KR20060001257A - 액정표시장치용 배향막 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공간의 제약을 줄일 수 있는 액정표시장치용 배향막 인쇄장치에 관한 것으로, 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지의 양측에 각각 구비된 가이드 레일; 상기 가이드 레일을 따라 이동하며, 상기 기판과 접촉하는 인쇄롤을 포함하여 구성되는 것이다.

액정표시장치, 배향막 인쇄장치, 스테이지, 인쇄롤

Description

액정표시장치용 배향막 인쇄장치{A alignment lavyer printing machine for a liquid crystal display device}

도 1은 종래 기술에 따른 배향막 형성을 위한 플렉소그래피 배향막 인쇄장치의 구성도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 배향막 인쇄장치의 단면도

도 3은 도 2의 상면도

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 배향막 인쇄장치를 사용한 배향막 형성 공정단면도

＊도면의 주요부에 대한 부호 설명

106 : 디스펜서 107 : 저장탱크

103 : 닥터롤 102 : 아닐록스롤

101 : 인쇄롤 112 : 고무판

200 : 가이드 레일 200a : 제 1 랙기어

200b : 제 2 랙기어 104 : 스테이지

105 : 기판 800 : 중심축

111 : 구동기어 106 : 디스펜서

108 : 공급라인

본 발명은 액정표시장치의 제조장비에 관한 것으로, 특히 스테이지를 고정시키고 인쇄롤을 상기 스테이를 따라 이동하도록 하여 공간의 제약을 줄일 수 있는 액정표시장치용 배향막 인쇄장치에 대한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이와 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어 졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.

따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되 기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

이와 같은 구조를 갖는 액정표시장치에서, 시야각을 향상시키기 위한 방법으로 하나의 픽셀(pixel)이 적어도 2개의 서로 다른 배향 방향을 갖는 멀티도메인(Multi-domain) 액정표시장치가 최근에 많은 관심을 받고 있다.

이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 공간을 갖고 합착된 제 1 및 제 2 유리 기판과, 상기 제 1 및 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막트랜지스터가 형성되어 있다.

그리고, 제 2 유리 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다.

이와 같은 상기 제 1 및 제 2 유리 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공 간을 갖고 시일재(sealant)에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정이 형성된다.

한편, 제 1 기판 및 제 2 기판의 마주보는 면에는 배향막이 형성되어 있어서, 상기 제 1 기판과 제 2 기판사이에 형성된 액정층의 모든 액정분자는 동일 방향으로 배향된다. 상기 배향막은 폴리이미드 재질을 사용하여 약 500∼1000Å의 두께로 형성된다. 상기 배향막을 형성하는 방식으로는 스핀 코팅(spin coating)이 이용되기도 하는데, 이 방식은 패턴을 형성한 후에 일정부분을 식각해야 하는 번거로움이 있다. 따라서 현재는 별도의 식각공정없이 원하는 패턴으로 직접 인쇄하는 플렉소그래피(Flexography) 방식을 채용하고 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 종래의 플렉소그래피 방식의 배향막 인쇄장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 배향막 형성을 위한 플렉소그래피 배향막 인쇄장치의 구성도이다.

종래의 배향막 인쇄장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 배향액인 폴리이미드 용액을 저장하는 저장탱크(7) 및 공급라인(8)을 통해 상기 저장탱크(7)로부터 상기 폴리이미드 용액을 일정하게 적하하는 디스펜서(6)와, 서로 맞물려 형성되어 상기 디스펜서(6)로부터 상기 폴리이미드 용액을 균일한 두께로 롤의 표면에 퍼지게 하는 닥터롤(3) 및 아닐록스롤(2)과, 상기 닥터롤(3)과 아닐록스롤(2)에 의해 균일한 두께로 형성된 상기 폴리이미드 용액을 공급받아 기판(5)에 전사하는 인쇄롤(7)과, 상기 인쇄롤(7)의 외주면에 부착된 고무판(12)과, 상기 기판(5)이 안착되는 스테이 지(4)를 구비하여 구성된다.

상기 아닐록스롤(2)상에는 질소가스(N₂)에 의해 상기 저장탱크(7)로부터 밀려나와 상기 디스펜서(6)를 통해 낙하되는 폴리이미드 용액이 보존된다. 상기 아닐록스롤(2)은 크롬이나 크롬/니켈도금의 재질로 이루어지며 피라미드 형태의 셀(cell)들이 대략 20㎛의 깊이로 형성되어 상기 폴리이미드 용액을 수용할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 닥터롤(3)은 상기 아닐록스롤(2)과 함께 회전하며, 상기 아닐록스롤(2)표면에 상기 폴리이미드 용액이 균일하게 유지될 수 있도록 한다. 또한, 상기 닥터롤(3)의 표면상에 장착된 닥터블레이드(미도시)는 상기 고무판(12)에 전사되는 폴리이미드 용액의 양을 제어한다.

한편, 상기 고무판(12)의 제조시 사용되는 수지제는 폴리부타디엔(polybutadien)계 수지로서, 상기 고무판(12)은 상기 인쇄롤(7)에 부착되며, 상기 스테이지(4)상의 기판(5)과 직접적으로 접촉하여 상기 폴리이미드 용액을 상기 기판(5)상에 전사시킨다. 여기서, 상기 고무판(12)상에는 소정의 패턴들이 형성되는데, 이 패턴들에는 소정 직경의 망점(relief)들이 소정 각도로 규칙적으로 배열되어 있다. 또한, 1 평방인치당 망점들의 라인 수에 따라 300 메시, 400 메시 및 500 메시로 분류되며, 배열각도는 45°, 75°로 나누어진다. 한편, 상기 망점들 사이에는 셀이 음각으로 파여져 상기 폴리이미드 용액을 수용할 수 있도록 되어 있으며, 깊이는 15∼20㎛ 정도이다.

즉, 상기 디스펜서(6)로부터 적하된 상기 폴리이미드 용액이 회전하고 있는 닥터롤(3)과 아닐록스롤 사이에 공급되면, 상기 닥터롤(3)의 닥터블레이드에 의해 고무판(12)에 전사되는 폴리이미드 용액의 양이 제어된 후, 상기 인쇄롤(7)에 부착된 고무판(12)의 패턴들에 공급된다. 그리고, 공급된 폴리이미드 용액은 상기 패턴들에 형성된 망점들 사이의 셀에 수용된다.

한편, 상기 스테이지(4)상에 진공 흡착된 상기 기판(5)은 상기 인쇄롤(7)의 회전과 동시에 전진하여 상기 고무판(12)의 패턴들의 셀로부터 폴리이미드 용액을 공급받아 배향막이 인쇄된다.

여기서, 상기 고무판(12)이 상기 기판(5)의 모든면에 접촉할 수 있도록, 상기 스테이지(4)는 자신의 길이보다 약 2배정도 긴 거리, 즉 도 1의 A구간에서 B구간까지를 이동하게 되는데, 이와 같은 상기 스테이지(4)의 긴 이동거리에 의해 종래의 배향막 인쇄장치는 작업장의 많은 공간을 차지하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 스테이지를 고정시키고, 인쇄롤을 상기 스테이지를 따라 움직이도록 하여 공간의 제약을 최소화할 수 있는 액정표시장치용 배향막 인쇄장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치용 배향막 인쇄장치는, 기판이 안착되는 스테이지; 상기 스테이지의 양측에 각각 구비된 가이 드 레일; 상기 가이드 레일을 따라 이동하며, 상기 기판과 접촉하는 인쇄롤을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배향막 인쇄장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 배향막 인쇄장치의 단면도이고, 도 3은 도 2의 상면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 배향막 인쇄장치는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배향액인 폴리이미드 용액을 저장하는 저장탱크(107) 및 공급라인(108)을 통해 상기 저장탱크(107)로부터 상기 폴리이미드 용액을 일정하게 적하하는 디스펜서(106)와, 서로 맞물려 형성되어 상기 디스펜서(106)로부터 상기 폴리이미드 용액을 균일한 두께로 롤의 표면에 퍼지게 하는 닥터롤(103) 및 아닐록스롤(102)과, 상기 닥터롤(103)과 아닐록스롤(102)에 의해 균일한 두께로 형성된 상기 폴리이미드 용액을 공급받아 기판(105)에 전사하는 인쇄롤(101)과, 상기 인쇄롤(101)의 외주면에 부착된 고무판(112)과, 상기 기판(105)이 안착되는 스테이지(104)와, 상기 스테이지(104)의 양측에 각각 설치된 가이드 레일(200)과, 상기 인쇄롤(101)의 양측에 형성된 중심축에 축결합되어 상기 가이드 레일(200)을 따라 이동하는 구동기어(111)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 각 가이드 레일(200)은 제 1 랙기어(200a) 및 제 2 랙기어(200b)로 구성된다. 상기 제 1 랙기어(200a)는 상하 방향으로 이동가능하며, 상기 제 2 랙기어(200b)는 고정되어 있다. 구체적으로, 상기 제 1 랙기어(200a)는 상방향으로 이동할 경우 상기 구동기어(111)와 맞물리게 되며, 하방향으로 이동할 경우 상기 구동기어(111)로부터 분리된다. 이를 위해서, 상기 제 1 랙기어(200a)의 하부에는 상기 제 1 랙기어(200a)를 상하방향으로 움직이기 위한 유압구동장치(도시되지 않음)가 더 구비된다.

한편, 상기 스테이지(104)는 상기 제 1 랙기어(200a) 사이에 구비되어 있으며, 상기 스테이지(104)는 상기 스테이지(104)의 로드(750)를 상하로 움직이는 구동부(도시되지 않음)에 의해 상하방향으로 움직인다.

그리고, 상기 고무판(112)은 상기 스테이지(104)에 안착된 기판(105)과 직접적으로 접촉하여 상기 폴리이미드 용액을 상기 기판(105)상에 인쇄하기 위한 것으로, 상기 고무판(112)에는 소정의 패턴들이 형성되어 있으며, 상기 패턴들에는 소정 직경의 망점(relief)들이 소정 각도로 규칙적으로 배열되어 있다. 또한, 1 평방인치당 망점들의 라인 수에 따라 300 메시, 400 메시 및 500 메시로 분류되며, 배열각도는 45°, 75°로 나누어진다. 한편, 상기 망점들 사이에는 셀이 음각으로 파여져 상기 폴리이미드 용액을 수용할 수 있도록 되어 있으며, 깊이는 15∼20㎛ 정도이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 액정표시장치용 배향막 인쇄장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 배향막 인쇄장치를 사용한 배향막 형성 공정단면도이다.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 구동기어(111)를 구동시켜 인쇄롤(101)을 제 1 랙기어(200a)상에 위치시킨후, 상기 구동기어(111)를 정지시킨다. 이때, 상기 구동기어(111)는 상기 제 1 랙기어(200a)와 맞물린 상태이고, 상기 구동기어(111)에 연결된 인쇄롤(101)은 닥터롤(103)과 접촉한 상태이다.

이어서, 상기 제 2 랙기어(200b)를 하방향으로 이동시켜, 상기 제 2 랙기어(200b)를 상기 구동기어(111)로부터 분리시킨다. 이후, 상기 구동기어(111)를 일방향으로 회전시켜 상기 아닐록스롤(102) 및 닥터롤(103)에 의해 균일하게 형성된 폴리이미드 용액을 상기 인쇄롤(101)의 외주면에 구비된 고무판(112)에 고르게 묻힌다. 상기 고무판(112)에 폴리이미드 용액을 묻히는 작업이 완료되면, 상기 구동기어(111)를 정지시킨다. 그리고, 기판(105)이 안착된 스테이지(104)를 상방향으로 이동시킨다.

다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 랙기어(200a)를 상방향으로 이동시켜, 상기 제 1 랙기어(200a)와 제 2 랙기어(200b)가 일방향으로 배열되도록 한다. 이때, 상기 제 1 랙기어(200a)는 상기 구동기어(111)와 서로 맞물리게 된다.

이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 랙기어(200a)와 맞물린 상기 구동기어(111)를 구동시켜, 상기 구동기어(111)가 제 1 랙기어(200a)를 경유하여 상기 제 2 랙기어(200b)를 따라 이동하도록 한다. 이때, 상기 제 2 랙기어(200b) 사이에 위치한 스테이지(104)상의 기판(105)이 상기 인쇄롤(101)의 고무판(112)과 접촉함에 따라, 상기 기판(105)상에는 상기 고무판(112)의 폴리이미드 용액이 인쇄된다.

다음으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 랙기어(200b)와 맞물린 구 동기어(111)를 정지시키고, 상기 스테이지(104)를 하방향으로 이동시킨다.

이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 구동기어(111)를 구동시켜, 상기 제 1 랙기어(200a)로 이동시킨다. 이때, 상기 스테이지(104)는 하방향으로 이동한 상태이므로, 상기 스테이지(104)에 안착된 기판(105)(폴리이미드가 인쇄된 기판(105))은 상기 인쇄롤(101)의 고무판(112)과 접촉하지 않는다. 따라서, 상기 기판(105)상에 상기 폴리이미드 용액이 두 번 인쇄되는 것을 방지할 수 있다. 이후, 상기 폴리이미드 용액이 인쇄된 기판(105)을 상기 스테이지(104)로부터 언로딩하고, 상기 폴리이미드 용액이 인쇄된 기판(105)을 60∼70℃의 핫 플레이트로 이송하여 균일한 두께를 가지도록 프리큐어 함으로써, 상기 기판(105)상에 배향막을 형성한다.

이와 같이, 상기 인쇄롤(101)은 상기 스테이지(104)에 안착된 기판(105)의 길이 만큼을 이동하게 되므로, 상기 인쇄롤(101)의 이동거리는 종래의 스테이지(104)의 이동거리보다 약 1/2 정도로 줄어들게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 액정표시장칭용 배향막 인쇄장치에는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 액정표시장치용 배향막 인쇄장치에서는, 인쇄롤이 고정된 스테이지를 따라 움직이면서 상기 스테이지에 안착된 기판상에 배향막을 인쇄한다. 따라서, 종래의 스테이지의 이동거리에 따른 공간의 제약을 극복할 수 있다.

Claims (7)

1. 기판이 안착되는 스테이지;

   상기 스테이지의 양측에 각각 구비된 가이드 레일;

   상기 가이드 레일을 따라 이동하며, 상기 기판과 접촉하는 인쇄롤을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 배향막 인쇄장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 인쇄롤의 양측에 형성된 중심축에 각각 축결합되고, 상기 가이드 레일을 따라 움직이는 구동기어를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 배향막 인쇄장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스테이지의 양측에 구비된 각 가이드 레일은 제 1 랙기어와 제 2 랙기어로 구성되며, 상기 제 1 랙기어는 상기 구동기어와 결합 및 분리가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 배향막 인쇄장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 스테이지는 상기 제 2 랙기어들 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 배향막 인쇄장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 스테이지는 상기 기판이 상기 인쇄롤과 접촉 및 이격가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 배향막 인쇄장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 인쇄롤의 외주면에는 상기 기판과 접촉하여 상기 기판상에 배향막을 형성하는 고무판이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 배향막 인쇄장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   배향막의 원료인 폴리이미드 용액을 균일한 두께로 형성하여 상기 인쇄롤의 고무판에 공급하기 위한 아닐록스롤 및 닥터롤을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 배향막 인쇄장치.

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