JP2005300883A

JP2005300883A - 偏光膜切断装置

Info

Publication number: JP2005300883A
Application number: JP2004116458A
Authority: JP
Inventors: Toshio Fujita; 俊男藤田
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】偏光膜の原反から斜めとして切り出された短冊片からさらにパネルサイズに対応する大きさの偏光膜チップを切り出すにあたって、三角形状の耳部を備えたままの短冊片から直接的に偏光膜チップを切り出す。
【解決手段】両端に耳部Ｔ１，Ｔ２を含む短冊片１１をベルトコンベア１１０にて搬送し、ＣＣＤカメラ１４０にて短冊片１１を撮像し画像処理により短冊片１１の移動に伴って現れる第２番目の角部と第３番目の角部とを検出してそれらの間の距離Ｌを求め、その距離Ｌを切り出す偏光膜チップの幅Ｗで除算して偏光膜チップの切り出し可能枚数Ｍを算出し、切断手段１３０にＭ＋１回の切断回数を与えカッタ１３２により短冊片１１に切れ目を入れて偏光膜チップ１３を切り出す。
【選択図】図１

Description

本発明は偏光膜切断装置に関し、さらに詳しく言えば、偏光膜の原反から斜めとして切り出された短冊片を切断対象とし、その短冊片からさらに表示パネルの画面サイズに対応する偏光膜チップを切り出す偏光膜切断装置に関するものである。

ＴＮ液晶もしくはＳＴＮ液晶を含む液晶表示パネルには、一部の機種を除いて特定方向のみの光を透過させそれ以外の光を吸収もしくは散乱，反射させて遮蔽する機能をもつ偏光膜が貼着される。

通常、偏光膜はそのフィルムメーカから大判サイズの原反（マザーフィルム）としてパネルメーカに納入され、パネルメーカ側で各液晶表示パネルの画面サイズに合った大きさの偏光膜チップに切り出される。その原反から偏光膜チップまでの切り出し工程の一例を図３〜図５により説明する。

図３に示すように、偏光膜原反１０は四角形に裁断された状態で納入され、その偏光軸ｐは横辺１０ａ方向（Ｘ軸方向）もしくは縦辺１０ｂ方向（Ｙ軸方向）のいずれかの方向に配向されている（この例では偏光軸ｐは横辺１０ａ方向）。

液晶表示パネルに貼着される偏光膜チップの偏光軸（吸収軸）が偏光膜原反１０と同じく横辺１０ａ方向もしくは縦辺１０ｂ方向であれば、偏光膜原反１０をその横辺１０ａもしくは縦辺１０ｂに沿って短冊状に切断し、その短冊片から個々の偏光膜チップを切り出せばよい。

しかしながら、このようなことはきわめて希であり、通常、液晶表示パネルに貼着される偏光膜チップの偏光軸は液晶の配列方向との関係からパネル辺に対して所定角度傾けられるため、その角度に対応して図３に示すように各短冊片は偏光膜原反１０から所定の幅をもって斜めに切り出される。

図４（ａ）に偏光膜原反１０の隣接する２辺１０ａ，１０ｂ間から切り出された短冊片１１ａを示し、図４（ｂ）に偏光膜原反１０の対向する２辺１０ａ，１０ａ間から切り出された短冊片１１ｂを示す。短冊片１１ａは二等辺台形で、短冊片１１ｂは平行四辺形であり、いずれも長方形の両端に三角形状の耳部（三角形状に突出した部分）Ｔを備えた形状である。なお、短冊片１１ａ，１１ｂを特に区別する必要がない場合には総称として短冊片１１とする。

実際の生産ラインにおいて、短冊片１１からパネルサイズの偏光膜チップの切り出しは自動切断機によって行われるが、自動切断機は高い処理能力を備えているためそれに追従し得るように短冊片１１はリールに巻き取った状態で自動切断機にかけられる。

短冊片１１をリールに巻き取るにあたって、それらを長尺につなぐ必要があるが、短冊片１１の両端には上記した三角形状の耳部Ｔがあるため、従来においては図５に示すように、それら耳部Ｔを切り落として短冊片１１を長方形としたうえで接着テープ１２でつなぎリールに巻き取って自動切断機１４にかけるようにしている。

なお、自動切断機１４側では図示しないＣＣＤカメラなどの撮像手段により接着テープ１２によるつなぎ目を検出し、そのつなぎ目部分を飛ばしてパネルサイズの偏光膜チップ１３を個別的に切り出す。

しかしながら、上記従来例では短冊片１１をリールに巻く際に、その両端の耳部Ｔを切り落として短冊片１１を長方形とする作業と、接着テープ１２にてつないで長尺にする作業と、その長尺物をリールに巻き取る作業とを行わなければならず、生産性の面で好ましくない。

したがって、本発明の課題は、偏光膜の原反から斜めとして切り出された短冊片を切断対象とし、その短冊片からさらに液晶表示パネルの画面サイズに対応する偏光膜チップを切り出すにあたって、耳部を備えたままの各短冊片から直接的に液晶表示パネルの画面サイズに対応する偏光膜チップが得られるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本願の請求項１に係る発明は、四角形状をなす偏光膜の原反からその隣接する２辺もしくは対向する２辺にかけて斜めに所定幅で切り出された両端に三角形状の耳部を含む短冊片を切断対象物とし、上記短冊片にその長さ方向と直交する切れ目を入れて表示パネルの画面サイズに対応する矩形状の偏光膜チップを切り出す偏光膜切断装置において、上記短冊片を搬送する搬送手段と、上記搬送手段の搬送方向下流側に配置される切断手段と、上記短冊片を上記搬送手段上にその長さ方向を搬送方向と平行として載置するワーク載置手段と、上記搬送手段上の所定高さ位置から上記短冊片を撮像する撮像手段と、上記撮像手段からの撮像信号を画像処理して上記短冊片の角部を検出するとともに上記搬送手段および上記切断手段を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記撮像信号を画像処理して上記短冊片の移動に伴って上記短冊片の先端側に現れる複数の角部のうちの最後に現れる先端側後方角部と、上記短冊片の後端側に現れる複数の角部のうちの最初に現れる後端側先方角部とを検出する第１ステップと、上記先端側後方角部と上記後端側先方角部との間の距離Ｌを算出する第２ステップと、上記距離Ｌを上記偏光膜チップの幅Ｗにて除算して上記偏光膜チップの切り出し可能枚数Ｍ（整数）を算出する第３ステップと、上記切断手段にＭ＋１回の切断回数を与えて上記短冊片の上記先端側後方角部と上記後端側先方角部との間を上記の幅Ｗごとに切断させる第４ステップとを実行することを特徴としている。

また、本願の請求項２に係る発明は、上記制御手段は、上記先端側後方角部と上記後端側先方角部とを上記短冊片の移動に伴ってその先端側から検出される角部の出現回数順に基づいて判定し、上記短冊片の先端側での角部の出現回数が２回である場合には、その第２回目に検出される角部を上記先端側後方角部と判定し、その後の検出される第３回目の角部を上記後端側先方角部と判定することを特徴としている。

また、本願の請求項３に係る発明は、上記制御手段は、上記先端側後方角部と上記後端側先方角部とを上記短冊片の移動に伴ってその先端側から検出される角部の回数順に基づいて判定し、上記短冊片の先端側での角部の出現回数が３回である場合には、その第３回目に検出される角部を上記先端側後方角部と判定し、その後の検出される第４回目の角部を上記後端側先方角部と判定することを特徴としている。

本発明によれば、制御手段により短冊片の両端にある耳部の位置が検出され、その位置信号に基づいて切断手段により両端の耳部が切断される。また、両端の耳部の間が偏光膜チップの幅Ｗをもって切断される。したがって、上記従来例で行われていた耳部の切断工程および接着テープによる短冊片のつなぎ工程が不要となる。また、接着テープを使用する必要もなくなる。

次に、図１および図２により本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１（ａ）は本発明による偏光膜切断装置を示す模式的な平面図で、図１（ｂ）はその側面図である。図２（ａ）〜（ｃ）は図３の偏光膜原反１０から斜めに切り出された各短冊片１１（１１ａ〜１１ｃ）を示す平面図である。

図１（ａ）（ｂ）を参照して、この偏光膜切断装置は図３の偏光膜原反１０から斜めに切り出された短冊片１１を搬送する搬送手段（この例ではベルトコンベア）１１０を備えている。短冊片１１は薄いフィルム状であるため、搬送中に不用意に動かないようにベルトコンベア１１０には短冊片１１の保持手段（例えば負圧吸着手段）が設けられていることが好ましい。

ベルトコンベア１１０の搬送方向が矢印Ａ方向（図１において右側）であるとすると、ベルトコンベア１１０の上流側には短冊ストッカー１２０が設けられており、図示しない吸着アームにより短冊ストッカー１２０から短冊片１１が例えば１枚ずつベルトコンベア１１０に載せられる。短冊片１１は吸着アームにて上記ベルトコンベア１１０に載せられる際、その長さ方向が搬送方向Ａと平行に揃えられる。

ベルトコンベア１１０の下流側には短冊片１１を切断する切断手段１３０が配置されている。切断手段１３０は受台１３１と同受台１３１に対して上下動するカッタ１３２とを備えた構成であってよい。また、ベルトコンベア１１０の下流側には短冊片１１をベルトコンベア１１０とともに切断手段１３０に送り込むための補助送りローラ１１１が設けられている。

なお、切断手段１３０の排出側には短冊片１１からパネルサイズに切り出された偏光膜チップ１３が収納される良品チップ収納トレイ１３３と、短冊片１１から切り落とされた耳部Ｔなどを収納する廃棄品収納トレイ１３４とが配置されている。

ベルトコンベア１１０の上方には短冊片１１を撮像する撮像手段としての例えばＣＣＤカメラ１４０が設けられている。この例において、ＣＣＤカメラ１４０の位置は固定であって、ベルトコンベア１１０により送られてくる短冊片１１の先端から後端までを撮像しその撮像信号を制御手段１５０に与える。

なお、ＣＣＤカメラ１４０は短冊片１１の全体を撮像し終わらないうちに短冊片１１の先端が切断手段１３０に入り込まない位置に配置される。換言すれば、ＣＣＤカメラ１４０と切断手段１３０との間には少なくとも短冊片１１の１枚分の長さ以上の間隔が必要とされる。

別の例として、ＣＣＤカメラ１４０側を移動させて短冊片１１の先端から後端までを撮像するようにしてもよく、その場合にはＣＣＤカメラ１４０と切断手段１３０との間に少なくとも短冊片１１の１枚分の長さ以上の間隔を確保する必要はない。

制御手段１５０にはＣＰＵ，ＭＰＵもしくはマイクロコンピュータが用いられる。制御手段１５０はＣＣＤカメラ１４０からの撮像信号を画像処理して短冊片１１に設けられている耳部Ｔの角部を検出する。

なお、ＣＣＤカメラ１４０側に画像処理機能を持たせて、制御手段１５０はその角部検出信号を受信するようにしてもよい。また、制御手段１５０は切断手段１３０，ベルトコンベア１１０の駆動モータ１１２，上記吸着アームおよび切断手段１３０に含まれている図示しない良品・廃棄品分別手段などこの装置全体を制御する。

次に、制御手段１５０の動作の一例について説明する。なお、ここで切断する短冊片１１は図２（ｂ）に示す平行四辺形の短冊片１１ｂであるとする。

制御手段１５０は、上記吸着アームに対して短冊ストッカー１２０内の短冊片１１ｂをベルトコンベア１１０に載せるように指示を出す。短冊片１１ｂがベルトコンベア１１０に載せられると、駆動モータ１１２を起動させ短冊片１１ｂを搬送方向Ａ方向に移動させＣＣＤカメラ１４０の下側を通過させる。

ＣＣＤカメラ１４０は短冊片１１ｂの先端から後端までを撮像して、その撮像信号を制御手段１５０に出力する。制御手段１５０は、第１ステップとしてその撮像信号を時系列的に画像処理（例えば２値化処理）して先端側耳部Ｔ１の角部と後端側耳部Ｔ２の角部を検出する。なお、先端側耳部Ｔ１の角部と後端側耳部Ｔ２の角部の識別は短冊片１１ｂの移動距離による。

短冊片１１ｂは平行四辺形であるから先端側耳部Ｔ１には第１角部ｅ１と第２角部ｅ２の２つの角部がこの順に現れる。制御手段１５０は後から現れた第２角部ｅ２（先端側後方角部）を第１切断箇所とする。次に、後端側耳部Ｔ２で最初に現れる角部ｅ３（後端側先方角部）を検出する。この角部ｅ３は第２角部ｅ２の後に現れる第３角部である。

次に制御手段１５０は、第２ステップとして第２角部ｅ２と第３角部ｅ３との間の距離Ｌを算出したのち、第３ステップとして距離Ｌをパネルサイズに対応する偏光膜チップ１３の幅Ｗにて除算（Ｌ÷Ｗ）し、小数点以下を切り捨てて第２角部ｅ２と第３角部ｅ３との間から切り出し可能な偏光膜チップ１３の枚数Ｍを計算する。

制御手段１５０は、その切り出し可能枚数Ｍに１を加算した値（例えばＭ＝６であれば７）を切断回数として切断手段１３０に与え、ベルトコンベア１１０を定速送りしながら短冊片１１ｂを切断手段１３０に送り込む。

切断手段１３０は、カッタ１３２を駆動して第１切断箇所（第２角部ｅ２の箇所；切断基点）から短冊片１１ｂに対してその長さ方向と直交する切れ目を上記切断回数分入れて偏光膜チップ１３を切り出す。なお、短冊片１１ｂを連続送りした状態で切れ目を入れるかもしくは切れ目を入れる際に短冊片１１ｂの送りを一旦停止させるかは任意に選択されてよい。

切り出された偏光膜チップ１３は図示しない分別手段により良品チップ収納トレイ１３３内に投入され、短冊片１１ｂの両端から切り離された耳部Ｔ１，Ｔ２は廃棄品収納トレイ１３４内に投入される。

なお、上記Ｌ÷Ｗから切り出し可能な偏光膜チップ１３の枚数Ｍを計算する際に小数点以下の端数がでた場合には、耳部Ｔ１，Ｔ２の一部分が偏光膜チップ１３側に残ることがないようにするため、切断基点となる第１切断箇所をその端数分の距離の範囲内において搬送方向の後方にずらすことが好ましい。

図２（ａ）に示す二等辺台形状の短冊片１１ａについても、その移動に伴って第１角部ｅ１，第２角部ｅ２および第３角部ｅ３が順次現れるため上記短冊片１１ｂと同様にして切断できるが、図２（ｃ）に示す異形の短冊片１１ｃの場合には制御手段１５０は次のようにして偏光膜チップ１３の切り出し可能な範囲の距離Ｌを求める。

短冊片１１ｃは、図３の偏光膜原反１０から短冊片を所定の幅をもって斜めに切り出す際に、その先端側耳部Ｔ１に偏光膜原反１０の直角の角部を含んで切り出されたものであり、この場合には短冊片１１ｃの移動に伴って先端側耳部Ｔ１に第１角部Ｅ１，第２角部Ｅ２および第３角部Ｅ３の３つの角部がこの順に現れる。

このように、先端側耳部Ｔ１に３つの角部Ｅ１〜Ｅ３が存在する場合、制御手段１５０は最後に現れる第３角部Ｅ３を先端側後方角部として採用し、この第３角部Ｅ３と後端側耳部Ｔ２で最初に現れる第４角部Ｅ４（後端側先方角部）との間を偏光膜チップ１３の切り出し可能な範囲としてその間の距離Ｌを求める。その後の切り出し動作は上記と同じであってよい。

なお別の例として、制御手段１５０は第２番目に現れる第２角部Ｅ２と第３番目に現れる第３角部Ｅ３との間の距離Ｌａと切り出す偏光膜チップ１３の幅Ｗとを比較し、Ｌａ＜Ｗである場合には短冊片が図２（ｃ）に示す形態の先端側耳部Ｔ１に３つの角部Ｅ１〜Ｅ３が含まれている異形の短冊片１１ｃであると判定し、これに対してＬａ＞Ｗの場合には短冊片が図２（ａ）（ｂ）に示す二等辺台形の短冊片１１ａもしくは平行四辺形の短冊片１１ｂであると判定することも可能である。

上記実施形態での表示パネルは液晶表示パネルであるが、本発明はこれに限定されず例えば有機ＥＬパネルであってもよい。また、偏光膜についても位相差フィルム層付きの楕円偏光膜，円偏光膜であってよい。

（ａ）本発明による偏光膜切断装置を示す模式的な平面図，（ｂ）はその側面図。（ａ）〜（ｃ）偏光膜原反から斜めに切り出された３種類の短冊片を示す平面図。偏光膜原反から短冊片を斜めに切り出す状態を示す説明図。（ａ）（ｂ）偏光膜原反から斜めに切り出された２種類の短冊片を示す平面図。従来例の説明図。

符号の説明

１０偏光膜原反
１１（１１ａ〜１１ｃ）短冊片
１３偏光膜チップ
１１０ベルトコンベア
１２０短冊ストッカー
１３０切断手段
１３２カッタ
１４０ＣＣＤカメラ
１５０制御手段
Ｔ（Ｔ１，Ｔ２）耳部

Claims

四角形状をなす偏光膜の原反からその隣接する２辺もしくは対向する２辺にかけて斜めに所定幅で切り出された両端に三角形状の耳部を含む短冊片を切断対象物とし、上記短冊片にその長さ方向と直交する切れ目を入れて表示パネルの画面サイズに対応する矩形状の偏光膜チップを切り出す偏光膜切断装置において、
上記短冊片を搬送する搬送手段と、上記搬送手段の搬送方向下流側に配置される切断手段と、上記短冊片を上記搬送手段上にその長さ方向を搬送方向と平行として載置するワーク載置手段と、上記搬送手段上の所定高さ位置から上記短冊片を撮像する撮像手段と、上記撮像手段からの撮像信号を画像処理して上記短冊片の角部を検出するとともに上記搬送手段および上記切断手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記撮像信号を画像処理して上記短冊片の移動に伴って上記短冊片の先端側に現れる複数の角部のうちの最後に現れる先端側後方角部と、上記短冊片の後端側に現れる複数の角部のうちの最初に現れる後端側先方角部とを検出する第１ステップと、
上記先端側後方角部と上記後端側先方角部との間の距離Ｌを算出する第２ステップと、
上記距離Ｌを上記偏光膜チップの幅Ｗにて除算して上記偏光膜チップの切り出し可能枚数Ｍ（整数）を算出する第３ステップと、
上記切断手段にＭ＋１回の切断回数を与えて上記短冊片の上記先端側後方角部と上記後端側先方角部との間を上記の幅Ｗごとに切断させる第４ステップとを実行することを特徴とする偏光膜切断装置。
上記制御手段は、上記先端側後方角部と上記後端側先方角部とを上記短冊片の移動に伴ってその先端側から検出される角部の出現回数順に基づいて判定し、上記短冊片の先端側での角部の出現回数が２回である場合には、その第２回目に検出される角部を上記先端側後方角部と判定し、その後の検出される第３回目の角部を上記後端側先方角部と判定することを特徴とする請求項１に記載の偏光膜切断装置。
上記制御手段は、上記先端側後方角部と上記後端側先方角部とを上記短冊片の移動に伴ってその先端側から検出される角部の回数順に基づいて判定し、上記短冊片の先端側での角部の出現回数が３回である場合には、その第３回目に検出される角部を上記先端側後方角部と判定し、その後の検出される第４回目の角部を上記後端側先方角部と判定することを特徴とする請求項１に記載の偏光膜切断装置。