JP4516648B2 - 複合偏光板の検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相差板と直線偏光板が積層された複合偏光板の検査方法に関し、詳しくは液晶セルとの間に空気層を介して使用する複合偏光板の検査方法、特に位相差板表面やその内部に存在する気泡、傷、異物、ピンホール、むら等の欠陥を検査する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位相差板と直線偏光板とが積層された複合偏光板は、通常、液晶セル表面に、位相差板が液晶セル表面に接触するような構成にて貼着使用され、液晶表示用パネルの一部として使用される。
【０００３】
近年、液晶表示画像を直接スクリーンに投影するプロジェクターが多く使用されるようになりつつある。このような液晶表示プロジェクターにおいては、投影画像の明るさを確保するために、強力な光源が使用される。
【０００４】
複合偏光板に使用される直線偏光板は、入射光の約５０％を吸収し、透過軸に平行な光を透過させるものであり、吸収された光は熱に変換される。従来の液晶ディスプレーにおいては、電池を電源とするものが多く、消費電力をできるだけ低減した光源が使用されており、直線偏光板において発生する熱は問題になるものではなかった。
【０００５】
しかし、プロジェクターのように強力な光源を使用する場合には、かかる発熱は大きく、複合偏光板やこれを積層した液晶ディスプレーにおいては液晶セル等の温度が上昇し、その特性に悪影響を与える場合がある。このような温度上昇による影響を回避するために、液晶表示プロジェクターにおいては、液晶セルと複合偏光板の間に位相差板表面が液晶セルに対向した状態で空間を設ける構成が採用されている。
【０００６】
液晶セルと複合偏光板の間に空間を設けると、液晶セルを通過した画像を構成する光の４〜５％が位相差板表面で反射してにじみ等が発生し、画像の鮮明さが低下する。この光の反射防止のためには、位相差板の表面に無反射コーティングを施して無反射層を形成すればよい。
【０００７】
表面に形成される無反射層は、位相差板の表面の反射率を通常は１％以下、好ましくは０．５％以下とするものである。従って、反射光が弱いために、その反対面から透過してくる透過光、並びに検査用の光源から位相差板と直線偏光板を通過して反対面に達してそこで反射されてくる反射光（以下、妨害光という）があると、異物や無反射コーティング層が欠けている箇所等の欠陥の検出が困難である。特に径が２０〜３０μｍ程度である欠陥や、長さが２０〜３０μｍ程度以上であっても幅が２〜３μｍ程度以下である線状の傷などは、殆ど検出できなかった。
【０００８】
上記の妨害光を遮断する方法として、検査対象である複合偏光板の構成部材である直線偏光板を利用し、この直線偏光板とクロスニコルの関係にある直線偏光板を検光子として検査部に設け、この直線偏光板を介して観察する手段が考えられる。即ち、妨害光はいずれも複合偏光板の構成部材である直線偏光板を通過してくるために直線偏光光であり、直線偏光光はその吸収軸と直交する吸収軸を有する直線偏光板により吸収されるという特性を利用して妨害光を排除しようとするものである。
【０００９】
ところが、複合偏光板の構成部材である直線偏光板により直線偏光光とされた妨害光は、位相差板を通過すると楕円偏光光となって、検光子である直線偏光板を光線抜けと称される現象を起こして透過し、表面反射光の観察を妨害する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複合偏光板、特に位相差板側表面に無反射層が形成された複合偏光板の、位相差板表面に存在する欠陥を効果的にかつ簡便に検査する検査方法を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、位相差板と直線偏光板とが積層されてなる複合偏光板の前記位相差板側に光を照射して位相差板表面からの反射光を検光子を通して位相差板表面に存在する欠陥を観察する複合偏光板の検査方法であって、前記検光子は、前記複合偏光板の位相差板の面内レターデーションと等しい面内レターデーションを有する検光子位相差板と、検光子直線偏光板とが積層されてなり、前記検光子位相差板側を前記複合偏光板側に位置するように配設された検光子であり、前記複合偏光板の直線偏光板と前記検光子直線偏光板とをクロスニコルにすると共に、前記複合偏光板の位相差板の遅相軸と前記検光子位相差板の遅相軸とを互いに直交させ、これにより、複合偏光板内部を透過してくる妨害光を前記検光子により吸収させることを特徴とする。
【００１２】
ここに面内レターデーションとは、以下に定義される数値である。
【００１３】
面内レターデーション＝（ｎx −ｎy ）・ｄ
ｎx ：位相差板のｘ軸方向（遅相軸方向）の屈折率
ｎy ：位相差板のｙ軸方向（遅相軸との直交方向）の屈折率
ｄ：位相差板の厚み
直線偏光板同士をクロスニコルにすると周知のように透過光が遮断される。ところが、直線偏光板の上に位相差板を積層し、これを直線偏光板のみの検光子を用いて観察すると、上記のように光線抜けが発生する。
【００１４】
本発明は、検査対象である複合偏光板の位相差板表面に光源から光を照射し、その反射光をまず検光子位相差板、次いで検光子直線偏光板を通して観察する。妨害光は、複合偏光板の直線偏光板を通過して直線偏光光となり、次いで複合偏光板の位相差板と検光子位相差板とを通過するが、これらの２つの位相差板はそれぞれの面内レターデーションが互いに等しく、またそれぞれの遅相軸が互いに直交しているので、これらの位相差板の作用が解消される。そのため、２枚の直線偏光板のクロスニコルの効果が発揮されて、透過光が吸収され、複合偏光板の位相差板表面の反射光が明確に観察可能となる。
【００１５】
上述の発明においては、前記複合偏光板と前記検光子とを平行に配設すると共に前記複合偏光板の位相差板のＮｚ係数と前記検光子の位相差板のＮｚ係数との和を１とすることが好適である。ここにＮｚ係数とは、以下に定義される数値である。
【００１６】
Ｎｚ係数＝（ｎx −ｎz ）／（ｎx −ｎy ）
ｎx ：位相差板のｘ軸方向（遅相軸方向）の屈折率
ｎy ：位相差板のｙ軸方向（遅相軸との直交方向）の屈折率
ｎz ：位相差板のｚ軸方向（厚さ方向）の屈折率
表面検査のための光は、通常は複合偏光板に対して斜めに照射される。従って、表面観察の妨げとなる透過光等の妨害光も同じ斜め方向の光である。位相差板の屈折率は、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向、即ち位相差板の遅相軸、遅相軸との直交方向、及び厚さ方向にそれぞれ異なるから、斜め方向の光には、位相差板のその斜め方向の屈折率と透過光路長に応じた位相差（レターデーション）が発生する。従って、単に複合偏光板の位相差板の面内レターデーションと検光子位相差板の面内レターデーションとを同一にしただけでは、両位相差板の作用が完全に解消されず、少しずれてその分だけ光線抜けが発生する場合がある。
【００１７】
上記のようにＮｚ係数の和を１にすると、斜めに透過してくる妨害光の光線抜けがより完全に防止され、表面検査が容易となる。なお、反射光に対して妨害光の強度が弱く、妨害の程度が低くて欠陥が検出できれば、Ｎｚ係数の和は正確に１でなくてもほぼ１であればよい。
【００１８】
本発明は、少なくとも位相差フィルム外面に無反射層を有する複合偏光板の検査方法として特に好適である。
【００１９】
妨害光が吸収される結果、無反射層が設けられ、反射光の弱い複合偏光板の位相差板の表面検査をより確実に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は複合偏光板の検査方法を示した図である。検査対象である複合偏光板１０は、直線偏光板１２と位相差板１３とが積層、一体化されている。検査部Ｄにおいては、検光子５が設けられ、複合偏光板から到達する光は検光子５を介して観察される。プロジェクター等に使用される複合偏光板においては、位相差板１３の直線偏光板積層面とは反対面に無反射層が設けられる。
【００２１】
検光子５は、位相差板（検光子位相差板）７と直線偏光板（検光子直線偏光板）９とが積層されており、検光子位相差板７が、検査対象である複合偏光板１０の位相差板１３に平行に対向して配設されている。検光子位相差板７と位相差板１３とは、遅相軸が直交し、また面内レターデーションは同一であり、好ましくは検光子位相差板７のＮｚ係数と位相差板１３のＮｚ係数との和がほぼ１である。
【００２２】
検光子５の検光子直線偏光板９と検査対象の複合偏光板１０の直線偏光板１２はクロスニコルになるように配設される。妨害光ｂ，ｃは、いずれも直線偏光板１２を透過してくるために直線偏光光であり、位相差板の効果を解消すれば、検光子５の直線偏光板９により吸収することが可能となる。
【００２３】
光源３から照射された光は、一部は位相差板表面において反射し、ａとして検査部Ｄに達する。他の一部の光は複合偏光板１０を通過して反対面に達し、ここで反射され、さらに位相差板を通過して検光子５に達する（ｂ）。
【００２４】
複合偏光板の光源とは反対面から入射した光は複合偏光板を透過して検光子５に達する（ｃ）。
【００２５】
光ｂ，ｃは、位相差板１３表面の検査に必要な光ａの視認を妨害する妨害光であるが、上記の構成により位相差板１３の効果が検光子位相差板７により解消され、その結果検光子直線偏光板９により吸収され、妨害が排除される。
【００２６】
本発明に使用する直線偏光板、位相差板は、公知のものが限定なく使用可能である。
【００２７】
位相差板は、Ｎｚ係数の異なるものが市販されており、検査対象に応じて適宜選択して使用する。例えば、Ｎｚ係数が０．５の位相差板を使用した複合偏光板の検査にはＮｚ係数が０．５の位相差板を検光子位相差板として使用し、Ｎｚ係数が０．３の位相差板を使用した複合偏光板の検査にはＮｚ係数が０．７の位相差板を検光子位相差板として使用し、Ｎｚ係数が０．７の位相差板を使用した複合偏光板の検査にはＮｚ係数が０．３の位相差板を検光子位相差板として使用する。
【００２８】
検光子直線偏光板９は、他の直線偏光作用を有する材料を使用してもよい。 検査の結果、欠陥が認められた場合、それが所定形状への打ち抜き前であればその部分にマーキングして打ち抜き部位から除外し、打ち抜いた後の製品であれば廃棄すればよい。
【００２９】
上記においては、検査を目視で行っている例を示したが、カメラ等の光学装置を使用し、得られた画像をコンピューター処理してもよい。
【００３０】
複合偏光板は楕円偏光板であってもよいし、面内レターデーションが１／４λ（１３０〜１４０ｎｍ程度）である位相差板と直線偏光板とが遅相軸と吸収軸とが４５°で交わるように積層された円偏光板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合偏光板の位相差板表面を検査する方法の例を示したモデル図
【符号の説明】
３ 光源
５ 検光子
７ 検光子位相差板
９ 検光子直線偏光板
１０ 複合偏光板
１２ 直線偏光板
１３ 位相差板
Ｄ 検査部
ａ 反射光
ｂ，ｃ 妨害光
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相差板と直線偏光板が積層された複合偏光板の検査方法に関し、詳しくは液晶セルとの間に空気層を介して使用する複合偏光板の検査方法、特に位相差板表面やその内部に存在する気泡、傷、異物、ピンホール、むら等の欠陥を検査する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位相差板と直線偏光板とが積層された複合偏光板は、通常、液晶セル表面に、位相差板が液晶セル表面に接触するような構成にて貼着使用され、液晶表示用パネルの一部として使用される。
【０００３】
近年、液晶表示画像を直接スクリーンに投影するプロジェクターが多く使用されるようになりつつある。このような液晶表示プロジェクターにおいては、投影画像の明るさを確保するために、強力な光源が使用される。
【０００４】
複合偏光板に使用される直線偏光板は、入射光の約５０％を吸収し、透過軸に平行な光を透過させるものであり、吸収された光は熱に変換される。従来の液晶ディスプレーにおいては、電池を電源とするものが多く、消費電力をできるだけ低減した光源が使用されており、直線偏光板において発生する熱は問題になるものではなかった。
【０００５】
しかし、プロジェクターのように強力な光源を使用する場合には、かかる発熱は大きく、複合偏光板やこれを積層した液晶ディスプレーにおいては液晶セル等の温度が上昇し、その特性に悪影響を与える場合がある。このような温度上昇による影響を回避するために、液晶表示プロジェクターにおいては、液晶セルと複合偏光板の間に位相差板表面が液晶セルに対向した状態で空間を設ける構成が採用されている。
【０００６】
液晶セルと複合偏光板の間に空間を設けると、液晶セルを通過した画像を構成する光の４〜５％が位相差板表面で反射してにじみ等が発生し、画像の鮮明さが低下する。この光の反射防止のためには、位相差板の表面に無反射コーティングを施して無反射層を形成すればよい。
【０００７】
表面に形成される無反射層は、位相差板の表面の反射率を通常は１％以下、好ましくは０．５％以下とするものである。従って、反射光が弱いために、その反対面から透過してくる透過光、並びに検査用の光源から位相差板と直線偏光板を通過して反対面に達してそこで反射されてくる反射光（以下、妨害光という）があると、異物や無反射コーティング層が欠けている箇所等の欠陥の検出が困難である。特に径が２０〜３０μｍ程度である欠陥や、長さが２０〜３０μｍ程度以上であっても幅が２〜３μｍ程度以下である線状の傷などは、殆ど検出できなかった。
【０００８】
上記の妨害光を遮断する方法として、検査対象である複合偏光板の構成部材である直線偏光板を利用し、この直線偏光板とクロスニコルの関係にある直線偏光板を検光子として検査部に設け、この直線偏光板を介して観察する手段が考えられる。即ち、妨害光はいずれも複合偏光板の構成部材である直線偏光板を通過してくるために直線偏光光であり、直線偏光光はその吸収軸と直交する吸収軸を有する直線偏光板により吸収されるという特性を利用して妨害光を排除しようとするものである。
【０００９】
ところが、複合偏光板の構成部材である直線偏光板により直線偏光光とされた妨害光は、位相差板を通過すると楕円偏光光となって、検光子である直線偏光板を光線抜けと称される現象を起こして透過し、表面反射光の観察を妨害する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複合偏光板、特に位相差板側表面に無反射層が形成された複合偏光板の、位相差板表面に存在する欠陥を効果的にかつ簡便に検査する検査方法を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、位相差板と直線偏光板とが積層されてなる複合偏光板の前記位相差板側に光を照射して位相差板表面からの反射光を検光子を通して位相差板表面に存在する欠陥を観察する複合偏光板の検査方法であって、前記検光子は、前記複合偏光板の位相差板の面内レターデーションと等しい面内レターデーションを有する検光子位相差板と、検光子直線偏光板とが積層されてなり、前記検光子位相差板側を前記複合偏光板側に位置するように配設された検光子であり、前記複合偏光板の直線偏光板と前記検光子直線偏光板とをクロスニコルにすると共に、前記複合偏光板の位相差板の遅相軸と前記検光子位相差板の遅相軸とを互いに直交させ、これにより、複合偏光板内部を透過してくる妨害光を前記検光子により吸収させることを特徴とする。
【００１２】
ここに面内レターデーションとは、以下に定義される数値である。
【００１３】
面内レターデーション＝（ｎx −ｎy ）・ｄ
ｎx ：位相差板のｘ軸方向（遅相軸方向）の屈折率
ｎy ：位相差板のｙ軸方向（遅相軸との直交方向）の屈折率
ｄ：位相差板の厚み
直線偏光板同士をクロスニコルにすると周知のように透過光が遮断される。ところが、直線偏光板の上に位相差板を積層し、これを直線偏光板のみの検光子を用いて観察すると、上記のように光線抜けが発生する。
【００１４】
本発明は、検査対象である複合偏光板の位相差板表面に光源から光を照射し、その反射光をまず検光子位相差板、次いで検光子直線偏光板を通して観察する。妨害光は、複合偏光板の直線偏光板を通過して直線偏光光となり、次いで複合偏光板の位相差板と検光子位相差板とを通過するが、これらの２つの位相差板はそれぞれの面内レターデーションが互いに等しく、またそれぞれの遅相軸が互いに直交しているので、これらの位相差板の作用が解消される。そのため、２枚の直線偏光板のクロスニコルの効果が発揮されて、透過光が吸収され、複合偏光板の位相差板表面の反射光が明確に観察可能となる。
【００１５】
上述の発明においては、前記複合偏光板と前記検光子とを平行に配設すると共に前記複合偏光板の位相差板のＮｚ係数と前記検光子の位相差板のＮｚ係数との和を１とすることが好適である。ここにＮｚ係数とは、以下に定義される数値である。
【００１６】
Ｎｚ係数＝（ｎx −ｎz ）／（ｎx −ｎy ）
ｎx ：位相差板のｘ軸方向（遅相軸方向）の屈折率
ｎy ：位相差板のｙ軸方向（遅相軸との直交方向）の屈折率
ｎz ：位相差板のｚ軸方向（厚さ方向）の屈折率
表面検査のための光は、通常は複合偏光板に対して斜めに照射される。従って、表面観察の妨げとなる透過光等の妨害光も同じ斜め方向の光である。位相差板の屈折率は、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向、即ち位相差板の遅相軸、遅相軸との直交方向、及び厚さ方向にそれぞれ異なるから、斜め方向の光には、位相差板のその斜め方向の屈折率と透過光路長に応じた位相差（レターデーション）が発生する。従って、単に複合偏光板の位相差板の面内レターデーションと検光子位相差板の面内レターデーションとを同一にしただけでは、両位相差板の作用が完全に解消されず、少しずれてその分だけ光線抜けが発生する場合がある。
【００１７】
上記のようにＮｚ係数の和を１にすると、斜めに透過してくる妨害光の光線抜けがより完全に防止され、表面検査が容易となる。なお、反射光に対して妨害光の強度が弱く、妨害の程度が低くて欠陥が検出できれば、Ｎｚ係数の和は正確に１でなくてもほぼ１であればよい。
【００１８】
本発明は、少なくとも位相差フィルム外面に無反射層を有する複合偏光板の検査方法として特に好適である。
【００１９】
妨害光が吸収される結果、無反射層が設けられ、反射光の弱い複合偏光板の位相差板の表面検査をより確実に行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は複合偏光板の検査方法を示した図である。検査対象である複合偏光板１０は、直線偏光板１２と位相差板１３とが積層、一体化されている。検査部Ｄにおいては、検光子５が設けられ、複合偏光板から到達する光は検光子５を介して観察される。プロジェクター等に使用される複合偏光板においては、位相差板１３の直線偏光板積層面とは反対面に無反射層が設けられる。
【００２１】
検光子５は、位相差板（検光子位相差板）７と直線偏光板（検光子直線偏光板）９とが積層されており、検光子位相差板７が、検査対象である複合偏光板１０の位相差板１３に平行に対向して配設されている。検光子位相差板７と位相差板１３とは、遅相軸が直交し、また面内レターデーションは同一であり、好ましくは検光子位相差板７のＮｚ係数と位相差板１３のＮｚ係数との和がほぼ１である。
【００２２】
検光子５の検光子直線偏光板９と検査対象の複合偏光板１０の直線偏光板１２はクロスニコルになるように配設される。妨害光ｂ，ｃは、いずれも直線偏光板１２を透過してくるために直線偏光光であり、位相差板の効果を解消すれば、検光子５の直線偏光板９により吸収することが可能となる。
【００２３】
光源３から照射された光は、一部は位相差板表面において反射し、ａとして検査部Ｄに達する。他の一部の光は複合偏光板１０を通過して反対面に達し、ここで反射され、さらに位相差板を通過して検光子５に達する（ｂ）。
【００２４】
複合偏光板の光源とは反対面から入射した光は複合偏光板を透過して検光子５に達する（ｃ）。
【００２５】
光ｂ，ｃは、位相差板１３表面の検査に必要な光ａの視認を妨害する妨害光であるが、上記の構成により位相差板１３の効果が検光子位相差板７により解消され、その結果検光子直線偏光板９により吸収され、妨害が排除される。
【００２６】
本発明に使用する直線偏光板、位相差板は、公知のものが限定なく使用可能である。
【００２７】
位相差板は、Ｎｚ係数の異なるものが市販されており、検査対象に応じて適宜選択して使用する。例えば、Ｎｚ係数が０．５の位相差板を使用した複合偏光板の検査にはＮｚ係数が０．５の位相差板を検光子位相差板として使用し、Ｎｚ係数が０．３の位相差板を使用した複合偏光板の検査にはＮｚ係数が０．７の位相差板を検光子位相差板として使用し、Ｎｚ係数が０．７の位相差板を使用した複合偏光板の検査にはＮｚ係数が０．３の位相差板を検光子位相差板として使用する。
【００２８】
検光子直線偏光板９は、他の直線偏光作用を有する材料を使用してもよい。 検査の結果、欠陥が認められた場合、それが所定形状への打ち抜き前であればその部分にマーキングして打ち抜き部位から除外し、打ち抜いた後の製品であれば廃棄すればよい。
【００２９】
上記においては、検査を目視で行っている例を示したが、カメラ等の光学装置を使用し、得られた画像をコンピューター処理してもよい。
【００３０】
複合偏光板は楕円偏光板であってもよいし、面内レターデーションが１／４λ（１３０〜１４０ｎｍ程度）である位相差板と直線偏光板とが遅相軸と吸収軸とが４５°で交わるように積層された円偏光板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合偏光板の位相差板表面を検査する方法の例を示したモデル図
【符号の説明】
３ 光源
５ 検光子
７ 検光子位相差板
９ 検光子直線偏光板
１０ 複合偏光板
１２ 直線偏光板
１３ 位相差板
Ｄ 検査部
ａ 反射光
ｂ，ｃ 妨害光
Claims (3)
- 位相差板と直線偏光板とが積層されてなる複合偏光板の前記位相差板側に光を照射して位相差板表面からの反射光を検光子を通して位相差板表面に存在する欠陥を観察する複合偏光板の検査方法であって、
前記検光子は、前記複合偏光板の位相差板の面内レターデーションと等しい面内レターデーションを有する検光子位相差板と、検光子直線偏光板とが積層されてなり、前記検光子位相差板側を前記複合偏光板側に位置するように配設された検光子であり、前記複合偏光板の直線偏光板と前記検光子直線偏光板とをクロスニコルにすると共に、前記複合偏光板の位相差板の遅相軸と前記検光子位相差板の遅相軸とを互いに直交させ、これにより、複合偏光板内部を透過してくる妨害光を前記検光子により吸収させることを特徴とする複合偏光板の検査方法。 - 前記複合偏光板と前記検光子とを平行に配設すると共に前記複合偏光板の位相差板のＮｚ係数と前記検光子位相差板のＮｚ係数との和を１とする請求項１に記載の複合偏光板の検査方法。
Ｎｚ係数＝（ｎx −ｎz ）／（ｎx −ｎy ）
ｎx ：位相差板のｘ軸方向の屈折率
ｎy ：位相差板のｙ軸方向の屈折率
ｎz ：位相差板のｚ軸方向の屈折率 - 前記複合偏光板は、少なくとも位相差フィルム外面に無反射層を有するものである請求項１又は２に記載の複合偏光板の検査方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34152699A JP4516648B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 複合偏光板の検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP34152699A JP4516648B2 (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | 複合偏光板の検査方法 |
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|---|---|
| JP2001159582A JP2001159582A (ja) | 2001-06-12 |
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