JP6924002B2 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Description
検査対象である検査対象位相差フィルムの欠陥を検査する検査装置であって、
前記検査対象位相差フィルムに照射する光を射出する光源部と、
前記光源部と前記検査対象位相差フィルムとの間に配されて、前記光源部から射出された前記光を前記検査対象位相差フィルムへと通過させる偏光フィルムと、
前記検査対象位相差フィルムを通過した前記光を受光して欠陥を検査する検査部と、
前記光源部から射出された前記光が前記検査部に受光されるまでの経路に配された非平行用位相差フィルムとを備え、
前記非平行用位相差フィルムは、該非平行用位相差フィルムの配向方向と、前記検査対象位相差フィルムの配向方向とが非平行となるように配されて、前記光の位相差を変更するように構成されている。
このとき、光源部から射出された光が検査部に受光されるまでの経路に、検査対象位相差フィルムの配向方向と非平行用位相差フィルムの配向方向とが非平行に配されることによって、検査対象位相差フィルムにおける欠陥が発生している部分の位相差と、欠陥が発生していない部分の位相差との差を、非平行用位相差フィルムの配向方向と検査対象位相差フィルムの配向方向とが平行な場合よりも、大きくする(増幅する)ことができる。
このように、欠陥部分が強調されるため、十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
前記検査対象位相差フィルムが発生させる位相差が1/4であり、
該検査対象位相差フィルムの配向方向と、前記非平行用位相差フィルムの配向方向とが交差してなす交差角度が1°〜20°となるように、前記非平行用位相差フィルムが配されて構成されていてもよい。
このように、欠陥部分がより強調されるため、より十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
前記光源部が、50nm以下の半値幅を有する前記光を射出するように構成されていてもよい。
このように、欠陥部分がより強調されるため、より十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
前記光源部と前記検査対象位相差フィルムとの間に配された偏光フィルムを第1の偏光フィルムとするとき、
前記経路に、且つ、前記検査対象位相差フィルムに対して前記第1の偏光フィルムと反対の側に第2の偏光フィルムをさらに備え、
前記第2の偏光フィルムは、該第2の偏光フィルムの配向方向と、前記第1の偏光フィルムの配向方向とがクロスニコルとなるように配されて構成されていてもよい。
これにより、検査部は、欠陥をより検知し易くなるため、より十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
前記経路に、検査用位相差フィルムをさらに備え、
前記検査用位相差フィルムは、該検査用位相差フィルムの配向方法と、前記検査対象位相差フィルムの配向方向とが直交となるように配されて構成されていてもよい。
前記検査装置を用いて、
前記非平行用位相差フィルムを、該非平行用位相差フィルムの配向方向と、前記検査対象位相差フィルムの配向方向とが非平行となるように配することによって、前記検査対象位相差フィルムの位相差と、前記非平行用位相差フィルムの位相差との差を発生させて、前記検査対象位相差フィルムの欠陥を検査する方法である。
これによって、上記の通り、検査対象位相差フィルムにおける欠陥が発生している部分の位相差と、欠陥が発生していない部分の位相差との差を、非平行用位相差フィルムの配向方向と検査対象位相差フィルムの配向方向とが平行な場合よりも、大きくすることができる。
このように、欠陥部分が強調されるため、十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
本実施形態では、偏光板50の移動の際、偏光板50の位相差フィルム41が検査装置20によって検査されるようになっている。
また、偏光板50を構成する位相差フィルム41が検査対象位相差フィルム41に相当し、偏光板50を構成する偏光フィルム31が、第1の偏光フィルム31に相当する。
検査対象である検査対象位相差フィルム41の欠陥を検査する検査装置20であって、
前記検査対象位相差フィルム41に照射する光を射出する光源部23と、
前記光源部23と前記検査対象位相差フィルム41との間に配されて、前記光源部23から射出された前記光を前記検査対象位相差フィルム41へと通過させる偏光フィルム(第1の偏光フィルムとする。)31と、
前記検査対象位相差フィルム41を通過した前記光を受光して欠陥を検査する検査部25と、
前記光源部23から射出された前記光が前記検査部25に受光されるまでの経路Rに配された非平行用位相差フィルム61とを備え、
前記非平行用位相差フィルム61は、該非平行用位相差フィルム61の配向方向と、前記検査対象位相差フィルム41の配向方向とが非平行となるように配されて、前記光の位相差を変更するように構成されている。
前記光源部23と前記検査対象位相差フィルム41との間に配された偏光フィルム31を第1の偏光フィルム31とするとき、
前記経路Rに、且つ、前記検査対象位相差フィルム41に対して前記第1の偏光フィルム31と反対の側に第2の偏光フィルム35をさらに備え、
前記第2の偏光フィルム35は、該第2の偏光フィルム35の配向方向と、前記第1の偏光フィルム31の配向方向とがクロスニコルになるように、の配向方向を有するように配されて構成されている。
前記検査用位相差フィルム71は、該検査用位相差フィルム71の配向方向と、前記検査対象位相差フィルム41の配向方向とが平行となるように配されている。
例えば、光源部23が、好ましくは50nm以下、より好ましくは40nm以下の半値幅を有する光を射出するように構成されていることが望ましい。
光源部が、50nm以下の半値幅を有する光を射出することによって、検査対象位相差フィルム41における欠陥が発生した部分の位相差と、欠陥が発生していない部分の位相差との差を、非平行用位相差フィルム61が回転されていない場合よりも、より大きくすることができる。
このように、欠陥部分がより強調されるため、より十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
一方、上記に加えて、光源部23が、10nm以上の半値幅を有する光を射出するように構成されていることが好ましい。
また、上記に加えて、通過する光の90%以上が、100nm以下の波長幅に含まれることがより好ましい。このような波長幅(ピーク幅)を有する光が光源部23から射出されることによって、検査対象位相差フィルム41における欠陥が発生した部分の位相差と、欠陥が発生していない部分の位相差との差を、非平行用位相差フィルム61が回転されていない場合よりも、より大きくすることができる。
これら照明から射出される白色光は、光の90%以上が有する波長帯域が、400nm〜700nmにわたる。このような波長帯域を有する光を光源部23から射出するときには、検査装置20が、半値幅25nm以下となるように光を阻止(吸収)し、その阻止率OD(光学濃度)が4以上のバンドパスフィルターを備える態様も採用し得る。かかる態様を採用する場合、バンドパスフィルターを通過した光を、第1の偏光フィルム31を介して検査対象位相差フィルム41に照射する構成を採用し得る。
本実施形態では、検査対象位相差フィルム41は、第1の偏光フィルム31に積層されて偏光板50として使用されるものであり、偏光板50を構成する位相差フィルムとして所望の位相差を発生させ得るものである。
検査対象位相差フィルム41は、このように積層された状態で検査装置20によって検査される。
かかる検査対象位相差フィルム41としては、従来公知の位相差フィルムを採用し得る。例えば、光の波長(λ)の位相を1/4ずらした位相差を発生させ得る1/4波長板(λ/4板)等を採用し得る。
本実施形態では、第1の偏光フィルム31は、その上に検査対象位相差フィルム41が積層されて、偏光板50として使用されるものである。
かかる第1の偏光フィルム31としては、従来公知の偏光フィルムを採用し得る。
また、非平行用位相差フィルム61は、該非平行用位相差フィルム61の配向方向と、検査対象位相差フィルム41の配向方向とが非平行になるように配されている、すなわち、非平行用位相差フィルム61は、該非平行用位相差フィルム61の配向方向と、検査対象位相差フィルム41の配向方向とが交差するように、配されている。非平行用位相差フィルム61がこのように配されることによって、これを通過する光の位相差を変更するようになっている。
具体的には、本実施形態では、非平行用位相差フィルム61は、該非平行用位相差フィルム61の配向方向と、検査対象位相差フィルム41の配向方向とが平行に配された状態から、非平行用位相差フィルム61が回転されることによって、該非平行用位相差フィルム61の配向方向と、検査対象位相差フィルム41の配向方向とが非平行となるように配されるようになっている。
また、非平行用位相差フィルム61は、従来公知の回転機構によって、回転されるようになっている。
非平行用位相差フィルム61としては、従来公知の位相差フィルムを採用し得る。例えば、光の波長(λ)の位相を1/4ずらした位相差を発生させ得る1/4波長板(λ/4板)等を採用し得る。また、検査対象位相差フィルム41と同じ位相差フィルムも採用し得る。
このように非平行用位相差フィルム61が配されることによって、検査対象位相差フィルム41における欠陥が発生した部分の位相差と、欠陥が発生していない部分の位相差との差を、非平行用位相差フィルム61の配向方向と検査対象位相差フィルム41の配向方向とが平行な場合よりも、より大きくすることができる。
このように、欠陥部分がより強調されるため、より十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
かかる検査用位相差フィルム71としては、従来公知の位相差フィルムを採用し得る。例えば、光の波長(λ)の位相を1/4ずらした位相差を発生させ得る1/4波長板(λ/4板)等を採用し得る。また、検査対象位相差フィルム41と同じ位相差を発生させ得るものを採用し得る。
検査装置20が検査用位相差フィルム71を備えることによって、検査対象位相差フィルム41に欠陥が無い場合には、これら検査用位相差フィルム71及び検査対象位相差フィルム41の一方を光が通過して発生した位相差が、他方を通過することによって抑制されることになる(直線偏光に近づくことになる)。これに対し、検査対象位相差フィルム41に欠陥が存在していると、位相差が抑制される程度が低くなる。よって、この位相差が抑制される程度の差によって、欠陥が発生している部分を検査部25が検知することが可能となるため、検査部25が、欠陥をより検知し易くなる。
特に、検査用位相差フィルム71として、検査対象位相差フィルム41と同じものを用いる場合には、上記一方の位相差フィルム(ここでは検査対象位相差フィルム)によって円偏光とされた光が、他方の位相差フィルム(ここでは、検査用位相差フィルム71)によって、直線偏光に変換されるため、欠陥をさらに検知し易くなる。
さらに、このように直線偏光に変換されることによって、後述する第2の偏光フィルム35で検査され易くなる。
かかる第2の偏光フィルム35としては、従来公知の偏光フィルムを採用し得る。
検査装置20が第2の偏光フィルム35をさらに備えることによって、検査対象位相差フィルム41における欠陥が発生していない部分を暗部、欠陥が発生している部分を明部として検査部25が検知できる。
これにより、検査部25は、欠陥をより検知し易くなるため、より十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
検査部25は、特に限定されるものではないが、例えば、検査部25としては、撮像装置が挙げられ、該撮像装置としては、ラインカメラやエリアカメラ等が挙げられる。
検査部25は、光源部23から射出された光が検査部25に全く受光されない場合を黒色(最も暗い)とし、光の受光量が増加する程、白色に近づく(明るくなる)として、黒白の二値化し、且つ、最も黒い場合を0、最も白い場合を255として0〜255の数値で受光量を表すことによって、画像情報を作成し、作成した画像情報を制御部27に出力するようになっている。
本実施形態では、第1の偏光フィルム31と第2の偏光フィルム35とが備えられていることによって、検査対象位相差フィルム41に欠陥が存在している場合、その欠陥部分の、他の部分との位相差のずれによって、該他の部分よりも白く(受光量が大きく)表示されるようになっている。
かかる制御部27としては、中央演算装置(CPU)を有するコンピュータ等が挙げられる。
また、例えば、制御部27は、検査部25から出力された画像情報から得られる総受光量を積算し、得られた総積算受光量を予め設定された閾値と比較し、該閾値を超える場合に、欠陥部分が存在していると判定するように構成され得る。また、例えば、制御部27は、検査部25から出力された画像情報を、所定の面積の領域に分け、各領域の画像情報から得られる受光量を積算し、得られた各積算受光量を予め設定された閾値と比較し、該閾値を超える場合に、その領域では、欠陥部分が存在していると判定するように構成され得る。
このような画像情報に基づく欠陥の判定は、従来公知のプログラムを用いて実行し得る。
本実施形態では、非平行用位相差フィルム61の配置は、下記の予備実験によって設定される。
また、第1の偏光フィルム31と第2の偏光フィルム35とが、これらの配向方向がクロスニコルとなるように配され、検査対象位相差フィルム41と検査用位相差フィルム71とが、これらの配向方向が平行となるように配される。これら第1の偏光フィルム31、第2の偏光フィルム35フィルム、検査対象位相差フィルム41及び検査用位相差フィルム71がこのように配されることによって、非平行用位相差フィルム61が配されていない状態では、光源部23から射出された光は、検査部25で比較的小さな受光量の光を受光するようになっている。より具体的には、ほとんど光を受光しないようになっている。この状態では、欠陥部分と他の部分とが区別され難い。
検査対象である検査対象位相差フィルム41の欠陥を検査する検査装置20であって、
前記検査対象位相差フィルム41に照射する光を射出する光源部23と、
前記光源部23と前記検査対象位相差フィルム41との間に配されて、前記光源部23から射出された前記光を前記検査対象位相差フィルム41へと通過させる偏光フィルム(ここでは第1の偏光フィルム)31と、
前記検査対象位相差フィルム41を通過した前記光を受光して欠陥を検査する検査部25と、
前記光源部23から射出された前記光が前記検査部25に受光されるまでの経路Rに配された非平行用位相差フィルム61とを備え、
前記非平行用位相差フィルム61は、該非平行用位相差フィルム61の配向方向と、前記検査対象位相差フィルム41の配向方向とが非平行となるように配されて、前記光の位相差を変更するように構成されている。
このとき、光源部23から射出された光が検査部25に受光されるまでの経路Rに、検査対象位相差フィルム41の配向方向と、非平行用位相差フィルム61の配向方向とが非平行となるように非平行用位相差フィルム61が配されることによって、検査対象位相差フィルム41における欠陥が発生している部分の位相差と、欠陥が発生していない部分の位相差との差を、非平行用位相差フィルム61の配向方向と検査対象位相差フィルム41の配向方向とが平行な場合よりも、大きくする(増幅する)ことができる。
このように、欠陥部分が強調されるため、十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
前記検査対象位相差フィルム41が発生させる位相差が1/4であり、
該検査対象位相差フィルム41の配向方向と、前記非平行用位相差フィルム61とが交差してなす交差角度が1°〜20°となるように、前記非平行用位相差フィルム61が配されて構成されていてもよい。
このように、欠陥部分がより強調されるため、より十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
前記光源部23が、50nm以下の半値幅を有する前記光を射出するように構成されていてもよい。
このように、欠陥部分がより強調されるため、より十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
前記光源部23と前記検査対象位相差フィルム41との間に配された偏光フィルム31を第1の偏光フィルム31とするとき、
前記経路Rに、且つ、前記検査対象位相差フィルム41に対して前記第1の偏光フィルム31と反対の側に第2の偏光フィルム35をさらに備え、
前記第2の偏光フィルム35は、該第2の偏光フィルム35の配向方向と、前記第1の偏光フィルム31の配向方向とがクロスニコルとなるように配されて構成されている。
これにより、検査部25は、欠陥をより検知し易くなるため、より十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
前記経路Rに、検査用位相差フィルム71をさらに備え、
前記検査用位相差フィルム71は、該検査用位相差フィルム71の配向方法と、検査対象位相差フィルム41の配向方向とが直交となるように配されて構成されている。
本実施形態の検査装置20を用いて、
前記検査対象位相差フィルム41を、該検査対象位相差フィルム41の配向方向と前記非平行用位相差フィルム61の配向方向とが非平行となるように配することによって、前記検査対象位相差フィルム41の位相差と、前記非平行用位相差フィルム61の位相差との差を発生させて、前記検査対象位相差フィルム41の欠陥を検査する方法である。
これによって、上記の通り、検査対象位相差フィルム41における欠陥が発生している部分の位相差と、欠陥が発生していない部分の位相差との差を、非平行用位相差フィルム61の配向方向と検査対象位相差フィルム41の配向方向とが平行な場合よりも、大きくすることができる。
このように、欠陥部分が強調されるため、十分に精度良く欠陥を検知することが可能となる。
図2及び図3に示す検査装置20を用いて、検査対象位相差フィルム41の欠陥を検査した。
光源部23として、青LED照明(LNSP−300BR、CCS社製)を用いた。
検査対象位相差フィルム41及び第1の偏光フィルム31として、偏光板50(NAKZYMSCA−SU04、日東電工社製)として積層されたものを用いた。偏光板50の検査対象位相差フィルム41は、1/4λの位相差を発生させ得るものであった。
検査用位相差フィルム71及び第2の偏光フィルム35として、上記と同様の偏光板50(NAKZYMSCA−SU04、日東電工社製)を用いた。
非平行用位相差フィルム61として、1/4λの位相差を発生させ得る位相差フィルム(日東電工社製)を用いた。
検査部25として、ラインカメラ(型式:AViiVA SM2、e2V社製)を用いた。
そして、非平行用位相差フィルム61を、該非平行用位相差フィルム61の配向方向と、検査対象位相差フィルム41の配向方向とが交差してなす交差角度が3°となるように配置した。
この状態で、欠陥を有することが予め分かっている検査対象位相差フィルム41に、光源部23から光を射出し、検査部25で受光し、画像情報を取得(画像を撮像)した。
結果を図7に示す。
この図7において、欠陥部分を示す線状の部分を、矩形状の枠で囲んで示す。この図において、欠陥部分を示す線状の部分は、1本の線状の部分として、矩形状の枠の短手方向中央部を通ってその長手方向に延びるように存在していた。すなわち、この線状の部分の存在によって、図7では、欠陥部分の位相差と欠陥が発生していない部分の位相差との差が大きく(増幅)され、これによって欠陥部分が強調されていた。
このように、実験例1では、検査対象位相差フィルム41における欠陥部分の位相差と、他の部分との位相差との差が、非平行用位相差フィルム61によって大きくされたため、欠陥部分が十分に検出された。また、交差角度が3°であることによって、1nm以下の位相差同士の差を発生させ得ることがわかった。
非平行用位相差フィルム61の配向方向と、検査対象位相差フィルム41の配向方向とが平行となるように非平行用位相差フィルム61が配されたこと、すなわち、非平行用位相差フィルム61の配向方向と検査対象位相差フィルム41の配向方向とが交差してなす交差角度が0°となるように非平行用位相差フィルム61が配されたこと以外は実験例1と同様にして、検査対象位相差フィルム41の欠陥を検査し、画像情報を取得した。
結果を図8に示す。
なお、図8において、白色の点状で表されている部分は、外部環境からフィルムに付着した異物である。また、円弧状の線は、欠陥部分が検知されるべき領域を示す目印として油性インクペンで描かれたものである。
この図8において、欠陥が検知されるべき部分(図7参照)に、欠陥部分を示す線状の部分が存在していなかった。すなわち、図8では、欠陥部分の位相差と欠陥が発生していない部分の位相差との差が大きく(増幅)されておらず、よって、欠陥部分が強調されていなかった。
このように、実験例2では、検査対象位相差フィルム41における欠陥部分の位相差と、他の部分との位相差との差が、非平行用位相差フィルム61によって大きくされなかったため、欠陥部分が十分に検出されなかった。
光源部23として、実験例1で用いた青LED照明(LNSP−300BL、CCS社製)の他、緑LED照明(LNSP−300GR、CCS社製)、赤LED照明(LNSP−300RD、CCS社製)、白LED照明(LNSP−300SW、CCS社製)を用いて、実験例1と同様にして検査対象位相差フィルム41を検査して、光源部23から射出される光の波長帯域の違いが検査結果に及ぼす影響を調べた。
用いた青色光は、波長−相対分光強度分布曲線において単一のピークを有し、そのピーク波長が470nm、半値幅(相対分光強度が最大値の1/2となる波長の幅)が20nmであった。
用いた緑色光は、波長−相対分校強度分布曲線において単一のピークを有し、そのピーク波長が530nm、半値幅が30nmであった。
用いた赤色光は、波長−相対分校強度分布曲線において単一のピークを有し、そのピーク波長が627nm、半値幅が20nmであった。
このように、用いた青色光、緑色光及び赤色光は、半値幅が50nm以下であるような単一のピーク、すなわち、シャープな単一のピークを有していたのに対し、用いた白色光は、波長−相対分校強度分布曲線において、半値幅が20nm程度のシャープなピークと、半値幅が120nm程度のブロードなピークとを有しており、単一のシャープなピークを有していなかった。
図9〜図12において、白色の点状で表されている部分は、外部環境からフィルムに付着した異物である。また、三角形状の部分は、その先端のさらに先に、欠陥部分があることを示す目印としてフィルムに貼り付けられたテープである。
この図9〜図12において、欠陥部分を示す線状の部分を、矩形状の枠で囲んで示す。この図において、欠陥部分を示す線状の部分は、1本の線状の部分として、矩形状の枠の短手方向中央部を通ってその長手方向に延びるように存在していた。すなわち、この線状の部分の存在によって、図9〜図12では、欠陥部分の位相差と欠陥が発生していない部分の位相差との差が大きく(増幅)され、これによって欠陥部分が強調されていた。
この図9〜図12に示すように、複数のピークを有し、また、有するピークの波長幅が広い白色光よりも、青、緑、赤といった単色光の方が、検査対象位相差フィルム41における欠陥部分が、他の部分よりも強調されていた。この結果、単色色の方が、白色光よりも、より十分な感度で欠陥を検査し得ることがわかった。
光源部23として、実験例3で用いた白LED照明と、該白LED照明と第1の偏光フィルム31との間に配されたバンドパスフィルター(#84−794、エドモンドオプティクス社製)とを有するものを用いた。このバンドパスフィルターを用いることによって、光源部23から、波長−相対分光強度分布曲線において単一のピークを有し、そのピーク波長が450nm、半値幅25nm以下である光が射出された。
このこと以外は、実験例1と同様にして、検査対象位相差フィルム41を検査した。
その結果、実験例3の青色光での結果(図9)と同様の結果が得られた。
Claims (4)
- 検査対象である検査対象位相差フィルムの欠陥を検査する検査装置であって、
前記検査対象位相差フィルムに照射する光を射出する光源部と、
前記光源部と前記検査対象位相差フィルムとの間に配されて、前記光源部から射出された前記光を前記検査対象位相差フィルムへと通過させる第1の偏光フィルムと、
前記検査対象位相差フィルムを通過した前記光を受光して欠陥を検査する検査部と、
前記検査部と前記検査対象位相差フィルムとの間に配置され、且つ配向方向が前記第1の偏光フィルムの配向方向に対してクロスニコルとなるように配される第2の偏光フィルムと、
配向方向が前記検査対象位相差フィルムの配向方向に対して直交した状態で前記第2の偏光フィルムと前記検査対象位相差フィルムとの間に配される検査用位相差フィルムと、
前記光源部から射出された前記光が前記検査部に受光されるまでの経路であり、且つ前記検査用位相差フィルムと前記検査対象位相差フィルムとの間に配された非平行用位相差フィルムとを備え、
前記非平行用位相差フィルムは、該非平行用位相差フィルムの配向方向と、前記検査対象位相差フィルムの配向方向とが非平行となるように配されて、前記光の位相差を変更するように構成された、検査装置。 - 前記検査対象位相差フィルムが発生させる位相差が1/4であり、
該検査対象位相差フィルムの配向方向と、前記非平行用位相差フィルムの配向方向とが交差してなす交差角度が1°〜20°となるように、前記非平行用位相差フィルムが配されて構成されている、請求項1に記載の検査装置。 - 前記光源部が、50nm以下の半値幅を有する前記光を射出するように構成されている、請求項1または2に記載の検査装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の検査装置を用いて、
前記非平行用位相差フィルムを、該非平行用位相差フィルムの配向方向と、前記検査対象位相差フィルムの配向方向とが非平行となるように配することによって、前記検査対象位相差フィルムの位相差と、前記非平行用位相差フィルムの位相差との差を発生させて、前記検査対象位相差フィルムの欠陥を検査する、検査方法。
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