KR20030037791A - 러빙천 및 이를 사용하는 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

액정표시장치의 배향홈을 형성시키기 위한 러빙공정에 사용되는 러빙천이 개시되고 있다. 러빙천은 다수개의 날실 및 상기 날실보다 짧은 길이를 갖는 다수개의 씨실을 서로 교차시킴으로서 형성되는 러빙천 원단과 상기 러빙천 원단의 일측면으로부터 연장되고, 1㎠ 당 28,500 내지 35,000개의 밀도를 갖는 러빙 필라멘트들로 이루어지는 다수개의 러빙 파일들을 포함한다. 상기 러빙 파일의 방향을 씨실과 평행하게 재배열함으로서, 러빙 파일이 균일하게 분포된다. 따라서, 러빙 공정 중 발생되는 러빙 불량을 방지할 수 있다. 또한, 상기 필라멘트의 밀도를 갖는 러빙천을 사용할 경우, 러빙 세기가 증가되고, 이는 액정표시장치의 광학적 특성을 개선시키는 효과가 있다.

Description

러빙천 및 이를 사용하는 액정표시장치의 제조 방법{Rubbing cloth and method for manufacturing liquid crystal display device using the same}

본 발명은 액정표시장치의 제조에 사용되는 러빙천에 관한 것이다. 보다 상세하게는 액정표시장치의 유리 기판 상에 액정을 얼라인하기 위한 배향홈을 형성하는 러빙천에 관한 것이다.

최근, 현대 사회가 정보사회화 되어감에 따라 정보표시장치의 하나인 액정표시장치는 그 중요성이 점차 증가되는 추세에 있다. 특히, 액정표시장치가 갖고 있는 소형화, 경량화, 저전력소비화 등의 장점 때문에, 액정표시장치는 CRT(cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로써 점차 그 사용 영역이 확대되는 추세에 있다.

통상, 이러한 액정표시장치는 두 장의 유리기판 사이에 액정분자들이 주입된 구조를 이루는데, 이 경우, 유기기판 사이에 주입된 액정분자들은 외부로부터 인가되는 전기적인 신호에 따라 배열 상태가 변화됨으로서, 장치의 광투과량이 적정량으로 조절되도록 하는 역할을 수행한다.

이때, 액정표시장치가 특정한 광학적 효과를 발휘하기 위해서는 액정분자들을 특정 방향으로 배향시킬 필요성이 요구되는데, 통상의 액정분자들은 단지, 국부적으로만 배향되기 때문에, 액정분자들을 특정 방향으로 배향시키기 위하여 액정분자들과 직접 접촉된 상태의 유기고분자막을 ITO 전극 위에 인위적으로 형성시키고 있다. 이러한 유기고분자막을 통상, 배향막이라 일컫는다.

액정표지장치의 제조 공정 중 러빙 공정(rubbing process)은 상기 배향막의 표면에 배향홈을 형성시키는 공정으로, 레이온, 나이론 등으로 이루어진 러빙천(Rubbing cloth)을 롤러에 감은 후, 이 롤러를 배향막에 접촉시켜, 배향막의 표면과 마찰시킴으로써, 상기 배향막이 일정 수준 이상의 일축 배향성(uni-directional alignment) 및 일정 범위의 선경사각(pretilt angle)을 갖는 일련의 배향홈들을 형성되도록 하는 공정을 의미한다.

상기와 같은 러빙 공정의 일 예는 미합중국 특허 제4,634,228호(issued to Iwasaki, et al.) “러빙된 폴리이미드 배향막을 갖는 페로일렉트릭 액정 셀(Ferroelectric liquid crystal cell with rubbed polyimide alignment layer)”, 미합중국 특허 제5,400,159호(issued to Takao, et al.) “러빙 전·후에 특정 표면에너지 차이를 갖는 배향막을 구비하는 액정 디바이스(Liquid crystal device having alignment film with particular surface energy difference before and after rubbing)”, 미합중국 특허 제5,710,610호(issued to Kim) “러빙을 통해 박막트랜지스터에 적용되는 배향막에 멀티플 경사각을 생성하는 방법 및 장치 그리고 액정 디스플레이의 컬러필터 유리기판(Apparatus and method for creating multiple tilt angles by rubbing the alignment layer applied tothin film transistors and color filter glass plate of a liquid crystal display)”, 미합중국 특허 제5,744,203호(issued to Harada, et al.) “액정용 배향막(Alignment layer for liquid crystal)” 등에 개시되어 있다.

상기 배향막은 폴리아믹산, 가용성 폴리이미드 등으로 이루어진 배향막 원료액을 기판 상에 도포한 후, 60℃∼80℃ 정도의 사전경화(pre-curing) 공정과, 180℃∼200℃ 정도의 메인경화(main-curing) 공정을 진행시킴으로써, 상기 폴리아믹산, 가용성 폴리이미드를 폴리이미드화함으로서 형성된다. 그리고, 상기 폴리이미드화된 배향막에 대하여 상기 러빙공정을 수행함으로서, 상기 배향막의 표면에는 일련의 배향홈들이 형성된다.

일반적으로, 상기 배향홈을 형성하는 러빙 장치는 러빙천이 감긴 러빙 롤러와 기판이 놓여지는 스테이지(stage)를 구비한다. 스테이지에는 기판을 흡착하기 위한 진공이 제공되는 다수개의 진공홀이 형성되어 있고, 상기 스테이지 상으로 기판을 로딩 또는 언로딩하기 위한 다수개의 리프트 핀(lift pin)들이 구비된다. 상기 스테이지로 기판이 로딩되면, 러빙 롤러가 회전함과 동시에 기판의 상부면과 마찰되도록 이동하고, 러빙 롤러와 마찰되는 기판의 배향막 상에는 상기 배향홈이 형성된다.

상기 러빙공정의 조건 설정시 가장 기본이 되는 것은 적절한 러빙 세기를 설정하는 것과, 러빙 세기(rubbingstrength ; RS)를 대면적에 걸쳐 균일하게 하는 것이다.

러빙이 균일하지 않으면 액정 분자의 정렬도가 공간적으로 일정하지 않아 국소적으로 다른 광학적 특성을 나타내는 균일도(Uniformity) 불량을 일으킨다.

상기 러빙의 공정 변수는 러빙횟수, 러빙 깊이, 롤러의 회전수, 롤러의 반경 스테이지의 이동 속도 등에 의해 결정된다. 하지만, 상기 공정 변수들은 각 업체들의 공정 조건과 관련되어 있기 때문에 용이하게 변경할 수 없다. 그런데 상기 공정 변수들 이외에도 러빙포의 길이, 강도, 굵기, 밀도 등도 러빙 공정의 중요한 인자(因子)가 되고 있다.

한편, 종래의 액정표시장치는 액정을 배치하는 상하 기판 각각에 전극을 설치하여, 액정에 인가되는 전계가 기판면에 대하여 수직이 되도록 전극을 배치하고, 액정층의 선광성을 이용하여 표시를 행하는 트위스트 네마틱(twisted nematic ; TN) 방식이 대표적으로 사용된다. 그러나, TN 방식을 사용하는 액정표시장치는 시야각이 좁은 것이 최대의 문제이다.

최근, 빗살 무늬 전극을 이용하여, 발생하는 전계가 기판면에 평행한 성분을 갖도록 하여 액정을 동작시키고, 액정의 복굴절성을 이용하여 표시를 행하는 인-플레인 스위칭(In-Plane Switching: IPS)방식이 일본 특허 공개 평6-22739호 공보에 개시되어 있다. 상기 IPS 방식은 액정 분자의 면내 스위칭에 기인하므로 TN 방식과 비교하여 시야각이 넓고 저부하 용량 등의 이점이 있어, TN 방식을 대신하는 새로운 액티브 구동형 액정 표시 장치로서 최근 급속히 진보되고 있는 기술이다. 상기IPS 방식의 액정표시장치의 광학적 특성은 상기 TN 방식에 비하여 러빙 공정의 주요 변수인 러빙 세기에 의해 크게 좌우된다.

따라서, 액정표시장치의 광학적 특성을 개선하기 위해 러빙천의 특성을 개선하려는 시도가 활발히 진행되고 있으며, 그 일 예로서 대한민국 특허공개 제2001-28555호에는 “액정표시장치의 러빙포 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조된 러빙포”가 개시되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 러빙천을 제작하는 과정을 설명하기로 한다.

먼저, 이하 반복적으로 사용되는 러빙천 원단(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 폭이 좁고 길이가 긴 천(cloth)을 의미한다. 러빙천 원단(100)은 길이가 매우 긴 날실(2)과 날실(2)에 비하여 길이가 매우 짧은 씨실(1)을 교차시키는 방법으로 제작된다. 이와 같이 날실(2)과 씨실(1)로 이루어진 러빙천 원단(100)에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 러빙천 원단의 일측으로 연장되는 러빙 파일(rubbing pile, 110)이 방향성 없이 형성된다. 러빙 파일은 미세한 직경을 갖는 러빙 필라멘트(rubbing filment)들의 묶음이며, 매우 짧은 길이를 갖는다. 러빙 파일(110)은 배향막과 마찰되어 배향막에 배향홈을 형성하는 역할을 하는 바, 이를 위해서 러빙 파일은 원하는 배향홈과 동일한 방향으로 얼라인되어야 한다.

도 4에는 러빙천 원단에 방향성 없이 형성된 러빙 파일에 방향성을 부여하는 공정이 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 러빙 파일(110)을 재배열하는 롤러 브러시(200)가 러빙천 원단(100)의 폭 방향과 평행하도록 위치한다. 즉, 롤러 브러시(200)는 러빙천 원단(100)의 씨실(1)과 평행하게 배열된 상태로 러빙천원단(100)이 롤러 브러시(200)와 접촉되어 이송되거나 롤러 브러시(200)가 이송되면서 러빙천 원단(100)에 형성된 러빙 파일(110)들은 날실(2)과 평행한 방향으로 재배열된다. 이하 재배열된 러빙 파일에는 도면부호 115를 부여하여 재배열되기 이전 러빙 파일(110)과 구분된다.

이후, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 러빙천 원단(100)에 러빙 파일(110)들이 재배열된 상태에서 러빙천 원단(100)은 마름질된다. 이하, 마름질된 러빙천 원단(100)을 러빙천(150)이라 정의하기로 한다. 마름질된 러빙천(150)은 적어도 배향막의 폭보다 긴 길이를 갖는 러빙 롤러(300)에 부착된다. 이처럼 러빙 롤러(300)에 러빙천(150)이 부착되기 위해서 러빙천(150)은 가로 방향 길이가 러빙 롤러(300)의 길이와 대등하고, 세로 방향 길이는 러빙 롤러(300)의 원주면 길이와 대등하도록 마름질된다. 즉, 러빙천(150)의 날실(2)은 러빙 롤러(300)의 원주면을 감싸는 방향을 갖고, 씨실(1)은 러빙 롤러(300)의 길이 방향을 향하며, 러빙 파일(110)은 날실(2)과 평행하게 얼라인된다.

이후, 러빙천(150)이 감겨진 러빙 롤러(300)는 배향막(400)의 상면에 소정 압력으로 가압된 후 회전하여 배양홈이 형성된다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이 종래 러빙천(150)을 러빙 롤러(300)에 부착한 상태에서 배향막(400)에 배양홈을 형성할 경우, 배향막(400)에 원하지 않는 세로줄 얼룩(410)이 형성되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점은 길이가 매우 긴 날실(2) 방향으로 러빙 롤러(300)에 감겨있기 때문이다. 즉, 러빙천(150)을 제조할 때 러빙천 원단(100)의 날실 방향으로는 전체적인 장력 조절이 어렵기 때문에 러빙천 원단(100) 전체에 걸쳐 장력이 일정하지 않고, 이에 따라, 러빙천(150)의 러빙 파일(110)의 분포가 불균일하게 이루어진다.

이에 따라, 본 발명의 이루고자하는 제1목적은 균일한 배향홈을 형성시킴과 동시에 러빙 세기를 증대시킬 수 있는 러빙천을 제공하는데 있다.

본 발명의 제2목적은 상기 러빙천을 사용하여 광학적 특성을 향상시킨 액정표시장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 러빙천을 제조하기 위한 러빙천 원단의 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시한 러빙천 원단에 불규칙한 러빙 섬유가 형성된 것을 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2의 A 부분 확대도이다.

도 4는 도 2에 도시한 러빙 파일의 얼라인 과정을 나타내는 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시한 러빙천 원단으로부터 러빙천을 마름질하는 과정을 나타내는 사시도이다.

도 6은 도 5에 도시한 러빙천에 의한 러빙 공정을 나타내는 개략적인 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의하여 러빙 파일이 형성된 러빙천 원단을 도시한 사시도이다.

도 8은 도 7에 도시한 러빙 파일을 설명하기 위한 상세도이다.

도 9는 도 7에 도시한 러빙 파일의 얼라인 과정을 나타내는 사시도이다.

도 10은 도 9에 도시한 러빙천 원단으로부터 러빙천을 마름질하는 과정을 나타내는 사시도이다.

도 11은 도 10에 도시한 러빙천에 의한 러빙 공정을 나타내는 개략적인 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 씨실 2 : 날실

100, 600 : 러빙천 원단 110, 115, 118 : 러빙 파일

112 : 러빙 필라멘트 150, 800 : 러빙천

300 : 러빙 롤러

상기 제1목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 러빙천은 다수개의 날실 및 상기 날실보다 짧은 길이를 갖는 다수개의 씨실을 서로 교차시킴으로서 형성되는 러빙천 원단; 및

상기 러빙천 원단의 일측면으로부터 연장되고, 1㎠ 당 28,500 내지 35,000개의 밀도를 갖는 다수개의 러빙 필라멘트들로 이루어지는 다수개의 러빙 파일들을 포함한다.

상기와 같은 제2목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치의 제조 방법은 a) 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터가 구동되도록 하는 전원 인가선, 상기 박막 트랜지스터로부터 출력된 전원이 인가되는 화소 전극이 형성된 TFT 기판을 제작하는 단계

b) 상기 TFT 기판과 결합되며 RGB 화소 및 공통 전극이 형성된 컬러 필터 기판을 제작하는 단계;

c) 상기 TFT 기판 및 컬러 필터 기판에 형성된 배향막의 상면에 다수개의 날실 및 상기 날실보다 짧은 길이를 갖는 다수개의 씨실을 서로 교차시킴으로서 형성되는 러빙천 원단과 상기 러빙천 원단의 일측면으로부터 연장되고, 1㎠ 당 28,500 내지 35,000개의 밀도를 갖는 러빙 필라멘트들로 이루어지는 다수개의 러빙 파일들을 포함하는 러빙천이 감겨진 러빙 롤러를 마찰시켜 배향홈을 형성하는 단계;

d) 상기 TFT 기판 및 상기 컬러 필터 기판을 어셈블리하는 단계; 및

e) 상기 TFT 기판 및 상기 컬러 필터 기판의 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함한다.

일 예로서, 상기와 같이 제조되는 액정표시장치는 전력인가시 상기 TFT 기판 및 상기 컬러 필터 기판과 평행한 방향으로 상기 액정이 배열되는 IPS 방식을 사용한다.

따라서, 길이가 긴 날실과 날실에 비하여 길이가 짧은 씨실이 직교되어 형성된 러빙천에 형성된 러빙 파일의 방향을 씨실과 평행하게 재배열하여 러빙 공정 중 발생되는 러빙 불량을 방지할 수 있고, 또한, 배향막의 길이에 상관없이 다양한 크기의 러빙천을 제작할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 러빙 파일을 구성하는 러빙 필라멘트의 밀도를 증가시킴으로서, 러빙 세기가 증가되고, 이는 액정표시장치의 광학적 특성을 개선시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 러빙천의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 8은 도 7에 도시한 러빙 파일을 나타내는 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 러빙천은 전체적으로 러빙천 원단(600) 및 러빙천 원단(600)의 일측에 형성된 러빙 파일(110)로 구성된다. 구체적으로, 러빙천 원단(600)은 날실(2), 날실(2)과 직교하는 씨실(1)이 교대로 교차되면서 짜여진 직물로 날실(2)은 씨실(1)에 비하여 길이가 길다. 러빙 파일(110)은 미세한 러빙 필라멘트(112)의 묶음이며, 러빙천 원단(600)의 일측으로 연장된다. 러빙 파일(600)은 브러시 등에 의하여 일정한 방향성을 갖는데, 러빙 파일(110)의 방향은 러빙천 원단(600)의 씨실(1) 방향으로 재배열된다. 이때, 러빙 파일(110)과 러빙천 원단(600)의 씨실(1)이 이루는 각도는 씨실(1)을 기준으로 ±30°이내인 것이 바람직하다. 이때, 씨실(1)과 러빙 파일(110)이 평행하도록 하는 것이 가장 바람직하다. 러빙 파일(110)을 이루는 러빙 필라멘트(112)의 재질은 레이온이며, 직경은 2.4 내지 2.6D(denier)이고, 러빙천의 전체 두께는 1.7 내지 1.9mm이다. 본 발명의 실시예에서는 러빙 필라멘트(112) 직경을 2.5D로 형성하고, 러빙천의 전체 두께를 1.8mm로 형성하였다. 이때, 러빙 필라멘트(112)의 밀도는 1㎠ 당 28,500 내지 35,000개이며, 본 발명의 실시예에서는 1㎠ 당 32,000개의 러빙 필라멘트(112)를 형성시킨다. 여기서, 러빙 파일(110)의 직경은 100D이며, 러빙 파일(110)의 밀도는 러빙 필라멘트(112)의 밀도에 비례한다.

러빙 파일(110)을 날실(2)에 비하여 길이가 짧은 씨실(1)과 평행하게 형성하는 것은 러빙 파일(110)을 길이가 긴 날실(2)에 평행하게 형성할 경우, 장력 조절이 일정하게 이루어지지 않아 러빙 파일(110)의 간격이 균일하지 않게 됨으로서, 러빙 공정 불량이 빈번하게 발생하기 때문이다. 이와 반대로, 러빙 파일(110)을 날실(2)에 비하여 길이가 짧은 씨실(1)과 평행하게 형성할 경우, 장력 조절을 일정하게 할 수 있어, 러빙 파일(110)의 간격이 불균일해지는 것을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.

이하, 러빙천을 제작하는 공정을 설명한 후, 러빙천으로 러빙 공정을 진행하는 과정을 설명하기로 한다.

첨부된 도 7을 참조하면, 길이가 매우 긴 날실(2)과 길이가 짧은 씨실(1)을 교차시켜 짠 러빙천 원단(600)에 소정 길이를 갖는 러빙 파일(110)이 형성된다. 이때, 러빙 파일(110)은 방향성 없이 러빙천 원단(600)에 형성된다. 이와 같이 러빙 파일(110)이 형성된 러빙천 원단(600)중 날실(2) 방향을 러빙천 원단(600)의 길이 방향이라 정의하기로 하고, 러빙천 원단(600)중 씨실(1) 방향을 러빙천 원단(600)의 폭 방향이라 정의하기로 한다.

이후, 도 9에 도시된 바와 같이 러빙천 원단(600)이 형성된 러빙 파일(110)은 러빙 벨트(710)에 의해 재배열된다. 이하, 재배열된 러빙 파일에 도면부호 118을 부여하기로 한다. 이때, 러빙 벨트(710)는 러빙천 원단(600)의 폭 방향으로 구비된다. 구체적으로 씨실(1)을 기준으로 씨실(1)과 ±30°이내의 각도를 이루는 방향으로 러빙 파일(110)의 방향을 재배열하는 러빙 벨트(710)가 구비되고, 러빙 벨트(710)를 구동시키는 2개의 풀리(720,730) 및 풀리(720,730)중 어느 하나를 회전시키는 구동장치(740)가 구비된다.

이후, 도 10에 도시된 바와 같이, 러빙 파일(118)이 재배열된 러빙천 원단(600)은 러빙천 원단(600)의 길이 방향으로 마름질되어 러빙천(800)이 제작된다. 구체적으로, 러빙천(800)은 도 11에 도시된 바와 같이 러빙 롤러(300)에 완전히 감겨지도록 마름질된다. 즉, 러빙천(800)은 러빙 롤러(300)의 원주면 길이와 대등한 폭과 러빙 롤러(300)의 길이와 대등한 길이를 갖는다. 이때, 앞서 정의된 러빙천 원단(600)의 폭 방향으로는 러빙 롤러(300)의 원주면 길이와 대등하도록 마름질되고, 앞서 정의된 러빙천 원단(600)의 길이 방향으로는 러빙 롤러(300)의 길이와 대등하도록 마름질되어 러빙천(800)이 제작된다.

이와 같은 방식에 의하여 러빙천(800)을 제작할 경우, 도 11에 도시된 바와 같이 배향막(400)에 러빙 공정을 진행하는 과정에서 러빙천(800)의 러빙 파일(115) 간격 불균일에 따른 스크래치가 발생하지 않게 된다.

또한, 배향막(400)의 크기가 커질 경우, 구체적으로, 러빙천 원단(600)의 폭보다 배향막(400)의 크기가 도면 부호 500과 같이 커지더라도 배향막(400)의 크기에 적합한 러빙천(800)을 얻을 수 있다. 이는 단지 러빙천 원단(600)의 길이 방향 마름질 길이만을 조절함으로써 구현된다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 러빙천을 이용하여 액정표시장치를 제작하는 과정을 설명하기로 한다.

먼저, 액정표시장치의 TFT 기판에는 박막 트랜지스터, 게이트 라인 및 데이터 라인은 물론 화소 전극까지 형성되어 있고, TFT 기판의 상면에는 평탄한 폴리이미드 막이 형성되어 있다. 그리고, 폴리이미드 막 상에 액정을 얼라인시키기 위한배향홈을 형성하는 러빙 공정이 진행된다. 이때, 러빙 공정은 러빙 롤러에 의하여 수행되는데, 러빙 롤러에는 러빙천이 부착된다.

러빙 롤러에 감겨진 러빙천은 길이가 매우 긴 날실과 길이가 짧은 씨실이 교차되면서 짜여진 직물로 씨실과 평행한 방향으로 러빙 파일이 배열된다. 러빙 파일은 폴리이미드 막과 마찰되면서 러빙 파일 방향으로 액정이 배열되는 홈이 형성된다.

이와 같은 과정은 컬러 필터 기판에도 반복된다. 이때, 컬러 필터 기판에 형성되는 액정 배향용 홈은 TFT 기판에 형성된 액정 배향용 홈과 소정 각도 틸트되어 액정의 배향에 따라 액정 디스플레이가 가능토록 한다.

이후, 컬러 필터 기판과 TFT 기판은 얼라인먼트 된 상태에서 액정이 컬러 필터 기판과 TFT 기판의 사이에 주입되어 액정표시패널이 제작되고 이후 액정표시패널에 다른 부품들이 조립되어 액정표시장치가 제작된다.

상기 러빙 공정의 조건 중 가장 기본이 되는 러빙 세기는 다음과 같은 식으로 간단하게 구할 수 있다.

여기서, 상기 식의 변수들은 다음과 같다.

그러나, 상기 수식에는 러빙천의 대한 변수를 고려하지 않았으며, 본 발명의 실시예와 같은 러빙천을 사용할 경우, 러빙 필라멘트의 밀도에 따라 러빙 세기가증가되며, 이는 액정표시장치의 광학적 특성 예를 들면, 잔상, 액정의 반응 속도, 대조 비율(contrast rate) 등이 개선된다. 상기와 같은 광학적 특성은 TN 방식의 액정표시장치보다 IPS 방식의 액정표시장치에서 현저하게 나타나는데, 이는 액정의 구동 방향에 관련한 것이다. 즉, TN 방식의 경우 액정의 배열이 전계가 인가될 경우 수직 방향으로 변하는 것에 반하여 IPS 방식의 경우 전계가 인가될 경우 액정의 방향이 기판에 수평한 방향으로 변하기 때문이다.

상기 광학적 특성의 개선 정도를 확인하기 위해 상기 실시예에 따른 러빙천을 사용하여 IPS 방식의 액정표시장치를 제조하고, 상기 액정표시장치의 광학적 특성과 종래의 특성을 비교하였다.

본 발명의 실시예에 따른 종래의 러빙천의 제원을 표 1에 보였다.

항목	비교예 1	비교예 2	실시예
재질	레이온	레이온	레이온
파일 직경	100 D	120 D	100 D
필라멘트 직경	2.5 D	3 D	2.5 D
필라멘트 밀도	28,000	24,000	32,000
전체 두께	1.8mm	1.8mm	1.8mm
커팅 방법	종방향	종방향	횡방향

표 1에서 커팅 방법은 러빙천 원단으로부터 러빙천을 마름질하는 방향을 의미한다.

상기 러빙천을 사용하여 제조한 액정표시장치의 광학적 특성 평가 결과는 표 2에 보였다.

평가 항목	평가 결과
라이징타임(rising time)	향상
휘도 (luminance)		사양	실시예	평가	종래
	화이트	170MIN/200MAX	248.52	향상	240.6
	블랙	-	0.58	향상	0.57
	대조 비율	350TYP	429.58	향상	422
	균일도	25%MAX	22.39%	향상	16.1%
색재현성	색도(중앙 부위)	실시예	평가	종래
	화이트	X	0.293~0.343	0.31	동일(양호)	0.309
		Y	0.314~0.364	0.33		0.325
		WL	-	230.1
	레드	X	0.609~0.659	0.63		0.632
		Y	0.329~0.379	0.35		0.351
		RL	-	56.02
	그린	X	0.297~0.329	0.3		0.298
		Y	0.556~0.606	0.57		0.574
		GL	-	149.3
	블루	X	0.118~0.168	0.14		0.143
		Y	0.077~0.127	0.09		0.093
		BL	-	26.28
	색재현성	62.17%	향상	61.57%
잔상	최대 2배 향상
신뢰성	고온 동작 수명 테스트-다이나믹(dynamic, 50℃, 250hr),고온 동작 수명 테스트-화이트(white, 50℃, 250hr); 평가 결과 양호

표 2에서 본 발명의 일 실시예에 따른 러빙천을 사용하는 경우 액정표시장치의 광학적 특성이 개선됨을 알 수 있다.

표 2을 참조하면, 라이징 타임은 액정의 응답 시간(response time)을 측정하기 위한 것으로서, 전압이 액정에 인가되어 전기장과 같은 방향으로 액정의 장축이 배열하여 준안정 상태에 이르는 시간으로 최대의 휘도를 100으로 최적화할 경우 휘도가 90%에서 10%로 변하는데 걸리는 시간이다.

그리고, 휘도가 향상됨을 알 수 있고, 대조 비율(contrast rate)가 향상되는 것을 알 수 있다. 대조 비율은 화면상에서 상이 얼마나 뚜렷하게 보이는지를 가름하는 척도로서 휘도의 차가 클수록 잘 보인다. 대조 비율은 액정표시장치의 정면 중앙에서 화이트 휘도의 값을 블랙 휘도로 나눈 값으로 정의한다. 따라서, 대조 비율이 향상된다는 것은 액정표시장치의 해상도가 향상된다는 것을 의미한다.

또한, 색재현성이 향상되고, 잔상이 남아있는 시간이 축소되었다. 그리고, 상기 액정표시장치의 신뢰성을 평가하기 위해 고온 동작 수명(High Temperature Operating Life ; HTOL) 테스트를 실시하였다. HTOL 테스트는 화면 패턴을 지속적으로 바꾸는 동적 상태와 백색 화면으로 고정시킨 상태에서 50℃, 250시간 동안 테스트하였으며, 평가 결과는 양호하였다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 길이가 긴 날실과 날실에 비하여 길이가 짧은 씨실이 직교되어 형성된 러빙천에 형성된 러빙 파일의 방향을 씨실과 평행하게 재배열하여 러빙 파일이 균일하게 분포되도록 함으로서, 러빙 공정 중 발생되는 러빙 불량을 방지할 수 있고, 또한, 배향막의 길이에 상관없이 다양한 크기의 러빙천을 제작할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 러빙 파일을 구성하는 러빙 필라멘트의 밀도를 증가시킴으로서, 러빙 세기가 증가되고, 이는 액정표시장치의 광학적 특성을 개선시키는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 다수개의 날실 및 상기 날실보다 짧은 길이를 갖는 다수개의 씨실을 서로 교차시킴으로서 형성되는 러빙천 원단; 및

   상기 러빙천 원단의 일측면으로부터 연장되고, 1㎠ 당 28,500 내지 35,000개의 밀도를 갖는 다수개의 러빙 필라멘트들로 이루어지는 다수개의 러빙 파일들을 포함하는 것을 특징으로 하는 러빙천.
2. 제1항에 있어서, 상기 러빙 파일들은 상기 씨실을 기준으로 -30 내지 +30°의 각도를 갖도록 얼라인되는 것을 특징으로 하는 러빙천.
3. a) 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터가 구동되도록 하는 전원 인가선, 상기 박막 트랜지스터로부터 출력된 전원이 인가되는 화소 전극이 형성된 TFT 기판을 제작하는 단계

   b) 상기 TFT 기판과 결합되며 RGB 화소 및 공통 전극이 형성된 컬러 필터 기판을 제작하는 단계;

   c) 상기 TFT 기판 및 컬러 필터 기판에 형성된 배향막의 상면에 다수개의 날실 및 상기 날실보다 짧은 길이를 갖는 다수개의 씨실을 서로 교차시킴으로서 형성되는 러빙천 원단과 상기 러빙천 원단의 일측면으로부터 연장되고, 1㎠ 당 28,500 내지 35,000개의 밀도를 갖는 러빙 필라멘트들로 이루어지는 다수개의 러빙 파일들을 포함하는 러빙천이 감겨진 러빙 롤러를 마찰시켜 배향홈을 형성하는 단계;

   상기 TFT 기판 및 상기 컬러 필터 기판을 어셈블리하는 단계; 및

   상기 TFT 기판 및 상기 컬러 필터 기판의 사이에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서, 전력 인가시 상기 TFT 기판 및 상기 컬러 필터 기판과 평행한 방향으로 상기 액정이 배열되는 IPS 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 러빙 파일들은 상기 씨실을 기준으로 -30 내지 +30°의 각도를 갖도록 얼라인되는 것을 특징으로 하는 러빙천.