KR19990071956A - 시트상 재료의 표면의 평탄화법 및 그에 기초하는시트상 재료의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
시트상 재료의 평탄부로부터 돌출한, 표면상에 미세 돌기를 갖는 시트상 재료 상의 돌기를 평탄화하는 방법은, 연마능을 갖는 표면을 갖는 로드 부재를 부분적으로 액체에 침지시키는 단계, 액체의 표면상에 노출된 로드 부재의 일부의 표면상에 액체의 막을 형성하도록 로드 부재를 회전시키는 단계, 및 시트상 재료의 표면과 막을 접촉시키면서 하나의 방향으로 시트상 재료를 반송하여 돌기를 연마하는 단계를 구비한다.
Description
플라스틱막 및 글라스판은 그의 표면상에 미세 돌기를 가지며, 이들이 액정 장치의 패널 기판으로서 이용되는 경우, 돌기는 패널 기판사이의 갭의 균일화를 방해하여 표시 결함을 발생시킨다. 예를들면, 통상적으로 플라스틱막은 그의 표면상에 높이가 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 인 돌기를 갖는다. 이러한 돌기를 갖는 플라스틱막이 통상적으로 6 내지 10 ㎛ 의 간격으로 배치된 기판 사이에 액정이 삽입된 TN (비틀림 네마틱 : twisted nematic) 셀 또는 STN (초비틀림 네마틱 : super-twisted nematic) 셀에 이용되는 경우, 상기 간격보다 높은 돌기는 심각한 표시 결함을 발생시킨다.
특히, 강유전성 액정을 이용한 액정 표시 장치는 약 2 ㎛ 의 간격으로 배치된 기판이 필요하며, 이러한 플라스틱막 기판 또는 글라스 기판을 이용하여 표시 결함이 없는 액정 표시 장치를 제조하는 것은 매우 곤란하다.
전극 기판의 전극층이 절연막등으로 코팅된 경우, 절연층에서 다른 물질 또는 겔 (gel) 이 그 표면상에 돌기를 형성하여 기판 평탄화를 열화시키는 경향이 있다. 액정이 수 미크론의 간격으로 배치된 기판 사이에 액정이 봉입된 경우에도, 돌기는 심각한 표시 결함을 발생시킨다.
일본국 특개평 제 6-758 호 공보에는 필터 기판과 연마 테이프와의 압접력을 정압으로 보존시키면서, 연마 테이프를 압접 연마부 형성용 로울 (roll) 의 표면을 따라 하나의 방향으로 이동시키고 필터 기판을 왕복 운동시켜 접촉부를 연마하는, 액정 패널의 필터 기판의 표면을 평탄화하는 연마 장치가 개시되어 있다. 그러나, 연마가 정압하에서 수행되는 경우, 연마 정도는 돌기의 높이 뿐만 아니라 돌기의 형태에 종속하여 변하며, 연마 돌기의 높이는 정확하게 조절될 수 없다. 또한, 기판의 표면에 인가되는 압력은 연마 테이프를 평탄부에도 접촉시켜, 기판에 투명 전극이 패터닝되어 있는 경우 전극이 단선되는 경향이 있다.
일본국 특개평 제 4-31030 호 공보에는 유리 전이 온도가 180 ℃ 이상인 비정질 열가소성 수지막을, 고정 플렛폼에 고정시킨 연마포상에 연마액을 삽입하여 가압하면서 회전시킴으로서 평탄도가 높고 형태가 양호한 내열성 광학막을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 연마에 의해서 이루어진 연마 정도는 돌기의 높이 및 형태에 종속하며 연마 돌기의 높이는 정확하게 조절될 수 없다. 또한, 투명 전극이 패터닝된 기판이 이 방법에 의해서 연마되는 경우, 평탄부는 기판에 인가된 압력에 기인하여 연마포에 접촉되기 때문에 전극이 단선되는 경향이 있다.
레이저빔등을 이용하여 돌기만 제거시키는 레이저 리패어로서 공지된 종래 방법은 돌기의 검출에 시간이 걸리고 각 돌기마다 별도로 처리되어야 하기 때문에 비효율적이고 양상성에 문제가 있다.
본 발명의 개시
본 발명의 목적은 플라스틱막 또는 글라스판과 같은 시트상 재료, 또는 시트상 재료의 표면상에 제공된 코팅층 또는 적층으로부터 돌출한 돌기를 연마함으로서 평탄도가 높은 시트상 재료를 제조하는 효율적인 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해서 돌출된 시트상 재료를 이용함으로서 제조되고 우수한 표시 특성을 나타내는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명자는 상기 문제를 해결하기 위해 검토한 결과 연마되는 돌기의 높이의 정확한 조절 및 효율적인 연마는 로드 연마 부재의 표면상에 액체의 막을 형성하고, 시트상 재료의 표면을 상기 막과 접촉시켜 시트상 재료를 반송시키면서 연마 부재를 회전시킴으로서, 수행될 수 있는 것을 인지했다. 이들 인지에 의거하여, 본 발명자는 본 발명을 완성했다.
즉, 본 발명은 시트상 재료의 평탄부로부터 돌출한, 표면상에 미세 돌기를 갖는 시트상 재료상의 돌기를 평탄화하는 방법을 제공하며, 이 방법은 로드 부재의 일부를 액체상에 노출시키도록 연마능을 갖는 표면을 갖는 상기 로드 부재를 상기 액체에 부분적으로 침지시키는 단계, 상기 로드 부재의 노출부의 표면상에 상기 액체의 막을 형성하도록 상기 로드 부재를 회전시키는 단계, 및 상기 돌기를 연마하기 위해 상기 시트상 재료의 표면과 막을 접촉시키면서 하나의 방향으로 상기 시트상 재료를 반송시키는 단계를 구비한다.
또한, 본 발명은 시트상 재료의 표면의 평탄부로부터 돌출한 미세 돌기를 갖는 시트상 재료상의 돌기를 평탄화시킨 평탄면을 갖는 시트상 재료를 제조하는 방법을 제공하며, 이 방법은, 로드 부재를 액체의 표면상에 노출시키도록 연마능을 갖는 표면을 갖는 상기 로드 부재를 부분적으로 상기 액체에 침지시키는 단계, 상기 로드 부재의 노출부의 표면상에 상기 액체의 막을 형성하도록 상기 로드 부재를 회전시키는 단계, 및 상기 돌기를 연마하기 위해 상기 시트상 재료의 표면을 막과 접촉시키면서 하나의 방향으로 미세 돌기를 갖는 상기 시트상 재료를 반송시키는 단계를 구비한다.
통상적으로, "연마" 라는 용어는 "스크레이핑 (scraping)" 을 의미하는 그라인딩 (grinding), 및 "웨어 (wear) 또는 버니싱 (burnishing)" 을 의미하는 어브레이전 (abresion) 의 둘 다를 의미한다. 본 발명에 이용되는 "연마" 라는 용어는 시트상 재료의 표면상의 돌기를 거의 균일한 높이로 그라인딩하는 것을 의미한다. 한편, 일본국 특개평 제 6-758 호 공보 및 제 4-31030 호 공보에 개시된 종래 기술에 의한 "연마" 는 연마되는 돌기의 높이가 상이하기 때문에 돌기 뿐만 아니라 평탄부가 연마되는 웨어 또는 버니싱을 의미한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 방법에 제조된 시트상 재료로 이루어진 기판을 갖는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명은, 액정 표시 장치등의 패널 기판으로서 이용되는 글라스판 또는 플라스틱막의 표면상의, 또는 코팅 또는 적층에 의해서 표면상에 형성된 막상의 돌기를 평탄화하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 방법은 기판이 고평탄화된 표면을 갖도록 대면적 및 대용량의 도트 매트릭스 액정 표시 장치의 제조에 유용한 액정 표시 장치용 기판을 연마하는데 적합하다.
또한, 본 발명은 본 발명의 방법에 의해서 돌기를 연마함으로서 평탄화된 표면을 갖는 시트상 재료로 이루어진 기판을 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법의 실시예를 나타낸 설명도.
도 2 는 도 1 의 부분 확대도.
본 발명을 실행하는 최량의 방법
임의의 시트상 재료가 시트상 재료로서 이용될 수도 있으며 그의 표면은 시트상 재료상의 돌출기를 평탄화하는 본 발명의 방법에 의해서 또는 시트상 재료를 제조하는 본발명의 방법 (이하 이들 방법은 본 발명의 방법이라함) 에 의해서 평탄화되고, 플라스틱막 또는 하나 이상의 층의 플라스틱막을 갖는 다층막과 같은 가요성 시트상 재료, 및 글라스판 또는 하나 이상의 층의 글라스판을 갖는 다층판과 같은 비가요성 시트상 재료를 포함한다. 시트상 재료의 두께는 제한되지 않는다.
특히, 액정 표시 장치의 표시 패널의 기판으로서 이용되는 플라스틱막 또는 글라스판은 매우 정확하고 평탄도가 높은 본 발명의 방법에 적합하다. 액정 표시 장치의 기판으로서 이용되는 플라스틱막의 예는 단축의 폴리에테르막, 폴리에틸렌막, 폴리프로필렌막, 폴리에테르술폰막 및 폴리알릴레이트막을 포함한다. 이들 플라스틱막 기판은 가스 장벽층 또는 언더코팅층과 같은 유기 기판층으로, 또는 ITO 와 같은 투명 도전층이나 SiOX또는 폴리아미드와 같은 절연층으로 코팅에 의해서 코팅되거나 또는 적층에 의해서 적층될 수도 있다. 또한, 글라스판은 제한하지 않으며, 또한, 상술한 투명 도전층 또는 절연층으로 코팅에 의해서 코팅되거나 또는 적층에 의해서 적층될 수도 있다. 통상적인 이들 기판 재료는 표면상에 수 ㎛ 내지 수십 ㎛ 의 돌기를 가지며, 평탄한 기판을 요구하는 액정 표시 장치에 적합하지 않다.
연마능을 갖는 표면을 갖는 로드 부재를 부분적으로 액체에 침지시키면서 로드 부재를 회전시켜 로드 부재의 표면상에 균일한 두께 (회전 방향에 수직한 방향으로 측정함) 의 액체막을 형성할 수 있는 임의의 형태를 가질 수도 있으며, 원통형 로드 부재가 바람직하다. 로드 부재의 직경은 제한되지 않으며, 바람직하게는 20 내지 100 mm 이고, 더 바람직하게는 50 내지 100 mm 이다.
연마능을 갖는 로드 부재의 표면은 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상의 표면조도 (表面粗度) 를 가지고, 또한 바람직하게는 0.3 내지 10 ㎛ 의 표면조도를 가지며, 더 바람직하게는 0.3 내지 5 ㎛ 의 표면조도를 갖는다. 로드 부재의 표면의 표면조도는 JIS B 0601 에 따라 조도 곡선으로부터 그의 중앙선의 방향으로 길이 (ℓ) 에 대해 조도 곡선의 일부를 취출하고, x 축을 중심선으로, y 축을 수직배율로 하여 조도 곡선을 y=f(x) 로 표시한 조도 곡선을 플로팅하고, 이하 식에 의해서 Ra 를 계산함으로서 중앙선 평균 조도 (Ra) 가 결정되는 것을 의미한다.
예를들면, 로드 부재의 표면은 로드 부재의 표면에 연마재를 고정시키거나 또는 로드 부재의 표면상에 돌기와 같은 연마능을 갖도록 표면을 형성함으로서 연마능이 부가될 수 있다.
연마재의 형태 및 재료는 연마되거나 또는 직접 평탄화되는 시트상 재료의 재료에 종속하여 선택될 수도 있다. 액정 표시 장치의 패널 기판을 연마하는데 적합한 연마재의 재료의 예는 알루미늄 산화물, 크롬 산화물, 실리콘 카바이드 및 다이아몬드를 포함한다.
연마재는 예를 들면, 연마재 보유 시트를 로드 부재의 표면에 고정시킴으로서 또는 연마재로 로드 부재의 표면을 직접 코팅함으로서 로드 부재의 표면에 고정될 수 있다.
소망하는 연마 입자 크기를 갖는 상용의 연마 시트가 연마재 보유 시트로서 이용될 수도 있다. 선택적으로, 이러한 시트는 접착제에 연마재를 산포함으로서, 및 막형태의 시트에 산포하여 건조시킴으로서 제조될 수도 있다. 예를들면, 적절한 시트는 에폭시계 접착제에 연마재를 산포하고, 이것을 약 100 ㎛ 두께의 폴리에스테르막을 그라비어코팅 (gravure-coating) 을 하고, 그후, 에폭시계 접착제가 경화하는 온도로 가열 건조함으로서 제조될 수 있다. 획득된 연마 시트는 접착제 등으로 로드 부재의 표면에 고정된다. 또한, 양면 접착 테이프가 접착제 대신에 이용될 수도 있다.
공지된 방법인 침지는 연마재를 가지고 직접 로드 부재를 코팅시키는데 적합하다. 이 방법에 따르면, 연마재를 산포시킨 에폭시계 또는 다른 접착제에 로드 부재를 침지시킨 후에 그 중에서 로드 부재를 인상 (引上) 시켜, 로드 부재의 표면상에 연마재와 접착체의 혼합물의 박막을 형성시키고, 그후, 에폭시계 접착제가 경화하는 온도에서 가열 건조시킨다. 또한, 로드 부재의 표면상에 미리 코팅된 통상의 로드 연마 부재를 이용하는 것도 가능하다.
연마능을 갖는 로드 부재의 표면상에 액체의 막을 형성하는데 이용될 수도 있는 액체의 예는 초순수, 절삭유 및 유기 용제가 있다. 본 발명의 방법에 적합한 절삭유의 예는 실리콘 오일, 재봉기계 오일 및 캐스터 (caster) 오일을 포함하고, 바람직하게는 0.2 내지 100 cPs 의 점도를 가지며, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 10 cPs 의 점도를 갖는다. 유기 용제의 바람직한 예는 메탄올, 이소프로필 알콜 및 아세톤이며, 0.2 내지 100 cPs 의 점도를 가지며, 바람직하게는 0.3 내지 10 cPs 의 점도를 갖는다.
연마 스크랩 (scrap) 이 시트상 재료에 고착되는 것을 방지하기 위해서, 바람직하게는 연마 스크랩이 고착되기 전에 액체가 규칙적으로 또는 연속적으로 교체된다.
로드 부재의 회전 방향은 통상적으로 시트상 재료가 반송되는 방향의 반대 방향이다. 회전 속도는 시트상 재료의 재료, 돌기의 높이 및 연마재의 재료 및 형태에 종속하며, 통상적으로는 50 rpm 이며, 바람직하게는 50 내지 500 rpm 이고, 더욱 바람직하게는 150 내지 500 rpm 이다.
연마된 부분에 잔여하는 연마 스코어 (score) 를 최소화하여 표면의 평탄도를 향상시키기 위해서, 연마재의 입자 크기는 시트상 재료가 반송되어 연마재와 접촉되는 돌기의 높이보다 낮은 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 로드 부재를 회전시킴으로서 연마능을 갖는 로드 부재의 표면상에 형성된 액체의 막의 두께에 의해서 연마 돌기의 높이가 제어될 수 있기 때문에 시트상 재료의 표면은 평탄 부분을 스코어링하지 않고 높은 정밀도로 평탄화될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 방법의 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서, 가요성 시트상 재료 (1) 는 화살표의 일정 방향으로 2 개의 롤 (5) 에 의해서 반송된다. 연마능을 갖는 표면 (31) 을 갖는 원통형 로드 부재 (3) 는 컨테이너 (6) 에 포함된 액체 (4) 에 부분적으로 침지되고, 화살표 방향으로 회전되어, 액체 (4) 의 표면상에, 액체 (4) 의 막 (41) 이 표면 (31) 상에 형성된다. 시트상 재료 (1) 는 회전하는 로드 부재 (3) 상의 액체 (4) 의 막 (41) 의 표면과 접촉하는 돌기를 갖는 표면 (2) 을 가지며, 2 개의 롤 (5) 을 따라 하나의 방향으로 반송된다.
도 2 는 시트상 재료 (1) 가 액체 (4) 의 막 (41) 과 접촉하는 도 1 의 부분을 확대한 도면이다. 로드 부재 (3) 는 접착제 (312) 로 연마재 (311) 를 고정시킴으로서 형성되는 연마능을 갖는 표면 (31) 을 갖는다. 시트상 재료 (1) 의 평탄부 (21) 와 접촉하는 막 (41) 이 "a" 의 두께를 가지며, 돌기 (22) 는 "b" 의 높이를 갖는 경우, a>b 를 만족하는 높이의 돌기만 연마재 (311) 와 접촉되고, 그라인딩되어 거의 균일한 높이의 돌기 (23) 를 형성한다. 즉, 본 발명에 따르면, 연마 정도는 액체막의 두께에 의해서 제어될 수 있다. 막의 두께가 얇을 수록 연마 정도는 증가하고 시트상 재료의 표면의 평탄도를 증가시킨다. 막의 두께는 소망하는 평탄 정도 및 그라인딩될 돌기의 높이에 종속하여 제어된다.
액체의 막의 두께는 로드 부재의 회전 속도 및 액체의 점도에 종속한다. 표 1 은 직경이 20 mm 인 원통형 로드의 표면상에 입자 크기가 0.5 ㎛ 인 연마재의 층, 및 액체로서 0.8 cPs 의 점도를 갖는 초순수를 형성하여 제조된 로드 부재를 이용함으로서 획득된 액체막의 두께와 로드 부재의 회전수 사이의 관계의 예를 나타낸 것이다.
| 회전수(rpm) | 두께(㎛) |
| 20 | 0.5 |
| 50 | 0.8 |
| 100 | 1.1 |
| 200 | 1.3 |
| 480 | 1.4 |
시트상 재료는 시트상 재료가 균일한 응력으로 반송되면서 로드 부재의 표면을 덮는 액체의 막과 접촉하여 시트상 재료를 이송시킬 수 있는 임의의 수단에 의해서 반송될 수도 있다.
예를들면, 플라스틱막과 같은 가요성이며 긴 시트상 재료는 키스 (kiss) 코팅기 또는 그라비어 (gravure) 코팅기와 같은 코팅 장치에 공통적으로 이용되며 시트상 재료를 감거나 푸는 부재를 갖는 반송 수단을 이용함으로서 효과적으로 연마될 수 있다. 글라스판과 같은 다수의 비가요성 시트상 재료를 연속하여 연마하기 위해서, 벨트가 로드 부재상에서 하나의 방향으로 직선으로 움직이는 부분을 갖는 루프 형태로 반송 벨트를 형성하고, 시트상 재료를 연마하기 위해 하나의 방향으로 직선으로 움직히는 부분에 있는 반송 벨트에 시트상 재료를 고정시키는 것이 바람직하다. 예를들면, 반송 벨트에 일시적으로 시트상 재료를 고정시키기 위해 글라스판과 같은 시트상 재료의 후면에 양면 접착 테이프 또는 접착제를 부착시키거나 또는 인가하는 것이 바람직하다.
시트상 재료의 반송 속도는 로드 부재의 회전수, 연마재의 종류, 시트상 재료의 종류 등에 종속하고 통상적으로 0.1 내지 10 m/min 이며 바람직하게는 1 내지 5 m/min 이다.
본 발명의 액정 표시 장치는 본 발명의 방법에 의해서 평탄화된 표면을 갖는 시트상 재료로 이루어진 기판을 포함한다. 액정 표시 장치는 상술한 시트상 재료로 이루어진 기판을 갖는 한 임의의 구조를 가질 수도 있고, 통상적으로 적어도 한쪽이 투명한 하나의 쌍의 전극 기판, 및 기판의 전극면 사이에 개재된 액정층을 구비한다.
본 발명의 액정 표시 장치에 이용되는 시트상 재료는 투명 시트상 재료가 적어도 하나의 기판으로서 이용되고 전극이 그의 표면상에 제공될 수 있는, 글라스 또는 플라스틱과 같은 임의의 재료가 될 수 있다. 이러한 플라스틱 시트상 재료의 예는 일축 또는 이축으로 신장된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 와 같은 결정성 폴리머, 폴리술폰 (PS) 및 폴리에테르술폰 (PES) 과 같은 비결정성 폴리머, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리알릴레이트 (PAr), 폴리카보네이트 (PC) 및 나일론과 같은 폴리아미드를 포함한다. 기판으로서 이용되는 시트상 재료는 통상적으로 두께가 100 ㎛ 내지 1 mm 이고, 바람직하게는 두께가 100 ㎛ 내지 500 ㎛ 이다.
본 발명에서, 2 개의 기판을 형성하는 시트상 재료의 재료는 서로 동일하거나 또는 상이할 수도 있지만, 적어도 하나는 광학적으로 투명한 시트이어야 하고 광학적으로 투명하거나 또는 반투명한 전극이어야 한다.
투명 또는 반투명 전극의 예는 NESA 막 이라고 하는 산화막, 인듐 산화막, 인듐 산화물과 주석 산화물의 혼합물로 이루어진 ITO 막, 금 또는 티타늄의 증착층 및 알루미늄 박막과 같은 다른 금속 또는 합금막을 포함한다. 전극의 형태는 한정되지 않으며, 액정 표시 장치의 동작 시스템 또는 표시 시스템에 종속하여 선택될 수 있다.
기판으로서 이용되는 시트상 재료는 전극층이 형성된 후에 본 발명의 방법에 의해서 평탄화될 수도 있고, 그의 표면이 본 발명의 방법에 의해서 평탄화된 후에 전극층이 제공될 수도 있다.
액정층을 형성하는 액정은 스멕틱 액정, 네마틱 액정, 콜레스테릭 액정 및 카이랄 (chiral) 스멕틱 C 상과 같은 강유전성 액정을 포함하는 공지된 액정으로부터 임의의 하나가 선택될 수도 있다. 액정층은 두께가 제한되지 않으며, 강유전성 액정으로 형성된 경우에는 통상적으로 0.5 내지 10 ㎛ 이고, 바람직하게는 1 내지 3 ㎛ 이다.
전극 사이가 전기적으로 연장되는 것을 방지하기 위해서 액정층과 전극사이에 절연층이 개재될 수도 있다. 또한, 전극 사이에 균일한 셀 갭을 유지하여 전극사이가 전기적으로 연장되는 것을 방지하기 위해서 액정층에 스페이서가 배치될 수도 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는 액정층의 각 측부와 접촉하는 배향막을 선택적으로 가질 수도 있다. 배향막은 액정 표시 장치에 통상적으로 이용되는 배향막이 될 수도 있고, 다른 각종 배향막이 이용될 수 있고, 예를들면, 하나의 방향으로 러빙된 폴리이미드 또는 폴리비닐알콜의 폴리머막, 또는 비스듬하게 증착시켜 형성된 실리콘 산화막이 이용될 수 있다. 액정 표시 장치는 액정 표시 장치를 굽히거나, 상부 및 하부 기판을 어긋나게 하여 액정에 전단 응력을 가하거나, 전단 응력 및 전압을 인가하는 다른 방법에 의해서 액정이 배향된 경우 배향막을 필요로하지 않는다.
본 발명을 이하 실시예 및 비교예를 참조하여 더 상세하게 설명한다. 그러나 예들은 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 해석되는 것은 아니다.
실시예 1
연마능을 갖는 표면을 갖는 로드 부재를 제조하기 위해서 그라비어 코팅기의 20 mm 의 직경을 갖는 코팅 롤러에 입자 크기가 0.5 ㎛ 인 산화 알루미늄 연마재 입자로 코팅된 연마재막 (IMPERIAL WRAPPING FILM : Sumitomo 3M Co., ltd. 의 제품인 ) 을 양면 접착 테이프로 고정시켰다. 로드 부재의 표면은 0.5 ㎛ 의 표면조도를 갖는다. 스트라이프 형태 (갭 : 0.07 mm, 피치 : 1.07 mm) 로 정렬된 ITO 투명 전극 (폭 : 1 mm, 두께 : 0.08 ㎛) 이 형성된 폴리에테르술폰막 (PES : Sumitomo Bakelite Co., Ltd 재품인 FST) 인 긴 막기판을 그라비어 코팅기에 장착시켰다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 연마재 막으로 둘러쌓인 롤러를 200 cc/min 로 오버플로우 컨테이너로 공급된 초순수 (점도 : 실내 온도에서 0.8 cPs) 에 침지시켰다. 롤러를 480 rpm 으로 회전시키면서, 막 기판을 0.6 m/min 으로 반송시켜 롤러상의 초순수의 막과 접촉시키고 연마를 수행했다. 초순순의 막은 1.4 ㎛ 의 두께 이었다.
연마 전에, 막 기판의 표면에는 300 mm × 600 mm 의 영역에 2 ㎛ 이상의 높이를 갖는 돌기가 80 개 있었다. 연마후 마이크로스코프로 관찰했을 때, 돌기는 완전히 그라인딩 되었다. 스캐닝 레이저 마이크로스코프를 이용하여 높이를 측정함으로서, 2 ㎛ 이상의 돌기는 동일 영역에 존재하지 않았고 3.5 ㎛ 의 원시 돌기는 0.8 ㎛ 의 돌기로 그라인딩된 것을 인지했다. 연마전에 높이가 2 ㎛ 이상인 모든 돌기는 1 ㎛ 이하의 높이를 갖도록 그라인딩되었다. 이것은 돌기의 높이가 초순수의 막의 두께 (1.4 ㎛) 미만의 높이로 낮아진 것을 나타낸다.
이하 액정 재료를 톨루엔 (농도 : 25 중량%) 에 용해시켜, 2 m/min 의 코팅 속도로 마이크로그라비어 코팅기를 이용하여 막기판의 전극 표면에 인가해서 두께가 3 ㎛ 인 액정 재료층을 형성했다.
상전이동작
(g: 글라스 상태, SmC*: 카이랄 스멕틱 C 상, SmA : 스멕틱 A 상, Iso : 등방성상)
상기와 동일한 방법으로 제조된 ITO 전극막 기판을 하나의 쌍의 압접 롤을 이용하여 액정층상에 적층시켰고, 실내 온도에서 상부와 하부 기판 사이에 40 볼트의 직류 전압을 인가하면서 전체 패널을 굽힙으로서 배향을 수행했다. 패널을 직교 편광판 사이에 배치하여 구동 표시시키는 경우, 기판상의 돌기에 기인하는 표시 결함이 300 mm × 600 mm 의 영역에서 관측되지 않았다.
표시 결함의 수는 비정상적인 표시가 발생한 가시부의 수이다. 이러한 표시 결함은 기판간 거리 (3 ㎛) 보다 높은 돌기에 의해서 발생되는 것을 확인했다.
실시예 2
TOREJIN (Teikoku Kagaku Sangyo Co., Ltd 의 제품) 을 메탄올에 용해시켜 10 중량% 용액을 형성시켰다. 입자 크기가 0.3 ㎛ 인 10 g 의 산화 알루미늄 연마재를 첨가시켜 섞는다. 20 mmψ 의 스테인레스강 로드를 액정에 침지시키고난 후 0.5 m/min 으로 인출하여, 100 ℃ 의 온도로 5 분 동안 지속시켜 건조시키고 액정을 응고시킨다. 그의 표면상에 연마능을 갖는 로드 부재는 10 초 동안 메탄올에 스테인레스 로드를 침지시켜 표면을 용해시키고 연마재를 노출시킴으로서 제조된다. 전자 마이크로스코프로 관측함으로서, 3 내지 4 개의 연마재 입자가 로드 부재의 표면상에서 관측되었고 연마능을 갖는 표면은 0.3 ㎛ 의 표면조도를 갖는다.
ITO 에 대한 접착을 향상시킨 언더코팅층 (우레탄 수지) 으로 코팅된 표면을 갖는 폴리에테르술폰 (PES : Sumitomo Bakelite Co., Ltd. 제품인 FST) 의 긴막기판을 그라비어 코팅기 상에 장착했다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 연마재로 코팅된 상술한 스테인레스강 로드를 200 cc/min 으로 오버플로우 컨테이너로 공급되는 초순수 (점도 : 실내 온도에서 0.8 cPs) 에 침지시켰다. 350 rpm 으로 스테인레스강 로드를 회전시키면서, 막기판을 0.8 m/min 으로 반송시켜 스테인레스강 로드상의 초순수의 막과 접촉시키고 연마를 수행했다. 초순수의 막은 두께가 1.0 ㎛ 이었다.
연마전에, 막의 표면은 300 mm × 600 mm 의 영역에 높이가 2 ㎛ 이상인 돌기가 70 개 있었다. 스캐닝 레이저 마이크로스코프를 이용하여 높이를 측정함으로서, 연마 후에, 동일한 영역에 2 ㎛ 이상의 돌기가 존재하지 않았고 3.0 ㎛ 의 원시 돌기는 0.6 ㎛ 의 돌기로 그라인딩된 것을 인지했다. 연마전에 높이가 2 ㎛ 이상인 모든 돌기는 0.8 ㎛ 이하의 높이를 갖도록 가라인딩되었다. 이것은 돌기의 높이가 초순수의 막의 두께 (1.0 ㎛) 미만으로 낮아진 것을 나타낸다.
ITO 투명 도전 재료를 막기판의 연마된 표면에 증착했고, 상기 액정재료를 톨루엔에 용해시켜 (농도 : 25 중량%), 마이크로 그라비어 코팅기를 이용하여 2 m/min 의 코팅 속도로 ITO 증착층에 인가하여, 3 ㎛ 두께의 액정층을 형성했다. 상기와 동일한 방법으로 연마되어 ITO 증착층이 제공된 막기판을 한쌍의 압접롤을 이용하여 액정층상에 적층시켰고 실내 온도에서 상부와 하부 기판사이에 40 V 의 직류 전압을 인가하면서 전체 패널을 굽힘으로서 배향을 수행했다.
패널을 직교 편향판 사이에 배치시켜 구동 표시를 하는 경우, 기판상의 돌기에 기인하는 표시 결함이 300 mm × 800 mm 의 영역에서 관측되지 않았다.
실시예 3
코팅 롤러상에 연마능을 갖는 표면을 형성하기 위해서 그라비어 코팅기의 20 mm 의 직경을 갖는 코팅 롤러에 입자 크기가 1.0 ㎛ 인 산화 알루미늄 연마재 입자로 코팅된 연마재막 (IMPERIAL WRAPPING FILM : Sumitomo 3M Co., ltd. 의 제품) 을 양면 접착 테이프로 고정시켰다. 연마능을 갖는 표면은 표면조도가 1.0 ㎛ 이었다. 폴리에테르술폰막 (PES : Sumitomo Bakelite Co., Ltd. 제품인 FST)인 긴 막기판을 그라비어 코팅기에 장착했다. 막을 푸는 부재와 연마부 사이의, 코팅 롤러와 대면하는 막의 측부상에 있는 상기 막에 양면 테이프를 이용하여 300 mm × 300 mm 의 글라스 기판을 고정시켰다. 실시예 1 과 동일한 방식으로, 200 cc/min 로 오버플로우 컨테이너로 공급된 초순수 (점도 : 40 ℃에서 0.65 cPs) 에 롤러를 침지시켰다. 롤러를 400 rpm 으로 회전시키면서, 막을 0.5 m/min 으로 반송시켜 글라스 기판의 표면을 롤러상의 초순수의 막과 접촉시키고 연마를 수행했다. 초순수의 막은 0.7 ㎛ 의 두께 이었다.
연마 전에, 300 mm × 300 mm 의 글라스 기판의 표면에는 2 ㎛ 이상의 높이를 갖는 돌기가 10 개 있었다. 스캐닝 레이저 마이크로스코프를 이용하여 높이를 측정함으로서, 2 ㎛ 이상인 돌기가 동일 영역에 존재하지 않았고 연마전에 2 ㎛ 이상의 높이를 갖는 모든 돌기는 0.4 ㎛ 이하의 높이를 갖도록 그라인딩된 것을 인지했다. 초순수의 막은 두께가 0.7 ㎛ 이었기 때문에, 돌기의 높이가 초순수막의 두께보다 낮은 높이로 낮아져 긴판이 평탄화되는 것이 명백하다.
비교예 1
액정 패널은 ITO 전극막 기판이 연마되지 않은 것을 제외하고 실시예 1 과 동일한 방식으로 제조됐다. 연마되지 않은 막기판에는 300 mm × 600 mm 의 영역에 3 ㎛ 이상의 높이를 갖는 돌기가 15 개 있었다. 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 액정 패널이 구동될 경우, 돌기에 기인하는 30 개의 표시 결함이 300 mm × 600 mm 의 영역에서 관측됐다.
비교예 2
실시예 1 에 이용되는 연마되지 않은 막기판상에 3 ㎛ 이상의 높이를 갖는 돌기는 레이저 리패어 장치를 이용하여 제거되었고, 돌기의 검출은 돌기당 6 초가 걸리며 레이저 조사에 의해서 돌기를 제거하는 데에는 돌기당 약 10 내지 20 초 정도 걸렸다. 즉, 높이가 3 ㎛ 이상인 15 개의 돌기를 갖는 300 mm × 600 mm 의 하나의 막기판으로부터 3 ㎛ 이상의 높이를 갖는 돌기를 제거하는데 약 7 분의 시간이 걸렸다. 실시예 1 에서, 연마는 동일 크기의 하나의 막기판당 약 1 분에 완료되었다. 이것은 본 발명의 방법이 대량 생산에 매우 우수함을 나타낸다.
비교예 3
일본국 특개평 제 6-758 호 공보에 개시되어 있는 기술을 이용한 액정 패널 용 필터 기판을 연마하는 장치 (Sanshin Co., Ltd. 의 제품) 를 이용함으로서, 실시예 1 에서 이용된 연마되지 않은 막 기판상의 돌기에 그라인딩을 시도했다. 2 kg/m2의 균일한 압력으로 연마재 테이프에 대향하여 막기판에 압력을 가하면서 연마를 수행한 경우, 폭이 50 ㎛ 이고 높이가 3 ㎛ 인 돌기를 2 ㎛ 의 높이를 갖도록 그라인딩 했다. 그러나, 폭이 150 ㎛ 이고 높이가 3.2 ㎛ 인 돌기를 3.0 ㎛ 의 높이를 갖도록 간신히 그라인딩 했다. 이것은 압력으로 연마의 정도를 제어하려고 하는 경우, 압력을 인가하는 방식은 돌기의 형태에 종속하여 변하기 때문에 연마된 돌기의 높이는 정확하게 제어될 수 없다. 또한, 작업 분위기에서의 스크랩은 막기판의 표면상에 돌기를 형성시켜 압력에 기인하여 기판의 함몰 및 ITO 전극의 단선을 발생시킨다.
상술한 바와 같이, 막기판의 표면상의 돌기는 균일한 압력으로 연마재에 대향하여 막기판에 압력을 가하면서 연마를 수행하는 방법으로 그라인딩 할 수 없다.
미세 돌기를 갖는 표면을 갖는 시트상 재료가 본 발명의 방법에 의해서 평탄화되는 경우, 돌기는 시트상 재료의 표면의 평탄부를 스코어링하지 않고 특정 높이 이하로 정확하게 연마될 수 있다. 따라서, 특히, 본 발명의 방법은 액정 표시 장치용 기판과 같은 평탄 도가 높은 표면을 요구하는 평탄화된 시트상 재료에 적합하다. 또한, 본 발명의 방법은 방법이 매우 단순한 공정에 의해서 수행될 수 있기 때문에 연속적인 대량 연마에 적합하며, 연마능을 갖는 표면을 갖는 로드 부재를 액체에 침지시키는 단계, 그의 표면상에 액체의 막을 형성시키기 위해 로드 부재를 회전시키는 단계, 시트상 재료의 표면을 막과 접촉시키면서 시트상 재료를 반송시키는 단계를 구비한다.
본 발명의 액정 표시 장치는 기판의 표면상의 돌기에 기인하는 표시 결함이 없으며 우수한 표시 성능을 나타낸다.
Claims (8)
- 시트상 재료의 평탄부로부터 돌출한, 표면상에 미세한 돌기를 갖는 시트상 재료상의 돌기를 평탄화하는 방법에 있어서, 로드 부재의 일부를 액체의 표면상에 노출시키도록 연마능을 갖는 표면을 갖는 상기 로드 부재를 부분적으로 상기 액체속에 침지시키는 단계, 상기 로드 부재의 상기 노출부의 상기 표면상에 상기 액체의 막을 형성시키기 위해 상기 로드 부재를 회전시키는 단계, 및 상기 돌기를 연마하기 위해서 상기 시트상 재료의 표면을 상기 막과 접촉시키면서 하나의 방향으로 상기 시트를 반송시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 평탄화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 연마능을 갖는 상기 로드 부재의 상기 표면은 0.3 ㎛ 이상의 표면조도를 갖는 것을 특징으로 하는 평탄화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 액체는 0.2 내지 100 cPs 의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 평탄화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 시트상 재료는 0.1 내지 10 m/min 의 반송 속도로 하나의 방향으로 반송되는 것을 특징으로 하는 평탄화 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트상 재료는 플라스틱막, 하나 이상의 층의 플라스틱막을 갖는 다층막, 글라스판 또는 하나 이상의 층의 글라스판을 갖는 다층판인 것을 특징으로 하는 평탄화 방법.
- 제 5 항에 기재된 방법에 의해서 연마된 시트상 재료로 이루어진 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
- 시트상 재료의 표면의 평탄부로부터 돌출한 미세 돌기를 갖는 시트상 재료상의 돌기를 평탄화함으로서 평탄면을 갖는 시트상 재료의 제조 방법에 있어서, 로드 부재의 일부를 액체의 표면상에 노출시키도록 연마능을 갖는 표면을 갖는 로드 부재를 액체에 부분적으로 침지시키는 단계, 상기 로드 부재의 상기 노출된 부분의 상기 표면상에 상기 액체의 막을 형성하도록 상기 로드 부재를 회전시키는 단계, 및 상기 돌기를 연마하기 위해서 상기 시트상 재료의 표면을 상기 막과 접촉시키면서 하나의 방향으로 상기 미세 돌기를 갖는 상기 시트상 재료를 반송시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 시트상 재료의 제조 방법.
- 제 7 항에 기재된 방법에 의해서 제조된 시트상 재료로 이루어진 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
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