KR100820105B1 - A means of rubbing a big size substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 대면적 액정패널을 구성하는 대면적 기판에 러빙공정(Rubbing process)을 진행하는 러빙수단에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a rubbing means for performing a rubbing process on a large area substrate constituting a large area liquid crystal panel.
대면적 기판의 가로방향의 길이와 동일한 러빙롤러에 동일한 크기로 절단된 다수개의 러빙포를 일방향으로 감는다.A plurality of rubbing cloths cut in the same size are wound in one direction on a rubbing roller having the same length in the transverse direction of the large area substrate.
상기 절단된 러빙포는 러빙포의 포결에 따라 절단한 것이다.The cut rubbing cloth is cut according to the trapping of the rubbing cloth.
상기 다수개의 러빙포가 감겨진 러빙롤러(rubbing roller)를 이용하면 대면적 기판에 대해 러빙불량없이 러빙공정을 진행할 수 있다.
By using a rubbing roller in which the plurality of rubbing cloths are wound, a rubbing process may be performed on a large area substrate without rubbing defects.
Description
도 1은 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고,1 is a view schematically showing a liquid crystal display device;
도 2는 액정표시장치를 제작하는 순서를 나타낸 흐름도이고,2 is a flowchart illustrating a procedure of manufacturing a liquid crystal display device;
도 3은 종래에 따른 러빙수단과 기판을 도시한 도면이고,3 is a view showing a rubbing means and a substrate according to the prior art,
도 4는 러빙포를 도시한 도면이고,4 is a view showing a rubbing cloth,
도 5는 본 발명에 따른 러빙포를 도시한 도면이고,5 is a view showing a rubbing cloth according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 러빙포가 감겨진 러빙롤러를 도시한 도면이고, Figure 6 is a view showing a rubbing roller wound rubbing cloth according to the present invention,
도 7은 본 발명에 따른 러빙수단과, 러빙수단에 의해 러빙공정이 진행된 대면적 기판을 도시한 도면이다.
7 is a view showing a rubbing means according to the present invention and a large area substrate in which a rubbing process is performed by the rubbing means.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
102 : 절단된 러빙포 104 : 러빙롤러102: cutting the rubbing cloth 104: rubbing roller
200 : 기판 202 : 절단선200: substrate 202: cutting line
204 : 러빙수단 206 : 배향막
204: rubbing means 206: alignment film
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 대면적 액정패널을 구성하는 대면적 기판을 러빙(rubbing)하는 러빙수단에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to rubbing means for rubbing a large area substrate constituting a large area liquid crystal panel.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.In general, the driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상을 표현하게 된다.Accordingly, if the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular arrangement direction of the liquid crystal by optical anisotropy to express an image.
상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판(상부기판)과 화소전극이 형성된 어레이기판(하부기판)과, 상부 및 하부기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.The liquid crystal display includes a color filter substrate (upper substrate) on which a common electrode is formed, an array substrate (lower substrate) on which a pixel electrode is formed, and a liquid crystal filled between upper and lower substrates. The liquid crystal is driven by an electric field applied up and down by the pixel electrode, so that the characteristics such as transmittance and aperture ratio are excellent.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD)가 가장 주목받고 있다.Currently, an active matrix liquid crystal display (AM-LCD: Active Matrix LCD) in which a thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner is attracting most attention.
이하, 도 1을 참조하여 액정표시장치의 구성을 개략적으로 설명한다.Hereinafter, a configuration of the liquid crystal display device will be described with reference to FIG. 1.
도시한 바와 같이, 일반적인 컬러 액정표시장치(11)는 블랙매트릭스(6)와 서 브컬러필터(적,녹,청)(8)를 포함한 컬러필터(7)와, 컬러필터 상에 투명한 공통전극(18)이 형성된 상부기판(5)과, 화소영역(P)과 화소영역 상에 형성된 화소전극(17)과 스위칭소자(T)를 포함한 어레이배선이 형성된 하부기판(22)으로 구성되며, 상기 상부기판(5)과 하부기판(22) 사이에는 액정층(14)이 충진되어 있다.As shown, a general color liquid
상기 하부기판(22)은 어레이기판이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 형성된다.The
상기 화소영역(P)은 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 교차하여 정의되는 영역이다. 상기 화소영역(P)상에 형성되는 화소전극(17)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성 금속을 사용한다. The pixel area P is an area defined by the
액정표시장치는 상기 화소전극(17)상에 위치한 액정층(14)이 상기 박막트랜지스터(T)로 부터 인가된 신호에 의해 배향 되고, 상기 액정층의 배향 정도에 따라 상기 액정층(14)을 투과하는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표현할 수 있다.In the liquid crystal display, the
이하, 도 2의 흐름도를 참조하여 전술한 액정표시장치의 제작공정을 개략적으로 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of the above-described liquid crystal display device will be described with reference to the flowchart of FIG. 2.
도 2는 일반적으로 적용되는 액정셀의 제작 공정을 도시한 흐름 도로써, st1 단계에서는 먼저 하부기판을 준비한다. 상기 하부기판에는 스위칭 소자로 다수개의 박막 트랜지스터(TFT)가 배열되어 있고, 상기 TFT와 일대 일 대응하여 화소전극이 형성되어 있다. FIG. 2 is a flow diagram illustrating a manufacturing process of a liquid crystal cell that is generally applied. In the st1 step, a lower substrate is first prepared. A plurality of thin film transistors (TFTs) are arranged on the lower substrate as switching elements, and pixel electrodes are formed in one-to-one correspondence with the TFTs.
st2 단계는 상기 하부기판 상에 배향막을 형성하는 단계이다.The st2 step is to form an alignment layer on the lower substrate.
상기 배향막 형성은 고분자 박막의 도포와 러빙(Rubbing)공정을 포함한다. 상기 고분자 박막은 통상 배향막이라 하고, 하부기판 상의 전체에 균일한 두께로 도포되어야 하고, 러빙 또한 균일해야 한다. Formation of the alignment layer includes coating and rubbing of the polymer thin film. The polymer thin film is generally referred to as an alignment layer, and should be coated with a uniform thickness over the entire lower substrate, and rubbing should be uniform.
상기 러빙은 액정의 초기 배열방향을 결정하는 주요한 공정으로, 상기 배향막의 러빙에 의해 정상적인 액정의 구동이 가능하고, 균일한 디스플레이(Display)특성을 갖게 한다.The rubbing is a main process of determining the initial alignment direction of the liquid crystal. The rubbing of the alignment layer enables the normal liquid crystal to be driven and has a uniform display characteristic.
일반적으로 배향막은 유기질의 유기 배향막인 폴리이미드(polyimide) 계열이 주로 쓰이고 있다.In general, a polyimide series, which is an organic organic alignment layer, is mainly used for the alignment layer.
러빙공정은 천을 이용하여 배향막을 일정한 방향으로 문질러주는 것을 말하며, 러빙 방향에 따라 액정 분자들이 정렬하게 된다.The rubbing process refers to rubbing the alignment layer in a predetermined direction using a cloth, and the liquid crystal molecules are aligned according to the rubbing direction.
st3 단계는 씰 패턴(seal pattern)을 인쇄하는 공정을 나타낸다.The st3 step represents a process of printing a seal pattern.
액정 셀에서 씰 패턴은 액정 주입을 위한 갭(gap) 형성과 주입된 액정을 새지 않게 하는 두 가지 기능을 한다. 상기 씰 패턴은 열 경화성 수지를 일정하게 원하는 패턴으로 형성시키는 공정으로, 스크린 인쇄법이 주류를 이루고 있다.The seal pattern in the liquid crystal cell has two functions of forming a gap for liquid crystal injection and preventing leaking of the injected liquid crystal. The seal pattern is a step of uniformly forming a thermosetting resin into a desired pattern, and screen printing has become mainstream.
st4 단계는 스페이서(Spacer)를 산포하는 공정을 나타낸다.The st4 step represents a process of dispersing a spacer.
액정 셀의 제조공정에서 상부기판과 하부기판 사이의 갭을 정밀하고 균일하게 유지하기 위해 일정한 크기의 스페이서가 사용된다. 따라서, 상기 스페이서 산포시 하부기판에 대해 균일한 밀도로 산포해야 한다.In the manufacturing process of the liquid crystal cell, a spacer having a constant size is used to maintain a precise and uniform gap between the upper substrate and the lower substrate. Therefore, the spacer should be distributed at a uniform density with respect to the lower substrate.
상기 스페이서 산포 공정이 끝나면, 컬러필터 기판인 상부기판과 박막 트랜 지스터 배열 기판인 하부기판의 합착공정으로 진행된다(st5). After the spacer spreading process is completed, the process proceeds to the bonding process of the upper substrate as the color filter substrate and the lower substrate as the thin film transistor array substrate (st5).
상부기판과 하부기판의 합착 배열은 각 기판의 설계시 주어지는 마진(Margin)에 의해 결정되는데, 보통 수 μm의 정밀도가 요구된다. 두 기판의 합착 오차범위를 벗어나면, 빛이 새어나오게 되어 액정 셀의 구동시 원하는 화질 특성을 기대할 수 없다.The joining arrangement of the upper substrate and the lower substrate is determined by the margin given in the design of each substrate, and usually a precision of several μm is required. If the two substrates are out of the bonding error range, light leaks out, so that the desired image quality characteristics cannot be expected when the liquid crystal cell is driven.
st6 단계는 상기 st1 내지 st5 단계에서 제작된 액정 셀을 단위 셀로 절단하는 공정이다. 일반적으로 액정 셀은 대면적의 유리기판에 다수개의 액정 셀을 형성한 후 각각 하나의 액정 셀로 분리하는 공정을 거치게 되는데, 이 공정이 셀 절단 공정이다.The st6 step is a step of cutting the liquid crystal cell prepared in the st1 to st5 step into a unit cell. In general, a liquid crystal cell undergoes a process of forming a plurality of liquid crystal cells on a large area glass substrate and then separating them into a single liquid crystal cell, which is a cell cutting process.
셀 절단 공정은 유리기판 보다 경도가 높은 다이아몬드 재질의 펜으로 기판 표면에 절단선을 형성하는 제 1 절단공정인 스크라이브(Scribe)공정(이하,"틈 형성 공정"이라 칭함)과 힘을 가해 절단하는 제 2 절단공정인 브레이크(Break) 공정(이하,"절단공정"이라 칭함)으로 이루어진다.The cell cutting process is a diamond pen having a hardness higher than that of a glass substrate, which is a first cutting process for forming a cutting line on a substrate surface (hereinafter referred to as a “slit formation process”) and a force applied for cutting. It consists of a break process (henceforth a "cutting process") which is a 2nd cutting process.
st7 단계는 각 단위 셀로 절단된 액정 셀에 액정을 주입하는 단계이다.The st7 step is a step of injecting liquid crystal into the liquid crystal cell cut into each unit cell.
단위 액정 셀은 수백 cm2의 면적에 수 μm의 갭을 갖는다. 따라서, 이런 구조의 셀에 효과적으로 액정을 주입하는 방법으로 셀 내외의 압력차를 이용한 진공 주입법이 가장 널리 이용된다.The unit liquid crystal cell has a gap of several μm in an area of several hundred cm 2 . Therefore, the vacuum injection method using the pressure difference between the inside and outside of the cell is most widely used as a method of effectively injecting the liquid crystal into the cell of this structure.
전술한 바와 같은 방법으로 액정표시장치를 제작할 수 있으며, 전술한 러빙공정 중 현 공정에서는 기판 사이즈에 러빙포가 대응하기 때문에 문제가 되지 않지 만 기판 사이즈가 클수록 러빙포의 사이즈에 한계가 있기 때문에, 러빙포 제작 과정에서 포결의 수직으로 절단하여 사이즈를 맞추려 하고 있지만, 절단시에 절단면에 발생하는 포결의 불균일성으로 인해 러빙 스크래치(rubbing scratch)가 발생하는 문제점이 있다.A liquid crystal display device can be manufactured by the above-described method, and since the rubbing cloth corresponds to the substrate size in the current step of the rubbing process, it does not matter, but the rubbing size is limited because the larger the substrate size, the rubbing. In the fabrication process, the fabric is cut vertically to fit the size, but there is a problem in that rubbing scratches occur due to the nonuniformity of the aeration generated on the cutting surface.
이하, 도 3과 4를 참조하여 설명한다.A description with reference to FIGS. 3 and 4 is as follows.
도 3은 기판과 러빙포를 감은 러빙롤러(rubbing roller)를 도시한 도면이고, 도 4는 러빙포를 도시한 도면이다.3 is a view illustrating a rubbing roller wound around a substrate and a rubbing cloth, and FIG. 4 is a view illustrating a rubbing cloth.
도시한 바와 같이, 러빙공정은 러빙포(30)가 감긴 러빙롤러(32)를 배향막(40)이 도포된 기판(22)의 상부에서 일 방향(24)으로 움직이면서 진행되며, 상기 러빙포(30)의 표면형상에 의해 상기 배향막(40)의 표면에 소정의 각을 가지는 미세한 홈(미도시)이 형성되도록 함으로써 진행된다.As shown in the drawing, the rubbing process is performed while moving the
이때, 도 4에 도시한 바와 같이, 현재 사용되는 러빙포(30)의 크기는 도시한 바와 같이 대면적 기판에 사용하기에 그 가로방향(Ⅰ-Ⅰ절단방향)으로의 길이가 짧다. 이를 해결하기 위해 상기 러빙포(30)를 세로방향(Ⅱ-Ⅱ절단방향)으로 잘라서, 상기 세로방향(Ⅱ-Ⅱ절단방향)으로 러빙롤러(32)를 감아 사용하는 방법을 생각해 볼 수 있으나, 이와 같이 하면 포결(가로방향)의 수직으로 절단되기 때문에 절단시에 포결의 불균일성을 초래하게 된다.At this time, as shown in Figure 4, the size of the currently used rubbing
상기 포결이 불균일해진 절단면(Ⅱ-Ⅱ절단방향)이 롤러에 감겨지게 되므로 오히려 기판의 표면에 러빙 스크래치가 발생하는 문제를 남길 뿐이다.Since the cutting surface (II-II cutting direction) in which the aeration is uneven is wound on the roller, it merely leaves a problem of rubbing scratches on the surface of the substrate.
상기 러빙 스크래치는 액정의 배향불량을 유발하기 때문에 액정패널의 화질 을 저하하는 원인이 된다.The rubbing scratches cause a misalignment of the liquid crystals, thereby degrading the image quality of the liquid crystal panel.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 면포(cotton)를 사용할 수 있으며, 상기 면포를 사용할 시에는 사이즈의 대응은 가능하지만 면에 의한 이물 발생이 존재하기 때문에, 현재에는 면을 사용하지 않는다.
In order to solve such a problem, a cotton cloth can be used, and when using the cotton cloth, a size can be corresponded, but since foreign substances are generated by cotton, cotton is not used at present.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 목적으로 안출된 것으로, 대면적 기판에 정의된 패널면 수에 따라 러빙포를 분할하여, 분할된 러빙포를 단일한 러빙롤러에 평행하게 감아 러빙공정을 진행하는 방법을 제안한다.The present invention has been made for the purpose of solving the problems as described above, by dividing the rubbing cloth according to the number of panel surface defined in the large-area substrate, winding the divided rubbing cloth parallel to a single rubbing roller rubbing process Suggest how to proceed.
이와 같이 하면, 대면적 기판에 러빙불량 없이 러빙공정을 진행할 수 있다.
In this manner, the rubbing process can be performed without rubbing defects on the large-area substrate.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 러빙수단은 1m×1m이상의 대면적 기판의 가로방향과 동일한 크기를 가지는 회전롤러와; 상기 회전롤러에 일 방향으로 감긴 소정면적의 다수의 러빙포를 포함한다.Rubbing means according to the present invention for achieving the above object is a rotary roller having the same size as the transverse direction of a large area substrate of 1m × 1m or more; It includes a plurality of rubbing cloth of a predetermined area wound in one direction on the rotary roller.
이때, 상기 다수의 러빙포는 일정한 가로길이와 세로길이를 가지고 제작된 대면적의 러빙포를 포결의 방향으로 절단하여 제작한다.
또한 다수의 러빙포는 각각 소정거리의 이격간격을 가지며, 상기 이격간격은 상기 기판의 더미영역에 대응하도록 한다.At this time, the plurality of rubbing cloth is produced by cutting a large area of the rubbing cloth produced with a constant horizontal length and vertical length in the direction of the ablation.
In addition, each of the plurality of rubbing cloths has a spacing interval of a predetermined distance, and the spacing interval corresponds to the dummy area of the substrate.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
-- 실시예--Example
본 발명의 특징은 현재 제작되고 있는 소정 면적의 러빙포를 포결의 방향으로 즉, 러빙포의 가로방향으로 분리하여 이를 각각 단일한 러빙롤러에 서로 평행하게 감아 대면적 기판에 러빙공정을 진행하는 것을 특징으로 한다. A characteristic of the present invention is to separate the rubbing cloth of a predetermined area which is currently manufactured in the direction of sacking, that is, in the transverse direction of the rubbing cloth, and to wind the rubbing process on a large area substrate by winding them in parallel with each other on a single rubbing roller. It features.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 러빙포와, 상기 러빙포를 감은 러빙롤러(rubbing roller)를 도시한 도면이다.5 and 6 are views showing a rubbing roller and a rubbing roller wound around the rubbing cloth according to the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 현재 제작되고 있는 대면적의 러빙포(100)를 포결을 따라 즉, 러빙포의 가로방향으로 잘라 동일한 면적의 러빙포(102)를 다수개 제작한다.As shown in FIG. 5, the large area of the rubbing
예를 들어, 1000 ×1200의 기판사이즈에 18.1인치가 3 ×3으로 배열되어 있다면 상기 러빙포를 3분할 하면 된다.For example, if 18.1 inches are arranged in 3x3 at the substrate size of 1000x1200, the rubbing cloth may be divided into three.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 분할된 러빙포(102)를 러빙롤러(104)에 일 향으로 감는다.As shown in FIG. 6, the divided rubbing
이때, 상기 러빙롤러(104)에 감겨진 러빙포와 러빙포 사이(D)는 대면적 유리기판(미도시)의 더미영역에 대응되기 때문에 러빙공정을 진행함에 있어서 아무런 문제가 없다.At this time, since the rubbing cloth wound around the rubbing
이하, 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 전술한 바와 같은 러빙포가 감겨진 러빙롤러와 이를 이용하여 러빙공정이 진행된 기판을 도시한 도면이다.A description with reference to FIG. 7 is as follows. 7 is a view illustrating a rubbing roller wound with a rubbing cloth as described above and a substrate in which a rubbing process is performed using the rubbing roller.
대면적 기판(200)은 다수의 공정이 진행된 후 원하는 사이즈의 액정패널로 제작하기 위해 절단되는 과정을 거치게 된다.
The large-
이때, 절단선(202)이 위치하는 영역은 액정패널의 실제 사이즈에 포함되지 않는 더미영역(dummy area)(E)이며, 상기 러빙포와 러빙포(102)의 사이의 영역(D)은 상기 더미영역(E)과 대응하여 위치하게 된다.At this time, the area where the
도시한 바와 같이, 상기 본 발명에 따른 러빙수단(러빙포(102)가 감겨진 러빙롤러(104))(204)을 이용하여 배향막(206)이 도포된 기판(200)의 표면에 러빙공정을 진행하게 되면 상기 러빙포와 러빙포(102)사이의 영역만큼 기판(200)에는 일 방향으로 러빙이 진행되지 않은 영역(E)이 존재하게 된다.As shown in the drawing, a rubbing process is applied to the surface of the
앞서 설명한 바와 같이, 상기 러빙되지 않은 영역(E)은 대면적 기판(200)내에서는 더미(dummy)영역이므로 절단된 액정패널에서는 실제로 보이지 않는 영역이다.As described above, the unrushed region E is a dummy region in the
따라서 액정패널을 제작하는데는 아무런 문제가 없다.Therefore, there is no problem in manufacturing the liquid crystal panel.
전술한 바와 같이 제작된 러빙수단을 이용하면 1m ×1m 이상의 대면적 기판에 러빙불량 없이 러빙공정을 수행하는 것이 가능하다.
By using the rubbing means manufactured as described above, it is possible to perform a rubbing process without rubbing defects on a large area substrate of 1m × 1m or more.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 러빙수단은 대면적 기판을 러빙하는 공정중 기판의 표면에 러빙 스크래치와 같은 러빙불량이 발생하지 않아 액정패널의 불량을 줄일 수 있기 때문에 제품의 수율을 개선할 수 있다.
The rubbing means according to the present invention as described above can improve the yield of the product because the rubbing defect such as rubbing scratch does not occur on the surface of the substrate during the process of rubbing the large area substrate can reduce the defect of the liquid crystal panel .
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