(57)【要約】【課題】  短時間に高精度の劣化試験を実施することができる劣化試験装置を提供する。【解決手段】  本発明の劣化試験装置１００は、被検物の耐光性評価のための劣化試験装置であって、前記被検物の劣化処理に用いるレーザ光を出力するレーザ光出力部１１０と、前記レーザ光出力部１１０から出力されたレーザ光ＬＢ０を分岐し、複数の前記被検物１５，２５又は同一被検物内の複数の部位に照射するレーザ光分岐部１２０とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物の耐光性評価のための劣化試験装置であって、
前記被検物の劣化処理に用いるレーザ光を出力するレーザ光出力部と、
前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光を分岐し、複数の前記被検物又は同一被検物内の複数の部位に照射するレーザ光分岐部とを備えたことを特徴とする劣化試験装置。
【請求項２】
前記レーザ光分岐部は、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光をそれぞれ光量調節された複数のレーザ光に分岐することを特徴とする請求項１記載の劣化試験装置。
【請求項３】
前記被検物を観察する観察部を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の劣化試験装置。
【請求項４】
前記観察部は、前記被検物の複数の劣化部位を同一観察視野内に収めて観察することを特徴とする請求項３記載の劣化試験装置。
【請求項５】
前記観察部を複数の前記劣化部位の観察位置に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の劣化試験装置。
【請求項６】
複数の前記観察位置を記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の劣化試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶パネルの信頼性評価の１つとして耐光性試験が行われている。例えば、液晶プロジェクタにおいてライトバルブとして用いられる液晶パネルは、強い光が長時間に渡って照射されて各構成要素（部品、部材）に劣化が生じやすいので、耐光性試験は所望の品質を確保する上で重要である。
【０００３】
このような液晶パネルの耐光性においては、長い場合には数ヶ月といったオーダでの試験期間を要する場合がある。しかし、製品開発期間の短縮化が求められる状況ではこのような長期間の試験は許容しがたい。
【０００４】
これに対して、評価期間を短縮する手法の１つとして、実際の使用状況よりも過酷な条件による負荷をかけて試験を行い、その結果から長期間の使用後における劣化を予測する、いわゆる加速試験が知られている。このような液晶パネルの耐光性評価に関する従来技術が、例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−４５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の耐光性評価の方法では、メタルハイドロランプ、ＵＨＰランプあるいはハロゲンランプなどの光源を用いて液晶パネルに光を照射しているため、集光性が低く、高エネルギー密度が得られず、短時間で劣化現象を発現させることが難しかった。このため、液晶パネルの耐光性の評価に長時間を要することとなり、製品開発期間の短縮化の妨げとなっていた。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、短時間に高精度の劣化試験を実施することができる劣化試験装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の劣化試験装置は、被検物の耐光性評価のための劣化試験装置であって、前記被検物の劣化処理に用いるレーザ光を出力するレーザ光出力部と、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光を分岐し、複数の前記被検物又は同一被検物内の複数の部位に照射するレーザ光分岐部とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、劣化処理用の光源としてレーザ光源を用いているので、レーザ光の強いエネルギーによって被検物に対して短時間に十分な大きさの劣化を生じさせることができる。また、レーザ光のスポット径を絞ることによって、被検物に対するレーザ光の照射領域（試験対象領域）を微小化できるため、例えば、被検物に形成された特定の構造物を避けて所望の領域のみに選択的にレーザ光を照射するといったことが可能になる。例えば、ブラックマトリクスを避けて画素内のみにレーザ光を照射することで、ブラックマトリクスの温度上昇による測定誤差の影響をなくすことが可能である。
また、レーザ光を複数の被検物又は同一被検物の複数の部位に分岐して照射しているので、レーザ光を減光板等で吸収しなくても、照射するレーザ光の強度を測定に必要な強度にまで十分に減少させることができる。すなわち、測定に必要なレーザ強度は非常に小さいので、レーザ光を単一の試験対象領域に照射する場合には、出力されたレーザ光の大部分を減光板等で吸収しなければならないが、本発明のようにレーザ光を分岐させて複数の試験対象領域に照射する場合には、減光板等を介さなくても十分に小さい強度となっているので、無駄になるレーザ光の光量が少なくなり、光利用効率が非常に高いものとなる。
また、レーザ光を微小なスポットで照射した場合には、劣化による変化が微小になるため定量的な評価が困難になるが、本発明のように複数の劣化部位を形成した場合には、これらの劣化部位の平均として劣化量（劣化の度合い）を評価できるので、より精度の高い耐光性評価が可能である。また、複数の被検物に対して同時に照射を行なう場合には、被検物間で外部環境の影響（温度、湿度等）による誤差を無視することができるため、更に好適である。
【０００８】
本発明においては、前記分岐手段は、前記レーザ光分岐部は、前記レーザ光出力部から出力されたレーザ光をそれぞれ光量調節された複数のレーザ光に分岐するものとすることができる。
この構成によれば、１回の試験で光の照射量と劣化量との関係を調べることができる。従来の劣化試験では、光の照射量は光の照射時間によって制御しており、照射時間を変えた複数回の試験によって光の照射量と劣化量との関係を調べていた。このため、寿命特性等を調べる場合には、最低でも２回の試験が必要であったが、本発明では１回の試験で光の照射量と劣化量との関係を調べることができるので、寿命特性等についても原理的に１回の試験で調べることが可能である。
【０００９】
本発明においては、前記被検物を観察する観察部を備えることができる。
この構成によれば、被検物の劣化処理と、劣化部位の観察とを並行して行なうことができる。また、観察部によって観察した情報をコンピュータ等で解析することで、劣化部位の光学的特性等を正確に評価することが可能になる。さらに、被検物と劣化試験機との光軸を合わせる場合にも、当該観察手段を活用することによって正確な位置合わせが可能になる。
【００１０】
本発明においては、前記観察部は、前記被検物の複数の劣化部位を同一観察視野内に収めて観察するものとすることができる。
この構成によれば、複数の劣化部位を同時に観察できるので、効率的な観察が可能になる。また、複数の劣化部位が近接した位置に配置されることで、劣化部位が見やすくなり、劣化の評価も精度の高いものとなる。
【００１１】
本発明においては、前記観察部を複数の前記劣化部位の観察位置に移動させる移動手段を備えることができる。
この構成によれば、それぞれの劣化部位を適切な観察位置で観察することができる。劣化部位の距離が大きく離れている場合には、これらを同一観察視野内で観察するのは困難であるため、このような場合には、これらの劣化部位をそれぞれ別々に観察することで、正確な評価が可能になる。
【００１２】
本発明においては、複数の前記観察位置を記憶する記憶手段を備えることができる。
この構成によれば、常に同じ観察位置で被検物を観察できるので、コントラスト等の光学的な評価を行なう場合には、特に精度の高い評価が可能になる。また、観察を行なうたびに適切な観察位置を探す必要がないので、位置合わせ等に要する時間も短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の劣化試験装置、及びそれを用いた劣化試験方法の実施の形態について説明する。以下の実施形態で説明する劣化試験方法は、被検物に対してレーザ光を照射し、これにより劣化された前記被検物の劣化部位を光学的に観察することによって、前記被検物の劣化度合いを評価するものである。ここでは、被検物として、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルを用いる。
【００１４】
［第１の実施の形態］
［劣化試験装置］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る劣化試験装置の概略構成を示す図である。
図１に示す劣化試験装置１００は、劣化処理に用いられるレーザ光を出力するレーザ光出力部１１０と、被検物である液晶パネル１５，２５を支持する複数の被検物支持部１９，２９と、レーザ光出力部１１０から出力されたレーザ光ＬＢ０を複数のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２に分岐し、分岐された各々のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を被検物支持部１９，２９に支持された複数の液晶パネル１５，２５に対して照射するレーザ光分岐部１２０と、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２によって劣化された液晶パネル１５，２５の劣化部位を観察する観察部１３０とを備えている。
【００１５】
レーザ光出力部１１０は、被検物１５，２５の劣化処理に用いるレーザ光を出力するレーザ光源１０と、第１遮光素子であるシャッタ１１とを備えている。
【００１６】
レーザ光源１０は、例えば発振波長４０６ｎｍの青紫レーザ光ＬＢ０を出力するレーザ光源であり、レーザ光をその波長、照射エネルギー、及び照射時間のうち、少なくとも１つを可変パラメータとして出力可能なものとされる。本実施形態の劣化試験装置１００は、レーザ光照射により液晶パネル１５，２５の配向膜等を劣化させ、液晶の配向性低下の程度を観測して液晶パネル１５，２５の耐光性を評価するものであるから、レーザ光源１０には、液晶パネル１５，２５に対し短時間で所望の劣化を生じさせることができるものが用いられる。
【００１７】
シャッタ１１は、レーザ光ＬＢ０の光路に対し進退自在の遮光素子である。かかるシャッタ１１により任意のタイミングでレーザ光ＬＢ０を遮断することで、液晶パネル１５，２５に入射させる光（レーザ光／観察光）を切り替えることができるようになっている。
【００１８】
レーザ光分岐部１２０は、レーザ光出力部１１０から出力されたレーザ光ＬＢ０を複数のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２に分岐するハーフミラー１３及びミラー２３と、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の光量を調節するＮＤフィルタ１２，３０と、分岐されたレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を所定のスポット径に調節する集光レンズ１４，２４と、第２遮光素子であるシャッタ１６，２６と、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の光量を測定するパワーメータヘッド１８，２８及びパワーメータ３３とを備えている。
【００１９】
レーザ光出力部１１０から出力されたレーザ光ＬＢ０は、ＮＤフィルタ１２により測定に必要な光量に絞られた後、ハーフミラー１３に入射する。ここで反射されたレーザ光ＬＢ１は、シャッタ１６を介して集光レンズ１４に入射し、集光レンズ１４により所定のスポット径に調整された後、第１の被検物である液晶パネル１５の試験対象領域に照射される。一方、ハーフミラー１３を透過したレーザ光は、ＮＤフィルタ３０により所定の光量に絞られた後、ミラー２３で反射される。そして、反射されたレーザ光ＬＢ２は、シャッタ２６を介して集光レンズ２４に入射し、集光レンズ２４により所定のスポット径に調節された後、第２の被検物である液晶パネル２５の試験対象領域に照射される。
【００２０】
このレーザ光分岐部１２０では、第１の被検物１５に入射されるレーザ光ＬＢ１の光量は、第１の光量調節手段であるＮＤフィルタ１２及びハーフミラー１３によって調節され、第２の被検物２５に入射されるレーザ光ＬＢ２の光量は、第２の光量調節手段であるハーフミラー１３及びＮＤフィルタ３０によって調節される。各被検物１５，２５に照射される光量はそれぞれ独立に設定することができ、これらを同一とすることも、異ならせることも可能である。
【００２１】
レーザ光ＬＢ１とレーザ光ＬＢ２の光量を異ならせた場合には、１回の試験で光の照射量と劣化量（劣化の度合い）との関係を調べることができる。すなわち、従来の劣化試験では、光の照射量は光の照射時間によって制御しており、照射時間を変えた複数回の試験によって光の照射量と劣化量との関係を調べていた。このため、寿命特性等を調べる場合には、最低でも２回の試験が必要であったが、本実施形態の構成では１回の試験で光の照射量と劣化量との関係を調べることができるので、寿命特性等についても原理的に１回の試験で調べることが可能である。
【００２２】
分岐されたレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２は、それぞれ液晶パネル１５，２５の背面側（集光レンズ１４，２４と反対側）に配置されたパワーメータヘッド１８，２８へ導かれる。パワーメータヘッド１８，２８は、それぞれパワーメータ３３に接続されており、このパワーメータ３３の表示を読み取ることで、それぞれの光量が検出される。
【００２３】
シャッタ１６，２６は、それぞれレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の光路に対し進退自在の遮光素子である。かかるシャッタ１６，２６により任意のタイミングでレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を遮断することで、劣化処理のオン／オフ、又は液晶パネル１５，２５に入射させるレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の光量を調節できるようになっている。
【００２４】
観察部１３０は、液晶パネル１５，２５の背面側に配置された観察光源３１と、該観察光源３１を駆動する駆動装置３２と、液晶パネル１５，２５の前面側（集光レンズ１４，２４と同じ側）に配置された撮像手段としてのＣＣＤカメラ３４と、該ＣＣＤカメラ３４を駆動する駆動装置３５とを備えている。また、観察光源３１と液晶パネル１５，２５との間、及び液晶パネル１５，２５とＣＣＤカメラ３４との間には、それぞれ偏光板１７，２７、及び偏光板３６，３７が設けられている。
【００２５】
観察光源３１は、例えば蛍光ランプ、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、発光ダイオード等を用いた光源である。この観察光源３１としては、液晶パネル１５，２５が搭載される実機（液晶表示装置、プロジェクタ）が備える光源と同種のものを用いることができる。液晶パネル１５，２５の劣化状態を目視観察するには、観察光源３１に白色光を出力する光源を用いると、実機での表示状態を再現しやすくなり、また目視観察も容易になる。
【００２６】
観察光源３１には、移動手段としての駆動装置３２が接続されている。駆動装置３２は、ステッピングモータやサーボモータ等の高精度の分解能を有するモータを有している。駆動装置３２の動作は制御装置４０によって制御されており、この制御装置４０からの指示に基づいて、観察光源３１を観察光ＯＢの光軸に対して直交する平面内で移動させるようになっている。すなわち、観察光源３１は液晶パネル１５及び液晶パネル２５に共通の光源とされており、駆動装置３２によって移動させることで、それぞれの液晶パネル１５，２５に対して適切な観察位置ＯＰ１，ＯＰ２に観察光源３１を配置できるようになっている。
【００２７】
ＣＣＤカメラ３４は、液晶パネル１５，２５の少なくとも表面の一部を撮像する。その撮像用光源としては、観察光源３１が使用される。ＣＣＤカメラ３４で撮像された画像情報は、必要に応じて画像処理された後、図示略のモニタに表示される。ＣＣＤカメラ３４及びモニタは、例えば、液晶パネル１５，２５の劣化部位を目視観察するための画像観察手段、液晶パネル１５，２５上の試験対象領域とレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の光軸との位置合わせをするための位置決め手段、及び前記試験対象領域と観察光ＯＢとの位置合わせをするための位置決め手段等として用いられる。
【００２８】
ＣＣＤカメラ３４には、移動手段としての駆動装置３５が接続されている。駆動装置３５は、ステッピングモータやサーボモータ等の高精度の分解能を有するモータを含んでいる。駆動装置３５の動作は制御装置４０によって制御されており、この制御装置４０からの指示に基づいて、ＣＣＤカメラ３４を観察光ＯＢの光軸に対して直交する平面内で移動させるようになっている。すなわち、ＣＣＤカメラ３４は液晶パネル１５及び液晶パネル２５に共通の撮像手段とされており、駆動装置３５によって移動させることで、それぞれの液晶パネル１５，２５に対して適切な観察位置にＣＣＤカメラ３４を配置できるようになっている。ＣＣＤカメラ３４の観察位置は観察光源３１の位置に対応した位置とされており、ＣＣＤカメラ３４と観察光源３１とが連動して移動することによって、特定の液晶パネル１５又は液晶パネル２５を観察できるようになっている。
【００２９】
ＣＣＤカメラ３４及び観察光源３１による観察位置、すなわち液晶パネル１５，２５における試験対象領域の位置は、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶手段（図示略）に記憶されている。そして、この記憶手段に記憶された情報に基づいて制御装置４０が駆動装置３２を駆動することによって、常に同じ位置で観察を行なうことができるようになっている。
【００３０】
偏光板１７，２７及び偏光板３６，３７は、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を照射することによる液晶パネル１５，２５の劣化状態を、液晶パネル１５，２５の液晶層のΔｎ（屈折率；光学異方性）の変化として検出するために設けられるものである。すなわち、液晶パネル１５，２５の配向膜等が劣化されると、液晶の配向状態も変化するので、偏光板３６，３７を透過した観察光ＯＢの光量を劣化処理の前後で比較すれば、液晶パネル１５，２５の劣化量を液晶パネル１５，２５のΔｎの変化量として容易に調べることができる。この場合、ＣＣＤカメラ３４による撮像情報をコンピュータ等で解析すれば、劣化部位の光学的特性等を正確に評価することが可能になる。なお、液晶パネル１５，２５に予め偏光板が設けられている場合には、偏光板１７，２７及び偏光板３６，３７は省略することができる。
【００３１】
被検物支持部１９，２９に支持された液晶パネル１５，２５は、制御装置４０に接続されている。制御装置４０は、液晶パネル１５，２５を駆動する図示略のパネル駆動部を介して液晶パネル１５，２５に任意の動作を行なわせることができるようになっている。このため、観察光ＯＢを照射した状態で液晶パネル１５，２５を動作させれば、液晶パネル１５，２５の電気光学特性（電圧−透過率（Ｖ−Ｔ）特性）を容易に得ることができ、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の照射による劣化処理と並行して、あるいは劣化処理と交互に、電気光学特性の測定を行なうことができる。
【００３２】
以上に説明した劣化試験装置１００によれば、劣化処理用の光源としてレーザ光源１０を用いているので、レーザ光の強いエネルギーによって液晶パネル１５，２５に対して短時間に十分な大きさの劣化を生じさせることができる。
【００３３】
また、レーザ光源１０から出力されたレーザ光ＬＢ０を複数の液晶パネル１５，２５に分岐して照射しているので、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を減光板等で吸収しなくても、照射するレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の強度を測定に必要な強度にまで十分に減少させることができる。すなわち、測定に必要なレーザ強度は非常に小さいので、レーザ光ＬＢ０を単一の試験対象領域に照射する場合には、出力されたレーザ光ＬＢ０の大部分を減光板等で吸収しなければならないが、本実施形態のようにレーザ光ＬＢ０を分岐させて複数の試験対象領域に照射する場合には、減光板等を介さなくても十分に小さい強度となっているので、吸収させるレーザ光の光量が少なくなり、光利用効率が非常に高いものとなる。
【００３４】
また、レーザ光出力部１１０と観察部１３０の双方を備えているので、液晶パネル１５，２５の劣化処理と劣化部位の検査とを１台の試験装置で行なうことができる。特に、液晶パネル１５，２５の検査を、液晶パネル１５，２５を被検物支持部１９，２９に支持した状態で行なうことができることから、液晶パネル１５，２５の加速劣化試験を簡便且つ正確に実施することが可能である。
【００３５】
また、観察部であるＣＣＤカメラ３４及び観察光源３１を移動させる移動手段を備えているので、各液晶パネル１５，２５の劣化部位を適切な観察位置で観察することができる。このような観察位置に関する情報はＲＯＭ等の記憶手段に記憶されているので、係る情報に基づいてＣＣＤカメラ３４及び観察光源３１を移動させれば、常に同じ観察位置で被検物を観察することが可能である。コントラスト等の光学特性の評価においては、測定条件のばらつきが大きな誤差を生じさせる場合があるので、このような測定においては特に有効な構成となる。さらに、観察を行なうたびに適切な観察位置を探す必要がないので、位置合わせ等に要する時間も短縮することができる。
【００３６】
なお、図１に示すレーザ光ＬＢ０，ＬＢ１，ＬＢ２及び観察光ＯＢの光学系は、その主要部のみを簡略化して表示したものであり、試験装置の設計に応じた構成部材の変更／追加を妨げるものではない。例えば、集光レンズ１４，２４とともに、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の照度分布を均一化する光学補正素子（例えば、フライアイレンズ、ロッドレンズ等）を設けてもよい。このような構成とすれば、液晶パネル１５，２５の試験対象領域に均一な照度分布のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を照射でき、前記試験対象領域を均一に劣化させることができるので、液晶パネルの劣化状態を検査する際の測定値のばらつきや、目視観察におけるばらつきを防止して、より正確な試験結果を得られるようになる。
【００３７】
また、被検物である液晶パネル１５，２５を支持する被検物支持部１９，２９には、液晶パネルの温度制御を行なう温度制御部を設けることができる。かかる温度制御部により液晶パネル１５，２５を冷却ないし加熱し、試験中の液晶パネル１５，２５の温度を一定に保持するようにすることで、レーザ光照射での加熱に起因する液晶パネル１５，２５の劣化を抑制しつつ劣化試験を行なうことができるので、液晶パネル１５，２５の劣化因子から熱に起因する部分を排除し、光照射による液晶パネル１５，２５の劣化現象を正確に観測することが可能になる。
【００３８】
［液晶パネル］
ここで、被検物である液晶パネルの構成について説明する。
図２（ａ）は液晶パネル１５の一例を示す模式図である。図２（ａ）は、ＴＮモードの液晶層を具備したＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶パネル１５の部分断面構成図であるが、液晶パネル１５はＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の他の液晶モードのものであってもよく、その駆動形式（アクティブマトリクス型／パッシブマトリクス型）も限定されない。また液晶パネル１５は、透過型に限らず、反射型、半透過反射型のものであってもよい。反射型の液晶パネルの劣化試験を行う場合にも、観察光の検出手段の配置を変更するのみで容易に対応できる。
【００３９】
なお、図２では、３つの画素Ｐ１〜Ｐ３のみを示しているが、実際には画素Ｐ１〜Ｐ３と同様の構成の画素が平面視マトリクス状に配列形成された構成を備えている。また、各画素Ｐ１〜Ｐ３に対応して設けられるスイッチング素子であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）についての図示は省略している。
【００４０】
なお、液晶パネル２５は液晶パネル１５と同様の構成であるため、以下の説明では液晶パネル１５の構成及びその劣化試験方法についてのみ記載する。
【００４１】
図２（ａ）に示す液晶パネル１５は、液晶層１５５を挟持して対向する一対の基板１５１，１５２を備えている。基板１５１，１５２は、石英、ガラス、プラスチック等の透明基板であり、両基板の対向面に介在させた図示略のスペーサにより所定の間隔に離間されている。基板１５１の内面側（液晶層１５５側）に、複数の画素電極１５６と、画素電極１５６を覆う配向膜１５３とが形成されており、基板１５１の外面側には、偏光板１５９が配設されている。基板１５２の内面側に、遮光膜（ブラックマトリクス）１５８と、対向電極１５７と、配向膜１５４とが積層形成されており、基板１５２の外面側には、偏光板１６０が配設されている。
【００４２】
液晶層１５５は、ネマチック液晶を主体としてなり、配向膜１５３、１５４の配向規制力によって、基板１５１，１５２間でツイスト配向している。配向膜１５３，１５４は、ポリイミド膜や酸化シリコン膜により形成することができ、ポリイミド膜を用いる場合には、液晶を所望の方向に配向させるためのラビング処理を施される。また、酸化シリコン膜を用いる場合には、斜方蒸着法等によって膜面に凹凸形状を付与し、かかる形状に起因する配向規制力により液晶を配向させる。
【００４３】
画素電極１５６は、各画素ごとに形成されて、当該領域内の液晶層１５５に駆動電圧を印加する。画素電極１５６は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの透明導電膜を基板１５１上に成膜し、パターニングすることによって形成できる。そして、各画素電極１５６には、図示しないＴＦＴ（スイッチング素子）が電気的に接続され、かかるＴＦＴのスイッチング動作に基づき画像信号に応じた電圧が書き込まれるようになっている。対向電極１５７は、上記の各画素電極１５６と共に液晶層１５５に電圧を印加するものであり、基板１５２上の略全面に形成されている。この対向電極１５７は、各画素に共用される共通電極となっており、接地電位等の所定電位に接続される。対向電極１５７についても、ＩＴＯ等の透明導電膜により形成することができる。
【００４４】
遮光膜１５８は、各画素の境界を覆い、当該領域における漏れ光を遮断するためのものであり、基板１５２上に形成されている。この遮光膜１５８には、低反射の金属材料（例えばクロム）が用いられ、各画素に対応する領域に開口部を有する平面視略格子状に形成されている。
【００４５】
［劣化試験方法］
次に、液晶パネル１５における劣化試験方法について説明する。
この劣化試験方法では、液晶パネル１５に対して波長、照射時間等の条件を種々に設定してレーザ光を照射して劣化を生じさせ、この劣化処理と並行して、観察光ＯＢを液晶パネル１５に照射し、その透過光をモニタすることにより液晶パネル１５の耐光性を評価する。具体的には、液晶パネル１５に照射した観察光ＯＢの透過率変化を観測することにより劣化に至るΔｎの変化を観測する検査と、パネル駆動部により液晶パネル１５を駆動して電気光学特性（Ｖ−Ｔ特性）の変化を観測する検査と、ＣＣＤカメラ３４により液晶パネル１５を撮影することで液晶パネル１５を目視観察する検査とを行なうことができる。
【００４６】
例えば、液晶パネル１５に照射した観察光ＯＢの透過率変化を観測する検査では、レーザ光の照射時間を横軸にとり、液晶パネル１５を通過する光の強度（透過率）を縦軸にとったグラフをプロットすることにより、液晶パネルの耐光性の評価が可能である。かかる評価結果から加速係数を算出することにより、液晶パネル１５の耐用時間を推定することができる。以下、この試験方法について図面を参照して説明する。
【００４７】
まず、図２（ｂ）に示すように、レーザ光源１０から射出したレーザ光ＬＢをその波長、照射エネルギー又は照射時間のうち少なくとも１つを可変パラメータとして設定して、液晶パネル１５の試験対象領域に照射する（第１工程）。試験対象領域は任意に設定可能であり、例えば図示の場合では液晶パネル１５の１画素Ｐ２に対応する領域を設定している。レーザ光ＬＢを用いて比較的高いエネルギーを液晶パネル１５に与えることにより、液晶パネル１５の画素Ｐ２に含まれる各部材（例えば配向膜や液晶分子等）に劣化が生じる。このとき、液晶パネル１５の劣化量は、レーザ光ＬＢの可変パラメータの設定内容によって異なることとなる。本実施形態では、主として、レーザ光ＬＢの照射によって画素Ｐ２内の配向膜を変質させ、液晶分子の配向性を局所的に低下させるという態様の劣化を想定する。レーザ光ＬＢを連続波（ＣＷ）とすることにより、エネルギーをより効率よく与えることが可能である。
【００４８】
次に、図２（ｃ）に示すように、観察光ＯＢを液晶パネル１５に照射し、当該液晶パネル１５を通過した当該観察光ＯＢの状態を図１に示したＣＣＤカメラ３４により検出する（第２工程）。本実施形態では、検出対象とする観察光ＯＢの状態（光学的特性）として光量（光強度）を想定しているが、これに限定されず、偏光状態、分光特性など種々のものが考えられる。すなわち、観察光ＯＢの状態として検出したい内容に応じて観察光ＯＢを出力する光源と、その検出手段を用意すれば、種々の検出対象について測定が可能になる。検出対象（光量、偏光状態、分光特性等）を変更したとしても、液晶パネル１５の試験対象領域に劣化が生じていれば、レーザ光ＬＢを照射する前後で異なる光学的特性が検出されるので、液晶パネル１５の劣化量を観測することができる。
【００４９】
ここで、図３は、上記第２工程で、液晶パネル１５を透過する観察光ＯＢの光量を検出対象として測定を行なう場合の説明図であり、図３（ａ）は、レーザ光ＬＢを照射する前（劣化しない状態）の液晶パネル１５について上記第２工程を実施する場合について示す図であり、図３（ｂ）は、レーザ光ＬＢを照射した後（液晶パネル１５を劣化させた後）の液晶パネル１５について上記第２工程を実施する場合について示す図である。
【００５０】
図３（ａ）に示すように、液晶パネル１５の光入射側及び光射出側には、それぞれ偏光板１７，３６が配置されている。偏光板１７と偏光板３６とは、互いの透過軸が略直交するように配置されており、光入射側の偏光板１７の透過軸は、液晶パネル１５の基板１５１側における液晶分子の平均的配向方向（ダイレクタ）と略平行となるように配置されている。また、偏光板３６の透過軸は、液晶パネル１５の基板１５２側における前記ダイレクタと略平行となるように配置されている。
【００５１】
観察光源３１から出力されて偏光板１７に入射した観察光ＯＢは、当該偏光板１５９の光学的主軸に沿った振動成分のみが通過し、直線偏光となる。この直線偏光となった観察光ＯＢは、液晶層１５５を透過する際に、液晶層１５５の旋光作用によりその偏光方向が９０度回転されて液晶層１５５から射出される。その後、観察光ＯＢの偏光方向と平行な透過軸を有する偏光板３６を透過し、ＣＣＤカメラ３４にて光量検出される。
【００５２】
一方、図３（ｂ）に示す場合では、図２（ｃ）に示したように、レーザ光ＬＢの照射によって配向膜１５３，１５４に劣化を生じているので、画素Ｐ２においては配向膜１５３，１５４の配向規制力低下に起因する液晶の配向乱れが生じている。そしてこれに伴って入射光に対する偏光変換作用が低下するため、液晶層１５５を透過した後の観察光ＯＢの偏光状態は、例えば図示のように楕円偏光となり、図３（ａ）に示したものと異なった状態となる。そのため、観察光ＯＢのうち偏光板１６０を透過できる偏光成分が減少し、観察光量検出部３５で検出される光量も低下する。
【００５３】
以上のようにして、液晶パネル１５にレーザ光ＬＢを照射する前後においてそれぞれ液晶パネル１５を透過する観察光ＯＢの光量を検出したら、レーザ光ＬＢの可変パラメータの設定内容に応じた観察光ＯＢの状態の差異に基づいて液晶パネルの耐光性を評価する（第３工程）。例えば、レーザ光ＬＢの照射時間の長短による観察光ＯＢの状態の差異を比較することにより経時劣化を評価することができる。また、レーザ光ＬＢの照射エネルギーの大小による観察光ＯＢの状態の差異を比較することにより、光強度に対する耐性を評価することができる。
【００５４】
以上説明した劣化試験方法は、上述の劣化試験装置１００を用いて行なわれるものである。すなわち、単一のレーザ光を複数の被検物に分岐して照射し、これにより生じた被検物の劣化部位を観察することによって、前記被検物の劣化量を評価するものである。この方法においては、レーザ光の強いエネルギーによって被検物である液晶パネル１５，２５に対して短期間に十分な大きさの劣化を生じさせることができる。このため、従来のようにハロゲンランプ等を用いて試験を行なう場合に比べて、試験期間を大幅に短縮することが可能である。一方、レーザ光を複数に分岐して照射しているので、個々の液晶パネルに対しては、適度に光強度を減じた状態のレーザ光を照射することができる。すなわち、液晶パネルに入射させる前に減光板等でレーザ光を吸収させなくても、十分に小さい強度となっているので、無駄になるレーザ光の光量が少なくなり、光利用効率が非常に高いものとなる。さらに、レーザ光ＬＢの照射中、あるいはレーザ光ＬＢの照射を一時的に停止した状態で観察光ＯＢを液晶パネルに照射することができ、レーザ光ＬＢにより劣化処理した液晶パネルの劣化量の検査を簡便にかつ迅速に行なうことができる。
【００５５】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施形態に係る劣化試験装置の概略構成を示す図である。なお、第１実施形態の劣化試験装置１００と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図４に示す劣化試験装置２００は、劣化処理に用いられるレーザ光を出力するレーザ光出力部１１０と、被検物である液晶パネル１５を支持する被検物支持部１９と、レーザ光出力部１１０から出力されたレーザ光ＬＢ０を複数のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２に分岐し、分岐された各々のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を被検物支持部１９，２９に支持された液晶パネル１５の複数の部位に照射するレーザ光分岐部１２０と、レーザ光によって劣化された液晶パネル１５の劣化部位を観察する観察部１３０とを備えている。
【００５７】
第１実施形態の劣化試験装置１００では、レーザ出力部１１０から出力された一のレーザ光ＬＢ０を複数の液晶パネルに分岐して照射した。このため、被検物支持部は被検物である液晶パネルの数に対応して複数設けられており、これらを観察するＣＣＤカメラ３４及び観察光源３１も、それぞれの観察位置に移動するための移動手段を備えていた。これに対して、本実施形態の劣化試験装置２００では、分岐した複数のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を同一液晶パネル１５内の複数の部位に照射するようになっている。このため、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を集光する集光レンズ１４以下の構成、すなわち集光レンズ１４、被検物支持部１９及びパワーメータヘッド１８はそれぞれ１組ずつ設けられており、液晶パネル１５を挟む偏光板１７，３６も１対のみ配置されている。また、液晶パネル１５を観察するＣＣＤカメラ３４及び観察光源３１も、近接した複数の劣化部位を同一の観察視野内で観察すればよいため、移動手段は設けられていない。
【００５８】
これ以外の構成については、第１実施形態と同様である。したがって、以下の説明では、第１実施形態との主な相違点であるレーザ光分岐部１２０の構成を中心にして説明を行なう。
【００５９】
レーザ光分岐部１２０は、レーザ光出力部１１０から出力されたレーザ光ＬＢ０を複数のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２に分岐するハーフミラー１３及びミラー５１，５２，５３と、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の光量を調節するＮＤフィルタ１２，３０と、分岐されたレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を液晶パネル１５内の近接した部位に向けて反射する反射プリズム５０と、反射プリズム５０で反射された複数のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２を所定のスポット径に調節する集光レンズ１４５と、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の光量を測定するパワーメータヘッド１８及びパワーメータ３３とを備えている。
【００６０】
レーザ光出力部１１０から出力されたレーザ光ＬＢ０は、ＮＤフィルタ１２により測定に必要な光量に絞られた後、ハーフミラー１３に入射する。ここで反射されたレーザ光ＬＢ１は、ミラー５１及び反射プリズム５０によって反射されて集光レンズ１４に入射し、集光レンズ１４により所定のスポット径に調整された後、被検物である液晶パネル１５の第１の試験対象領域に照射される。一方、ハーフミラー１３を透過したレーザ光は、ＮＤフィルタ３０により所定の光量に絞られた後、ミラー５２、ミラー５３及び反射プリズム５０によって反射されて集光レンズ２４に入射し、集光レンズ２４により所定のスポット径に調節された後、同一被検物である液晶パネル１５の第２の試験対象領域に照射される。
【００６１】
反射プリズム５０は、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の光路に対して進退自在に設けられている。そして、その進退量を変えることで、２つのレーザ光が照射される液晶パネル１５内の部位（試験対象領域）を調節できるようになっている。また、反射プリズム５０は、集光レンズ１４の光軸に対しても進退自在に設けられており、ＣＣＤカメラ３４により液晶パネル１５を観察する場合には、反射プリズム５０を集光レンズ１４の光軸から外して観察を行なえるようになっている。
【００６２】
このレーザ光分岐部１２０では、第１の試験対象領域に入射されるレーザ光ＬＢ１の光量は、第１の光量調節手段であるＮＤフィルタ１２及びハーフミラー１３によって調節され、第２の試験対象領域に入射されるレーザ光ＬＢ２の光量は、第２の光量調節手段であるハーフミラー１３及びＮＤフィルタ３０によって調節される。各試験対象領域に照射される光量はそれぞれ独立に設定することができ、これらを同一とすることも、異ならせることも可能である。
【００６３】
液晶パネル１５、偏光板１７，３６、観察光源３１及びＣＣＤカメラ３４は、集光レンズ１４の光軸上に設けられている。すなわち、観察光ＯＢの光路はレーザ光の光路と平行な光路上に設けられている。
【００６４】
偏光板３６とＣＣＤカメラ３４との間には、シャッタ５４が設けられている。シャッタ５４は、観察光ＯＢの光路に対して進退自在の遮光素子である。かかるシャッタ５４によりレーザ照射中に観察光路を遮断することで、液晶パネル１５等によって不用意に反射されたレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２によってＣＣＤカメラ３４が破損されることを防止することができる。
【００６５】
図５は、ＣＣＤカメラ３４によって液晶パネル１５を観察する際の観察視野ＯＡを示す模式図である。図５（ａ）は、２つの試験対象領域ＰＳを近接して設けた状態を示す図、図５（ｂ）は、２つの試験対象領域ＰＳを離れた位置に設けた状態を示す図、図５（ｃ）は、４つの試験対象領域ＰＳを互いに近接して設けた状態を示す図である。観察視野ＯＡにおいて格子状に配置されているのは、液晶パネル１５の遮光膜１５８である。
【００６６】
図５（ａ）において、２つの試験対象領域ＰＳは遮光膜１５８を避けた位置に設けられている。レーザ光は、スポット径を絞ることによって照射領域（試験対象領域）を微小化できるため、このような微小な領域のみを選択的に照射することも可能になるのである。試験対象領域を微小化して特定の領域のみを劣化させることは、劣化のメカニズムを単純化する上で有効な方法である。例えば、図５（ａ）のように遮光膜１５８を避けて画素Ｐの透過領域のみにレーザ光を照射した場合には、遮光膜１５８の温度上昇による測定誤差の影響をなくして、純粋に光照射のみの影響を調べることが可能になる。また、複数の試験対象領域ＰＳを近接して配置することで、劣化部位が見やすくなり、劣化の評価も精度の高いものとなる。
【００６７】
図５（ｂ）においては、２つの試験対象領域ＰＳは２画素分離れた位置に設けられている。この方法によれば、２つの劣化部位が干渉しないため、純粋に１画素Ｐのみの劣化の状態を調べることが可能である。
【００６８】
図５（ｃ）においては、同一液晶パネル１５内に４つの試験対象領域ＰＳが設けられている。試験対象領域ＰＳを増やすことは、図４のレーザ光分岐部１２０の構成に若干の設計変更を加えることによって実現可能である。図５（ｃ）では４つの試験対象領域ＰＳが上下及び左右の２方向に配列されており、２次元的な広がりを持った配置となっている。この方法は、同一視野内に全ての試験対象領域ＰＳを配置する上で有効な方法であり、また複数の劣化部位が面的な広がりを持って配置されるので、劣化部位をより見やすくするという点でも有利である。ただし、これらの試験対象領域ＰＳは必ずしも２次元的に配列される必要はなく、上下方向のみ又は左右方向のみというように１次元的に配列させることも可能である。
【００６９】
以上説明した劣化試験方法においては、同一液晶パネル内の複数の劣化部位（試験対象領域ＰＳ）を同一観察視野内に収めて観察するものとしている。このため、第１実施形態のようにＣＣＤカメラ３４及び観察光源３１をそれぞれの観察位置に移動して観察を行なう場合に比べて、効率的な観察が可能である。また、複数の劣化部位が近接した位置に配置されることで、劣化部位が見やすくなり、劣化の評価も精度の高いものとなる。
【００７０】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、被検物の一例として液晶パネルを用いたが、被検物は必ずしも液晶パネルに限られるものではなく、光によって劣化される種々の光学素子の劣化試験に対して本発明を広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１実施形態に係る劣化試験装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】被検物の一例である液晶パネルの断面構造を示す模式図である。
【図３】劣化試験方法の一例を示す模式図である。
【図４】第２実施形態に係る劣化試験装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】複数の劣化部位を同一観察視野内で観察した様子を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１５，２５…液晶パネル（被検物）、３２，３５…駆動装置（移動手段）、１００，２００…劣化試験装置、１１０…レーザ光出力部、１２０…レーザ光分岐部、１３０…観察部、ＬＢ０，ＬＢ１，ＬＢ２…レーザ光、ＯＡ…観察視野、ＯＰ１，ＯＰ２…観察位置、ＰＳ…試験対象領域（劣化部位）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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