201020508 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種幅寬測量裝置及幅寬測量方 法，特別是指一種於生產線上測量光學膜之幅寬的光學膜 幅寬線上測量裝置及測量方法β 【先前技術】 . 偏光板為液晶顯示裝置的重要元件，其結構為多層膜 層堆疊結合所構成，因此製程複雜，由前段卷狀生產至後 • 段裁切過程，皆會影響到偏光板的幅寬，為提升裁切利用 率，必須嚴格控制製成偏光板之膜材的有效幅寬，以及膜 材於生產過程中的走行偏移量。 偏光板製程為連續生產，並且利用數個滾輪帶動膜材 於生產線上傳輸行進，而以往沒有任何儀器可以於生產線 上直接進行幅寬測量，因此無法於線上精確地監控膜材幅 寬與走行偏移量。傳統上，品管單位是以膜材卷末1公尺 取樣進行有效幅寬測量，現場人員為了測量幅寬，須於接 # 近滚輪處以捲尺測量，此種人工測量方式具有以下缺點： (1)容易產生誤差，數據可靠度較低，而且數據取樣少，無 法客觀代表整卷膜材之寬度，因此隨機抽驗會造成檢測漏 洞。（2)傳統方式僅能大約測出膜寬，但無法測量膜材的走 ' 行偏移量，一旦膜材在捲動輸送過程與預定行進位置有偏 - 移，會影響後續裁切製程，使裁切後的膜材有大有小，大 片膜材還可以經由再度裁切加工以合乎預定尺寸，太】 之嫉材可能無法配合後續製程而須丟棄，造成材料浪 201020508 及成本提高。（3)由於滚輪持續轉動，所以在靠近滚輪處拿 捲尺測量相當危險，造成操作人員的安全受到戚脅。 【發明内容】 因此’本發明之目的，即在提供一種測量精確、數據 可靠度鬲，可配合生產線而自動測量光學膜幅寬的光學膜 幅寬線上測量裝置。 本發明之另一目的，即在提供一種測量精確、數據可 靠度高’簡單且易於實行的光學膜幅寬線上測量方法。 於是，本發明光學膜幅寬線上測量裝置，用於測量— 光學膜的幅寬’所述光學膜具有反向間隔的一個第一面與 一個第二面’以及二個左右間隔的側邊，該光學膜幅寬線 上測量裝置包含：至少一光源、一反射件、二個左右間隔 的測量單元’及一處理單元。該光源之光線朝該光學膜之 第一面入射，且光線入射範圍涵蓋光學膜的二個側邊，光 源之部分光線通過光學膜而使光線強度減弱。該反射件朝 向光學膜之第二面而設置，並將通過該光學膜的光線以及 未通過該光學膜而直接入射而來的光線反射。該等測量單 元皆包括一個鄰近該光學膜並各別接收光學膜之左右兩 側之反射光線的光偵檢器。該處理單元電連接該等測量單 元並處理該光偵檢器傳送而來的訊號。 而該光學膜幅寬線上測量方法，包含： (A)使光源之光線朝該光學膜射入，且光線涵蓋光學膜 的左右二個側邊，並且令一部分的光線通過該光學膜後再 受該反射件反射，一部分的光線未通過光學膜就受該反射 201020508 件反射； (B)令光學膜左右兩侧的反射光線各別朝同侧的測量 單元射入’並將測量單元測得之訊號經由處理計算，以得 到光學膜的幅寬。 藉由本發明定位出光學膜之二個側邊的位置，因此可 以測量光學膜幅寬與走行偏移量，上述裝置與方法乃採用 反射式測量。而本發明之另一特徵在於：亦可以採用穿透 式的測量裝置與方法，此時則不須設置該反射件。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之五個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在 以下的說明内容中，類似的元件是以相同的編號来表示。 參閱圖1、2、3、4 ’本發明光學膜幅寬線上測量裝置 之第一較佳實施例，是於光學膜製造生產線上測量一光學 臈11之幅寬’亦即測量該光學膜11之寬度，所述光學膜 11是例如聚乙稀醇（poly vinyl alcohol, PVA )為主成分的 偏光膜，該偏光膜是捲繞於一個具有二個滚輪121之滚輪 早元12上’所述滾輪單元12於偏光板製程中，可以用於 拉伸PVA原膜，並帶動PVA膜於生產線上沿一生產線傳 輸方向前進。本實施例之光學膜11為偏光膜，所以具有偏 光效果，使平行於該光學膜Η之吸收轴方向的光線無法通 過’而且該光學膜11具有反向間隔的一個第一面U1與一 個第二面112，以及左右間隔的二個側邊π3、Π4 »實施 201020508 時該光學膜11不限定於具有偏光作用的偏光膜，亦可以為 其它種不具有偏光作用，但是透光率約為50%以下的光學 膜。 而該線上測量裝置包含：二個左右間隔的平面式光源 2、一反射件3、二個左右間隔的測量單元4，以及一個電 連接該等測量單元4的處理單元5。本發明可以使用反射 式測量方式，亦可以使用穿透式測量方式，本實施例是以 反射式作說明。 所述光源2位於光學膜11下方並朝向光學膜u之第 一面111，其光線斜向地往光學膜u射入。本實施例之反 射件3疋與上方滾輪121結合’滾輪121為不錢鋼材質製 成而表面平整光亮，因此滾輪121本身具有反射光線之功 用而可作為反射件3,並將通過光學膜^且入射而來的光 線向下反射’本實施例之反射件3朝向光學膜^之第二面 112’而且反射件3之局部部位受該光學膜u遮擋，局部 位不支該光學膜11遮播。當然，隨著本發明的架設位置 不同’反射件3也可以獨立設置，不一定要與滚輪121結 合。本實施例之光線實際行進路徑與元件配置關係如圖i 所不’但為了便於說明’另以圖4的光線行進路徑作為示 意說明之用。 所述二個測量單元4之結構相同，而且分別鄰近光學 膜11之左右二個側邊113、114,該等測量單元4皆包括： 一光偵檢器41，以及一設置於該光偵檢器41前側的直交 偏光板42’亦即直交偏光板42是位於光偵檢器4ι與光學 201020508 膜11之間。所述光偵檢器41是例如電荷耦合元件（charge Coupled Device，簡稱CCD)。而該直交偏光板42之吸收軸 垂直光学膜11的吸收軸。該處理單元$電連接二個測量單 元.4 ’並顯示出二個光偵檢器41梅取到的,影像。 本發明光學膜幅寬線上測量方法，配合上述測量裝置 使用，並包含以下步驟： ... ! (1) 架設該測量裝置，使該等光源2與反射件3分別位 於該光學膜11之相反側，而該等測量單元4是與光源2 位於該光學膜11的同一側’亦即—同朝向該第一面U1。 分別於二個測量單元4之光偵檢器41上設定一參考線 L1 ’並測量此二參考線L1的距離dl。所述參考線L1之 位置可以訂在光偵檢器41之中央位置，當然，實施時不 限於此位置’例如訂在光偵檢器41之最右侧、最左側… 等位置亦可。 (2) 光源2之光線朝該光學媒η方向射入，一部分的 光線A1會通過該光學膜11後再受該反射件3反射，一部 分的光線A2未通過光學膜11就直接射向該反射件3而反 射，亦即光線入射範圍會涵蓋到光學膜11之側邊U3、 114。由於光學膜11具有偏光效果，因此朝光學膜u射入 的光線A1中，光線偏振方向平行該光學膜11之吸收轴方 向者，將無法通過光學膜11，所以通過光學膜11再反射 而出的光線的亮度較微弱（圖4細線箭頭），而直揍射向反 射件3再反射出的光線的亮度較高（圖4粗線箭頭）。 (3) 兩束反射光線形成強弱之分，並朝該測量單元4射 201020508 入’：光線會先通過直交偏光板42而受其直交偏光作用。 由於前述通過光學膜η再反射而出的光線，只剩下單一偏 振方向，而且其偏振方向平行於直交偏光板42的吸收軸， 所以此部分光線無法通過直交偏光板42,而前述直接經由 反射件3反射的光線’雖然亦會受到直交偏光板42之偏 光作用而強度減弱’但是可通過該直交偏光板42的光線 相對較多。光線通過直交偏光板42再受該光偵檢器41接 收’光彳貞檢器41將光訊號轉變成電訊號，並由該處理單 元5經過訊號處理後’顯示出二個影像51，分別代表光學⑩ 膜11的左側邊113與右側邊114的情形。 每一個影像51皆具有二個連接在一起並且有明暗之 分的區塊’暗色區塊代表通過光學膜U之光線的最後亮 度’亮色區塊代表沒有通過光學膜U而直接由反射件3 反射的光線的最後亮度。此二區塊之間形成一條明暗分隔 線L2 °上述二個影像51畫面的明暗分隔線L2，各別代表 光學膜11之左右兩側邊η3、114的位置所在。 (4)於二個影像51畫面中，各別定義一條影像參考線❹ L3 ’而且影像參考線l3的位置，對應前述光偵檢器41的 參考線L1’這是因為光偵檢器41用於擷取影像51，所以 將影像參考線L3的位置選取在對應該光偵檢器41本身的 參考線L1’例知參考線L1取在光偵檢器41之最左端時，-影像參考線L3也要跟著取在影像51畫面的最左側。而本 — 實施例之參考線L1為光偵檢器41的中心線，所以影像參 考線L3亦選取為影像5 1的中心線。 201020508 (5)測量左側影像51之影像參考線L3與明暗分隔線 L2的距離d2，該距離d2代表光學膜11左側邊113與左 側參考線L1之距離；測量右側影像51之影像參考線L3 與其明暗分隔線L2的距離d3，此距離d3代表光學膜11 右側邊114與右鉗參考線L1之距離，因此d2與d3分別 代表光學膜11與參考位置的偏移量，並且可以由處理單元 5之顯示圖樣與畫面顯示出的數據獲得。該光學膜11之幅 寬即為前述二參考線L1間的距離dl，加上或減掉偏移量 ❹ d2及d3，以本實施例測得結果為例，光學膜11相對於測 量單元4乃向右偏移，其幅寬=dl-d2+d3。當光學膜11沒 有偏移時，其側邊113、114就會分別對準參考線L1，此 時偏移量d2 ' d3為零。 需要說明的是，本實施例雖然設置兩個光源2各別配 合左右側的測量單元4來使用，但實施時，也可以僅設置 一個大面積延伸的光源2，使該光源2射出之光線可以涵 蓋而使兩個測量單元4都接收到’如此即可使用單一光源 • 2來測定出光學膜11左右邊緣位置以及幅寬》 由上述說明可知，本發明主要藉由光學膜11本身之偏 光或減弱光線的特性，使通過與不通過光學膜11而反射的 光線有光強度對比，所以由處理單元5就可清楚辨識出影 像區塊的明暗界線，進而得到光學膜11的邊緣位置，以測 #走行偏移量與幅寬。本實施例之處理單元5之具體例為 電腦電腦螢幕顯不影像5卜而電腦的微處理器經由運算 後將最後所要的數據亦一併顯示於螢幕,，但是本發明不 201020508 以顯示影像51為必要，例如該處理單元5也可以僅為一 個電連接該光偵檢器41的微處理器而不須設置螢幕，處 理単元.5將該光彳貞檢器41輸送而來的訊號處理後，直接 輸出光學膜11的走行偏移量與幅寬等數據即可。 需要說明的是，本發明之直交偏光板42的功用，在 於增加影像區塊所顯示出的光學膜11邊緣亮度對比，使兩 區塊之亮度為「全暗」與「微亮」之分別，由於部分區塊 為全暗’與有亮度之區塊對照之下，其對比相當明顯而易 於判璜該明暗分隔線L2的位置。然而，當本發明省略設❺ 置直交偏光板42時，藉由光學膜u本身的偏光或減弱光 線的性質，仍然會產生光線強度對比，只是最後的光強度 較強，約為「微亮」與「.亮」的區別，該明暗分隔線 的位置仍然可以被辨識出，所以本發明不須以設置直交偏 光板42為必要。 綜上所述，藉由本發明之裝置架設於生產線上直接 於線上測量光學膜11幅寬，改善以往取樣檢查而數據可靠 度低之缺失，而且本發明具有走行偏移量的測量功能，傳❹ 統量測方法則無法量測走行偏移量。本發明將測量結果直 接回饋給製程端，當發現幅寬非預定值或者是光學膜n 走行偏移時，製程端即可立刻改善製程，以調整光學膜" 的走行位置，並使後續產出的光學膜11之幅寬符合要求， 因此本發明配合線上製程，可以減少不良品之產出、提高 良率、降低生產成本。此外，本發明測量速度快，每秒約 可量測30個數據，因此當光學膜丨丨於線上傳輸時，可以 10 201020508 測量到多個位置之幅寬，藉由多組數據來代表整卷光學膜 11的幅寬，提升測量精確度，加上儀器設備簡單、測量方 便，將本發明應用於先學膜u製造產業中有助於提升產 業發展。 參閱圖5’本發明光學膜幅寬線上測量裝置之第二較 佳實施例之結構，與該第一較隹實施例大致相同，不同之 - 處在於·本實施例之直交偏光板42是設置於光源2前方， 亦即位於光源2與光學膜11之間。光源2之光線先通過該 眷 直交偏光板42並受到其偏光作用，使通過直交偏光板42 的光線成為單一偏振方向並射向光學膜U，接著，同樣會 有部分光線經過光學膜^後才受該反射件3反射，部分光 線直接射向反射件3而反射，反射後的光線受該光偵檢器 41接收’最後顯示出具有不同明暗區塊的影像5丨。因此， 本實施例之光線先受到直交偏光板42的偏光作用，再射 向待測的光學膜11，其整體偏光作用與該第一較佳實施例 相同’所以最後同樣會產生明暗區塊影像51，而可得到光 鲁 學膜11的邊緣位置、幅寬，以及走行偏移量。： 參閱圖6,本發明光學膜幅寬線上測量裝置之第三較 佳實施例’同樣包含：二光源2、二測量單元4'，’以及一 個電連接該.等測量單元4的處理單元（圖未示），由於左右 ' 侧的光源2與測量單元4相同，故圖6只示出左<側的元件。 - 本實施例是採用穿透式測量方式，因此不需要設置第一較 佳實例中的反射件3。本實施例之元件架設的相關位置， 是將光源2設置於光學膜11下方而朝向光學膜11的第一 11 201020508 面111，測量單元4設置於光學膜11上方而朝向光學膜n 的第二面112 ’測量單元4同樣包括一個光偵檢器41，以 及一個位於光偵檢器41下方的的直交偏光板42。 本實施例之偏光使用原理大致上與該第一較佳實施 例相同’不同之處在於：本實施例之測量單元4是接收穿 透而來的光線’而該第一較佳實施例是接收反射光線。本 實施例之光源2的光線亦涵蓋光學膜1]L以及光學膜^邊 緣外部’所以光線往上射出時，一部分光線A1通過光學 膜11且受到偏光作用而強度減弱，一部分光線A2不會通 G 過光學膜11而直接射向測量單元4，光線經由直交偏光板 42的偏光作用後，受到光偵檢器41接收，最後顯示出光 學膜11之左右侧邊緣的兩個測量影像51，同樣都會有亮 暗之分的區塊，因此可以判斷出光學膜u之左、右側邊 緣，進而量出幅寬與走行偏移量。 參閱圖7’本發明光學膜幅寬線上測量裝置之第四較 佳實施例’與該第三較佳實施例大致相同’同樣使用穿透 式測量’不同之處在於’本實施例將直交偏光板42置於© 光源2前側’使光線先經過直交偏光板42的偏光作用， 再向上射出。當然’省略設置直交偏光板42時，還是可 以藉由光學膜11本身的偏光或弱光作用，以及光線有無通 過光學膜11而形成亮暗區塊之影像51。 參閱圖8’本發明光學膜幅寬線上測量裝置之第五較 -佳實施例，與該第一較佳實施例大致相同，同樣使用反射 式測量，不同之處在於，本實施例之直交偏光板42設置 12 201020508 於反射件3與光學膜,U之間，而且該反射件3與前述第一 較佳實施例之滾輪121不同，反射件3與滚輪121為彼此 獨立設置，反射件3的位置位於生產線上光學，膜〇走行通 過的任一適當處皆可，而且其面積涵蓋到光學膜n的左右 二個邊緣的外部❶因此本實施例之光線會先受該直交偏光 板42的直交偏光作用之後，再受該反射件3反射，如此 同樣可以使影像之明暗亮度有強烈對比，而利於判斷光學 膜11邊緣以及計算幅寬。 # 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一立體圖，顯示本發明光學膜幅寬線上測量裝 置之一第一較佳實施例； 圖2是該第一較佳實施例之部分元件的側視示意圖； 籲 圖3是該第一較佳實施例的前視示意圖ί 圖4是該第一較佳實施例的測量原理示意圖； 圖5是本發明光學膜幅寬線上測量裝置之—第二較佳 實施例的測量原理示意圖； * 圖6是本發明光學膜幅寬線上測量裝置之一第三較佳 . 實施例的測量原理示意圖； 圖7是本發明光學臈幅寬線上測量裝置之一第四較佳 實施例的測量原理示意圖；及 13 201020508 圖8是本發明光學膜幅寬線上測量裝置之一第五較佳 實施例的測量原理示意圖。
❹ 14 201020508 【主要元件符號說明】 1 1 光學膜 «χ·*·>·χ 111 1 I I *«»*·» ，第一面 >*«*»«(>»· 112*"*.* •第二面 1 X»X«Xf>V« 113 -- •側邊 Al、A2 114 ****** •側邊 dl 、 d2 ' 滾輪單元 ♦«令 χ· 121 ***'-** •滾輪 1 ♦*♦·»»·». 〇 ♦光源 Τ -j «»·»·»»*« •反射件 ****»«»*» ，測量單元 -光偵檢器 •直交偏光板 •處理單元 -影像 •光線 d3 •距離 •參考線 •明暗分隔線 •影像參考線 15