CN101393125A - 固化状态测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够测定使用紫外线固化树脂连续制造的多层膜中的固化状态的固化状态测定装置。在紫外线照射部(106)的下游侧配置有构成本实施方式的固化状态测定装置的多个头部(112)。该多个头部(112)被排列在与搬送方向垂直的方向上，测定所搬送的多层膜的一方向上的UV粘接剂的固化状态。固化状态测定装置实时(在线)测定介于第一片材(204)和第二片材(202)之间的UV粘接剂(206)的固化状态。进而，如果该UV粘接剂(206)的固化状态有任何不良情形，就进行与该不良情形相应的处理、例如更换构成紫外线照射部(106)的紫外线灯等。

Description

固化状态测定装置
技术领域
本发明涉及一种面向紫外线固化树脂的固化处理的固化状态测定装置，特别涉及一种适用于多层膜生产线的装置。
背景技术
近年来，在很多工业领域，利用紫外线固化法(Ultra Violet Curing)作为粘接剂或涂层剂的固化方法。紫外线固化法与利用热能的热固化方法相比，具有很多优点，例如有害物质不会扩散到大气中、固化时间短、也能够适用于非耐热产品等。
在紫外线固化法中，使用在照射紫外线前主要为液体而另一方面在照射紫外线后变化为固体的紫外线固化树脂。这类紫外线固化树脂不仅含有单体和低聚物中的至少一种作为主剂，还含有光聚合引发剂。光聚合引发剂受到紫外线的照射而产生自由基或阳离子，产生的自由基或阳离子与单体或低聚物发生聚合反应。伴随着该聚合反应，单体或低聚物变化为聚合物，分子量变得极大，并且融点降低。其结果，紫外线固化树脂无法维持液体状态而变化为固体。
然而近年来，以液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)为首的平板显示器的技术开发迅速发展。作为决定这类平板显示器的显示性能的要素，有在显示器表面上形成的多层膜。该多层膜是层叠各自具有独特的光学特性的片材而形成的膜。在大多数情况下，这类多层膜通过使用紫外线固化树脂来层叠这些薄膜而形成。在这类多层膜的生产线上，以较高的速度(数十米/秒)进行多次的紧密贴合处理。
通常，测定紫外线固化树脂的固化度并不容易。作为测定紫外线固化树脂的固化状态的方法，提出了使用傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR：Fourier-Transform Infrared Spectrometer)的方法(例如，非专利文献1)。
非专利文献1：岩井茂彦、松原秀树，《使用微分红外分光法的紫外线固化树脂的固化率的计测》、2005年度爱知县工业技术试验所研究报告。
然而，在上述的非专利文献1中披露的方法中，需要进行八次微分处理等，处理非常复杂。因此，虽然可能对于研究室水平或破坏检查(抽样检查)等能够适用，但在实际的生产线上难以适用。另外，由于与片材的膜厚相比，紫外线固化树脂(粘接剂)的膜厚薄，所以也有从片材产生的红外线相对大、难以得到充分的测定精度的问题。
因此，只有对制造后的产品进行抽样检查来判断该产品是否正常的方法。因此，由于某种原因，即使紫外线固化树脂的固化程度并不恰当，在制造过程中也不能对其纠正，而只有进行事后处理。
这样，在使多个片材状部件紧密贴合在一起这样的生产线中，不存在能经得住应用的紫外线固化树脂的测定方法。
发明内容
因此，本发明是为了解决这样的问题而提出的，其目的在于提供一种能够测定使用紫外线固化树脂而连续制造的多层膜中的固化状态的固化状态测定装置。
本申请发明人等发现如下事实，利用该事实实现本发明：根据对紫外线固化树脂的紫外线照射，紫外线固化树脂含有的光聚合引发剂自身放射出与紫外线固化树脂的固定状态相关的能够观测的荧光。
根据本发明，提供一种测定紫外线固化树脂的固化状态的固化状态测定装置，该紫外线固化树脂含有主剂和光聚合引发剂，该主剂由单体和低聚物中的至少一种构成。固化状态测定装置包括：照射用于激发紫外线固化树脂的紫外线的第一照射单元、接收通过照射紫外线而从紫外线固化树脂产生的荧光的第一受光单元、基于由第一受光单元测定的荧光的量来判断紫外线固化树脂的固化状态的好坏的判断单元。紫外线固化树脂介于至少两个片材状部件之间，第一照射单元经由一个的片材状部件向紫外线固化树脂照射紫外线。
优选至少两个片材状部件沿着规定的搬送方向连续地被搬送，在至少两个片材状部件的搬送路径上，配置有照射用于促进紫外线固化树脂中的固化反应的紫外线的固化装置。第一照射单元和第一受光单元由在与搬送方向垂直的方向上排列的多个头部构成。
更优选地，判断单元基于来自通过固化装置后的紫外线固化树脂的荧光量的大小来判断固化状态的好坏。
又优选地，判断单元基于与搬送方向垂直的方向上的荧光量的偏差来判断固化状态的好坏。
还优选地，固化状态测定装置还包括：对通过固化装置前的紫外线固化树脂照射用于进行激发的紫外线的第二照射单元、和接收因第二照射单元的紫外线照射而从紫外线固化树脂产生的荧光的第二受光单元。判断单元基于由第一受光单元测定的荧光的量和由第二受光单元测定的荧光的量来判断紫外线固化树脂的固化状态的好坏。
优选：受光单元包括通过对荧光分光而取得荧光的光谱的第一分光单元。判断单元基于在第一分光单元中取得的荧光光谱中与紫外线固化树脂对应的特定波长的强度值，来判断紫外线固化树脂的固化状态的好坏。
还优选：固化状态测定装置还包括：第二照射单元，对通过固化装置前的紫外线固化树脂照射用于进行激发的紫外线；第二分光单元，通过接收因第二照射单元的紫外线照射而从紫外线固化树脂产生的荧光，从而取得荧光的光谱。判断单元基于由第一分光单元取得的光谱和由第二分光单元取得的光谱来判断紫外线固化树脂的固化状态的好坏。
根据本发明，能够测定使用紫外线固化树脂而连续制造的多层膜中的固化状态。
附图说明
图1是具有本发明实施方式1的固化状态测定装置的紫外线照射系统100A的概略结构图。
图2是本发明的实施方式1的固化状态测定装置110的示意性的外观图。
图3是本发明的实施方式1的固化状态测定装置110的概略结构图。
图4A、图4B是示意性地表示从本发明的实施方式1的固化状态测定装置的头部112照射的测定用紫外线50的照射区域的图。
图5A、图5B是用于说明测定用紫外线的照射不匀的影响的图。
图6是表示对通常的紫外线固化树脂照射规定强度的紫外线时的照射时间与产生的荧光量的关系的曲线图。
图7是表示本发明的实施方式1的控制部114中的控制结构的框图。
图8是表示本发明的实施方式1的用于判断固化是否良好的控制结构的框图。
图9是具有本发明实施方式1的第一变形例的固化状态测定装置的紫外线照射系统100B的概略结构图。
图10是用于说明照射头部122和受光头部124的位置关系的图。
图11是表示照射头部122的主要部分的立体图。
图12是表示构成照射头部122的光学模块602的一例的立体图。
图13是用于说明本发明的实施方式1的第二变形例的照射头部132的动作状态的图。
图14是照射头部132的光学系统的示意图。
图15是表示代表性的液晶显示器的剖面结构的一例的图。
图16是本发明的实施方式2的固化状态测定装置110A的概略结构图。
图17是对各个种类的紫外线固化树脂绘制产生的荧光的主发光峰值的图。
图18表示测定用紫外线(主发光峰值：365nm)的光谱特性。
图19表示三键(スリ一ボンド)公司制3034的光谱特性。
图20表示凯密(ケミテツク)公司制凯密胶(ケミシ一ル)U-1582的光谱特性。
图21表示凯密公司制凯密胶U-1481的光谱特性。
图22表示凯密公司制凯密胶U-1595的光谱特性。
图23表示凯密公司制凯密胶U-1542的光谱特性。
图24表示凯密公司制凯密胶U-1542J的光谱特性。
图25表示凯密公司制凯密胶U-1455B的光谱特性。
图26是本发明的实施方式2的紫外线照射系统100C的概略结构图。
图27是表示本发明的实施方式2的控制部中的控制结构的框图。
图28A、图28B是用于说明校正多个头部112的方法的图。
图29是用于说明根据测定的荧光量进行校正的方法的图。
具体实施方式
参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，对于图中相同或相当的部分，标注相同的附图标记，并不进行重复说明。
[实施方式1]
(生产线的概略结构)
图1是具有本发明实施方式1的固化状态测定装置的紫外线照射系统100A的概略结构图。
参照图1，本发明的固化状态测定装置代表性地适用于通过由紫外线固化树脂制成的UV粘接剂连续地紧密贴合两种片材状部件的生产线。具体地说，通过送出辊102送出第一片材204，并且，从规定的位置将UV粘接剂206涂布在该第一片材204的一个面(粘接面)上。在该VU粘接剂206的涂布位置的下游侧，通过送出辊104使第二片材202与第一片材204接合在一起。这样，隔着UV粘接剂206而层叠的第一片材204和第二片材202，被处于更下游侧的紫外线照射部106照射紫外线。紫外线照射部106是照射用于促进紫外线固化树脂206的固化反应的紫外线的固化装置，代表性地由多个紫外线灯等构成，UV粘接剂206接受来自该紫外线照射部106的紫外线而发生固化反应，使得第一片材204和第二片材202粘接在一起。
在该紫外线照射部106的下游侧配置有构成本实施方式的固化状态测定装置的多个头部112。这些头部112排列在与搬送方向垂直的方向上，测定所搬送的多层膜的一个方向上的UV粘接剂的固化状态。固化状态测定装置实时(在线)测定介于第一片材204和第二片材202之间的UV粘接剂206的固化状态。进而，如果该UV粘接剂206的固化状态有任何不良情形，就进行与该不良情形相应的处理，例如更换构成紫外线照射部106的紫外线灯等。
另外，在图1中，例示出了使两种片材状部件紧密贴合在一起的结构，但在使更多种类的片材状部件紧密贴合在一起那样的生产线中，也能够适用本发明。
(紫外线固化树脂)
首先，针对在本发明的紫外线照射系统中使用的紫外线固化树脂(UV粘接剂206)进行说明。紫外线固化树脂在紫外线照射前主要为液体，而另一方面，在紫外线照射后变化(固化)为固体。另外，在说明书中，所谓“紫外线固化树脂”与其状态(紫外线照射前的液体状态或紫外线照射后的固体状态)无关，而以统称的意思使用。
紫外线照射前(固化前)的紫外线固化树脂含有单体和低聚物中的至少一种，并含有光聚合引发剂和各种添加剂。单体和低聚物为主剂，通过光聚合引发剂受到紫外线而产生的自由基或阳离子，产生聚合反应(主链反应或交联反应等)。然后，伴随着该聚合反应，单体和低聚物变化为聚合物，分子量变得极大，并且融点降低。其结果，紫外线固化树脂从液体变化为固体。
单体和低聚物作为一例而由聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸酯、有机硅-丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯等构成。单体也称为单量体，是成为通过聚合反应合成聚合物时的原料的状态。另一方面，低聚物也称为低聚合体，是聚合度为2～20左右的聚合度较低的状态。
光聚合引发剂大致区分为受到紫外线而产生自由基的自由基聚合引发剂和受到紫外线而产生阳离子的阳离子聚合引发剂。此外，对于丙烯类的单体和低聚物使用自由基聚合引发剂，对于环氧类或乙烯醚类的单体和低聚物使用阳离子聚合引发剂。进而，还可以使用由自由基聚合引发剂和阳离子聚合引发剂的混合物制成的光聚合引发剂。
自由基聚合引发剂根据自由基的发生过程，大致区分为脱氢型和分子内断裂型。作为一例，脱氢型由二苯甲酮和邻苯甲酰苯甲酸甲酯(オルソベンゾイル安息香酸メチル)等构成。另一方面，作为一例，分子内断裂型由苯偶姻乙醚或苄基二甲基缩酮、α-羟基烷基苯基酮(ヒドロキシアルキルフエノン)、α-氨基烷基苯基酮(アミノアルキルフエノン)、氧苯甲酰苯甲酸甲酯(オキソベンゾイル安息香酸メチル)(OBM)、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯硫醚(BMS)、异丙基硫杂蒽酮(IPTX)、二乙基硫杂蒽酮(DETX)、乙基4-(二乙基胺基)苯甲酸酯(DAB)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙酮、苄基二甲基缩酮(BDK)、1，2α-羟基烷基苯基酮等构成。
另外，作为一例，阳离子聚合引发剂由二苯基碘鎓盐等构成。
此外，在本说明书中，所使用的“光聚合引发剂”意义在于，其并不限于残存有使光聚合反应开始的能力的引发剂，还包括如下的引发剂：最初的光聚合引发剂因对光聚合反应做出贡献而变化、或在周围不存在成为光聚合对象的单体和低聚物，从而已经成为对光聚合反应的开始没有贡献的物质。在这里，对光聚合反应做出贡献后的光聚合引发剂，在大多数的情况下大致保持着当初的分子大小，或者以分裂为两个或者更多个分子的状态在聚合物的末端结合。
如上述，本申请发明人等发现：该紫外线固化树脂含有的光聚合引发剂自身被紫外线照射时，会放射出与紫外线固化树脂的固化状态相关的、能够观测的荧光。
更详细地，本申请发明人等使用光谱分析器，针对向具有代表性的紫外线固化树脂照射波长为365nm的紫外线时放射出的光的波长进行调查。其结果确认了任一种紫外线固化树脂也放射出具有比紫外线的波长更长的波长的光(荧光)。
这里，紫外线固化树脂含有的光聚合引发剂具有以下性质。
(1)生成用于使聚合反应开始的活性种(自由基或酸等)的能力(量子产率、摩尔吸光系数)高。
(2)生成反应性高的活性种。
(3)用于发挥活性种的生成能力的激发能量的光谱域是紫外线区域。
即，光聚合引发剂采用容易吸收紫外线的分子结构的物质，从而容易将由吸收紫外线产生的能量(电子)赋予其它分子。
另一方面，由于作为紫外线固化树脂的主剂的单体和低聚物采用载流子(电子)在分子内难以顺畅地移动的结构，所以认为几乎不产生荧光。
因此，本申请发明人等得到本质上光聚合引发材料是具有接受紫外线而放射出荧光的性质的物质的结论。本发明的紫外线照射系统是，测定该光聚合引发材料放射出的荧光，并根据测定结果判断紫外线固化树脂的固化状态的系统。
(固化状态测定装置的结构)
图2是本发明的实施方式1的固化状态测定装置110的示意性的外观图。
参照图2，固化状态测定装置110由头部112和控制部114构成，控制部114上安装有搭载了CPU(Central Processing Unit：中央处理器)和RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的控制板114a等。
头部112对作为测定对象的发生固化反应后的多层膜等照射测定用紫外线50，并且接收由该测定用紫外线50产生的荧光52。此外，控制部114控制来自该头部112的测定用紫外线50的照射时机和照射量等，并且，接收由头部112接收到的荧光量，来判断紫外线固化树脂(UV粘接剂)的固化状态。
图3是本发明的实施方式1的固化状态测定装置110的概略结构图。
参照图3，控制部114包括CPU40、面板部38、存储部46和网络接口部(I/F)48。另外，面板部38包括显示部42和操作部44。
CPU40是固化状态测定装置110中管理全部处理的控制装置，通过读入预先存储在存储部46等中的程序并实行，实现以下所示的处理。具体地说，CPU40经由网络接口部48，从未图示的控制整个生产线的控制装置等接收指令。然后，CPU40根据这样的指令，从头部112向测定对象照射测定用紫外线50。头部112接收由该测定用紫外线50产生的荧光52，将与该接收的光量相应的测定值输出到CPU40。CPU40基于该测定值来判断作为对象的紫外线固化树脂(UV粘接剂)的固化状态。
显示部42是用于对用户显示涉及固化反应的信息的显示装置，作为一例，包括LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)或CRT(Cathode-RayTube：阴极射线管)等显示器。
操作部44是接受来自用户的操作指令的指令输入装置，作为一例，由开关、触摸面板或鼠标等构成，将与用户操作相应的操作指令输出到CPU40。
存储部46包括存储程序和各种设定的非易失性存储器和用于暂时地展开程序的易失性存储器等。
网络接口部48是用于在上位的控制装置或其它固化状态测定装置110之间进行数据通信的部位，作为一例，由以太网(注册商标)或USB(UniversalSerial Bus：通用串行总线)等构成。
另一方面，头部112由投光驱动电路20、投光元件22、半透半反镜24、滤光器26、受光元件28、高通滤波器电路(HPF：High Pass Filter)30、放大电路32、采样保持电路(S/H：Sample and Hold)34和模拟数字变换部(ADC)36构成。
投光驱动电路20根据来自CPU40的控制指令，供给用于在投光元件22中产生测定用紫外线50的驱动电力。为了除去干扰光，以便能够更正确地测定由光聚合引发剂放射出的荧光量，而期望测定用紫外线50的强度周期地发生变化。因此，投光驱动电路20在接收到由CPU40指示照射的控制指令期间，将以规定周期变化的驱动电力供给至投光元件22。
投光元件22是产生测定用紫外线50的紫外线光源，具有代表性地由紫外线LED构成。此外，投光元件22产生的测定用紫外线50的主发光峰值优选为365nm。
投光元件22接受由投光驱动电路20供给的驱动电力而产生测定用紫外线50，该测定用紫外线50通过半透半反镜24而会聚在规定的照射位置。受到该测定用紫外线50的照射，在紫外线固化树脂中产生与其固化状态相应的荧光52。所产生的荧光52的一部分在实质上与测定用紫外线50的传播路径相同的传播路径上朝着与测定用紫外线50相反的方向传播，并入射到半透半反镜24。
半透半反镜24使该荧光52的传播方向变化为从纸面向下的方向。于是，荧光52通过滤光器26而入射到受光元件28。即，半透半反镜24分离来自投光元件22的测定用紫外线50和由紫外线固化树脂放射出的荧光52。这样，半透半反镜24通过分离在同一光学路径上传播的测定用紫外线50和荧光52，从而可由受光元件28可靠地检测出具有微弱强度的荧光52。
滤光器26是为了抑制由投光元件22放射出的测定用紫外线50直接入射到受光元件28而配置的，其使紫外区域的光衰减，另一方面透过可视区域的光。作为一例，滤光器26由透过波长为410nm以上的光的电介质多层膜的滤光片构成。
作为一例，受光元件28由光电二极管构成，产生与通过半透半反镜24和滤光器26入射的荧光的强度相应的电信号。
认为在本实施方式的固化状态测定装置110中，即使利用照明光等的干扰光也会从紫外线固化树脂产生荧光。因为由该干扰光产生的荧光主要由直流(DC)成分构成，所以在频率范围上分离由该干扰光产生的荧光。即，照射其强度中含有交流成分(作为一例，脉冲状变化)的测定用紫外线50，在表示通过该照射而测定的荧光量的信号中，提取与测定用紫外线50的强度变化周期相应的周期成分，作为由测定用紫外线50产生的荧光量而测定。
高通滤波器电路30是用于在受光元件28检测出的荧光量中提取周期成分(起因于测定用紫外线50的成分)的滤波器，使频率比测定用紫外线50的强度变化周期所对应的周期成分频率高的成分通过。
放大电路32以规定的放大率(电流电压变换率)放大来自HPF30的输出信号，并输出到采样保持电路34。然后，采样保持电路34与从投光元件22照射的测定用紫外线50的脉冲周期同步地采集来自HPF30的输出信号，将采集的信号值保持到下一次采集时。由此，对应于各脉冲的最大振幅值的值从采样保持电路34输出。从该采样保持电路输出的信号(模拟电压信号)由模拟数字变换部36变换为数字值，作为荧光量的测定值输出到CPU4。
(测定用紫外线的照射区域)
图4A、图4B是示意性地表示由本发明的实施方式1的固化状态测定装置的头部112照射的测定用紫外线50的照射区域的图。图4A表示使用单个头部112的情况，图4B表示在与生产线的搬送方向垂直的方向上配置多个头部112的情况。
参照图4A，本实施方式的固化状态测定装置110，由头部112向测定对象照射测定用紫外线50，并接收由该测定用紫外线50产生的荧光52。通常，由头部112照射的测定用紫外线50的照射区域的大小被设计成大于头部112接收荧光的受光区域的大小。
另一方面，该测定用紫外线50也能够使紫外线固化树脂发生固化反应。因此，在头部112照射的测定用紫外线50的强度相对大的情况下，与该测定用紫外线50的照射区域相当的部分比其它部分更可能促进固化反应。
因此，如图4B所示，优选在与搬送方向垂直的方向上配置多个头部112，并且，在彼此相邻的头部112之间使测定用紫外线的照射区域重叠。即，通过使与搬送方向垂直的方向上的测定用紫外线的照射强度尽可能均匀化，使得测定用紫外线的照射强度相对变高，即使在紫外线固化树脂因该测定用紫外线而发生固化反应的情况下，也能够抑制对最终产品的影响(特别是面内的固化不匀)。此外，由于是使紫外线固化树脂固化的反应工序，所以即使对紫外线固化树脂照射多余的紫外线，也可以忽视对最终产品的影响。即，对于影响最终产品的因素，只考虑片材面内的照射不匀(固化不匀)即可。
图5A、图5B是用于说明测定用紫外线的照射不匀的影响的图。图5A表示测定用紫外线的重叠部分少的情况，图5B表示测定用紫外线在规定范围内重叠的情况。
参照图5A，在从头部112照射的测定用紫外线在与搬送方向垂直的方向上没有充分重叠的情况下，测定用紫外线的照射强度的不匀(偏差)在该垂直的方向上相对变大。另一方面，参照图5B，从头部112照射的测定用紫外线在与搬送方向垂直的方向上并在规定范围内重叠的情况下，测定用紫外线的照射强度的不匀(偏差)在该垂直的方向上相对变小。
如图5B所示，通过抑制测定用紫外线的照射强度在与搬送方向垂直的方向上的偏差，能够抑制对最终产品造成的影响。
(固化状态和荧光量的关系)
对于大多数的紫外线固化树脂，伴随着固化反应的进行，产生的荧光量增加。认为这是取决于如下机理。即，伴随着固化反应(聚合反应)的进行，光聚合引发剂被消耗，由于未反应的光聚合引发剂减少，所以在由光聚合引发剂吸收的紫外线照射的光能中，作为用于生成活性种(自由基或酸等)的化学能量的使用量减少，其中，该活性种用于产生聚合反应。另一方面，由于光聚合引发剂即使在用于聚合反应后，还残留有容易吸收紫外线的性质，所以通过光聚合引发剂吸收测定用紫外线而产生的光能量被维持，并变换为与荧光或热这种化学能不同形态的能量。其结果是，出现随着紫外线固化树脂的固化反应的进行而荧光量增加的趋势。进而，这样的趋势起因于紫外线固化树脂的基本组成，所以在大多数紫外线固化树脂中非常普遍。
图6是表示对通常的紫外线固化树脂照射规定强度的紫外线时的照射时间与产生的荧光量的关系的曲线图。
参照图6可知：紫外线的照射时间越长，产生的荧光量也越单调地增加。由于紫外线的照射时间与紫外线固化树脂的固化度密切相关，因而能够基于由紫外线固化树脂产生的荧光量，判断紫外线固化树脂的固化状态。作为一例，比较由紫外线固化树脂产生的荧光量和规定的阈值(图6中，阈值α1)，如果该荧光量超过阈值α1，就能够判断为紫外线固化树脂已充分固化。另外，该阈值α1能够预先通过实验求出。
(控制结构之一)
图7是表示本发明的实施方式1的控制部114中的控制结构的框图。在本实施方式中，配置有多个固化状态测定装置，对应于各固化状态测定装置的控制部114判断测定部分(下面也称为“轨迹(track)”)中的固化状态的好坏。
参照图7，各控制部114作为其功能而包括减法部302和比较部304。减法部302从对应的头部112测定出的荧光量中减去规定的偏移量β。该偏移量β相当于从构成测定对象的多层膜的片材状部件产生的荧光量。即，头部112测定出的荧光量包括由紫外线固化树脂产生的成分和由各片材状部件产生的成分。因此，减法部302从该头部112测定出的荧光量中减去相当于由片材状部件产生的成分的荧光量。该偏移量β能够预先通过实验求出，例如在不涂布紫外线固化树脂的状态下，可根据测定的荧光量确定。
比较部304比较从减法部302输出的值和阈值α1，如果该值超过阈值α1，就判断为固化状态良好；否则，就判断为固化状态不良。关于该阈值α1，也可以预先通过实验求出。
这样，多个控制部114各自判断对应的轨迹中的固化状态的好坏并输出该判断结果。基于这些判断结果，可以判断在生产线的任一部位中是否发生什么不良情况。此外，由于在生产线中沿着搬送方向搬送测定对象，所以如果发生什么不良情况，就认为在相同轨迹上连续发生固化不良。
进而，通过将来自多个控制部114的固化状态的好坏判断结果和线速度(延伸距离)建立关联存储，从而也可以特定最终产品中固化状态不充分的部位。进而，也可以二维表示这类测绘结果。
(控制结构之二)
对于在平板显示器等中使用的多层膜，需要抑制面内的固化不均匀。因此，不仅需要如上述那样基于来自各轨迹的荧光量的大小的绝对值进行判断，而且还需要判断轨迹间的荧光量的偏差是否也在允许范围内。
图8是表示本发明的实施方式1的用于判断固化好坏的控制结构的框图。这种控制结构既可以安装在多个控制部114中的一个上，也可以安装在总括多个控制部114的控制装置等上。
图8所示的控制结构包括最大值提取部(MAX)312、最小值提取部(MIN)314、减法部316和比较部318。
最大值提取部312提取在多个头部112中分别测定出的荧光量中最大的值。另外，最小值提取部314提取在多个头部112中分别测定出的荧光量中最小的值。然后，减法部316计算出在最大值提取部312中提取的荧光量和在最小值提取部314中提取的荧光量之差。即，减法部316计算出在多个头部112中分别测定的荧光量中最大值和最小值之差。
比较部318将该减法部316计算出的荧光量的最大值和最小值之差与规定的阈值运算部α2进行比较，若该值超过阈值α2，则视为在多层膜的面内产生了固化不匀，判断为固化状态不良。否则，就判断为固化状态良好。即，如果由多个头部112分别测定的荧光量中的最大值和最小值之差(偏差)超过了能够允许的范围，则比较部318判断为固化不良。对于该阈值α2，可预先通过实验求出。
根据该发明的实施方式，在使用紫外线固化树脂(UV粘结剂)贴合多个片材状部件的生产线上，能够在线判断该紫外线固化树脂的固化状态。因此，即使有在制造过程中产生不良情况等，也能够检测到该不良情况的发生，并且根据该不良情况的内容进行生产线的调整等。由此，与在事后进行抽样检查的情况不同，能够避免在制造后判断为产品全部为不良产品这样的事故。
[实施方式1的第一变形例]
在上述实施方式1中，虽然针对相同的头部照射测定用紫外线并且接收荧光的结构进行了例示，但是将各功能分开来构成也可以。
图9是具有本发明实施方式1的第一变形例的固化状态测定装置的紫外线照射系统100B的概略结构图。
参照图9，在本实施方式的紫外线照射系统100B中，在第一片材204和第二片材202通过UV粘结剂206而层叠的位置的下游侧，配置有用于照射测定用紫外线的照射头部122和多个受光头部124。
图10是用于说明照射头部122和受光头部124的位置关系的图。
参照图10，照射头部122在与搬送方向垂直的方向上照射大致均匀的测定用紫外线(投光区域)，各受光头部124接收从各受光区域产生的荧光量并测定该荧光量。对于其他的部位(控制部等)，由于与上述的实施方式1相同，所以不再重复进行详细的说明。
图11是表示照射头部122的主要部位的立体图。
图12是表示构成照射头部122的光学模块602的一例的立体图。
参照图11，作为一个示例，照射头部122是将多个光学模块602排列配置为一列而构成的。该被连接的光学模块602的数目根据所适用的生产线的宽度等进行适当选择。
参照图12，各光学模块602包括：产生测定用紫外线的光源604；透过从光源604产生的测定用紫外线的透镜部606；保持光源604和透镜部606的保持架部608；覆盖保持架608的切口部的盖部610。光源604代表性地由紫外线LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等构成，由光源604产生的测定用紫外线在被透镜部606扩散后，向测定对象照射。利用上述这样的结构，照射头部122在与搬送方向垂直的方向上照射大致均匀的测定用紫外线。
对于其他的控制结构等，由于与实施方式1相同，不重复进行详细说明。
根据本发明的实施方式，除了上述实施方式1中得到的效果外，可使与搬送方向垂直的方向上的测定用紫外线的照射强度进一步均匀化。
[实施方式1的第二变形例]
在上述实施方式1及其第一变形例中，针对使用多个光源产生测定用紫外线的结构进行了说明，但是，在实施方式1的第二变形例中，针对使用单一光源的结构进行说明。
本发明的实施方式1的第二变形例的紫外线照射系统的概略结构与图9所示的本发明的实施方式1的第一变形例的紫外线照射系统100B相同，不重复进行详细的说明。
图13是用于说明本发明的实施方式1的第二变形例的照射头部132的动作状态的图。参照图13，照射头部132将测定用紫外线放射为线束(LineBeam)状。
图14是照射头部132的光学系统的示意图。参照图14，照射头部132包括：产生紫外线的激光光源502；配置在激光光源502的光轴上的准直透镜504；配置在该激光光源502的光轴上的扩散透镜506。从激光光源502射出的测定用紫外线，在通过准直透镜504后变换为平行光，并导向至扩散透镜506。在该扩散透镜506中，测定用紫外线被变换为扩散光束，射向测定对象。
对于其他的控制结构，由于与上述实施方式1相同，不重复进行详细说明。
根据本发明的实施方式，除了上述实施方式1中得到的效果外，既可维持结构简单，又能够使与搬送方向垂直的方向上的测定用紫外线的照射强度进一步均匀化。
[实施方式2]
在上述实施方式1及其变形例中，针对将多层膜作为测定对象的情况进行了例示，该多层膜经由一层紫外线固化树脂使两个种类的片材状部件紧密贴合而成，但是，在本实施方式中，针对测定具有多个紫外线固化树脂层的多层膜的固化状态的情况进行例示。
(多层膜的结构)
首先，参照图15，针对在具有代表性的平板显示器中使用的多层膜进行说明。
图15是表示具有代表性的液晶显示器的剖面结构的一例的图。
参照图15，液晶显示器由分别实现特定功能的多个层构成。具体地说，由两个玻璃层416夹持的液晶层418位于中心，在其显示面侧依次层叠有光学补偿片420、偏振片422、防反射片424。另外，液晶层418的背光侧依次层叠有光学补偿片414、偏振片412、亮度提高片410、透镜片408、光扩散片406。另外，作为背光，由光源400、改变来自光源的光的传播方向的导光板402和反射板404构成。
光扩散片406扩散来自光源400的光而使其在面内方向均匀化。透镜片408将由光扩散片406扩散的光会聚在规定的位置上。亮度提高片410调整色温度等来提高亮度。偏振片412、422根据液晶的取向方向等，将来自光源400的光在规定方向偏振。光学补偿片414、420具体地为1/4波长片等，并且对光学相位或偏振光方向等进行调整。另外，防反射片424防止由环境光等的干扰光引起的漫反射。
进而，光学补偿片414、420及偏振片412、422等为了实现所要求的光学特性，大多是将多个片材紧密贴合而形成。
在制造用于这类液晶显示器的多层膜的过程中，在层叠多个片材的状态下，有时也必须测定处于特定的层的紫外线固化树脂的固化状态。
因此，在本实施方式中，基于由紫外线固化树脂产生的荧光的波长，测定紫外线固化树脂的在各层的固化状态。
(固化状态测定装置的结构)
图16是本发明的实施方式2的固化状态测定装置110A的概略结构图。
参照图16，固化状态测定装置110A由头部142、控制部114A构成，测定通过测定用紫外线的照射而产生的荧光的光谱，并且，基于该荧光光谱，判断紫外线固化树脂在各层的固化状态。另外，也有利于分离由紫外线固化树脂产生的荧光和由片材本身产生的荧光。
头部142包括LED投光模块152、透镜模块154、分光模块156和AD(Analog to Digital：模拟/数字)变换部158。
LED投光模块152包括：紫外线LED152a，其产生例如波长为365nm的测定用紫外线；准直透镜152b，其将由该紫外线LED152a产生的测定用紫外线变换为平行光。透过该准直透镜152b的测定用紫外线被导入到透镜模块154。
透镜模块154包括：用于反射来自LED投光模块152的测定用紫外线50并将其导向测定位置的二色镜(dichroic mirror)154a、配置于二色镜154a和测定位置之间的光学路径上的准直透镜154b、配置于准直透镜154b和二色镜154a的光轴延长线上的反射镜154c。
此外，可采用如下所述的结构来代替图示的透镜模块154的结构：设置半透半反镜来代替二色镜154a，并且，在该半透半反镜和分光模块165之间的光学路径上设置透过荧光且遮挡紫外线的滤光器。
由LED投光模块152放射出的测定用紫外线50被二色镜154a反射，传播方向变化为从纸面向下方向，透过准直透镜154b，照射到测定对象上。因该测定用紫外线50而由测定对象产生的荧光52，在与测定用紫外线50大致相同的光学路径上沿着与测定用紫外线50相反的方向传播，通过准直透镜154b和二色镜154a而入射到反射镜154c。反射镜154c所反射的荧光52被导入到分光模块156。
分光模块156包括将荧光52按波长分离的分光元件、接收被按波长分离的荧光52并输出与该受光强度相应的信号的强度检测部156b。作为强度检测部156b，使用具有代表性的线性CCD(Charged Couple Device：电荷藕合装置)等。
通过这样的结构，根据测定用紫外线而能够测定由测定对象产生的荧光光谱。
(荧光的波长特性)
首先，针对由紫外线固化树脂产生的荧光的波长特性进行说明。
表1表示调查具有代表性的紫外线固化树脂有无放射荧光的结果。表1中表示如下的结果：使用光谱分析器，调查对多个紫外线固化树脂分别照射波长365nm的紫外线时有无荧光放射和荧光放射所涉及的峰值波长。
表1
 
光聚合引发剂 荧光放射的有无 峰值波长
三键公司制3034 ○：有荧光放射 420nm
三键公司制3114 ○：有荧光放射 470nm
三键公司制3033 ○：有荧光放射 450nm
三键公司制3042 ○：有荧光放射 460nm
三键公司制3065 ○：有荧光放射 480nm
三键公司制3064 ○：有荧光放射 500nm
三键公司制3113B ○：有荧光放射 420nm500nm
三键公司制3114B ○：有荧光放射 480nm
三键公司制3056B ○：有荧光放射 420nm530nm
三键公司制3134 ○：有荧光放射 470nm
凯密公司制凯密胶U-1582 ○：有荧光放射 480nm
凯密公司制凯密胶U-1481 ○：有荧光放射 430nm
凯密公司制凯密胶U-1595 ○：有荧光放射 420nm
凯密公司制凯密胶U-406B ○：有荧光放射 470nm
凯密公司制凯密胶U-1541 ○：有荧光放射 420nm520nm
凯密公司制凯密胶U-1542 ○：有荧光放射 480nm
凯密公司制凯密胶U-1542J ○：有荧光放射 470nm
凯密公司制凯密胶U-403B ○：有荧光放射 480nm
凯密公司制凯密胶U-1455B ○：有荧光放射 430nm
凯密公司制凯密胶U-1537 ○：有荧光放射 425nm510nm
凯密公司制凯密胶U-483B ○：有荧光放射 470nm
凯密公司制凯密胶U-401 ○：有荧光放射 420nm
 
500nm
图17是对各个种类的紫外线固化树脂绘制产生的荧光的主发光峰值的曲线图。图17所示的图的横轴是为了方便而对作为对象的紫外线固化树脂标记的连续号码。
参照表1和图17，能够确认：与照射紫外线(波长为365nm)相比，作为对象的所有紫外线固化树脂放射出波长长的荧光。
这样可以说：通过测定用紫外线的照射而由紫外线固化树脂产生的荧光的波长比测定用紫外线的波长更长，并且其波长依存于紫外线固化树脂的种类。
以下，参照图18～图25，针对所测定的荧光的光谱特性的一例进行说明。另外，图19～图25表示如下情况下测定的荧光的光谱特性：以预先照射规定量的紫外线而发生固化反应后的紫外线固化树脂为对象，对这些紫外线固化树脂都照射主发光峰值为365nm的紫外线。
图18表示测定用紫外线(主发光峰值：365nm)的光谱特性。
图19表示三键公司制3034的光谱特性。图20表示凯密公司制凯密胶U-1582的光谱特性。图21表示凯密公司制凯密胶U-1481的光谱特性。图22表示凯密公司制凯密胶U-1595的光谱特性。图23表示凯密公司制凯密胶U-1542的光谱特性。图24表示凯密公司制凯密胶U-1542J的光谱特性。图25表示凯密公司制凯密胶U-1455B的光谱特性。
与图18所示的光谱特性相比可知：关于图19～图25所示的光谱特性，在不同的波长存在主发光峰值。这样，通过测定由紫外线固化树脂产生的荧光的光谱，能够确定紫外线固化树脂的种类，并且，基于该主发光峰值的绝对值，能够判断该紫外线固化树脂的固化状态。
即，即使对含有多个紫外线固化树脂的层的多层膜，如果能够确定各紫外线固化树脂的种类，则在产生的荧光光谱中，有选择地提取对应的波长，从而也能够判断各层的固化状态。但是，对于经过多个制造工序依次层叠的多层膜，有时也难以在任一制造工序中判断固化状态。这是因为：在前工序的处理内容不明确的情况下，不能确定已经使用的紫外线固化树脂的种类。
因此，在本实施方式的紫外线照射系统中，在对紫外线固化树脂照射用于促进固化反应的紫外线之前和之后的位置，分别测定荧光的光谱，基于该光谱之差，判断作为对象的紫外线固化树脂的固化状态。由此，不依存于前工序中的处理，就能够评价成为对象的工序中的紫外线固化树脂的固化反应。
(整体结构)
图26是本发明的实施方式2的紫外线照射系统100C的概略结构图。
参照图26，在本实施方式的紫外线照射系统100C中，在紫外线照射部106的上游侧和下游侧，分别配置有多个头部142。即，在紫外线照射部106的上游侧配置的多个头部142，对UV粘接剂206在固化反应前的初期状态下的荧光的光谱进行测定；在紫外线照射部106的下游侧配置的多个头部142，对UV粘接剂206在固化反应后的荧光的光谱进行测定。
(控制结构)
图27是表示本发明的实施方式2的控制部中的控制结构的框图。在本实施方式中，基于在照射用于促进紫外线固化树脂的固化反应的紫外线前后测定的两种荧光光谱，判断固化状态的好坏。此外，分别配置头部142，从而在照射用于促进固化反应的紫外线前后分别接收来自共同的轨迹的荧光量的方式。另外，图27中具有代表性示出判断一条轨迹中的固化状态的好坏的结构，但在覆盖多条轨迹来配置头部142的情况下，设置多个图27所示的控制结构。
参照图27，本实施方式的控制部包括波长选择部362、364、减法部366和比较部368。波长选择部362在通过配置于紫外线照射部106(图26)的下游侧的头部142测定的荧光光谱中，选择与以下特定波长λ对应的强度值并输出，其中，该特定波长λ相当于成为对象的紫外线固化树脂(UV粘接剂206)的主发光峰值。同样，波长选择部364在通过配置于紫外线照射部106(图26)的上游侧的头部142测定的荧光光谱中，选择与以下特定波长λ对应的强度值并输出，其中，该特定波长λ相当于成为对象的紫外线固化树脂(UV粘接剂206)的主发光峰值。这里，波长λ由用户设定或根据来自上位的控制装置等的指令设定。此外，可以输出对以特定波长λ为中心的规定范围内所含有的强度值累计而得到的值。
减法部366从来自波长选择部362的输出值中减去来自波长选择部364的输出值。即，减法部366将由配置于紫外线照射部106的上游侧的头部142测定的特定波长λ的强度值作为初期值，从来自波长选择部362的输出值中减去该初期值。由此，即使在第一片材204或第二片材202上预先含有紫外线固化树脂的情况下，也在减法部366输出的值中，除去了依存于这类初期条件的要素。
比较部368比较由减法部366输出的输出值和阈值α3，如果该输出值超过阈值α3，就判断为固化状态良好；否则，就判断为固化状态不良。关于该阈值α3，也可以预先通过实验求出。
除上述方法以外，也可以计算出在上游侧测定的荧光光谱和在下游侧测定的荧光光谱之差后，求出峰值波长或求出特定波长范围的强度。
根据本发明的实施方式，除在上述实施方式1中得到的效果以外，即使对含有多个紫外线固化树脂层的多层膜，也能够判断固化状态。即，基于根据紫外线固化树脂的种类而产生的荧光的特定波长的成分，可以确定特定的紫外线固化树脂。此外，即使在含有什么种类的紫外线固化树脂不明确的情况下，也可以基于在新涂布的紫外线固化树脂的固化反应前和固化反应后测定的荧光，判断该紫外线固化树脂的固化状态。因此，可以提高在经过多种工序制造的平板显示器中使用的多层膜的品质。
[其它方式]
(头部间的校正)
在多个头部排列在与搬送方向垂直的方向上的情况下，为了检查该垂直方向上的固化状态的偏差，需要使各头部中的用于产生测定用紫外线50的紫外线光源或用于接收所产生的荧光的受光元件的特性相互一致。即，这是因为唯恐因这些元件的偏差而错误地判断固化状态有偏差。另外，如上所述，即使在基于在上游侧测定的荧光光谱和在下游侧测定的荧光光谱之差来判断固化状态的好坏的结构中，对降低在上游侧配置的受光元件和在下游侧配置的受光元件之间的偏差也是有效的。
因此，为了使这些头部的特性一致，优选采用以下说明的校正方法。
图28A、图28B是用于说明校正多个头部112的方法的图。
参照图28A、图28B，作为具有代表性的校正方法，有使用预先已知应产生的荧光量的样品的方法。具体地说，准备具有多个头部112配置的宽度(或线宽)的标准样品1和标准样品2。这里，标准样品1选择产生的荧光量相对少的物品，标准样品2选择产生的荧光量相对多的物品。具有代表性的是，标准样品1由金属构成，标准样品2由有机物构成。
然后，将各个标准样品配置于头部112的照射区域(受光区域)，分别测定荧光量。
图29是用于说明根据测定的荧光量进行校正的方法的图。
参照图29，基于应从标准样品1测定的测定值和实际测定的值之差，进行偏移校正。进而，进行用于调整头部112的荧光的检测灵敏度的增益校正，使得应从标准样品2测定的测定值和实际测定的值一致。
另外，偏移校正和增益校正通过调整图3所示的放大电路32来实现。
(温度补正)
受到测定用紫外线的照射而由紫外线固化树脂产生的荧光具有温度依存性。即，产生的荧光的量依存于含有紫外线固化树脂的多层膜的温度而发生变动，因而为了避免因这样的变动而造成的错误判断，优选使在各控制结构中使用的阈值等与这类多层膜的温度建立关系而进行最优化。
(扫描机构)
在上述实施方式中，虽然针对将固化状态测定装置相对于生产线加以固定的情况进行了例示，但是，也可以使用X-Y工作台等而使固化状态测定装置自身自由移动。
应该认为本次公开的实施方式中的所有内容仅是例示的内容，而本发明的范围并不仅限于此。本发明的范围并不是通过上述的说明内容来表示的，而是通过权利要求的内容来确定的，包括与权利要求同等意义或范围内的所有变更。

Claims (7)

1.一种固化状态测定装置，用于测定紫外线固化树脂的固化状态，该紫外线固化树脂包括主剂和光聚合引发剂，其中，该主剂由单体和低聚物的至少一种构成，该固化状态测定装置的特征在于，
包括：
第一照射单元，照射用于激发所述紫外线固化树脂的紫外线，
第一受光单元，接收通过照射所述紫外线而从所述紫外线固化树脂产生的荧光，
判断单元，基于由所述第一受光单元测定的荧光的量，来判断所述紫外线固化树脂的固化状态的好坏；
所述紫外线固化树脂介于至少两个片材状部件之间，
所述第一照射单元隔着一个所述片材状部件向所述紫外线固化树脂照射所述紫外线。
2.如权利要求1所述的固化状态测定装置，其特征在于，
所述至少两个片材状部件沿着规定的搬送方向连续地被搬送，
在所述至少两个片材状部件的搬送路径上，配置有照射紫外线的固化装置，该紫外线用于促进所述紫外线固化树脂中的固化反应，
所述第一照射单元和所述第一受光单元由排列在与所述搬送方向垂直的方向上的多个头部构成。
3.如权利要求2所述的固化状态测定装置，其特征在于，
所述判断单元基于来自通过所述固化装置后的紫外线固化树脂的荧光量的大小，来判断所述固化状态的好坏。
4.如权利要求2所述的固化状态测定装置，其特征在于，
所述判断单元基于与所述搬送方向垂直的方向上的荧光量的偏差，来判断所述固化状态的好坏。
5.如权利要求2所述的固化状态测定装置，其特征在于，
还包括：
第二照射单元，对通过所述固化装置前的紫外线固化树脂照射用于进行激发的紫外线，
第二受光单元，接收因所述第二照射单元照射紫外线而从所述紫外线固化树脂产生的荧光；
所述判断单元基于由所述第一受光单元测定出的荧光的量和由所述第二受光单元测定出的荧光的量，来判断所述紫外线固化树脂的固化状态的好坏。
6.如权利要求1或2所述的固化状态测定装置，其特征在于，
所述受光单元包括第一分光单元，该第一分光单元通过对所述荧光进行分光，从而取得所述荧光的光谱，
所述判断单元基于在所述第一分光单元中取得的荧光光谱中与所述紫外线固化树脂对应的特定波长的强度值，来判断所述紫外线固化树脂的固化状态的好坏。
7.如权利要求6所述的固化状态测定装置，其特征在于，
还包括：
第二照射单元，对通过所述固化装置前的紫外线固化树脂照射用于进行激发的紫外线，
第二分光单元，通过接收因所述第二照射单元照射紫外线而从所述紫外线固化树脂产生的荧光，来取得所述荧光的光谱；
所述判断单元基于由所述第一分光单元取得的光谱和由所述第二分光单元取得的光谱，来判断所述紫外线固化树脂的固化状态的好坏。
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