JP2016050939A - 偏光フィルムの欠陥モニタリング方法 - Google Patents

偏光フィルムの欠陥モニタリング方法 Download PDF

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Abstract

【課題】欠陥を数値化して製品の均一性を向上させ、生産ラインで欠陥を予測できるようにして、生産効率を著しく向上させる。【解決手段】本発明は偏光フィルムの欠陥モニタリング方法に関するもので、より詳細には、（Ｓ１）移送される偏光フィルムを撮影してシミが存在する領域を選別する段階；（Ｓ２）前記シミ領域と基準領域との明るさの差を測定して明るさ強度を得る段階；（Ｓ３）前記各シミの明るさ強度を百分位に換算する段階；および（Ｓ４）前記百分位が６５〜１００である明るさ強度値のうちシミの代表値（Ｇ）を選定し、前記シミの代表値（Ｇ）が欠陥基準値を超過する場合、欠陥が発生したと判定する段階；を含むことによって、欠陥を数値化して製品の均一性を向上させ、生産ラインで欠陥を予測できるようにして、生産効率を著しく向上させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、偏光フィルムの製造時に発生するシミなどの欠陥を容易に発見できる偏光フィルムの欠陥モニタリング方法に関するものである。
液晶ディスプレイや、有機発光ディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）等多様な画像表示装置が最近幅広く開発されて使われている。
一方、画像表示装置は、出荷される前の製造過程中において様々の不良が発生するので複数の検査過程を経ることになるが、その中で画像表示装置で最も多く用いられる部品中の一つが偏光フィルム、位相差フィルムなどの光学フィルムであり、したがって光学フィルムの欠陥は画像表示装置の不良原因の主因の一つである。光学フィルムの欠陥の検出は、まず、欠陥であるかどうかを判別して正確な判定を行い、その後、欠陥と判別されたら欠陥に応じた修理（ｒｅｐａｉｒ）または、廃棄、さらに欠陥の原因除去などは製造工程の歩留まりの側面で重要な部分であると言える。
光学フィルムの製造は、大量生産のためには、通常、ライン工程を用いる。したがって、欠陥の検出はラインの特定位置において光学フィルムを連続的に撮影し、撮影された部分で欠陥を判別することでなされる。
欠陥の判別においては、従来様々な欠陥を漏れなく見つけ出すのが重要であった。これと関連して、韓国公開特許第２０１０−２４７５３号は異物を含む閉曲線と異物の面積とを比較してライン形態の異物を判別する方法を開示している。
ところで、最近光学フィルムの大型化傾向により部品の原価が上昇し、その結果、より正確な欠陥の判別方法が要求されており、したがって、依然として欠陥を正確に判別できる方法が要求されている。
韓国公開特許第２０１０−２４７５３号公報
本発明は欠陥を正確に予想して、あらかじめ工程条件の変更など迅速な対応で製品の不良率を著しく低下させることができる偏光フィルムのモニタリング方法を提供することを目的とする。
また、本発明は生産ラインで欠陥を予測して、生産効率を著しく向上させることができる偏光フィルムの欠陥モニタリング方法を提供する。
１．（Ｓ１）移送される偏光フィルムを撮影したイメージでシミが存在する領域を選別する段階；
（Ｓ２）前記イメージで各シミごとにシミ領域と基準領域との明るさの差を測定して明るさ強度を得る段階；
（Ｓ３）前記各シミの明るさ強度を百分位に換算する段階；および
（Ｓ４）前記百分位が６５〜１００である明るさ強度値のうちシミの代表値（Ｇ）を選定して、前記シミの代表値（Ｇ）が欠陥基準値を超過する場合、欠陥の発生を警告する段階；を含む、偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
２．前記１において、前記偏光フィルムの撮影は、
前記偏光フィルムの一方側に配置される光源；
前記偏光フィルムの他方側に配置される撮影部；および
前記光源と撮影部間に配置されて前記偏光フィルムと吸収軸とが垂直である、少なくとも一つの検査用偏光フィルター；を含むモニタリング装置で実行される、偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
３．前記２において、前記検査用偏光フィルターは前記偏光フィルムを基準として光源側および撮影部側にそれぞれ配置され、その吸収軸が互いに平行する、偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
４．前記１において、前記シミは、フィルム進行方向の辺の長さが２ｍｍ以上、フィルム進行方向と垂直である辺の長さが１〜２０ｍｍである四角形の内部に含まれ、基準領域との明るさの差が３〜２０ｇｒａｙである、偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
５．前記１において、前記シミの模様は線形、円形および楕円形からなる群から選択される、偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
６．前記１において、前記（Ｓ４）段階で換算された百分位が８０〜９０である明るさ強度値のうちシミの代表値（Ｇ）を選定して、前記シミの代表値（Ｇ）が欠陥基準値を超過する場合、欠陥の発生を警告する、偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
７．前記１において、前記（Ｓ４）段階で、Ｇ値が欠陥基準値を連続的に２回以上超過する場合、欠陥の発生を警告する、偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
８．前記１において、前記（Ｓ４）段階で、Ｇ値が欠陥基準値を連続的に２回以上超過しながら増加する場合、欠陥の発生を警告する、偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
本発明の偏光フィルムの欠陥モニタリング方法は、欠陥を正確に予想できる方法を提供することによって、あらかじめ工程条件の変更など、迅速な対応ができるので、製品の不良率を著しく低下させることができる。
また、本発明の偏光フィルムの欠陥モニタリング方法は生産ラインで欠陥を予測でき、生産効率を著しく向上させることができる。
本発明の一実施例であって、偏光フィルムの欠陥モニタリング方法の概略的なフローチャート。 偏光フィルムの欠陥モニタリング方法に用いられるモニタリング装置を概略的に図示した図面。 シミ欠陥の一実施例を概略的に図示した図面。 実施例１に係る欠陥警告データと直交ｂ値とのデータを比較した図面。
本発明は偏光フィルムの欠陥モニタリング方法に関するもので、より詳細には、（Ｓ１）移送される偏光フィルムを撮影したイメージでシミが存在する領域を選別する段階；（Ｓ２）前記イメージで各シミごとにシミ領域と基準領域との明るさの差を測定して明るさ強度を得る段階；（Ｓ３）前記各シミの明るさ強度を百分位に換算する段階；および（Ｓ４）前記百分位が６５〜１００である明るさ強度値のうちシミの代表値（Ｇ）を選定して、前記シミの代表値（Ｇ）が欠陥基準値を超過する場合、欠陥の発生を警告する段階；を含むことによって、欠陥を正確に予想し、あらかじめ工程条件の変更など迅速な対応ができるので、製品の不良率を著しく低下させることができる。また、生産ラインで欠陥を予測でき、生産効率を著しく向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明に対してより詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る偏光フィルムの欠陥モニタリング方法のフローチャートを概略的に図示した図面である。
まず、移送される偏光フィルムを撮影したイメージでシミが存在する領域を選別する（Ｓ１）。
通常、偏光フィルムの製造は連続的な工程、例えばロールツーロール（Ｒｏｌｌ−ｔｏ−Ｒｏｌｌ）工程を通じて移送されながらなされる。したがって、偏光フィルムの欠陥を判別するためには、一定方向に移送される偏光フィルムの上部から偏光フィルムを撮影して偏光フィルムのイメージを獲得する。
本発明において、偏光フィルムの撮影イメージは撮影部、光源、検査用偏光フィルターを含むモニタリング装置（図２参照）を通して獲得できる。前記モニタリング装置は、検査対象偏光フィルムの一方側に光源、偏光フィルムの他方側に撮影部をそれぞれ配置させて、前記光源と撮影部間に前記偏光フィルムと吸収軸とが垂直である、少なくとも一つの検査用偏光フィルターを配置させたものであり得る。また、前記装置で検査対象偏光フィルムと検査用偏光フィルターを通過する光を撮影して撮影イメージを得ることができる。
本発明の他の実施例によれば、前記モニタリング装置で検査用偏光フィルターは偏光フィルムを基準として光源側に１つまたは、撮影部側に１つ配置され得る。
本発明のさらに別の実施例によれば、前記検査用偏光フィルターは前記偏光フィルムを基準として光源側と撮影部側にそれぞれ１つずつ配置されてもよい（図２参照）。この場合、二つの検査用偏光フィルターは偏光フィルムとは吸収軸が垂直であるが、これらの吸収軸は互いに平行である。光源側と撮影部側にそれぞれ１つずつ偏光フィルターが配置される場合、欠陥検出の信頼度をより高めることができる。
検査対象の偏光フィルムが良品であれば、偏光方向が互いに垂直である偏光フィルターと偏光フィルムとの間に通過する光がなくなるので、黒色の映像が得られるが、検査対象の偏光フィルムにシミが存在すればその部分で偏光の方向が変わるので、結局、光が漏れて明るい部分（すなわち、シミの部分）が存在する映像を得ることになる。
本発明において、“シミ”とは、偏光フィルムの平均的な均一性から外れる部分であって、判別結果により正常の範囲以内と判定されるか（良品性シミ）、または、製品の不良の原因である“欠陥”と判定され得る部分である。
獲得されたイメージでシミが存在する領域の選別は、偏光フィルムの平均的な均一性を設定した後、これを外れる部分（シミの部分）を含む領域のイメージをイメージ処理ソフトウェアなどを使って実行することができる。
図３は、シミ欠陥の映像写真である。
前記シミ領域の具体的な例を挙げると、フィルム進行方向の辺の長さが２ｍｍ以上、フィルム進行方向と垂直である辺の長さが１〜２０ｍｍである四角形の内部に含まれて、基準領域との明るさの差が３〜２０ｇｒａｙである領域であり得る。
前記フィルム進行方向の辺の長さの上限は、測定対象のフィルムの長さ以内であれば、特に限定されない。例えば、１ｍ間隔で偏光フィルムを撮影する場合、シミ領域のフィルム進行方向の辺の長さの上限は１ｍであり得る。また、前記シミ領域の形状は特に限定されないが、線形、円形、楕円形であり得る。
以後、前記イメージで各シミごとにシミ領域と基準領域との明るさの差を測定して明るさ強度を得る（Ｓ２）。
本発明において、“基準領域”とは、偏光フィルムに欠陥がない部分を指し、前記領域に光を照射時、偏光方向が互いに垂直である偏光フィルムと検査用偏光フィルターとを通過する光がなく、黒色の映像イメージを得ることができる部分を意味する。
また、本発明において、“明るさ強度”とは、選別されたシミ領域と基準領域における明るさの差の値を意味し、差が大きいほどその強度は大きい。
次に、前記各シミの明るさ強度を百分位に換算する（Ｓ３）。
以後、前記百分位が６５〜１００である明るさ強度値のうちシミの代表値（Ｇ）を選定して、前記シミの代表値（Ｇ）が欠陥基準値を超過する場合、欠陥の発生を警告する（Ｓ４）。
本発明において、“シミの代表値”とは、シミの明るさ強度値のうち、欠陥の発生確率が高いものとして、あらかじめ選ばれた値である。これは特に限定されず、適用される製品の特性によって、または、どの程度の信頼度で欠陥を検出するかにより、あるいは、製品に要求される完全性の程度により変わり得る。最も優秀な信頼度で欠陥を検出するためには、前記明るさ強度の百分位値のうち６５百分位〜１００百分位から選択する。例えば、８５百分位の明るさ強度値をシミの代表値に指定することができる。
“百分位（ｐｅｒｃｅｎｔｉｌｅ ｒａｎｋ）”とは、ある与えられた集団の明るさ強度分布上にて、各明るさ強度の相対的位置を表す値を意味し、ある集団の明るさ強度分布上にてある一定の明るさ強度に対する百分位とは、その明るさ強度未満に置かれている事例の全体事例に対する百分率をいう。百分位を算出する方法は、通常の知られている方法によって求めることができる。
例えば、シミの明るさ強度を測定して、そのうち、８５百分位の明るさ強度が３．０であれば、明るさ強度が３．０未満のシミが全体対象シミの８５％であることを意味する。
本発明において、“欠陥基準値”とは、既決定された欠陥警告用の明るさ強度値であって、Ｇ値が前記欠陥基準値を超過すると、欠陥の発生確率が高いものとして、あらかじめ選ばれた値である。これは特に限定されず、適用される製品の特性により、または、どの程度の信頼度で欠陥を検出するかにより、または、製品に要求される完全性の程度により変わり得る。
前記欠陥基準値は、実際に欠陥と判定する明るさ強度の、例えば８０％、９０％、９５％、１００％の明るさ強度で選定され得る。
ただし、撮影したイメージでシミが１つのみ検出された場合には、そのシミの明るさ強度値を欠陥基準値と比較する。
前記換算された百分位が６５〜１００である明るさ強度値のうち、シミの代表値（Ｇ）を選定して、前記シミの代表値（Ｇ）を欠陥基準値と比較する場合、欠陥の発生確率をより正確に予測することができ、これによって、あらかじめ工程条件の変更など迅速な対応で製品の不良率を著しく減少させることができると判断される。
本発明の他の実施例によれば、前記（Ｓ４）段階において、百分位が８０〜９０百分位である明るさ強度値のうちシミの代表値（Ｇ）を選定して、前記シミの代表値（Ｇ）が欠陥基準値を超過する場合、シミ欠陥の発生確率が高いものと判断され、欠陥の発生を警告することができる。
本発明の他の実施例によれば、前記（Ｓ４）段階において、Ｇ値が欠陥基準値を連続的に２回以上超過する場合、欠陥の発生を警告することができ、この場合欠陥の発生確率がさらに高いものと判断される。
また、本発明の他の実施例によれば、Ｇ値が欠陥基準値を連続的に２回以上超過しながら増加する場合、欠陥の発生を警告することができ、この場合欠陥の発生確率がさらに高いものと判断される。
Ｇ値が欠陥基準値を連続的に超過する回数は製品に要求される完全性の程度により変わり得る。例えば、最も高い水準の信頼度で欠陥を検出するためには、超過回数が２回以上である場合、欠陥が発生したものとすることができる。また、Ｇ値が欠陥基準値を連続的に２回以上超過しながら増加する場合、その増加率が大きいほど欠陥の発生確率がさらに高くなり得る。
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示するが、これらの実施例は本発明を例示するだけのものであって、添付された特許請求範囲を制限するものではなく、本発明の範疇および技術思想の範囲内で実施例に対する多様な変更および修正が可能であることは当業者にとって自明なものであり、また、このような変形および修正が添付された特許請求範囲に属するのも当然のことである。
実施例１
ロールツーロール工程によって製造される偏光フィルムを進行方向で１ｍずつ撮影し、フィルム進行方向の辺の長さが２ｍｍ以上、フィルム進行方向と垂直である辺の長さが１〜２０ｍｍである四角形の内部に含まれ、基準領域との明るさの差が３〜２０ｇｒａｙであるシミを対象に各シミ領域の明度を測定した。
以後、シミ領域と基準領域との明るさの差を測定して明るさ強度を算出して、これを百分位に換算した。
前記換算値の８５百分位の明るさ強度値をシミの代表値（Ｇ値）と選定して、Ｇ値が欠陥基準値である３．２を超過する場合、欠陥の発生を警告した。
前記のような方法で５００，０００ｍの偏光フィルムに対して欠陥モニタリングを実行した。
試験方法：直交ｂ値判定
同じ検査対象偏光フィルムに対して直交ｂ値を測定し、前記実施例１の欠陥モニタリング結果と比較して、その結果データを図４に示した。
下記の基準により欠陥の発生を判定することができ、直交ｂ値と明るさ強度値とは互いに反比例する傾向を持つ。
＜直交ｂ値の欠陥判定基準＞
良品：−０．７超過である場合
欠陥の発生警告：−０．９超−０．７以下である場合
不良：−０．９以下である場合
図４を参照すると、本発明に係る欠陥モニタリング方法によるＧ値の変化は、測定された直交ｂ値とその変化様相が一致しており、したがって、本発明のモニタリング方法は欠陥予測確率が非常に優れたものであることが分かる。

Claims (8)

  1. （Ｓ１）移送される偏光フィルムを撮影したイメージでシミが存在する領域を選別する段階；
    （Ｓ２）前記イメージで各シミごとにシミ領域と基準領域の明るさの差を測定して明るさ強度を得る段階；
    （Ｓ３）前記各シミの明るさ強度を百分位に換算する段階；および
    （Ｓ４）前記百分位が６５〜１００である明るさ強度値のうちシミの代表値（Ｇ）を選定し、前記シミの代表値（Ｇ）が欠陥基準値を超過する場合、欠陥の発生を警告する段階；を含む、偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
  2. 前記偏光フィルムの撮影は、
    前記偏光フィルムの一方側に配置される光源；
    前記偏光フィルムの他方側に配置される撮影部；および
    前記光源と撮影部間に配置され、前記偏光フィルムと吸収軸とが垂直である、少なくとも一つの検査用偏光フィルター；を含むモニタリング装置で実行される、請求項１に記載の偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
  3. 前記検査用偏光フィルターは、前記偏光フィルムを基準として光源側および撮影部側にそれぞれ配置され、その吸収軸が互いに平行する、請求項２に記載の偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
  4. 前記シミは、フィルム進行方向の辺の長さが２ｍｍ以上、フィルム進行方向と垂直である辺の長さが１〜２０ｍｍである四角形の内部に含まれ、基準領域との明るさの差が３〜２０ｇｒａｙである、請求項１に記載の偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
  5. 前記シミの模様は線形、円形および楕円形からなる群から選択される、請求項１に記載の偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
  6. 前記（Ｓ４）段階で換算された百分位が８０〜９０である明るさ強度値のうち、シミの代表値（Ｇ）を選定し、前記シミの代表値（Ｇ）が欠陥基準値を超過する場合、欠陥の発生を警告する、請求項１に記載の偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
  7. 前記（Ｓ４）段階において、Ｇ値が欠陥基準値を連続的に２回以上超過する場合、欠陥の発生を警告する、請求項１に記載の偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
  8. 前記（Ｓ４）段階において、Ｇ値が欠陥基準値を連続的に２回以上超過しながら増加する場合、欠陥の発生を警告する、請求項１に記載の偏光フィルムの欠陥モニタリング方法。
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