(57)【要約】【課題】欠点が微小であっても容易に発見することのできるフィルムの検査方法および検査装置を提供する。【解決手段】光源１から光学フィルム２の側面に光Ｌを照射する。光学フィルム２に異物・損傷等の欠点３がなければ、光学フィルム２に入射した光Ｌは、光学フィルム２内部をそのまま直進し、突き抜ける。光学フィルムに異物・損傷等の欠点３がある場合、光学フィルム２に入射した光Ｌは、欠点３のある場所で、乱反射したり、散乱を起こしたりする。すなわち、欠点３が発光することとなる（発光域３Ｌ）。このため、欠点３は、光学フィルム２の表面（矢符Ｄの方向）から見ると輝点３Ｄとなって現れる。これを、光学フィルム２の表面から観察することにより欠点３の位置を検出する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムに生じた欠点を検出するためのフィルムの検査方法であって、
前記フィルムの側面から光を照射し、前記フィルムの表面から観察することを特徴とするフィルムの検査方法。
【請求項２】
照射する前記光は、平行光であり、前記フィルムの表面に対して平行に照射することを特徴とする請求項１記載のフィルムの検査方法。
【請求項３】
前記フィルムの膜厚の中点と、前記光の光束の中点とを一致させることを特徴とする請求項１または２記載のフィルムの検査方法。
【請求項４】
前記光を前記フィルムの膜厚の範囲内に照射させるための光漏れ抑止部材を介して、前記光を前記フィルムに照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルムの検査方法。
【請求項５】
前記フィルムは、積層されて形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルムの検査方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のフィルムの検査方法を用いて、フィルムに生じた欠点を検出するためのフィルムの検査装置であって、
前記フィルムの側面から光を照射するための光照射手段と、
前記フィルムの表面から欠点を輝点として検出するための欠点検出手段と、
前記欠点検出手段により検出された欠点の位置を演算して出力する位置演算手段とを具備することを特徴とするフィルムの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置等に用いられるフィルム、例えば、偏光フィルム、位相差フィルム等の光学フィルム（以下、単に光学フィルムと称することがある）に生じた異物・損傷等の欠点を検出するための検査方法および検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には、液晶表示のために出入りする光を制御するための偏光フィルム等の光学フィルムが用いられている。光学フィルムは、偏光フィルム、保護フィルム、位相差フィルム等が積層された構造を有している場合がある。このような光学フィルムの積層形成段階において、積層される光学フィルムの界面に異物が混入したり、傷が付いたりすることにより欠点を生じることがある。
【０００３】
このような欠点を検出するために、従来から、透過検査および反射検査による検品が行われている。図５は透過検査を示す模式図であり、図６は反射検査を示す模式図である。透過検査は、図５に示すように、光学フィルム２の一面から光を照射させ、他面側（矢符Ｄの方向）から透過光Ｌを検出することにより、欠点３を検出する。光学フィルム２内に欠点３がある場合、矢符Ｄの方向から見ると欠点３が影３ｄとなって現れる。また、反射検査は、図６に示すように、光学フィルム２の一面から角度を付けて光Ｌａを照射させ、同じ面（矢符Ｄの方向）から見て光が屈折せず反射されるか否かを検出することにより、欠点３を検出する。光学フィルム２内に欠点３がある場合、矢符Ｄの方向から見ると欠点３に照射された光Ｌａは、屈折して反射されるため、反射光Ｌｂは、欠点３部分において光が他の部位と同じように反射されず、影３ｄとなって現れる。これらの方法を併用することにより、欠点３を検出し、所定の基準を満たさない製品を取り除くことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、大型化している液晶表示装置等の液晶パネルにおいて、これに使用される偏光フィルム等の光学フィルム２も大型化の一途を辿っている。また、さらに高精細化のための液晶パネルの輝度やコントラストも向上したため、従来の液晶パネルでは問題にならなかった２０μｍ以下程度の微小な異物や損傷等の欠点３が光学フィルム２に含まれることによっても液晶パネルの品質に影響を与えるようになり、問題視されてきた。
【０００５】
透過検査および反射検査においては、欠点３のサイズが２０μｍ以下になると目視における分解能の限界点に近いため、欠点３の検出結果には、目視検査員の熟練度の違い等、人によるばらつきが多く、品質的に安定しない場合がある。また、検出されるべき欠点３は、異物や損傷の種類や大きさにより多種多様であり、所定の基準を満たすかどうかの判断の調整は、検査装置のカメラでは自動調整を行うことが困難であり、容易に検出することができない。
【０００６】
さらに、透過検査および反射検査では、欠点３の影３ｄによって欠点３の有無を判断するため、欠点３の有無を判断することが可能であっても、その場所の特定まで行うことが困難な場合が多かった。また、光学フィルム２全面に光Ｌを照射すると光学フィルム２全面を一度に検査することも可能ではあるが、照射された光Ｌと欠点３による影３ｄとのコントラストが低いため、全面に光を照射しても、目視検査員にとって見易くなることはなく、視野を広げることによって欠点３を見落とし易くなるため、好ましくない。そこで、通常は部分的に光を照射し、光学フィルム２を部分的に検査することとなり、作業性が悪化することとなっていた。特に大型化した光学フィルム２に対しては、これが顕著となっていた。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するべくなされたもので、欠点が微小であっても容易に発見することのできるフィルムの検査方法および検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフィルムの検査方法は、フィルムに生じた欠点を検出するためのフィルムの検査方法であって、前記フィルムの側面から光を照射し、前記フィルムの表面から観察するものである。
【０００９】
まず、フィルムの側面に光を照射する。フィルムに異物・損傷等の欠点がなければ、フィルムに入射した光は、フィルム内部をそのまま直進し、突き抜ける。このとき、フィルムを表面から見ると光はほとんど見えない。フィルムに異物・損傷等の欠点がある場合、フィルムに入射した光は、欠点のある場所で、乱反射したり、散乱を起こしたりする。このため、欠点は、フィルムの表面から見ると輝点となって現れる。すなわち、フィルムの表面から観察することにより欠点の位置を検出する。
【００１０】
このように、フィルムの側面から光を照射することにより、欠点を輝点として検出することができるため、欠点が微小であっても容易に発見することができる。具体的には、光がほとんど見えないフィルム中に（暗中に）欠点が輝点として現れることにより、透過検査および反射検査に比べ、コントラストが大きくなるため、欠点が微小であっても容易に発見することができる。透過検査や反射検査では、フィルムにおいてもいくらかの光の減衰があり、その上、欠点において光が減衰するため、目視するとフィルムと欠点とのコントラストがそれほど大きくならないからである。また、欠点が輝点として検出されることにより、透明な異物等、透過検査および反射検査では検出し難い欠点も容易に検出することができる。
【００１１】
さらに、フィルムの全面に光が行き渡るように光を照射しても欠点のみが輝点となって現れ、フィルムと検出された欠点とのコントラストが大きくなるため、視野を広げても見落とすことなく、フィルム全体を一度に検査することができ、作業性を向上させることができる。
【００１２】
また、欠点に照射された光は、欠点において散乱することにより、欠点の周囲も発光する。透過検査や反射検査においては、散乱により欠点の周囲が発光しても照射光と混じってしまうため、周囲の発光を検出することができない。これに対し、本発明に係る検査においては、暗中に欠点および欠点の周囲が輝点となって現れるため、当該欠点の実際の寸法より大きく見えることとなり、さらに容易に発見することができる。また、欠点の周囲に気泡が混入している場合は、この気泡によっても光が乱反射を起こすため、より大きい輝点となり、さらに容易に欠点を発見することができる。
【００１３】
なお、本発明に係る検査方法は、積層されたフィルムにおいて生じた欠点だけでなく、単層のフィルムにおいて生じた欠点であっても効果を生じるものである。
【００１４】
好ましくは、照射する前記光は、平行光であり、前記フィルムの表面に対して平行に照射するものである。
【００１５】
この場合、光が拡散したり集光したりすることのない平行光をフィルムの表面に対して平行に照射する。これにより、フィルムに均一に光を入射させることができ、光のむらを防ぎ、欠点による輝点をよりはっきり浮かび上がらせることができるため、欠点をより容易に発見することができる。
【００１６】
好ましくは、前記フィルムの膜厚の中点と、前記光の光束の中点とを一致させるものである。
【００１７】
この場合、光強度の強い部分がフィルムに照射される。これにより、欠点部位における輝点の輝度が高くなるため、欠点位置をより容易に発見することができる。
【００１８】
なお、前記一致誤差は、前記フィルム全体の膜厚の１０％以内であるが好ましい。
【００１９】
好ましくは、前記光を前記フィルムの膜厚の範囲内に照射させるための光漏れ抑止部材を介して、前記光を前記フィルムに照射するものである。
【００２０】
この場合、フィルムに照射する光のうち、フィルムの膜厚の範囲外へ照射されようとする光は、光漏れ抑止部材により遮光される。このため、光がフィルムの側面以外から照射されることなく、フィルムの内部を照射する。
【００２１】
光がフィルムの表面に照射された場合、フィルムの全面が光ってしまい、輝点として検出される欠点とのコントラストが低下するため、欠点を判別することが困難となることがある。したがって、光源からの光は、フィルムの厚み方向に関して、当該厚みより小さい寸法の光束であることが好ましい。
【００２２】
上記のように、フィルムの表面に光が照射されるのを抑止することにより、輝点として検出される欠点を容易に判別することができる。
【００２３】
なお、光漏れ抑止部材は、軟質ゴムや軟質発泡材等によりフィルムおよび光源の双方を上下に挟み込むように取り付けることによって形成してもよいし、フィルムの膜厚程度のスリット状の開口部を有する遮光板を用いてもよいし、照射する光束自体をレンズ等によりフィルムの膜厚方向に関して当該フィルムより小さい寸法の光束を有する平行光として用いてもよい。
【００２４】
また、前記光漏れ抑止部材からの光漏れ量は、前記光の全光量の１パーセント以下であることが好ましい。
【００２５】
好ましくは、前記フィルムは、積層されて形成されているものである。
【００２６】
本発明に係る検査方法は、フィルムを積層する過程において生じたフィルムの界面における異物の混入や損傷等の欠点を検出するのに特に効果を有する。
【００２７】
また、本発明に係るフィルムの検査装置は、上記フィルムの検査方法を用いて、フィルムに生じた欠点を検出するためのフィルムの検査装置であって、前記フィルムの側面から光を照射するための光照射手段と、前記フィルムの表面から欠点を輝点として検出するための欠点検出手段と、前記欠点検出手段により検出された欠点の位置を演算して出力する位置演算手段とを具備するものである。
【００２８】
本発明においては、光照射手段によって、フィルムの側面から光を照射することにより、輝点となって現れた欠点を欠点検出手段によって検出し、位置演算手段によって、検出された欠点の位置を特定する。
【００２９】
このように、欠点を輝点として検出し、画像処理する方が、欠点を影として検出し、画像処理するよりも位置検出を容易に行うことができるため、従来困難であった、機械的な自動検出も容易に行うことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態における検査方法を模式的に示すための光学フィルムの断面図である。
【００３１】
本実施の形態に係る光学フィルムの検査方法は、図１に示すように、光学フィルム２に生じた欠点３を検出するための光学フィルム２の検査方法であって、前記光学フィルム２の側面から光Ｌを照射し、前記光学フィルム２の表面から観察するものである。
【００３２】
本実施の形態においては、図１に示すように、光学フィルム２は、積層されて形成されているものであり、光学フィルム２を積層する過程において生じた光学フィルム２の界面における異物の混入や損傷等による欠点３を検出するのに特に効果を有する。ただし、積層された光学フィルム２において生じた欠点３だけでなく、単層の光学フィルムにおいて生じた欠点であっても効果を生じるものである。
【００３３】
まず、光学フィルム２の側面に光Ｌを照射する。図１においては、光源１から光Ｌが照射されている。光学フィルム２に異物・損傷等の欠点３がなければ、光学フィルム２に入射した光Ｌは、光学フィルム２内部をそのまま直進し、突き抜ける。このとき、光学フィルムを表面から見ると光はほとんど見えない（暗中にある）。光学フィルムに異物・損傷等の欠点３がある場合、光学フィルム２に入射した光Ｌは、欠点３のある場所で、乱反射したり、散乱を起こしたりする。すなわち、欠点３が発光することとなる（図１の発光域３Ｌ）。このため、欠点３は、光学フィルム２の表面（矢符Ｄの方向）から見ると輝点３Ｄとなって現れる。これを、光学フィルム２の表面から観察することにより欠点３の位置を検出する。
【００３４】
図３は本発明に係る検査の結果および透過検査の結果を示す図である。図３（ａ）は透過検査の結果を示す図であり、図３（ｂ）は本発明に係る検査の結果を示す図である。透過検査においては、図３（ａ）に示すように、欠点３は影として検出される。一方、本発明に係る検査においては、図３（ｂ）に示すように、欠点３が輝点となって浮かび上がる。
【００３５】
このように、光学フィルム２の側面から光Ｌを照射することにより、欠点３を輝点３Ｄとして検出することができるため、欠点３が微小であっても容易に発見することができる。具体的には、光がほとんど見えない光学フィルム２中に（暗中に）欠点３が輝点３Ｄとして現れることにより、透過検査および反射検査に比べ、コントラストが大きくなるため、欠点３が微小であっても容易に発見することができる。透過検査や反射検査では、光学フィルム２においてもいくらかの光Ｌの減衰があり、その上、欠点３において光Ｌが減衰するため、目視すると光学フィルム２と欠点３とのコントラストがそれほど大きくならないからである。また、欠点３が輝点として検出されることにより、透明な異物等、透過検査および反射検査では検出し難い欠点３も容易に検出することができる。
【００３６】
さらに、光学フィルム２の全面に光Ｌが行き渡るように光Ｌを照射しても欠点３のみが輝点３Ｄとなって現れ、光学フィルム２と検出された欠点３とのコントラストが大きくなるため、視野を広げても見落とすことなく、光学フィルム２全体を一度に検査することができ、作業性を向上させることができる。
【００３７】
また、図１に示されるように、欠点３に照射された光Ｌは、欠点３において散乱することにより、欠点３の周囲も発光する（発光域３Ｌ）。透過検査や反射検査においては、散乱により欠点３の周囲が発光しても照射光と混じってしまうため、周囲の発光を検出することができない。これに対し、図１の検査においては、暗中に欠点３および欠点の周囲（発光域３Ｌ）が輝点３Ｄとなって現れるため、当該欠点３の実際の寸法より大きく見え、さらに容易に発見することができる。
【００３８】
なお、欠点３として１００μｍ以上の異物が混入している場合、欠点３の周囲に気泡が混入している場合がある。図４は本発明に係る検査により周囲に気泡が混入された異物を検出したときの検出結果を示す図である。図４に示すように、光学フィルム２に照射された光Ｌは、この気泡にぶつかっても乱反射を起こし、発光するため、異物単体が発光するよりも大きい輝点３Ｄとなって現れる。したがって、さらに容易に欠点３を発見することができる。
【００３９】
本実施の形態においては、図１に示すように、照射する前記光Ｌは、平行光であり、前記光学フィルム２の表面に対して平行に照射する。この場合、光Ｌが拡散したり集光したりすることのない平行光を光学フィルム２の表面に対して平行に照射する。これにより、光学フィルム２に均一に光Ｌを入射させることができ、欠点３による輝点３Ｄをよりはっきり浮かび上がらせることができるため、欠点３をより容易に発見することができる。
【００４０】
また、本実施の形態においては、光源１は、ランプ等の光源および当該ランプ等の光源から光学フィルムに至るまでのレンズやスリット等を含めた光学系を含めるものとする。光源１は、単一の光源からの光により照射してもよいし、複数の光源の集合体として形成してもよい。また、光学系の出力部として光ファイバを通過させてもよい。光ファイバは、通過光の減衰がきわめて少ないため、光源１を光学フィルム２に直接接近させずに離れた場所に設置した場合でも、有効に光Ｌを照射することができる。
【００４１】
さらに、本実施の形態においては、前記光学フィルム２の膜厚の中点と、前記光Ｌの光束の中点、すなわち、光源１の中心軸とを一致させる。この場合、光強度の強い部分が光学フィルム２に照射される。これにより、欠点３における輝点３Ｄの輝度が高くなるため、欠点３の位置をより容易に発見することができる。
【００４２】
本実施の形態においては、前記一致誤差は、前記光学フィルム２全体の膜厚の１０％以内となっている。
【００４３】
ところで、本実施の形態においては、前記光Ｌを前記光学フィルム２の膜厚の範囲内に照射させるための光漏れ抑止部材４を介して、前記光Ｌを前記光学フィルム２に照射する。図２は光漏れ抑止部材の取り付け例を示す光学フィルムの側面図である。本実施の形態においては、図２に示すように、光漏れ抑止部材４の両側から光源１と前記光学フィルム２とをそれぞれ光が漏れないように接続する。光源１から照射された光Ｌは、導光路５（空隙）を通じて漏れることなく光学フィルム２に導かれ、光学フィルム２の内部を照射する。このように、光学フィルム２に照射する光Ｌのうち、光学フィルム２の膜厚の範囲外へ照射されようとする光は、光漏れ抑止部材４により遮光される。このため、光Ｌが光学フィルム２の側面以外から照射されることなく、光学フィルム２の内部を照射する。
【００４４】
光源１からの光Ｌが光学フィルム２の表面に照射されると、光学フィルム２の全面が光ってしまい、輝点３Ｄとして検出される欠点３とのコントラストが低下するため、欠点３を判別することが困難となることがある。したがって、光源１からの光Ｌは、光学フィルム２の厚み方向に関して、当該厚み（約２００〜６００μｍ）より小さい寸法の光であることが好ましい。
【００４５】
上記のように、光学フィルム２の表面に光Ｌが照射されるのを抑止することにより、輝点３Ｄとして検出される欠点３を容易に判別することができる。
【００４６】
なお、図２に示す光漏れ抑止部材４は、軟質ゴムや軟質発泡材等により光学フィルム２および光源１の双方を上下に挟み込むように取り付けることによって形成されている。このため、光源１からの光Ｌを余すことなく光学フィルム２の内部に有効に照射することができるため、光学フィルム２の界面における欠点３の位置をより容易に検出することができる。
【００４７】
本実施の形態における光漏れ抑止部材４の代わりに、光学フィルム２の厚さ程度のスリット状の開口部を有する遮光板を用いてもよいし、光源１自体を光学フィルム２の厚み方向に関して当該光学フィルム２より小さい寸法の光束を有する平行光として用いてもよい。
【００４８】
本実施の形態において、前記光漏れ抑止部材４からの光漏れ量は、前記光Ｌの全光量の１パーセント以下となっている。
【００４９】
光源１は、光学フィルム２の対向する２辺に設けてもよいし、隣り合う２辺に設けてもよいし、光学フィルム２の４辺に全て設けてもよい。さらに、光源１は、光学フィルム２の１辺に対して１／２以上の横幅を有することが好ましく、光学フィルム２の１辺に等しい横幅を有することがさらに好ましい。光源１の横幅は、光学フィルム２の１辺に対して１／２以上の横幅を有する場合、一度に光学フィルム２全域をむらなく照射することができ、より容易に欠点３を検出することができる。
【００５０】
なお、上記実施の形態に示すような光学フィルムの検査の後に、透過検査や反射検査を行ってもよい。この場合、本実施の形態の光学フィルムの検査によって、光学フィルム２内の界面における欠点３を検出し、この検査を通過した光学フィルム２のみを透過・反射検査することにより、表面における欠点３を検出する。これにより、煩雑な作業を伴う透過検査・反射検査の頻度を少なく抑えることができるとともに、より漏れのない完全な検査を行うことができる。
【００５１】
上記のような光学フィルムの検査方法により、当該検査を人の手によらず機械的に処理することも可能となる。欠点３を輝点３Ｄとして検出し（図１参照）、画像処理する方が、欠点３を影３ｄとして検出し（図５参照）、画像処理するよりも位置検出を容易に行うことができるため、従来困難であった、機械的な自動検出も容易に行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係るフィルムの検査方法によれば、フィルムの側面から光を照射することにより、欠点を輝点として検出することができるため、欠点が微小であっても容易に発見することができる。また、欠点が輝点として検出されることにより、透明な異物等、透過検査および反射検査では検出し難い欠点も容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における検査方法を模式的に示すための光学フィルムの断面図である。
【図２】光漏れ抑止部材の取り付け例を示す光学フィルムの側面図である。
【図３】本発明に係る検査の結果および透過検査の結果を示す図である。
【図４】本発明に係る検査により周囲に気泡が混入された異物を検出したときの検出結果を示す図である。
【図５】透過検査を示す模式図である。
【図６】反射検査を示す模式図である。
【符号の説明】
２  光学フィルム
３  欠点
４  光漏れ抑止部材
Ｌ  光
【図１】
2004150971.tif 000003
【図２】
2004150971.tif 000004
【図３】
2004150971.tif 000005
【図４】
2004150971.tif 000006
【図５】
2004150971.tif 000007
【図６】
2004150971.tif 000008