단(600)이 형성된 러빙 섬유(110)는 벨트 형상을 갖는 러빙 장치(700)에 의하여 재배열된다.
이하, 재배열된 러빙 섬유에 도면부호 118을 부여하기로 한다.
이때, 러빙 장치(700)는 씨줄(1)을 향하는 방향을 갖는다. 구체적으로 씨줄(1)을 기준으로 씨줄(1)과 ±30°이내의 각도를 이루는 방향으로 러빙 섬유(110)의 방향을 재배열하는 러빙 벨트(710), 러빙 벨트(710)를 구동시키는 2 개의 풀리(720,730) 및 풀리(720,730)중 어느 하나를 회전시키는 구동장치(740)로 구성된다.
이후, 도 2c에 도시된 바와 같이, 러빙 섬유(110)가 재배열된 러빙 천 원단(600)은 마름질되어 러빙 천(800)이 제작된다.
구체적으로, 러빙 천(800)은 도 2d에 도시된 바와 같이 러빙 롤러(300)에 완전히 감겨지도록 마름질된다. 즉, 러빙 천(800)은 러빙 롤러(300)의 원주면 길이와 대등한 폭과 러빙 롤러(300)의 길이와 대등한 길이를 갖는다.
이때, 앞서 정의된 러빙 천 원단(600)의 폭 방향으로는 러빙 롤러(300)의 원주면 길이와 대등하도록 마름질되고, 앞서 정의된 러빙 천 원단(600)의 길이 방향으로는 러빙 롤러(300)의 길이와 대등하도록 마름질되어 러빙 천(800)이 제작된다.
이와 같은 방식에 의하여 러빙 천(800)을 제작할 경우, 도 2d에 도시된 바와 같이 배향막(400)에 러빙 공정을 진행하는 과정에서 러빙 천(800)의 러빙 섬유(115) 간격 불균일에 따른 스크래치가 발생하지 않게 된다.
또한, 배향막(400)의 크기가 커질 경우, 구체적으로, 러빙 천 원단(600)의 폭보다 배향막(400)의 크기가 커지더라도 배향막(400)의 크기에 적합한 러빙 천(800)을 얻을 수 있다. 이는 단지 러빙 천 원단(600)의 길이 방향 마름질 길이만을 조절함으로써 구현된다.
이하, 본 발명의 일실시예에 의한 러빙 천을 이용하여 액정표시장치를 제작하는 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 액정표시장치의 TFT 기판에는 박막 트랜지스터, 게이트 라인 및 데이터 라인은 물론 화소 전극까지 형성된 상태에서 TFT 기판의 상면에는 평탄한 폴리이미드 박막이 형성된 상태에서 폴리이미드 박막에는 액정을 얼라인먼트 시키기 위한 러빙 공정이 진행된다.
이때, 러빙 공정은 러빙 롤러에 의하여 수행되는데, 러빙 롤러에는 러빙 천이 부착된다.
러빙 롤러에 감겨진 러빙 천은 길이가 매우 긴 날줄과 길이가 짧은 씨줄이 교차되면서 짜여진 직물로 씨줄과 평행한 방향으로 러빙 섬유가 배열된다.
이 러빙 섬유는 폴리이미드와 마찰되면서 러빙 섬유 방향으로 액정이 배열되는 홈이 형성되도록 한다.
이와 같은 과정은 컬러 필터 기판에도 반복된다. 이때, 컬러 필터 기판에 형성되는 액정 배향용 홈은 TFT 기판에 형성된 액정 배향용 홈과 소정 각도 틸트되어 액정의 배향에 따라 액정 디스플레이가 가능토록 한다.
이후, 컬러 필터 기판과 TFT 기판은 얼라인먼트 된 상태에서 액정이 컬러 필터 기판과 TFT 기판의 사이에 주입되어 액정표시패널이 제작되고 이후 액정표시패널에 다른 부품들이 조립되어 액정표시장치가 제작된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면 길이가 긴 날줄과 날줄에 비하여 길이가 짧은 씨줄이 직교되어 형성된 러빙 천에 형성된 러빙 섬유의 방향을 씨줄과 평행하게 재배열하여 러빙 공정 중 발생되는 러빙 불량을 방지할 수 있다.
또한, 배향막의 길이에 상관없이 다양한 크기의 러빙 천을 제작할 수 있는 효과를 갖는다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 제 1 길이를 갖는 날줄, 상기 날줄과 교차하며 상기 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이를 갖는 씨줄을 교차시켜 짜여지고, 상기 씨줄을 기준으로 ±30°범위 내에서 얼라인 된 러빙 섬유를 포함하는 러빙 천 원단을 상기 날줄 방향으로 마름질한 것을 특징으로 하는 액정 얼라인용 러빙 천.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 러빙 섬유와 상기 씨줄은 평행한 것을 특징으로 하는 액정 얼라인용 러빙 천.
  4. ⅰ) 제 1 길이를 갖는 날줄, 상기 날줄과 교차하며 상기 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이를 갖는 씨줄로 짜여지고 러빙 섬유가 불규칙하게 형성된 러빙 천 원단을 제조하는 단계;
    ⅱ) 상기 러빙 섬유를 상기 씨줄을 기준으로 ±30°이내의 방향으로 얼라인 하는 단계; 및
    ⅲ) 상기 러빙 천 원단을 상기 날줄 방향으로 마름질하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 얼라인용 러빙 천 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 러빙 섬유는 상기 씨줄과 평행한 방향으로 마찰되어 얼라인되는 것을 특징으로 하는 액정 얼라인용 러빙 천 제조 방법.
  7. 제 1 길이를 갖는 날줄, 상기 날줄과 교차하며, 상기 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이를 갖는 씨줄로 짜여지고, 일측면에 러빙 섬유가 접촉하는 러빙 천 원단의 상기 씨줄 방향으로 가로지르는 러빙 벨트;
    상기 러빙 벨트를 회전시키기 위하여 설치된 구동 풀리 및 피동 풀리; 및
    상기 구동 풀리에 설치된 회전력 발생 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 러빙 천 제조 설비.
  8. a) 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터가 구동되도록 하는 전원 인가선, 상기 박막 트랜지스터로부터 출력된 전원이 인가되는 화소 전극이 형성된 TFT 기판을 제작, b) 상기 TFT 기판과 결합되며 RGB 화소 및 공통 전극이 형성된 컬러 필터 기판을 제작하는 단계;
    상기 TFT 기판 및 컬러 필터 기판에 형성된 배향 필름의 상면에 제 1 길이를 갖는 날줄, 상기 날줄과 교차하며, 상기 제 1 길이보다 짧은 제 2 길이를 갖는 씨줄로 짜여진 러빙 천 원단에 상기 씨줄을 기준으로 ±30°이내의 방향으로 얼라인된 러빙 섬유가 형성된 러빙 천이 감겨진 러빙 롤러를 마찰시켜 액정 얼라인용 러빙 홈을 형성하는 단계;
    상기 TFT 기판 및 상기 컬러 필터 기판을 어셈블리하는 단계; 및
    상기 TFT 기판 및 상기 컬러 필터 기판의 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
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