JP2001242041A - 液晶表示パネルの評価装置及びその評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示パネルを分解することなく、複数、
又は、個別の画素トランジスタの素子特性を簡易かつ的
確に評価することができ、検査所要時間を大幅に短縮す
ることができる液晶表示パネルの評価装置及びその評価
方法を提供する。 【解決手段】 液晶表示パネルの評価装置１００Ａは、
光源２０から照射され、液晶表示パネル１０を透過する
透過光を輝度情報として検出するＣＣＤカメラ３０と、
液晶表示パネル１０の各液晶画素を選択するための画素
トランジスタのゲート電極に印加されるゲート信号電圧
を、共通電極に印加されるコモン電圧に対して、所定の
関係で変更制御するゲート電圧制御部４０と、ＣＣＤカ
メラ３０により検出された輝度情報に基づいて、画素ト
ランジスタの素子特性を評価する素子特性評価部７０
と、を有して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネルの
評価装置及びその評価方法に関し、特に、液晶画素を選
択するスイッチング素子として薄膜トランジスタ（画素
トランジスタ）を備えた各液晶画素に備えた液晶表示パ
ネルにおいて、画素トランジスタの素子特性を簡易に評
価することができる液晶表示パネルの評価装置及びその
評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化社会への急激な進展や各種
情報端末の普及に伴って、テレビジョンやパーソナルコ
ンピュータ（以下、パソコンと略記する）のディスプレ
イの代替えとして、また、ビデオカメラやデジタルカメ
ラ等のモニタとして、軽量化、薄型化が可能で、かつ、
画像表示特性や省電力性、省スペース性に優れた液晶表
示装置（ＬＣＤ）が急速に普及しつつある。現在、液晶
表示装置の主流である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用
いた液晶表示装置においては、薄膜トランジスタ（以
下、画素トランジスタという）をスイッチング素子とし
て備えた複数の液晶画素を、マトリクス状に配列した液
晶表示パネルと、その駆動回路とにより構成されてお
り、液晶表示装置の画像表示特性は、液晶表示パネルに
おける欠陥の有無や素子特性によって、大きく左右され
る。

【０００３】従来においては、液晶表示装置の画像表示
特性を評価するために、液晶表示パネルに対して種々の
検査が行われている。例えば、液晶表示パネルの各液晶
画素に備えられる画素トランジスタの素子特性を評価す
る場合には、液晶表示パネルを開封（分解）して、各々
の画素トランジスタを露出させ、半導体パラメータ分析
器等を用いて、検査用のプローブ針を直接接触させるこ
とにより得られる電気的特性に基づいて素子特性を評価
する手法が採用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の評価方法においては、次に示すような問題点を
有している。 （１）製造された液晶表示パネルを開封、分解して画素
トランジスタの検査を行うため、検査により得られた素
子特性が、液晶表示パネル状態における本来の素子特性
と異なることがあり、液晶表示パネルの評価を正確に行
うことができないという問題を有している。

【０００５】（２）画素トランジスタ毎にプローブ針を
直接接触させて検査を行うため、複数の画素トランジス
タにおける素子特性のばらつきや平均を評価する場合に
おいては、評価対象となる複数の画素トランジスタの全
てについて、個別に検査を行わなければならず、画面表
示の高精細化（液晶画素の高密度化）に伴って評価対象
となる画素トランジスタが増加すると、検査処理が極め
て煩雑になるとともに、所要時間も増大するという問題
を有している。そのため、液晶表示パネルを開封、分解
することなく、液晶表示パネル状態における画素トラン
ジスタの素子特性を簡易かつ的確に評価することができ
る方法の開発が求められていた。

【０００６】そこで、本発明は、上記課題に鑑み、液晶
表示パネルを分解することなく、複数、又は、個別の画
素トランジスタの素子特性を簡易かつ的確に評価するこ
とができ、検査所要時間を大幅に短縮することができる
液晶表示パネルの評価装置及びその評価方法を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
パネルの評価装置は、複数の液晶画素をマトリクス状に
配列した液晶表示パネルの背面側から各液晶画素を照射
する光源と、前記液晶表示パネルの各液晶画素に表示信
号を供給する表示信号供給手段と、前記液晶表示パネル
の各液晶画素を選択するために画素トランジスタに印加
する駆動信号の電圧レベルと、各液晶画素に共通して設
けられる共通電極に印加される電圧レベルとを相対的に
変更制御する駆動電圧制御手段と、前記駆動信号の電圧
レベル及び前記共通電極に印加される電圧レベルを相対
的に変更させつつ、前記光源から照射され、前記液晶表
示パネルを透過する透過光の輝度を検出する輝度検出手
段と、前記透過光の輝度変化に基づいて、前記液晶表示
パネルの所定の特性を評価するパネル特性評価手段と、
を備えることを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の液晶表示パネルの評価装置
は、請求項１記載の液晶表示パネルの評価装置におい
て、前記駆動電圧制御手段は、前記表示信号供給手段に
よって前記各液晶画素に黒表示に対応する表示信号が供
給され、前記液晶表示パネルを黒表示状態とする前記駆
動信号の電圧レベルと、前記共通電極に印加される電圧
レベルとの相対的な関係を基準として、前記駆動信号の
電圧レベルを、前記共通電極に印加される電圧レベルに
対して相対的に変更制御することを特徴としている。

【０００９】請求項３記載の液晶表示パネルの評価装置
は、請求項２記載の液晶表示パネルの評価装置におい
て、前記駆動電圧制御手段は、さらに、前記表示信号供
給手段により前記液晶表示パネルを黒表示状態とする前
記駆動信号の信号波形を基準として、前記駆動信号の信
号印加時間を変更制御することを特徴としている。請求
項４記載の液晶表示パネルの評価装置は、請求項２記載
の液晶表示パネルの評価装置において、前記駆動電圧制
御手段は、さらに、前記表示信号供給手段により前記液
晶表示パネルを黒表示状態とする前記駆動信号の信号波
形を基準として、前記駆動信号の信号印加周期を変更制
御することを特徴としている。

【００１０】請求項５記載の液晶表示パネルの評価装置
は、請求項１記載の液晶表示パネルの評価装置におい
て、前記輝度検出手段は、複数の前記液晶画素を含む前
記液晶表示パネルの所定の領域を透過した前記透過光の
輝度を検出し、前記パネル特性評価手段は、前記所定の
領域における前記透過光の輝度変化に基づいて、前記所
定の領域に含まれる複数の前記画素トランジスタの平均
的な素子特性を評価することを特徴としている。

【００１１】請求項６記載の液晶表示パネルの評価装置
は、請求項１記載の液晶表示パネルの評価装置におい
て、前記光源は、単一の前記液晶画素のみを照射する光
学手段を備え、前記輝度検出手段は、特定の単一の前記
液晶画素を透過した前記透過光の輝度を検出し、前記パ
ネル特性評価手段は、前記特定の単一の前記液晶画素に
おける前記透過光の輝度変化に基づいて、前記特定の単
一の前記液晶画素に備えられた前記画素トランジスタの
素子特性を評価することを特徴としている。請求項７記
載の液晶表示パネルの評価装置は、請求項１記載の液晶
表示パネルの評価装置において、前記パネル特性評価手
段は、前記透過光の輝度変化に対応する前記画素トラン
ジスタの素子特性と、前記画素トランジスタにおける基
準素子特性とを比較して、前記画素トランジスタの素子
特性の異常の有無を判別することを特徴としている。

【００１２】請求項８記載の液晶表示パネルの評価装置
は、請求項１記載の液晶表示パネルの評価装置におい
て、前記駆動電圧制御手段は、前記表示信号供給手段に
よって前記各液晶画素に黒表示に対応する表示信号が供
給され、前記液晶表示パネルを黒表示状態とする、前記
駆動信号の電圧レベルと前記共通電極に印加される電圧
レベルとの相対的な関係を基準として、前記共通電極に
印加される電圧レベルを、前記駆動信号の電圧レベルに
対して相対的に変更制御し、前記パネル特性評価手段
は、前記透過光の輝度変化に基づいて、前記共通電極に
印加される電圧レベルの最適値を評価することを特徴と
している。

【００１３】請求項９記載の液晶表示パネルの評価方法
は、複数の液晶画素をマトリクス状に配列した液晶表示
パネルの背面側から各液晶画素を照射する手順と、前記
液晶表示パネルの各液晶画素に表示信号を供給する手順
と、前記液晶表示パネルの各液晶画素を選択するために
画素トランジスタに印加する駆動信号の電圧レベルと、
各液晶画素に共通して設けられる共通電極に印加される
電圧レベルとを相対的に変更制御しつつ、前記光源から
照射され、前記液晶表示パネルを透過する透過光の輝度
を検出する手順と、前記透過光の輝度変化に基づいて、
前記液晶表示パネルの所定の特性を評価する手順と、を
含むことを特徴としている。

【００１４】請求項１０記載の液晶表示パネルの評価方
法は、請求項９記載の液晶表示パネルの評価方法におい
て、前記画素トランジスタに印加する駆動信号の電圧レ
ベルと、各液晶画素に共通して設けられる共通電極に印
加される電圧レベルとを相対的に変更制御する手順は、
前記駆動信号の信号印加時間を変更制御する手順を含む
ことを特徴としている。請求項１１記載の液晶表示パネ
ルの評価方法は、請求項９記載の液晶表示パネルの評価
方法において、前記画素トランジスタに印加する駆動信
号の電圧レベルと、各液晶画素に共通して設けられる共
通電極に印加される電圧レベルとを相対的に変更制御す
る手順は、前記駆動信号の信号印加周期を変更制御する
手順を含むことを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示パネ
ルの評価装置及びその評価方法について、実施の形態を
示して詳しく説明する。 ＜第１の実施形態＞まず、本発明に係る液晶表示パネル
の評価装置の第１の実施形態について、図面を参照して
説明する。図１は、本発明に係る液晶表示パネルの評価
装置の第１の実施形態を示す全体構成図である。

【００１６】図１に示すように、本実施形態に係る液晶
表示パネルの評価装置１００Ａは、大別して、評価対象
である液晶表示パネル１０の背面側から所定の領域に光
を照射する光源２０と、液晶表示パネル１０を透過する
透過光を輝度情報として検出するＣＣＤカメラ３０と、
液晶表示パネル１０の各液晶画素を選択するための画素
トランジスタのゲート電極に印加される信号電圧（ゲー
ト信号電圧）を、各画素電極に対向して共通に設けられ
た共通電極に印加される電圧（コモン電圧）に対して、
所定の関係で変更制御するゲート電圧制御部４０と、液
晶表示パネル１０の各画素トランジスタのソース電極に
所定の画像信号電圧を印加するソース電圧印加部５０
と、液晶表示パネル１０の共通電極に所定のコモン電圧
を印加するコモン電圧印加部６０と、ＣＣＤカメラ３０
により検出された輝度情報に基づいて、画素トランジス
タの素子特性を評価する素子特性評価部７０と、を有し
て構成されている。

【００１７】以下、各構成について、詳しく説明する。
図２は、本実施形態に係る液晶表示パネルの評価装置に
おける光源の照射領域及びＣＣＤカメラの検出領域の関
係を示す概略図であり、図３は、本実施形態に係る液晶
表示パネルの評価装置に適用されるゲート電圧制御部に
よるゲート信号電圧の変更制御状態を示す概略図であ
る。光源２０は、図２に示すように、少なくとも評価対
象となる画素トランジスタ（又は、液晶画素）を含む液
晶表示パネル１０の所定の領域Ｒ１を単色光により照射
する。ここで、光源２０により照射される上記所定の領
域Ｒ１は、ＣＣＤカメラ３０による検出領域Ｒｃよりも
広く設定する。特定の光源２０から放射される光の特性
上、光が照射される領域Ｒ１の端部では、光量の減衰や
散乱が著しく、厳密な透過光の輝度を測定することがで
きなくなるためである。

【００１８】ゲート電圧制御部４０は、本発明に係る駆
動電圧制御手段に相当し、図３に示すように、ゲート信
号の電圧振幅Ｖａを一定に保持した状態で、ゲート信号
電圧ＶｇのハイレベルＶgh側をコモン電圧Ｖcomに近づ
ける方向、すなわち、ゲート信号全体を基準状態（詳し
くは後述する）よりもコモン電圧Ｖcomに対して降圧す
る方向（図３の左方）、あるいは、ゲート信号電圧Ｖｇ
のローレベルＶgl側をコモン電圧Ｖcomに近づける方
向、すなわち、ゲート信号全体を基準状態よりもコモン
電圧Ｖcomに対して昇圧する方向（図３の右方）に変更
制御して、液晶表示パネル１０の各画素トランジスタに
印加する。

【００１９】ＣＣＤカメラ３０は、本発明に係る輝度検
出手段に相当し、評価対象となる液晶表示パネル１０の
うち、所定の検出領域Ｒｃの輝度情報を一括して検出可
能な画素数を有する２次元の撮像素子により構成され
る。そして、上記光源２０により液晶表示パネル１０の
背面側から照射され、液晶表示パネル１０の所定の検出
領域Ｒｃを透過する透過光の輝度の変化を測定する。素
子特性評価部７０は、本発明に係るパネル特性評価手段
に相当し、ＣＣＤカメラ３０により測定された輝度情報
に基づいて、後述する基準状態における信号電圧に対す
るゲート信号電圧のオフセット値と光透過率との関係を
導き出し、当該光透過率の変化と正常な画素トランジス
タにおける光透過率の変化（基準素子特性）とを対比す
ることにより、評価対象となっている画素トランジスタ
の素子特性の異常、例えば、ＯＮ電流不足による書き込
み不足やＯＦＦ電流（リーク電流）増加による保持不足
の有無を簡易的に判定する。

【００２０】このような構成を有する液晶表示パネルの
評価装置によれば、液晶表示パネルの背面側に配置され
た光源から、液晶表示パネルの全面、あるいは、一部の
領域に照射され、液晶表示パネルの前面側に透過した所
定の領域の透過光がＣＣＤカメラにより輝度情報として
検出されるので、複数の液晶画素（画素トランジスタ）
を含む液晶表示パネルの所定の領域の輝度情報を一括し
て取得することができ、液晶画素が高密度化した場合で
あっても、複数の画素トランジスタの平均的な素子特性
を簡易に判定、評価することができる液晶表示パネルの
評価装置を提供することができる。

【００２１】次に、本実施形態に係る液晶表示パネルの
評価装置に適用される評価方法について、図面を参照し
て説明する。 （評価方法の第１の実施例）図４は、本実施形態に係る
液晶表示パネルの評価装置に適用される評価方法の第１
の実施例における基準状態のゲート信号（駆動電圧波
形）を示す図であり、図５は、本実施例に係る評価方法
において、ゲート信号電圧を降圧制御した場合の駆動電
圧波形を示す図であり、図６は、本実施例に係る評価方
法において、ゲート信号電圧を昇圧制御した場合の駆動
電圧波形を示す図である。なお、ここでは、必要に応じ
て上述した液晶表示パネルの評価装置の構成（図１）を
参照しながら説明する。

【００２２】本実施例に係る評価方法は、まず、ゲート
電圧制御部４０、ソース電圧印加部５０及びコモン電圧
印加部６０から、各々所定の電圧レベルを有するゲート
信号、ソース信号（画像信号）及びコモン信号の駆動信
号が、各画素トランジスタのゲート電極、ソース電極及
び共通電極に印加される。ここで、ゲート電極に印加さ
れるゲート信号電圧Ｖｇは、図４に示すように、ゲート
電圧制御部４０により、そのハイレベルＶgh及びローレ
ベルＶglが、コモン電圧Ｖcomに対して十分な電位差Ｖd
h、Ｖdlを有するように設定され、ソース電極に印加さ
れるソース信号電圧Ｖｓは、ソース電圧印加部５０によ
り、液晶表示パネルが黒表示状態となる電圧に設定され
て、液晶表示パネル１０は黒表示状態を示す。そして、
ゲート電圧制御部４０は、この黒表示状態を示すゲート
信号電圧Ｖｇ（信号波形）とコモン電圧Ｖcomとの関係
を基準状態として、図３に示したように、ゲート信号全
体をコモン電圧Ｖcomに対して相対的に変化させて、画
素トランジスタのゲート電極に印加する。

【００２３】すなわち、図４に示した基準状態を中心と
して、図５に示すように、ゲート信号のみをコモン電圧
Ｖcom及びソース信号電圧Ｖｓに対して降圧変化させる
ように、あるいは、図６に示すように、ゲート信号のみ
をコモン電圧Ｖcom及びソース信号電圧Ｖｓに対して昇
圧変化させるように任意に制御する。ここで、この基準
状態（図４）に対するゲート信号電圧の差分をオフセッ
ト値とする。なお、図４乃至図６において、Ｖscはソー
ス信号電圧Ｖｓの平均値であるソース電圧中心値、Ｖｐ
は画素トランジスタを介して画素電極に印加される画素
電極電圧（表示電極電圧）である。

【００２４】そして、上述したようなゲート信号電圧を
任意に変更制御しつつ、液晶表示パネル１０の所定の検
出領域Ｒｃを透過する透過光の輝度変化をＣＣＤカメラ
３０により測定する。これにより、後述するゲート信号
電圧Ｖｇのオフセット値対光透過率の関係が得られる。
次いで、このようなオフセット値対光透過率の関係が、
トランジスタのドレイン電流対ゲート電圧信号特性（ト
ランスファ特性ともいう）に対応していることに基づい
て、正常なオフセット値対光透過率の特性曲線（基準素
子特性）と、測定された液晶表示パネルのオフセット値
対光透過率の特性曲線とを対比することにより、評価対
象となっている領域に含まれる画素トランジスタの平均
的な素子特性の異常、すなわち、ＯＮ電流不足による書
き込み不足やＯＦＦ電流増加による保持不足の有無等が
簡易的に判定される。

【００２５】ここで、ゲート電圧のオフセット値対光透
過率の関係と、画素トランジスタの素子特性との対応関
係について、具体的に説明する。図７、図８及び図１０
は、本実施例に係る液晶表示パネルの評価方法において
得られるゲート信号電圧のオフセット値対光透過率の関
係を示す特性図である。特に、図７は、評価対象となっ
ている領域に含まれる画素トランジスタにＯＮ電流不足
による書き込み不足が生じている場合の特性図であり、
図８は、評価対象となっている領域に含まれる画素トラ
ンジスタにＯＦＦ電流増加による保持不足が生じている
場合の特性図であり、図１０は、評価対象となっている
領域に含まれる画素トランジスタに異物によるリーク電
流が生じている場合の特性図である。図９は、本実施形
態に係る液晶表示パネルの評価方法において対応付けら
れるトランジスタのドレイン電流対ゲート信号電圧の関
係を示す特性図である。

【００２６】まず、上述したゲート信号電圧Ｖｇの変更
制御において、図５に示したように、ゲート信号が降圧
制御されて、ゲート信号のハイレベルＶghがコモン電圧
Ｖcomに接近して、黒表示状態を示す基準状態に対する
ゲート信号のオフセット値が負（−）方向に変更制御さ
れた場合について説明する。このようなゲート信号電圧
の変更制御により、図７に示すように、オフセット値対
光透過率の特性曲線の透過率が、正常な画素トランジス
タにおける特性曲線（図７中、破線で表記）に対して、
上昇する傾向（図７左方、矢印Ａａ）を示す場合には、
図９に示すように、画素トランジスタにおけるドレイン
電流対ゲート信号電圧の特性曲線のＯＮ領域（正のゲー
ト信号電圧Ｖｇが印加された状態）において、ドレイン
電流Ｉｄが正常な値（理想曲線Ｐgd）よりも小さくな
り、黒表示を行うための十分な画素電極電圧が不足し
て、いわゆる、ＯＮ電流不足による書き込み不足が生
じ、黒表示が維持されなくなった状態に対応している
（図９右方、矢印Ａｂ）。

【００２７】すなわち、図７に示したように、ゲート信
号電圧のオフセット値対光透過率の特性曲線において、
負のオフセット領域で通常（正常値）よりも透過率を上
昇させるような輝度変化が観測された場合には、図９に
示したドレイン電流対ゲート信号電圧の特性曲線に対応
付けて、ＯＮ電流不足による書き込み不足が発生してい
ると判定して、素子特性に異常が存在していると評価す
る。

【００２８】次いで、上述したゲート信号電圧Ｖｇの変
更制御において、図６に示したように、ゲート信号が昇
圧制御されて、ゲート信号のローレベルＶglがコモン電
圧Ｖcomに接近して、黒表示状態を示す基準状態に対す
るゲート信号のオフセット値が正（＋）方向に変更制御
された場合について説明する。このようなゲート信号電
圧の変更制御により、図８に示すように、オフセット値
対光透過率の特性曲線の透過率が上昇する傾向（図８右
方、矢印Ｂａ）を示す場合には、図９に示すように、画
素トランジスタにおけるドレイン電流対ゲート信号電圧
の特性曲線のＯＦＦ領域（負のゲート電圧Ｖｇが印加さ
れた状態）において、ドレイン電流Ｉｄが正常な値（理
想曲線Ｐgd）よりも大きくなり、黒表示を行うための十
分な画素電極電圧が保持されなくなり、フレーム反転に
伴って画素電極電圧が切り替わることにより、画像にち
らつき（フリッカー）が生じて、黒表示が維持されなく
なった状態に対応している（図９左方、矢印Ｂｂ）。

【００２９】すなわち、図８に示したように、ゲート信
号電圧のオフセット値対光透過率の特性曲線において、
正のオフセット領域で通常（正常値）よりも透過率を上
昇させるような輝度変化が観測された場合には、図９に
示したドレイン電流対ゲート信号電圧の特性曲線に対応
付けて、ＯＦＦ電流（リーク電流）増加による画素電極
電圧の保持不足が発生していると判定して、素子特性に
異常が存在していると評価する。

【００３０】一方、上述したようなゲート信号電圧の変
更制御において、コモン電圧Ｖcomに対するゲート信号
のオフセット値を正（＋）方向及び負（−）方向に変更
制御した場合に、図１０に示すように、オフセット値対
光透過率の特性曲線の透過率が、正常な画素トランジス
タにおける特性曲線（図７中、破線で表記）に対して、
略全域で上昇して、変化の少ない傾向（図１０左方、矢
印Ｃａ）を示す場合には、画素トランジスタの画素電極
電圧がリーク電流により常時低下して、黒表示が維持さ
れなくなった状態に対応している。

【００３１】すなわち、図１０に示したように、ゲート
信号電圧のオフセット値対光透過率の特性曲線におい
て、オフセット領域の全域（正〜負）で通常（正常値）
よりも透過率が上昇し、変化が小さい輝度変化が観測さ
れた場合には、画素トランジスタの画素電極とソース電
極間に異物等が付着して、リーク電流の増加による画素
電極電圧の保持不足が発生していると判定して、素子特
性に異常が存在していると評価する。

【００３２】したがって、本実施例に係る液晶表示パネ
ルの評価方法によれば、液晶表示パネルを黒表示状態と
するゲート信号電圧とコモン電圧の関係を基準として、
ゲート信号電圧をコモン電圧に対して相対的に変化させ
つつ、液晶表示パネルの所定の検出領域の輝度変化を検
出し、当該結果に基づいて、画素トランジスタの素子特
性の概略を把握し、異常の有無を評価することができる
ので、従来技術に示したような液晶表示パネルの開封、
分解を行うことなく、簡易かつ迅速に画素トランジスタ
の素子特性を評価することができる。また、複数の画素
トランジスタを含む所定の検出領域における透過光の輝
度情報を一括して取得することができるので、表示画素
が高密度化された場合であっても、効率的に素子特性を
評価することができる。

【００３３】（評価方法の第２の実施例）次に、本発明
に係る液晶表示パネルの評価装置に適用される評価方法
の第２の実施例について、図面を参照して説明する。図
１１は、本発明に係る液晶表示パネルの評価装置に適用
される評価方法の第２の実施例における基準状態のゲー
ト信号（駆動電圧波形）を示す図であり、図１２は、本
実施例に係る評価方法において、ゲート信号の信号印加
時間（画素電極電圧の書き込み時間）を変更制御した場
合の駆動電圧波形を示す図であり、図１３は、評価対象
となっている領域に含まれる画素トランジスタにＯＮ電
流不足による書き込み不足が生じている場合の特性曲線
の変化を示す図である。なお、ここでは、必要に応じて
上述した液晶表示パネルの評価装置の構成（図１）及び
評価方法（第１の実施例）を参照しながら説明する。

【００３４】本実施例に係る評価方法は、まず、ゲート
電圧制御部４０、ソース電圧印加部５０及びコモン電圧
印加部６０から、各々所定の電圧レベル及び信号波形を
有するゲート信号、ソース信号（画像信号）及びコモン
信号の駆動信号が、各画素トランジスタのゲート電極、
ソース電極及び共通電極に印加される。ここで、ゲート
電極に印加されるゲート信号電圧Ｖｇ及び信号波形は、
図１１に示すように、ゲート電圧制御部４０により、そ
のハイレベルＶgh及びローレベルＶglが、コモン電圧Ｖ
comに対して十分な電位差を有するように設定されると
ともに、所定の信号印加時間（パルス幅）ｔ１１及び信
号印加周期（パルス間隔）ｔ２１を有するように設定さ
れている。また、ソース電極に印加されるソース信号電
圧Ｖｓは、ソース電圧印加部５０により、液晶表示パネ
ルが黒表示状態となる電圧に設定されて、液晶表示パネ
ル１０は黒表示状態を示す。

【００３５】そして、ゲート電圧制御部４０は、この黒
表示状態を示すゲート信号電圧Ｖｇ及び信号波形と、コ
モン電圧Ｖcomとの関係を基準状態として、ゲート信号
の信号印加時間を変化させるとともに、図３に示したよ
うに、ゲート信号全体をコモン電圧Ｖcomに対して相対
的に変化させて、画素トランジスタのゲート電極に印加
する。すなわち、図１１に示した基準状態において、上
述した第１の実施例に示したように、ゲート信号電圧を
コモン電圧に対して相対的に変化させつつ、透過光の輝
度変化をＣＣＤカメラ３０により測定することにより、
図１３（ａ）に示すように、基準状態におけるゲート信
号オフセット値と透過率との関係（特性曲線）が得られ
る（図１３（ａ）中、符号（イ）で表記）。次いで、図
１２に示すように、ゲート信号の信号印加時間をｔ１１
からｔ１２に変化させた状態で、再び第１の実施例に示
したように、ゲート信号電圧をコモン電圧に対して相対
的に変化させつつ、透過光の輝度変化を測定する。

【００３６】このような処理手順をゲート信号の信号印
加時間を変化させながら繰り返し行うことにより、図１
３（ａ）に示すように、正常な画素トランジスタにおい
て、ゲート信号の信号印加時間、すなわち、画素電極電
圧の書き込み時間を順次変化させた場合の特性曲線群が
得られる。ここで、図１３（ａ）において、符号（イ）
で示した曲線は、ゲート信号の信号印加時間（画素電極
電圧の書き込み時間）を標準に設定した場合の特性曲線
であり、符号（ロ）、（ハ）で示した曲線は、各々ゲー
ト信号の信号印加時間を標準の２倍、４倍に設定した場
合の特性曲線であり、符号（ニ）で示した曲線は、ゲー
ト信号の信号印加時間を標準の１／２倍に設定した場合
の特性曲線である。

【００３７】図１３（ａ）の特性曲線群から明らかなよ
うに、正常な画素トランジスタにおけるゲート信号オフ
セット値と透過率との関係は、画素電極電圧の書き込み
時間が長い場合（符号（ロ）、（ハ）の曲線）には、黒
表示状態を示す基準状態の特性曲線（符号（イ）の曲
線）に類似した傾向を示すとともに、画素電極電圧の書
き込み時間が短い場合（符号（ニ）の曲線）には、黒表
示状態を示す基準状態に対するゲート信号のオフセット
値が負（−）の領域で、透過率のピークが鈍って低下し
た傾向を示す。

【００３８】そして、ゲート信号の信号印加時間を制御
することにより、このような画素電極への書き込み状態
に基づく特性曲線の変化傾向が顕著に現れることから、
上述した第１の実施例に示したように、トランジスタの
ドレイン電流対ゲート電圧信号特性に対応していること
に基づいて、評価対象となっている領域に含まれる画素
トランジスタの平均的な素子特性の異常が簡易的に判定
される。すなわち、上述したゲート信号の信号印加時間
の変更制御により得られたオフセット値対光透過率の特
性曲線が、図１３（ｂ）に示すように、負のオフセット
領域で正常な画素トランジスタにおける特性曲線（符号
（イ）で表記）に比較して、画素電極電圧の書き込み時
間を短くしていった場合（符号（ニ）に相当）に透過率
が上昇（矢印Ｄａ）、あるいは、画素電極電圧の書き込
み時間を長くしていった場合（符号（ロ）、（ハ）に相
当）に透過率が低下（矢印Ｄｂ）する傾向が、顕著に観
測された場合には、上述した第１の実施例（図７）と同
様に、ＯＮ電流不足による書き込み不足が発生している
と判定して、素子特性に異常が存在していると評価す
る。

【００３９】したがって、本実施例に係る液晶表示パネ
ルの評価方法によれば、ゲート信号電圧のオフセット値
をコモン電圧に対して相対的に変化させつつ、透過光の
輝度変化を測定する際に、ゲート信号の信号印加時間
（画素電極電圧の書き込み時間）を適宜変化させている
ので、ＯＮ電流不足による画素トランジスタの特性変化
の度合いを拡大して、その検出感度を高めることがで
き、液晶パネルの特性評価に対する信頼性を向上させる
ことができる。

【００４０】（評価方法の第３の実施例）次に、本発明
に係る液晶表示パネルの評価装置に適用される評価方法
の第３の実施例について、図面を参照して説明する。図
１４は、本発明に係る液晶表示パネルの評価装置に適用
される評価方法の第３の実施例において、ゲート信号の
信号印加周期（画素電極電圧の保持時間）を変更制御し
た場合の駆動電圧波形を示す図であり、図１５は、評価
対象となっている領域に含まれる画素トランジスタにＯ
ＦＦ電流（リーク電流）増加による画素電極電圧の保持
不足が生じている場合の特性曲線の変化を示す図であ
る。なお、ここでは、必要に応じて上述した液晶表示パ
ネルの評価装置の構成（図１）及び評価方法（第１、第
２の実施例）を参照しながら説明する。

【００４１】本実施例に係る評価方法は、まず、第２の
実施例と同様に、ゲート電圧制御部４０、ソース電圧印
加部５０及びコモン電圧印加部６０から、各々所定の電
圧レベル及び信号波形を有するゲート信号、ソース信号
（画像信号）及びコモン信号の駆動信号が、各画素トラ
ンジスタのゲート電極、ソース電極及び共通電極に印加
され、ゲート電極に印加されるゲート信号電圧Ｖｇ及び
信号波形は、上述した図１１に示したように、ハイレベ
ルＶgh及びローレベルＶglが、コモン電圧Ｖcomに対し
て十分な電位差を有するように設定されるとともに、所
定の信号印加時間（パルス幅）ｔ１１及び信号印加周期
（パルス間隔）ｔ２１を有するように設定されている。
また、ソース電極に印加されるソース信号電圧Ｖｓは、
ソース電圧印加部５０により、液晶表示パネルが黒表示
状態となる電圧に設定されて、液晶表示パネル１０は黒
表示状態を示す。

【００４２】そして、ゲート電圧制御部４０は、この黒
表示状態を示すゲート信号電圧Ｖｇ及び信号波形と、コ
モン電圧Ｖcomとの関係を基準状態として、ゲート信号
の信号印加周期を変化させるとともに、図３に示したよ
うに、ゲート信号全体をコモン電圧Ｖcomに対して相対
的に変化させて、画素トランジスタのゲート電極に印加
する。すなわち、図１１に示した基準状態において、上
述した第１の実施例に示したように、ゲート信号電圧を
コモン電圧に対して相対的に変化させつつ、透過光の輝
度変化をＣＣＤカメラ３０により測定することにより、
図１５（ａ）に示すように、基準状態におけるゲート信
号オフセット値と透過率との関係（特性曲線）が得られ
る（図１５（ａ）中、符号（イ）で表記）。次いで、図
１４に示すように、ゲート信号の信号印加周期をｔ２１
からｔ２２に変化させた状態で、再び第１の実施例に示
したように、ゲート信号電圧をコモン電圧に対して相対
的に変化させつつ、透過光の輝度変化を測定する。

【００４３】このような処理手順をゲート信号の信号印
加周期を変化させながら繰り返し行うことにより、図１
５（ａ）に示すように、正常な画素トランジスタにおい
て、ゲート信号の信号印加周期、すなわち、画素電極電
圧の保持時間を順次変化させた場合の特性曲線群が得ら
れる。ここで、図１５（ａ）において、符号（イ）で示
した曲線は、ゲート信号の信号印加周期（画素電極電圧
の保持時間）を標準に設定した場合の特性曲線であり、
符号（ロ）で示した曲線は、ゲート信号の信号印加周期
を標準の２倍に設定した場合の特性曲線であり、符号
（ハ）で示した曲線は、ゲート信号の信号印加周期を標
準の１／２倍に設定した場合の特性曲線である。

【００４４】図１５（ａ）の特性曲線群から明らかなよ
うに、正常な画素トランジスタにおけるゲート信号オフ
セット値と透過率との関係は、ゲート信号のオフセット
値が正（＋）の領域で、画素電極電圧の保持時間に関わ
らず、黒表示状態を示す基準状態の特性曲線（符号
（イ）の曲線）に類似した傾向を示す。そして、ゲート
信号の信号印加周期を制御することにより、このような
画素電極への電圧保持状態に基づく特性曲線の変化傾向
が顕著に現れることから、上述した第１の実施例に示し
たように、トランジスタのドレイン電流対ゲート電圧信
号特性に対応していることに基づいて、評価対象となっ
ている領域に含まれる画素トランジスタの平均的な素子
特性の異常が簡易的に判定される。

【００４５】すなわち、上述したゲート信号の信号印加
周期の変更制御により得られたオフセット値対光透過率
の特性曲線が、図１５（ｂ）に示すように、正のオフセ
ット領域で正常な画素トランジスタにおける特性曲線
（符号（イ）で表記）に比較して、画素電極電圧の保持
時間を長くしていった場合（符号（ロ）に相当）に透過
率が上昇（矢印Ｅａ）、あるいは、画素電極電圧の保持
時間を短くしていった場合（符号（ハ）、（ニ）に相
当）に透過率が低下（矢印Ｅｂ）する傾向が、顕著に観
測された場合には、上述した第１の実施例（図８）と同
様に、ＯＦＦ電流（リーク電流）増加による画素電極電
圧の保持不足が発生していると判定して、素子特性に異
常が存在していると評価する。なお、図１５（ｂ）にお
いて、符号（ニ）で示した曲線は、ゲート信号の信号印
加周期を標準の１／４倍に設定した場合の特性曲線であ
る。

【００４６】したがって、本実施例に係る液晶表示パネ
ルの評価方法によれば、ゲート信号電圧のオフセット値
をコモン電圧に対して相対的に変化させつつ、透過光の
輝度変化を測定する際に、ゲート信号の信号印加周期
（画素電極電圧の保持時間）を適宜変化させているの
で、ＯＦＦ電流（リーク電流）増加による画素トランジ
スタの特性変化の度合いを拡大して、その検出感度を高
めることができ、液晶パネルの特性評価に対する信頼性
を向上させることができる。

【００４７】＜第２の実施形態＞次に、本発明に係る液
晶表示パネルの評価装置の第２の実施形態について、図
面を参照して説明する。図１６は、本発明に係る液晶表
示パネルの評価装置の第２の実施形態を示す全体構成図
であり、図１７は、本実施形態に係る液晶表示パネルの
評価装置における光源の照射領域及びＣＣＤカメラの検
出領域の関係を示す概略図である。ここで、上述した実
施形態と同等の構成については、同一の符号を付して、
その説明を省略する。図１６に示すように、本実施形態
に係る液晶表示パネルの評価装置１００Ｂは、上述した
第１の実施形態の構成に加え、光源２０からの光を集光
して液晶表示パネル１０に照射する照射側レンズ８０ａ
と、液晶表示パネル１０を透過した透過光を拡散してＣ
ＣＤカメラ３０に投射する透過側レンズ８０ｂと、照射
側レンズ８０ａ及び透過側レンズ８０ｂの絞り（焦点）
を調整する絞り調整部９０と、を含む光学系（光学手
段）を備えている。

【００４８】ここで、照射側レンズ８０ａは、液晶表示
パネル１０への照射光を集光して、液晶表示パネル１０
上の特定の一液晶画素に照射する機能を有し、透過側レ
ンズ８ｂは、上記特定の一液晶画素を透過した透過光を
拡散して、ＣＣＤ３０カメラの受光面に投射する機能を
有する。これらの照射側レンズ８０ａ及び透過側レンズ
８０ｂは、例えば、一枚又は複数枚のレンズの組み合わ
せにより構成されている。絞り調整部９０は、液晶表示
パネル１０に形成された液晶画素の大きさに対応して、
上記照射側レンズ８０ａ及び透過側レンズ８０ｂの焦点
を任意に調整できように構成されている。

【００４９】このような構成を有する液晶表示パネルの
評価装置において、図１７に示すように、液晶表示パネ
ル１０の背面側に配置された光源２０から照射される光
は、照射側レンズ８０ａにより集光されて、液晶表示パ
ネル１０上の特定の液晶画素１１の画素電極１１ａを含
む所定の領域Ｒ２に照射される。そして、液晶表示パネ
ル１０の前面側に透過した透過光のうち、上記画素電極
１１ａを含む所定の検出領域Ｒｃの光が透過側レンズ８
０ｂにより拡散され、ＣＣＤカメラ３０に投射されて液
晶画素１１単体の輝度情報として検出される。以後、上
述した第１乃至第３の実施例に示した評価方法と同等の
手順に従って、当該液晶画素１１における輝度変化に基
づいて、画素トランジスタ１２の素子特性が判定、評価
される。

【００５０】これにより、液晶画素毎の輝度情報を個別
に取得することができるので、従来技術に示したように
液晶表示パネルを開封、分解することなく、液晶画素単
位で画素トランジスタの素子特性を簡易に判定、評価す
ることができるとともに、液晶表示パネルを構成する複
数の画素トランジスタの素子特性のばらつきを簡易に把
握、評価することができる液晶表示パネルの評価装置を
提供することができる。また、光源からの照射光を一液
晶画素の大きさ（領域）に集光して照射しているので、
光源からの散乱光がＣＣＤカメラに入射することによる
輝度検出精度の劣化等の影響を抑制することができる。
なお、図１７において、Ｇはゲート電極、Ｓはソース電
極、Ｄはドレイン電極であり、１３ａはゲート配線、１
３ｂは信号配線である。

【００５１】＜第３の実施形態＞次に、本発明に係る液
晶表示パネルの評価装置の第３の実施形態について、図
面を参照して説明する。図１８は、本発明に係る液晶表
示パネルの評価装置の第３の実施形態を示す全体構成図
であり、図１９は、本実施形態に係る液晶表示パネルの
評価装置に適用されるコモン電圧制御部によるコモン電
圧の変更制御状態を示す概略図である。ここで、上述し
た実施形態と同等の構成については、同一の符号を付し
て、その説明を省略する。

【００５２】図１８に示すように、本実施形態に係る液
晶表示パネルの評価装置１００Ｃは、大別して、液晶表
示パネル１０の背面側から所定の領域に光を照射する光
源２０と、液晶表示パネル１０を透過する透過光を輝度
情報として検出するＣＣＤカメラ３０と、液晶表示パネ
ル１０の各画素トランジスタのゲート電極に所定のゲー
ト信号電圧を印加するゲート電圧印加部４０Ａと、液晶
表示パネル１０の各画素トランジスタのソース電極に所
定の画像信号電圧を印加するソース電圧印加部５０と、
共通電極に印加されるコモン電圧をゲート信号電圧に対
して、所定の関係で変更制御するコモン電圧制御部６０
Ａと、ＣＣＤカメラ３０により検出された輝度情報に基
づいて、液晶表示パネルの最適な駆動信号条件を判定、
評価する駆動条件評価部７０Ａと、を有して構成されて
いる。

【００５３】ここで、コモン電圧制御部６０Ａは、本発
明に係る駆動電圧制御手段を構成し、駆動条件評価部７
０Ａは、本発明に係るパネル特性評価手段を構成する。
コモン電圧制御部６０Ａは、図１９に示すように、ゲー
ト信号の電圧振幅、信号幅、電圧レベルを一定に保持し
た状態で、共通電極に印加されるコモン電圧Ｖcomをゲ
ート信号電圧ＶｇのローレベルＶgl側に近づける方向、
すなわち、コモン電圧Ｖcomをゲート信号電圧Ｖｇに対
して降圧する方向（図面下方、矢印Ｆａ）、あるいは、
コモン電圧Ｖcomをゲート信号電圧ＶｇのハイレベルＶg
h側に近づける方向、すなわち、コモン電圧Ｖcomをゲー
ト信号電圧に対して昇圧する方向（図面上方、矢印Ｆ
ｂ）に変更制御して、液晶表示パネル１０の各液晶画素
に対向して共通に設けられた共通電極に印加する。

【００５４】駆動条件評価部７０Ａは、ＣＣＤカメラに
より測定された輝度情報に基づいて、コモン電圧と光透
過率との関係を導き出し、当該特性曲線から光透過率が
最小になるコモン電圧を抽出して、最適な駆動状態を実
現するためのコモン電圧（最適値）と判定する。また、
この場合のコモン電圧とソース電圧のセンター値（画像
信号電圧の電圧中心値）との電位差ΔＶを算出すること
により、画素トランジスタのゲート・ソース電極間に生
じる寄生容量Ｃgsによる電圧降下（ΔＶ）を導き出す。
なお、他の構成については、上述した第１の実施形態と
同等であるので、その説明を省略する。

【００５５】このような構成を有する液晶表示パネルの
評価装置によれば、液晶表示パネルの背面側に配置され
た光源から、液晶表示パネルの全面、あるいは、一部の
領域に照射され、液晶表示パネルの前面側に透過した所
定の領域の透過光がＣＣＤカメラにより、輝度情報とし
て検出されるので、複数の液晶画素（画素トランジス
タ）を含む液晶表示パネルの所定の領域の輝度情報を一
括して取得することができ、液晶表示パネルのちらつき
を抑制することができる最適なコモン電圧を簡易に判定
することができるとともに、画素トランジスタに生じる
寄生容量に基づく電圧降下を評価することができる液晶
表示パネルの評価装置を提供することができる。

【００５６】次に、本実施形態に係る液晶表示パネルの
評価装置に適用される評価方法について、図面を参照し
て説明する。図２０は、本実施形態に係る液晶表示パネ
ルの評価装置に適用される評価方法の一実施例における
ゲート信号（駆動電圧波形）を示す図であり、図２１
は、本実施形態に係る液晶表示パネルの評価方法におい
て得られるコモン電圧対光透過率の関係を示す特性図で
ある。本実施例に係る評価方法は、まず、ゲート電圧印
加部４０Ａ、ソース電圧印加回路５０及びコモン電圧制
御部６０Ａから、各々所定の電圧レベルを有するゲート
信号、ソース信号及びコモン信号の駆動信号が、各画素
トランジスタのゲート電極、ソース電極及び共通電極に
印加される。

【００５７】ここで、共通電極に印加されるコモン電圧
Ｖcomは、図２０に示すように、コモン電圧制御部６０
Ａにより、ゲート信号電圧ＶｇのハイレベルＶgh及びロ
ーレベルＶglに対して十分な電位差を有するように設定
され、この場合、液晶表示パネル１０は黒表示状態を示
す。そして、コモン電圧制御部６０Ａは、この黒表示状
態を示すゲート信号電圧Ｖｇとコモン電圧Ｖcomとの関
係を基準状態として、図１９に示したように、コモン電
圧Ｖcomをゲート信号電圧Ｖｇに対して相対的に変化さ
せて、液晶表示パネル１０の共通電極に印加する。すな
わち、図２０に示した基準状態を中心として、コモン電
圧Ｖcomのみをゲート信号電圧Ｖｇ及びソース電圧のセ
ンター値Ｖscに対して降圧変化、あるいは、昇圧変化さ
せるように任意に制御する。

【００５８】そして、上述したようなコモン電圧Ｖcom
を任意に変更制御しつつ、液晶表示パネル１０の所定の
検出領域Ｒｃを透過する透過光の輝度変化をＣＣＤカメ
ラ３０により測定する。これにより、図２１に示すよう
に、コモン電圧対光透過率の特性曲線が得られる。次い
で、このようなコモン電圧対光透過率の関係において、
光透過率が最小となるコモン電圧Ｖcomaを抽出すること
により、当該コモン電圧Ｖcomaが、評価対象となってい
る領域の液晶画素がちらつき（フリッカー）を生じるこ
となく、最適な黒表示状態を示す駆動条件であると判定
される。また、最適な黒表示状態を示すコモン電圧（以
下、コモン電圧最適値という）Ｖcomaとソース信号電圧
Ｖｓのセンター値Ｖscとの差分に基づいて、画素トラン
ジスタのゲート電極とソース電極間に生じる寄生容量Ｃ
gsに起因する画素電極電圧Ｖｐの電圧降下ΔＶ（フィー
ルドスルー電圧；飛び込み電圧、突き抜け電圧ともい
う）が算出される。

【００５９】ここで、コモン電圧対光透過率の関係と、
コモン電圧最適値及びフィールドスルー電圧との対応関
係について、図２０及び図２１を参照して、具体的に説
明する。一般に、液晶表示パネルの駆動制御において
は、図２０に示すように、画像データの表示周期である
フレーム毎にソース信号電圧（画像信号電圧）Ｖｓが反
転するように印加される。この場合、画素トランジスタ
のゲート電極とソース電極間には寄生容量Ｃgsが発生す
るため、ゲート信号がＯＮの状態で液晶容量Ｃlc、蓄積
容量Ｃｓ、寄生容量Ｃgsに充電された電荷が、ゲート信
号がＯＦＦになった瞬間に、各々の容量に再分配され
て、画素電極電圧Ｖｐは、ソース信号電圧Ｖｓに対し
て、次式に示すような電圧降下ΔＶを生じる。 ΔＶ＝Ｖｇ・Ｃgs／（Ｃgs＋Ｃlc＋Ｃｓ） ……（１）

【００６０】この電圧降下ΔＶは、図２０に示すよう
に、正極性のフレーム期間（ｎ）と負極性のフレーム期
間（ｎ＋１）のいずれにおいても発生し、この電圧降下
ΔＶに伴って液晶層に印加される電圧にバラツキが生じ
るため、画像のちらつきが発生する。ここで、液晶層に
印加される電圧は、画素電極電圧Ｖｐとコモン電圧Ｖco
mとの差分であることから、フレーム期間（ｎ）で液晶
層に印加される電圧Ｖlc(n)とフレーム期間（ｎ＋１）
で液晶層に印加される電圧Ｖlc(n+1)とを等しく設定す
ることにより、各フレーム毎に液晶層に印加される電圧
が等しくなり、画像のちらつきを抑制することができ
る。

【００６１】そこで、液晶表示パネルを黒表示状態にす
る場合について考えると、液晶表示パネルが真の黒表示
状態を示すのは、液晶表示パネルの光透過率が最も小さ
くなる駆動条件（コモン電圧最適値Ｖcoma）にある場合
であって、このとき、各フレーム毎に液晶層に印加され
る電圧が等しく設定され、画像のちらつきが最も抑制さ
れた状態に対応している。すなわち、図２１に示すよう
に、コモン電圧対光透過率の特性曲線において、光透過
率が最小となるコモン電圧Ｖcomaを、画像表示のちらつ
きを最も抑制し、かつ、液晶表示パネルを真に黒表示状
態とする最適値であると判定することができる。

【００６２】一方、コモン電圧最適値Ｖcomaは、各フレ
ーム毎に液晶層に印加される電圧（画素電極電圧Ｖｐと
コモン電圧Ｖcomとの差分）Ｖlc(n)、Ｖlc(n+1)を等し
く設定する電圧であるので、これら液晶層に印加される
電圧Ｖlc(n)、Ｖlc(n+1)の平均値に相当する。また、上
述したソース信号電圧Ｖｓに対する画素電極電圧Ｖｐの
電圧降下ΔＶは、ソース電圧のセンター値Ｖscとコモン
電圧Ｖcomとの差分で表すことができるので、上記コモ
ン電圧最適値Ｖcomaとソース電圧センター値Ｖscに基づ
いて、フィールドスルー電圧ΔＶを算出して評価するこ
とができる。

【００６３】したがって、本実施形態に係る液晶表示パ
ネルの評価方法によれば、ゲート信号電圧に対して共通
電極電圧を変更しつつ、液晶表示パネルからの透過光の
輝度変化を検出することができるので、その輝度変化の
最小値に基づいて、液晶表示パネルの駆動時におけるち
らつき（フリッカー）を抑制することができる最適なコ
モン電圧（駆動条件）を簡易に設定することができる。
また、上記方法により決定された最適なコモン電圧とソ
ース電圧センター値との差分（オフセット）に基づい
て、フィールドスルー電圧ΔＶを算出することができ、
液晶表示パネルの素子特性を簡易に評価して、液晶表示
パネルの焼き付きや画像表示のちらつきに対して良好な
対策を講じることができる。

【００６４】なお、液晶表示パネルの輝度情報を利用し
た他の検査方法としては、従来、液晶表示パネルに存在
する欠陥画素（点欠陥）を検査するものがある。この方
法は、一般に、液晶表示パネルに所定の検査パターン信
号を印加し、その場合の表示状態をＣＣＤカメラ等によ
り輝度分布として取得し、上記検査パターンとの比較を
行うことにより、欠陥画素の有無を判断するものである
が、このような検査方法は、単に液晶表示パネルにおけ
る欠陥画素の有無を検出するものにすぎず、個別の画素
トランジスタの素子特性を把握して評価するものではな
い。これに対して、本発明に係る液晶表示パネルの評価
装置及びその評価方法は、液晶画素に備えられた画素ト
ランジスタの素子特性を、液晶表示パネルを開封、分解
することなく、個別に、又は、一括して把握、評価でき
るものであって、素子特性の評価装置及びその評価方法
として極めて有効である。

【００６５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、液晶表示
パネルの各液晶画素を選択するために画素トランジスタ
に印加する駆動信号の電圧レベルと、各液晶画素に共通
して設けられる共通電極に印加される電圧レベルとを相
対的に変更制御する駆動電圧制御手段と、駆動信号の電
圧レベル及び共通電極に印加される電圧レベルを相対的
に変更させつつ、光源から照射され、液晶表示パネルを
透過する透過光の輝度を検出する輝度検出手段と、透過
光の輝度変化に基づいて、液晶表示パネルの所定の特性
を評価するパネル特性評価手段と、を備えているので、
任意の液晶画素（画素トランジスタ）についての輝度情
報を、液晶表示パネルを開封、分解することなく、取得
することができ、この輝度情報に基づいて、画素トラン
ジスタの素子特性を簡易に判定、評価することができ
る。

【００６６】請求項２記載の発明によれば、駆動電圧制
御手段は、各液晶画素に黒表示に対応する表示信号が供
給されて、液晶表示パネルが黒表示状態を示す駆動信号
の電圧レベルと共通電極に印加される電圧レベルとの相
対的な関係を基準として、駆動信号の電圧レベルを、共
通電極に印加される電圧レベルに対して相対的に変更制
御するように構成されているので、駆動信号の電圧レベ
ルの変更制御により取得される、信号電圧のオフセット
値に対する光透過率の関係に基づいて、評価対象となっ
ている領域に含まれる画素トランジスタの素子特性の異
常、すなわち、ＯＮ電流不足による書き込み不足やＯＦ
Ｆ電流増加による保持不足の有無を簡易的に判定、評価
することができる。

【００６７】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明において、さらに、液晶表示パネルが黒表示状
態を示す駆動信号の信号波形を基準として、駆動信号の
信号印加時間を変更制御するように構成されているの
で、ＯＮ電流不足による書き込み不足に基づく画素トラ
ンジスタの特性変化の度合いを拡大して、その検出感度
を高めることができ、液晶パネルの特性評価に対する信
頼性を向上させることができる。請求項４記載の発明に
よれば、請求項２記載の発明において、さらに、液晶表
示パネルを黒表示状態とする前記駆動信号の信号波形を
基準として、駆動信号の信号印加周期を変更制御するよ
うに構成されているので、ＯＦＦ電流増加による保持不
足に基づく画素トランジスタの特性変化の度合いを拡大
して、その検出感度を高めることができ、液晶パネルの
特性評価に対する信頼性を向上させることができる。

【００６８】請求項５記載の発明によれば、輝度検出手
段は、複数の液晶画素を含む液晶表示パネルの所定の領
域を透過した透過光の輝度を検出し、パネル特性評価手
段は、所定の領域における透過光の輝度変化に基づい
て、所定の領域に含まれる複数の画素トランジスタの平
均的な素子特性を評価するように構成されているので、
表示画素が高密度化された場合であっても、複数の画素
トランジスタを含む所定の検出領域における透過光の輝
度情報を一括して取得することができ、効率的に素子特
性の評価を行うことができる。

【００６９】請求項６記載の発明によれば、光源は、単
一の液晶画素のみを照射する光学手段を備え、輝度検出
手段は、特定の単一の液晶画素を透過した透過光の輝度
を検出し、パネル特性評価手段は、特定の単一の液晶画
素における透過光の輝度変化に基づいて、特定の単一の
前記液晶画素に備えられた画素トランジスタの素子特性
を評価するように構成されているので、液晶表示パネル
を開封、分解することなく、液晶画素単位で画素トラン
ジスタの素子特性を簡易に判定、評価することができる
とともに、液晶表示パネルを構成する複数の画素トラン
ジスタの素子特性のばらつきを簡易に把握、評価するこ
とができる。また、光源からの照射光を一液晶画素の大
きさ（領域）に集光して照射しているので、光源からの
散乱光が輝度検出手段に入射することによる輝度検出精
度の劣化等の影響を抑制することができる。

【００７０】請求項７記載の発明によれば、パネル特性
評価手段は、透過光の輝度変化に対応する画素トランジ
スタの素子特性と、画素トランジスタにおける基準素子
特性とを比較して、画素トランジスタの素子特性の異常
の有無を判別するように構成されているので、液晶画素
についての輝度情報に基づいて、画素トランジスタの概
略的な素子特性を把握することができ、素子特性の異常
の有無を簡易的に評価することができる。

【００７１】請求項８記載の発明によれば、駆動電圧制
御手段は、各液晶画素に黒表示に対応する表示信号が供
給されて、液晶表示パネルを黒表示状態とする、駆動信
号の電圧レベルと共通電極に印加される電圧レベルとの
相対的な関係を基準として、共通電極に印加される電圧
レベルを、駆動信号の電圧レベルに対して相対的に変更
制御し、パネル特性評価手段は、透過光の輝度変化に基
づいて、共通電極に印加される電圧レベルの最適値を評
価するように構成されているので、共通電極に印加され
る電圧レベルに対する光透過率の関係に基づいて、評価
対象となっている領域に含まれる画素トランジスタの最
適な駆動条件、すなわち、表示画面のちらつき（フリッ
カー）を抑制することができる最適なコモン電圧を簡易
に判定することができる。また、最適なコモン電圧に基
づいて、画素トランジスタに生じる寄生容量に基づく電
圧降下を評価することが、液晶表示パネルの焼き付きや
画像表示のちらつきに対して適切な対策を講じることが
できる。

【００７２】請求項９記載の発明によれば、液晶表示パ
ネルの各液晶画素を選択するために画素トランジスタに
印加する駆動信号の電圧レベルと、各液晶画素に共通し
て設けられる共通電極に印加される電圧レベルとを相対
的に変更制御しつつ、光源から照射され、液晶表示パネ
ルを透過する透過光の輝度を検出する手順と、透過光の
輝度変化に基づいて、液晶表示パネルの所定の特性を評
価する手順と、を含んでいるので、液晶表示パネルの開
封、分解を行うことなく、簡易かつ迅速に画素トランジ
スタの素子特性を評価することができる。また、複数の
画素トランジスタを含む所定の検出領域における透過光
の輝度情報を一括して取得することができるので、表示
画素が高密度化された場合であっても、効率的に素子特
性を評価することができる。

【００７３】請求項１０記載の発明によれば、請求項９
記載の発明において、画素トランジスタに印加する駆動
信号の電圧レベルと、各液晶画素に共通して設けられる
共通電極に印加される電圧レベルとを相対的に変更制御
しつつ、さらに、当該駆動信号の信号印加時間を変更制
御する手順を含んでいるので、ＯＮ電流不足による書き
込み不足に基づく画素トランジスタの特性変化の度合い
を拡大して、その検出感度を高めることができ、液晶パ
ネルの特性評価に対する信頼性を向上させることができ
る。請求項１１記載の発明によれば、請求項９記載の発
明において、画素トランジスタに印加する駆動信号の電
圧レベルと、各液晶画素に共通して設けられる共通電極
に印加される電圧レベルとを相対的に変更制御しつつ、
さらに、当該駆動信号の信号印加周期を変更制御する手
順を含んでいるので、ＯＦＦ電流増加による保持不足に
基づく画素トランジスタの特性変化の度合いを拡大し
て、その検出感度を高めることができ、液晶パネルの特
性評価に対する信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示パネルの評価装置の第１
の実施形態を示す全体構成図である。

【図２】第１の実施形態に係る液晶表示パネルの評価装
置における光源の照射領域及びＣＣＤカメラの検出領域
の関係を示す概略図である。

【図３】第１の実施形態に係る液晶表示パネルの評価装
置に適用されるゲート電圧制御部によるゲート信号電圧
の変更制御状態を示す概略図である。

【図４】本発明に係る液晶表示パネルの評価装置に適用
される評価方法の第１の実施例における基準状態のゲー
ト信号（駆動電圧波形）を示す図である。

【図５】第１の実施例に係る評価方法において、ゲート
信号電圧を降圧制御した場合の駆動電圧波形を示す図で
ある。

【図６】第１の実施例に係る評価方法において、ゲート
信号電圧を昇圧制御した場合の駆動電圧波形を示す図で
ある。

【図７】第１の実施例に係る評価方法において、評価対
象となっている領域に含まれる画素トランジスタにＯＮ
電流不足による書き込み不足が生じている場合の特性図
である。

【図８】第１の実施例に係る評価方法において、評価対
象となっている領域に含まれる画素トランジスタにＯＦ
Ｆ電流増加による保持不足が生じている場合の特性図で
ある。

【図９】第１の実施例に係る評価方法において、対応付
けられるトランジスタのドレイン電流対ゲート信号電圧
の関係を示す特性図である。

【図１０】第１の実施例に係る評価方法において、評価
対象となっている領域に含まれる画素トランジスタに異
物によるリーク電流が生じている場合の特性図である。

【図１１】本発明に係る液晶表示パネルの評価装置に適
用される評価方法の第２の実施例における基準状態のゲ
ート信号（駆動電圧波形）を示す図である。

【図１２】第２の実施例に係る評価方法において、ゲー
ト信号の信号印加時間（画素電極電圧の書き込み時間）
を変更制御した場合の駆動電圧波形を示す図である。

【図１３】第２の実施例に係る評価方法において、評価
対象となっている領域に含まれる画素トランジスタにＯ
Ｎ電流不足による書き込み不足が生じている場合の特性
曲線の変化を示す図である。

【図１４】本発明に係る液晶表示パネルの評価装置に適
用される評価方法の第３の実施例において、ゲート信号
の信号印加周期（画素電極電圧の保持時間）を変更制御
した場合の駆動電圧波形を示す図である。

【図１５】第３の実施例に係る評価方法において、評価
対象となっている領域に含まれる画素トランジスタにＯ
ＦＦ電流（リーク電流）増加による画素電極電圧の保持
不足が生じている場合の特性曲線の変化を示す図であ
る。

【図１６】本発明に係る液晶表示パネルの評価装置の第
２の実施形態を示す全体構成図である。

【図１７】第２の実施形態に係る液晶表示パネルの評価
装置における光源の照射領域及びＣＣＤカメラの検出領
域の関係を示す概略図である。

【図１８】本発明に係る液晶表示パネルの評価装置の第
３の実施形態を示す全体構成図である。

【図１９】第３の実施形態に係る液晶表示パネルの評価
装置に適用されるコモン電圧制御部によるコモン電圧の
変更制御状態を示す概略図である。

【図２０】第３の実施形態に係る液晶表示パネルの評価
装置に適用される評価方法の一実施例におけるゲート信
号（駆動電圧波形）を示す図である。

【図２１】第３の実施形態に係る液晶表示パネルの評価
方法において得られるコモン電圧対光透過率の関係を示
す特性図である。

【符号の説明】

１０ 液晶表示パネル ２０ 光源 ３０ ＣＣＤカメラ ４０ ゲート電圧制御部 ４０Ａ ゲート電圧印加部 ５０ ソース電圧印加部 ６０ コモン電圧印加部 ６０Ａ コモン電圧制御部 ７０ 素子特性評価部 ７０Ａ 駆動条件評価部 ８０ａ 照射側レンズ ８０ｂ 透過側レンズ ９０ 絞り調整部 １００Ａ〜１００Ｃ 評価装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の液晶画素をマトリクス状に配列し
   た液晶表示パネルの背面側から各液晶画素を照射する光
   源と、 前記液晶表示パネルの各液晶画素に表示信号を供給する
   表示信号供給手段と、 前記液晶表示パネルの各液晶画素を選択するために画素
   トランジスタに印加する駆動信号の電圧レベルと、各液
   晶画素に共通して設けられる共通電極に印加される電圧
   レベルとを相対的に変更制御する駆動電圧制御手段と、 前記駆動信号の電圧レベル及び前記共通電極に印加され
   る電圧レベルを相対的に変更させつつ、前記光源から照
   射され、前記液晶表示パネルを透過する透過光の輝度を
   検出する輝度検出手段と、 前記透過光の輝度変化に基づいて、前記液晶表示パネル
   の所定の特性を評価するパネル特性評価手段と、を備え
   ることを特徴とする液晶表示パネルの評価装置。
2. 【請求項２】 前記駆動電圧制御手段は、前記表示信号
   供給手段により前記各液晶画素に黒表示に対応する表示
   信号が供給されて、前記液晶表示パネルを黒表示状態と
   する前記駆動信号の電圧レベルと、前記共通電極に印加
   される電圧レベルとの相対的な関係を基準として、前記
   駆動信号の電圧レベルを、前記共通電極に印加される電
   圧レベルに対して相対的に変更制御することを特徴とす
   る請求項１記載の液晶表示パネルの評価装置。
3. 【請求項３】 前記駆動電圧制御手段は、さらに、前記
   表示信号供給手段により前記液晶表示パネルを黒表示状
   態とする前記駆動信号の信号波形を基準として、前記駆
   動信号の信号印加時間を変更制御することを特徴とする
   請求項２記載の液晶表示パネルの評価装置。
4. 【請求項４】 前記駆動電圧制御手段は、さらに、前記
   表示信号供給手段により前記液晶表示パネルを黒表示状
   態とする前記駆動信号の信号波形を基準として、前記駆
   動信号の信号印加周期を変更制御することを特徴とする
   請求項２記載の液晶表示パネルの評価装置。
5. 【請求項５】 前記輝度検出手段は、複数の前記液晶画
   素を含む前記液晶表示パネルの所定の領域を透過した前
   記透過光の輝度を検出し、 前記パネル特性評価手段は、前記所定の領域における前
   記透過光の輝度変化に基づいて、前記所定の領域に含ま
   れる複数の前記画素トランジスタの平均的な素子特性を
   評価することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネ
   ルの評価装置。
6. 【請求項６】 前記光源は、単一の前記液晶画素のみを
   照射する光学手段を備え、 前記輝度検出手段は、特定の単一の前記液晶画素を透過
   した前記透過光の輝度を検出し、 前記パネル特性評価手段は、前記特定の単一の前記液晶
   画素における前記透過光の輝度変化に基づいて、前記特
   定の単一の前記液晶画素に備えられた前記画素トランジ
   スタの素子特性を評価することを特徴とする請求項１記
   載の液晶表示パネルの評価装置。
7. 【請求項７】 前記パネル特性評価手段は、前記透過光
   の輝度変化に対応する前記画素トランジスタの素子特性
   と、前記画素トランジスタにおける基準素子特性とを比
   較して、前記画素トランジスタの素子特性の異常の有無
   を判別することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パ
   ネルの評価装置。
8. 【請求項８】 前記駆動電圧制御手段は、前記表示信号
   供給手段により前記各液晶画素に黒表示に対応する表示
   信号が供給されて、前記液晶表示パネルを黒表示状態と
   する、前記駆動信号の電圧レベルと前記共通電極に印加
   される電圧レベルとの相対的な関係を基準として、前記
   共通電極に印加される電圧レベルを、前記駆動信号の電
   圧レベルに対して相対的に変更制御し、 前記パネル特性評価手段は、前記透過光の輝度変化に基
   づいて、前記共通電極に印加される電圧レベルの最適値
   を評価することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パ
   ネルの評価装置。
9. 【請求項９】 複数の液晶画素をマトリクス状に配列し
   た液晶表示パネルの背面側から各液晶画素を照射する手
   順と、 前記液晶表示パネルの各液晶画素に表示信号を供給する
   手順と、 前記液晶表示パネルの各液晶画素を選択するために画素
   トランジスタに印加する駆動信号の電圧レベルと、各液
   晶画素に共通して設けられる共通電極に印加される電圧
   レベルとを相対的に変更制御しつつ、前記光源から照射
   され、前記液晶表示パネルを透過する透過光の輝度を検
   出する手順と、 前記透過光の輝度変化に基づいて、前記液晶表示パネル
   の所定の特性を評価する手順と、を含むことを特徴とす
   る液晶表示パネルの評価方法。
10. 【請求項１０】 前記画素トランジスタに印加する駆動
    信号の電圧レベルと、各液晶画素に共通して設けられる
    共通電極に印加される電圧レベルとを相対的に変更制御
    する手順は、前記駆動信号の信号印加時間を変更制御す
    る手順を含むことを特徴とする請求項９記載の液晶表示
    パネルの評価方法。
11. 【請求項１１】 前記画素トランジスタに印加する駆動
    信号の電圧レベルと、各液晶画素に共通して設けられる
    共通電極に印加される電圧レベルとを相対的に変更制御
    する手順は、前記駆動信号の信号印加周期を変更制御す
    る手順を含むことを特徴とする請求項９記載の液晶表示
    パネルの評価方法。