KR101405796B1 - 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법은 러빙포가 권포된 롤러를 설정된 압력으로 가압하여 에이징용 기판과 접촉시키면서 상기 롤러를 설정된 회전수로 회전되도록 하고, 상기 롤러 또는 상기 에이징용 기판 중 어느 하나를 상대적으로 이동시켜 상기 러빙포와 상기 에이징용 기판 간에 마찰력이 발생되게 하여, 상기 러빙포의 러빙파일이 균일한 방향성을 갖도록 하는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법에 있어서, 상기 러빙포를 1차 에이징용 기판을 이용하여 1차 에이징하는 단계; 상기 1차 에이징 처리된 러빙포를 2차 에이징용 기판을 이용하여 2차 에이징 하는 단계;를 포함하며, 상기 2차 에이징용 기판의 마찰력은 상기 1차 에이징용 기판의 마찰력보다 큰 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 에이징을 1차와 2차로 구분하고, 1차에서는 2차보다 강한 마찰력이 발생하도록 에이징을 실시하여 러빙파일의 끝단부 모서리의 각진 부분을 완만한 곡면으로 형성할 수 있으며, 2차 에이징시 1차 에이징시 발생하는 모서리 끝단부 제거물질을 완전하게 제거하여 에이징에 따른 발생 이물의 완전제거가 가능하며, 1차와 2차에 걸친 에이징을 실시함에 따라 러빙포의 러빙파일이 더욱 균일한 방향성을 가지게 되어 러빙시 러빙무라가 실질적으로 거의 발생하지 않는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법이 제공된다.

Description

액정표시장치의 러빙포 에이징 방법{METHOD FOR RUBBING CLOTH AGING}
본 발명은 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 러빙포 에이징시 상대적으로 강한 마찰력을 갖는 1차 에이징과, 상대적으로 약한 마찰력을 갖는 2차 에이징을 순차적으로 실시하여 러빙포의 러빙파일의 날카로운 단부를 부드럽게 하며, 제거된 러빙포의 잔여 이물도 제거할 수 있는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 박막트랜지스터 액정디스플레이(Liquid Crystal Display, 약칭: TFT-LCD)는 이미 모니터, TV, 노트북 등 각 분야에 광범위하게 응용되고 있다.
TFT-LCD는 통상적으로 서로 대향하여 배치되며 액정이 그 사이로 충전되는 어레이 기판과 컬러필터 기판을 포함한다.
이는 전기장을 이용하여 액정의 기울기를 제어하고, 나아가 디스플레이의 그레이스케일의 변화를 구현함으로써 필요한 디스플레이 효과를 획득하게 된다.
액정이 미리 설정된 방향으로 기울어지도록 하기 위해서는 액정을 처음 상태에서 순서대로 배열할 필요가 있는데, 주로 컬러필터 기판과 어레이 기판의 내표면에 배향막을 도포하고, 배향막에 소정의 홈(그루브,groove)를 형성하는 러빙공정을 실시한다.
상기 러빙공정은 러빙포(Rubbing Cloth)를 롤러에 권포시킨 후, 스테이지에 기판을 안착시키고, 기판 상부에서 롤러가 위치한 상태에서, 기판과 일 방향으로 회전하는 롤러가 접촉된 상태로 스테이지나 롤러를 이동시키면서 기판의 배향막에 러빙을 실시하였다.
상기 러빙포는 레이온 등의 재질로 마련되며, 러빙기재와 러빙기재의 일 면에 일정한 방향성을 갖도록 설치된 다수의 러빙파일로 구성된다.
여기서, 러빙포의 러빙파일은 러빙공정에서 일정한 방향으로 배향막에 러빙홈을 형성하기 위한 것으로, 러빙포 제작시 러빙기재에 일정한 방향으로 균일한 방향으로 방향성을 갖도록 제조된다.
도 1은 종래 러빙포가 권포된 롤러의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 롤러(110)의 외주면에 러빙포(120)를 권포하여 러빙공정을 진행시, 러빙파일(121)의 끝 단면의 각진 형상의 모서리 부분(A)이 부분적으로 떨어져 나가 배향 불균일이 발생하는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해, 러빙포(120)를 러빙공정에 사용하기 전에 유리기판 또는 일면에 ITO 등이 적층된 ITO기판 등에 러빙포를 문질러서 마찰시켜 단련되게 하는 러빙포 에이징 공정을 실시하였다.
그러나, 에이징 공정시 사용되는 유리기판 또는 ITO기판 등은 마찰력이 약하여 러빙파일의 끝 단면의 각진 형상의 모서리 부분이 완전히 제거되지 못하거나, 제거되기 직전의 상태가 되어 러빙시 이물이 더 많이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 에이징을 1차와 2차로 구분하고, 1차에서는 2차보다 강한 마찰력이 발생하도록 에이징을 실시하여 러빙파일의 끝단부 모서리의 각진 부분을 완만한 곡면으로 형성하여 러빙무라를 방지할 수 있는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법을 제공하는 것으로 목적으로 한다.
또한, 2차 에이징시, 1차 에이징시 부분적으로 제거되지 않은 러빙파일의 끝단부 모서리를 완전하게 제거하여 러빙시 불균일한 끝단부 모서리에 의한 러빙무라를 감소시킬 수 있는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 2차 에이징시 1차 에이징시 발생하는 모서리 끝단부 제거물질을 완전하게 제거하여 러빙시 이물에 의한 러빙무라를 감소시킬 수 있는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 1차와 2차에 걸친 에이징을 실시함에 따라 러빙포의 러빙파일이 더욱 균일한 방향성을 가지게 되어 러빙시 러빙무라가 실질적으로 거의 발생하지 않는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제는, 본 발명에 따라, 러빙포가 권포된 롤러를 설정된 압력으로 가압하여 에이징용 기판과 접촉시키면서 상기 롤러를 설정된 회전수로 회전되도록 하고, 상기 롤러 또는 상기 에이징용 기판 중 어느 하나를 상대적으로 이동시켜 상기 러빙포와 상기 에이징용 기판 간에 마찰력이 발생되게 하여, 상기 러빙포의 러빙파일이 균일한 방향성을 갖도록 하는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법에 있어서, 상기 러빙포를 1차 에이징용 기판을 이용하여 1차 에이징하는 단계; 및, 상기 1차 에이징 처리된 러빙포를 2차 에이징용 기판을 이용하여 2차 에이징 하는 단계;를 포함하며, 상기 2차 에이징용 기판의 마찰력은 상기 1차 에이징용 기판의 마찰력보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 1차 에이징하는 단계에서 상기 롤러를 상기 1차 에이징용 기판에 누르는 압력은 상기 2차 에이징 단계에서 상기 2차 에이징용 기판에 누르는 압력보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 러빙포와 접촉하는 상기 1차 에이징용 기판의 표면의 마찰계수는 상기 1차 에이징 처리된 러빙포와 접촉하는 상기 2차 에이징용 기판 표면의 마찰계수보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 1차 에이징용 기판은 상기 러빙포와 접촉하는 면에 제1박막이 형성된 기판이고, 상기 2차 에이징용 기판은 유리기판이거나 상기 1차 에이징 처리된 러빙포와 접촉하는 면에 제2박막이 형성된 기판이며, 상기 제1박막의 표면은 상기 유리기판의 표면 또는 상기 제2박막의 표면보다 마찰계수가 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1박막은 SiNx 박막 또는 ITO 박막이고, 상기 제2박막은 배향막인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1박막은 요철형상으로 패터닝된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 에이징을 1차와 2차로 구분하고, 1차에서는 2차보다 강한 마찰력이 발생하도록 에이징을 실시하여 러빙파일의 끝단부 모서리의 각진 부분을 완만한 곡면으로 형성하여 러빙무라를 방지할 수 있는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법이 제공된다.
또한, 2차 에이징시, 1차 에이징시 부분적으로 제거되지 않은 러빙파일의 끝단부 모서리를 완전하게 제거하여 러빙시 불균일한 끝단부 모서리에 의한 러빙무라를 감소시킬 수 있는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법이 제공된다.
또한, 2차 에이징시 1차 에이징시 발생하는 모서리 끝단부 제거물질을 완전하게 제거하여 러빙시 이물에 의한 러빙무라를 감소시킬 수 있는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법이 제공된다.
또한, 1차와 2차에 걸친 에이징을 실시함에 따라 러빙포의 러빙파일이 더욱 균일한 방향성을 가지게 되어 러빙시 러빙무라가 실질적으로 거의 발생하지 않는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법이 제공된다.
도 1은 종래 러빙포가 권포된 롤러의 개략도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 러빙포 에이징 제조공정도,
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도,
도 4은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도,
도 5는 재질에 따른 마찰계수표,
도 6은 본 발명의 제1실시예의 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법에 따른 러빙파일 상태도,
도 7은 도 2의 1차 에이징용 기판의 변형예,
도 8은 도 7의 Ⅲ-Ⅲ'을 따라 절단한 단면도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 러빙포 에이징 제조공정도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도, 도 4은 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 스테이지(1) 상부에 1차 에이징용 기판(10)과 2차 에이징용 기판(20)을 순차적으로 안착시키고, 러빙포(40)가 권포된 롤러(30)를 준비한다.
여기서, 스테이지(1)와 롤러(30)는 전후좌우 방향으로 이동가능하도록 설치되고, 롤러(30)는 롤러축을 중심으로 회전가능하도록 마련된다.
또한, 롤러(30)에 권포되는 러빙포(40)는 레이온 등의 재질로서, 러빙기재의 일면에 다수의 러빙파일(41)이 고정설치된다.
도 3을 참조하면, 스테이지(1)에 안착되는 1차 에이징용 기판(10)은 유리기판의 일 면 즉, 러빙포(40)와 접촉되는 면에 제1박막(11)인 SiNx 박막 또는 ITO 박막이 형성된다.
여기서, 상기 제1박막은 표면거칠기가 후술할 제2 에이징용 기판(20)보다 높게 유지되도록 대략 200℃ 미만 혹은 이하의 온도에서 형성하는 것이 바람직하다.
상기 온도 조건에서 제1박막을 형성하면 동일 재질이더라도 막질이 소(疎)해져서 표면거칠기가 상승한다.
이 상태에서, 러빙포(40)가 일정 깊이로 가압되도록 1차 에이징용 기판(10)에 대해 롤러(30)를 일정한 압력으로 가압하고, 롤러(30)를 일정 회전수로 회전시키면서 일정 속도로 기설정 방향으로 이동시켜 다수 회(기판의 일 측으로부터 타 측까지 이동이 1회) 에이징을 실시한다.
상기 롤러(30)가 기판을 누르는 압력인 가압력(기판에 대해 러빙포가 눌려지는 깊이)과 롤러(30)의 회전수 및 롤러(30)의 이동속도는 러빙시와 실질적으로 동일하게 설정된다.
여기서, 롤러(30)의 이동방향은 러빙방향과 실질적으로 동일하게 설정되며, 에이징 회수는 적어도 10회 정도로 실시하는 것이 바람직하다.
상기 1차 에이징을 통해 러빙포(40)의 러빙파일(41) 끝단부 모서리의 각진 부분이 곡면을 가지도록 할 수 있다.
그리고, 1차 에이징을 완료한 후 스테이지(1) 상부에 2차 에이징용 기판(10) 측으로 롤러(30)를 이동시킨다.
본 실시예에서는 1차 에이징용 기판(10)과 2차 에이징용 기판(20)이 연속적으로 배치된 상태에서 롤러(30)를 이동시키도록 구성한 것에 대해 설명하고 있으나, 1차 에이징용 기판(10)을 제거한 동일 위치에 2차 에이징용 기판(20)을 위치시키도록 할 수도 있다.
상기 2차 에이징용 기판(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 유리기판의 일면 즉, 러빙포(40)와 접촉되는 면에 제2박막(21)인 배향막이 형성된다.
즉, 2차 에이징용 기판(20)은 러빙포(40)와 접촉되는 면은 재질적 특성에 기인하여 마찰계수가 도 5에 도시된 바와 같이 1차 에이징용 기판(10)보다 작은 값을 가진다.
따라서, 러빙포(40)와 각 에이징용 기판과 접촉시 마찰력은 2차 에이징시가 1차 에이징시보다 작게 된다.
이 상태에서, 롤러(30)의 가압력, 롤러(30)의 회전수, 롤러(30)의 이동속도 및 롤러(30)의 이동방향을 1차 에이징시와 동일하게 설정하여 다수 회 에이징을 실시한다.
상기 2차 에이징시에도 1차에서와 같이 적어도 10회의 에이징을 실시하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 2차 에이징을 통해, 도 6에서와 같이, 1차 에이징을 통해 러빙파일(41)의 모서리 끝단부 각진 부분이 부분적으로 제거된 부분(B)도 완전히 제거할 수 있다.
또한, 2차 에이징시에는 1차 에이징시 제거된 러빙포(40)의 러빙파일(41) 끝단부 제거물질 등의 이물이 러빙포(40)의 러빙파일(41)의 사이에 끼인 상태로 존재하는 경우에 상기 이물이 제거될 수 있다.
아울러, 러빙파일(41)의 표면거칠기(surface roughness)는 2차 에이징용 기판(20)의 마찰계수보다 상대적으로 높은 마찰계수를 가지는 1차 에이징용 기판(10)에 의해, 1차 에이징 후가 상대적으로 2차 에이징 후보다 높다.
그러나, 2차 에이징 후의 러빙파일(41)의 표면거칠기(surface roughness)는, 1차 에이징용 기판(10)보다 마찰계수가 상대적으로 낮은 2차 에이징용 기판(20)을 사용하므로, 1차 에이징 후의 러빙파일(41)의 표면거칠기와 비교하여 상대적으로 더 낮아질 수 있다.
또한, 1차 에이징에 의해 균일해진 러빙파일(41)의 방향성은 상대적으로 작은 마찰력을 가지는 2차 에이징에 의해 그 방향성이 더욱 균일해 질 수 있다.
결과적으로, 1차와 2차에 의한 에이징에 의해 러빙파일(41)의 방향성이 더욱 균일해지며, 러빙파일(41)의 끝단부 모서리를 완만한 곡면으로 형성할 수 있고, 러빙포(40)의 표면거칠기가 낮아질 수 있으며, 러빙포(40) 내에 잔존하는 이물이 최소화되어 러빙무라 발생을 현저하게 감소시킬 수 있다.
상술한 실시예에서는 2차 에이징용 기판(20)이 유리기판의 러빙포(40)와 접촉되는 면에 배향막을 형성된 기판을 이용한 것에 대해 설명하였으나, 러빙포(40)와 접촉되는 면에 어떠한 막도 형성하지 않은 유리기판(bare glass)을 이용할 수도 있다.
한편, 상술한 제1실시예의 변형예로서, 상기 1차 에이징용 기판(10)은 도 7 및 도 8에서와 같이, 유리기판(11) 중 러빙포(40)와 접촉되는 면에 형성되는 제1박막(11)이 볼록부(11a)와 오목부(11b)를 가지는 요철형상으로 패터닝될 수 있다.
즉, 패터닝된 제1박막(11)을 통해 상술한 제1실시예에서의 1차 에이징시 보다 높은 마찰력을 제공하여 러빙파일(41)의 끝단면 모서리부분의 각진형상을 곡면으로 더욱 잘 형성할 수 있다.
다음, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법은 상술한 제1실시예와 같은 1차 에이징용 기판(10)과 2차 에이징용 기판(20)을 이용하여 순차적으로 에이징을 실시한다.
이때, 제1실시예와 비교하여 다른 것은 1차 에이징시 롤러(30)가 기판을 누르는 가압력을 2차 에이징시 롤러(30)의 가압력보다 높도록 설정한다.
가령, 1차 에이징시의 조건은 롤러(30)의 러빙포(40)가 1차 에이징용 기판(10)에 -0.45(mm) ~ -0.35(mm)의 깊이를 가지도록 가압하고, 롤러(30)의 회전수를 1200(rpm), 롤러(30)의 이동속도 20(mm/s)로 설정하여 기설정 방향으로 다수 회 이동시켜 에이징을 실시한다.
그리고, 2차 에이징시의 조건은 롤러(30)의 러빙포(40)가 2차 에이징용 기판(20)에 -0.25(mm) ~ -0.20(mm)의 깊이를 가지도록 가압하고, 롤러(30)의 회전수를 1200(rpm), 롤러(30)의 이동속도를 20(mm/s)로 설정하여 1차 에이징과 동일한 이동방향으로 이동되도록 하면서 다수 회 에이징을 실시한다.
상술한 바와 같이, 1차 에이징시 가압력이 2차 에이징시 가압력보다 높게 설정하여 에이징을 실시하면, 1차 에이징시 마찰력이 2차 에이징시 마찰력보다 상대적으로 높아지게 된다.
결과적으로, 제1실시예에서와 같이 러빙파일(41)의 균일한 방향성 확보, 러빙파일(41) 끝단부 모서리 부분의 완전제거 및 러빙포(40) 내의 잔존이물 제거 등의 효과를 도모할 수 있다.
상술한 제2실시예에서는 제1실시예에서와 같은 1차 에이징용 기판(10)과 2차 에이징용 기판(20)을 이용하는 것에 대해 설명하였으나, 실질적으로 제2실시예에서와 같이 가압력을 달리하고 1차 에이징용 기판(10)과 2차 에이징용 기판을 동일하게 하여도 상술한 바와 같은 동일한 효과를 확보할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 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.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1 : 스테이지
10 : 제1 에이징용 기판 11 : 제1박막
20 : 제2 에이징용 기판 21 : 제2박막
30 : 롤러 40 : 러빙포
41 : 러빙파일

Claims (6)

  1. 러빙포가 권포된 롤러를 설정된 압력으로 가압하여 에이징용 기판과 접촉시키면서 상기 롤러를 설정된 회전수로 회전되도록 하고, 상기 롤러 또는 상기 에이징용 기판 중 어느 하나를 상대적으로 이동시켜 상기 러빙포와 상기 에이징용 기판 간에 마찰력이 발생되게 하여, 상기 러빙포의 러빙파일이 균일한 방향성을 갖도록 하는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법에 있어서,
    상기 러빙포를 1차 에이징용 기판을 이용하여 1차 에이징하는 단계; 및,
    상기 1차 에이징 처리된 러빙포를 2차 에이징용 기판을 이용하여 2차 에이징 하는 단계;를 포함하며,
    상기 1차 에이징용 기판의 마찰력은 상기 2차 에이징용 기판의 마찰력보다 크도록, 상기 롤러와 상기 1차 에이징용 기판의 접촉시 압력은 상기 롤러와 상기 2차 에이징용 기판의 접촉시 압력보다 크거나, 상기 1차 에이징용 기판의 표면의 마찰계수가 상기 2차 에이징용 기판 표면의 마찰계수보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 에이징용 기판은 상기 러빙포와 접촉하는 면에 제1박막이 형성된 기판이고, 상기 2차 에이징용 기판은 유리기판이거나 상기 1차 에이징 처리된 러빙포와 접촉하는 면에 제2박막이 형성된 기판이며,
    상기 제1박막의 표면은 상기 유리기판의 표면 또는 상기 제2박막의 표면보다 마찰계수가 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1박막은 SiNx 박막 또는 ITO 박막이고, 상기 제2박막은 배향막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1박막은 요철형상으로 패터닝된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 러빙포 에이징 방법.

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