KR200266550Y1 - 액정표시장치의 배향막 러빙장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 러빙공정중에 발생하는 얇은 조각이나 이온성 물질들의 재흡착을 방지하여 러빙후 세정 시간을 단축 또는 생략할 수 있는 액정표시장치의 배향막 러빙장치로, 하부에 기판을 부착할 수 있는 장치를 구비한 러빙 스테이지와 상기 러빙 스테이지를 지지하고 이동시키는 구동 장치와 상기 러빙 스테이지 하부에 설치되며, 상기 러빙 스테이지와 소정의 간격을 두고 일측면에 배치된 러빙롤, 러빙포, 지지대로 구성된 러빙롤부와 상기 러빙 스테이지 하부에 설치되며, 상기 러빙 스테이지와 소정의 간격을 두고 다른 일측면에 배치된 정전기 제거장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치의 배향막 러빙장치{Apparatus For Rubbing An Alignment Layer Of Liquid Crystal Display Device}

본 고안은 액정표시장치의 배향막 러빙장치에 관한 것으로, 특히 배향막 아래에서 러빙을 진행하여 세정과정을 줄이거나 하지 않아도 되는 배향막 러빙장치에관한 것이다.

지난 20여년의 연구와 개발의 노력으로 박막트랜지스터 액정표시장치(TFT/LCD, Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)는 경량성, 저전력소모, 화질의 우수성으로 인해 노트북 컴퓨터와 데스크탑 컴퓨터의 모니터로 사용되어 왔고, 최근 대형 TV 시장으로 진입하고 있다.

여기서, 액정표시장치는 액정에 전압을 가하여 광학적 이방성을 변화시켜 표시장치로 이용하는 것이다. 상기 액정표시장치는 컬러필터층 및 공통전극이 형성된 컬러필터기판과, 박막트랜지스터와 화소전극이 형성된 박막트랜지스터 기판과, 상기 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다. 이 액정층을 광학소자로 활용하기 위해서는 액정층의 액정분자들을 특정 방향으로 정렬시키는 배향 과정이 필요하다.

상기 배향막 형성 공정으로는 일반적으로, 배향막으로써 유기고분자막을 기판 위에 인위적으로 형성하고 기계적으로 러빙 처리하는 방법이 많이 사용된다. 상기 러빙 공정은 기판 상부에 폴리아믹산 용액이나 가용성 폴리이미드 용액을 도포하고, 60℃~80℃ 정도의 온도에서 용제를 날리고 정렬시킨 후, 80℃~200℃정도의 온도에서 경화시켜 폴리이미드막을 형성한 후 기계적 러빙장치를 이용한 러빙공정으로 폴리이미드막 표면에 다양한 배향 패턴을 형성한다.

이때, 러빙 공정은 레이온, 나일론, 면등의 러빙포로 감겨진 원통 형태의 러빙롤을 회전시켜, 상기 폴리이미드막 표면에 물리적인 마찰을 가하면서 문질러주는 방식으로 진행된다. 러빙롤은 폴리이미드막 표면을 한 방향으로 문질러 일정 형상의 자국을 갖도록 배향막을 형성한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 액정표시장치의 배향막 러빙공정과 러빙장치를 설명하면 다음과 같다. 도 1a는 종래 기술에 의한 배향막 러빙공정 단면도이고, 도 1b는 종래 기술에 의한 배향막 러빙장치 사시도이다.

도 1a에서는, 먼저 박막트랜지스터가 형성된 기판(100) 상부에 폴리아믹산이나 폴리이미드로 배향막(101)을 형성한다. 상기 배향막(101) 상부에서 이온 블로워(103)를 작동하면서 러빙공정을 수행한다. 여기서, 러빙공정은 러빙포(105)를 부착한 러빙롤(102)은 제자리 회전하고, 상기 기판(100)이 오른쪽으로 이동하여 상기 러빙포(105)에 의해 상기 배향막(101)을 형성하는 공정과 상기 이온 블로와(103)가 상기 배향막(101) 상부에서 블로우하는 것으로 이루어진다. 중력은 도면에서와 같이 아래로 작용하고 있다. 상기 이온 블로워(103)의 역할은 정전기 제거이고, 이온을 발생하여 상기 기판(100)상으로 블로우하여 상기 러빙포(105)와 상기 배향막(101)의 마찰시 발생하는 상기 얇은 조각이나 이온성 물질(104)들이 상기 배향막(101)에 잔류하지 않도록 하는 것이다.

보다 구체적으로, 도 1b에서와 같이, 통상의 배향막 러빙장치는 원통 형태의 상기 러빙롤(102)과, 상기 러빙롤(102)의 외주면에 부착된 상기 러빙포(105)와, 상기 러빙롤(102)의 중심축과 연결되어 상기 러빙롤(102)을 지지해주는 지지대(113)로 구성된다. 그리고, 상기 배향막(101)이 형성된 상기 기판(100)을 받쳐주는 스테이지(116)와 상기 스테이지(216)를 오른쪽으로 이동시키는 구동 롤러(117)와 정전기 제거 장치인 상기 이온 블로워(103)로 구성되어 있다.

이때, 상기 배향막(101)이 형성된 기판(100)을 상기 러빙 스테이지(116) 상부면에 탑재시키고, 상기 러빙롤(102)을 상하 조절하여 상기 기판(100)과 상기 러빙롤(102)의 갭을 일정하게 유지시킨다. 도면 부호 117은 구동롤러로 구동 모터의 동력으로 회전하여 상기 러빙 스테이지(116)을 일정 속도로 이동시켜 상기 기판(100)을 오른쪽 방향으로 전진시키고, 이와 동시에 지지대(113)에 연결된 상기 러빙롤(102)은 그 하부에서 전진하는 상기 기판(100)의 상기 배향막(101)과 접촉한 후, 제자리에서 회전하면서 상기 배향막(101)의 표면에 배향 패턴을 남긴다.

상기 러빙장치는 이온 블로워(103)가 작동되지만 중력에 의해 배향막에 다시 부착되는 이물질이 있으므로, 발생한 상기 러빙포 조각이나 폴리이미드 얇은 조각(104, 이물질)들을 이후 세정과정에서 철저히 제거하여야만 한다.

즉, 상기와 같은 러빙 장치를 사용할 때, 다음과 같은 문제점이 있다.

얇은 조각이나 이온성 물질들이 기판위에 재흡착되어 세정 과정이 철저해야 한다는 것이다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 배향막 아래에서 이온 블로워를 작동하면서 러빙을 진행하면 러빙 불순물이 중력을 받아 아래로 떨어지므로 그 불순물이 기판위에 흡착되지 않아 세정과정을 줄이거나 하지 않는 배향막 러빙장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 종래의 배향막 러빙공정 단면도.

도 1b은 종래의 배향막 러빙장치 사시도.

도 2a는 본 고안의 배향막 러빙공정 단면도.

도 2b는 본 고안의 배향막 러빙장치 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 기판 201 : 배향막

202 : 러빙롤 203 : 이온 블로워

204 : 얇은 조각 또는 이온성 물질

205 : 러빙포 213 : 지지대

216 : 러빙 스테이지 217 : 구동롤러

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본고안의 액정표시장치의 배향막 러빙장치는 하부에 기판을 부착할 수 있는 장치를 구비한 러빙 스테이지와 상기 러빙 스테이지를 지지하고 이동시키는 구동 장치와 상기 러빙 스테이지 하부에 설치되며, 상기 러빙 스테이지와 소정의 간격을 두고 일측면에 배치된 러빙롤, 러빙포, 지지대로 구성된 러빙롤부와 상기 러빙 스테이지 하부에 설치되며, 상기 러빙 스테이지와 소정의 간격을 두고 다른 일측면에 배치된 정전기 제거장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 배향막 러빙장치는 러빙스테이지의 배향막 아래에 이온 블로워가 배치되고, 러빙포를 부착한 러빙롤도 배향막 아래에 배치되는 장치로 인해, 상기 이온 블로워 작동과 함께 러빙을 진행하면 중력의 영향으로, 얇은 조각이나 이온성 물질들이 기판위에 재흡착되지 않고 아래로 떨어지므로 세정 공정을 줄이거나 하지 않아 공정이 단축된다.

여기서, 이온 블로워의 역할은 정전기 제거이고 이온 블로워는 양이온과 음이온을 발생시켜 기판상으로 블로우하여 정전기를 제거한다. 이때 정전기는 마찰에 의해 형성된 먼지, 이물질등에 의해 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 의한 배향막 러빙공정과 러빙장치를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2a는 본 고안의 배향막 러빙공정 단면도이고, 도 2b는 본 고안의 배향막 러빙 장치 사시도이다.

도 2a에서는, 우선 러빙 스테이지 하부에 부착된 기판(200)에 폴리아믹산이나 폴리이미드로 형성한 배향막(201)을 배치한다. 상기 배향막(201)은 폴리아믹산 용액이나 가용성 폴리이미드 용액을 도포하고, 60℃~80℃ 정도의 온도에서 용제를 날리고 정렬시킨 후, 80℃~200℃정도의 온도에서 경화시켜 형성한 것이다.

상기 러빙 스테이지는 상기 러빙 스테이지의 상부나 양측에서 상기 러빙 스테이지를 지지하고, 이동시키는 구동장치를 사용하여 상기 기판(200)을 이동시킨다.

상기 배향막(201)은 상기 기판(200) 하부에 배치하고 이온 블로워(203) 역시 기판(200) 하부에서 작동하면서 러빙 공정을 수행한다. 러빙 공정은 상기 러빙 스테이지 하부에 설치되며, 상기 러빙 스테이지와 소정의 간격을 두고 일측면에 배치된 러빙롤부에 의해 수행된다. 즉, 러빙포(205)를 부착한 러빙롤(202)이 제자리 회전하고, 상기 러빙포(205)에 의해 배향 패턴이 만들어진 상기 배향막(201)은 상기 기판(200)과 함께 오른쪽으로 이동하고, 상기 이온 블로워(103)가 상기 배향막(201) 하부에서 중력 방향과 반대 방향으로 블로우하는 것으로 이루어진다. 중력은 도면에서와 같이 아래로 작용하고 있다.

이때, 배향막에 일정 방향 배향 패턴을 만드는 공정은 레이온, 나일론, 면등의 상기 러빙포(205)로 감겨진 원통 형태의 상기 러빙롤(202)을 회전시켜, 상기 폴리이미드배향막(201) 표면에 물리적인 마찰을 가하면서 문질러주는 방식으로 진행된다. 상기 러빙롤(202)은 상기 폴리이미드 배향막(201) 표면을 한 방향으로 문질러 일정 형상의 패턴을 갖도록 상기 배향막(201)을 형성한다.

여기서, 상기 이온 블로워는 상기 러빙 스테이지 하부에 설치되며, 상기 러빙 스테이지와 소정의 간격을 두고 상기 러빙롤부와 다른 일측면에 배치된다. 상기 이온 블로워(203)의 역할은 정전기 제거이고, 이온을 발생하여 상기 기판(200) 하부에 형성된 상기 배향막(201)으로 중력 방향과 반대 방향으로 블로우하여 상기 러빙포(205)와 상기 배향막(201)의 마찰시 발생하는 상기 얇은 조각이나 이온성 물질(204)들을 상기 배향막(201)에서 중력 방향으로 떨어뜨려 상기 배향막(201)에 잔류하지 않도록 하는 것이다.

그리고, 도2b는 본 고안의 배향막 러빙장치 사시도이고, 배향막 러빙 장치는 원통 형태의 상기 러빙롤(202)과, 상기 러빙롤(202)의 외주면에 부착된 상기 러빙포(205)와, 상기 러빙롤(202)의 중심축과 연결되어 상기 러빙롤(202)을 지지해주는 지지대(213)로 구성된다. 그리고, 상기 배향막(201)이 형성된 상기 기판(200)을 받쳐주는 러빙 스테이지(216)와 상기 러빙 스테이지(216)를 오른쪽으로 이동시키는 구동 롤러(217)와 정전기 제거 장치인 상기 이온 블로워(203)로 구성되어 있다.

러빙공정을 간략히 설명하면, 상기 배향막(201)이 하부에 형성된 상기 기판(200)을 상기 러빙 스테이지(216) 하부면에 탑재시키고, 상기 러빙롤(202)을 상하 조절하여 상기 기판(200)과 상기 러빙롤(202)의 갭을 일정하게 유지시킨다. 도면 부호 217은 구동롤러로 구동 모터의 동력으로 회전하여 상기 러빙 스테이지(216)을 일정 속도로 이동시켜 상기 기판(200)을 오른쪽 방향으로 전진시키고, 이와 동시에 상기 지지대(213)에 연결된 상기 러빙롤(202)은 그 하부에서 전진하는 상기 기판(200)의 상기 배향막(201)과 접촉한 후, 제자리에서 회전하면서 상기 배향막(201)의 표면에 배향 패턴을 남긴다.

상기와 같은 본 고안의 액정표시장치의 배향막 러빙장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 배향막을 러빙 스테이지 하부에 배치하고 이온 블로워도 러빙 스테이지 하부에서 작동시키므로, 러빙을 수행할 때 얇은 조각이나 이온성 물질들이 중력의 영향으로 아래로 떨어지고 배향막에 재흡착되지 않는다.

둘째, 러빙후 세정 과정이 축소되거나 생략될 수 있다.

Claims (1)

1. 하부에 기판을 부착할 수 있는 장치를 구비한 러빙 스테이지;

   상기 러빙 스테이지를 지지하고 이동시키는 구동 장치;

   상기 러빙 스테이지 하부에 설치되며, 상기 러빙 스테이지와 소정의 간격을 두고 일측면에 배치된 러빙롤, 러빙포, 지지대로 구성된 러빙롤부;

   상기 러빙 스테이지 하부에 설치되며, 상기 러빙 스테이지와 소정의 간격을 두고 다른 일측면에 배치된 정전기 제거장치를 포함하는 액정표시장치의 배향막 러빙장치.