KR20030093956A - 편광 필름의 검사법 및 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연속적으로 이동하는 적층 구조의 편광 필름의 결함, 특히 기포를 필름의 이동에 동반하는 폭 방향의 물결침 현상, 반송 중의 진동(불균일함) 등의 영향 없이 높은 정밀도로 검출하는 검사법, 및 검사 장치를 제공한다.
연속적으로 이동하는 편광 필름의 표면측, 이면측에 각각 배치한 광원부와 검출부 및 필름의 이면측을 접촉하여 지지하는 반송 롤을 구비한 검사부를 2세트 갖는 검사 장치를 사용하는 것으로, 광원부, 검출부의 수광부의 어느 하나에 편광 필름의 흡수축과 크로스니콜(crossed nicol)을 이루는 투과축을 갖는 편광 부재가 설치되어 있고, 검사부에서 광원부의 광원으로써 반송 롤로 접촉하여 지지된 편광 필름을 조사하여 그 반사광을 검출부에서 검출한다.
Description
본 발명은 편광 필름의 결함, 특히 편광 필름의 표면이나 그 내부, 즉 편광 필름 구성 재료 적층 계면(계면(界面))에 존재하는 기포 결함을 검사하는 방법 및 장치에 관한것이다.
편광 필름은 액정 셀의 양면에 점착 사용되고, 액정 표시용 패널의 일부로서 사용된다. 도 1에 액정 표시 패널의 구성의 일예를 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 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, 화질 저하의 원인이 되기 때문에, 편광 필름의 제조 단계에서 이러한 결함을 검사할 필요가 있다.
편광 필름의 기포를 검출하는 검사법으로서, 편광 필름의 한쪽 면에, 상기 필름에 대하여 비스듬하게 접촉하도록 광을 조사하고, 그 반사하는 광을 관찰하여 검사하는 방법, 편광 필름의 한쪽 면에 광을 조사하여, 반대면으로부터의 상기 필름을 투과하는 광을 관찰하는 검사법이 공지되어 있다.
그러나, 편광 필름의 한쪽 면에 광을 조사하여, 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 해야만 된다. 그렇게 하면, 그 사이는 필름이 구속되지 않은 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. 이 때문에, 종래에는 문제되지 않았던 결함도 디스플레이의 결함이 된다. 또한 이 방법에서는 이물과 그 주위의 기포, 소위 핵이 없는 기포는 판별하기 쉽지만, 이물을 동반하지 않는 기포, 소위 핵이 있는 기포는 검출되기 힘들다는 문제를 갖는다. 따라서, 편광 필름의 검사에 있어서도, 작은 결함도 검출하는 정밀도가 요구되고, 상기의 검사법에서는 이러한 요청에 대응할 수 없다.
이에 대하여, 편광 필름의 한쪽 면에, 상기 필름에 대하여 비스듬하게 접촉하도록 광을 조사하고, 그 반사하는 광을 관찰하여 검사하는 방법에서는 핵이 없는 기포는 밝기가 주위와 상이하기 때문에 보다 명확하게 검출 가능해지고, 또한 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 검사 정밀도가 저하된다는 문제가 발생한다. 또한 편광 필름과 검사 기판의 슬라이딩 동작에 의해, 필름 표면에 상처가 나는 문제를 갖는다. 또한, 제조하는 편광 필름의 폭의 변경에 동반되는 진공 흡착의 폭을 변경하는 것이 어렵다는 문제도 갖는다.
본 발명의 목적은 연속적으로 이동하는 편광자 필름, 접착제층 및 보호 필름이 적층된 적층 구조의 편광 필름의 결함, 특히 기포 결함을, 필름의 이동에 동반하는 폭 방향의 물결침 현상, 반송 중의 진동(불균일함) 등의 영향 없이 높은 정밀도로 검출하는 검사법, 및 검사 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 또한, 필름 표면에 상처내는 일이 없고, 제조하는 편광 필름의 폭의 변경이 있더라도 높은 정밀도로 결함을 검출할 수 있는 검사법, 및 검사 장치를 제공하는 것에 있다.
도 1은 편광 필름을 사용하는 액정 표시 패널의 구성예를 도시한 단면도.
도 2는 검사 대상의 5층 구조의 편광 필름의 구성과 결함의 예를 도시한 단면도.
도 3은 검사 대상의 3층 구조의 편광 필름의 구성과 결함의 예를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 검사 장치의 구성예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 검사 장치의 검사부를 확대하여 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 편광 필름 21: 제 1 반송 롤
3: 광원 4: 슬릿
5: 편광 부재 6: 검출기
12: 편광 필름 13: 보호 필름
6: 접착제층 20: 액정 표시 패널
21′: 액정 셀 D: 검출부
E: 광원부
본 발명은 연속적으로 이동하는 편광 필름 내에 있는 결함을 반사광에 기초하여 검출하는 검사법으로서,
상기 필름의 표면측에 배치한 제 1 광원부와 제 1 검출부 및 상기 필름의 이면측을 접촉하여 지지하는 제 1 반송 롤을 구비한 제 1 검사부, 및 상기 필름의 이면측에 배치한 제 2 광원부와 제 2 검출부 및 상기 필름의 표면측을 접촉하여 지지하는 제 2 반송 롤을 구비한 제 2 검사부를 갖는 검사 장치를 사용하는 것으로,
상기 제 1 광원부 및 제 1 검출부의 수광부의 어느 하나, 및 상기 제 2 광원부 및 제 2 검출부의 수광부의 어느 하나에 검사 대상인 편광 필름의 흡수축과 크로스니콜을 이루는 투과축을 갖는 편광 부재가 설치되어 있고,
상기 제 1 검사부에서 상기 제 1 광원부의 광원으로써 상기 제 1 반송 롤로 접촉하여 지지된 편광 필름을 조사하여 그 반사광을 상기 제 1 검출부에서 검출하고, 상기 제 2 검사부에서 상기 제 2 광원부의 광원으로써 상기 제 2 반송 롤로 접촉하여 지지된 편광 필름을 조사하여 그 반사광을 상기 제 2 검출부에서 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 의하면, 편광 필름을 파지하여 반송하는 복수의 수단의 사이에서 검사 장치를 작동시키는 경우라도, 검사 장치가 반송 롤을 구비함으로써 필름의 검사 위치에 있어서 필름의 물결침이나 불균일함이 생기지 않고서, 정확한 결함을 검출할 수 있게 된다.
또한, 검사 대상의 편광 필름이 반송 롤에 접촉한 부위에 있어서 검사를 하기 위해서, 얇아서 변형이 생기기 쉬운 편광 필름이라도, 높은 정밀도로 결함의 검출을 행할 수 있다.
더욱이, 제 1 광원부 또는 제 1 검출부의 수광부의 어느 하나, 및 제 2 광원부 또는 제 2 검출부의 수광부의 어느 하나에 검사 대상인 편광 필름의 흡수축과크로스니콜을 이루는 투과축을 갖는 편광 부재를 설치함으로써, 검사 대상의 편광필름의 반대면으로부터 검출기에 도달하는 광을 감소 내지 차단할 수 있고, 반송 롤의 표면의 먼지, 상처 등을 제품 결함으로서 검출하는 것이 방지된다.
본 발명의 검사법은 광원 이외로부터의 산란광 등(미광)의 영향을 방지하기위해서, 기본적으로는 암실 내에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 반송 롤은 불필요한 산란광의 영향을 저감시키는 관점에서, 적어도 표면을 흑색으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 검사 장치에 있어서 사용하는 편광 부재는, 직선 편광광이 얻어지는 것이라면, 특히 한정 없이 사용 가능하지만, 구체적으로는 편광 필터, 편광 필름, 편광 렌즈, 편광자, 검광자 등이 예시된다.
본 발명에서는 상기 제 1 검출부 및 제 2 검출부에서 얻어지는 결함을 나타내는 정보에 기초하여, 편광 필름의 결함 위치를 마킹하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 검사를 거친 편광 필름으로부터 불량 부분을 삭제하는 공정에 있어서, 검출된 결함 부위를 디스플레이로 되기 전에 제거할 수 있다. 마킹한 부위는 편광 필름을 소정 사이즈로 뚫을 때에 제외하거나, 혹은 최소 단위의 구획으로 하여 제거하여도 좋다.
다른 본 발명은 연속적으로 이동하는 편광 필름 내에 있는 결함을 반사광에 기초하여 검출하는 편광 필름의 검사 장치로서,
상기 필름의 표면측에 배치한 제 1 광원부와 제 1 검출부 및 상기 필름의 이면측을 접촉하여 지지하는 제 1 반송 롤을 구비한 제 1 검사부, 및 상기 필름의 이면측에 배치한 제 2 광원부와 제 2 검출부 및 상기 필름의 표면측을 접촉하여 지지하는 제 2 반송 롤을 구비한 제 2 검사부를 갖고,
상기 제 1 광원부 및 제 1 검출부의 수광부의 어느 하나, 및 상기 제 2 광원부 및 제 2 검출부의 수광부의 어느 하나에 검사 대상인 편광 필름의 흡수축과 크로스니콜을 이루는 투과축을 갖는 편광 부재가 설치되어 있고,
상기 제 1 검사부에서 상기 제 1 광원부의 광원으로써 상기 제 1 반송 롤로 접촉하여 지지된 편광 필름을 조사하여 그 반사광을 상기 제 1 검출부에서 검출하고, 상기 제 2 검사부에서 상기 제 2 광원부의 광원으로써 상기 제 2 반송 롤로 접촉하여 지지된 편광 필름을 조사하고 그 반사광을 상기 제 2 검출부에서 검출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 검사 장치의 사용에 의해, 편광 필름을 파지하여 반송하는 복수의 수단의 사이에서 검사 장치를 작동시키는 경우라도, 검사 장치가 반송 롤을 구비하는 것에 의해 필름의 검사 위치에 있어서 필름의 물결침이나 불균일함이 생기는 일 없이, 정확한 결함의 검출이 가능해진다.
또한, 검사 대상의 편광 필름이 반송 롤에 접촉한 부위에 있어서 검사를 행하기 때문에, 얇아서 변형이 생기기 쉬운 편광 필름이라도, 높은 정밀도로 결함을 검출할 수 있다.
상기 제 1 검출부 및 제 2 검출부에서 얻어지는 결함을 나타내는 정보에 기초하여, 편광 필름의 결함 위치를 마킹하는 마킹 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
(실시예)
본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.
도 2, 도 3에는 적층 구조의 편광 필름의 예에 관해서 단면을 확대하여, 검출하기 위해서 기포 결함을 모델적으로 도시하였다. 도 2는 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 3은 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.
편광 필름의 구성 부재인 편광자 필름으로서는 공지의 편광자 필름이 사용된다. 구체적으로는, 고중합도의 폴리 비닐 알콜에 요소, 이색성 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.
도 4에, 화살표 방향으로 연속적으로 공급 반송되는 편광 필름(1)의 상면측에 배치한 광원부(E1), 검출부(D1) 및 상기 필름(1)의 하면측으로부터 접촉하여 지지하는 반송 롤(21)로 이루어지는 제 1 검사부(T1) 및 편광 필름(1)의 T 면측에 배치한 광원부(E2), 검출부(D2) 및 상기 필름(1)의 상면측으로부터 접촉하여 지지하는 반송 롤(22)로 이루어지는 제 2 검사부(T2)로 이루어지는 검사 장치의 구성예를 도시한다.
검사 대상인 편광 필름(1)은 제 1 반송 롤(21)과 w1의 범위로써 접촉하고, 제 2 반송 롤(22)과 w2의 범위로써 접촉한다. 광원부(E1)는 편광 필름(1)과 제 1 반송 롤(21)과의 접촉 범위(w1)에서 편광 필름 상면을 조사하고, 검출부(D1)에서 그 반사광을 수광한다. 또한 광원부(E2)는 편광 필름(1)과 제 2 반송 롤(22)의 접촉 범위(w2)에 있어서 편광 필름 하면을 조사하여, 검출부(D2)에서 그 반사광을 수광한다. 광원부(E1, E2)에는 적당한 슬릿(4)을 설치하여 편광 필름이 필요한 검사 부위만을 조사하도록 구성하여도 좋다.
광원부(E1, E2)에는 광원(3)이 설치되어 있고, 검출부(D1, D2)에는 검출기(6)가 설치되어 있다. 광원(3)은 형광등 등의 입수하기 쉬운 것을 사용할 수 있고, 발광부의 폭이 넓은 타입을 사용하면, 필름 표면에 다소의 요철이 있더라도 검사 결과에 주는 영향을 적게 할 수 있다. 편광 필름(1)의 접선에 수직인 면과 광원이 이루는 각(θ)은 30 내지 45도인 것이 바람직하다.
θ를 상기 범위에 설정함으로써, 동일한 광원부와 검출부를 사용한 경우라도 특히 높은 정밀도로 결함을 검출할 수 있다. 검출부(D1, D2)는 예를 들면 검출기(6)로서 CCD를 사용하고, CCD로부터의 광의 정보에 의해, 기포에 의한 광의 반사를 밝기의 변화로서 검출하는 검출 수단으로 구성된 것이라도 좋고, CCD로부터의 광의 정보로부터 화상을 형성하여 기포, 이물을 화상 처리에 의해서 검출하는 검출 수단을 사용하여도 좋다. 필요에 따라서 CCD는 필름의 폭 방향으로 복수대병설하여 폭 방향의 전체 영역을 검사 가능하게 구성한다.
검사 장치의 제 1 반송 롤(21), 제 2 반송 롤(22)은 종동 롤이고, 반송 롤의 직경이 지나치게 작으면 휘어짐이 생겨 검사 정밀도가 저하되고, 반송 롤의 외경이 지나치게 크면 필름의 움직임에 따라 종동이 곤란해진다. 반송 롤(21, 22)의 외경은 약 100 내지 200mm의 범위인 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 검사법을 확대하여 모델적으로 도시한 것이다. 여기서는 도 4의 제 1 검사부에서, 도 2의 구성을 갖는 5층 구조(접착제층은 생략하고 도면상은 3층으로 표시하고 있다.)를 갖는 편광 필름을 검사하는 예를 도시하였다. 제 2 검사부에서도, 완전하게 동일한 검사를 한다.
광원부(E1)로부터 보내진 광은 검사 위치인 S 위치에 있어서 편광 필름(1)을 조사하고, 이 S 위치로부터의 반사광이 검출부(D1)에 수광된다. 적층 편광 필름(1)을 구성하는 편광자 필름(12)은 검출부(D1)의 편광 부재(5)와 크로스니콜에 구성되어 있기 때문에, 반송 롤(21)의 표면까지 도달한 조명광은 검출부에 도달하지 않는다. 따라서, 기포(p1; 도 2에 있어서의 기포 a, b)는 검출되지만, 반송 롤 표면의 이물은 검출되지 않는다. 기포(p3; 도 2에 있어서의 기포 c, d)는 제 2 검출부에서 검출된다.
결함의 마킹은 예를 들면, 편광 필름의 가로 방향으로 복수의 인자체를 일정한 피치로 배열하고, 불량 부분을 포함하는 구분에 상당하는 인자체를 필름 표면에 가압하여 인자하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명의 검사법은 액정 표시반의 실제의 사용 시에는 박리하는 보호 필름이 편광 반사판의 표면에 적층되어 있어도, 검사는 가능하다.
본 발명의 검사 수단으로서, 광원과 검출기를 복수의 배열하는 구성이나, 단수의 띠형 내지 직관형의 광원과 복수의 검출기를 장착한 구성을 채용하는 것도 가능하다. 또한, 검출부로서, 검출기를 라인 센서로서 배열한 경우나, 에어리어 센서로서 배열한 경우의 어떠한 것도 채용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라서, 연속적으로 이동하는 편광자 필름, 접착제층 및 보호 필름이 적층된 적층 구조의 편광 필름의 결함, 특히 기포 결함을, 필름의 이동에 동반하는 폭 방향의 물결침 현상, 반송 중의 진동(불균일함) 등의 영향 없이 높은 정밀도로 검출하는 검사법, 및 검사 장치를 제공한다. 또한, 필름 표면에 상처내는 일이 없고, 제조하는 편광 필름의 폭의 변경이 있더라도 높은 정밀도로 결함을 검출할 수 있는 검사법, 및 검사 장치를 제공하는 것이다.
Claims (4)
- 연속적으로 이동하는 편광 필름 내에 있는 결함을 반사광에 기초하여 검출하는 편광 필름의 검사법에 있어서,상기 필름의 표면측에 배치한 제 1 광원부와 제 1 검출부 및 상기 필름의 이면측을 접촉하여 지지하는 제 1 반송 롤을 구비한 제 1 검사부, 및 상기 필름의 이면측에 배치한 제 2 광원부와 제 2 검출부 및 상기 필름의 표면측을 접촉하여 지지하는 제 2 반송 롤을 구비한 제 2 검사부를 갖는 검사 장치를 사용하는 것이며,상기 제 1 광원부 및 제 1 검출부의 수광부의 어느 하나, 및 상기 제 2 광원부 및 제 2 검출부의 수광부의 어느 하나에 검사 대상인 편광 필름의 흡수축과 크로스니콜을 이루는 투과축을 갖는 편광 부재가 설치되어 있고,상기 제 1 검사부에서 상기 제 1 광원부의 광원으로써 상기 제 1 반송 롤로 접촉하여 지지된 편광 필름을 조사하여 그 반사광을 상기 제 1 검출부에서 검출하고, 상기 제 2 검사부에서 상기 제 2 광원부의 광원으로써 상기 제 2 반송 롤로 접촉하여 지지된 편광 필름을 조사하여 그 반사광을 상기 제 2 검출부에서 검출하는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 검사법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 검출부 및 제 2 검출부에서 얻어지는 결함을 나타내는 정보에 기초하여, 편광 필름의 결함 위치를 마킹하는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 검사법.
- 연속적으로 이동하는 편광 필름 내에 있는 결함을 반사광에 기초하여 검출하는 검사 장치에 있어서,상기 필름의 표면측에 배치한 제 1 광원부와 제 1 검출부 및 상기 필름의 이면측을 접촉하여 지지하는 제 1 반송 롤을 구비한 제 1 검사부, 및 상기 필름의 이면측에 배치한 제 2 광원부와 제 2 검출부 및 상기 필름의 표면측을 접촉하여 지지하는 제 2 반송 롤을 구비한 제 2 검사부를 갖고,상기 제 1 광원부 및 제 1 검출부의 수광부의 어느 하나, 및 상기 제 2 광원부 및 제 2 검출부의 수광부의 어느 하나에 검사 대상인 편광 필름의 흡수축과 크로스니콜을 이루는 투과축을 갖는 편광 부재가 설치되어 있고,상기 제 1 검사부에서 상기 제 1 광원부의 광원으로써 상기 제 1 반송 롤로 접촉하여 지지된 편광 필름을 조사하여 그 반사광을 상기 제 1 검출부에서 검출하고, 상기 제 2 검사부에서 상기 제 2 광원부의 광원으로써 상기 제 2 반송 롤로 접촉하여 지지된 편광 필름을 조사하여 그 반사광을 상기 제 2 검출부에서 검출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 검사 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 검출부 및 제 2 검출부에서 얻어지는 결함을 나타내는 정보에 기초하여, 편광 필름의 결함 위치를 마킹하는 마킹 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 편광 필름의 검사 장치.
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