TWI275836B - Apparatus and method for inspecting polarizing film - Google Patents

Description

1275836 • 九、發明說明：

L發明所屬之技術領域]I 發明領域 _ 本發明係關於一種偏光膜檢查裝置，特別是關於可以 5自動檢查被應用在LCD的偏光膜有無不良情形之偏光膜檢 查裝置及方法。 L ^tr It 發明背景 LCD (Liquid Crystal Display，液晶顯示器）因為要利用 10液晶的雙折射性，所以要使用偏光膜以調節入射到液晶分 子的光之振動方向。偏光膜具有使在複數個方向振動的同 時入射之自然光變成只在一個方向上振動的機能，其種類 有破系、柒料糸、相位差、半透射（semi-transmissive)及反 射型等的偏光膜。其中，碘系偏光膜在製作具有高透射及 I5高偏光特性的高精細LCD用偏光膜時，係將碘應用在透明 Φ 的PVA (P0ly 乂11^1 Alc〇h〇i)膜中而變成可以吸收可見光區 域的光。 偏光膜的構造大略是由TAC (Tri-Acetyl Celiui〇se) 膜、黏著劑、偏光元件、黏著劑及TAC膜依序積層而構成。 20為了製造具有此種構成的偏光膜，在藉由使用滾輪⑽㈣ 等以製造偏光膜的過程中，可能會因為滾輪的摩擦力而發 生細微的到傷(scratch)。另外，在偏光膜的製造過程中，可 能會發生ϋ為PVA膜射的微㈣形或損鱗所造成之缺 陷(Joiniku)。像這樣，在於偏光膜發生類似缺陷或到傷等的 5 1275836 • 情形中，當驅動LCD晝面時，就可能發生在畫面上產生瑕 ，疵的致命性不良情形。 為了檢查有無可能使LCD晝面發生致命的不良狀況之 偏光板的不良情形並加以排除，習知是由作業員以直接目 5 属來作確認實施檢查。亦即，作業員是以目視來確認32吋 /(inch)乃至46叶的大畫面LCD中所採用的偏光膜，檢查偏光 膜中是否發生由缺陷、刮傷、氣泡或異物所造成之不良情 形。 【發明内容】 10 發明欲解決之課題 然而，像習知一般由作業員直接檢查偏光膜時，會因 作業的熟練度而有檢查的精密度及生產性下降之虞。例 ^ 如，作業員的熟練度低時，會有發生檢查作業疏漏之虞， 即使是熟練的作業員也會有因為作業員疲勞而導致檢查作 15 業的生產性下降之情形。 ^ 而，本發明即是為解決前述問題而完成者，目的在於 提供可以檢查偏光膜有無不良情形之偏光膜檢查裝置及方 本發明之另一目的在於使用偏光膜檢查裝置及方法以 20 便能夠檢查偏光膜有無不良情形，藉而改善偏光膜檢查作 業的生產性。 用以解決課題的手段 為達成此種目的，本發明之偏光膜檢查裝置包含：裝 載部，包括使偏光膜昇降的膜昇降機及整列機，且該整列 1275836 機係用來排列偏光膜並具有多數隔著偏光賴*個邊設置 ^ 〗構件者，檢查部，係設置在前述裝載部的一側，且 • X置有線性掃描及區域掃描攝影機者；載具輸送機，係 ' 用失頭夾緊偏光膜之載具從前述裝載部移送到前述 15及卸載部，係可將在前述檢查部完成檢查的偏光膜 送出者。 本發明之偏光膜檢查方法包含以下步驟：在利用裝載 Φ 的正歹j機排列偏光膜後，使前述偏光膜安置在真空吸附 板上，在安置前述偏光膜後就利用載具夾緊偏光膜，然後 10調，偏光膜的張力；在前述偏光膜以載具調整張力後，就 、 4吏女置有偏光膜的真空吸附板下降到移送位置；在前述載 〃被移送到移送位置後，就用載具輸送機將載具移送到檢 一 P，在4述載具被移送到檢查部後，就對偏光膜實施線 1*生掃私/區域掃描檢查；及在前述偏光膜完成線性掃描/ 15區域掃描檢查後，就使偏光膜排出。 φ 【實施方式】 發明之實施態樣 以下將利用所附之圖式說明本發明之實施例如次。 第1圖為依據本發明的偏光膜檢查裝置之平面圖，第2 2〇圖為不於第1圖之偏光膜檢查裝置的正面圖。如圖所示，依 #本發明的偏光膜檢查裝置包括設置在機體⑴的一側，且 5又有用以將偏光膜（2)排列成行的整列機（12)之裝載部 (1〇) ’及設置在裝載部⑽的一側，分別設有用來檢查偏光 膜(2)之線性掃描及區域掃描攝影機(2 i， 22)的檢查部(20)。 7 1275836 • 料，在本發明錢錄置巾，為了將纽偏光膜⑵ 的載具⑶從裝載部⑽移送到檢查部(2〇)而在機體⑴上設 _ 4 了載具輸送機⑷，並在整列機和載具輸送機⑷之間 没置了膜幵降機（11)。 5 树明之偏細檢查裝置的構成及作用將更詳細地說 明如次。 本务明之偏光膜檢查裝置在機體（丨）的一側設置裝載部 (10)，在裝載部（10)的一側設置檢查偏光膜（2)的檢查部 (20)，在裝載部（1〇)和檢查部(2〇)之間，於機體（1)的一側上 10設置載具輸送機(4)，形成可以把夾住偏光膜(2)的載具(3) 從裝載部（10)移送到檢查部(2〇)的狀態。 載具輸送機(4)係如第1圖所示，設置在機體（丨）的長 ^ 向，偏光膜在裝載部（10)被載具(3)夾住後，就將之分別依 序移送到檢查部（20)的線性掃描攝影機(21)和區域掃描攝 15 影機(22)。 % 前述檢查部(20)的線性掃描攝影機(21)在夾住偏光膜(2) 的載具(3) —被載具輸送機(4)移送來時，就以第丨相機(21b) 和第ji^^(21c〇實施偏光膜(2)之透射檢查。對偏光膜(2)進 行射檢查 '的第1相機(21 b)係如第2圖及第3圖所示，以夾住 20偏光膜(2)的載具(3)為基準，在其上側設置至少一個以上； 第1照明（21c)係以偏光膜(2)為基準，在其下側形成和第以目 機(21b)相對向狀態地設置；在第1圖中圖示出設置了 3台第工 相機(21b)的實施例。 利用第1相機(2lb)及弟1照明（21 c)所進行的偏光膜(2) 8 1275836 之透射檢查係，使從設置在偏光膜⑵的下側之第u_(21c) • 所發生的光透射偏光膜(2)，第1相機(21b)拍攝因此而形成 • 的影像，在偏光膜(2)的内側檢查大的異物，為此，載具(3) 係由載具輸送機(4)進行線形移送。此處，第丨照明（21c)係 5 採用柱狀照明。 利用第1相機（21 b)和第1照明（2丨c)所進行之偏光膜(2) 的透射檢查結束後，由第2及第3照明（21e，21g)、第2及第3 φ 相機（21d，21f)對偏光膜⑵之上/下部面分別實施反射 檢查偏光膜(2)中是否含有異物或氣泡 。此處，第2及第 10 3照明（21e，21g)係應用柱狀的線光源。 為了實施偏光膜(2)之上/下部面的反射檢查，第2及第 3知、明（21e，21g)係於被載具(3)夾住的偏光膜(2)之上/下侧 隔著預定的間隔(m)，同時分別傾斜預定的角度(幻地設置。 此處，預定的角度(k)為30。至60。，惟以將第2及第3照明（21e， 15 21g)分別傾斜45。地設置為佳。 • 為了拍攝被傾斜地設置在預定角度的第2及第3照明 (21e，21g)所反射出來之影像，第2及第3相機(2id，2if)係於 偏光膜（2)之上/下側分別隔著預定的間隔(n)設置一個以 上，拍攝分別為從第2及第3照明（21e，21g)產生的光所反射 20之偏光膜(2)的影像，掃描偏光膜(2)中是否有異物或氣泡並 進行拍攝。為此，夾住偏光膜(2)的載具(3)係由載具輸送機 ⑷作線形移送，且第2及第3照明(21e，21g)分別採用柱狀的 照明。 第2及第3相機（21d，21f)—完成偏光膜（2)的反射檢 1275836 查’載具輸送機(4)就將夾住偏光膜⑵的載具⑶移送到區域 ' 知描攝影機(22)。區域掃描攝影機(22)由用來檢查可能發生 在偏光膜⑵的缺陷之第4相機(22b)、第4照明(22c)、檢查偏 光膜(22d)及區域掃描旋轉構件(22e)所構成。此處，第4照 5明（22c)係採用LCD背光照明。 區域掃描攝影機(22)的第4相機(22b)以被載具輸送機(4) 所移送之載具(3)夾住的偏光膜(2)為基準，設置於其上側， • 亚以可以按步驟地掃描偏光膜(2)的狀態在區域掃描攝影機 中設置至少一個以上；第4照明（22c)則是在偏光膜(2)的下 1〇側被設置成和第4相機(22的相對的構成。另外，在第4照明 (22C)的下部設有區域掃描旋轉構件（22e)以便形成能夠使 榀查偏光膜(22d)以預定的角度旋轉的構造。此處，區域掃 描疑轉構件(22e)係設置成藉旋轉馬達(22f)而進行轉動，而 榀查偏光板(22d)的名稱係為了和檢查對象物之偏光膜(2) 15有所區別而使用者。 # 具有如前所述的構成之區域掃描攝影機(22)使由載具 輪送機(22a)所移送的載具按步驟地移送，以實施偏光膜(2) 的缺陷檢查。為此，將第4照明（22c)設置在第相機(22b)的 下側，將檢查偏光膜(22d)設置在第4照明（22c)的上部。檢 二偏光膜(22d)係為了對偏光膜(2)作交叉檢查而設置者，區 域掃描旋轉構件(22e)則被設置成可以使該檢查偏光膜(22d) 旋轉預定的角度，亦即至少可以使之旋轉360。。 區域掃描旋轉構件(22e)係在檢查偏光膜(22d)和檢查 對象物之偏光膜(2)的軸角發生偏離的情形時使用來將之補 10 1275836 -正者，在此種區域掃描旋轉構件(22e)的下側設置有旋轉馬 • 達(22f)’構成可以利用該旋轉馬達(22f)而進行轉動的狀態。 為了將被載具(3)夾住的偏光膜(2)分別移送到檢查部 (20)的線性掃描攝影機(21)和區域掃描攝影機(22)，以便通 5過如前所述的過程拍攝偏光膜(2)所含有的污染源以進行檢 查’在機體（1)上設有多數支撐滾輪(23)。為支撐被載具(3) 央住的偏光板(2)，多數支撐滾輪(23)係分別設置於檢查部 (20)。 為了在檢查部（20)掃描由支撐滾輪(23)所支撐並且被 10移送的偏光膜(2)以判別有無不良情形，偏光膜(2)的平坦度 成為重要的因素。尤其是在32吋(inch)到46吋的大畫面LCD 中所應用之偏光膜的情形中，要夾到載具(3)時，一定要正 確地維持偏光膜(2)的平坦度。 為此’在裝載部（10)分別設置了膜昇降機（11)和整列機 15 (12)。如第1圖及第4圖所示，整列機（12)在偏光膜(2)的4個 B 邊分別設置了多數排列構件（12a)，各排列構件（12a)係由像 滾珠螺桿(ball screw)般的直線移送機構(未圖示出）或LM導 執(Linear Motion Guide，直線運動導軌)所構成。 為了在整列機（12)在排列偏光膜（2)時，支撐偏光膜 20 (2)，因此膜昇降機（11)是設置在裝載部（10)的中央。膜昇降 機（11)係如第1圖及第4圖所示，由真空吸附板（uc)和昇降 構件(lib)所構成。 真空吸附板形成有多數空氣孔（11a)以便能夠供供空 氣；昇降構件（lib)則是為了將真空吸附板(lie)分別移送到 11 1275836 整列機(12)和載具⑶和載具輸送機⑷而設置在真空吸附板 的預定位置。 . 具有如前所述之構成的膜昇降機係如第4圖所示，當作 業員要將偏光膜(2)安裝到裴載部（10)的整列機（12)時，為支 5撐之，會使真空吸附板（He)上昇至整列機（12)被設置的的 同度(A)為止。真空吸附板（nc)一被昇降構件（丨比)昇高，作 業員就將偏光膜(2)安裝到真空吸附板，然後以整列機使之 ^ 排列成行。 當以整列機（12)排列偏光膜(2)日寺，先使偏光膜⑺的一 1〇邊整齊#列在排列構件(12a)上，然後再使剩下的邊排列整 #。偏光膜(2)—經整職(12)排列整齊，就通過形成於真 玉吸附板（11c)的多數空氣孔（Ua)，部分或全體地供給空 氣以微細地凋整偏光膜(2)之平坦度。這個作業可以構造 成能夠用偏光膜檢查裳置的控制裝置（未圖示出）和電磁閥 (solenoid valve)(未圖示出）自動地對多數空氣孔（j j&)供給 $ 空氣的狀態。 藉通過形成於真空吸附板⑴〇上的多數空氣孔(Ua)而 供給之空氣调整偏光膜⑵的平坦度後，在該狀態下利用沿 箭號“c”所示的垂直方向上昇/下降之昇降構件（ub)使偏 20光膜(2)下降到載具⑶所位處的高度⑻為止。偏光膜⑺一 旦沿著箭號“a”的方向被移送而下降到載具⑶所位處的高 度⑻，載具(3)的夾頭(3a)就會將偏光膜(2)夹住。 载具⑶的夾頭(3a)-將偏光膜(2)的4邊全部夹緊，接著 就讓载具⑶移動夾頭(3a)以便操作偏光膜⑵的張力。透過 12 1275836 名操作，偏光膜就會在載具(3)中以維持某種程度的張力之 狀態，平坦地失緊。一旦偏光_被載具⑶夾持住，就再 度沿前號“b”的方向移送真空吸附板(Uc)，使夾持住偏光膜 (2)的載具(3)下降到載具輸送機(4)被設置的高度(c)。 5 載具(3)一下降到載具輸送機(4)被設置的位置後，就由 載具輪送機(4)將載具(3)移送到檢查部(20)，進行被載具(3) 所夾持之偏光臈(2)有無不良情形的檢查。 如前所述地在被載具(3)夾持的狀態下完成檢查後，當 偏光臈檢查裝置是以行内模組(inlinem〇dule)式設置時，就 10由載具輸送機⑷排出到如第1圖及第2圖所示之卸載部 (3〇)，如果不是行内模組式、就採用和為了檢查被載具(3) 所夾持之偏光膜(2)而進行移送的過程相反的順序進行移送 並排出。如此地移送載具(3)的載具輸送機(4)可以採用線性 伺服馬達(Linear servo motor)之類的直線移送機構。 15 以下將利用所附之第1圖、第4圖、第5a圖及第5b圖以 次明採用如前所述之偏光膜檢查裝置來檢查偏光膜(2)的方 法0 為檢查偏光膜(2)中所含的異物、氣泡或缺陷，首先， 利用裝載部（10)的整列機（12)排列偏光膜(2)，然後實施安裝 20到真空吸附板（11c)的步驟(S10)。 為將偏光膜(2)安裝到真空吸附板(lie)，首先，由作業 員貫施將偏光膜(2)裝入裝載部（10)的步驟(S11)。此處，作 業員係在第4圖所示之整列機（12)的設置高度(A)安裝偏光 膜⑵。偏光膜(2) —被裝到裝載部（1〇)，就利用整列機（12) 13 1275836 實施排列偏光膜(2)的步驟（12)。偏光膜(2)被排列好之後， 實施以真空吸附板（11c)吸附被排列整齊的偏光膜(2)之步 驟(13)。 偏光膜（2) —被真空吸附板（llc)吸附，就解除吸附狀 5態，然後實施使偏光膜(2)安置在真空吸附板（llc)的步驟 (S14)。偏光膜(2)一被安置在真空吸附板（Uc)，就實施從真 空吸附板（11c)喷出空氣以便調整偏光膜（2)的平坦度之步 驟(S15)。在這個步驟(S15)中是通過形成於真空吸附板(llc) 的空氣孔（11a)喷出空氣，藉以調整偏光膜(2)的平坦度。 10 一旦偏光膜（2)的平坦度經過調整而且偏光膜（2)被安 裝在真空吸附板（11c)，就用載具(3)夾住偏光膜(2)，然後實 施調整偏光膜(2)的張力之步驟(S20)。 為調整偏光膜(2)的張力，首先，偏光膜(2)一被安置到 真空吸附板（11c) ’就讓真空吸附板（llc)下降到夾緊/張力 I5凋整位置，亦即示於第4圖之載具⑶所位處的高度(B)，實 施載具(3)夾緊偏光膜(2)的第1夾緊步驟(S21)。第丨夾緊步驟 (S21)—完成，就實施調整被載具(3)夾緊之偏光膜(2)的張力 之第1張力調整步驟(S22)。第丨張力調整完成後，實施再度 以載具(3)再夾緊偏光膜(2)的第2夾緊步驟(S23);完成第2 2〇夾緊後，又實施以載具⑶再度對偏光膜(2)的張力進行再調 整的第2張力調整步驟(S24)。 偏光膜(2)在載具⑶經過張力調整後，實施使安置有偏 光膜⑵的真空吸附板(llc)下降到移送位置的步驟(s3〇)。 為了在移送位置，亦即示於第4圖之載具輸送機⑷被設 14 1275836 - 置的高度(c)移送夾持著偏光膜(2)的载具(3)，首先，一旦偏 . 光膜(2)在載具(3)被调整過張力，就實施使真空吸附板(ηc) 下降的步驟(S31)以便將載具(3)移送到移送位置。真空吸附 板(110被降下而載具⑶被移送到移划立置後，就實施用載 5具(3)再調整偏光膜(2)的張力之第3張力調整步驟(S32)，最 後在偏光膜(2)的平坦度被載具(3)調整過的狀態下維持張 力。 • 在偏光膜(2)的平坦度受到維持的狀態下，載具(3)一被 移送到移送位置，就實施_載具輸送機⑷將載具⑶移送 10到檢查部（20)的步驟（S40)。載具（3) 一被移送到檢查部 - UG)，就實施對偏級(2)進行祕掃描/區域掃描檢查的 步驟(S5〇)，檢查偏光膜⑺有無不良情形；完成偏光膜⑵ 的線性/區域掃描檢查後，實施採用載具輸送機⑷使偏光 膜(2)排出的步驟(S60)，結束偏光臈(2)的檢查作業。 15 彳象34樣’藉採用由裝載部和檢查部所構成之偏光膜檢 _ 查裝置及方法的方式，可以在維持偏光膜平坦度的狀態 下’對適用於大畫面LCD的偏光膜正確地判別有無偏光膜 不良的情形。 發明的效果 如以上所5兒明者，藉使用本發明之偏光膜檢查裝置來 進行偏光膜有無不良的檢查，不但可以更精密地作檢查， 同時具有可以改善偏光膜檢查作業的生產性之優點。 【圖式簡單說明】 【第1圖】根據本發明之偏光膜檢查裝置的平面圖。 15 1275836 【第2圖】第1圖所示之偏光膜檢查裝置的正面圖。 【第3圖】第2圖所示之檢查部的放大正面圖。 【第4圖】.第1圖所示之裝載部的正面圖。 【第5a圖】及【第5b圖】本發明之偏光膜檢查方法的 5 示意流程圖。

【主要元件符號說明】 1...機體 21c…第1照明 2...偏光膜 21d...第2相機 3...載具 21e.··第2照明 4...載具輸送機 21f…第3相機 10...裝載部 21g···第3照明 11...膜昇降機 22…區域掃描攝影機 11a··.空氣 22a...載具輸送機 lib...昇降構件 22b…第4相機 11c··.真空吸附板 22c···第4照明 12...整列機 22d...檢查偏光膜 12a...排列構件 22e...區域掃描旋轉構件 20...檢查部 22f···旋轉馬達 21...線性掃描攝影機 30···卸載部 21a...線性掃描傳送機 31...卸載輸送機 21b...第1相機 16

Claims (1)

1275836 十、申請專利範圍： 1. 一種偏光膜檢查裝置，包含有： 裝載部，包括使偏光膜昇降的膜昇降機及整列機， 且該整列機係用來排列偏光膜並具有多數隔著偏光膜 5 的4個邊設置之排列構件者； 檢查部，係設置在前述裝載部的一側，且分別設置 有線性掃描及區域掃描攝影機者； 載具輸送機，係用以將利用夾頭夾緊偏光膜之載具 從前述裝載部移送到前述檢查部；及 10 卸載部，係可將在前述檢查部完成檢查的偏光膜送 出者。 2. 如申請專利範圍第1項之偏光膜檢查裝置，其中前述裝 載部之膜昇降機包含：形成有複數個空氣孔的真空吸附 板；及設置在前述真空吸附板一側，使該真空吸附板上 15 下移動之昇降構件。 3. 如申請專利範圍第1項之偏光膜檢查裝置，其中前述檢 查部之線性掃描攝影機包含： 至少一個以上的第1相機，係垂直地設置在偏光膜 的上部者； 20 第1照明，係在偏光膜的下部和前述第1相機相對向 設置者； 第2及第3照明，係在偏光膜之上/下側隔著預定間 隔設置，並以預定的角度傾斜設置者；及 至少一個以上的第2及第3相機，係隔著預定間隔互 17 U75836 5 下側，以拍攝 其中前述第i ，其中前述區

10 相相對且以取肖度設置在偏光膜之上丨 因可述第2及第3照明而反射的影像。 申明專利範圍第3項之偏光膜檢查裝置 至第3照明係以柱狀構成者。 ★中μ專利範圍第1項之偏光臈檢查裝置 域掃描攝影機包含： 且按步驟另外掃描機’置在偏光膜的上側 對向係在前述偏賴的下側和前述第4相機相 Τ查偏光膜’係設置在前述第4照明的上部者.及 角度輯構件，讀前賴查偏域以預定的 15

20 6·如申請專利範圍第5項之偏光膜檢查裝 照明為LCD背光。 -種偏光膜檢查方法，包含以下步驟： 在利用裝載部的整顺刺偏細 膜安置在真空吸附板上； ^江偏光哨敕述偏光频就利用載具夾緊偏細，然後 调氮偏光膜的張力； 丨述偏光膜以載具調整張力後， 膜的真空吸附板下降到移送位置； 2述載具被料_送位錢，就_具輸送機 將載具移送到檢查部； ’其中前述第4 7. 18 1275836 在前述載具被移送到檢查部後 性掃描/區域掃描檢查；及 就對偏光膜實施線 在前述偏光膜完成線性掃描/區域掃描檢 使偏光臈排出。 一 就

10 8. I請專利_第7項之偏光膜檢查方法，其中前述利 用裝載部的整列機排列偏光膜後，使之安置在真空吸附 板的步驟包含以下步驟： 將偏光膜裝入裝載部； 在偏光膜被裝入前述裝載部後，就由前述整列機排 列偏光臈； 15

20 在前述偏光膜排列整齊後，就用真空吸附板吸附已 排列好的偏光膜； 在前述偏光膜被吸附到真空吸附板後，就解除真空 吸附狀態，然後使偏光板安置在真空吸附板；及 在鈾述偏光板被安置在真空吸附板後，就從真空吸 附板噴出空氣以調整偏光膜的平坦度。 9·如申請專利範圍第7項之偏光膜檢查方法，其中前述在 安置偏光膜後就用載具夾緊偏光膜，然後調整偏光膜的 張力之步驟包含： 第1夾緊步驟，係在前述偏光膜被安置在真空吸附 板後，就將真空吸附板下降到夾緊/張力調整位置，且 由載具失緊偏光膜者； 弟1張力调整步驟，係在完成前述第1夾緊步驟後， 就進行被載具夾緊的偏光膜之張力的調整者； 19 1275836 ^第2張力調整步驟，係在完成前逃第2失緊步驟後， 就用載具再度進行偏光膜之張力的再調整者。 10·如申請專利_第7項之偏光膜檢查方法，其中前述在 偏光膜以載具調整張力後，就使安置有偏光膜的真空吸 附板下降到移送位置之步驟包含：

10 在前述偏光膜被載具調整過張力後，就使真空吸附 板下降並藉此將載具移送到移送位置的步驟·及 在前述真空錢板被降下且前述載具被移送到移 送位置後，就湘前《具細随力進行再 調整之第3張力調整步驟。

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