KR20120130517A - 러빙 장치 - Google Patents

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발레리 프루신스키
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정세호
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박경태
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 사용되는 러빙 장치에 있어서, 러빙포의 단부나 러빙 공정 과정에서 발생하는 이물질에 의한 액정 표시 장치의 품질 저하를 간소한 구성을 통해 개선한 러빙 장치를 제공하기 위한 것으로 외주면의 일 영역에 형성된 개구부와 상기 개구부에 연결되고 외부를 향해 개구되어 있는 배출부와 상기 개구부에 연결되고 상기 개구부를 따라 내부를 관통하는 홈부를 포함하는 러빙 롤러와, 상기 러빙 롤러의 외주면을 둘러싸고 있는 러빙포를 구비하는 러빙 장치를 제공한다.

Description

러빙 장치{Rubbing apparatus}
본 발명은 액정 표시 패널의 러빙 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이물질 등을 효과적으로 제거하여 액정 표시 패널의 성능을 향상시키는 러빙 장치에 관한 것이다.
핸드폰, PDA, 컴퓨터, 대형 TV와 같은 각종 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시 장치에 대한 요구가 점차 증대하고 있다.
액정 표시 장치(LCD;Liquid Crystal Display)는 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이 가능하여 전자기기에 적용할 수 있는 평판 표시 장치로서 각광을 받고 있다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 각 화소 영역을 구동하기 위한 스위칭 소자들이 형성된 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 대향하는 컬러 필터 기판과, 상기 어레이 기판 및 상기 컬러 필터 기판 사이에 개재되어 형성된 액정층을 포함한다.
상기 액정층을 형성하는 액정은 광학적 이방성을 가진 물질로서, 인가되는 전압에 따라 배향성이 달라지므로, 액정층에 전압을 인가하여, 액정의 광투과율을 제어하는 방식으로 화상을 액정 표시 장치에 표시한다.
어레이 기판은 서로 교차되게 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인과, 그들의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터와 접속된 화소 전극과 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다. 또한, 컬러 필러 기판은 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스와, 컬러 구현을 위한 컬러 필터와 공통 전극과 액정 배향을 위해 도포된 배향막으로 구성된다.
상기 어레이 기판과 컬러 필러 기판에 구비된 배향막은 액정을 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다. 이때, 배향막을 경화하여 폴리이미드막을 형성하고, 이를 일정한 방위각 및 세기로 러빙(rubbing)하기 위하여, 러빙포로 둘러싸인 러빙 롤러가 많이 이용되고 있다.
그러나, 러빙포의 단부나 이음새에 의해 균일한 러빙이 이루어지지 않거나 러빙 과정에서 발생하는 이물질에 의해 스크래치 등이 발생하여, 액정 표시 장치의 품질이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 러빙포의 단부나 러빙 공정 과정에서 발생하는 이물질에 의한 액정 표시 장치의 품질 저하를 간소한 구성을 통해 개선한 러빙 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 외주면의 일 영역에 형성된 개구부와 개구부에 연결되고 외부를 향해 개구되어 있는 배출부와 개구부에 연결되고 개구부를 따라 내부를 관통하는 홈부를 포함하는 러빙 롤러와, 러빙 롤러의 외주면을 둘러싸고 있는 러빙포를 구비하는 러빙 장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 러빙포의 단부는 개구부를 덮지 않도록 개구부의 외측에 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 홈부의 압력은 러빙 롤러의 외부의 압력보다 낮을 수 있다.
본 발명에 있어서, 개구부는 러빙 롤러의 제1 단면의 원주의 일 영역과 제1 단면과 대향하는 제2 단면의 원주의 일 영역을 연결한 선을 따라 형성되어 있을 수 있다.
본 발명에 있어서, 선은 제1 단면과 제2 단면을 연결하는 직선일 수 있다.
본 발명에 있어서, 개구부는 복수 개의 홀을 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 홀은 원형일 수 있다.
본 발명에 있어서, 러빙 롤러는 러빙 롤러의 외주면 중 일부 영역에 타 영역에 비하여 반경이 작게 형성된 함몰부를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 함몰부에 개구부가 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 러빙포의 단부는 함몰부에 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 배출부는 러빙 롤러의 일 단면의 중심부에 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 러빙 롤러와 러빙포 사이에 개재되어 있고, 러빙 롤러의 외주면을 둘러싸며, 개구부를 덮지 않도록 개구부의 외측에 배치된 탄성 부재를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 탄성 부재의 두께는 0.1 mm 이상일 수 있다.
본 발명에 있어서, 탄성 부재의 양 단부는 개구부의 외측을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 러빙포의 단부는 탄성 부재의 양 단부를 감싸도록 배치될수 있다.
본 발명에 있어서, 러빙 롤러는 중심에 중심 관통홀을 더 구비하고, 중심 관통홀에 배치되는 중심축을 포함하는 러빙 롤러 지지부를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 배출부에 연결되어 있는 진공 흡입 장치를 더 구비할 수 있다.
상술한 바와 같은 실시예들에 관한 러빙 장치는, 러빙포의 단부나 러빙 공정 과정에서 발생하는 이물질에 의한 액정 표시 장치의 품질 저하를 간소한 구성을 통해 효과적으로 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 러빙 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관한 러빙 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 러빙 장치의 작동 상태를 개략적으로 도시한 상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 러빙 장치(100)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II을 따라 취한 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 배향막(20)이 상부에 형성된 기판(10) 상에 본 발명의 일 실시예에 관한 러빙 장치(100)가 배치되어 있다. 상기 러빙 장치(100)는 개구부(113)와 연결되어 있는 홈부(111)와 중심 관통홀(112)을 구비하는 러빙 롤러(110)와, 러빙 롤러(110)의 외주면을 둘러싸고 있는 러빙포(120)와, 탄성 부재(130)를 구비한다.
상기 기판(10)은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 또는 컬러 필터 기판일 수 있다.
상기 기판(10) 상에는 배향막(20)이 구비되어있고, 상기 배향막(20)은 액정을 소정 방향으로 배향시키는 역할을 수행한다.
본 실시예에서 배향막(20)은 폴리이미드(polyimide) 수지가 사용되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
배향막(20)에 러빙 롤러(110)를 배치시키고, 구동부(미도시)를 이용하여 러빙하고자 하는 방향으로 러빙 롤러(110)를 회전시키면 러빙 롤러(110)가 고속 회전하게 되고, 이에 따라 러빙포(120)에 의해 배향막(20)이 러빙된다. 러빙 공정시, 배향막(20)이나 러빙 장치(100) 중 어느 하나가 이동할 수 있다. 러빙 장치(100)가 이동하는 경우, 러빙 장치(100)는 배향막(20)의 일측에서부터 러빙하고자 하는 방향으로 회전하는 동시에 수평 방향으로 이동함으로써 러빙을 수행한다.
이와 반대로, 러빙 장치(100)는 고정시키고, 기판(10)상에 배치된 배향막(20)이 러빙하고자 하는 방향으로 수평 이동할 수도 있다.
상기 러빙 롤러(110)는 러빙 롤러(110)의 회전 방향에 수직인 제1 단면의 원주의 일 영역(114)과 상기 제1 단면에 대향하는 제2 단면의 원주의 일 영역(115)을 연결하는 선을 따라 개구부(113)를 구비하고 있다. 상기 선은 직선일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
상기 개구부(113)은 한 개 또는 복수 개의 홀을 구비할 수 있다. 또한, 상기 홀은 원형, 타원형, 직사각형, 삼각형 등 다양한 형태일 수 있다.
러빙 롤러(110)는 상기 개구부(113)와 연결되고 상기 러빙 롤러(110)의 외부를 향해 개구되어 있는 배출부(117)를 포함한다. 또한, 상기 러빙 롤러(110)는 상기 개구부(113)와 연결되고 상기 개구부(113)를 따라 상기 러빙 롤러(110)의 내부를 관통하는 홈부(111)를 구비하고 있다. 상기 홈부(111)는 개구부(113)를 따라 러빙 롤러(110)의 내부에서 연결되도록 형성되어 있다.
러빙 장치(100)가 러빙을 수행할 때, 상기 홈부(111)의 배출부(117)에 진공 흡입 장치(미도시) 등과 같은 배출수단을 연결시킴으로써, 홈부(111)의 기압은 러빙 장치(100) 외부의 기압보다 낮게 유지된다.
따라서, 배향막(20) 상에 존재하는 이물질(140)은 개구부(113)를 통해, 압력이 낮은 홈부(111)로 흡입된다. 흡입된 이물질(140)은 러빙 롤러(110)의 내부에 연결되어 있는 홈부(111)를 따라 이동하여, 러빙 롤러(110)의 외부를 향해 개구되어 있는 배출부(117)를 통해, 러빙 롤러(110)의 외부로 배출된다.
따라서, 배향막(20)에 존재하는 이물질(140)이 러빙포(120)에 부착되고, 이물질(140)이 부착된 상태로 러빙 공정을 수행함으로써, 배향막(20) 상에 스크래치 등을 발생시키거나, 균일한 러빙을 하지 못해, 액정 표시 장치의 품질을 저하시키는 문제를 본 구성을 통해 해결할 수 있다.
상기 배출부(117)는 러빙 롤러(110)의 일 단부의 중심부에 형성될 수 있다. 따라서, 홈부(111)는 러빙 롤러(110)의 내부에서 개구부(113)와 배출부(117)가 연결되도록 형성된다.
배출부(117)가 러빙 롤러(110)의 일 단부의 중심부에 형성되어 있는 경우, 러빙 공정시, 러빙 롤러(110)가 회전할 때, 배출부(117)가 함께 회전하는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 러빙 롤러(110)는 중심 관통홀(112)을 더 구비한다. 이에 대해서는 후술한다.
상기 러빙포(120)는 벨벳(velvet)이나 융과 같은 직조된 천의 일종으로, 레이온(rayonne)이나 나일론(nylon), 폴리에스테르(polyester), 무명(cottom) 등의 다양한 재질일 수 있다. 러빙포(120)는 러빙 공정 과정에서 배향막(20)과 직접적으로 접촉하는 부재로 러빙포(120) 표면에 균일하게 배향된 모에 의해 배향막(20)에 균일한 방위각과 세기로 러빙을 수행한다.
러빙포(120)은 러빙 롤러(110)의 외주면을 둘러싸고 있다.
이때, 러빙포(120)에 의해 러빙 롤러(110)에 구비된 개구부(113)가 덮이지 않도록 러빙포(120)는 러빙 롤러(110)의 개구부(113) 이외의 영역만을 감싸도록 형성한다. 따라서, 러빙포(120)의 양 단부(121)는 개구부(113)의 외측에 배치된다.
러빙 장치(100)는 러빙 롤러(110)와 러빙포(120) 사이에 탄성 부재(130)를 더 구비할 수 있다.
상기 탄성 부재(130)는 러빙 장치(100)와 배향막(20)의 마찰접촉이 부드럽게 이루어질 수 있도록 러버(rubber)나 폼(foam)과 같은 탄성이 있는 소재로 이루어져있다.
배향막(20)에는 화소 전극이나 공통 전극과 같은 전극이 배치되는 전극부(21)가 돌출되어 형성되어 있을 수 있다. 이때, 일반적으로 러빙 롤러(110)는 금속이므로, 변형이 되지 않아, 전극부(21) 주변에서는 러빙력이 배향막(20)에 균일하게 전달되지 않을 수 있다. 이에 따라, 빛샘 현상이 나타나는 등 액정 표시 장치의 품질이 저하된다.
따라서, 러빙 장치(100)는 러빙 롤러(110)의 외주면을 둘러싸는 탄성 부재(130)를 더 구비하여, 편평하지 않은 배향막(20)을 러빙할 때, 약간의 변형이 가능하도록 구성하여, 전 영역에 걸쳐 균일한 러빙 공정이 가능하도록 할 수 있다.
탄성 부재(130)는 러빙 롤러(110)의 외주면을 둘러싸고 있으며, 러빙 롤러(110)의 개구부(113)가 덮이지 않도록 양 단부(131)가 개구부(113)의 외측에 배치되도록 한다.
탄성 부재(130)의 두께에 의해 탄성 부재(130)의 양 단부(131)는 러빙 롤러(110)의 외주면과 단차면을 형성한다. 이때, 러빙포(120)의 양 단부(121)는 탄성 부재(130)의 양 단부(131)를 감싸도록 배치된다. 상기 도면에는 러빙포(120)의 양 단부(121)가 탄성 부재(130)의 양 단부(131)를 완전히 감싸는 것으로 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 러빙포(120)의 양 단부(121)는 탄성 부재(130)의 양 단부(131)의 일부를 감쌀 수도 있다.
따라서, 본 구성을 통해, 러빙포(120)의 단부(121)나 이음매에 의한 높이차에 의해 균일한 러빙이 저해되어 액정 표시 장치의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
러빙포(120)는 접착재나 양면테이프 등에 의해 탄성 부재(130) 상에 부착될 수 있다.
이때, 탄성 부재(130)의 단부(131)는 러빙 롤러(110)의 중심을 향하는 방향으로 경사를 이루도록 형성할 수 있고, 탄성 부재(130)의 두께는 0.1 mm 이상일 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관한 러빙 장치(200)를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하, 전술한 실시예에 따른 러빙 장치(100)와의 차이점을 중심으로 본 실시예에 따른 러빙 장치(200)를 상세히 설명한다.
도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 러빙 장치(200)는 개구부(213)와 연결되어 있는 홈부(211)와 중심 관통홀(212)을 구비하는 러빙 롤러(210)와, 러빙 롤러(210)의 외주면을 둘러싸고 있는 러빙포(220)를 구비한다.
러빙 롤러(210)는 개구부(213)와 연결되고 상기 개구부(213)를 따라 상기 러빙 롤러(210)의 내부를 관통하는 홈부(211)를 구비하고 있다.
본 실시예에 따른 러빙 장치(200)는 탄성 부재(130)를 구비하지 않고, 러빙포(220)가 러빙 롤러(210) 외주면에 직접 배치된다.
본 실시예에서 러빙 롤러(210)의 외주면 중 일부 영역은 타 영역에 비하여 외주면의 반경이 작게 형성된 함몰부(216)가 구비되어 있다. 상기 함몰부(216)는 상기 홈부(211)를 따라 형성되고, 상기 개구부(213)가 상기 함몰부(216)에 형성된다.
러빙포(220)의 양 단부(221)는 상기 함몰부(216)에 배치된다. 이때, 러빙포(220)에 의해 개구부(213)가 덮이지 않도록 러빙포(220)의 양 단부(221)를 개구부(213)의 외측에 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
러빙포(220)는 접착재나 양면테이프 등에 의해 러빙 롤러(210)에 부착될 수 있다.
이때, 러빙 롤러(210)에 구비된 개구부(213)는 함몰부(216)에서 러빙 롤러(210)의 중심과 가장 가까운 영역에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 러빙 장치(200)에 따르면 탄성 부재(130)를 구비하지 않아 러빙 장치(200)의 변형이 어려운 문제가 있지만, 배향막(20) 상의 이물질을 제거하는 기능과, 러빙포(220)의 단부(221)에 의한 균일도 저해를 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 도 1의 러빙 장치의 작동 상태를 개략적으로 도시한 상태도이다.
도 4를 참고하면, 스테이지(30) 상에 배향막(20)이 형성된 기판(10)이 배치된다. 상기 배향막(20)에는 전극부(21)가 돌출되어 있을 수 있다. 배향막(20) 상에는 러빙 장치(100)의 러빙포(120)가 배향막(20)과 접촉하도록 배치된 상태로 회전하면서 러빙을 수행하고 있다.
러빙 롤러(110)의 중심부에 형성된 중심 관통홀(112)을 따라 러빙 롤러 지지부(150)의 중심축(151)이 배치되어 있고, 중심축(151)의 양 끝단은 지지 프레임(152)에 회전 가능하도록 지지되어 있다.
러빙 공정 수행시에 수평 방향 이동은 회전 속도에 맞춰서 러빙 장치(100) 또는 기판(10)이 배치된 스테이지(30)가 이동할 수 있다. 이때, 러빙 롤러(110)는 배향막(20)과의 이격 거리 및 회전력에 연동하여 러빙력을 러빙포(120)에 전달하고, 러빙포(120)는 상기 러빙력을 이용하여 배향막(20)을 러빙한다.
러빙 장치(100)가 배향막(20) 상에 돌출된 전극부(21)가 배치된 영역을 러빙하는 경우, 탄성 부재(130)가 이에 대응되도록 변형되어, 균일한 러빙을 행할 수 있다.
또한, 러빙 롤러(110)에 구비된 개구부(113)를 통해, 이물질(140)이 흡입되고, 흡입된 이물질(140)은 홈부(111)의 배출부(117)를 통해 외부로 배출된다. 홈부(111)의 외부로 개구되어 있는 배출부(117)에는 외부 진공 흡입 장치(미도시)가 연결될 수 있다.
상기 배출부(117)는 러빙 롤러(110)의 일 단면의 중심부에 형성되어 있다. 따라서, 러빙 롤러(110)가 회전하더라도, 회전에 의해 위치가 변하지 않는다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 기판 20: 배향막
21: 전극부 30: 스테이지
100: 러빙 장치 110: 러빙 롤러
111: 홈부 112: 중심 관통홀
113: 개구부 117: 배출부
120: 러빙포 121: 러빙포의 단부
130: 탄성 부재 131: 탄성 부재의 단부
140: 이물질 150: 러빙 롤러 지지부

Claims (17)

  1. 외주면의 일 영역에 형성된 개구부와, 상기 개구부에 연결되고 외부를 향해 개구되어 있는 배출부와, 상기 개구부에 연결되고 상기 개구부를 따라 내부를 관통하는 홈부를 포함하는 러빙 롤러; 및
    상기 러빙 롤러의 외주면을 둘러싸고 있는 러빙포;를 구비하는 러빙 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 러빙포의 단부는 상기 개구부를 덮지 않도록 상기 개구부의 외측에 배치된 러빙 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 홈부의 압력은 상기 러빙 롤러의 외부의 압력보다 낮은 러빙 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 러빙 롤러의 제1 단면의 원주의 일 영역과 상기 제1 단면과 대향하는 제2 단면의 원주의 일 영역을 연결한 선을 따라 형성되는 러빙 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 선은 상기 제1 단면과 상기 제2 단면을 연결하는 직선인 러빙 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 개구부는 복수 개의 홀을 구비하는 러빙 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 홀은 원형인 러빙 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 러빙 롤러는 상기 러빙 롤러의 외주면 중 일부 영역에 타 영역에 비하여 반경이 작게 형성된 함몰부를 더 구비하는 러빙 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 함몰부에 상기 개구부가 배치된 러빙 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 러빙포의 단부는 상기 함몰부에 배치된 러빙 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 배출부는 상기 러빙 롤러의 일 단면의 중심부에 형성된 것을 특징으로 하는 러빙 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 러빙 롤러와 상기 러빙포 사이에 개재되어 있고, 상기 러빙 롤러의 외주면을 둘러싸며, 상기 개구부를 덮지 않도록 상기 개구부의 외측에 배치된 탄성 부재를 더 구비하는 러빙 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 탄성 부재의 두께는 0.1 mm 이상인 러빙 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 탄성 부재의 양 단부는 상기 개구부의 외측을 따라 이격되어 배치된 러빙 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 러빙포의 단부는 상기 탄성 부재의 양 단부를 감싸도록 배치된 러빙 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 러빙 롤러는 중심에 중심 관통홀을 더 구비하고, 상기 중심 관통홀에 배치되는 중심축을 포함하는 러빙 롤러 지지부를 더 구비하는 러빙 장치.
  17. 제 1항에 있어서,
    상기 배출부에 연결되어 있는 진공 흡입 장치를 더 구비하는 러빙 장치.
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