CN112740083B - 标记装置、标记方法、偏振片制造方法以及偏振片 - Google Patents
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Abstract
向偏振片(100)照射可见激光,通过使偏振膜(10)吸收可见激光,使可见激光照射部分的偏振膜(10)改性,以及使改性部分的光学特性发生变化而进行标记。通过这种方式,针对含使可见光发生偏振的偏振膜的偏振片中的缺陷进行标记。
Description
技术领域
本发明涉及针对液晶显示装置等使用的偏振片的缺陷标记。
背景技术
液晶显示装置等使用的偏振片一般通过先对含碘、染料(二向色性着色剂)的聚乙烯醇(PVA)树脂进行拉伸而获得偏振膜,然后在传输该偏振膜的同时在其两侧层叠由允许可见光透射的树脂构成的承托膜等物的方式制成。
此类偏振片生产线通常包括缺陷检测装置,用于检测制造过程中产生的瑕疵、混入的异物等引起的缺陷。此类缺陷检测装置通常由包括LED等光源、CCD摄像头等光接收单元且通过光的透射或反射进行成像的成像系统以及对所获得的数据进行处理的计算机组成。
此外,生产线的下游还设置标记装置,用于根据缺陷检测装置所检测出的缺陷数据,对缺陷部分进行标记。通过预先设置针对偏振片缺陷的标记,可以在产品检查过程中排除含有缺陷的部分,或者在偏振片使用过程中在用户通过目视等方式确认标记后排除含有缺陷的部分。
其中,标记方式例如包括以喷墨头、毡笔等进行喷墨的喷墨法,将胶带作为标记贴在膜(film)端部的贴胶法、激光照射法等。
在用墨进行标记的情形中,可能会发生因墨含有稀释溶剂等物而需要时间干燥,墨在随后的生产过程中剥离或转移至膜卷上。因此,存在生产线因剥离下的墨而受到污染或无法辨识缺陷部分位置的风险。此外,在端部贴胶的标记方法中,标记位置可能会在后续生产过程中例如因切缝等工艺而除去,从而导致无法辨识缺陷位置的风险。由此可见,虽然此类标记方法简单易行,但是仍不足以满足要求。
与此相对,采用激光照射的标记方法由于能够通过直接加热树脂等材料的膜而对其进行标记,因此可以解决上述问题。用于标记的代表性激光源例如包括红外激光源、使用CO2(二氧化碳)的10.6μm波长激光源、使用YAG(钇铝石榴石)晶体的1064nm波长激光源等。
举例而言,专利文献1公开了以YAG激光烧蚀线栅偏振片上的铝,并且描述了以CO2激光在作为偏振片100基质材料的树脂中形成开孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:公开号为2011-257343的日本专利申请
发明内容
本发明所要解决的问题
专利文献1中描述了以集尘器等收集在对膜进行标记时所产生的灰尘。也就是说,该激光照射标记法会对标记部位造成损伤。
此外,为了提高标记的目视辨识度,以及缩短激光照射时间,出于标记目的的激光照射通常要求提高激光照射的输出功率。因此,可以预想到,标记部位及其周围会因标记过程中产生的热而发生伴随有凹凸起伏、扭曲等变形的局部厚度变化。如此,在将该方式标记后的膜产品多枚层叠或连续卷绕成卷筒状时,所述凹凸起伏、扭曲等形状可能会在上下层叠的膜之间发生转移,从而造成因印记缺陷等二次缺陷而导致产品合格率下降的问题。另外,激光照射产生的热还存在因使标记部位产生烟尘而污染生产线环境的可能性。
本发明的目的在于提供一种在通过激光照射进行针对缺陷的标记时能够减小表面的凹凸起伏等现象并提高生产质量的标记装置和标记方法。
问题的解决方式
发明人通过锐意研究发现,当在出于缺陷标记目的的激光照射中使用可见激光时,该可见激光可被偏振片中的偏振膜吸收,从而在减小标记部位周围的凹凸起伏、扭曲等变形的同时,使得偏振膜改性而进行标记,并根据该发现完成本发明。
本发明为一种针对含使可见光发生偏振的偏振膜的偏振片中的缺陷进行标记的标记装置,包含发出可见激光的激光源,其中,通过使所述偏振膜吸收激光源发出的可见激光,使该偏振膜改性,以及使改性部分的光学特性发生变化而进行标记。
此外,所述偏振片优选含从偏振膜两侧包夹且允许可见光透射的承托膜,可见激光可在穿过该承托膜后被所述偏振膜吸收。
此外,所述偏振膜可吸收可见激光而改性,并通过(i)色调发生变化;(ii)偏振特性发生变化当中至少一种实现标记。
此外,所述可见激光可以为绿光。
此外,所述偏振膜可含有碘或染料的二向色性着色剂。
所述可见激光可以为直线偏振光,所述可见激光的偏振方向可相对于所述偏振片的吸收轴方向在0~90°范围内变化。
此外,本发明可以为与上述装置对应的标记方法。
此外,本发明可以为包括上述标记方法的偏振片制造方法,也可以为由该偏振片制造方法制造的偏振片。
此外,所述改性部分可不具有偏振性,而且以所述基质材料表面为基准的最大深度和最大隆起高度可分别为5μm以下。
发明效果
根据本发明,可通过使偏振片内部的偏振膜改性而进行标记。通过这种方式,可以减小激光照射所伴随的标记部位及其周围的变形。如此,可以防止变形部分产生的转移和印记二次缺陷,从而提高生产质量。
此外,由于使用可见激光,因此即使在偏振片的承托膜含有紫外线吸收剂时,激光也不会被承托膜吸收,并可抵达偏振膜,以将偏振膜改性。
附图说明
图1为一种实施方式的包含标记装置的偏振片制造系统的整体结构图。
图2所示为标记装置产生的标记痕迹的形状示例。
图3采用可见激光的实施例1标记部位的截面照片。
图4采用红外线激光的比较例1标记部位的截面照片。
图5采用紫外线激光的比较例3标记部位的截面照片。
图6为含变形例1标记装置的偏振片制造系统的整体结构图。
图7为含变形例2标记装置的偏振片制造系统的整体结构图。
图8为通过改变所照射的可见激光的偏振轴而改变吸光量的说明图。
图9所示为与偏振特性的变化相对应的标记检测(亮点检测)。
图10所示为与偏振特性的变化相对应的标记检测(暗点检测)。
附图标注
10:偏振膜;12a,12b:承托膜;14a,14b:辊;16:检测装置;16a:成像装置;16b:光照装置;18:控制装置;20:标记装置;22,24:辊;100:偏振片。
具体实施方式
以下,参考附图,描述本发明的实施方式。本发明不限于此处描述的实施方式。
[整体结构]
图1为一种实施方式的含标记装置的偏振片制造系统的整体结构图。
偏振膜10以长的条带状物形式从辊等物上不断延展传输而出。其中,偏振膜10可例如采用将聚乙烯醇类树脂构成的膜(film)以二向色性着色剂染色后制成之物。代表性的二向色性着色剂为碘、偶氮化合物等染料,在可见光区域内具有偏振特性。在液晶显示装置中,例如设于液晶的入射或出射一侧。其中,二向色性着色剂优选能够充分吸收下述标记中使用的可见激光。
偏振膜10的厚度并无具体限制,例如为1μm~100μm左右。考虑到易拉伸性、激光标记性能、目视辨识度等因素,厚度优选为5μm以上。
在本例中,偏振膜10由允许可见光透射的承托膜12a,12b两面包夹。也就是说,传输而来的偏振膜10上下两侧叠加承托膜12a,12b后,通过辊14a,14b的上下按压,使得偏振膜10由承托膜12a,12b两面包夹,以形成偏振片100。
承托膜12a,12b为在光学上无色透明的膜,通常用于为对热量、水气较为脆弱的偏振膜10提供保护。承托膜12的其他功能例如为能够提高液晶显示装置的视野角等显示性能的补偿功能。在将偏振膜10与承托膜12a,12b叠加时,虽无具体限制,但例如可通过由乙烯醇类树脂形成的粘合剂等粘合剂进行承托膜12a,12b的叠加。承托膜12a,12b的材料例如为醋酸纤维素类树脂、降冰片烯类树脂、聚碳酸脂类树脂、丙烯酸类树脂等。此外,承托膜12a,12b的厚度通常为100μm以下,一般为80μm以下,从偏振片100薄型化的观点出发,还可以为60μm以下。承托膜12a,12b的粘合面及其相反一面(外表面)上可形成防眩层、硬涂层、抗反射层、防静电层等合适的表面功能层。此外,表面功能层同样为不适于吸收可见光且无色透明的层。
此外,在本实施方式的情形中,由于通过可见激光进行标记,承托膜12a,12b或表面功能层可具有紫外线吸收能力。其中,可例如通过在所述膜或表面功能层中添加紫外线吸收剂的方式,使其获得紫外线吸收能力。紫外线吸收剂可采用苯并三唑类、二苯酮类、水杨酸类、氰基丙烯酸酯类、环状亚氨酸酯类等众所周知之物。此外,作为偏振片所用承托膜12,代表性的市售产品为TAC(三醋酸纤维素),此类产品通常含有紫外线吸收剂。另一方面,以TAC或丙烯酸树脂等为成分的上述具有补偿功能的承托膜一般不含紫外线吸收剂。由于赋予紫外线吸收能力的目的在于减小阳光等紫外线导致的性能下降,因此具有紫外线吸收能力的层在偏振片100中的设置位置根据采用偏振片100的最终产品的形态进行设计。
虽然作为检测对象的偏振片100优选上述偏振片100以及具有表面功能层的偏振片100形式,但是对于激光抵达偏振膜后被吸收的偏振片形式,也可叠加一层或两层以上的保护膜、相位差膜、视野角补偿膜、粘合层、剥离膜(分离膜)等膜层。
另外,虽然本实施方式将偏振膜10两侧设置承托膜12a,12b之物作为标记对象,但是如下所述,也可仅针对偏振膜10进行标记。除此之外,也可在偏振膜10的一侧设置承托膜12。此类结构例如根据液晶显示装置、偏光太阳镜的镜片等最终产品的用途进行设计。在后一种结构的情形中,优选通过从承托膜一侧进行激光照射,以能够获得本发明的效果。此外,对于偏振片100的缺陷而言,如下所述,其可因承托膜的叠加或包夹而更加凸显,或者相反地,因粘合层的填埋而消失,因此从缺陷检测的有效性而言,更加优选在偏振膜10上设置承托膜12的结构。
偏振膜10两面上层叠承托膜12a,12b的偏振片100通过检测装置16检测。在本例中,检测装置16由光照装置16b和成像装置16a构成。光照装置16b发出的光穿过偏振片100后,透射光由成像装置16a成像。光照装置16b既可以为激光源,也可以为各种LED(发光二极管),成像装置16a可采用CCD(电荷耦合器件:Charge-Coupled Device)或C-MOS(Complementary MOS)摄像头。
成像装置16a输出的图像信号提给至控制装置18。控制装置18具有图像处理功能,并通过对图像信号进行分析而检测瑕疵、异物混入等缺陷。该缺陷检测可例如采用通过将成像后的图像与预存正常图像比较而实现异常检测的方法等众所周知的检测方法。
偏振片制造过程中的所谓瑕疵、异物缺陷例如包括膜的传输过程中因辊表面的凹凸起伏之处而形成的印记、擦痕缺陷,原材料的固有缺陷,因膜之间的摩擦、膜的切割产生的粉尘,因附着于偏振膜上后被承托膜包入的微小粉尘等物而产生的光学畸变(Knick)等,并且根据液晶显示装置、太阳镜等最终产品使用过程中是否对质量产生影响而辨别其存在。所观察到的此类缺陷的形式为1~100μm以上大小的点或线等形状。
此外,标记装置20设于检测装置16下游。该标记装置配备可见激光源,并向偏振片100照射可见激光。也就是说,在控制装置18中,当检测到缺陷时,将该缺陷位置(缺陷的正上方)或其附近等随后能辨认出缺陷位置的位置上,通过可见激光的照射进行缺陷标记。
其中,可见光范围通常为380~780nm。此外,承托膜12a,12b中有时含有上述紫外线吸收剂,在该情形中,除380nm以下的光几乎完全被承托膜12a、12b吸收之外,据估计,390nm附近的光也会受到承托膜12a,12b内紫外线吸收剂的影响。因此,考虑到可见激光的实际使用波长范围,据信400~780nm较为合适。
作为配备可见激光器的标记装置,具有代表性之物包括能够照射红光(635~690nm)和绿光(532nm)之物,其中,可以使用市售装置。由于在可见光区域具有偏振特性的偏振片通常设计为在视觉灵敏度较高的550nm下具有较高的光学特性,据此,尤其优选使用绿色可见激光。通过这种方式,本发明能够针对染料类及碘类偏振片的各种光学特性,获得广泛的使用。
此外,如上所述,使用偏振片100的最终产品形式随偏振片承托膜12是否含有无紫外线吸收剂的不同而不同。相应地,通过使用可见激光,无论承托膜12中是否含有紫外线吸收剂,本发明均可普遍性地进行标记。
本发明中偏振片100的偏振膜10因可见激光的照射而发生的“改性”是指偏振膜因所吸收激光的热效应而发生的化学或物理方面的变化。具体而言,所发生的改性可以认为是拉伸PVA的软化所导致的二向色性着色剂取向的松弛、所含二向色性着色剂发生的变化或分解、PVA层的破坏等。相应地,所观察到的标记痕迹为视觉上的色调变化、光学上偏振特性的消失或减弱。
完成标记的偏振片100上贴附保护膜,并经卷绕辊22卷绕后作为产品出厂。其他的产品出厂形式例如为,在偏振片100上贴附保护膜,并照原样连续分切成大小片状。除此之外的产品出厂形式例如为,先在卷绕后的偏振片100上贴附保护膜,然后在其上叠加粘合层、相位差膜等膜层,最后分切成大小片状。在分切成大小片状的情形中,具有标记的偏振片作为不合格产品在检测过程中舍弃。上述大片是指形状较大的产品,如边长为0.5~1m左右的产品。上述小片是指形状较小的产品,如对角线尺寸为0.1~10英寸左右的产品。
举例而言,在液晶显示装置生产线中,先将卷筒状的偏振片100展开,然后根据需要切割后使用。在该情形中,可通过目视或传感器检测缺陷指示标记,然后通过舍弃相应部分而实现在偏振片100的使用中避免对存在缺陷的部分加以使用。
[标记的具体实施例]
以下,根据下述实施例,对本实施方式的标记装置进行描述。
(实施例1)
利用具有发射绿色可见激光功能的激光照射装置(YAG激光的二次谐波波长为532nm),对得自染料类偏振片100SHC-125U(宝来技术有限公司制造)产品的偏振片100进行标记试验。
染料类偏振片100SHC-125U由作为偏振膜的以PVA为基质材料的染料类偏振膜,作为承托膜设于偏振膜两侧的TAC层,设于其中一个TAC层上的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)保护膜以及设于通过粘合层设于另一TAC层上的离型膜构成。
该偏振片100的光学特性如下:视觉灵敏度校正透射率为39.5%;视觉灵敏度校正偏振度为99.5%。在将PET保护膜从偏振片100上剥离后,以激光照射偏振片100的表面(TAC层)。其中,激光的偏振方向与偏振片100吸收轴的关系为0°,激光照射的输出功率为51%(100%时的能量密度为4.8×103W/mm2),照射时间为每一标记0.1秒,到达偏振片100前的照射距离为30cm。如此,所形成的标记直径大小约2mm。
图2所示为标记装置所形成标记痕迹的形状示例(标记形状不限于此),从左侧开始依次为:(i)圆形:4×4格状;(ii)圆形:9×9格状;(iii)圆形:带边框点阵;(iv)圆形:同心圆(等高线);正方形:水平条纹。
其中,标记中生成的痕迹越多,标记越容易辨识,但与此同时生成痕迹所需要的时间越长,而且基质材料的损伤越大。因此,可根据生产过程中的生产线速度以及后续的目视辨识度,选择优选形状。此外,也可通过整体均匀照射的方式生成标记,无需形成特定形状。
上述激光照射所标记部分的外观目视观察结果示于表1。所观察标记部位的评判标准为:(1)标记的目视辨识度;(2)标记部位以及标记部位周围的扭曲状况;(3)目视辨识所见标记的色调。其中,(1)和(2)的评判方法如下。另外,(1)当中的辨识评判由实际参与偏振片100制造的6名产品检测人员实施。
(1)标记痕迹的目视辨识度
A:6名检测人员全部辨识到标记;
B:5名以下检测人员辨识到标记;
C:2名以下检测人员辨识到标记。
(2)标记痕迹以及标记痕迹周围的扭曲状况等
○:几乎不存在凹凸起伏或扭曲;
×:存在凹凸起伏或扭曲;
(实施例2)
除了激光照射的输出功率设为30%之外,其余与实施例1的记述内容完全相同。
(实施例3)
除了偏振片100采用碘类偏振片JET-12PU(宝来技术有限公司制造)且激光照射的输出功率设为51%之外,其余与实施例1的记述内容完全相同。偏振片100由PET保护膜、偏振片100、粘合层以及离型膜构成,其光学特性如下:视觉灵敏度校正透射率为40.4%;视觉灵敏度校正偏振度为99.99%。
(实施例4)
除了偏振片100采用碘类偏振片JET-12PU(宝来技术有限公司制造)且激光照射的输出功率设为30%之外,其余与实施例1的记述内容完全相同。
(比较例1)
除了采用配备CO2激光照射功能的激光照射装置(波长10.6μm)且将激光照射的输出功率设为70%(100%时的能量密度为1.9×103W/mm2)之外,其余与实施例1的记述内容完全相同。
(比较例2)
除了将激光照射的输出功率设为15%之外,其余与实施例1的记述内容完全相同。激光标记部分的外观观察结果示于表1。
(比较例3)
除了采用配备紫外激光照射功能的激光照射装置(355nm)且将激光照射的输出功率设为70%(100%时的能量密度为3.5×103W/mm2)之外,其余与实施例1的记述内容完全相同。
(比较例4)
除了将激光照射的输出功率设为15%之外,其余与比较例3的记述内容完全相同。
[表1]
[激光标记的显微镜观察]
为了对激光照射标记层进行详细观察,针对激光标记后偏振片100的标记部位,通过超薄切片法制成切片。针对切片截面,以光学显微镜(Micro Support Co.,Ltd.所制APS-004)进行观察。截面图像示于图3~图5。图3为实施例1的标记部位,图4为比较例1的标记部位,图5为比较例3的标记部位。
[标记痕迹凹凸状况的观察]
在表1中,实施例1~4为绿色可见激光的标记结果。在以染料类偏振片为偏振片100的实施例1和实施例2的情形中,当激光输出功率设为51%时,(1)和(2)均获得良好结果。实施例1偏振片100的截面示于图3。从标记痕迹轮廓的色调与比较例的白色相比为黑色可以确定,仅偏振片100内部的偏振膜因激光而改性。此外,还将标记后的实施例1和实施例2偏振片设于白色LED背光上方,然后在该偏振片上以偏振轴相互垂直的方式设置未标记的同一类型偏振片之后,进行观察。在将标记一面朝向目视一侧及将标记一面朝向背光一侧的两种设置方式下,标记痕迹均呈现为亮点。据此,可以确定,标记位置具有透光性,但不具有偏振性。
此外,在偏振片100采用碘类偏振片的实施例3和实施例4的情形中,(1)和(2)的评判结果均为良好。但是,在激光输出功率为51%的情形中,虽然承托膜表面的形状未发生变化,但是标记痕迹周围的偏振片100厚度增大。根据标记痕迹截面观察结果,其原因推测为偏振片100内部在吸收激光后急速生热,导致水分等蒸发,从而使得偏振膜膨胀。由于标记痕迹轮廓的色调在任何一种条件下均呈红褐色,因此可以推测出偏振膜中的碘因所吸收激光的热量而改性。此外,与实施例1和实施例2相同,实施例3和实施例4中也将标记后的偏振片100设于白色LED背光上方后进行了观察。在将标记一面朝向目视一侧及将标记一面朝向背光一侧的两种设置方式下,标记痕迹均呈现为亮点。据此,可以确定,标记位置具有透光性,但不具有偏振性。
从以上结果可知,当针对偏振片100透射率及所含二向色性着色剂的种类设置最佳激光输出功率时,染料类和碘类当中的任何一类偏振片100均可实现在对偏振片100内部进行激光标记的同时,不发生扭曲或变形。此外,由于标记痕迹具有目视辨识性,因此在由检测人员或检测装置进行缺陷检测等后续加工的过程中,可以在实现偏振片100加工的同时,不导致生产效率下降。
比较例1和比较例2为偏振片100的CO2激光标记结果。图4所示为比较例1标记部位的截面观察结果。如图所示,偏振片100的承托膜表面因激光而显著变形,而且该变形不仅在于标记痕迹处的凹凸起伏,而且还存在以其为中心的偏振片100扭曲。因此,该标记后的偏振片难以作为产品按照卷筒状或片状层叠。虽然在将激光输出功率从70%降至15%时该变形程度相应变小,但是其难以同时实现标记痕迹的目视辨识性。
此外,与实施例1和实施例2相同,比较例1和比较例2中也将标记后的偏振片100设于白色LED背光上方后进行了观察。其中,当将标记一面设为朝向目视一侧时,标记痕迹呈现为亮点。但是,当将标记一面设为朝向背光一侧时,无法观察到标记痕迹。据此,可以确定,与上述截面观察结果一致,该激光标记使得偏振片100的承托膜表面发生变形,激光并未抵达偏振膜10,因此未将偏振膜10改性。
比较例3和比较例4为偏振片100的紫外激光标记结果。图5为比较例3标记部位的截面观察结果。如图所示,偏振片100承托膜表面的变形小于比较例1和比较例2。虽然在将激光输出功率从70%降至15%时该变形程度进一步减小,但是其难以同时实现标记痕迹的目视辨识性。
此外,与实施例1和实施例2相同,比较例3和比较例4中也将标记后的偏振片100设于白色LED背光上方后进行了观察。其中,当将标记一面设为朝向目视一侧时,标记痕迹呈现为亮点。但是,当将标记一面设为朝向背光一侧时,无法观察到标记痕迹。据此,可以确定,与上述截面观察结果一致,该激光标记使得偏振片100的承托膜表面发生变形,激光并未抵达偏振膜10,因此未将偏振膜10改性。此外,在该情形中,由于承托膜12含有紫外线吸收剂,因此该激光会被承托膜12吸收。
[表2]
表2为以光学显微镜(株式会社其恩斯所制数码显微镜VHX-6000)对实施例1、比较例2以及比较例3试验所得标记痕迹形状状态进行详细分析后的结果。表2中的凹陷为以该装置三维测量中的尺寸测量功能所测的偏振片承托膜上标记痕迹的最大凹陷深度(μm),而且表中所示为激光正下方部分的测量结果。类似地,凸起为标记痕迹的最大隆起高度(μm),而且表中所示为激光照射部位周围部分的测量结果。凹陷值和凸起值均为以承托膜激光照射一侧无标记痕迹的正常部分表面(基质材料表面)为基准(0μm)计算得出。
在实施例1中,承托膜表面上虽然未形成标记痕迹,但存在偏振膜因吸收激光而发生的改性导致的承托膜表面扭曲。与此相应的凹陷值和凸起值分别为0.1μm和1.0μm,这与目视观察的结果一致,表示标记的生成几乎未导致偏振片变形。其中,验证实验的结果表明,当凹陷和凸起相对于基准的深度和高度超过5μm时,将会呈现明显的变形,因此为非优选值。相应地,以基质材料表面为基准的最大(凹陷)深度和最大(凸起)高度可分别为5μm以下。
与此相对,在比较例1和比较例3情形中,凹陷值和凸起值比实施例1的情形大5~20μm以上。更具体而言,标记痕迹处存在激光照射所产生的热量使承托膜表面熔化的形迹,或者存在熔化后承托膜成分呈外散形状的现象。从以上结果可知,在使用绿光对偏振片进行激光标记的实施例1情形中,由于几乎不会发生因标记痕迹产生的凹凸起伏,因此在偏振片产品以卷筒状或多片层叠状保存时,可以减少标记痕迹所导致的印记缺陷。此外,在本发明情形中,由于标记痕迹几乎无凹凸起伏之处,因此当在标记后的偏振片上叠加保护膜等物时,膜之间将会严密贴合,从而可以减少凹凸起伏的标记痕迹所导致的气泡缺陷(膜浮于上方且存在空气层的状态)。
[变形例1]
图6为变形例1结构图。在该例中,检测装置16设置于承托膜12a,12b叠加工位的上游。相应地,检测装置16对偏振膜10进行检测。如此,可以检测偏振膜10中的缺陷,以由标记装置20进行缺陷标记。
[变形例2]
图7为变形例2结构图。在该例中,在偏振膜10上叠加承托膜12a,12b后,通过三个辊24,使偏振片100弯折行进。也就是说,第一个辊将行进方向改变近90°,随后第二个辊将行进方向改变180°,以将其折返。此外,第三个辊24将行进方向再次改变近90°,从而将其恢复至原来的方向。其中,在第二个辊24上折返时,由检测装置16对偏振片100进行反射式检测。也就是说,光照装置16b向处于正在折返状态的偏振片100进行光照,并由成像装置16a进行反射光的成像。
如此,通过使偏振片100折返,可以向偏振片100施加预定张力。由于偏振片100两端处于受辊支承的状态,因此偏振片100在宽度方向上不会发生扭曲,从而能够实现高精度的检测。此外,在反射式检测情形中,因偏振片100的卷曲(翘曲)而产生的上述扭曲是使得检测光源基线变得不稳定的主要因素。此外,为了使所述第二个辊表面相对于检测光源具有较低的反射率,可以对该表面进行涂黑或消光泽等处理,从而能够稳定基线,提高检测精度。
[标记]
在本实施方式中,通过使偏振膜10吸收可见激光而进行标记。偏振膜10本身对于可见光具有吸收轴和透射轴。因此,优选地,通过标记装置20照射的可见光为直线偏振光,而且其偏振方向为偏振膜10的吸收轴方向。如此,可以提高对标记装置20所发射可见光的吸收效率,并实现高效的标记。
此外,如图8所示,当使所照射的可见激光的偏振轴变化时,可以改变吸光量。因此,在对偏振片100进行标记时,可以通过改变照射装置发射的偏振光相对于偏振片100吸收轴的角度,改变激光的吸光量。如此,标记痕迹的浓淡不但可以通过调整激光输出功率的方式进行调整,还可通过控制偏振光的照射角度的方式进行调整。也就是说,就具有直线偏振特性的可见激光而言,可以将其设置为相对于偏振片100的吸收轴能够在0~90°范围内变化。通过对所照射激光的偏振方向进行调整,可以实现对偏振膜的吸收光量以及标记的照射强度的调整。
例如,可以通过将标记装置20设置为能够在水平面内转动,实现对直线偏振方向的控制,或者可利用液晶偏振旋转器等实现对偏振方向的控制。
此外,由于偏振膜10的拉伸方向为吸收轴方向,因此相对于偏振片100的行进方向,当激光的偏振方向为平行(0°)方向时光的吸收达到最大,当激光的偏振方向为垂直(90°)方向时光的吸收降至最小。因此,从标记痕迹目视辨识度的好坏以及标记形成时的有效性观点出发,由于希望激光能够被偏振膜10吸收,因此上述角度关系优选为0~45°范围,更优选为0~5°范围。
此外,可见激光标记所使用的强度(能量密度)越大,标记所需的照射时间越少。然而,强度增大时,会对承托膜等产生影响。另一方面,强度减小时,会导致标记所需时间变长,并对偏振片100的移动(传输速度)产生影响。
因此,在标记过程中,可以暂时减慢偏振片100的移动,或者停止其移动。此外,还可使标记装置配合偏振片100的移动而移动。对于存在缺陷的偏振片100,由于其通常每隔一定长度弃用,因此可以每隔预定长度进行标记,并优选使标记装置的移动距离与预定长度相对应。除此之外,当以标记装置进行调整时,可以根据激光照射的扫描速度(单位时间照射速度),使标记装置通过追随偏振片100的移动而获得合适的标记痕迹浓淡程度(所生成痕迹的浓淡程度),或者也可使用通过使激光一次扫过特定大小的区域而进行标记的功能(区域标记功能)。
[标记的检测]
在本实施方式中,通过使偏振膜10吸收可见激光而生热。如此,虽然能够使偏振膜10改性,但同时会对偏振功能造成损害。因此,在检测标记时,可以对偏振膜10是否具有偏振功能这一点加以利用。
图9所示为通过向形成有标记且透射轴方向为90°的偏振片100照射非偏振光后使透射光穿过透射轴方向为0°的偏振片进行检测的一例。通过这种方式,来自光源的光因穿过偏振片100而成为透射轴方向为90°的直线偏振光,而标记部分由于失去偏振功能,因此穿过该部分的光仍然为非偏振光。当使穿过偏振片100的光进一步穿过透射轴方向为0°的偏振片时,标记部分透出光的透射轴方向为0°的成分能够通过。如此,能够以亮点的形式检测到标记。
图10所示为通过向形成有标记且透射轴方向为90°的偏振片100照射非偏振光后使透射光穿过透射轴方向为90°的偏振片进行检测的一例。与图9情形相同,来自光源的光因穿过偏振片100而成为透射轴方向为90°的直线偏振光,而标记部分由于失去偏振功能,因此穿过该部分的光仍然为非偏振光。当使该透射光进一步穿过透射轴方向为90°的偏振片时,标记以外部分的透出光以90°直线偏振的形式直接穿过,而标记部分的非偏振透出光仅透射轴方向为90°的成分能够通过。如此,能够以暗点的形式检测到标记。
在上述检测方法当中,以亮点形式检测标记的方法具有良好的目视辨识度,易于通过目视和机械两种方式检测,因此为一种尤其优选的检测方法。
此外,也可采用在偏振膜10上直接照射直线偏振光后对透射光进行检测的方法。也就是说,当在偏振膜10上照射偏振方向为透射轴方向的直线偏振光时,该光直接透射而过。与此同时,由于标记位置不具备偏振功能,因此穿过的直线偏振光更少。如此,能够以暗点的形式检测到标记。与此相反,也可采用在偏振膜10上照射偏振方向为吸收轴方向的直线偏振光对透射光进行检测的方法。在方法中,能够以亮点的形式检测到标记。此外,标记的检测通常在(偏振片100)叠加承托膜12a,12b的状态下进行。由于承托膜12a,12b允许可见光穿过,因此不会产生问题。
其中,就偏振功能的消失而言,据考虑,其原因在于偏振膜10为拉伸后的PVA,其在150℃左右或继续加热时发生软化,从而失去拉伸时获得的取向约束力。对于配制成灰色的染料类偏振片,由于本来具有取向的着色剂变成无序状态,因此在目视时,其比仍然具有取向的部分显得更黑。
此外,在碘类偏振片的情形中,色调变化(变化如红棕色)的原因据推测为受热导致的升华以及偏振膜中I5复合物的分解(I3复合物的比例上升)。此外,颜色变红的原因可能在于PVA本身发生变化并着色之故。也就是说,在高热量和碘的催化作用下,内含水分所致加水分解形成的酸可能与PVA反应而生成多烯化合物。
总之,偏振膜10在可见激光的照射下改性,而该改性可通过光学方式得到检测。
此外,标记的检测既可通过人眼目视进行,也可通过检测装置以机械方式进行。
[标记的种类]
标记既可采用图2所示之物,也可采用通过单纯以同一强度的可见激光对预定区域进行照射而形成之物。
其中,由于可以采用图2所示的各种标记,因此可以将条形码、二维码等用作标记。此类条码中可含有缺陷位置的信息。相应地,可以在偏振片100的任意位置写入条码,并可通过读取此类条码而了解缺陷位置。在该情形中,优选通过与条码(标记)的指示位置之间的关联确定缺陷位置。
Claims (13)
1.一种标记装置,用于在含使可见光发生偏振的偏振膜的偏振片中对缺陷进行标记,
包括用于发出可见激光的激光源,
其中,通过使所述偏振膜吸收所述激光源发出的可见激光,使所述偏振膜改性,以及使改性部分的光学特性发生变化而进行标记,
所述偏振膜通过吸收可见激光而改性,并通过(i)色调发生变化;(ii)偏振特性发生变化中的至少一种实现标记。
2.如权利要求1所述的标记装置,其特征在于,
所述偏振片在所述偏振膜的至少一面上含有允许可见光透射的承托膜,可见激光在穿过所述承托膜后被所述偏振膜吸收。
3.如权利要求1或2所述的标记装置,其特征在于,
所述可见激光为绿光。
4.如权利要求1或2所述的标记装置,其特征在于,
所述偏振膜含有碘或染料的二向色性着色剂。
5.如权利要求1或2所述的标记装置,其特征在于,
所述可见激光为直线偏振光,
所述可见激光的偏振方向能够相对于所述偏振片的吸收轴方向在0~90°范围内变化。
6.一种标记方法,用于在含使可见光发生偏振的偏振膜的偏振片中对缺陷进行标记,
其特征在于,向所述偏振片照射可见激光,
通过使所述偏振膜吸收可见激光,使可见激光照射部分的偏振膜改性,以及使改性部分的光学特性发生变化而进行标记,
其中,所述偏振膜通过吸收可见激光而改性,并通过(i)色调发生变化;(ii)偏振特性发生变化中的至少一种实现标记。
7.如权利要求6所述的标记方法,其特征在于,
所述偏振片在所述偏振膜的至少一面上含有允许可见光透射的承托膜,可见激光在穿过所述承托膜后被所述偏振膜吸收。
8.如权利要求6或7所述的标记方法,其特征在于,
所述可见激光为绿光。
9.如权利要求6或7所述的标记方法,其特征在于,
所述偏振膜含有碘或染料的二向色性着色剂。
10.如权利要求6或7所述的标记方法,其特征在于,
所述可见激光为直线偏振光,
所述可见激光的偏振方向能够相对于所述偏振片的吸收轴方向在0~90°范围内变化。
11.一种偏振片制造方法,包括如权利要求6或7所述的标记方法。
12.一种由权利要求11的偏振片制造方法制造的偏振片。
13.如权利要求12所述的偏振片,其特征在于,
所述改性部分不具有偏振性,而且以基质材料表面为基准的最大深度和最大隆起高度分别为5μm以下。
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