JP2004163664A

JP2004163664A - Method of inspecting cholesteric liquid crystal layer, inspection apparatus therefor and method of manufacturing cholesteric liquid crystal layer

Info

Publication number: JP2004163664A
Application number: JP2002329515A
Authority: JP
Inventors: Masaki Umetani; 谷雅規梅
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2004-06-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection method by which an observer can easily and precisely inspect a defect in a cholesteric liquid crystal layer by visual checks. <P>SOLUTION: An inspection apparatus 10 is equipped with: an illumination light source 11 which projects illumination light L; a reflecting layer 14 which reflects illumination light L from the light source 11; and an absorption type linearly polarizing layer 12 disposed between the light source 11 and the reflection layer 14. The illumination light L from the light source 11 passes through the absorption type linearly polarizing layer 12 and a cholesteric liquid crystal layer 20, is then reflected on the reflecting layer 14 and passes again through the cholesteric liquid crystal layer 20 and the absorption type linearly polarizing layer 12. When the cholesteric liquid crystal layer 20 as the object has a defect, abnormality is generated in the polarization state of light at the spot where the defect is present on the plane of the cholesteric liquid crystal layer 20, and this generates difference in brightness (in-plane distribution) of the illumination light L emitted from the absorption type linearly polarizing layer 12. Thus, the defect in the cholesteric liquid crystal layer can be easily and precisely inspected by visual checks of an observer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コレステリック液晶層の検査方法に係り、とりわけ、コレステリック液晶層の欠陥を観察者の目視により簡易にかつ精密に検査することができる検査方法、その検査装置及びコレステリック液晶層の製造方法に関する。なお、本明細書中において「液晶層」という用語は、光学的に液晶の性質を有する層という意味で用い、層の状態としては、流動性のある液晶相の状態の他、液晶相の持つ分子配列を保って固化された状態を含む。
【０００２】
【従来の技術】
円偏光分離機能を有するコレステリック液晶層は、輝度向上や偏光分離のための光学素子、カラーフィルターなどの光学素子として、液晶表示装置などに組み込まれて用いられている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
このような光学素子に欠陥（異物欠陥や膜厚ムラ）があると、通過した光の偏光状態に異常が生じることとなるので、光学素子が組み込まれる液晶表示装置の光学特性（明暗表示）にも影響が生じる。特に、光学素子がコレステリック構造（螺旋構造）を有するコレステリック液晶層からなる場合には、表面分子の分子軸方向の違いによって、通過した光の偏光状態が大きく異なることとなるので、通常の光学素子に比べて欠陥の影響が強調されて出やすい。このため、このような光学素子を構成するコレステリック液晶層の欠陥を簡易にかつ精密に検査する方法が強く望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１２２０５９号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０９０４６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような背景の下でなされたものであり、コレステリック液晶層の欠陥を観察者の目視により簡易にかつ精密に検査することができる検査方法、その検査装置及びコレステリック液晶層の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の解決手段として、コレステリック液晶層の欠陥を検査する検査方法において、反射層と吸収型直線偏光層との間に検査対象となるコレステリック液晶層を配置する第１の工程と、前記吸収型直線偏光層側から照明光を投射し、前記吸収型直線偏光層及び前記コレステリック液晶層を通過した後に前記反射層で反射された照明光のうち、前記コレステリック液晶層及び前記吸収型直線偏光層を再度通過した照明光を観察する第２の工程とを含むことを特徴とする、コレステリック液晶層の検査方法を提供する。
【０００７】
なお、上述した第１の解決手段においては、前記第２の工程において、前記コレステリック液晶層及び前記吸収型直線偏光層を再度通過した照明光のうち、前記コレステリック液晶層の平面に対して斜め方向（好ましくは、前記コレステリック液晶層の平面を０°としたとき、５〜７５°の範囲の方向）から出射した光を観察することが好ましい。また、前記第２の工程で投射される前記照明光は面光源から出射された光であることが好ましい。
【０００８】
本発明は、第２の解決手段として、コレステリック液晶層の欠陥を検査する検査装置において、照明光を投射する照明光源と、前記照明光源から投射された照明光を反射する反射層と、前記照明光源と前記反射層との間に配置された吸収型直線偏光層であって、当該吸収型直線偏光層と前記反射層との間に検査対象となるコレステリック液晶層が配置される吸収型直線偏光層とを備えたことを特徴とする、コレステリック液晶層の検査装置を提供する。
【０００９】
なお、上述した第２の解決手段において、前記照明光源は、前記コレステリック液晶層の平面に対して斜め方向（好ましくは、前記コレステリック液晶層の平面を０°としたとき、５〜７５°の範囲の方向）から前記照明光を投射することが好ましい。また、前記照明光源は面光源であることが好ましい。
【００１０】
本発明は、第３の解決手段として、基板上にコレステリック液晶の塗布液を塗布する塗布工程と、塗布された前記コレステリック液晶の塗布液を乾燥させ、コレステリック構造を有するコレステリック液晶層を形成する乾燥工程と、コレステリック構造を有するコレステリック液晶層を硬化させる硬化工程と、前記乾燥工程又は前記硬化工程が行われた後のコレステリック液晶層の欠陥を検査する検査工程とを含み、前記検査工程において、上述した第１の解決手段に係る検査方法により前記コレステリック液晶層の欠陥を検査することを特徴とする、コレステリック液晶層の製造方法を提供する。
【００１１】
なお、上述した第３の解決手段においては、前記検査工程において、前記コレステリック液晶層の欠陥（好ましくは、直径０．５ｍｍ以上の点状欠陥）が０．０８個／ｃｍ^２以下となるものを良品として抽出することが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、反射層と吸収型直線偏光層との間に検査対象となるコレステリック液晶層を配置し、吸収型直線偏光層側から照明光を投射するようにしているので、照明光は、吸収型直線偏光層及びコレステリック液晶層を通過した後に反射層で反射され、再度、コレステリック液晶層及び吸収型直線偏光層を通過する。検査対象となるコレステリック液晶層に欠陥（異物欠陥や膜厚ムラ）がある場合には、コレステリック液晶層の平面のうち欠陥が存在する箇所で光の偏光状態に異常が生じるので、吸収型直線偏光層から出射した照明光に明暗の差（面内分布）が生じる。このため、このような照明光の明暗の差（面内分布）を観察することにより、コレステリック液晶層の欠陥を観察者の目視により簡易にかつ精密に検査することができる。特に、本発明によれば、コレステリック液晶層を通過する光が円偏光やそれに準じるものではなく直線偏光であるので、コレステリック液晶層の欠陥に伴う光学軸のずれが顕著な差（大きなコントラスト差）として現れることとなり、コレステリック液晶層の微小な欠陥をきわめて容易に視認することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
［コレステリック液晶層の検査方法及び検査装置］
まず、図１により、コレステリック液晶層の欠陥を検査する検査装置の構成について説明する。
【００１５】
図１に示すように、検査装置１０は、照明光Ｌを投射する照明光源１１と、照明光源１１から投射された照明光Ｌを反射する反射層１４と、照明光源１１と反射層１４との間に配置された吸収型直線偏光層１２とを備えている。ここで、検査対象となるコレステリック液晶層２０は、反射層１４と吸収型直線偏光層１２との間に配置されるようになっている。なお、照明光源１１は面光源であることが好ましい。
【００１６】
このような検査装置１０において、照明光源１１により吸収型直線偏光層１２側から照明光Ｌを投射すると、照明光Ｌは、吸収型直線偏光層１２及びコレステリック液晶層２０を通過した後に反射層１４で反射され、再度、コレステリック液晶層２０及び吸収型直線偏光層１２を通過する。検査対象となるコレステリック液晶層２０に欠陥（異物欠陥や膜厚ムラ）がある場合には、コレステリック液晶層２０の平面のうち欠陥が存在する箇所で光の偏光状態に異常が生じるので、吸収型直線偏光層１２から出射した照明光Ｌに明暗の差（面内分布）が生じる。このため、このような照明光Ｌの明暗の差（面内分布）を観察することにより、コレステリック液晶層２０の欠陥を観察者の目視により簡易にかつ精密に検査することができる。
【００１７】
ここで、照明光源１１は、コレステリック液晶層２０の平面に対して角度θの斜め方向（コレステリック液晶層２０の平面を０°としたとき、θ＝５〜７５°の範囲の方向）から照明光Ｌを投射し、反射層１４で反射された後にコレステリック液晶層２０及び吸収型直線偏光層１２を再度通過した照明光Ｌのうち、コレステリック液晶層２０の平面に対して角度θの斜め方向（コレステリック液晶層２０の平面を０°としたとき、θ＝５〜７５°の範囲の方向）から出射した光を観察することが好ましい。これにより、偏光状態の相違に起因した照明光Ｌの明暗の差（面内分布）をより明確に視認することができる。
【００１８】
なお、上述したような検査装置１０において、照明光Ｌとしては、視認可能な波長を持つものであれば、コレステリック液晶層２０の特性等によらず限定はされない。ただし、コレステリック液晶層２０の選択反射という光学的な特性上、選択反射波長域の波長を含むことが好ましい。特に、液晶表示装置等において白色反射板として用いられるコレステリック液晶層は広帯域化されており、例えば４００〜７００ｎｍの広い反射帯域を有するので、照明光Ｌとしては白色光を用いることが好ましい。具体的には、照明光源１１として、白色蛍光灯やハロゲン光源、キセノン光源等を用いることが好ましい。
【００１９】
また、上述した検査装置１０においては、コレステリック液晶層２０の欠陥を観察者の目視により検出することができるが、一定の基準で良品および不良品を分別するためには、画像処理システム等を用いて自動的に判別することが好ましい。例えば、第２の吸収型直線偏光層１３を通過した照明光ＬをＣＣＤカメラ等の撮像装置で取り込み、既存の任意の画像処理手法により欠陥を検出する方法等を用いることができる。ＣＣＤカメラ等の撮像装置による撮像方法は任意でよく、第２の吸収型直線偏光層１３（コレステリック液晶層２０）の全体の画像をラインスキャンにより取り込むようにするとよい。
【００２０】
［コレステリック液晶層の製造方法］
次に、図２により、上述したコレステリック液晶層の検査方法を用いた、コレステリック液晶層の製造方法について説明する。
【００２１】
（塗布工程）
図２に示すように、まず、配向膜付きの基板上にコレステリック液晶の塗布液を塗布（プレコート及びスピンコート）する（工程１０１及び１０２）。なお、ここで用いられるコレステリック液晶の塗布液としては、コレステリック液晶を溶媒に溶解したものを用いるとよい。
【００２２】
ここで、工程１０１のプレコートは、工程１０２のスピンコートを行う前に、配向膜付きの基板の全面にあらかじめコレステリック液晶の塗布液を塗布する工程であり、塗布液の塗布ムラの軽減や塗布液の省液化、歩留まりの向上などを図るためのものである。具体的な手法としては、スリットコートやダイコート、ブレードコート、フレキソ印刷などを用いることが可能であるが、特に制限はない。なお、配向膜付きの基板の配向能を損なわないようにするため、配向膜付きの基板に対してコレステリック液晶の塗布液を非接触の状態で塗布することが好ましい。
【００２３】
工程１０２のスピンコートは、配向膜付きの基板上にコレステリック液晶の塗布液を滴下し、基板を回転することによってその全面にコレステリック液晶の塗布液を均一に精度良く塗布する工程である。なお、このようなスピンコートには密閉カップ型装置を用いることが好ましく、これにより、塗布膜の均一性をより向上させることができる。なお、上述したとおり、工程１０１のプレコートを行うことにより、コレステリック液晶の塗布液の滴下時の偏りによって塗布膜に膜厚ムラが生じることをより効果的に抑えることができる。
【００２４】
ここで、上述した工程１０１のプレコート及び工程１０２のスピンコートは必ずしも両方行う必要はなく、工程１０２のスピンコートのみでコレステリック液晶の塗布液を均一に精度良く塗布することができる場合には、工程１０１のプレコートは省略することができる。逆に、工程１０１のプレコートのみでコレステリック液晶の塗布液を均一に精度良く塗布することができる場合には、工程１０２のスピンコートは省略することができる。
【００２５】
（乾燥工程）
次に、配向膜付きの基板上に塗布されたコレステリック液晶の塗布液を乾燥（減圧乾燥及び加熱乾燥）させ、コレステリック液晶層を形成する（工程１０３及び１０４）。すなわち、コレステリック液晶の塗布液として、コレステリック液晶を溶媒に溶解したものが用いられる場合に、その溶媒を減圧乾燥及び加熱乾燥により蒸発させて除去する。
【００２６】
ここで、工程１０３の減圧乾燥は、工程１０４の加熱乾燥を行う前に、コレステリック液晶層を減圧雰囲気で乾燥させる工程であり、コレステリック液晶層の乾燥ムラの軽減などを図るためのものである。具体的には、コレステリック液晶の塗布液が塗布された配向膜付きの基板をチャンバー内にセットし、真空ポンプで減圧する。ここで、このような減圧乾燥における減圧プロファイルとしては、一気に真空度をあげる方法や、ゆっくりと徐々に真空度を上げる方法といった幾つかの方法を用いることができ、塗布されたコレステリック液晶の塗布液の種類や性質によって適宜選択することが好ましい。なお、コレステリック液晶の塗布液の突沸を防ぐため、最初はゆっくりと真空度を上げる方法をとることが好ましい。また、最終的に到達する真空度は、コレステリック液晶の材料にもよるが、０．１〜０．５Ｐａ程度とすることが好ましい。
【００２７】
工程１０４の加熱乾燥は、コレステリック液晶の塗布液を加熱して乾燥させる工程である。なお、このような加熱乾燥には温度の均一性の高い（±３％、好ましくは±１％）ホットプレートを用いることが好ましく、これにより、コレステリック液晶層の乾燥ムラをより効果的に軽減することができる。なお、コレステリック液晶の塗布液が塗布された配向膜付きの基板は、ホットプレートの載置面上に直接配置する他、プロキシピン等を用いて載置面から浮かせた状態で配置することができる。なお、後者の場合には、基板とホットプレートの載置面との間のギャップは０．１〜５ｍｍ程度とすることが好ましい。なお、ホットプレートを用いる場合には、基板の表面（ホットプレートの載置面と反対側の面）の温度が設定値より低くなることを防止するため、基板をカバーで覆うようにすることが好ましい。
【００２８】
ここで、上述した工程１０３の減圧乾燥及び工程１０４の加熱乾燥は必ずしも両方行う必要はなく、工程１０４の加熱乾燥のみでコレステリック液晶層を十分にかつ均一に乾燥することができる場合には、工程１０３の減圧乾燥は省略することができる。逆に、工程１０３の減圧乾燥のみでコレステリック液晶の塗布液を十分にかつ均一に乾燥することができる場合には、工程１０４の加熱乾燥は省略することができる。また、コレステリック液晶を溶媒に溶解することなく直接塗布液として用いる場合には、工程１０３の減圧乾燥及び工程１０４の加熱乾燥のいずれも省略することができる。
【００２９】
なお、上述した工程１０３の減圧乾燥及び工程１０４の加熱乾燥により、配向膜付きの基板の配向能によりコレステリック液晶層中の液晶分子が配向し、コレステリック構造が同時に形成される場合が多いが、液晶分子の配向が不十分な場合には、さらに加熱処理を行うとよい。なお、このような加熱処理の温度はコレステリック液晶の材料によって決まり、通常、コレステリック液晶がコレステリック相を示す温度範囲で加熱される。このような加熱処理にはホットプレートを用いるのが一般的であるが、コレステリック液晶層が形成された配向膜付きの基板の温度を上昇することができればよく、例えばオーブンのようなものを用いることも可能である。なお、それに続く次の工程で、コレステリック液晶層が形成された配向膜付きの基板の温度を下げる必要がある場合には、クーリングプレートを用いるようにするとよい。
【００３０】
（硬化工程）
次に、配向膜付きの基板上に形成されたコレステリック液晶層に、紫外線（ＵＶ）を照射して硬化させる（工程１０５）。この硬化工程では、紫外線露光機を用いる。具体的には例えば、コレステリック液晶層のパターニングを行う場合には、マスク露光となるので、アライメントができるアライナーを用いる。これに対し、パターニングを行う必要がなく全面露光する場合には、通常の紫外線照射装置を用いることができる。なお、いずれの場合にも、コレステリック液晶層の光学特性を均一にするため、照度分布が均一な露光機を用いることが好ましい。ここで、紫外線の照射（露光）時に加熱処理を行う場合には、ホットプレート上で露光を行うことも可能である。また、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気で露光を行う場合には、チャンバー内で露光を行うとよい。さらに、酸素阻害を防ぐため、減圧雰囲気で露光を行うようにしてもよい。
【００３１】
（検査工程）
最後に、工程１０５の硬化工程が行われた後のコレステリック液晶層の欠陥を検査する（工程１０６）。なお、この検査工程では、図１に示す検査装置１０を用い、上述した検査方法により、コレステリック液晶層の欠陥を検査する。なお、この検査方法によれば、コレステリック液晶層の欠陥に伴う光学軸のずれが顕著な差（大きなコントラスト差）となって現れるので、コレステリック液晶層の微小な欠陥をきわめて容易に視認することができ、例えば、直径０．５ｍｍ以上の点状欠陥が０．０８個／ｃｍ^２以下となるものを良品として抽出するような検査を行うことも可能である。
【００３２】
以上により、欠陥が所望の範囲に抑えられたコレステリック液晶層が製造される。
【００３３】
なお、上述した図２に示すコレステリック液晶層の製造方法では、工程１０５の硬化工程を行った後に工程１０６の検査工程を行っているが、検査工程自体は、コレステリック液晶層中の液晶分子が配向してコレステリック構造が形成された後に行えばよく、例えば図３に示すように、工程１０４の乾燥工程と工程１０５の硬化工程との間で行うようにしてもよい（工程１０６′参照）。このようにして工程１０５の硬化工程の前に検査工程（工程１０６′）を行う場合には、コレステリック液晶層の欠陥の程度がひどくて不良品となる場合でも、基板からコレステリック液晶層を容易に除去して基板を再生させることが可能となる。
【００３４】
（その他の工程）
なお、上述した図２及び図３に示すコレステリック液晶層の製造方法においては、製造装置やラック、アーム等の汚染を防ぐため、基板の端面や裏面を洗浄する工程を追加するようにしてもよい。なお、このような洗浄工程は、工程１０１〜１０５までの間の任意のタイミングで行うことができるが、乾燥工程（工程１０３及び１０４）の後に行うことが好ましい。ここで、基板の端面の洗浄は基板の縁部の塗布膜等を除去する工程であり、また基板の裏面の洗浄は基板の裏側に回ってしまったコレステリック液晶の塗布液を洗い流す工程である。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、反射層１４と吸収型直線偏光層１２との間に検査対象となるコレステリック液晶層２０を配置し、吸収型直線偏光層１２側から照明光Ｌを投射するようにしているので、照明光Ｌは、吸収型直線偏光層１２及びコレステリック液晶層２０を通過した後に反射層１４で反射され、再度、コレステリック液晶層２０及び吸収型直線偏光層１２を通過する。検査対象となるコレステリック液晶層２０に欠陥（異物欠陥や膜厚ムラ）がある場合には、コレステリック液晶層２０の平面のうち欠陥が存在する箇所で光の偏光状態に異常が生じるので、吸収型直線偏光層１２から出射した照明光Ｌに明暗の差（面内分布）が生じる。このため、このような照明光Ｌの明暗の差（面内分布）を観察することにより、コレステリック液晶層２０の欠陥を観察者の目視により簡易にかつ精密に検査することができる。特に、本発明によれば、コレステリック液晶層２０を通過する光が円偏光やそれに準じるものではなく直線偏光であるので、コレステリック液晶層２０の欠陥に伴う光学軸のずれが顕著な差（大きなコントラスト差）として現れることとなり、コレステリック液晶層２０の微小な欠陥をきわめて容易に視認することができる。
【００３６】
なお、上述した実施の形態においては、配向膜付きの基板上に単層のコレステリック液晶層を形成する場合を例に挙げて説明しているが、これに限らず、複数のコレステリック液晶層を積層することも可能である。この場合には、図２及び図３に示すコレステリック液晶層の製造方法を繰り返し適用することとなるが、本実施の形態に係るコレステリック液晶層の製造方法によれば、コレステリック液晶層の欠陥の検査を観察者の目視により簡易に行うことができるので、各層のコレステリック液晶層を成膜する過程で適宜検査を行うことが可能である。このため、多層構成のコレステリック液晶層を製造する場合でもコレステリック液晶層の良否を早い段階で把握することができ、製品品質や製造効率等を格段に向上させることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コレステリック液晶層の欠陥を観察者の目視により簡易にかつ精密に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコレステリック液晶層の検査装置を示す図。
【図２】本発明の一実施の形態に係るコレステリック液晶層の製造方法の一例を説明するためのフローチャート。
【図３】図２に示すコレステリック液晶層の製造方法の他の例を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１０検査装置
１１照明光源
１２吸収型直線偏光層
１４反射層
２０コレステリック液晶層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for inspecting a cholesteric liquid crystal layer, and more particularly to an inspection method capable of easily and precisely inspecting a defect of a cholesteric liquid crystal layer visually with an observer, an inspection apparatus thereof, and a method for manufacturing a cholesteric liquid crystal layer. . In this specification, the term “liquid crystal layer” is used to mean a layer having optically liquid crystal properties, and the state of the layer includes a liquid crystal phase having a fluidity and a liquid crystal phase. Includes the solidified state while maintaining the molecular arrangement.
[0002]
[Prior art]
A cholesteric liquid crystal layer having a circularly polarized light separating function is incorporated in a liquid crystal display device or the like as an optical element for improving luminance or separating polarized light, or as an optical element such as a color filter (see Patent Documents 1 and 2). .
[0003]
If such an optical element has a defect (foreign matter defect or film thickness unevenness), an abnormality occurs in the polarization state of the transmitted light, so that the optical characteristics (bright and dark display) of the liquid crystal display device in which the optical element is incorporated. Also have an effect. In particular, when the optical element is composed of a cholesteric liquid crystal layer having a cholesteric structure (spiral structure), the polarization state of the transmitted light is greatly different depending on the direction of the molecular axis of the surface molecules. The effect of the defect is emphasized as compared with the case of, and it is easy to appear. Therefore, there has been a strong demand for a method for easily and precisely inspecting the cholesteric liquid crystal layer constituting such an optical element for defects.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-122059 [Patent Document 2]
JP 2001-209046 A
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made under such a background, and an inspection method, an inspection apparatus, and a method of manufacturing a cholesteric liquid crystal layer which can easily and precisely inspect a cholesteric liquid crystal layer for defects by an observer. The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides, as a first solution, a first step of disposing a cholesteric liquid crystal layer to be inspected between a reflective layer and an absorption type linear polarizing layer in an inspection method for inspecting a defect of a cholesteric liquid crystal layer. The illumination light is projected from the absorption type linear polarization layer side, and among the illumination light reflected by the reflection layer after passing through the absorption type linear polarization layer and the cholesteric liquid crystal layer, the cholesteric liquid crystal layer and the absorption type And a second step of observing the illumination light that has passed through the linear polarizing layer again.
[0007]
In the first solution described above, in the second step, of the illumination light that has passed through the cholesteric liquid crystal layer and the absorption type linear polarizing layer again, the illumination light is inclined with respect to the plane of the cholesteric liquid crystal layer. It is preferable to observe light emitted from a direction (preferably in the range of 5 to 75 ° when the plane of the cholesteric liquid crystal layer is 0 °). Further, it is preferable that the illumination light projected in the second step is light emitted from a surface light source.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an inspection apparatus for inspecting a defect of a cholesteric liquid crystal layer, comprising: an illumination light source for projecting illumination light; a reflection layer for reflecting illumination light projected from the illumination light source; An absorption type linear polarization layer disposed between a light source and the reflection layer, wherein the cholesteric liquid crystal layer to be inspected is disposed between the absorption type linear polarization layer and the reflection layer. A cholesteric liquid crystal layer inspection device, comprising:
[0009]
In the above-mentioned second solution, the illumination light source may be in a direction oblique to the plane of the cholesteric liquid crystal layer (preferably, in a range of 5 to 75 ° when the plane of the cholesteric liquid crystal layer is 0 °). ), It is preferable to project the illumination light from above. Preferably, the illumination light source is a surface light source.
[0010]
The present invention provides, as a third solution, a coating step of applying a cholesteric liquid crystal coating liquid on a substrate, and drying the applied cholesteric liquid crystal coating liquid to form a cholesteric liquid crystal layer having a cholesteric structure. And a curing step of curing the cholesteric liquid crystal layer having a cholesteric structure, and an inspection step of inspecting the cholesteric liquid crystal layer for defects after the drying step or the curing step is performed. A method for producing a cholesteric liquid crystal layer, characterized by inspecting the cholesteric liquid crystal layer for defects by the inspection method according to the first solution means.
[0011]
In the above-mentioned third solution, in the inspection step, the number of defects (preferably, point-like defects having a diameter of 0.5 mm or more) of the cholesteric liquid crystal layer is 0.08 / cm ² or less. It is preferable to extract as a good product.
[0012]
According to the present invention, the cholesteric liquid crystal layer to be inspected is arranged between the reflection layer and the absorption type linear polarization layer, and the illumination light is projected from the absorption type linear polarization layer side. After passing through the absorption type linear polarization layer and the cholesteric liquid crystal layer, the light is reflected by the reflection layer, and passes through the cholesteric liquid crystal layer and the absorption type linear polarization layer again. If the cholesteric liquid crystal layer to be inspected has a defect (foreign matter defect or film thickness unevenness), an abnormality occurs in the polarization state of light at a portion of the plane of the cholesteric liquid crystal layer where the defect exists. A difference in brightness (in-plane distribution) occurs in the illumination light emitted from the layer. Therefore, by observing the difference in brightness (in-plane distribution) of the illumination light, the defect of the cholesteric liquid crystal layer can be easily and precisely inspected visually by an observer. In particular, according to the present invention, since the light passing through the cholesteric liquid crystal layer is linearly polarized light instead of circularly polarized light or the like, a significant difference in optical axis shift due to defects in the cholesteric liquid crystal layer (large contrast difference). , And minute defects in the cholesteric liquid crystal layer can be visually recognized very easily.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
[Cholesteric liquid crystal layer inspection method and inspection apparatus]
First, with reference to FIG. 1, the configuration of an inspection device that inspects a cholesteric liquid crystal layer for defects will be described.
[0015]
As shown in FIG. 1, the inspection device 10 includes an illumination light source 11 that projects the illumination light L, a reflection layer 14 that reflects the illumination light L projected from the illumination light source 11, and an illumination light source 11 and the reflection layer 14. And an absorption type linearly polarizing layer 12 disposed therebetween. Here, the cholesteric liquid crystal layer 20 to be inspected is arranged between the reflection layer 14 and the absorption type linear polarization layer 12. Note that the illumination light source 11 is preferably a surface light source.
[0016]
In such an inspection apparatus 10, when the illumination light source 11 projects the illumination light L from the absorption type linear polarization layer 12 side, the illumination light L passes through the absorption type linear polarization layer 12 and the cholesteric liquid crystal layer 20 and then the reflection layer 14. And again passes through the cholesteric liquid crystal layer 20 and the absorption type linear polarizing layer 12. If the cholesteric liquid crystal layer 20 to be inspected has a defect (foreign matter defect or film thickness unevenness), an abnormality occurs in the polarization state of light at a portion of the plane of the cholesteric liquid crystal layer 20 where the defect exists. A difference in light and darkness (in-plane distribution) occurs in the illumination light L emitted from the linear polarization layer 12. Therefore, by observing such a difference in brightness (in-plane distribution) of the illumination light L, a defect of the cholesteric liquid crystal layer 20 can be easily and precisely inspected visually by an observer.
[0017]
Here, the illumination light source 11 emits illumination light from an oblique direction at an angle θ with respect to the plane of the cholesteric liquid crystal layer 20 (a direction in the range of θ = 5 to 75 ° when the plane of the cholesteric liquid crystal layer 20 is 0 °). L of the illumination light L that has been projected and reflected by the reflective layer 14 and then passed through the cholesteric liquid crystal layer 20 and the absorption type linear polarization layer 12 again, at an angle θ to the plane of the cholesteric liquid crystal layer 20 (cholesteric). Assuming that the plane of the liquid crystal layer 20 is 0 °, it is preferable to observe the light emitted from the direction of θ = 5 to 75 °). Thereby, the difference (in-plane distribution) of the brightness of the illumination light L due to the difference in the polarization state can be more clearly recognized.
[0018]
In the inspection device 10 as described above, the illumination light L is not limited as long as it has a visible wavelength, regardless of the characteristics of the cholesteric liquid crystal layer 20 and the like. However, it is preferable that the cholesteric liquid crystal layer 20 includes a wavelength in a selective reflection wavelength range due to an optical characteristic of selective reflection of the cholesteric liquid crystal layer 20. In particular, a cholesteric liquid crystal layer used as a white reflector in a liquid crystal display device or the like has a wide band, and has a wide reflection band of, for example, 400 to 700 nm. Therefore, it is preferable to use white light as the illumination light L. Specifically, it is preferable to use a white fluorescent lamp, a halogen light source, a xenon light source, or the like as the illumination light source 11.
[0019]
Further, in the above-described inspection apparatus 10, a defect of the cholesteric liquid crystal layer 20 can be visually detected by an observer. However, in order to classify non-defective products and defective products based on a certain standard, an image processing system or the like is used. It is preferable to make the determination automatically. For example, a method may be used in which the illumination light L that has passed through the second absorption type linear polarization layer 13 is captured by an imaging device such as a CCD camera, and a defect is detected by any existing image processing technique. The imaging method using an imaging device such as a CCD camera may be arbitrary, and the entire image of the second absorption type linear polarization layer 13 (cholesteric liquid crystal layer 20) may be captured by line scanning.
[0020]
[Production method of cholesteric liquid crystal layer]
Next, a method of manufacturing a cholesteric liquid crystal layer using the above-described method of inspecting a cholesteric liquid crystal layer will be described with reference to FIG.
[0021]
(Coating process)
As shown in FIG. 2, first, a cholesteric liquid crystal coating solution is applied (pre-coating and spin coating) on a substrate having an alignment film (steps 101 and 102). As the cholesteric liquid crystal coating liquid used here, a solution in which cholesteric liquid crystal is dissolved in a solvent may be used.
[0022]
Here, the pre-coating in step 101 is a step in which a coating liquid of cholesteric liquid crystal is applied beforehand to the entire surface of the substrate with an alignment film before performing the spin coating in step 102. This is for the purpose of saving liquid and improving the yield. As a specific method, a slit coat, a die coat, a blade coat, flexographic printing, or the like can be used, but there is no particular limitation. Note that it is preferable to apply a cholesteric liquid crystal coating solution to the substrate with the alignment film in a non-contact state so as not to impair the alignment ability of the substrate with the alignment film.
[0023]
The spin coating in step 102 is a step of dropping a cholesteric liquid crystal coating liquid on a substrate with an alignment film and rotating the substrate to apply the cholesteric liquid crystal coating liquid uniformly and accurately over the entire surface. In addition, it is preferable to use a closed cup type apparatus for such spin coating, whereby the uniformity of the coating film can be further improved. As described above, by performing the pre-coating in step 101, it is possible to more effectively suppress the occurrence of unevenness in the thickness of the coating film due to the bias when the cholesteric liquid crystal coating liquid is dropped.
[0024]
Here, it is not always necessary to perform both the pre-coating in step 101 and the spin coating in step 102. If the cholesteric liquid crystal coating liquid can be uniformly and accurately applied only by spin coating in step 102, The precoat 101 can be omitted. Conversely, if the cholesteric liquid crystal coating solution can be uniformly and accurately applied only by the precoating in step 101, the spin coating in step 102 can be omitted.
[0025]
(Drying process)
Next, the coating liquid of the cholesteric liquid crystal applied on the substrate with the alignment film is dried (drying under reduced pressure and drying by heating) to form a cholesteric liquid crystal layer (steps 103 and 104). That is, when a solution of cholesteric liquid crystal dissolved in a solvent is used as the cholesteric liquid crystal coating liquid, the solvent is removed by evaporation under reduced pressure and drying by heating.
[0026]
Here, the reduced-pressure drying in the step 103 is a step of drying the cholesteric liquid crystal layer in a reduced-pressure atmosphere before performing the heating and drying in the step 104, and is for reducing drying unevenness of the cholesteric liquid crystal layer. Specifically, a substrate with an alignment film coated with a cholesteric liquid crystal coating solution is set in a chamber, and the pressure is reduced by a vacuum pump. Here, as a reduced pressure profile in such reduced pressure drying, there can be used several methods such as a method of increasing the degree of vacuum at once, and a method of gradually increasing the degree of vacuum, and a coating liquid of the applied cholesteric liquid crystal. It is preferable to select as appropriate according to the type and properties of the compound. In order to prevent bumping of the cholesteric liquid crystal coating liquid, it is preferable to first slowly increase the degree of vacuum. The degree of vacuum finally reached depends on the material of the cholesteric liquid crystal, but is preferably about 0.1 to 0.5 Pa.
[0027]
The heating and drying in the step 104 is a step of heating and drying the cholesteric liquid crystal coating liquid. In addition, it is preferable to use a hot plate having high temperature uniformity (± 3%, preferably ± 1%) for such heating and drying, thereby more effectively reducing drying unevenness of the cholesteric liquid crystal layer. be able to. In addition, the substrate with the alignment film coated with the cholesteric liquid crystal coating liquid can be placed directly on the mounting surface of the hot plate, or can be placed in a state of being floated from the mounting surface by using a proxy pin or the like. . In the latter case, the gap between the substrate and the mounting surface of the hot plate is preferably set to about 0.1 to 5 mm. When a hot plate is used, the substrate may be covered with a cover to prevent the temperature of the surface of the substrate (the surface opposite to the mounting surface of the hot plate) from falling below a set value. preferable.
[0028]
Here, it is not always necessary to perform both the reduced-pressure drying in step 103 and the heating and drying in step 104. If the cholesteric liquid crystal layer can be sufficiently and uniformly dried only by heating and drying in step 104, the step The drying under reduced pressure of 103 can be omitted. Conversely, if the cholesteric liquid crystal coating solution can be sufficiently and uniformly dried only by the reduced pressure drying in step 103, the heating and drying in step 104 can be omitted. When the cholesteric liquid crystal is directly used as a coating liquid without being dissolved in a solvent, both the drying under reduced pressure in the step 103 and the drying by heating in the step 104 can be omitted.
[0029]
In addition, the liquid crystal molecules in the cholesteric liquid crystal layer are aligned by the alignment ability of the substrate provided with the alignment film by the reduced pressure drying in the step 103 and the heat drying in the step 104, and a cholesteric structure is often formed at the same time. In the case where the orientation of the molecules is insufficient, a heat treatment may be further performed. Note that the temperature of such a heat treatment is determined by the material of the cholesteric liquid crystal, and usually, the cholesteric liquid crystal is heated in a temperature range in which the cholesteric phase exhibits a cholesteric phase. It is common to use a hot plate for such a heat treatment, but it is only necessary to be able to raise the temperature of the substrate with an alignment film on which the cholesteric liquid crystal layer is formed. Is also possible. In the subsequent step, if it is necessary to lower the temperature of the substrate with the alignment film on which the cholesteric liquid crystal layer is formed, a cooling plate may be used.
[0030]
(Curing process)
Next, the cholesteric liquid crystal layer formed on the substrate provided with the alignment film is cured by irradiating ultraviolet rays (UV) (Step 105). In this curing step, an ultraviolet exposure machine is used. Specifically, for example, when patterning a cholesteric liquid crystal layer, an aligner that can be used for alignment is used because mask exposure is performed. On the other hand, when patterning is not necessary and the entire surface is exposed, a normal ultraviolet irradiation device can be used. In any case, in order to make the optical characteristics of the cholesteric liquid crystal layer uniform, it is preferable to use an exposure machine having a uniform illuminance distribution. Here, when heat treatment is performed at the time of irradiation (exposure) of ultraviolet rays, exposure can be performed on a hot plate. When exposure is performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon, the exposure is preferably performed in a chamber. Further, the exposure may be performed in a reduced pressure atmosphere to prevent oxygen inhibition.
[0031]
(Inspection process)
Lastly, the cholesteric liquid crystal layer is inspected for defects after the curing step of Step 105 is performed (Step 106). In this inspection step, the inspection apparatus 10 shown in FIG. 1 is used to inspect the cholesteric liquid crystal layer for defects by the above-described inspection method. According to this inspection method, since the optical axis shift due to the defect of the cholesteric liquid crystal layer appears as a remarkable difference (large contrast difference), it is very easy to visually recognize the minute defect of the cholesteric liquid crystal layer. For example, it is also possible to perform an inspection in which point defects having a diameter of 0.5 mm or more and having a diameter of 0.08 / cm ² or less are extracted as non-defective products.
[0032]
As described above, a cholesteric liquid crystal layer in which defects are suppressed to a desired range is manufactured.
[0033]
In the method of manufacturing a cholesteric liquid crystal layer shown in FIG. 2 described above, the inspection step of step 106 is performed after the curing step of step 105, but the inspection step itself is performed by aligning liquid crystal molecules in the cholesteric liquid crystal layer. This may be performed after the cholesteric structure is formed, and for example, as shown in FIG. 3, may be performed between the drying step in step 104 and the curing step in step 105 (see step 106 '). In the case where the inspection step (step 106 ') is performed before the curing step in step 105 in this way, even if the degree of defect of the cholesteric liquid crystal layer is severe and the product becomes defective, the cholesteric liquid crystal layer can be easily removed from the substrate. It becomes possible to regenerate the substrate by removing it.
[0034]
(Other processes)
In the method of manufacturing the cholesteric liquid crystal layer shown in FIGS. 2 and 3 described above, a step of cleaning the end surface or the back surface of the substrate may be added in order to prevent contamination of the manufacturing device, rack, arm, and the like. . Note that such a washing step can be performed at any timing between steps 101 to 105, but is preferably performed after the drying steps (steps 103 and 104). Here, the cleaning of the end face of the substrate is a step of removing the coating film or the like on the edge of the substrate, and the cleaning of the back surface of the substrate is a step of washing away the cholesteric liquid crystal coating liquid that has passed to the back side of the substrate.
[0035]
As described above, according to the present embodiment, the cholesteric liquid crystal layer 20 to be inspected is disposed between the reflection layer 14 and the absorption linear polarization layer 12, and the illumination light L is projected from the absorption linear polarization layer 12 side. Therefore, the illumination light L is reflected by the reflection layer 14 after passing through the absorption linear polarization layer 12 and the cholesteric liquid crystal layer 20, and passes through the cholesteric liquid crystal layer 20 and the absorption linear polarization layer 12 again. . If the cholesteric liquid crystal layer 20 to be inspected has a defect (foreign matter defect or film thickness unevenness), an abnormality occurs in the polarization state of light at a portion of the plane of the cholesteric liquid crystal layer 20 where the defect exists. A difference in light and darkness (in-plane distribution) occurs in the illumination light L emitted from the linear polarization layer 12. Therefore, by observing such a difference in brightness (in-plane distribution) of the illumination light L, a defect of the cholesteric liquid crystal layer 20 can be easily and precisely inspected visually by an observer. In particular, according to the present invention, since the light passing through the cholesteric liquid crystal layer 20 is linearly polarized light instead of circularly polarized light or the like, the deviation of the optical axis due to the defect of the cholesteric liquid crystal layer 20 is significantly different (large contrast). Difference), and minute defects of the cholesteric liquid crystal layer 20 can be visually recognized very easily.
[0036]
Note that, in the above-described embodiment, a case where a single cholesteric liquid crystal layer is formed on a substrate with an alignment film is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of cholesteric liquid crystal layers are stacked. It is also possible. In this case, the method of manufacturing the cholesteric liquid crystal layer shown in FIGS. 2 and 3 is repeatedly applied. According to the method of manufacturing the cholesteric liquid crystal layer according to the present embodiment, the inspection of the cholesteric liquid crystal layer for defects is performed. Can be easily performed visually by an observer, so that an appropriate inspection can be performed in the process of forming the cholesteric liquid crystal layer of each layer. Therefore, even when a cholesteric liquid crystal layer having a multilayer structure is manufactured, the quality of the cholesteric liquid crystal layer can be grasped at an early stage, and the product quality, manufacturing efficiency, and the like can be significantly improved.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to easily and precisely inspect a cholesteric liquid crystal layer for defects by visual observation of an observer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an apparatus for inspecting a cholesteric liquid crystal layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing a cholesteric liquid crystal layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining another example of the method of manufacturing the cholesteric liquid crystal layer shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inspection apparatus 11 Illumination light source 12 Absorption linear polarization layer 14 Reflection layer 20 Cholesteric liquid crystal layer

Claims

In an inspection method for inspecting a defect of a cholesteric liquid crystal layer,
A first step of disposing a cholesteric liquid crystal layer to be inspected between the reflective layer and the absorption type linear polarizing layer;
The cholesteric liquid crystal layer and the absorption linear light are projected from the absorption linear polarization layer side, and of the illumination light reflected by the reflection layer after passing through the absorption linear polarization layer and the cholesteric liquid crystal layer. A second step of observing illumination light that has passed through the polarizing layer again.

In the second step, of the illumination light that has passed through the cholesteric liquid crystal layer and the absorption type linear polarization layer again, light emitted from a direction oblique to the plane of the cholesteric liquid crystal layer is observed. The method of claim 1.

The method according to claim 2, wherein light emitted from a direction in a range of 5 to 75 ° is observed when the plane of the cholesteric liquid crystal layer is 0 °.

The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the illumination light projected in the second step is light emitted from a surface light source.

In an inspection device that inspects the cholesteric liquid crystal layer for defects,
An illumination light source for projecting illumination light,
A reflective layer that reflects the illumination light projected from the illumination light source,
An absorption type linear polarization layer disposed between the illumination light source and the reflection layer, wherein an absorption type cholesteric liquid crystal layer to be inspected is disposed between the absorption type linear polarization layer and the reflection layer. An inspection device for a cholesteric liquid crystal layer, comprising: a linear polarizing layer.

The apparatus according to claim 5, wherein the illumination light source projects the illumination light from a direction oblique to a plane of the cholesteric liquid crystal layer.

The apparatus according to claim 6, wherein the illumination light source projects the illumination light from a direction in a range of 5 to 75 when the plane of the cholesteric liquid crystal layer is 0 °.

The apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the illumination light source is a surface light source.

A coating step of applying a cholesteric liquid crystal coating liquid on the substrate,
Drying the applied cholesteric liquid crystal coating liquid, a drying step of forming a cholesteric liquid crystal layer having a cholesteric structure,
A curing step of curing a cholesteric liquid crystal layer having a cholesteric structure, and an inspection step of inspecting the cholesteric liquid crystal layer for defects after the drying step or the curing step is performed,
5. A method for manufacturing a cholesteric liquid crystal layer, comprising: inspecting a defect of the cholesteric liquid crystal layer by the inspection method according to claim 1 in the inspection step.

The method according to claim 9, wherein in the inspection step, a defect in which the cholesteric liquid crystal layer has a defect of 0.08 / cm ² or less is extracted as a non-defective product.

10. The defect of the cholesteric liquid crystal layer in which the point-like defects having a diameter of 0.5 mm or more and 0.08 / cm ² or less are extracted as non-defective products in the inspection step. the method of.