CN101086483B - 用于检查膜缺陷的设备和方法 - Google Patents

Abstract

将第一和第二偏光板横过待检查的膜放置成形成正交偏振。光源通过第一偏光板向膜投射光线。光线接收器接收透射过膜和第二偏光板的光线。当θ1表示在光线接收器的光轴与垂直于膜表面的法线之间形成的角度，θ2表示在光轴与正交于膜的慢轴的基准线之间形成的旋转角度时，将光线接收器定位成满足如下条件：15°≤θ1≤35°，20°≤θ2≤60°。

Description

用于检查膜缺陷的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种膜缺陷检查设备和膜缺陷检查方法，用于根据透射过膜的光线来检查膜的缺陷。

背景技术

光学补偿膜或延迟膜是一种公知的用于改善液晶显示装置的视角的装置。光学补偿膜是通过在长卷透明膜上形成配向膜、然后通过在配向膜上散布液晶化合物并使之干燥形成光学各向异性的液晶化合物层来生产的，例如，如在日本专利公开出版物第9-73081号中披露。

如上所述的光学补偿膜可以具有由制造过程期间的各种因素所导致的缺陷。例如，具有液晶化合物层的光学补偿膜的缺陷有由于液晶层中混合或粘附的杂质所导致的亮点缺陷、液晶化合物层无法部分地在膜上形成为支撑体(support)的排斥性缺陷、由于分子取向的不规则性导致的膜的不均匀性及类似缺陷。另外，作为支撑体的膜在厚度上的不均匀性也是光学补偿膜的缺陷。尽管光学补偿膜的制造过程是受到严格监控的，然而也很难消除所生产的膜的缺陷。因此，有必要在制造期间进行检查，以便定位光学补偿膜上的缺陷位置。

可以将在生产线上对光学补偿膜进行的缺陷检查称作在线检查，有很多用于在线检查的传统方法。

例如，日本专利公开出版物第6-235624号提出一种检查方法，其中从光源向正在输送的目标透明膜投射检查光束，并且在线性传感器上接收反射或透射的光束。根据接收到的光束，可以以高速自动检测到膜表面细微的不均匀性、膜中的杂质或气泡、或者在膜表面上的抗反射涂层上产生的突起。

日本专利公开出版物第8-54351号公开了一种缺陷检查方法，其中将高亮且高方向性的光束以5°到15°的角度投射到正在连续输送的透明片的表面上，照相机捕捉到透射过该透明片的光线，以便根据通过对来自照相机的输出信号进行图像处理所获得的数据来检测膜的缺陷。该方法能够检测到膜厚度的细微的不均匀性，即，0.1μm到5μm深、0.1μm到10μm宽的不均匀性。

日本专利公开出版物第11-30591号公开了一种方法，其中将光源和照相机横过待检查的膜彼此相对地放置，并且将一个偏光板放置在光源和膜之间，而将另一偏光板放置在照相机和膜之间。根据来自照相机的输出信号来检测膜的缺陷。将偏光板的偏光方向上的位移设定为不大于±20°。从而，减少了由于膜分子的不规则取向或膜的轻微变形而产生的垂直偏光分量，因此减弱了纹理(texture)信号并减少了穿过膜的透射光线量的局部变化。然后，出现在有缺陷位置的偏光状态的改变变成明显的暗区域信号。

美国专利申请公开出版物No.US2001/0021016(对应于日本专利公开出版物第2001-324453号)公开了一种方法，其中将一对偏光板放置成将要检查的膜置于其之间。偏光板与膜平行。将膜的慢轴与一个偏光板的偏光透射轴之间所形成的相交角度设定为不小于5°且不大于15°。为了消除视角依赖性，将实际上与待检查的膜等同的光学补偿膜沿着对应于膜表面的平面旋转过180°，或者将其前后反转，并且放置在膜和一个偏光板之间。通过在膜表面的法线方向上在CCD照相机上接收光线，可以检测细微的光学缺陷。

当光学补偿膜，尤其是具有在其上形成的液晶化合物层的光学补偿膜具有由于液晶层中混合或粘附的杂质所导致的亮点缺陷时，液晶层的分子取向变得非常不规则。因此，通过将待检查的光学补偿膜放置在其偏光透射轴彼此正交的偏光板之间，并且用照相机及类似设备在膜的法线方向上对膜照相，可以容易地检测到亮点缺陷。以相同的方式，还可以容易地检测到使液晶化合物层无法部分地在透明膜上形成的排斥性缺陷。近年来，液晶显示装置具有更高的亮度和更高的清晰度。伴随着这个趋势，需要将很难观察的具有低亮度的膜的不均匀性作为外观缺陷来检测。例如，这种膜的不均匀性是由于液晶层光轴的局部未对准而造成的，并且无法通过用照相机及类似设备在其法线方向上对膜照相而得到检测。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种膜缺陷检查设备和膜缺陷检查方法，其可以检测用作光学补偿膜及类似膜的膜的不均匀性。

为了获得上述目的，本发明提出一种用于检测膜缺陷的缺陷检查设备，该设备包括一对偏光板、光源、光线接收器以及判断装置。将该对偏光板在膜的两侧放置成形成正交偏振并且平行于膜的前后表面。一个偏光板的偏光透射轴近似平行于膜的慢轴。光源通过一个偏光板向膜的一个表面上投射光线。将光线接收器放置在与光源相对的膜的一侧。光线接收器首先接收从光源投射并透射过膜和另一偏光板的光线，然后输出与接收的光线相对应的光电信号。判断装置根据来自光线接收器的光电信号判断膜中是否存在缺陷。当θ1表示在光线接收器的光轴与垂直于膜表面的法线之间形成的角度，θ2表示在光轴与正交于膜的慢轴的基准线之间形成的旋转角度时，将光线接收器定位成满足如下条件：15°≤θ1≤35°，20°≤θ2≤60°。

膜可以是正性或负性单轴双折射膜，所述单轴双折射膜的光轴相对于法线倾斜。该膜可以是具有液晶化合物层的正性或负性单轴双折射膜，所述单轴双折射膜的光轴相对于法线倾斜。

优选地，该对偏光板的正交透射率要尽可能地低。优选地，该对偏光板对具有500nm到750nm波长的光线的平均正交透射率不大于0.027％。更优选地，该对偏光板对具有750nm波长的光线的正交透射率不大于0.030％。

本发明还提出一种缺陷检查设备，用于检查具有形成于其一个表面上的偏光层的膜的缺陷。偏光层的偏光透射轴近似平行于膜的慢轴。该设备包括偏光板、光源、光线接收器和判断装置。将偏光板放置在与偏光层相对的膜的一侧。将偏光板放置成与偏光层形成正交偏振。光源将光线投射到膜的一个表面上。也可以使光源通过偏光板将光线投射到膜的另一表面上。将光线接收器放置在与光源相对的膜的一侧。光线接收器首先接收从光源投射并透射过膜和偏光板的光线。光线接收器也可以首先接收从光源投射并仅仅透射过膜的光线。光线接收器然后输出与接收的光线相对应的光电信号。判断装置根据来自光线接收器的光电信号判断膜中是否存在缺陷。当θ1表示在光线接收器的光轴与垂直于膜表面的法线之间形成的角度，θ2表示在光轴与正交于膜的慢轴的基准线之间形成的旋转角度时，将光线接收器定位成满足如下条件：15°≤θ1≤35°，20°≤θ2≤60°。

膜可以是正性或负性单轴双折射膜，所述单轴双折射膜的光轴相对于法线倾斜。该膜可以是具有液晶化合物层的正性或负性单轴双折射膜，所述单轴双折射膜的光轴相对于法线倾斜。该液晶化合物层形成在与偏光层相对的膜的一侧。

优选地，偏光层和偏光板的正交透射率要尽可能地低。优选地，偏光层和偏光板对具有500nm到750nm波长的光线的平均正交透射率不大于0.027％。更优选地，偏光层和偏光板对具有750nm波长的光线的正交透射率不大于0.030％。

当膜是负性单轴双折射膜时，优选地，将所述光线接收器以旋转角度θ2放置在与正交投射的所述膜的光轴位于所述膜的所述慢轴的相同侧的区域中。

当膜是正性单轴双折射膜时，优选地，将所述光线接收器以旋转角度θ2放置在以所述膜的所述慢轴为界位于与正交投射的所述膜的光轴相对的一侧的区域中。

光线接收器包括取像镜头(taking lens)和具有排列成一行的大量光传感器的行式图像传感器(line image sensor)。该行光传感器优选地相对于膜的慢轴倾斜旋转角度θ2。此外，在光线接收器的光轴与连接取像镜头和限定在膜上的检查区域的一个纵向端部的线之间形成的最大角度优选地在3°到10°的范围内，更优选地在3°到5°的范围内。

本发明提出一种用于检查膜的缺陷的缺陷检查方法，该方法包括步骤：将光线通过一个偏光构件投射到膜的前表面和后表面中的一个表面上，将偏光构件在膜的两侧放置成形成正交偏振，偏光构件平行于膜的表面，一个偏光构件的偏光透射轴近似平行于膜的慢轴；利用光线接收器接收投射到膜上并透射过膜的光线；以及根据在光线接收器上接收的光线判断膜中是否存在缺陷。当θ1表示在光线接收器的光轴与垂直于膜表面的法线之间形成的角度，θ2表示光轴与正交于膜的慢轴的基准线之间形成的旋转角度时，将光线接收器定位成满足如下条件：15°≤θ1≤35°，20°≤θ2≤60°。

根据本发明，将诸如偏光板或偏光层的该对偏光构件平行于膜的前后表面放置，并且同时，将这些偏光构件横过膜放置成形成正交偏振。将光线通过一个偏光构件投射到膜的一个表面上。然后光线通过另一偏光构件并在光线接收器上接收。此时，将光线接收器定位成满足如下条件：15°≤θ1≤35°，20°≤θ2≤60°，其中θ1表示在光线接收器的光轴与垂直于膜表面的法线之间形成的角度，θ2表示在光轴与正交于膜的慢轴的基准线之间形成的旋转角度。因此，可以准确地检测由于膜的光轴未对准而产生的细微的膜的不均匀性。

附图说明

通过连同附图阅读下述对优选实施例的详细描述，上述及其它目的和优点将更加清楚，其中相同的附图标记在各视图中表示相同或对应的部件，并且其中：

图1是说明本发明所应用的缺陷检查设备的示意图；

图2是说明偏光板的偏光透射轴之间的关系以及偏光透射轴与待检查的膜的慢轴之间的关系的说明图；

图3是说明光线接收器的交叉角度(cross angle)θ1的说明图；

图4是说明光线接收器的旋转角度θ2的说明图；

图5是说明当交叉角度θ1变化时检测信号的亮度变化的曲线图；

图6是说明当旋转角度θ2变化时检测信号的亮度变化的曲线图；

图7A是说明当待检查的膜是负性单轴双折射膜时，光线接收器的旋转角度θ2的优选范围的说明图；

图7B是说明当待检查的膜是正性单轴双折射膜时，光线接收器的旋转角度θ2的优选范围的说明图；

图8是说明最大角度Φ的说明图；

图9A、9B和9C每一个均是说明与最大角度Φ有关的检测信号的斜度的说明图；

图10是说明具有形成于其一个表面上的偏光层的膜的截面图；

图11是说明用于检查膜中的缺陷的缺陷检查设备的示意图，其中该膜具有形成在其一个表面上的偏光层；

图12是说明当用本发明的缺陷检查设备检测缺陷时的光源的光谱分布的曲线图；

图13是说明用于本发明实例中的每个偏光板的正交透射率的波长分布特征的曲线图；

图14是与图13中说明的曲线图相同但比例不同的曲线图；以及

图15是说明用于本发明实例中的CCD线传感器的光谱灵敏度特征的曲线图。

具体实施方式

现在说明本发明的第一实施例。图1中，从膜卷筒3送出长卷的透明树脂膜3a，并将所述透明树脂膜供给到配向层形成装置4。配向层形成装置4向膜3a上散布涂敷液体，所述涂敷液体含有用于形成配向层的树脂，并通过加热干燥涂敷液体，以形成用于配向层的树脂层。通过磨擦处理(rubbing treatment)，将透明树脂膜3a上的树脂层处理成配向层。然后，将膜3a供给到液晶层形成装置5。

液晶层形成装置5在透明树脂膜3a的配向层上散布含有液晶化合物的涂敷液体，蒸发涂敷液体的溶剂，然后将膜3a加热到液晶相形成温度，从而形成液晶层。此后，将紫外线投射到液晶层上并使液晶层形成桥接结构。以这种方式，制造具有液晶层的透明树脂膜3a，即，透明延迟膜。将延迟膜用作透射型光学补偿膜，以改善液晶显示装置的视角。

将本发明的缺陷检查设备10用于检查膜片7，包括以上述方式制造的延迟膜。将缺陷检查设备10设计为检测由于液晶层的分子取向的不规则(光轴未对准)导致的膜的不均匀。下文中，将膜的不均匀性称作缺陷。

膜片7不局限于具有以如上所述的方式制造的形成于其上的液晶层的膜，而可以是光学各向异性的正性或负性单轴双折射膜，所述单轴双折射膜的光轴相对于膜表面的法线倾斜。负性单轴双折射膜的实例是具有盘状液晶层的膜、单轴取向聚苯乙烯膜及类似膜。正性单轴双折射膜的实例是具有棒状液晶层的膜、单轴取向聚碳酸酯膜及类似膜。

缺陷检查设备10在传送方向(用箭头S显示的方向)上通过输送机构11传送膜7。将一对导向辊12和13以给定间隔放置在膜7的传送路径上，膜7围绕导向辊12和13转动。导向辊12和13与膜7的运动一起旋转。当围绕导向辊12和13转动时，膜7在导向辊12和13之间的检查台上保持平坦。

将光源15、光线接收器16、第一偏光板18和第二偏光板19放置在检查台上。将光源15和光线接收器16放置在膜7的两侧并彼此相面对。

在该实施例中，将光源15放置在传送路径下方，以通过第一偏光板18向膜7的底侧面均匀地投射光线。光源15通过石英光导件或塑料光导件将卤素灯的光线转化为线性光线，并向检查区域17投射该线性光线。如后面详细描述，光源15向膜7的宽度方向(用箭头M显示的方向)倾斜，这就是检查区域17。注意，光源15的构造并不局限于此。

将光线接收器16放置在传送路径的上方，以通过第二偏光板19以光电方式检测膜7上的检查区域17。光线接收器16由线性阵列照相机构成，所述线性阵列照相机具有取像镜头16a和由大量排列成一行的光传感器组成的行式图像传感器16b。每次输送给定长度的膜7，光线接收器16通过第二偏光板19一次获得一行检查区域17的图像。由此，光线接收器16将在投射过检查区域17之后通过第二偏光板19的光线分量转化为电气检测信号。

将第一偏光板18放置在光源15和膜17之间，而将第二偏光板19放置在膜7和光线接收器16之间。将第一和第二偏光板18和19平行于膜7的表面放置。对于该构造来说，将来自光源15的光线通过第一偏光板18投射到膜7，并且光线接收器16接收通过第二偏光板19的光线。

第一和第二偏光板18和19都是线性偏光类型。如图2所示，将第一和第二偏光板18和19放置成正交偏振，其中第一偏光板18的偏光透射轴P1和第二偏光板19的偏光透射轴P2相互垂直。此外，排列第一和第二偏光板18和19，使得偏光透射轴P1和P2中的一个近似平行于膜7的慢轴X。在该实施例中，第二偏光板19的偏光透射轴P2近似平行于膜7的慢轴X。该慢轴X指示具有最高折射率的方向。

要提及的是偏光透射轴和慢轴X不需要精确地相互平行。由于慢轴X与用于液晶层的分子取向的磨擦角度(rubbing angle)之间存在0°到5°的角度差，因此，偏光透射轴和慢轴X可以具有在0°到5°范围内的角度差。此外，放置成正交偏振的第一和第二偏光板18和19不需要精确地相互垂直，但是所述第一和第二偏光板的角度差优选在大约±2°之内。

放置成正交偏振的第一和第二偏光板18和19的正交透射率越低，则越精确地检测出具有低亮度的缺陷，即，检测到细微的缺陷。将膜7置于成正交偏振的第一和第二偏光板18和19之间。优选地，偏光板18和19对具有500nm到750nm波长的光线的平均正交透射率不大于0.027％。偏光板18和19对具有750nm波长的光线的正交透射率不大于0.030％。利用这种偏光板，可以检测具有低亮度的缺陷，这是优选的。

将来自光线接收器16的检测信号发送到判断部分21。判断部分21执行各种信号处理，例如，对检测信号的增强处理，并且根据检测信号的变化判断膜中是否存在缺陷。导向辊13配备有编码器22，每次输送给定长度的膜7时，编码器22产生编码脉冲信号。判断部分21根据来自编码器22的编码脉冲信号和包括缺陷的一条线上的检测信号识别膜7的被检缺陷的位置，并产生指示膜7中的缺陷的长度和宽度位置的位置数据。将位置数据输出到输出装置23并发送到后面的过程。在本实施例中，输出装置23是监视器，在该监视器上显示位置数据。在后面的过程中，根据该位置数据将膜7包括缺陷的部分丢弃。

图3和4是显示光线接收器16相对于待检查膜7的光接收位置的图式。如图3所示，将光线接收器16放置成俯视膜7，使得光线接收器16的光轴P和检查区域17中膜表面的法线Ln形成角度θ1。角度θ1优选地在15°到35°的范围内，更优选地在20°到25°的范围内。如图4所示，从膜7的上方看，光线接收器16还绕着法线Ln水平旋转，使得在光轴P与正交于慢轴X的基准线Lm之间形成旋转角度θ2。旋转角度θ2优选地在20°到60°的范围内，更优选地在30°到60°的范围内。

要提及的是角度θ1是光轴P与膜7的垂直平面上的法线Ln之间的角度(下文称作交叉角度)。旋转角度θ2是光轴P与膜7的水平平面上的基准线Lm之间的角，即，基准线Lm与光轴P在膜7表面上的正交投影之间的角度。

当交叉角度θ1和旋转角度θ2在上述范围内时，提高了从光线接收器16输出的检测信号的S/N比(信号强度比)。因此，可以可靠地检测到具有低亮度的细微缺陷或缺陷。

待检测缺陷具有方向性和例如在膜7的传送方向或宽度方向上延伸的长度。不包括膜7的缺陷的部分(下文称作纹理)也具有特定的方向性和长度。为了区分膜7的缺陷和纹理，缺陷部分需要作为连续信号获得。当检测信号的S/N比提高时，帮助从通过缺陷部分并在光线接收器16上接收的光线的检测信号区分出通过正常的纹理部分并在光线接收器16上接收的光线的检测信号中的噪声。下文中，将通过纹理部分的光线称作纹理检测光线，并将通过缺陷部分的光线称作缺陷检测光线。

当来自光线接收器16的检测信号的S/N比低于2.0时，不论使用什么区分装置，或不论执行怎样的信号处理，都很难将正常的纹理部分从缺陷部分中区分出来。S/N比作为实际水平应该不小于2.0。将交叉角度θ1和旋转角度θ2指定在上述范围内，以便获得不小于实际水平的S/N比。

图5中，说明了在改变交叉角度θ1的同时检测缺陷时检测信号的S/N比的变化。此时，旋转角度θ2是恒定的(θ2＝+40°)。图6中，说明了当在旋转角度θ2变化的同时检测缺陷时检测信号的S/N比的变化。此时，交叉角度θ1是恒定的(θ1＝20°)。

如图5所示，当在旋转角度θ2恒定而交叉角度θ1变化时检测缺陷时，检测信号的S/N比根据交叉角度θ1的增大或减小而改变。当交叉角度θ1在15°到35°范围内时，检测信号的S/N比变得不小于实际水平(S/N比＝2.0)。此外，当交叉角度θ1在20°到25°的范围内时，检测信号的S/N比充分地增大，从而能够检测具有极其低的亮度的缺陷(缺陷等级4，将在后面说明)。

即，15°到35°范围内的交叉角度θ1提高了缺陷检测光线与纹理检测光线相比的亮度，从而能够从纹理检测光线中完全区分出缺陷检测光线。此外，20°到25°范围内的交叉角度θ1使得能够区分极其微弱的缺陷检测光线。当交叉角度θ1小于15°时，纹理检测光线的亮度变弱，并且同时，缺陷检测光线的亮度也变弱。当交叉角度θ1大于35°时，纹理检测光线的亮度变强，并且同时，缺陷检测光线的亮度也变强。在任一种情况下，都很难从纹理检测光线中区分出缺陷检测光线。

如图6中所示，当在交叉角度θ1恒定而旋转角度θ2变化时检测缺陷时，检测信号的S/N比根据旋转角度θ2的增大和减小而变化。当旋转角度θ2在-60°到-20°或+20°到+60°的范围内时，检测信号的S/N比变成不小于足够用于可靠检测缺陷的实际水平(S/N比＝2.0)。此外，当旋转角度θ2在-60°到-30°或+30°到+60°的范围内时，检测信号的S/N比充分地增大，从而能够检测具有极其低的亮度的缺陷(缺陷等级4)。要提及的是旋转角度θ2的“正”指示从图4中基准线Lm逆时针旋转，而旋转角度θ2的“负”指示从图4中基准线Lm顺时针旋转。

为了精确地检测缺陷，将交叉角度θ1设定在15°到35°的范围内，并将旋转角度θ2设定在20°到60°的范围内，更优选地，将交叉角度θ1设定在20°到25°的范围内，并将旋转角度θ2设定在30°到60°的范围内。当交叉角度θ1大时，一条线的检测信号的斜度由于角度依赖性而变大(陡峭)。这影响在检查区域17中进行缺陷的检测。因此，交叉角度θ1特别优选地是20°。

由于可以将作为旋转角度θ2基准的基准线Lm设定在从慢轴X沿顺时针方向和逆时针方向的90°处，因此在两个方向上总共存在四个点(区域)满足上述角度范围。当将光线接收器16放置在这四个点中的任意一个点上时，可以执行缺陷检查。为了更精确地检测缺陷，应该将光线接收器16放置在具有更高数量的从膜7透射的光线的方向上。

即，当膜7是负性单轴双折射膜时，以旋转角度θ2将光线接收器16放置在区域θa内，如图7A中所示。区域θa与正交投射的膜的光轴N位于膜7的慢轴X的相同侧。

当膜7是正性单轴双折射膜时，以旋转角度θ2将光线接收器16放置在区域θb内，如图7B中所示。区域θb与区域θa关于作为边界的慢轴X相对。即，区域θb相对于正交投射的膜的光轴N位于膜7的慢轴X的相对侧。

如图8中所示，根据取像镜头16a的焦距调节光线接收器16和膜7之间的光接收距离L1，使得将检查区域17调节成具有预先确定的检查宽度L2(在该实施例中为250mm)。优选地通过使取像镜头16a的焦距变长使光接收距离L1长，从而使最大角度Φ尽可能变小，其中最大角度Φ是在光轴P与连接取像镜头16a和检查区域17的一个纵向端部的直线之间形成的。最大角度Φ优选地在3°到10°的范围内，更优选地在3°到5°的范围内。要提及的是为了便于在图8中说明，将最大角度Φ作为在连接取像镜头16a和检查区域17的一个纵向端部的直线与平行于光轴P的直线Lp之间形成的角度进行说明。

当将光线接收器16用于从诸如具有双折射特性的膜7的膜接收光时，将最大角度Φ设定在上述范围之内，使得可以精确地检测缺陷，并且角度依赖性的影响较小。

图9A、9B和9C说明了用于与检测区域17对应的一条线的检测信号的实例。在图9A中，最大角度Φ为3.2°。图9B中，最大角度Φ为4.8°。图9C中，最大角度Φ为11.8°。在表1中显示对于每个最大角度Φ的取像镜头16a的焦距与光线接收器16和膜7之间的光接收长度L1之间的关系。在任一种情况下，检查区域17的检查宽度L2都是250mm。

表1

取像镜头的焦距(mm)	光接收长度(mm)	视角(度)
			200	2250	3.2
135	1500	4.8

55

615

11.8

检查宽度L2＝250mm

从光线接收器16输出的一条线的检测信号水平不是恒定的，而具有使信号水平在检查区域17的一个边缘侧低而在检查区域17的另一边缘侧高的斜度。检测信号具有由于在将交叉角度θ1和旋转角度θ2提供给光线接收器16的状态下的角度依赖性的影响而造成的斜度。通过光线接收器16，将检查区域17的一个边缘侧观察为暗区域，而检查区域17的另一边缘侧观察为亮区域。检测信号的陡峭斜度指示暗区域和亮区域之间在亮度上差别很大。

如上所示，检测信号的斜度根据最大角度Φ变化。当最大角度Φ变大时，斜度变得更陡。然而，当最大角度Φ大于特定值时，通过光线接收器16观察到的暗区与亮区之间的亮度差别超出光线接收器16的范围。接着，由于该范围的限制，无法将边缘部分检测为信号变化，或者无法检测缺陷的信号水平变化。因此，最大角度Φ的范围如上所述进行设定。

现在说明缺陷检查设备10的操作。在该实施例中，将待检查的膜7、通过装置4和5制造的延迟膜送到缺陷检查设备10，并且被单向输送通过检查台。当膜7被输送时，光源15通过第一偏光板18将光投射到膜7上，使得在每次输送给定长度的膜7时，光线接收器16获取一条线的图像。

光线接收器16获得的每行图像都输出作为光电信号，并且顺序地发送到判断部分21。判断部分21判断是否存在任何缺陷，并且如果存在任何缺陷则确定缺陷的位置。检测信号在膜7的缺陷部分比正常部分具有更高的值。因此，判断部分21将较高的信号判断为缺陷，并且还将该缺陷在膜7的长度和宽度方向上的位置数据通过输出装置23输出。还将位置数据发送到后面的过程。

如上所述，光线通过第一偏光板18投射到膜上，并且在光线接收器16上接收已经通过第二偏光板19的光线分量，其中光线接收器16定位在上面提到的交叉角度和旋转角度θ1和θ2处。由于根据从在光线接收器16上接收的光线获得的检测信号做出是否存在缺陷的判断，因此准确地检测到细微的缺陷。

接下来，说明本发明的第二实施例。除了下面给出的说明，与第一实施例中相同的部件用相同的附图标记表示，并且省略对其的说明。如图10所示，待检查的膜37由透明基膜37a构成，透明基膜37a具有形成于其一侧面上的液晶层37b和形成于其另一侧面上的偏光层37c。透明保护膜37d形成于偏光层37c的暴露表面上。基膜37a与液晶层37b组合起来相当于第一实施例的膜7，并且为其光轴相对于膜表面的法线倾斜的正性或负性单轴双折射膜。

为了生产膜37，例如，作为偏光层37c的偏光膜是通过用碘将聚乙烯醇(PVA)着色(staining)并拉伸而制成的。将保护膜37d贴附在偏光膜的表面上。将具有形成于其上的液晶层37b的基膜37a贴附到偏光膜上，由此形成膜37。要提及的是膜37的生产方法不局限于此。

图11中，示出了用于检测膜37的缺陷的缺陷检查设备38。由于将膜37的偏光层37c用作一个偏光构件，因此，缺陷检查设备38设有第一偏光板18，但未设有第二偏光板19。输送膜37经过检查台，同时偏光层37c面向上。此时，指定第一偏光板18的偏光透射轴的方向，使得将偏光层37c和第一偏光板18放置为正交偏振。

偏光层37c和第一偏光板18中的一个的偏光透射轴近似平行于膜37的慢轴。当根据上述方法生产膜37时，通常，偏光层37c的偏光透射轴和膜37的慢轴大体平行。因此，由此指定第一偏光板18的偏光透射轴的方向。当偏光层37c的偏光透射轴和膜37的慢轴相互垂直时，将第一偏光板18放置成使得第一偏光板18的偏光透射轴的方向变成平行于膜37的慢轴。

在光轴P与连接取像镜头16a和检查区域17的一个纵向端部的线之间形成的交叉角度θ1、旋转角度θ2和最大角度Φ的条件与第一实施例的条件相同。当将第一偏光板18放置在膜37的液晶层37b的一侧以与偏光层37c形成正交偏振时，如第一实施例的第一和第二偏光板18和19，第一偏光板18和偏光层37c对具有500nm到750nm波长的光线的平均正交透射率优选地不大于0.027％。第一偏光板18和偏光层37c对具有750nm波长的光线的正交透射率不大于0.030％。优选使用这种偏光板和偏光层。

对于该构造，可以用与第一实施例相同的方式检测膜37的缺陷。膜37不局限于具有形成于其上的液晶层的膜，只要该膜具有正性或负性单轴双折射特性就行。

[实例]

在实例1、2、3和4中，使用第一实施例的缺陷检查设备10。当检查膜7时，由上述装置4和5生产用作透明光学补偿膜的延迟膜。利用与第一和第二偏光板18和19不同的正交透射率的偏光板A、B、C和D，检测由于液晶层光轴的局部未对准而产生的缺陷。在每个实例中，使用相同种类的偏光板作为第一和第二偏光板18和19。

在实例1到4中，交叉角度θ1为20°，旋转角度θ2为40°。光源15是卤素灯和光导件的组合。光源15的光谱分布示于图12中。

每个偏光板对A到D的正交透射率的波长分布特征示于图13的曲线图中。为了看清接近750nm的波长的透射率的差别，该曲线图还在图14中用不同比例来显示。将每个偏光板对A到D对具有500nm到750nm波长的光线的平均正交透射率、以及每个偏光板对A到D对具有500nm波长的光线的正交透射率示于表2中。为了测量图13和14中的曲线图以及表2的正交透射率，将膜7置于第一和第二偏光板18和19之间并形成正交偏振。第一和第二偏光板18和19是相同类型的。要提及的是图13还说明了偏光板对D在没有将膜7置于其之间的情况下的正交透射率。

表2

偏光板	正交透射率*1(％)	正交透射率*2(％)
			A	0.165	2.38
B	0.099	1.25
			C	0.092	1.39
D	0.027	0.03

^*1对具有500nm到750nm波长的光线的数值

^*2对具有750nm波长的光线的数值

作为比较例1和2，通过美国专利申请公开出版物No.US2001/0021016(对应于日本专利公开出版物第2001-324453号)中公开的方法检测缺陷，其使用实例1中使用的偏光板对A和实例4中使用的偏光板对D。即，将膜7置于该对偏光板A或该对偏光板D之间。将偏光板与置于其之间的膜7平行放置。将一个偏光板放置成使得其偏光透射轴和膜7的慢轴形成足够的相交角度。将实际上等同于膜7的光学补偿膜放置在膜7和一个偏光板之间。用CCD照相机在膜表面的法线方向上接收光线。要提及的是，膜7的慢轴与一个偏光板的偏光透射轴之间形成的相交角度为15°。偏光板与膜7之间的光学补偿膜沿着对应于膜表面的平面旋转过180°。光源与实例1到4中使用的光源相同。

在实例1到4中，将单色CCD线传感器用作光线接收器16。在比较例1和2中，将在实例1到4中用作光线接收器16的CCD线传感器用作CCD照相机。将该CCD线传感器的光谱灵敏度特征示于图15中。

将实例1到4和比较例1和2的检测结果示于表3中。根据缺陷部分与其周围之间的对比密度(亮度)的差别，缺陷等级1、2、3和4代表缺陷的程度。缺陷等级1具有对比密度最大的差别，并且该差别随着等级2、3和4的顺序变小。

表3

实例1(A)*1

实例2(B)*1

实例3(C)*1

实例4(D)*1

比较例1(A)*1

比较例2(D)*1

缺陷等级1

D*2

D

D

D

ND*3

ND

缺陷等级2

D

D

D

D

ND

ND

缺陷等级3

ND

ND

ND

D

ND

ND

缺陷等级4

ND

ND

ND

D

ND

ND

实例1-4：交叉角度θ1＝20°，

旋转角度θ2＝40°

比较例1和2：交叉角度＝15°

^*1：偏光板

^*2：可检测

^*3：不可检测

从上面的表3可以看出，等级1和2的缺陷可以在本发明的实例1到4中进行检测。在实例4中，其中使用其对具有500nm到750nm波长的光线的平均正交透射率为0.027％而对具有750nm波长的光线的正交透射率为0.030％的偏光板对D作为第一和第二偏光板18和19，检测具有极其低的缺陷水平的等级4的缺陷。相反地，等级1到4的缺陷在使用了实例1中使用的偏光板对A的比较例1中、以及在使用了实例4中使用的偏光板对D的比较例2中无法检测。

因此，可以明白，本发明对于检测由于液晶层光轴的局部未对准导致的缺陷是有效的。第一和第二偏光板18和19对具有500nm到750nm波长的光线的平均正交透射率、以及第一和第二偏光板18和19对具有特定波长(750nm)的光线的正交透射率越低，则越可以准确地检测具有低亮度的缺陷。可以明白，在检测细微的缺陷时，其对具有500nm到750nm波长的光线的平均正交透射率不大于0.027％而对具有750nm波长的光线的正交透射率不大于0.030％的偏光板对是有用的。如图12中所示，当用卤素光源作为光源15时，卤素光源的相对亮度在550nm到630nm波长处达到最大值。卤素光源在700nm到800nm波长处也具有相对的亮度。因此，在检测细微的缺陷时使用卤素光源更加合适。

在本发明中可以进行各种变更和修改，并且所述各种变更和修改可以理解为在本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种用于检测膜缺陷的缺陷检查设备，包括：

在所述膜的两侧放置成形成正交偏振的一对偏光板，所述偏光板平行于所述膜的前表面和后表面，一个所述偏光板的偏光透射轴近似平行于所述膜的慢轴；

光源，所述光源用于通过一个所述偏光板将光线投射到所述膜的一个所述表面上；

放置在与所述光源相对的所述膜的一侧的光线接收器，所述光线接收器首先接收从所述光源投射并透射过所述膜和另一所述偏光板的光线，然后输出与接收的光线相对应的光电信号；和

判断装置，所述判断装置根据来自所述光线接收器的光电信号判断所述膜中是否存在缺陷，

其中当θ1表示在所述光线接收器的光轴与垂直于所述膜的所述表面的法线之间形成的角度，θ2表示在所述光轴与正交于所述膜的所述慢轴的基准线之间形成的旋转角度时，将所述光线接收器定位成满足如下条件：

15°≤θ1≤35°，20°≤θ2≤60°。

2.如权利要求1所述的缺陷检查设备，其中所述膜是正性或负性单轴双折射膜，所述单轴双折射膜的光轴相对于所述法线倾斜。

3.如权利要求1所述的缺陷检查设备，其中所述膜是具有液晶化合物层的正性或负性单轴双折射膜，所述单轴双折射膜的光轴相对于所述法线倾斜。

4.如权利要求3所述的缺陷检查设备，其中所述一对偏光板对具有500nm到750nm波长的光线的平均正交透射率不大于0.027％。

5.如权利要求4所述的缺陷检查设备，其中所述一对偏光板对具有750nm波长的光线的正交透射率不大于0.030％。

6.一种用于检测膜缺陷的缺陷检查设备，所述膜具有形成于其一个表面上的偏光层，所述偏光层的偏光透射轴近似平行于所述膜的慢轴，所述设备包括：

放置在与所述偏光层相对的所述膜的一侧的偏光板，将所述偏光板放置成与所述偏光层形成正交偏振；

光源，所述光源用于将光线投射到所述膜的一个表面上，或者通过所述偏光板将光线投射到所述膜的另一表面上；

放置在与所述光源相对的所述膜的一侧的光线接收器，所述光线接收器首先接收从所述光源投射并透射过所述膜和所述偏光板或者仅仅穿过所述膜的光线，然后输出与接收的光线相对应的光电信号；和

判断装置，所述判断装置用于根据来自所述光线接收器的光电信号判断所述膜中是否存在缺陷，

其中当θ1表示在所述光线接收器的光轴与垂直于所述膜的所述表面的法线之间形成的角度，θ2表示在所述光轴与正交于所述膜的所述慢轴的基准线之间形成的旋转角度时，将所述光线接收器定位成满足如下条件：

15°≤θ1≤35°，20°≤θ2≤60°。

7.如权利要求6所述的缺陷检查设备，其中所述膜是正性或负性单轴双折射膜，所述单轴双折射膜的光轴相对于所述法线倾斜。

8.如权利要求6所述的缺陷检查设备，其中所述膜是具有液晶化合物层的正性或负性单轴双折射膜，所述单轴双折射膜的光轴相对于所述法线倾斜，所述液晶化合物层形成于与所述偏光层相对的所述膜的一侧上。

9.如权利要求8所述的缺陷检查设备，其中所述偏光层和所述偏光板对具有500nm到750nm波长的光线的平均正交透射率不大于0.027％。

10.如权利要求9所述的缺陷检查设备，其中所述偏光层和所述偏光板对具有750nm波长的光线的正交透射率不大于0.030％。

11.如权利要求7所述的缺陷检查设备，其中所述膜是所述负性单轴双折射膜，将所述光线接收器以所述旋转角度θ2放置在与正交投射的所述膜的光轴位于所述膜的所述慢轴的相同侧的区域中。

12.如权利要求7所述的缺陷检查设备，其中所述膜是所述正性单轴双折射膜，将所述光线接收器以所述旋转角度θ2放置在以所述膜的所述慢轴为界位于与正交投射的所述膜的光轴相对的一侧的区域中。

13.如权利要求1所述的缺陷检查设备，其中所述光线接收器包括取像镜头和具有排列成一行的大量光传感器的行式图像传感器，所述行的所述光传感器相对于所述膜的所述慢轴倾斜θ2角度。

14.如权利要求13所述的缺陷检查设备，其中在所述光线接收器的所述光轴与连接所述取像镜头和限定在所述膜上的检查区域的一个纵向端部的线之间形成最大角度，所述最大角度在3°到5°范围内。

15.一种用于检查膜缺陷的缺陷检查方法，包括步骤：

将光线通过偏光构件中的一个投射到所述膜的前表面和后表面中的一个表面上，将所述偏光构件在所述膜的两侧放置成形成正交偏振，所述偏光构件平行于所述膜的所述表面，所述偏光构件中的一个的偏光透射轴近似平行于所述膜的慢轴；

利用光线接收器接收投射到所述膜上并透射过所述膜的光线；并且

根据在所述光线接收器上接收的光线判断所述膜中是否存在缺陷，

其中当θ1表示在所述光线接收器的光轴与垂直于所述膜的所述表面的法线之间形成的角度，θ2表示在所述光轴与正交于所述膜的所述慢轴的基准线之间形成的旋转角度时，将所述光线接收器定位成满足如下条件：

15°≤θ1≤35°，20°≤θ2≤60°。

16.一种生产膜的方法，包括步骤：

将透明树脂膜供给到配向层形成装置；

在所述配向层形成装置中，向所述透明树脂膜上散布含有用于形成配向层的树脂的第一涂敷液体，并且通过加热干燥所述第一涂敷液体，以形成用于所述配向层的树脂层；

通过摩擦处理将所述透明树脂膜上的所述树脂层处理成所述配向层；

将所述透明树脂膜供给到液晶层形成装置；

在所述液晶层形成装置中，在所述透明树脂膜的所述配向层上散布含有液晶化合物和溶剂的第二涂敷液体，蒸发所述第二涂敷液体的所述溶剂，将所述透明树脂膜加热到液晶相形成温度，从而形成液晶层，并将紫外线投射到所述液晶层上以形成桥接结构，从而形成透明延迟膜；

通过第一偏光构件将光线投射到所述透明延迟膜的第一表面上，所述透明延迟膜被放置在所述第一偏光构件与第二偏光构件之间，所述第一偏光构件和所述第二偏光构件被布置成正交偏振结构，所述第一偏光构件和所述第二偏光构件平行于所述透明延迟膜的所述第一表面和第二表面，所述第一偏光构件和所述第二偏光构件中的一个的偏光透射轴近似平行于所述透明延迟膜的慢轴；

利用光线接收器从所述透明延迟膜的所述第二表面接收通过所述第二偏光构件的所述光线，所述光线接收器定位成满足如下条件：

(1)15°≤θ1≤35°和

(2)20°≤θ2≤60°，

其中：

θ1：在所述光线接收器的光轴与垂直于所述透明延迟膜的所述第一表面和所述第二表面的法线之间形成的角度，

θ2：在所述光轴与正交于所述透明延迟膜的所述慢轴的基准线之间形成的旋转角度；并且

根据在所述光线接收器上接收的光线判断所述透明延迟膜中是否存在缺陷。

17.如权利要求16所述的方法，还包括步骤：

识别在所述第一偏光构件与所述第二偏光构件之间传送的所述透明延迟膜中的缺陷的位置；其中所述光线接收器具有从所述第二表面接收成线状图案的所述光线的行式图像传感器，并且在每次传送给定长度的透明延迟膜时执行所述接收步骤和所述识别步骤。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述透明延迟膜具有液晶化合物层，所述透明延迟膜的光轴相对于所述法线倾斜。

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