(57)【要約】【課題】液晶パネルの耐久性を短時間で適正に評価することができる耐久性試験装置および耐久性試験方法を提供すること。【解決手段】本発明の耐久性試験装置１は、光を出射する光源３と、光源３から出射された光のうち、５００ｎｍ以上の波長の光をカットするよう配置されたダイクロイックミラー９と、ダイクロイックミラー９から出射された光のうち、３８０ｎｍ以下の波長の光をカットするカットフィルタ５とを備えている点に特徴を有する。カットフィルタ５は、３８０ｎｍ以下の波長の光の透過率が５％以下であり、３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の透過率が４０％以上である。また、光源３とカットフィルタ５との間の光路上には、光源３から出射された光を集光するレンズ４が設置されている。３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の液晶パネル１０への照射強度は、３０００〜１４０００ｍＷ／ｃｍ２  である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルに光を照射して、前記液晶パネルの耐久性試験を行う耐久性試験装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光のうち、５００ｎｍ以上の波長の光をカットするよう配置されたダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーを透過した光のうち、３８０ｎｍ以下の波長の光をカットするカットフィルタとを備え、前記カットフィルタを通過した光を前記液晶パネルに照射して耐久性試験を行うことを特徴とする耐久性試験装置。
【請求項２】
前記カットフィルタは、３８０ｎｍ以下の波長の光の透過率が５％以下である請求項１に記載の耐久性試験装置。
【請求項３】
前記カットフィルタは、３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の透過率が４０％以上である請求項１または２に記載の耐久性試験装置。
【請求項４】
前記液晶パネルに照射される光を集光する集光手段を備えた請求項１ないし３のいずれかに記載の耐久性試験装置。
【請求項５】
耐久性試験装置内の少なくとも一部を冷却する冷却手段を備えた請求項１ないし４のいずれかに記載の耐久性試験装置。
【請求項６】
３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の前記液晶パネルへの照射強度が、３０００〜１４０００ｍＷ／ｃｍ２  である請求項１ないし５のいずれかに記載の耐久性試験装置。
【請求項７】
前記液晶パネルに照射される光は、３８０ｎｍ以下の波長の光の強度が１００ｍＷ／ｃｍ２  以下である請求項１ないし６のいずれかに記載の耐久性試験装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の耐久性試験装置を用いて行われることを特徴とする耐久性試験方法。
【請求項９】
光の照射時における前記耐久性試験装置内の温度が、１０〜８０℃である請求項８に記載の耐久性試験方法。
【請求項１０】
液晶パネルに光を照射して、前記液晶パネルの耐久性を試験する耐久性試験方法であって、
光源から光を出射し、前記光源から出射された光のうち、５００ｎｍ以上の波長の光と、３８０ｎｍ以下の波長の光とをカットして前記液晶パネルに照射することを特徴とする耐久性試験方法。
【請求項１１】
前記光源から出射された光を集光して前記液晶パネルに照射する請求項１０に記載の耐久性試験方法。
【請求項１２】
前記液晶パネルから抜熱しつつ、光の照射を行う請求項１０または１１に記載の耐久性試験方法。
【請求項１３】
３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の前記液晶パネルへの照射強度が、３０００〜１４０００ｍＷ／ｃｍ２である請求項１０ないし１２のいずれかに記載の耐久性試験方法。
【請求項１４】
前記液晶パネルに照射される光は、３８０ｎｍ以下の波長の光の強度が１００ｍＷ／ｃｍ２以下である請求項１０ないし１３のいずれかに記載の耐久性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐久性試験装置および耐久性試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクリーン上に画像を投影する液晶プロジェクタ等の投射型表示装置（液晶表示装置）が知られている。このような投射型表示装置では、通常、液晶パネルを備えている。このような液晶パネルは、主として、液晶層に電圧を印加するための電極を備える２枚の基板と、これらに狭持された液晶層とで構成されており、前記電極を備える２枚の基板の液晶層に対向する面側には、それぞれ、電圧無印加時における液晶分子の配列を制御する配向膜が設けられている。配向膜としては、一般にポリイミドなどの配向性有機高分子膜で構成されたものが用いられている。
【０００３】
上記のような液晶パネル、液晶表示装置においては、例えば、配向膜の構成材料や液晶分子等が経時的劣化（分解等）を起こすことにより、液晶の性能に悪影響を起こしたり、配向膜による液晶分子の配向規制力が低下して液晶分子の配向状態が乱れ、コントラストの低下などの表示品質の低下を生じることがある。
そこで、液晶パネルについては、その耐久性を評価する目的の試験が行われることがある。このような試験としては、例えば、液晶パネルを高温環境下に所定時間放置するエージング加速試験がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、近年の液晶表示装置の急速な高輝度化、小型化に伴い、耐熱性だけでなく、ポリイミド材料の耐光性が、液晶パネル、画像表示装置の製品寿命に大きな影響を与えるようになってきている。このため、上記のような試験では、液晶パネルの耐久性を適切に評価するのが困難となってきていた。
このような問題を解決する目的で、液晶パネルに光を照射し、表示品質が低下するまでの時間を計測し、液晶パネルの耐久性を評価する方法が採用されることがある。このような方法においては、通常、液晶表示装置が備える光源が用いられるが、通常の実機製品においてこのような試験を行うと、評価が終了するまでに、通常１年以上費やしてしまい、試験の効率が極めて低い。
また、試験の効率化を向上させる目的で、高エネルギーの短波長光（例えば、紫外線等）を照射する方法も考えられるが、このような方法では、液晶表示装置が備える光源を用いた試験を行った場合とは明らかに異なる劣化挙動が認められ、通常の使用条件での耐久性を判断することは実質的に不可能であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１２７５２号公報（第２頁左欄第４４〜５０行目）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液晶パネルの耐久性を短時間で適正に評価することができる耐久性試験装置および耐久性試験方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の耐久性試験装置は、液晶パネルに光を照射して、前記液晶パネルの耐久性試験を行う耐久性試験装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光のうち、５００ｎｍ以上の波長の光をカットするよう配置されたダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーを透過した光のうち、３８０ｎｍ以下の波長の光をカットするカットフィルタとを備え、前記カットフィルタを通過した光を前記液晶パネルに照射して耐久性試験を行うことを特徴とする。
これにより、液晶パネルの耐久性を短時間で適正に評価することが可能な耐久性試験装置を提供することができる。
【０００８】
本発明の耐久性試験装置では、前記カットフィルタは、３８０ｎｍ以下の波長の光の透過率が５％以下であることが好ましい。
これにより、液晶パネルの耐久性をより適正に評価することができる。
本発明の耐久性試験装置では、前記カットフィルタは、３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の透過率が４０％以上であることが好ましい。
これにより、液晶パネルの耐久性をより短時間で適正に評価することができる。
【０００９】
本発明の耐久性試験装置では、前記液晶パネルに照射される光を集光する集光手段を備えたことが好ましい。
これにより、液晶パネルの耐久性をより短時間で適正に評価することができる。
本発明の耐久性試験装置では、耐久性試験装置内の少なくとも一部を冷却する冷却手段を備えたことが好ましい。
これにより、液晶パネルの温度が過度に上昇するのを防止することができ、液晶パネルの耐久性を、比較的短時間でより適正に評価することができる。
【００１０】
本発明の耐久性試験装置では、３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の前記液晶パネルへの照射強度が、３０００〜１４０００ｍＷ／ｃｍ２  であることが好ましい。
これにより、液晶パネルの耐久性をより短時間で適正に評価することができる。
本発明の耐久性試験装置では、前記液晶パネルに照射される光は、３８０ｎｍ以下の波長の光の強度が１００ｍＷ／ｃｍ２  以下であることが好ましい。
これにより、液晶パネルの耐久性をより適正に評価することができる。
【００１１】
本発明の耐久性試験方法は、請求項１ないし７のいずれかに記載の耐久性試験装置を用いて行われることを特徴とする。
これにより、液晶パネルの耐久性を短時間で適正に評価することが可能な耐久性試験方法を提供することができる。
本発明の耐久性試験方法では、光の照射時における前記耐久性試験装置内の温度が、１０〜８０℃であることが好ましい。
これにより、液晶パネルの耐久性を、比較的短時間でより適正に評価することができる。
【００１２】
本発明の耐久性試験方法は、液晶パネルに光を照射して、前記液晶パネルの耐久性を試験する耐久性試験方法であって、
光源から光を出射し、前記光源から出射された光のうち、５００ｎｍ以上の波長の光と、３８０ｎｍ以下の波長の光とをカットして前記液晶パネルに照射することを特徴とする。
これにより、液晶パネルの耐久性を短時間で適正に評価することが可能な耐久性試験方法を提供することができる。
【００１３】
本発明の耐久性試験方法では、前記光源から出射された光を集光して前記液晶パネルに照射することが好ましい。
これにより、液晶パネルの耐久性をより短時間で適正に評価することができる。
本発明の耐久性試験方法では、前記液晶パネルから抜熱しつつ、光の照射を行うことが好ましい。
これにより、液晶パネルの温度が過度に上昇するのを防止することができ、液晶パネルの耐久性を、比較的短時間でより適正に評価することができる。
【００１４】
本発明の耐久性試験方法では、３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の前記液晶パネルへの照射強度が、３０００〜１４０００ｍＷ／ｃｍ２であることが好ましい。
これにより、液晶パネルの耐久性をより短時間で適正に評価することができる。
本発明の耐久性試験方法では、前記液晶パネルに照射される光は、３８０ｎｍ以下の波長の光の強度が１００ｍＷ／ｃｍ２以下であることが好ましい。
これにより、液晶パネルの耐久性をより適正に評価することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の耐久性試験装置および耐久性試験方法の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の耐久性試験装置の好適な実施形態を模式的に示す図である。
本実施形態の耐久性試験装置１は、基本的には、光を出射する光源３と、光源３から出射された光を集光するレンズ４と、光源３から出射された光のうち波長３５０ｎｍ以下の紫外光をカットするＵＶカットフィルタ８と、５００ｎｍ以上の波長の光をカットする（波長５００ｎｍ未満の青色光を選択的に透過する）よう配置されたダイクロイックミラー９と、所定波長以下の成分をカット（反射または吸収）するカットフィルタ５と、液晶パネル１０が取り付けられる液晶パネル取り付け台６と、冷却ファン（冷却手段）７と、これらを収納する筐体２とで構成される。
【００１６】
筐体２は、外部筐体２１と内部筐体２２とを有している。そして、内部筐体２２の内側に、光源３、レンズ４、ＵＶカットフィルタ８、ダイクロイックミラー９、カットフィルタ５、液晶パネル取り付け台６および冷却ファン７が配設されている。このように、筐体２を二重構造とすることで、外部からの光の進入をより確実に遮断（遮蔽）することができ、光源３からの光のみを液晶パネル１０に照射することができる。
【００１７】
また、筐体２（外部筐体２１および内部筐体２２）には、図示しないが、被試験体である液晶パネル１０の取り付け、取り出しを行うための開口部がそれぞれ設けられている。
耐久性試験装置１を用いて耐久性試験を行う際には、まず、液晶パネル取り付け台６に液晶パネル１０を取り付けて固定し、光源３から光を出射させる。
【００１８】
本発明で用いられる液晶パネルは、いかなる用途のものであってもよいが、以下の説明では、近年、高輝度化が急速に進行し、耐光性が製品寿命に大きな影響を与えるようになってきている液晶プロジェクタ等の投射型表示装置に用いられるものについて代表的に説明する。
光源３としては、例えば、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯、メタルハライドランプ、超高圧水銀灯、発光ダイオード等を用いることができるが、液晶パネル１０が搭載される実機（液晶表示装置）が備える光源と同種のものを用いるのが好ましい。これにより、液晶パネル１０の通常の使用条件での耐久性を、より適正に評価することができる。また、光源３として規格化されたものを用いることにより、試験の再現性をさらに向上させることができる。これらの光源は、単独で用いることもできるし、あるいは複数を併用することもできる。また、光照射は、通常、連続的に行われるが、断続的に行われるものであってもよい。
【００１９】
ところで、本発明においては、液晶パネル１０の耐久性をより短時間で評価するために、光源３として光の照射強度の比較的大きいものを用いるのが好ましい。このような光源３を用いた場合、光源３からの光出射、液晶パネル１０への光照射に伴う発熱量が大きくなる傾向があり、耐久性試験装置１内部（内部筐体２２）の温度（特に、光源３の温度、液晶パネル１０の温度）が過度に上昇する可能性がある。このような過度な温度上昇を生じると、光源３の寿命が短くなるばかりか、液晶パネル１０の耐久性を十分に適正に評価するのが困難になる可能性がある。このような過度な温度上昇を防止する目的で、本実施形態では、光源３の背面側に冷却ファン（冷却手段）７が設置されている。この冷却ファン７を稼動させることにより、筐体２内の雰囲気を循環させて、耐久性試験装置１内部の温度上昇をより確実に防止することができ、上記のような問題の発生をより確実に防止することができる。
【００２０】
また、筐体２には開口部２３が設けられていることが好ましい。これにより、筐体２内の雰囲気の循環をより効率的に行い、耐久性試験装置１の内部の過度な温度上昇（特に、光源３の温度上昇、液晶パネル１０の温度上昇）をより効果的に防ぐことができる。なお、開口部２３は、耐久性試験装置１内部の遮光性を十分に保持することができるように形成されたものであるのが好ましい。
【００２１】
レンズ（レンズ群を含む）４は、光源３から出射された光を集光する機能を有するものである。このようなレンズ（集光手段）４を有することにより、後述するＵＶカットフィルタ８、ダイクロイックミラー９およびカットフィルタ５を透過した光が液晶パネル１０付近で焦点を結ぶようにすることができる。これにより、液晶パネル１０への照射光の強度（単位面積当たりの強度）を増加させることができる。その結果、液晶パネル１０の劣化を促進（加速）させることができ、耐久性試験をより短時間で適正に行うことができる。
【００２２】
レンズ４は、光源３から出射された光を集光する機能を有するものであれば特に限定されないが、アクロマートアプラナートコンデンサ、アクロマートコンデンサ、アプラナートコンデンサ、アッベ型コンデンサ、位相差ターレットコンデンサ、はねのけ式コンデンサ、油浸系暗視野コンデンサ等のコンデンサレンズであるのが好ましい。レンズ（集光手段）４としてコンデンサレンズを用いることにより、光源から出射された光の集光効率を特に優れたものとすることができる。その結果、耐久性試験装置１の小型化に寄与することができるとともに、耐久性試験に要する時間のさらなる短縮を図ることができる。
【００２３】
なお、レンズ４を透過した光は、ＵＶカットフィルタ８を介して、ダイクロイックミラー９およびカットフィルタ５に入射するが、後に詳述するように、本発明ではダイクロイックミラーおよびカットフィルタが、それぞれ、波長５００ｎｍ以上の光（以下、単に「長波長光」とも言う）、波長３８０ｎｍ以下の光（以下、単に「短波長光」とも言う。）をカットするものである。このため、レンズ４は、ダイクロイックミラー９およびカットフィルタ５を透過できる波長領域の光が液晶パネル１０付近で焦点を結ぶように設計されたものであればよく（全波長領域の光が液晶パネル１０付近で焦点を結ぶ必要はなく）、レンズ設計を比較的容易に行うことができる。それどころか、レンズ４が、短波長光が液晶パネル１０付近で焦点を結ばないような光学特性を有するものであると、カットフィルタ５による短波長光の遮断効率が比較的低いものであっても、液晶パネル１０に照射される光のうち、３８０ｎｍ以下の波長領域の光強度（単位面積当たりの光強度）が低下し、短波長光（３８０ｎｍ以下の波長領域の光）による、後述するような悪影響の発生をより効果的に防止することができる。また、同様に、レンズ４が、長波長光が液晶パネル１０付近で焦点を結ばないような光学特性を有するものであると、カットフィルタ５による長波長光の遮断効率が比較的低いものであっても、液晶パネル１０に照射される光のうち、５００ｎｍ以上の波長領域の光強度（単位面積当たりの光強度）が低下し、長波長光（５００ｎｍ以上の波長領域の光）による、後述するような悪影響の発生をより効果的に防止することができる。
【００２４】
ＵＶカットフィルタ８は、レンズ４を透過した光のうち、波長３５０ｎｍ以下の紫外光をカットするものである。このように、本実施形態においては、レンズ４とダイクロイックミラー９との間の光路上に、ＵＶカットフィルタ８が設置されている。これにより、ダイクロイックミラー９等の紫外光による劣化を防ぐことができる。また、上記のように、ＵＶカットフィルタ８が設置されることにより、耐久性試験において、液晶パネル１０の紫外光による劣化（通常の使用条件での劣化が十分に反映されないような劣化）を効果的に防止することができる。
【００２５】
ＵＶカットフィルタ８は、波長３５０ｎｍ以下の紫外光をカットする機能を有するものであればよいが、３５０ｎｍ以下の波長の光の透過率が、５％以下のものであるのが好ましい。
ダイクロイックミラー９は、ＵＶカットフィルタ８を透過した光のうち、波長５００ｎｍ以下の光を分離して選択的に透過するものである。これにより、光源３からの照射光に含まれる熱線等の成分を効果的にカットし、液晶パネルの通常の使用条件に近い試験条件を得ることができる。
【００２６】
そして、レンズ４により集光された光は、ＵＶカットフィルタ８およびダイクロイックミラー９を透過し、波長３８０ｎｍ以下の光をカットすることができる（波長３８０ｎｍ以下の光の強度を低減させることができる）カットフィルタ（ハイパスフィルタ）５に入射する。このように、本発明では、光源から出射した光をダイクロイックミラーおよびカットフィルタに入射させ、該光学系を透過した光を液晶パネルに照射させる点に特徴を有する。
【００２７】
すなわち、本発明者は、液晶パネルの光劣化が、主として配向膜材料の光劣化に起因すること、および、配向膜の材料として広く用いられているポリイミド材料の吸収スペクトルパターンに着目し、ダイクロイックミラーとカットフィルタ（ハイパスフィルタ）とを備えた耐久性試験装置を用い、５００ｎｍ以上の波長の光と、３８０ｎｍ以下の波長の光とをカットすることにより、通常の使用条件での耐久性が十分に反映された評価を得ることが可能な耐久性試験を短期間で行うことができることを見出した。
【００２８】
これに対し、５００ｎｍ以上の成分と３８０ｎｍ以下の成分とがカットされていない光を液晶パネルに照射した場合、通常の使用条件での耐久性を十分に反映した評価を得ることが極めて困難になる。これは、以下のような理由によるものであると考えられる。すなわち、耐久性試験は、液晶パネルに極端に長い時間連続して光を照射したり、集光手段により光の強度（単位面積当たりの強度）を極端に高くする等、通常の使用環境では想定されていないような過酷な条件で行われるのが一般的であるため、５００ｎｍ以上の成分がカットされていない光を液晶パネルに照射した場合、熱線等により液晶パネルの温度が上昇し、通常の使用条件とは異なる評価結果となってしまう。また、波長が３８０ｎｍ以下の光、すなわち、１光子当たりのエネルギーの大きい光が、極端に長時間連続して照射されたり、極端に高密度で照射されることになり、通常の使用環境下では、発生し得ない光反応（光化学反応）等を起こす。このため、３８０ｎｍ以下の成分がカットされていない光を液晶パネルに照射した場合には、通常の使用条件での耐久性を十分に反映した評価を得ることが極めて困難になるものと考えられる。
本発明において、ダイクロイックミラーは光源から出射された光から５００ｎｍ以上の波長の光をカットする機能を有するものであればよいが、５００ｎｍ以上の波長の光の透過率が、１０％以下のものであるのが好ましい。
【００２９】
また、本発明において、カットフィルタは、ダイクロイックミラーを透過した光から３８０ｎｍ以下の波長の光をカットする（光の強度を低減させる）機能を有するものであればよいが、３８０ｎｍ以下の波長の光の透過率が、５％以下のものであるのが好ましく、１％以下のものであるのがより好ましく、０．１％以下のものであるのがさらに好ましい。これにより、前述した効果はさらに顕著なものとなる。なお、フィルタのカット波長を表す指標として透過限界波長（例えば透過率が７２％になる波長と５％になる波長の中間値を言う）があるが、この値と実質的に除かれる波長の値が異なることは当業者の知るところである。
【００３０】
上記のように、カットフィルタは、光源から出射された光から３８０ｎｍ以下の波長の光をカットするものであれば特に限定されないが、３８０ｎｍ以下の波長の光を選択的にカットするもの、すなわち、３８０ｎｍを超える波長の光の透過率が高いものであるのが好ましく、特に、３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の透過率が高いものであるのが好ましい。３９０〜５００ｎｍの波長領域の成分の光が多く含まれることにより（カットフィルタが３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の透過率の高いものであると）、耐久性試験に要する時間をさらに効果的に短縮することができる。具体的には、カットフィルタ５は、３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の透過率が、４０％以上であるのが好ましく、７０％以上であるのがより好ましく、９０％以上であるのがさらに好ましい。これにより、前述した効果はさらに顕著なものとなる。
【００３１】
カットフィルタ５は、いかなる構成のものであってもよいが、例えば、多層光学薄膜（特に、反射型誘電体多層膜フィルタ）等が好適に用いられる。カットフィルタ５として多層光学薄膜を用いる場合、当該多層光学薄膜の各層の構成材料や厚さ、層構成等を適宜設定することにより、上記のような光学特性（光透過性、光不透過性）を満足するように設計することができる。
【００３２】
特に、本実施形態では、光源３から出射された光が、レンズ（集光手段）４に入射し、レンズ４を透過した光が、ＵＶカットフィルタ８、ダイクロイックミラー９に入射し、ＵＶカットフィルタ８およびダイクロイックミラー９を透過した光がカットフィルタ５に入射し、カットフィルタ５を透過した光が液晶パネル１０に照射されるように、各部材が配置されている。すなわち、光源３から出射された光の光路上に、レンズ４と、ＵＶカットフィルタ８と、ダイクロイックミラー９と、カットフィルタ５と、液晶パネル１０とが、この順に配置されるようになっている。
上記のようにして３８０ｎｍ以下の成分がカットされた光は、液晶パネル取り付け台６に取り付けられた液晶パネル１０に照射される（入射する）。
【００３３】
液晶パネル１０に照射される光の強度は、波長３９０〜５００ｎｍの範囲において３０００〜１４０００ｍＷ／ｃｍ２であるのが好ましく、６０００〜１２０００ｍＷ／ｃｍ２であるのがより好ましい。光強度を前記範囲とすることで、液晶パネルの通常の使用条件での耐久性を十分に反映した評価をより短時間で得ることができる。これに対し、光強度が前記下限値未満であると、耐久性試験に要する時間を十分に短縮するのが困難になる可能性がある。また、光強度が前記上限値を超えると、液晶パネル１０の構成材料等によっては、液晶パネル１０の光の照射部付近における発熱量が増大し、液晶パネル１０の構成材料が熱分解等の反応を起こし易くなり、液晶パネルの通常の使用条件での耐久性を十分に反映した評価を得るのが困難になる可能性がある。
【００３４】
また、液晶パネル１０に照射される光は、３８０ｎｍ以下の波長の光の強度が１００ｍＷ／ｃｍ２以下であるのが好ましく、５０ｍＷ／ｃｍ２以下であるのがより好ましく、２０ｍＷ／ｃｍ２以下であるのがさらに好ましい。これにより、通常の使用条件での耐久性を十分に反映した評価をより短時間で得ることができる。これに対し、３８０ｎｍ以下の波長の光の強度が１００ｍＷ／ｃｍ２  を超えると、前述したような本発明の効果が十分に発揮されない可能性がある。
【００３５】
また、耐久性試験装置１（内部筐体２２）内部の温度（液晶パネル１０の温度）を高くすることにより、耐久性試験に要する時間を短縮することができる傾向があるが、温度が高くなりすぎると、液晶パネル１０は、通常の使用環境とは明らかに異なる劣化挙動を示す。このようなことから、光の照射時における耐久性試験装置１（内部筐体２２）内部の温度は、１０〜８０℃であるのが好ましく、３０〜８０℃であるのがより好ましく、４０〜７０℃であるのがさらに好ましい。耐久性試験装置１が、前述したような冷却手段（冷却ファン７）を有する場合、液晶パネル１０の温度を、より確実に上記のような範囲の値とすることができるが、耐久性試験装置１は、必要に応じて、装置内部の温度（特に、液晶パネル１０の温度）を上昇させるための加熱手段を有していてもよい。
【００３６】
なお、本発明の耐久性試験装置は、上記のような構成を有するものに限定されない。例えば、本発明の耐久性試験装置は、まず光源からの出射光を石英光ファイバーで分岐・誘導し、石英ロッドレンズによってインテグレートした後、照射光学系を通して液晶パネルに照射するような構成のものであってもよい。これにより、光の利用効率をさらに高め、かつ照射面内における光強度の均一性を高めることができ、さらなる、耐久性試験の効率化と試験精度の向上を図ることができる。
【００３７】
本発明の耐久性試験装置、耐久性試験方法で用いられる液晶パネル１０は、いかなる形態のものであってもよいが、以下、その一例について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本発明によって耐久性試験が行なわれる液晶パネルは、以下に述べる構成の液晶パネルに限定されないことは言うまでもない。
図２は、液晶パネルの一例を示す模式的な縦断面図である。
図２に示すように、液晶パネル１０は、液晶層１１と、配向膜１２、１２’と、透明導電膜（透明電極）１４、１５と、偏光膜１６、１６’と、基板１７、１８とを有している。
【００３８】
液晶層１１は、主として、液晶分子で構成されている。
液晶層１１を構成する液晶分子としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶分子を用いても構わないが、ＴＮ型液晶パネルの場合、ネマチック液晶を形成させるものが好ましく、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。さらに、これらネマチック液晶分子にモノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入した液晶分子も含まれる。
【００３９】
液晶層１１の両面には、配向膜１２、１２’が配置されている。配向膜１２、１２’は、液晶層１１を構成する液晶分子の（電圧無印加時における）配向状態を規制する機能を有する。
配向膜１２、１２’は、有機材料で構成されたものであってもよいし、無機材料で構成されたものであってもよい。また、配向膜１２、１２’は、有機材料と無機材料の複合体で構成されたものであってもよい。
【００４０】
配向膜１２、１２’を構成する有機高分子材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリビニルアルコール、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられるが、この中でも特に、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が好ましい。配向膜１２、１２’が、主として、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂で構成されたものであると、製造工程において簡便に高分子膜を形成できるとともに、耐熱性、耐薬品性等に優れた特性を有するものとなる。
【００４１】
また、配向膜１２、１２’を構成する無機材料としては、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ、ＳｉＯ２等）、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等が挙げられるが、この中でも特に酸化ケイ素が好ましい。酸化ケイ素は、特に優れた耐光性や耐熱性を有している。このため配向膜１２、１２’が、主として酸化ケイ素で構成されたものであると、液晶パネルの耐久性をさらに向上させることができる。
【００４２】
前述したように、配向膜１２、１２’は、液晶層１１を構成する液晶分子の配向状態を規制する機能（配向機能）を有するものである。このような配向機能は、例えば、上記のような材料で構成された膜に、ラビング法、光配向法等の処理（配向処理）を施すことにより、付与することができる。
ラビング法は、ローラ等を用いて、膜の表面を一定の方向に擦る（ラビングする）方法である。このような処理を施すことにより、膜はラビングした方向に異方性を有するものとなり、液晶層を構成する液晶分子の配向方向を規制することが可能となる。
【００４３】
光配向法は、直線偏光紫外線等の光を膜の表面付近に照射することにより、膜を構成する高分子のうち、特定方向を向いている分子のみを選択的に反応させる方法である。このような処理を施すことにより、膜は異方性を有するものとなり、液晶層を構成する液晶分子の配向方向を規制することが可能となる。
配向膜１２の外表面側（液晶層１１と対向する面とは反対の面側）には、透明導電膜（透明電極）１４が配置されている。同様に、配向膜１２’の外表面側（液晶層１１と対向する面とは反対の面側）には、透明導電膜（透明電極）１５が配置されている。
【００４４】
透明導電膜１４、１５は、これらの間で通電を行うことにより、液晶層１１の液晶分子を駆動する（配向を変化させる）機能を有する。
透明導電膜１４、１５間での通電の制御は、透明導電膜に接続された制御回路（図示せず）から供給する電流を制御することにより行われる。
透明導電膜１４、１５は、導電性を有しており、例えば、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムオキサイド（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、アンチモンティンオキサイド（ＡＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）等で構成されている。
【００４５】
透明導電膜１４の外表面側（配向膜１２と対向する面とは反対の面側）には、基板１７が配置されている。同様に、透明導電膜１５の外表面側（配向膜１２’と対向する面とは反対の面側）には、基板１８が配置されている。
基板１７、１８は、前述した液晶層１１、配向膜１２、１２’、透明導電膜１４、１５、および後述する偏光膜１６、１６’を支持する機能を有している。基板１７、１８の構成材料は、特に限定されず、例えば、石英ガラス等のガラスやポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料等が挙げられる。この中でも特に、石英ガラス等のガラスで構成されたものであるのが好ましい。これにより、そり、たわみ等の生じにくい、より安定性に優れた液晶パネルを得ることができる。なお、図２では、シール材、配線等の記載は省略した。
【００４６】
基板１７の外表面側（透明導電膜１４と対向する面とは反対の面側）には、偏光膜（偏光板、偏光フィルム）１６が配置されている。同様に、基板１８の外表面側（透明導電膜１５と対向する面とは反対の面側）には、偏光膜（偏光板、偏光フィルム）１６’が配置されている。
偏光膜１６、１６’の構成材料としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。また、偏光膜としては、前記材料にヨウ素をドープしたもの等を用いてもよい。
【００４７】
偏光膜としては、例えば、上記材料で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いることができる。
このような偏光膜１６、１６’を配置することにより、通電量の調節による光の透過率の制御をより確実に行うことができる。
偏光膜１６、１６’の偏光軸の方向は、通常、配向膜１２、１２’の配向方向に応じて決定される。
【００４８】
上記では、本発明の耐久性試験装置、耐久性試験方法で用いられる液晶パネルの一例について説明したが、本発明で用いられる液晶パネルはこれに限定されず、いかなる構成、種類のものであってもよいことは言うまでもない。例えば、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）および液晶パネル用対向基板を備えたＴＦＴ液晶パネルでもよい。また、液晶駆動基板にＴＦＴ基板以外の他の液晶駆動基板、例えば、ＴＦＤ基板、ＳＴＮ基板などを用いた液晶パネルでもよい。また、本発明の耐久性試験装置、耐久性試験方法で用いられる液晶パネルは、実際に、投射型表示装置等の液晶表示装置に搭載されるものと同一の構成を有するものに限定されず、その構成が簡略化されたものであってもよい。言い換えると、液晶表示装置（実機）に搭載される液晶パネルは、例えば、本発明の耐久性試験装置、耐久性試験方法で用いられる液晶パネルに、他の構成部材が追加されたものや、本発明の耐久性試験装置、耐久性試験方法で用いられる液晶パネルに各種加工が施されたもの等であってもよい。
【００４９】
以上、本発明の耐久性試験装置および耐久性試験方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、前述した実施形態では、レンズが、光源とダイクロイックミラーとの間に配設された場合を例に挙げて説明したが、本発明の耐久性試験装置はこれに限定されるものではなく、レンズがダイクロイックミラーとカットフィルタとの間、またはカットフィルタと液晶パネルとの間に配設されていてもよい。
【００５０】
また、ＵＶカットフィルタ８、ダイクロイックミラー９、カットフィルタ５の配置は、前述したようなものに限定されない。例えば、ＵＶカットフィルタ８は、ダイクロイックミラー９とカットフィルタ５との間の光路上に設置されていてもよい。
また、前述した実施形態では、耐久性試験装置が、ＵＶカットフィルタを有するものとして説明したが、このようなＵＶカットフィルタは、必ずしも設置されなくてもよい。
【００５１】
また、本発明においては、複数のカットフィルタを組み合わせて用いてもよく、例えば、互いに、異なる波長領域の光をカットする複数のカットフィルタを組み合わせて用いてもよい。
また、前述した実施形態では、冷却ファンが、光源の背面側に配設された場合を例に挙げて説明したが、本発明の耐久性試験装置はこれに限定されるものではなく、冷却ファンは、いかなる部位に配設されていてもよい。
【００５２】
また、前述した実施形態では、冷却手段として冷却ファンを用いる構成について説明したが、冷却手段は、耐久性試験装置内の少なくとも一部を冷却する機能を有するものであればいかなるものであってもよい。
また、本発明の耐久性試験装置は、上述した部材以外の部材を備えたものであってもよい。より具体的には、本発明の耐久性試験装置は、ミラー、ビームスプリッタ、プリズム等の光学部品や、耐久性試験装置内の湿度を調節するための加湿装置、除湿装置等を備えたものであってもよい。これにより、例えば、耐久性試験装置の小型化等を図ったり、より好適な条件で耐久性試験を行うことができる。
【００５３】
また、前述した実施形態では、液晶パネルは、液晶プロジェクタ等の投射型表示装置に用いられるものとして説明したが、本発明に適用される液晶パネルの用途はいかなるものであってもよく、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話（ＰＨＳを含む）、テレビ、ＰＤＡ等に用いられる液晶パネルに適用してもよい。
【００５４】
【実施例】
図１に示したような耐久性試験装置を用いて、液晶パネルに光を照射し、該液晶パネルの耐久性試験を行った。
なお、被試験体として用いる液晶パネルは、以下のようにして製造した。
［液晶パネルの製造］
以下のようにして、図２に示すような液晶パネルを製造した。
基板１７として、厚さ約１．２ｍｍの未加工の石英ガラス基板（透明基板）を用意し、この基板１７上に厚さ０．１５μｍのＩＴＯ膜（透明導電膜１４）をスパッタリング法により形成した。
【００５５】
次に、この透明導電膜１４上に、配向膜１２を以下のようにして形成した。
まず、ポリイミド系樹脂の溶液（ＪＳＲ株式会社製：ＡＬ２０７０３）を用いて、スピンコート法により、透明導電膜１４の表面に平均厚さ３０ｎｍの膜を形成した。
このようにして形成された膜に、プレチルドが２〜３°となるように、ラビング処理を施し、配向膜１２（平均厚さ：３０ｎｍ）とした。
【００５６】
また、別途用意した基板１８（石英ガラス製）の表面上にも、上記と同様にして、透明導電膜１５、配向膜１２’を積層した。
透明導電膜１４、配向膜１２が形成された基板１７と、透明導電膜１５、配向膜１２’が形成された基板１８とを、シール材を介して接合した。この接合は、液晶層１１を構成する液晶分子が左ツイストするように配向膜の配向方向が９０°ずれるように行った。
【００５７】
次に、配向膜１２−配向膜１２’間に形成された空隙部の封入孔から液晶（メルク社製：ＭＪ９９２４７）を空隙部内に注入し、次いで、かかる封入孔を塞いだ。形成された液晶層１１の厚さは、約３μｍであった。
その後、基板１７の外表面側と、基板１８の外表面側とに、それぞれ、偏光膜１６、偏光膜１６’を接合することにより、図２に示すような構造の液晶パネル１０を製造した。偏光膜１６、１６’としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いた。なお、偏光膜１６、偏光膜１６’の接合方向は、それぞれ、配向膜１２、配向膜１２’の配向方向に基づき決定した。すなわち、電圧印可時には入射光が透過せず、電圧無印可時には入射光が透過するように、偏光膜１６、偏光膜１６’を接合した。
【００５８】
（実施例１）
まず、図１に示したような耐久性試験装置１を製造した。光源としては、出力３２０Ｗの超高圧水銀ランプ（ＵＨＥランプ）を用い、レンズ４としては、コンデンサレンズを用い、ＵＶカットフィルタ８としては、３５０ｎｍ以下の波長の光の透過率が５％以下のものを用い、ダイクロイックミラー９としては５００ｎｍ以上の波長の光の透過率が１０％以下のものを用いた。カットフィルタ５としては、反射型の誘電体多層膜（透過限界波長：３８５ｎｍ、３８０ｎｍ以下の波長の光の透過率：０．５％以下、３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の透過率：９０％以上）を用いた。
【００５９】
この耐久性試験装置１を用いて、前記のようにして製造した液晶パネル１０の耐久性試験を以下のようにして行った。
まず、光源３および冷却ファン７を所定時間稼動させ、耐久性試験装置１内の温度を５０℃にした。
次に、光源３および冷却ファン７の運転を中止し、液晶パネル１０を液晶パネル取り付け台６に取り付けた。
【００６０】
次に、耐久性試験装置１（内部筐体２２）の内部を遮光状態とし、その後、冷却ファン７とともに、光源３の運転を再開し、液晶パネル１０への光の照射を開始した。
液晶パネル１０への光の照射強度は、８４３０ｍＷ／ｃｍ２  であり、そのうち、３８０ｎｍ以下の波長の光の強度は、およそ１５ｍＷ／ｃｍ２、３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の強度は、８２００ｍＷ／ｃｍ２以上であった。
また、上記のような耐久性試験は、耐久性試験装置１（内部筐体２２）の内部の温度が４８〜５２℃に保持されるように、冷却ファン７の回転数を制御しつつ行った。
【００６１】
（実施例２）
カットフィルタ５として、反射型の誘電体多層膜（透過限界波長：４１７ｎｍ、３８０ｎｍ以下の波長の光の透過率：０．１％以下、波長：４００ｎｍの光の透過率：１％以下、波長：４２５ｎｍの光の透過率：８０％以上）を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、液晶パネルの耐久性試験を行った。
【００６２】
液晶パネルへの光の照射強度は、５８２０ｍＷ／ｃｍ２  であり、そのうち、３８０ｎｍ以下の波長の光の強度は、３ｍＷ／ｃｍ２  以下、３９０〜５００ｎｍの波長領域の光の強度は、５５００ｍＷ／ｃｍ２以上であった。
また、上記のような耐久性試験は、耐久性試験装置１（内部筐体２２）の内部の温度が４８〜５２℃に保持されるように、冷却ファン７の回転数を制御しつつ行った。
【００６３】
（比較例）
カットフィルタ５を用いなかった以外は、前記実施例１と同様にして、液晶パネルの耐久性試験を行った。
液晶パネルへの光の照射強度は、１１１７０ｍＷ／ｃｍ２  であり、そのうち、３８０ｎｍ以下の波長の光の強度は、２０２０ｍＷ／ｃｍ２  であった。
【００６４】
また、上記のような耐久性試験は、耐久性試験装置１（内部筐体２２）の内部の温度が４８〜５２℃に保持されるように、冷却ファン７の回転数を制御しつつ行った。
そして、光を照射した状態で、液晶パネルの状態を観察し、非通電時における劣化現象が確認されるまでの時間を測定した。
【００６５】
また、上記と同様な方法で製造された液晶パネルを搭載し、グレー表示をする信号を送った状態での運転と停止とを２時間間隔で繰り返し１４ヶ月間行った液晶表示装置（セイコーエプソン社製：「ＥＬＰ−７０００」）から取り出された液晶パネル（参考例）と、前記各実施例および比較例で試験を行った液晶パネルとについて、それぞれ劣化状態（劣化挙動）を観察した。
これらの結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
2004341423.tif 000003
【００６７】
表１に示すように、本発明の耐久性試験装置、耐久性試験方法では、劣化現象が確認されるまでの時間が大幅に短縮され、かつ、通常の使用条件で耐久性試験を行った液晶パネル（参考例）と同様な劣化挙動を示すことが確認された。特に、実施例１では、劣化現象の発現が確認されるまでの時間をより効果的に短縮することができた。
これに対し、比較例では、劣化現象が確認されるまでの時間は短縮されたものの、劣化挙動が、通常の使用条件で耐久性試験を行った液晶パネル（参考例）とは大きく異なり、液晶パネルの耐久性を適正に判断するのに適していないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐久性試験装置の実施形態を模式的に示す図である。
【図２】液晶パネルの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１……耐久性試験装置  ２……筐体  ２１……外部筐体  ２２……内部筐体  ２３……開口部  ３……光源  ４……レンズ  ５……カットフィルタ  ６……液晶パネル取り付け台  ７……冷却ファン  ８……ＵＶカットフィルタ  ９……ダイクロイックミラー  １０……液晶パネル  １１……液晶層  １２、１２’……配向膜  １４、１５……透明導電膜  １６、１６’……偏光膜  １７、１８……基板
【図１】
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【図２】
2004341423.tif 000005