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研究生:林羿涵
研究生(外文):Lin-Yi-Han
論文名稱:應用六標準差改善偏光板溢膠問題
論文名稱(外文):Apply Six Sigma Edging to Improve the Polarizer Excess Glue
指導教授:鄭春生鄭春生引用關係
指導教授(外文):Chuen-Sheng Cheng
口試委員:陳以明池文海
口試委員(外文):Yee-Ming ChenWen-Hai Chih
口試日期:2014-07-07
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:工業工程與管理學系
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:偏光板感壓膠實驗設計法六標準差溢膠改善
外文關鍵詞:Polarizerpressure sensitive adhesiveexperimental designsix sigmaexcess glue improvement
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偏光板為液晶顯示器最重要的零組件之一,主要功能乃在決定通過光線亮暗、視角大小等,但隨著科技進步及環境快速變動與產業高度競爭下,偏光板的性能及技術仍在持續提升中。
在過去的偏光板對於感壓膠 (Pressure Sensitive Adhesive, PSA) 的研究中,大多以提昇感壓膠流動性來保持偏貼至 LCD 有良好的延展性,改善貼附在 LCD 上因感壓膠流動性不佳產生 Mura 問題,「Mura」 是指影像中因亮度不均勻而產生視覺不舒適的現象。由於 PSA 膠流動性增加,而衍生偏光板易發生端面溢膠,在客戶端偏貼因溢膠而發生黏片,導致偏貼設備屢屢當機,造成客戶端生產線大量抱怨,在廠內製程也因溢膠問題導致膜面殘膠嚴重,已嚴重影響產品品質。
本研究針對偏光板感壓膠之磨邊製程進行溢膠問題分析及關鍵品質特性改善。利用六標準差及實驗設計法進行偏光板溢膠改善。影響偏光板溢膠不良關鍵因子為研磨刀角度、進給速度、刀盤轉速及氣壓缸壓力,其最佳條件組合為 1. 刀具角度:15度,2. 磨邊進速:5400 rpm,3. 磨邊轉速:216 rpm 及 4. 壓力:0.38 Mpa,可大幅改善偏光板端面溢膠之不良率。以最佳研磨參數實驗結果得出溢膠不良改善可達 11% (改善前 13%,改善後 2%) ,封膠深度規格由40um 提昇至≧80um,Cpk 由改善前 0.54 提昇至 1.32。
Polarizer is one of the most important components of liquid crystal displays, the bright and dark light signal, and view angle degree are its main determinant function. With the rapid technology development and highly competitive industry environment, the performance and the technology of polarizing film are still improving continuously.

In the past studies of the polarizer, most cases are to raise the floating feature of Pressure Sensitive Adhesive (PSA) to ensure better extension performance as the polarizer attaches on LCD, to improve Mura issues caused by poor floating of PSA. “Mura” is a uncomfortable visual symptom due to the uneven image brightness. As the liquid PSA glue mobility increases, the more easily will excess glue be built up at the end surface; the excess glue makes polarizer sticky during the polarizer adhesive process, which causes repetitive adhesive equipment shot down and leads to increased complains from customer’s production line, the glue residue on polarizer also seriously influenced product quality of the factory.

This study focuses on the polarizer grind edge process through excess glue analysis and key characteristic quality improvement. To improve excess glue in the grind edge process by Six Sigma method and experimental design. The important key parameters to excess glue are grind knife angle, feed rate, cutter speed and pneumatic cylinder pressure; among them, the best combination are 1. knife angle: 15 degree,2.feed rate:5400 rpm,3.cutter speed : 216 rpm,4.pressure:0.37 Mpa can reduce the phenomenon of excess glue and comply with Company B's process specifications. Thus, the excess glue improvement ratio reaches 11% (before improvement defect rate 13%, after is 2%) by the experiment parameters, glue sealing depth increased from to , the is from 0.54 to 1.32
目錄
中文摘要 ................................................................................................................ i
英文摘要 ................................................................................................................ ii
誌謝 ........................................................................................................................ iv
目錄 ........................................................................................................................ v
表目錄 .................................................................................................................... vii
圖目錄 .................................................................................................................... viii
第一章 緒論 .......................................................................................................... 1
1.1 研究背景與動機 .............................................................................. 1
1.2 研究目的 .......................................................................................... 2
1.3 研究範圍 .......................................................................................... 3
1.4 研究方法與步驟 .............................................................................. 3
1.5 研究架構 .......................................................................................... 4
第二章 文獻探討 .................................................................................................. 6
2.1 六標準差之緣起 ............................................................................... 6
2.2 六標準差之改善步驟 (DMAIC) ...................................................... 7
2.3 如何推展六標準差 ........................................................................... 11
2.4 實驗設計法 ....................................................................................... 12
第三章 偏光板原理、作業製程及產品應用 ....................................................... 15
3.1 偏光板之緣由 ................................................................................... 15
3.2 偏光板之原理 ................................................................................... 16
3.3 偏光板之結構 ................................................................................... 18
3.4 偏光板之應用 ................................................................................... 19
3.5 偏光板主要種類 ............................................................................... 19
3.6 偏光板之製造流程 ........................................................................... 21

第四章 應用六標準差改善偏光板溢膠問題 ....................................................... 23
4.1 DMAIC 方法論 .................................................................................. 23
4.2 界定階段 (Define, D) ....................................................................... 25
4.3 衡量階段 (Measure, M) .................................................................... 27
4.3.1 選擇 CTQ 特性 ........................................................................ 27
4.3.2 定義績效標準 .......................................................................... 28
4.3.3 量測系統分析 .......................................................................... 29
4.4 分析階段 (Analyze, A) ..................................................................... 34
4.4.1 確認製程能力 .......................................................................... 35
4.4.2 定義績效目標 .......................................................................... 36
4.4.3 鑑定變異來源 .......................................................................... 40
4.5 改善階段 (Improve, I) ...................................................................... 46
4.5.1 篩選可能原因 .......................................................................... 46
4.5.2 發覺變數間之關係 .................................................................. 47
4.5.3 建立操作允差 .......................................................................... 55
4.5.4 小量試機驗證結果 .................................................................. 56
4.6 控制階段 (Control, C) ...................................................................... 58
4.6.1 量測系統分析 .......................................................................... 58
4.6.2 決定製程能力 .......................................................................... 59
4.6.3 實施製程管制 .......................................................................... 60
4.6.4 改善效益評估 .......................................................................... 62
第五章 結論與未來研究 ....................................................................................... 63
5.1 結論 ................................................................................................... 63
5.2 未來研究方向 .................................................................................. 64
參考文獻 ................................................................................................................ 65


表目錄

表 1. 各標準差之品質水準 ................................................................................. 7
表 2. 偏光板組成材料及功能說明 ..................................................................... 19
表 3. LCD 分類表 ............................................................................................... 21
表 4. 六標準差之 DMAIC 方法論 ..................................................................... 24
表 5. 專案章程說明 .......................................................................................... 26
表 6. 偏光板磨邊封膠深度量測數據 ............................................................... 31
表 7. 封膠深度量測 Gage R&R 分析表 ............................................................ 34
表 8. 封膠深度經時實驗結果 ............................................................................. 39
表 9. 磨邊封膠深度異常因子篩選分析說明表 ................................................. 42
表10. 磨邊機產出封膠特性之相關潛在因子篩選 ........................................... 47
表11. 磨邊製程封膠深度實驗因子資料表 ....................................................... 47
表12. 偏光板封膠深度實驗設計資料表 ............................................................ 48
表13. 全模型之變異數分析表 ........................................................................... 52
表14. 簡約模型之變異數分析表 ........................................................................ 53
表15. 最佳化的封膠深度參數設定條件 ............................................................ 55
表16. 改善效益表 ................................................................................................ 62


圖目錄

圖 01. 各家偏光板廠市占分佈 ............................................................................. 1
圖02. 研究流程圖 ................................................................................................. 4
圖 03. TFT-LCD 結構分層圖 ............................................................................... 15
圖04. 偏光板於 TFT-LCD 應用示意圖 .............................................................. 16
圖05. 偏光板使用前後差異圖 ............................................................................ 16
圖06. 偏光板原理示意圖 .................................................................................... 17
圖 07. 偏光板結構示意圖 .................................................................................... 18
圖 08. 偏光板於 TFT-LCD 應用原理示意圖 ..................................................... 19
圖09. 偏光板生產流程圖 .................................................................................... 22
圖 10. 偏光板製造流程示意圖 ............................................................................ 22
圖 11. 偏光板脫膠不良示意圖 (外觀 / OM顯微鏡) ........................................... 27
圖 12. 偏光板磨邊 (封膠) 前後差異說明 ........................................................... 28
圖 13. 偏光板封膠深度量測說明 ........................................................................ 29
圖 14. OM 顯微鏡量測設備 ................................................................................ 30
圖 15. OM 封膠深度量測 Gage R&R 分析圖 .................................................... 31
圖 16. 封膠深度量測 Gage R&R 評估重複性及再現性分析圖 ........................ 32
圖 17. 偏光板端面溢膠異常示意圖 .................................................................... 35
圖 18. 偏光板端面溢膠不良 Trend Chart - 改善前 ......................................... 35
圖 19. 磨邊站封膠深度製程能力-改善前 ........................................................ 36
圖 20. 磨邊製程封膠原理說明 ............................................................................ 37
圖 21. 磨邊製程首件驗證封膠測試值 ................................................................ 37
圖 22. 偏光板使用 OM 顯微鏡拍攝之封膠深度 ............................................... 37
圖 23. 磨邊後製程封膠深度降低之可能原因排查 ............................................ 38
圖 24. OM 顯微鏡分析偏光板脫膠現象 ............................................................ 39
圖 25. 封膠深度 (磨邊首件,經時 7 天,經時 30 天) 實驗結果 ...................... 39

圖 26. 偏光板加工流程,封膠深度影響製程示意圖 ........................................ 40
圖 27. 偏光板於磨邊製程受力圖 ........................................................................ 41
圖 28. 磨邊製程封膠深度異常之可能原因 ........................................................ 41
圖 29. 偏光板封膠深度之主效應圖 .................................................................... 49
圖 30. 偏光板封膠深度之交互作用圖 ................................................................ 49
圖 31. 偏光板封膠深度效應之常態機率圖 ........................................................ 50
圖 32. 偏光板封膠深度因子效應之柏拉圖 ........................................................ 50
圖 33. 殘差分析圖 ................................................................................................ 53
圖 34. 輪廓圖 ........................................................................................................ 54
圖 35. 反應曲面圖 ................................................................................................ 54
圖 36. 磨邊製程封膠深度最佳化評估 ................................................................ 55
圖 37. 磨邊機 PLC 控制畫面................................................................................ 56
圖 38. 開立工程變更試行畫面 ............................................................................ 56
圖 39. 偏光板端面 4 角量測示意圖 .................................................................... 57
圖40. 封膠深度量測示意圖 ................................................................................ 57
圖 41. 經時 45 天封膠深度量測結果 .................................................................. 58
圖 42. 偏光板端面溢膠不良 Trend Chart -改善後 ........................................... 59
圖 43. 磨邊站封膠深度製程能力-改善後 ........................................................ 60
圖 44. 磨邊製程封膠深度 I-MR Chart ................................................................ 61
圖 45. 封膠深度影響因子之 DOE 實驗流程 ...................................................... 64
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城培舜,以六標準差方法探討生產線產值提昇之研究-以不銹鋼裁剪中心為例,國立成功大學,碩士論文,桃園,2004。
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