KR20030093957A - 편광 필름의 검사 방법 및 검사 장치 - Google Patents

Abstract

편광 필름에 대하여 비스듬하게 접촉하도록 광을 조사하고, 그 반사하는 광을 관찰하여 검사하는 방법에 있어서, 편광 필름의 적층 계면에 존재하는 기포 결함을 정확하게 검출하는 것이 용이한 검사 방법 및 검사 장치를 제공한다.

편광자 필름(12)과 접착제층(16) 및 보호 필름(13)이 적층된 편광 필름(1)에 광원부(E)로부터 광을 조사하고, 그 반사광을 검출부(D)에서 검출하여 편광 필름(1)의 기포 결함을 검사하는 검사 방법으로서, 상기 편광 필름(1)의 한쪽에 배치한 광원부(E) 및 검출부(D) 및 상기 편광 필름(1)을 다른쪽 면으로부터 지지하는 반송 롤(2)로 구성한 검사 장치를 사용한다.

Description

편광 필름의 검사 방법 및 검사 장치{Method for inspecting polarizing film and apparatus for the method}

본 발명은, 편광 필름의 결함, 특히 편광 필름의 표면이나 그 내부, 즉 편광 필름 구성 재료 적층 계면에 존재하는 기포 결함을 검사하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

편광 필름은 액정 셀의 양 면에 점착 사용되고, 액정 표시용 패널의 일부로서 사용된다. 도 1에 액정 표시 패널의 구성의 일 예를 단면도로 도시하였다. 액정 표시 패널(20)은 액정 셀(21)의 양면에 편광 필름(1)이 접합된 구성을 갖는다.

액정 표시는 소형화, 박형화가 가능한 동시에 소비 전력이 작다는 이점이 있고, 소형의 비디오 카메라, 휴대 전화, 카 네비게이션 시스템, 퍼스널 컴퓨터, 텔레비전, 기기의 표시반 등에 널리 사용되고 있다.

이러한 액정 표시 패널용의 제조에 사용되는 편광 필름의 구성은, 용도에 따라 다르지만, 예를 들면 편광자 필름 자체의 한쪽 면 또는 양 면에 접착제층과 그 위에 적층된 보호 필름이 설치된 적층 구조로 되어 있다.

이러한 편광 필름은 그 표면이나 내부, 즉 편광자 필름, 접착제층, 보호 필름 구성 재료 내부, 적층 계면에 기포가 존재하면 화상의 결함, 화질의 저하의 원인이 되기 때문에, 편광 필름의 제조 단계에서 이러한 결함을 검사할 필요가 있다.

편광 필름의 기포를 검출하는 검사 방법으로서, 편광 필름의 한쪽 면에, 상기 필름에 대하여 비스듬하게 접촉하도록 광을 조사하고, 그 반사하는 광을 관찰하여 검사하는 방법, 편광 필름의 한쪽의 면에 광을 조사하고, 반대면으로부터의 상기 필름을 투과하는 광을 관찰하는 검사 방법이 공지이다.

그러나, 편광 필름의 한쪽 면에 광을 조사하고, 상기 필름을 투과하는 광을 반대면으로부터 관찰하여 검사하는 방법에서는 검출되지 않는 기포가 많이 존재한다. 또한 검사 위치에 있어서, 편광 필름의 한쪽 면측에 광원부가, 그리고 그 반대면측에 검출부를 설치하지 않으면 안 된다. 그렇게 하면, 그 사이는 필름이 구속되지 않는 상태가 되기 때문에, 폭 방향의 물결침 현상, 반송 중의 진동(불균일함) 등이 생겨, 검사부의 화상의 정밀도가 저하된다. 특히 최근에는 액정 디스플레이의 화질이 향상되어 밝고 선명한 화상이 형성된다. 그 때문에, 종래에는 문제가 되지 않았던 작은 결함도 디스플레이의 결함으로 된다. 따라서, 편광 필름의 검사에 있어서도 작은 결함도 검출하는 정밀도가 요구되고, 상기 검사 방법에서는 이러한 요청에 대응할 수 없다.

이에 대하여, 편광 필름의 한쪽 면에, 상기 필름에 대하여 비스듬하게 접촉하도록 광을 조사하고, 그 반사하는 광을 관찰하여 검사하는 방법에서는 연속적으로 제조되는 편광 필름의 검사 부분에 있어서, 판형체에 다수의 구멍을 설치하여 검사 기판으로 하고, 이면측으로부터 슬라이딩 가능하게 흡인하고, 필름의 불균일함, 물결침을 억제하여 검사 정밀도를 높이는 것이 가능하다.

그러나, 이 방법에서는 검사 기판과 편광 필름 사이에 약간의 틈이 발생하면 진공 흡착이 전체면에 있어서 해제되고, 필름의 불균일함, 물결침이 발생하여 검사정밀도가 저하된다는 문제가 발생한다. 또한 편광 필름과 검사 기판의 슬라이딩에 의해, 필름 표면에 상처가 난다는 문제를 갖는다. 더욱이, 제조하는 편광 필름의 폭의 변경에 동반하는 진공 흡착의 폭을 변경하는 것이 어렵다는 문제도 갖는다.

본 발명의 목적은 편광 필름에 대하여 비스듬하게 접촉하도록 광을 조사하고, 그 반사하는 광을 관찰하여 검사하는 방법에 있어서, 편광 필름의 적층 계면에 존재하는 기포 결함을 정확하게 검출하는 것이 용이한 검사 방법 및 검사 장치를 제공하는 것에 있다.

도 1은 액정 셀의 양면에 편광 필름을 적층한 액정 표시 패널의 구성예를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 반송 롤을 구비한 검사 장치의 구성예를 도시한 도면.

도 3은 5층 구조의 적층 구조의 편광 필름의 구성예와 결함의 구체예를 모델적으로 도시한 단면도.

도 4는 3층 구조의 적층 구조의 편광 필름의 구성예와 결함의 구체예를 모델적으로 도시한 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 편광 필름 2: 반송 롤

12: 편광 필름 13: 보호 필름

16: 접착제층 20: 액정 표시 패널

21: 액정 셀 D: 검출부

E: 광원부

본 발명은 편광 필름 내에 있는 결함을 반사광에 기초하여 검출하는 검사 방법으로서, 상기 필름의 한쪽의 면측에 배치한 광원부 및 검출기를 갖는 검지부와 상기 필름을 다른쪽 면으로부터 지지하는 반송 롤로 이루어지는 검사 장치를 사용하고, 상기 광원부로부터 편광 필름에 광을 조사하여, 그 반사광을 상기 검출부에서 수광하여 결함을 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성에 의하면, 편광 필름을 파지하여 반송하는 복수의 수단 사이에서 검사 장치를 작동시키는 경우라도, 검사 장치가 반송 롤을 구비함으로써 필름의 검사 위치에 있어서 필름의 물결침이나 불균일함이 생기는 일 없이, 정확한 결함의 검출이 가능해진다.

본 발명의 검사 방법은, 광원 이외로부터의 산란광 등(이하, 「미광」이라고한다)의 영향을 방지하기 위해서, 기본적으로는 암실 내에서 행하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 검사 방법에서는 편광 필름의 한쪽에 광원부 및 검출부를 배치하고, 반송 롤에 의해서 상기 필름면을 다른쪽 면으로부터 지지하는 동시에, 광원으로부터 발생한 광이, 편광 필름이 반송 롤로부터 이격되는 접점에서 소정의 거리 이격된 위치를 경유하여 검출기에 입사하는 것이 바람직하다.

결함의 검사 부위가 검사 대상인 편광 필름과 반송 롤의 접촉 위치인 경우에는 필름의 불균일함이나 물결침은 방지되고 있지만, 반송 롤 표면의 반사광에 의해, 결함이 검출되기 어려워지고, 역시 검사 정밀도가 저하된다는 문제가 발생하는 경우가 있다. 광의 반사를 방지하기 위해서 반송 롤 표면을 흑색으로 하는 방법도 생각되지만, 실제로 테스트하면, 확실하게 검사 정밀도는 향상되지만, 시간 경과와 함께 반송 롤 표면에 먼지가 부착되고, 최종 제품에 아무런 영향도 없는 이물이 결함으로서 다수 검출되게 된다.

상술한 구성으로 함으로써, 필름의 불균일함이나 물결침은 문제 없는 정도이고, 더구나 반송 롤 표면의 반사광에 의해, 결함이 검출되기 어렵게 되어 검사 정밀도가 저하된다는 문제, 및 반송 롤 표면에 부착된 먼지를 검사 대상의 편광 필름의 결함이라고 판단한다는 문제가 해결된다.

소정 거리란, 검사 대상의 편광 필름이 반송 롤로부터 이격되어, 구속되지 않게 되지만, 물결침이나 불균일함이 거의 일어나지 않고, 게다가 반송 롤 표면과의 간격이 반송 롤 표면의 조사광의 반사의 영향이 없고, 또한 반송 롤 표면에 부착된 먼지 등이 검출기로써 검지되지 않을 정도로 이격되어 있는 거리를 말한다. 소정 거리는 10 내지 20nm인 것이 바람직하고, 12 내지 18mm인 것이 보다 바람직하고, 약 15mm인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 검사 방법에 있어서는 상기 광원부는 편광 필름의 폭 방향으로 넓이를 갖는 폭이 넓은 광원을 구비하고, 편광 필름의 접선과 직교하는 각도로부터 30 내지 45° 물려 놓은 각도로 상기 검출기를 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 검지부는 검출기에 수광한 반사광에 기초하여 화상 처리를 하는 이상 처리 수단을 갖고, 상기 화상 처리 수단에 의해 검출한 결함을 나타내는 신호에 기초하여 편광 필름의 결함 위치에 대하여 마킹하는 것이 적합하다.

상기 구성에 의하면, 검사를 거친 편광 필름으로부터 불량 부분을 삭제하는 공정에 있어서, 검출된 결함 부위를 디스플레이가 되기 전에 제거할 수 있다.

다른 본 발명은 편광 필름 내에 있는 결함을 반사광에 기초하여 검출하는 검사 장치로서,

상기 필름의 한쪽 면측에 배치한 광원 및 검출기와 상기 필름을 다른쪽 면으로부터 지지하는 반송 롤로 이루어지고, 상기 광원부로부터 편광 필름에 광을 조사하여, 편광 필름이 반송 롤로부터 이격되는 접점으로부터 소정 거리 이격된 위치의 반사광을 상기 검출부에서 검출하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성의 검사 장치의 사용에 의해, 상기의 검사 방법을 실시할 수 있다.

(실시예)

본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

도 2에, 편광 필름(1)의 한쪽에 배치한 광원부(E) 및 검출기(D) 및 상기 필름(1)을 다른쪽 면으로부터 지지하는 반송 롤(2)로 이루어지는 검사 장치의 구성예를 도시한다. 편광 필름(1)은 접촉부(C)에서 반송 롤(2)과 접촉하여, 편광 필름(1)이 반송 롤(2)의 표면을 따라서 적절하게 신장된 상태가 되고, 편광 필름의 물결침이나 불균일함이 없어지고, 기포, 특히 고화질의 액정 디스플레이용의 편광 필름에 있어서 문제가 되는 작은 사이즈의 기포 결함을 고정밀도로 검출할 수 있다.

x는 접촉부(C)의 접점으로부터 검사 위치까지의 거리를 나타낸다. 상술한 바와 같이, x는 10 내지 20mm인 것이 바람직하고, 12 내지 18mm 인 것이 보다 바람직하고, 약 15mm인 것이 특히 바람직하다. 검사 장치의 반송 롤(2)은 종동 롤이고, 반송 롤(2)의 직경을 작게 하면 x는 작아도 좋지만, 반송 롤(2)의 직경이 지나치게 작으면 휘어짐이 생겨 검사 정밀도가 저하한다. 반송 롤의 외경은 약 100 내지 200mm의 범위인 것이 바람직하다. 반송 롤의 외경이 지나치게 크면 필름의 움직임에 따른 종동이 곤란해진다.

검사 수단으로서는 광원부(E)에는 광원이 설치되어 있고, 검출부(D)에는 검출기가 설치되어 있다. 광원은 형광등 등의 입수하기 쉬운 것을 사용할 수 있고, 발광부의 폭이 넓은 타입을 사용하면, 필름 표면에 다소의 요철이 생기더라도 검사결과에 주는 영향을 작게 할 수 있다. 편광 필름(1)에 수직인 면과 조사광이 이루는 각도(θ)는 30 내지 45도인 것이 바람직하다. θ가 415도를 넘으면 변경 필름의 물결침의 영향을 받기 쉽고, 30도 미만에서는 기포 등의 결함을 검출하기 어렵게 된다.

θ를 상기 범위에 설정함으로써, 동일한 광원부와 검출부를 사용한 경우라도 특히 고정밀도로 결함을 검출할 수 있다. 검출부는 예를 들면 검출기(D)로서 CCD를 사용하여, CCD로부터의 광의 정보에 의해, 기포에 의한 광의 반사를 밝기의 변화로서 검출하는 검출수단으로 구성된 것이라도 좋고, CCD로부터의 광의 정보로부터 화상을 형성하여 기포 결함을 화상 처리에 의해서 검출하는 검출 수단을 사용하여도 좋다.

도 3, 도 4에는 적층 구조의 편광 필름의 예에 관해서 단면을 확대하여, 검출해야 할 기포 결함을 모델적으로 도시하였다. 도 3은 보호 필름(13), 접착제층(16), 편광자 필름(12), 접착제층(16), 보호 필름(13)으로 구성되는 5층 구조를 갖는 편광 필름(1)의 예이다. 이 필름에 있어서, 최종 제품인 디스플레이의 결함이 되는 편광 필름(1)의 기포 결함은 a, b, c, d이다.

도 4는 편광자 필름(12), 접착제층(16), 보호 필름(13)으로 구성되는 3층의 적층 구조를 갖는 편광 필름(1)의 예이다. 이 필름에 있어서는, e, f가 검출되는 기포 결함이다.

실제의 편광 필름은 가로 방향으로 일정한 폭을 갖고 연속적으로 검사 위치를 통과하고 있다. 따라서, 일반적으로는 편광 필름의 폭 방향으로, 광원과 검출기를 복수의 배열하는 구성을 채용할 수도 있지만, 1개의 폭이 넓은 광원과 복수의 검출기와의 조합도 가능하고, 이 경우, 검출기를 CCD로서 배열하는 것도 가능하다.

편광 필름의 구성 부재인 편광자 필름으로서는 공지의 편광자 필름이 사용된다. 구체적으로는 고중합도의 폴리비닐알콜에 요소, 2색성 염료 등의 2색성 색소가 흡착 배향된 필름이 일반적이다.

보호 필름으로서는 트리아세틸셀룰로스(TAC)가 일반적으로 사용된다. 또한 접착제로서는 저중합도의 폴리비닐알콜 등의 수용성 수지 등이 일반적으로 사용된다.

결함의 마킹은 필름의 결함 위치 내지 그 근방에 직접으로, 또는 필름을 소정 구획으로 구분하고, 기포 결함을 검출한 구획 내에 선, 점, ○등의 인자 등이 행하는 방법이 채용된다. 이로써 검사 후, 편광 필름으로부터 불량 부분을 포함하는 최소 단위의 구획을 제거할 수 있고, 혹은 재단 시에 마킹 위치를 피할 수 있고, 제품 품질을 유지 관리하기 위해서 유효한 수단이다. 마킹 방법으로서는 구체적으로는 예를 들면, 편광 필름의 가로 방향에 복수의 인자체를 일정한 피치로 나란히 배열하고, 불량 부분을 포함하는 구분에 상당하는 인자체를 필름 표면에 가압하여 인자하는 방법 등을 들 수 있다.

(다른 실시예)

본 발명의 검사수단으로서, 광원부와 검출기를 복수의 배열하는 구성을 채용하는 것도 가능하다. 또한, 검출부로서, 검출기를 라인 센서로서 배열한 경우나, 에어리어 센서로서 배열한 경우의 어떠한 것도 채용하는 것이 가능하다.

또한, 얻어진 정보를 컴퓨터 처리하여, 화상으로서 기포 결함을 그 종류마다 분류하여 표시하는 자동 검사 장치로 하는 것도 적합한 예이다. 이러한 정보는 생산 관리 정보로서 피드백되어, 결함 발생의 원인 추구·대책에 도움을 주는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라서 편광 필름에 대하여 비스듬하게 접촉하도록 광을 조사하고, 그 반사하는 광을 관찰하여 검사하는 방법에서, 편광 필름의 적층 계면에 존재하는 기포 결함을 정확하게 검출하는 것이 용이한 검사 방법 및 검사 장치를 제공하는 것이다.

Claims (6)

1. 편광 필름 내에 있는 결함을 반사광에 기초하여 검출하는 편광 필름의 검사 방법에 있어서,

   상기 필름의 한쪽의 면측에 배치한 광원부 및 검출기를 갖는 검지부와 상기 필름을 다른쪽 면으로부터 지지하는 반송 롤로 이루어지는 검사 장치를 사용하여, 상기 광원부로부터 편광 필름에 광을 조사하고, 그 반사광을 상기 검출부에서 수광하여 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 검사 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 결함의 검출 위치는 편광 필름이 상기 반송 롤로부터 이격되는 접점으로부터 소정 거리 이격된 위치인 것을 특징으로 하는 편광 필름의 검사 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광원부는 편광 필름의 폭 방향으로 넓이를 갖는 폭이 넓은 광원을 구비하고, 편광 필름의 접선과 직교하는 각도로부터 30 내지 45°물려 놓은 각도로 상기 검출기를 설치하는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 검사 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 검지부는 검출기에 수광한 반사광에 기초하여 화상 처리를 행하는 화상 처리 수단을 갖고, 상기 화상 처리 수단에 의해검출한 결함을 나타내는 신호에 기초하여 편광 필름의 결함 위치에 대하여 마킹하는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 검사 방법.
5. 편광 필름 내에 있는 결함을 반사광에 기초하여 검출하는 편광 필름의 검사 장치에 있어서,

   상기 필름의 한쪽의 면측에 배치한 광원 및 검출기를 갖는 검출부와 상기 필름을 다른쪽 면으로부터 지지하는 반송 롤로 이루어지고, 상기 광원부로부터 편광 필름에 광을 조사하고, 편광 필름이 반송 롤로부터 이격되는 접점으로부터 소정 거리 이격된 위치의 반사광을 상기 검출부에서 수광하여 결함을 검출하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 검사 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 검지부는 검출부에 수광한 반사광에 기초하여 화상 처리를 행하는 화상 처리 수단을 갖고, 상기 화상 처리 수단에 의해 검출한 결함을 나타내는 정보에 기초하여 편광 필름의 결함 위치에 대하여 마킹하는 마킹 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 검사 장치.