(57)【要約】【課題】反射防止フィルムの欠陥を観察するに至るまでの段取り工程及び観察後の後始末工程を合理化・簡略化する外観検査方法を提供し、同時に製造した反射防止フィルム全長の外観検査が可能な外観検査装置を提供することを目的とした【解決手段】フィルム基材２の一方の面に反射防止層４，５，６，７が形成された反射防止フィルム１の他方の面にフィルム基材の屈折率と同等の屈折率を有する部材を貼付し、反射防止層側から観察することを特徴とする反射防止フィルム１の外観検査方法であって、特にフィルム基材２の屈折率と同等の前記部材が、黒色のウレタンゲルであることを特徴とする反射防止フィルム１の外観検査方法である。【選択図】図２
2012052826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム基材の一方の面に反射防止層が形成された反射防止フィルムの他方の面にフィルム基材の屈折率と同等の屈折率を有する部材を貼付し、反射防止層側から観察することを特徴とする反射防止フィルムの外観検査方法。
【請求項２】
基材の屈折率が同等の屈折率を有する前記部材が、黒色のウレタンゲルであることを特徴とする請求項１に記載の反射防止フィルムの外観検査方法。
【請求項３】
少なくとも、
基材上に反射防止層が形成された反射防止フィルムの両端に張力を加える機構、
ウレタンゲルを抱かせた円筒ローラーと前記反射防止フィルムとを、ウレタンゲルと反射防止フィルムとが密着するように、張力方向に相対的に移動させる機構、
密着したウレタンゲルと反射防止フィルムとを、反射防止フィルムが平坦になるようにウレタンゲルの下側から支持する機構、
反射防止フィルム上方から該反射防止フィルムを観察する機構、
ウレタンゲルを反射防止フィルムから引き剥がす機構、とを備えたことを特徴とする反射防止フィルムの外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム上に反射防止層を形成した反射防止フィルムの外観検査方法及び該検査方法を実施するための外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置、プラズマディスプレイ等の表示装置、あるいはウィンドウやショーケース等においては、ガラス面の表裏で外光が反射することにより表示画像やケース内部が見えにくくなるという現象があり、これを防ぐためにガラス面に外光反射を低減する何らかの反射防止層を形成する必要がある。反射防止層をガラス面に直接形成する場合もあれば、反射防止性を付与したフィルムをガラス面に貼付する場合もある。
【０００３】
この反射防止フィルムにおいては、反射防止層に異物が存在したり反射機能の発現が不均一であっては都合が悪く、それら欠陥の有無について検査が行われるのが普通である。しかしながら、出来上がった透明なフィルム製品そのままの状態では、反射防止層内に異物や厚みムラがあるかどうかの検出は容易ではない。
【０００４】
例えば、反射防止フィルムは、図１に示したようにフィルム基材２（一般には、ＴＡＣフィルムかＰＥＴフィルム、以下、ＴＡＣと記す）の一方の面に屈折率の高い層４，６と低屈折率の層５，７を交互に積層した構成を有している。低屈折率材料としては、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、高屈折材料としては、酸化チタン、ＩＴＯ、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム等が使用される。また、場合によっては中屈折率層を介在させることもある。
【０００５】
反射防止機能は、ＴＡＣ上に製膜された薄膜層の界面４’、５’、６’、７’で反射される反射光を互いに干渉させて打ち消しあうようにすることで発現している。ＴＡＣフィルムとＴＡＣ直上に形成される層３では、互いの屈折率（ＴＡＣの屈折率：ｎ＝１．５１）をほぼ同一にすることで当該界面の反射を抑えている。ＴＡＣの裏面側は空気（ｎ＝１）であるので、屈折率差が大きく基材裏面からの反射は大きい（例えば、特許文献１参照）。裏面側にも反射防止層を形成すれば効果的であるが、コストアップになり余程の場合でないと採用されない。
【０００６】
フィルム基材２上に反射防止層４を形成していく過程で反射防止層内部や表面に、微小な異物３１が混入・付着したり膜厚ムラ等の欠陥が発生した場合、反射防止層からの反射率が変化するが、この変化を適切な観察技術により検知する必要がある（図１（ｂ））。
【０００７】
しかしながら、不良に起因する反射防止層からの反射率の変化は、フィルム基材裏面からの大きな反射２２に比べて相対的に小さく、反射率の変化が検知できず欠陥としての検出が難しいという問題がある。そこで、一般にはフィルム基材２の裏面に黒色塗料８を塗ったり(図１（ａ））、黒板９をＩＰＡ等の液体１０を介在させて基材フィルム２に密着させたりして裏面反射を低減させて、欠陥部分の反射率変化を捉えやすくしてから外観観察を実施し、欠陥検出を行っている（例えば、特許文献２、３参照）。
【０００８】
ＴＡＣと屈折率が近い黒色塗料（ｎ＝１．４９〜１．５３）を裏面に印刷してしまうと、当該領域は製品としては出荷できないので断裁して廃棄しなければならず、また所詮抜き取り検査に他ならず、歩留まりが低下する上に全体の品質保証にならないという問題がある。
【０００９】
他方、黒色の板材９をフィルム基材２裏面に当接して検査するのは、裏面と板材の間に気泡が生じないようにＩＰＡ等の液体１０を介在させる必要がある。この場合には、抜き取り検査ではないが、液体１０を塗布して黒板９を密着させるため、液体を処理する複数の追加工程が必要となる。ＩＰＡ等にあっては、処理工程の防爆化が必要であって、煩雑な工程が付け加わることにより製造コストが上昇するという問題がある。
黒板９を、外周を黒色にした円筒に代え、フィルムを円筒に抱かせた状態で観察することも可能であるが、液体１０を介在させないと浮きが生じて欠陥検出に支障をきたすという問題がある（特許文献３参照）。
【００１０】
さらに、上記の外観観察方法は、オフライン処理となりインライン化が難しいという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３４１１０４号公報
【特許文献２】特開平７−２５００５号公報
【特許文献３】特開２００５−６２１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明は、製造した反射防止フィルムの欠陥を観察・検知するに至るまでの段取り工程及び観察後の後始末工程を合理化し簡略化する外観検査方法を提供し、同時に製造した反射防止フィルム全長の外観検査が可能な外観検査装置を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を達成するための請求項１に記載の発明は、フィルム基材の一方の面に反射防止層が形成された反射防止フィルムの他方の面にフィルム基材の屈折率と同等の屈折率を有する部材を貼付し、反射防止層側から観察することを特徴とする反射防止フィルムの外観検査方法としたものである。
【００１４】
請求項１に記載の発明は、フィルム基材と該フィルムの裏面に貼付する部材の屈折率を同等にすることにより、基材裏面からの反射率を低減して、反射防止層の欠陥に起因する反射率の変化を捉えやすくするという効果を奏する。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、基材の屈折率が同等の屈折率を有する前記部材が、黒色のウレタンゲルであることを特徴とする請求項１に記載の反射防止フィルムの外観検査方法としたものである。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、フィルム基材と該フィルムの裏面に貼付する部材をウレタンゲルに特定したもので、両者の屈折率を同等にすることにより、基材裏面からの反射率が低減され、同時に透過光が黒色のウレタンゲルにより吸収される。その結果、反射防止層の欠陥に起因する反射率の変化がより捉えやすくなる。
また、ウレタンゲルは、自己粘着性があり黒板のように液体を介在させなくとも、フィルム基材と密着させることが可能で、且つ引き剥がしも容易で繰り返して使用することができるという効果がある。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、少なくとも、
基材上に反射防止層が形成された反射防止フィルムの両端に張力を加える機構、
ウレタンゲルを抱かせた円筒ローラーと前記反射防止フィルムとを、ウレタンゲルと反射
防止フィルムとが密着するように、張力方向に相対的に移動させる機構、
密着したウレタンゲルと反射防止フィルムとを、反射防止フィルムが平坦になるようにウレタンゲルの下側から支持する機構、
反射防止フィルム上方から該反射防止フィルムを観察する機構、
ウレタンゲルを反射防止フィルムから引き剥がす機構、とを備えたことを特徴とする反射防止フィルムの外観検査装置としたものである。
【００１８】
上記の外観検査装置によれば、ウレタンゲルを反射防止フィルムの裏面に気泡を巻き込まないように完全に密着させることができる。その結果、気泡を反射防止層の欠陥と誤認することがなくなり、反射防止層の欠陥に起因する反射率の変化が捕らえやすくなる。
また、ウレタンゲルをエンドレスで使用できるなど、外観観察の製造ラインへのインライン化及び低コスト化が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明になる外観検査方法と外観検査装置を使用すれば、完成品としての反射防止フィルムを廃棄することなしに、フィルム全長にわたり欠陥検出を確実に且つ容易に遂行でき、品質保証が万全となる。
加えて、黒色塗料やＩＰＡ等の液体を使用しないため液体処理に関わる装置や工程を省略することが可能で、工程の簡易化と副資材費用の低減ができる。また、防水・防爆対策も不要となるので装置自体の構成が単純化・低コスト化され、インライン化も視野に入る。総じて、欠陥検知の効率向上とそれに要する費用の大幅な節約が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】反射防止膜の構成及び欠陥検出を容易にするための処方を模式的に説明する図である。（ａ）黒色印刷、（ｂ)黒板と液体層の併用
【図２】反射防止膜の欠陥検出を容易にするための本発明になる処方を模式的に説明する図である。
【図３】本発明に係るウレタンゲルを反射防止膜の裏面に貼付する過程を模式的に説明する断面視の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
反射防止層の外観検査においては、フィルム基材裏面を黒色にするということが必須である。
従来の外観検査は、反射防止フィルムの裏面に黒色塗料を塗布したり、あるいは黒板を液体を介在させて貼り付けることが必要で、塗布した部分が使用できなくなるとか、工程上でハンドリングが難しく費用が嵩むという問題がある。
【００２２】
本発明は、図２に示すように裏面に貼付すべき黒色部材として、黒色の染料あるいは顔料を分散した超軟質エラストマー状物質のウレタンゲル１１（例えば、（株）エクシールコーポレーションのＫＷシリーズ等）を使用するものである。これは、自己粘着性を有しているので、貼り付けと引き剥がしが容易であって、交換なしで連続使用が可能な材料である。外観検査用裏張り材料として、屈折率が１．４９〜１．５３、アスカーＣ硬度計を用いた硬度測定で５０〜７０の範囲、厚みが０．５〜２ｍｍ、表面粗さＲｙが１．６〜６．３ｓの範囲であることが望ましいが、上記ウレタンゲルは上記条件を全て満足するものがある。
アスカーC硬度については、ウレタンゲルにて貼り付け評価を行った際に、硬度が５０より低い場合には剥がす際の引っ張り力が大きくなり、透明フィルムが破損（キズ、シワ等）が発生してしまう為、アスカーC硬度が５０〜７０の範囲が好ましい。
表面粗さについては、表面粗さが悪い場合、フィルムに張り付く際に、均等に張り付かず、フィルムとウレタンゲル間に微小な空気層を発生させてしまう為、表面粗さが上記数値の範囲であることが好ましい。
【００２３】
このウレタンゲル１１を使用するに当たって問題となるのは、フィルム基材２とウレタンゲル１１の間に空気層が発生することである。空気層があると、当該部分からの反射率が高くなって、反射防止層の欠陥と誤認されるので、気泡が生じないように貼付することが重要である。気泡が抱き込まれる原因には、ウレタンゲル表面に異物が付着して、基材との密着が妨げられる場合とか、ウレタンゲル貼付時に空気の逃げ場がなくなって抱き込まれる場合が挙げられる。
【００２４】
ウレタンゲルに付着した異物については、ウレタンゲルよりも粘着力のある適切な洗浄用ローラーでウレタンゲル上を掃引することで除去できる。
【００２５】
フィルム基材２とウレタンゲル１１を完全に密着させて気泡が生じないようにする点については、本発明になる外観検査装置に係わるので、以下、図２と図３参照しつつ説明する。
【００２６】
長尺の反射防止フィルム１は、次のようにして製造した。
先ず、透明なフィルム基材２として厚み３０μｍのＴＡＣフィルム上に、多官能性アクリルモノマーであるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートからなるハードコートコーティング材をマイクログラビア法により膜厚５ｎｍに塗布し、ハードコート層３を形成した。
【００２７】
次に、プラズマアシストＥＢ蒸着装置を用いて、ＴｉＯ２を所定の光学膜厚（ｎｄ＝２３ｎｍ）まで堆積して高屈率層４とした。
次に、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４を９５ｍｏｌ％、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）を５ｍｏｌ％で混合し、１．０Ｎ−ＨＣｌを触媒とする低屈折率膜用溶液を調整し、マイクログラビア法を用いて該溶液を膜厚１００ｎｍで塗布し、１２０℃で１分間乾燥し低屈折率層５を形成した。
【００２８】
上記２層の反射防止層を有する反射防止フィルム１を、反射層が上になるようにして所定の長さ（１ｍ）の両端部をピンチローラー１２で挟んで反対方向に引っ張ることでテンションを加え一定の平面となるようにした（図３（ａ））。
【００２９】
次に、厚さ１ｍｍのウレタンゲル１１を図に示すように抱かせた直径が５０ｍｍの円筒形状の貼り付け治具１３を、反射防止フィルムの下部に当接し（接触幅は約１０ｍｍ程度）、その状態で貼り付け治具をテンション方向（図では右側）に移動させて、ウレタンゲル１１をフィルム裏面に貼り付けた（図３（ｂ））。貼り付け治具を固定してフィルム側を移動させてもよいし、両方を同じ速度で引き出してラミネートするようにしても構わない。このように押し出しつつ貼り付けると気泡を巻き込むことがない。
【００３０】
次に、ウレタンゲル１１は自己粘着力だけでフィルム２裏面に貼り付いているので、自重で剥がれ落ちる虞があるから、念のため下部より支持用ステージ１４を押し上げて、剥がれ落ちるのを防止した。この外観検査前の反射防止フィルムの状態を図２に示した。
【００３１】
次に、ウレタンゲルを貼り付けた状態で反射防止層の欠陥を検出するための外観検査を行った。外観検査装置は、詳細は図示されていが、反射防止フィルム１の反射防止層側から反射防止層を撮像するための複数のラインセンサーカメラと撮像された画像を画像処理して欠陥を検出するための画像処理装置からなっている。画像処理装置は、一般に画像演算装置、画像出力装置、画像記録装置等から構成されている。
【００３２】
ウレタンゲルの表面粗さＲｙが１．６〜６．３ｓの範囲であると、検査波長が３８０〜７８０ｎｍである光に対して、ウレタンゲル表面からの反射率が５％以下に抑制されるので、ラインセンサーカメラによる反射防止層からの異常反射部の検出が容易となる。ラインセンサーカメラは、集光用レンズを取り囲むように高周波若しくは直流のリング型蛍光灯を配置し、その周囲にカバーを敷設したものである。リング状に配置することにより、光量変動に起因する画像の縦縞を防ぐことができ、カバーは並んでいるラインセンサーカメラの当該カメラに付属するリング型蛍光灯からの反射光だけを集光するために設置されたものである。
【００３３】
ラインセンサーカメラで取得された撮像画像は画像演算処理装置に入力される。この画像演算処理装置はアナログ信号をディジタル化するＡ／Ｄ変換装置、ＣＰＵ、予め設定されたしきい値を保存してあるメモリー、微分回路、積分回路、比較回路等を備えている。
【００３４】
初期設定としては、先ず、標準欠陥を有するフィルムをラインセンサーカメラで撮像して、該欠陥が最も鮮明に表示されるように、カメラ位置等を調整する。欠陥部分とフィルムの無欠陥部分との撮像画像情報と比較して、欠陥と認識すべき濃度に基づいて適切なしきい値を定める。
【００３５】
次に、ラインセンサーカメラを一定の速度でテンション方向に掃引しながら、フィルムからの反射光を取り込む。画像演算装置は、ラインセンサーカメラからの出力信号に基づいてモニター画像を作製する。モニター画像の濃度と濃度しきい値を比較して、しきい値より高い濃度部があれば欠陥と判断する。これを、単位幅ずつ所定のフィルム長だけ繰り返して、当該部分（１ｍ）の外観観察とする。
【００３６】
次に、支持ステージ１４を下降させ、ウレタンゲル１１を下方向に自己粘着力以上の力で引っ張ることにより、ウレタンゲル１１をフィルム２裏面から引き剥がすとともに、ピンチローラー１２を初期位置までもどす。
【００３７】
上記の工程を繰り返して、反射防止フィルム１全長の外観検査が行える。この後、ウレタンゲルを所定長進めて未使用のウレタンゲル部分を次の外観検査に使用するようにした。もちろん、数回同じ部分を繰り返して使用してから、新しい部分を使うようにしても構わない。外観検査前、検査後には洗浄用ローラーをウレタンゲルに当接して異物の除去をすることもできる。ウレタンゲルはループ状にすればエンドレスで再使用できる。
【００３８】
ウレタンゲルをフィルム裏面に当接する別の形態は、直径が５０ｍｍ以上の円筒にウレタンゲルを巻きつけて、ウレタンゲル部分をピンチローラーでテンションをかけたフィルムに当接させる。そのままの状態で、ラインセンサーカメラで、接触部位直上部分の外観検査を実施する。その後、円筒を下方向に引き下げて引き剥がしてもよい。あるいは、円筒を回転させてフィルム裏面をころがしつつ外観検査を実施することもできる。
【００３９】
さらに別の形態は、円筒にウレタンゲルを貼り付けるのではなく、かまぼこ状に形成した台座をウレタンゲルで被覆して、かまぼこ状の表面をフィルム裏面に押し付けるような形式にすることもできる。軟質のウレタンゲルが変形してフィルム裏面に密着すので気泡の発生がなく、反射防止層の欠陥検出効率がよくなる。
【００４０】
本発明は、反射防止フィルムの製造だけでなく、防眩フィルム、透明導電フィルムなど外観検査にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１、反射防止フィルム
２、フィルム基材
３、ハードコート
４、５、６、７、反射防止各層
４’、５’、６’、７’、界面
８、黒色塗料層
９、黒板
１０、液体層
１１、ウレタンゲル
１２、ピンチローラー
１３、円筒状の貼り付け治具
１４、支持用ステージ
１５、ラインセンサーカメラ（外観観察装置の一部）
２０、２１、２２、２３、反射光
３０、気泡、
３１、異物
【図１】
2012052826.tif 000003
【図２】
2012052826.tif 000004
【図３】
2012052826.tif 000005