JP2007170945A - 反射防止フィルム欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、一つの撮像手段により、表面検査だけでなく裏面検査も同時に行える反射防止フィルム欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】表面検査だけでなく裏面検査も同時に行える反射防止フィルム欠陥検査装置であって、前記反射防止フィルムの表面を照射する表面照射手段と、裏面を照射する裏面照射手段と、表面照射手段により生じる表面反射光と裏面照射手段により生じる散乱光を同時に撮像する撮像手段を有することを特徴とする反射防止フィルム欠陥検査装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、一つの撮像手段により、表面検査だけでなく裏面検査も同時に行える反射防止フィルム欠陥検査装置に関する。

近年ＣＲＴや液晶などの表示デバイスでは、画面の表面に反射防止膜を貼り、反射を防止または軽減させる工夫が見かけられる。表示デバイスでは、”見易さ”は最も重要な品質特性の一つであり、表示する上で障害となる後方からの照明の写りこみを防止する反射防止膜の需要が年々高まってきている。

反射防止膜は大きく分類すると、ＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｒｅｃｔｉｏｎの略）とＬＲ（Ｌｏｗ−Ｒｅｆｒｅｃｔｉｏｎの略）の２種類がある。ＡＲは、多層膜で形成されており比較的高価であるが、反射防止効果は最も高い。一般にＡＲ表面での反射率は、可視光範囲の平均で０．５〜１．０％程度である。一方ＬＲは、単層膜で形成されており、ＡＲと比較して反射防止効果はやや劣るものの、安価である。一般にＬＲ表面での反射率は、可視光範囲の平均で１．０〜２．０％程度である。ちなみに通常のフィルムにおける屈折率の高い物質面での表面反射率は約４％程度と言われる。

ＡＲは、基材フィルム上に光学干渉膜を多層蒸着した反射防止フィルム、ＬＲは、基材フィルム上に光学干渉膜を塗布した反射防止フィルムとして製品化されている。これらのフィルムを表示デバイスの表面に気泡がないように密着した状態で貼り付ることにより、反射防止膜としての効果を発揮する。

反射防止フィルムは、光学干渉効果を利用するため、光学干渉膜の膜厚の誤差が問題になることが多い。一般に、膜厚は可視光の１／４波長前後の厚みとなり、膜厚により干渉波長を決定する。従って、反射防止フィルム面上で局所的に膜厚が微小変動すると、その部位のみ透過されてくる像が歪んだり、僅かに色相が変化したりする。これが、反射防止フィルムにおける代表的な欠陥である。以後この欠陥を光学欠陥と呼んでいる。

他に、反射防止フィルムにおける欠陥としてはのキズやコスレなどがあり、これはフィルム表面、裏面共に発生する。また、基材フィルム自体のキズ、ヘコミ、段状のムラ等の欠陥もある。

膜厚が変動する要因は多々あるが、代表的な要因として異物混入がある。光学干渉膜を蒸着（塗布）する前、あるいは蒸着（塗布）中に異物が付着することにより、異物付着部におけるフィルム面にピンホール状の突起が生じる。加えて異物付着部を頂点として、その周辺部に裾野の如く膜厚が変化する現象を引き起こしている。

上記の異物は、非常に微小な物体であり、黒色であったり透明色であったりと一定の色相を有していない。現在、入手可能なフィルム欠陥検査装置では、異物が大きく、かつ、黒色である場合は識別できるが、それ以外の場合はまったく識別できていない。

反射防止フィルムにおける欠陥において、特に膜厚変動による欠陥は、熟練者を以ってしても目視確認することは容易ではなく、自動検査することは更に困難であった。加えて、表示デバイスの低コスト化、大画面化に伴い、反射防止フィルムも比較的安価で量産できるようになっており、全製品の検査の必要性が高まってきた。

そこで、例えば、支持ロールにだかせた透明フィルムに存在する被検査物の画像を撮像するラインセンサーカメラ及び撮像された画像を画像処理して欠陥を検査する欠陥検査装置が提案されている（特許文献１参照）。

自動検査では、異物やキズなどのコントラスト差の大きい欠陥は比較的用意に検査が可能であったが、光学欠陥の検査は困難であった。

そこで、光学欠陥の検出をするために、検査参照光に紫外光を用いた検査機が開発された。紫外光を使用する理由として、一つ目として、光学干渉効果が可視光領域より大きいこと。二つ目として、フィルムの材質が紫外光に吸収特性を有するためフィルム裏面からの反射光が大きく減衰することの２点が挙げられる。

以下に特許文献を記す。
特開２００５−６２１１９号公報

従来の反射防止フィルムなどの欠陥検査装置は、一つの撮像手段によって、異物や光学欠陥などの表面欠陥とキズなどの裏面欠陥の双方を同時に検査することのできるものががなかった。本発明は、このような技術的背景を考慮してなされたものであって、一つの撮像手段により、表面検査だけでなく裏面検査も同時に行える反射防止フィルム欠陥検査装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、すなわち、
請求項１に係る発明は、表面検査だけでなく裏面検査も同時に行える反射防止フィルム欠陥検査装置であって、
前記反射防止フィルムの表面を照射する表面照射手段と、裏面を照射する裏面照射手段と、表面照射手段により生じる表面反射光と裏面照射手段により生じる散乱光を同時に撮像する撮像手段を有することを特徴とする反射防止フィルム欠陥検査装置である。

本発明により、反射防止フィルムの表面のみただけでなく裏面の欠陥も同時に検出することが可能となった。本発明の反射防止フィルム欠陥検査装置は、反射防止フィルムのみならず、鏡面体で、かつ、平面構造をとる物質における表面欠陥の検査にも適用が可能である。

以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の反射防止フィルム欠陥検査装置の一例を説明するための検査装置主要部の模式断面図である。図２は、反射防止フィルムの反射率特性を示す図である。図３は、反射防止フィルムの透過率特性を示す図である。

本発明の反射防止フィルム欠陥検査装置の一実施形態を図１で示すように、検査対象となる反射防止フィルム１は、光学干渉層３とフィルム基材層２の２層から形成される。反射防止フィルムはより多層であることも多いが、簡単のため２層の例で説明する。

一般に反射防止フィルムは、干渉膜表面反射光１０と干渉膜裏面反射光１１の光学干渉効果により、所定の波長において両者の和を最小にすることを目的としている。所定波長として、人が最大比視感度を持つ５００ｎｍ付近の波長にすることが多い。図２に干渉膜
における反射率−波長特性を示す。設計値の波形２０に対して、干渉膜厚が設計値より大きいなると波形２１、小さくなると波形２２の特性を持っている。このように膜厚が変動すると、色相、輝度が変化することとなるが、可視光領域より紫外領域の方がその変動分が大きくなる。これが紫外光を使用するひとつの理由（理由１）である。

上記の光学干渉光をとる場合に問題となるのが、フィルム基材層２の裏面からの反射光１３である。フィルム基材層２は、可視光を通過し、紫外光を吸収する特性を持つ（図３参照）。このため、可視光では反射光１３が生じるが、紫外光では反射光１３は、フィルム基材層２に吸収されてしまうため、殆ど生じない。これが紫外光を使用するもうひとつの理由（理由２）である。

一例として、近紫外領域におけるフィルム基材層２の吸収率は、０．７前後であり、１回通過しただけで約３０％に減衰する。反射光１３は、往復するため約９％に減衰する。このため反射光１３は極めて微弱である。

前述した光学欠陥の撮像系は、表面照射手段５、拡散板８、撮像手段７から構成され、干渉膜表面反射光１０と干渉膜裏面反射光１１のみを検出することとなる。しかし、裏面についたキズ４は、上記の理由２により検出できない。

そこで、裏面照射手段６と拡散板１６を追加する。裏面キズ４に照射された光は、その部分で散乱を生じる。この光源として、フィルム基材層２に吸収されない可視光を使用すれば、前記散乱光が吸収されることなく撮像手段７で撮像が可能である。撮像手段７と裏面照射手段６は、図１に示されるが如く、ある一定の角度を持たせている。このためフィルム面にキズがない場合は、裏面照射手段６からの照射光は直進し、撮像手段７には結像されない。

このような照射系を採ることにより、光学干渉光と裏面キズによる散乱光の合成光を撮像手段７に結像することが可能となる。

本発明の反射防止フィルム欠陥検査装置の一例を説明するための検査装置主要部の模式断面図である。 反射防止フィルムの反射率特性を示す図である。 反射防止フィルムの透過率特性を示す図である。

符号の説明

１・・・反射防止フィルム
２・・・フィルム基材層
３・・・光学干渉膜
４・・・裏面キズ（例）
５・・・表面照射手段
６・・・裏面照射手段
７・・・撮像手段
８・・・拡散板
９・・・表面照射光
１０・・・干渉膜表面反射光
１１・・・干渉膜裏面反射光
１２・・・裏面照射光
１３・・・裏面反射光
１４・・・キズによる散乱光
１５・・・散乱光
１６・・・拡散板
２０・・・設計膜厚に対する反射率特性
２１・・・設計膜厚より大きい場合の反射率特性
２２・・・設計膜厚より小さい場合の反射率特性

Claims (1)

1. 表面検査だけでなく裏面検査も同時に行える反射防止フィルム欠陥検査装置であって、
   前記反射防止フィルムの表面を照射する表面照射手段と、裏面を照射する裏面照射手段と、表面照射手段により生じる表面反射光と裏面照射手段により生じる散乱光を同時に撮像する撮像手段を有することを特徴とする反射防止フィルム欠陥検査装置。