KR20010076589A - 액정 표시소자 제작용 러빙 장치 - Google Patents

Abstract

러빙천의 마모와 손상을 최소화하여 러빙천 손상에 의한 배향막의 품질 저하를 방지할 수 있는 러빙 장치에 관한 것으로서,

러빙 장치는 배향막이 도포된 유리 기판을 안착시켜 이동시키는 테이블과, 상기 유리 기판의 외곽에 위치하며 외주면으로 러빙천을 장착하여 모터 구동시 자체 회전하면서 유리 기판과의 상대 운동으로 러빙천이 배향막의 표면과 접촉하여 배향 처리를 행하는 러빙 로울러와, 상기 러빙 로울러와 마주하는 유리 기판의 적어도 일면에서 테이블 표면과 유리 기판 표면 사이를 연결하는 경사면을 제공하여 러빙천과 유리 기판의 접촉을 완만하게 유도하는 완충 부재를 포함한다. 이로서 러빙 로울러는 유리 기판의 측면 또는 모서리부와 직접 접촉하는 대신, 완충 부재의 경사면을 통해 배향막과 접촉함으로써 유리 기판과의 접촉이 보다 완만하게 이루어지므로 러빙천의 마모 및 손상을 최소화할 수 있다.

Description

액정 표시소자 제작용 러빙 장치 {Rubbing device for manufacturing of liquid crystal display}

본 발명은 액정 표시소자의 제작에 사용되는 러빙 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 러빙천이 유리 기판의 모서리부에 닿으면서 발생하는 마모와 손상을 최소화하여 러빙천 손상에 의한 배향막의 품질 저하를 방지할 수 있는 러빙 장치에 관한 것이다.

액정 표시장치는 인가 전압에 따라 비틀림각이 변화하는 액정의 성질을 이용하여 화소별 광 투과율을 변화시킴으로써 화면을 구성하는 표시장치로서, 얇고 가벼우며 저전압으로 구동하는 장점으로 인해 디지털 카메라와 같은 휴대용 전자기기의 표시장치로부터 모니터와 같은 대형 표시장치에 이르기까지 널리 사용되고 있다.

도 6은 일반적인 액정 표시소자의 단면도로서, 투명한 상부 기판(1)과 하부 기판(3)의 마주보는 내면으로 투명 도전막(5)이 형성되어 각각 공통 전극과 화소 전극으로 기능하며, 투명 도전막(5)이 형성된 기판의 전면으로 절연막(7)과 배향막(9)이 형성되고, 한쌍의 배향막(9) 내부로 액정(11)이 배향되며, 상하부 기판(1, 3)의 외면으로 각각의 편광판(13)이 위치하고 있다.

상기 액정(11)은 배향막(9)에 의해 프리틸트각을 유지하는데, 현재 배향막(9)으로는 폴리이미드를 가장 많이 사용하며, 보통은 배향막(9)의 사이드 체인이 프리틸트를 갖기는 하지만 방향성 없이 불규칙적으로 배열하고 있으므로 주로 배향막(9)의 표면을 러빙(rubbing) 처리하고 있다.

상기 러빙 공정은 나일론, 레이온 또는 면 계통의 러빙천으로 배향막의 표면을 부드럽게 문지름으로써 불규칙적으로 분포하고 있는 배향막의 프리틸트를 일정한 방향으로 배향시키는 작업을 말한다.

도 7은 종래 기술에 의한 러빙 장치의 개략도로서, 테이블(15) 위에 배향막(9)이 도포된 유리 기판(17)을 안착시키고, 외주면에 러빙천(19)이 감겨진 러빙 로울러(21)를 모터(23) 구동에 의해 회전시키면서 테이블(15)을 화살표 방향으로 이동시키면, 러빙 로울러(21)가 유리 기판(17)에 형성된 배향막(9) 표면과 접촉하면서 배향막(9)의 표면에는 일정한 방향성을 지닌 프리틸트각이 형성된다.

일반적으로 유리 기판(17)에 대한 러빙 압력이 커질수록 배향막(9)의 프리틸트각은 저하되며, 높은 프리틸트각이 요구되는 막일수록 약간의 러빙 조건 변화에도 균일성이 손상되기 쉽기 때문에 러빙 작업시 세심한 주의가 필요하다.

그러나 보통의 러빙 작업에 있어서, 상기 러빙 로울러(21)는 테이블(15) 이동시 유리 기판(17)의 측면 또는 모서리 부분과 가장 먼저 접촉한 다음 러빙 작업이 행해지는데, 이 때 유리 기판(17)의 두께가 얇더라도 부드러운 러빙천(19)이 유리 기판(17)의 측면 또는 날카로운 모서리 부분과 닿으면서 마모되기 쉬우며, 손상될 가능성이 매우 높다.

따라서 러빙천(19)의 마모와 손상에 의해 배향막(9) 표면에 러빙천(19)의 부스러기가 남는 잔사 현상이 나타나고, 러빙 로울러(21)의 진행 방향으로 긁힘 자국이 발생하는 등, 배향막(9)의 막품질을 저하시키며, 액정 표시소자의 균일성을 저해하는 문제점을 유발한다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판의 측면 또는 모서리 부분과 접촉하면서 발생하는 러빙천의 마모 및 손상을 억제하여 러빙천 손상에 의한 잔사 발생과 긁힘 자국을 미연에 방지함으로써 배향막의 품질을 향상시킬 수 있는 러빙 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 비교적 간단한 구성으로 러빙천의 마모 및 손상을 효과적으로 방지하면서 러빙천의 수명을 연장시킬 수 있는 러빙 장치를 제공하는데있다.

도 1은 본 발명에 의한 러빙 장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 러빙 장치의 측면도.

도 3은 완충 부재의 확대 사시도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 러빙 장치의 평면도.

도 5는 에스티엔형 액정 표시소자의 러빙 각도를 나타낸 개략도.

도 6은 일반적인 액정 표시소자의 단면도.

도 7은 종래 기술에 의한 러빙 장치의 개략도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

배향막이 도포된 유리 기판을 안착시켜 이동시키는 테이블과,

상기 유리 기판의 외곽에 위치하며, 외주면으로 러빙천을 장착하여 모터 구동시 자체 회전하면서 유리 기판과의 상대 운동으로 러빙천이 배향막의 표면과 접촉하여 배향 처리를 행하는 러빙 로울러와,

상기 러빙 로울러와 마주하는 유리 기판의 적어도 일면에서 테이블 표면과 유리 기판 표면 사이를 연결하는 경사면을 제공하여 러빙천과 유리 기판의 접촉을 완만하게 유도하는 수단을 포함하는 러빙 장치를 제공한다.

상기 수단은 테이블과 접하는 바닥면과, 유리 기판의 측면과 접하는 수직면과, 상기 바닥면과 수직면을 연결하는 경사면으로 구성된 완충 부재로 이루어진다.

상기 구성에 의해, 러빙 로울러는 유리 기판의 측면 또는 모서리부와 직접 접촉하는 대신, 완충 부재의 경사면을 통해 배향막과 접촉함으로써 유리 기판과의 접촉이 보다 완만하게 이루어지며, 이로서 러빙천의 마모와 손상을 방지하여 배향막의 막품질을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 각각 본 실시예에 의한 러빙 장치의 사시도와 측면도로서, 본 실시예에 의한 러빙 장치는 배향막(2)이 도포된 유리 기판(4)을 안착시키는테이블(6)과, 외주면으로 러빙천(8)이 감겨진 러빙 로울러(10)와, 상기 러빙 로울러(10)와 유리 기판(4)의 접촉을 완만하게 유도하는 수단을 포함한다.

상기 러빙 로울러(10)는 회전축의 일측으로 모터(12)가 연결되어 모터(12) 구동시 회전하면서 유리 기판(4)과의 상대 운동으로 배향막(2)의 표면을 문지르면서 러빙 처리가 이루어지는데, 상기 러빙 로울러(10)가 회전과 동시에 직선 이동할 수 있으며, 도시한 바와 같이 러빙 로울러(10)가 고정된 위치에서 자체 회전하면서 테이블(6)이 러빙 로울러(10)를 향하여 직선 이동할 수 있다.

상기 테이블(6)의 이동은 통상의 벨트 컨베이어나, 랙-피니언 방식의 테이블 또는 실린더를 구동원으로 하는 테이블이 사용될 수 있다.

모든 경우에 있어서, 상기 유리 기판(4)은 러빙 로울러(10)와 마주하는 일측이 가장 먼저 러빙 로울러(10)와 접촉하게 된다. 이 때 상기 유리 기판(4)은 소정의 두께를 가짐에 따라 유리 기판(4)의 측면과 표면이 접하는 모서리선에 러빙천(8)이 닿으면서 러빙천(8)이 마모되거나 손상될 가능성이 높다. 이로서 러빙 로울러(10)와 마주하는 유리 기판(4)의 일측에 러빙 로울러(10)와 유리 기판(4)의 접촉을 완만하게 유도하는 수단을 구비한다.

상기 수단은 도 3에서 도시한 바와 같이, 테이블(6) 표면과 접하는 바닥면(14a)과, 유리 기판(4)의 측면과 접하는 수직면(14b)과, 바닥면(14a)과 수직면(14b)을 연결하는 경사면(14c)으로 구성된 완충 부재(14)로 이루어지며, 러빙 로울러(10)와 마주하는 유리 기판(4)의 일면 전체에 걸쳐 형성된다.

상기 완충 부재(14)의 수직면(14b)은 테이블(6)에 안착되는 유리 기판(4)에대응하여 유리 기판(4)의 두께와 동일한 높이로 형성되고, 바닥면(14a)은 수직면(14b)의 높이보다 충분히 큰 폭으로 형성되어 경사면(14c)의 기울기를 완만하게 하는 것이 바람직하다.

그리고 완충 부재(14)의 경사면(14c)은 일례로 경사면(14c)의 외부를 향하여 볼록한 소정의 곡률로 형성되어 경사면(14c)에서 러빙천(8)이 부드럽게 이동하도록 하면서 유리 기판(4)과 러빙천(8)과의 접촉을 더욱 완만하게 유도한다.

이와 같은 구성의 완충 부재(14)는 유리 기판(4)이 안착되는 위치를 고려하여 테이블(6) 위에 설치되는데, 테이블(6)에 고정되는 고정식으로 구비될 수 있으며, 다른 실시예로서 테이블(6)에 착탈 가능한 착탈식으로 구비될 수 있다. 그리고 완충 부재(14)의 재질은 내마모성이 강한 금속재로서, 일례로 스테인레스 강으로 이루어진다.

이와 같이 러빙 로울러(10)와 마주하는 유리 기판(4)의 일면에 완충 부재(14)를 설치함에 따라, 러빙 로울러(10) 회전과 동시에 테이블(6)이 이동하면, 러빙 로울러(10)에 감겨진 러빙천(8)은 완충 부재(14)의 경사면(14c)을 거쳐 유리 기판(4)의 표면에 도포된 배향막(2)과 접촉하게 된다.

이로서 러빙천(8)은 유리 기판(4)의 모서리선과 접촉하는 대신, 완충 부재(14)의 경사면(14c)을 거쳐 유리 기판(4)과 완만하게 접촉함으로써 모서리선과의 접촉에 의한 마모 및 손상이 방지되는 장점을 갖는다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 러빙 장치의 평면도로서, 러빙 로울러(10)가 유리 기판(4)의 모서리와 마주하도록 유리 기판(4)의 일측면과 소정의 각도를 두고 위치하며, 테이블(6)은 앞선 실시예와 동일하게 러빙 로울러(10)를 향하여 직선 이동하는 구성으로 이루어진다.

일반적으로 러빙각(rubbing angle)에 따라 액정 표시소자의 전기광학적 특성이 결정되므로 제품의 용도와 특성에 맞는 러빙각 설정이 중요하며, 이에 상기 러빙 로울러(10)를 유리 기판(4)의 일측면과 임의의 각도를 갖도록 배치하여 러빙 방향을 조절함으로써 러빙각을 제어할 수 있다.

보통의 에스티엔형 액정 표시소자의 경우, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상부 기판과 하부 기판의 러빙 방향을 각각 점선과 쇄선으로 나타내었으며, 이 때 러빙각(θ)은 사용자가 보는 위치에서 각 러빙 방향이 좌우 대칭을 이루는 각도를 의미한다. 보통의 에스티엔형 액정 표시소자에 있어서, 러빙각(θ)은 180°에서 270°까지 다양하지만, 흔히 180°, 200°, 220°, 240°가 널리 사용되며, 러빙각(θ)의 중심각도 방향에서 최적의 콘트라스트를 나타낸다.

이와 같이 러빙각 변화를 위하여 러빙 로울러(10)가 유리 기판(4)과 임의의 각도를 가지며 유리 기판(4)의 모서리와 마주하도록 배치되는 경우, 완충 부재(14)는 러빙 로울러(10)와 마주하는 유리 기판(4)의 모서리를 중심으로 제 1면(4a)과 제 2면(4b)의 전체 또는 부분에 걸쳐 구비된다. 상기 완충 부재(14)의 구체적인 형상과 재질 등은 앞선 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

상기한 완충 부재(14)를 유리 기판(4)의 제 1면(4a)과 제 2면(4b)에 형성함에 따라, 러빙 로울러(10)의 회전과 동시에 유리 기판(4)이 안착된 테이블(6)이 화살표 방향으로 직선 이동하면, 러빙 로울러(10)에 감겨진 러빙천(8)은 완충부재(14)의 경사면(14c)을 거쳐 유리 기판(4)에 형성된 배향막(2)과 접촉하게 된다.

따라서 러빙천(8)은 유리 기판(4)의 모서리와 접촉하는 대신, 유리 기판(4)의 모서리를 중심으로 유리 기판(4)의 양측면에 구비된 완충 부재(14)의 경사면(14c)을 거쳐 유리 기판(4)과 완만하게 접촉하므로 모서리와의 접촉에 의한 마모 및 손상이 효과적으로 감소된다.

이와 같이 본 실시예는 테이블 표면과 유리 기판 표면 사이를 연결하는 경사면을 제공함으로써 러빙천의 마모와 손상을 최소화하여 배향막의 품질을 향상시키고, 액정 표시소자의 시인성과 균일성을 향상시키는 장점을 갖는다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명은 러빙 로울러와 마주하는 유리 기판의 적어도 일면에 경사면을 갖는 완충 부재를 제공함으로써 러빙천이 완충 부재의 경사면을 거쳐 유리 기판의 표면과 접촉하도록 한다. 이로서 러빙천의 마모와 손상을 최소화하여 배향막 표면의 잔사 현상 및 긁힘 자국 발생을 억제하여 배향막의 막품질을 향상시키고, 액정 표시소자의 시인성과 균일성을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 배향막이 도포된 유리 기판을 안착시켜 이동시키는 테이블과;

   상기 유리 기판의 외곽에 위치하며, 외주면으로 러빙천을 장착하여 모터 구동시 자체 회전하면서 유리 기판과의 상대 운동으로 러빙천이 배향막의 표면과 접촉하여 배향 처리를 행하는 러빙 로울러와;

   상기 러빙 로울러와 마주하는 유리 기판의 적어도 일면에서 테이블 표면과 유리 기판 표면 사이를 연결하는 경사면을 제공하여 러빙천과 유리 기판의 접촉을 완만하게 유도하는 수단을 포함하는 러빙 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수단이 테이블과 접하는 바닥면과, 유리 기판의 측면과 접하는 수직면과, 상기 바닥면과 수직면을 연결하는 경사면으로 구성된 완충 부재로 이루어지는 러빙 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 완충 부재의 바닥면이 수직면의 높이보다 큰 폭으로 형성되는 러빙 장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 완충 부재의 수직면이 유리 기판의 두께와 동일한 높이로 이루어지는 러빙 장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 완충 부재의 경사면이 경사면 외부를 향하여 볼록한 곡면으로 이루어지는 러빙 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 완충 부재가 스테인레스 강을 포함하는 금속재로 이루어지는 러빙 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 완충 부재가 테이블에 고정되는 고정식으로 구비되는 러빙 장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 완충 부재가 테이블에 착탈 가능한 착탈식으로 구비되는 러빙 장치.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 러빙 로울러가 유리 기판의 일면과 마주하도록 위치하며, 상기 완충 부재가 러빙 로울러와 마주하는 기판의 일면에 구비되는 러빙 장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 러빙 로울러가 유리 기판의 모서리와 마주하도록 유리 기판의 일측면과 소정의 각도를 두고 위치하며, 상기 완충 부재가 러빙 로울러와 마주하는 유리 기판의 모서리를 중심으로 양측면에 구비되는 러빙 장치.