JP2005283564A

JP2005283564A - 光学膜のテスト装置

Info

Publication number: JP2005283564A
Application number: JP2004345328A
Authority: JP
Inventors: Seho Yo; 世芳葉; Gyochu Tei; 堯中鄭
Original assignee: Optimax Technology Corp
Current assignee: Optimax Technology Corp
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2005-10-13
Also published as: KR20050095536A; TW200532185A; US20050213095A1; TWI245892B

Abstract

【課題】操作簡単で構造簡素化され、安価でテスト作業を提供できるようにする。
【解決手段】少なくとも一つの光源（４１）と、少なくとも一つの偏光装置（４３）と、を備え、前記の光源（４１）よりビーム（４０）を射出し、前記の偏光装置（４３）の偏光作用によってそのビーム（４０）をポーラライズさせるようにする。
【選択図】図４。

Description

本発明は、光学膜のテスト装置に係わり、特に、光学膜製造業者から光学膜搬入時に予め使用して、光学膜の厚さの均一性と疵の有無をテストして検出することのできる光学膜のテスト装置に係わる。本発明のテスト装置の構造は、相当に単純化されている上に、他の高価な設備を余分に導入する必要もなく、テストを受ける光学膜のサンプルに対し余計な処理を実施する必要もなく、テスト過程が簡単であるとともに、テスト所要時間も短く、且つテスト・コストが安価であるために、製造コストの低下に大いに貢献することができる。

偏光片（Polarizer）は、液晶表示器（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）産業において欠かすことのできない主要部材の一つである。ＬＣＤ応用分野においては、ＴＮ（Twisted Nematic; ツイスト転向型）と、ＳＴＮ（Super TN; スーパー・ツイスト転向型）と、ＴＦＴ（Thin Film Transistor; 薄膜トランジスター型）の三種類のタイプがある。ＬＣＤパネルの産業の振興に従って、偏光片の市場も大幅に成長してきた。偏光片の機能は、特定方向以外の光線をろ過して除去し、特定の方向の光線（polarized light; 偏光線）にすることである。

ＬＣＤの上方および下方に２枚の偏光方向をそれぞれに対して９０度になるようにして配設した場合、下方の偏光片を通過する光線が上方の偏光片を通過することができないので、暗黒色を呈する。
しかしながら、電圧によって液晶層における分子の配列方向を調整制御すると、その偏光線の方向を９０度回転させるようにでき、そのため、上方の偏光片に偏光線を通させることができるようになる。その結果、明白色を呈するようになり、パネルに光線の明暗変化を表示することができるようになる。
簡単に言うと、偏光片の主要な作用は、非偏光線である（偏光されていない）一般の自然光線を、液晶層を通過するようにさせて、偏光線にすることにある。

偏光片の膜層の構造は、図１に示すように偏光片１０の断面部を拡大することから分かるように、複数層の薄膜である。薄膜では、ＰＶＡ１０４（Polyvinyl Alcohol）の分子伸展特性が偏光作用を有するので、通常は、偏光片における偏光基材として使用される。ＰＶＡ１０４が伸展されて膜になると、前記ＰＶＡ１０４の収縮を保護するために、普通はその両側にそれぞれ一層のＴＡＣ（Triacetyl Cellulose）膜１０３，１０５が貼り付けられる。そして、続けてその外側に、圧力検知接着剤（ＰＳＡ）１０２と、型離脱膜１０１と、保護膜１０６とを塗布し、さらに完璧な保護作用を提供する。

偏光片の製造プロセスは前段と後段との二つの製造プロセスに分けられる。図２は、偏光片の製造プロセスを示す説明図である。
前段の製造プロセスにおいては、まず、大型のＰＶＡ膜ロールを用意し（ステップ２０１）、染色（ステップ２０２）を実行してから、シングル・シャフトの引っ張りを実行し（ステップ２０３）、偏光膜を形成し（ステップ２０４）、その上方側及び下方側に一層のＴＡＣ薄膜を覆い（ステップ２０５）、更に、前記の上層のＴＡＣ膜の外側に保護膜を覆い（ステップ２０６）、そして、その下層ＴＡＣ膜の外側に型離脱膜を貼り付け（ステップ２０７）、その後、保護膜を貼り付け（ステップ２０８）、偏光片の半製品を製造し終わり（ステップ２０９）、前段プロセスが終了する。
前段プロセス終了後、カッティング工程、（ステップ２１０）、テスト工程（ステップ２１１）、包装及び出荷工程（ステップ２１２）からなる後段製造プロセスを実行する。

偏光片は複数層の光学膜からなる製品であるので、それぞれの膜層の原料の品質や、塗布の均一さや、膜層間の粘着程度などのすべてが偏光片の製品の品質に影響を与える。
現在の製造ラインにおいては、テスト時点は、前記前段の製造プロセスの終了時にある。この時点で、光学装置に偏光線を合せて直交貫通する方式でテストを実行し、偏光片の半製品膜の厚さの均一性を検査し且つ該膜の疵の有無を検出するようにしている。
しかしながら、光学膜の疵またはその厚さの不均一さは、ほとんどの場合、光学膜が工場から出荷される時点で既にもう発生しているのであり、しかもこれら欠陥は取り除くことができないのであるから、半製品の時点でテストを実行していなければならないのである。このままでは、人力と材料の浪費であるばかりか、、製造コストが高くなると共に、光学膜製造業者に改善を求めようにも光学膜半製品の品質状況を提供できない状態である。

そのため、その偏光片の製造プロセスにおいて、各種の光学膜材料（例えば、ＴＡＣ，ＰＥ，ＰＥＴなど）を導入するときに、光学膜材料に対し簡単で迅速な検査を実行できれば、後続の製品疵の生成が回避でき、従来の偏光片の製造技術についての改善となろう。

本発明は、一種の光学膜のテスト装置を提供し、テスト時点を膜材料供給時に設定し、供給された光学膜材料の品質と膜の厚さの均一さの程度を検出して、そのテスト結果を即刻に膜材料製造業者に報告し、改善を求めるようにすることができ、これにより、製造コストを低下させられるようにすることができるようになる、また、本発明のテスト装置はテストに掛かるコストが安価であるので、費用の掛かる高価な設備や、テストされる光学膜サンプルを用意するといった余分の工程が必要ないので、手数とコストが掛からず、装置配置占用スペースを大幅に削減できる。

本発明は、光学膜の検査を光学膜材料が膜製造業者から搬入される前にすることのできるようにした光学膜の検査装置である。その主要目的とするところは、材料搬入時に材料に対し予め検査をし、その膜の厚さとその均一さを簡単に検出することができ、且つ、疵がついているか否かをチェックすることができるようにすることである。このようすることにより、材料搬入時に光学膜材料の品質の状況を膜材料製造業者へ即刻報告することができるようにし、膜材料の品質の向上を促進しようとする課題を解決しようとするものである。

また、本発明は、操作が簡単であるとともに、テストに掛かる費用が安価である、というテスト装置を提供するのが第２の目的で、当該テスト装置を使用して光学膜に対しテストを実行することによって、従来、偏光片の製造コストがコスト高であった課題を解決しようとするものである。

前記のそれぞれの課題を解消するために、本発明は、一種の光学膜のテスト装置を提供するもので、この装置は、少なくとも一つの光源と、少なくとも一つの偏光装置と、散乱放射装置とを備え、前記の光源よりビームを射出してから、前記光線ろ過装置を介して、テストに用いられる最適なビームを選出し、且つ偏光装置によって偏光反応させることにより該ビーム偏光効果を得て、前記偏光されたビームが前記散乱放射装置を介して拡大されて、光学膜のテスト区域を増大させるようにし、偏光線がテストされる光学膜を通過した時、その膜の厚さが不均一であったり該膜に疵が存在する場合には、通過した偏光線に位相差が生じ、射出された光線が投射されると、明暗の変化を生じるようになり、これに基づいて光学膜の品質状態を分別できるものである。また、当該テスト装置にはさらに投射スクリーンを合せて使用すれば更に好都合で、その投射によってスクリーンに映像を形成させるようにすれば、光学膜のテスト結果を表示するのに非常に便利である。

本発明の光学膜のテスト装置により、光学膜の厚さの均一さと疵が存在するか否かの検出を実行する。
当業者に対し、本発明の目的と特徴とその効果を明らかにするために、添付図面を参照しながら以下に具体的な実施の形態について詳細的に説明を進める。

図３に示すのは、本発明の光学膜のテスト装置によって光学膜に対しテストを実行する場合に使用される、それぞれ関連する装置の配設例を示す説明図である。この図３において、まず、テスト・ビーム３０がテスト装置３１から射出されて、該ビーム３０がテスト用の光学膜のサンプル３２に照射され、そのサンプルに光線区域の明暗の変化が生じる。更に、前記のテスト・ビーム３０は、光学膜サンプル３２を通過した後、スクリーン３３に投射され、テスト結果を肉眼で識別できるようになる。

図４に示すのは、本発明の第一実施形態になる光学膜テスト装置４を示す説明図である。図４において、ビーム４０は、光源４１より射出されてから、光線ろ過片４２を通過し、テストに対し最適な波長範囲のビームをろ過する。その範囲には、赤色、緑色、青色などの色彩光の範囲を含む。ろ過されたビームは、該ビームを偏光するための貫通型偏光装置４３を通過して偏光され、偏光線となる。該偏光線は凹レンズ４４を通過して、拡大され、前記のテスト装置４より射出され、テスト用の光学膜（図示されていない）に照射される。そして、偏光線はその映像をスクリーン（図示されていない）に投射されて、肉眼でそのテスト結果を識別できるようになる。尚、前記貫通型の偏光装置４３に光学圧電性セラミック材料（例えばＰＬＺＴ）を含めるようにしてもよい。

図５に示すのは、本発明の第二実施形態になる光学膜テスト装置５を示す説明図である。図５において、ビーム５０は、光源５１より射出されてから、光線ろ過片５２を通過し、テストに対し適切なビームの波長範囲をろ過する。その範囲には、赤色、緑色、青色などの色彩光の範囲を含む。ろ過されたビームは、該ビームを偏光するための、二層の或いは二層以上結合したガラス基板５３を通過してから、偏光処理されて偏光線となり、該偏光線が凹レンズ５４を通過し、拡大され、テスト装置５より射出され、テスト用の光学膜（図示せず）に照射される。そして、偏光線はその映像をスクリーン（図示せず）に投射されて、肉眼でそのテスト結果を識別できるようになる。尚、前記二枚或いは二枚以上の総から成るガラス基板５３を、二枚或いは二枚以上のプラスチック膜に代えてもよい。

図６に示すのは、本発明の第三実施形態になる光学膜テスト装置６を示す説明図である。図６において、ビーム６０は、光源６１より射出されてから、光線ろ過片６２を通過し、テストに対し最適な波長範囲のビームをろ過する。、その範囲には、赤色、緑色、青色などの色彩色の範囲を含む。ろ過されたビームは、該ビームを偏光するための反射型偏光装置６３を経由して、偏光線となり、該偏光線が凹レンズ６４を通過し、拡大され、テスト装置６より射出され、テスト用の光学膜（図示せず）に照射される。そして、偏光線はその映像をスクリーン（図示せず）に投射され、肉眼でそのテスト結果を識別できるようになる。

本発明による光学膜のテスト装置によると、前述したように、材料膜入荷時に、光学膜の厚さの不均一さを検出できるばかりでなく、光学膜に疵や削り痕や塗布不均一などの欠陥があるかどうかをテストして発見することができると共に、光学膜の搬入時に即時に先行の検査を実行でき、光学膜材料の品質を予め精確的に確認でき、且つそのテスト結果を即時に材料供給業者に報告できるので、光殿産業上の利用性を備えているものである。
また更に、本発明のテスト装置は、構造が簡単であり、高価な光学設備や検査装置などを別に用意する必要がなく、且つ光学膜のサンプルに対し余分な処理加工を実行する必要もないため、また、本発明のテスト装置ではテスト操作が相当に簡素化されていて、所要時間も相当に短縮されるため、且つテストコストが安価的であるので、偏光片の製造コストを大幅に削減することに対し大いなる貢献をもたらすものである。

本発明の詳細を３つの好ましい実施例に基づいて説明してきたが、これら説明による内容は単に本発明の実施可能な実施例に過ぎなく、本発明をこれに限定するものではなく、本発明の特許請求の範囲の技術的要旨に基づいて実施される相同の効果を有する他の変更・修正もすべて含めて、本発明の主張範囲内であることは言うまでもないことである。

従来の偏光板の膜層の構成を示す説明図である。従来の偏光板の製造プロセスを示すフローチャートである。本発明の光学膜テスト装置によって光学膜に対しテストを実行する場合の関連装置の配設状態を示す説明図である。本発明の第一の実施形態を示す説明図である。本発明の第二の実施形態を示す説明図である。本発明の第三の実施形態を示す説明図である。

符号の説明

４光学膜テスト装置
５光学膜テスト装置
６光学膜テスト装置
１０偏光片
３０テスト・ビーム
３１光学膜テスト装置
３２光学膜
３３スクリーン
４０ビーム
４１光源
４２光線ろ過片
４３貫通型偏らせる装置
４４凹レンズ
５０ビーム
５１光源
５２光線ろ過片
５３ガラス基板
５４凹レンズ
６０ビーム
６１光源
６２光線ろ過片
６３反射型偏らせる装置
６４凹レンズ
１０１型離脱膜
１０２圧力検出ゲル
１０３ＴＡＣ
１０４ＰＶＡ
１０５ＴＡＣ
１０６保護膜

Claims

光学膜のテストに使用される光学膜テスト装置において、
少なくとも一つの光源と、
少なくとも一つの偏光装置と、
を備え、
前記光源よりビームを射出し、前記偏光装置の偏光作用によってそのビームを偏光させるようにしたことを特徴とする光学膜テスト装置。
前記テスト装置には、更に、前記光源と前記偏光装置との間に光線ろ過装置が配設されていることを特徴とする請求項１記載の光学膜テスト装置。
前記テスト装置は、更に、前記偏光されたビームを拡大させるための散乱放射装置を有することを特徴とする請求項１記載の光学膜テスト装置。
前記偏光作用とは、ビームが前記偏光装置を通過されるようにすることであることを特徴とする請求項１に記載の光学膜のテスト装置。
前記の偏光作用とは、前記ビームを前記偏光装置より反射させるようにすることであることを特徴とする請求項１記載の光学膜テスト装置。
前記の偏光装置は、貫通型偏光装置か、二層或いは二層以上結合したガラス基板か、二層或いは二層以上結合したプラスチック膜かのいずれかであることを特徴とする請求項４記載の光学膜テスト装置。
前記偏光装置は、反射型偏光装置であることを特徴とする請求項５記載の光学膜テスト装置。
前記光線ろ過装置は、光線ろ過片であることを特徴とする請求項２記載の光学膜テスト装置。
前記の散乱放射装置は、凹レンズであることを特徴とする請求項３記載の光学膜テスト装置。
少なくとも一つの光源と、
少なくとも一つの偏光装置と、
散乱放射装置と、
を備え、
前記光源よりビームを射出してから、前記偏光装置を通過させ、前記偏光装置の偏光作用によってビームを偏光させてビーム偏光効果を達成し、その後、前記偏光ビームが前記散乱放射装置を経由して拡大されるようにしたことを特徴とする光学膜のテスト装置。
前記光源と前記偏光装置との間にさらに光線ろ過装置を有することを特徴とする請求項１０に載の光学膜テスト装置。
前記偏光作用とは、前記ビームが前記偏光装置を通過させるようにすることであることを特徴とする請求項１０記載の光学膜テスト装置。
前記偏光作用とは、前記ビームを前記偏光装置より反射させるようにすることであることを特徴とする請求項１０記載の光学膜テスト装置。
前記偏光装置は、貫通型偏光装置か、二層或いは二層以上結合したガラス基板か、二層或いは二層以上結合したプラスチック膜か、のいずれかであることを特徴とする請求項１２記載の光学膜テスト装置。
前記の偏光装置は、反射型偏光装置であることを特徴とする請求項１３記載の光学膜テスト装置。
前記の散乱放射装置は、凹レンズであることを特徴とする請求項１０記載の光学膜テスト装置。
前記の光線ろ過装置は、光線ろ過片であることを特徴とする請求項１２記載の光学膜テスト装置。

前記光源よりビームを射出してから、前記偏光装置を通過させ、前記偏光装置の偏光作用によってビームを偏光させてビーム偏光効果を達成し、その後、前記偏光ビームが前記散乱放射装置を経由して拡大されるようにしたことを特徴とする光学膜のテスト装置。
少なくとも一つの光源と、
少なくとも一つの偏光装置と、
光線ろ過装置と、
散乱放射装置と、を備え、
前記の光源よりビームを射出してから、前記光線ろ過装置を通過させてテストに最適なビームをろ過し、且つ前記偏光装置の偏光作用によってビームを偏光させ、その後、前記偏光ビームが前記散乱放射装置を経由して拡大されるようにしたことを特徴とする光学膜テスト装置。
前記偏光作用とは、前記ビームが前記偏光装置を通過されるようにすることであることを特徴とする請求項１８記載の光学膜テスト装置。
前記偏光作用とは、前記ビームを前記偏光装置より反射させるようにすることであることを特徴とする請求項１８記載の光学膜テスト装置。
前記偏光装置は、貫通型偏光装置か、二層或いは二層以上結合したガラス基板か、二層或いは二層以上結合したプラスチック膜か、のいずれかであることを特徴とする請求項１９記載の光学膜テスト装置。
前記の偏光装置は、反射型偏光装置であることを特徴とする請求項２０記載の光学膜テスト装置。
前記光線ろ過装置は、光線ろ過片であることを特徴とする請求項１８記載の光学膜テスト装置。
前記散乱放射装置は、凹レンズであることを特徴とする請求項１８記載の光学膜テスト装置。