JP2015014570A - 欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】３０μｍ以下のサイズの微小欠陥を精度よく検出することができる欠陥検査方法を提供する。【解決手段】フィルムの欠陥検査方法であって、フィルムの第一主面の側に７０００００ｃｄ／ｍ２以上の輝度を有する高輝度光源を配置し、高輝度光源によって照明されたフィルムの画像をフィルムの第二主面の側において高輝度光源の光軸からずれた位置から目視により観察する。【選択図】図１

Description

本発明は、欠陥検査方法に関する。

偏光フィルムなどのフィルムの欠陥検査方法としては、自動検査による欠陥検査方法及び目視による欠陥検査方法が知られている。
例えば、特許文献１には、自動検査による欠陥検査方法として、所定の方向に直線偏光されたレーザービームをフィルムに照射し、フィルムを透過したレーザービームを、照射時のレーザービームの偏光方向と平行する方向に吸収軸をもつ偏光板を透過させた後に受光し、欠陥を検出する方法が開示されている。
一方、目視による欠陥検査方法としては、無偏光の光をフィルムに照射し、照明されたフィルムの画像を直視して観察する方法（明視野観察）が知られている。

特開２００８−１７５６０９号公報

近年、スマートフォンやタブレット端末の普及に伴って、これらに用いるフィルムの欠陥に対する要求基準が厳しくなっている。欠陥検査工程においては、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥を検出可能な技術が求められている。特許文献１には、７０μｍ、９０μｍ、１２０μｍのそれぞれのサイズの欠陥を検出できることが記載されている。しかし、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥を検出できることについては記載されていない。
一方、目視による明視野観察では、微小欠陥を輝点として検出することができないため、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥を精度よく検出することは困難である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥を精度よく検出することができる欠陥検査方法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、本発明は以下の手段を採用した。
（１）すなわち、本発明の第一の態様に係る欠陥検査方法は、フィルムの欠陥検査方法であって、前記フィルムの第一主面の側に７０００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を有する高輝度光源を配置し、前記高輝度光源によって照明された前記フィルムの画像を前記フィルムの第二主面の側において前記高輝度光源の光軸からずれた位置から目視により観察することを特徴とする。

（２）上記（１）に記載の欠陥検査方法では、前記高輝度光源の輝度は、１００００００ｃｄ／ｍ^２以上であってもよい。

（３）上記（１）又は（２）に記載の欠陥検査方法では、前記目視による観察方向は、前記高輝度光源から射出された光の光軸に対して５０°以上８０°以下の角度をなす方向としてもよい。

（４）上記（１）から（３）までのいずれか一項に記載の欠陥検査方法では、前記高輝度光源から射出された光の光軸を前記フィルムの前記第一主面に対して直交する方向に配置し、前記高輝度光源によって照明された前記フィルムの画像を前記フィルムの前記第二主面に対して斜め方向から目視により観察してもよい。

（５）上記（１）から（３）までのいずれか一項に記載の欠陥検査方法では、前記高輝度光源から射出された光の光軸を前記フィルムの前記第一主面に対して斜め方向に配置し、前記高輝度光源によって照明された前記フィルムの画像を前記フィルムの前記第二主面に対して直交する方向から目視により観察してもよい。

本発明によれば、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥を精度よく検出することができる欠陥検査方法を提供することができる。

第１実施形態に係る欠陥検査方法の説明図である。 比較例に係る欠陥検査方法の説明図である。 比較例に係る欠陥検査方法の説明図である。 第１実施形態に係る欠陥検査方法の説明図である。 第１実施形態に係る欠陥検査方法の説明図である。 第１実施形態に係る欠陥検査方法において、実施例１に係る高輝度光源として富士倉社製のＬＥＤライトを用いたときの検出欠陥を示す図である。 第１実施形態に係る欠陥検査方法において、実施例２に係る高輝度光源としてシーズシー社製のポラリオンライトを用いたときの検出欠陥を示す図である。 第２実施形態に係る欠陥検査方法の説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

尚、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。また、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る欠陥検査方法の説明図である。図１において、符号Ｓｆ１はフィルムＦの下面（第一主面）である。符号Ｓｆ２はフィルムＦの上面（第二主面）である。

図１に示すように、本実施形態に係る欠陥検査方法は、フィルムＦの欠陥検査方法であって、フィルムＦの第一主面Ｓｆ１の側に高輝度光源１を配置し、高輝度光源１によって照明されたフィルムＦの画像をフィルムＦの第二主面Ｓｆ２の側において高輝度光源１の光軸ＣＬからずれた位置から目視により観察するものである。

フィルムＦはシート状のフィルムである。本実施形態で検査対象となるフィルムＦは、例えば、液晶パネルに用いられる偏光フィルムである。

尚、フィルムＦは、一層の光学層からなる単層構造でもよく、複数の光学層が互いに積層された積層構造でもよい。前記光学層は、偏光子の他に、位相差フィルムや輝度向上フィルム等でもよい。また、フィルムＦは、偏光子を保護する保護フィルムを含んでいてもよい。保護フィルムには、液晶表示素子の最外面を保護するハードコート処理やアンチグレア処理を含む防眩などの効果が得られる表面処理が施されてもよい。

また、フィルムＦは、偏光フィルム等の光学フィルムに限らず、種々のフィルムを用いることができる。

高輝度光源１は、７０００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を有する。例えば、７０００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を有する高輝度光源としては、富士倉社製のＬＥＤライト（製品名：「ＬＥＤ‐１０Ｗ発光器」、型番：「ＨＧ ＤＮ−１０２」）が挙げられる。

高輝度光源１として、より好ましくは、１００００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を有するものを用いることが望ましい。これにより、高輝度光源として１００００００ｃｄ／ｍ^２未満の輝度を有するものを用いる場合に比べて、欠陥の検出精度の向上を図ることができる。例えば、１００００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を有する高輝度光源としては、シーズシー社製のポラリオンライト（製品名：「ポラリオン・クリーンライトＮＰ−１」）が挙げられる。本実施形態では、高輝度光源１として、シーズシー社製のポラリオンライトを用いる。

表１は、富士倉社製のＬＥＤライト及びシーズシー社製のポラリオンライトのそれぞれの輝度測定結果を示す表である。表１において、シーズシー社製のポラリオンライトを「Ａ」、富士倉社製のＬＥＤライトを「Ｂ」で示す。以下の説明においても、シーズシー社製のポラリオンライトを「Ａ」、富士倉社製のＬＥＤライトを「Ｂ」と称することがある。

輝度測定器は、トプコン社製の輝度測定器（製品名：ＴＯＰＣＯＮ ＢＭ−９ ＬＵＭＩＮＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ）を用いた。輝度測定方法は、高輝度光源「Ａ」、「Ｂ」それぞれの光射出面から輝度測定器の受光面を１００ｍｍ程度離間させて高輝度光源「Ａ」、「Ｂ」それぞれの輝度を測定した。高輝度光源「Ａ」、「Ｂ」それぞれにおいて、Ｎ数は３とした。

離間距離を１００ｍｍとするのは、実際に高輝度光源１を使用するときの、高輝度光源１の光射出面１ａとフィルムＦの第一主面Ｓｆ１との間の離間距離を想定したものである。尚、実際に高輝度光源１を使用するときには、離間距離Ｊ１を１００ｍｍ程度にすることに限らず、１００００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度が維持される範囲で、離間距離Ｊ１を適宜調整することができる。

表１に示すように、高輝度光源「Ａ」の測定結果の下限値は１３６６０００ｃｄ／ｍ^２であった。高輝度光源「Ａ」は１００００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を有することが確認された。

高輝度光源「Ｂ」の測定結果の下限値は７８５０００ｃｄ／ｍ^２であった。高輝度光源「Ｂ」は７０００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を有することが確認された。

図１に戻り、高輝度光源１は、第一主面Ｓｆ１に対して第一の光Ｌ１（光）を入射させる。本実施形態では、高輝度光源１から射出された第一の光Ｌ１の光軸ＣＬを第一主面Ｓｆ１に対して直交する方向に配置するが、第一の光Ｌ１は第一主面Ｓｆ１に対して斜めに入射させてもよい。

高輝度光源１によって照明されたフィルムＦの画像をフィルムＦの第二主面Ｓｆ２に対して斜め方向から（第一の光Ｌ１の光軸からずれた方向から）目視により観察する。フィルムＦに異物や気泡があると、高輝度光源１から射出された第一の光Ｌ１が異物や気泡によって散乱し、散乱光の一部が第二の光Ｌ２として観察者の目に入射するようになる。このように目視観察することにより、３０μｍ以下の微小欠陥を輝点として検出することができる。一方、異物や気泡がない場合には、散乱光が生じないため、欠陥は輝点として検出されない。

目視による観察方向は、フィルムＦに３０μｍ以下の微小欠陥が存在する場合であっても、観察者が微小欠陥を輝点として検出できる方向とする。観察者が第二の光Ｌ２を視認する際には、コントラストを大きくするとともに、第三の光Ｌ３が観察者の目に直接入射することを抑制する観点から暗視野に配置されることが好ましい。

このような観点から、目線と光軸ＣＬとのなす角度θ１は、高輝度光源１から射出された第一の光Ｌ１の光軸ＣＬに対して、５０°以上８０°以下の角度θ１をなす角度とする。尚、角度θ１は、より好ましくは６０°以上７０°以下の角度とする。

角度θ１が小さすぎると、高輝度光源１から射出されてフィルムＦを透過した光のうち鉛直上方に概ね真っ直ぐ進行する第三の光Ｌ３と、第二の光Ｌ２とが混在してしまい、コントラストが小さくなり、第二の光Ｌ２を精度よく検出できなくなる。さらに、第三の光Ｌ３が観察者の目に直接入射する可能性が高くなる。
一方、角度θ１が大きすぎると、観察者の目に散乱光が入射しにくくなる。

高輝度光源１から射出される第一の光Ｌ１は、フィルムＦの一部を照明する。フィルムＦを第一の光Ｌ１の光軸ＣＬと交差する方向Ｖに適宜移動させることにより、目視によるフィルムＦの欠陥検査を行う。

以下、図２〜図７を用いて、本実施形態に係る欠陥検査方法の作用・効果について説明する。
図２及び図３は、比較例に係る欠陥検査方法の説明図である。
図４及び図５は、本実施形態に係る欠陥検査方法の説明図である。
図６は、本実施形態に係る欠陥検査方法において、実施例１に係る高輝度光源１として富士倉社製のＬＥＤライトを用いたときの検出欠陥を示す図である。
図７は、本実施形態に係る欠陥検査方法において、実施例２に係る高輝度光源１としてシーズシー社製のポラリオンライトを用いたときの検出欠陥を示す図である。

図２及び図３に示すように、比較例に係る欠陥検査方法では、無偏光の光をフィルムＦに照射し、照明されたフィルムＦの画像を直視して観察する（明視野観察）。具体的に、フィルムＦの第一主面Ｓｆ１の側に光源２を配置し、光源２によって照明されたフィルムＦの画像をフィルムＦの第二主面Ｓｆ２の側において光源２の光軸上から目視により観察する。

光源２としては、２６００ｃｄ／ｍ^２以上３２００ｃｄ／ｍ^２以下の範囲の輝度を有する一般的なライトが用いられる。一般的なライトとしては、Panasonic社製の蛍光灯（型番：ＦＨＦ１６ＥＸ−Ｎ−Ｈ １６Ｗ Ｈｆ蛍光灯）を用いる。

表２は、光源２の輝度測定結果を示す表である。

輝度測定器としては、トプコン社製の輝度測定器（製品名：ＴＯＰＣＯＮ ＢＭ−９ ＬＵＭＩＮＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ）を用いた。輝度測定方法は、光源２の光射出面２ａから輝度測定器の受光面を１００ｍｍ程度離間させて光源２の輝度を測定した。Ｎ数は３とした。

離間距離を１００ｍｍ程度とするのは、実際に光源２を使用するときの、光源２の光射出面２ａとフィルムＦの第一主面Ｓｆ１との間の離間距離Ｊ２を想定したものである。尚、実際に光源２を使用するときには、離間距離Ｊ２を１００ｍｍ程度にすることに限らず、２６００ｃｄ／ｍ^２以上３２００ｃｄ／ｍ^２以下の範囲の輝度が維持される範囲で、離間距離Ｊ２を適宜調整することができる。

表２に示すように、光源２の測定結果の下限値は２６５０ｃｄ／ｍ^２であり、上限値は２９００ｃｄ／ｍ^２であった。光源２は２６００ｃｄ／ｍ^２以上３２００ｃｄ／ｍ^２以下の範囲の輝度を有することが確認された。

図２及び図３に戻り、光源２から射出される光Ｌ１’は、フィルムＦの全体を照明する。図３に示すように、観察者は、平面視矩形のフィルムＦの左右の二辺を把持し、フィルムＦの透過光像を観察する。

比較例に係る欠陥検査方法では、微小欠陥を輝点として検出することができない。そのため、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥を精度よく検出することは困難であった。

これに対し、本実施形態に係る欠陥検査方法では、図１、図４及び図５に示すように、高輝度光源１から射出された第一の光Ｌ１の光軸ＣＬをフィルムＦの第一主面Ｓｆ１に対して直交する方向に配置し、高輝度光源１によって照明されたフィルムＦの画像をフィルムＦの第二主面Ｓｆ２に対して斜め方向から目視により観察する。

表１に示したように、実施例１に係る高輝度光源１としては、富士倉社製のＬＥＤライト（高輝度光源「Ｂ」）を用いる。実施例２に係る高輝度光源１としては、シーズシー社製のポラリオンライト（高輝度光源「Ａ」）を用いる。

図４及び図５に示すように、高輝度光源１から射出される光Ｌ１は、フィルムＦの一部を照明する。図５に示すように、観察者は、平面視矩形のフィルムＦの左右の二辺を把持し、フィルムＦを光軸ＣＬと交差する方向Ｖ（図１参照）に適宜移動させつつ、フィルムＦの透過光像を斜め方向から観察する。

図６に示すように、本実施形態に係る欠陥検査方法において、実施例１に係るＬＥＤライトを用いたときの検出欠陥の顕微鏡画像では、２３μｍ程度のサイズの微小欠陥の輪郭が確認される。微小欠陥の内側部分は背景と同色であるものの、微小欠陥を輝点として検出することができる。そのため、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥を精度よく検出することができる。

図７に示すように、本実施形態に係る欠陥検査方法において、実施例２に係るポラリオンライトを用いたときの検出欠陥の顕微鏡画像においても、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥が輝点として確認される。実施例２においては、微小欠陥の内側部分が背景と異なる色であるため、実施例１に比べて、微小欠陥をより精度よく検出することができる。この理由は、実施例１においては１００００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を有する高輝度光源１を用いており、比較例に係る光源２の輝度に比べて２桁以上の高い輝度の光（第一の光Ｌ１）がフィルムＦ１に入射するため、散乱光（第二の光Ｌ２）の強度を大きくすることができ、その結果、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥を輝点として認識可能な状態とすることができるためである。

以上説明したように、本実施形態によれば、フィルムＦに３０μｍ以下のサイズの微小欠陥が存在する場合であっても、高輝度光源１から照射された第一の光Ｌ１が欠陥部分で散乱するため、フィルムＦを光軸ＣＬからずれた位置から目視観察することにより微小欠陥を輝点として検出することができる。従って、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥を精度よく検出することができる。

また、高輝度光源１として、１００００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を有する高輝度光源１を用いているため、３０μｍ以下のサイズの微小欠陥をより精度よく検出することができる。

また、目視による観察方向を光軸ＣＬに対して５０°以上８０°以下の角度θ１をなす方向としているため、暗視野で第二の光Ｌ２を十分に観察でき、目視により異物や気泡による散乱光の画像を精度よく視認することができる。さらに、第三の光Ｌが観察者の目に直接入射することを抑制することができる。よって、フィルムＦの微小欠陥の有無を精度よく且つ安全に検査することができる。

また、高輝度光源１によって照明されたフィルムＦの画像をフィルムＦの第二主面Ｓｆ２に対して斜め方向から目視観察するため、第三の光Ｌが観察者の目に直接入射することを抑制し易い。よって、フィルムＦの微小欠陥の有無を安全に検査し易い。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８を用いて説明する。
図８は、本発明の第２実施形態に係る欠陥検査方法の説明図である。

図８に示すように、本実施形態に係る欠陥検査方法は、高輝度光源１から射出された第一の光Ｌ１の光軸ＣＬをフィルムＦの第一主面Ｓｆ１に対して斜め方向に配置し、高輝度光源１によって照明されたフィルムＦの画像をフィルムＦの第二主面Ｓｆ２に対して直交する方向から目視により観察する点で、第１実施形態に係る欠陥検査方法と異なる。その他の第１実施形態と同一構成には同一符号を付し、詳細説明は省略する。

フィルムＦの第一主面Ｓｆ１に対する光軸ＣＬのなす角度θ２は、１０°以上４０°以下の角度とする。尚、角度θ２は、より好ましくは２０°以上３０°以下の程度とする。

本実施形態によれば、高輝度光源１によって照明されたフィルムＦの画像をフィルムＦの第二主面Ｓｆ２に対して直交する方向から目視観察するため、第三の光Ｌが観察者の目に直接入射することを抑制し易い。よって、フィルムＦの微小欠陥の有無を安全に検査し易い。

以上、添付図面を参照しながら本実施形態に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

１…高輝度光源、ＣＬ…高輝度光源の光軸、Ｆ…フィルム、Ｓｆ１…第一主面、Ｓｆ２…第二主面、

Claims (5)

1. フィルムの欠陥検査方法であって、
   前記フィルムの第一主面の側に７０００００ｃｄ／ｍ^２以上の輝度を有する高輝度光源を配置し、前記高輝度光源によって照明された前記フィルムの画像を前記フィルムの第二主面の側において前記高輝度光源の光軸からずれた位置から目視により観察する欠陥検査方法。
2. 前記高輝度光源の輝度は、１００００００ｃｄ／ｍ^２以上である請求項１に記載の欠陥検査方法。
3. 前記目視による観察方向は、前記高輝度光源から射出された光の光軸に対して５０°以上８０°以下の角度をなす方向とする請求項１又は２に記載の欠陥検査方法。
4. 前記高輝度光源から射出された光の光軸を前記フィルムの前記第一主面に対して直交する方向に配置し、前記高輝度光源によって照明された前記フィルムの画像を前記フィルムの前記第二主面に対して斜め方向から目視により観察する請求項１から３までのいずれか一項に記載の欠陥検査方法。
5. 前記高輝度光源から射出された光の光軸を前記フィルムの前記第一主面に対して斜め方向に配置し、前記高輝度光源によって照明された前記フィルムの画像を前記フィルムの前記第二主面に対して直交する方向から目視により観察する請求項１から３までのいずれか一項に記載の欠陥検査方法。