專利名稱：雙折射測定裝置和方法、以及薄膜生產(chǎn)系統(tǒng)和方法
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(zhǔn)確地測定薄膜的雙折射特性 的雙折射測定裝置、雙折射測定方法、薄膜生產(chǎn)系統(tǒng)以及薄膜生產(chǎn)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(jìn)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(jìn)行控制。這樣，通過對工序條件進(jìn)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(shí)現(xiàn)顯示器的高性能 化、高品質(zhì)化。
在專利文獻(xiàn)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(kuò)大測量范圍，通過對測量了延遲量的 位置處的試樣厚度進(jìn)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(zhǔn)確地測量雙折射。根據(jù)專利文獻(xiàn)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。
另一方面，已知延遲量受到在傳送中的薄膜上施加的張力的影 口向，在制造工序內(nèi)測量的延遲量并不一定是對薄膜原本的值進(jìn)行了準(zhǔn)
確地測量。與此相對，在專利文獻(xiàn)2中記載有一種裝置，其使在薄膜 的前進(jìn)方向上施加的張力在寬度方向上的分布恒定而測定延遲量，從 測定值中減去由張力引起的變化量，從而近似為無負(fù)荷狀態(tài)下的延遲 量的值。根據(jù)專利文獻(xiàn)2的裝置，對于生產(chǎn)線中的相位差薄膜的延遲 量，可以得到與在無負(fù)荷狀態(tài)下測定出的延遲量相同的測定結(jié)果，所 以可以容易地基于測定結(jié)果進(jìn)行生產(chǎn)條件的調(diào)整。專利文獻(xiàn)l:特開平11一326190號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:特開2001—4535號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
近年，已知除了薄膜的厚度及張力之外，薄膜的含水率也會使 延遲量測定值發(fā)生變化這一事實(shí)。薄膜含水率由于受薄膜原材料的特 性、制造工序中的加熱、干燥工序、以及薄膜傳送時周圍的溫濕度環(huán) 境的影響而變化，所以隨著是在制造工序的哪個工序中測定延遲量， 對測定值的影響程度發(fā)生變化。因此，為了基于延遲量測定值來判斷 薄膜性能并變更工序條件，重要的是獲知在測定延遲量時的薄膜含水 率。
但是，在專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2所記載的裝置中，存在下述 問題，即，無法判斷制造工序中的延遲量測定值的變化是由薄膜含水 率的影響引起的，還是薄膜自身的延遲量性能發(fā)生了變化。
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其提供一種準(zhǔn)確地測定被 測定試樣的雙折射特性的雙折射測定裝置、雙折射測定方法、薄膜生 產(chǎn)系統(tǒng)以及薄膜生產(chǎn)方法。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案1中記載的雙折射測定裝置的特
征在于，具有延遲量測定單元，其將光入射至被測定試樣而測定所 述被測定試樣的延遲量；含水率測定單元，其測定所述被測定試樣的 含水率；以及校正單元，其基于所述測定出的含水率，對所述測定出 的延遲量進(jìn)行校正。
由此，可以消除含水率對延遲量的影響，可以準(zhǔn)確地測定被測 定試樣的雙折射特性。
技術(shù)方案2所示的特征在于，在技術(shù)方案1所記載的雙折射測 定裝置中，所述含水率測定單元對所述延遲量測定單元的測定區(qū)域的 含水率進(jìn)行測定。
由此，可以適當(dāng)?shù)販y定試樣的含水率。
技術(shù)方案3所示的特征在于，在技術(shù)方案1或2所記載的雙折 射測定裝置中，所述含水率測定單元使用紅外吸收法來測定所述被測定試樣的含水率。
由此，可以簡單地對含水率進(jìn)行測定。
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(xiàng)所記 載的雙折射測定裝置中，具有對所述被測定試樣的單位厚度的含水 率與單位厚度的延遲量的變化率之間的第1相關(guān)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算的單
元；厚度測定單元，其測定所述被測定試樣的厚度；基于所述測定出 的含水率和所述測定出的厚度，對所述被測定試樣的單位厚度的含水
率進(jìn)行計(jì)算的單元；以及根據(jù)所述計(jì)算出的被測定試樣的單位厚度的 含水率和所述計(jì)算出的第1相關(guān)關(guān)系，對所述被測定試樣的單位厚度
的延遲量的變化率進(jìn)行計(jì)算的單元，所述校正單元基于所述計(jì)算出的
單位厚度的延遲量的變化率，對所述測定出的延遲量進(jìn)行校正。 由此，可以適當(dāng)?shù)叵蕦ρ舆t量的影響。 技術(shù)方案5所示的特征在于，在技術(shù)方案4所記載的雙折射測
定裝置中，所述厚度測定單元對所述含水率測定單元的測定區(qū)域的厚
度進(jìn)行測定。
由此，可以適當(dāng)?shù)販y定試樣的厚度。
技術(shù)方案6所示的特征在于，在技術(shù)方案4或5所記載的雙折 射測定裝置中，所述厚度測定單元使用紅外吸收法來測定所述被測定 試樣的厚度。
由此，可以簡單地對試樣的厚度進(jìn)行測定。
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(xiàng)所記 載的雙折射測定裝置中，具有傳送單元，其傳送所述被測定試樣； 計(jì)算所述傳送單元的傳送量的單元；以及控制單元，其基于沿所述被 測定試樣的傳送方向配置的所述延遲量測定單元、所述含水率測定單 元、以及所述厚度測定單元的各測定位置間的距離、和所述計(jì)算出的 傳送量，對各測定單元進(jìn)行控制，以使各測定單元對所述被測定試樣 的同一區(qū)域進(jìn)行測定。
由此，可以簡單地對試樣的同一區(qū)域的延遲量、含水率、厚度 進(jìn)行測定。
技術(shù)方案8所示的特征在于，在技術(shù)方案1至7中任一項(xiàng)所記載的雙折射測定裝置中，具有對在所述被測定試樣上施加的張力與 所述被測定試樣的延遲量的變化率之間的第2相關(guān)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算的 單元；對在所述延遲量測定單元進(jìn)行測定時所述被測定試樣上施加的 張力進(jìn)行測定的單元；以及根據(jù)所述測定出的張力和所述第2相關(guān)關(guān) 系，對所述被測定試樣的延遲量的變化率進(jìn)行計(jì)算的單元，所述校正 單元基于所述計(jì)算出的延遲量的變化率，對所述測定出的延遲量進(jìn)行 校正。
由此，可以消除張力對延遲量的影響。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案9所記載的薄膜生產(chǎn)系統(tǒng)的特征 在于，具有生產(chǎn)單元，其以規(guī)定的生產(chǎn)條件生產(chǎn)薄膜；權(quán)利要求l 至8中任一項(xiàng)所述的雙折射測定裝置；以及基于通過所述雙折射測定 裝置對由所述生產(chǎn)單元生產(chǎn)出的薄膜進(jìn)行測定而得到的結(jié)果，變更所 述規(guī)定的生產(chǎn)條件的單元。
由此，可以穩(wěn)定地生產(chǎn)高性能的薄膜。
技術(shù)方案IO所示的特征在于，在技術(shù)方案9所記載的薄膜生產(chǎn) 系統(tǒng)中，所述規(guī)定的生產(chǎn)條件包含所述薄膜原材料的擠出量、所述薄 膜的縱/橫伸長率、所述薄膜延伸時的薄膜加熱溫度、以及所述薄膜 延伸后的薄膜熱處理溫度中的至少1個。
由此，可以適當(dāng)?shù)叵蚬ば驐l件進(jìn)行反饋。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案11所記載的雙折射測定方法的特 征在于，具有延遲量測定工序，其將光入射至被測定試樣而測定所 述被測定試樣的延遲量；含水率測定工序，其測定所述被測定試樣的 含水率；以及校正工序，其基于所述測定出的含水率，對所述測定出 的延遲量進(jìn)行校正。
由此，可以消除含水率對延遲量的影響，可以在制造工序中準(zhǔn) 確地測定薄膜的雙折射特性。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案12所記載的薄膜生產(chǎn)方法的特征 在于，具有生產(chǎn)工序，其以規(guī)定的生產(chǎn)條件生產(chǎn)薄膜；延遲量測定 工序，其將光入射至所述生產(chǎn)出的薄膜而測定所述薄膜的延遲量；含 水率測定工序，其測定所述薄膜的含水率；校正工序，其基于所述測定出的含水率，對所述測定出的延遲量進(jìn)行校正；以及基于所述校正 后的延遲量，變更所述規(guī)定的生產(chǎn)條件的工序。 由此，可以穩(wěn)定地生產(chǎn)高性能的薄膜。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，由于在被測定試樣的延遲量測定中，對被測定試 樣的含水率進(jìn)行測定，基于測定出的含水率對測定出的延遲量進(jìn)行校 正，所以可以消除含水率對延遲量的影響，進(jìn)行準(zhǔn)確的延遲量測定。


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(shí)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(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 圖3是表示軸/延遲量計(jì)算單元61的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。 圖4是表示在試樣16的完成狀態(tài)下，溫度條件恒定時的含水率
和延遲量之間關(guān)系的曲線圖。
圖5是表示基于最終計(jì)算出的延遲量向工序條件進(jìn)行反饋的處
理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面，說明用于實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)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(shí)施方式 的概略的結(jié)構(gòu)圖。
如該圖所示，本實(shí)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(jì)算單元61;測 量控制單元62;面內(nèi)方位可變單元63;面內(nèi)方位控制單元64;傳送 位置檢測單元65;含水率測定部81;厚度測定部82;以及張力測定
部83。第1偏振特性測定部11是使用旋轉(zhuǎn)檢偏元件法來計(jì)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(xué) 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、幾/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(dǎo)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(shí)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(dǎo)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(dǎo)至后面的光學(xué)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(xué) 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?。將從小孔?0的小孔射出的光看作大致點(diǎn)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(shí)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(shí)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 10一5 量級的、利用碘吸收的高分子型或利用光學(xué)晶體的棱鏡型等，在本實(shí) 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(dǎo)至凡/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(xué)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(zhǔn)確地制作相位差為90°的義/4波長板38實(shí)際上非常困難，所以在 本實(shí)施方式中，將;i/4波長板38的超前相軸方位配置為45° ，事先 實(shí)際測量入射偏振狀態(tài)(斯托克斯參數(shù))，用于計(jì)算測定值。
通過X/4波長板38后的光被引導(dǎo)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(shí)施方式中，使用 力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、折皺引起的平面性惡化的影響。
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(jī)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(jī)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(jìn)行旋轉(zhuǎn)的線偏振片48 的透射軸方位的光強(qiáng)度進(jìn)行檢測，而對入射至PMT 50的偏振光的光 強(qiáng)度在所有方位上進(jìn)行檢測。在本實(shí)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(jī)46是可以使光從中心通過的中空型電動機(jī)，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360。旋轉(zhuǎn)。中空的旋轉(zhuǎn)體在外周具有齒輪等機(jī)械結(jié)合部， 通過皮帶或齒輪與無刷電動機(jī)或步進(jìn)電動機(jī)等結(jié)合。旋轉(zhuǎn)體和電動機(jī) 作為機(jī)構(gòu)要素既可以分開構(gòu)成，也可以一體化。在本實(shí)施方式中，使 用無刷電動機(jī)，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(jī)46的當(dāng)前的角度位置，由此可以 檢測線偏振片48的當(dāng)前的透射軸方位。在本實(shí)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(qiáng)度信號變換為模擬電壓信號并 進(jìn)行輸出。對光進(jìn)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21以規(guī)定的速度進(jìn)行傳送。張力測定部83構(gòu)成 為可以檢測由傳送輥21施加的試樣16的張力。
第2偏振特性測定部17也是使用旋轉(zhuǎn)檢偏元件法來計(jì)算試樣的 傾斜入射光的延遲量的測定部。第2偏振特性測定部17的光學(xué)系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)與第l偏振特性測定部11的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同。第1偏振 特性測定部11和第2偏振特性測定部17配置為，可以對試樣16的 寬度方向上的同一區(qū)域進(jìn)行測定。
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(diǎn)的法線為中心進(jìn)行方位旋轉(zhuǎn)。因此，第2偏 振特性測定部17可以在使測定區(qū)域和入射角保持恒定的同時變更入 射方位。在本實(shí)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，第1偏振特性測定部11和第2偏振特性測定部17也可 以配置為在試樣16的傳送方向上以規(guī)定的距離分離。在分離地配置 的情況下，優(yōu)選各自的測定位置配置為在試樣16的寬度方向上為相 同的位置，通過利用后述的傳送位置檢測單元65對試樣16的傳送量 進(jìn)行檢測，而使測定區(qū)域相同。
含水率測定部81構(gòu)成為可以使用紅外吸收法來測定試樣16的 含水率。另外，厚度測定部82構(gòu)成為可以使用紅外吸收法來測定試 樣16的厚度。厚度測定部82也可以使用光干涉法，但如果采用紅外 吸收法，則可以與含水率測定部81使用同一部件，因此優(yōu)選。第1偏振特性測定部11、第2偏振特性測定部17、含水率測定
部81、以及厚度測定部82，以可以對試樣16的寬度方向上的同一位 置進(jìn)行測定的方式沿試樣16的傳送方向配置。另外，優(yōu)選將上述測 定部配置在彼此接近的位置上，以可以忽略進(jìn)行傳送的試樣16的含 水率的變化。
圖3是表示軸/延遲量計(jì)算單元61的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖 所示，軸/延遲量計(jì)算單元61由AD變換部71以及運(yùn)算部72構(gòu)成。 AD變換部71將從第1偏振特性測定部11、第2偏振特性測定部17、 含水率測定部81、厚度測定部82、以及張力測定部83輸出的模擬電 壓信號，逐次變換為數(shù)字電壓信號。運(yùn)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(yùn)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?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換； 以及計(jì)算部75，其基于傅里葉變換處理部74的輸出結(jié)果，計(jì)算軸方 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?jǐn)?shù)據(jù)、由傅 里葉變換處理部74進(jìn)行變換處理后得到的結(jié)果數(shù)據(jù)、在計(jì)算部75 計(jì)算軸方位以及延遲量的過程中產(chǎn)生的運(yùn)算中間數(shù)據(jù)及運(yùn)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(yīng)的數(shù)字?jǐn)?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(jì)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)。
計(jì)算部75基于傅里葉變換處理部74的輸出結(jié)果，計(jì)算軸方位 和延遲量，同時基于存儲在存儲部73中的含水率、厚度、以及張力 的測定結(jié)果，對計(jì)算出的延遲量進(jìn)行校正。
AD變換部71以及運(yùn)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(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)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(jìn)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(dú)立地改變方位。面內(nèi)方位可變單元63使用步進(jìn)電動機(jī)，可 以使面內(nèi)方位在0 360°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
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(jìn)行檢測，對上述編碼器脈沖序列的脈沖數(shù)進(jìn)行累計(jì)。
測量控制單元62基于傳送位置檢測單元65的檢測結(jié)果，計(jì)算 試樣16的傳送量，基于計(jì)算出的傳送量，對張力測定部83、含水率 測定部81、厚度測定部82、第l偏振特性測定部ll、以及第2偏振 特性測定部17進(jìn)行控制，從而對試樣16的雙折射測定進(jìn)行集中控制。 在本實(shí)施方式中，測量控制單元62使用個人計(jì)算機(jī)，與各個測定部、 軸/延遲量計(jì)算單元61、面內(nèi)方位控制單元64、以及傳送位置檢測 單元65可雙向通信地連接。
下面，說明本實(shí)施方式的雙折射測定裝置IO和使用雙折射測定 裝置io的薄膜生產(chǎn)系統(tǒng)的動作。
首先，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(qiáng)度在所有方位上進(jìn)行檢測。軸/延遲量計(jì) 算單元61基于該測定結(jié)果，計(jì)算試樣16的取向軸方位。面內(nèi)方位控 制單元64對面內(nèi)方位可變單元63進(jìn)行控制，使第2偏振特性測定部 17進(jìn)行方位旋轉(zhuǎn)并固定，使第2偏振特性測定部17的傾斜入射光與 計(jì)算出的取向軸方位平行或者正交。然后，由傳送輥21開始傳送試 樣16。
在傳送開始后，測量控制單元62使含水率測定部81對試樣16 的含水率進(jìn)行測定。傳送位置檢測單元65基于由傳送輥21傳送試樣 16的傳送量，對試樣16上的由含水率測定部81進(jìn)行了含水率測定 的區(qū)域的位置進(jìn)行檢測。如果檢測到該位置已經(jīng)到達(dá)厚度測定部82 的測定位置，則測量控制單元62基于傳送位置檢測單元65的檢測結(jié) 果，使厚度測定部82進(jìn)行厚度的測定。
另外，如果傳送位置檢測單元65檢測到試樣16上的厚度測定 部82進(jìn)行了厚度測定的區(qū)域已經(jīng)到達(dá)第1偏振特性測定部11以及第 2偏振特性測定部17的測定位置，則測量控制單元62基于傳送位置檢測單元65的檢測結(jié)果，使第1偏振特性測定部11以及第2偏振特 性測定部17進(jìn)行偏振特性的測定。
在此期間，張力測定部83根據(jù)來自測量控制單元62的指示， 對由傳送輥21施加的試樣16的張力進(jìn)行測定。
如上述所示，雙折射測定裝置IO可以對試樣16的同一區(qū)域進(jìn) 行含水率、厚度、張力、以及偏振特性的測定。
在上述測定結(jié)束后，軸/延遲量計(jì)算單元61基于第l偏振特性 測定部ll的測定結(jié)果，計(jì)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(jì)算斜向延遲量。也可以根據(jù)正面延遲量和斜向延 遲量計(jì)算厚度方向延遲量(Rth)。另外，基于測定出的含水率、厚 度，對計(jì)算出的延遲量進(jìn)行校正。
在這里，說明根據(jù)含水率對計(jì)算出的延遲量進(jìn)行的校正。圖4 是表示在試樣16的完成狀態(tài)下，溫度條件恒定時的含水率與延遲量 之間相關(guān)關(guān)系的曲線圖。如上述所示，事先求出含水率與延遲量的關(guān) 系。另外，優(yōu)選預(yù)先根據(jù)該關(guān)系而計(jì)算出關(guān)系式。圖4的縱軸、即延 遲性變化率，是針對試樣16的單位厚度的延遲量(延遲性)，以完 成狀態(tài)的含水率下的延遲性為基準(zhǔn)而計(jì)算出的比率。另外，圖4的橫 軸、即含水率，是作為試樣16的單位厚度的含水率而進(jìn)行計(jì)算的。
軸/延遲量計(jì)算單元61根據(jù)由厚度測定部82測定出的厚度值， 對由含水率測定部81測定出的含水率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，使用根據(jù)圖4計(jì) 算的關(guān)系式，計(jì)算測定時相對于試樣16的完成狀態(tài)的延遲性以何種 程度變化這一比例。另外，通過用計(jì)算出的延遲量除以上述延遲量的 變化率，可以對計(jì)算出的延遲量進(jìn)行校正。
另外，除了含水率和厚度以外，也可以通過張力測定部83測定 試樣16的傳送張力，基于測定結(jié)果將計(jì)算出的延遲量校正為不包含 張力影響的值。
通過如上述所示構(gòu)成，可以根據(jù)含水率、厚度、以及張力的測 定結(jié)果，對計(jì)算出的延遲量進(jìn)行校正，從而計(jì)算真實(shí)的延遲量。
此外，也可以將第1偏振特性測定部11、第2偏振特性測定部 17、含水率測定部81、厚度測定部82—體化，并設(shè)置用于使它們在試樣16的寬度方向上移動并進(jìn)行測定的橫移單元。
下面，使用圖5，針對本發(fā)明所涉及的生產(chǎn)系統(tǒng)基于雙折射測定 裝置10最終計(jì)算出的延遲量而向工序條件進(jìn)行反饋的處理進(jìn)行說
明。在這里，以目標(biāo)延遲量為50nm且性能范圍為土5nm、目標(biāo)薄膜 厚度為40/z m且性能范圍為±5 m m的情況為例進(jìn)行說明。
如上述說明所示，雙折射測定裝置IO基于含水率測定部81、厚 度測定部82、第l偏振特性測定部ll、第2偏振特性測定部17、以 及張力測定部83的測定結(jié)果，計(jì)算不包含含水率及張力影響的真實(shí) 的延遲量(步驟Sl)。
然后，判斷計(jì)算出的延遲量是否大于目標(biāo)值正5nm (步驟S2)。 在大于目標(biāo)值正5nm的情況下，對厚度測定部82測定出的試樣16 的厚度進(jìn)行判斷(步驟S3)。在試樣16的厚度大于目標(biāo)值正5"m 的情況下，與計(jì)算出的延遲量對應(yīng)而減少溶液鑄塑工序中的原材料的 擠出量，使延遲量接近目標(biāo)值(步驟S4)。例如，在計(jì)算出的延遲 量比目標(biāo)值大10%的情況下，通過將溶液鑄塑工序中的原材料的擠 出量減少10%，可以使延遲量減小10%。此時，由于試樣16的厚度 也變薄10%，所以在過度變薄而超出厚度的性能范圍的情況下，艮口， 在預(yù)測到試樣16的厚度小于目標(biāo)值負(fù)5"m的情況下，降低伸長率 以使厚度落入性能范圍內(nèi)(步驟S5)。
在厚度測定部82測定出的試樣16的厚度落在從目標(biāo)值負(fù)5 v m 至目標(biāo)值正5 m的范圍內(nèi)的情況下，降低伸長率而使延遲量接近目 標(biāo)值(步驟S6)。此時，考慮到由于降低伸長率而導(dǎo)致的試樣16的 厚度增加，從而減少溶液鑄塑工序中的原材料的擠出量，以使試樣 16的厚度落入性能范圍內(nèi)(步驟S7)。
在厚度測定部82測定出的試樣16的厚度小于目標(biāo)值負(fù)5 /z m的 情況下，增加擠出量以使試樣16的厚度落入性能范圍內(nèi)(步驟S8)。 另外，考慮到由于增加試樣16的厚度而導(dǎo)致的延遲量的增加量，從 而降低伸長率，使延遲量接近目標(biāo)值(步驟S9)。
在步驟S2中，計(jì)算出的延遲量小于或等于目標(biāo)值正5nm的情況 下，判斷是否小于目標(biāo)值負(fù)5nm (步驟S10)。在小于目標(biāo)值負(fù)5nm的情況下，針對厚度測定部82測定出的試樣16的厚度進(jìn)行判斷(步 驟Sll)。
在厚度測定部82測定出的試樣16的厚度大于目標(biāo)值正5 m m的 情況下，減少擠出量以使試樣16的厚度落入性能范圍內(nèi)(步驟S12)。 另外，考慮到由于減少試樣16的厚度而導(dǎo)致的延遲量的減少量，從 而提高伸長率，使延遲量接近目標(biāo)值(步驟S13)。
在厚度測定部82測定出的試樣16的厚度落在從目標(biāo)值負(fù)5/z m 至目標(biāo)值正5 m的范圍內(nèi)的情況下，提高伸長率而使延遲量接近目 標(biāo)值(步驟S14)。此時，考慮到由于提高伸長率而導(dǎo)致的試樣16 的厚度減少，從而增加溶液鑄塑工序中的原材料的擠出量，以使試樣 16的厚度落入性能范圍內(nèi)(步驟S15)。
在厚度測定部82測定出的試樣的厚度小于目標(biāo)值負(fù)5mhi的情 況下，與計(jì)算出的延遲量對應(yīng)而增加溶液鑄塑工序中的原材料的擠出 量，使延遲量接近目標(biāo)值(步驟S16)。此時，考慮到由于增加原材 料的擠出量而導(dǎo)致的試樣16的厚度增加，在預(yù)測出延遲量變得大于 目標(biāo)值正5nm的情況下，提高伸長率以使厚度落入性能范圍內(nèi)(步 驟S17)。
如上述所示，通過基于雙折射測定裝置IO最終計(jì)算出的延遲量， 判斷薄膜性能并向工序條件進(jìn)行反饋，從而可以穩(wěn)定地生產(chǎn)高性能的 薄膜。
在本實(shí)施方式中，通過對溶液鑄塑工序中的原材料的擠出量和 伸長率進(jìn)行控制，而調(diào)整試樣16的延遲量，但也可以控制其他工序 條件而進(jìn)行調(diào)整。例如，在對通過溶液鑄塑工序或熔融鑄塑工序流延 而形成的薄膜進(jìn)行延伸的工序中，可以通過對薄膜原材料的擠出量、 薄膜的縱/橫伸長率、延伸時的薄膜加熱溫度及延伸后的薄膜熱處理 溫度進(jìn)行控制，以完成階段的延遲量性能作為目標(biāo)值而對工序條件進(jìn) 行調(diào)整。
此外，伸長率的變化對延遲量的影響具有下述效果，g卩，通過 使試樣16的厚度減少而使延遲量變小的效果，以及通過延伸使薄膜 產(chǎn)生取向性而使延遲量變大或者變小。因此，由于延遲量的變化方向是由上述總體的影響程度決定的，所以有時隨著薄膜原材料的不同， 伸長率的控制不同。
另外，延伸時的薄膜加熱溫度及延伸后的薄膜熱處理溫度，也 是用于提高寬度方向的延遲量和軸的均勻性的重要工序條件，對于這 兩個工序條件對延遲量的影響，由于隨著薄膜原材料或制造工藝的不 同(例如縱向延伸、或者橫向延伸等)，延遲量的變化方向改變，因 此需要考慮這兩個工序條件而進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1. 一種雙折射測定裝置，其特征在于，具有延遲量測定單元，其將光入射至被測定試樣而測定所述被測定試樣的延遲量；含水率測定單元，其測定所述被測定試樣的含水率；以及校正單元，其基于所述測定出的含水率，對所述測定出的延遲量進(jìn)行校正。
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， 所述含水率測定單元對所述延遲量測定單元的測定區(qū)域的含水率進(jìn)行測定。
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，所述含水率測定單元使用紅外吸收法來測定所述被測定試樣的 含水率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雙折射測定裝置，其特 征在于，具有對所述被測定試樣的單位厚度的含水率與單位厚度的延遲量的變化率之間的第1相關(guān)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算的單元；厚度測定單元，其測定所述被測定試樣的厚度； 基于所述測定出的含水率和所述測定出的厚度，對所述被測定試樣的單位厚度的含水率進(jìn)行計(jì)算的單元；以及根據(jù)所述計(jì)算出的被測定試樣的單位厚度的含水率和所述計(jì)算出的第1相關(guān)關(guān)系，對所述被測定試樣的單位厚度的延遲量的變化率進(jìn)行計(jì)算的單元，所述校正單元基于所述計(jì)算出的單位厚度的延遲量的變化率， 對所述測定出的延遲量進(jìn)行校正。
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， 所述厚度測定單元對所述含水率測定單元的測定區(qū)域的厚度進(jìn)行測定。
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， 所述厚度測定單元使用紅外吸收法來測定所述被測定試樣的厚度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的雙折射測定裝置，其特 征在于，具有傳送單元，其傳送所述被測定試樣； 計(jì)算所述傳送單元的傳送量的單元；以及控制單元，其基于沿所述被測定試樣的傳送方向配置的所述延 遲量測定單元、所述含水率測定單元、以及所述厚度測定單元的各測 定位置之間的距離、和所述計(jì)算出的傳送量，對各測定單元進(jìn)行控制， 以使各測定單元對所述被測定試樣的同一區(qū)域進(jìn)行測定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的雙折射測定裝置，其特 征在于，具有對所述被測定試樣上施加的張力與所述被測定試樣的延遲量的 變化率之間的第2相關(guān)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算的單元；對在所述延遲量測定單元進(jìn)行測定時所述被測定試樣上施加的 張力進(jìn)行測定的單元；以及根據(jù)所述測定出的張力和所述第2相關(guān)關(guān)系，對所述被測定試 樣的延遲量的變化率進(jìn)行計(jì)算的單元，所述校正單元基于所述計(jì)算出的延遲量的變化率，對所述測定 出的延遲量進(jìn)行校正。
9. 一種薄膜生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，具有 生產(chǎn)單元，其以規(guī)定的生產(chǎn)條件生產(chǎn)薄膜；權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的雙折射測定裝置；以及 基于通過所述雙折射測定裝置對由所述生產(chǎn)單元生產(chǎn)出的薄膜 進(jìn)行測定而得到的結(jié)果，變更所述規(guī)定的生產(chǎn)條件的單元。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于， 所述規(guī)定的生產(chǎn)條件包含所述薄膜原材料的擠出量、所述薄膜的縱/橫伸長率、所述薄膜延伸時的薄膜加熱溫度、以及所述薄膜延 伸后的薄膜熱處理溫度中的至少1個。
11. 一種雙折射測定方法，其特征在于，具有延遲量測定工序，其將光入射至被測定試樣而測定所述被測定試樣的延遲量；含水率測定工序，其測定所述被測定試樣的含水率；以及 校正工序，其基于所述測定出的含水率，對所述測定出的延遲量進(jìn)fi"校正。
12. —種薄膜生產(chǎn)方法，其特征在于，具有 生產(chǎn)工序，其以規(guī)定的生產(chǎn)條件生產(chǎn)薄膜；延遲量測定工序，其將光入射至所述生產(chǎn)出的薄膜而測定所述 薄膜的延遲量；含水率測定工序，其測定所述薄膜的含水率；校正工序，其基于所述測定出的含水率，對所述測定出的延遲 量進(jìn)行校正；以及基于所述校正后的延遲量，變更所述規(guī)定的生產(chǎn)條件的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙折射測定裝置和方法、以及薄膜生產(chǎn)系統(tǒng)和方法。在制造工序中準(zhǔn)確地測定薄膜的雙折射特性，并向工序條件進(jìn)行反饋。含水率測定部(81)測定試樣(16)的含水率，厚度測定部(82)測定試樣(16)的厚度，第1偏振特性測定部(11)以及第2偏振特性測定部(17)測定試樣(16)的雙折射特性。軸/延遲量計(jì)算單元(61)根據(jù)第1偏振特性測定部(11)以及第2偏振特性測定部(17)的測定結(jié)果，計(jì)算試樣(16)的延遲量。另外，根據(jù)由厚度測定部(82)測定出的厚度值，對由含水率測定部(81)測定出的含水率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，使用預(yù)先求出的含水率與延遲量的關(guān)系式，對計(jì)算出的延遲量進(jìn)行校正?；谟?jì)算出的延遲量，向工序條件進(jìn)行反饋。
文檔編號G01N21/23GK101545853SQ20091011936
公開日2009年9月30日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者池端康介, 稻村隆宏, 重田文吾 申請人:富士膠片株式會社