专利名称：液晶板的试验方法以及试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及为评价液晶板的耐光性的试验方法以及试验装置。
背景技术：
历来，作为液晶板的可靠性评价之一，进行耐光性试验。例如，在液晶投影机(projector)中，作为光阀使用的液晶板由于会受到长时间的强光照射，在各构成要素(部件、部材)上容易产生劣化，所以为了确保所要的品质，耐光性试验变得重要。
关于这样的液晶板的耐光性，有时需要长达几个月的定制的试验期间。但是，在寻求产品开发期间的缩短化的情况下，如此长时间的试验是不容许的。与此相对应，作为缩短评价期间的方法之一，可进行所谓的加速试验，即，在比实际的使用状况更加恶劣的条件的负荷下进行试验，由其结果预测经过长时间的使用后的劣化。与此种液晶板的耐光性评价相关的现有技术例如公开在特开2001-4526号公报(专利文献1)中。
在上述的现有的耐光性评价的方法中，使用金属氢灯(metal hydrolamp)、超高功率灯(ultra high power)或卤素灯(halogen lamp)等的光源在液晶板上照射光。但是，由于通过这些光源得到的光的聚光性低、得不到高能量密度，所以在短时间内很难发现劣化现象。因此，在液晶板的耐光性的评价上需要花很长时间，而这并不合适。像这样评价时间变长阻碍了产品开发期间的缩短化，很不理想。
专利文献1特开2001-4526号公报发明内容所以，本发明的目的是提供一种能够谋求液晶板的耐光性的评价所需时间的缩短的技术。
第一形态的本发明是一种为了试验包含一对基板和介于该基板间的液晶层的液晶板的耐光性的一种方法，其包含以下工序第1工序，将激光的波长、照射能量或者照射时间中至少一个作为可变参数设定，并将激光照向在所述液晶板的试验对象区域；第2工序，在所述液晶板上照射观察光，并检测通过该液晶板后的该观察光的状态；和第3工序，以与所述激光的所述可变参数的设定对应的所述观察光的状态的差异为基础，评价所述液晶板的耐光性。
在此方法中，由于作为为了调查液晶板的耐光性的光使用激光，其与使用卤素灯等作为光源的时候相比，可以进行局部的高能量密度的光照射。由此，可以在极短的时间(例如几分间～几十分间左右)发现劣化现象，可以通过研究照射时的激光的照射条件与发现的劣化程度之间的相关关系评价液晶板的耐光性。所以，可以大大缩短液晶板的耐光性的评价所需的时间。
上述的第1工序优选所述激光的照射使所述试验对象区域内的所述液晶层的取向性局部性降低。特别，优选在试验对象区域内的取向膜上产生变质，使取向膜的取向限制力降低或者消失。
由此，可以评价由于光照的取向性的降低为起因的液晶板的劣化。
上述第2工序优选至少在上述液晶板的光出射侧设置偏光元件，作为该观察光的状态检测通过该偏光元件后的上述观察光的光强度。
通过使用偏光元件，作为透射光强度变化可以容易的检测由液晶板的劣化导致的液晶层的取向状态的变化。
而且，优选兼用上述激光作为上述观察光，上述第1工序以及第2工序同时进行。
由此，可以谋求评价时间的进一步缩短。而且，能够使试验方法的实施所用的装置、器具简单化。
而且，作为上述激光优选使用连续波。
由此，能够向试验对象区域的整个区域提供高效率的能量使其产生劣化，并可以谋求进一步地缩短评价时间。
上述第1工序优选通过成像光学系统将激光照射在上述试验对象区域。
由此，对于试验对象区域的整个区域能够提供均匀的能量，可以提高评价结果的信赖性。
而且，在上述第1工序中，优选通过聚光光学系统将上述激光照射在上述试验对象区域。
此时，可以将试验对象区域缩小成更加微小的区域进行评价。所以，例如，在液晶板的构成要素中想对特定的要素选择性地评价的时候(例如，只想评价像素电极内的时候等)是有效的。
第2形态的本发明是关于一种上述第1形态中所提到的试验方法的实施所用适合的试验装置。具体而言，本发明的液晶板的试验装置是为了试验包含一对基板和介于该基板间的液晶层的液晶板的耐光性的一种装置，其具有以下配置，具备激光振荡器，对激光可以将其波长、照射能量或者照射时间中至少一个作为可变参数设定并能输出；位置设定机构，使由所述振荡器输出的所述激光能够照射在所述液晶板的试验对象区域上的方式对该激光和所述液晶板间进行相对位置设定；观察光输出机构，将用于观测所述液晶板的光透射状态的观察光照射在该液晶板上；和检测机构，检测通过所述液晶板后的所述观察光的状态。
通过使用此构成的实验装置，能够大大缩短液晶板的耐光性的评价所需要的时间。
而且，优选至少也包含配置在上述液晶板的光出射侧的偏光元件，作为该观察光的状态通过上述检测机构检测通过上述偏光元件后的上述观察光的光强度由此，可以容易地检测观察光的状态。
而且，也优选上述的激光兼做观察光。
由此，装置构成能够简单化。
而且，也优选上述激光为连续波。
由此，能够向试验对象区域提供高效率的能量使其产生劣化，可以谋求评价时间的进一步缩短。
而且，优选也包含上述激光在上述试验对象区域成像的成像光学系统。
由此，对于试验对象区域的全部区域能够提供均匀的能量，可以提高评价结果的可靠性。
而且，也优选包含上述激光在上述试验对象区域聚光的聚光光学系统。
此时，可以将试验对象区域缩小成更加微小的区域进行评价。所以，例如，在液晶板的构成要素中想对特定的要素选择性地评价的时候是有效。
图1是液晶板的试验方法的概略说明图。
图2是为了说明作为试验对象的液晶板的构成例子的截面图。
图3是对于在液晶板上照射观察光，并检测该观察光的光强度的方法的一个例子的说明图。
图4是液晶板的试验装置的构成例子的说明图。
图5是对于通过成像光学系统后的激光的状态的说明图。
图6是液晶板的试验装置的其他的构成例子的说明图。
图7是对于通过聚光光学系统后的激光的状态的说明图。
图中，10-激光振荡器，12-观察光输出机构，13-工作台，14-检测机构，15-均化器、16-挡板(mask)、17-成像透镜，22、24-偏光元件，100-液晶板，LB-激光，OB-观察光。
具体实施例方式
下面，一边参照图一边对本发明的实施的形态进行说明。
图1是对液晶板的试验方法的概略的说明图。本实施方式的试验方法是关于包含一对基板和在介于该基板间的液晶层的液晶板的耐光性的实验方法，通过激光的照射使在液晶板上产生劣化，其后，在液晶板上照射观察光，进行光学性观察，评价该液晶板的劣化程度。
具体而言，首先如图1(A)所示，激光LB的波长、照射能量或者照射时间中至少1个作为可变参数设定，将其照射在液晶板100的试验对象区域AR上(第1工序)。使用激光振荡器10发射激光LB。试验对象区域AR能够任意设定，例如可以设定与液晶板100的1像素对应的区域。由于使用激光LB提供的比较高的能量，在液晶板100的试验对象区域AR所包含的各部材(例如取向膜、液晶分子等)上产生劣化。此时，液晶板100的劣化程度根据激光LB的可变参数的设定内容而不同。在本实施方式中，主要考虑通过激光LB的照射使试验对象区域AR内的取向膜变质，使液晶层的取向性局部降低的形态。
其次，如图1(B)所示，观察光OB在液晶板100上照射，并检测通过该液晶板100的该观察光OB的状态(第2工序)。在此，作为检测对象的观察光OB的状态(光学特性)，考虑到光强度、偏光状态、分光特性等各种参数。由此，作为观察光OB的状态，可适宜选择与想检测的内容对应的观察光输出机构12以及检测机构14。此时，若在液晶板100的试验对象区域AR上产生劣化，则在多数情况下，能够检测该区域AR与该区域AR以外的区域不同的光学特性。
其后，根据与激光LB的可变参数的设定内容对应的观察光OB的状态的差异，评价液晶板的耐光性(第3工序)。例如，可以通过比较由于激光LB的照射时间的长短而导致的观察光OB的状态的差异，评价时效劣化。而且，通过比较由于激光LB的照射能量的大小而导致的观察光OB的状态的差异，可以评价光强度的耐性。
而且，还可以将激光LB兼用作观察光OB，并一并进行上述第1工序以及第2工序。而且，由于激光LB为连续波(CW)，能够提供更为高效率的能量。
本发明的液晶板的试验方法的概略如上所述，下面，对更具体的实施方式进行说明。以下，采用将取向模式设置成TN(扭转向列(twistednematic))型的液晶板，对作为观察光OB的状态检测该观察光OB的光强度的情况的实施方式进行详细地说明。
图2为用于说明试验对象的液晶板100的构成例子的截面图。图2(A)为劣化产生前的液晶板100的构成的概略表示图，图2(B)为劣化产生后的液晶板100的构成的概略表示图。
图2(A)以及图2(B)中所示的液晶板100的构成包含基板101、102，取向膜103、104，液晶层105，像素电极106、对向电极107、黑挡板108。在图2中，显示了液晶板100的一部，具体显示了包含3个像素p1、p2、p3的范围，但作为整体为呈矩阵状多数配置此像素的构成。
各基板101、102是由玻璃、塑料等透明的部材制成，夹着没有图示的隔板按给定间隔(例如，3μm左右)分离并呈面对配置。
各取向膜103、104是用于限制介于各基板101、102的相互间的液晶层105内的液晶分子的取向。在本例中，作为这些取向膜103、104，使用对聚酰亚胺膜进行研磨(rubbing)处理后的膜。各取向膜103、104在各自膜表面上具有使液晶分子沿同一方向平行取向的取向限制力。通过以此取向限制力的作用方向呈大致垂直的方式配置各取向膜103、104，使液晶层105内的液晶分子进行TN取向。
液晶层105是由向列的液晶得到的层，并介于基板101、102之间。如图2(A)所示，此液晶层105所包含的液晶分子呈从基板101朝向基板102侧连续扭转90度的取向状态。而且，在液晶板100的一部(例如与像素P2对应的部分)中，由于取向膜103以及/或者104的取向限制力的降低或者消失等原因导致产生劣化的时候，如图2(B)所示该部分的液晶分子的取向性降低状况。
像素电极106是用于向每个像素的液晶层105施加电压的电极，并在基板102上的与各像素P1～P3对应的位置上各自形成。这些像素电极106是用例如ITO(Indium-Tin-Oxide)等的透明导电膜在基板101上成膜，并且通过形成图案(patterning)形成。而且，在各像素电极106中，没有图示的薄膜晶体管(TFT)等的开关元件与其相连，通过该开关元件可以控制电压施加。各开关元件通过信号线以及通过外部回路使其驱动。
对向电极107是用于向上述各像素电极106及液晶层105中施加电压的电极，并在基板102上的大致整个平面上形成。此对向电极107为各像素共用的共用电极，并与接地电位等的给定电位连接。作为对向电极107，使用ITO等的透明导电膜。
黑挡板108覆盖各像素的边界，是用于遮断从该区域漏掉的光的挡板，其在基板102上形成。此黑挡板108是使用光透射率极低的铬等的部材，并形成为开口有与各像素对应的区域的格子状。
图3是对于在上述图2所示的液晶板100上照射观察光，检测该观察光的光强度的方法的一个例子的说明图。更详细地说，图3(A)是对于上述图2(A)所示的产生劣化前的液晶板100的说明图，图3(B)是关于上述图2(B)所示的产生劣化后的液晶板100的说明图。
如图3(A)所示，在液晶板100的光入射侧以及光出射侧分别配置偏光元件22、24。偏光元件22和偏光元件24的光学主轴相互大致垂直配置。而且，偏光元件22其光学主轴(偏光轴)与液晶板100的基板101侧的液晶分子的平均的取向方向(director)大致平行配置。而且偏光元件24其光学主轴(偏光轴)与液晶板100的基板102侧的取向方向大致平行配置。在偏光元件22上入射的观察光OB仅有沿该偏光元件22的光学主轴振动的成分通过，观察光OB变成直线偏光。变成直线偏光的观察光OB在液晶板100的一面(基板101侧)入射后，其偏光方向沿液晶分子的扭曲转动90度，并从液晶板100的另一面(基板102侧)射出。而且，由于从液晶板100射出的观察光OB的偏光方向与偏光元件24的光学主轴大致平行，所以能通过该偏光元件24。
另一方面，在图3(B)所示的例子中，液晶板100与各偏光元件22、24的相对位置的配置和上述图3(A)的情况相同。但是，如图2(B)所示，由于像素P2中的液晶层105的液晶分子的取向性降低，由此伴随着使入射光的偏光方向的旋转能力(旋光性)降低。而且，液晶分子的取向性多少降低的时候，如图3(B)所示，观察光OB的偏光方向几乎不旋转并从液晶板100的其他面射出。由此，由于从液晶板100射出的观察光OB的偏光方向与偏光元件的光学主轴大致垂直，观察光OB不能通过偏光元件24。
如此，通过使用各偏光22、24，可以检测通过液晶板100的观察光OB的光强度。而且，在将激光LB兼用做观察光OB等情况下，在观察光OB自身的偏光状态为直线偏光的时候，不需要在液晶板100的光入射侧配置偏光元件22。
下面，对在上述本实施方式的液晶板的试验方法的实施中使用的试验装置的合适的构成例子说明。
图4是液晶板的试验装置的构成例子的说明图。图4所示的液晶板的试验装置1是为了根据上述试验方法对液晶板的耐光性试验的试验装置，其构成包含激光振荡器10、反射镜11、工作台13、功率计(检测机构)14、均化器15、挡板16、成像透镜17和偏光元件22、24。
激光振荡器10是将激光的波长、照射能量或者照射时间中至少一个作为可变参数设定并能够输出此种激光的光源。作为此激光振荡器10，对于液晶板100只要在所期望的短时间内使劣化产生，可以采用任何的激光振荡器。例如，在本实施方式中使用输出波长405nm的连续波的激光的半导体激光。而且，本实施方式的激光振荡器还具备向该液晶板100照射观察光的输出机构的功能，其中，所述观察光用于观测液晶板100的光透射状态。
反射镜11将从激光振荡器10输出的激光LB反射，并使其前进方向向液晶板100所安置在的工作台13的方向变更。
工作台13安置作为试验对象的液晶板100，并设定激光LB和液晶板100的相对位置，使激光LB能照向该液晶板100的试验对象区域。此工作台13通过折叠机(folder)保持液晶板100和偏光元件22、24，并能在三维方向上自由地移动它们，而且具有作为设定液晶板100和激光LB的相对位置的位置设定机构的功能。
功率计14是作为通过液晶板100后的观察光(在本例中用激光LB兼做观察光)的状态，检测光强度的装置。在本实施方式中，由于使用偏光元件22、24，从透射光强度的变化可以观察液晶板100内的劣化。
均化器15使从激光振荡器10输出的激光LB的强度分布呈几乎均匀的状态变换。
挡板16使通过均化器15后的激光LB的光束形状变换成呈大致矩形。
成像透镜17通过均化器15以及挡板16，并使强度分布以及光束形状整形后的激光LB在液晶板100的试验对象区域成像。图5是对于通过上述的成像光学系统后的激光LB的状态的说明图。激光LB的光束形状是如图5(A)所示的大致矩形，对于强度分布如图5(B)所示的从光束中央到光束端部大致均匀。
偏光元件22配置在液晶板100的光入射侧，并仅通过入射光中的与偏光轴同方向的振动成分。同样，偏光元件24配置在液晶板100的光出射侧上，并仅通过从液晶板100射出的出射光中的与偏光轴同方向的振动成分。对于这些偏光元件22、24的相互间，以及这些和液晶板100的相对配置能够任意设定，在本实施方式中如上述图3所示的配置。通过使用这些偏光元件22、24，作为该观察光的状态可以检测通过液晶板100后的观察光的光强度。
另外，在液晶板100上入射的激光LB成为原有的直线偏光等时候，不需要光入射侧的偏光元件22。而且，对于处于安装有偏光元件的状态(成为最终产品状态等)的液晶板100作为试验对象的时候，同样不需要各偏光元件。
使用这样的液晶板的试验装置1，对于液晶板100，对波长、照射时间等的条件进行种种设定，并照射激光使之产生劣化，同时，使用该激光作为观察光并监控透射光，通过如上步骤可以评价液晶板100的耐光性。例如，通过绘制将激光的照射时间作为横轴，将通过液晶板100的光的强度(透射率)作为纵轴的曲线图(graph)，可以评价液晶板100的耐光性。而且，通过由此评价结果算出的加速系数，可以推定液晶板100的耐用时间。
图6是液晶板的试验装置的其他的构成例子的说明图。图6所示的液晶板的试验装置1a具有与以上述试验装置1(参照图4)基本同样的构成，对于共同的构成要素标记相同的符号并省略说明。
图6所示的本例的试验装置1a在将上述的试验装置1中的聚光光学系统变更为成像光学系统的这一点上不同。更具体地说，省略均化器15、挡板16，且将成像透镜17变更为聚光透镜18。
聚光透镜18通过反射镜11使前进路径变更后的激光LB入射，并聚光该激光LB。如此在图6所示的本实施方式的试验装置中，采用了通过使用聚光透镜18的聚光光学系统将激光LB在液晶板100的试验对象区域上照射的机构。图7是对于通过聚光光学系统后的激光LB的状态的说明图。激光LB的光束形状为如图7(A)所示的大致圆形，强度分布是图7(B)所示的光束中央附近的能量高的状态。
通过这样的本实施方式，由于作为用于调查液晶板的耐光性的光使用激光，与使用卤素灯等作为光源相比，可以进行局部的高能量密度的光照射。由此，可以在极短的时间(例如几分间或几十分间)内发现劣化现象，通过研究此时的激光的照射条件和发现的劣化程度的相互关系可以评价液晶板的耐光性。所以，可以大大缩短液晶板的耐光性的评价所需的时间。
而且，通过使用激光，对于想作为在液晶板内评价对象的构成要素，可以在局部进行光照，使其劣化产生。由此，能够极力排除对想作为评价对象的要素以外的要素的影响，能够得到更高精度的评价结构。而且，容易在一个液晶板中的多处进行试验。
而且，通过使用激光，容易使在试验对象区域上照射的光的能量密度均匀，并且容易得到作为加速试验机的正确的评价。
另外，本发明并非仅限于上述实施方式的内容，在本发明的要旨的范围内可以有各种的变形实施。
例如，在上述的实施方式中作为观察光的状态采用了光强度，但是在此以外可以采用偏光状态、分光特性、延迟等的各种参数。此时，使用与作为检测对象的状态合适的检测机构即可。例如，若检测偏光状态的变化作为检测机构可以使用偏光椭圆率测量仪，若检测分光特性作为检测机构可以使用分光测定机。
而且，在上述的实施方式中，兼用激光LB作为观察光，但是也可以各自准备。此时，首先通过激光在液晶板上使之产生劣化，再使用通过别的方法准备的观察光检测试验对象区域的光学特性。
而且，在上述的实施方式中，用TN取向模式的液晶板作为例子进行了说明，但是本发明的使用范围并非仅限与此，作为其他的类型的液晶板(例如STN型等)的耐光性试验能够适用本发明。
权利要求
1.一种液晶板的试验方法，用于对包含一对基板和介于该基板间的液晶层的液晶板的耐光性进行试验，其特征是包括第1工序，将激光的波长、照射能量或者照射时间中至少一个作为可变参数设定，并将激光照向在所述液晶板的试验对象区域；第2工序，在所述液晶板上照射观察光，并检测通过该液晶板后的该观察光的状态；和第3工序，以与所述激光的所述可变参数的设定对应的所述观察光的状态的差异为基础，评价所述液晶板的耐光性。
2.根据权利要求1所述的液晶板的试验方法，其特征在于，所述第1工序通过所述激光的照射使所述试验对象区域内的所述液晶层的取向性局部性降低。
3.根据权利要求1所述的液晶板的试验方法，其特征在于，所述第2工序至少在所述液晶板的光出射侧配置偏光元件，并作为所述观察光的状态检测通过该偏光元件后的所述观察光的光强度。
4.根据权利要求1所述的液晶板的试验方法，其特征在于，将所述激光兼用作所述观察光，且一并进行所述第1工序以及所述第2工序。
5.根据权利要求1所述的液晶板的试验方法，其特征在于，所述激光为连续波。
6.根据权利要求1所述的液晶板的试验方法，其特征在于，所述第1工序通过成像光学系统在所述试验对象区域上照射所述激光。
7.根据权利要求1所述的液晶板的试验方法，其特征在于，所述第1工序通过聚光光学系统在所述试验对象区域上照射所述激光。
8.一种液晶板的试验装置，是用于对包含一对基板和介于该基板间的液晶层的液晶板的耐光性进行试验的装置，其特征是具备激光振荡器，对激光可以将其波长、照射能量或者照射时间中至少一个作为可变参数设定并能输出；位置设定机构，使由所述振荡器输出的所述激光能够照射在所述液晶板的试验对象区域上的方式对该激光和所述液晶板间进行相对位置设定；观察光输出机构，将用于观测所述液晶板的光透射状态的观察光照射在该液晶板上；和检测机构，检测通过所述液晶板后的所述观察光的状态。
9.根据权利要求8所述的液晶板的试验装置，其特征在于，至少还包含在所述液晶板的光出射侧配置的偏光元件，作为该观察光的状态，所述检测机构检测通过所述偏光元件后的所述观察光的光强度。
10.根据权利要求8所述的液晶板的试验装置，其特征在于，将所述激光兼用作所述观察光。
11.根据权利要求8所述的液晶板的试验装置，其特征在于，所述激光为连续波。
12.根据权利要求8所述的液晶板的试验装置，其特征在于，还包含使所述激光在所述试验对象区域成像的成像光学系统。
13.根据权利要求8所述的液晶板的试验装置，其特征在于，还包含使所述激光在所述试验对象区域聚光的聚光光学系统。
全文摘要
本发明提供一种能够谋求液晶板的耐光性的评价所需的时间的缩短的技术，它是用于试验包含一对基板和介于该基板间的液晶层的液晶板的耐光性的方法，该方法包含有将激光(LB)的波长、照射能量或者照射时间中至少一个作为可变参数设定并在所述液晶板(100)的试验对象区域(AR)上照射该激光的第1工序；在所述液晶板上照射观察光(OB)，并检测通过该液晶板后的该观察光的状态的第2工序；以与所述激光的所述可变参数的设定对应的所述观察光的状态的差异为基础，评价所述液晶板的耐光性的第3工序。
文档编号G02F1/13GK1749724SQ20051009987
公开日2006年3月22日 申请日期2005年9月8日 优先权日2004年9月13日
发明者梅津一成, 山田周平 申请人:精工爱普生株式会社