KR101087007B1 - 액정패널 제조용 러빙포재(布材) - Google Patents

Abstract

날실(11)~(22) 및 씨실(1)~(6)로 된 바탕직물조직과, 바탕직물조직의 날실 방향으로 짜넣어진 파일사(A)~(D)를 가지는 벨벳 직물의 액정패널 제조용 러빙포재이며, 벨벳 직물의 1완전 조직 중에서 날실이, 평직조직을 형성하는 것(11) 및 (12)과, 파일사의 단부가 돌출해 있는 쪽의 면에 있어서 씨실의 위쪽에 부양한 상태로 짜넣어져 있는 부양사(21) 및 (22)로 된 것을 특징으로 하는 액정패널 제조용 러빙포재가 개시된다.

액정패널 제조용 러빙포재

Description

액정패널 제조용 러빙포재(布材){RUBBING CLOTH MATERIAL FOR PRODUCING LIQUID CRYSTAL PANEL}

본 발명은, 액정패널 제조공정에 있어서, 액정분자의 배향(配向)을 제어하기 위해서 행해지는 러빙공정에 이용하는 러빙포재에 관한다.

러빙공정이란, 기모(起毛)된 파일사를 가지는 러빙포를, 금속제 롤러의 외주면에 양면 점착 테이프로 붙이고, 이 롤러(이하 「러빙 롤러」라고 칭한다)를 고속 회전시켜 파일사에 의해서 기판 표면을 문지르는 조작이다. 여기서, 기판 표면에는, 전용(專用)의 폴리이미드 수지로 된 배향막이 도포되어 있다. 러빙포가 직접 문지르는 것은, 이 배향막의 표면이다. 러빙공정에서는, 러빙포와 배향막의 마찰에 의해서 배향막 표면의 폴리이미드 분자를 일축(一軸)연신해, 그 배향 상태를 이용해 그 위에 형성되는 액정분자층에 대해서 균일 배향의 계기를 주고 있다.

근년, 액정패널의 표시 화면은 더욱 더 대형화하여, 거기에 따라 공정 중의 유리 기판 사이즈도 한층 더 확대하는 경향에 있다. 따라서, 러빙 롤러의 대형화가 요망되고 있다. 본 발명에서는, 러빙포에 이용하는 벨벳 직물의 바탕직물조직을 궁리하는 것에 의해, 파일사를 바탕직물의 씨실 방향으로 적극적으로 균일하게 경사시켜, 러빙포의 긴쪽 방향을 벨벳 직물의 날실 방향으로 취해 포(布)를 절단하는 일을 가능하게 했다. 이것에 의해, 러빙 롤러의 대형화에 충분히 대응하는 것과 동 시에, 표시 얼룩이 적고, 콘트라스트비(比)가 뛰어난 액정패널의 제조를 가능하게 하는 러빙포를 제공할 수 있다.

액정패널에 사용되는 액정표시소자는, 유리 기판 위에 박막 트랜지스터로 된 구동소자(TFT)를 형성한 TFT 기판과, 유리 기판 위에 컬러필터(CF)를 형성한 CF 기판으로 되고, 이들 2매의 기판을 서로 위치를 맞춰서 대향시켜, 그 사이에 액정분자층을 끼워넣는 형태로 구성된다. 여기서, TFT 기판 및 CF 기판의 각각의 액정 옆 표면에는, 전용의 폴리이미드 수지로 된 두께 수십 nm 정도의 배향막이 형성되어 있다. 그리고, 이 배향막의 표면에는 러빙 처리에 의해 배향 처리가 되어있고, 최표면(最表面)의 폴리이미드 분자가 일축배향되어 있다. 이 때문에, 이들 TFT 기판 및 CF 기판에 직접적으로 접촉해 끼어진 액정분자층이, 배향막 표면의 배향축에 따라 균일하게 배향한다. 이 액정분자층의 균일 배향이 달성되어 처음으로, 액정의 전기적 스위칭이 가능하게 되고, 소망한 영상표시가 가능하게 된다. 액정 배향의 균일성은, 러빙의 균일성에 지배되어 있어, 러빙에 의해서 충분한 배향 규제력과 균일성을 확보하는 것은, 액정패널의 표시 품질을 좌우하는 중요 과제이다.

실제의 액정패널 제조공정에서는, 이들 TFT 기판 및 CF 기판의 모두가, 마더 글라스로 불리는 얇은 대형 유리 기판의 위에 복수 형성된다. 이것은 소위, 복합기판생산이라고 칭해지는 것이다. 생산성 향상의 관점에서, 마더 유리의 대형화와 복합기판생산은 필수의 조건이며, 이 추세는 머무는 것을 모른다. 이 복수매의 TFT 기판, CF 기판의 위에 형성된 폴리이미드 수지의 배향막을 고속으로 러빙하는 것에 의해, 배향막의 표면에 일축방향의 분자 배향성을 부여할 수 있다.

예를 들면 현재 주류의 제6세대(G6) 라인에서는 1500mm×1850mm의 유리 기판을 이용한다. 이 유리 기판을 세로 혹은 가로 방향으로 러빙하는 경우에는, 러빙포폭이 2000mm 있으면 충분하다. 그러나, 이 유리판으로 TN(twisted nematic) 패널도 제조하는 경우에는, 러빙 방향을 45도 회전시켜 처리하므로 러빙포의 긴쪽 방향의 길이는 최대 2600mm에 이른다. 이 때문에 G6 라인 이후의 대형 라인에서는, 포의 긴 방향을 직포 방향(날실 방향)에 맞추어 절단하는 세로 절단한 포(이하 「세로 절단한 포」라고 칭한다)의 채용이 진행하고 있다. 세로 절단한 포의 현재의 주류는 레이온 포이지만, 후술 하듯이 레이온의 세로 절단한 포에서는 털의 결이 안정하지 않고, 러빙 줄무늬가 발생하는 경우가 있어, 배향 품질이 안정하지 않는다고 하는 문제가 있다.

러빙을 이용한 액정패널에서는, 기판 표면을 러빙 방향으로 파일이 문지르기 때문에, 세로 줄무늬 모양의 밝기의 얼룩(러빙 줄무늬)이 전혀 없는 것은 아니다. 이것은 무수의 입모한 섬유로 표면을 문지른다고 하는 원리에 근거하는 것이다. 문제는 이 러빙 줄무늬의 정도이며, 눈으로 보아서 인식될것인가 하는 것이다. 액정패널이 TV에 채용되어, 표시 품질에 대한 요구가 높아져 왔기 때문에, 러빙 줄무늬와 같은 밝기의 얼룩을 철저하게 저감할 필요가 있다. 러빙포 파일의 털의 결이 변동하면, 배향막에 대한 파일의 접촉압이 미크로, 마크로에 평균치에서 벗어나 흩어지고, 그 평균치에서 벗어나 흩어짐이 액정분자의 배향상태에 반영하고, 액정패널의 표시 상태에 러빙 줄무늬가 나타나는 경우가 있다. 이것이 러빙 줄무늬의 정체 (正體)이다. 이렇게 되면, 표시 품질 불량이 되어, 제품 수율이 낮아지게 된다. 그래서 러빙 줄무늬를 저감시키는 궁리가 제안되고 있다.

예를 들면, 러빙포의 파일을 소망 각도로 경사하도록 가공하면(도 15), 러빙 줄무늬가 저감하는 것이 알려져 있다(일본국 특개평7-168186호 공보, 일본국 특개평11-183908호 공보, 일본국 특허 제3209328호 공보). 러빙포의 파일에 경사를 주는 구체적인 방법으로서, 비스코스레이온·필라멘트로 된 컷 파일을, 셀룰로오스반응형 수지 가공재에 의해 경사 보관 유지시키는 것이 제안되고 있다(일본국 등록실용신안 제3032820호 공보). 이 방법에서는, 강성(剛性)이 부족한 레이온 파일을 입모 상태로 고정해야 한다. 그래서, 제직 후의 벨벳을 셀룰로오스반응형 수지 에멀죤에 침지하고, 그 다음에 이것을 온풍 건조시키면서 기모 처리를 한다. 기모 처리는, 스테인리스제의 바늘을 표면에 이식한 회전 롤 브러시나 회전 벨트 브러시를 이용해, 파일을 문질러서 소망의 방향으로 나부끼게 하는 공정이며, 여기서 털의 결이 규정된다. 이 공정에서는, 계절의 습도·온도의 영향으로 건조도가 변동해, 입모 상태가 면내(面內), 로트 사이에 평균치에서 벗어나 흩어지기 쉽다. 이 후, 가열 공정으로 약 150℃에서 수지를 경화시켜 파일을 고정한다. 이 기모 공정, 가열 공정의 솜씨가 로트 사이에서 변동하기 쉽기 때문에 경사가 안정하지 않는다고 하는 문제가 있고 또 파일에 충분한 경사 각도를 균일하게 주는 것이 어렵다.

이와 같은 문제를 해소해, 안정한 파일 경사를 부여하기 위해서, 벨벳의 바탕직물조직을 궁리하는 것에 의해서 바탕직물날실 방향으로 경사를 주는 방법이 제안되고 있다(일본국 특개2004-341209호 공보). 이 방법에 의해 러빙 줄무늬가 극적 으로 적고, 대조비가 뛰어난 액정패널을 제조하기 위한 러빙포재를 제공하는 것이 가능하게 된다. 이와 같이 표시 품질 향상을 만족시키는 것과 동시에, 액정패널의 대형화를 동시에 달성하기 위해서는, 이론적으로는 일본국 특개2004-341209호 공보의 기술에서도 폭이 넓은 직물을 제작하는 것으로 문제해결이 가능하다. 그러나, 러빙포의 긴쪽 방향을 직포의 가로폭방향으로 잘라내는 종래의 직포 방법에서는, 러빙포의 광폭화를 위해서는 우선 광폭의 직기가 필요하게 되고, 또 후공정의 가공기나 프로세스장치도 모두 대형화를 필요로 하기 때문에, 막대한 코스트 증가를 초래한다. 마더 유리의 확대는 G7(1870mm×2200mm), G8(2160mm×2400mm), G9, G10…으로, 향후 한층 더 진행할 것으로 예상된다. 그리고, 그때마다 러빙포 폭 확보를 위해서 광폭의 포 제조 라인을 신설하는 것은, 경제적으로 불합리하다.

마더 글라스의 대형화에 수반하는 러빙롤의 광폭화에 대처하는 방법으로서, 이미 기술한 바와 같이, 레이온 벨벳포의 파일사를 바탕직물조직의 씨실 방향(벨벳 직물의 가로 방향)으로 경사시켜, 러빙 처리를 행하는 마더 유리 기판의 폭에 대응하는 길이만 날실 방향으로 포재를 절단하는 방법이 제안되고 있다(일본국 특허 제3400424호 공보). 그러나, 이 방법도 기본적으로는 이미 말한 비스코스레이온의 컷 파일에 브러싱으로 경사를 주어 셀룰로오스반응형 수지 가공재의 열경화에 의해서 그 경사를 고정하는 종래 같은 수법이며, 브러싱 방향을 씨실 방향으로 바꾼 것만이기 때문에, 가공 로트에 의해서 경사가 안정하지 않는 문제를 남기고 있다.

이 방식을, 도에 의해서 설명한다. 도 10은 파일사를 Ｗ자형으로 짜넣은 무늬바탕조직을 가지는 벨벳 직물의 직조직의 하나로, 주로 장섬유사로 제직하는 경 우에 이용되어, 레이온 러빙포재에 이용되고 있는 것이다. 도 10에 있어서, 날실(11)은 씨실(1), (3), (5)의 아래에 있고, 씨실(2), (4), (6)의 위에 있다. 날실(12)은 씨실(1), (3), (5)의 위에 있고, 씨실(2), (4), (6)의 아래에 있다. 이러한 관계는 소위 평직의 조직이다. 파일사(A), (B), (C), (D)는 각각 도에 나타낸 위치에 있고, 씨실(3)을 씨실(2)의 방향에서 보면 도 10의 (가)와 같이 되어, 파일사(C), (D)는 날실(12)의 방향(도의 우측)에 약간 경사하지만, 경사량이 충분하지 않고, 또 경사를 고정하는 구조설계로는 되어 있지 않다.

도 11은, 주로 방적사로 제직하는 경우에 이용되고, 파일사를 Ｖ자형으로 짜넣은 무늬바탕조직을 가지는 벨벳 직물의 직조직의 하나로, 코튼 러빙포재로서 상업적으로 이용할 수 있는 것이다.

도 11에 있어서, 씨실(1), (2)은 날실(11) 아래에 있고, 날실(12) 위에 있다. 씨실(2)은 날실(12) 위에 있기 때문에, 도 11 (가)와 같이 파일(A)은 날실(11) 옆에, 파일(B)은 날실(12)의 옆에 약간 경사해 있다. 이 직조직에서는, 씨실 방향의 경사량이 충분하지 않고, 씨실 방향에 적극적으로 경사시키는 요소가 없다. 그래서, 이 직 구조에서 씨실 방향의 경사를 부여하려면, 씨실 방향으로 브러싱하는 정도의 방법 밖에 없고, 브러싱만의 경사는 지극히 불안정하고, 실용성이 없다.

러빙포 파일의 경사 방향을 틀어지게 하는 또 하나의 요인은, 포의 백 코팅 공정에 관계한다. 러빙포재를 생산하려면 바탕직물의 뒤쪽(파일이 없는 쪽)에 에멀죤 수지 가공제(아크릴산 에스테르나 초산 비닐계 공중합 화합물 등)를 코팅하는 공정이 포함된다. 이것을 백 코팅 공정이라고 부른다. 만일 백 코팅을 실시하지 않 으면, 러빙포재를 절단한 포재의 끝의 바탕실, 파일사들이 흐트러짐, 탈락해, 배향막을 손상시킨다. 이 때문에 러빙포재에는 반드시 백 코팅이 행해지고 있다. 백 코팅하는 경우, 직물의 길이 방향(바탕직물의 날실 방향)으로 직물을 이동시키기 위해(예를 들면 도 12), 복수의 가이드 롤러가 설치되어 있다. 이 때문에, 가이드 롤러가 직물의 파일면을 문지르는 작업이 필연적으로 발생한다. 바탕씨실 방향으로 파일사를 경사시킨 러빙포재의 파일면이 가이드 롤러에 문질러지면, 직물은, 파일사의 경사의 작용에 의해서(도 12 (가) 참조) 롤러의 한쪽으로 치우치는 경향이 있다. 그래서 이것을 막기 위해, 특별한 가이드 롤을 설치하거나 장력을 직물에 주는 것에 의해서 직물의 옆이동을 강제적으로 제한할 필요가 있다. 또 러빙포재가 장력에 의해서 가이드 롤러에 강하게 문질러졌을 경우, 파일사는 직물의 바탕날실 방향으로도 경사한다. 이러한 요소는, 파일 경사의 균일성을 열화시킨다. 실제, 이 문제를 아래와 같이 계측할 수 있다.

파일사의 털의 방향성을 측정하는 방법으로서, 러빙포재에 진동을 주어, 파일사의 털 위에 놓여진 1엔짜리 주화 또는 구상의 구슬의 이동 궤적을 측정하는 방법(일본국 특허 제3636601호 공보)이 일반적이다. 브러시에 의해 씨실 방향으로 파일사를 경사시킨 러빙포에 1엔짜리 주화를 올려놓고 진동을 주면, 1엔짜리 주화는 바탕날실의 방향에 대해서, 거의 90도 방향(즉 씨실의 방향)으로 이동하지만(도 13), 한층 더 바탕직물에 백 코팅한 후의 러빙포재에 1엔짜리 주화를 올려놓고 진동을 주면, 1엔짜리 주화는 바탕날실에 대해서 경사방향(도 14)으로 이동한다. 이 1엔짜리 주화의 이동하는 각도는, 직물의 옆이동을 강제적으로 제한한 힘에 의해서 파일사에 가하는 힘이 장소마다 다른 것을 반영한다. 예를 들면 직물의 씨실 방향의 위치에 따라서 다르고(a1, a2, a3의 각도가 다르다), 또 직물의 바탕날실 방향의 위치에 따라서도 다르다.

이상과 같이 바탕직물의 백 코팅까지 완료해 파일 경사 방위가 틀어진 포재를, 재차 브러싱을 하여 파일의 경사를 바탕씨실 방향으로 교정하는 것은 곤란하다. 왜냐하면, 백 코팅이 완료한 포에서는, 수지가 파일사의 밑에서부터 파일사 섬유 안에 침투해 있는 정도 상승하고, 섬유의 고정이 진행하고 있기 때문이다. 따라서, 직물 전체에 있어서 씨실 방향의 균일한 경사를 달성하는 것은 꽤 어렵다.

레이온 파일사를 이용한 러빙포재는, 셀룰로오스 반응형의 열경화성 수지를 함침(含浸)하고, 경화시키기 위해, 바탕씨실 방향으로 어느 정도의 경사 상태가 보관 유지 되지만, 상술의 가이드 롤의 마찰에 의해 길이 방향으로도 경사한다. 한편, 단섬유 섬도(纖度)가 가늘고, 열경화성 수지를 함침시키지 않은 코튼의 러빙포재에서는 날실 방향 경사가 지배적이고, 직물의 가공시에, 직물에 가해지는 장력이 가공 로트에 의해 다르면, 가이드 롤과의 마찰저항이 달라, 가공 로트에 의해서도 직물의 장소마다 파일사의 경사가 달라진다. 한층 더 종래의 코튼포의 경우는, 함침 수지 가공이 없기 때문에, 경사를 확실히 고정하는 수단이 없고, 불안정한 브러싱만이 파일 경사를 부여하는 유일 수단이다.

(발명의 개시)

이상을 종합하면, 더욱더 진전하는 액정패널의 대형화에 대응하기 위해서는, 러빙포의 긴쪽 방향을 직포 공정의 폭방향(씨실 방향)으로 취하는 것이 아니라, 날실 방향으로 취하는 것이 필수이다(이와 같은 포의 절취 방법을, 이후 「세로 절단」이라고 부른다.). 이 때문에, 러빙포의 파일은 씨실 방향으로 경사시킬 필요가 있다. 또 파일을 경사시키는 방법으로서는, 직포의 반송 과정에 있어서의 가이드 롤 마찰의 영향을 받지 않고, 브러싱이나 함침 수지 가공과 같은 불안정한 가공 공정에도 의지하지 않고, 바탕직물씨실 방향으로 균일한 파일 경사를 달성하는 것이 필요하다.

즉, 본 발명의 목적은, 바탕직물조직의 적절한 설계에 의해서 파일 경사를 직포의 씨실 방향으로 규제해, 이것을 씨실 방향으로 브러싱한 후 백 코팅에 의해서 안정하게 고정하는 것으로, 씨실 방향으로 균일하고 안정한 파일 경사를 가지는 액정패널 제조용 러빙포재를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위해서, 벨벳포의 직포 구조를 개조하는 관점에서 예의 검토했다. 그 결과, 포의 기본 구조를 결정하는 평직의 바탕직물에 대해서, 부가적인 날실을 부양사(浮揚絲)로서 짜넣는 것이 유효한 것을 찾아냈다. 여기서 「부양사」이란, 복수의 바탕씨실의 위쪽(파일사의 단부가 돌출해 있는 쪽)에 부양한 상태로 짜넣어져 있는 바탕날실이다.

즉, 본 발명은, 날실 및 씨실로 된 바탕직물조직과, 그 바탕직물조직의 날실 방향으로 짜넣어진 파일사를 가지는 벨벳 직물의 액정패널 제조용 러빙포재이며, 상기 벨벳 직물의 1완전 조직 중에서 상기 날실이, 평직조직을 형성하는 것과, 상기 파일사의 단부가 돌출해 있는 쪽의 면에 있어서 상기 씨실의 위쪽에 부양한 상태로 짜넣어져 있는 부양사로 된 것을 특징으로 하는 액정패널 제조용 러빙포재이다.

[도 1] 본 발명의 러빙포재의 한 형태를 나타내는 도이다.

[도 2] 본 발명의 러빙포재의 한 형태를 나타내는 도이다.

[도 3] 본 발명의 러빙포재의 한 형태 단면을 나타내는 현미경 사진이다.

[도 4] 본 발명의 러빙포재의 한 형태 단면을 나타내는 현미경 사진이다.

[도 5] 본 발명의 러빙포재의 한 형태 단면을 나타내는 현미경 사진이다.

[도 6] 본 발명의 러빙포재의 한 형태 단면을 나타내는 현미경 사진이다.

[도 7] 본 발명의 러빙포재의 한 형태를 나타내는 도이다.

[도 8] 본 발명의 러빙포재의 한 형태를 나타내는 도이다.

[도 9] 본 발명의 러빙포재의 한 형태를 나타내는 도이다.

[도 10] 종래의 러빙포재의 한 형태를 나타내는 도이다.

[도 11] 종래의 러빙포재의 한 형태를 나타내는 도이다.

[도 12] 백 코팅 공정의 일례를 나타내는 도이다.

[도 13] 1엔짜리 주화 시험을 설명하기 위한 도이다.

[도 14] 1엔짜리 주화 시험을 설명하기 위한 도이다.

[도 15] 파일 경사각을 설명하기 위한 도이다.

[도 16] 실시예 2의 테스트 액정셀의 액정 배향 상태를 나타내는 도이다.

[도 17] 비교예 1의 테스트 액정셀의 액정 배향 상태를 나타내는 도이다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

도 1은, 파일사의 단부가 돌출해 있는 쪽의 면에 있어서 씨실의 위쪽에 부양한 상태로 짜넣어져 있는 부양사를 포함하는 본 발명의 러빙포재의 한 형태를 나타내는 도이다. 또한 도 1 중에는 「1완전 조직」으로서 명시 하듯이, 1완전 조직이란 포재를 구성하는 조직의 최소의 1구성 단위를 의미하고, 이 1구조단위 안의 날실, 씨실 및 파일사의 구성이 반복해지는 것에 의해 일정 조직의 포재가 구성된다. 그리고, 본 발명에 있어서는, 이 1완전 조직 중에 적어도 한개의 부양사를 포함하는 것에 의해 뛰어난 효과를 나타내는 것이다.

도 1은, 도 10에 나타낸 벨벳 직물조직도에, 부양사로서 21, 22를 더한 조직도이다. 부양사(22)는, 씨실(1), (2), (3), (4), (5) 위에 있고, 씨실(6) 아래에 짜여져 있다. 부양사(21)는, 씨실(1), (2), (4), (5), (6)의 위에 있고, 씨실(3)아래에 짜여져 있다. 이하, 이 부양사(21), (22)를 「5/1의 부양사」라고 칭한다. 날실(11), (12)과 씨실(1), (2), (3), (4), (5), (6)은, 이른바 평직의 관계에 있어, 교호로 상하 방향의 요철을 반복한다. 바탕날실(11)과 부양사(21)는 바탕씨실(3) 아래에 있어, 바탕씨실(3)은 바탕날실(12) 아래가 되기 때문에, 바탕씨실(3)은 바탕날실(11)과 부양사(21)를 아래에 끼운 상태로 볼록한 모양이 되어 있다. 부양사(21)와 바탕날실(11)은 씨실(3) 아래에 접하는 위치로 치우쳐 있다. 도 2는 이 조직도의 일부를 확대해, 입체적으로 그린 것이다. 바탕씨실(6)은 바탕날실(11)에 의해서 눌러져 있기 때문에, 부양사(22)는 졸라넣듯이 날실(12) 쪽으로 치우쳐진다. 도 1 (가)는 바탕씨실(3)을 바탕씨실(2)의 방향에서 본 것이다. 날실(11)과 부 양사(21)가 바탕씨실(3) 아래에 꼬아 합쳐 있다. 이 때문에 부양사(22)는 파일사(C), (D)의 밑부분에 대해서 기울기상에서 단단히 조이는 형태가 되어 파일사(C), (D)를 바탕날실(12)의 방향으로 누르게 된다. 이 결과, 파일(C), (D)이 바탕날실(12)의 방향으로 강제적으로 경사하게 되는 것이다.

도 3은 도 10의 구조로 짜여진 벨벳 직물의 조직도 중의 바탕씨실(2)에 따라 절단한 면의 현미경 사진이다. 파일사(A 등)는, 바탕직물씨실 방향으로 조금 경사해 있지만, 바탕날실에 압박받고 있는 것은 아니다.

도 4는 도 1의 직물조직으로 짜여진 벨벳 직물의 파일사를 부분적으로 제거한 후의 바탕직물과 파일사를 날실 방향의 기울기상에서 찍은 현미경 사진이며, 부양사(21), (22)가 날실(11), (12)의 방향으로 치우쳐져, 파일사(A, B 등)가 좌측으로 경사해 있다.

도 5는 도 1에서 나타낸 벨벳 직물의 조직도 중의 씨실(2)에 따라 절단한 면의 현미경 사진이다. 부양사(21), (22)가 각각 파일사(A, C 등)를 화면 오른쪽 방향으로 압박하고 있는 것을 알 수 있다.

도 6은 도 4와 같이 파일사를 부분적으로 제거한 후, 씨실 방향의 기울기상에서 찍은 현미경 사진으로, 여기에서는 부양사(22)는 5개의 씨실(1), (2), (3), (4), (5)의 위에 있고, 1개의 씨실(6)로 위에서 눌려져있다.

도 7은, 도 11에 나타낸 직물조직도의 바탕날실에, 3/1의 부양사(21), (22)를 더한 조직도이다. 부양사(21), (22)는 각각 파일사(A), (B)를 씨실 방향으로 압박하는 것으로, 파일에 씨실 방향의 경사를 안정하게 줄 수 있다. 이렇게 하는 것 에 의해서, 종래형의 도 11의 조직에 비해, 러빙 줄무늬가 적은 러빙포를 제공할 수 있다.

도 8은, 1개 당의 파일사가 씨실 5개 이상으로 걸쳐 짜넣어져 있고(씨실이 5개의 경우는 파일사는 Ｗ상이다), 벨벳 직물의 1완전 조직에 있어서 각 씨실 사이에 포함되는 파일사의 돌출하는 단부의 수의 동일한 구조를 가지는 본 발명의 러빙포재를 나타내는 도이다. 부양사(21), (22), (23), (24)에 의해서 파일(A), (B), (C), (D)를 압박해 경사를 주고 있다. 도 10의 벨벳 조직의 1완전 조직에 있어서는 씨실(1), (2), 및 씨실(4), (5)의 사이에는 파일사가 존재하지 않는다. 씨실(2), (3), 씨실(3), (4), 씨실(5), (6) 및 씨실(6), (1)의 사이에는 각각 2개의 파일이 존재한다. 즉 씨실의 방향에서 보면, 파일사가 없는 열과 2개의 파일사가 존재하는 열이 주기적으로 존재한다. 이것에 대해서 도 8에 있어서는, 1완전 조직 중에서, 모든 씨실의 간극에는 2개의 파일사가 존재한다. 즉 씨실의 간극의 열의 어디에도 파일의 누락이 없다. 그래서, 우선 도 10의 조직으로 만들어진 벨벳 직물을 세로 절단으로 절단한 러빙포를 러빙 롤러의 폭 방향에 맞추어 붙이고, 씨실 방향을 러빙의 방향에 맞추어 러빙 처리를 행했을 경우, 배향막에 대한 파일 당의 강도가, 씨실열의 간극 마다의 파일의 유무에 대응해 강약의 영향을 받는 경향이 있다. 상기 파일 당의 강약의 분포는, 배향막 표면의 배향 규제력의 강약의 줄무늬 모양의 분포로 변환되어, 최종적으로 액정패널의 러빙 줄무늬의 원인이 될 가능성이 있다. 즉, 도 10의 조직에서는, 비교적으로 러빙 줄무늬가 발생하기 쉽다. 이것에 대해서 도 8의 조직으로 제직된 러빙포에서는, 위에서 설명한 바와 같이 어느 씨실열의 간 극에도 2개씩의 파일이 존재하므로, 상기와 같이 세로 절단한 러빙포를 러빙 롤러에 붙여 씨실 방향으로 러빙했을 경우, 배향막에 대한 파일 당에 불균일이 발생하기 어렵고, 면내의 배향 규제력의 분포가 균일하게 되어 러빙 줄무늬가 발생하기 어렵다.

부양사에 의해서 파일이 씨실 방향으로 압박되어, 파일에 강제적으로 씨실 방향의 경사가 부여된 러빙포는, 포 반송의 가이드 롤과의 마찰 때문에 파일이 일단은 직물의 길이 방향(날실 방향)으로 경사했을 경우에도, 나중에 직물의 가로 방향(씨실 방향)으로 브러시로 문지르는 것에 의해, 본래의 직물의 씨실 방향의 경사로 되돌릴 수 있다. 이것은, 직물의 제직 구조로서 파일에 씨실 방향의 경사가 부여되어 있기 때문이다. 이와 같이, 도 1, 도 7, 도 8 이외의 종래의 벨벳 직물조직의 바탕날실에 부양사를 더하는 것에 의해서 파일사에 경사를 부여할 수 있는 것이 용이하게 이해된다. 이러한 부양이 많은 바탕날실은, 조직에 따라서는 2개 이상 넣는 것도 가능(도 9)하다.

러빙포의 파일 단섬유의 섬도가 작은 경우에는, 단위 면적당의 파일 섬유 개수를 증대할 수 있다. 이것은 배향막의 단위 면적당을 러빙하는 파일의 개수를 증대시키게 되므로, 배향막을 문지르는 마찰 라인의 밀도를 증대시켜, 배향의 균일화에 유리하다. 그러나, 섬도를 너무 가늘게 하면 파일 섬유의 강성이 저하해 배향막에 파일 선단(先端)을 눌러 붙이는 힘이 약해지기 때문에, 배향 규제력이 저하한다고 하는 문제가 발생한다. 또, 파일을 형성하는 단섬유 섬도가 크면, 배향막에 파일 선단을 눌러 붙이는 힘이 강해져, 강한 배향 규제를 줄 수 있지만, 단위 면적당 의 파일 섬유 개수가 많은 벨벳 직물을 만드는 것이 곤란하고, 배향의 균일성 향상의 관점에서 불리함과 동시에, 눌러 붙이는 힘이 너무 강하면 배향막에 흠이 생길 가능성도 있다. 이상과 같은 트레이드오프 관계로부터, 파일사의 단섬유 섬도는 0.88~5.5데시텍스인 것이 바람직하다.

직물에 있어서, 단위 면적에 들어가는 섬유 개수의 총수는 한정되어 있다. 단위 면적당의 파일 섬유 개수가 많은 벨벳 직물을 제조하려면, 파일사를 굵게 해, 섬도를 크고, 섬유 개수를 많이 하면, 바탕날실, 부양사의 섬도는 작게 하지 않을 수 없다. 섬도가 큰 파일사는 섬유의 강성이 높고 변형하기 어렵기 때문에, 파일을 충분히 경사시키는 것이 곤란하다. 단위 면적당의 파일 섬유 개수가 적은 경우에는, 경사가 커져, 러빙에 적절한 60~80도의 경사를 얻는 것이 곤란하고, 배향 규제력도 약해져, 러빙포로서의 수명도 짧다. 1평방 센티에 포함되는 단섬유의 총개수는, 1.5데시텍스로 환산해, 20000~80000개가 좋고, 바람직하게는 40000~75000개 정도가 적당하다.

벨벳 직물의 바탕직물조직은 평직이다. 평직의 날실의 직축(織縮)에 대해서 날실의 부양사의 직축은 적다. 부양사의 직축이 적은 경우에는, 부양사가 파일사의 밑 가까이에 존재하기 때문에, 경사가 적게 된다. 직축이 큰 경우에는, 부양사는 바탕직물보다 떨어진 곳에 위치해, 파일사의 밑보다 상부에 존재한다. 이 때문에 경사가 커진다. 러빙에 적절한 파일의 경사각을 얻으려면 부양사의 직축은 1~8%가 바람직하다.

<실시예 1>

도 1의 직조직을 이용하여, 러빙포를 시작(試作)했다. 결과를 표 1에 정리한다. 파일사에는 면사 60번 쌍사를 이용하고, 바탕날실로서 폴리에스테르 56데시텍스 쌍사를 5/1의 부양사 및 평직조직의 바탕날실로서 사용하고, 1센티 당 30.6개의 파일사 밀도로 했다. 씨실은 165데시텍스, 110데시텍스, 84데시텍스, 33데시텍스 쌍사의 4종류를 이용해, 표 중에 기술한 바와 같은 조건으로 제직했다. 경사 각도는 백코트때 문질러져 변화하기 때문에, 백코트하지 않은 생기(生機)를 나무틀로 고정하고, 뒷면으로부터 초산비닐수지를 아세톤과 에틸 알코올로 용해시킨 액체를 바르고, 건조하여 파일을 고정하고, 씨실 방향의 경사 각도를 측정했다. 경사 각도는 도 15에 나타내듯이, 러빙포재에 대한 각도

로서 정의하고,

는 바탕날실 방향에서의 어긋남이다. 파일 경사각

은 현미경 사진으로 측정했다. 섬유 총개수가 적고, 부양사의 섬축(纖縮)이 커지면 경사각은 감소하는 것을 이해할 수 있다.

<실시예 2>

도 8의 직조직을 이용하고, 실시예 1과 같은 파일사, 바탕날실을 이용해 제직했다. 씨실은 33데시텍스 쌍사로 1평방 센티 당의 섬유 총개수는 74600개이다. 부양사의 직축은 2.2%였다. 실시예 1과 같이 생기의 파일을 고정해, 경사 각도를 측정했다. 이 경우의 씨실 방향의 경사 각도는 74도였다. 이 직물의 나머지의 생기를 건열 150℃로 세트해, 셔링·클리닝·건조 후, 브러시로 가로 방향으로 파일사를 경사시켜, 직물의 뒷면에 아크릴계 수지를 약 50g/㎡ 코팅하고, 건조 후 베이킹 했다. 마무리 후의 직물 폭은 파일이 있는 부분이 112cm이다.

<비교예 1>

도 10의 조직을 이용해, 파일사에 레이온 110데시텍스를 이용하고, 바탕날실에는 폴리에스테르 56데시텍스 쌍사, 바탕씨실에는 폴리에스테르 110데시텍스를 이용해 제직했다. 밀도는 날실이 1센티 당 27개, 파일은 54개로, 씨실이 1센티 당 42개이다. 생기를 150℃에서 건열 세트 후 클리닝 해 건조한 뒤 글라이옥살계 수지20%, 요소 수지 15%, 멜라민계 수지 8%로 된 수지액에 함침하고, 맹글로 짠 뒤 브러시로 파일사를 가로 방향(씨실 방향)으로 경사시키고, 건조한 후 베이킹했다. 그 후 직물의 뒷면에 아크릴계 수지를 나이프 코터로 코팅해 마무리했다. 수지의 부착량은 약 50g/㎡이며, 직물 폭은 파일이 있는 부분이 112cm이다.

실시예 2, 비교예 1의 직물을, 각각 브러시로 씨실 방향으로 경사시킨 직후 및 코팅 후 각 50cm의 길이로 절단하고, 우측의 귀퉁이 끝에서 6cm의 곳에 표시를 하고, 그로부터 10cm 간격으로 11개소 표시를 했다.

진동하는 판 위에 직물을 놓고, 각각의 표 위에 1엔짜리 주화를 놓고, 진동시켜 1엔짜리 주화가 10cm 이동했을 때의 바탕날실에 대한 각도를 측정했다. 브러시에 의해 경사시킨 직후에 채취한 직물과 수지 코팅 후의 직물의 1엔짜리 주화의 이동 각도를 표 2에 나타냈다. 브러시에 의해 경사시킨 직후의 이동 각도는, 모두 90도에 가깝다. 코팅 후의 이동 각도는 모두 저하한다. 또 비교예 1의 종래의 조직에 의한 러빙포의 각도 저하를 볼 수 있지만, 파일에 글라이옥살계 등의 수지가 붙어 있기 때문에, 이동 각도의 저하는 적고, 실시예 2는 단섬유 섬도가 낮고, 수지 함침 처리를 행하지 않기 때문에 이동 각도의 저하는 크고, 부분에 따라 불균형이 있다. 실시예 2, 비교예 1은 모두 코팅때, 가이드 롤에 강하게 마찰되어 직물이 이동해, 코팅기계로부터 거의 떨어져서, 직물의 양 귀퉁이 끝에 사람이 서고, 직물을 되돌리면서 코팅했다. 양 귀퉁이 부분을 잡아 당겼기 때문에, 코팅 후, 양 귀퉁이 부분의 1엔짜리 주화의 이동 각도가 저하했다. 이동하려고 하는 힘은, 비교예 1이 실시예 2보다 강했다.

다음에, 실시예 2, 비교예 1의 러빙포를 손잡이 브러시로, 거의 같은 힘으로 씨실 방향으로 문질렀다. 그 결과가 표 2의 「재 브러시 후」의 값이다. 브러시로 씨실 방향으로 문질러 파일을 경사시킨 러빙포는 실시예 2는 90도 가깝게 되돌아오지만, 수지로 함침한 비교예 1의 각도는 완전히는 되돌아오지 않는다. 또 불균형도 크다. 가이드 롤에 문질러져, 파일 섬유의 표면에 붙은 함침 수지의 피막이 파괴된 후 바탕날실에 의해서 억제되는 일이 없기 때문에, 완전히는 회복하지 않는다고 추측된다.

[표 1]

[표 2]

<테스트 액정셀>

상기 실시예 2, 비교예 1로 제작한 벨벳포를 러빙포에 이용해 테스트 액정셀을 제작하고, 액정 배향 품질을 비교했다. 실험 상세를 하기한다.

먼저, ITO 박막이 붙은 유리 기판(100mm×100mm×O.7mm^t)에 배향막을 인쇄에 의해 도포했다. 배향막 도포 에리야는, 약 70mm각이다. 이것을 70℃/1분에 건조·균일화하고, 그 다음에 230℃/3분으로 소성했다. 이러한 작업은, 모두 핫 플레이트에서 실시했다. 다음에, 실시예 2 또는 비교예 1의 벨벳포를, 50mm

의 스테인리스제 러빙 롤러에, 양면 테이프로 붙였다. 이 때, 파일의 경사 방향(씨실 방향)이 러빙 롤러 회전의 후방에 향하도록 고정했다. 이 러빙 롤러를 이용하고, 상기 배향막에 붙은 유리 기판을 러빙했다. 러빙 조건은, 롤러 회전수 1500rpm, 롤러를 눌러서 들어간 깊이 0.4mm, 기판 전송속도 30mm/분, 으로 했다. 여기서 롤러를 눌러서 들어간 깊이란, 롤러와 기판 표면의 접촉 상태를 규정한다. 롤러 표면, 즉 러빙포 파일 선단이 기판 표면에 접촉한 위치를 제로로하고, 한층 더 롤러를 기판쪽에 얼마나 눌렀는가를 롤러의 이동 거리로 측정해, 롤러를 눌러서 들어간 깊이라고 표현한다. 롤러를 눌러서 들어간 깊이가 너무 크면, 배향막에의 파일의 마찰이 너무 강해서 배향막을 손상시킨다. 또 롤러를 눌러서 들어간 깊이가 너무 작으면, 배향막과 파일의 마찰이 불충분하기 때문에, 배향막의 분자배향이 충분히 달성할 수 없다. 여기서 이용한 포에 대해서는, 롤러를 눌러서 들어간 깊이 0.4mm가 적정인 것을 별도 확인하고 있다.

상기의 러빙 처리가 끝난 기판 2매를 준비해, 한쪽의 기판에 직경 4㎛의 비즈를 스핀 코팅에 의해 산포했다. 다른 한쪽의 기판에는 액정을 적하했다. 이들 2매의 유리판을, 러빙 방향이 안티 파라렐이 되도록 겹쳐합치고, 대기압을 이용해 유리판 끼리를 눌러 붙여, 갭 규정을 행해 간이적으로 테스트 액정셀을 제작했다.

완성된 테스트 액정셀을 이면에서 백색 형광등의 백라이트 조명하면서, 정면에서 CCD 카메라에 의해서 화상을 주사하고, 화상에 대해서 쉐이딩 보정, 컨트라스트 강조를 행해 액정 배향 상태의 균일성을 비교했다. 그 화상 데이터를, 도 16, 도 17에 나타낸다. 러빙 방향은, 도면의 상하 방향이다. 비교예 1의 레이온 포로 러빙했을 경우는(도 17), 꽤 명확한 러빙 줄무늬가 확인된다. 이 레벨은, 실용 패널에서 문제가 된다. 한편, 실시예 2의 러빙포를 이용했을 경우는, 러빙 줄무늬가 현저하게 얇아져 있어, 배향 균일성이 큰폭으로 향상했다.

이상과 같이, 바탕직물날실에 부양사를 추가해 짜넣은 벨벳 직물에서는, 파일이 정연하게 씨실 방향으로 자발적으로 경사한다. 그리고 이 포를 세로 절단으로 잘라 러빙포에 이용하면, 러빙 줄무늬의 발생이 큰폭으로 저감해, 균일한 액정 배향을 달성할 수 있기 때문에, 높은 표시 품질의 액정패널의 제조에 최적인 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 의하면, 파일 경사를 직포의 씨실 방향으로 규제해, 이것을 백 코팅에 의해서 안정히 고정하는 것으로, 씨실 방향으로 균일하고 안정한 파일 경사 가지는 액정패널 제조용 러빙포재를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 날실 및 씨실로 된 바탕직물조직과, 그 바탕직물조직의 날실 방향으로 짜넣어진 파일사를 가지는 벨벳 직물의 액정패널 제조용 러빙포재이며,

   상기 벨벳 직물의 1완전 조직 중에서 상기 날실이, 평직조직을 형성하는 것과, 상기 파일사의 단부가 돌출해 있는 쪽의 면에 있어서 상기 씨실의 위쪽에 부양한 상태로 짜넣어져 있는 부양사로 된 것을 특징으로 하는 액정패널 제조용 러빙포재.
2. 제1항에 있어서, 1개 당의 파일사가 씨실 5개 이상으로 걸쳐 짜넣어져 있고, 벨벳 직물의 1완전 조직에 있어서 각 씨실 사이에 포함되는 파일사의 돌출하는 단부의 수가 동일한 액정패널 제조용 러빙포재.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1평방 센티 면내에 포함되는 파일사를 형성하는 단섬유의 총개수가 1.5데시텍스로 환산해 20000~80000개이며, 파일사의 단섬유 섬도가 0.88~5.5데시텍스인 액정패널 제조용 러빙포재.
4. 제1항에 있어서, 짜넣어져 있는 부양사의 직축이 1~8%인 액정패널 제조용 러빙포재.

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