KR101207745B1 - 다중 러빙 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 러빙 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 다중 러빙 장치는 기판에 배향홈을 형성하는 러빙 장치에 있어서, 베이스; 및, 상기 베이스 상에서 러빙 공정의 진행방향에 대해 이격 배치되고, 상기 기판과 접촉하여 회전하면서 상기 기판에 배향홈을 형성하는 다수의 러빙롤;을 포함하며, 상기 다수의 러빙롤 중 적어도 어느 하나는 인접한 러빙롤에 대해 경사 배치되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 러빙 공정에서 결함에 의한 시인성을 약하게 하고, 배향의 방향성을 균일하게 해줌으로써 품질을 개선할 수 있는 다중 러빙 장치가 제공된다.

Description

다중 러빙 장치{Multiple rubbing apparatus}
본 발명은 다중 러빙 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 장치에 다수의 러빙롤을 상호 이격하여 배치하고, 한번의 러빙 공정으로 여러번 러빙한 효과를 내어 제품의 화면 품질을 개선하고 공정시간을 감소할 수 있는 다중 러빙 장치에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display) 제조 공정에 있어서 폴리이미드(polyimide) 등의 유기물질을 도포한 배향막을 형성한 후 액정의 배향방향을 결정하기 위해 러빙공정을 진행한다.
현재 사용되고 있는 러빙 공정은 균일한 압력과 속도를 유지하면서, 배향막 표면을 코튼이나 나일론 같은 러빙포를 이용하여 일정한 방향으로 문질러주면 홈이 생겨 액정이 배향될 수 있게 하는 것이다.
즉, 스테이지의 상부면에 배향막이 형성된 기판을 안착하고, 기판 상부에는 러빙포가 외주연에 부착된 러빙롤이 위치하여, 기판과 러빙롤이 접촉한 상태에서 물리적인 마찰에 의해 배향막의 배향방향을 결정하는 것이다.
이때, 스테이지는 고정된 상태에서 러빙롤이 회전하면서 전진하여 러빙하거나 러빙롤은 고정되어 회전하면서 스테이지가 전진하여 러빙한다.
이하, 도 1을 참조하여 종래의 러빙 공정에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 러빙 공정에 대한 평면도이다.
도 1의 (a)에서와 같이 기판(14)의 내입방향에 대한 러빙롤(12)의 경사각을 0도로 하여 하나의 러빙롤(12)에 롤의 회전속도(rpm), 기판(14)의 이동속도(stage speed), 러빙 깊이(depth) 등을 조절하여 한가지 방법으로 러빙 공정하는 경우, 러빙롤의 외주연에 부착된 러빙포에 결함이 있을 경우 결함이 있는 부분이 중첩되어 직선으로 나타나고, 이와 같은 방법으로 반복하여 러빙 공정을 하는 경우에는 시인성이 강하게 나타나는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 보완하기 위하여 기판(14)과 러빙롤(12)을 일정한 각도로 경사지게 하여 러빙 공정이 실시되었는데, 도 1의 (b)에서와 같이 기판(14)의 내입방향에 대해 기판(14)과 러빙롤(12)에 경사각을 형성하여 러빙 공정을 하는 경우, 결함이 중첩되지 않고 사선으로 나타나도록 하여 시인성은 약해졌으나 여전히 굵은 직선 형태로 나타나는 문제점이 있었다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 1회 실시하던 러빙 공정을 2회 러빙 공정으로 개선하여 실시하는 방법이 제안되었는데, 첫번째 러빙 공정의 조건은 도 1의 (a)와 같이 경사각을 0도로 하여 진행하고, 두번째 러빙 공정의 조건은 도 1의 (b)와 같이 경사각을 형성하여 진행하며, 두번째 러빙 공정은 첫번째 러빙 공정보다 얕은 러빙 깊이와 회전속도로 실시하였다.
이와 같이, 2회의 러빙 공정으로 실시하는 경우에는 1회 러빙 공정보다 결함의 시인성이 약해지고, 러빙의 균일성도 개선할 수 있게 된다. 하지만, 하나의 러빙 장비를 이용하여 2회 러빙 공정을 실시하는 것이므로, 첫번째 러빙 조건과 두번째 러빙 조건을 매번 변경해줘야 하는 번거로움이 있었고, 기판(14)의 재투입에 따른 공정 시간이 증가하였으며, 조작 횟수의 증가로 인한 파티클 및 스크래치 불량이 증가하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 장치에 다수의 러빙롤을 상호 이격하여 배치하고, 한번의 러빙 공정으로 여러번 러빙한 효과를 내어 제품의 화면 품질을 개선하고 공정시간을 감소할 수 있는 다중 러빙 장치를 제공함에 있다.
또한, 다수의 러빙롤 중 어느 하나의 러빙롤에 결함이 있더라도 후방에 인접 배치된 러빙롤에 의해 결함에 의한 배향 이상 부분을 상쇄하도록 함으로써 화면의 품질을 향상시킬 수 있는 다중 러빙 장치를 제공함에 있다.
또한, 첫번째 배치되는 러빙롤로 기준 배향홈을 형성하고, 두번째 경사 배치되는 러빙롤로 배향이상 부분을 상쇄하고, 세번째 배치되는 러빙롤로 배향의 방향성을 균일하게 해줌으로써 전체적인 제품의 화면 품질을 개선할 수 있는 다중 러빙 장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판에 배향홈을 형성하는 러빙 장치에 있어서, 베이스; 및, 상기 기판과 접촉하여 회전하면서 상기 기판에 배향홈을 형성하도록 상기 베이스 상에 설치되는 다수의 러빙롤;을 포함하며, 상기 다수의 러빙롤은 상호 이격 배치되고, 상기 다수의 러빙롤 중 적어도 어느 하나는 상기 기판의 이송방향에 대해 경사 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 러빙 장치에 의해 달성된다.
또한, 상기 다수의 러빙롤의 양단부에 배치되어, 상기 러빙롤의 각도와 높이 및 회전속도를 조절하도록 상기 베이스 상에 이동가능하게 설치되는 홀더;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 다수의 러빙롤의 양단부에 각각 배치되는 상기 홀더 중 어느 하나에는 상기 러빙롤의 회전속도 제어가 가능한 모터가 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 다수의 러빙롤은, 서로 다른 높이와 회전속도로 상기 배향홈을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 다수의 러빙롤은, 상기 배향홈의 방향과 러빙 깊이를 결정하기 위한 회전 속도와 러빙 깊이로 설정되는 제 1러빙롤과, 상기 제 1러빙롤의 후방에서 상기 제 1러빙롤보다 느린 속도로 회전하고 얕은 러빙 깊이로 상기 배향홈을 형성하는 제 2러빙롤 및 제 3러빙롤을 포함하며, 상기 제 2러빙롤은 상기 제 1러빙롤과 나란하게 배치되는 제 3러빙롤의 사이에서 경사 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 장치에 다수의 러빙롤을 상호 이격하여 배치하고, 한번의 러빙 공정으로 여러번 러빙한 효과를 내어 제품의 화면 품질을 개선하고 공정시간을 감소할 수 있는 다중 러빙 장치가 제공된다.
또한, 다수의 러빙롤 중 어느 하나의 러빙롤에 결함이 있더라도 후방에 인접 배치된 러빙롤에 의해 결함에 의한 배향 이상 부분을 상쇄하도록 함으로써 화면의 품질을 향상시킬 수 있는 다중 러빙 장치가 제공된다.
또한, 첫번째 배치되는 러빙롤로 기준 배향홈을 형성하고, 두번째 경사 배치되는 러빙롤로 배향이상 부분을 상쇄하고, 세번째 배치되는 러빙롤로 배향의 방향성을 균일하게 해줌으로써 전체적인 제품의 화면 품질을 개선할 수 있는 다중 러빙 장치가 제공된다.
도 1은 종래기술에 따른 러빙 장치의 평면도,
도 2는 본 발명 다중 러빙 장치의 사시도,
도 3은 본 발명 다중 러빙 장치의 평면도,
도 4는 본 발명 다중 러빙 장치의 부분별 진행과정을 나타낸 평면도이고,
도 5는 본 발명 다중 러빙 장치의 제 2실시예에 대한 평면도이다.
설명에 앞서, 여러 실시 예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시 예에서 설명하고, 그 외의 실시 예에서는 제1실시 예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 다중 러빙 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부도면중 도 2는 본 발병 다중 러빙 장치의 사시도이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같이 본 발명 다중 러빙 장치는 베이스(110)와 러빙롤(120) 및 홀더(130)로 구성된다.
상기 베이스(110)는 평판으로 이루어져 기판(140)이 안착된 스테이지(S)가 내입 가능하도록 형성된다.
상기 러빙롤(120)은 각각 원통 형태로 상호 이격하여 배치되고, 외주연에는 양면 테이프와 같은 고정수단에 의해 러빙포(125)가 각각 부착된다.
또한, 상기 러빙롤(120)은 기판(140) 공급측에 0도의 경사각으로 배치되는 제 1러빙롤(121)과, 상기 제1러빙롤(121)의 후방에서 상기 제 1러빙롤(121)과 3도의 경사각으로 배치되는 제 2러빙롤(122)과, 상기 제2러빙롤(122)의 후방에서 상기 제 1러빙롤(121)과 평행하게 배치되는 제 3러빙롤(123)로 구성된다. 본 실시예에서 상기 제1러빙롤(121)은 기판의 이송방향에 대하여 가장 먼저 러빙을 수행하는 첫 번째 러빙롤에 해당하고, 제2러빙롤(122)과 제3러빙롤(123)은 기판의 이송방향에 대하여 첫 번째 러빙롤의 후방에 배치되며, 제1러빙롤(122)와 제3러빙롤(123)의 사이에 배치된 제2러빙롤(122)이 첫 번째 러빙롤의 후방에서 제1러빙롤(121)과 서로 다른 각도로 경사배치되는 것으로 예를 들어 설명한다.
이때, 상기 제 1러빙롤(121)은 배향홈의 방향과 러빙 깊이를 결정하기 위한 회전 속도와 러빙 깊이로 설정되는 하드 러빙부로 하고, 상기 제 1러빙롤(121)에 대하여 경사배치된 제 2러빙롤(122)은 상기 제 1러빙롤(121) 보다 느린 회전속도와 얕은 러빙 깊이로 상기 하드 러빙부에서 발생할 수 있는 결함 부분을 상쇄시키는 소프트 러빙부로 하며, 상기 제 1러빙롤(121)과 나란하게 배치되는 제 3러빙롤(123)은 상기 제 2러빙롤(122)과 같은 회전속도와 깊이로 배향방향을 다시 한번 균일하게 하는 소프트 러빙부로 한다.
상기 홀더(130)는 상기 베이스(110)의 상부면 양측에 상?하, 좌?우 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 러빙롤(120) 양단부의 중심축에 각각 결합한다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 홀더(130)의 내부에는 상기 러빙롤(120)의 회전속도를 조절하는 모터와, 러빙롤(120)의 러빙 깊이 및 경사각을 조절하는 구동수단이 포함되며, 상기 모터는 상기 러빙롤(120)의 양측에 배치되는 상기 홀더(130) 중 일측에만 포함된다.
한편, 본 실시예에서는 상기와 같은 러빙롤(120)이 FFS(Fringe-Field Switching)모드를 기준으로 배향막을 형성하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고 TN(Twisted Nematic)모드나 IPS(In-Plane Switching)모드 등 다양한 액정 표시 장치에도 적용이 가능할 것이다.
지금부터는 상술한 다중 러빙 장치의 제1실시 예의 작동에 대하여 설명한다.
첨부도면 중, 도 3은 본 발명 다중 러빙 장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명 다중 러빙 장치의 부분별 진행 과정을 나타낸 평면도이다.
도 3을 참조하면, 러빙포(125)가 외주연에 부착된 3개의 러빙롤(120)이 베이스(110)에 평행하게 배치되는데, 기판(140)의 내입면과 마주하는 러빙롤(120)의 수평면을 0도로 기준하여 제 1러빙롤(121)은 0도의 경사각으로 배치되고, 제 2러빙롤(122)은 3도의 경사각으로 배치되며, 제 3러빙롤(123)은 다시 0도의 경사각으로 배치된다
이때, 제 1러빙롤(121)은 800rpm의 회전속도와 0.3mm의 러빙 깊이로 설정되어 배향홈의 방향과 깊이를 결정하는 하드 러빙부로 하고, 제 2러빙롤(122)은 200rpm의 회전속도와 0.2mm의 러빙 깊이로 설정되는 소프트 러빙부로 하고, 제 3러빙롤(123)은 200rpm의 회전속도와 0.2mm의 러빙 깊이로 설정되는 소프트 러빙부로 한다.
즉, 하드 러빙부로 설정된 제1러빙롤(121)에 의해 배향홈의 깊이와 각도가 설정되도록 하고, 소프트 러빙부로 설정된 제2러빙롤(122) 및 제3러빙롤(123)에 의해 제1러빙롤(121)의 러빙 과정에서 발생할 수 있는 결함을 상쇄하도록 한다.
한편, 상기 기판(140)과 러빙롤(120)의 경사각은 상기 기판(140)의 테두리 영역인 더미영역(141)의 사이즈에 의해서 좌우된다.
예를 들어, 상기 기판(140)의 내입면과 마주하는 제 1러빙롤(121)의 수평면의 각도가 0도인 것을 기준으로 하였을 때, 상기 더미영역(141)의 사이즈에 따라 가변될 수 있는 제 2러빙롤(122)의 경사각은 각각 1도 ~ 15도 또는 -1도 ~ -15도 이내로 설정하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 경사각이 ±1도 미만인 경우에는 0도로 한 결과와 큰 차이가 없고, ±15도를 초과하는 경우에는 기판(140) 사용의 효율성이 저하되기 때문이다.
본 실시예에서 상기 제 2러빙롤(122)의 경사각을 3도로 설명한 것은, 상기 더미영역(141)의 사이즈가 22mm인 경우에 상기 기판(140)과 러빙롤(120)의 경사각은 약 3도 정도 되기 때문이다.
상기 러빙롤(120)의 양단부의 중심축에는 모터(미도시)와 별도의 구동수단(미도시)이 포함된 홀더(130)가 각각 배치되어 베이스(110)의 상부면에서 이동가능하도록 배치된다.
한편, 러빙롤(120) 양단부의 중심축에는 모터(미도시)와 구동수단(미도시)이 포함된 홀더(130)가 각각 결합하는데, 상기 러빙롤(120) 양단부의 일측에 연결되는 모터(미도시)는 상기 러빙롤(120)의 회전 속도를 조절하고, 상기 구동수단(미도시)은 상기 러빙롤(120)의 러빙 깊이와 경사각을 조절한다.
이와 같이, 상기 러빙롤(120)의 공정 조건에 맞게 회전 속도와 러빙 깊이 및 경사각의 변경이 가능하여 신속한 러빙 공정이 가능한 장점이 있다.
도 4를 참조하여 상기 러빙롤(120)의 부분별 공정과정을 살펴보면, 기판(140)이 내입되는 제 1러빙롤(121)은 800rpm의 회전속도와 0.3mm의 깊이 및 0도의 경사각을 갖는 하드 러빙부로 하고, 제 2러빙롤(122)은 200rpm의 회전속도와 0.2mm의 깊이 및 3도의 경사각을 갖고, 제 3러빙롤(123)은 200rpm의 회전속도와 0.2mm의 깊이 및 0도의 경사각을 갖는 소프트 러빙부로 하여 러빙 공정이 진행된다.
상기와 같은 조건으로 진행되는 러빙 공정의 경우, 제 1러빙롤(121)의 러빙 과정에서 결함(D)이 있다면 직선형태로 시인될 것이다. 그러나 이후 러빙 과정에서 경사각이 3도인 제 2러빙롤(122)에 의해 직선형태로 시인되는 배향이상 부분이 상쇄되고, 다시 제 3러빙롤(123)의 러빙과정에서 배향의 방향성을 균일하게 해줌으로써 전체적인 품질을 개선할 수 있게 된다.
첨부도면 중 도 5는 본 발명 다중 러빙 장치의 제 2실시예에 대한 평면도이다.
도 5와 같이 제 2실시예에서는 제 1실시예에서의 제 2러빙롤(122)과 반대 각도를 갖는 제 4러빙롤(124)을 추가하여, 제 1러빙롤(121)은 800rpm의 회전속도와 0.3mm의 깊이, 0도의 경사각을 갖는 하드 러빙부로 하고, 제 2러빙롤(122)은 200rpm의 회전속도와 0.2mm의 깊이, 3도의 경사각을 갖고, 제 4러빙롤(124)은 200rpm의 회전속도와 0.2mm의 깊이, -3도의 경사각을 갖고, 제 3러빙롤(123)은 200rpm의 회전속도와 0.2mm의 깊이, 0도의 경사각을 갖는 소프트 러빙부로 한다.
이와 같이 제 4러빙롤(124)의 경사각을 제 2러빙롤(122)의 경사각과 반대로 하는 이유는 결함 부분의 배향이상 부분을 분산시켜 시인성을 약하게 하기 위함이다.
제 1러빙롤(121)의 러빙 과정에서 결함으로 인해 결함부분이 직선형태로 시인되더라도, 3도 경사진 제 2러빙롤(122)에 의해 직선형태의 결함부분을 상쇄하고, 이후 -3도 경사진 제 3러빙롤(123)에 의해 다시 한번 결함부분을 상쇄하여 시인성을 약화시키며, 다시 제 4러빙롤(124)의 러빙 과정을 통해 배향의 방향성을 균일하게 해줌으로써 제 1실시예를 통한 제품보다 개선된 품질을 얻을 수 있다.
본 실시예에서는 상기 러빙롤(120)이 제자리에서 회전하고, 상기 기판(140)이 안착되는 스테이지(S)가 전진하여 배향막을 러빙하는 러빙스테이지 이동방식으로 설명하였으나, 상기 스테이지(S)는 이동하지 않고 상기 러빙롤(120)이 회전하면서 전진하여 배향막을 형성하는 러빙헤드 이동방식에 적용되는 것도 가능할 것이다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110 : 베이스, 120 : 러빙롤, 121 : 제 1러빙롤, 122 : 제 2러빙롤,
123 : 제 3러빙롤, 124 : 제 4러빙롤, 125 : 러빙포, 130 : 홀더,
140 : 기판, 141 : 더미영역, S : 스테이지, D : 결함

Claims (4)

  1. 기판에 배향홈을 형성하는 러빙 장치에 있어서,
    베이스; 및,
    상기 기판과 접촉하여 회전하면서 상기 기판에 배향홈을 형성하도록 상기 베이스 상에 설치되는 다수의 러빙롤;을 포함하며,
    상기 다수의 러빙롤은 상호 이격 배치되고, 기판의 이송방향에 대하여 첫 번째 러빙롤을 제외한 나머지 러빙롤 중 어느 하나는 첫 번째 러빙롤과 서로 다른 각도로 경사배치되어 첫 번째 러빙롤보다 느린 회전속도와 얕은 러빙깊이로 기판에 접촉하는 것을 특징으로 하는 다중 러빙 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 러빙롤의 양 단부에 배치되어, 상기 다수의 러빙롤의 각도와 높이 및 회전속도를 조절하도록 상기 베이스 상에 이동가능하게 설치되는 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 러빙 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 다수의 러빙롤은, 서로 다른 높이와 회전속도로 상기 배향홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 다중 러빙 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 다수의 러빙롤은, 상기 배향홈의 방향과 러빙 깊이를 결정하기 위한 회전 속도와 러빙 깊이로 설정되는 제 1러빙롤과, 상기 제 1러빙롤의 후방에서 상기 제 1러빙롤보다 느린 속도로 회전하고 얕은 러빙 깊이로 상기 배향홈을 형성하는 제 2러빙롤 및 제 3러빙롤을 포함하며, 상기 제 2러빙롤은 상기 제 1러빙롤과 나란하게 배치되는 제 3러빙롤의 사이에서 경사 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 러빙 장치.


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