WO2023223728A1 - 検査方法 - Google Patents

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WO2023223728A1
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retardation layer
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inspection
inspected
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信次 小林
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住友化学株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements

Definitions

  • the present invention relates to an inspection method.
  • a retardation layer can convert linearly polarized light into circularly polarized light, or conversely, convert circularly polarized light into linearly polarized light, so a circularly polarizing plate that combines this retardation layer and a linearly polarizing plate is suitable for organic EL display devices. It is applied to reflective liquid crystal display devices.
  • the retardation layer obtained by aligning and curing a polymerizable liquid crystal compound is an extremely thin film, and has therefore been attracting attention for manufacturing thin display devices (for example, Patent Document (see 1).
  • the manufactured circularly polarizing plate can be inspected for defects before being shipped as a product.
  • an optical film to be inspected is irradiated with inspection light, and defects are detected based on the difference in the amount of transmitted light (see, for example, Patent Document 2).
  • the present invention provides an inspection method for determining the presence or absence of defects in a retardation layer, which can easily detect not only defects based on phase difference shifts but also defects based on axis misalignment. With the goal.
  • the present invention detects defects in the first ⁇ /4 retardation layer by making an inspection light incident on a film-like object to be inspected that includes a first polarizing plate and a first ⁇ /4 retardation layer.
  • the layer side faces the phase difference filter side, and the second ⁇ /4 phase difference layer side of the phase difference filter faces the object to be inspected, and the slow phase of the first ⁇ /4 phase difference layer
  • the angle between the axis and the slow axis of the second ⁇ /4 retardation layer was 0° ⁇ 30° when viewed from the optical path direction of the inspection light, and the The in-plane retardation value of the first ⁇ /4 retardation layer and the in-plane retardation value of the second ⁇ /4 retardation layer measured with light with a wavelength of 550 nm are different from each other.
  • Inspection light is input from either the first polarizing plate side or the second polarizing plate side of the phase difference filter so that the optical path passes through a predetermined inspection area on the object to be inspected, and the inspection light is input from the other side.
  • the present invention provides an inspection method for observing a second polarizing plate or a first polarizing plate.
  • defects based on a phase difference shift but also defects based on an axis misalignment can be easily detected as defects in a retardation layer included in an object to be inspected.
  • the present invention may include one or more of the following features.
  • the in-plane retardation value of the second ⁇ /4 retardation layer measured with light with a wavelength of 550 nm is the in-plane retardation value of the first ⁇ /4 retardation layer measured with light with a wavelength of 550 nm. It can be made to differ within a range of ⁇ 20 nm. By satisfying this requirement, defects due to axis misalignment can be detected more easily.
  • the present invention provides a second test using light with a wavelength of 550 nm so that the transmittance of the inspection light for the part of the object to be inspected that has no defects and the phase difference filter is 0.1% to 5%.
  • the in-plane retardation value of the ⁇ /4 retardation layer may be selected. If the transmittance of the inspection light is within this range, the brightness of the observation field will be particularly suitable for inspection, allowing defects to be correctly recognized as defects, and non-defects to not be mistakenly recognized as defects. Increases accuracy.
  • the first ⁇ /4 retardation layer may be made of a cured product of a polymerizable liquid crystal compound.
  • this retardation layer is a stretched film, it is easy to predict that overall axis misalignment will occur depending on the stretching condition, but when this retardation layer is made of a cured product of a polymerizable liquid crystal compound, alignment of liquid crystal molecules may be partially disturbed, and defects may occur locally due to axis misalignment caused by this. According to the present invention, locally generated axis misalignment defects can also be easily detected.
  • the inspection light may be visible light that is not a single wavelength.
  • an inspection method using light of a single wavelength it is necessary to remove unnecessary wavelength light with a corresponding bandpass filter, resulting in a low light intensity, and therefore it is necessary to increase the light intensity of the light source.
  • light that includes light of various wavelengths, such as white light for example, sufficient light for inspection can be incident on the object to be inspected, so there is no need to increase the light intensity of the light source. do not have.
  • an inspection method for determining the presence or absence of defects in a retardation layer which can easily detect not only defects based on phase difference shifts but also defects based on axis misalignment. be able to.
  • (A) is a diagram showing the relationship between the slow axis of the first ⁇ /4 phase difference layer included in the test object and the slow axis of the second ⁇ /4 phase difference layer included in the phase difference filter. be.
  • (B) is a diagram of (A) viewed from the optical path side. It is a figure showing arrangement of each member in the inspection method of other embodiments.
  • Refractive index (nx, ny, nz) “nx" is the refractive index in the direction in which the in-plane refractive index is maximum (that is, the slow axis direction), “ny” is the direction perpendicular to the slow axis in the plane, and “nz” is the thickness direction is the refractive index of (2) In-plane retardation value
  • the in-plane retardation value (Re( ⁇ )) refers to the in-plane retardation value of the film at 23° C. and wavelength ⁇ (nm).
  • the inspection method of this embodiment is a method of inspecting the presence or absence of defects in a retardation layer included in an object to be inspected, and is carried out using a predetermined inspection apparatus.
  • the inspection device 1A includes a light source 2, a phase difference filter 4, and a camera 6 arranged in this order.
  • a place is prepared between the light source 2 and the phase difference filter 4, and a place to place the object to be inspected 10 is shown in FIG. 1. I'm drawing.
  • the object to be inspected 10 is a film-like circularly polarizing plate, and is formed by laminating a first polarizing plate 3A and a first ⁇ /4 retardation layer 9A, which is the main body of the object to be inspected.
  • the first ⁇ /4 retardation layer 9A may be made of a cured product of a polymerizable liquid crystal compound.
  • a case where the first ⁇ /4 retardation layer 9A is made of a cured product of a polymerizable liquid crystal compound will be exemplified.
  • the polymerizable liquid crystal compound that can form the first ⁇ /4 retardation layer 9A is, for example, disclosed in JP2009-173893A, JP2010-31223A, WO2012/147904A, WO2014/10325A, and Examples include those disclosed in WO2017-43438.
  • the polymerizable liquid crystal compounds described in these publications can form a retardation layer capable of uniform polarization conversion in a wide wavelength range. Further, it is possible to form a retardation layer having so-called reverse wavelength dispersion.
  • a solution containing a polymerizable liquid crystal compound as a raw material is coated (coated) onto each base film.
  • a coating film By creating a coating film using the process (processing) and photopolymerizing it, it is possible to form an extremely thin film.
  • Such a base film may be provided with an alignment film for aligning the polymerizable liquid crystal compound.
  • the alignment film may be one that is optically aligned by polarized light irradiation or one that is mechanically aligned by rubbing treatment.
  • an alignment film those described in the above-mentioned publication can be used.
  • the first ⁇ /4 retardation layers 9A each formed in this manner are, for example, a base film on which the first ⁇ /4 retardation layers 9A are formed, and a base film on which the first ⁇ /4 retardation layers 9A are formed. It can be transferred onto the first polarizing plate 3A by bonding the two layers together via an adhesive layer and then peeling off the base film. In this way, a circularly polarizing plate, which is an object to be inspected, can be manufactured.
  • the first ⁇ /4 retardation layer 9A made of a cured product of a polymerizable liquid crystal compound is usually thin, about 0.2 ⁇ m to 10 ⁇ m, and if it contains foreign matter, the retardation value tends to decrease in that part. .
  • both layers when forming both layers, if there are foreign substances on the base film to which the polymerizable liquid crystal compound solution is applied, or if there are scratches on the base film or the first polarizing plate 3A itself, polymerization may occur. Defects may occur in the coating film itself obtained by coating the liquid crystal compound solution. For example, scratches on the base film are reflected as uneven thickness of the coating film, and the retardation value of that portion varies.
  • defects due to axis misalignment may also occur in the first ⁇ /4 retardation layer 9A.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 3A and the slow axis of the first ⁇ /4 retardation layer 9A are set at 45 degrees to each other. .
  • a portion that is deviated from this angle due to some reason is a "defect due to axis misalignment.”
  • the first ⁇ /4 retardation layer 9A is a stretched film, it is easy to predict the occurrence of overall axis misalignment depending on the stretching condition, and it is easy to deal with it.
  • these retardation layers are made of a cured product of a polymerizable liquid crystal compound, the alignment of liquid crystal molecules may be partially disordered, and defects caused by this (defects due to axis misalignment) may occur locally. It can occur.
  • the inspection method of this embodiment it is possible to easily detect not only defects based on phase difference shifts but also defects based on locally generated axis shifts.
  • the first polarizing plate 3A is a film that converts the light incident from the light source 2 into linearly polarized light, and is formed by pasting a protective film on at least one surface of the polarizing film.
  • polarizing films include polyvinyl alcohol films with iodine and dichroic dyes adsorbed and oriented, and polymerizable liquid crystal compounds oriented and polymerized with dichroic dyes adsorbed and oriented. It will be done.
  • the first polarizing plate 3A has an absorption axis in a direction perpendicular to the transmission axis direction from which linearly polarized light is emitted.
  • the direction in which linearly polarized light is emitted is defined as the transmission axis direction
  • the direction in which it is blocked is defined as the absorption axis direction, but this does not exclude polarizing films that reflect polarized light in the direction in which it is blocked. .
  • the protective film is for protecting the polarizing film.
  • the protective film those commonly used in the technical field of polarizing plates are used for the purpose of obtaining a polarizing plate having appropriate mechanical strength.
  • cellulose ester films such as triacetyl cellulose (TAC) films; cyclic olefin films; polyester films such as polyethylene terephthalate (PET) films; (meth)acrylic films such as polymethyl methacrylate (PMMA) films; Film, etc.
  • additives commonly used in the technical field of polarizing plates may be included in the protective film.
  • the retardation of the protective film is preferably small; for example, for Re(550), it is preferably 10 nm or less, particularly preferably 5 nm or less.
  • the object to be inspected 10 may further include a positive C plate on the first ⁇ /4 retardation layer 9A.
  • the retardation value (Rth(550)) in the thickness direction of the positive C plate may be appropriately selected depending on the retardation value in the thickness direction of the first ⁇ /4 retardation layer 9A.
  • Re(550) the in-plane retardation value
  • Rth(550) the thickness direction retardation value
  • a piece of about 40 mm x 40 mm is separated from the film to be measured (eg, separated from a long film using an appropriate cutting tool).
  • the Re(550) of this piece is measured three times and the average value of Re(550) is determined.
  • the Re(550) of the piece can be measured at room temperature (23° C.) using a phase difference measuring device KOBRA-WPR (manufactured by Oji Scientific Instruments Co., Ltd.).
  • phase difference filter 4 includes a second polarizing plate 3B and a second ⁇ /4 phase difference layer 9B laminated thereon.
  • the second ⁇ /4 retardation layer 9B has the in-plane retardation value of the first ⁇ /4 retardation layer 9A measured with light with a wavelength of 550 nm and the in-plane retardation value measured with light with a wavelength of 550 nm. A layer having a different in-plane retardation value from the measured second ⁇ /4 retardation layer 9B is selected.
  • the in-plane retardation value of the second ⁇ /4 retardation layer 9B measured with light with a wavelength of 550 nm is the in-plane retardation value of the first ⁇ /4 retardation layer 9A measured with light with a wavelength of 550 nm.
  • the phase difference value is a difference within a range of ⁇ 20 nm.
  • the numerical range of " ⁇ 20 nm” may be “ ⁇ 10 nm” or “ ⁇ 5 nm”. Further, as long as it is within the numerical range, either a positive or negative numerical range may be adopted. For example, “+5 nm to +15 nm”, “-3 nm to -10 nm”, “-0.1 nm to -2.0 nm”, etc. Further, as long as the value is within the numerical value range, a numerical value range that spans positive and negative values may be adopted. For example, “-10 nm to +12 nm”, “-4 nm to +8 nm”, etc.
  • the in-plane retardation value of the second ⁇ /4 retardation layer 9B is the degree of transmission of the inspection light (this is referred to as the "transmittance It is preferable to select the amount of light so that the amount of light before entering the object 10 is 0.1% to 5%.
  • This transmittance value is a value that serves as a standard for determining the presence or absence of defects. In the inspection, the presence or absence of a defect is determined based on whether the measured transmittance is greater than this value. For example, if there is a point where the transmittance is 0.45% when inspected with the transmittance set to 0.3%, that point is determined to be a defect.
  • the transmittance of the inspection light is within this range, the brightness of the observation field becomes particularly suitable for the inspection in this embodiment, making it easier to correctly recognize defects as defects, and to identify non-defects. Misrecognition as a defect is prevented.
  • the selected transmittance value may be 0.15% to 3%, 0.2% to 1%, or 0.25% to 0.6%.
  • the retardation value of the second ⁇ /4 retardation layer 9B be different from the retardation value of the first ⁇ /4 retardation layer 9A to be inspected to obtain the transmittance?
  • the phase difference of the ⁇ /4 retardation layer for example, perform a computer simulation that calculates the movement of a point indicating the polarization state on the Poincaré sphere or a computer simulation using a Mueller matrix. It can be estimated by Commercially available software includes, for example, LCD Master from Shintech Co., Ltd.
  • the phase difference filter 4 may further include a positive C plate.
  • the positive C plate may be provided on the surface facing the first ⁇ /4 retardation layer 9A, or may be provided on the surface opposite thereto. By using a positive C plate, the inspection area can be expanded.
  • the retardation value (Rth(550)) in the thickness direction of the positive C plate may be appropriately selected depending on the retardation value in the thickness direction of the first ⁇ /4 retardation layer 9A to be inspected.
  • the configuration and material of the second polarizing plate 3B are the same as those of the first polarizing plate 3A. Further, the method for forming the second ⁇ /4 retardation layer 9B is also the same as the method for forming the first ⁇ /4 retardation layer 9A.
  • the light source 2 Various commercial products can be used as the light source 2, and for example, a light source that emits white light can be used. Further, the light emitted by the light source 2 may not be completely white light, but may be light that does not include light of a part of the wavelengths in the visible light region. The light emitted by the light source 2 may be single-wavelength visible light, or may be non-single-wavelength visible light.
  • the light emitted by the light source 2 is unpolarized, passes through the first polarizing plate 3A to become polarized light in a predetermined direction, and further passes through the first ⁇ /4 retardation layer 9A to become circularly polarized light. That is, unpolarized light becomes circularly polarized light by passing through the first polarizing plate 3A and the first ⁇ /4 retardation layer 9A.
  • inspection methods that use single-wavelength light require a corresponding bandpass filter to remove unnecessary wavelength light, which reduces the amount of light and causes a decrease in inspection sensitivity. For this reason, it was necessary to increase the light intensity of the light source, but in this embodiment, it is possible to use light including light of various wavelengths, such as white light, so there is no need to increase the light intensity of the light source.
  • the light source 2 is placed on the optical path 12 and opposite to the side where the light source 2 is located on both sides of the phase difference filter 4.
  • a camera 6 as a detection means is arranged at a side position.
  • the camera 6 is, for example, a CCD camera, and in this case, the object to be inspected 10 can be inspected by automatically detecting it by image processing analysis using a combination of a CCD camera and an image processing device.
  • the detection means may be the naked eye instead of a camera.
  • the slow axis p of the first ⁇ /4 phase difference layer 9A included in the inspection object 10 and the second ⁇ /4 phase difference layer 9B included in the phase difference filter 4 are It is arranged so that the angle ⁇ formed with the slow axis q is 0° ⁇ 30° when viewed from the direction of the optical path 12.
  • This angle is preferably 0° ⁇ 20°, more preferably 0° ⁇ 10°.
  • the angle ⁇ shall be expressed as a value of 0° or more and 90° or less, and an angle exceeding 90° shall be expressed as a value of 0° or more and 90° or less.
  • the inspection light is blocked, and the amount of light transmitted through the portion of the first ⁇ /4 retardation layer 9A where the retardation value deviates from the desired value (phase difference shift) is relatively It becomes larger and easier to detect as a defect.
  • a predetermined inspection area of the object to be inspected 10 is irradiated with inspection light from the light source 2.
  • the phase difference filter 4 arranged so as to satisfy the above angle ⁇ is observed with the camera 6 (or with the naked eye) from the opposite side of the light source 2, the normal portion of the inspection object 10 will be determined according to the transmittance selected above.
  • the field of vision is darkened.
  • parts that appear different in color and parts where an amount of light exceeding the selected transmittance is observed are determined to be defects.
  • the in-plane retardation value of the first ⁇ /4 retardation layer 9A and the in-plane retardation value of the second ⁇ /4 retardation layer 9B are different from each other, and the transmittance of the inspection light is is appropriately selected, defects due to axis misalignment can be easily recognized from the amount of transmitted light.
  • phase difference value of the phase difference filter 4 is not adjusted so as to be different from the phase difference value of the inspected object. It can be said that defects based on phase difference shift and axis shift can be detected. However, with this arrangement, highly accurate detection such as detecting a phase difference shift of 2 nm or less cannot be performed. By adjusting the phase difference value of the phase difference filter 4 to be different from the phase difference value of the object to be inspected as in this embodiment, it is possible to perform highly accurate inspection that can detect a phase difference shift of 2 nm or less. Become.
  • the present invention is not limited to the above embodiments.
  • the inspection light emitted by the light source 2 enters the inspection object 10 and the phase difference filter 4 in this order, and the inspection light emitted from the phase difference filter 4 is captured by the camera 6. 2 and camera 6 may be reversed in position. That is, as shown in FIG. 3, the inspection light emitted by the light source 2 enters the phase difference filter 4 and the inspection object 10 in this order, and the inspection light emitted from the inspection object 10 is captured by the camera 6 (inspection It may also be a device 1B).
  • the object to be inspected is a rectangular sheet-shaped object, but the object to be inspected may be elongated, for example.
  • the present invention can be used for inspection to determine the presence or absence of defects in a retardation layer.
  • 1A, 1B... Inspection device 2... Light source, 3A... First polarizing plate, 3B... Second polarizing plate, 4... Phase difference filter, 6... Camera, 9A... First ⁇ /4 phase difference layer, 9B ...Second ⁇ /4 retardation layer, 10...Object to be inspected, 12...Optical path, p...Slow axis of first ⁇ /4 retardation layer, q...Slow phase of second ⁇ /4 retardation layer Axis, ⁇ ...angle.

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Abstract

位相差層の欠陥の有無を判断する検査方法であって、位相差ずれに基づく欠陥のみならず、軸ずれに基づく欠陥も容易に検出することができる検査方法を提供する。

Description

検査方法
　本発明は、検査方法に関する。
　位相差層は、直線偏光を円偏光に変換したり、逆に円偏光を直線偏光に変換したりできることから、この位相差層と直線偏光板とを組み合わせた円偏光板が、有機ＥＬ表示装置や反射型液晶表示装置に適用されている。位相差層の中でも重合性液晶化合物を配向及び硬化させることで得られる位相差層は極めて薄膜のものとなることから、薄型の表示装置を製造するうえで注目されてきている（例えば、特許文献１参照）。
　製造した円偏光板は、製品として出荷する前にその欠陥の有無を検査できることも重要である。一般に光学フィルムの検査方法としては、被検査物とした光学フィルムに対して検査光を照射し、その透過光量の差により欠陥を見出すことが行われる（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６－５８５４６号公報 特開２０２１－１３９９９９号公報
　特許文献２の検査方法では、被検査物である円偏光板の位相差値が理想からずれているとき（これを「位相差ずれ」と呼ぶ。）、その欠陥を色付きの光（例えば赤や青）として検出できる。しかしながら、偏光子の吸収軸に対する位相差層の遅相軸の設計軸角度からのずれ（これを「軸ずれ」と呼ぶ。）による欠陥は、色が付かず輝度のわずかな変化があるのみであるので、検出しにくい。
　そこで本発明は、位相差層の欠陥の有無を判断する検査方法であって、位相差ずれに基づく欠陥のみならず、軸ずれに基づく欠陥も容易に検出することができる検査方法を提供することを目的とする。
　本発明は、第１の偏光板と、第１のλ／４位相差層と、を備えるフィルム状の被検査物に検査光を入射して第１のλ／４位相差層の欠陥の有無を判断する検査方法であって、被検査物、及び、第２の偏光板と第２のλ／４位相差層とを備える位相差フィルタを、被検査物の第１のλ／４位相差層側が位相差フィルタ側を向くように、かつ、位相差フィルタの第２のλ／４位相差層側が被検査物側を向くように、かつ、第１のλ／４位相差層の遅相軸と第２のλ／４位相差層の遅相軸とのなす角度が検査光の光路方向から見た場合に０°±３０°となるように配置し、波長５５０ｎｍの光で測定した第１のλ／４位相差層の面内位相差値と、波長５５０ｎｍの光で測定した第２のλ／４位相差層の面内位相差値とは互いに異なっており、被検査物の第１の偏光板側又は位相差フィルタの第２の偏光板側のいずれか一方側から、光路が被検査物上の所定の検査領域を通過するように検査光を入射し、その他方側から第２の偏光板又は第１の偏光板を観察する、検査方法を提供する。
　本発明によれば、被検査物が備える位相差層の欠陥として、位相差ずれに基づく欠陥のみならず、軸ずれに基づく欠陥も容易に検出することができる。
　本発明は、以下に掲げる特徴点を一つ又は複数備えていてもよい。
　本発明では、波長５５０ｎｍの光で測定した第２のλ／４位相差層の面内位相差値は、波長５５０ｎｍの光で測定した第１のλ／４位相差層の面内位相差値とは±２０ｎｍの範囲内で異なるようにすることができる。これを満たすことで、軸ずれに基づく欠陥を一層容易に検出することができる。
　本発明は、被検査物のうち欠陥がない部分と位相差フィルタとを合わせた検査光の透過率が、０．１％～５％となるように、波長５５０ｎｍの光で測定した第２のλ／４位相差層の面内位相差値を選択してもよい。検査光の透過率がこの範囲内であると、観察視野の明るさが検査に特に適したものとなり、欠陥を欠陥であると正しく認識でき、かつ、欠陥でないものを欠陥であると誤認識しない精度が高まる。
　第１のλ／４位相差層は、重合性液晶化合物の硬化物からなっていてもよい。この位相差層が延伸フィルムである場合には、延伸具合による全体的な軸ずれの発生が予想しやすいが、この位相差層が重合性液晶化合物の硬化物からなる場合は、液晶分子の配向が部分的に乱れ得るので、これに起因した軸ずれに基づく欠陥が局所的に発生し得る。本発明によれば、局所的に発生した軸ずれ欠陥も容易に検出することができる。
　本発明において、検査光は単波長ではない可視光であってもよい。単波長の光を用いる検査方法では相応のバンドパスフィルタで不要な波長の光を除く必要があるので光量が低くなり、このため光源の光量を高くする必要がある。これに対して例えば白色光のように様々な波長の光を含む光を用いることができると、検査に十分な光を被検査物に入射することができるので、光源の光量を高くする必要がない。
　本発明によれば、位相差層の欠陥の有無を判断する検査方法であって、位相差ずれに基づく欠陥のみならず、軸ずれに基づく欠陥も容易に検出することができる検査方法を提供することができる。
本実施形態の検査方法での各部材の配置を示す図である。 （Ａ）は、被検査物が備える第１のλ／４位相差層の遅相軸と、位相差フィルタが備える第２のλ／４位相差層の遅相軸との関係を示す図である。（Ｂ）は、（Ａ）を光路側から見た図である。 他の実施形態の検査方法での各部材の配置を示す図である。
　以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
＜用語および記号の定義＞
　本明細書における用語および記号の定義は下記のとおりである。
（１）屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）
　「ｎｘ」は面内の屈折率が最大となる方向（すなわち、遅相軸方向）の屈折率であり、「ｎｙ」は面内で遅相軸と直交する方向、「ｎｚ」は厚さ方向の屈折率である。
（２）面内位相差値
　面内位相差値（Ｒｅ（λ））は、２３℃、波長λ（ｎｍ）におけるフィルムの面内の位相差値をいう。Ｒｅ（λ）は、フィルムの厚さをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｅ（λ）＝（ｎｘ－ｎｙ）×ｄによって求められる。
（３）厚さ方向の位相差値
　厚さ方向の位相差値（Ｒｔｈ（λ））は、２３℃、波長λ（ｎｍ）におけるフィルムの厚さ方向の位相差値をいう。Ｒｔｈ（λ）は、フィルムの厚さをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｔｈ（λ）＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２－ｎｚ）×ｄによって求められる。
＜検査装置と被検査物＞
　本実施形態の検査方法は、検査対象である被検査物が備える位相差層の欠陥の有無を検査する方法であり、所定の検査装置を用いて行う。図１に示されているとおり、検査装置１Ａは、光源２、位相差フィルタ４、及び、カメラ６がこの順に配置されてなるものである。検査装置１Ａは、光源２と位相差フィルタ４との間に、検査対象である被検査物１０を配置する場所が用意されており、図１では、被検査物１０をそこに配置した様子を描いている。
［被検査物］
　はじめに、検査対象である被検査物１０について説明する。被検査物１０はフィルム状の円偏光板であり、第１の偏光板３Ａと、検査対象の本体である第１のλ／４位相差層９Ａとが積層されて成るものである。
・第１のλ／４位相差層
　第１のλ／４位相差層９Ａは重合性液晶化合物の硬化物からなっていてもよい。以下では、第１のλ／４位相差層９Ａが重合性液晶化合物の硬化物からなっている場合を例にする。
　第１のλ／４位相差層９Ａを形成し得る重合性液晶化合物は、例えば、特開２００９－１７３８９３号公報、特開２０１０－３１２２３号公報、ＷＯ２０１２／１４７９０４号公報、ＷＯ２０１４／１０３２５号公報及びＷＯ２０１７－４３４３８号公報に開示されたものを挙げることができる。これらの公報に記載されている重合性液晶化合物は、広い波長域において一様の偏光変換が可能な位相差層を形成可能である。また、いわゆる逆波長分散性を有する位相差層を形成可能である。
　第１のλ／４位相差層９Ａの形成方法としては、それぞれの原料である重合性液晶化合物を含む溶液（重合性液晶化合物溶液；液状組成物）をそれぞれの基材フィルム上に塗布（塗工）して塗工膜をつくり、これを光重合させることで、極めて薄いものを形成することができる。かかる基材フィルムには、重合性液晶化合物を配向させるために配向膜が設けられていてもよい。配向膜は偏光照射により光配向させるものや、ラビング処理により機械的に配向させたもののいずれでもよい。なお、かかる配向膜の具体例としては、上記公報に記載されているものを用いることができる。
　このようにしてそれぞれ形成した第１のλ／４位相差層９Ａは、例えば、第１のλ／４位相差層９Ａを形成した基材フィルムを第１の偏光板３Ａに対して基材フィルムごと接着層を介して貼合し、その後、基材フィルムを剥がすことで第１の偏光板３Ａ上に転写することができる。このようにして被検査物である円偏光板を作製することができる。
　重合性液晶化合物の硬化物からなる第１のλ／４位相差層９Ａは通常、厚さが０．２μｍ～１０μｍ程度と薄く、異物等を含む場合にその部分で位相差値が低下しやすい。
　例えば、両層の形成に際し、重合性液晶化合物溶液を塗布する基材フィルムに異物等が存在していたり、基材フィルム又は第１の偏光板３Ａ自体に傷等があったりする場合に、重合性液晶化合物溶液を塗布して得られる塗布膜自体に欠陥が生じることがある。例えば、基材フィルム上の傷は、塗布膜の厚さムラとして反映され、その部分の位相差値が変動する。
　また、配向膜をラビング処理した場合には、ラビング布の屑が配向膜上に残り、これが重合性液晶化合物溶液（液晶硬化膜形成用組成物）の塗布膜に欠陥を生じさせることもある。このように、重合性液晶化合物から位相差層を形成する場合、厚さが極めて薄い位相差層を形成可能であるが、上記のような屑や傷等が当該位相差層に光学欠陥を生じる要因となることがある。以上のようにして生じる欠陥が「位相差ずれに基づく欠陥」である。
　他方、第１のλ／４位相差層９Ａには「軸ずれに基づく欠陥」も生じ得る。第１のλ／４位相差層９Ａの設計値の一つの例として、第１の偏光板３Ａの吸収軸と第１のλ／４位相差層９Ａの遅相軸とは互いに４５°とする。第１のλ／４位相差層において、何らかの原因によりこの角度からずれている部分が「軸ずれに基づく欠陥」である。
　仮に、第１のλ／４位相差層９Ａが延伸フィルムである場合には、延伸具合による全体的な軸ずれの発生が予想しやすく、対処しやすい。その一方で、これらの位相差層が重合性液晶化合物の硬化物からなる場合は、液晶分子の配向が部分的に乱れ得るので、これに起因した欠陥（軸ずれに基づく欠陥）が局所的に発生し得る。
　本実施形態の検査方法によれば、位相差ずれに基づく欠陥のみならず、局所的に発生した軸ずれに基づく欠陥も容易に検出することができる。
・第１の偏光板
　第１の偏光板３Ａは、光源２から入射した光を直線偏光に変換するフィルムであり、偏光フィルムの少なくとも一方の面に保護フィルムが貼合されてなるものである。偏光フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素や二色性色素が吸着・配向されたものや、重合性液晶化合物を配向・重合したものに、二色性色素が吸着・配向したものが挙げられる。
　第１の偏光板３Ａは、直線偏光を出射する透過軸方向と直交する方向に吸収軸を持つ。本実施形態では、便宜的に直線偏光を出射する方向を透過軸方向、遮断する方向を吸収軸方向と定義するが、遮断する方向の偏光が反射される偏光フィルムについて排除しているものではない。
　保護フィルムは、偏光フィルムを保護するためのものである。保護フィルムとしては、適度な機械的強度を有する偏光板を得る目的で、偏光板の技術分野で汎用されているものが用いられる。典型的には、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム等のセルロースエステル系フィルム；環状オレフィン系フィルム；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等のポリエステル系フィルム：ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム等の（メタ）アクリル系フィルム等である。また、偏光板の技術分野で汎用されている添加剤が、保護フィルムに含まれていてもよい。保護フィルムの位相差は小さいことが好ましく、例えば、Ｒｅ（５５０）では、１０ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以下が特に好ましい。
　なお、被検査物１０は、第１のλ／４位相差層９Ａ上に、さらにポジティブＣプレートを備えていてもよい。ポジティブＣプレートの厚さ方向の位相差値（Ｒｔｈ（５５０））は、第１のλ／４位相差層９Ａの厚さ方向の位相差値によって適宜選択すればよい。
　ここで、波長５５０ｎｍにおける面内位相差値（Ｒｅ（５５０））及び厚さ方向の位相差値（Ｒｔｈ（５５０））の求め方を示しておく。測定対象のフィルムから例えば、４０ｍｍ×４０ｍｍ程度の大きさの片を分取（長尺フィルムから、適当な切断具を用いて分取する等）する。この片のＲｅ（５５０）を３回測定し、Ｒｅ（５５０）の平均値を求める。片のＲｅ（５５０）は、位相差測定装置ＫＯＢＲＡ－ＷＰＲ（王子計測機器株式会社製）を用い、測定温度室温（２３℃）で測定することができる。
［位相差フィルタ］
　次に、位相差フィルタ４について説明する。位相差フィルタ４は、第２の偏光板３Ｂと、これに積層された第２のλ／４位相差層９Ｂとを備えるものである。
・第２の位相差層
　第２のλ／４位相差層９Ｂとしては、波長５５０ｎｍの光で測定した第１のλ／４位相差層９Ａの面内位相差値と、波長５５０ｎｍの光で測定した第２のλ／４位相差層９Ｂの面内位相差値とが互いに異なるものを選択する。
　より好ましくは、波長５５０ｎｍの光で測定した第２のλ／４位相差層９Ｂの面内位相差値は、波長５５０ｎｍの光で測定した第１のλ／４位相差層９Ａの面内位相差値とは±２０ｎｍの範囲内で異なっていることである。
　上記において、「±２０ｎｍ」との数値範囲の部分は、「±１０ｎｍ」であってもよく、「±５ｎｍ」であってもよい。また、当該数値範囲内であれば、正負いずれか一方の数値範囲を採用してもよい。例えば「＋５ｎｍ～＋１５ｎｍ」、「－３ｎｍ～－１０ｎｍ」、「－０．１ｎｍ～－２．０ｎｍ」等である。また、当該数値範囲内であれば、正負に跨る数値範囲を採用してもよい。例えば「－１０ｎｍ～＋１２ｎｍ」、「－４ｎｍ～＋８ｎｍ」等である。
　上記の第２のλ／４位相差層９Ｂの面内位相差値は、被検査物１０のうち欠陥がない部分と位相差フィルタ４とを合わせた検査光の透過度合い（これを「透過率」と呼ぶ。）が、被検査物１０に入射する前の光量の０．１％～５％となるように選択することが好ましい。この透過率の値は、欠陥の有無の判断の基準となる値である。検査では、測定される透過率がこの値よりも大きいか否かで欠陥の有無を判断する。例えば当該透過率を０．３％として検査したときに透過率が０．４５％となる点が存在すれば、それを欠陥であると判断する。また、当該透過率を１％として検査したときに透過率が１．３％となる点が存在すれば、それを欠陥であると判断する。検査光の透過率がこの範囲内であると、観察視野の明るさが本実施形態での検査に特に適したものとなり、欠陥を欠陥であると正しく認識しやすくなり、かつ、欠陥でないものを欠陥であると誤認識することが防止される。
　選択する透過率の値は、０．１５％～３％であってもよく、０．２％～１％であってもよく、０．２５％～０．６％であってもよい。検査対象である第１のλ／４位相差層９Ａの位相差値に対して第２のλ／４位相差層９Ｂの位相差値をどの程度異ならせればどの程度の透過率となるかは、λ／４位相差層の位相差を様々に仮定した条件に置いて、例えば、ポアンカレ球上の偏光状態を示す点の移動を計算するコンピュータシミュレーションやミューラー行列を用いたコンピュータシミュレーション等を行うことにより推定することができる。市販ソフトとしては、例えば、シンテック株式会社のＬＣＤ　Ｍａｓｔｅｒ等を挙げることができる。
　位相差フィルタ４は、さらにポジティブＣプレートを備えていてもよい。ポジティブＣプレートは、第１のλ／４位相差層９Ａと向かい合う側の面に備えていてもよく、その反対側の面に備えていてもよい。ポジティブＣプレートを用いることで検査領域を拡大することができる。ポジティブＣプレートの厚さ方向の位相差値（Ｒｔｈ（５５０））は、検査する第１のλ／４位相差層９Ａの厚さ方向の位相差値によって適宜選択すればよい。
・第２の偏光板
　第２の偏光板３Ｂの構成や材料については、第１の偏光板３Ａと同様である。また、第２のλ／４位相差層９Ｂの形成方法も、第１のλ／４位相差層９Ａの形成方法と同様である。
［光源］
　光源２は、種々の市販品を用いることができ、例えば白色光を発する光源を用いることができる。また、光源２が発する光は、完全な白色光ではなく、可視光領域の波長のうちの一部の波長の光を含まない光であってもよい。光源２が発する光は、単波長の可視光であってもよいが、単波長ではない可視光であってもよい。光源２が発する光は無偏光であり、第１の偏光板３Ａを通過し所定方向の偏光となり、更に第１のλ／４位相差層９Ａを通過して円偏光となる。すなわち、無偏光の光が第１の偏光板３Ａ及び第１のλ／４位相差層９Ａを通過することで、円偏光となる。
　従来の検査方法のように、単波長の光を用いる検査方法では相応のバンドパスフィルタで不要な波長の光を除く必要があるので光量が低くなり、検査感度が低下する原因になっていた。このため光源の光量を高くする必要があったが、本実施形態では例えば白色光のように様々な波長の光を含む光を用いることができるので、光源の光量を高くする必要がない。
［カメラ］
　本実施形態の検査装置１Ａでは、被検査物１０及び位相差フィルタ４を通過した光を観察するために、光路１２上、且つ、位相差フィルタ４の両側のうち光源２がある側とは反対側の位置に、検出手段としてのカメラ６が配置されている。カメラ６は、例えばＣＣＤカメラであり、この場合ＣＣＤカメラと画像処理装置を組み合わせた画像処理解析により自動的に検出し、これによって被検査物１０の検査を行うことができる。なお、検出手段はカメラでなく肉眼であってもよい。
＜検査方法＞
　以下、検査装置１Ａを用いた円偏光板の検査方法について説明する。図１に示されているとおり、検査装置１Ａの光源２と位相差フィルタ４との間に、被検査物１０を配置する。このとき、被検査物１０は、第１のλ／４位相差層９Ａが位相差フィルタ４側を向くように配置される。このとき、位相差フィルタ４は、第２のλ／４位相差層側９Ｂが被検査物１０側を向くように配置される。また、図２に示されているとおり、被検査物１０が備える第１のλ／４位相差層９Ａの遅相軸ｐと位相差フィルタ４が備える第２のλ／４位相差層９Ｂの遅相軸ｑとのなす角度θが、光路１２の方向から見た場合に０°±３０°となるように配置する。この角度は、０°±２０°とすることが好ましく、０°±１０°とすることがより好ましい。ここで角度θは０°以上９０°以下の値で表現するものとし、９０°を超える角度は、０°以上９０°以下の値で表現するものとする。このような角度で配置することにより、検査光が遮断され、第１のλ／４位相差層９Ａのうち位相差値が所望の値とずれている部分（位相差ずれ）の透過光量が相対的に大きくなり、欠陥として検出しやすい。
　被検査物１０を配置した後、光源２から、被検査物１０の所定の検査領域に検査光を照射する。上記の角度θを満たすように配置した位相差フィルタ４は、光源２の反対側からカメラ６（又は肉眼）で観察すると、被検査物１０のうち正常部分は、上記で選択した透過率に応じて視野が暗くなっている。ここで、色が異なって見える部分、及び、選択した透過率を上回る量の光を観察する部分を欠陥であると判断する。
　従来の検査方法では、位相差ずれに基づく欠陥は正常部分とは色が異なって見えるので検出しやすかったが、軸ずれに基づく欠陥は正常部分と色が異ならないので検出しにくかった。本実施形態では、第１のλ／４位相差層９Ａの面内位相差値と第２のλ／４位相差層９Ｂの面内位相差値とが互いに異なり、かつ、検査光の透過率を適正に選択しているので、軸ずれに基づく欠陥を透過光量から容易に認識することができる。
　なお、被検査物１０と位相差フィルタ４とを位相差に関して平行配置にすれば、位相差フィルタ４の位相差値を被検査物の位相差値と異ならせるように調整していない場合でも位相差ずれ及び軸ずれに基づく欠陥を検出できるといえる。しかしながら、その配置では２ｎｍ以下の位相差ズレを検出するような高精度の検出ができない。本実施形態のように位相差フィルタ４の位相差値を被検査物の位相差値と異ならせるように調整することにより、２ｎｍ以下の位相差ズレが検出できるような高精度な検査が可能となる。
　以上のことから、本実施形態の検査方法によれば、被検査物が備える位相差層の欠陥として、位相差ずれに基づく欠陥のみならず、軸ずれに基づく欠陥も容易に検出することができる。
　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、光源２が発した検査光が被検査物１０、位相差フィルタ４の順に入射し、位相差フィルタ４から出射する検査光をカメラ６で捉える態様を示したが、光源２とカメラ６は、位置を逆としてもよい。すなわち、図３に示されているとおり、光源２が発した検査光が位相差フィルタ４、被検査物１０の順に入射し、被検査物１０から出射する検査光をカメラ６で捉える態様（検査装置１Ｂ）としてもよい。
　また、上記実施形態では被検査物が矩形の枚葉状のものである態様を示したが、被検査物は例えば長尺のものであってもよい。
　本発明は、位相差層の欠陥の有無を判断する検査に利用することができる。
　１Ａ，１Ｂ…検査装置、２…光源、３Ａ…第１の偏光板、３Ｂ…第２の偏光板、４…位相差フィルタ、６…カメラ、９Ａ…第１のλ／４位相差層、９Ｂ…第２のλ／４位相差層、１０…被検査物、１２…光路、ｐ…第１のλ／４位相差層の遅相軸、ｑ…第２のλ／４位相差層遅相軸、θ…角度。

 

Claims (5)

  1. 　第１の偏光板と、第１のλ／４位相差層と、を備えるフィルム状の被検査物に検査光を入射して前記第１のλ／４位相差層の欠陥の有無を判断する検査方法であって、
    　前記被検査物、及び、第２の偏光板と第２のλ／４位相差層とを備える位相差フィルタを、前記被検査物の第１のλ／４位相差層側が前記位相差フィルタ側を向くように、かつ、前記位相差フィルタの第２のλ／４位相差層側が前記被検査物側を向くように、かつ、前記第１のλ／４位相差層の遅相軸と前記第２のλ／４位相差層の遅相軸とのなす角度が前記検査光の光路方向から見た場合に０°±３０°となるように配置し、
    　波長５５０ｎｍの光で測定した前記第１のλ／４位相差層の面内位相差値と、波長５５０ｎｍの光で測定した前記第２のλ／４位相差層の面内位相差値とは互いに異なっており、
    　前記被検査物の前記第１の偏光板側又は前記位相差フィルタの前記第２の偏光板側のいずれか一方側から、前記光路が前記被検査物上の所定の検査領域を通過するように前記検査光を入射し、その他方側から前記第２の偏光板又は前記第１の偏光板を観察する、検査方法。
  2. 　波長５５０ｎｍの光で測定した前記第２のλ／４位相差層の面内位相差値は、波長５５０ｎｍの光で測定した前記第１のλ／４位相差層の面内位相差値とは±２０ｎｍの範囲内で異なっている、請求項１記載の検査方法。
  3. 　前記被検査物のうち欠陥がない部分と前記位相差フィルタとを合わせた前記検査光の透過率が、０．１％～５％となるように、波長５５０ｎｍの光で測定した前記第２のλ／４位相差層の面内位相差値を選択する、請求項１又は２記載の検査方法。
  4. 　前記第１のλ／４位相差層は、重合性液晶化合物の硬化物からなる、請求項１又は２記載の検査方法。
  5. 　前記検査光は、単波長ではない可視光である、請求項１又は２記載の検査方法。

     
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