(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維強化複合材料（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ；以下、ＣＦＲＰ）で形成された円筒状の本体と、
前記本体の外周面にコーティングされている炭素素材物質で形成されたボンドコーティング層と、
前記ボンドコーティング層の外周面に付着された金属層と、を含み、
前記ボンドコーティング層の熱膨張係数は、前記本体と前記金属層との間の熱膨張係数の差を補償するように、前記本体の熱膨張係数よりも大きく、かつ前記金属層の熱膨張係数と同じかそれよりも小さい、ラビングローラ。
【請求項２】
前記ボンドコーティング層は、グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）またはカーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）材質を含むことを特徴とする請求項１に記載のラビングローラ。
【請求項３】
前記ボンドコーティング層は、２乃至５ｅ−６（ｍ／ｍ）／Ｋの熱膨張係数を有することを特徴とする請求項１に記載のラビングローラ。
【請求項４】
前記ボンドコーティング層は、１０乃至１０００μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のラビングローラ。
【請求項５】
前記ボンドコーティング層は、１．５乃至１５μｍの表面粗さを有することを特徴とする請求項１に記載のラビングローラ。
【請求項６】
炭素繊維強化複合材料（ＣＦＲＰ）で形成された円筒状の本体を用意するステップと、
前記本体の外周面にバインダ樹脂及びソルベントを含む炭素素材物質をコーティングするステップと、
前記コーティングされた炭素素材物質を熱硬化して、前記バインダ樹脂及び前記ソルベントの一部または全部を除去しながら安定化したボンドコーティング層を形成するステップと、
前記ボンドコーティング層の外周面に金属物質を溶射コーティングして金属層を形成するステップと、を含み、
前記ボンドコーティング層の熱膨張係数は、前記本体と前記金属層との間の熱膨張係数の差を補償するように、前記本体の熱膨張係数よりも大きく、かつ前記金属層の熱膨張係数と同じかそれよりも小さい、ラビングローラの製造方法。
【請求項７】
前記コーティングされた物質は、グラファイトまたはカーボンブラック材質を含むことを特徴とする請求項６に記載のラビングローラの製造方法。
【請求項８】
前記コーティングされた物質は、２乃至５ｅ−６（ｍ／ｍ）／Ｋの熱膨張係数を有することを特徴とする請求項６に記載のラビングローラの製造方法。
【請求項９】
前記熱硬化してボンドコーティング層を形成するステップは、
常温で自然乾燥させるステップと、
８０乃至４００℃の温度で熱硬化させるステップと、を含むことを特徴とする請求項６に記載のラビングローラの製造方法。
【請求項１０】
前記自然乾燥させるステップ及び前記８０乃至４００℃の温度で熱硬化させるステップは、それぞれ０．５乃至７２時間の間に行われることを特徴とする請求項９に記載のラビングローラの製造方法。
【請求項１１】
前記ボンドコーティング層を形成するステップの後、
前記ボンドコーティング層をサンディング（ｓａｎｄｉｎｇ）処理するステップを更に含むことを特徴とする請求項６に記載のラビングローラの製造方法。
【請求項１２】
前記ボンドコーティング層を形成するステップでは、前記ボンドコーティング層を１．５乃至１５μｍの表面粗さを有するようにサンディング処理することを特徴とする請求項１１に記載のラビングローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラビングローラ及びその製造方法に関するものであり、より詳しくは、液晶表示装置の液晶分子が均一に配列されるように微細溝の形態を有する配向膜を形成するためのラビングローラ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は大きく液晶分子の復屈折特性を利用して映像を表示する液晶表示パネル及び液晶表示パネルの下部から光を供給するバックライトアセンブリで構成される。
【０００３】
このうち、液晶表示パネルは映像を表示するために画素電極とこれをスイッチングする薄膜トランジスタが格子状に配列された薄膜トランジスタ基板及び液晶表示分子が間に介在されるように薄膜トランジスタ基板と向き合ってＲＧＢ画素が薄膜状に形成されたカラーフィルタ基板を含む。この際、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板の液晶分子と向き合う面には、液晶分子の均一な配列のために配向膜が形成される。
【０００４】
このような配向膜はラビング布がその外周面に付着されたラビングローラで薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板の向き合う面をラビングして微細溝の形態に形成する。そのため、配向膜は均一な微細溝の形態を有するために一定なラビング角度、一定な圧力、一定な速度、ラビングローラと薄膜トランジスタ基板またはカラーフィルタ基板の間の平行度、摩擦の際に発生するほこりと静電気の除去及びラビング布の接着状態などが重要な要素として適用される。特に、この要素のうちラビングローラと薄膜トランジスタ基板またはカラーフィルタ基板の間の平行度は、微細溝が非常に精密に形成されるため最も重要な要素としてみなされている。
【０００５】
しかし、ラビングローラは全体的に金属材質の円筒状を有することで、最近大面積化傾向にある液晶表示装置に応じてサイズが大きくなった薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板をラビングする際にその中心部分が重さに耐えずに垂れることで、平行度を維持することができない致命的な問題が発生する恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、大面積化された基板との平行度を維持するだけでなく、その外周面に金属層が安定に付着されるラビングローラを提供することである。
また、本発明の他の目的は、ラビングローラを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した本発明の目的を達成するために、一特徴によるラビングローラは、炭素繊維強化複合材料（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ；以下、ＣＦＲＰ）で形成された円筒状の本体と、本体の外周面にコーティングされている炭素素材物質で形成されたボンドコーティング層と、ボンドコーティング層の外周面に付着された金属層と、を含む。
【０００８】
一実施例によるボンドコーティング層は、グラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）またはカーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）材質を含む。
一実施例によるボンドコーティング層は、２乃至５ｅ−６（ｍ／ｍ）／Ｋの熱膨張係数を有する。
【０００９】
一実施例によるボンドコーティング層は、１０乃至１０００μｍの厚さを有する。
一実施例によるボンドコーティング層は、１．５乃至１５μｍの表面粗さを有する。
上述した本発明の他の目的を達成するために、一特徴によるラビングローラの製造方法は、炭素繊維強化複合材料（ＣＦＲＰ）で形成された円筒状の本体を用意するステップと、本体の外周面にバインダ樹脂及びソルベントを含む炭素素材物質をコーティングするステップと、コーティングされた炭素素材物質を熱硬化して、バインド樹脂及びソルベントの一部または全部が除去されながら安定化したボンドコーティング層を形成するステップと、ボンドコーティング層の外周面に金属物質を溶射コーティングして金属層を形成するステップと、を含む。
【００１０】
一実施例によるコーティングされた物質は、グラファイトまたはカーボンブラック材質含む。
一実施例によるコーティングされた物質は、２乃至５ｅ−６（ｍ／ｍ）／Ｋの熱膨張係数を有する。
【００１１】
一実施例による熱硬化してボンドコーティング層を形成するステップは、常温で自然乾燥するステップと、８０乃至４００℃の温度で熱硬化するステップと、を含む。
一実施例による自然乾燥するステップ及び８０乃至４００℃の温度で熱硬化するステップは、それぞれ０．５乃至７２時間の間に行われる。
【００１２】
一実施例によるローラの製造方法は、ボンドコーティング層を形成するステップの後、ボンドコーティング層を１．５乃至１５μｍの表面粗さを有するようにサンディング（ｓａｎｄｉｎｇ）処理するステップを更に含む。
【発明の効果】
【００１３】
このようなラビングローラ及びその製造方法によると、高強度の特性を有する炭素繊維強化複合材料で形成された本体を基本フレームとして含むラビングローラを使用して基板、例えば、液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板を対象に微細溝の形態を有する配向膜を形成するためのラビング工程を行うことで、最近液晶表示装置の大面積化傾向に従ってサイズが大きくなった薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板に対応してその長さが長くなる場合でも中心部分が垂れずにこれらとの平行度を安定に維持することができる。このため、平行度が安定に維持されたラビングローラを利用して配向膜の微細溝をより精密に形成することができる。
【００１４】
また、炭素繊維強化複合材料で形成された本体は材質的な特性による表面粗さのため異物がよく発生して高精密のラビング工程を行うことが難しいため、その外周面に表面粗さが著しく低い金属物質を溶射コーティングする。そうして、本発明は本体の外周面に安定に付着硬化されたボンドコーティング層を形成した後、ボンドコーティング層の外周面に溶射コーティングして金属層を形成することで、金属層をボンドコーティング層を介してより向上された接着力で付着することができる。こうして、本発明によって製造されたラビングローラを使用すると、微細溝の形態の配向膜を非常に精密で安定に形成するだけでなく、ラビングローラの部品の寿命を延長するため、それによるコストの節減効果が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例によるラビングローラを概略的に示す斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図３】図２のＡ部分を拡大した図である。
【図４】図１に示したラビングローラを製造する方法を順番に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例によるラビングローラ及びその製造方法について詳細に説明する。本発明は、多様な変更を加えることができ多様な形態を有するため、特定の実施例を図面に例示にして本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとすることではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至対象物を含むと理解すべきである。各図面を説明しながら、類似した参照符号を類似した構成要素に対して使用している。添付した図面において、構造物の寸法は本発明の明確性を期するために実際より拡大して図示している。
【００１７】
第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するのに使用されるが、構成要素は用語について限られない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しないながらも第１構成要素は第２構成要素として命名され、同じく第２構成要素も第１構成要素として命名される。
【００１８】
本出願で使用した用語は単に特定の実施例を説明するために使用されたものであって、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なる意味を有しない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するためのものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解すべきである。
【００１９】
一方、異なるように定義されない限り、技術的であるか科学的な擁護を含んで、ここで使用される全ての用語は本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有している。一般的に使用される辞書に定義されているもののような用語は関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈すべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。
【００２０】
図１は本発明の一実施例によるラビングローラを概略的に示す斜視図であり、図２は図１のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図であって、図３は図２のＡ部分を拡大した図である。
【００２１】
図１乃至図３を参照すると、本発明の一実施例によるラビングローラ１００は基板を対象にラビング工程を行うのに使用される。
例えば、ラビングローラ１００は液晶表示装置の液晶分子が間に介在される薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板に液晶分子を均一に配列するために微細溝の形態の配向膜を形成するのに使用される。詳しくは、ラビングローラ１００はその表面に付着されるラビング布（図示せず）を介して薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板をラビングして微細溝を形成する。
【００２２】
ラビングローラ１００は基本フレームの役割をする円筒状の本体２００を含む。本体２００は炭素繊維強化複合材料で形成される。ここで、炭素繊維複合強化材料とは炭素繊維とこれらを互いに結合する多様な種類の熱硬化性樹脂との複合材料であって、炭素繊維の構造によって強度が非常に強いだけでなく、比重はアルミニウム（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）の約６０％程度で超軽量の特徴を有する。また、炭素繊維強化複合材料は熱膨張係数が約１ｅ−６（ｍ／ｍ）／Ｋ程度で非常に低いため、熱収縮及び熱膨張が殆ど発生しない。また、本体２００は炭素繊維強化複合材料の高強度特徴によってその中心を横切る中空２１０を形成しても十分な強度を有するため、これを介して重さをより軽くすることができる。
【００２３】
このように、ラビングローラ１００の基本フレームの役割をする本体２００を高強度の特性を有する炭素繊維強化複合材料で形成することで、最近の液晶表示装置の大面積化傾向に従ってサイズが大きくなった薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板に対応してその長さが長くなる場合でも中心部分が垂れずにこれらの平行度を安定に維持することができる。これによって、平行度が安定に維持されたラビングローラ１００を利用して配向膜の微細溝をより精密に形成することができる。
【００２４】
この際、炭素繊維強化複合材料で形成された本体２００は、材質的な特性上金属材質よりは相当高い表面粗さを有するしかない。この場合、本体２００はその表面で異物がよく発生するだけでなく、ラビング布（図示せず）を交換しようとこれを付着させた接着テープを除去する際、接着テープの接着物質がその粗い表面に残っているため、配向膜のように高精密度が要求されるラビング工程を行うのに限界がある。
【００２５】
そのため、本体２００の外周面にプラズマを介して溶射コーティングして金属層３００を形成する。金属層３００は基本的に表面粗さの程度が殆どないながらも耐腐食性が優秀なステンレス鋼（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ；以下、ＳＵＳ）で形成される。
【００２６】
このように金属層３００が本体２００の外周面に直接溶射コーティングされる場合、約１０００℃程度の高温で溶融された金属粒子が本体２００の炭素繊維強化複合材料の表面に付着されて瞬間的に自然冷却されるが、この過程で本体２００の表面で炭素繊維強化複合材料に含まれている樹脂成分が共に溶融されながら表面積を低下すると共に、形質と形状も変形されて金属層３００の接着力を落とす結果を引き起こす。それだけでなく、本体２００の炭素繊維強化複合材料はその材質的特性上金属層３００の熱膨張係数５ｅ−６（ｍ／ｍ）／Ｋと著しい差を示すため、工程中に周囲の温度変化によって金属層３００が剥離される現象が発生する。このような理由で、本発明のラビングローラ１００は本体２００と金属層３００との間に金属層３００の接着力を向上するためのボンドコーティング層４００を更に含む。
【００２７】
ボンドコーティング層４００は、上述したように金属層３００を溶射コーティングする際に接着力の低下を引き起こした樹脂性質が消滅された物質で形成される。また、ボンドコーティング層４００は本体２００に安定に接着されるように炭素繊維強化複合材料と類似した特性を有する物質で形成されることが好ましい。そのため、ボンドコーティング層４００は一例として、高弾性炭素の結合で形成されたグラファイトまたはカーボンブラック材質で形成される。
【００２８】
このうち、グラファイト材質は真空及び不活性雰囲気では約２０００℃、大気中では炭素（Ｃ）の酸化温度である約４５０℃まで耐える優秀な耐熱性を有するため、金属層３００をプラズマを介して溶射コーティングする際に発生する約１０００℃の高温に対しても形態が変形せずにそのまま維持される。つまり、形態変形に応じて発生し得る金属層３００の接着力の低下を防止する。
【００２９】
また、ボンドコーティング層４００は本体２００と金属層３００との間でこれらの著しい熱膨張係数の差を補償するために、これらの中間値である約２乃至５ｅ−６（ｍ／ｍ）／Ｋの熱膨張係数を有する物質で形成される。
【００３０】
また、ボンドコーティング層４００は約１０乃至１０００μｍの厚さｔ１を有する。これは、ボンドコーティング層４００の厚さｔ１が約１０μｍ未満であれば、薄すぎて本体２００と金属層３００との間でその接着力を向上する役割をすることが難しいため好ましくなく、約１０００μｍを超過すれば、ラビングローラ１００の全体規格内で金属層３００を確保できないだけでなく、グラファイトが非常に高価であるため材料コストが増加して好ましくないためである。
【００３１】
これと共に、ボンドコーティング層４００の外周面に形成された金属層３００の厚さｔ２は約３００乃至５００μｍを有することが好ましい。これは、金属層３００の厚さｔ２が約３００μｍ未満であれば、強度が弱すぎてラビング工程中に損傷する可能性が高く、ラビングローラ１００の寿命を短縮する恐れがあるため好ましくなく、約５００μｍを超過すれば、プラズマを介して溶射コーティングしてから空冷する途中で自体の金属粒子間の応力が大きくなって、ある瞬間クラック（ｃｒａｃｋ）が発生する恐れがあるため好ましくないためである。
【００３２】
また、ボンドコーティング層４００は金属層３００との十分な接着力のために約１．５乃至１５μｍの表面粗さを有する。これは、ボンドコーティング層４００の表面粗さが約１．５μｍ未満であれば、その表面積が狭すぎて金属層３００との接着力を低下させて剥離現象が発生する恐れがあるため好ましくなく、約１５μｍを超過すれば、その粗い溝の深さがボンドコーティング層４００の厚さｔ１を超過して炭素繊維強化複合材料を損傷する恐れがあって好ましくないためである。
【００３３】
以下、上述したラビングローラ１００を実質的に製造する方法について、図４を参照してより詳細に説明する。
図４は、図１に示したラビングローラを製造する方法を順番に示す図である。
【００３４】
図４を追加に参照すると、まず、ラビングローラ１００を製造するために高強度及び超軽量特性を有する炭素繊維と多様な種類の熱硬化性樹脂が複合された炭素繊維強化複合材料で形成された円筒状の本体２００を用意するＳ１００。
【００３５】
次に、本体２００の外周面に炭素素材物質をスラリー状にコーティングするＳ２００。詳しくは、本体２００の外周面に炭素繊維強化複合材料と類似した特性を有する炭素素材のスラリー物質を塗布、浸漬または噴射方式を利用してコーティングする。ここで、炭素素材のスラリー物質は本体２００の外周面にコーティングされるように炭素粒子の間を互いに接着、安定化するバインダ樹脂とスラリー化混合するための変性アルコール及び有機溶媒などのソルベントを含む。この際、バインダ樹脂には熱可塑性樹脂系列であるエポキシ、フェノール樹脂などが使用され、分散、粒子間接着、熱硬化などの作用を起こす。また、変性アルコールとしては、一例としてメタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）またはエタノールなどが挙げられ、有機溶媒としては、一例としてアセトン、トルエンまたはヘキサンが挙げられる。そして、ソルベントを使用すると、炭素素材のスラリー物質を塗布、浸漬、噴射などの方式でコーティングする際に必要な条件である混合造成物質の割合、種類、粒度などによる粘性、流動性が調節されたスラリー状の炭素素材物質が得られる。
【００３６】
このように得られた炭素素材のスラリー物質をコーティングすると、これに含まれている超微粒の炭素粒子が炭素繊維強化複合材料の炭素繊維とスリップ（ｓｌｉｐ）作用をしながら炭素繊維と熱硬化性樹脂との間の空隙及び粒界に浸透すると共に、超微粒の炭素粒子と炭素繊維間の同種炭化物による相互吸着によって単一層に固着硬化されて強い接着力でコーティングされる。ここで、炭素素材物質は一例として、グラファイトまたはカーボンブラックを含む。
【００３７】
ここで、単一層にコーティングされた物質をそれに含まれているバインダ樹脂と変性アルコール及び有機溶剤などのソルベントが反応及び一部または全部が除去、つまり、揮発されるように熱硬化してボンドコーティング層４００を形成するＳ３００。この際、樹脂成分を含んで内部の他の添加物または触媒などの不純物も除去、揮発されるように熱硬化してボンドコーティング層４００を安定化する。詳しくは、炭素素材物質を熱硬化すると揮発反応が行われて樹脂成分と不純物が除去されながらその内部が非常に安定的な結合構造を有するようになる。このようなボンドコーティング層４００の形成ステップＳ３００は、常温で自然硬化する過程とこれを更に高温で熱硬化する過程に区分して行う。
【００３８】
この際、自然硬化する過程はＳ２００でバインダ樹脂及びソルベントを含む物質でコーティングした状態をそのまま安定化するためであって、約０．５乃至７２時間の間に行われることが好ましい。これは、自然硬化する過程を約０．５時間未満に行えば、時間が短すぎてＳ２００でコーティングした状態が安定化されず、この際に行われるソルベントの揮発反応が適切に行われないため好ましくなく、約７２時間を超過して行えば、Ｓ２００でコーティングした状態が十分に安定化されるが、工程時間が長すぎてコストの増加が発生するため好ましくないためである。ここで、自然硬化する時間は炭素素材物質の種類及びこれに含まれているバインダ及びソルベント成分の種類、混合の割合に応じて範囲内で多様に変更される。
【００３９】
また、高温で熱硬化する過程は上述した安定化されたコーティング層を高温で熱硬化して実質的にバインダ樹脂及びソルベントの反応、硬化、揮発及び工程過程で発生する不純物が除去されるように熱硬化することであって、詳しくは約８０乃至４００℃の温度で熱硬化する。これは、熱硬化する過程を約８０℃未満の温度で行えば、その温度が低すぎて実質的に熱による硬化が行われないため好ましくなく、約４００℃を超過して行えば、その温度が高すぎて炭素繊維強化複合材料に含まれた熱硬化樹脂を溶融、表面軟化し、これによって接着が低下して好ましくないためである。ここで、熱硬化する温度はバインダ樹脂及びソルベントを含む物質でコーティングした厚さ、これに含まれているバインダ樹脂及びソルベントの種類及びその割合に応じて範囲内で多様に変更される。
【００４０】
また、熱硬化する過程は約０．５乃至７２時間の間に行われることが好ましい。これは、熱硬化する過程を約０．５時間未満に行えば、時間が短すぎてバインダ樹脂及びソルベントと不純物を除去するための揮発反応が行われないため好ましくなく、約７２時間を超過して行えば、自然硬化する過程と同じく、工程時間が長すぎてコストの増加が発生するため好ましくないためである。ここで、熱硬化する時間はバインダ及びソルベントを含む物質でコーティングした厚さ、これに含まれているバインダ樹脂及びソルベントの種類及びその割合に応じて範囲内で多様に変更される。
【００４１】
このような熱硬化過程は大気中の酸素との反応による物質状態の変形が行われないように不活性ガス雰囲気または真空雰囲気で行うことが好ましい。しかし、熱硬化過程は酸素との反応が発生する反応温度である４５０℃以上に到達せず、酸素との反応程度が実質的に致命的な問題を引き起こさないように工程が設計されれば、大気雰囲気でも行うことができることが分かる。
【００４２】
また、熱硬化過程を行ってバインダ樹脂及びソルベントと不純物が除去されて形成されたボンドコーティング層４００は、冷却用ガスまたは空気の投入を介して急冷してその結合構造を更に安定化することができる。一方、バインダ樹脂及びソルベントを含む物質でコーティングするステップＳ２００とバインダ樹脂及びソルベントが一部または全部除去されながら安定化したボンドコーティング層４００を形成するステップＳ３００は、ボンドコーティング層４００の目標厚さに応じて一定回数繰り返し行ってもよい。こうして、ボンドコーティング層４００は図１乃至図３を参照した説明のように約１０乃至１０００μｍの厚さｔ１で形成される。
【００４３】
以下、上述したボンドコーティング層４００を実質的に形成する方法についてより詳しく説明する。
ボンドコーティング層４００を形成するために、まず、ナノ乃至マイクロ粒度のグラファイトまたはカーボンブラックパウダがエタノールと分散及び混合された混合スラリーを用意する。次に、有機溶媒であるアセトンとエポキシ樹脂を希釈した希釈溶液を、用意した混合スラリーと攪拌して炭素素材のスラリー物質を用意する。この際、混合スラリーと希釈溶液は均一な分散のために別途に製造して混合攪拌することが好ましい。また、炭素素材のスラリー物質は噴射工程を介してコーティングされるように粘性及び流動性を調節して用意する。また、混合スラリーは常温で徐々に硬化し自然な揮発を介して混合造成比を失う恐れがあるため調製後直ちに使用すべきであり、必要であれば大気と完璧に遮蔽可能な容器に入れて零下以下の低温環境で保管することが好ましい。次に、炭素素材のスラリー物質を噴射装置を介して表面加工または洗浄工程を完了した本体２００の外周面に噴射し、約３００乃至４００μｍの厚さでコーティング層を形成する。次に、コーティングした状態をそのまま自然大気環境で約１日ほどの安定化及び乾燥過程を経て、分散アルコール及び有機溶媒が揮発されながら本体２００の外周面にコーティングされた炭素素材物質がより安定化された状態で緻密に固着されるようにする。この際、固着化された厚さは必要に応じて基準より更に薄いか厚く形成されてもよい。次に、固着化状態の炭素素材物質を本体２００と共に熱処理オーブンに装入して約１３０℃で約８時間ほど１次熱処理した後、約３００℃で約２４時間２次熱処理過程を行う。これに、熱処理過程で混合されたエポキシ樹脂及び残留有機溶媒は高温によって反応、硬化して吸着及び粒子間接着強度を上昇しながら更に堅固で緻密なボンドコーティング層４００を形成する。詳しくは、高温に露出されたエポキシ樹脂及び他の有機物質は主な素材である炭素素材と同素体に変化されて安定化され、残留有機溶媒は揮発して単一物質のボンドコーティング層４００が形成される。次に、熱処理過程を経たボンドコーティング層４００は温度変化に優秀な安定性を有するようになるため、自然冷却或いは強制冷却を介して常温まで冷却する。他の実施形態によれば、上述のような工程を１回行ってボンドコーティング層４００を得てもよいが、数回繰り返してより緻密または厚いボンドコーティング層４００を得てもよい。
【００４４】
Ｓ３００に続いて、安定化されたボンドコーティング層４００の表面度サンディング処理するＳ４００。この際、ボンドコーティング層４００のサンディング処理は、図１乃至図３を参照した説明のようにその表面粗さが約１．５乃至１５μｍを有するように行われる。
【００４５】
次に、バインダ樹脂及びソルベントの一部または全部が除去されながら安定化されたボンドコーティング層４００の外周面に金属物質をプラズマまたは火炎（ｆｌａｍｅ）、放電（ａｒｃｉｎｇ）を介して溶射コーティングして金属層３００を形成するＳ５００。ここで、金属物質は、一例としてステンレス（ＳＵＳ）材質で形成される。また、図１乃至図３を参照した説明のように、金属層３００は約３００乃至５００μｍの厚さｔ２で形成される。次に、金属層３００の外周面に薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板に微細溝の形態の配向膜を形成するためにラビング布（図示せず）が付着される。
【００４６】
このように、本体２００の外周面に安定して付着硬化されたボンドコーティング層４００を形成した後、金属物質をボンドコーティング層４００の外周面に溶射コーティングして金属層３００を形成することで、金属層３００をボンドコーティング層４００を介してより向上された接着力で付着することができる。
【００４７】
詳しくは、金属層３００を炭素繊維強化複合材料の表面に溶射コーティングする第１の場合と、本発明のように金属層３００をボンドコーティング層４００に溶射コーティングした第２の場合において、この第１及び第２の場合における接着強度を測定した結果、第１の場合では約２乃至３ＭＰａが測定されたことに対し、本発明による第２の場合では第１の場合より著しく高い約７乃至８ＭＰａが測定されて、硬化を明らかに確認することができた。
【００４８】
よって、本発明によって製造されたラビングローラ１００を使用すると、薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板に微細溝の形態の配向膜を非常に精密で安定に形成することができるだけでなく、金属層３００の接着力が向上することでラビングローラ１００の部品の寿命を延長して、これによるコストの節減効果が期待される。
【００４９】
上述した本発明の詳細な説明では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者または該当技術分野の通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更し得るということを理解できるはずである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
上述したように、本発明は高強度の特性を有する炭素繊維強化複合材料で形成された本体を基本フレームとして含むラビングローラを使用することで、大面積の基板を対象にラビング工程を行う際に、この基板との平行度を精密に維持するのに活用される。
【００５１】
それだけでなく、本発明は本体の外周面に安定に付着硬化されたボンドコーティング層を形成した後、ボンドコーティング層の外周面に溶射コーティングして金属層を形成することで、金属層の接着力を向上してラビングローラの部品の寿命を延長するのに効果的に活用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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