KR20230054282A - 검사 방법, 및 타원 편광판의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
[과제] 편광 선글라스 대책이 이루어진 타원 편광판이라도, 직선 편광자의 흡수축의 방향을 간편하게 검사할 수 있는 방법 및 그 방법을 포함하는 타원 편광판의 제조 방법을 제공한다.
[해결수단] 일형태에 따른 검사 방법은, 검사 대상(타원 편광판) 내의 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 n개의 측정 파장 λi(i=1∼n)에 대한 방위각 Ψ(λi)을 측정하는 공정이고, 측정 파장 λi는, 직선 편광자와 λ/4판의 적층체 내의 λ/4판의 지상축 또는 진상축을 기준축으로 한 경우, 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축과 기준축의 상대각과, λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 방위각이 직선 관계를 충족시키는 파장인 공정과, 적층체의 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 방위각 Ψ(λi)과, 적층체의 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 적층체의 기준변에 대한 각도가 충족시키는 직선 관계식 및 상기 방위각 Ψ(λi)의 측정 결과에 기초하여, 검사 대상의 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 방향을 구하는 공정을 구비한다.
[해결수단] 일형태에 따른 검사 방법은, 검사 대상(타원 편광판) 내의 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 n개의 측정 파장 λi(i=1∼n)에 대한 방위각 Ψ(λi)을 측정하는 공정이고, 측정 파장 λi는, 직선 편광자와 λ/4판의 적층체 내의 λ/4판의 지상축 또는 진상축을 기준축으로 한 경우, 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축과 기준축의 상대각과, λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 방위각이 직선 관계를 충족시키는 파장인 공정과, 적층체의 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 방위각 Ψ(λi)과, 적층체의 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 적층체의 기준변에 대한 각도가 충족시키는 직선 관계식 및 상기 방위각 Ψ(λi)의 측정 결과에 기초하여, 검사 대상의 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 방향을 구하는 공정을 구비한다.
Description
본 발명은 검사 방법 및 타원 편광판의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 휴대 전화나 태블릿 단말 등의 보급이 진행되어, 화상 표시 장치로서 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치(OLED)가 널리 이용되도록 되어 왔다. 또한, 표시 장치의 박형화에 따른, 표시 장치에 이용되는 편광판 등의 각 부재의 박형화가 요구되고 있다. 예컨대, 유기 EL 표시 장치는, 통상, 외광이 금속 전극(음극)에서 반사되어 경면과 같이 시인되는 것을 억제하기 위해, 유기 EL 패널의 시인측 표면에 타원 편광판이 배치된다.
상기 타원 편광판으로서는, 일반적으로는 직선 편광판과 λ/4판의 적층체가 이용되고 있다. 타원 편광판으로서, 예컨대, 직선 편광자와, 특정한 굴절률 특성을 갖는 1장의 위상차층을 적층한 것도 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1∼2 참조).
또한, 편광 선글라스 너머로 화면을 보았을 때의 시인성을 개선하기 위한 수단(편광 선글라스 대책)이 종래 몇 가지인가 제안되어 있다(특허문헌 4∼12).
편광 선글라스 대책이 이루어진 타원 편광판은, 어느 쪽으로부터 검사광을 입사하여도 직선 편광이 얻어지지 않아, 통상 이용되는 크로스 니콜의 검사 방법으로 타원 편광판에 이용되고 있는 직선 편광자의 흡수축을 측정할 수 없다. 이러한 경우에는, 타원 편광판으로부터 출사되는 타원 편광의 편광 상태를 측정하여 타원 편광판에 이용되고 있는 직선 편광자의 흡수축의 방향을 계산에 의해 구하는 방법이 알려져 있다(예컨대, 비특허문헌 1). 그러나, 이러한 방법에서는 흡수축의 방향의 검사가 번잡해지기 때문에, 개선의 여지가 있었다.
비특허문헌 1: 오지게이소쿠기키 가부시키가이샤, 「9. 타원 편광의 측정 방법」, [online], [2021년 6월 29일 검색], 인터넷<URL: https://oji-keisoku.co.jp/cms/uploads/kbr_shiryo09.pdf>
본 발명에서는, 편광 선글라스 대책이 이루어진 타원 편광판이라도, 타원 편광판에 이용되는 직선 편광자의 흡수축의 방향을 간편하게 검사할 수 있는 검사 방법 및 그 검사 방법을 포함하는 타원 편광판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 검사 방법은, 직선 편광을 해소하기 위한 직선 편광 해소 필름, 직선 편광자 및 λ/4판이 이 순서로 적층되어 있고, 상기 직선 편광자의 흡수축과 상기 λ/4판의 지상축의 상대각이 45°± 5°인 타원 편광판을 검사 대상으로 하여 검사하는 방법으로서,
상기 검사 대상이 갖는 직선 편광 해소 필름측으로부터 광을 입사하고, 상기 검사 대상이 갖는 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 n개(단, n은 2∼6)의 측정 파장 λi(i=1∼n) 각각에 대한 방위각 Ψ(λi)을 측정하는 측정 공정으로서,
상기 n개의 측정 파장 λi는, 직선 편광자와 λ/4판이 이 순서로 적층된 적층체가 갖는 λ/4판의 지상축 또는 진상축을 기준축으로 한 경우에 있어서, 상기 적층체가 갖는 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축과 상기 기준축의 상대각과, 상기 적층체가 갖는 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 방위각이, 상기 적층체가 갖는 λ/4판의 지상축과 상기 직선 편광자의 흡수축의 상대각이 45°± 5°의 범위 내에 있어서 직선 관계를 충족시키는 파장인 상기 측정 공정과,
상기 적층체가 갖는 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 상기 n개의 측정 파장 λi에 대한 방위각 Ψ(λi)과, 상기 적층체가 갖는 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 상기 적층체의 기준변에 대한 각도의 관계를 나타내고 있으며 미리 결정되어 있는 직선 관계식, 및, 상기 측정 공정에 있어서의 상기 검사 대상에 대한 방위각 Ψ(λi)의 측정 결과에 기초하여, 상기 검사 대상이 갖는 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 방향을 구하는 축방향 결정 공정을 구비한다.
상기 검사 방법에서는, 상기 직선 관계식을 이용함으로써, 측정 공정에서 타원 편광판의 λ/4판측으로부터 출사되는 타원 편광을 측정하면, 흡수축 또는 투과축의 방향을 얻을 수 있다. 그 때문에, 편광 선글라스 대책이 이루어진 타원 편광판이라도, 타원 편광판에 이용되는 직선 편광자의 흡수축의 방향을 간편하게 검사할 수 있다.
일 실시형태에 따른 검사 방법은, 상기 n개의 측정 파장 λi를 선택하는 측정 파장 선택 공정과, 상기 적층체가 갖는 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 상기 적층체의 기준변에 대한 각도를 X로 하고, 상기 적층체가 갖는 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 상기 n개의 측정 파장 λi에 대한 방위각 Ψ(λi)과, 상기 X의 직선 관계를 나타내는 식 (1)을 결정하는 직선 관계식 결정 공정을 더 구비하여도 좋다. 이 경우, 상기 축방향 결정 공정에서는, 상기 측정 결과와 상기 식 (1)에 기초하여, 상기 검사 대상이 갖는 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 방향을 구한다.
((1) 중에 있어서, ai 및 b는 피팅에 의해 결정되는 상수이다)
이 경우, 상기 식 (1)을 이용하여 흡수축 또는 투과축의 방향을 구하는 것이 가능하다.
상기 직선 관계식 결정 공정에서는, 상기 적층체에 대응하는 복수의 적층체 샘플이며 각 적층체 샘플에 있어서의 상기 흡수축 또는 투과축과 상기 기준축의 상대각이 다른 상기 복수의 적층체 샘플을 준비하고, 상기 복수의 적층체 샘플 각각의 상기 X와, 상기 n개의 측정 파장에 대한 상기 방위각 Ψ(λi)의 측정 결과에 기초하여, 상기 식 (1)을 결정하고, 상기 복수의 적층체 샘플은, 직선 편광을 타원 편광으로 변환 가능하면서, 타원 편광을 직선 편광으로 변환 가능한 타원 편광판이어도 좋다.
이 경우, 복수의 적층체 샘플의 측정 결과에 기초하여 식 (1)을 결정한다. 예컨대, 상기 측정 결과를 얻기 위해 사용하는 측정기에, 측정 공정에서 사용하는 측정기를 채용함으로써, 측정기에 있어서의 측정 오차의 영향을 저감할 수 있다. 그 결과, 흡수축 또는 투과축의 방향을 정밀도 좋게 구하는 것이 가능하다.
상기 n이 2여도 좋다. 이 경우, 측정 공정에서의 측정 시간을 단축할 수 있다.
상기 n개의 측정 파장 λi는, 파장 548 ㎚와 파장 629 ㎚를 포함하여도 좋다. 이 경우, 측정 정밀도의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 타원 편광판의 제조 방법은, 상기 검사 방법을 포함한다.
이 경우, 편광 선글라스 대책이 이루어진 타원 편광판의 제조 경우라도, 타원 편광판에 이용되는 직선 편광자의 흡수축의 방향을 간편하게 검사할 수 있다. 그 때문에, 타원 편광판의 제조에 요하는 시간(타원 편광판의 검사 시간을 포함함)을 단축 가능하다.
본 발명에 따르면, 편광 선글라스 대책이 이루어진 타원 편광판이라도, 타원 편광판에 이용되는 직선 편광자의 흡수축의 방향을 간편하게 검사할 수 있는 검사 방법 및 그 검사 방법을 포함하는 타원 편광판의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 검사 방법의 검사 대상으로 한 타원 편광판의 구성의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2의 (a)는 지상축(진상축)과 투과축의 배치 관계를 나타내는 도면이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 경우에 있어서, 타원 편광판으로부터 출사되는 3개의 파장에 대한 타원 편광에 대응하는 타원을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3의 (a)는 지상축(진상축)과 투과축의 배치 관계를 나타내는 도면이고, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)의 경우에 있어서, 타원 편광판으로부터 출사되는 3개의 파장에 대한 타원 편광에 대응하는 타원을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시형태에 따른 검사 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시형태에 따른 검사 방법이 갖는 측정 파장 선택 공정 및 직선 관계식 결정 공정에서 사용하는 적층체의 층구성의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 6은 일 실시형태에 따른 검사 방법이 갖는 측정 파장 선택 공정에 있어서, 선택해야 하는 측정 파장이 충족시키는 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 (a)는 지상축(진상축)과 투과축의 배치 관계를 나타내는 도면이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 경우에 있어서, 타원 편광판으로부터 출사되는 3개의 파장에 대한 타원 편광에 대응하는 타원을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3의 (a)는 지상축(진상축)과 투과축의 배치 관계를 나타내는 도면이고, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)의 경우에 있어서, 타원 편광판으로부터 출사되는 3개의 파장에 대한 타원 편광에 대응하는 타원을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시형태에 따른 검사 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시형태에 따른 검사 방법이 갖는 측정 파장 선택 공정 및 직선 관계식 결정 공정에서 사용하는 적층체의 층구성의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 6은 일 실시형태에 따른 검사 방법이 갖는 측정 파장 선택 공정에 있어서, 선택해야 하는 측정 파장이 충족시키는 조건을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 본 개시에서 사용하는 용어 및 기호를 설명한다.
(1) 굴절률(nx, ny, nz)
「nx」는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고, 「ny」는 면내에서 지상축과 직교하는 방향의 굴절률이고, 「nz」는 두께 방향의 굴절률이다.
(2) 면내 위상차값
면내 위상차값(Re(λ))은, 23℃, 파장 λ(㎚)에 있어서의 필름의 면내의 위상차값을 말한다. Re(λ)는, 필름의 두께를 d(㎚)로 하였을 때, Re(λ)=(nx-ny)×d에 의해 구해진다.
(3) 두께 방향의 위상차값
두께 방향의 위상차값(Rth(λ))은, 23℃, 파장 λ(㎚)에 있어서의 필름의 두께 방향의 위상차값을 말한다. Rth(λ)는, 필름의 두께를 d(㎚)로 하였을 때, Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d에 의해 구해진다.
다음에, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명을 생략한다. 도면의 치수 비율은, 설명한 것과 반드시 일치하지 않는다.
도 1은 일 실시형태에 따른 검사 방법으로 검사하는 검사 대상의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 도 1에 나타낸 검사 대상은, 타원 편광판(10)이다. 타원 편광판(10)은, 직선 편광자(11), λ/4판(12) 및 직선 편광 해소 필름(13)을 갖는다. 직선 편광자(11), λ/4판(12) 및 직선 편광 해소 필름(13)은, 직선 편광 해소 필름(13), 직선 편광자(11) 및 λ/4판(12)의 순서로 적층되어 있다.
<직선 편광자>
직선 편광자(11)는, 그 흡수축에 평행한 진동면을 갖는 직선 편광을 흡수하고, 흡수축에 직교하는(투과축과 평행한) 진동면을 갖는 직선 편광을 투과하는 성질을 갖는 흡수형의 편광자이다. 대표적인 편광자로서는, 중합성 액정 화합물의 경화물을 포함하는 액정 편광자, 일축 연신된 폴리비닐알코올계 수지 필름에 2색성 색소를 흡착 배향시킨 편광 필름(이하, 「PVA계 편광 필름」이라고 칭하는 경우도 있음) 등을 들 수 있다.
액정 편광자의 전형적인 제조 방법을 간단히 설명한다. 먼저, 적당한 지지체를 준비한다. 계속해서, 상기 지지체의 표면 상에 배향막을 형성한다. 계속해서, 배향막 상에, 중합성 액정 화합물과 2색성 색소를 포함하는 액형 조성물을 도공하여 건조함으로써, 배향막 상에 중합성 액정 화합물을 포함하는 도공층을 형성한다. 그 후, 도공층을 광조사에 의해 중합·경화시켜, 액정 편광자가 지지체 상에 얻어진다. 이러한 지지체로서, 투명 수지 필름을 이용하면, 그 투명 수지 필름을 보호 필름으로 하는 액정 편광자를 제조할 수 있다.
액정 편광자로서는, 예컨대, 일본 특허 공개 제2016-170368호 공보에 기재된 것이어도 좋다. 2색성 색소로서는, 파장 380∼800 ㎚의 범위 내에 흡수를 갖는 것을 이용할 수 있고, 유기 염료를 이용하는 것이 바람직하다. 2색성 색소로서, 예컨대, 아조 화합물을 들 수 있다. 액정 화합물은, 배향한 채의 상태로 중합할 수 있는 액정 화합물이며, 분자 내에 중합성기를 가질 수 있다. WO2011/024891에 기재된 바와 같이, 액정성을 갖는 2색성 색소로 액정 편광자를 형성하여도 좋다. 중합 후(액정 경화층을 포함하는 편광자의 형성 후)는, 액정 화합물은 더이상 액정성을 나타낼 필요는 없다.
액정 편광자의 두께는, 예컨대, 0.2 ㎛∼10 ㎛이다.
계속해서, PVA계 편광 필름을 간단하게 설명한다. PVA계 편광 필름은, 예컨대, PVA계 수지 필름을 일축 연신하는 공정; PVA계 수지 필름을 2색성 색소로 염색함으로써 2색성 색소를 흡착시키는 공정(염색 처리); 2색성 색소가 흡착된 PVA계 수지 필름을 붕산 수용액 등의 가교액으로 처리하는 공정(가교 처리); 및, 가교액에 의한 처리 후에 수세하는 공정(세정 처리)을 포함하는 방법 등에 의해 제조할 수 있다.
PVA계 수지로서는, 폴리초산비닐계 수지를 비누화한 것을 이용할 수 있다. 폴리초산비닐계 수지로서는, 초산비닐의 단독 중합체인 폴리초산비닐 외에, 초산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 초산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체의 예는, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 및 암모늄기를 갖는 (메트)아크릴아미드류 등을 포함한다.
본 개시에 있어서, 「(메트)아크릴」이란, 아크릴 및 메타크릴에서 선택되는 적어도 한쪽을 의미한다.
PVA계 수지의 비누화도는 통상, 85∼100 ㏖%이고, 98 ㏖% 이상이 바람직하다. PVA계 수지는 변성되어 있어도 좋고, 예컨대, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐포아세탈 등을 이용할 수도 있다. PVA계 수지의 평균 중합도는 통상, 1000∼10000이고, 1500∼5000이 바람직하다. PVA계 수지의 평균 중합도는, JIS K 6726에 준거하여 구할 수 있다.
이러한 PVA계 수지를 막 제조한 것이, 편광자 제조용의 원반 필름(PVA계 수지 필름)으로서 이용된다. PVA계 수지를 막 제조하는 방법은, 특별히 한정되는 것이 아니며, 공지의 방법이 채용된다. PVA계 수지 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 편광 필름의 두께를 15 ㎛ 이하로 하기 위해서는, 5∼35 ㎛의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이하이다. 이러한 PVA계 수지 필름의 두께는, 최종적으로 얻어지는 PVA계 편광 필름이 원하는 두께가 되도록 하여 선택할 수 있다.
PVA계 수지 필름의 일축 연신은, 2색성 색소에 의한 염색 처리 전에 행하여도, 그 염색 처리와 동시에 행하여도, 염색 처리 후에 행하여도 좋다. 일축 연신을 염색 처리 후에 행하는 경우, 이러한 일축 연신은, 가교 처리 전에 행하여도, 가교 처리 중에 행하여도 좋다. 또한, 이들 복수의 처리의 단계에서 일축 연신을 복수회로 나누어 행하여도 좋다.
일축 연신에 있어서는, 장척형의 PVA계 수지 필름을 이용하는 경우에는 예컨대, 이 PVA계 수지 필름을 롤에 걸치고, 그 롤의 주속을 다르게 함으로써, 롤 사이에서 일축으로 연신하여도 좋고, 열롤을 이용하여 일축으로 연신하여도 좋다. 또한 일축 연신은, 대기 중에서 연신을 행하는 건식 연신이어도 좋고, 용제나 물을 이용하여 PVA계 수지 필름을 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신이어도 좋다. 연신 배율은 통상 3∼8배이다. 복수회의 일축 연신에 의해, PVA계 수지 필름을 연신하는 경우에는, 원래 길이에 비한 연신 배율이 통상 3∼8배가 되도록 한다. 또한, 이 연신 배율도, 최종적으로 얻어지는 PVA계 편광 필름이 원하는 두께가 되도록 하여 선택할 수 있다.
PVA계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하는 방법(염색 처리)으로서는, 전형적으로는, 이러한 PVA계 수지 필름을, 2색성 색소를 함유한 수용액에 침지하는 방법이 채용된다. 2색성 색소로서는, 요오드나 2색성 유기 염료가 이용된다. 또한, PVA계 수지 필름은, 염색 처리 전에 물에의 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
2색성 색소에 의한 염색 처리 후의 가교 처리로서는 통상 염색된 PVA계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지하는 방법 등이 채용된다. 2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우, 이 붕산 함유 수용액은, 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여, PVA계 편광 필름이 얻어진다. PVA계 편광 필름의 두께도 액정 편광자와 마찬가지로, 보다 박막이면 바람직하고, 바람직하게는 15 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 13 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 8 ㎛ 이하이다. 편광 필름의 두께는, 통상 2 ㎛ 이상이고, 3 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
직선 편광자(11)는, 단독으로 이용할 수도 있지만, 일반적으로는, 직선 편광자(11)의 한면 또는 양면에 보호 필름을 접합한 구성이어도 이용할 수 있다.
상기 보호 필름으로서는, 예컨대, 투명한 수지 필름이 이용되고, 이러한 수지 필름을 구성하는 투명 수지로서는, 트리아세틸셀룰로오스나 디아세틸셀룰로오스로 대표되는 아세틸셀룰로오스계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트로 대표되는 메타크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리술폰 수지 등을 들 수 있다. 이들 중, 복수종의 투명 수지를 포함하는 수지 필름을 보호 필름으로 할 수도 있다. 보호 필름의 일례는, 트리아세틸셀룰로오스 필름(TAC 필름)이다.
직선 편광자(11)를 타원 편광판(10)의 구성으로 이용하는 형태에 있어서, 후술하는 λ/4판(12)을 적층하는 측에 보호 필름을 갖는 경우, 그 보호 필름은 실질적으로 무배향인 것을 이용한다. 여기서, 실질적으로 무배향이란, 필름의 면내 위상차값 Re(550)과 두께 방향의 위상차값 Rth(550)이 함께 -10 ㎚∼10 ㎚인 것을 말한다.
<λ/4판>
λ/4판(12)은, 입사된 직선 편광을 타원 편광으로 변환하는 기능을 갖는다. λ/4판(12)의 면내 위상차값 Re(550)은, 80 ㎚∼200 ㎚이다. λ/4판(12)은, 직선 편광자(11)에 대하여, λ/4판(12)의 지상축과 직선 편광자(11)의 흡수축의 상대각이 45°± 5°가 되도록 배치된다.
λ/4판(12)으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 일본 특허 공개 평성5-100114호 공보에 기재되어 있는 폴리카보네이트 필름, 일본 특허 공개 제2006-171713호 공보에 기재된 노르보넨계 수지를 포함하는 필름, 일본 특허 공개 제2009-276753호 공보에 기재된 폴리프로필렌계 수지를 포함하는 필름, 일본 특허 제5706071호 공보에 기재된 위상차 필름, 일본 특허 공개 제2006-171240호 공보에 기재된 위상차 필름 등의 위상차 필름이 바람직하게 이용된다.
박형화의 관점에서 λ/4판(12)으로서 중합성 액정 화합물의 경화물층을 이용하는 것도 바람직하다. 중합성 액정 화합물의 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 봉형 액정 화합물, 디스코틱 액정 화합물 외에, 일본 특허 제5463666호 공보, 일본 특허 공개 제2010-031223호 공보, 일본 특허 공개 제2010-030979호 공보, 일본 특허 공개 제2009-173893호 공보, 일본 특허 공개 제2009-227667호 공보, 일본 특허 공개 제2010-241919호 공보, 일본 특허 공개 제2010-024438호 공보, 일본 특허 공개 제2011-162678호 공보, 일본 특허 공개 제2011-207765호 공보, 일본 특허 공개 제2010-270108호 공보, 일본 특허 공개 제2011-246381호 공보, 일본 특허 공개 제2012-021068호 공보, 일본 특허 공개 제2016-121339호 공보, 일본 특허 공개 제2018-087152호 공보, 일본 특허 공개 제2017-179367호 공보, 일본 특허 공개 제2017-210601호 공보, 일본 특허 공개 제2019-151763호 공보, 일본 특허 제6700468, 일본 특허 공개 제2020-074021호 공보, 일본 특허 제5084293호 공보, 일본 특허 공개 제2018-40876호 공보, 일본 특허 공개 제2019-56727호 공보, 일본 특허 공개 제2020-42149호 공보, 일본 특허 공개 제2020-143205호 공보 등에 기재된 중합성 액정 화합물을 들 수 있다.
<직선 편광 해소 필름>
직선 편광 해소 필름(13)이란, 입사된 직선 편광을 직선 편광과는 다른 상태, 예컨대, 무편광이나 타원 편광으로 변환하는 기능을 갖는 필름이다. 직선 편광 해소 필름(13)으로서는, 전술한 λ/4판(12)과 동일한 것을 이용할 수 있다. 이 경우에는, λ/4판(12)과 마찬가지로, 직선 편광 해소 필름(13)은, 직선 편광자(11)에 대하여, 직선 편광 해소 필름(13)의 지상축과 직선 편광자(11)의 흡수축의 상대각이 45°± 5°가 되도록 배치된다.
λ/4판 이외의 직선 편광 해소 필름(13)으로서는, 특별히 제한되지 않고, 공지의 것을 이용할 수 있다. 예컨대, 1000 ㎚∼30000 ㎚의 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지를 포함하는 위상차 필름이나 일본 특허 제5643744호 공보, 일본 특허 공개 제2014-219632호 공보, 일본 특허 공개 제2018-28614호 공보, 일본 특허 공개 제2019-124920호 공보 등에 기재된 직선 편광 해소 필름을 들 수 있다.
<접착제 및 점착제>
직선 편광 해소 필름(13), 직선 편광자(11) 및 λ/4판(12)은, 접착제층 또는 점착제층을 개재시켜 적층된다. 도 1에서는, 접착제층 또는 점착제층의 도시를 생략하고 있다. 접착제로서는, 예컨대, 폴리비닐알코올계 접착제 등의 수계 접착제, 자외선 경화형 접착제 등의 활성 에너지선 경화형 접착제를 들 수 있다. 또한, 점착제로서는, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 폴리올레핀계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제 등을 들 수 있다.
타원 편광판(10)으로서는, 직선 편광 해소 필름(13)으로부터 광이 입사되면, λ/4판(12)측으로부터 타원 편광의 광이 출사된다. 반대로, λ/4판(12)측으로부터 광이 입사되면, 직선 편광 해소 필름(13)의 기능에 의해, 직선 편광이 해소된 상태로 광이 출사된다. 예컨대, 직선 편광 해소 필름(13)이 전술한 바와 같이 λ/4판으로서 기능하는 경우, 직선 편광 해소 필름(13)측으로부터도 타원 편광의 광이 출사된다.
유기 EL 패널, 액정 표시 장치 등의 표시 장치에서는, 표시 장치 내의 전극 등의 외광 반사에 의해 표시면이 경면과 같이 시인되는 것을 방지하기 위해, 통상, 타원 편광판이 사용된다. 이러한 타원 편광판으로서 타원 편광판(10)을 이용하는 것이 가능하다. 타원 편광판(10)을 상기 표시 장치에 적용한 경우, 직선 편광 해소 필름(13)의 상기 작용에 의해, 표시 장치의 화면으로부터는 직선 편광이 해소된 상태의 광이 출사된다. 따라서, 타원 편광판(10)을 상기 표시 장치에 적용한 경우, 예컨대 편광 선글라스 너머여도 표시 장치에서 표시되는 영상 등을 확실하게 시인 가능하다.
타원 편광판(10)은, 예컨대, 다음과 같이 제조된다.
먼저, 직선 편광 해소 필름(13), 직선 편광자(11) 및 λ/4판(12)을 적층함으로써 타원 편광판(10)을 형성한다(적층 공정). 직선 편광 해소 필름(13), 직선 편광자(11) 및 λ/4판(12)을 적층하는 타이밍은 한정되지 않는다. 예컨대, 직선 편광자(11)와 λ/4판(12)을 적층한 후에, 직선 편광자(11) 상에 직선 편광 해소 필름(13)을 적층하여도 좋다. 혹은, 직선 편광자(11)에 대하여 직선 편광 해소 필름(13) 및 λ/4판(12)을 동일한 타이밍에 적층하여도 좋다. 직선 편광자(11)의 한면 또는 양면에 전술한 보호 필름이 배치되는 경우에는, 직선 편광자(11)의 한면 또는 양면에 보호 필름이 배치되면, 보호 필름의 적층 타이밍도 한정되지 않는다.
타원 편광판(10)을 구성하는 각 층은, 전술한 접착제 또는 점착제를 개재시켜 적층되면 좋다. 적층 공정에 있어서, 직선 편광자(11) 및 λ/4판(12)은, 전술한 바와 같이, λ/4판(12)의 지상축과 직선 편광자(11)의 흡수축의 상대각이 45°± 5°가 되도록 배치된다.
다음에, 직선 편광자(11)의 흡수축의 방향을 검사한다(검사 공정). 이하의 설명에서는 언급이 없는 한, 흡수축의 방향이란, 타원 편광판(10)에 있어서의 기준변에 대한 방향이다. 일 실시형태에 있어서, 기준변은, 측정 장치 등 타원 편광판(10)을 셋트하는 경우에 있어서, 측정 장치가 갖는 압박판에 접하는 변이면 좋다. 예컨대, 타원 편광판(10)을 두께 방향에서 본 경우의 형상이 직사각형 또는 정사각형인 경우, 상기 기준변은, 상기 직사각형 또는 정사각형의 일변에 대하여 규정된다. 따라서, 흡수축의 방향은, 상기 기준변에 대한 방향에 상당한다.
<검사 방법>
본 검사 방법에서는, 직선 편광자와 λ/4판을 갖는 타원 편광판의 다음 특성을 이용하여, 직선 편광자(11)의 흡수축의 방향을 검사한다. 타원 편광판이 갖는 특성을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 흡수축과 지상축 사이의 상대각이 45°인 경우에 대응하고, 도 2의 (a)는 지상축(진상축)과 투과축의 배치 관계를 나타내는 도면이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 경우에 있어서, 타원 편광판으로부터 출사되는 3개의 파장에 대한 타원 편광에 대응하는 타원을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 흡수축과 지상축 사이의 상대각이 45°로부터 어긋나 있는 경우에 대응하고, 도 3의 (a)는 지상축(진상축)과 투과축의 배치 관계를 나타내는 도면이고, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)의 경우에 있어서, 타원 편광판으로부터 출사되는 3개의 파장에 대한 타원 편광에 대응하는 타원을 모식적으로 나타내는 도면이다.
직선 편광자의 흡수축과 λ/4판의 지상축이, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 45°로 배치되어 있는 경우, 직선 편광자측으로부터 입사되어 λ/4판으로부터 출사된 광의 편광 상태는, 타원 편광이다.
도 2의 (a)에서는, 직선 편광자의 투과축을 축(A1)으로서 나타내고 있고, λ/4판의 지상축 및 진상축 각각을 축(B1) 및 축(B2)으로서 나타내고 있다. λ/4판에 있어서, 지상축과 진상축 사이의 각도는 90°이다.
λ/4판으로부터 출사된 타원 편광의 방위각(본 실시형태에서는, 투과축에 대한 타원의 장축 방향. 이하, 동일)은, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 광의 파장에 관계없이 직선 편광자의 투과축과 일치한다. 즉, 방위각이, 복수의 파장에 대하여 동일한 값인 것은, 직선 편광자의 흡수축과 λ/4판이 45°로 배치되어 있는 것에 상당한다.
도 2의 (b)에 있어서의 3개의 선종(파선, 일점 쇄선, 이점 쇄선)으로 나타낸 3개의 타원은, 3개의 다른 파장의 광에 대한 타원 편광의 상태를 나타내고 있다. 도 2의 (b)에서는, 설명의 편의를 위해, 도 2의 (a)와 마찬가지로, 축(A), 축(B1) 및 축(B2)을 나타내고 있다.
한편, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 직선 편광자의 흡수축(도 3의 (a) 중의 축(A))과 λ/4판의 지상축(도 3의 (a) 중의 축(B1))이 45°의 배치로부터 어긋나 있는 경우(도 3의 (a)에서는 47°), 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 파장마다 타원 편광의 방위각(투과축에 대한 타원의 장축 방향)이 다르다. 도 3의 (b)에 있어서의 3개의 선종이 다른 타원의 의미는, 도 2의 (b)의 경우와 동일하며, 도 2의 (b)의 경우와 마찬가지로, 도 3의 (b)에서도 축(A), 축(B1) 및 축(B2)을 나타내고 있다.
본원 발명자들은 타원 편광판의 상기 특성에 주목하여, 측정 파장마다의 타원 편광의 방위각의 어긋남량으로부터, 직선 편광자의 흡수축을 검사 가능한 것을 발견하였다.
상기 특성을 이용한 일 실시형태에 따른 검사 방법을 구체적으로 설명한다. 검사 방법은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 측정 공정(S3)과, 축방향 결정 공정(S4)을 갖는다. 검사 방법은, 측정 파장 선택 공정(S1) 및 직선 관계식 결정 공정(S2)을 가져도 좋다. 본 실시형태에서는, 측정 파장 선택 공정(S1) 및 직선 관계식 결정 공정(S2)을 갖는 경우를 설명한다.
측정 파장 선택 공정(S1) 및 직선 관계식 결정 공정(S2)은, 모두 광학 시뮬레이션으로 실시하여도 좋고, 실제의 측정 결과를 이용하여 실시하여도 좋다. 이하에서는, 측정 파장 선택 공정(S1)을 광학 시뮬레이션으로 실시하고, 직선 관계식 결정 공정(S2)을 실제의 측정 결과를 이용하여 행하는 경우를 설명한다.
본 실시형태에 있어서의 측정 파장 선택 공정(S1) 및 직선 관계식 결정 공정(S2)에서는, 도 5에 나타낸 적층체(20)를 사용한다. 적층체(20)는, 직선 편광자(21)와 λ/4판(22)을 갖는 타원 편광판이고, 직선 편광자(21) 및 λ/4판(22)은, 이 순서로 적층되어 있다. 측정 파장 선택 공정(S1)을 광학 시뮬레이션으로 실시하는 경우, 구체적으로는, 적층체(20)에 대응하는 모델을 사용한다. 이 모델을, 적층체 모델(타원 편광판 모델)(20M)이라고 칭한다. 직선 관계식 결정 공정(S2)을 실제의 측정 결과를 이용하여 실시하는 경우, 구체적으로는, 적층체(20)에 대응하는 샘플을 사용한다. 이 샘플을, 적층체 샘플(타원 편광판 샘플)(20S)이라고 칭한다. 적층체 모델(20M) 및 적층체 샘플(20S)이 갖는 직선 편광자(21)는, 직선 편광자의 기능을 가지면, 직선 편광자(11)와 두께 등은 달라도 좋다. 일 실시형태에 있어서, 적층체 모델(20M) 및 적층체 샘플(20S)이 갖는 λ/4판(22)은, λ/4판(12)과 동일한 구성을 갖는다. λ/4판(22)과 λ/4판(12)의 구성이 동일하기 때문에, 파장 분산성도 동일하다. 그 결과, 후술하는 타원의 방위각의 파장에 의한 변화도 동일해지고, 한층 더 정확하게 측정 가능하다.
직선 관계식 결정 공정(S2)에서는, 적층체 샘플(20S)을 실제의 측정기에 설치하기 때문에, 적층체 샘플(20S)은, 직선 편광자(21)에 대하여 λ/4판(22)과 반대측에, 보호 필름이 배치되어 있어도 좋다. 적층체 샘플(20S)을 이용하는 경우, 후술하는 바와 같이, 직선 편광자(21)의 흡수축의 방향을 측정기로 실험적으로 측정함으로써, 직선 편광을 타원 편광으로 변환 가능하며, 타원 편광을 직선 편광으로 가능한 샘플이다. 즉, 적층체 샘플(20S)은, 도 1에 나타낸 직선 편광 해소 필름(13)의 기능을 갖지 않는다. 따라서, 적층체 샘플(20S)이 보호 필름을 갖는 경우, 보호 필름은, 입사된 광의 편광 상태를 유지한 채로 출사 가능한 필름이고, 예컨대, TAC 필름이다.
측정 파장 선택 공정(S1) 및 직선 관계식 결정 공정(S2)의 일례를 설명한다.
[측정 파장 선택 공정]
측정 파장 선택 공정(S1)에서는, 측정 공정(S3)에서 사용하는 n개(n은 2∼6)의 측정 파장 λi(i=1∼n)를 선택한다.
측정 파장 선택 공정(S1)에서는, 전술한 바와 같이, 도 5에 나타낸 적층체 모델(20M)을 사용하여, n개의 측정 파장 λi를 선택한다.
n개의 측정 파장 λi는, 적층체 모델(20M)이 갖는 λ/4판(22)의 지상축(기준축)과 적층체 모델(20M)이 갖는 직선 편광자(21)의 흡수축의 상대각과, λ/4판(22)으로부터 출사되는 타원 편광의 방위각이, λ/4판(22)의 지상축과 직선 편광자(21)의 흡수축의 상대각이 45°± 5°의 범위 내에 있어서 직선 관계를 충족시키는 파장이다.
측정 파장 선택 공정(S1)에서는, 적층체 모델(20M)에 있어서, 직선 편광자(21)측으로부터 광을 입사시킨 경우에 있어서 λ/4판(22)으로부터 출사되는 타원 편광의 방위각을 계산한다. 이러한 계산을, 상대각을 45°로부터 어긋나게 하면서 실시하며, 입사광의 파장을 바꾸면서 실시한다. 얻어진 계산 결과에 있어서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상대각과 방위각이 직선 관계에 있는 파장을 측정 파장 λi로서 선택한다. 도 6에 있어서, 종축은 방위각을 나타내고 있고, 횡축은, 상대각에 있어서의 45°로부터의 어긋남각을 나타내고 있고, 횡축의 0°의 위치는, 상대각이 45°에 상당한다. 즉, 횡축에 나타낸 어긋남각에 45°를 가산한 값이 상대각에 대응한다. 예컨대, 횡축이 2°인 위치는, 상대각이 47°(45°+ 2°)인 경우에 상당한다. 도 6에서는, 다른 3개의 측정 파장(측정 파장 λa, 측정 파장 λb 및 측정 파장 λc)의 경우를 모식적으로 나타내고 있다.
λ/4판(22)의 지상축과 직선 편광자(21)의 흡수축 사이의 상대각과 λ/4판(22)으로부터 출사되는 타원 편광의 방위각의 관계가 직선 관계에 있다는 것은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 횡축에 상대각(도 6에서는, 45°로부터의 어긋남각으로 표기)을 취하고 종축에 λ/4판(22)으로부터 출사되는 타원 편광의 방위각을 취한 경우에, 상대각이 45°± 5°의 범위에 있어서 선형의 관계에 있는 것을 말한다. 상대각이 45°의 전후에서 방위각이 90°반전하는 경우에 있어서는, 상대각이 45°전후의 일방의 방위각의 값을 90°보정함으로써 선형의 관계가 얻어지는 경우에는 측정 파장으로서 채용 가능하다.
측정 파장 λi의 수는, 적은 쪽이 측정에 걸리는 시간을 단축할 수 있기 때문에 바람직하다. 예컨대, n은, 4 이하가 바람직하고, 3 이하가 더욱 바람직하고, 가장 바람직한 것은 2이다. n개의 측정 파장 λi는, 예컨대, 파장 548 ㎚와 파장 629 ㎚를 포함한다. n이 2인 경우, 즉, 2개의 측정 파장 λi(즉, 측정 파장 λ1과 측정 파장 λ2)를 선택하는 경우, 파장 548 ㎚와 파장 629 ㎚를 선택하는 것이 바람직하다. 측정 파장 λi를 선택하는 경우, 직선 관계에 있어서의 기울기가 큰 측정 파장을 선택하는 것이 바람직하다. 기울기가 큰 경우, 방위각의 변화에 대한 흡수축의 각도의 어긋남량이 작아, 방위각의 측정 결과에 있어서의 장치 오차 등의 영향을 저감하기 쉽다. 그 결과, 흡수축의 방향의 측정 정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 파장 548 ㎚와 파장 629 ㎚를 이용하는 경우, 상기 직선 관계에 있어서의 기울기가 커지기 쉽다.
[직선 관계식 결정 공정]
직선 관계식 결정 공정(S2)은, 측정 파장 선택 공정(S1) 후에 실시된다. 이 공정에서는, 전술한 바와 같이, 도 5에 나타낸 적층체 샘플(20S)을 사용한다.
직선 관계식 결정 공정(S2)에서는, λ/4판(22)측으로부터 출사되는 측정 파장 λi에 있어서의 타원 편광의 방위각 Ψ(λi)과, 직선 편광자(21)의 흡수축의 λ/4판(22)에 대한 각도 X의 직선 관계식인 하기 식 (1)을 결정한다. 식 (1)을 결정하는 것은, ai 및 b를 결정하는 것에 상당한다.
식 (1) 중에 있어서, ai 및 b는 피팅에 의해 결정되는 상수이다.
식 (1)을 결정하는 방법의 일례를 구체적으로 설명한다. 직선 편광자(21)의 흡수축과 λ/4판(22)의 지상축 사이의 상대각이 다른 복수의 적층체 샘플(20S)을 준비한다. 상기 상대각은, 예컨대, 40°∼ 50°의 범위에서 선택된다. 복수의 적층체 샘플(20S)로서는, 10개 이상을 준비하는 것이 바람직하다.
준비한 각 적층체 샘플(20S)을, 측정기에 셋트하고, 직선 편광자(21)측으로부터 광을 입사시켜 λ/4판(22)측으로부터 출사된 타원 편광의 방위각 Ψ을, 측정 파장 선택 공정(S1)에서 선택한 n개의 측정 파장 λi에 대하여 측정한다. 또한, λ/4판(22)측으로부터 광을 입사시켜, 직선 편광자(21)로부터 출사되는 직선 편광을 이용하여 흡수축의 방향을 측정한다. 측정기는, 상기 방위각 Ψ 및 흡수축의 방향을 측정 가능한 측정기이면 좋고, 측정기의 예는, 위상차 측정 장치(예컨대, 오지게이소쿠기키 가부시키가이샤 제조의 「KOBRA-HBPR」)이다. 본 실시형태에 있어서, 상기 측정기에는, 후술하는 측정 공정(S3)에서 사용하는 측정기와 동일한 측정기를 사용한다.
복수의 적층체 샘플(20S)에 대하여 얻어진 측정 결과(즉, 방위각 Ψ(λi)과 대응하는 각도 X)에 대하여 중회귀 분석을 적용함으로써, 식 (1)의 ai 및 b를 결정한다. 이에 의해, 식 (1)이 얻어진다.
[측정 공정]
검사 대상인 타원 편광판(10)이 갖는 직선 편광 해소 필름(13)측으로부터 광을 입사시켜, 타원 편광판(10)이 갖는 λ/4판(12)으로부터 출사되는 타원 편광의 각 측정 파장 λi에 대한 방위각 Ψ(λi)을 측정한다. 본 실시형태에 있어서의 측정 공정(S3)에서는, 직선 관계식 결정 공정(S2)에서 사용한 측정기를 이용하여, 상기 방위각 Ψ(λi)을 측정한다.
[축방향 결정 공정]
축방향 결정 공정(S4)에서는, 직선 관계식 (1), 및, 측정 공정(S3)에 있어서의 타원 편광판(10)에 대한 방위각 Ψ(λi)의 측정 결과에 기초하여, 타원 편광판(10)이 갖는 직선 편광자(11)의 흡수축의 방향, 즉, 각도 X를 구한다.
상기 검사 방법의 설명에서는, 측정 파장 선택 공정(S1) 및 직선 관계식 결정 공정(S2)을 실시하는 경우를 설명하였다. 그러나, 이들 공정을 한번 실시하여, 선택한 측정 파장에 대한 식 (1)이 얻어지고 있으면, 타원 편광판(10)을 검사하는 경우, 측정 파장 선택 공정(S1) 및 직선 관계식 결정 공정(S2)을 생략하고, 측정 공정(S3) 및 축방향 결정 공정(S4)을 실시하는 것이 가능하다.
전술한 검사 방법에서는, 전술한 타원 편광판의 특성을 이용하고 있고, 또한, 미리 식 (1)을 준비해 둠으로써, 직선 편광 해소 필름(13)을 갖는 경우라도 간편하게 흡수축의 방향을 검사할 수 있다. 이 점을, 식 (1)을 사용하지 않고 타원 편광판(10)을 검사하는 경우와 비교하여 설명한다.
타원 편광판(10)에서는, 직선 편광 해소 필름(13)측으로부터 직선 편광이 출사되지 않기 때문에, 식 (1)을 미리 결정하지 않은 경우, 예컨대, 다음과 같은 검사 방법(이하, 「참고 검사 방법」이라고 칭함)이 고려된다.
·단계 1: 위상차 측정 장치(예컨대, 오지게이소쿠기키 가부시키가이샤 제조의 「KOBRA-HBPR」)를 이용하여, 광을 직선 편광 해소 필름(13)측으로부터 타원 편광판(10)에 입사시켜, λ/4판(12)측으로부터 출력되는 타원 편광을 측정한다.
·단계 2: 측정한 타원 편광을 푸앵카레구 상에 플롯한다.
·단계 3: 푸앵카레구에 있어서의 플롯점을, 푸앵카레구의 적도면에 투영한다.
·단계 4: 단계 1∼단계 3을 5 이상(예컨대, 5∼6)의 다른 파장에 대하여 실시한다.
·단계 5: 단계 4까지를 실시함으로써 얻어진 푸앵카레구의 적도면에 투영된 복수의 투영점에 대하여 피팅을 실시하고, 얻어진 결과로부터, 흡수축의 방향을 추정한다. 통상, 단계 5에 있어서의 복수의 투영점은, 직선 편광자(11)를 광이 통과 함으로써 얻어지는 직선 편광의 방향(투과축)의 방향을 따르기 때문에, 상기 피팅에 의해 흡수축(또는 투과축)의 방향을 추정할 수 있다.
상기한 바와 같이 단계 1∼단계 5를 거쳐 흡수축의 방향을 추정하는 경우, 흡수축의 방향을 추정할 때마다, 단계 5의 피팅이 필요해진다. 또한, 흡수축의 방향을 추정할 때까지 시간이 필요하다.
이에 대하여, 본 개시에서 설명한 검사 방법에서는, 측정 파장 선택 공정(S1) 및 직선 관계식 결정 공정(S2)을 실시하여, 미리 식 (1)을 준비한다. 그 때문에, 측정 공정(S3)에 있어서, 검사 대상인 타원 편광판(10)을 측정기에 셋트하고, λ/4판(12)측으로부터 출사되는 타원 편광을 측정함으로써, 흡수축의 방향을 계산할 수 있다. 즉, 본 검사 방법에서는, 간편하게 흡수축의 방향을 검사할 수 있다. 또한, 흡수축의 방향의 검사를 단시간에 실시 가능하다.
상기 단계 1∼단계 5를 실시하는 참고 검사 방법에서는, 검사 대상으로서 타원 편광판에 따라서는, 적도면에 투영된 복수의 투영점이 밀집하여, 흡수축의 방향의 측정 정밀도가 저하하는 경우가 있다. 이에 대하여, 본 검사 방법에서는, 측정 공정(S3)에서의 타원 편광의 방위각과 식 (1)에 기초하여 흡수축의 방향을 얻기 때문에, 측정 정밀도를 확보 가능하다.
측정 파장 선택 공정(S1)에 있어서, 전술한 바와 같이, 광학 시뮬레이션을 이용하여 측정 파장 λi를 선택하는 경우, 측정 파장 선택 공정(S1)을 간편하게 실시할 수 있으며, 측정 파장 선택 공정(S1)에 요하는 시간을 단축 가능하다. 측정 파장 선택 공정(S1)은, 실험적으로 실시하여도 좋다. 이 경우에는, 직선 관계식 결정 공정(S2)에서 설명한 타원 편광판 샘플을 이용하여, 흡수축의 방향의 측정 및 타원 편광의 측정을 행하고, 그 측정 결과에 기초하여 측정 파장 λi를 선택할 수 있다.
직선 관계식 결정 공정(S2)은, 광학 시뮬레이션으로 실시하여도 좋다. 그러나, 예컨대, 전술한 바와 같이, 측정 공정(S3)에서 사용하는 측정기와 동일한 측정기를 이용한 실제의 측정 결과에 기초하여 식 (1)을 결정함으로써, 측정 공정(S3)에서의 측정 오차를 작게 할 수 있다. 그 결과, 흡수축의 방향의 측정 정밀도(검사 정밀도)가 향상한다.
측정 파장 λi의 개수가 2개, 즉, n=2의 경우, 측정 공정(S3)에서도 2개의 측정 파장에 대하여 측정을 실시하면 되기 때문에, 측정 공정(S3)에 요하는 시간을 단축할 수 있다.
상기 검사 방법을 포함하는 타원 편광판의 제조 방법에서는, 타원 편광판(10)이 갖는 흡수축의 방향을 간편하게 검사할 수 있다. 그 결과, 원하는 흡수축의 방향을 갖는 타원 편광판(10)을 효율적으로 제조 가능하다.
이상, 본 발명의 실시형태를 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위에 의해 나타내는 범위가 포함되는 것이 의도되며, 특허청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
λ/4판(12)의 지상축(기준축)과 직선 편광자의 흡수축의 상대각과, 타원 편광판(10)의 기준변에 대한 방위각에 기초하여, 식 (1)을 산출하는 경우를 설명하였다. 그러나, 기준축은 진상축이어도 좋고, 상기 지상축 또는 진상축에 대한 상대각을 규정하기 위한 직선 편광자에 있어서의 축은 투과축이어도 좋다. 이것은, λ/4판에서는, 지상축과 진상축 사이의 각도는 90°이고, 직선 편광자에서는, 흡수축과 투과축 사이의 각도는 90°이고, 상대각을 규정하는 2개의 축의 조합의 차이는, 식 (1)에 있어서의 ai 및 b의 차이로서 식 (1)에 반영되기 때문이다. 식 (1)에 있어서의 X는, 투과축의 방향(바꾸어 말하면 기준변에 대한 각도)이어도 좋다. 즉, 축방향 결정 공정(S4)에서는, 투과축의 방향을 결정하여도 좋다.
실시예
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 물질량과 그 비율, 조작 등은 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절하게 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되어 제한되는 것이 아니다.
(1) 두께의 측정:
가부시키가이샤 니콘 제조의 디지털 마이크로미터 "MH-15M"을 이용하여 측정하였다.
(2) 면내 위상차값 Re(550) 및 두께 방향의 위상차값 Rth(550)의 측정:
오지게이소쿠기키 가부시키가이샤 제조의 평행 니콜 회전법을 원리로 하는 위상차계 "KOBRA(등록상표)-HBPR"을 이용하여, 23℃의 온도에 있어서, 파장 550 ㎚에서의 면내 위상차값 및 두께 방향의 위상차값을 측정하였다.
(3) 타원 편광의 방위각의 측정:
오지게이소쿠기키 가부시키가이샤 제조의 평행 니콜 회전법을 원리로 하는 위상차계 "KOBRA(등록상표)-HBPR"을 이용하여, 23℃의 온도에 있어서, 파장 548.3 ㎚ 및 파장 629.1 ㎚의 2 파장에 대해서 타원 편광의 방위각 Ψ(548.3) 및 Ψ(629.1)을 측정하였다.
(직선 편광자의 제작)
두께 30 ㎛의 폴리비닐알코올 필름(평균 중합도 약 2400, 비누화도 99.9 몰% 이상)을, 건식 연신에 의해 약 4배로 일축 연신하고, 또한 긴장 상태를 유지한 채로, 40℃의 순수에 40초간 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.052/5.7/100인 수용액에 28℃에서 30초간 침지하여 염색 처리를 행하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 11.0/6.2/100인 수용액에 70℃에서 120초간 침지하였다. 계속해서, 8℃의 순수로 15초간 세정한 후, 300 N의 장력으로 유지한 상태로, 60℃에서 50초간, 계속해서 75℃에서 20초간 건조하여, 폴리비닐알코올 필름에 요오드가 흡착 배향하고 있는 두께 12 ㎛의 흡수형 편광 필름을 얻었다.
(λ/4판)
λ/4판으로서, 두께 25 ㎛의 노르보넨계 수지를 포함하는 연신 필름에, 두께 3 ㎛의 하드 코트층을 형성한 필름(닛폰세이시 가부시키가이샤 제조, 상품명 「COP25ST-HC」)을 이용하였다. λ/4판의 Re(550)은, 98.1 ㎚였다.
(보호 필름)
보호 필름으로서, 트리아세틸셀룰로오스 필름(코니카미놀타 가부시키가이샤 제조, 「KC2CT」)을 이용하였다. 보호 필름의 두께는 20 ㎛였다. 보호 필름의 Re(550)는 2.6 ㎚이고, Rth(550)은 1.2 ㎚였다.
(타원 편광판의 제작)
λ/4판과 직선 편광자 및 보호 필름을, 두께 5 ㎛의 시트형 점착제 〔인테크 가부시키가이샤 제조의 「NCF #L2」〕를 개재시켜 접합하여, 타원 편광판을 제작하였다. 이때, 직선 편광자의 흡수축과 λ/4판의 지상축의 상대각을, 45°± 3°의 범위 내에서 접합한 12장의 타원 편광판을 제작하였다.
이렇게 하여 제작한 12장의 타원 편광판 각각을, 장변 150 mm×단변 100 mm의 크기로 재단하였다. 이와 같이 하여 얻어진 장변 150 mm×단변 100 mm의 크기를 갖는 타원 편광판을 평가 샘플이라고 칭한다. 이때, 평가 샘플(타원 편광판)을 보호 필름측에서 보아, 장변을 기준변(장변에 평행한 선을 0°로 하여 시계 방향을 플러스로 함)으로 한 경우에, 직선 편광자의 흡수축의 각도가 135°, λ/4판의 지상축의 각도가 각각 약 90°가 되도록 하였다.
제작한 12장의 평가 샘플에 대해서, λ/4판측으로부터 광을 입사시켜 직선 편광자의 흡수축의 각도와, 보호 필름측으로부터 광을 입사시켜 타원의 방위각Ψ(548.3) 및 Ψ(629.1)을 측정하였다. 직선 편광자의 흡수축의 각도는, 위상차계 "KOBRA(등록상표)-HBPR"을 이용하여 측정하였다. 측정 각도의 기준은, 평가 샘플의 장변 방향으로 하였다. 측정 결과는, 표 1에 나타낸 바와 같았다. 표 1에서는, 측정으로 얻어진 실측값(각도)을 Xp로서 표기하고 있다.
이렇게 하여 얻어진 측정 결과로부터 중회귀 분석을 행하여, 직선 편광자의 흡수축의 각도 X(보호 필름측에서 본 경우의 각도와 통일시키기 위해 90°더한 값)와 타원의 방위각 Ψ(548.3), Ψ(629.1)의 관계식을 얻었다. 얻어진 관계식은 하기의 식 (2)였다.
X(°) = -1.43368×Ψ(548.3)+2.42946×Ψ(629.1)+90.21133···(2)
이렇게 하여 얻어진 식 (2)와, 상기 방위각 Ψ(548.3) 및 Ψ(629.1)을 이용하여, 12장의 평가 샘플의 직선 편광자의 흡수축의 각도 X를 계산한 계산 결과는 표 1과 같았다. 표 1에는, 흡수축의 각도의 계산값(계산 결과)과 실측값의 차도 나타내고 있다.
평가 샘플은, λ/4판, 직선 편광자 및 보호 필름을 갖는 적층체이고, 직선 편광 해소 필름을 갖지 않는다. 그러나, 상기 보호 필름을 직선 편광 해소 필름으로 치환하여도, 방위각 Ψ(548.3) 및 Ψ(629.1)의 측정 결과는 동일하다. 따라서, 식 (2)와, 상기 방위각 Ψ(548.3) 및 Ψ(629.1)을 이용하여, 12장의 평가 샘플 각각이 갖는 직선 편광자의 흡수축의 각도 X를 얻는 것은, 도 4를 이용하여 설명한 검사 방법에 있어서의 흡수축의 각도의 측정에 대응한다.
표 1에 나타낸 실측값의 흡수축의 각도(Xp)에 대하여, 계산값의 각도(X)를 그래프에 플롯하여, X와 Xp의 관계를 나타내는 근사식과, 이들의 상관 계수를 얻었다. 근사식은, 식 (3)에 나타낸 바와 같이, 비례 계수가 1.000인 직선 근사식이고, 상관 계수는, 0.99911이었다.
X = 1.0000Xp···(3)
이들 결과로부터, 방위각의 측정 결과와, 상기 식 (2)를 이용함으로써, 매우 좋은 정밀도로 흡수축의 각도를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
10…타원 편광판(검사 대상), 11…직선 편광자, 12…λ/4판, 13…직선 편광 해소 필름, 20…적층체, 20M…적층체 모델, 20S…적층체 샘플, A…투과축, B1…지상축, B2…진상축.
Claims (6)
- 직선 편광을 해소하기 위한 직선 편광 해소 필름, 직선 편광자 및 λ/4판이 이 순서로 적층되어 있고, 상기 직선 편광자의 흡수축과 상기 λ/4판의 지상축의 상대각이 45°± 5°인 타원 편광판을 검사 대상으로 하여 검사하는 방법으로서,
상기 검사 대상이 갖는 직선 편광 해소 필름측으로부터 광을 입사하고, 상기 검사 대상이 갖는 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 n개(단, n은 2∼6)의 측정 파장 λi(i=1∼n) 각각에 대한 방위각 Ψ(λi)을 측정하는 측정 공정으로서,
상기 n개의 측정 파장 λi는, 직선 편광자와 λ/4판이 이 순서로 적층된 적층체가 갖는 λ/4판의 지상축 또는 진상축을 기준축으로 한 경우에 있어서, 상기 적층체가 갖는 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축과 상기 기준축의 상대각과, 상기 적층체가 갖는 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 방위각이, 상기 적층체가 갖는 λ/4판의 지상축과 상기 직선 편광자의 흡수축의 상대각이 45°± 5°의 범위 내에 있어서 직선 관계를 충족시키는 파장인 상기 측정 공정과,
상기 적층체가 갖는 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 상기 n개의 측정 파장 λi에 대한 방위각 Ψ(λi)과, 상기 적층체가 갖는 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 상기 적층체의 기준변에 대한 각도의 관계를 나타내고 있으며 미리 결정되어 있는 직선 관계식, 및, 상기 측정 공정에 있어서의 상기 검사 대상에 대한 방위각 Ψ(λi)의 측정 결과에 기초하여, 상기 검사 대상이 갖는 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 방향을 구하는 축방향 결정 공정을 구비하는, 검사 방법. - 제1항에 있어서, 상기 n개의 측정 파장 λi를 선택하는 측정 파장 선택 공정과,
상기 적층체가 갖는 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 상기 적층체의 기준변에 대한 각도를 X로 하고, 상기 적층체가 갖는 λ/4판으로부터 출사되는 타원 편광의 상기 n개의 측정 파장 λi에 대한 방위각 Ψ(λi)과, 상기 X의 직선 관계를 나타내는 식 (1)을 결정하는 직선 관계식 결정 공정을 더 구비하고,
상기 축방향 결정 공정에서는, 상기 측정 결과와 상기 식 (1)에 기초하여, 상기 검사 대상이 갖는 직선 편광자의 흡수축 또는 투과축의 방향을 구하는, 검사 방법.
((1) 중에 있어서, ai 및 b는 피팅에 의해 결정되는 상수이다) - 제2항에 있어서, 상기 직선 관계식 결정 공정에서는, 상기 적층체에 대응하는 복수의 적층체 샘플이며 각 적층체 샘플에 있어서의 상기 흡수축 또는 투과축과 상기 기준축의 상대각이 다른 상기 복수의 적층체 샘플을 준비하고, 상기 복수의 적층체 샘플 각각의 상기 X와, 상기 n개의 측정 파장에 대한 상기 방위각 Ψ(λi)의 측정 결과에 기초하여, 상기 식 (1)을 결정하고,
상기 복수의 적층체 샘플은, 직선 편광을 타원 편광으로 변환 가능하면서, 타원 편광을 직선 편광으로 변환 가능한 타원 편광판인, 검사 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 n이 2인, 검사 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 n개의 측정 파장 λi는 파장 548 ㎚와 파장 629 ㎚를 포함하는, 검사 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 검사 방법을 포함하는, 타원 편광판의 제조 방법.
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