CN1873398A - 层叠光学薄膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种将缺陷少的偏振光薄膜和相位差薄膜贴合形成的层叠光学薄膜。在贴合偏振光薄膜和相位差薄膜制造层叠光学薄膜的方法中，使具有一定宽度的相位差薄膜在和宽度方向垂直的长度方向上传送，这时，在相位差薄膜的两侧，与薄膜面平行，按正交偏光镜方式配置一对偏光镜，在偏光镜和相位差薄膜之间配置具有双折射特性的光学补偿薄膜，从一个偏光镜的外侧投射光，接收来自另一个偏光镜的透射光，根据其亮度信号检测缺陷，接着，在与偏振光薄膜贴合后，将缺陷部分除去。
Description
技术领域
本发明涉及层叠偏振光薄膜和相位差薄膜形成的层叠光学薄膜的制造方法。
背景技术
过去，在合成树脂薄膜或纸等的制造步骤中，以一定的宽度在长且大的带状状态下自动进行各种处理，最后，按照产品规格，裁成预定的形状。对不满足产品规格的缺陷部分的检测也在带状状态下自动进行，并作记号以便在后续的过程中容易进行识别。
当制造液晶显示面板中使用的偏振光薄膜时，合成树脂薄膜的制造或通过向一定方向的延伸来使其具有偏振光特性等的过程中在薄膜长且大的带状状态下连续进行，根据产品规格，按照预定的大小和方向进行裁切。当自动进行缺陷的检查时，沿着薄膜的传送路径进行缺陷的检测和对缺陷作记号。对相位差薄膜也一样，在薄膜长且大的带状状态下连续沿着薄膜的传送路径，进行缺陷的检测和对缺陷作记号。
这样得到的偏振光薄膜和相位差薄膜按照预定的轴角度进行贴合，通常，切成预定大小的芯片，并根据标记除去具有缺陷部分的芯片，制造出层叠光学薄膜的产品。
作为合成树脂薄膜的异物等缺陷的检查方法，已知的有如下方法：从光源向合成树脂薄膜投射光，利用摄像机对该透射光或反射光进行拍摄，或者，在按正交偏光镜方式配置的2枚偏振光板之间配置合成树脂薄膜，利用摄像机对来自光源的透射光进行拍摄，并对该摄像进行图像处理，再检查缺陷(特开2005-49158号公报)。
此外，作为薄膜缺陷作记号的方法，已知的有在包含缺陷部分的薄膜的侧边作线形记号的方法、直接在缺陷位置上作记号的方法和相对缺陷部分在宽度方向的两侧预先决定的范围的附近的位置上作记号的方法(特开2001-305070号公报)。
但是，在特开2005-49158号公报记载的缺陷检测方法中，当合成树脂薄膜是相位差薄膜时，缺陷部分的亮度信号的SN比低，使缺陷检测精度变低，即使确实作了记号，在液晶显示面板中使用与偏振光薄膜贴合形成的层叠光学薄膜时，缺陷仍然明显存在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将缺陷少的偏振光薄膜和相位差薄膜贴合形成的层叠光学薄膜。
本发明是一种贴合偏振光薄膜和相位差薄膜来制造层叠光学薄膜的方法，其特征在于：使具有一定宽度的相位差薄膜在和宽度方向垂直的长度方向上传送，这时，在该相位差薄膜的两侧，与薄膜面平行，按正交偏光镜方式配置一对偏光镜，在偏光镜和相位差薄膜之间配置具有双折射特性的光学补偿薄膜，从一个偏光镜的外侧投射光，接收来自另一个偏光镜的透射光，根据其亮度信号检测缺陷，接着，在与偏振光薄膜贴合后，将缺陷部分除去。
如上所述，按照本发明，可以得到一种将缺陷少的偏振光薄膜和相位差薄膜贴合形成的层叠光学薄膜。
附图说明
图1是表示本发明的薄膜的缺陷检测和对缺陷作记号的装置10的概略结构的立体图。
图2是表示图1的缺陷检测和对缺陷作记号的装置中的相位差薄膜的缺陷检测单元25的结构的简略剖面图。
图3是表示图1的对缺陷作记号的装置的作记号的方法的图。
图4是表示图1的控制装置20使作记号的单元14动作并作记号时的控制方法一例的图。
具体实施方式
偏振光薄膜是具有只使特定的振动方向的光透过的功能的薄膜，通过使用碘等对聚乙烯醇薄膜进行染色并使其延伸来进行制造，并作为スミカラン(注册商标)(住友化学(株)制)等在市场上出售。
此外，相位差薄膜是具有对相位差进行补偿、去掉着色、可提高视觉辨认度或扩大视角的功能的薄膜，通过将聚碳酸酯薄膜、聚环烯烃聚合物延伸后再在薄膜上涂敷液晶来进行制造，并作为スミカライト(注册商标)(住友化学(株)制)、R-薄膜((株)カネカ制)、ピユアエ一ス(注册商标)(帝人(株)制)、ゼオノア薄膜(注册商标)((株)オプテス制)、エスシ一ナ相位差薄膜(积水化学工业(株)制)、コニカミノルタ光学薄膜(コニカミノルタオプト(株)制)、富士薄膜WV FILM(富士胶卷(株)制)、面向TFT视角改良用途的NH薄膜(新日本石油(株)制)、面向STN色补偿用途的LC薄膜(新日本石油(株)制)等在市场上出售。
图1是表示本发明的薄膜的缺陷检测和对缺陷作记号的装置10的一个实施方式的概略结构的立体图，图2是表示薄膜的缺陷检测和对缺陷作记号的装置10中的相位差薄膜的缺陷检测单元25的结构的简化剖面图。
相位差薄膜11小到难以用肉眼识别的程度，即使是表面的微小缺陷，也会使高清晰液晶显示装置的显示质量下降，所以，最好不存在。此外，还存在即使比较宽的范围内的缺陷用肉眼难以辨别的情况。即使是用肉眼难以辨别的缺陷，也可以利用缺陷检测单元25，将缺陷13检测出来。
相位差薄膜11按一定的速度沿传送方向11a传送，利用缺陷检测单元25检测缺陷，相对缺陷检测单元，在传送方向11a的下游设置作记号的单元14。相位差薄膜11从卷绕在卷轴16上的状态下拉出来，作为检查的对象。
缺陷检测单元25的结构主要包括：照明装置17；一对偏光镜22、23，在作为被检查薄膜的相位差薄膜11的膜面的两侧与膜面平行、按正交偏光镜方式配置；光学补偿薄膜24，配置在偏光镜和相位差薄膜之间且具有双折射特性；摄像单元12，对透过这些薄膜的来自照明装置的透射光进行摄像；图像处理装置19，处理所拍摄的图像的亮度信号。
照明装置17对相位差薄膜11的整个宽度方向进行均匀的照射。作为照射装置17，使用荧光灯等管状发光体或传送灯等线状光源。传送灯起棒状光源的作用，在棒状导光体的轴向的端面上配置金属卤化物灯等强力光源，将入射到端面上的光导向两端面间的侧面。也可以使激光扩大来进行照射。照明装置17照射相位差薄膜11的光被设定成容易检测缺陷13的波长或偏振光特性。通过摄像单元12和照明装置17的组合，决定可有效检测的缺陷13的种类。为了可以检测多种缺陷13，沿着传送方向11a配置多组摄像单元12和照明装置17的组合体，如果检测出任何种类的缺陷13，则可以由作记号的单元14来作记号。
一对偏光镜22、23平行配置在作为被检查薄膜的相位差薄膜的膜面的两侧，偏光镜22使从照明装置17照射的光线直线偏振，入射到该相位差薄膜上。以偏光镜23与偏光镜22呈正交偏光片的状态(使偏光镜22和偏光镜23的偏振轴正交的状态)配置，在透过相位差薄膜以及光学补偿薄膜24的透射光中，使偏光镜23的偏振光轴方向的透射光透过。偏光镜22以及偏光镜23都使用公知的偏光镜，通常使用偏光板。
也可以使偏光镜23配置在照明装置17的前面，将偏光镜22安装在摄像机上。此外，为了使一对偏光镜容易变成正交偏光片状态，最好使一个偏光镜能够旋转。在没有相位差薄膜的状态下旋转偏光镜，使亮度信号值最小，可容易配置为正交偏光片状态。
光学补偿薄膜24最好使用具有和相位差薄膜大致相同的双折射特性的薄膜。光学补偿薄膜配置在相位差薄膜和偏光镜22之间或配置在相位差薄膜和偏光镜23之间。配置光学补偿薄膜，以使利用其双折射的各向异性来补偿上述相位差薄膜的双折射的各向异性。即，利用光学补偿薄膜的双折射特性，使因相位差薄膜的双折射特性使成为椭圆偏振光的光变回到线偏振光。因此，缺陷部分的亮度信号的SN比变大，可以可靠地检测出缺陷。
最好能使光学补偿薄膜旋转，以便容易对相位差薄膜的双折射的各向异性进行补偿。
摄像单元12在宽度方向具有多个摄像机21、...。图像处理装置19处理由摄像单元12拍摄的图像的亮度信号。
在图像处理装置中，通常对亮度信号值设置阈值，若是阈值以上的信号值，则判定是缺陷。缺陷部分的亮度信号的SN比大，利用该方法可以高精度地检测出缺陷。使正常区域的亮度信号为一定的值，为了明确正常区域和缺陷，最好在进行明暗处理之后，设定阈值并进行判定。对原图像与例如作为正常区域的平均亮度求出的明暗图像的差加128灰度，作为以128灰度为基准的波形图像，并对该图像设定阈值，判断缺陷。
作为对相位差薄膜的缺陷作记号的方法，可以采用在包含缺陷部分的薄膜的侧边作线状记号的方法、直接在缺陷位置上作记号的方法和专利文献2中记载的相对缺陷部分在宽度方向的两侧预先决定的范围的附近的位置上作记号的方法，但是，从裁切薄膜时能确实保证不包含缺陷并能够防止成品率下降的观点来看，最好采用相对缺陷部分在宽度方向的两侧预先决定的范围的附近的位置上作记号的方法。
相对缺陷部分在宽度方向预先决定的范围的附近的位置上作记号的方法，具体地说，在图1中，作记号的单元14在相位差薄膜11的表面上沿着传送方向11a作平行的线状记号15。
利用传送速度检测装置18检测相位差薄膜11的传送速度。来自传送速度检测装置18的输出和对摄像单元12拍摄的图像进行预定的图像处理的图像处理装置19的图像处理结果一起，输入到控制单元20中。控制单元20例如利用工业用个人计算机等来实现，根据图像处理结果进行有无缺陷的判别和缺陷13存在时的位置的检测。控制单元20进而根据传送速度检测装置18的输出调整定时，相对缺陷位置在宽度方向的预先决定的附近的范围内作记号，使作记号的单元14动作。作记号的单元14在宽度方向具有多个标号器31、...。
图3是表示利用作记号的单元14对由缺陷检测单元25检测出的缺陷13作记号的方法的图。摄像装置12在宽度方向按一定的间隔配置多部摄像机21、...。各摄像机21、...具有高密度配置了例如5000个像素的一维CCD传感器作为摄像元件。作为检查对象的相位差薄膜11的宽度的工作范围例如是在800～1300mm的范围内，所以，作为摄像单元12的检查区域是1300mm的宽度。对该检查区域配置6部摄像机21、...，各摄像机21、...的视场21a、...为250mm，各摄像机21、...的视场21a、...和相邻的摄像机21、...的视场21a、...在边界处相互重叠。
在作记号的单元14中，在宽度方向以一定的间隔、例如20mm的间隔配置多个标号器31、...。各标号器31、...位于任何一部摄像机21、...的视场21a、...的向传送方向11a的延长线上。当图1的控制单元20在来自各摄像机21、...的图像中检测出缺陷13时，选择夹持缺陷13的宽度方向的两侧的最近位置的标号器31、...，若在所选择的标号器31、...之间也存在标号器31、...，也选择它并使其动作。各标号器31、...是毡笔(フエルトペン)的形式，通过使其前端与相位差薄膜11的表面接触，可以在传送方向11a上形成条状的记号15。各标号器31、...在不使用时最好戴上笔帽，防止溶剂或稀释剂蒸发、降低书写效果等。一般，当在标号器31、...的位置之间检测出缺陷13时，在该检测出的位置的两侧作记号15。
图4的(a)示出图1的控制单元20使作记号的单元14动作并作记号时控制方法的一例。图4(b)和图4(c)示出按照图4(a)的方法在宽度方向和长度方向对大的缺陷13b、13c作的记号15b、15c。
如图4(a)所示，相位差薄膜11的表面可以划分成虚拟块40。各个块40与在宽度方向的标号器31、...的配置间距匹配，是各边41、42、43、44的长度为20mm的正方形。边41、42分别是传送方向11a的上游侧和下游侧的边界，边43、44分别是宽度方向的一侧和另一侧的边界。当各个块40的内部存在缺陷13时，选择宽度方向的两侧的边43、44的位置的标号器来作记号。当缺陷13落在边43、44中任何一个边上时，进而在以该边为边界的相邻的块上，对与该边对置的边也作记号。因此，如图4(b)所示，对于在宽度方向上长、横跨多个块的缺陷13b，对从宽度方向的两侧夹持的位置的边和它们之间的所有的边都作记号。
在图4(a)中，当缺陷13落在边41、42中任何一个边上时，进而在以该边为边界的相邻的块上，对宽度方向的两侧的边也作记号。因此，如图4(c)所示，对于在长度方向上长、跨过多个块的缺陷13c，在从宽度方向的两侧夹持的位置的边使其在决之间延长，连续地作记号。
再有，即使使用单一的标号器，若能够使其在传送方向11a和宽度方向相对相位差薄膜11的传送速度作高速移动，则可以作将夹持缺陷13的两侧的记号。但是，标号器移动的控制复杂，在接近的位置上检测出多个缺陷13的情况下，作出正确记号很困难。此外，若使多个标号器移动，虽然能够同时对多个缺陷13作记号，但是控制更复杂。
此外，作为作记号的单元14，虽然使用的是毡笔形式的单元，但是，也可以使用喷墨式等其他形式的标号器。
对于偏振光薄膜，同样可以进行缺陷检查以及对缺陷作记号。偏振光薄膜的缺陷检查通过如下方法进行：将图1所示的相位差薄膜换成偏振光薄膜，接收透射光并进行图像处理，根据亮度信号检测缺陷的方法；接收反射光，进行图像处理，根据亮度信号检测缺陷的方法；或与偏振光薄膜的薄膜面平行地按正交偏光镜方式配置偏光镜，从偏振光薄膜或偏光镜的外侧投射光，接收来自偏光镜或偏振光薄膜的透射光并进行图像处理，根据亮度信号检测缺陷的方法。
对偏振光薄膜的缺陷作记号的方法和相位差薄膜的情况一样，最好使用特开2001-305070号公报的方法。
检测缺陷后的相位差薄膜按照预定的轴角度与偏振光薄膜贴合。偏振光薄膜通常是使具有一定宽度的薄膜在与宽度方向垂直的长度方向上传送进行制造并进行缺陷检查。通常，偏振光薄膜被裁切成中间尺寸，与相位差薄膜贴合。
相位差薄膜与偏振光薄膜的贴合可以采用使用了丙烯基系粘接剂等的公知的方法进行。根据使用的目的，通常在偏振光薄膜上贴合1～2枚相位差薄膜。即，作为层叠光学薄膜，有按照预定的轴角度将相位差薄膜贴合在偏振光薄膜上的层叠光学薄膜和在该薄膜的相位差薄膜上按照预定的轴角度贴合相位差薄膜的层叠光学薄膜。
在相位差薄膜与偏振光薄膜贴合之后，除去缺陷部分，从而得到层叠光学薄膜的产品。通常，切成使用层叠光学薄膜的液晶显示面板大小的芯片，除去具有缺陷部分的芯片，作成层叠光学薄膜的产品。
在贴合相位差薄膜与偏振光薄膜时，因粘接剂中附着有异物或微细的灰尘而产生新的缺陷，所以，最好在贴合后通过目视来检测缺陷。这时，手工对检测出的缺陷作记号。通过目视新检测出的缺陷部分和自动检测出的缺陷部分一起被清除。
利用上述方法，手工或自动对检测出的缺陷部分作记号，并根据这些记号清除缺陷部分，这样能可靠地除去缺陷部分。
【实施例】
下面，根据实施例详细说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
使用图1和图2所示的装置，利用上述方法，对相位差薄膜(面向TFT视角改良用途的NH薄膜，相位差：120nm、新日本石油(株)制)进行缺陷检测和对缺陷作记号。
作为光学补偿薄膜，使用作为被检查薄膜的上述相位差薄膜，并与被检查薄膜的传送方向成直角配置，利用其双折射的各向异性，补偿作为被检查薄膜的相位差薄膜的双折射的各向异性。
作为偏光镜使用偏振光薄膜(スミカラン(注册商标)(住友化学(株)制))。
设相位差薄膜的传送速度为6m/分，在将进行图像处理得到的128灰度作为基准的波形图像中，将加上+50后的178作为阈值，自动检测缺陷，并自动对检测出的缺陷作记号。
结果，缺陷的记号数平均17个/m。
其次，利用粘接剂将该相位差薄膜粘贴在贴合偏振光薄膜(スミカラン(注册商标)SBP级(住友化学(株)制))和相位差薄膜(スミカライト(注册商标)SES级(住友化学(株)制))形成的薄膜的相位差薄膜一侧，由此得到层叠光学薄膜。
将该层叠光学薄膜切成容易处理的约50cm的方块，并进行目视检查，用手工对贴合时混入了异物等的缺陷作记号。
其次，将作了记号的层叠光学薄膜切成2.2英寸大小的芯片。除去这些芯片中的上述自动以及手动作了记号的芯片，将剩下的芯片作为制成品。
将这样得到的层叠光学薄膜的成品贴合在液晶显示面板上，当根据图像的的好坏判定层叠光学薄膜的好坏时，其次品率为1％以下。
比较例1
除了不进行相位差薄膜(面向TFT视角改良用途的NH薄膜，相位差：120nm、新日本石油(株)制)的自动缺陷检测以及对缺陷作记号之外，和实施例1同样进行。
将这样得到的层叠光学薄膜的成品贴合在液晶显示面板上，当根据图像的好坏判定层叠光学薄膜的好坏时，其次品率为10％左右。
Claims (10)
1、一种贴合偏振光薄膜和相位差薄膜来制造层叠光学薄膜的方法，其特征在于：
使具有一定宽度的相位差薄膜在和宽度方向垂直的长度方向上传送，这时，在相位差薄膜的两侧，与薄膜面平行，按正交偏光镜方式配置一对偏光镜，在偏光镜和相位差薄膜之间配置具有双折射特性的光学补偿薄膜，从一个偏光镜的外侧投射光，接收来自另一个偏光镜的透射光，根据其亮度信号检测缺陷，接着，在与偏振光薄膜贴合后，将缺陷部分除去。
2、如权利要求1记载的层叠光学薄膜的制造方法，其特征在于：
光学补偿薄膜具有和相位差薄膜的双折射特性大致相同的双折射特性，配置所述光学补偿薄膜，利用光学补偿薄膜的双折射的各向异性补偿上述相位差薄膜的双折射的各向异性。
3、如权利要求1记载的层叠光学薄膜的制造方法，其特征在于：
在与偏振光薄膜贴合后，进而通过目视检测缺陷，和相位差薄膜的缺陷部分一起除去缺陷部分。
4、如权利要求1或3记载的层叠光学薄膜的制造方法，其特征在于：
与已检测缺陷的偏振光薄膜贴合。
5、如权利要求4记载的层叠光学薄膜的制造方法，其特征在于：
向偏振光薄膜投射光，接收其反射光或透射光，根据其亮度信号检测偏振光薄膜的缺陷。
6、如权利要求4记载的层叠光学薄膜的制造方法，其特征在于：
与偏振光薄膜的薄膜面平行，按正交偏光镜方式配置偏光镜，从偏振光薄膜或偏光镜的外侧投射光，接收来自偏光镜或偏振光薄膜的透射光，根据其亮度信号检测缺陷。
7、如权利要求1或4记载的层叠光学薄膜的制造方法，其特征在于：
对缺陷部分作记号，并根据该记号除去缺陷部分。
8、如权利要求7记载的层叠光学薄膜的制造方法，其特征在于：
对缺陷部分，在宽度方向的两侧预先决定的范围的附近的位置作记号。
9、如权利要求8记载的层叠光学薄膜的制造方法，其特征在于：
当在宽度方向的两侧作记号的位置离开预定的间隔以上时，在中间也作记号。
10、如权利要求1或4记载的层叠光学薄膜的制造方法，其特征在于：
在与偏振光薄膜贴合后，进而通过目视检测缺陷，对该缺陷部分也作记号，根据该记号除去缺陷部分。
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