【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚以上の複屈折フイルムが貼り合わされてなる複合フイルムに対して、貼合されている複屈折フイルム個々の主軸の方向を測定する主軸測定方法、及び主軸測定方法を実行させるためのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイの普及に伴い、位相差フイルムなどの複屈折性フイルムの需要が拡大している。これらのフイルムの複屈折性は、フイルムの屈折率が軸方向によって異なる光学異方性に起因して光がフイルムを透過したときに生じる位相差（レターデーション）として現れる。一般に、プラスチック材料を延伸すると高分子が配向することで光学異方性が得られ、延伸工程の検査手段として、また、位相差フイルムの光学特性の検査手段として、レターデーション値や主軸の方向などの複屈折特性を測定する手段はよく知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、液晶ディスプレイ等に使用されている位相差フイルムは、一般に、その光学補償等の目的のため、主軸の方向が互いに異なる複数の複屈折性フイルムが貼り合わされている複合フイルムであり、単独フイルムでの複屈折特性が既知であっても、一度貼り合わせてしまった後で、個々のフイルムの複屈折特性を上記手段により精度良く測定するのは難しい。
複合フイルムにおいて、貼合されている複屈折性フイルム同士の主軸がなす角は、複合フイルムの光学特性を調整する上で特に重要であり、貼合されている個々のフイルムの主軸を精度良く測定することが望まれている。
これまで提案された方法としては、２枚の複屈折性フイルムが貼り合わされた複合フイルムに対して、該複合フイルムを１枚のフイルムと見なし、複合フイルム全体のレターデーション値を測定して得た実測値と、個々の複屈折性フイルムのレターデーション値と主軸の配向方向とを仮定して貼り合わせたときのレターデーション値を計算して得た計算値とから、実測値と一致する複屈折性フイルムのレターデーション値と配向方向との組合せを求めることで、個々の複屈折性フイルムの複屈折特性を決定する方法がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２１１６５６号公報
【非特許文献１】
「プラスチックエージ」，２０００年，４月号，ｐ．１５４−１５６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、実測値と一致するレターデーション値と配向方向との組合せは一意に定まらず、特に主軸の方向を十分な精度で決定できないことが問題である。
本発明は、上記のような状況に鑑み、２枚以上の複屈折フイルムが貼り合わされてなる複合フイルムに対して、貼合されている複屈折フイルム個々の主軸の方向を精度良く測定できる複屈折性フイルムの主軸測定方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、該主軸測定方法をコンピューターに実行させるためのプログラムを提供することも目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の手段により解決される。
（１）２枚の複屈折性フイルムが貼り合わされてなる複合フイルムのレターデーション値を、エリプソメータにより入射光に対する透過光の偏光状態の変化を検出することにより求め、該複合フイルムのレターデーション値と、前記貼合されている２枚の複屈折性フイルムのうち、前記透過光出射側の複屈折性フイルムのレターデーション値とのレターデーション比較値から、前記貼合されている複屈折性フイルムの主軸を求める主軸測定方法であって、前記複合フイルムの前記入射光照射側の複屈折性フイルムと同一または光学補償関係にある複屈折性フイルムを前記入射光照射側に配置して、該同一または光学補償関係にある複屈折性フイルムを介して前記入射光を前記複合フイルムに照射し、該同一または光学補償関係にある複屈折性フイルムを前記複合フイルムに対して相対的に回転させることにより得られる前記レターデーション比較値の回転角依存性から、前記入射光照射側に貼合されている複屈折性フイルムの主軸を求めることを特徴とする複屈折性フイルムの主軸測定方法。
【０００７】
（２）波長の異なる複数の入射光に対し、前記レターデーション比較値の前記回転角依存性を求めることを特徴とする上記（１）に記載の複屈折性フイルムの主軸測定方法。
（３）入射光軸に対し、前記複合フイルムを傾斜させて、前記レターデーション比較値の前記回転角依存性を求めることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の複屈折性フイルムの主軸測定方法。
（４）前記貼合されている複屈折性フイルムの少なくともいずれか一方が、複数枚の複屈折性フイルムが貼り合わされてなるフイルムであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の複屈折性フイルムの主軸測定方法。
【０００８】
（５）２枚の複屈折性フイルムが貼り合わされてなる複合フイルムのレターデーション値を、エリプソメータにより入射光に対する透過光の偏光状態の変化を検出することにより求め、該複合フイルムのレターデーション値と、前記貼合されている２枚の複屈折性フイルムのうち、前記透過光出射側の複屈折性フイルムのレターデーション値とのレターデーション比較値から、前記貼合されている複屈折性フイルムの主軸を求める主軸測定方法であって、前記入射光の偏光方向を前記複合フイルムに対して相対的に回転させることにより得られる前記レターデーション比較値の回転角依存性から前記入射光照射側の複屈折性フイルムの主軸を求めることを特徴とする複屈折性フイルムの主軸測定方法。
【０００９】
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の主軸測定方法をコンピューターに実行させるための複屈折性フイルムの主軸測定プログラム。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
複屈折性フイルムには、一般に、屈折率が最大になる方向と最小となる方向の２つの主軸が互いに直交して存在する。本明細書において「主軸」とは、屈折率が最大になる方向または最小となる方向のいずれか一方を指すが、本発明の主軸測定方法ではいずれの主軸を測定することも可能である。
【００１１】
本発明に係る複屈折性フイルムの第一の主軸測定方法は、２枚の複屈折性フイルムが貼り合わされてなる複合フイルムのレターデーション値を、エリプソメータにより入射光に対する透過光の偏光状態の変化を検出することにより求め、該複合フイルムのレターデーション値と、前記貼合されている２枚の複屈折性フイルムのうち、前記透過光出射側の複屈折性フイルムのレターデーション値とのレターデーション比較値から、前記貼合されている複屈折性フイルムの主軸を求める主軸測定方法であって、前記複合フイルムの前記入射光照射側の複屈折性フイルムと同一または光学補償関係にある複屈折性フイルムを前記入射光照射側に配置して、該同一または光学補償関係にある複屈折性フイルムを介して前記入射光を前記複合フイルムに照射し、該同一または光学補償関係にある複屈折性フイルムを前記複合フイルムに対して相対的に回転させることにより得られる前記レターデーション比較値の回転角依存性から、前記入射光照射側に貼合されている複屈折性フイルムの主軸を求めることを特徴とする。
【００１２】
本発明の上記測定方法は、入射光照射側に貼合されている複屈折性フイルムと同一または光学補償関係にある複屈折性フイルムを複合フイルムの入射光照射側に配置することにより、該入射光照射側に貼合されている複屈折性フイルムの複屈折性を光学補償することを利用するものである。
「光学補償」とは、液晶や複屈折性フイルムなどの複屈折性媒体を光が透過した際に生じる複屈折性を補正する機能を意味する。つまり、本発明は、入射光照射側の複屈折性フイルムの複屈折性を該フイルムと同一または光学補償関係にある複屈折性フイルムにより補正し、見かけ上打ち消すことを利用するものである。上記の同一または光学補償関係にあるフイルムは、入射光照射側の複屈折性フイルムに対して、その主軸同士が特定の角度になるように配置したときに、該入射光照射側の複屈折性フイルムの複屈折性を光学補償することができるフイルムである。
【００１３】
また、本発明の上記測定方法に用いる「エリプソメータ」とは、光が物質を反射や透過するときの偏光状態の変化を観測し、そこから屈折率等に関する物質の情報を求める手段である。本発明では、エリプソメータを、光が複合フイルムを透過するときの偏光状態の変化を検出し、該フイルムのレターデーション値を求めるのに利用する。
【００１４】
上記光学補償を利用する本発明の測定方法の原理を、各フイルムの関係を模式的に示した図１及び図２を利用して説明する。
図１において、複合フイルム１は複屈折性フイルムであるフイルムＡ及びフイルムＢからなり、フイルムＡ、フイルムＢそれぞれの主軸の方向がａ、ｂであるとする。なお、説明の都合上、フイルムＡとフイルムＢとは間隔を空けて描いているが、実際には貼合されている。フイルムＡ’は、フイルムＡと同一または光学補償関係にあるフイルムで、そのレターデーション値や主軸方向などが既知の複屈折性フイルムである。該フイルムＡ’は、複合フイルム１に対して、入射光Ｌの照射側に配置される。
本発明では、複合フイルム１にフイルムＡ’を介して入射光Ｌを照射し、透過光Ｌｂの偏光状態を検出することで、複合フイルム１のレターデーション値を測定する。入射光Ｌは、それぞれのフイルムの複屈折性により偏光方向や位相などの状態が変化し、最終的に複合フイルム１を透過してくる透過光Ｌｂは、これらの状態変化を反映したものとなる。
【００１５】
この透過光Ｌａ’、Ｌａ、Ｌｂの状態は、フイルムＡ’を複合フイルム１（フイルムＡ、Ｂ）に対して相対的に回転させることで変化する。フイルムＡ’の主軸方向ａ’とフイルムＡの主軸方向ａとが特定の角度となるとき、フイルムＡ’を透過して生ずる入射光Ｌから透過光Ｌａ’への状態変化は、フイルムＡを透過して生ずる透過光Ｌａ’から透過光Ｌａへの状態変化により打ち消される、換言すれば、フイルムＡ’によりフイルムＡが光学補償されることになる。この場合、入射光Ｌにとっては、見かけ上フイルムＢのみが存在する状態となり、透過光Ｌｂには、フイルムＢの複屈折性による状態変化しか反映されないので、透過光Ｌｂを検出して得られるレターデーション値はフイルムＢ単独のものとなる。
フイルムＡ’によりフイルムＡが光学補償される際のフイルムＡ’の主軸方向ａ’とフイルムＡの主軸方向ａとの角度は、フイルムＡ’の複屈折性により決まり、例えば、フイルムＡ’がフイルムＡと同一のフイルムの場合は、図２に示すように、略９０°である。
【００１６】
したがって、フイルムＡ’を複合フイルム１に対して相対的に回転させ、透過光Ｌｂを検出して得られる複合フイルム１のレターデーション値とフイルムＢの既知のレターデーション値とを比較したレターデーション比較値の回転角依存性を求めれば、フイルムＡの主軸方向ａを決定することができる。すなわち、フイルムＡ’を回転させていき、複合フイルム１のレターデーション値とフイルムＢのレターデーション値とが実質的に一致したときのフイルムＡ’の主軸方向ａ’により求めることができる。例えば、図２に示すように、フイルムＡ’とフイルムＡとがそのの主軸方向ａ’とａとが略９０°になるとき互いに光学補償される関係にあるときは、複合フイルム１のレターデーション値とフイルムＢのレターデーション値とが実質的に一致したときのフイルムＡ’の主軸方向ａ’に対して直交する方向がフイルムＡの主軸方向ａである。フイルムＡ’がフイルムＡと同一の複屈折性フイルムの場合には、通常、主軸方向ａ’とａとが略９０°になるとき互いに光学補償される関係にある。
【００１７】
本発明の上記測定方法によれば、フイルムＡ’によりフイルムＡの複屈折性が光学補償されるのは、フイルムＡ’の主軸方向ａ’とフイルムＡの主軸方向ａとが特定の角度となる場合のみなので、フイルムＡの主軸方向ａを一意に求めることができる。
【００１８】
フイルムＢの主軸方向ｂは、フイルムＢと同一または光学補償関係にあり、そのレターデーション値や主軸方向などが既知のフイルムＢ’を介して、フイルムＢ側から光を照射することで、上記と同様な原理により求めることができる。また、フイルムＡの主軸方向ａを求めた後、複合フイルム１のレターデーション測定値とフイルムＡの主軸方向ａとから計算することもできる。
【００１９】
図３に、上記測定原理に従う本発明の第一の主軸測定方法の測定手順の一例をフローチャートで示す。
【００２０】
図３において、ステップ１では、ある特定波長の入射光を用いて複合フイルム１のレターデーション値を測定する。
本発明における複合フイルム１のレターデーション値の測定方法としては、特に限定されず、複屈折性フイルムのレターデーション測定方法として公知の方法を利用することができる。例えば、公知のレターデーション測定方法としては、「位相変調法」、「回転検光子法」、「光ヘテロダイン法」等が知られており、本発明では、いずれの方法でも利用することができる。上記レターデーション測定方法は、該フイルムを透過した透過光の偏光状態の変化を検出し、レターデーション値を求めるものである。具体的には、「位相変調法」は、フイルムに照射する入射光の偏光状態を光弾性変調器を使って変調させ、入射光と透過光の偏光状態の差からレターデーション値を求める方法である。また、「回転検光子法」は、フイルムと光検出器との間に置いた検光子を回転させながら、その検光子の回転に伴う光強度信号の強度変化から透過光の偏光状態を解析してレターデーション値を求める方法である。さらに、「光へテロダイン法」は、フイルムに対して直交する２つの直線偏光を透過させ、その２つの偏光を検光子により干渉させて得られたビート信号からレターデーション値を求める方法である。
また、レターデーション測定方法については、Ｒ． Ｍ． Ａ． Ａｚｚａｍ，Ｎ． Ｍ． Ｂａｓｈａｒａ著，「Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｌｉｇｈｔ」，Ｎｏｒｔｈ Ｈｏｌｌａｎｄ（１９７７年）にも詳しく記載されており、本発明でも利用することができる。
【００２１】
レターデーション値の測定に用いる入射光は、可視光（およそ波長４００〜８００ｎｍ）が好ましい。測定に用いる代表的な波長としては、４８０ｎｍ、５５０ｎｍ、６３０ｎｍ、７６０ｎｍなどが挙げられる。光源としては、所望の特定波長のレーザー光を利用してもよいし、白色光源などからの光をバンドパスフィルターに通して特定波長の光としたものを利用してもよい。また、入射光としては、光源からの光を偏光子に通すなどして得られる直線偏光や、円偏光などその他の偏光状態の光を用いることもできる。
レターデーション測定に用いる測定装置は、特に限定されず、公知の測定装置を用いることができる。
【００２２】
ステップ２では、複合フイルム１の該レターデーション測定値と、前記特定波長に対するフイルムＢの既知のレターデーション値とからレターデーション比較値を求める。ここで、レターデーション比較値としては、複合フイルム１のレターデーション測定値とフイルムＢの既知のレターデーション値との差をとってもよいし、比をとってもよい。
ステップ３では、フイルムＡ’を複合フイルム１に対して相対的にある角度回転させ、上記ステップ１および２を繰り返し、レターデーション比較値の回転角依存性を求める。フイルムＡ’の回転は、基準から−９０°〜＋９０°の範囲で行なえばよく、その回転幅は０．５程度が好ましい。この回転幅は、求められる精度や測定時間によって適宜変更できる。
ステップ４では、回転角依存性からフイルムＡの主軸方向ａを求める。ここで、レターデーション比較値により、複合フイルム１のレターデーション測定値とフイルムＢの既知のレターデーション値との差が最も小さい、またはその比が最も１に近い回転角を求める。フイルムＡ’として、フイルムＡとがそのの主軸方向ａ’とａとが略９０°になるとき互いに光学補償される関係にある複屈折性フイルムを用いている場合には、該回転角におけるフイルムＡ’の主軸方向ａ’と直交する方向がフイルムＡの主軸方向ａとなる。
【００２３】
本発明に係る複屈折性フイルムの主軸測定方法は、また、波長の異なる複数の入射光に対し、前記レターデーション比較値の前記回転角依存性を求めることができる。波長の異なる複数の直線偏光を用いることで、レターデーション値の波長分散を得られるので、レターデーション比較値を評価するデータ点が増すので、フイルムＡの主軸方向ａを精度良く決定することができる。
図４に、フイルムＡ、フイルムＢ、複合フイルム１のレターデーション値の波長分散の様相を模式的に示す。図４（ａ）に示すのは、フイルムＡ、フイルムＢ各々単独でのレターデーション値の波長分散である。これに対し、フイルムＡとフイルムＢが貼り合わされてなる複合フイルム１の波長分散は、一般に、図４（ｂ）に示すようになる。フイルムＡ’を配置し、フイルムＡ’の主軸方向ａ’とフイルムＡの主軸方向ａとが特定の角度をなし、フイルムＡの複屈折性が光学補償されたとき、複合フイルム１の波長分散は、図４（ｃ）に示すように、フイルムＢの波長分散とほぼ一致する。
【００２４】
図５に、上記レターデーション値の波長分散を求める場合の測定手順の一例をフローチャートで示す。
まず、ステップ１では、ある特定波長の入射光を用いて複合フイルム１のレターデーション値を測定する。
【００２５】
次に、本実施形態では、ステップ２において、入射光の波長を変え、上記ステップ１を繰り返し、該レターデーション測定値の波長分散を求める。ここで、波長分散を求めるのに選択する入射光の波長の数としては、少なくとも４波長以上で、波長間隔が１０ｎｍ以上とするのが望ましい。
【００２６】
次に、ステップ３で、複合フイルム１の該レターデーション測定値の波長分散と、フイルムＢの既知のレターデーション値の波長分散とからレターデーション比較値を求める。ここで、レターデーション比較値としては、測定した各波長に対して、複合フイルム１のレターデーション測定値とフイルムＢのレターデーション値との差を求め、該差を測定した全波長に対し積分した積分値などが挙げられる。該積分値は、既知のフイルム特性を考慮して、波長ごとに特定の係数を加減乗除して求めてもよい。このレターデーションの比較は、一般的に用いられる波形の相違を数値化する方法であれば、いずれの方法を用いてもよい。
【００２７】
続いて、ステップ４で、レターデーション比較値の回転角依存性を求める。
最後に、ステップ５で、該回転角依存性からフイルムＡの主軸方向ａを求める。ここで、レターデーション比較値とした前記積分値が最も小さくなる回転角を求める。フイルムＡ’として、フイルムＡとがそのの主軸方向ａ’とａとが略９０°になるとき互いに光学補償される関係にある複屈折性フイルムを用いている場合には、該回転角におけるフイルムＡ’の主軸方向ａ’と直交する方向がフイルムＡの主軸方向ａとなる。
【００２８】
本発明に係る複屈折性フイルムの主軸測定方法は、また、前記入射光の入射光軸に対し、前記複合フイルムを傾斜させて、前記レターデーション比較値の前記回転角依存性を求めることができる。これにより、フイルムの厚み方向に複屈折性を有し、主軸方向がフイルム面に対し傾斜している場合でも、その方向を精度良く求めることができる。
【００２９】
さらに、本発明に係る複屈折性フイルムの主軸測定方法では、前記貼合されている複屈折性フイルムの少なくともいずれか一方が、複数枚の複屈折性フイルムが貼り合わされてなるフイルムであってもよい。
本発明の上記測定方法は、３枚以上の複屈折性フイルムが貼り合わされてなる複合フイルムに対しても適用できる。この場合、複数枚の複屈折性フイルムを貼り合わせたものを前記のフイルムＡおよび／またはフイルムＢとして１枚のフイルムと見なすことで、主軸方向を順次求めることができる。
【００３０】
本発明に係る第二の主軸測定方法は、２枚の複屈折性フイルムが貼り合わされてなる複合フイルムのレターデーション値を、エリプソメータにより入射光に対する透過光の偏光状態の変化を検出することにより求め、該複合フイルムのレターデーション値と、前記貼合されている２枚の複屈折性フイルムのうち、前記透過光出射側の複屈折性フイルムのレターデーション値とのレターデーション比較値から、前記貼合されている複屈折性フイルムの主軸を求める主軸測定方法であって、前記入射光の偏光方向を前記複合フイルムに対して相対的に回転させることにより得られる前記レターデーション比較値の回転角依存性から前記入射光照射側の複屈折性フイルムの主軸を求めることを特徴とする。
【００３１】
この本発明の主軸測定方法も、該入射光照射側に貼合されている複屈折性フイルムの複屈折性を見かけ上打ち消すことを利用するものであるが、前記主軸測定方法とその方法が異なる。すなわち、本発明の第二の主軸測定方法においては、複合フイルムに照射する入射光の偏光方向をフイルムに対し相対的に回転させる。
【００３２】
入射光の偏光状態が直線偏光の場合を例に、この第二の主軸測定方法における各フイルムと入射直線偏光との関係を図６に模式的に示す。図６において、複合フイルム１は複屈折性フイルムであるフイルムＡ及びフイルムＢからなり、フイルムＡ、フイルムＢそれぞれの主軸の方向がａ、ｂであるとする。図１と同じく図６においても、説明の都合上、フイルムＡとフイルムＢとは間隔を空けて描いているが、実際には貼合されている。
この第二の主軸測定方法では、入射光Ｌの偏光方向ｌを複合フイルム１に対して相対的に回転させる。入射光Ｌの偏光方向ｌがフイルムＡの主軸方向ａとほぼ一致したときは、入射光Ｌは、フイルムＡの複屈折性の影響を受けずにフイルムＡを透過することになるので、この場合、照射光Ｌにとっては、見かけ上フイルムＢのみが存在することになり、透過光Ｌｂを検出して得られるレターデーション値はフイルムＢ単独のものとなる。したがって、入射光Ｌを回転させ、複合フイルム１のレターデーション値とフイルムＢのレターデーション値とが実質的に一致したときの入射光Ｌの偏光方向ｌがフイルムＡの主軸方向ａである。
【００３３】
図７に、上記測定原理に従う第二の主軸測定方法の測定手順の一例をフローチャートで示す。
まず、ステップ１では、ある特定波長の直線偏光を用いて複合フイルム１のレターデーション値を測定する。次に、ステップ２で、複合フイルム１の該レターデーション測定値と、フイルムＢの既知のレターデーション値とからレターデーション比較値を求める。
次に、本実施形態では、ステップ３において、入射直線偏光の偏光方向ｌを複合フイルム１に対して相対的にある角度回転させ、上記ステップ１および２を繰り返し、レターデーション比較値の回転角依存性を求める。
最後に、ステップ４で、該回転角依存性からフイルムＡの主軸方向ａを求める。本実施形態では、レターデーション比較値により、複合フイルム１のレターデーション測定値とフイルムＢの既知のレターデーション値との差が最も小さい、またはその比が最も１に近い回転角を求める。該回転角における照射直線偏光の偏光方向ｌがフイルムＡの主軸方向ａとなる。
【００３４】
また、この第二の主軸測定方法においても、上記第一の測定方法と同様に、波長の異なる複数の入射光に対し、前記レターデーション比較値の前記回転角依存性を求めることができる。
【００３５】
本発明に係る複屈折性フイルムの主軸測定プログラムは、上記の主軸測定方法を実行させるためのものである。該プログラムの処理手順は、上記で説明した主軸測定方法における各ステップと同様である。このようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の公知のコンピューターが読み取り可能な記録媒体に記録され、または、インターネット等のネットワークから搬送波によって送信されて供給することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２枚以上の複数の複屈折性フイルムが貼り合わされてなる複合フイルムに対し、個々の貼合されている複屈折性フイルムの複屈折主軸の方向を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の主軸測定方法における各フイルムの関係を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第一の主軸測定方法における各フイルムの関係を模式的に示す図である。
【図３】第一の主軸測定方法の測定手順の一例を示すフローチャート図である。
【図４】各フイルムのレターデーション値の波長分散の様相を模式的に示す図である。
【図５】レターデーション値の波長分散を求める場合の測定手順の一例を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の第二の主軸測定方法における各フイルムの関係を模式的に示す図である。
【図７】第二の主軸測定方法の測定手順の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 複合フイルム
Ａ 複合フイルム１を構成する複屈折性フイルム
Ａ’ フイルムＡと同一フイルム
Ｂ 複合フイルム１を構成する複屈折性フイルム
ａ フイルムＡの主軸方向
ａ’ フイルムＡ’の主軸方向
ｂ フイルムＢの主軸方向
Ｒｅ レターデーション値
λ 波長
Ｌ 入射光
Ｌａ フイルムＡの透過光
Ｌａ’フイルムＡ’の透過光
Ｌｂ フイルムＢの透過光（複合フイルム１の透過光）
ｌ 入射直線偏光の偏光方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is to execute a spindle measuring method and a spindle measuring method for measuring the direction of the principal axis of each of the laminated birefringent films on a composite film in which two or more birefringent films are laminated. Related to the program.
[0002]
[Prior art]
With the widespread use of liquid crystal displays, the demand for birefringent films such as retardation films is expanding. The birefringence of these films appears as a retardation that occurs when light passes through the film due to optical anisotropy in which the refractive index of the film varies depending on the axial direction. In general, when a plastic material is stretched, the polymer is oriented to obtain optical anisotropy, and as a means for inspecting the stretching process and as a means for inspecting the optical properties of the retardation film, the retardation value, the direction of the main axis, etc. Means for measuring the birefringence characteristics of are well known (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
However, a retardation film used in a liquid crystal display or the like is generally a composite film in which a plurality of birefringent films whose principal axes are different from each other are bonded for the purpose of optical compensation or the like, and is a single film. Even if the birefringence characteristics are known, it is difficult to measure the birefringence characteristics of individual films with the above-mentioned means with high accuracy after pasting them once.
In a composite film, the angle between the main axes of the birefringent films that are bonded is particularly important for adjusting the optical properties of the composite film, and the main axes of the individual films that are bonded are accurately measured. It is hoped to do.
As a method proposed so far, a composite film in which two birefringent films are bonded is regarded as a single film, and the retardation value of the entire composite film is measured. Birefringence that matches the measured value from the measured value and the calculated value obtained by calculating the retardation value when bonding was performed assuming the retardation value of each birefringent film and the orientation direction of the main axis. There is a method for determining the birefringence characteristics of individual birefringent films by determining the combination of the retardation value of the crystalline film and the orientation direction (see, for example, Non-Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-212656
[Non-Patent Document 1]
“Plastic Age”, April 2000, p. 154-156
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional method, the combination of the retardation value that coincides with the actually measured value and the orientation direction is not uniquely determined, and in particular, the direction of the main axis cannot be determined with sufficient accuracy.
In view of the above situation, the present invention is capable of accurately measuring the direction of the principal axis of each of the birefringent films bonded to a composite film in which two or more birefringent films are bonded. An object of the present invention is to provide a method for measuring the main axis of a sex film. Another object of the present invention is to provide a program for causing a computer to execute the spindle measuring method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is solved by the following means.
(1) The retardation value of a composite film formed by laminating two birefringent films is determined by detecting a change in the polarization state of transmitted light with respect to incident light using an ellipsometer, and the retardation value of the composite film Of the two birefringent films bonded, the retardation comparison value with the retardation value of the birefringent film on the transmitted light exit side indicates that the birefringent film is bonded. A main axis measuring method for determining a main axis, wherein a birefringent film having the same or optical compensation relationship as the birefringent film on the incident light irradiation side of the composite film is disposed on the incident light irradiation side, and the same or The incident light is irradiated to the composite film through a birefringent film having an optical compensation relationship, and the birefringence having the same or optical compensation relationship is irradiated. From the rotation angle dependency of the retardation comparison value obtained by rotating the film relative to the composite film, the main axis of the birefringent film bonded to the incident light irradiation side is obtained. A principal axis measuring method of a birefringent film as a feature.
[0007]
(2) The method for measuring a principal axis of a birefringent film according to (1), wherein the rotation angle dependency of the retardation comparison value is obtained for a plurality of incident lights having different wavelengths.
(3) The birefringent film as described in (1) or (2) above, wherein the rotation angle dependence of the retardation comparison value is obtained by inclining the composite film with respect to an incident optical axis. Spindle measuring method.
(4) Any one of the above (1) to (3), wherein at least one of the bonded birefringent films is a film formed by bonding a plurality of birefringent films. A method for measuring a principal axis of a birefringent film according to claim 1.
[0008]
(5) The retardation value of a composite film formed by laminating two birefringent films is determined by detecting a change in the polarization state of transmitted light with respect to incident light using an ellipsometer, and the retardation value of the composite film Of the two birefringent films bonded, the retardation comparison value with the retardation value of the birefringent film on the transmitted light exit side indicates that the birefringent film is bonded. A principal axis measurement method for obtaining a principal axis, wherein the incident light irradiation side complex is determined from the rotation angle dependence of the retardation comparison value obtained by rotating the polarization direction of the incident light relative to the composite film. A method for measuring a principal axis of a birefringent film, wherein the principal axis of the refractive film is obtained.
[0009]
(6) A main axis measurement program for a birefringent film for causing a computer to execute the main axis measurement method according to any one of (1) to (5) above.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
In a birefringent film, generally two main axes of a direction in which the refractive index is maximized and a direction in which the refractive index is minimized exist perpendicularly to each other. In this specification, the “principal axis” refers to either the direction in which the refractive index is maximized or the direction in which the refractive index is minimized. In the principal axis measurement method of the present invention, any principal axis can be measured.
[0011]
The first principal axis measuring method of the birefringent film according to the present invention is to measure the retardation value of a composite film formed by laminating two birefringent films and to change the polarization state of transmitted light with respect to incident light using an ellipsometer. Retardation comparison between the retardation value of the composite film and the retardation value of the birefringent film on the transmission light exit side of the two bonded birefringent films. A main axis measurement method for determining a main axis of the bonded birefringent film from the values, wherein the birefringent film is the same as or in an optical compensation relationship with the birefringent film on the incident light irradiation side of the composite film. Is arranged on the incident light irradiation side, and the incident light is transmitted to the composite film through the birefringent film having the same or optical compensation relationship. From the rotation angle dependence of the retardation comparison value obtained by rotating the birefringent film having the same or optical compensation relation relative to the composite film. The main axis of the combined birefringent film is obtained.
[0012]
In the measurement method of the present invention, the birefringent film that is the same as or optically compensated for the birefringent film that is bonded to the incident light irradiation side is disposed on the incident light irradiation side of the composite film. Optical compensation is used for the birefringence of the birefringent film bonded to the light irradiation side.
“Optical compensation” means a function of correcting birefringence that occurs when light passes through a birefringent medium such as a liquid crystal or a birefringent film. That is, the present invention utilizes correction of the birefringence of the birefringent film on the incident light irradiation side with the birefringent film that is the same as or in an optical compensation relationship with the film, and apparently cancels it out. When the above-mentioned films having the same or optical compensation relationship are arranged so that their principal axes are at a specific angle with respect to the birefringent film on the incident light irradiation side, the birefringence on the incident light irradiation side This film can optically compensate for the birefringence of the film.
[0013]
The “ellipsometer” used in the measurement method of the present invention is a means for observing a change in the polarization state when light is reflected or transmitted through a substance and obtaining information on the substance relating to the refractive index and the like therefrom. In the present invention, an ellipsometer is used to detect a change in polarization state when light passes through a composite film and to obtain a retardation value of the film.
[0014]
The principle of the measurement method of the present invention using the optical compensation will be described with reference to FIGS. 1 and 2 schematically showing the relationship between the films.
In FIG. 1, a composite film 1 includes a film A and a film B, which are birefringent films, and the directions of the main axes of the films A and B are a and b, respectively. For convenience of explanation, the film A and the film B are drawn with a space therebetween, but are actually bonded. The film A ′ is a birefringent film whose retardation value and principal axis direction are known, and is the same as the film A or in an optical compensation relationship. The film A ′ is disposed on the irradiation side of the incident light L with respect to the composite film 1.
In the present invention, the retardation value of the composite film 1 is measured by irradiating the composite film 1 with the incident light L through the film A ′ and detecting the polarization state of the transmitted light Lb. The incident light L changes its state such as the polarization direction and phase due to the birefringence of each film, and the transmitted light Lb finally transmitted through the composite film 1 reflects these state changes. .
[0015]
The states of the transmitted light La ′, La, and Lb are changed by rotating the film A ′ relative to the composite film 1 (films A and B). When the principal axis direction a ′ of the film A ′ and the principal axis direction a of the film A are at a specific angle, the change in state from the incident light L transmitted through the film A ′ to the transmitted light La ′ is transmitted through the film A. The film A is canceled by the state change from the transmitted light La ′ to the transmitted light La. In other words, the film A is optically compensated by the film A ′. In this case, apparently only the film B exists for the incident light L, and only the state change due to the birefringence of the film B is reflected in the transmitted light Lb, so that the letter obtained by detecting the transmitted light Lb. The foundation value is that of film B alone.
The angle between the main axis direction a ′ of the film A ′ and the main axis direction a of the film A when the film A is optically compensated by the film A ′ is determined by the birefringence of the film A ′. For example, the film A ′ is the film A ′. In the case of the same film as A, it is approximately 90 ° as shown in FIG.
[0016]
Accordingly, a retardation comparison is made by comparing the retardation value of the composite film 1 obtained by rotating the film A ′ relative to the composite film 1 and detecting the transmitted light Lb with the known retardation value of the film B. If the rotation angle dependency of the value is obtained, the main axis direction a of the film A can be determined. That is, the film A ′ is rotated, and the film A ′ can be obtained from the main axis direction a ′ of the film A ′ when the retardation value of the composite film 1 and the retardation value of the film B substantially coincide with each other. For example, as shown in FIG. 2, when the film A ′ and the film A are optically compensated for each other when their principal axis directions a ′ and a are approximately 90 °, the retardation of the composite film 1 is obtained. The direction perpendicular to the principal axis direction a ′ of the film A ′ when the value and the retardation value of the film B substantially coincide is the principal axis direction a of the film A. When the film A ′ is the same birefringent film as the film A, the optical compensation is usually made when the principal axis directions a ′ and a become approximately 90 °.
[0017]
According to the measurement method of the present invention, the birefringence of the film A is optically compensated by the film A ′. The main axis direction a ′ of the film A ′ and the main axis direction a of the film A are at a specific angle. Since this is only the case, the main axis direction a of the film A can be obtained uniquely.
[0018]
The main axis direction b of the film B is the same as or in an optical compensation relationship with the film B, and the above is obtained by irradiating light from the film B side through the film B ′ whose retardation value and main axis direction are known. It can be obtained by the same principle. Further, after obtaining the principal axis direction a of the film A, it can also be calculated from the retardation measurement value of the composite film 1 and the principal axis direction a of the film A.
[0019]
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the measurement procedure of the first spindle measurement method of the present invention according to the measurement principle.
[0020]
In FIG. 3, in step 1, the retardation value of the composite film 1 is measured using incident light having a specific wavelength.
The method for measuring the retardation value of the composite film 1 in the present invention is not particularly limited, and a known method can be used as a method for measuring the retardation of a birefringent film. For example, as a known retardation measuring method, “phase modulation method”, “rotation analyzer method”, “optical heterodyne method” and the like are known, and any method can be used in the present invention. In the retardation measuring method, a change in the polarization state of transmitted light transmitted through the film is detected to obtain a retardation value. Specifically, the “phase modulation method” is a method in which the polarization state of incident light applied to a film is modulated using a photoelastic modulator, and the retardation value is obtained from the difference between the polarization states of incident light and transmitted light. is there. The “rotating analyzer method” analyzes the polarization state of transmitted light from the change in intensity of the light intensity signal that accompanies the rotation of the analyzer while rotating the analyzer placed between the film and the photodetector. This is a method for obtaining the retardation value. Further, the “optical heterodyne method” is a method for obtaining a retardation value from a beat signal obtained by transmitting two linearly polarized lights orthogonal to a film and causing the two polarized lights to interfere with each other by an analyzer.
For the retardation measuring method, see R.A. M.M. A. Azzam, N.A. M.M. It is also described in detail in Bashara, “Ellipsometry and Polarized Light”, North Holland (1977), and can also be used in the present invention.
[0021]
The incident light used for measuring the retardation value is preferably visible light (approximately 400 to 800 nm). Typical wavelengths used for measurement include 480 nm, 550 nm, 630 nm, and 760 nm. As the light source, laser light having a desired specific wavelength may be used, or light having a specific wavelength obtained by passing light from a white light source or the like through a bandpass filter may be used. As incident light, light in other polarization states such as linearly polarized light obtained by passing light from a light source through a polarizer or circularly polarized light can also be used.
The measuring apparatus used for the retardation measurement is not particularly limited, and a known measuring apparatus can be used.
[0022]
In Step 2, a retardation comparison value is obtained from the measured retardation value of the composite film 1 and the known retardation value of the film B for the specific wavelength. Here, as the retardation comparison value, the difference between the measured retardation value of the composite film 1 and the known retardation value of the film B may be taken, or a ratio may be taken.
In step 3, the film A ′ is rotated by an angle relative to the composite film 1, and steps 1 and 2 are repeated to determine the rotation angle dependency of the retardation comparison value. The film A ′ may be rotated within a range of −90 ° to + 90 ° from the reference, and the rotation width is preferably about 0.5. This rotation width can be appropriately changed according to the required accuracy and measurement time.
In step 4, the main axis direction a of the film A is obtained from the rotation angle dependency. Here, based on the retardation comparison value, the rotation angle at which the difference between the measured retardation value of the composite film 1 and the known retardation value of the film B is the smallest or the ratio thereof is closest to 1 is obtained. When a birefringent film that is optically compensated for when the main axis direction a ′ and a is approximately 90 ° is used as the film A ′, the film at the rotation angle is used. The direction orthogonal to the main axis direction a ′ of A ′ is the main axis direction a of the film A.
[0023]
The principal axis measuring method of the birefringent film according to the present invention can also determine the rotation angle dependency of the retardation comparison value for a plurality of incident lights having different wavelengths. Since the wavelength dispersion of the retardation value can be obtained by using a plurality of linearly polarized light having different wavelengths, the number of data points for evaluating the retardation comparison value increases, so that the main axis direction a of the film A can be determined with high accuracy. .
FIG. 4 schematically shows the chromatic dispersion aspect of the retardation values of film A, film B, and composite film 1. FIG. 4A shows the chromatic dispersion of the retardation value of each of film A and film B alone. On the other hand, the wavelength dispersion of the composite film 1 in which the film A and the film B are bonded is generally as shown in FIG. When the film A ′ is arranged, the principal axis direction a ′ of the film A ′ and the principal axis direction a of the film A form a specific angle, and the birefringence of the film A is optically compensated, the chromatic dispersion of the composite film 1 is As shown in FIG. 4C, the chromatic dispersion of the film B substantially coincides.
[0024]
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a measurement procedure for obtaining the chromatic dispersion of the retardation value.
First, in step 1, the retardation value of the composite film 1 is measured using incident light having a specific wavelength.
[0025]
Next, in the present embodiment, in step 2, the wavelength of the incident light is changed, and the above step 1 is repeated to obtain the chromatic dispersion of the retardation measurement value. Here, it is desirable that the number of wavelengths of incident light selected for obtaining the chromatic dispersion is at least 4 wavelengths and the wavelength interval is 10 nm or more.
[0026]
Next, in step 3, a retardation comparison value is obtained from the chromatic dispersion of the measured retardation value of the composite film 1 and the chromatic dispersion of the known retardation value of the film B. Here, as the retardation comparison value, the difference between the retardation measurement value of the composite film 1 and the retardation value of the film B was obtained for each measured wavelength, and the difference was integrated with respect to all measured wavelengths. Examples include integral values. The integral value may be obtained by adding / subtracting / dividing a specific coefficient for each wavelength in consideration of a known film characteristic. For comparison of retardation, any method may be used as long as it is a method for quantifying the difference in waveform generally used.
[0027]
Subsequently, in step 4, the rotation angle dependence of the retardation comparison value is obtained.
Finally, in step 5, the main axis direction a of the film A is obtained from the rotation angle dependency. Here, the rotation angle at which the integral value as the retardation comparison value is minimized is obtained. When a birefringent film that is optically compensated for when the main axis direction a ′ and a is approximately 90 ° is used as the film A ′, the film at the rotation angle is used. The direction orthogonal to the main axis direction a ′ of A ′ is the main axis direction a of the film A.
[0028]
The principal axis measuring method of the birefringent film according to the present invention can determine the rotation angle dependency of the retardation comparison value by inclining the composite film with respect to the incident optical axis of the incident light. . Thus, even when the film has birefringence in the thickness direction and the main axis direction is inclined with respect to the film surface, the direction can be obtained with high accuracy.
[0029]
Further, in the principal axis measuring method of a birefringent film according to the present invention, at least one of the pasted birefringent films may be a film formed by laminating a plurality of birefringent films. Good.
The measurement method of the present invention can also be applied to a composite film in which three or more birefringent films are bonded. In this case, the direction of the main axis can be obtained sequentially by regarding the combination of a plurality of birefringent films as the film A and / or film B as one film.
[0030]
In the second principal axis measuring method according to the present invention, the retardation value of a composite film formed by laminating two birefringent films is obtained by detecting a change in the polarization state of transmitted light with respect to incident light using an ellipsometer. From the retardation comparison value between the retardation value of the composite film and the retardation value of the birefringent film on the transmission light exit side of the two birefringent films bonded, A principal axis measurement method for obtaining a principal axis of a combined birefringent film, wherein the retardation comparison value obtained by rotating the polarization direction of the incident light relative to the composite film depends on the rotation angle. The main axis of the birefringent film on the incident light irradiation side is obtained from the characteristics.
[0031]
This principal axis measuring method of the present invention also uses the apparent cancellation of the birefringence of the birefringent film bonded to the incident light irradiation side, but the principal axis measuring method is different from that method. . That is, in the second principal axis measuring method of the present invention, the polarization direction of the incident light irradiated on the composite film is rotated relative to the film.
[0032]
FIG. 6 schematically shows the relationship between each film and the incident linearly polarized light in the second principal axis measuring method, taking as an example the case where the polarization state of the incident light is linearly polarized light. In FIG. 6, the composite film 1 includes a film A and a film B, which are birefringent films, and the directions of the main axes of the films A and B are a and b. In FIG. 6 as in FIG. 1, for convenience of explanation, the film A and the film B are drawn with a space therebetween, but are actually bonded.
In the second principal axis measuring method, the polarization direction 1 of the incident light L is rotated relative to the composite film 1. In this case, when the polarization direction 1 of the incident light L substantially coincides with the main axis direction a of the film A, the incident light L is transmitted through the film A without being affected by the birefringence of the film A. For the irradiation light L, only the film B apparently exists, and the retardation value obtained by detecting the transmitted light Lb is that of the film B alone. Accordingly, the polarization direction 1 of the incident light L when the incident light L is rotated and the retardation value of the composite film 1 and the retardation value of the film B substantially coincide with each other is the main axis direction a of the film A.
[0033]
FIG. 7 is a flowchart showing an example of the measurement procedure of the second spindle measuring method according to the measurement principle.
First, in step 1, the retardation value of the composite film 1 is measured using linearly polarized light having a specific wavelength. Next, in Step 2, a retardation comparison value is obtained from the measured retardation value of the composite film 1 and the known retardation value of the film B.
Next, in this embodiment, in Step 3, the polarization direction 1 of the incident linearly polarized light is rotated by an angle relative to the composite film 1, and Steps 1 and 2 are repeated, and the retardation comparison value depends on the rotation angle. Seeking sex.
Finally, in step 4, the main axis direction a of the film A is obtained from the rotation angle dependency. In the present embodiment, the rotation angle at which the difference between the measured retardation value of the composite film 1 and the known retardation value of the film B is the smallest or the ratio is closest to 1 is obtained from the retardation comparison value. The polarization direction l of the irradiated linearly polarized light at the rotation angle is the principal axis direction a of the film A.
[0034]
Also in this second principal axis measurement method, as in the first measurement method, the rotation angle dependence of the retardation comparison value can be obtained for a plurality of incident lights having different wavelengths.
[0035]
The main-axis measuring program for a birefringent film according to the present invention is for executing the above-mentioned main-axis measuring method. The processing procedure of the program is the same as each step in the spindle measuring method described above. Such a program can be supplied by being recorded on a known computer-readable recording medium such as a CD-ROM or transmitted by a carrier wave from a network such as the Internet.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the direction of the birefringent main axis of each laminated birefringent film is determined with respect to the composite film in which two or more birefringent films are laminated. It can be obtained with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing the relationship between films in a first spindle measuring method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the relationship between films in the first spindle measuring method of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a measurement procedure of a first spindle measuring method.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the aspect of wavelength dispersion of the retardation value of each film.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a measurement procedure for obtaining chromatic dispersion of a retardation value.
FIG. 6 is a diagram schematically showing the relationship of each film in the second spindle measuring method of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a measurement procedure of a second spindle measuring method.
[Explanation of symbols]
1 Composite film
A Birefringent film constituting the composite film 1
A 'Same film as film A
B Birefringent film constituting composite film 1
a Main axis direction of film A
a 'Main axis direction of film A'
b Main axis direction of film B
Re retardation value
λ wavelength
L Incident light
Light transmitted through La Film A
Light transmitted through La'film A '
Transmitted light of Lb film B (transmitted light of composite film 1)
l Polarization direction of incident linearly polarized light
