(57)【要約】  液晶ディスプレイ装置の光学補償フィルムなどの製作に用いられるラビング装置に関し、ラビング装置は基材フィルムを吊り下げ支持しながら基材フィルムを一方向に移動させる複数の基材ローラ;ラビング布を吊り下げ支持しながらラビング布を基材フィルムの移動方向と反対方向に移動させてラビング布と基材フィルムの接触でラビング処理が行われるようにする複数のラビングローラ;及びラビングローラ下端に設置されてラビングローラ全体を基材フィルムの移動方向に対して時計または反時計方向に０〜１８０゜の範囲内の任意角度で回転させる回転装置を含む。
2005509920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルムを吊り下げ支持しながら前記基材フィルムを一方向に移動させる複数の基材ローラ;
ラビング布を吊り下げ支持しながら前記ラビング布を基材フィルムの移動方向と反対方向に移動させてラビング布と基材フィルムの接触でラビング処理が行われるようにする複数のラビングローラ;及び
前記ラビングローラ下端に設置されてラビングローラ全体を基材フィルムの移動方向に対して時計または反時計方向に０〜１８０゜範囲内の任意角度で回転させる回転装置を含むことを特徴とするラビング装置。
【請求項２】
前記基材ローラが基材フィルムを支持して滑りを防止する第１、２ガイドローラと、前記基材フィルムをラビング布に接触させるタッチローラと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載のラビング装置。
【請求項３】
前記基材フィルムがポリエチレンテレフタレート（PET）またはトリアセトセルロース（TAC）からなることを特徴とする、請求項１に記載のラビング装置。
【請求項４】
前記第１、２ガイドローラとタッチローラの各々の回転軸が全て同一な方向に整列されて前記回転軸と垂直方向に基材フィルムを移動させることを特徴とする、請求項２に記載のラビング装置。
【請求項５】
前記第１、２ガイドローラの外面に付着されて前記基材フィルムの斜行または滑りを防止する粘着材をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のラビング装置。
【請求項６】
前記粘着材がシリコンラバーからなることを特徴とする、請求項５に記載のラビング装置。
【請求項７】
前記第１、２ガイドローラと前記タッチローラが水平または上下方向に移動可能に設置されて前記基材フィルムの重ね角を調節することを特徴とする、請求項２に記載のラビング装置。
【請求項８】
前記第１、２ガイドローラのそれぞれが水平方向に移動して相対的に近づいたり遠くなる方向に位置調節が行われることを特徴とする、請求項７に記載のラビング装置。
【請求項９】
前記タッチローラが上下方向に移動して前記ラビング布と近づいたり遠くなる方向に位置調節が行われることを特徴とする、請求項７に記載のラビング装置。
【請求項１０】
前記ラビングローラがモータによって回転する駆動ローラ、前記ラビング布にテンションを付与するテンションガイドローラ、及び該ラビング布をガイドするガイドローラを含むことを特徴とする、請求項１に記載のラビング装置。
【請求項１１】
前記テンションガイドローラが上下移動して前記ラビング布のテンションを調節することを特徴とする、請求項１０に記載のラビング装置。
【請求項１２】
前記駆動ローラと前記ガイドローラの間に配置されて前記ラビング布のシワを防止するシワ防止板をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載のラビング装置。
【請求項１３】
前記駆動ローラと前記ガイドローラ及び前記テンションガイドローラの各々の回転軸が全て同一な方向に整列されて前記回転軸と垂直な方向に前記ラビング布を移動させることを特徴とする、請求項１０に記載のラビング装置。
【請求項１４】
前記回転装置が前記ラビングローラと固定される回転板、前記回転板を回転させる駆動モータ、及び前記回転板の回転角を制御する制御部を含むことを特徴とする、請求項１に記載のラビング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学補償フィルムなどの製作に用いられるラビング装置に関し、より詳しくは基材フィルムの移動方向に関するラビング角設定が自在であり、連続的なロール-ツ-ロール（roll-to-roll）工程で合板処理が可能であるラビング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に液晶ディスプレイ装置には偏光フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルムなどが付着されて液晶パネルの光学特性を調節する。この中で光学補償フィルムは一定の配向を有する液晶重合体を含み、液晶パネルのカラーシフト（color shift）とコントラスト比などを調節することによって広視野角を確保し、偏光パターンを変換させる公知の１/４波長遅延フィルムとして用いることができる。
【０００３】
このような光学補償フィルムの製作は基材フィルム表面をラビング（rubbing）処理して基材フィルム表面に一定方向の谷を作って、液晶物質を塗布して前記谷の間に液晶分子を配向させる過程を含む。
【０００４】
公知のラビング処理はラビング布と基材フィルムを各々のラビングローラと基材ローラに巻いて、ラビング布を基材フィルムと接触させた状態で基材フィルムの移動方向と反対方向にラビングローラを回転させてラビング布と基材フィルムを摩擦することからなり、通常の場合ラビング方向は基材フィルムの移動方向と同一に設定される。
【０００５】
しかし、光学補償フィルムの光吸収軸（light transmission axis）が偏光フィルムやその他の光学補償フィルムの光吸収軸と一定の角度を有するように設定しなければならない場合がある。この時、光学補償フィルムの光吸収軸はラビング方向によって決定され、偏光フィルムの光吸収軸は偏光フィルムの引張方向と同一である。
【０００６】
したがって、従来は図１に示すように、偏光フィルム１をA方向に引張り、これを切断してA方向の光吸収軸を有する偏光フィルム１を製作する。そして基材フィルム３をA方向に移動させながらA方向にラビング処理し、液晶物質を塗布して光学補償フィルム５を製作した後、これを一定角度に斜めに裁断する。
【０００７】
したがって、偏光フィルム１と光学補償フィルム５は各自の光吸収軸が一定の角度を有しながら一体に合板処理される（図面でB方向が光学補償フィルムの光吸収軸を示す）。
【０００８】
しかし、前述した方法は別途のラインで単板としてフィルムを製作した後、これを合板にするために、製作過程が複雑で製造費用が上昇する短所を持っている。また、製作されたフィルムの一部を裁断して使用するために、使用されない部分が無駄になって浪費される問題がある。
【０００９】
したがって基材フィルムの移動方向とラビング方向を異なるように設定して、基材フィルムの長さ方向に対して所望の方向に傾いた光吸収軸を有するようにする軸離脱（off-axis）ラビングが提案されており、軸離脱ラビングの典型的な方法は回転するラビング布に対して基材フィルムをななめに横切って移動することである。
【００１０】
このような軸離脱ラビングと関連して、従来技術文献が複数の基材ローラの中の一部の基材ローラを軸離脱させて回転するラビング布に対して基材フィルムの一部をななめに位置させる方法を開示している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】韓国特許第２０００−１２１２０号公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、従来技術による軸離脱ラビングは次のような短所を持っている。
【００１２】
第一に、従来の軸離脱ラビングはラビング角が最大６０゜を超えることができず、９０゜または９０゜以上のラビング角を実現するのが不可能である。つまり、ラビング角適用範囲に限界があるので、液晶ディスプレイ装置の特性による様々な光吸収軸を有する光学補償フィルムを製作するのに限界がある。
【００１３】
第二に、移動する基材フィルムに対する傾斜方向に基材フィルムの一部が位置するために、基材フィルムに予定外の方向に配向面が形成されたり摩擦が発生して基材フィルムにシワを形成することがある。これは基材フィルムに被覆される液晶物質の品質及び均一性に悪い影響を与える。
【００１４】
第三に、従来の軸離脱ラビングは様々なラビング角実現とラビング角の自在な調節が難しく、光学補償フィルムと偏光フィルム及びその他の光学補償フィルムを連続工程でロール-ツ-ロール合板処理することが不可能であるので、製作工程が複雑で製造費用が増加するという欠点がある。
【００１５】
したがって、本発明は前記問題点を解消するためのものであって、本発明の目的は様々なラビング角を実現すると同時にラビング角調節を容易にして様々な液晶ディスプレイ装置で要求される光学補償フィルムを製作し、光学補償フィルムと偏光フィルム及びその他の光学補償フィルムの連続的なロール-ツ-ロール合板工程を可能にして製造過程を単純化することができるラビング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために本発明は、基材フィルムを吊り下げ支持しながら基材フィルムを一方向に移動させる複数の基材ローラ、ラビング布を吊り下げ支持しながらラビング布を基材フィルムの移動方向と反対方向に移動させてラビング布と基材フィルムの接触でラビング処理が行われるようにする複数のラビングローラ、及びラビングローラ下端に設置されてラビングローラ全体を基材フィルムの移動方向に対して時計または反時計方向に０〜１８０゜の範囲内の任意角度で回転させる回転装置を含むラビング装置を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のラビング装置によると、時計または反時計方向に０〜１８０゜の範囲にかけて様々なラビング角を実現することができ、ラビング角調節が容易で多様な液晶ディスプレイ装置で要求される光学補償フィルムを容易に製作することができる。また、光学補償フィルムと偏光フィルム及びその他の光学補償フィルムの連続的なロール-ツ-ロール合板工程が可能であって製作過程を単純化する効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。
【００１９】
図２は本発明の実施例によるラビング装置の側面図であって、ラビング装置２は基材フィルム４を吊り下げ支持しながら基材フィルム４を移動させる複数の基材ローラ６と、ラビング布８を吊り下げ支持しながらラビング布８を基材フィルム４の移動方向と反対方向に移動させる複数のラビングローラ１０と、ラビングローラ１０全体を回転させてラビング角を付与する回転装置１２からなる。
【００２０】
前記基材ローラ６は基材フィルム４を支持して滑りを防止する一対の第１、２ガイドローラ１４、１６と、基材フィルム４をラビング布８に接触させてラビング深さとラビング長さを調節するタッチローラ１８を含む。ここで、基材フィルム４は連続的なロール-ツー-ロール方式によるラビング処理を可能にする可撓性（flexible）ポリエチレンテレフタレート（PET）またはトリアセトセルロース（TAC）のような高分子フィルムよりなる。
【００２１】
前記第１、２ガイドローラ１４、１６とタッチローラ１８は図３に示すように、各自の回転軸がA方向に全て同一に整列されて基材フィルム４をA方向と垂直なB方向に移動させ、基材ローラ６全体はワインダー（図示せず）によって駆動する。この時、基材フィルム４の移動速度とテンションなどはワインダーの回転速度によって調節することができる。
【００２２】
そして、ラビング布８を支持するラビングローラ１０はモータ（図示せず）によって回転する駆動ローラ２０と、ラビング布８にテンションを付与してシワ発生を抑制するテンションガイドローラ２２及びガイドローラ２４とからなる。前記テンションガイドローラ２２はテンション調節のために上下に動き、前記駆動ローラ２０とガイドローラ２４の間にはシワ防止板２６が提供されてラビング布８のシワによる効率低下を防止する。
【００２３】
図４に示すように、駆動ローラ２０とガイドローラ２４及びテンションガイドローラ２２もまた、各自の回転軸がA方向に同一に整列されてラビング布８をB方向に移動させ、この時、基材フィルム４の移動方向とラビング布８移動方向の間の角であるラビング角は０゜である。
【００２４】
一方、ラビング布８を支持するラビングローラ１０全体はラビングローラ１０下端に設置された回転装置１２により回転してラビングローラ１０の回転軸を変化させる。前記回転装置１２はラビングローラ１０が固定される回転板２８と、回転板２８を回転させる駆動モータ３０と、回転板２８の回転程度、つまり、回転角を制御する制御部３２とで構成される。
【００２５】
したがって、回転装置１２が駆動して図５に示すように、一例としてラビングローラ１０全体を反時計方向に一定の角度回転させれば、ラビングローラ１０の回転軸はC方向に変化されてラビング布８の移動方向はD方向に変化する。したがって、ラビング布８と基材フィルム４はB方向とD方向の間の角で定義されるΘのラビング角を有する。
【００２６】
特に、本実施例は図６に示したように９０゜のラビング角も容易に実現することができ、基材フィルム４の移動方向に対してラビング方向を時計または反時計方向に０〜１８０゜変化させることができる。
【００２７】
その結果、本実施例は基材フィルム４の位置を変化させずに単に回転装置１２を駆動することによりラビング布８の移動方向を容易に調節することができ、多様な光吸収軸を有する光学補償フィルムを容易に製作することができる。
【００２８】
また、本実施例は前述したラビング装置２によって光学補償フィルム、偏光フィルム及びその他の光学補償フィルムを連続的なロール-ツ-ロール（roll-to-roll）工程で合板処理して製作過程を単純化できる長所を有する。
【００２９】
つまり、図７に示したように本実施例は前述したラビング装置２を利用して基材フィルム４の移動方向（B）に対してD方向にラビング処理を行い、その後の工程で基材フィルム４上に液晶物質を塗布して光学補償フィルムを製作し、光学補償フィルム上にA方向に延長された偏光フィルム３４を付着して連続的なロール-ツ-ロール工程で合板にすることができる。
【００３０】
したがって本実施例は同一なライン上で連続的な工程で光学補償フィルム、偏光フィルム、その他の光学補償フィルムを合板化し、これを裁断して最終製品を得ることができる。その結果、本実施例はフィルムの利用効率を高め、工程を単純化して製造費用節減に有利な長所を有する。
【００３１】
また、本実施例は回転装置１２の駆動によってラビング角調節が容易であるので、多様な光吸収軸が要求される様々な種類の光学補償フィルムを連続的なロール-ツ-ロール工程で容易に製作することができる。
【００３２】
一方、ラビング方向が基材フィルム４の移動方向と異なる場合、基材フィルム４とラビング布８の間の摩擦によって基材フィルム４が滑ったり基材フィルム４にシワが発生することがあるので、本実施例は図８に示すように、第１、２ガイドローラ１４、１６の外面にシリコンラバーのような粘着材３６を付着して基材フィルム４が斜行したり滑ることを防止する。
【００３３】
また、図９に示すように本実施例は第１、２ガイドローラ１４、１６とタッチローラ１８の位置を変更して基材フィルム４の重ね角を調節することによってラビング長さ、ラビング深さ、ラビング密度などを容易に制御することができる。ここで、基材フィルム４の重ね角（Ψ）は図１０に示すように、タッチローラ１８の回転中心（O）と基材フィルム４がタッチローラ１８と接触する二つの接点（C１、C２）の間の角で定義される。
【００３４】
より具体的には、第１、２ガイドローラ１４、１６は相互に近づいたり遠くなる方向、つまり、図面の水平方向に移動可能に設置され、タッチローラ１８はラビング布８に近づいたり遠くなる方向、つまり、図面の上下方向に移動可能に設置される。
【００３５】
このようなローラ１４、１６、１８の位置変化によって基材フィルム４の重ね角（Ψ）は大略０〜２７０゜範囲で変化する。前記重ね角調節によって前述したラビング長さとラビング深さ及びラビング密度などを調節するが、図１１でVSは基材フィルム４の移動速度を示し、Raxisは基材フィルム４の移動方向に対してラビング角Θだけ傾いたラビング布８の回転軸を示す。
【００３６】
そして、ラビング速度VRは基材フィルム４の移動方向と平行な成分RPと、垂直な成分RNに分けられ、実際に得られた基材フィルム４の移動方向と平行なラビング速度ROはラビング布８が基材フィルム４の移動方向と反対方向に回転するために、次の数式で示すことができる。
【００３７】
【数１】
2005509920.tif 000003
【００３８】
したがって、全体のラビング速度（VT）と実際ラビングされる角度（Θeff）は各々次の数式２と数式３で示すことができる。
【００３９】
【数２】
2005509920.tif 000004
【００４０】
【数３】
2005509920.tif 000005
【００４１】
一方、ラビング長さは重ね角Ψ、タッチローラ１８の直径及びラビング速度に比例し、基材フィルム４の移動速度に反比例する。したがって、基材フィルム４とラビング布８の接触時間（t）とラビング長さ（lt）は各々次の数式４と５で示すことができる。
【００４２】
【数４】
2005509920.tif 000006
【００４３】
【数５】
2005509920.tif 000007
【００４４】
このように本実施例は基材フィルム４上に液晶物質を最も好ましい方向に配向させるために前述した数式に言及された多様な変数を調節し、最も効果的なラビング角とラビング深さなどを容易に得ることができる。
【００４５】
前記では本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することができ、これもまた本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来技術による光学補償フィルムと偏光フィルムの合板過程を説明するための概略図である。
【図２】本発明によるラビング装置の側面図である。
【図３】図２に示した基材フィルムと基材ローラの平面図である。
【図４】図２に示したラビング布とラビングローラの平面図である。
【図５】ラビング布とラビングローラが回転装置によって回転した状態を示した平面図である。
【図６】ラビング布とラビングローラが回転装置によって回転した状態を示した平面図である。
【図７】本発明による光学補償フィルムと偏光フィルムの合板過程を説明するための概略図である。
【図８】本発明の他の実施例による基材ローラの側面図である。
【図９】本発明の他の実施例による基材ローラの平面図である。
【図１０】基材フィルムの重ね角を説明するための概略図である。
【図１１】光学補償フィルムのラビング角とラビング速度を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
２  ラビング装置
３、４  基材フィルム
５  光学補償フィルム
６  基材ローラ
８  ラビング布
１０  ラビングローラ
１２  回転装置
１４  第１ガイドローラ
１６  第２ガイドローラ
１８  タッチローラ
２０  駆動ローラ
２２  テンションガイドローラ
２４  ガイドローラ
２６  シワ防止板
２８  回転板
３０  駆動モータ
３２  制御部
３４  偏光フィルム
３６  粘着剤
【図１】
2005509920.tif 000008
【図２】
2005509920.tif 000009
【図３】
2005509920.tif 000010
【図４】
2005509920.tif 000011
【図５】
2005509920.tif 000012
【図６】
2005509920.tif 000013
【図７】
2005509920.tif 000014
【図８】
2005509920.tif 000015
【図９】
2005509920.tif 000016
【図１０】
2005509920.tif 000017
【図１１】
2005509920.tif 000018
【国際調査報告】
2005509920.tif 000019
2005509920.tif 000020