TWI566010B

TWI566010B - 偏光膜貼合裝置

Info

Publication number: TWI566010B
Application number: TW102106811A
Authority: TW
Inventors: 新井敏成; 佐藤敬行
Original assignee: V科技股份有限公司
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2017-01-11
Also published as: CN104136973A; JP5953071B2; CN104136973B; JP2013182152A; TW201341900A; WO2013129059A1

Description

偏光膜貼合裝置

本發明係有關在液晶顯示面板上，於貼合FPR(Film Patterned Retarder：膜偏光)型膜時使用合適的偏光膜的貼合裝置。

如第7圖所示，在偏光眼鏡方式的3D液晶顯示裝置中，於液晶顯示面板47的前面設有相位差板50(專利文獻1及2)。接著，液晶顯示面板47在背光板41的前方，配置有封入陣列基板43與彩色濾波片基板45間的液晶材料44，舉例而言，在陣列基板43之背光板41側的那一面，貼合有水平之直線偏光的偏光板42，舉例而言，在彩色濾波片基板45的前面，貼合有垂直之直線偏光的偏光板46。

從背光板41射出無偏光的光，舉例而言，只有水平直線偏光的光透過偏光板42，藉由陣列基板43、液晶材料44與彩色濾波片基板45所形成的液晶層控制偏光方向後，舉例而言，只有垂直直線偏光的光透過偏光板46，接著變成直線偏光的光61，從液晶顯示面板47射出。

如第8圖所示，相位差板50在其製造之時，首先在基材上塗上配向膜，並使其乾燥後，藉由曝光裝置進行曝光，然後在配向膜上形成直線偏光或圓形偏光。之後，在配向膜上塗上液晶，並使其乾燥，藉由UV硬化以製作相位差板50。接著，相位差板50配置在液晶顯示面板47的前面，其中相位差被設計為光之波長的四分之一波長，且相位差板50的光軸與偏光板46的偏光軸呈四十五度角。藉此，從液晶顯示面板47射出的直線偏光的光61通過相位差板50後，會因為雙折射的效果變成圓形偏光。

液晶顯示面板47的畫素，在掃描線的每一線上交互地排列右眼用畫素線與左眼用畫素線，在右眼用畫素上則形成右眼用影像，在左眼用畫素上則形成左眼用影像以表示視差影像。如第7圖所示，相位差板50具有右眼用偏光部48與左眼用偏光部49兩個區域，舉例而言，設計右眼用偏光部48的光軸與偏光板46之偏光軸間的夾角為正四十五度，左眼用偏光部49的光軸與偏光板46之偏光軸間的夾角為負四十五度。接著，使液晶顯示面板47的右眼用畫素線能夠與相位差板50的右眼用偏光部48匹配，以及使液晶顯示面板47的左眼用畫素線能夠與相位差板50的左眼用偏光部49匹配，然後貼合相位差板50至液晶顯示面板47。藉此，如第7圖(b)與(c)所示，舉例而言，通過相位差板50的光在右眼用偏光部48變為右圓形偏光62，在左眼用偏光部49變為左圓形偏光63。也就是，從右眼用畫素射出之光的圓形偏光62與左眼用畫素射出之光的圓形偏光63的方向不同。

如第7圖(a)所示，配戴具有偏光特性的眼鏡53，以觀察已偏光的光。眼鏡53上配設有偏光板以及相位差板(四分之一波長板)，舉例而言，在右眼部51上配置有變更右圓形偏光為直線偏光的偏光板與四分之一波長板，舉例而言，在左眼部52上配置有變更左圓形偏光為直線偏光的偏光板與四分之一波長板。配戴眼鏡53的觀察者透過相位差板50眼睛確認液晶顯示面板47的影像時，從右眼用畫素射出的右圓形偏光62，於眼鏡53的右眼部51變更為直線偏光然後射入觀察者的右眼，然而從左眼用畫素射出的左圓形偏光63不通過眼鏡53的右眼部51。另外，從左眼用畫素射出的左圓形偏光63，於眼鏡53的左眼部52變更為直線偏光然後射入觀察者的左眼，然而從右眼用畫素射出的右圓形偏光62不通過眼鏡53的左眼部52。因此，在右眼可以看見右眼用畫素之集合而成的右眼用影像，在左眼可以看見左眼用畫素之集合而成的左眼用影像，如上所述因為在液晶顯示面板47中表示視差影像，所以觀察者可以眼睛確認立體影像。

作為在此偏光膜型之3D顯示器中所使用的相位差板，此處使用FPR(Film Patterned Retarder：膜偏光)型膜，在液晶顯示面板的表面貼合此相位差膜。第9圖係表示傳統之膜貼合裝置的模式圖。偏光膜1載置在平台10上，在平台10之一邊端部的附近，設置有支撐滾軸12且使其軸方向設為水平。在支撐滾軸12的正上方，設置有可繞水平軸回轉的滾筒11，滾筒11的水平回轉軸可在平台10的表面上平行移動。支撐滾軸12係可上下移動，往上方移動時，靠著滾筒11轉動，與滾筒11之間夾著偏光膜1。在靠著滾筒11轉動之支撐滾軸12的附近，設置有校準照相機14。接著，在滾筒11的周面上貼著黏著膠，平台10上的偏光膜1被支撐滾軸12按壓然後附著至滾筒11的周面，藉由滾筒11朝箭頭方向回轉，偏光膜1從平台10上轉印至滾筒11的周面上。此時，藉由校準照相機14檢出偏光膜1之寬度方向的中心位置。

第10圖係表示貼著在滾筒11之周面11a上之偏光膜1的展開圖，在偏光膜1上，右眼用的第一偏光部1a與左眼用的第二偏光部1b對應於液晶顯示面板的畫素線交互地形成。偏光膜1貼著至滾筒11的周面上後，液晶顯示面板(未顯示在第9圖中)載置平台10上，為使偏光膜之寬度方向的中心位置與液晶顯示面板的中心位置對齊，於調整載置有液晶顯示面板的平台10後，滾筒11再以圖式的逆時針方向進行一次或以上的回轉，且藉由使載置有液晶顯示面板的平台10往圖式的右方移動，持續轉印滾筒11之周面上的偏光膜1至液晶顯示面板的表面上。據此，偏光膜1貼附至液晶顯示面板上。如第11圖所示，當偏光膜1正常地貼至液晶顯示面板20上時，在液晶顯示面板上藉由紅藍綠三個圖素構成的一畫素整合為以箭頭方向排列之右眼用的畫素線20a並與第一偏光部1a匹配，在右眼用畫素線20a的旁邊，同樣地藉由紅藍綠三個圖素構成的一畫素整合為以箭頭方向排列之左眼用的畫素線20b並與第二偏光部1b匹配。然後，在偏光膜1上形成保護膜，以完成液晶顯示裝置。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平10-161108號公報。

[專利文獻2]日本特開2006-30461號公報。

但是，如第12圖(a)所示，當偏光膜1的膜本身不具剛性，且在滾筒11上存在歪斜時，偏光膜1會以歪斜狀態轉印至滾筒11的周面11a上。然後，如第12圖(b)所示，當偏光膜1貼附在液晶顯示面板上時，因為第一偏光部1a與第二偏光部1b產生彎曲狀態，在極端的情況下，如第12圖(b)中虛線處所示，第一偏光部1a與第二偏光部1b會進入旁邊的畫素線上，而發生干擾。

本發明鑒於提到的問題，以能夠提高對於液晶顯示板之偏光膜的貼合精度，且提供能夠製造能表示高畫質3D影像之液晶顯示裝置之偏光膜的貼合裝置為目的。

與本案第一發明相關之偏光膜的貼合裝置，特徵在於包括一平台，交互地載置一偏光膜與一液晶顯示面板，可調整與載置面平行之一方向的位置，其中在上述偏光膜上線狀地形成有一偏光部；一滾筒，具有將使上述偏光膜附著的一膜附著面，且繞與上述一方向平行之回轉軸回轉；一驅動構材，使上述平台與上述滾筒沿著上述平台的表面在垂直上述一方向的方向上相對地移動；一支撐滾軸，支撐從上述平台放出之偏光膜的下面，朝向上述滾筒的上述膜附著面按壓；一第一控制部，控制上述滾筒的回轉、上述滾筒與上述平台的相對移動以及上述支撐滾軸的上下移動，使上述平台上的上述偏光膜附著在上述滾筒的上述膜附著面，並使上述附著面上的上述偏光膜貼合在上述平台上之液晶顯示面板的表面；一照相機，不斷地檢出正在從上述平台上轉印至上述滾筒的上述附著面之上述偏光膜之上述一方向的位置；以及一第二控制部，根據上述照相機的檢出結果，控制上述平台之上述一方向的位置，使得上述偏光膜的上述偏光部與位在上述液晶顯示面板上的畫素線匹配。

與本案第二發明相關之偏光膜的貼合裝置，與上述第一發明之照相機檢出之偏光膜的狀態不同。即，本案第二發明的照相機不斷地檢出附著在上述滾筒之上述附著面之上述偏光膜之上述一方向的位置，其他的構成與第一發明相同。

與本案第三發明相關之偏光膜的貼合裝置，與上述第一發明以及第二發明之照相機檢出之偏光膜的狀態不同。本案第三發明的照相機不斷地檢出正在從上述滾筒的上述附著面移動至上述平台上之上述液晶顯示面板的表面的上述偏光膜之上述一方向的位置，其他的構成與第一發明以及第二發明相同。

在上述第一發明至第三發明中，舉例而言，上述照相機以上述偏光膜之上述一方向上的一中心位置作為基準，檢出上述偏光膜之上述一方向的位置。

在此情況下，舉例而言，上述偏光膜在上述方向的兩端部，各自形成有模擬線(dummy line)，上述照相機檢出這兩個模擬線，並根據上述模擬線的中間位置檢出上述中心位置。接著，舉例而言，上述偏光膜係藉由對於一基材上的一配向膜，透過具有對應偏光部之開口部的光罩，一邊使上述基材相對於上述光罩相對地移動，一邊使偏光部曝光，以帶狀地形成對應於畫素線的上述偏光部，在此情況下，上述模擬線係在藉由曝光形成上述偏光模的偏光部時，在上述光罩上設置模擬線用的開口部，透過上述模擬線用的開口部使上述配向膜曝光所形成。

藉由本發明，正在附著至滾筒時之偏光膜之一方向的位置、附著至滾筒之偏光膜之一方向的位置或正在從滾筒移動至液晶顯示面板之表面的偏光膜之一方向的位置，皆可藉由照相機檢出，以檢出結果為基準，調整載置具有液晶顯示面板之平台之一方向的位置。據此，即使附著至滾筒時之偏光膜的狀態具有歪斜，在液晶顯示面板上也能夠對應畫素線與偏光部匹配，以能防止干擾的發生。

1‧‧‧偏光膜

1a‧‧‧第一偏光部

1b‧‧‧第二偏光部

10‧‧‧平台

10a‧‧‧空氣的吸引孔

11‧‧‧滾筒

11a‧‧‧附著面、周面

11b‧‧‧黏著膠

12‧‧‧支撐滾軸

14‧‧‧校準照相機

15‧‧‧照相機

16‧‧‧照相機

20‧‧‧液晶顯示面板

20a、20b‧‧‧畫素線

30a、30b‧‧‧模擬標記

31、36‧‧‧光罩

32、33a、33b、37‧‧‧開口

34a、34b‧‧‧模擬線

35‧‧‧基材

41‧‧‧背光板

42、46‧‧‧偏光板

43‧‧‧陣列基板

44‧‧‧液晶材料

45‧‧‧彩色濾波片基板

47‧‧‧液晶顯示面板

48‧‧‧右眼用偏光部

49‧‧‧左眼用偏光部

50‧‧‧相位差板

51‧‧‧右眼部

52‧‧‧左眼部

53‧‧‧眼鏡

61‧‧‧直線偏光的光

62‧‧‧右圓形偏光

63‧‧‧左圓形偏光

CL‧‧‧中心點

第1圖係表示本發明之實施型態之偏光膜的貼合裝置的模式圖。

第2圖(a)係表示滾筒11上之偏光膜1的展開圖，(b)係表示平台10上之液晶顯示面板20的圖示。

第3圖(a)至(e)係表示貼合過程的模式圖。

第4圖係表示傳統之膜貼合方法的圖示。

第5圖係表示偏光膜1之第一偏光部1a及第2偏光部1b之形成方法的圖示。

第6圖係表示本發明之實施型態之膜貼合方法的圖示。

第7圖係表示傳統3D液晶顯示裝置及為了觀察該傳統3D液晶顯示裝置之眼鏡的模式圖。

第8圖係表示相位差板之製作流程的圖示。

第9圖係表示傳統的膜貼合裝置的模式圖。

第10圖係表示滾筒上之偏光膜1的展開圖。

第11圖係表示偏光膜1正確地貼合至液晶顯示面板20上之狀態的平面圖。

第12圖(a)係表示以歪斜狀態貼合至滾筒上之偏光膜1的展開圖，(b)係表示具有歪斜狀態的偏光膜1貼合至液晶顯示面板上之狀態的平面圖。

[實施發明之形態]

以下，對於本發明之實施的型態，參照附加的圖示以作具體地說明。第1圖係表示與本發明之實施型態相關之偏光膜的貼合裝置的模式圖，第2圖(a)係表示附著在滾筒11之膜附著面的偏光膜的展開圖，(b)係表示貼合在液晶顯示面板上之偏光膜的平面圖，第3圖(a)至 (e)係表示偏光膜之貼合過程的模式圖。使偏光膜1的前端部分延伸出平台10的些許前方並載置在平台10之上，偏光膜1的前端部分藉由支撐滾軸12所支撐著。如第3圖(a)所示，平台10在其上面形成複數空氣的吸引孔10a，且空氣的吸引孔10a吸引吸著載置在平台10上的偏光膜1而使其固定。在支撐滾軸12的正上方配置有滾筒11，在滾筒11的周面11a設有黏著膠11b。接著，藉由支撐滾軸12被向滾筒11方向按壓的偏光膜1附著至黏著膠11b。支撐滾軸12係可上下移動，當支撐滾軸12往上方移動時，與滾筒11之間夾著偏光膜1。如第3圖(a)所示，設置有兩個照相機15，用以檢出在偏光膜1被夾在滾筒11與支撐滾軸12間後之偏光膜1的寬度方向的兩端部。另外，照相機16係檢出偏光膜1或液晶顯示面板20之前端以及後端的校準照相機。

平台10將其載置面設置為水平，滾筒11被設置為在與平台10之載置面平行的一方向上可繞平行的回轉軸回轉。另外，平台10可調整滾筒11之回轉軸方向的位置，即可調整上述一方向的位置。此外，平台10與滾筒11藉由適當的驅動構材，沿著平台10的載置面在垂直上述一方向的方向上相對地移動。具體地舉例而言，如第2圖(b)所示，將上述一方向作為Y方向，載置液晶顯示面板20的平台10在垂直Y方向的X方向(垂直一方向的方向)上移動。此時，滾筒11不移動其回轉軸，只進行回轉。接著，因為平台10可調整上述一方向(Y方向)的位置，為了偏光膜1的貼合，在往X方向移動的過程中，當調整上述一方向(Y方向)的位置時，則會如箭頭所示呈些微蛇行移動。

接著，針對不斷地檢出偏光膜1之上述一方向之位置的方法進行說明。第4圖係表示在傳統的膜貼合裝置上之對齊位置方法的圖示。在偏光膜1上，交互地形成對應液晶顯示面板之畫素線的右眼用的第一偏光部1a與左眼用的第二偏光部1b，在第一偏光部1a與第二偏光部1b所形成之有效區的兩外側，各自形成模擬標記(dummy mark)30a與30b。接著，藉由照相機15檢出模擬標記30a與30b，並將模擬標記30a與30b的中間位置作為偏光膜1的中心點。使偏光膜1的中心點對齊液晶顯示面板20的中心點，然後將偏光膜1重疊貼合至液晶顯示面板20。在此情況下，為了在偏光膜1上形成模擬標記的過程為另外需要的。

在此，於本實施型態中，在為了形成偏光膜1之第一偏光部1a與第二偏光部1b所進行的曝光時，形成模擬線。如此一來，藉由在形成第一偏光部1a與第二偏光部1b時，也同時形成對齊位置用的模擬線，則可以省去模擬標記的形成過程。第5圖係表示偏光膜(FPR)1之製造過程的平面圖。沿著白色箭頭方向搬送偏光膜1的基材35，在基材35的搬送區域中配置有光罩31。在光罩31上，於基材35的寬度方向上設有複數矩形的開口32，舉例而言，開口32的寬度以及位置係對應於液晶顯示面板之右眼用之畫素線的寬度以及位置。接著，藉由透過開口32使基材35上的配向膜曝光，以形成具有右眼用之圓形偏光的第一偏光部1a。同樣地，在光罩31的下端側配置為了形成左眼用之第二偏光部1b的光罩36，藉由透過光罩36上的開口37使配向膜曝光，以形成具有左眼用之圓形偏光的第二偏光部1b。

於是，在本實施型態中，對應於偏光膜1之有效區域的兩外側位置，在光罩31上形成開口33a與33b。據此，於形成配向部所進行的曝光時，在偏光膜1之有效區域的兩外側位置的配向膜上，形成模擬線34a與34b。如此一來，藉由在偏光膜1之有效區域的兩外側形成的模擬線34a與34b，以模擬線34a與34b的中間位置為準，可不斷地檢出偏光膜1的中心點。

接著，針對如同上述構成本實施型態中之偏光膜的貼合裝置的動作進行說明。首先，如第1圖以及第3圖(a)至(c)所示，在平台10上，使偏光膜1的前端部分延伸出平台10的些許前方並載置在平台10之上，支撐滾軸12往上升，並向著滾筒11的方向按壓偏光膜1之延伸部的下面。據此，使偏光膜1的前端部接觸滾筒11的黏著膠11b，然後偏光膜1的前端部貼著至滾筒11上。接著，藉由滾筒11依照圖式的逆時針方向回轉，使得平台10上的偏光膜1附著至滾筒11的附著面11a上，從平台10上轉印至滾筒11。此時，照相機15檢出正在被轉印之偏光膜1的兩側部的模擬線34a與34b，以模擬線34a與34b的中間位置為準，不斷地檢出偏光膜1的中心點CL。因此，能夠檢出附著在滾筒11上之偏光膜1的狀態。即如第2圖(a)所示，偏光膜1以歪斜狀態附著在滾筒11上，在第一偏光部1a 與第二偏光部1b皆具有彎曲狀態的情況下，可掌握其中心點CL也同樣地會具有彎曲狀態，根據照相機15的檢出資料，可以檢出偏光膜1之中心點CL的軌跡。此外，因為保護膜貼著在偏光膜1的表面上，所以進行剝離該保護膜。

接著，如第3圖(d)所示，在平台10上載置並吸引吸著液晶顯示面板20。然後，調整平台10之一方向的位置，以使液晶顯示面板20之前端的中心點對齊偏光膜1之前端的中心點CL。另外，藉由校準照相機16以調整液晶顯示面板20之垂直上述一方向的方向上的位置。接著，如第3圖(e)所示，使附著具有偏光膜1的滾筒11往逆時針方向回轉，同時使平台10往垂直一方向的方向移動。即如第2圖(b)所示，一邊使吸著固定著液晶顯示面板20的平台10往X方向(垂直一方向的方向)移動，一邊使回轉軸固定在既定位置的滾筒11往逆時針方向回轉，然後貼合滾筒11上的偏光膜1至液晶顯示面板20上。此時，如第2圖(a)中之直線箭頭所示，因為滾筒11只進行回轉而不移動其位置，偏光膜1在持續附著在滾筒11上的狀態，且具有彎曲狀態的情況下，重合在液晶顯示面板20上。另一方面，平台10上的液晶顯示面板1為與藉由照相機15所檢出之偏光膜1的中心點CL的軌跡對齊，進行調整Y方向的位置。據此，如第2圖(b)中之彎曲的箭頭所示，液晶顯示面板20在往X方向移動時，也往Y方向移動以具有彎曲狀態。因而，藉由將偏光膜1貼合至液晶顯示面板20時之液晶顯示面板20之Y方向的位置調整，可消除因偏光膜1捲繞至滾筒11時之歪斜所產生的彎曲狀態，如第6圖所示，能夠以高精度使偏光膜1的第一偏光部1a與液晶顯示面板20之右眼用的畫素線20a匹配，且能夠以高精度使偏光膜1的第二偏光部1b與左眼用的畫素線20b匹配。據此，可得到不具有干擾且能夠顯示高畫質3D畫面的3D液晶顯示裝置。

此外，本發明並不只限於在上述實施型態中，使平台10往X方向(垂直一方向的方向)移動，貼合滾筒11上之偏光膜1至平台10上的液晶顯示面板20的方法，也可以在使滾筒11回轉時，使滾筒11的回轉軸往X方向移動，貼合偏光膜1至液晶顯示面板20上。附著偏光膜1至滾筒11的過程為相同的。

[產業上之可利用性]

藉由本發明，可以高精度貼合偏光膜至液晶顯示面板上，對3D液晶顯示裝置的高畫質化有很大的貢獻。