(57)【要約】【課題】  欠陥の少ない偏光フィルムと位相差フィルムを貼合してなる積層光学フィルムを提供すること。【解決手段】  偏光フィルムと位相差フィルムを貼合して積層光学フィルムを製造する方法において、一定の幅を有する位相差フィルムを、幅方向に垂直な長さ方向に搬送し、その際、位相差フィルムの両側にフィルム面と平行に一対の偏光子をクロスニコルに配置し、偏光子と位相差フィルムの間に、複屈折特性を有する光学補償フィルムを配置し、一方の偏光子の外側から投光し、他方の偏光子からの透過光を受光し、その輝度信号から欠陥を検出し、次いで偏光フィルムと貼合した後、欠陥部分を除くことを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光フィルムと位相差フィルムを貼合して積層光学フィルムを製造する方法において、
一定の幅を有する位相差フィルムを、幅方向に垂直な長さ方向に搬送し、その際、位相差フィルムの両側にフィルム面と平行に一対の偏光子をクロスニコルに配置し、偏光子と位相差フィルムの間に、複屈折特性を有する光学補償フィルムを配置し、一方の偏光子の外側から投光し、他方の偏光子からの透過光を受光し、その輝度信号から欠陥を検出し、次いで偏光フィルムと貼合した後、欠陥部分を除くことを特徴とする積層光学フィルムの製造方法。
【請求項２】
光学補償フィルムが位相差フィルムの複屈折特性と略同じ複屈折特性を有し、光学補償フィルムの複屈折の異方性によって前記位相差フィルムの複屈折の異方性を補償するように前記光学補償フィルムを配置することを特徴とする請求項１記載の積層光学フィルムの製造方法。
【請求項３】
偏光フィルムと貼合した後、更に目視で欠陥を検出し、位相差フィルムの欠陥部分と合せて欠陥部分を除くことを特徴とする請求項１記載の積層光学フィルムの製造方法。
【請求項４】
欠陥を検出した偏光フィルムと貼合することを特徴とする請求項１または３記載の積層光学フィルムの製造方法。
【請求項５】
偏光フィルムに投光し、その反射光または透過光を受光し、その輝度信号から偏光フィルムの欠陥を検出することを特徴とする請求項４記載の積層光学フィルムの製造方法。
【請求項６】
偏光フィルムのフィルム面と平行に偏光子をクロスニコルに配置し、偏光フィルムまたは偏光子の外側から投光し、偏光子または偏光フィルムからの透過光を受光し、その輝度信号から欠陥を検出することを特徴とする請求項４記載の積層光学フィルムの製造方法。
【請求項７】
欠陥部分に対し、マークを施し、そのマークに基づいて欠陥部分を除くことを特徴とする請求項１または４記載の積層光学フィルムの製造方法。
【請求項８】
欠陥部分に対し、幅方向の両側で予め定める範囲の近傍となる位置に、マークを施すことを特徴とすることを特徴とする請求項７記載の積層光学フィルムの製造方法。
【請求項９】
幅方向の両側でマークを施す位置が予め定める間隔以上離れているとき、中間にもマークを施すことを特徴とする請求項８記載の積層光学フィルムの製造方法。
【請求項１０】
偏光フィルムと貼合した後、更に目視で欠陥を検出し、その欠陥部分に対してもマークを施し、マークに基づいて欠陥部分を除くことを特徴とする請求項１または４記載の積層光学フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光フィルムと位相差フィルムを積層してなる積層光学フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、合成樹脂フィルムや紙などの製造工程では、一定の幅で長大な帯状の状態で各種処理が自動的に施され、最終的に製品仕様に従って所定の形状となるようにカットされている。製品仕様を満たさない欠陥部分の検出も、帯状の状態で自動的に行われ、後行程で欠陥部分の識別が容易となるように、マークが施される。
液晶表示パネルに使用される偏光フィルムを製造する際には、合成樹脂フィルムとしての製造や、一定方向への伸延による偏光特性の付与などの行程では、フィルムが長大な帯状の状態で連続して行い、製品仕様によって予め定められる大きさや方向に切り出す。欠陥の検査を自動的に行う際には、欠陥の検出と欠陥についてのマーキングとを、フィルムの搬送経路に沿って行われる。位相差フィルムについても同様にして、フィルムが長大な帯状の状態で連続して、欠陥の検出と欠陥についてのマーキングとを、フィルムの搬送経路に沿って行われる。
このようにして得られる偏光フィルムと位相差フィルムは、所定の軸角度になるように貼合し、通常、所定の大きさのチップに切り出され、マークに基づいて欠陥部分を有するチップを除いて、積層光学フィルムの製品とされる。
【０００３】
合成樹脂フィルムの異物などの欠陥検査方法として、合成樹脂フィルムに光源から投光し、その透過光または反射光をカメラで撮影し、またはクロスニコルに配置した２枚の偏光板の間に合成樹脂フィルムを配置し、光源からの透過光をカメラで撮影し、その撮像を画像処理して欠陥検査する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、フィルムの欠陥のマーキング方法として、欠陥を含む部分のフィルムの側縁に線状のマークを施す方法、直接欠陥位置にマークを施す方法、欠陥部分に対し、幅方向の両側で予め定める範囲の近傍となる位置に、マークを施す方法が知られている（特許文献２参照。）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１等に記載の欠陥検出方法では、合成樹脂フィルムが位相差フィルムの場合には、欠陥部分の輝度信号のＳＮ比が低く、欠陥検出精度が低くなり、マーキングが確実に行われたとしても、偏光フィルムと貼合してなる積層光学フィルムを液晶表示パネルに使用した時に欠陥が顕在化してしまう。
【特許文献１】特開２００５−４９１５８号公報
【特許文献２】特開２００１−３０５０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、欠陥の少ない偏光フィルムと位相差フィルムを貼合してなる積層光学フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、偏光フィルムと位相差フィルムを貼合して積層光学フィルムを製造する方法において、一定の幅を有する位相差フィルムを、幅方向に垂直な長さ方向に搬送し、その際、該位相差フィルムの両側にフィルム面と平行に一対の偏光子をクロスニコルに配置し、該偏光子と該位相差フィルムの間に、複屈折特性を有する光学補償フィルムを配置し、一方の偏光子の外側から投光し、他方の偏光子からの透過光を受光し、その輝度信号から欠陥を検出し、次いで偏光フィルムと貼合した後、欠陥部分を除くことを特徴とする積層光学フィルムの製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本発明によれば、欠陥の少ない偏光フィルムと位相差フィルムを貼合してなる積層光学フィルムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
偏光フィルムは、特定の振動方向の光だけを透過させる機能を有するフィルムであって、ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素等で染色、延伸して製造され、スミカラン（登録商標）（住友化学（株）製）等として市販されている。
また、位相差フィルムは、位相差を補償して、着色をなくし、視認性を向上させ、または視野角を拡大させる機能を有するフィルムであって、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィンポリマーを延伸して、またフィルムに液晶をコートして製造され、スミカライト（登録商標）（住友化学（株）製）、R−フィルム（（株）カネカ製）、ピュアエース（登録商標）（帝人（株）製）、ゼオノアフィルム（登録商標）（（株）オプテス製）、エスシーナ位相差フィルム（積水化学工業（株）製）、コニカミノルタ光学フィルム（コニカミノルタ オプト（株）製）、富士フィルムWV FILM（富士写真フィルム（株）製）、TFT視角改良用途向けNHフィルム(新日本石油(株)製)、STN色補償用途向けLCフィルム(新日本石油(株)製)等として市販されている。
【００１０】
図１は、本発明におけるフィルムの欠陥検出および欠陥マーキング装置１０の一実施形態の概略的な構成を示す斜視図である。図２は、フィルムの欠陥検出および欠陥マーキング装置１０の内、位相差フィルムの欠陥検出手段２５の構成を示す簡略化した断面図である。
位相差フィルム１１には、肉眼では識別困難なほど小さい、表面の微小な欠陥であっても、高精細化している液晶表示装置の表示画質を低下させてしまうので、存在することは好ましくない。また比較的広い範囲にわたる欠陥であっても、肉眼では判別が困難な場合もある。肉眼では判別が困難な欠陥であっても、欠陥検出手段２５によって、欠陥１３として検出する。
【００１１】
位相差フィルム１１は、搬送方向１１ａに一定速度で搬送され、欠陥検出手段２５で欠陥を検出し、欠陥検出手段に対して搬送方向１１ａの下流側には、マーキング手段１４が設置される。位相差フィルム１１は、ロール１６に巻かれた状態から引き出されて検査対象となる。
【００１２】
欠陥検出手段２５は、照明装置１７と、被検査フィルムである位相差フィルム１１のシート面の両側にシート面と平行にクロスニコルに配置された一対の偏光子２２、２３と、偏光子と位相差フィルムの間に配置され、複屈折特性を有する光学補償フィルム２４と、これらフィルムを透過してくる照明装置からの透過光を撮像する撮像手段１２と、撮像した画像の輝度信号を処理する画像処理装置１９とから主に構成される。
【００１３】
照明装置１７は、位相差フィルム１１の幅方向の全体にわたって、均一な照明を行う。照明装置１７としては、蛍光灯などの管状の発光体や、伝送ライトなどの線状の光源を使用する。伝送ライトは、棒状の導光体の軸方向の端面にメタルハロゲンランプなどの強力な光源を配置し、端面に入射された光を両端面間の側面に導き、棒状の光源として機能する。レーザ光を広げて照射することもできる。照明装置１７が位相差フィルム１１に照射する光は、欠陥１３の検出が容易な波長や偏光特性となるように設定される。撮像手段１２と照明装置１７との組み合わせで、効率よく検出可能な欠陥１３の種類が定まる。複数種類の欠陥１３を検出可能にするため、撮像手段１２と照明装置１７との組み合わせを、搬送方向１１ａに沿って複数組配置し、いずれかの種類の欠陥１３が検出されれば、マーキング手段１４によってマーキングが施されるようにすることもできる。
【００１４】
一対の偏光子２２、２３は、被検査フィルムである位相差フィルムのフィルム面の両側に平行に配置され、偏光子２２は照明装置１７から照射される光を直線偏向して、該位相差フィルムに入射させる。偏光子２３は、偏光子２２とクロスニコルの状態（偏光子２２の偏光軸と偏光子２３の偏光軸を直交させた状態）で配置され、位相差フィルムおよび光学補償フィルム２４を透過した透過光のうち、偏光子２３の偏光軸方向の透過光を透過させる。偏光子２２および偏光子２３ともに公知の偏光子、通常、偏光板が用いられる。
偏光子２３は照明装置１７の前面に配置し、偏光子２２はカメラに取り付けても良い。また一対の偏光子をクロスニコル状態にし易くするために、一方の偏光子を回転できるようにしておくのが好ましい。位相差フィルムのない状態で、輝度信号値が最小になるように偏光子を回転させて、容易にクロスニコル状態に配置することができる。
【００１５】
光学補償フィルム２４は、位相差フィルムと略同じ複屈折特性を有するフィルムが好ましく用いられる。光学補償フィルムは、位相差フィルムと偏光子２２との間、または位相差フィルムと偏光子２３との間に配置される。光学補償フィルムは、その複屈折の異方性によって前記位相差フィルムの複屈折の異方性を補償するように配置される。すなわち、位相差フィルムの複屈折特性によって光が楕円偏光するのを、光学補償フィルムの複屈折特性によって直線偏光に戻す。これによって、欠陥部分の輝度信号のＳＮ比が大きくなり、欠陥をより確実に検出できる。
位相差フィルムの複屈折の異方性を容易に補償できるように、光学補償フィルムを回転できるようにしておくのが好ましい。
【００１６】
撮像手段１２は、幅方向に複数のカメラ２１、…、を備える。撮像手段１２が撮像した画像の輝度信号は画像処理装置１９で処理される。
画像処理装置では、通常、輝度信号値に閾値を設け、閾値以上の信号値であれば、欠陥と判定する。欠陥部分の輝度信号のＳＮ比が大きく、この方法によって精度良く欠陥を検出することができる。正常領域の輝度信号を一定にして、正常領域と欠陥を明確化するためにシェーディング処理を行った後、閾値を設定して判定するのが好ましい。原画像と、例えば正常領域の平均として求めたシェーディング画像との差分に１２８階調を加算し、１２８階調を基準とする波形画像とし、この画像について閾値を設定して欠陥を判定する。
【００１７】
位相差フィルムの欠陥のマーキング方法として、欠陥を含む部分のフィルムの側縁に線状のマークを施す方法、直接欠陥位置にマークを施す方法、特許文献２に記載の欠陥部分に対し、幅方向の両側で予め定める範囲の近傍となる位置に、マークを施す方法を採用することができるが、フィルムを切り出す際に、欠陥が含まれないことを確実に保証し、かつ歩留まりの低下を抑制することができる点から、欠陥部分に対し、幅方向の両側で予め定める範囲の近傍となる位置に、マークを施す方法が好ましい。
【００１８】
欠陥部分に対し、幅方向の両側で予め定める範囲の近傍となる位置に、マークを施す方法は、具体的には図１において、マーキング手段１４が、位相差フィルム１１の表面に、搬送方向１１ａに平行な線状のマーク１５を施す。
【００１９】
位相差フィルム１１の搬送速度は、搬送速度検出装置１８によって検出される。搬送速度検出装置１８からの出力は、撮像手段１２が撮像した画像について所定の画像処理を施す画像処理装置１９からの画像処理結果とともに、制御手段２０に入力される。制御手段２０は、たとえば産業用パーソナルコンピュータなどによって実現され、画像処理結果から欠陥の有無の判別と、欠陥１３が存在するときの位置の検出とを行う。制御手段２０は、さらに、欠陥存在位置に対して幅方向の予め定める近傍の範囲内でマークを施すように、搬送速度検出装置１８からの出力に基づいてタイミングを調整して、マーキング手段１４を作動させる。マーキング手段１４は、幅方向に複数のマーカ３１、…、を備える。
【００２０】
図３は、欠陥検出手段２５で検出する欠陥１３に対して、マーキング手段１４でマークを施す考え方を示す。撮像手段１２は、幅方向に複数のカメラ２１、…、を一定間隔で配置している。各カメラ２１、…、は、例えば５０００の画素を高密度に配列した一次元のＣＣＤセンサを撮像素子として備える。検査対象の位相差フィルム１１の幅であるワーク幅は、たとえば８００〜１３００ｍｍの範囲であるので、撮像手段１２としての検査エリアは１３００ｍｍの幅となる。この検査エリアに対して、６基のカメラ２１、…、を配置し、各カメラ２１、…、の視野２１ａ、…、を２５０ｍｍとする。各カメラ２１、…、の視野２１ａ、…、は、隣接するカメラ２１、…、の視野２１ａ、…、と、境界部で重複させる。
【００２１】
マーキング手段１４では、複数のマーカ３１、…、を、一定間隔、たとえば２０ｍｍ間隔で、幅方向に配置する。各マーカ３１、…、は、いずれかのカメラ２１、…、の視野２１ａ、…、の搬送方向１１ａへの延長上に位置する。図１の制御手段２０は、各カメラ２１、…、からの画像中で欠陥１３を検出すると、欠陥１３の幅方向の両側を挟む最も近い位置のマーカ３１、…、を選択し、選択されたマーカ３１、…、間にもマーカ３１、…、が存在していればそれも選択して作動させる。各マーカ３１、…、は、フェルトペン形式であり、先端を位相差フィルム１１の表面に接触させることによって、搬送方向１１ａに線状のマーク１５を形成することができる。各マーカ３１、…、は、不使用時にはキャップをかぶせて、溶剤や希釈剤などが蒸発して書き味などが低下するのを防ぐことが好ましい。一般に欠陥１３がマーカ３１、…、の位置の間で検出されるときは、その検出位置の両側にマーク１５が施される。
【００２２】
図４は、（ａ）で図１の制御手段２０がマーキング手段１４を作動させ、マークを施す際の制御の考え方の一例を示す。図４（ｂ）および図４（ｃ）は、図４（ａ）の考え方に従って、幅方向および長さ方向に大きな欠陥１３ｂ、１３ｃについて施されるマーク１５ｂ、１５ｃを示す。
【００２３】
図４（ａ）に示すように、位相差フィルム１１の表面は、仮想的なブロック４０で区画される。各ブロック４０は、幅方向についてのマーカ３１、…、の配置ピッチに合わせて各辺４１、４２、４３、４４が２０ｍｍの長さの正方形とする。辺４１、４２は、搬送方向１１ａの上流側および下流側のそれぞれ境界であり、辺４３、４４は、幅方向の一方側および他方側のそれぞれ境界である。各ブロック４０の内部に欠陥１３が存在するときは、幅方向の両側の辺４３、４４の位置のマーカが選択されてマークが施される。欠陥１３が辺４３、４４のいずれかにかかっているときは、さらにその辺を境界として隣接するブロックで、その辺に対向する辺についてもマークが施される。したがって、図４（ｂ）に示すように、幅方向に長く、複数のブロックにわたるような欠陥１３ｂに対して、幅方向の両側から挟むような位置の辺と、その間のすべての辺とにマークが施されることになる。
【００２４】
図４（ａ）で、欠陥１３が辺４１、４２のいずれかにかかっているときは、さらにその辺を境界として隣接するブロックでも、幅方向の両側の辺についてマークが施される。したがって、図４（ｃ）に示すように、長さ方向に長く、複数のブロックにわたるような欠陥１３ｃに対して、幅方向の両側から挟むような位置の辺に、ブロック間を延長して連続的にマークが施される。
【００２５】
なお、単一のマーカを使用しても、搬送方向１１ａと幅方向とに位相差フィルム１１の搬送速度に比較して高速に移動可能であれば、欠陥１３の両側を挟むようなマークを施すことは可能である。ただし、マーカの移動の制御は複雑となり、近接した位置に複数の欠陥１３が検出されるような場合に、確実なマークを施すことは困難である。また、複数のマーカを移動させれば、多くの欠陥１３に同時にマークを施すことが可能になるけれども、制御はより複雑になってしまう。
【００２６】
また、マーキング手段１４として、フェルトペン形式のものを使用しているけれども、インクジェット式など、他の形式のマーカを使用することもできる。
【００２７】
偏光フィルムについても同様に欠陥検査および欠陥マーキングを行うことができる。偏光フィルムの欠陥検査は、図１に示す位相差フィルムの代わりに偏光フィルムとし、透過光を受光し、画像処理して輝度信号から欠陥を検出する方法、反射光を受光し、画像処理して輝度信号から欠陥を検出する方法、または偏光フィルムのフィルム面と平行に偏光子をクロスニコルに配置し、偏光フィルムまたは偏光子の外側から投光し、偏光子または偏光フィルムからの透過光を受光し、画像処理して輝度信号から欠陥を検出する方法によって行われる。
偏光フィルムの欠陥にマークを施す方法は、位相差フィルムの場合と同様であり、特許文献２の方法が好ましく用いられる。
【００２８】
欠陥を検出した位相差フィルムは偏光フィルムと所定の軸角度になるように貼合される。偏光フィルムは、通常、一定幅を有するフィルムを、幅方向に垂直な長さ方向に搬送して製造され、欠陥検査が行われる。通常、偏光フィルムは中間サイズに切り出されて、位相差フィルムと貼合される。
位相差フィルムと偏光フィルムとの貼合は、アクリル系粘着剤等を用いた公知の方法で行われる。偏光フィルムには、通常、目的によって１〜２枚の位相差フィルムが貼合される。すなわち、積層光学フィルムとして、偏光フィルムに所定の軸角度になるように位相差フィルムを貼合したもの、このフィルムの位相差フィルム上に更に所定の軸角度になるように位相差フィルムを貼合したものがある。
【００２９】
位相差フィルムと偏光フィルムと貼合した後、欠陥部分を除いて積層光学フィルムの製品が得られる。通常、積層光学フィルムが使用される液晶表示パネルの大きさのチップに切り出され、欠陥部分を有するチップを除いて、積層光学フィルムの製品とされる。
【００３０】
位相差フィルムと偏光フィルムを貼合する際に、粘着剤中の異物や微細なゴミの付着による新たな欠陥が生じていることがあるので、貼合した後、更に目視で欠陥を検出するのが好ましい。この際、検出した欠陥に手動でマークを施しておく。目視で新たに検出した欠陥部分は、自動検出しておいた欠陥部分と会わせて除かれる。
【００３１】
検出した欠陥部分には、上記の方法で自動および手動でマークを施し、それらのマークに基づいて欠陥部分を除くことが、確実に欠陥部分を除くことができるので好ましい。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例によって限定されるものではない。
【００３３】
実施例１
図１および図２に示す装置を用い、上記した方法で、位相差フィルム（TFT視角改良用途向けNHフィルム、位相差：１２０ｎｍ、新日本石油（株）製）の欠陥検出および欠陥マーキングを行った。
光学補償フィルムとして、被検査フィルムである上記の位相差フィルムを使用し、被検査フィルムの搬送方向に直角に配置し、その複屈折の異方性によって被検査フィルムである位相差フィルムの複屈折の異方性を補償した。
偏光子として偏光フィルム（スミカラン（登録商標）、住友化学（株）製）を用いた。
位相差フィルムの搬送速度を６ｍ／分とし、画像処理して得られる１２８階調を基準とする波形画像に閾値を＋５０の１７８として欠陥を自動検出し、検出した欠陥に自動的にマークを施した。
その結果、欠陥マーキング数は平均１７個／ｍであった。
次に、この位相差フィルムを、偏光フィルム（スミカラン（登録商標）ＳＢＰグレード、住友化学（株）製）と位相差フィルム（スミカライト（登録商標）ＳＥＳグレード、住友化学（株）製）を貼合したフィルムの位相差フィルム側に粘着剤を介して貼合し、積層光学フィルムを得た。
この積層光学フィルムを、扱い易い約５０ｃｍ角に切り出し、目視検査を行い、貼合時に混入した異物等による欠陥に手動でマークを施した。
次にこのマークを施された積層光学フィルムを２．２インチサイズのチップに切り出した。このチップのうち、上記自動マーキングおよび手動マーキングされたチップを除き、残りを製品とした。
このようにして得られた積層光学フィルムの製品を液晶表示パネルに貼合し、画像の良否から積層光学フィルムの良否を判定すると、不良率は１％以下になる。
【００３４】
比較例１
位相差フィルム（ＴＦＴ視角改良用途向けＮＨフィルム、位相差：１２０ｎｍ、新日本石油（株）製）の自動欠陥検出および自動欠陥マーキングを行わなかった以外は実施例１と同様に行った。
このようにして得られた積層光学フィルムの製品を液晶表示パネルに貼合し、画像の良否から積層光学フィルムの良否を判定すると、不良率は１０％程度になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明におけるフィルムの欠陥検出および欠陥マーキング装置１０の概略的な構成を示す斜視図である。
【図２】図１の欠陥検出および欠陥マーキング装置の内、位相差フィルムについての欠陥検出手段２５の構成を示す簡略化した断面図である。
【図３】図１の欠陥マーキング装置でのマーキングの考え方を示す図である。
【図４】図１の制御手段２０がマーキング手段１４を作動させ、マーキングを施す際の制御の考え方の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  欠陥検出マーキング装置
１１  位相差フィルム
１１ａ  搬送方向
１２  撮像手段
１３、１３ｂ、１３ｃ  欠陥
１４  マーキング手段
１５  マーク
１７  照明装置
１８  搬送速度検出装置
１９  画像処理装置
２０  制御手段
２１、…、  カメラ
２２、２３  偏光子
２４  光学補償フィルム
２５  欠陥検出手段
３１，…，  マーカ
４０  ブロック
４１，４２，４３，４４  辺
【図１】
2006337630.tif 000002
【図２】
2006337630.tif 000003
【図３】
2006337630.tif 000004
【図４】
2006337630.tif 000005