JP2016200439A - Coating film unevenness measurement method and coating film unevenness measurement device - Google Patents
Coating film unevenness measurement method and coating film unevenness measurement device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016200439A JP2016200439A JP2015079030A JP2015079030A JP2016200439A JP 2016200439 A JP2016200439 A JP 2016200439A JP 2015079030 A JP2015079030 A JP 2015079030A JP 2015079030 A JP2015079030 A JP 2015079030A JP 2016200439 A JP2016200439 A JP 2016200439A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- coating film
- electrode pattern
- image
- transparent substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明はインクや高分子樹脂溶液などの塗料を基板に塗布した塗膜の乾燥過程において塗膜に発生する塗膜ムラを測定する方法および塗膜ムラ測定装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for measuring coating film unevenness that occur in a coating film during a drying process of a coating film in which a coating material such as ink or a polymer resin solution is applied to a substrate.
光学フィルムやガスバリアフィルム、液晶関連のカラーフィルタなど、インクや高分子樹脂溶液などの塗料で塗膜を形成する工程では、外観上のムラが原因で製品が欠陥となる場合がある。光学フィルムやカラーフィルタでは光学特性の欠陥となり、ガスバリアフィルムではバリア性能の不良などが生じる。 In the process of forming a coating film with a paint such as an ink or a polymer resin solution such as an optical film, a gas barrier film, or a liquid crystal-related color filter, the product may be defective due to uneven appearance. Optical films and color filters cause defects in optical characteristics, and gas barrier films cause poor barrier performance.
このようなムラの発生を抑えるには、各塗料と各塗布乾燥条件において、どの段階でムラが生じるかを測定し、最適な塗料と塗布乾燥条件を把握して適用することでムラを発生させないことが有効である。しかし、塗膜は通常約1μm〜数百μmと薄く、着色があったり透明である場合や、照明条件と塗膜を目視で見る角度またはカメラなどで撮像する角度がムラによって異なることなど、光学的に観察するには困難な場合が多い。 In order to suppress the occurrence of such unevenness, measure at which stage unevenness occurs in each paint and each coating and drying condition, and identify and apply the optimal paint and coating and drying conditions so that unevenness does not occur It is effective. However, the coating film is usually as thin as about 1 μm to several hundred μm, and it is colored or transparent, and the illumination conditions and the angle at which the coating film is visually observed or taken with a camera etc. vary depending on unevenness. Often difficult to observe.
塗膜のムラを画像検査する方法として、塗膜のムラを照明方法などを変えて強調して画像計測する方法が多く用いられているが、ムラを光学的に強調して画像化する従来の方法では、ムラはわずかな照明方法や角度を変えて撮像するが、わずかな反射光や透過光の変化に起因するムラを高感度に画像化することが難しかった(特許文献1)。 As a method for inspecting the unevenness of the coating film, a method of measuring the image by emphasizing the unevenness of the coating film by changing the illumination method or the like is often used. In this method, unevenness is picked up by slightly changing the illumination method and angle, but it is difficult to image unevenness due to slight changes in reflected light and transmitted light with high sensitivity (Patent Document 1).
また、塗膜が液体の状態で塗布されて乾燥する過程においては、塗料と乾燥条件を変えてムラが発生しない条件を求めたい場合、ムラを強調して測定することが難しい。また、ムラがどの乾燥段階で生じるかを確認したい場合も、塗膜の性状は変化していき、光学条件も異なっていくので、ムラを画像測定することは難しかった。 Further, in the process of applying a coating film in a liquid state and drying, it is difficult to measure with emphasis on unevenness when it is desired to change the paint and drying conditions to obtain a condition that does not cause unevenness. Also, when it is desired to confirm in which drying stage the unevenness occurs, it is difficult to measure the unevenness image because the properties of the coating film change and the optical conditions also differ.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、従来難しかった、人間の目でようやく感知できるような、乾燥条件により発生する微少な塗膜ムラの検査が可能な画像測定方法および画像測定装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and image measurement capable of inspecting minute coating film unevenness caused by drying conditions, which has been difficult in the past and can be finally detected by the human eye. It is to provide a method and an image measuring device.
上記の課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、表面に周期的な電極パターンを形成させた透明基板上に塗膜を形成し、前記電極パターンに電圧を印加すると共に、略平行光を照射し、発生する回折光のうち、第一サイドローブの、光強度が零になる回折角度に近い0次回折光を検出することを特徴とする塗膜ムラ測定方法である。
As means for solving the above problems, the invention according to
また、請求項2に記載の発明は、前記回折光のサイドローブにおいて回折光強度がピーク強度より低下した回折角度で回折光を画像検出することを特徴とする請求項1記載の塗膜ムラ測定方法である。 The invention according to claim 2 is characterized in that diffracted light is image-detected at a diffraction angle at which the diffracted light intensity is lower than the peak intensity in the side lobe of the diffracted light. Is the method.
また、請求項3に記載の発明は、前記光照射を、多波長の略平行光でおこなうことを特
徴とする請求項1または請求項2に記載の塗膜ムラ測定方法である。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、表面に周期的な電極パターンを形成させた透明基板と、
前記電極パターンに電圧を印加するための電源と、
前記透明基板上の塗布された塗膜に光照射するための光源と、光源からの光を略平行光とするコリメートレンズを具備し
光照射により、塗膜から生じる回折光の画像を検出する画像検出器と、
を備えた塗膜検査装置であって、
前記塗膜を、表面に周期的な電極パターンを形成させた透明基板上に塗布し、前記電極パターンに電圧を印加させ、前記塗膜に光照射したときに発生する回折光のうち、第一サイドローブの、光強度が零になる回折角度に近い0次回折光を検出することを特徴とする塗膜ムラ測定装置である。
The invention according to
A power source for applying a voltage to the electrode pattern;
An image that includes a light source for irradiating the coated film on the transparent substrate with light and a collimator lens that makes light from the light source substantially parallel light, and detects an image of diffracted light generated from the film by light irradiation. A detector;
A coating film inspection apparatus comprising:
Of the diffracted light generated when the coating film is applied on a transparent substrate having a periodic electrode pattern formed on the surface, a voltage is applied to the electrode pattern, and the coating film is irradiated with light, the first A coating film unevenness measuring apparatus that detects zero-order diffracted light close to a diffraction angle at which the light intensity of a side lobe becomes zero.
また、請求項5に記載の発明は、前記回折光のサイドローブにおいて回折光強度がピーク強度より低下した回折角度で回折光を画像検出することを特徴とする請求項4記載の塗膜ムラ測定装置である。
Further, the invention according to
また、請求項6に記載の発明は、記光照射を、多波長の略平行光でおこなうことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の塗膜ムラ測定装置である。
The invention according to
本発明の装置によれば、乾燥中の塗膜のムラを、基板に電場を印加することで周期的な電極パターンに沿って変形させ、ムラを回折光の変化として強調できるので、人間の目でようやく感知できるような、乾燥条件により発生する微少な塗膜ムラを高感度に検出することができる。また、塗膜の厚さの違いによるムラだけでなく、場所によって異なる塗膜の乾燥状態の違いについても、工程内において測定することができる。 According to the apparatus of the present invention, unevenness of the coating film during drying can be deformed along a periodic electrode pattern by applying an electric field to the substrate, and the unevenness can be emphasized as a change in diffracted light. It is possible to detect with high sensitivity minute coating unevenness that occurs due to drying conditions that can be finally detected. Moreover, not only unevenness due to the difference in the thickness of the coating film but also the difference in the dry state of the coating film that varies depending on the location can be measured in the process.
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の塗膜ムラ測定装置の構成を示しており、表面に周期的な電極パターン3を形成させた透明基板4、電極パターン3に電圧を印加するための電源13、透明基板4上に塗布された塗膜5に光照射するための光源1、光源からの光を略平行光とするコリメートレンズ2、塗膜5から生じる回折光の画像を検出する画像検出器12からなっており、透明基板4としては、可視光を透過する石英ガラス基材などが用いられる。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a coating film unevenness measuring apparatus according to the present invention, a
表面に周期的な電極パターン3を形成させた透明基板4上の塗膜4を形成した後、電極パターンに電圧を印加し、コリメートレンズ2により略平行光となった光を照射する。光源1としては、ハロゲン光、メタルハライド光、LED光、キセノン光などが用いられる。
After the
電極パターン3の周期構造6は、光を透過する開口部であり、透明基板4において周期
構造6以外の部分では光は透過しない構造とする。周期構造6をもつ透明基板4では、1次元方向で考えた場合、周期構造の幅7と、周期構造の間隔8の関係によって回折光が生じる。図6に、本発明の実施形態に用いるすだれ状電極のパターンを示す。
The
光源1から塗膜5の照射位置までの距離9と、光源1から塗膜5への垂線と照射位置までの距離10において、距離10を距離9で割ったもの、すなわち光源1から照射位置との方向余弦pをとる。回折角度11は、90度から方向余弦pの逆余弦を差分したものとなる。
The
<実施形態1>
図2は、本発明の実施形態1を説明する説明図であり、方向余弦pで光源装置1から特定の波長の光を照射した場合、画像検出器12では、周期構造6と塗膜5を透過した光で生じる回折光が検出される。方向余弦pと画像検出器12で検出される回折光の光強度の関係を示している。
<
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining
周期構造の幅7をs、周期構造の間隔8をdとおき、照射エリアの周期構造の数をNとする。画像検出器12で検出される回折光の強度は、図2(a)に示すように波長λをdで割った周期ごとに鋭い強度が表れるsin(Nx)/sin(x)の2乗の特性の項16と、図2(b)に示すように波長λをsで割った周期ごとに強度が零となるsinc(x)の2乗の特性の項17の積で表される。
Suppose that the width 7 of the periodic structure is s, the interval 8 of the periodic structure is d, and the number of the periodic structures in the irradiation area is N. The intensity of the diffracted light detected by the
すなわち、画像検出器12で検出される光強度18は、図2(c)に示すように方向余弦pに対し、ある波長λにおいて、λ/dの周期で鋭い光強度が表れ、λ/sの周期で零になるsinc関数の2乗で増減する。
That is, the
ここで、周期構造の間隔8が比較的大きいと、光強度18において、方向余弦pに対しλ/dの間隔で発生する各次数の回折が近づいてしまう。そのため、画像検出器12で、各次数の回折光のみを検出することが難しくなってしまう。各次数の回折光において、寸法の変化が光強度の変化に最も影響を及ぼす方向余弦pにおける角度は限られているため、寸法の変化によってあまり光強度の変化が生じない成分も検出されてしまい、感度が低下してしまう。
Here, if the interval 8 of the periodic structure is relatively large, in the
ここで、光強度18は項17で示されるように、方向余弦pに対しsinc(x)の2乗を包絡線として項16の成分が増減する。周期構造の幅sは、必ず周期構造の間隔dより小さいため、方向余弦pに対しsinc(x)の2乗の特性で増減する周期は、方向余弦pに対する光強度18のピーク間隔であるλ/dより大きくなる。
Here, as indicated by the
電源13から交互に電圧印加と接地をした対向する電極パターン3に電圧を印加すると、電極パターン間に電気力線15が生じる。塗膜5を電気力線15が通ると、塗膜5と空気の誘電率が異なるためマクスウェル応力が働き、電場によって塗膜5が変形する。
When a voltage is applied from the
周期構造の幅7がsのときに透過する光の強度が、塗膜5が変形することで変化し、幅7が等価的にs’としたときの光の強度となった場合、図2(d)に示すようにsの場合の方向余弦pに対する光強度19が、s’では光強度20の特性となる。画像検出器12を用いて画角21の範囲の光強度を検出したとする。このときsinc(x)の2乗の特性において光強度が零となる方向余弦pが変化する。そのため、回折角度が0より大きく包絡線が初めて0になる回折角度に近い回折光を画像検出器12で検出し、画像処理装置14で画像における光強度変化が生じている部分を求めることで、塗膜5の変形を光強度の変化として検出することができる。
In the case where the intensity of light transmitted when the width 7 of the periodic structure is s changes as the
塗膜5の変形の大きさは、膜の厚さや乾燥状態の違いによって異なり、また、回折光はわずかな形状の変化が光の強度の変化として顕著に表れるため、膜の厚さや乾燥状態の違いがムラの画像として検出できる。電圧印加のときと非印加のときの画像の差異がなければ、塗膜は乾燥しているものとして乾燥状態を確認できる。このように乾燥中の塗膜のムラを、電圧を印加することで検出できる。
The magnitude of the deformation of the
周期的回路パターンのムラも見えるが、寸法精度が高い回路パターンを用い、さらに電圧ON−OFFのときの差から生じるムラを検出することで、塗膜のムラが検出できる。 Although unevenness of the periodic circuit pattern is also visible, the unevenness of the coating film can be detected by using a circuit pattern with high dimensional accuracy and detecting the unevenness caused by the difference between the voltage ON and OFF.
<実施形態2>
請求項2記載の本発明の実施形態2を図1、図3を用いて説明する。周期構造の幅7がsのときの,方向余弦pに対する光強度22は、電源13の電圧の印加によって塗膜5が変形して周期構造の幅7が等価的にs’となった場合、光強度23の特性となる。ここで、回折光のサイドローブにおいて回折光強度が低下する画角24、または画角25で,画像検出器12で光強度を検出する。これにより、周期構造の幅7がsの場合と、塗膜が変形して周期構造の幅7が等価的にs’となった部分では、両者の光強度の差が生じるため、周期構造の欠陥を光強度分布として検出できる。
<Embodiment 2>
A second embodiment of the present invention described in claim 2 will be described with reference to FIGS. When the width 7 of the periodic structure is s, the
<実施形態3>
用いた光源を多波長の光にした以外は実施形態1と同じ条件で行った場合を、図1、図4を用いて説明する。光源1から多波長の光を、コリメートレンズ2で略平行光として、基板4へ照射する。周期構造6の幅7がsのとき、波長λの場合には方向余弦pに対して光強度26となり、波長λ’の場合には方向余弦pに対して光強度27となる。ここで電源13の電圧の印加によって塗膜3が変形し周期構造6の幅7が等価的にs’になった場合、波長λ、波長λ’の光強度はそれぞれ、光強度28、光強度29となる。
<
A case where the light source is used under the same conditions as in the first embodiment except that light of multiple wavelengths is used will be described with reference to FIGS. The
多波長の光において、全波長で第一サイドローブの光強度が零になる回折角度に近い回折角である画角30で回折光を画像検出器12を用いて検出し、画像処理装置14で光の強度が変化する部分を求めることで、電源13の電圧の印加によって、塗膜5が変形し周期構造の幅7が等価的にs’になった場合の塗膜5の膜厚や乾燥状態の違いのムラを光強度変化として検出することができる。
In multi-wavelength light, diffracted light is detected using the
光源が多波長であることで、全波長で第一サイドローブの光強度が零になる回折角度に近い回折角の画角で、回折光を画像検出器12を用いて検出するときに、光強度が零になる回折角度では周期構造の寸法変化に対する感度が悪く、また零になる回折角度から隔たりすぎた角度でも寸法変化によって変化しない光強度の割合が増えてしまい、感度が悪くなる。
When the diffracted light is detected using the
また、単波長の略平行光ではそのための画角の設定が難しい。そこで、多波長にすると、いずれかの波長で感度が高まることで、画角の設定を容易に、感度よく寸法変化を検出することができた。 In addition, it is difficult to set the angle of view for single-wavelength substantially parallel light. Therefore, when the number of wavelengths is increased, the sensitivity is increased at any wavelength, so that the dimensional change can be easily detected with a high sensitivity by setting the angle of view.
以上、基板4では周期構造6を光源1の照明光が透過する例で示した。基板4において周期構造6では光を反射し、周期構造6以外の部分では光を反射しない場合、光源1を画像検出器14と同方向から基板4を照射することで、同様の効果が実現できる。
As described above, the
<実施形態4>
用いた光源を、多波長の光にした以外は、実施形態2同じ条件でいった場合を、図1、図5を用いて説明する。光源1から多波長の光を、コリメートレンズ2で略平行光として、基板4へ照射する。周期構造6の幅7がsのとき,波長λの場合、方向余弦pに対して光
強度31、波長λ’の場合、方向余弦pに対して光強度32となる。ここで電源13の電圧の印加によって塗膜3が変形し周期構造6の幅7がs’になった場合、波長λ、波長λ’での光強度はそれぞれ、光強度33、光強度34の特性となる。
<
A case where the light source used is the same as that of the second embodiment except that the light source is multi-wavelength light will be described with reference to FIGS. The
ここで、多波長の各波長の回折光のサイドローブにおいて、回折光強度が低下する画角35、または画角36で,画像検出器8で光強度を検出する。これにより、電源13の電圧の印加によって、塗膜5が変形し周期構造6の幅7が等価的にs’になった場合の塗膜5の膜厚や乾燥状態の違いのムラを光強度変化として検出することができる。
Here, the light intensity is detected by the image detector 8 at the angle of
以上のことから、本発明の塗膜ムラ測定方法及び測定装置によって、例えばインクや高分子樹脂溶液などの塗料を基板に塗布した塗膜の乾燥過程において、基板に形成した周期的な電極パターンに電圧を加えて電場を生じさせ、電場によって変形する塗膜の回折光から塗膜の乾燥過程のムラを画像検出することができる。 From the above, by the coating film unevenness measuring method and measuring apparatus of the present invention, in the drying process of the coating film in which a coating material such as ink or polymer resin solution is applied to the substrate, the periodic electrode pattern formed on the substrate is formed. An electric field is generated by applying a voltage, and the unevenness in the drying process of the coating film can be detected from the diffracted light of the coating film deformed by the electric field.
1・・・光源
2・・・コリメートレンズ
3・・・電極パターン
4・・・透明基板
5・・・塗膜
6・・・周期構造
7・・・周期構造の幅
8・・・周期構造の間隔
9・・・距離
10・・・距離
11・・・回折角度
12・・・画像検出器
13・・・電源
14・・・画像処理装置
15・・・電気力線
16・・・項
17・・・項
18・・・光強度
19・・・光強度
20・・・光強度
21・・・画角
22・・・光強度
23・・・光強度
24・・・画角
25・・・画角
26・・・光強度
27・・・光強度
28・・・光強度
29・・・光強度
30・・・画角
31・・・光強度
32・・・光強度
33・・・光強度
34・・・光強度
35・・・画角
36・・・画角
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電極パターンに電圧を印加するための電源と、
前記透明基板上の塗布された塗膜に光照射するための光源と、光源からの光を略平行光とするコリメートレンズを具備し
光照射により、塗膜から生じる回折光の画像を検出する画像検出器と、
を備えた塗膜検査装置であって、
前記塗膜を、表面に周期的な電極パターンを形成させた透明基板上に塗布し、前記電極パターンに電圧を印加させ、前記塗膜に光照射したときに発生する回折光のうち、第一サイドローブの、光強度が零になる回折角度に近い0次回折光を検出することを特徴とする塗膜ムラ測定装置。 A transparent substrate having a periodic electrode pattern formed on the surface;
A power source for applying a voltage to the electrode pattern;
An image that includes a light source for irradiating the coated film on the transparent substrate with light and a collimator lens that makes light from the light source substantially parallel light, and detects an image of diffracted light generated from the film by light irradiation. A detector;
A coating film inspection apparatus comprising:
Of the diffracted light generated when the coating film is applied on a transparent substrate having a periodic electrode pattern formed on the surface, a voltage is applied to the electrode pattern, and the coating film is irradiated with light, the first A coating film unevenness measuring apparatus for detecting zero-order diffracted light close to a diffraction angle at which the light intensity of a side lobe becomes zero.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015079030A JP2016200439A (en) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | Coating film unevenness measurement method and coating film unevenness measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015079030A JP2016200439A (en) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | Coating film unevenness measurement method and coating film unevenness measurement device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016200439A true JP2016200439A (en) | 2016-12-01 |
Family
ID=57422919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015079030A Pending JP2016200439A (en) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | Coating film unevenness measurement method and coating film unevenness measurement device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016200439A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017072477A (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | 凸版印刷株式会社 | Coated film unevenness detection device and coated film unevenness detection method |
CN112162095A (en) * | 2020-09-24 | 2021-01-01 | 上海印标包装有限公司 | Hydrophilic film and manufacturing method thereof |
-
2015
- 2015-04-08 JP JP2015079030A patent/JP2016200439A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017072477A (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | 凸版印刷株式会社 | Coated film unevenness detection device and coated film unevenness detection method |
CN112162095A (en) * | 2020-09-24 | 2021-01-01 | 上海印标包装有限公司 | Hydrophilic film and manufacturing method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6506274B2 (en) | Multi-scale uniformity analysis of materials | |
JP5637738B2 (en) | Deformation measuring apparatus and deformation measuring method | |
TWI420068B (en) | Interferometry for lateral metrology | |
CN110196021A (en) | Coating layer thickness and its application are measured based on Optical coherence tomography technology | |
KR20090084245A (en) | Method for measuring thickness | |
WO2016181206A1 (en) | The measurement setup for determining position of focal plane and effective focal length of an optical system and the method of determining position of focal plane and effective focal length of an optical system | |
JP2016200439A (en) | Coating film unevenness measurement method and coating film unevenness measurement device | |
US10228329B2 (en) | Arrangement for determining properties and/or parameters of a sample and/or of at least one film formed on the surface of a sample | |
JP2007155379A (en) | Three-dimensional shape measuring device and three-dimensional shape measuring method | |
US10969343B2 (en) | Measuring method, measuring arrangement and measuring device | |
TW201339564A (en) | White-light interference measuring device and interfere measuring method thereof | |
KR20170055661A (en) | Apparatus of real time imaging spectroscopic ellipsometry for large-area thin film measurements | |
EP2577265A1 (en) | Apparatus and method for locating the centre of a beam profile | |
Nagato et al. | Defect inspection technology for a gloss-coated surface using patterned illumination | |
JP2010060385A (en) | Device and method for measuring liquid membrane thickness | |
JP2014020870A (en) | Surface shape inspection device and surface shape inspection method | |
US10466274B2 (en) | Arrangement for spatially resolved determination of the specific electrical resistance and/or the specific electrical conductivity of samples | |
US11041798B2 (en) | Arrangement for determining the achievable adhesive strength before forming a connection having material continuity to a surface of a joining partner | |
JP4961777B2 (en) | Coating unevenness inspection method | |
JP6679872B2 (en) | Coating unevenness detection device and coating unevenness detection method | |
JP2018040714A (en) | Device and method for measuring coating film irregularity image | |
JP6912045B2 (en) | Film thickness measurement method and its equipment | |
JP6981111B2 (en) | Viscosity distribution measuring device and viscosity distribution measuring method for coating film | |
JP5317759B2 (en) | Method and system for quantifying orientation state of scaly material in coating film | |
TW201420993A (en) | Multi-function measurement system for thin film elements |