CN1619300A

CN1619300A - 一种偏光板染液自动监测回馈方法

Info

Publication number: CN1619300A
Application number: CN 200310115038
Authority: CN
Inventors: 陈世明; 郑尧中; 王宜屏
Original assignee: LITE PHOTOELECTRIC SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: LITE PHOTOELECTRIC SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: CN1283990C

Abstract

一种偏光板染液中某种浓度的自动监测回馈方法，此方法主要包括：定时将染槽内的染液取样，且将染液样品以检测剂滴定，并根据此染液样品滴定前与滴定后的电位差判定染槽内此染液中溶质的浓度；随染槽内染液中溶质浓度的变化，实时添加染液母液至染槽内，并根据染槽内染液中的溶质浓度来控制添加至染槽内的染液母液量。

Description

一种偏板染液自动监测回馈方法

技术领域

本发明是关于一种染液监测回馈方法，特别是关于一种偏光板染液中溶质之一的浓度自动监测回馈方法。

背景技术

在偏光板制作中，常需要将薄膜放入染槽内，与染槽内的染液反应以进行染色，而这些薄膜也因染有染液中的溶质而具有一些特殊的光学性质。

截至目前为止，由于染槽内染液中的溶质与薄膜反应而使其浓度改变，因此，在薄膜染色工艺中还包括对于染液中溶质的浓度监测、染液母液添加等步骤。而这些步骤仍主要采用人工方式进行，因此染槽内染液中的溶质浓度控制十分不易。请参考图1，图1是现有技术染液监测回馈的流程步骤图。

首先以人工方式对染槽内染液(例如硼酸(H₃BO₃))取样，将取出的染液作为试样，此为步骤110。之后，将取样的染液以检测剂(例如氢氧化钠)滴定，并以肉眼根据染液检测剂滴定后颜色的变化判定染液中的溶质浓度，此为步骤120。最后，每间隔一段时间(例如2小时)进行一次染槽内染液中溶质浓度检测，即执行步骤110以及步骤120，根据被检测出的染槽内染液溶质浓度而决定染槽内需要添加染液母液或者水。若染槽内染液中的溶质浓度不足则添加染液母液，若染槽内染液中的溶质浓度超过则添加水，此为步骤130。

假设染槽内染液中的溶质为硼酸且其目标浓度为A％，而使用现有技术染液监测回馈流程步骤后，其结果请参考图2，图2为染液中硼酸使用现有技术染液监测回馈流程步骤的时间与浓度关系示意图。由图2可知，染液中硼酸浓度的中心值落在3％，而染液中硼酸浓度的最大值以及最小值将分别落在3.06％以及2.92％，此数据代表染液中的硼酸浓度飘移过大。

因此，当以人工方式进行染液监测以及回馈时，每间隔一段时间才去检测染槽内染液中硼酸的浓度，并不能有效反应染槽内染液中硼酸浓度的实时变化，且不能实时恢复染槽内染液中硼酸的目标浓度，而造成染槽内染液中的硼酸浓度无法有效控制，且相应影响薄膜染色工艺中染色薄膜的品质。

有鉴于此，本发明提出一种偏光板染液自动监测回馈方法，可在薄膜染色工艺中，有效控制染槽内染液中溶质浓度飘移，以提高偏光板染色的品质。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种偏光板染液自动监测回馈方法，包括：定时取样染槽内的染液，且将染液样品以检测剂滴定，并根据此染液样品滴定前与滴定后的电位差判定染槽内此染液中溶质的浓度。之后，随染槽内染液中溶质的浓度变化，实时添加染液母液(该母液中含一定量的溶质)至染槽内，并根据染槽内染液中的溶质浓度来控制添加至染槽内的染液母液数量。

在本发明较佳实施例中，此偏光板染液自动监测回馈方法还包括：制订目标浓度，并根据染槽内染液中溶质浓度与目标浓度的差距以控制添加至染槽内的染液母液的数量。举例来说，若Vd代表染槽内染液的体积，P1代表染槽内染液中的溶质浓度，Vi代表被添加至染槽内的染液母液体积，P2代表添加至染槽内的染液母液浓度，target代表目标浓度，则染槽内染液与被添加至染槽内的染液母液以及目标浓度间的关系式为：

Vi＝((target-P1)/(P2-target))Vd。

在本发明较佳实施例中，此偏光板染液自动监测回馈方法还包括：根据染槽内染液与染液母液均匀混合所需的循环时间以及根据取样且判定染槽内染液中溶质浓度所需的取样分析时间，以控制染槽内染液的取样时间点。

其中，此偏光板染液自动监测回馈方法的具体实现则包括：提供一监测装置，可自动化定时取样染槽内染液，且将染液样品以检测剂滴定，并根据染液样品滴定前与滴定后的电位差判定染槽内染液中溶质浓度。并提供染液母液储存槽，以储存染液母液并能将其内染液母液导入染槽。还提供加液控制装置，其具有一个第一程序，可根据目标浓度并根据监测装置所监测出的染槽内染液中溶质的浓度，以控制染液母液储存槽将其内染液母液导入至染槽的数量；且其具有一个第二程序，可根据新注入的染液母液与原有染液充分混合所需循环时间以及取样、分析所耗时间，来修正根据监测装置监测出的染槽内染液浓度所决定的染液母液导入染槽的时间，最终确定正确的导液时间。

此外，可于加液控制装置中提供一图控装置，用以显示染槽内染液中溶质浓度、第一、第二程序中的参数设定值、目标浓度、每次加入染槽内的染液母液体积等，以及用以供使用者调整第一、第二程序中的参数设定值、目标浓度、每次加入染槽内的该染液母液体积等。

或者，提供一，可根据加液控制装置的运作，显示该染槽内该染液浓度是否超过一规范值，以及显示该监测装置、该加液控制装置以及该染液母液储存槽是否正常运作。

综合上述，本发明提出一种偏光板染液自动监测回馈方法，可在偏光板染色工艺中，有效控制染槽内染液中的溶质浓度飘移，以提高偏光板染色的品质。

所述监测装置、图控装置、警示装置等均为自动化领域现有技术常用的、本行业技术人员可以实施的。

附图说明

图1为现有技术染液监测回馈的流程步骤图；

图2为染液硼酸使用现有技术染液监测回馈流程步骤的时间与浓度关系示意图；

图3为本发明较佳实施例的偏光板染液自动监测回馈方法的流程步骤图；

图4为本发明较佳实施例的可实现偏光板染液自动监测回馈方法的装置方块示意图；

图5为图控装置450的显示字段示意图；以及

图6为在本发明较佳实施例的具体实施架构下，染槽310内硼酸浓度的示意图。

图号说明：

110～130、301～304步骤；300、400偏光板染液自动监测回馈方法；410染槽；415、445路径；320监测装置；425、435、425信号；430加液控制装置；440染液母液储存槽；450图控装置460警示装置。

具体实施方式

基于在薄膜工艺中，染液中溶质浓度的监测以及回馈为使用人工方式进行，造成染槽内染液中的溶质浓度无法有效控制，因而相对影响薄膜染色的品质。因此，本发明提出一种偏光板染液自动监测回馈方法，考虑以自动化方式取代人工方式作为染液监测以及回馈之用，以提高控制染液中的溶质浓度的精准度，进而提高薄膜染色的品质。

为能对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，现配合附图详细说明如后：

请参考图3，图3为本发明较佳实施例的偏光板染液自动监测回馈方法的流程步骤图。首先，定时取样染槽内的染液，且将染液样品以检测剂滴定，并根据此染液滴定前与滴定后的电位差判定染槽内此染液中溶质的浓度，此为步骤301。

之后，随染槽内染液中溶质的浓度变化，适时添加染液母液至染槽内，且根据染槽内染液中的溶质浓度来控制添加至染槽内的染液母液数量，此为步骤302。

然后，制订染槽内染液中溶质的目标浓度，并根据染槽内染液中溶质的真实浓度与目标浓度间的差距以控制添加染液母液至染槽内的数量，此为步骤303。

最后，根据染槽内染液与染液母液均匀混合所需的循环时间以及根据取样并判定染槽内染液中溶质浓度所需的取样分析时间，以控制取样染槽内染液的时间点，此为步骤304。

然而，为了具体实现此偏光板染液自动监测回馈方法，在本发明较佳实施例中，特地使用一监测装置，可自动化定时取样染槽内染液，且将取样后染液与检测剂滴定，并根据染液滴定前与滴定后的电位差判定染槽内染液中溶质浓度。以及使用染液母液储存槽，以储存染液母液且将其内染液母液导入染槽。并且使用加液控制装置，其具有一个第一程序，可根据目标浓度并根据监测装置监测出染槽内染液中溶质的浓度，来控制染液母液储存槽将其内染液母液导入至染槽的数量；其具有一个第二程序，可根据新注入的染液母液与原有染液充分混合所需循环时间以及取样、分析所耗时间，来修正根据监测装置监测出的染槽内染液浓度所决定的染液母液导入染槽的时间，最终确定正确的导液时间。

请参考图4，图4为本发明较佳实施例的可实现偏光板染液自动监测回馈方法的装置方块示意图。在图4中，可实现本发明自动监测回馈方法的装置包括有可容纳染液与其它材料作用的染槽410、自动化监测染槽410内染液中溶质浓度的监测装置420、用以储存染液母液以准备添加至染槽410内的染液母液储存槽440，以及根据监测装置420所监测出染槽410内染液中的溶质浓度以控制染液母液储存槽340内染液母液导入至染槽410的数量。

以偏光板染色为例，染槽310中所存放的染液可例如是包含硼酸的药液，而染液母液储存槽340所储存的染液母液则为硼酸本身。

而根据本发明偏光板染液自动监测回馈方法，这些装置的运作流程可叙述下：当光学薄膜进入染槽410内后，光学薄膜即于染槽410内与染液作用，而使得染槽410内染液中溶质，即硼酸，浓度减少，在此同时透过监测装置420由路径415自动对染槽410内染液取样后，监测装置420将取样后的染液与例如是强碱的氢氧化钠的检测剂滴定，并根据染液滴定前与滴定后的电位差判定染液中硼酸的浓度。因此，此监测装置420可例如使用硼酸全自动滴定仪，且藉由此监测装置420自动化的取样以及硼酸浓度方法，染槽410内染液中的硼酸浓度可相当正确地被判断出。

之后，当监测装置420判断出染槽410内染液中硼酸的浓度后，监测装置420即可送出一信号425，告知加液控制装置430，并由加液控制装置430送出一信号435，作为控制染液母液储存槽440由路径445添加硼酸至染槽410数量的依据。

此外，为了让本发明偏光板染液自动监测回馈方法，可设定染槽410内染液中硼酸的目标浓度，因此，此加液控制装置430可例如是一可程序逻辑控制(Programmable Logic Controller)的机台，且具有可设定染槽310内染液中硼酸目标浓度控制的程序。

通常，为了增加加液控制装置430读取监测装置420输出信号325的可靠度，以避免加液控制装置430误判信号425所代表的染槽410内染液中硼酸的浓度，信号425的传输可使用ASC II-code作为其编码方式。

在本发明较佳实施例中，此控制染槽内硼酸目标浓度(target)的程序可具有下列运算公式：

Vd×P1+Vi×P2＝(Vd+Vi)×target

即Vi＝((target-P1)/(P2-target))Vd

其中，Vd为染槽410内染液的体积，P1为染槽410内硼酸的浓度，Vi为染液母液储存槽440由路径445添加至染槽440的硼酸体积，P2为染液母液储存槽440由路径445添加至染槽440的硼酸浓度，target为染槽410内染液中硼酸的目标浓度。

故，此加液控制装置430可根据上述运算公式的程序以监测装置420判断出的染槽410内硼酸浓度，以控制染液母液储存槽440由路径445添加至染槽440的硼酸数量，而准确地控制染槽410内染液中硼酸的浓度。

不过，在这些装置的运作过程中，若染槽410内染液与被送至染槽410内的硼酸均匀混合所需的循环时间长于监测装置420对染槽410内染液取样以及监测出染槽410内染液中硼酸浓度所需的分析时间时，将会造成监测装置420所监测出染槽410内染液中硼酸的浓度并不能实际反应染液母液储存槽440添加硼酸至染槽410后，对染槽410内染液中硼酸浓度所造成的影响。

因此，加液控制装置430还需具有一延迟计时的程序，用以延后接收监测方法420所输出的代表染槽410内染液中硼酸浓度的信号425。

举例来说，若染槽410内染液与每次由染液母液储存槽440添加的硼酸完全混合所需的循环时间为30分钟，而监测方法420对染槽410内染液取样以及监测出染槽410内染液中硼酸浓度所需的分析时间为8分钟，则加液控制装置430会停止接收由监测装置420所输出的代表染槽410内染液中硼酸浓度的信号425约20分钟，以控制染液母液储存槽440在此20分钟内停止由路径445添加硼酸至染槽410内。

此外，为了使这些装置在运作过程中更人性化，更可在加液控制装置430上增设一个例如人机界面的图控装置450，以方便使用者读取染槽410内染液中硼酸浓度以及设定加液控制装置430具有程序的参数，或是额外增加一警示装置460，以显示染槽410内染液中硼酸浓度是否在预期标准内。

其中，请同时参考图5，图5为图控装置450的显示字段示意图。在图5中，图控装置450可具有以下显示字段，例如是读取染槽410内硼酸浓度以及设定加液控制方法430中程序的参数设定值等，以方便使用者读取。而目标浓度相当于前述运算公式中的target，实际浓度相当于前述运算公式的P1，6％相当于上述运算公式中P2为6，延迟计时则是指加液控制方法330延后接收监测方法320所输出的代表染槽310内染液中硼酸浓度的信号325的时间为1200秒。

至于警示装置420，可使用不同颜色的警示灯亮以作为不同讯息的传达。例如，红色警示灯亮表示染槽410内染液中硼酸浓度超过目标浓度的状态，蓝色警示灯亮表示染液母液储存槽440正在加液的状态，以及绿色警示灯亮表示染槽410内染液中硼酸浓度在规范值内的状态。

因此，加液控制装置430必须输出一信号465以控制警示装置460的警示灯亮，且此加液装控制置430可能还需要一程序，根据监测装置420监测染槽410内硼酸所判定的浓度，以及根据加液控制装置430是否启动染液母液储存槽440，以控制警示装置460的警示灯亮。

最后，在上述装置以实现本发明偏光板染液自动监测回馈方法架构下，染槽410内染液中的硼酸浓度将有效控制，且飘移程度不大。可参考图6，图6为在本发明较佳实施例的具体实施架构下，染槽410内染液中硼酸浓度的示意图。在图6中，染槽410内的目标浓度为3％。加液控制装置330控制染液母液储存槽440将其内硼酸添加至染槽410的条件为：当染槽410内染液中硼酸的目标浓度减去染槽410内染液中硼酸的真实浓度且大于等于0.01％时，即启动染液母液储存槽440将其内的硼酸添加至染槽410内。

由图6可知，染槽310内染液中硼酸浓度一直控制在目标浓度3％上下，且染槽310内染液中硼酸浓度最大值为3.01％，最小值为2.99％。

故，当染槽310内染液中硼酸浓度只要低于目标浓度0.01％以上时，加液控制方法330监测方法320监测出染槽310内染液中硼酸该浓度后，立即控制染液母液储存槽340将其内的硼酸添加至染槽310内，以使染槽310内染液中硼酸浓度随即恢复预期的浓度。因此，染槽310内染液中硼酸浓度果然可以立即且有效地控制，且浓度的飘移量皆在预期范围内。

由于本发明的缘故，染槽310内的硼酸浓度将处于一个不容易飘移的稳态值，而使得偏光板在染色后不易翘曲，且偏光板染色的均匀性将大幅提高。

综合上述，本发明提出一种偏光板染液自动监测回馈方法，藉由自动化的设备，对染槽内染液取样、判断其染液中溶质浓度，以及添加染液母液回馈至染槽中，并适当控制添加染液母液回馈至染槽内的时间点，因此，染槽内染液中溶质浓度的确可实时且有效地被控制在预期范围内，不易飘移，而提高了相对应的偏光板染色品质。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，当不能以此限制本发明的范围。即大凡依本发明权利要求所做的均等变化及修饰，仍将不失为本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。

Claims

1、一种偏光板染液自动监测回馈方法，包括：

定时取样染槽内的染液，且将该染液样品以检测剂滴定，并根据该染液滴定前与滴定后的电位差判定该染槽内该染液中溶质之一的浓度；

随该染槽内该染液中的该溶质浓度变化，实时添加染液母液至该染槽内，且根据该染槽内该染液中的该溶质浓度来控制添加至该染槽内的该染液母液数量。

2、如权利要求1所述的偏光板染液自动监测回馈方法，其中还包括：

制订一目标浓度，并根据染槽内染液中该溶质浓度与该目标浓度的差距以控制添加至该染槽内的该染液母液数量。

3、如权利要求2所述的偏光板染液自动监测回馈方法，其中若Vd为该染槽内该染液的体积，P1为该染槽内该染液中该溶质的浓度，Vi为被添加至染槽内的该染液母液的体积，P2为添加至染槽内的该染液母液的浓度，target为该目标浓度，则该染槽内该染液与被添加至染槽内的该染液母液以及该目标浓度间的关系式为：

Vi＝((target-P1)/(P2-target))Vd。

4、如权利要求3所述的偏光板染液自动监测回馈方法，其中还包括：

根据该染槽内该染液与该染液母液均匀混合所需的循环时间，以及根据测定该染槽内该染液中溶质之一的浓度所需取样、分析时间，来控制该染槽内该染液的取样时间点。

5、如权利要求4所述的偏光板染液自动监测回馈方法，其中还包括：

提供一监测装置，自动化定时取样该染槽内该染液，且将该染液样品以检测剂滴定，并根据该染液滴定前与滴定后的电位差判定该染液中的溶质浓度。

6、如权利要求5所述的偏光板染液自动监测回馈方法，其中还包括：

提供染液母液储存槽，以储存该染液母液且将其内该染液母液导入该染槽。

7、如权利要求6所述的偏光板染液自动监测回馈方法，其中还包括：

提供一加液控制装置，具有一个第一程序，可根据该目标浓度并根据该监测装置所监测出的该染槽内染液中该溶质的浓度，来控制该染液母液储存槽内染液母液导入至该染槽的数量；以及具有一个第二程序，可根据新注入的染液母液与原有染液充分混合所需循环时间以及取样、分析所耗时间，来修正根据监测装置监测出的染槽内染液浓度所决定的染液母液导入染槽的时间，最终确定正确的导液时间。

8、如权利要求7所述的偏光板染液自动监测回馈方法，其中还包括：

于该加液控制装置中提供一个图控装置，用以显示该染槽内该染液中溶质浓度、该第一、第二程序中的参数设定值、该目标浓度、每次加入该染槽内的染液母液体积等，以及用以供使用者调整该第一、第二程序中的参数设定值、目标浓度、每次加入该染槽内的染液母液体积等。

9、如权利要求8所述的偏光板染液自动监测回馈方法，其中该目标浓度为1～10％。

10、如权利要求8所述的偏光板染液自动监测回馈方法，其中个包括：

提供一个警示装置，可根据该加液控制装置的运作，显示该染槽内染液浓度是否超过一规范值，以及显示监测装置、加液控制装置以及染液母液储存槽是否正常运作。