光学フィルムの検査方法
【課題】ハイブリッドネマチック配向液晶フィルムを含む光学フィルムの欠陥の検査を的確に行うことができる光学フィルムの検査方法を提供する。
【解決手段】液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルムと第２偏光板とからなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査する。
【解決手段】液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルムと第２偏光板とからなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶をハイブリッドネマチック配向させた液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶ディスプレイにおいては、その表示特性改善のために、棒状液晶あるいは円盤状液晶をハイブリッドネマチック配向させた液晶フィルムを用いることにより、広視野角な液晶ディスプレイが実現されている（例えば、特許文献１および２参照。）。このようなハイブリッド配向液晶フィルムを含む光学フィルムは、フィルム面内に欠陥が存在すると、ＴＦＴ液晶ディスプレイの表示特性に悪影響を与える。このため、光学フィルムについて欠陥の検査を行い、欠陥が多い光学フィルムについては事前に排除しておくことが必要である。
特許文献３によれば、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルムの検査方法として、ハイブリッド配向液晶フィルムの配向軸を略直交に配置した欠陥検査用素子を用いる方法が提案されている。しかしながら、欠陥の種類によっては、正面あるいは斜め方向から見た場合の欠陥部分の見え方が、輝点から黒点に変化したりするなど検出しづらいという課題があった。
【特許文献１】特開平１０−１８６３５６号公報
【特許文献２】特開２００５−６２６７３号公報
【特許文献３】特開２００６−３１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルムを含む光学フィルムの欠陥の検査を的確に行うことができる光学フィルムの検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【０００５】
即ち、本発明の第１は、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルムと第２偏光板とからなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法、である。
【０００６】
本発明の第２は、前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする本発明の第１に記載の光学フィルムの検査方法、である。
【０００７】
本発明の第３は、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルム、１軸延伸フィルムからなる第１位相差フィルム、第２偏光板とを順次積層してなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、第１位相差フィルムの遅相軸と第２偏光板の吸収軸が略直交となるように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法、である。
【０００８】
本発明の第４は、前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする本発明の第３に記載の光学フィルムの検査方法、である。
【０００９】
本発明の第５は、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルム、液晶をホメオトロピック配向させた第３液晶フィルム、１軸延伸フィルムからなる第１位相差フィルム、第２偏光板とを順次積層してなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、第１位相差フィルムの遅相軸と第２偏光板の吸収軸が略直交となるように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法、である。
【００１０】
本発明の第６は、前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする本発明の第５に記載の光学フィルムの検査方法、である。
【００１１】
本発明の第７は、液晶が棒状液晶分子からなることを特徴とする本発明の第１〜６のいずれかに記載の検査方法、である。
【００１２】
本発明の第８は、液晶が円盤状液晶分子からなることを特徴とする本発明の第１〜６のいずれかに記載の検査方法、である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光学フィルムの検査方法によれば、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルムを含む光学フィルムの欠陥の検査を的確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面とともに、本発明の光学フィルムの検査方法の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
まず本発明に係る光学フィルムの検査方法の第１実施形態について説明する。
はじめに、本発明の光学フィルムの検査方法において検査対象となる光学フィルムについて図１を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の光学フィルムの検査方法に用いられる光学フィルムの一例を示す図である。図１に示すように、光学フィルム１は、第１液晶フィルムとして、液晶の傾きを膜厚方向（矢印Ａ方向）に変化させて液晶をハイブリッドネマチック配向させたハイブリッド配向液晶層２を含む。ここで、ハイブリッドネマチック配向とは、ネマチック液晶の水平配向と垂直配向とが複合した配向を言い、例えばネマチック液晶分子３の配向が、ハイブリッドネマチック配向液晶層２の一面２ａ側では水平配向となっており、面２ａと反対の面２ｂ側では垂直配向となっており、その間では、面２ａから面２ｂに向かう方向に沿って、水平配向から垂直配向に徐々にその配向を変化させるような配向を言う。ハイブリッドネマチック配向液晶層２の２ａ面（水平配向）から液晶層を通して２ｂ面（垂直配向）を見た場合、液晶分子ダイレクターとダイレクターの２ｂ面への投影成分がなす角度が鋭角となる方向で、かつ投影成分と平行な方向をハイブリッドネマチック液晶層のチルト方向と定義する。図１では、ハイブリッドネマチック配向液晶層２のチルト方向１１とする。
なお図１に示す面２ａ側が垂直配向、面２ｂ側が水平配向とし、ハイブリッドネマチック配向が図１と逆となるような構造でもよいが、この場合は、チルト方向の定義では同じ方向になるが、液晶分子の傾く方向が逆になるため、後述する欠陥検査用素子の傾ける方向も考慮が必要となる。
【００１７】
光学フィルム１は、ハイブリッドネマチック配向液晶層２を含むものであればよく、従って、ハイブリッドネマチック配向液晶層２のほかに、他のフィルムを含んでいてもよい。他のフィルムには通常、図１に示すように、ハイブリッドネマチック配向液晶層２を支持する支持基板４などがある。かかる支持基板４はハイブリッドネマチック配向液晶層２を支持し得るものであり、且つ厚さ方向に直交する面内において等方性を示すものであれば特に限定されないが、かかる支持基板４としては光学的に等方な基板が好ましく、例えばフジタック（富士フィルム社製品）やコニカタック（コニカミノルタオプト社製品）などのトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、アートンフィルム（ＪＳＲ社製品）やゼオノアフィルム、ゼオネックスフィルム（日本ゼオン社製品）などのシクロオレフィン系ポリマー、ＴＰＸフィルム（三井化学社製品）、アクリプレンフィルム（三菱レーヨン社製品）が挙げられるが、楕円偏光板とした場合の平面性、耐熱性や耐湿性などからトリアセチルセルロース、シクロオレフィン系ポリマーが好ましい。支持基板４の厚さは、一般には、１〜１００μｍが好ましく、特に５〜５０μｍとするのが好ましい。支持基板４の面内方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚ、支持基板４の厚さをｄとした場合、面内方向の位相差値をＲｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ、厚さ方向の位相差値をＲｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄと定義するとき、Ｒｅ値は２０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以下、特に５ｎｍ以下とするのが好ましい。Ｒｔｈ値は０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、より好ましくは０〜１００ｎｍ、特に好ましくは０〜５０ｎｍの範囲である。
【００１８】
このような光学フィルム１の欠陥は以下のように検査される。なお、光学フィルム１の欠陥とは、具体的には、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２における液晶層の配向欠陥を意味する。
【００１９】
図２は、長尺の光学フィルムの検査光学系の一例を示す図である。（ａ）は長尺の光学フィルムの検査光学系を側面から見た場合を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）はそれを上面から見た場合を示す図である。すなわち、（ｂ）は長尺の光学フィルムに対し、欠陥検査用素子９を反時計回りに傾けた場合を示す図であり、（ｃ）は、時計回りに傾けた場合を示す図であり、（ｄ）は傾けないまま平行に対向配置した場合の図である。
図３は、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸１１、偏光板５の吸収軸５１、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸７１及び偏光板８の吸収軸８１の配置関係の一例を示す図である。
【００２０】
光学フィルム１の欠陥検査にあたっては、まず光学フィルム１にバックライト６を対向配置し、バックライト６と光学フィルム１との間に、偏光板（第１偏光板）５を配置する。図３に示すように、本実施形態では、偏光板５の吸収軸５１は、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック液晶層２の配向軸１１に対して４５°の角度となるように調整する。
そして、バックライト６を点灯し、光学フィルム１に対してバックライト６と反対側で、欠陥検査用素子９を用いて光学フィルム１を覗き込み、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２における欠陥を検査する。
【００２１】
ここで、欠陥検査用素子９について詳細に説明する。
図２に示すように、欠陥検査用素子９は、偏光板８と、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム（第２液晶フィルム）７とを積層したものである。ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７は、光学フィルム１と同様、液晶の傾きを膜厚方向（図１の矢印Ａ方向）に変化させて液晶をハイブリッドネマチックネマチック配向させた液晶フィルムである。
【００２２】
本実施形態の欠陥検査用素子９では、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７として、ハイブリッドネマチック配向液晶層２と支持基板４からなる光学フィルム１と材料及び厚さが同一のものを用いることができる。また、図３に示すように、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸７１が、偏光板８の吸収軸８１に対して４５°となるように偏光板８に積層されている。
【００２３】
欠陥検査の際は、まず上記のように構成される欠陥検査用素子９を光学フィルム１に対向配置する。このとき、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７を光学フィルム１側に向け、偏光板８を光学フィルム１と反対側に向けると共に、偏光板５と偏光板８がクロスニコル配置となるようにする。これにより、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸７１を、図３に示すように、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸１１と直交させることが可能となり、かつ欠点を見やすくさせることが出来る。
更に、欠陥検査用素子９を光学フィルム１のロール長尺方向に対し、斜めに傾けるようにして観察する。
【００２４】
表１は、図２（ｂ）〜（ｄ）の条件で、観察した場合の欠陥部分の見え方と視認性をまとめる。表１に示すとおり、図２（ｂ）のように長尺の光学フィルムに対し、欠陥検査用素子９を反時計回りに傾けた場合は、欠陥部分が輝点／無欠陥部分が黒くなるため、欠陥が見やすいのに対し、図２（ｃ）の時計回りに傾けた場合や、（ｄ）のように平行に対向配置した場合は、欠陥部分が黒点と反転してしまうため、見えにくくなることがわかる。
これは、欠陥検査用素子に用いるハイブリッドネマチック配向液晶フィルムの構造と光学フィルム１内のハイブリッドネマチック配向液晶層２の欠陥部分／無欠陥部分の位相差に起因する。
【００２５】
【表１】
【００２６】
以下に見え方の違いの原因を詳細に説明する。
図２（ｂ）のように反時計回りに傾けた場合、棒状液晶分子の先端方向から見るため欠陥検査用素子を通過するときの位相差は小さくなるのに対し、図２（ｃ）のように時計回りに傾けた場合は、棒状液晶分子の棒方向（腹側）から見ることになるため、欠陥検査用素子を通過するときの位相差がより大きくなる。
一方、ハイブリッド配向液晶層２に厚さムラがある場合、即ち図４に示すように、厚さｄ２の無欠陥部分２Ｘと、厚さｄ１の欠陥部分２Ｙとがある場合、バックライト６から発せられる光が偏光板５及び光学フィルム１を透過すると、無欠陥部分２Ｘと欠陥部分２Ｙのそれぞれにおいて、位相差に差がおきる。なお、図４において、欠陥部分２Ｙに埋設され符号１０で示されているのは、ハイブリッドネマチック配向液晶層２の製造時に混入したごみ等である。
【００２７】
より詳しく説明すると、無欠陥部分２Ｘでは、位相差δ２はδ２＝Δｎ・ｄ２となるのに対し、欠陥部分２Ｙでは、位相差δ１はδ１＝Δｎ・ｄ１となる。ここで、ｄ１＞ｄ２であるから、δ２＜δ１となる。
このため、無欠陥部分２Ｘと欠陥部分２Ｙとの間にコントラストを生じさせることが可能となる。ここで、ハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸１１とハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸７１とは、上述したように略直交して配置させる。このため、ハイブリッドネマチック配向液晶層２とハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の厚さが等しい場合には、ハイブリッドネマチック配向液晶層２の複屈折とハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の複屈折が相殺し合うため、位相差は打ち消される、即ちゼロとなる。無欠陥部分２Ｘは、欠陥検査素子を平行に配置した場合が最も暗くなり、図２（ｂ）のように傾けると黒のままであるが、図２（ｃ）のように傾けると、欠陥検査素子内のハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の位相差が大きくなる分、光漏れが生じ白くなる。なお、本発明においていう略直交とは、通常９０°±１５°を意味し、好ましくは９０°±１０°、より好ましくは９０°±５°を意味する。
【００２８】
一方、欠陥部分２Ｙは、無欠陥部分２Ｘよりも位相差が大きいため、図２（ｃ）のように傾けた場合、欠陥検査素子内のハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の位相差と打ち消されるため、逆に黒くなるのに対し、図２（ｂ）のように傾けた場合は、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の位相差が小さくなるため、欠陥部分２Ｙとの位相差のずれが無欠陥部分２Ｙとの位相差のずれよりも更に大きくなり、無欠陥部分２Ｘが黒いままであるのに対し、欠陥部分２Ｙは輝点として現れることとなる。よって、欠陥部分２Ｙの視認性を向上させることが可能となり、厚さムラに起因する欠陥の検査を的確に行うことができる。
【００２９】
上記の結果より、欠陥検査用補償素子のハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の棒状液晶分子の先端側から見るように傾けることにより、より欠陥部分の視認性を高めることが可能となる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る光学フィルムの検査方法の第２実施形態について図５〜図６を用いて説明する。図５〜図６において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態の検査方法は、欠陥検査用素子１３が以下のように構成されている点で第１実施形態と異なる。欠陥検査用素子１３について詳細に説明する。
【００３１】
図５（ａ）は、長尺の光学フィルムの検査光学系を側面から見た場合を示す図であり、図５（ｂ）は、それを上面から見た場合を示す図であり、長尺の光学フィルムに対し、欠陥検査用素子１３を反時計回りに傾けた場合を示す図である。
【００３２】
図６は、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸１１、偏光板５の吸収軸５１、欠陥検査用素子１３のハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルム７の配向軸７１、１軸延伸フィルムである第１位相差フィルム１２の遅相軸１２１及び偏光板８の吸収軸８１の配置関係の一例を示す図である。第１位相差フィルム１２としては、プラスチックフィルムを１軸延伸して得られるフィルムから適宜選定することができるが、例えばポリカーボネートフィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ノルボルネン系からなるアートン（ＪＳＲ社製）、ゼオノア（日本ゼオン社製）などが用いられる。１軸延伸フィルムは、上記フィルムを、厚さ方向に直交する面内の一方向に延伸することにより得られる。１軸延伸フィルムの位相差としては２７０ｎｍを用いた。
【００３３】
図５に示すように、欠陥検査用素子１３は、偏光板８、１軸延伸フィルム１２、ハイブリッド配向液晶フィルム（第２液晶フィルム）７とを積層したものである。
本実施形態の欠陥検査用素子１３では、第１実施形態と同様、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７として、光学フィルム１と同一のものを用い、図６に示すように、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム（第２液晶フィルム）７の配向軸７１が、偏光板８の吸収軸８１に対して４５°となるように偏光板８に積層されている。また、１軸延伸フィルム１２の遅相軸１２１と偏光板８の吸収軸８１は略直交となるように積層されている。
【００３４】
更に、欠陥検査用素子１３を、図５（ｂ）のように光学フィルム１のロール長尺方向に対し、斜めに傾けるようにして観察する。
表２は、図２（ｂ）、図５（ｂ）の条件で、観察した場合の欠陥部分の見え方と視認性の比較を示す。第１実施形態の図２（ｂ）の場合と比較し、欠陥部分の輝点は同様の見え方であったが、無欠陥部分の黒がより暗くなっており、より欠陥の視認性が向上していることが確認できた。
【００３５】
【表２】
【００３６】
すなわち、第１実施形態に更に１軸延伸フィルムを追加することにより更に欠陥の視認性を向上することが可能となる。一般に、偏光板は、斜めに傾けた場合に直交から外れるため光漏れが生じることが知られているが、ここでは、１軸延伸フィルムを追加することにより偏光板自体の視野角特性を向上することにより視認性を向上できたためである。
上記のような１軸フィルムに限られず、直交する２方向に２軸延伸した２軸延伸フィルムでも同様の視認性向上は可能である。
【００３７】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る光学フィルムの検査方法の第３実施形態について図７〜図８を用いて説明する。図７〜図８において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態の検査方法は、欠陥検査用素子１５が以下のように構成されている点で第１実施形態と異なる。欠陥検査用素子１５について詳細に説明する。
図７（ａ）は、長尺の光学フィルムの検査光学系を側面から見た場合を示す図であり、図７（ｂ）は、それを上面から見た場合を示す図であり、長尺の光学フィルムに対し、欠陥検査用素子１５を反時計回りに傾けた場合を示す図である。
図８は、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸１１、偏光板５の吸収軸５１、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸（第２液晶フィルム）７１、１軸延伸フィルム１２の遅相軸１２１、ホメオトロピック配向液晶フィルム（第３液晶フィルム）１４及び偏光板８の吸収軸８１の配置関係の一例を示す図である。ここで、１軸延伸フィルム１２の位相差値は１１０ｎｍとした。ホメオトロピック配向液晶フィルムとは、ネマチック液晶分子の配向が、垂直配向したフィルムを言い、例えば、特開２００６−２２０７７０号公報に記載の方法で作製できる。ホメオトロピック配向液晶フィルムの位相差としては、面内方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚ、フィルムの厚さをｄとした場合、厚さ方向の位相差値Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ＝−２００ｎｍ、面内方向の位相差値Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ＝０ｎｍのものを用いた。
【００３８】
図７に示すように、欠陥検査用素子１５は、偏光板８、1軸延伸フィルム１２、ホメオトロピック配向液晶フィルム（第３液晶フィルム）１４、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム（第２液晶フィルム）７を積層したものである。
本実施形態の欠陥検査用素子１５では、第１実施形態と同様、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７として、光学フィルム１と同一のものを用い、図８に示すように、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸７１が、偏光板８の吸収軸８１に対して４５°となるように偏光板８に積層されている。また、１軸延伸フィルム１２の遅相軸１２１と偏光板８の吸収軸８１は略直交となるように積層されている。
更に、欠陥検査用素子１５を、図７（ｂ）のように光学フィルム１のロール長尺方向に対し、斜めに傾けるようにして観察する。
表３は、図２（ｂ）、図７（ｂ）の条件で、観察した場合の欠陥部分の見え方と視認性の比較を示す。第１実施形態の図２（ｂ）の場合と比較し、欠陥部分の輝点は同様の見え方であったが、無欠陥部分の黒がより暗くなっており、より欠陥の視認性が向上していることが確認できた。
【００３９】
【表３】
【００４０】
すなわち、第１実施形態に更に１軸延伸フィルムとホメオトロピック配向液晶フィルムを追加することにより更に欠陥の視認性を向上することが可能となる。一般に、偏光板は、斜めに傾けた場合に直交から外れるため光漏れが生じることが知られているが、ここでは、１軸フィルムとホメオトロピック配向液晶フィルムを追加することにより偏光板自体の視野角特性を向上することにより視認性を向上できたためである。
【００４１】
また、上記第１〜第３実施形態においては、ハイブリッドネマチック液晶層２及びハイブリッドネマチック液晶フィルム７を光が透過するときに得られる位相差をゼロにするために、１軸延伸フィルムの遅相軸が偏光板８の吸収軸に対してなす角度、１軸延伸フィルムの遅相軸が偏光板８の透過軸に対してなす角度が上記各実施形態で示す値とされているが、位相差を低減するという目的のためであれば、これらの角度は、上記各実施形態に示す値に対して±１５°の範囲でずれていても構わない。１軸延伸フィルムの位相差値は、５０〜５００ｎｍの範囲であり、より好ましくは７０〜４００ｎｍ、更に好ましくは９０〜３００ｎｍの範囲である。この範囲を外れた場合、欠陥検査の視認性が著しく悪化する恐れがある。
【００４２】
ホメオトロピック配向液晶フィルムのＲｔｈ値は、−５０ｎｍ〜−３００ｎｍの範囲であり、より好ましくは−２５０〜−１００ｎｍ、更に好ましくは−２２０〜−１５０ｎｍの範囲であり、ホメオトロピック配向液晶フィルムのＲｅ値は、０〜２０ｎｍ、より好ましくは０〜１０ｎｍ、特にほぼ０ｎｍであるのが好ましい。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば上記第１実施形態に対し、第１および第２偏光板を略直交を保ったまま、９０度回転した場合も同様に、欠陥部分の視認性を向上させることが可能となり、厚さムラに起因する欠陥の検査を的確に行うことができる。
【００４３】
欠陥検査用素子の傾ける方向は、前述した通り、欠陥部分が無欠陥部分よりも膜厚が大きくなる（位相差が大きくなる）場合には、欠陥検査用素子のハイブリッドネマチック液晶フィルムの位相差が小さくなる方向に傾けたほうがよく、欠陥部分が無欠陥部分よりも膜厚が小さくなる（位相差が小さくなる）場合には、欠陥検査用素子のハイブリッドネマチック液晶フィルムの位相差が大きくなる方向に傾けたが方がよい。
欠陥検査用素子を傾けないまま平行に配置し、検査員が斜め方向からみる方法でも同様の視認性向上が可能となるが、欠陥部分のマーキング等の作業性を考慮した場合、検査員が斜め方向から見て観察するよりも、欠陥検査用素子を傾けたまま正面方向から観察したほうが好ましい。
また、本発明による方法で欠陥検査用素子から透過される透過光を光センサで捕捉し、対応する画像を形成してこの画像を分析することにより欠陥を見出してもよい。この方法によれば、電子的処理が可能で、欠陥部位に自動的にマーキングすることもできる。
【００４４】
ハイブリッドネマチック液晶フィルムに用いられる液晶分子は、棒状液晶分子に限らず、円盤状液晶分子であっても良い。円盤状液晶分子からなるハイブリッドネマチック液晶フィルムを欠陥検査する場合は、同一の円盤状ハイブリッドネマチック液晶フィルムを含む欠陥検査用素子を用いて同様に傾斜させることで視認性効果を得ることができる。
【００４５】
なお、本発明の各実施形態において、欠陥検査用素子を光学フィルムに対し傾斜させて検査する傾斜角度としては、５〜７０°が好ましく、より好ましくは１０〜５０°である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の光学フィルムの検査方法に用いる光学フィルムの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の光学フィルムの検査方法の第１実施形態における光学フィルムの検査光学系の一例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）〜(ｄ)は上側から見た場合を示す図である。
【図３】第１実施形態の欠陥検査用素子、光学フィルム１、第１偏光板の吸収軸の関係の一例を示す図である。
【図４】第１液晶フィルムに厚さムラのある光学フィルムを示す断面図である。
【図５】本発明の光学フィルムの検査方法の第２実施形態における光学フィルムの検査光学系の一例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上側から見た場合を示す図である。
【図６】第２実施形態の欠陥検査用素子、光学フィルム１、第１偏光板の吸収軸の関係の一例を示す図である。
【図７】本発明の光学フィルムの検査方法の第３実施形態における光学フィルムの検査光学系の一例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上側から見た場合を示す図である。
【図８】第３実施形態の欠陥検査用素子、光学フィルム１、第１偏光板の吸収軸の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 光学フィルム（第１液晶フィルム）
２ ハイブリッドネマチック配向液晶層
３ 液晶分子
４ 支持基板
５ 偏光板（第１偏光板）
６ バックライト
７ ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム（第２液晶フィルム）
８ 偏光板（第２偏光板）
９、１３、１５ 欠陥検査用素子
１０ 異物
１１ ハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸
１２ １軸延伸フィルム（第１位相差フィルム）
１４ ホメオトロピック配向液晶フィルム（第３液晶フィルム）
５１ 第１偏光板５の吸収軸
７１ ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸
８１ 第２偏光板８の吸収軸
１２１ １軸延伸フィルム１２の遅相軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶をハイブリッドネマチック配向させた液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶ディスプレイにおいては、その表示特性改善のために、棒状液晶あるいは円盤状液晶をハイブリッドネマチック配向させた液晶フィルムを用いることにより、広視野角な液晶ディスプレイが実現されている（例えば、特許文献１および２参照。）。このようなハイブリッド配向液晶フィルムを含む光学フィルムは、フィルム面内に欠陥が存在すると、ＴＦＴ液晶ディスプレイの表示特性に悪影響を与える。このため、光学フィルムについて欠陥の検査を行い、欠陥が多い光学フィルムについては事前に排除しておくことが必要である。
特許文献３によれば、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルムの検査方法として、ハイブリッド配向液晶フィルムの配向軸を略直交に配置した欠陥検査用素子を用いる方法が提案されている。しかしながら、欠陥の種類によっては、正面あるいは斜め方向から見た場合の欠陥部分の見え方が、輝点から黒点に変化したりするなど検出しづらいという課題があった。
【特許文献１】特開平１０−１８６３５６号公報
【特許文献２】特開２００５−６２６７３号公報
【特許文献３】特開２００６−３１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルムを含む光学フィルムの欠陥の検査を的確に行うことができる光学フィルムの検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【０００５】
即ち、本発明の第１は、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルムと第２偏光板とからなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法、である。
【０００６】
本発明の第２は、前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする本発明の第１に記載の光学フィルムの検査方法、である。
【０００７】
本発明の第３は、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルム、１軸延伸フィルムからなる第１位相差フィルム、第２偏光板とを順次積層してなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、第１位相差フィルムの遅相軸と第２偏光板の吸収軸が略直交となるように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法、である。
【０００８】
本発明の第４は、前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする本発明の第３に記載の光学フィルムの検査方法、である。
【０００９】
本発明の第５は、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルム、液晶をホメオトロピック配向させた第３液晶フィルム、１軸延伸フィルムからなる第１位相差フィルム、第２偏光板とを順次積層してなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、第１位相差フィルムの遅相軸と第２偏光板の吸収軸が略直交となるように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法、である。
【００１０】
本発明の第６は、前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする本発明の第５に記載の光学フィルムの検査方法、である。
【００１１】
本発明の第７は、液晶が棒状液晶分子からなることを特徴とする本発明の第１〜６のいずれかに記載の検査方法、である。
【００１２】
本発明の第８は、液晶が円盤状液晶分子からなることを特徴とする本発明の第１〜６のいずれかに記載の検査方法、である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光学フィルムの検査方法によれば、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルムを含む光学フィルムの欠陥の検査を的確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面とともに、本発明の光学フィルムの検査方法の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
まず本発明に係る光学フィルムの検査方法の第１実施形態について説明する。
はじめに、本発明の光学フィルムの検査方法において検査対象となる光学フィルムについて図１を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の光学フィルムの検査方法に用いられる光学フィルムの一例を示す図である。図１に示すように、光学フィルム１は、第１液晶フィルムとして、液晶の傾きを膜厚方向（矢印Ａ方向）に変化させて液晶をハイブリッドネマチック配向させたハイブリッド配向液晶層２を含む。ここで、ハイブリッドネマチック配向とは、ネマチック液晶の水平配向と垂直配向とが複合した配向を言い、例えばネマチック液晶分子３の配向が、ハイブリッドネマチック配向液晶層２の一面２ａ側では水平配向となっており、面２ａと反対の面２ｂ側では垂直配向となっており、その間では、面２ａから面２ｂに向かう方向に沿って、水平配向から垂直配向に徐々にその配向を変化させるような配向を言う。ハイブリッドネマチック配向液晶層２の２ａ面（水平配向）から液晶層を通して２ｂ面（垂直配向）を見た場合、液晶分子ダイレクターとダイレクターの２ｂ面への投影成分がなす角度が鋭角となる方向で、かつ投影成分と平行な方向をハイブリッドネマチック液晶層のチルト方向と定義する。図１では、ハイブリッドネマチック配向液晶層２のチルト方向１１とする。
なお図１に示す面２ａ側が垂直配向、面２ｂ側が水平配向とし、ハイブリッドネマチック配向が図１と逆となるような構造でもよいが、この場合は、チルト方向の定義では同じ方向になるが、液晶分子の傾く方向が逆になるため、後述する欠陥検査用素子の傾ける方向も考慮が必要となる。
【００１７】
光学フィルム１は、ハイブリッドネマチック配向液晶層２を含むものであればよく、従って、ハイブリッドネマチック配向液晶層２のほかに、他のフィルムを含んでいてもよい。他のフィルムには通常、図１に示すように、ハイブリッドネマチック配向液晶層２を支持する支持基板４などがある。かかる支持基板４はハイブリッドネマチック配向液晶層２を支持し得るものであり、且つ厚さ方向に直交する面内において等方性を示すものであれば特に限定されないが、かかる支持基板４としては光学的に等方な基板が好ましく、例えばフジタック（富士フィルム社製品）やコニカタック（コニカミノルタオプト社製品）などのトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、アートンフィルム（ＪＳＲ社製品）やゼオノアフィルム、ゼオネックスフィルム（日本ゼオン社製品）などのシクロオレフィン系ポリマー、ＴＰＸフィルム（三井化学社製品）、アクリプレンフィルム（三菱レーヨン社製品）が挙げられるが、楕円偏光板とした場合の平面性、耐熱性や耐湿性などからトリアセチルセルロース、シクロオレフィン系ポリマーが好ましい。支持基板４の厚さは、一般には、１〜１００μｍが好ましく、特に５〜５０μｍとするのが好ましい。支持基板４の面内方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚ、支持基板４の厚さをｄとした場合、面内方向の位相差値をＲｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ、厚さ方向の位相差値をＲｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄと定義するとき、Ｒｅ値は２０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以下、特に５ｎｍ以下とするのが好ましい。Ｒｔｈ値は０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、より好ましくは０〜１００ｎｍ、特に好ましくは０〜５０ｎｍの範囲である。
【００１８】
このような光学フィルム１の欠陥は以下のように検査される。なお、光学フィルム１の欠陥とは、具体的には、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２における液晶層の配向欠陥を意味する。
【００１９】
図２は、長尺の光学フィルムの検査光学系の一例を示す図である。（ａ）は長尺の光学フィルムの検査光学系を側面から見た場合を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）はそれを上面から見た場合を示す図である。すなわち、（ｂ）は長尺の光学フィルムに対し、欠陥検査用素子９を反時計回りに傾けた場合を示す図であり、（ｃ）は、時計回りに傾けた場合を示す図であり、（ｄ）は傾けないまま平行に対向配置した場合の図である。
図３は、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸１１、偏光板５の吸収軸５１、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸７１及び偏光板８の吸収軸８１の配置関係の一例を示す図である。
【００２０】
光学フィルム１の欠陥検査にあたっては、まず光学フィルム１にバックライト６を対向配置し、バックライト６と光学フィルム１との間に、偏光板（第１偏光板）５を配置する。図３に示すように、本実施形態では、偏光板５の吸収軸５１は、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック液晶層２の配向軸１１に対して４５°の角度となるように調整する。
そして、バックライト６を点灯し、光学フィルム１に対してバックライト６と反対側で、欠陥検査用素子９を用いて光学フィルム１を覗き込み、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２における欠陥を検査する。
【００２１】
ここで、欠陥検査用素子９について詳細に説明する。
図２に示すように、欠陥検査用素子９は、偏光板８と、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム（第２液晶フィルム）７とを積層したものである。ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７は、光学フィルム１と同様、液晶の傾きを膜厚方向（図１の矢印Ａ方向）に変化させて液晶をハイブリッドネマチックネマチック配向させた液晶フィルムである。
【００２２】
本実施形態の欠陥検査用素子９では、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７として、ハイブリッドネマチック配向液晶層２と支持基板４からなる光学フィルム１と材料及び厚さが同一のものを用いることができる。また、図３に示すように、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸７１が、偏光板８の吸収軸８１に対して４５°となるように偏光板８に積層されている。
【００２３】
欠陥検査の際は、まず上記のように構成される欠陥検査用素子９を光学フィルム１に対向配置する。このとき、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７を光学フィルム１側に向け、偏光板８を光学フィルム１と反対側に向けると共に、偏光板５と偏光板８がクロスニコル配置となるようにする。これにより、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸７１を、図３に示すように、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸１１と直交させることが可能となり、かつ欠点を見やすくさせることが出来る。
更に、欠陥検査用素子９を光学フィルム１のロール長尺方向に対し、斜めに傾けるようにして観察する。
【００２４】
表１は、図２（ｂ）〜（ｄ）の条件で、観察した場合の欠陥部分の見え方と視認性をまとめる。表１に示すとおり、図２（ｂ）のように長尺の光学フィルムに対し、欠陥検査用素子９を反時計回りに傾けた場合は、欠陥部分が輝点／無欠陥部分が黒くなるため、欠陥が見やすいのに対し、図２（ｃ）の時計回りに傾けた場合や、（ｄ）のように平行に対向配置した場合は、欠陥部分が黒点と反転してしまうため、見えにくくなることがわかる。
これは、欠陥検査用素子に用いるハイブリッドネマチック配向液晶フィルムの構造と光学フィルム１内のハイブリッドネマチック配向液晶層２の欠陥部分／無欠陥部分の位相差に起因する。
【００２５】
【表１】
【００２６】
以下に見え方の違いの原因を詳細に説明する。
図２（ｂ）のように反時計回りに傾けた場合、棒状液晶分子の先端方向から見るため欠陥検査用素子を通過するときの位相差は小さくなるのに対し、図２（ｃ）のように時計回りに傾けた場合は、棒状液晶分子の棒方向（腹側）から見ることになるため、欠陥検査用素子を通過するときの位相差がより大きくなる。
一方、ハイブリッド配向液晶層２に厚さムラがある場合、即ち図４に示すように、厚さｄ２の無欠陥部分２Ｘと、厚さｄ１の欠陥部分２Ｙとがある場合、バックライト６から発せられる光が偏光板５及び光学フィルム１を透過すると、無欠陥部分２Ｘと欠陥部分２Ｙのそれぞれにおいて、位相差に差がおきる。なお、図４において、欠陥部分２Ｙに埋設され符号１０で示されているのは、ハイブリッドネマチック配向液晶層２の製造時に混入したごみ等である。
【００２７】
より詳しく説明すると、無欠陥部分２Ｘでは、位相差δ２はδ２＝Δｎ・ｄ２となるのに対し、欠陥部分２Ｙでは、位相差δ１はδ１＝Δｎ・ｄ１となる。ここで、ｄ１＞ｄ２であるから、δ２＜δ１となる。
このため、無欠陥部分２Ｘと欠陥部分２Ｙとの間にコントラストを生じさせることが可能となる。ここで、ハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸１１とハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸７１とは、上述したように略直交して配置させる。このため、ハイブリッドネマチック配向液晶層２とハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の厚さが等しい場合には、ハイブリッドネマチック配向液晶層２の複屈折とハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の複屈折が相殺し合うため、位相差は打ち消される、即ちゼロとなる。無欠陥部分２Ｘは、欠陥検査素子を平行に配置した場合が最も暗くなり、図２（ｂ）のように傾けると黒のままであるが、図２（ｃ）のように傾けると、欠陥検査素子内のハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の位相差が大きくなる分、光漏れが生じ白くなる。なお、本発明においていう略直交とは、通常９０°±１５°を意味し、好ましくは９０°±１０°、より好ましくは９０°±５°を意味する。
【００２８】
一方、欠陥部分２Ｙは、無欠陥部分２Ｘよりも位相差が大きいため、図２（ｃ）のように傾けた場合、欠陥検査素子内のハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の位相差と打ち消されるため、逆に黒くなるのに対し、図２（ｂ）のように傾けた場合は、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の位相差が小さくなるため、欠陥部分２Ｙとの位相差のずれが無欠陥部分２Ｙとの位相差のずれよりも更に大きくなり、無欠陥部分２Ｘが黒いままであるのに対し、欠陥部分２Ｙは輝点として現れることとなる。よって、欠陥部分２Ｙの視認性を向上させることが可能となり、厚さムラに起因する欠陥の検査を的確に行うことができる。
【００２９】
上記の結果より、欠陥検査用補償素子のハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の棒状液晶分子の先端側から見るように傾けることにより、より欠陥部分の視認性を高めることが可能となる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る光学フィルムの検査方法の第２実施形態について図５〜図６を用いて説明する。図５〜図６において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態の検査方法は、欠陥検査用素子１３が以下のように構成されている点で第１実施形態と異なる。欠陥検査用素子１３について詳細に説明する。
【００３１】
図５（ａ）は、長尺の光学フィルムの検査光学系を側面から見た場合を示す図であり、図５（ｂ）は、それを上面から見た場合を示す図であり、長尺の光学フィルムに対し、欠陥検査用素子１３を反時計回りに傾けた場合を示す図である。
【００３２】
図６は、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸１１、偏光板５の吸収軸５１、欠陥検査用素子１３のハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルム７の配向軸７１、１軸延伸フィルムである第１位相差フィルム１２の遅相軸１２１及び偏光板８の吸収軸８１の配置関係の一例を示す図である。第１位相差フィルム１２としては、プラスチックフィルムを１軸延伸して得られるフィルムから適宜選定することができるが、例えばポリカーボネートフィルム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ノルボルネン系からなるアートン（ＪＳＲ社製）、ゼオノア（日本ゼオン社製）などが用いられる。１軸延伸フィルムは、上記フィルムを、厚さ方向に直交する面内の一方向に延伸することにより得られる。１軸延伸フィルムの位相差としては２７０ｎｍを用いた。
【００３３】
図５に示すように、欠陥検査用素子１３は、偏光板８、１軸延伸フィルム１２、ハイブリッド配向液晶フィルム（第２液晶フィルム）７とを積層したものである。
本実施形態の欠陥検査用素子１３では、第１実施形態と同様、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７として、光学フィルム１と同一のものを用い、図６に示すように、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム（第２液晶フィルム）７の配向軸７１が、偏光板８の吸収軸８１に対して４５°となるように偏光板８に積層されている。また、１軸延伸フィルム１２の遅相軸１２１と偏光板８の吸収軸８１は略直交となるように積層されている。
【００３４】
更に、欠陥検査用素子１３を、図５（ｂ）のように光学フィルム１のロール長尺方向に対し、斜めに傾けるようにして観察する。
表２は、図２（ｂ）、図５（ｂ）の条件で、観察した場合の欠陥部分の見え方と視認性の比較を示す。第１実施形態の図２（ｂ）の場合と比較し、欠陥部分の輝点は同様の見え方であったが、無欠陥部分の黒がより暗くなっており、より欠陥の視認性が向上していることが確認できた。
【００３５】
【表２】
【００３６】
すなわち、第１実施形態に更に１軸延伸フィルムを追加することにより更に欠陥の視認性を向上することが可能となる。一般に、偏光板は、斜めに傾けた場合に直交から外れるため光漏れが生じることが知られているが、ここでは、１軸延伸フィルムを追加することにより偏光板自体の視野角特性を向上することにより視認性を向上できたためである。
上記のような１軸フィルムに限られず、直交する２方向に２軸延伸した２軸延伸フィルムでも同様の視認性向上は可能である。
【００３７】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る光学フィルムの検査方法の第３実施形態について図７〜図８を用いて説明する。図７〜図８において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態の検査方法は、欠陥検査用素子１５が以下のように構成されている点で第１実施形態と異なる。欠陥検査用素子１５について詳細に説明する。
図７（ａ）は、長尺の光学フィルムの検査光学系を側面から見た場合を示す図であり、図７（ｂ）は、それを上面から見た場合を示す図であり、長尺の光学フィルムに対し、欠陥検査用素子１５を反時計回りに傾けた場合を示す図である。
図８は、光学フィルム１に含まれるハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸１１、偏光板５の吸収軸５１、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸（第２液晶フィルム）７１、１軸延伸フィルム１２の遅相軸１２１、ホメオトロピック配向液晶フィルム（第３液晶フィルム）１４及び偏光板８の吸収軸８１の配置関係の一例を示す図である。ここで、１軸延伸フィルム１２の位相差値は１１０ｎｍとした。ホメオトロピック配向液晶フィルムとは、ネマチック液晶分子の配向が、垂直配向したフィルムを言い、例えば、特開２００６−２２０７７０号公報に記載の方法で作製できる。ホメオトロピック配向液晶フィルムの位相差としては、面内方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚ、フィルムの厚さをｄとした場合、厚さ方向の位相差値Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ＝−２００ｎｍ、面内方向の位相差値Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ＝０ｎｍのものを用いた。
【００３８】
図７に示すように、欠陥検査用素子１５は、偏光板８、1軸延伸フィルム１２、ホメオトロピック配向液晶フィルム（第３液晶フィルム）１４、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム（第２液晶フィルム）７を積層したものである。
本実施形態の欠陥検査用素子１５では、第１実施形態と同様、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７として、光学フィルム１と同一のものを用い、図８に示すように、ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸７１が、偏光板８の吸収軸８１に対して４５°となるように偏光板８に積層されている。また、１軸延伸フィルム１２の遅相軸１２１と偏光板８の吸収軸８１は略直交となるように積層されている。
更に、欠陥検査用素子１５を、図７（ｂ）のように光学フィルム１のロール長尺方向に対し、斜めに傾けるようにして観察する。
表３は、図２（ｂ）、図７（ｂ）の条件で、観察した場合の欠陥部分の見え方と視認性の比較を示す。第１実施形態の図２（ｂ）の場合と比較し、欠陥部分の輝点は同様の見え方であったが、無欠陥部分の黒がより暗くなっており、より欠陥の視認性が向上していることが確認できた。
【００３９】
【表３】
【００４０】
すなわち、第１実施形態に更に１軸延伸フィルムとホメオトロピック配向液晶フィルムを追加することにより更に欠陥の視認性を向上することが可能となる。一般に、偏光板は、斜めに傾けた場合に直交から外れるため光漏れが生じることが知られているが、ここでは、１軸フィルムとホメオトロピック配向液晶フィルムを追加することにより偏光板自体の視野角特性を向上することにより視認性を向上できたためである。
【００４１】
また、上記第１〜第３実施形態においては、ハイブリッドネマチック液晶層２及びハイブリッドネマチック液晶フィルム７を光が透過するときに得られる位相差をゼロにするために、１軸延伸フィルムの遅相軸が偏光板８の吸収軸に対してなす角度、１軸延伸フィルムの遅相軸が偏光板８の透過軸に対してなす角度が上記各実施形態で示す値とされているが、位相差を低減するという目的のためであれば、これらの角度は、上記各実施形態に示す値に対して±１５°の範囲でずれていても構わない。１軸延伸フィルムの位相差値は、５０〜５００ｎｍの範囲であり、より好ましくは７０〜４００ｎｍ、更に好ましくは９０〜３００ｎｍの範囲である。この範囲を外れた場合、欠陥検査の視認性が著しく悪化する恐れがある。
【００４２】
ホメオトロピック配向液晶フィルムのＲｔｈ値は、−５０ｎｍ〜−３００ｎｍの範囲であり、より好ましくは−２５０〜−１００ｎｍ、更に好ましくは−２２０〜−１５０ｎｍの範囲であり、ホメオトロピック配向液晶フィルムのＲｅ値は、０〜２０ｎｍ、より好ましくは０〜１０ｎｍ、特にほぼ０ｎｍであるのが好ましい。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば上記第１実施形態に対し、第１および第２偏光板を略直交を保ったまま、９０度回転した場合も同様に、欠陥部分の視認性を向上させることが可能となり、厚さムラに起因する欠陥の検査を的確に行うことができる。
【００４３】
欠陥検査用素子の傾ける方向は、前述した通り、欠陥部分が無欠陥部分よりも膜厚が大きくなる（位相差が大きくなる）場合には、欠陥検査用素子のハイブリッドネマチック液晶フィルムの位相差が小さくなる方向に傾けたほうがよく、欠陥部分が無欠陥部分よりも膜厚が小さくなる（位相差が小さくなる）場合には、欠陥検査用素子のハイブリッドネマチック液晶フィルムの位相差が大きくなる方向に傾けたが方がよい。
欠陥検査用素子を傾けないまま平行に配置し、検査員が斜め方向からみる方法でも同様の視認性向上が可能となるが、欠陥部分のマーキング等の作業性を考慮した場合、検査員が斜め方向から見て観察するよりも、欠陥検査用素子を傾けたまま正面方向から観察したほうが好ましい。
また、本発明による方法で欠陥検査用素子から透過される透過光を光センサで捕捉し、対応する画像を形成してこの画像を分析することにより欠陥を見出してもよい。この方法によれば、電子的処理が可能で、欠陥部位に自動的にマーキングすることもできる。
【００４４】
ハイブリッドネマチック液晶フィルムに用いられる液晶分子は、棒状液晶分子に限らず、円盤状液晶分子であっても良い。円盤状液晶分子からなるハイブリッドネマチック液晶フィルムを欠陥検査する場合は、同一の円盤状ハイブリッドネマチック液晶フィルムを含む欠陥検査用素子を用いて同様に傾斜させることで視認性効果を得ることができる。
【００４５】
なお、本発明の各実施形態において、欠陥検査用素子を光学フィルムに対し傾斜させて検査する傾斜角度としては、５〜７０°が好ましく、より好ましくは１０〜５０°である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の光学フィルムの検査方法に用いる光学フィルムの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の光学フィルムの検査方法の第１実施形態における光学フィルムの検査光学系の一例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）〜(ｄ)は上側から見た場合を示す図である。
【図３】第１実施形態の欠陥検査用素子、光学フィルム１、第１偏光板の吸収軸の関係の一例を示す図である。
【図４】第１液晶フィルムに厚さムラのある光学フィルムを示す断面図である。
【図５】本発明の光学フィルムの検査方法の第２実施形態における光学フィルムの検査光学系の一例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上側から見た場合を示す図である。
【図６】第２実施形態の欠陥検査用素子、光学フィルム１、第１偏光板の吸収軸の関係の一例を示す図である。
【図７】本発明の光学フィルムの検査方法の第３実施形態における光学フィルムの検査光学系の一例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上側から見た場合を示す図である。
【図８】第３実施形態の欠陥検査用素子、光学フィルム１、第１偏光板の吸収軸の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 光学フィルム（第１液晶フィルム）
２ ハイブリッドネマチック配向液晶層
３ 液晶分子
４ 支持基板
５ 偏光板（第１偏光板）
６ バックライト
７ ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム（第２液晶フィルム）
８ 偏光板（第２偏光板）
９、１３、１５ 欠陥検査用素子
１０ 異物
１１ ハイブリッドネマチック配向液晶層２の配向軸
１２ １軸延伸フィルム（第１位相差フィルム）
１４ ホメオトロピック配向液晶フィルム（第３液晶フィルム）
５１ 第１偏光板５の吸収軸
７１ ハイブリッドネマチック配向液晶フィルム７の配向軸
８１ 第２偏光板８の吸収軸
１２１ １軸延伸フィルム１２の遅相軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルムと第２偏光板とからなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法。
【請求項２】
前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルムの検査方法。
【請求項３】
液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルム、１軸延伸フィルムからなる第１位相差フィルム、第２偏光板とを順次積層してなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、第１位相差フィルムの遅相軸と第２偏光板の吸収軸が略直交となるように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法。
【請求項４】
前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする請求項３に記載の光学フィルムの検査方法。
【請求項５】
液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルム、液晶をホメオトロピック配向させた第３液晶フィルム、１軸延伸フィルムからなる第１位相差フィルム、第２偏光板とを順次積層してなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、第１位相差フィルムの遅相軸と第２偏光板の吸収軸が略直交となるように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法。
【請求項６】
前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする請求項５に記載の光学フィルムの検査方法。
【請求項７】
液晶が棒状液晶分子からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の検査方法。
【請求項８】
液晶が円盤状液晶分子からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の検査方法。
【請求項１】
液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルムと第２偏光板とからなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法。
【請求項２】
前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする請求項１に記載の光学フィルムの検査方法。
【請求項３】
液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルム、１軸延伸フィルムからなる第１位相差フィルム、第２偏光板とを順次積層してなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、第１位相差フィルムの遅相軸と第２偏光板の吸収軸が略直交となるように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法。
【請求項４】
前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする請求項３に記載の光学フィルムの検査方法。
【請求項５】
液晶をハイブリッドネマチック配向させた第１液晶フィルムを含む光学フィルムの検査方法であって、前記光学フィルムに対し、光源から第１偏光板を通して光を照射し、前記光学フィルムに対して前記光源と反対側に、液晶をハイブリッドネマチック配向させた第２液晶フィルム、液晶をホメオトロピック配向させた第３液晶フィルム、１軸延伸フィルムからなる第１位相差フィルム、第２偏光板とを順次積層してなる欠陥検査用素子を、前記第２液晶フィルム側が前記光学フィルム側に隣接するように配置し、第１位相差フィルムの遅相軸と第２偏光板の吸収軸が略直交となるように配置し、且つ前記欠陥検査用素子を、前記光学フィルムに対し傾斜させて、前記光学フィルムを検査することを特徴とする光学フィルムの検査方法。
【請求項６】
前記第１液晶フィルムの配向軸と前記第２液晶フィルムの配向軸とが略直交するように前記欠陥検査用素子を配置することを特徴とする請求項５に記載の光学フィルムの検査方法。
【請求項７】
液晶が棒状液晶分子からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の検査方法。
【請求項８】
液晶が円盤状液晶分子からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−４７４７６（Ｐ２００９−４７４７６Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１２０３２（Ｐ２００７−２１２０３２）
【出願日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【出願人】（０００００４４４４）新日本石油株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
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