CN111999247B - 光学膜的翘曲的测定方法以及测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学膜的翘曲的测定方法以及测定装置。在本发明的测定方法中，以载置于工作台(4)上的光学膜(10)为对象，利用激光从光学膜(10)的上方朝向光学膜(10)的端部扫描，并检测来自端部的激光的反射光，由此获取端部的高度位置的信息。
Description
技术领域
本发明涉及光学膜的翘曲的测定方法以及测定装置。
背景技术
在图像显示装置中组装有光学膜来作为构成构件之一。开发了与偏振特性、硬涂敷特性等所要求的各种功能相应的各种光学膜。
光学膜有时会产生翘曲(卷曲)。除了因制造成长条且卷绕成卷筒状保存而产生翘曲以外，特别是在光学膜为层叠膜的情况下，容易产生因层叠的膜间的热收缩率的差异等引起的翘曲。在将长条的光学膜切出所希望的大小时，若翘曲较大，则组装图像显示装置时的作业性降低，且还会成为欠缺贴合的精密度的重要因素。以往，提出了能够抑制在光学膜产生翘曲的制造方法(例如，日本特开2015-217654号公报以及日本特开2015-21034号公报)。
现状是，光学膜的翘曲的程度的测定由手工作业进行。由手工作业进行会花费功夫、时间，并且准确度根据作业者而不同，品质管理的彻底性存在困难。
发明内容
于是，本发明的目的在于提供不依靠手工作业而能够准确地测定光学膜的翘曲的程度的测定方法以及测定装置。
本发明提供一种光学膜的翘曲的测定方法，该测定方法以载置于工作台上的光学膜为对象，利用激光从光学膜的上方朝向光学膜的端部扫描，并检测来自端部的激光的反射光，由此获取端部的高度位置的信息。
根据该测定方法，能够通过由激光进行的扫描而找出光学膜的端部位置，且能够通过检测来自该位置的反射光而得知该端部的高度位置的信息。因此，能够不依靠手工作业而测定光学膜的翘曲的程度。
在该测定方法中，也可以是，工作台对激光的半球反射率为2％以下。在从光学膜的面外朝向光学膜的端部扫描的期间，存在被工作台反射了的激光被光学膜的背面反射从而将发出该反射光的位置测定为翘曲的端部的位置的风险。在此，若工作台对激光的半球反射率为上述范围内，则抑制激光被工作台反射，从而难以产生光学膜的背面发光的状况。
作为测定对象的光学膜的形状并不特别限定，也可以是多边形，在该情况下，也可以是，在多边形的顶点中的至少两处进行由激光进行的扫描以及上述高度位置的信息的获取。由此，能够测定多处翘曲的程度，因此能够更彻底地进行与翘曲量有关的品质管理。
也可以是，激光相对于扫描方向朝向垂直下方照射。另外，优选为，来自光学膜的反射光的检测位置与光学膜的中央部之间的距离比光学膜的中央部与激光的照射位置之间的距离长。在该情况下，在检测位置难以受到由激光的正反射引起的光晕的影响，因此防止了检测精度降低。
本发明提供一种测定装置，其具备：工作台，其载置光学膜；照射部，其从上方对载置于工作台的光学膜照射激光；检测部，其检测被光学膜反射的激光的反射光；以及可动机构，其使照射部移动，以使得能够利用激光朝向光学膜的端部扫描，工作台对激光的半球反射率为2％以下。
在该测定装置中，以光学膜为测定对象，利用可动机构使照射激光的照射部移动，由此朝向光学膜的端部扫描。能够由检测部检测来自光学膜的反射光，并根据其高度位置的信息得知光学膜的翘曲的程度。在该情况下，在从光学膜的面外朝向光学膜的端部扫描的期间，存在被工作台反射了的激光被光学膜的背面反射从而将发出该反射光的位置测定为翘曲的端部的位置的风险。然而，在本发明的测定装置中，工作台对激光的半球反射率为上述范围内，因此抑制激光被工作台反射，从而难以产生光学膜的背面发光的状况。
在上述测定方法以及测定装置中，作为测定对象的光学膜可以是光学层叠膜。层叠有多个膜的层叠膜因膜间的热收缩率的差异等而容易产生翘曲。因此，光学层叠膜适合作为本发明的应用对象。
根据本发明，可以提供能够不依靠手工作业而准确地测定光学膜的翘曲的程度的测定方法以及测定装置。
附图说明
图1是本实施方式的测定装置的主视图。
图2是图1所示的测定装置的俯视图。
图3是示出测定时的水平多关节型机器人的动作的图。
图4是示出测定时的激光位移计的动作的侧视图。
图5是示出测定时的激光位移计的动作的侧视图。
图6是示出其他实施方式中的测定时的激光位移计的动作的侧视图。
图7的(A)以及(B)均是用于说明“翘曲的角度”的图。
附图标记说明
1…测定装置，2…水平多关节型机器人，3…激光位移计，4…工作台，5…机器人主体箱部，6…臂部，7…头部，8…激光源(照射部)，9…CMOS传感器(检测部)，10…光学膜，A…视野区域，S…基座部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式详细地进行说明。需要说明的是，在各图中，对相同部分或者相当部分标注相同附图标记，并省略重复的说明。
本实施方式的测定装置以及测定方法用于以光学膜为对象来测定其翘曲的程度。光学膜通常以长条的形态被制造，且卷绕成卷筒状保存。在使用时，从卷筒展开并切出所希望的大小以及形状以供使用。在将切出的光学膜例如向图像显示装置组装时，如果翘曲较大，则作业性降低。因此，翘曲的程度作为品质管理的项目是重要的，期望彻底进行管理。
本实施方式中的测定对象物是光学膜。光学膜只要是呈现出偏振度、光学补偿性等光学特性的膜便没有特别限制，可以是单层膜，也可以是层叠膜。本实施方式中的测定对象物在光学膜中特别优选为光学层叠膜。层叠多个膜而成的层叠膜因膜间的热收缩率的差异等而容易产生翘曲，因此适合作为本实施方式的应用对象。作为光学层叠膜，例如可举出用于光学产品的偏振板、相位差板、圆偏振板等膜。作为偏振板，可以是利用粘接剂在偏振膜的单面或者两面粘接保护膜而成的偏振板，也可以是进一步在保护膜上经由粘合剂层层叠剥离膜等其他膜而成的偏振板。
光学膜的形状并不特别限定，可以是圆状也可以是多边形。轮郭具有直线部分的形状的光学膜特别是多边形的光学膜由于容易产生翘曲这一点而容易应用为测定对象物。
对于光学膜，在测定中使用的激光的透过率可以是20％以上，也可以是40％以上，还可以是60％以上，又可以是80％以上。上述透过率并不特别限定，但可以是99％以下，也可以是95％以下，还可以是90％以下。
<测定装置>
(结构)
如图1以及图2所示，本实施方式的测定装置1是用于测定光学膜的翘曲的程度的装置，具备水平多关节型机器人2、激光位移计3以及工作台4。水平多关节型机器人2载置于立起设置的基座部S之上，以在任意的作业台上进行高度调整，具有机器人主体箱部5、以从机器人主体箱部5的上部沿水平方向延伸的方式连接的臂部6、以及以从臂部6的另一端沿水平方向延伸的方式连接的头部7。臂部6能够相对于机器人主体箱部5沿水平方向转动，头部7能够相对于臂部6沿水平方向转动。
激光位移计3被支承为从头部7的下表面悬挂。头部7在其下表面具备如下机构(可动机构)：通过利用分别内置于机器人主体箱部5与臂部6连接的连接部以及臂部6与头部7连接的连接部的电动马达使臂部6以及头部7转动，能够使激光位移计3向任意的方向移动。另外，激光位移计3能够在与头部7连接的连接部分处沿水平方向转动，在激光位移计3的下表面具有激光源(照射部)8和CMOS传感器(检测部)9。
测定装置1在臂部6以及头部7的下方的位置具备用于载置作为测定对象的光学膜的工作台4。工作台4优选为具有比作为测定对象的光学膜宽大的面积。工作台4优选为黑色的板、或者在所使用的激光位于可见光区域的情况下优选为与激光同色的板。
工作台4对从激光源8射出的激光的半球反射率例如可以为2％以下，也可以为1.5％以下，优选为1％以下，更优选为0.9％以下，进一步优选为0.8％以下，特别优选为0.7％以下。作为工作台4的具体例，可以列举Metal Velvet(Acktar公司)、Spectral Black(Acktar公司)。
从激光源8射出的激光的波长是任意的，但从可利用性、检测灵敏度的观点出发，优选为近紫外线～近红外线区域的波长，例如优选为300nm～700nm，更优选为350nm～450nm，进一步优选为380nm～430nm。例如可以选择405nm。
工作台4的表面优选为具有细微的凹凸结构。其每一个凹凸的高度、相邻的凸部间的距离优选为与从激光源8射出的激光的波长大致相等或者该波长以下的长度。在工作台4的表面具有这样的细微结构的情况下，容易实现较低的半球反射率。作为细微结构，例如可举出蛾眼结构。
工作台4的表面的强度优选为使#0000型号的钢丝棉以载荷250g/cm2往返十次时的损伤的根数为30根以下，更优选为10根以下。在具有细微结构的表面容易脆性破坏的情况下，可以是在该表面的上方具备玻璃板、树脂(丙烯酸树脂等)的透明保护板的结构。即，工作台4例如可以是在表面具有细微结构的黑色的板与在其上方设置的透明保护板的双层结构。在该双层结构的情况下，上述细微结构位于透明保护板的下部，透过了透明保护板后的激光被照射至细微结构。
另外，在该双层结构的情况下，作为测定对象的光学膜载置于透明保护板上。优选为透明保护板的表面实施抗反射(AR)处理。在工作台4由双层结构构成的情况下，优选为作为工作台4整体的半球反射率满足上述的值。在此，AR处理是指如下处理：通过层叠多层反射率的不同的材料，从而错开各层中的反射光的相位差，以抵消光。需要说明的是，在黑色的板与透明保护板的双层结构的情况下，可以在两层之间设置间隙，例如可以存在1mm～200mm、优选为3mm～10mm的间隙。
需要说明的是，为了防止测定中的激光的杂散光，优选为利用框体包围测定装置1整体，并利用布、树脂板等无间隙地覆盖框体，从而构成暗室环境。
上述“半球反射率”是指：以激光位移计3的激光源8射出的光的波长为对象，使用分光光度计，以SCI方式(包括正反射光的方式)测定出的该波长的反射率的值。例如可以将柯尼卡美能达公司制的“CM-2600d”用作分光光度计。在此，除了测定作为对象的激光的波长本身的半球反射率之外，在分光光度计的性能与其要测定的激光的波长不对应的情况下，可以取该波长的前后的波长的测定值的平均值作为该波长的半球反射率。例如，在求405nm的波长的激光的半球反射率的情况下，可以在400nm与410nm这两方进行测定，并将其平均值作为405nm的波长的半球反射率。
(动作)
测定装置1驱动在水平多关节型机器人2的各部分内置的电动马达，而使臂部6、头部7以及激光位移计3沿着各自的转动轴沿水平方向转动，如图3所示，能够使头部7的位置向在工作台4载置的矩形的光学膜10的四角的位置移动。在此，在俯视下，激光位移计3位于光学膜10的面外。在进行测定时，通过水平多关节型机器人2的驱动机构使激光位移计3向存在光学膜10的一侧扫描。激光位移计3能够从该激光源8沿垂直下方(在该情况下为沿铅垂下方)向工作台4射出激光。并且，CMOS传感器9具有规定的视场角，从相对于激光的射出方向倾斜的方向观察激光的射出地附近。当CMOS传感器9捕捉激光时，根据该激光的形状进行图像处理，由此算出距工作台4的表面的高度位置。通过这一系列动作，测定装置1能够利用激光扫描作为测定对象的光学膜10，并检测翘曲的端部的位置。
<测定方法以及作用效果>
对使用了测定装置1的光学膜的翘曲的测定方法进行说明。将作为测定对象的矩形的光学膜10载置于工作台4上。此时，翘曲的光学膜10以朝下方凸出的方式、即以成为翘曲的顶点的端部为向上方抬起的朝向的方式载置。驱动水平多关节型机器人2以及激光位移计3，而使激光位移计3位于光学膜10的四角中的一处的上方(参照图3)。此时，激光位移计3的激光源8的位置在俯视下位于光学膜10的面外，CMOS传感器9的位置进一步位于面外侧。
如图4所示，一边从铅垂下方射出激光(激光由实线箭头表示。)一边使激光位移计3以光学膜10的面外的位置为起点朝向面内扫描。需要说明的是，在图4中省略了水平多关节型机器人2的描绘。CMOS传感器9朝向其视野区域A，以使得能够在存在激光从光学膜10反射的反射光的情况下捕捉到该反射光。在图4所示的状况下，激光照射到工作台4上，但激光照射不到光学膜10的端部，因此CMOS传感器9中未检测到来自光学膜10的端部的反射光。通过使激光位移计3从该位置进一步扫描，从而利用激光以光学膜10的端部为目标进行扫描。
翘曲的光学膜10的端部(在该情况下，也是矩形的顶点。)的位置位于最上方，距工作台4的表面的高度为最高。此时，如图5所示，激光在光学膜10的端部发生反射，通过由CMOS传感器9检测该反射光(反射光由虚线箭头表示。)，能够测量端部的高度。
在这样测定了翘曲量(端部距工作台的高度)之后，接下来使水平多关节型机器人2以及激光位移计3向光学膜10的其他四角的位置移动(参照图3)。然后，与上述同样地测定其端部的翘曲的量。通过优选对光学膜的四角的2处以上、更优选对光学膜的四角的全部进行该测定，能够掌握光学膜10整体的翘曲的状况。
如图4以及图5所示，在该测定方法中，CMOS传感器9的位置(检测位置)与光学膜10的中央部之间的距离比光学膜10的中央部与激光源8的位置(照射位置)之间的距离长。因此，在CMOS传感器9的位置难以受到由激光的正反射引起的光晕的影响，因此防止检测精度由于光晕而降低。
在光学膜10的透过率较高的情况下，通常优选提高拍摄灵敏度，以提高由CMOS传感器9进行的检测灵敏度。然而，虽然当提高拍摄灵敏度时检测灵敏度提高，但同时会检测到杂散光、或者强烈地受到光晕的影响，因此存在导致检测精度的降低的风险。关于这一点，由于在本实施方式的测定方法中具有上述的结构，因此能够在将拍摄灵敏度抑制得较低的同时进行测定，从而能够抑制检测精度的降低。
在本实施方式中，使用将半球反射率抑制得较低的工作台进行测定特别是在测定翘曲较大的光学膜的情况下是有利的。在测定翘曲较小的光学膜的情况下，如图6所示那样的背面反射由于其反射角度而不会被CMOS传感器检测到，因此不论工作台的半球反射率的大小如何，都能够正常地进行测定。
另一方面，在测定翘曲较大的光学膜的情况下(例如翘曲的角度为70°以上的情况下)，如图6所示那样的背面反射由于其反射角度而存在被CMOS传感器检测到的情况。因此，使用将半球反射率抑制得较低的工作台适于精密地连续测定翘曲量有可能各不相同的多个光学膜。需要说明的是，上述“翘曲的角度”是指：如图7所示，在将光学膜载置于工作台时，在侧视下，翘曲起来的端部的切线与工作台面所成的角度中的、与存在光学膜的一侧相反的一侧的角度α。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明丝毫不被上述实施方式限定。例如，在上述实施方式中，示出了使激光位移计以光学膜的面外的位置为起点朝向面内扫描的方案，但相反地，也可以设为以光学膜的面内的位置为起点朝向面外在光学膜上扫描的方案。
虽然在上述实施方式中，示出了使用一体地具备激光的照射部(激光源)和检测部(CMOS传感器)的激光位移计的方案，但也可以是，该照射部与检测部配备在不同的位置。例如，也可以设为如下方案：使照射部滑动，另一方面，检测部安装在水平多关节型机器人的任意位置，且不滑动而从固定点进行观测。
另外，在上述实施方式中，示出了使用水平多关节型机器人2(通过臂部6以及头部7的转动动作)使激光位移计3扫描的方案，但激光位移计3的扫描机构没有限制，例如也可以使用线性引导件等来使激光位移计滑动。在该情况下，优选并用使激光位移计3旋转的机构。另外，还可以具备使激光位移计在高度方向上移动的机构。
另外，在上述实施方式中，示出了光学膜的形状为矩形的方案，但形状并不被限定，也可以是其他多边形、圆形、椭圆形等，还可以是在这些形状的边的一部分具有凹陷的形状。
[实施例]
(实施例1)
利用将聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(厚度53μm)、三醋酸纤维素膜(厚度40μm)、偏振膜(延伸、且被碘染色的聚乙烯醇树脂膜；厚度25μm)以及环烯烃聚合物膜(厚度23μm)依次经由粘接剂或者粘合剂层叠而成的长条的光学膜，以搬运方向(MD方向)相对于长边成45度的方式切出250mm×300mm的试验片。
对于所得的试验片，四角中的翘曲量为最大的角部处的翘曲的角度为90度。需要说明的是，翘曲的角度是对试验片的切出剖面(试验片的侧面)拍摄照片，并使用分度器测定出的值。接下来，在用JIS 1级金属尺测定该角部的翘曲量(＝从水平的工作台至试验片的端部的铅垂方向长度)时为110mm。
将所得的试验片以翘曲的端部向上的方式置于图1所示的测定装置的工作台上，该测定装置具备：激光位移计(产品名：传感器头LJ-V7300；基恩士公司)，其具备检测部和照射部；以及工作台(Metal Velvet(注册商标，Acktar公司制)；尺寸：350mm×400mm；半球反射率：0.65％)。需要说明的是，上述“半球反射率”是相对于波长405nm的激光的值，是使用分光光度计(产品名：CM-2600d，柯尼卡美能达公司制)测定波长400nm以及波长410nm的各激光的半球反射率并作为其平均值而求出的值。
通过将测定装置中的检测部与工作台之间的距离设定为400mm，并使波长405nm的激光以扫描速度50mm/秒从工作台的端部朝向上述试验片的各端部扫描，来测定试验片的端部的高度。在使上述激光扫描的期间，以上述检测部与上述试验片的中央部之间的距离比上述试验片的中央部与所述激光的照射位置之间的距离长的方式设定上述测定装置。
其结果是，与使用金属尺测定出的测定值同样地，四角中的翘曲量为最大的角部处的翘曲量被检测为110mm。在测定中，通过进行激光位移计的灵敏度调整，能够不检测到杂散光而进行测定。
(实施例2)
在使用Spectral Black(注册商标；Acktar公司制，尺寸：350mm×400mm；半球反射率：0.83％)作为工作台以外，以与实施例1同样的步骤测定实施例1记载的试验片的端部的高度以及翘曲量。其结果是，与使用金属尺测定出的测定值同样，四角中的翘曲量为最大的角部处的翘曲量被检测为110mm。在测定中，有时检测到杂散光，但通过进行灵敏度调整，能够以实际应用上没有问题的程度进行准确的测定。
产业上的可利用性
本发明能够用于测定光学膜的翘曲。
Claims (7)
1.一种光学膜的翘曲的测定方法，其中，
所述测定方法以载置于工作台上的光学膜为对象，自所述光学膜的面外利用激光从所述光学膜的上方朝向所述光学膜的端部扫描，并在扫描的后方侧检测来自所述端部的所述激光的反射光，由此获取所述端部的高度位置的信息，
所述工作台对所述激光的半球反射率为2％以下。
2.根据权利要求1所述的测定方法，其中，
所述光学膜为多边形，在所述多边形的顶点中的至少两处进行由所述激光进行的扫描以及所述高度位置的信息的获取。
3.根据权利要求1或2所述的测定方法，其中，
所述激光相对于扫描方向朝向垂直下方照射。
4.根据权利要求1或2所述的测定方法，其中，
来自所述光学膜的反射光的检测位置与所述光学膜的中央部之间的距离比所述光学膜的中央部与所述激光的照射位置之间的距离长。
5.根据权利要求1或2所述的测定方法，其中，
所述光学膜为光学层叠膜。
6.一种测定装置，其中，
所述测定装置具备：
工作台，其载置光学膜；
照射部，其从上方对载置于所述工作台的所述光学膜照射激光；
可动机构，其使所述照射部移动，以使得能够自所述光学膜的面外利用所述激光朝向所述光学膜的端部扫描；以及
检测部，其在比所述照射部靠扫描的后方侧检测被所述光学膜反射的所述激光的反射光，
所述工作台对所述激光的半球反射率为2％以下。
7.根据权利要求6所述的测定装置，其中，
所述光学膜为光学层叠膜。
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