劣化試験装置及び劣化試験方法
【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】 本発明に係る劣化試験装置は、レーザ光を出力するレーザ光出力部１１と、前記レーザ光を照射される液晶パネル（被検物）１５を支持する被検物支持部１９と、前記被検物支持部１９に支持された前記液晶パネル１５と当接して当該液晶パネル１５の温度を調整する温度制御手段１６とを備えている。
【解決手段】 本発明に係る劣化試験装置は、レーザ光を出力するレーザ光出力部１１と、前記レーザ光を照射される液晶パネル（被検物）１５を支持する被検物支持部１９と、前記被検物支持部１９に支持された前記液晶パネル１５と当接して当該液晶パネル１５の温度を調整する温度制御手段１６とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化試験装置及び劣化試験方法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。
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。
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】
【０００３】
しかしながら、上記従来の耐光性評価方法では、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。
また、光源からの照射光量を増加させると、この光で被検物である液晶パネルが加熱されて温度が上昇するため、光に起因する劣化と温度に起因する劣化とを正確に把握することができず、耐光性試験の精度を向上させることが困難であるという問題もある。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成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、及び短時間に高精度の試験を行うことができる劣化試験方法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】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために、レーザ光を出力するレーザ光出力部と、前記レーザ光を照射される被検物を支持する被検物支持部と、前記被検物支持部に支持された前記被検物と当接して当該被検物の温度を調整する温度制御手段とを備えることを特徴とする劣化試験装置を提供する。
かかる構成によれば、前記被検物支持部に前記温度制御手段が備えられたことで、前記被検物の温度調整を行いつつ前記レーザ光の照射を行うことができるので、レーザ光照射によって短時間に被検物に劣化を生じさせることできるとともに、被検物の温度制御によって前記レーザ光照射による被検物の加熱を防止することができる。したがって本試験装置によれば、光照射に係る劣化因子と、熱に係る劣化因子とが明確に区別された劣化試験を実施することができ、高精度の劣化試験を実施することができる。
【０００５】
本発明の劣化試験装置は、液晶パネルを支持する被検物支持部と、前記被検物支持部に支持された液晶パネルの１又は複数の画素に選択的にレーザ光を照射するレーザ光出力部と、前記被検物支持部に支持された前記液晶パネルと当接して当該液晶パネルの温度を調整する温度制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明の劣化試験装置は、光照射等による液晶パネルの劣化試験に好適に用いることができる。すなわち、レーザ光照射によって液晶パネルの配向膜等を短時間に劣化させ、かかる劣化の度合いを評価して液晶パネルの耐光性、耐熱性についての加速試験を実施することができる。そして、前記温度制御手段によって液晶パネルの温度を制御しつつレーザ光の照射を行うことができるので、レーザ光照射に伴う加熱に起因する配向膜等の劣化を防止でき、光照射に係る劣化因子と熱に係る劣化因子とが明確に区別された高精度の液晶パネルの耐久試験を実施することができる。
【０００６】
本発明の劣化試験装置では、前記温度制御手段に、熱電変換素子が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、熱電変換素子により被検物の加熱／冷却を行うので、冷熱媒体を用いた熱交換方式による温度制御手段に比して、小型、静音、高速応答、長寿命といった利点が得られ、高精度の劣化試験装置の安価な提供に寄与する。
【０００７】
本発明の劣化試験装置では、前記温度制御手段に、作動液による潜熱移動を行うヒートパイプが設けられている構成とすることもできる。ヒートパイプは、金属管等のコンテナ内に少量の作動液を真空封入したものであり、コンテナの一部が加熱されると、コンテナの内部において、当該加熱部位にて内部の作動液が気化し、かかる蒸気が低温部位に移動して当該低温部位で凝縮する一連の動作を繰り返し、加熱部位から低温部位への熱移動が成されるものである。そして、ヒートパイプを備えることで、僅かな温度差でも動作し、メンテナンスがほとんど不要である温度調整手段を構成することができる。
【０００８】
本発明の劣化試験装置では、前記温度制御手段に、前記被検物と当接する伝熱部と、該伝熱部を経由して冷熱媒体を循環させる循環式冷熱装置とが設けられている構成とすることもできる。この構成によれば、前記被検物と当接して当該被検物の加熱／冷却を行う前記伝熱部を用いるので、比較的大きな熱エネルギーの移動を要する場合に好適である。
【０００９】
本発明の劣化試験装置では、前記温度制御手段に、熱源の熱を前記被検物に伝達する伝熱部材が設けられていることが好ましい。上記伝熱部材を備えることで、被検物の形状やレーザ光の照射形態に応じて前記伝熱部材と前記被検物との当接形態を容易に変更できるので、高精度の温度制御が可能になり、また被検物の温度分布を均一化するのも容易になる。
【００１０】
本発明の劣化試験装置では、前記被検物の温度を測定するとともに、前記温度制御部に対して前記被検物の温度調整に用いる温度情報を出力する温度測定部が設けられていることが好ましい。この構成によれば、前記被検物の温度情報に基づいた温度制御が可能になり、温度制御の高精度化による劣化試験の精度向上を実現することができる。
【００１１】
本発明の劣化試験装置では、前記被検物に照射するレーザ光の光量を測定する第１光量測定部と、前記被検物に照射した後のレーザ光の光量を測定する第２光量測定部とが設けられていることが好ましい。この構成によれば、前記第１光量部により前記被検物に照射する直前のレーザ光量を得ることができ、前記第２光量測定部により前記被検物に照射した後のレーザ光量を得ることができるので、レーザ光出力部から出力されるレーザ光のパラメータに応じた被検物の劣化度合いを容易に測定することができる。
【００１２】
本発明の劣化試験装置では、少なくとも前記被検物と前記被検物支持部とが、内部の温度及び／又は湿度を制御された温調槽内に収容されていることが好ましい。この構成によれば、前記被検物の環境温度及び／又は環境湿度を容易に変更して劣化試験を行うことができ、被検物の使用環境に応じた適切な劣化試験を行うことが可能になる。
【００１３】
本発明の劣化試験装置では、少なくとも前記被検物、前記被検物支持部、及び前記レーザ光出力部が、内部の温度及び／又は湿度を制御された温調室内に収容されていることが好ましい。この構成によれば、安定環境で前記レーザ光出力部等を動作させることができるため、動作環境の変動に伴う前記レーザ光出力部等の作動状態の変化を、測定結果から排除でき、高精度の劣化試験を実施することができる。さらに、前記第１光量測定部、第２光量測定部等を備えた劣化試験装置にあっては、これら第１光量測定部、第２光量測定部についても前記温調室内に配置することが好ましい。
【００１４】
本発明の劣化試験方法は、レーザ光を被検物に照射する第１工程と、観察光を前記被検物に照射し、該被検物に照射した後の観察光の状態を検出する第２工程と、前記被検物に照射する前後の前記観察光の差異に基づき前記被検物の耐光性を評価する第３工程と、を含み、前記第１工程において、前記被検物を一定温度に保持しつつ前記レーザ光を照射することを特徴とする。
この劣化試験方法によれば、前記被検物に対してレーザ光を照射する第１工程において、前記被検物をｉ一定温度に保持しながらレーザ光の照射を行うので、レーザ光の照射に伴う被検物温度の上昇を抑え、熱により被検物が劣化するのを防止することができる。これにより、第２工程での観測結果から熱に起因する劣化因子を排除することができ、光照射に起因する被検物の劣化度合いを正確に得ることができる。したがって本発明の劣化試験方法によれば、レーザ光照射により短時間のうちに被検物を劣化させることができ、その劣化度合いを高精度に測定することができる。
【００１５】
本発明の劣化試験方法では、前記第１工程において、前記レーザ光の波長、照射エネルギー、及び照射時間の少なくとも１つを可変パラメータとして設定して前記被検物に対する照射を行い、前記第３工程において、前記可変パラメータに応じた前記観察光の差異に基づき前記被検物の耐光性を評価することが好ましい。この劣化試験方法により、可変パラメータの変化に対する被検物の劣化度合いの変化を容易に得ることができる。
【００１６】
本発明の劣化試験方法では、前記レーザ光を前記観察光として兼用し、前記第１工程及び第２工程を並行して行うこともできる。この劣化試験方法によれば、前記観察光としてのレーザ光の照射による被検物の劣化度合いの測定と、レーザ光の照射による前記被検物の劣化処理とを同時に行うことができ、極めて効率よく迅速に劣化試験を行うことができる。
【００１７】
本発明の劣化試験方法では、前記被検物として液晶パネルを用い、前記レーザ光を前記液晶パネルの１又は複数の画素に選択的に照射することができる。すなわち、前記被検物が液晶パネルである場合に、レーザ光を照射する試験対象領域を、１画素又は複数画素単位とすることが好ましい。狭小な画素領域に対してレーザ光を照射するので、照射エネルギーが小さくても画素の劣化を短時間に生じさせることができ、試験時間の短縮と消費電力の低減、並びに装置コストの低減も図ることができる。また、液晶パネルには多数の画素が形成されているので、試験条件を変えて連続的に劣化試験を実施することができ、１個の液晶パネルで複数条件の劣化試験を極めて効率よく実施することができる。
【００１８】
本発明の劣化試験方法では、前記第１工程において、前記レーザ光の照射により前記液晶パネルに含まれる配向膜の配向性を低下させる試験方法とすることができる。光照射による液晶パネルの劣化の主たる要因は、配向膜の劣化である。したがってレーザ光照射によって配向膜に劣化を生じさせる上記の試験方法とすれば、当該劣化試験方法により液晶パネルの実際の経時劣化に即した加速試験を実施することができ、液晶パネルの耐光性や寿命をより正確に評価することができる。
【００１９】
本発明の劣化試験方法では、前記液晶パネルに照射する前記レーザ光を、該液晶パネルの光入射側の偏光板の透過軸と略平行の直線偏光とすることが好ましい。液晶パネルの劣化試験を行う場合、液晶パネルに偏光板が設けられていると、液晶パネルに照射したレーザ光の一部（偏光板の吸収軸と平行な偏光成分）が偏光板に吸収されて偏光板に劣化を生じることがあり、かかる劣化因子が試験結果に混入することも考えられる。そこで、液晶パネルに入射させるレーザ光を、偏光板の透過軸と平行な直線偏光とすれば、偏光板での光吸収をほとんど生じないため、偏光板の劣化を防止でき、例えば配向膜の劣化に起因する光学特性の変化を正確に観測できるようになる。
【００２０】
本発明の劣化試験方法では、前記液晶パネルの一面又は両面と面接触する伝熱部を介して前記液晶パネルの温度制御を行うことが好ましい。このような試験方法とすれば、液晶パネルの加熱／冷却を効率よく行うことができるので、液晶パネルの温度制御の正確性が向上し、劣化試験の精度向上にも寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（劣化試験装置）
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。本実施形態の劣化試験方法は、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルの劣化試験方法であり、液晶パネルに対しレーザ光を照射することで、液晶パネルに劣化を生じさせた後、レーザ光を観察光として用いて液晶パネルを光学的に観察し、上記液晶パネルの劣化度合いを評価するものである。
【００２２】
図１は、本実施形態の劣化試験装置の概略構成図である。図１に示す劣化試験装置１００は、レーザ装置１０と、ＮＤフィルタ１２と、ミラー１３と、集光レンズ１４とからなるレーザ光出力部１１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、被検物支持部１９に支持された液晶パネル１５と当接して配置された温度制御部１６と、液晶パネル１５の前段側（レーザ光出力部１１側）に設けられた第１光量測定部２１と、液晶パネル１５の後段側（レーザ光出力部１１と反対側）に設けられた第２光量測定部２２とを備えて構成されている。
【００２３】
レーザ光出力部１１の光学系を一部共有する撮像部１７と、撮像部１７で得られた画像情報を処理、表示する画像処理部１８とが設けられており、これら撮像部１７及び画像処理部１８は、液晶パネル１５上の試験対象領域と、レーザ光との位置合わせを行う位置決め手段、及び液晶パネル１５の劣化度合いを評価するための画像処理手段として機能する。
【００２４】
レーザ装置１０は、例えば発振波長４０６ｎｍの青紫レーザ光を出力するレーザ装置であり、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の耐光性を評価するものであるから、レーザ装置１０には、液晶パネル１５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。
【００２５】
レーザ装置１０から出力されたレーザ光は、ＮＤフィルタ１２により測定に必要な光量に絞られた後、ミラー１３により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の試験対象領域に入射する。
なお、図１に示すレーザ光出力部１１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。したがって例えば、レーザ光出力部１１の光学系に、レーザ光を均一化するためのホモジナイザやインテグレータを設けることもでき、レーザ光のスポット形状を変更するためのマスクを設けることもできる。
【００２６】
被検物である液晶パネル１５は、被検物支持部１９に支持された状態で温度制御部１６により冷却ないし加熱されるようになっている。また、液晶パネル１５には、被検物支持部１９に支持された状態で温度測定部３３が接続されるようになっており、かかる温度測定部３３で検出された液晶パネル１５の温度情報は温度測定部３３に出力される。そして、温度測定部３３が入力された前記温度情報に基づき温度制御部１６ａの動作制御を行うことで、液晶パネル１５の温度制御を行えるようになっている。
上記構成を具備していることで、例えば温度制御部１６により液晶パネル１５を冷却しながらレーザ光の照射を行うことができ、これによりレーザ光の照射による加熱に起因する液晶パネル１５の劣化を抑制しつつ耐光性試験を行うことができるので、液晶パネル１５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の劣化現象を正確に観察することが可能になる。
【００２７】
被検物支持部１９、液晶パネル１５、及び温度制御部１６は、温度調整装置２７を具備した温調槽２６内に収容されており、液晶パネル１５に対してレーザ光出力部１１から出力されたレーザ光を入射させる際に、液晶パネル１５等の環境温度、及び湿度を制御することができるようになっている。かかる構成を具備したことで、光照射時の温度、及び湿度を任意に制御しつつ液晶パネル１５の耐光性試験を実施することができ、高精度の耐光性試験を実施できるものとなっている。
【００２８】
さらに、劣化試験装置１００を構成する各装置は、温調室２５内に収容され、温調室２５に備えられた温度調整装置２９により制御された温度／湿度環境下で動作する。かかる構成を具備することで、各装置を安定に動作させることができ、動作環境による作動状態の変動に起因する影響を試験データから排除することができるので、高精度の耐光性試験が可能である。
【００２９】
レーザ光路に対して温調槽２６の前段及び後段に設けられた第１光量測定部２１、第２光量測定部２２は、それぞれパワーメータ２３，２４に接続されており、液晶パネル１５に入射する直前のレーザ光の光量を第１光量測定部２１で検出してパワーメータ２３により読み取ることができ、液晶パネル１５を透過したレーザ光の光量を第２光量測定部２２で検出してパワーメータ２４により読み取ることができるようになっている。したがって、パワーメータ２３で読み取ったレーザ光量と、パワーメータ２４で読み取ったレーザ光量とを比較することで、液晶パネル１５の透過率を測定することができる。
なお、液晶パネル１５前段側の第１光量測定部２１は、レーザ光の光路に対して進退自在であり、液晶パネル１５へのレーザ光照射を行う前にレーザ光路上に配置されて光量を検出し、液晶パネル１５に劣化を生じさせる際、及び液晶パネル１５の透過率を測定する際には、レーザ光路から後退するようになっている。
【００３０】
上記第１光量測定部２１とレーザ装置１０との間には、液晶パネル１５に入射させるレーザ光を所定の偏光状態とするための偏光子を設けることができる。一般的に液晶パネル１５の外面側には偏光板が設けられているので、このような偏光子を設けて液晶パネル１５の偏光板の透過軸と平行な直線偏光を入射させるようにすれば、液晶パネル１５の偏光板での光吸収が無くすことができる。これにより、光吸収による偏光板の加熱劣化を防止でき、液晶パネル１５で生じる劣化のうち偏光板の劣化に係る部分を排除できるので、液晶パネル１５のうち特定箇所（配向膜）の劣化を高精度に検出できるようになる。なお、液晶パネル１５に偏光板が設けられていない場合には、上記前段側の偏光子とともに、液晶パネル１５後段側にも偏光子が設けられる。
【００３１】
＜液晶パネル＞
被検物である液晶パネル１５には、種々の構成のものを被検物とすることができる。ここで、図２（ａ）に液晶パネル１５の一例を示して説明する。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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
＜温度制御部＞
本実施形態の劣化試験装置１００では、液晶パネル１５の温度調整を行う温度制御部１６として、図３に示す温度制御部１６ａが用いられている。図３（ａ）は、温度制御部１６ａを平面構成図であり、図３（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図である。
図３に示す温度制御部１６ａは、液晶パネル１５と一部当接して配置される伝熱部材３２と、伝熱部材３２上に配設された２個の温調素子３４を備えて構成されている。伝熱部材３２は金属板等の良好な熱伝導性を有する材料からなる基体であり、液晶パネル１５の配設位置に対応して開口部３２ａが設けられている。前記開口部３２ａは液晶パネル１５より一回り小さい矩形状に形成されており、図３（ｂ）に示すように、液晶パネル１５に対し温度制御部１６ａを配置した状態で、開口部３２ａ周辺の伝熱部材３２と液晶パネル１５の周縁部とが当接して配置され、伝熱部材３２を介した液晶パネル１５の加熱／冷却が可能な構成とされている。
【００３７】
［温調素子］
本実施形態に係る温調素子３４としては、図４に示す温調素子３４ａが用いられている。
図４（ａ）は、温調素子３４ａの斜視構成図であり、図４（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図である。温調素子３４ａは、伝熱部材３２を介した液晶パネル１５の加熱／冷却を行う際の熱源となる熱電変換素子（ペルチェ素子）３６と、熱電変換素子３６を挟持する一対の冷熱基板３５ａ、３５ｂと、冷熱基板３５ｂの外面側（熱電変換素子３６と反対側）に配設された液体循環式冷熱ユニット３７とを備えて構成されている。
【００３８】
図５は、熱電変換素子３６の電気的構成を示す説明図である。熱電変換素子３６は、いずれもシリコン等からなるＮ型半導体ブロック３６ｎ及びＰ型半導体ブロック３６ｐを、第１電極３６ｂと、２枚の第２電極３６ｃ、３６ｃにより挟持した構成を備えており、２枚の第２電極３６ｃ、３６ｃから導出された配線３６ａを介して電源に接続されている。熱電変換素子３６を電源に接続して動作させると、Ｐ型半導体ブロック３６ｐと、Ｎ型半導体ブロック３６ｎとの間に、第１電極３６ｂ、第２電極３６ｃ、３６ｃを介して電源の極性に応じた一方向の電流が流れるようになっており、図示のごとく接続した場合には、第１電極３６ｂ側は温度が低下して冷却され、反対側の第２電極３６ｃ、３６ｃ側は温度が上昇して加熱される。熱電変換素子３６は、このようにして電極３６ｂ、３６ｃ間に生じる温度の差異を利用して、対象物の加熱／冷却を行うようになっている。なお、図５において電源の極性を逆向きにすると、第１電極３６ｂが加熱され、第２電極３６ｂが冷却される。
【００３９】
冷熱基板３５ａ、３５ｂは、銅やアルミニウムからなる基板であり、温調素子３４ａは、図３（ａ）に示した伝熱部材３２に対して、上記冷熱基板３５ａを対向させた状態で配設される。冷熱基板３５ｂの外面側に当接して設けられた液体循環式冷熱ユニット３７は、図４（ｂ）に示すように、内部に液体流路が形成された直方体状の部材であり、その側面部に接続された循環ホース３８，３８と前記液体流路とは内部で連通している。そして、一方の循環ホース３８を介して液体流路内に例えば水を導入し、他方の循環ホース３８を介して液体流路から排出する循環動作によって、冷熱基板３５ｂを冷却ないし加熱するようになっている。
【００４０】
熱電変換素子３６を具備した温調素子３４ａでは、電気的に冷却／加熱を行うので、圧縮機（コンプレッサ）と冷媒（フロン等）とを用いた一般的な冷熱装置に比して、以下のような利点があり、信頼性に優れ、また長寿命であって、静音性、実装性にも優れた温調素子を構成することができる。
【００４１】
（１）フロン等の熱媒体を使用していないため、環境に対する悪影響が無い。
（２）小型、軽量である。
（３）形状が自由に選定できる。
（４）電流の方向を変えるだけで冷却／加熱の切替が容易に行える。
（５）冷却、加熱の双方が行えるため、室温付近での温度制御ができる。
（６）温度応答性が良好である（迅速な加熱／冷却）。
（７）可動部分が無いため、振動、騒音が無い。
（８）疲労、破損する機械部品が無いため、長寿命、高信頼性である。
（９）電気配線のみで接続でき、取り扱いが簡単である。
【００４２】
＜劣化試験方法＞
上記構成を具備した劣化試験装置１００を用いて、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、並行して当該レーザ光を観察光として用いて透過光をモニタすることにより、被検物である液晶パネル１５の耐光性を評価することができる。例えば、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。
【００４３】
具体的には、まず図２（ｂ）に示すように、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の劣化の度合いは、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。
【００４４】
本実施形態では、図１及び図３に示したように、液晶パネル１５と当接して温度制御部１６が配設されているので、上記第１工程においてレーザ光ＬＢを照射する際、液晶パネル１５の温度を一定に保つことができる。これにより、レーザ光ＬＢによる液晶パネル１５の加熱を抑え、熱に起因する劣化因子を排除することができ、光照射による劣化度合いのみを正確に評価することが可能になっている。
また、本実施形態の劣化試験装置によれば、温度制御部１６及び温調槽２６により液晶パネル１５を加熱して液晶パネル１５に劣化を生じさせ、かかる劣化前後の液晶パネル１５の透過率の変化を、レーザ光を観察光として用いて測定することもできる。さらにこの場合にあっても、温度制御部１６及び温調槽２６による加熱処理に並行して、レーザ光を観察光として用いた液晶パネル１５の劣化試験を実施することができる。
【００４５】
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の状態を第２光量測定部２２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の劣化度合いを観測することができる。
【００４６】
ここで、図６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う場合の説明図であり、図６（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６（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。
【００４７】
図６（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１５９、１６０が配置されている。液晶パネル１５に偏光板が設けられていない場合には、偏光板１５９、１６０に対応する偏光素子を液晶パネル１５の両側にそれぞれ配置する。
偏光板１５９と偏光板１６０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１５９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１６０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。
【００４８】
レーザ光出力部１１から出力されて偏光板１５９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１６０を透過し、第２光量測定部２２にて光量検出される。
【００４９】
一方、図６（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６（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、第２光量測定部２２で検出される光量も低下する。
【００５０】
このようにして、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の光量を検出することができる。なお、図６ではレーザ光出力部１１から液晶パネル１５に入射させる観察光ＯＢの偏光状態を制御していないが、レーザ光出力部１１から射出するレーザ光ＬＢ及び観察光ＯＢを、液晶パネル１５の光入射側の偏光板１５９と平行な直線偏光とすることが好ましい。このような構成とすれば、偏光板１５９においてレーザ光の吸収が生じなくなるので、発熱や光照射による偏光板１５９の劣化を防止でき、偏光板１５９に係る劣化因子を測定結果から排除することができる。
【００５１】
その後、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できる。
【００５２】
本実施形態では、図２（ｃ）に示すように、観察光ＯＢをレーザ光出力部１１から出力しており、レーザ光ＬＢを観察光ＯＢとして兼用している。この場合には上記第１工程及び第２工程を並行して行うこともできる。またかかる構成とすれば、観察光ＯＢを出力する光源が不要になり、劣化試験装置１００全体でのコンパクト化を図ることができる。
【００５３】
上記実施形態の説明では、液晶パネル１５がＴＮ（Twisted Nematic）モードのものである場合について説明したが、被検物としての液晶パネルは、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードや、ＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード等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）にも限定されない。また液晶パネルは、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。
【００５４】
また上記実施形態では観察光ＯＢの検出対象として光量（光強度）を採用しているが、これ以外にも偏光状態、分光特性、リタデーションなど種々のものが採用可能であり、検出対象に応じた検出手段を、第２光量測定部２２に代えて用いればよい。例えば、偏光状態の変化を検出対象とするのであれば検出手段としてエリプソメータを用いればよく、分光特性を検出対象とするのであれば検出手段として分光測定機を用いればよい。
【００５５】
なお、上記実施形態では、被検物が液晶パネルである場合について説明したが、本発明に係る劣化試験装置は、液晶パネル以外のものを被検物とした場合にも、レーザ光照射の前後、ないし加熱処理の前後に渡る光学的特性の変化を観測して被検物の耐光性、耐熱性等を評価することができる。例えば、液晶パネル以外の電気光学装置（有機ＥＬ装置等）や、偏光板、位相差板等の光学フィルム、染料や顔料等の色材等を被検物とした劣化加速試験に好適に用いることができる。
【００５６】
（他の実施形態）
本発明に係る劣化試験装置は、上記実施の形態の構成に限定されるものではなく、種々の構成を採用することができる。以下に、他の実施形態として、温調素子３４の及び温度制御部１６の他の構成例について図面を参照しつつ説明する。
【００５７】
＜温調素子＞
上記実施形態に係る温調素子３４ａに代えて、図７及び図８にそれぞれ示す温調素子３４ｂ、３４ｃを用いることもできる。
図７（ａ）は、温調素子３４の第１変形例である温調素子３４ｂの斜視構成図であり、図７（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ’線に沿う断面構成図である。図７に示す温調素子３４ｂは、図４に示した温調素子３４ａと同様、熱電変換素子を備えている。すなわち、熱電変換素子３６と、熱電変換素子３６を挟持して対向する第１冷熱基板３５ａと第２冷熱基板３５ｂとを備えており、図７（ｂ）に示すように、第２冷熱基板３５ｂの外面側に、ヒートシンク４０を配設した構成を備えている。また、ヒートシンク４０の外側（熱電変換素子３６と反対側）には、放熱ファン４１を設けてもよい。
【００５８】
ヒートシンク４０は、第２冷熱基板３５ｂと反対側に立設された複数の放熱フィン４０ａを介して第２冷熱基板３５ｂの熱を放散させるものであり、本例の温調素子３４ｂは、かかるヒートシンク４０を備えたことで、先の実施形態に係る温調素子３４ａの作用効果に加え、温調素子の小型化、静音化を図ることができるという利点を有している。
【００５９】
次に、図８（ａ）は、温調素子３４の第２変形例である温調素子３４ｃの斜視構成図であり、図８（ｂ）は、（ａ）に示すヒートパイプの詳細な構成を説明するための斜視構成図であり、図８（ｃ）は、（ａ）、（ｂ）に示すヒートパイプの断面構造を示す図である。
図８に示す温調素子３４ｃは、図３に示した伝熱部材３２上に配設されて伝熱部材３２を加熱／冷却する略直方体状の基体４５と、基体４５の一側面に設けられてその一端側を基体４５内に埋入された２本のヒートパイプ４６，４６と、ヒートパイプ４６，４６間に設けられた金属板４７とを備えて構成されている。
【００６０】
ヒートパイプ４６は、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、金属管（コンテナ）４６ａの内壁面に毛細管構造（ウィック）４６ｂを形成するとともに、内部空間４６ｃ内に少量の作動液（水やフロン等）を真空封入した構成を備えている。
ヒートパイプ４６の一部（入熱部）が加熱されると、内部に封入された作動液が熱で蒸発する（蒸発潜熱が吸収される）。その後、作動液の蒸気は内部空間４６ｃを反対側の端部に向かって（符号４８を付した矢印の方向に）移動し、ヒートパイプ４６の他端部（排熱部）に達する。前記作動液の蒸気は、入熱部に比して低温の排熱部で凝縮して液化する（蒸発潜熱が放出される）。その後、液化した作動液は、コンテナ４６ａの内壁に設けられたウィック４６ｂの毛細管現象により入熱部に環流される。このような一連の相変化が連続的に生じることで、ヒートパイプ４６は、入熱部から排熱部へ熱を移動させることができるようになっている。ヒートパイプ４６を備えることで、以下のような利点を得ることができる。
【００６１】
（１）僅かな温度差で大量の熱エネルギーの輸送を急速に行うことができる優れた熱伝導性を備えている。
（２）ヒートパイプ内部の蒸気流は音速に近いスピードで移動するため、熱応答性が極めて良好である。
（３）長尺のヒートパイプでも先端まで温度差無く均一な温度とすることができる。
（４）可動部を持たないためメンテナンスが不要であり、また運転動力も不要である。
【００６２】
上記構成を具備した温調素子３４ｃを用いる場合にも、先に記載の温調素子３４ａ、３４ｂと同様、伝熱部材３２を介した液晶パネル１５の温度制御が可能であり、レーザ光照射による液晶パネル１５の温度上昇を防止し、温度に係る劣化因子の排除によって劣化試験の精度向上を図ることができる。
【００６３】
＜温度制御部＞
本発明に係る劣化試験装置では、上記実施形態に係る温度制御部１６ａに代えて図９に示す構成の温度制御部１６ｂを用いることもできる。図９（ａ）は温度制御部１６の変形例である温度制御部１６ｂの全体構成図、図９（ｂ）は液晶パネルの加熱／冷却を行う伝熱部の斜視構成図、図９（ｃ）は前記伝熱部を（ｂ）図上方から観察した断面構成図である。
【００６４】
温度制御部１６ｂは、伝熱部５１と、伝熱部５１に２本のホース５３，５４を介して接続された循環式電子冷熱装置５２とを備えて構成されている。伝熱部５１は、図９（ｂ）に示すように流路形成部５５と、流路形成部５５を挟持して対向する２枚の透明基板５６，５７とを備えており、流路形成部５５の互いに対向する側面部には、それぞれホース５３，５４が接続されている。流路形成部５５は、図９（ｃ）に示すように内部に液体流路５５ａを具備している。液体流路５５ａは流路形成部５５の側面部に接続されたホース５３，５４の内部と通じており、流路形成部５５と透明基板５６，５７とに囲まれる空間に水等の冷熱媒体５９が満たされている。循環式電子冷熱装置５２は、前記冷熱媒体５９を伝熱部５１に循環させるとともに、冷熱媒体５９を所望の温度に制御するものであり、ホース５３，５４を介して流路形成部５５（伝熱部５１）と接続されている。
【００６５】
上記構成を具備した温度制御部１６ｂは、図９（ｂ）に示すように、伝熱部５１の透明基板５６の外面側に被検物である液晶パネル１５が支持されるようになっており、図９（ｃ）に示すように、液晶パネル１５と透明基板５６とは互いの主面が接触した状態で配置される。そして、冷熱媒体５９の循環動作により液晶パネル１５の温度制御を行うようになっている。
なお、伝熱部５１は液晶パネル１５と平面的に重なって配置されるものであるが、流路形成部５５を挟持する２枚の基板５６，５７はいずれも透明であり、冷熱媒体５９についても無色透明のものを用いることが可能であるから、液晶パネル１５に対しレーザ光を照射するに際して、伝熱部５１を透過させてレーザ光を照射することができ、液晶パネル１５の劣化試験に影響を与えることはない。
【００６６】
本例の温度制御部１６ｂでは、伝熱部５１の透明基板５６が液晶パネル１５と面接触して配置されるので、液晶パネル１５全体の温度を均一に保持しつつ温度制御を行うことができる。これにより、正確な温度制御が可能であり、試験精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施形態に係る劣化試験装置の概略構成図。
【図２】被検物である液晶パネルの断面構成及び試験装置の作用を説明する図。
【図３】温度制御部の構成を示す図。
【図４】温調素子の構成を示す図。
【図５】熱電変換素子の動作説明図。
【図６】劣化試験方法の説明図。
【図７】温調素子の第１変形例を示す図。
【図８】温調素子の第２変形例を示す図。
【図９】温度制御部の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１０…レーザ装置、１１…レーザ光出力部、１２…ＮＤフィルタ、１３…ミラー、１４…集光レンズ、１５…液晶パネル（被検物）、１６，１６ａ，１６ｂ…温度制御部、１７…撮像部、１８…画像処理部、１９…被検物支持部、２１…第１光量測定部、２２…第２光量測定部、２３，２４…パワーメータ、２５…温調室、２６…温調槽、２７，２９…温度調整装置、３２…伝熱部材、３３…温度測定部、３４，３４ａ〜３４ｃ…温調素子、３６…熱電変換素子、４６…ヒートパイプ、５１…伝熱部、５２…循環式電子冷熱装置、１００…劣化試験装置、ＬＢ…レーザ光、ＯＢ…観察光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化試験装置及び劣化試験方法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。
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。
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】
【０００３】
しかしながら、上記従来の耐光性評価方法では、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。
また、光源からの照射光量を増加させると、この光で被検物である液晶パネルが加熱されて温度が上昇するため、光に起因する劣化と温度に起因する劣化とを正確に把握することができず、耐光性試験の精度を向上させることが困難であるという問題もある。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成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、及び短時間に高精度の試験を行うことができる劣化試験方法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】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために、レーザ光を出力するレーザ光出力部と、前記レーザ光を照射される被検物を支持する被検物支持部と、前記被検物支持部に支持された前記被検物と当接して当該被検物の温度を調整する温度制御手段とを備えることを特徴とする劣化試験装置を提供する。
かかる構成によれば、前記被検物支持部に前記温度制御手段が備えられたことで、前記被検物の温度調整を行いつつ前記レーザ光の照射を行うことができるので、レーザ光照射によって短時間に被検物に劣化を生じさせることできるとともに、被検物の温度制御によって前記レーザ光照射による被検物の加熱を防止することができる。したがって本試験装置によれば、光照射に係る劣化因子と、熱に係る劣化因子とが明確に区別された劣化試験を実施することができ、高精度の劣化試験を実施することができる。
【０００５】
本発明の劣化試験装置は、液晶パネルを支持する被検物支持部と、前記被検物支持部に支持された液晶パネルの１又は複数の画素に選択的にレーザ光を照射するレーザ光出力部と、前記被検物支持部に支持された前記液晶パネルと当接して当該液晶パネルの温度を調整する温度制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明の劣化試験装置は、光照射等による液晶パネルの劣化試験に好適に用いることができる。すなわち、レーザ光照射によって液晶パネルの配向膜等を短時間に劣化させ、かかる劣化の度合いを評価して液晶パネルの耐光性、耐熱性についての加速試験を実施することができる。そして、前記温度制御手段によって液晶パネルの温度を制御しつつレーザ光の照射を行うことができるので、レーザ光照射に伴う加熱に起因する配向膜等の劣化を防止でき、光照射に係る劣化因子と熱に係る劣化因子とが明確に区別された高精度の液晶パネルの耐久試験を実施することができる。
【０００６】
本発明の劣化試験装置では、前記温度制御手段に、熱電変換素子が設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、熱電変換素子により被検物の加熱／冷却を行うので、冷熱媒体を用いた熱交換方式による温度制御手段に比して、小型、静音、高速応答、長寿命といった利点が得られ、高精度の劣化試験装置の安価な提供に寄与する。
【０００７】
本発明の劣化試験装置では、前記温度制御手段に、作動液による潜熱移動を行うヒートパイプが設けられている構成とすることもできる。ヒートパイプは、金属管等のコンテナ内に少量の作動液を真空封入したものであり、コンテナの一部が加熱されると、コンテナの内部において、当該加熱部位にて内部の作動液が気化し、かかる蒸気が低温部位に移動して当該低温部位で凝縮する一連の動作を繰り返し、加熱部位から低温部位への熱移動が成されるものである。そして、ヒートパイプを備えることで、僅かな温度差でも動作し、メンテナンスがほとんど不要である温度調整手段を構成することができる。
【０００８】
本発明の劣化試験装置では、前記温度制御手段に、前記被検物と当接する伝熱部と、該伝熱部を経由して冷熱媒体を循環させる循環式冷熱装置とが設けられている構成とすることもできる。この構成によれば、前記被検物と当接して当該被検物の加熱／冷却を行う前記伝熱部を用いるので、比較的大きな熱エネルギーの移動を要する場合に好適である。
【０００９】
本発明の劣化試験装置では、前記温度制御手段に、熱源の熱を前記被検物に伝達する伝熱部材が設けられていることが好ましい。上記伝熱部材を備えることで、被検物の形状やレーザ光の照射形態に応じて前記伝熱部材と前記被検物との当接形態を容易に変更できるので、高精度の温度制御が可能になり、また被検物の温度分布を均一化するのも容易になる。
【００１０】
本発明の劣化試験装置では、前記被検物の温度を測定するとともに、前記温度制御部に対して前記被検物の温度調整に用いる温度情報を出力する温度測定部が設けられていることが好ましい。この構成によれば、前記被検物の温度情報に基づいた温度制御が可能になり、温度制御の高精度化による劣化試験の精度向上を実現することができる。
【００１１】
本発明の劣化試験装置では、前記被検物に照射するレーザ光の光量を測定する第１光量測定部と、前記被検物に照射した後のレーザ光の光量を測定する第２光量測定部とが設けられていることが好ましい。この構成によれば、前記第１光量部により前記被検物に照射する直前のレーザ光量を得ることができ、前記第２光量測定部により前記被検物に照射した後のレーザ光量を得ることができるので、レーザ光出力部から出力されるレーザ光のパラメータに応じた被検物の劣化度合いを容易に測定することができる。
【００１２】
本発明の劣化試験装置では、少なくとも前記被検物と前記被検物支持部とが、内部の温度及び／又は湿度を制御された温調槽内に収容されていることが好ましい。この構成によれば、前記被検物の環境温度及び／又は環境湿度を容易に変更して劣化試験を行うことができ、被検物の使用環境に応じた適切な劣化試験を行うことが可能になる。
【００１３】
本発明の劣化試験装置では、少なくとも前記被検物、前記被検物支持部、及び前記レーザ光出力部が、内部の温度及び／又は湿度を制御された温調室内に収容されていることが好ましい。この構成によれば、安定環境で前記レーザ光出力部等を動作させることができるため、動作環境の変動に伴う前記レーザ光出力部等の作動状態の変化を、測定結果から排除でき、高精度の劣化試験を実施することができる。さらに、前記第１光量測定部、第２光量測定部等を備えた劣化試験装置にあっては、これら第１光量測定部、第２光量測定部についても前記温調室内に配置することが好ましい。
【００１４】
本発明の劣化試験方法は、レーザ光を被検物に照射する第１工程と、観察光を前記被検物に照射し、該被検物に照射した後の観察光の状態を検出する第２工程と、前記被検物に照射する前後の前記観察光の差異に基づき前記被検物の耐光性を評価する第３工程と、を含み、前記第１工程において、前記被検物を一定温度に保持しつつ前記レーザ光を照射することを特徴とする。
この劣化試験方法によれば、前記被検物に対してレーザ光を照射する第１工程において、前記被検物をｉ一定温度に保持しながらレーザ光の照射を行うので、レーザ光の照射に伴う被検物温度の上昇を抑え、熱により被検物が劣化するのを防止することができる。これにより、第２工程での観測結果から熱に起因する劣化因子を排除することができ、光照射に起因する被検物の劣化度合いを正確に得ることができる。したがって本発明の劣化試験方法によれば、レーザ光照射により短時間のうちに被検物を劣化させることができ、その劣化度合いを高精度に測定することができる。
【００１５】
本発明の劣化試験方法では、前記第１工程において、前記レーザ光の波長、照射エネルギー、及び照射時間の少なくとも１つを可変パラメータとして設定して前記被検物に対する照射を行い、前記第３工程において、前記可変パラメータに応じた前記観察光の差異に基づき前記被検物の耐光性を評価することが好ましい。この劣化試験方法により、可変パラメータの変化に対する被検物の劣化度合いの変化を容易に得ることができる。
【００１６】
本発明の劣化試験方法では、前記レーザ光を前記観察光として兼用し、前記第１工程及び第２工程を並行して行うこともできる。この劣化試験方法によれば、前記観察光としてのレーザ光の照射による被検物の劣化度合いの測定と、レーザ光の照射による前記被検物の劣化処理とを同時に行うことができ、極めて効率よく迅速に劣化試験を行うことができる。
【００１７】
本発明の劣化試験方法では、前記被検物として液晶パネルを用い、前記レーザ光を前記液晶パネルの１又は複数の画素に選択的に照射することができる。すなわち、前記被検物が液晶パネルである場合に、レーザ光を照射する試験対象領域を、１画素又は複数画素単位とすることが好ましい。狭小な画素領域に対してレーザ光を照射するので、照射エネルギーが小さくても画素の劣化を短時間に生じさせることができ、試験時間の短縮と消費電力の低減、並びに装置コストの低減も図ることができる。また、液晶パネルには多数の画素が形成されているので、試験条件を変えて連続的に劣化試験を実施することができ、１個の液晶パネルで複数条件の劣化試験を極めて効率よく実施することができる。
【００１８】
本発明の劣化試験方法では、前記第１工程において、前記レーザ光の照射により前記液晶パネルに含まれる配向膜の配向性を低下させる試験方法とすることができる。光照射による液晶パネルの劣化の主たる要因は、配向膜の劣化である。したがってレーザ光照射によって配向膜に劣化を生じさせる上記の試験方法とすれば、当該劣化試験方法により液晶パネルの実際の経時劣化に即した加速試験を実施することができ、液晶パネルの耐光性や寿命をより正確に評価することができる。
【００１９】
本発明の劣化試験方法では、前記液晶パネルに照射する前記レーザ光を、該液晶パネルの光入射側の偏光板の透過軸と略平行の直線偏光とすることが好ましい。液晶パネルの劣化試験を行う場合、液晶パネルに偏光板が設けられていると、液晶パネルに照射したレーザ光の一部（偏光板の吸収軸と平行な偏光成分）が偏光板に吸収されて偏光板に劣化を生じることがあり、かかる劣化因子が試験結果に混入することも考えられる。そこで、液晶パネルに入射させるレーザ光を、偏光板の透過軸と平行な直線偏光とすれば、偏光板での光吸収をほとんど生じないため、偏光板の劣化を防止でき、例えば配向膜の劣化に起因する光学特性の変化を正確に観測できるようになる。
【００２０】
本発明の劣化試験方法では、前記液晶パネルの一面又は両面と面接触する伝熱部を介して前記液晶パネルの温度制御を行うことが好ましい。このような試験方法とすれば、液晶パネルの加熱／冷却を効率よく行うことができるので、液晶パネルの温度制御の正確性が向上し、劣化試験の精度向上にも寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（劣化試験装置）
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。本実施形態の劣化試験方法は、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルの劣化試験方法であり、液晶パネルに対しレーザ光を照射することで、液晶パネルに劣化を生じさせた後、レーザ光を観察光として用いて液晶パネルを光学的に観察し、上記液晶パネルの劣化度合いを評価するものである。
【００２２】
図１は、本実施形態の劣化試験装置の概略構成図である。図１に示す劣化試験装置１００は、レーザ装置１０と、ＮＤフィルタ１２と、ミラー１３と、集光レンズ１４とからなるレーザ光出力部１１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、被検物支持部１９に支持された液晶パネル１５と当接して配置された温度制御部１６と、液晶パネル１５の前段側（レーザ光出力部１１側）に設けられた第１光量測定部２１と、液晶パネル１５の後段側（レーザ光出力部１１と反対側）に設けられた第２光量測定部２２とを備えて構成されている。
【００２３】
レーザ光出力部１１の光学系を一部共有する撮像部１７と、撮像部１７で得られた画像情報を処理、表示する画像処理部１８とが設けられており、これら撮像部１７及び画像処理部１８は、液晶パネル１５上の試験対象領域と、レーザ光との位置合わせを行う位置決め手段、及び液晶パネル１５の劣化度合いを評価するための画像処理手段として機能する。
【００２４】
レーザ装置１０は、例えば発振波長４０６ｎｍの青紫レーザ光を出力するレーザ装置であり、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の耐光性を評価するものであるから、レーザ装置１０には、液晶パネル１５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。
【００２５】
レーザ装置１０から出力されたレーザ光は、ＮＤフィルタ１２により測定に必要な光量に絞られた後、ミラー１３により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の試験対象領域に入射する。
なお、図１に示すレーザ光出力部１１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。したがって例えば、レーザ光出力部１１の光学系に、レーザ光を均一化するためのホモジナイザやインテグレータを設けることもでき、レーザ光のスポット形状を変更するためのマスクを設けることもできる。
【００２６】
被検物である液晶パネル１５は、被検物支持部１９に支持された状態で温度制御部１６により冷却ないし加熱されるようになっている。また、液晶パネル１５には、被検物支持部１９に支持された状態で温度測定部３３が接続されるようになっており、かかる温度測定部３３で検出された液晶パネル１５の温度情報は温度測定部３３に出力される。そして、温度測定部３３が入力された前記温度情報に基づき温度制御部１６ａの動作制御を行うことで、液晶パネル１５の温度制御を行えるようになっている。
上記構成を具備していることで、例えば温度制御部１６により液晶パネル１５を冷却しながらレーザ光の照射を行うことができ、これによりレーザ光の照射による加熱に起因する液晶パネル１５の劣化を抑制しつつ耐光性試験を行うことができるので、液晶パネル１５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の劣化現象を正確に観察することが可能になる。
【００２７】
被検物支持部１９、液晶パネル１５、及び温度制御部１６は、温度調整装置２７を具備した温調槽２６内に収容されており、液晶パネル１５に対してレーザ光出力部１１から出力されたレーザ光を入射させる際に、液晶パネル１５等の環境温度、及び湿度を制御することができるようになっている。かかる構成を具備したことで、光照射時の温度、及び湿度を任意に制御しつつ液晶パネル１５の耐光性試験を実施することができ、高精度の耐光性試験を実施できるものとなっている。
【００２８】
さらに、劣化試験装置１００を構成する各装置は、温調室２５内に収容され、温調室２５に備えられた温度調整装置２９により制御された温度／湿度環境下で動作する。かかる構成を具備することで、各装置を安定に動作させることができ、動作環境による作動状態の変動に起因する影響を試験データから排除することができるので、高精度の耐光性試験が可能である。
【００２９】
レーザ光路に対して温調槽２６の前段及び後段に設けられた第１光量測定部２１、第２光量測定部２２は、それぞれパワーメータ２３，２４に接続されており、液晶パネル１５に入射する直前のレーザ光の光量を第１光量測定部２１で検出してパワーメータ２３により読み取ることができ、液晶パネル１５を透過したレーザ光の光量を第２光量測定部２２で検出してパワーメータ２４により読み取ることができるようになっている。したがって、パワーメータ２３で読み取ったレーザ光量と、パワーメータ２４で読み取ったレーザ光量とを比較することで、液晶パネル１５の透過率を測定することができる。
なお、液晶パネル１５前段側の第１光量測定部２１は、レーザ光の光路に対して進退自在であり、液晶パネル１５へのレーザ光照射を行う前にレーザ光路上に配置されて光量を検出し、液晶パネル１５に劣化を生じさせる際、及び液晶パネル１５の透過率を測定する際には、レーザ光路から後退するようになっている。
【００３０】
上記第１光量測定部２１とレーザ装置１０との間には、液晶パネル１５に入射させるレーザ光を所定の偏光状態とするための偏光子を設けることができる。一般的に液晶パネル１５の外面側には偏光板が設けられているので、このような偏光子を設けて液晶パネル１５の偏光板の透過軸と平行な直線偏光を入射させるようにすれば、液晶パネル１５の偏光板での光吸収が無くすことができる。これにより、光吸収による偏光板の加熱劣化を防止でき、液晶パネル１５で生じる劣化のうち偏光板の劣化に係る部分を排除できるので、液晶パネル１５のうち特定箇所（配向膜）の劣化を高精度に検出できるようになる。なお、液晶パネル１５に偏光板が設けられていない場合には、上記前段側の偏光子とともに、液晶パネル１５後段側にも偏光子が設けられる。
【００３１】
＜液晶パネル＞
被検物である液晶パネル１５には、種々の構成のものを被検物とすることができる。ここで、図２（ａ）に液晶パネル１５の一例を示して説明する。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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
＜温度制御部＞
本実施形態の劣化試験装置１００では、液晶パネル１５の温度調整を行う温度制御部１６として、図３に示す温度制御部１６ａが用いられている。図３（ａ）は、温度制御部１６ａを平面構成図であり、図３（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図である。
図３に示す温度制御部１６ａは、液晶パネル１５と一部当接して配置される伝熱部材３２と、伝熱部材３２上に配設された２個の温調素子３４を備えて構成されている。伝熱部材３２は金属板等の良好な熱伝導性を有する材料からなる基体であり、液晶パネル１５の配設位置に対応して開口部３２ａが設けられている。前記開口部３２ａは液晶パネル１５より一回り小さい矩形状に形成されており、図３（ｂ）に示すように、液晶パネル１５に対し温度制御部１６ａを配置した状態で、開口部３２ａ周辺の伝熱部材３２と液晶パネル１５の周縁部とが当接して配置され、伝熱部材３２を介した液晶パネル１５の加熱／冷却が可能な構成とされている。
【００３７】
［温調素子］
本実施形態に係る温調素子３４としては、図４に示す温調素子３４ａが用いられている。
図４（ａ）は、温調素子３４ａの斜視構成図であり、図４（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図である。温調素子３４ａは、伝熱部材３２を介した液晶パネル１５の加熱／冷却を行う際の熱源となる熱電変換素子（ペルチェ素子）３６と、熱電変換素子３６を挟持する一対の冷熱基板３５ａ、３５ｂと、冷熱基板３５ｂの外面側（熱電変換素子３６と反対側）に配設された液体循環式冷熱ユニット３７とを備えて構成されている。
【００３８】
図５は、熱電変換素子３６の電気的構成を示す説明図である。熱電変換素子３６は、いずれもシリコン等からなるＮ型半導体ブロック３６ｎ及びＰ型半導体ブロック３６ｐを、第１電極３６ｂと、２枚の第２電極３６ｃ、３６ｃにより挟持した構成を備えており、２枚の第２電極３６ｃ、３６ｃから導出された配線３６ａを介して電源に接続されている。熱電変換素子３６を電源に接続して動作させると、Ｐ型半導体ブロック３６ｐと、Ｎ型半導体ブロック３６ｎとの間に、第１電極３６ｂ、第２電極３６ｃ、３６ｃを介して電源の極性に応じた一方向の電流が流れるようになっており、図示のごとく接続した場合には、第１電極３６ｂ側は温度が低下して冷却され、反対側の第２電極３６ｃ、３６ｃ側は温度が上昇して加熱される。熱電変換素子３６は、このようにして電極３６ｂ、３６ｃ間に生じる温度の差異を利用して、対象物の加熱／冷却を行うようになっている。なお、図５において電源の極性を逆向きにすると、第１電極３６ｂが加熱され、第２電極３６ｂが冷却される。
【００３９】
冷熱基板３５ａ、３５ｂは、銅やアルミニウムからなる基板であり、温調素子３４ａは、図３（ａ）に示した伝熱部材３２に対して、上記冷熱基板３５ａを対向させた状態で配設される。冷熱基板３５ｂの外面側に当接して設けられた液体循環式冷熱ユニット３７は、図４（ｂ）に示すように、内部に液体流路が形成された直方体状の部材であり、その側面部に接続された循環ホース３８，３８と前記液体流路とは内部で連通している。そして、一方の循環ホース３８を介して液体流路内に例えば水を導入し、他方の循環ホース３８を介して液体流路から排出する循環動作によって、冷熱基板３５ｂを冷却ないし加熱するようになっている。
【００４０】
熱電変換素子３６を具備した温調素子３４ａでは、電気的に冷却／加熱を行うので、圧縮機（コンプレッサ）と冷媒（フロン等）とを用いた一般的な冷熱装置に比して、以下のような利点があり、信頼性に優れ、また長寿命であって、静音性、実装性にも優れた温調素子を構成することができる。
【００４１】
（１）フロン等の熱媒体を使用していないため、環境に対する悪影響が無い。
（２）小型、軽量である。
（３）形状が自由に選定できる。
（４）電流の方向を変えるだけで冷却／加熱の切替が容易に行える。
（５）冷却、加熱の双方が行えるため、室温付近での温度制御ができる。
（６）温度応答性が良好である（迅速な加熱／冷却）。
（７）可動部分が無いため、振動、騒音が無い。
（８）疲労、破損する機械部品が無いため、長寿命、高信頼性である。
（９）電気配線のみで接続でき、取り扱いが簡単である。
【００４２】
＜劣化試験方法＞
上記構成を具備した劣化試験装置１００を用いて、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、並行して当該レーザ光を観察光として用いて透過光をモニタすることにより、被検物である液晶パネル１５の耐光性を評価することができる。例えば、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。
【００４３】
具体的には、まず図２（ｂ）に示すように、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の劣化の度合いは、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。
【００４４】
本実施形態では、図１及び図３に示したように、液晶パネル１５と当接して温度制御部１６が配設されているので、上記第１工程においてレーザ光ＬＢを照射する際、液晶パネル１５の温度を一定に保つことができる。これにより、レーザ光ＬＢによる液晶パネル１５の加熱を抑え、熱に起因する劣化因子を排除することができ、光照射による劣化度合いのみを正確に評価することが可能になっている。
また、本実施形態の劣化試験装置によれば、温度制御部１６及び温調槽２６により液晶パネル１５を加熱して液晶パネル１５に劣化を生じさせ、かかる劣化前後の液晶パネル１５の透過率の変化を、レーザ光を観察光として用いて測定することもできる。さらにこの場合にあっても、温度制御部１６及び温調槽２６による加熱処理に並行して、レーザ光を観察光として用いた液晶パネル１５の劣化試験を実施することができる。
【００４５】
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の状態を第２光量測定部２２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の劣化度合いを観測することができる。
【００４６】
ここで、図６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う場合の説明図であり、図６（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６（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。
【００４７】
図６（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１５９、１６０が配置されている。液晶パネル１５に偏光板が設けられていない場合には、偏光板１５９、１６０に対応する偏光素子を液晶パネル１５の両側にそれぞれ配置する。
偏光板１５９と偏光板１６０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１５９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１６０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。
【００４８】
レーザ光出力部１１から出力されて偏光板１５９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１６０を透過し、第２光量測定部２２にて光量検出される。
【００４９】
一方、図６（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６（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、第２光量測定部２２で検出される光量も低下する。
【００５０】
このようにして、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の光量を検出することができる。なお、図６ではレーザ光出力部１１から液晶パネル１５に入射させる観察光ＯＢの偏光状態を制御していないが、レーザ光出力部１１から射出するレーザ光ＬＢ及び観察光ＯＢを、液晶パネル１５の光入射側の偏光板１５９と平行な直線偏光とすることが好ましい。このような構成とすれば、偏光板１５９においてレーザ光の吸収が生じなくなるので、発熱や光照射による偏光板１５９の劣化を防止でき、偏光板１５９に係る劣化因子を測定結果から排除することができる。
【００５１】
その後、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できる。
【００５２】
本実施形態では、図２（ｃ）に示すように、観察光ＯＢをレーザ光出力部１１から出力しており、レーザ光ＬＢを観察光ＯＢとして兼用している。この場合には上記第１工程及び第２工程を並行して行うこともできる。またかかる構成とすれば、観察光ＯＢを出力する光源が不要になり、劣化試験装置１００全体でのコンパクト化を図ることができる。
【００５３】
上記実施形態の説明では、液晶パネル１５がＴＮ（Twisted Nematic）モードのものである場合について説明したが、被検物としての液晶パネルは、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードや、ＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード等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）にも限定されない。また液晶パネルは、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。
【００５４】
また上記実施形態では観察光ＯＢの検出対象として光量（光強度）を採用しているが、これ以外にも偏光状態、分光特性、リタデーションなど種々のものが採用可能であり、検出対象に応じた検出手段を、第２光量測定部２２に代えて用いればよい。例えば、偏光状態の変化を検出対象とするのであれば検出手段としてエリプソメータを用いればよく、分光特性を検出対象とするのであれば検出手段として分光測定機を用いればよい。
【００５５】
なお、上記実施形態では、被検物が液晶パネルである場合について説明したが、本発明に係る劣化試験装置は、液晶パネル以外のものを被検物とした場合にも、レーザ光照射の前後、ないし加熱処理の前後に渡る光学的特性の変化を観測して被検物の耐光性、耐熱性等を評価することができる。例えば、液晶パネル以外の電気光学装置（有機ＥＬ装置等）や、偏光板、位相差板等の光学フィルム、染料や顔料等の色材等を被検物とした劣化加速試験に好適に用いることができる。
【００５６】
（他の実施形態）
本発明に係る劣化試験装置は、上記実施の形態の構成に限定されるものではなく、種々の構成を採用することができる。以下に、他の実施形態として、温調素子３４の及び温度制御部１６の他の構成例について図面を参照しつつ説明する。
【００５７】
＜温調素子＞
上記実施形態に係る温調素子３４ａに代えて、図７及び図８にそれぞれ示す温調素子３４ｂ、３４ｃを用いることもできる。
図７（ａ）は、温調素子３４の第１変形例である温調素子３４ｂの斜視構成図であり、図７（ｂ）は、（ａ）のＤ−Ｄ’線に沿う断面構成図である。図７に示す温調素子３４ｂは、図４に示した温調素子３４ａと同様、熱電変換素子を備えている。すなわち、熱電変換素子３６と、熱電変換素子３６を挟持して対向する第１冷熱基板３５ａと第２冷熱基板３５ｂとを備えており、図７（ｂ）に示すように、第２冷熱基板３５ｂの外面側に、ヒートシンク４０を配設した構成を備えている。また、ヒートシンク４０の外側（熱電変換素子３６と反対側）には、放熱ファン４１を設けてもよい。
【００５８】
ヒートシンク４０は、第２冷熱基板３５ｂと反対側に立設された複数の放熱フィン４０ａを介して第２冷熱基板３５ｂの熱を放散させるものであり、本例の温調素子３４ｂは、かかるヒートシンク４０を備えたことで、先の実施形態に係る温調素子３４ａの作用効果に加え、温調素子の小型化、静音化を図ることができるという利点を有している。
【００５９】
次に、図８（ａ）は、温調素子３４の第２変形例である温調素子３４ｃの斜視構成図であり、図８（ｂ）は、（ａ）に示すヒートパイプの詳細な構成を説明するための斜視構成図であり、図８（ｃ）は、（ａ）、（ｂ）に示すヒートパイプの断面構造を示す図である。
図８に示す温調素子３４ｃは、図３に示した伝熱部材３２上に配設されて伝熱部材３２を加熱／冷却する略直方体状の基体４５と、基体４５の一側面に設けられてその一端側を基体４５内に埋入された２本のヒートパイプ４６，４６と、ヒートパイプ４６，４６間に設けられた金属板４７とを備えて構成されている。
【００６０】
ヒートパイプ４６は、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、金属管（コンテナ）４６ａの内壁面に毛細管構造（ウィック）４６ｂを形成するとともに、内部空間４６ｃ内に少量の作動液（水やフロン等）を真空封入した構成を備えている。
ヒートパイプ４６の一部（入熱部）が加熱されると、内部に封入された作動液が熱で蒸発する（蒸発潜熱が吸収される）。その後、作動液の蒸気は内部空間４６ｃを反対側の端部に向かって（符号４８を付した矢印の方向に）移動し、ヒートパイプ４６の他端部（排熱部）に達する。前記作動液の蒸気は、入熱部に比して低温の排熱部で凝縮して液化する（蒸発潜熱が放出される）。その後、液化した作動液は、コンテナ４６ａの内壁に設けられたウィック４６ｂの毛細管現象により入熱部に環流される。このような一連の相変化が連続的に生じることで、ヒートパイプ４６は、入熱部から排熱部へ熱を移動させることができるようになっている。ヒートパイプ４６を備えることで、以下のような利点を得ることができる。
【００６１】
（１）僅かな温度差で大量の熱エネルギーの輸送を急速に行うことができる優れた熱伝導性を備えている。
（２）ヒートパイプ内部の蒸気流は音速に近いスピードで移動するため、熱応答性が極めて良好である。
（３）長尺のヒートパイプでも先端まで温度差無く均一な温度とすることができる。
（４）可動部を持たないためメンテナンスが不要であり、また運転動力も不要である。
【００６２】
上記構成を具備した温調素子３４ｃを用いる場合にも、先に記載の温調素子３４ａ、３４ｂと同様、伝熱部材３２を介した液晶パネル１５の温度制御が可能であり、レーザ光照射による液晶パネル１５の温度上昇を防止し、温度に係る劣化因子の排除によって劣化試験の精度向上を図ることができる。
【００６３】
＜温度制御部＞
本発明に係る劣化試験装置では、上記実施形態に係る温度制御部１６ａに代えて図９に示す構成の温度制御部１６ｂを用いることもできる。図９（ａ）は温度制御部１６の変形例である温度制御部１６ｂの全体構成図、図９（ｂ）は液晶パネルの加熱／冷却を行う伝熱部の斜視構成図、図９（ｃ）は前記伝熱部を（ｂ）図上方から観察した断面構成図である。
【００６４】
温度制御部１６ｂは、伝熱部５１と、伝熱部５１に２本のホース５３，５４を介して接続された循環式電子冷熱装置５２とを備えて構成されている。伝熱部５１は、図９（ｂ）に示すように流路形成部５５と、流路形成部５５を挟持して対向する２枚の透明基板５６，５７とを備えており、流路形成部５５の互いに対向する側面部には、それぞれホース５３，５４が接続されている。流路形成部５５は、図９（ｃ）に示すように内部に液体流路５５ａを具備している。液体流路５５ａは流路形成部５５の側面部に接続されたホース５３，５４の内部と通じており、流路形成部５５と透明基板５６，５７とに囲まれる空間に水等の冷熱媒体５９が満たされている。循環式電子冷熱装置５２は、前記冷熱媒体５９を伝熱部５１に循環させるとともに、冷熱媒体５９を所望の温度に制御するものであり、ホース５３，５４を介して流路形成部５５（伝熱部５１）と接続されている。
【００６５】
上記構成を具備した温度制御部１６ｂは、図９（ｂ）に示すように、伝熱部５１の透明基板５６の外面側に被検物である液晶パネル１５が支持されるようになっており、図９（ｃ）に示すように、液晶パネル１５と透明基板５６とは互いの主面が接触した状態で配置される。そして、冷熱媒体５９の循環動作により液晶パネル１５の温度制御を行うようになっている。
なお、伝熱部５１は液晶パネル１５と平面的に重なって配置されるものであるが、流路形成部５５を挟持する２枚の基板５６，５７はいずれも透明であり、冷熱媒体５９についても無色透明のものを用いることが可能であるから、液晶パネル１５に対しレーザ光を照射するに際して、伝熱部５１を透過させてレーザ光を照射することができ、液晶パネル１５の劣化試験に影響を与えることはない。
【００６６】
本例の温度制御部１６ｂでは、伝熱部５１の透明基板５６が液晶パネル１５と面接触して配置されるので、液晶パネル１５全体の温度を均一に保持しつつ温度制御を行うことができる。これにより、正確な温度制御が可能であり、試験精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施形態に係る劣化試験装置の概略構成図。
【図２】被検物である液晶パネルの断面構成及び試験装置の作用を説明する図。
【図３】温度制御部の構成を示す図。
【図４】温調素子の構成を示す図。
【図５】熱電変換素子の動作説明図。
【図６】劣化試験方法の説明図。
【図７】温調素子の第１変形例を示す図。
【図８】温調素子の第２変形例を示す図。
【図９】温度制御部の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１０…レーザ装置、１１…レーザ光出力部、１２…ＮＤフィルタ、１３…ミラー、１４…集光レンズ、１５…液晶パネル（被検物）、１６，１６ａ，１６ｂ…温度制御部、１７…撮像部、１８…画像処理部、１９…被検物支持部、２１…第１光量測定部、２２…第２光量測定部、２３，２４…パワーメータ、２５…温調室、２６…温調槽、２７，２９…温度調整装置、３２…伝熱部材、３３…温度測定部、３４，３４ａ〜３４ｃ…温調素子、３６…熱電変換素子、４６…ヒートパイプ、５１…伝熱部、５２…循環式電子冷熱装置、１００…劣化試験装置、ＬＢ…レーザ光、ＯＢ…観察光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ光出力部と、
前記レーザ光を照射される被検物を支持する被検物支持部と、
前記被検物支持部に支持された前記被検物と当接して当該被検物の温度を調整する温度制御手段と
を備えることを特徴とする劣化試験装置。
【請求項２】
液晶パネルを支持する被検物支持部と、
前記被検物支持部に支持された液晶パネルの１又は複数の画素に選択的にレーザ光を照射するレーザ光出力部と、
前記被検物支持部に支持された前記液晶パネルと当接して当該液晶パネルの温度を調整する温度制御手段と
を備えることを特徴とする劣化試験装置。
【請求項３】
前記温度制御手段に、熱電変換素子が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の劣化試験装置。
【請求項４】
前記温度制御手段に、作動液の気化／凝縮による潜熱移動を行うヒートパイプが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の劣化試験装置。
【請求項５】
前記温度制御手段に、前記被検物と当接する伝熱部と、該伝熱部を経由して冷熱媒体を循環させる循環式冷熱装置とが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の劣化試験装置。
【請求項６】
前記被検物の温度を測定するとともに、前記温度制御部に対して前記被検物の温度調整に用いる温度情報を出力する温度測定部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の劣化試験装置。
【請求項７】
前記被検物に照射するレーザ光の光量を測定する第１光量測定部と、前記被検物に照射した後のレーザ光の光量を測定する第２光量測定部とが設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の劣化試験装置。
【請求項８】
少なくとも前記被検物と前記被検物支持部とが、内部の温度及び／又は湿度を制御された温調槽内に収容されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の劣化試験装置。
【請求項９】
少なくとも前記被検物、前記被検物支持部、及び前記レーザ光出力部が、内部の温度及び／又は湿度を制御された温調室内に収容されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の劣化試験装置。
【請求項１０】
前記温調室内に前記第１光量測定部及び第２光量測定部が収容されていることを特徴とする請求項９に記載の劣化試験装置。
【請求項１１】
レーザ光を被検物に照射する第１工程と、
観察光を前記被検物に照射し、該被検物に照射した後の観察光の状態を検出する第２工程と、
前記被検物に照射する前後の前記観察光の差異に基づき前記被検物の耐光性を評価する第３工程と、
を含み、
前記第１工程において、前記被検物を一定温度に保持しつつ前記レーザ光を照射することを特徴とする劣化試験方法。
【請求項１２】
前記第１工程において、前記レーザ光の波長、照射エネルギー、及び照射時間の少なくとも１つを可変パラメータとして設定して前記被検物に対する照射を行い、
前記第３工程において、前記可変パラメータに応じた前記観察光の差異に基づき前記被検物の耐光性を評価することを特徴とする請求項１１に記載の劣化試験方法。
【請求項１３】
前記レーザ光を前記観察光として兼用し、前記第１工程及び第２工程を並行して行うことを特徴する請求項１１又は１２に記載の劣化試験方法。
【請求項１４】
前記被検物として液晶パネルを用い、
前記レーザ光を前記液晶パネルの１又は複数の画素に選択的に照射することを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の劣化試験方法。
【請求項１５】
前記第１工程において、前記レーザ光の照射により前記液晶パネルに含まれる配向膜の配向性を低下させることを特徴とする請求項１４に記載の劣化試験方法。
【請求項１６】
前記液晶パネルに照射する前記レーザ光を、該液晶パネルの光入射側の偏光板の透過軸と略平行の直線偏光とすることを特徴とする請求項１５に記載の劣化試験方法。
【請求項１７】
前記液晶パネルの一面又は両面と面接触する伝熱部材を介して前記液晶パネルの温度制御を行うことを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の劣化試験方法。
【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ光出力部と、
前記レーザ光を照射される被検物を支持する被検物支持部と、
前記被検物支持部に支持された前記被検物と当接して当該被検物の温度を調整する温度制御手段と
を備えることを特徴とする劣化試験装置。
【請求項２】
液晶パネルを支持する被検物支持部と、
前記被検物支持部に支持された液晶パネルの１又は複数の画素に選択的にレーザ光を照射するレーザ光出力部と、
前記被検物支持部に支持された前記液晶パネルと当接して当該液晶パネルの温度を調整する温度制御手段と
を備えることを特徴とする劣化試験装置。
【請求項３】
前記温度制御手段に、熱電変換素子が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の劣化試験装置。
【請求項４】
前記温度制御手段に、作動液の気化／凝縮による潜熱移動を行うヒートパイプが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の劣化試験装置。
【請求項５】
前記温度制御手段に、前記被検物と当接する伝熱部と、該伝熱部を経由して冷熱媒体を循環させる循環式冷熱装置とが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の劣化試験装置。
【請求項６】
前記被検物の温度を測定するとともに、前記温度制御部に対して前記被検物の温度調整に用いる温度情報を出力する温度測定部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の劣化試験装置。
【請求項７】
前記被検物に照射するレーザ光の光量を測定する第１光量測定部と、前記被検物に照射した後のレーザ光の光量を測定する第２光量測定部とが設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の劣化試験装置。
【請求項８】
少なくとも前記被検物と前記被検物支持部とが、内部の温度及び／又は湿度を制御された温調槽内に収容されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の劣化試験装置。
【請求項９】
少なくとも前記被検物、前記被検物支持部、及び前記レーザ光出力部が、内部の温度及び／又は湿度を制御された温調室内に収容されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の劣化試験装置。
【請求項１０】
前記温調室内に前記第１光量測定部及び第２光量測定部が収容されていることを特徴とする請求項９に記載の劣化試験装置。
【請求項１１】
レーザ光を被検物に照射する第１工程と、
観察光を前記被検物に照射し、該被検物に照射した後の観察光の状態を検出する第２工程と、
前記被検物に照射する前後の前記観察光の差異に基づき前記被検物の耐光性を評価する第３工程と、
を含み、
前記第１工程において、前記被検物を一定温度に保持しつつ前記レーザ光を照射することを特徴とする劣化試験方法。
【請求項１２】
前記第１工程において、前記レーザ光の波長、照射エネルギー、及び照射時間の少なくとも１つを可変パラメータとして設定して前記被検物に対する照射を行い、
前記第３工程において、前記可変パラメータに応じた前記観察光の差異に基づき前記被検物の耐光性を評価することを特徴とする請求項１１に記載の劣化試験方法。
【請求項１３】
前記レーザ光を前記観察光として兼用し、前記第１工程及び第２工程を並行して行うことを特徴する請求項１１又は１２に記載の劣化試験方法。
【請求項１４】
前記被検物として液晶パネルを用い、
前記レーザ光を前記液晶パネルの１又は複数の画素に選択的に照射することを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の劣化試験方法。
【請求項１５】
前記第１工程において、前記レーザ光の照射により前記液晶パネルに含まれる配向膜の配向性を低下させることを特徴とする請求項１４に記載の劣化試験方法。
【請求項１６】
前記液晶パネルに照射する前記レーザ光を、該液晶パネルの光入射側の偏光板の透過軸と略平行の直線偏光とすることを特徴とする請求項１５に記載の劣化試験方法。
【請求項１７】
前記液晶パネルの一面又は両面と面接触する伝熱部材を介して前記液晶パネルの温度制御を行うことを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の劣化試験方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３２２７８７（Ｐ２００６−３２２７８７Ａ）
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４５５３６（Ｐ２００５−１４５５３６）
【出願日】平成１７年５月１８日（２００５．５．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１８日（２００５．５．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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