專利名稱：雙折射測定裝置以及雙折射測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙折射測定裝置以及雙折射測定方法，特別涉 及一種在塑料樹脂薄膜的制造工序中準確測定薄膜的雙折射特性的 雙折射測定裝置以及雙折射測定方法。
背景技術(shù)：
在對液晶顯示器等中使用的塑料樹脂薄膜進行制造時，優(yōu)選在 制造工序內(nèi)，測量薄膜的取向軸及延遲量等雙折射特性，基于測量結(jié) 果，對工序條件進行控制。這樣，通過對工序條件進行反饋，可以穩(wěn) 定地制造具有所期望的性能的薄膜，其結(jié)果可以實現(xiàn)顯示器的高性能 '化、高品質(zhì)化。
在專利文獻1中記載有下述延遲量測量裝置，其通過使用彼此 具有不同波長的至少兩種光來擴大測量范圍，通過對測量了延遲量的 位置處的試樣厚度進行測量，把握試樣在移動方向上的厚度波動和寬 度方向上的厚度變化，從而可以準確地測量雙折射。根據(jù)專利文獻l 的裝置，由于可以識別由厚度變化引起的延遲量變化，所以可以迅速 且可靠地把握工序變動。
專利文獻l:特開平11 — 326190號公報

發(fā)明內(nèi)容
對于顯示器，希望從各個視角進行觀察都滿足色彩及色階等顯 示特性。為了實現(xiàn)上述顯示特性，需要液晶顯示器中使用的相位差薄 膜，相對于傾斜方向的透射光具有適當?shù)难舆t量(斜向延遲量)。所 謂適當?shù)男毕蜓舆t量是指下述特性，即，將從背光燈發(fā)出的光進行適 當?shù)刈儞Q，以使得不僅沿薄膜法線方向透射的光，而且沿傾斜方向透 射的光的偏振狀態(tài)也與液晶顯示器特性匹配。作為相位差薄膜的評價指標，通常使用厚度方向延遲量(Rth)。
該Rth是根據(jù)薄膜法線方向的透射光的延遲量(正面延遲量)和傾斜
方向的透射光的延遲量(斜向延遲量)而計算出的。由此，為了準確
地計算Rth，需要規(guī)定并測量沿傾斜方向透射的光的面內(nèi)方位角，通常，使該面內(nèi)方位角為沿薄膜法線方向觀察的超前相軸或者滯后相軸方位。
在這樣的背景下，期望在薄膜的制造工序中，不僅測量軸方位、正面延遲量，而且測定斜向延遲量，計算Rth.。但是，在專利文獻1所記載的裝置中，由于無法將沿傾斜方向透射的光的面內(nèi)方位角與沿薄膜法線方向觀察的超前相軸或者滯后相軸方位進行對位，所以存在無法對準確計算Rth所需的斜向延遲量進行測量的問題。
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供一種雙折射測定裝置以及雙折射測定方法，其可以準確地測定斜向延遲量，從而準確地計算厚度方向延遲量。
為了達到上述目的，技術(shù)方案1記載的雙折射測定裝置的特征
在于，具有第1測定單元，其將光垂直地入射至被測定試樣，對所
述被測定試樣的正面延遲量進行測定；第2測定單元，其將光以規(guī)定的入射角入射至所述被測定試樣，對所述被測定試樣的斜向延遲量進行測定；方位變更單元，其使所述第1測定單元以及所述第2測定單元中的至少所述第2測定單元，在光的入射角和入射位置保持恒定的狀態(tài)下變更所述光的入射方位；控制單元，其對所述方位變更單元進行控制，以使所述光的入射方位與所述被測定試樣的超前相軸方位或者滯后相軸方位平行；以及根據(jù)所述正面延遲量和所述斜向延遲量而對所述被測定試樣的厚度方向延遲量進行計算的單元。
由此，在使光的入射角和入射位置保持恒定的狀態(tài)下，變更光的入射方位，所以可以準確地測定斜向延遲量，可以準確地計算厚度方向延遲量。
技術(shù)方案2所示的特征在于，在技術(shù)方案1記載的雙折射測定裝置中，所述方位變更單元通過使所述第1測定單元以及所述第2測定單元中的至少所述第2測定單元，以所述第2測定單元的入射位置處的法線為中心進行旋轉(zhuǎn)，從而在使所述入射角和所述入射位置保持恒定的狀態(tài)下，變更所述第2測定單元的光的入射方位。由此，可以簡單地將入射方位與取向軸方位對齊。
技術(shù)方案3所示的特征在于，在技術(shù)方案1或2記載的雙折射測定裝置中，具有基于所述第1測定單元的測定結(jié)果，對所述被測定試樣的超前相軸方位或者滯后相軸方位進行計算的單元，所述控制單元對所述方位變更單元進行控制，以使所述光的入射方位與所述計算出的超前相軸方位或者滯后相軸方位平行。
由此，即使在試樣的取向軸方位發(fā)生變化的情況下，也可以對應于取向軸方位而測定偏振特性，所以可以準確地計算厚度方向延遲
技術(shù)方案4所示的特征在于，在技術(shù)方案1至3中任一項所記
載的雙折射測定裝置中，還具有傳送單元，其以規(guī)定的速度將所述
被測定試樣從所述第1測定單元的入射位置向所述第2測定單元的入射位置傳送；以及控制單元，其對所述第l測定單元和所述第2測定單元進行控制，以使所述第1測定單元在被測定試樣上的測定區(qū)域和所述第2測定單元在被測定試樣上的測定區(qū)域為同一區(qū)域。
由此，即使在將第1測定單元和第2測定單元分開配置的情況下，也可以對同一區(qū)域進行正面延遲量和斜向延遲量的測定。
技術(shù)方案5所示的特征在于，在技術(shù)方案4記載的雙折射測定裝置中，所述第1測定單元和所述第2測定單元配置為，所述第1測定單元的入射位置和所述第2測定單元的入射位置以規(guī)定的間隔L分離，針對所述第1測定單元進行測定的期間內(nèi)所述被測定試樣被傳送的量、以及在所述第2測定單元進行測定的期間內(nèi)所述被測定試樣被傳送的量，將其中較多的那個記作X，將在所述方位變更單元進行方位變更的期間內(nèi)所述被測定試樣的傳送量記作Y，將所述被測定試樣的測定點的間隔記作P，在此情況下，滿足X + YSP^L的關(guān)系。
由此，由于可以在試樣進行傳送的同時對應于取向軸方位而測定偏振特性，所以可以準確地計算厚度方向延遲量。
技術(shù)方案6所示的特征在于，在技術(shù)方案4或5記載的雙折射測定裝置中，所述第1測定單元以及所述第2測定單元的入射區(qū)域小于或等于4mm。
由此，可以將由傳送中所產(chǎn)生的試樣的松弛、折皺導致的影響最小化。
技術(shù)方案7所示的特征在于，在技術(shù)方案4至6中任一項所記載的雙折射測定裝置中，所述第1測定單元以及所述第2測定單元的入射光為平行光。
由此，可以準確地進行延遲量的測定。
技術(shù)方案8所示的特征在于，在技術(shù)方案4至7中任一項所記載的雙折射測定裝置中，所述控制單元具有檢測單元，其對所述被測定試樣的傳送量進行檢測；以及觸發(fā)信號產(chǎn)生單元，其使所述第l測定單元以及所述第2測定單元開始進行測定，所述觸發(fā)信號產(chǎn)生單元在使所述第1測定單元開始進行測定后，如果所述檢測單元檢測出的所述被測定試樣的傳送量等于所述規(guī)定的距離L，則使所述第2測定單元開始進行測定。
技術(shù)方案9所示的特征在于，在技術(shù)方案8記載的雙折射測定裝置中，所述傳送單元為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的傳送輥，該雙折射測定裝置具有編碼器，其輸出與所述傳送輥的旋轉(zhuǎn)角對應的脈沖序列，所述檢測單元對所述脈沖序列的脈沖數(shù)進行累計而檢測所述被測定試樣的傳送量。
由此，可以簡單地由上述第2測定單元對由第1測定單元所測定的區(qū)域進行測定。
技術(shù)方案IO所示的特征在于，在技術(shù)方案1至3中任一項所記載的雙折射測定裝置中，所述第1測定單元以及所述第2測定單元一體地構(gòu)成，所述第l測定單元以及所述第2測定單元配置為，使所述第1測定單元的入射位置以及所述第2測定單元的入射位置為相同位置。
由此，可以簡單地對被測定試樣的同一位置進行測定，且可以簡單地變更入射方位。
為了達到上述目的，技術(shù)方案11中記載的雙折射測定方法的特征在于，具有第1測定工序，其將光垂直地入射至被測定試樣，對所述被測定試樣的延遲量進行測定；第2測定工序，其將光以規(guī)定的入射角入射至所述被測定試樣，對所述被測定試樣的延遲量進行測定；方位變更工序，其使所述第1測定工序以及所述第2測定工序中的至少所述第2測定工序，在光的入射角和入射位置保持恒定的狀態(tài)下變更所述光的入射方位；控制工序，其對所述方位變更工序進行控制，以使所述光的入射方位與所述被測定試樣的超前相軸方位或者滯后相軸方位平行；以及根據(jù)所述正面延遲量和所述斜向延遲量而對所述被測定試樣的厚度方向延遲量進行計算的工序。
由此，由于在使光的入射角和入射位置保持恒定的狀態(tài)下變更光的入射方位，所以可以準確地測定斜向延遲量，并可以準確地計算厚度方向延遲量。 .
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，由于在被測定試樣的厚度方向延遲量的計算中，在使光的入射角和入射位置保持恒定的狀態(tài)下變更光的入射方位，所以可以準確地測定斜向延遲量，可以準確地計算厚度方向延遲量。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的雙折射測定裝置10的第1實施方式
的概略的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是第1偏振特性測定部11的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示軸/延遲量計算單元61的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是表示本發(fā)明所涉及的雙折射測定裝置10的第2實施方式
的概略的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本實施方式的第2偏振特性測定部17的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示取向軸方位以及厚度方向延遲量的在線測定的測定
結(jié)果的圖。
具體實施例方式
10下面，對用于實施本發(fā)明的最優(yōu)方式進行說明。<第1實施方式〉
圖1是表示本發(fā)明所涉及的雙折射測定裝置10的第1實施方式的概略的結(jié)構(gòu)圖。
如該圖所示，本實施方式的雙折射測定裝置IO由下述部分構(gòu)成第1偏振特性測定部11，其由第1投光器12以及第1受光器14構(gòu)
成；第2偏振特性測定部17，其由第2投光器18以及第2受光器19
構(gòu)成；傳送輥21，其用于傳送試樣16;軸/延遲量計算單元61;測
量控制單元62;面內(nèi)方位可變單元63;以及面內(nèi)方位控制單元64。
第1偏振特性測定部11是使用旋轉(zhuǎn)檢偏元件法來計算試樣的取
向軸方位和延遲量的測定部。圖2是第1偏振特性測定部11的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如該圖所示，第1偏振特性測定部11的投光器12構(gòu)成為具有光源26、第1平凸透鏡28、分光濾光器32、小孔板30、第2平凸透鏡34、線偏振片36、 1/4波長板38、以及出射孔徑部40。
光源26是產(chǎn)生并射出包含期望的波段的光的光源，可以使用單色光源、白色光源。
從光源26發(fā)出的光線通過第1平凸透鏡28而被引導至分光濾光器32。分光濾光器32的作用是，從入射的光中提取期望的波長的光，或者限制入射的光的波段而提高單色性，也可以使用衍射光柵等分光器。在本實施方式中，光源26使用中心波長為630nm的LED，分光濾光器32使用半高寬10nm的金屬干涉型濾光器，從而提取期望的波長的光。
此外，作為將從光源26射出的光引導至分光濾光器32的單元、以及將從分光濾光器32射出的光引導至后面的光學系統(tǒng)的單元，可以使用光纖等，也可以將光源26和分光濾光器32、以及后面的光學系統(tǒng)一體化。
小孔板30的小孔、以及第2平凸透鏡34用于將向試樣16入射的光變?yōu)槠叫泄狻男】装?0的小孔射出的光看作大致點光源，通過以使第2平凸透鏡34的焦距與小孔板30的小孔對齊的方式配置第2平凸透鏡34，可以使來自第2平凸透鏡34的出射光為大致平行光。在本實施方式中，第2平凸透鏡34使用焦距為40mm的透鏡，得到光斑直徑為大約4mm的平行光。另外，小孔板30的小孔直徑越小，平行光的平行度越高，在本實施方式中，使用》0.4mm的小孔直徑。
通過第2平凸透鏡34后的光，由線偏振片36變換為沿線偏振片36的透射軸的線偏振光。線偏振片36使用消光比為10 —6 10—5量級的、利用碘吸收的高分子型或利用光學晶體的棱鏡型等，在本實施方式中，使用碘吸收的高分子型。
偏振化而成為線偏振光的光被引導至1 /4波長板38。 1 /4波長板38是由具有雙折射特性的水晶等光學晶體組合而成的相位差為90°的相位元件，通過將超前相軸相對.于線偏振光的偏振方向以45°或者一45°傾斜地配置，而將線偏振光變換為圓偏振光。此外，由于準確地制作相位差為90°的義/4波長板38實際上非常困難，所以在本實施方式中，將義/4波長板38的超前相軸方位配置為45° ，事先實際測量入射光偏振狀態(tài)(斯托克斯參數(shù))，用于計算測定值。
通過1/4波長板38的光被引導至出射孔徑部40，在這里，確定從投光器12射出的出射光的光束直徑。在本實施方式中，使用</)4mm的光束直徑。通過出射孔徑部40的光，透過試樣16而由受光器14受光。優(yōu)選出射孔徑部40的光束直徑、即試樣16的測定區(qū)域的直徑小于或等于4mm，以不易受到在傳送中產(chǎn)生的試樣16的松弛、折皺導致平面性惡化的影響。
如圖2所示，第1偏振特性測定部11的受光器14由帶有旋轉(zhuǎn)編碼器44的旋轉(zhuǎn)中空電動機46、線偏振片48、以及光電倍增管(PMT)50構(gòu)成。
線偏振片48配置在旋轉(zhuǎn)中空電動機46的中央部，以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角圍繞光軸旋轉(zhuǎn)。通過利用PMT 50僅對進行旋轉(zhuǎn)的線偏振片48的透射軸方位的光強度進行檢測，而對入射至PMT 50的偏振光的光強度在所有方位上進行檢測。在本實施方式中，使用基于碘吸收的高分子型線偏振片48。旋轉(zhuǎn)中空電動機46是可以使光從中心通過的中空型電動機，可 以在未圖示的中心部的中空旋轉(zhuǎn)體上固定保持線偏振片48，使線偏 振片48以36(T旋轉(zhuǎn)。中空的旋轉(zhuǎn)體在外周具有齒輪等機械結(jié)合部， 通過皮帶或齒輪與無刷電動機或步進電動機等結(jié)合。旋轉(zhuǎn)體和電動機 作為機構(gòu)要素既可以分開構(gòu)成，也可以一體化。在本實施方式中，使 用無刷電動機，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度為30Hz。
旋轉(zhuǎn)編碼器44通過輸出每經(jīng)過規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度間距而生成的角 度脈沖，從而檢測旋轉(zhuǎn)中空電動機46的當前的角度位置，由此可以 檢測線偏振片48的當前的透射軸方位。在本實施方式中，使用每旋 轉(zhuǎn)一周輸出3000個脈沖的編碼器。
光電倍增管(PMT) 50具有靈敏度調(diào)整器，其用于改變放大 率；以及電流一電壓變換器，其將從光電管輸出的電流信號變換為電 壓，該光電倍增管(PMT) 50將光強度信號變換為模擬電壓信號并 進行輸出。對光進行檢測的單元不限定于PMT，也可以使用CCD等。
按照這種方式構(gòu)成的第1偏振特性測定部11配置為，使從第1 投光器12射出的光與試樣16的法線平行。
試樣16為薄片狀的塑料樹脂薄膜，配置在投光器12和受光器 14之間，由傳送輥2]以規(guī)定的速度進行傳送。
第2偏振特性測定部17也是使用旋轉(zhuǎn)檢偏元件法來計算試樣的 取向軸方位和延遲量的測定部。第2偏振特性測定部17的光學系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)，與第1偏振特性測定部11的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同。第2偏 振特性測定部17配置為，其測定區(qū)域在試樣16的寬度方向上與第1 偏振特性測定部11的測定區(qū)域相同。即，配置為從第1投光器12 射出的光和從第2投光器18射出的光在試樣16的寬度方向上向相同 的位置入射。
另外，第2偏振特性測定部17以使從第2投光器18射出的光 沿傾斜方向入射至試樣16的方式配置，且構(gòu)成為可以通過面內(nèi)方位 可變單元63而以入射點的法線為中心進行方位旋轉(zhuǎn)。因此，第2偏 振特性測定部17可以在測定區(qū)域和入射角保持恒定的同時變更入射 方位。在本實施方式中，配置為使從第2投光器18射出的光相對于試樣16的法線具有40°入射角。
此外，也可以將第1偏振特性測定部11和第2偏振特性測定部 17—體地構(gòu)成，配置為各自的測定區(qū)域相同，即，從第1投光器12 射出的光和從第2投光器18射出的光入射至試樣16的相同位置。在 此情況下，使第1偏振特性測定部11的測定區(qū)域和入射角、以及第 2偏振特性測定部17的測定區(qū)域和入射角保特恒定，同時，第l偏 振特性測定部11和第2偏振特性測定部17 —體地進行方位旋轉(zhuǎn)。
.通過如上述所示構(gòu)成，可以利用第1偏振特性測定部11和第2 偏振特性測定部17而簡單地對試樣16的同一區(qū)域進行測定，而且可 以簡單地變更入射方位。
圖3是表示軸/延遲量計算單元61的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖 所示，軸/延遲量計算單元61由AD變換部71以及運算部72構(gòu)成。 AD變換部71將從旋轉(zhuǎn)編碼器44輸出的模擬電壓信號，逐次變換為 數(shù)字電壓信號。運算部72具有下述部分而構(gòu)成存儲部73，其存儲 AD變換部71的輸出值及運算結(jié)果等；傅里葉變換處理部74，其對 AD變換部71輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)進行傅里葉變換；以及計算部75，其 基于傅里葉變換處理部74的輸出結(jié)果，計算取向軸方位和延遲量。
存儲部73用于存儲從AD變換部71傳輸來的數(shù)字數(shù)據(jù)、由傅 里葉變換處理部74進行變換處理后得到的結(jié)果數(shù)據(jù)、在計算部75 計算取向軸方位以及延遲量的過程中產(chǎn)生的運算中間數(shù)據(jù)及運算結(jié)
果數(shù)據(jù)。
傅里葉變換處理部74對于存儲在存儲部73中的與線偏振片48 的旋轉(zhuǎn)角度對應的數(shù)字數(shù)據(jù)，使用DFT (離散傅里葉變換)或FFT (高速傅里葉變換)等傅里葉變換算法計算線偏振片48的規(guī)定旋轉(zhuǎn) 角下的頻率分量的傅里葉系數(shù)。
AD變換部71以及運算部72可以由規(guī)定的程序和使用執(zhí)行該程 序的處理器(CPU、 DSP)等而構(gòu)成的計算機實現(xiàn)。在本實施方式中， 使用基于DSP的信號處理板。
面內(nèi)方位控制單元64基于來自測量控制單元62的指令，對面 內(nèi)方位可變單元63進行控制。面內(nèi)方位可變單元63構(gòu)成為可以隔著試樣16分別在投光側(cè)、 受光側(cè)獨立地改變方位。面內(nèi)方位可變單元63使用步進電動機，可 以使面內(nèi)方位在0 360°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
測量控制單元62對軸/延遲量計算單元61以及面內(nèi)方位控制 單元64進行控制，而對試樣16的雙折射測定進行集中控制。在本實 施方式中，測量控制單元62使用個人計算機，與軸/延遲量計算單 元61以及面內(nèi)方位控制單元64可雙向通信地連接。
通過如上述所示構(gòu)成，根據(jù)第l偏振特性測定部11的測定結(jié)果， 可以計算取向軸方位和正面延遲量，另外，根據(jù)第2偏振特性測定部
17的測定結(jié)果，可以計算與取向軸方位對應的傾斜方向的延遲量。 另外，通過將測定區(qū)域設為直徑小于或等于4mm的光斑，不易受到 在傳送中產(chǎn)生的試樣16的松弛、折鮍導致的平面性惡化的影響。 下而，說明本實施方式的雙折射測定裝置10的動作。 在試樣16的薄膜取向軸方位已知的情況下，面內(nèi)方位控制單元 64基于已知的取向軸方位，對面內(nèi)方位可變單元63進行控制，使第 2偏振特性測定部1 7進行方位旋轉(zhuǎn)，使第2偏振特性測定部17的傾 斜入射光與巳知的取向軸方位平行，并固定在該平行的位置上。然后， 通過傳送輥21開始傳送試樣16。第1偏振特性測定部11和第2偏 振特性測定部17針對由傳送輥21進行傳送的試樣16，分別對入射 至PMT 50的偏振光的光強度在所有方位上進行檢測，該偏振光是從 投光器12以及投光器18射出的光經(jīng)由旋轉(zhuǎn)的線偏振片48而入射的。 軸/延遲量計算單元61基于第1偏振特性測定部11的測定結(jié) 果，計算正面延遲量，基于第2偏振特性測定部17的測定結(jié)果，計 算斜向延遲量，并且根據(jù)計算出的正面延遲量和斜向延遲量計算 Rth。
如上述所示，在試樣16的薄膜取向軸方位已知的情況下，通過 進行方位旋轉(zhuǎn)使第2偏振特性測定部17的斜向入射光與已知的取向 軸方位平行，可以準確地計算Rth。
在試樣16的薄膜取向軸方位未知的情況下，基于測量控制單元 62的控制，第1偏振特性測定部11對試樣16的偏振光的光強度在所有方位上進行檢測。基于該測定結(jié)果，軸/延遲量計算單元61計 算試樣16的取向軸方位。然后，面內(nèi)方位控制單元64對面內(nèi)方位可 變單元63進行控制，使第2偏振特性測定部17進行方位旋轉(zhuǎn)，使第 2偏振特性測定部17的斜向入射光與所計算出的取向軸方位平行， 并固定在該平行的位置上。對于以后的雙折射測定、Rth的計算，與 取向軸方位已知的情況相同。
如上述所示，在試樣16的薄膜取向軸方位未知的情況下，首先 通過第1偏振特性測定部11進行偏振特性測定，計算試樣16的取向 '軸方位，然后進行方位旋轉(zhuǎn)，使第2偏振特性測定部17的斜向入射 光與所計算出的取向軸方位平行，由此可以準確地計算Rth。
此外，測定取向軸方位和延遲量的方法并不限于旋轉(zhuǎn)檢偏法， 也可以使用旋轉(zhuǎn)相位元件法或彈性調(diào)制法等。
<第2實施方式>
圖4是表示本發(fā)明所涉及的雙折射測定裝置10的第2實施方式 的概略的結(jié)構(gòu)圖。此外，對于與圖1所示的結(jié)構(gòu)圖共通的部分，標注 相同標號，省略其詳細的說明。
在第2實施方式中，第1偏振特性測定部11的測定位置和第2 偏振特性測定部17的測定位置配置為，在試樣16的寬度方向上為相 同位置，在試樣16的傳送方向上以距離L分離。第1偏振特性測定 部11以使從第1投光器12射出的光與試樣16的法線平行的方式固 定配置，第2偏振特性測定部17配置為相對于試樣16，使從第2投 光器18射出的光相對于薄膜法線具有4(T的入射角。
圖5是本實施方式的第2偏振特性測定部17的結(jié)構(gòu)圖。面內(nèi)方 位可變單元63構(gòu)成為使投光器18、受光器19各自可獨立改變方位， 分別由面內(nèi)方位控制單元64進行控制。面內(nèi)方位可變單元63使用步 進電動機，可以使面內(nèi)方位在0 360°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。如上述所示， 第2偏振特性測定部17構(gòu)成為，通過面內(nèi)方位可變單元63，在使入 射角和測定區(qū)域保持恒定的狀態(tài)下進行方位旋轉(zhuǎn)。
另外，雙折射測定裝置10具有檢測傳送輥21的傳送位置的傳 送位置檢測單元65以及觸發(fā)信號產(chǎn)生單元66,以使得第1偏振特性測定部ll在試樣16上的測定區(qū)域、和第2偏振特性測定部17在試 樣16上的測定區(qū)域相同。
傳送位置檢測單元65通過未圖示的編碼器對旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的傳送輥 21的旋轉(zhuǎn)角進行檢測，對編碼器脈沖序列的脈沖數(shù)進行累計。觸發(fā) 信號產(chǎn)生單元66基于傳送位置檢測單元65的檢測結(jié)果計算試樣16 的傳送量，基于計算出的傳送量，在期望使第1偏振特性測定部11 以及第2偏振特性測定部17開始進行測定的定時，產(chǎn)生測定開始的 觸發(fā)信號。
下面，說明本實施方式的雙折射測定裝置10的動作。 在將試樣16由傳送輥21以規(guī)定的速度傳送的狀態(tài)下，觸發(fā)信 號產(chǎn)生單元66產(chǎn)生測定開始的觸發(fā)信號。該觸發(fā)信號輸入至測量控 制單元62，測量控制單元62使第1偏振特性測定部1]開始偏振特 性測定。
如果第1偏振特性測定部11的偏振特性測定結(jié)束，則軸/延遲 量計算單元61基于測定結(jié)果，計算試樣16的正面延遲量和取向軸方 位。面內(nèi)方位控制單元64使第2偏振特性測定部17進行方位旋轉(zhuǎn)， 以使第2偏振特性測定部17的斜向入射光與所計算出的取向軸方位 平行。
另外，觸發(fā)信號產(chǎn)生單元66基于傳送位置檢測單元65的輸出， 計算在產(chǎn)生測定開始的觸發(fā)信號之后的試樣16的傳送量。如果該計 算出的傳送量為第1偏振特性測定部11和第2偏振特性測定部17 之間的距離L，則觸發(fā)信號產(chǎn)生單元66再次產(chǎn)生測定開始的觸發(fā)信 號。測量控制單元62基于該觸發(fā)信號，使第2偏振特性測定部17 開始進行測定。
預先使方位旋轉(zhuǎn)至與試樣16的測定區(qū)域的取向軸方位平行的位 置上的第2偏振特性測定部17，基于測量控制單元62的指令進行偏 振特性測定。在第2偏振特性測定部17的偏振特性測定結(jié)束后，軸 /延遲量計算單元61基于測定結(jié)果，計算試樣16的斜向延遲量。軸 /延遲量計算單元61根據(jù)所計算出的正面延遲量和斜向延遲量進行 Rth的計算。通過如上述所示構(gòu)成，可以使第1偏振特性測定部11和第2偏
振特性測定部17在試樣16上的測定區(qū)域相同。另外，通過基于軸/ 延遲量計算單元根據(jù)第1偏振特性測定部H的測定結(jié)果而計算出的 取向軸方位，使第2偏振特性測定部17進行方位旋轉(zhuǎn)而變更進行測 定的面內(nèi)方位，即使在試樣16正在被傳送的狀態(tài)下，也可以始終準 確地進行傾斜方向延遲量的測定。
此外，第1偏振特性測定部11和第2偏振特性測定部17在不 同的定時進行偏振特性測定，但優(yōu)選同時進行測定。g卩，在第2偏振 特性測定部17進行偏振特性測定的期間，第1偏振特性測定部11 對傳送了距離L后的新區(qū)域進行偏振特性測定。通過這樣同時進行 測定，可以對更多的區(qū)域進行測定。
在這里，如果將在第1偏振特性測定部11以及第2偏振特性測 定部17每進行一次測定時的傳送試樣16的傳送量中較長的那個記作 X，在第2偏振特性測定部17通過面內(nèi)方位可變單元63進行方位旋 轉(zhuǎn)的期間內(nèi)試樣16進行傳送的傳送量記作Y，將進行延遲量測定的 試樣16的傳送方向的周期記作P，則以滿足X + Y^PSL的方式設 定X、 Y、 L。
通過如上述所示進行設定，可以使第1偏振特性測定部11以及 第2偏振特性測定部17同時進行偏振特性測定，同時，第2偏振特 性測定部17對第1偏振特性測定部11所測定的同一區(qū)域進行測定。
<實施例〉
使用上述第2實施方式的結(jié)構(gòu)，在薄膜制造工序中，在線進行 取向軸方位以及Rth的計算。測定周期的條件是沿薄膜傳送方向的長 度為100mm。其結(jié)果在圖6中示出。圖6 (a)表示各薄膜傳送位置 處的薄膜的取向軸方位，圖6 (b)表示各薄膜傳送位置處的Rth。
該測定樣本在制造中變更了制造條件，根據(jù)計算結(jié)果可以看出 在該制造條件變更后，薄膜的取向軸方位以及Rth發(fā)生了變化?；?該計算結(jié)果，可以進一步變更制造條件直至得到期望的薄膜性能。
另外，在線測定的傳送位置27 29m區(qū)間中的Rth的平均值為 215.6nm。將該區(qū)間在離線狀態(tài)下進行N = 4的采樣測定，其結(jié)果是Rth的平均值為215.3nm，得到了與在線測定結(jié)果的平均值非常一致 的結(jié)果。如上述所示，確認了在線的狀態(tài)下也可以準確地進行Rth 的測定。
權(quán)利要求
1.一種雙折射測定裝置，其特征在于，具有第1測定單元，其將光垂直地入射至被測定試樣，對所述被測定試樣的正面延遲量進行測定；第2測定單元，其將光以規(guī)定的入射角入射至所述被測定試樣，對所述被測定試樣的斜向延遲量進行測定；方位變更單元，其使所述第1測定單元以及所述第2測定單元中的至少所述第2測定單元，在保持光的入射角和入射位置恒定的狀態(tài)下變更所述光的入射方位；控制單元，其對所述方位變更單元進行控制，以使所述光的入射方位與所述被測定試樣的超前相軸方位或者滯后相軸方位平行；以及根據(jù)所述正面延遲量和所述斜向延遲量而對所述被測定試樣的厚度方向延遲量進行計算的單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙折射測定裝置，其特征在于，所述方位變更單元通過使所述第1測定單元以及所述第2測定 單元中的至少所述第2測定單元，以所述第2測定單元的入射位置處 的法線為中心進行旋轉(zhuǎn)，從而在所述入射角和所述入射位置保持恒定 的狀態(tài)下變更所述第2測定單元的光的入射方位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙折射測定裝置，其特征在于， 該雙折射測定裝置還具有基于所述第1測定單元的測定結(jié)果，對所述被測定試樣的超前相軸方位或者滯后相軸方位進行計算的單 元，所述控制單元對所述方位變更單元進行控制，以使所述光的入 射方位與所述計算出的超前相軸方位或者滯后相軸方位平行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的雙折射測定裝置，其特征在于，具有傳送單元，其以規(guī)定的速度將所述被測定試樣從所述第1測定 單元的入射位置向所述第2測定單元的入射位置傳送；以及控制單元，其對所述第1測定單元和所述第2測定單元進行控 制，以使所述第1測定單元在被測定試樣上的測定區(qū)域和所述第2 測定單元在被測定試樣上的測定區(qū)域為同一區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙折射測定裝置，其特征在于，所述第1測定單元和所述第2測定單元配置為，所述第1測定 單元的入射位置和所述第2測定單元的入射位置以規(guī)定的間隔L分離，針對所述第1測定單元進行測定的期間內(nèi)所述被測定試樣被傳送的量、以及在所述第2測定單元進行測定的期間內(nèi)所述被測定試樣 被傳送的量，將其中較多的那個記作X，將在所述方位變更單元進行方位變更的期間內(nèi)所述被測定試樣 的傳送量記作Y，將所述被測定試樣的測定點的間隔記作P，在此情況下，滿足X + YSP^L的關(guān)系。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的雙折射測定裝置，其特征在于， 所述第1測定單元以及所述第2測定單元的入射區(qū)域小于或等于4mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的雙折射測定裝置，其特 征在于，所述第1測定單元以及所述第2測定單元的入射光為平行光。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項所述的雙折射測定裝置，其特 征在于，所述控制單元具有檢測單元，其對所述被測定試樣的傳送量進行檢測；以及 觸發(fā)信號產(chǎn)生單元，其使所述第1測定單元以及所述第2測定單元開始進行測定，所述觸發(fā)信號產(chǎn)生單元在使所述第l測定單元開始進行測定后，如果所述檢測單元所檢測出的所述被測定試樣的傳送量等于所述規(guī)定的距離L，則使所述第2測定單元開始進行測定。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙折射測定裝置，其特征在于， 所述傳送單元為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的傳送輥，該雙折射測定裝置具有編碼器，其輸出與所述傳送輥的旋轉(zhuǎn)角 對應的脈沖序列，所述檢測單元對所述脈沖序列的脈沖數(shù)進行累計而檢測所述被 測定試樣的傳送量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的雙折射測定裝置，其特 征在于，所述第l測定單元以及所述第2測定單元一體地構(gòu)成，所述第1 測定單元以及所述第2測定單元配置為，使所述第1測定單元的入射 位置以及所述第2測定單元的入射位置為相同位置。
11. 一種雙折射測定方法，其特征在于，具有第1測定工序，其將光垂直地入射至被測定試樣，對所述被測 定試樣的延遲量進行測定；第2測定工序，其將光以規(guī)定的入射角入射至所述被測定試樣， 對所述被測定試樣的延遲量進行測定；方位變更工序，其使所述第1測定工序以及所述第2測定工序 中的至少所述第2測定工序，在光的入射角和入射位置保持恒定的狀 態(tài)下變更所述光的入射方位；控制工序，其對所述方位變更工序進行控制，以使所述光的入 射方位與所述被測定試樣的超前相軸方位或者滯后相軸方位平行；以及根據(jù)所述正面延遲量和所述斜向延遲量而對所述被測定試樣的 厚度方向延遲量進行計算的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙折射測定裝置以及雙折射測定方法，以在連續(xù)傳送并制造薄片狀薄膜的薄膜制造工序中，在線準確地計算厚度方向延遲量。第1偏振特性測定部沿薄膜法線方向進行偏振特性測定。軸/延遲量計算單元基于該測定結(jié)果，計算試樣的取向軸方位。面內(nèi)方位控制單元使第2偏振特性測定部進行方位旋轉(zhuǎn)，以使得第2偏振特性測定部的斜向入射光與所計算出的取向軸方位平行。試樣由傳送輥進行傳送，如果由第1偏振特性測定部進行測定的區(qū)域到達第2偏振特性測定部的測定位置，則第2偏振特性測定部開始進行測定。軸/延遲量計算單元基于第1偏振特性測定部和第2偏振特性測定部的測定結(jié)果，進行厚度方向延遲量的計算。
文檔編號G01N21/23GK101539512SQ200910128480
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者下田知之, 池端康介, 重田文吾 申請人:富士膠片株式會社