JP2006038728A

JP2006038728A - 反射防止透明フィルムの検査方法

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Publication number: JP2006038728A
Application number: JP2004221272A
Authority: JP
Inventors: Hidetomo Sasaki; 英知佐々木; Naoki Kasai; 直樹笠井; Tomoko Mita; とも子三田; Masamitsu Iida; 正光飯田; Hiroshi Kojima; 弘小島
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】紫外光を通しにくい反射防止機能の、又は低反射機能を持った反射防止透明フィルムの表面状態を検査し、光学欠陥を検出する方法のおいて、光学欠陥を検出する時、検査効率が低下せず、生産ライン上で検出する検査方法であって、分解能を上げずに実用上問題となる光学欠陥のみを検出する反射防止透明フィルムの検査方法を提供すること。
【解決手段】紫外光の３００から４００ｎｍの波長域の光源を用い、透明フイルムの基材の片側表面に低反射層を形成した反射防止透明フィルムの片側表面より照射して、その正反射光を紫外光用カメラで撮像することにより、反射防止透明フィルムの光学欠陥を検出することを特徴とする反射防止透明フィルムの検査方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示用のディスプレイ画面の表面に貼り付け、表面反射を防ぎ、ディスプレイ画面を見易くするための反射防止透明フィルムの表面の光学欠陥を検出する反射防止透明フィルムの欠陥検出方法に関する。

反射防止透明フィルムや低反射透明フィルム（以下反射防止透明フィルムと記す）の表面の光学的欠陥（光学欠陥と記す）を検出する方法としては、従来の方法では、光学欠陥に付随する異物を検出し、二次的に光学欠陥を検出していた。

反射防止透明フィルムの構成は、透明フイルムからなる基材の片側に所定の膜厚を備えた低反射層を形成したものである。通常の実施例においては、低反射層の厚さは、可視光波長域である４００ｎｍから７００ｎｍのほぼ中央値となる５５０ｎｍの１／４波長であり、すなわち、約１４０ｎｍに設定され、該低反射層によって、５５０ｎｍの緑色の光が打ち消され、５５０ｎｍを中心とした可視光域が弱められことにより、正反射光が大幅に減衰し、反射防止透明フイルムとしての効果を発現するものである。次に、前記光学欠陥は、低反射層の厚さのバラツキに起因する欠陥であり、１／４波長に相当する厚さを中心値として正反射光の光量が極小となり、１／２波長及び０波長に相当する厚さで正反射光が極大となる。すなわち、膜厚が増加しても減少しても正反射光の光量が大幅に増加し、反射防止透明フイルムとしての効果を消滅するものである。前記低反射層の厚さのバラツキの異常部位には、その近傍に、付随する異物の存在が確認されている。すなわち、付随する異物の近傍では、低反射層の厚さのバラツキが確認され、その近傍の低反射層２の厚さが凸状に浮上した厚膜と、又はその近傍の低反射層２の厚さが凹状に沈下した薄膜となる。光学欠陥は、付随する異物の近傍に発生する現象を用いて、付随する異物を検出し、二次的に光学欠陥を検出していた。

前記異物を検出するには、検出の分解能を上げれば上げるほど、細かい異物を検出できるが、分解能を上げると被検査面の単位長さ当たりの検出速度が遅くなり、装置も大規模となる問題がある。

さらに、従来の検出方法では分解能が問題点となり、小さな異物を発見しようとすれば、当然のように分解能を上げていかなければならず、検査効率が低下し、生産ライン上で検出するには限界がある。

また、分解能を上げると、細かい異物まで検出可能となるが、光学欠陥として影響を及ぼさないような異物、気泡等までも検出してしまうようになり、その分別のための作業負荷が増加する問題も生じてくる。さらに、異物を伴わない光学欠陥のみの欠陥の場合、この方法では検出することが出来ない問題がある。

また、従来の方法で光学欠陥を検出するには、異物を検出するに伴うことで二次的に光学欠陥を検出していたが、例えば、１００μｍ直径の光学欠陥を検出するためには、２０μｍ程度の異物を検出しなければならないが、分解能を上げてこれらの小さい異物を検出するとなると、実用上問題にはならない微小な異物や気泡等までも検出してしまい、光学的欠陥のみを検出することが望まれていた。

従来では、反射防止透明フイルムの光学欠陥は、異物を検出することで二次的に検出していたため、例えば、異物が小さく、または異物が存在しない１００μｍ以上の大きさの
光学的欠陥では、従来の異物検査では発見することが出来なかった。

それ以外に、光学的欠陥を検出するには種々方法があるが、どれも装置が大掛かりであったり、検出速度が遅い、あるいは破壊検査方法である等、製造ライン上で検出できるものは今のところ無い。

本発明の課題は、反射防止透明フィルムの光学欠陥を検出する時、検査効率が低下せず、生産ライン上で検出する検査方法であって、分解能を上げずに実用上問題となる光学欠陥のみを検出する反射防止透明フィルムの検査方法を提供することである。

本発明の請求項１に係る発明は、反射防止機能、又は低反射機能を持った反射防止透明フィルムの表面状態を検査し、光学欠陥を検出する反射防止透明フィルムの検査方法において、紫外光の３００から４００ｎｍの波長域の光源を用い、透明フイルムの基材の片側表面に低反射層を形成した反射防止透明フィルムの片側表面より照射して、その正反射光を紫外光用カメラで撮像することにより、反射防止透明フィルムの光学欠陥を検出することを特徴とする反射防止透明フィルムの検査方法である。

本発明の検査方法を用いることで、光学欠陥の不良として影響の少ない異物を検出することなく、光学欠陥のみを検出することができる。また、本発明の方法を用いることにより、光学欠陥の不良として影響する小さな異物を検出することなく、光学欠陥のみを検出することができることにより、分解能を上げることなく検査することが出来る。また、本発明の反射防止透明フィルムの検査方法を用いて光学欠陥を検出する場合、検査効率が低下しないため、生産ライン上で検出する検査方法を採用できる。

以下、本発明の実施の形態を、図を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の反射防止透明フィルムの検査方法を説明する側断面図である。反射防止透明フィルム１０は、基材１の表面に低反射層２を形成した構造である。図左端は、正常な膜厚、すなわち、１／４波長に相当する膜厚により形成された無欠陥の低反射層９０であり、図中央には、凸状に浮上した光学欠陥９２と、図右端には、凹状に沈下した光学欠陥９１がある。各々の低反射層９０、９２、９１側より、４００ｎｍ〜３００ｎｍの波長域を持つ紫外線の入射光１００を照射した時、照射光ｓ０の光路は、最初に低反射層９０、９２、９１の各々表面で、正反射光ｒ０を分岐し、さらに直進し、２番目に基材１の表面で、正反射光ｒ１を分岐し、さらに直進し、３番目に基材１の裏面で、正反射光ｒ２及び直進する照射光とに分岐する。本発明の検査方法では、前記正反射光ｒ０及び正反射光ｒ１を測定するものである。

図１は、上面（ｒ０）と下面（ｒ１）からの反射２光束が完全に打ち消し合うには、２光束が相等しく、各境界面における屈折率比が等しい構造である。従って、位相差が１８０°となる光学膜厚は１／４波長で形成された構造の反射防止透明フイルムである。図左側の無欠陥の低反射層９０の製品に１／４波長を中心とした可視光域を照射した場合、上面と下面からの反射２光束が完全に打ち消し合う干渉により反射防止を発現した透明フィルムとなる。図中央の凸状に浮上した光学欠陥９２と、図右端の凹状に沈下した光学欠陥９１の製品に１／４波長を中心とした可視光域を照射した場合、上面と下面からの反射２光束の位相が１８０°よりずれるため、不完全に打ち消し合う干渉により反射防止効果が
不十分となる透明フィルムとなる。本発明の検査方法に用いる被検査体の反射防止透明フィルムは、１／４波長の波長は５５０ｎｍとしたものである。すなわち、可視光波長域である４００ｎｍから７００ｎｍのほぼ中央値となる５５０ｎｍの緑色の光が打ち消される厚さに設定されている。

図１に示す図面では、光学欠陥を持つ反射防止透明フィルム１０へ４００ｎｍ〜３００ｎｍの波長域を持つ紫外線の入射光１００を照射した場合、１／４波長の波長はほぼ中央値となる３５０ｎｍとなり、凹状に沈下した光学欠陥９１では、低反射層２の膜厚が１００ｎｍとなり、上面と下面からの反射２光束が互いに打ち消し合う干渉領域であり、凸状に浮上した光学欠陥９２では、低反射層２の膜厚が１９０ｎｍとなり、上面と下面からの反射２光束が互いに強め合う干渉領域となる。すなわち、凹状に沈下した光学欠陥では、３５０ｎｍを中心とした波長域で紫外線をも反射しにくく、正反射光は極小となり、凸状に浮上した光学欠陥では、紫外光は低反射域から外れ、しっかり反射し、正反射光は極大となる。本発明では、検査に用いる照射光を紫外線の４００ｎｍ〜３００ｎｍの波長域を持つ光源とし、該波長域での位相差による２光束の干渉の差による反射防止透明フィルムを検査する検査方法である。なお、反射光ｒ２は、基材１内部で吸収されてなくなる。また、本発明では、反射光ｒ０と反射光ｒ１との２光束を測定するものであって、照射光ｓ０の正反射光ｒ０及びｒ１では、中間値と、又は照射光ｓ１の正反射光ｒ０及びｒ１では、極小値と、又は照射光ｓ２の正反射光ｒ０及びｒ１では、極大値となる。

本発明では、検査に用いる照射光を紫外線の平行光、散乱光を含む光源は、４００ｎｍ〜３００ｎｍの波長域を持つ照射光であり、４００ｎｍより長波長では、反射防止透明フィルムを透過するため使用できず、逆に、３００ｎｍより短波長では、２光束の干渉の差が発現せずに使用できない。

図２は、本発明の反射防止透明フィルムの検査方法を説明する側断面図で、図２ａは、凹状に沈下した光学欠陥であり、図２ｂは、凸状に浮上した光学欠陥である。図上の破線は、１４０ｎｍ厚（１／４波長）である。照射光ｓ１、ｓ２は、低反射層２の表面での正反射光ｒ０、基材１の表面での正反射光ｒ１、基材１の裏面での正反射光ｒ２、に分岐されている。

図２（ａ）〜（ｂ）は、反射防止透明フイルム１０の欠陥部９の構成を示したものである。図２は、低反射層２の厚さが、可視光波長域である４００ｎｍから７００ｎｍのほぼ中央値となる５５０ｎｍの緑色の光が打ち消される厚さに設定されている（図上破線参照）。すなわち、低反射層２の厚さは、１／４波長であり、約１４０ｎｍに設定されている。通常１４０ｎｍの厚さの低反射層２に可視光が当たった場合、５５０ｎｍを中心とした可視光域が弱められ、反射防止透明フイルムとしての効果を発現するものである。

図２（ａ）に示す光学欠陥９は、異物の存在のため、低反射層２の表面より数１０ｎｍ凹状に沈下した場合、その異物周囲が約−５０ｎｍ程度厚みの変動のある部分である。図２（ｂ）に示す光学欠陥９は、異物の存在のため、低反射層２の表面より数１０ｎｍ凸状に浮上した場合、その異物周囲が約＋５０ｎｍ程度厚みの変動のある部分である。

通常１４０ｎｍの厚さの低反射層２に可視光が当たった場合、５５０ｎｍを中心とした可視光域が弱められるが、本発明では、紫外光の長波長域（３００ｎｍから４００ｎｍ）の散乱光を用いることにより、９０ｎｍの厚さの低反射層２に前記紫外光の散乱光１００が当たった場合、３５０ｎｍを中心とした紫外光域が弱められる。異物により厚さ変化を起こした９０ｎｍの厚さの低反射層２の部分において、低反射を起こす波長域の中心値が３５０ｎｍとシフトする。すなわち、図２（ａ）に示すように、数１０ｎｍ凹状に沈下した場合、該周囲の低反射層２では、膜厚が９０ｎｍの低反射層であり、３５０ｎｍを中心
とした波長域で紫外線をも反射しにくくする。すなわち、紫外光の入射光１００（ｓ１）の正反射光ｒ０及びｒ１では、極小値となる。図２（ｂ）に示すように、数１０ｎｍ凸状に浮上した場合、該周囲の低反射層２では、膜厚が１９０ｎｍの低反射層であり、紫外光は低反射域から外れ、しっかり反射してくるようになる。すなわち、紫外光の入射光１００（ｓ２）の正反射光ｒ０及びｒ１では、極大値となる。

このような特徴を利用し、検査に用いる紫外光源として、紫外光の長波長域（３００ｎｍから４００ｎｍ）を使い、この正反射光をＵＶ光に感度のあるＵＶ用ＣＣＤカメラでとらえることで、異物周囲の光学的欠陥領域の紫外反射光の波長域の違いを検出する。異物周囲がＵＶ用ＣＣＤカメラで黒く見える場合は、凹んでいるため低反射層の厚さは薄く、白く見える場合は、低反射層の厚さが厚くなっていることがわかる。すなわち、図２（ａ）では、黒く見え、図２（ｂ）では、白く見える。

以下に本発明の実施例を図３、図４を用いて説明する。

図３に示すように、単純なブラックライト（２０）の散乱光源をワーク（１０）に照射し、ＵＶ用ＣＣＤカメラ（３０）で撮像する。反射角度は、同軸である０度を越えて６０度くらいまでの範囲で撮像可能である。

また、図４はラインＣＣＤカメラを用いた実際のロール巻き取り状の反射防止透明フイルムを検査する構成である。

ある程度の速度で流れていく反射防止透明フイルム（４０）を連続的に撮像していくため、ＵＶ照明（６０）を表面に照射し、ＵＶ帯域まで感度を持つラインＣＣＤカメラ（５０）を使用する。もちろんＵＶ専用カメラでも良いが、価格が高いため、また、使用波長帯域がＵＶの中でも長波長域であるため、３００ｎｍ以下の感度はあえて必要としない。

本発明の反射防止透明フィルムの検査方法を説明する側断面図である。本発明の反射防止透明フィルムの検査方法を説明する側断面図で、（ａ）は、凹状に沈下した光学欠陥であり、（ｂ）は、凸状に浮上した光学欠陥である。本発明の一実施例の反射防止透明フイルムを検査する構成図である。本発明の一実施例のロール巻き取り状の反射防止透明フイルムを検査する構成図である。

符号の説明

１…基材
２…低反射層
９…光学欠陥
１０…低反射透明フィルム
２０…ブラックライト
３０…ＵＶ用ＣＣＤカメラ
４０…低反射透明フィルム
５０…ラインＣＣＤカメラ
６０…ＵＶ照明
９０…無欠陥の低反射層
９１…凹状に沈下した光学欠陥
９２…凸状に浮上した光学欠陥
１００…（３００ｎｍから４００ｎｍ長波長域の）紫外光の入射光

Claims

反射防止機能、又は低反射機能を持った反射防止透明フィルムの表面状態を検査し、光学欠陥を検出する反射防止透明フィルムの検査方法において、紫外光の３００から４００ｎｍの波長域の光源を用い、透明フイルムの基材の片側表面に低反射層を形成した反射防止透明フィルムの片側表面より照射して、その正反射光を紫外光用カメラで撮像することにより、反射防止透明フィルムの光学欠陥を検出することを特徴とする反射防止透明フィルムの検査方法。