KR20070014667A - 액정 표시 장치의 러빙 장치 및 러빙 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 러빙 공정 불량을 극복하기 위한 액정표시장치의 러빙 장치 및 러빙 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 플렉시블(flexible) 기판의 러빙공정시 기판을 구부려서 러빙 포와 기판 전면이 동시에 접촉하도록 한다.

그러므로, 상기 기판의 플렉시블한 성질을 이용하여 기판 상부 표면은 상기 러빙 포와 한번에 전면 접촉하여 동시에 러빙 처리됨으로써 러빙 공정의 택트 타임(tact time)을 줄이고 제조 수율을 향상시키는 장점이 있으며, 기판 전면을 러빙 포와 접촉시킴으로써 러빙의 균일도(uniformity)가 향상되며, 액정 분자가 균일하게 정렬되어 화질을 향상시키는 큰 장점이 있다.

러빙 공정, 균일도, 플렉시블 기판

Description

액정 표시 장치의 러빙 장치 및 러빙 방법{Rubbing device for Liquid Crystal Display device and the rubbing method thereof}

도 1은 종래 기술에 따른 러빙장치의 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 러빙장치의 개략적인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 러빙 장치의 개략적인 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 러빙 장치의 단면도.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 의한 러빙장치의 개략적인 단면도로서, 러빙 순서를 보여주는 공정 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

110 : 플렉시블 기판 120 : 러빙 롤

130 : 러빙 포 140 : 러빙 롤 지지대

151 : 로봇암

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 러빙 공정 불량을 극복하기 위한 액정표시장치의 러빙 장치 및 러빙 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 저전압 구동, 풀 칼라(Full Color) 구현, 저소비 전력, 경박 단소 등의 특징으로 인해 시계, 계산기, PC용 모니터, 노트북 등에서 TV, 항공기용 모니터, 휴대 전화, 개인 휴대 단말기 등으로 그 영역이 확대되고 있다.

액정표시장치는 박막트랜지스터 어레이가 형성된 하부 기판과, 칼라필터 어레이가 형성된 상부 기판과, 상기 하부 기판 및 상부 기판사이에 형성된 액정층을 구비하여 구성된다.

즉, 상기 박막트랜지스터 어레이가 형성되는 하부 기판에는 복수개의 게이트 라인(Gate Line)들이 일정한 간격을 갖고 일방향으로 배열되고, 복수개의 데이터 라인(Data Line)들이 일정한 간격을 갖고 상기 게이트 라인들과 수직한 방향으로 배열되어 매트릭스(Matrix) 형태의 화소 영역이 형성되며, 상기 각 화소 영역에는 화소전극과 상기 게이트 라인의 신호에 따라 상기 데이터 라인의 데이터 신호를 상기 각 화소전극에 인가하는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 형성된다.

또한, 상기 칼라필터 어레이가 형성되는 상부 기판에는 상기 화소 영역을 제외한 부분에서 빛을 차광하기 위한 형성되는 블랙매트릭스(Black Matrix)와, R(Red). G(Green). B(Blue) 색상을 구현하기 위한 칼라필터층(Color Filter)과, 상기 화소전극에 전기적인 위상차를 만들기 위한 공통전극이 형성된다. 그리고, 상기와 같은 상부기판과 하부 기판이 일정 공간을 갖고 합착되고 이들 사이에 액정층이 형성된다.이와 같은 액정표시장치에서 사용되는 액정은 고체와 액체의 중간상으로 질서도와 같은 고체의 성질과 유동성과 같은 액체의 성질을 함께 가지고 있는데, 상기 박막트랜지스터(Thin Flim Transistor)에 의한 제어신호의 스위칭(Switching)에 따라 상기 액정의 정렬이 바뀌는 방법을 이용하여 광의 투과도를 조절함으로써 영상으로 구현된다.

이때, 상기 액정의 정렬은 액정물질 자체의 특성뿐만 아니라 대향하는 상기 두 기판 상의 화소 전극과 공통 전극 상에 각각 형성된 배향막의 특성에 따라 결정된다.

상기 배향막은 일반적으로 유기 고분자 물질인 폴리이미드(Polyimide) 등을 사용하여 다음과 같은 방법으로 형성된다.

먼저, 상기 배향막 형성 공정은, 박막트랜지스터 어레이가 형성되거나, 컬러필터 어레이가 형성된 기판 상부에 폴리아믹산(Polyamic Acid) 용액이나 가용성 폴리이미드 용액을 도포하고, 60℃ ~ 80℃ 에서 용제를 날린 후, 80℃ ~ 200℃에서 경화시켜 폴리이미드 막을 형성한다.

그리고, 상기 기판 상에 형성된 상기 폴리이미드 막을 헝겊과 같은 천을 이용하여 기계적으로 러빙(Rubbing)시켜 상기 폴리이미드 막에 액정 배향성을 갖게 한다.

이와 같은 방법으로 형성된 상기 배향막을 구비하고 마주 보도록 합착된 두 개의 기판 사이에 형성된 액정은 상기 배향막을 따라 정렬되는 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 상기 러빙공정은 상기 폴리이미드 막에 액정 배향성을 갖추기 위한 것으로, 기판 상에 형성된 상기 폴리이미드 막과 상기 천의 마찰에 의해 액정 배향 성이 부여된다.

이러한 러빙공정 중 외부로부터 다른 이물질이 상기 폴리이미드 막과 상기 천 사이에 투입될 경우 상기 이물질에 의한 액정 배향성의 불균일성이 발생하기 때문에 상기 액정배향에 불량이 발생한다. 따라서, 상기 러빙공정은 청결하게 이루어져야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래기술에 따른 러빙 장치 및 그 방법에 관해 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 러빙장치의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 러빙 장치는 기판(11)을 지지하고 롤러(Roller)(18)에 의해 이동되는 테이블(17)과, 상기 기판(11)면에 구동축이 평행한 원통형으로 형성되어 구동부(도시하지 않음)로부터 동력을 전달받아 고속으로 회전하는 러빙롤(Rubbing Roll)(12)과, 상기 러빙롤(12)의 외주면에 감긴 러빙포(13)를 포함하여 구성된다.

도시하지는 않았지만, 상기 러빙장치를 둘러싸고 있는 외부 보호막이 있어서 외부로부터의 이물질의 유입을 방지하여 상기 러빙 장치의 청결을 유지시킨다.

여기서, 상기 테이블(17)은 재질이 세라믹으로 되어 있고, 상기 테이블(17)의 상부에는 일정 간격 진공홀(Vacuum hall)(도시하지 않음)이 형성되어 있어서, 러빙 시 진공으로 상기 기판(11)을 고정할 수 있다.

따라서, 종래 기술의 러빙장치는 상기 기판(11)을 러빙되어야 할 방향에 따 라 다양한 각도로 상기 테이블(17) 상에 위치시킬 수도 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 러빙장치의 개략적인 단면도로서, 종래 기술의 러빙장치는 구동부의 회전동력을 전달받아 고속으로 회전하는 상기 러빙롤(12)이 상기 기판의 두께에 상응하는 높이에 고정되어 있고, 상기 기판(11)이 상기 테이블(17)의 이동 의해 일방향으로 전진하는 과정에서 상기 기판(11)의 상부 표면이 상기 러빙포(13)에 마찰됨으로써 러빙된다.

즉, 종래의 경우 상기 러빙롤(12)과 기판의 간격을 항상 일정하게 유지한 상태에서 상기 러빙롤의 회전수(RPM)를 소정 수치로 고정한 후 러빙을 실시하였다.

이때, 상기 러빙롤(12)에 양면 테이프(14) 등을 이용하여 러빙포(13)를 부착시킨다.

또한, 상기 테이블(17)은 상기 롤러(도 1의 18)에 의해 직선 이동될 수도 있지만, 샤프트(Shaft)에 의해 직선 이동될 수도 있다.

따라서, 종래 기술의 러빙 장치는 직선으로 이동되는 테이블의 이동에 따라 상기 테이블(17) 상에 위치한 기판의 상부 표면을 러빙시킬 수 있다.

그러나, 앞서 설명한 종래 기술의 러빙 장치를 이용하여 수평한 기판의 상부 표면을 러빙을 할 때, 러빙 포의 각도, 러빙 롤러의 회전 속도, 마크(mark) 폭, 스테이지 이동 속도 등을 조절하여 러빙해야 하는데, 이와 같이 종래 러빙하는 방법은 러빙 공정의 택트 타임(tact time)을 증가시켜 제조 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 종래의 러빙 방법은 대면적의 기판 일부분씩 러빙 포와 접촉시킴으로써 러빙의 균일도(uniformity)가 떨어지며, 이는 액정 분자의 정렬도가 위치에 따 라 일정하지 않아 화질 불량을 일으키는 문제점이 있다.

본 발명은 플렉시블(flexible) 기판의 러빙공정시 기판을 구부려서 러빙 포와 기판 전면이 동시에 접촉하는 액정 표시 장치의 러빙 장치 및 러빙 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 러빙 장치는, 회전하는 러빙롤과; 상기 러빙롤의 외주면에 감긴 러빙포와; 상기 러빙롤의 외주면과 일정한 거리를 가지는 기판과; 상기 기판을 지지하는 로봇암;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 로봇암은 상기 기판의 양측을 집게로 집는 것을 특징으로 한다.

상기 기판은 플렉시블(flexible) 기판인 것을 특징으로 한다.

상기 플렉시블 기판은 PC(PolyCarbonate), PES(PolyEtherSulfonate)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 로봇암은 상,하,좌,우,전,후로 이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 러빙 방법은, 러빙포가 외주면에 감긴 러빙 롤을 준비하는 단계와; 기판의 양측을 로봇암으로 잡는 단계와; 상기 로봇암으로 상기 기판을 구부리는 단계와; 상기 기판을 상기 러빙 포와 접촉시키는 단계와; 상기 러빙 롤을 회전시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 기판을 상기 러빙 포와 접촉시키는 단계에 있어서, 상기 기판의 전면이 상기 러빙 포와 접촉하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 러빙 장치를 설명하기 위한 실시예이다.

도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 러빙 장치의 개략적인 사시도이고, 도 4는 러빙 장치의 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 러빙 장치는 구동부(도시하지 않음)로부터 동력을 전달받아 고속으로 회전하는 러빙롤(Rubbing Roll)(120)과, 상기 러빙롤(120)의 외주면에 감긴 러빙포(130)를 포함하며, 상기 러빙롤(120)을 지지하는 러빙롤 지지부(140)가 더 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 러빙 장치는 플렉시블 기판(110)과, 상기 플렉시블 기판(110)을 구부리고 지지하기 위하여, 상기 플렉시블 기판(110)의 양측을 고정하는 로봇암(151)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 로봇암(151)은 상기 플렉시블 기판(110)의 양측을 지지하도록 집게 형태로 이루어진다.

상기 로봇암(151)은 상기 플렉시블 기판(110)이 휘어지도록 구부릴 수 있다.

그리고, 상기 구부러지는 플렉시블 기판(110)은 PC(PolyCarbonate), PES(PolyEtherSulfonate) 등의 재료로 형성되며, 글래스 기판에 비해 1/3 정도의 두께를 가지므로 휘어지거나 구부러지는 특성을 가진다.

상기 플렉시블 기판(110) 상에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor;TFT) 또는 컬러 필터 등이 형성되며, 상기 플렉시블 기판(110) 최상층 전면에는 폴리이미드(Polyimide)와 같은 배향 물질이 형성되어 있다.

상기 플렉시블 기판(110)은 상기 로봇암(151)에 의해서 구부러지는데 상기 러빙 롤(120) 원통의 중심에서 일정한 반경(R)을 가지도록 구부러진다.

여기서, 상기 플렉시블 기판의 상, 하 길이(d)는 π(r+α)보다 작게 형성하는 것이 바람직하다(여기서, r은 러빙 롤의 반경이고 α은 러빙 포를 고려한 오차).

또한, 도시하지는 않았지만, 상기 러빙장치를 둘러싸고 있는 외부 보호막이 있어서 외부로부터의 이물질의 유입을 방지하여 상기 러빙 장치의 청결을 유지시킨다.

상기 본 발명에 의한 러빙 장치는 상기 기판(110)을 러빙되어야 할 방향에 따라 다양한 각도로 위치시킬 수도 있다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 의한 러빙장치의 개략적인 단면도로서, 러빙 순서를 보여주는 공정 순서도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 플렉시블 기판(110) 상에는 폴리이미드 등과 같은 배향 물질(도시되지 않음)이 형성되고, 상기 플렉시블 기판(110)의 양측은 로봇암(151)에 의해 고정 및 지지되어 있다.

이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 플렉시블 기판(110)의 양측을 집게로 지지하는 로봇암(151)에 의해 상기 플렉시블 기판(110)이 구부러진다.

이때, 상기 플렉시블 기판(110)은 러빙 롤(120)의 외주면에 대하여 일정한 거리를 가지도록 구부러진다.

즉, 상기 플렉시블 기판(110)은 상기 러빙 롤(120)의 중심축에서 일정 거리(R)를 가지며 구부러진다.

도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 플렉시블 기판(110)은 상기 러빙 롤(120)과 일정한 거리를 유지하며 접근하여 러빙 포(130)와 접촉하게 된다.

그리고, 상기 러빙 롤(120)이 고속으로 회전하게 됨으로써 상기 러빙 포(130)에 의해 상기 플렉시블 기판(110)의 상부 표면을 러빙시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 러빙 방법에 의하면 상기 기판의 플렉시블한 성질을 이용하여 기판 상부 표면은 상기 러빙 포(130)와 한번에 전면 접촉하여 동시에 러빙 처리됨으로써 러빙 공정의 택트 타임(tact time)을 줄이고 제조 수율을 향상시키는 장점이 있다.

그리고, 상기 러빙 공정은 기판 전면을 러빙 포와 접촉시킴으로써 러빙의 균일도(uniformity)가 향상되며, 액정 분자가 균일하게 정렬되어 화질을 향상시키는 장점이 있다.

이상 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 러빙 장치 및 러빙 방법은 언급한 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치의 러빙 장치 및 러빙 방법에 의하면 상기 기판의 플렉시블한 성질을 이용하여 기판 상부 표면은 상기 러빙 포와 한번에 전면 접촉하여 동시에 러빙 처리됨으로써 러빙 공정의 택트 타임(tact time)을 줄이고 제조 수율을 향상시키는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 러빙 공정은 기판 전면을 러빙 포와 접촉시킴으로써 러빙의 균일도(uniformity)가 향상되며, 액정 분자가 균일하게 정렬되어 화질을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 회전하는 러빙롤과;

   상기 러빙롤의 외주면에 감긴 러빙포와;

   상기 러빙롤의 외주면과 일정한 거리를 가지는 기판과;

   상기 기판을 지지하는 로봇암;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 러빙 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 로봇암은 상기 기판의 양측을 집게로 집는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 러빙 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 기판은 플렉시블(flexible) 기판인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 러빙 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 플렉시블 기판은 PC(PolyCarbonate), PES(PolyEtherSulfonate)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 러빙 장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 로봇암은 상,하,좌,우,전,후로 이동하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 러빙 장치.
6. 러빙포가 외주면에 감긴 러빙 롤을 준비하는 단계와;

   기판의 양측을 로봇암으로 잡는 단계와;

   상기 로봇암으로 상기 기판을 구부리는 단계와;

   상기 기판을 상기 러빙 포와 접촉시키는 단계와;

   상기 러빙 롤을 회전시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 러빙 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 기판을 상기 러빙 포와 접촉시키는 단계에 있어서,

   상기 기판의 전면이 상기 러빙 포와 접촉하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 러빙 방법.

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