JP2014048303A - Method for inspecting electro-optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学装置の検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection method for an electro-optical device.
プロジェクターは、透過型電気光学装置や反射型電気光学装置に光を照射し、これらの電気光学装置により変調された透過光や反射光をスクリーン上に投射する電子機器である。これは光源から発せられた光を電気光学装置に集光して入射させ、電気信号に応じて変調された透過光又は反射光を、投射レンズを通じて、スクリーンに拡大投射する様に構成される物で、大画面を表示するとの長所を有している。この様な電子機器に使用される電気光学装置としては液晶装置が知られており、これは液晶の誘電異方性と液晶層における光の旋光性とを利用して画像を形成している。 The projector is an electronic device that irradiates a transmissive electro-optical device or a reflective electro-optical device with light and projects transmitted light or reflected light modulated by these electro-optical devices onto a screen. This is configured so that light emitted from a light source is condensed and incident on an electro-optical device, and transmitted light or reflected light modulated according to an electric signal is enlarged and projected onto a screen through a projection lens. It has the advantage of displaying a large screen. A liquid crystal device is known as an electro-optical device used in such an electronic apparatus, and an image is formed by using dielectric anisotropy of liquid crystal and optical rotation of light in a liquid crystal layer.
液晶装置は基板間に液晶層を挟持した構成を取るが、液晶層にイオン性の不純物が存在すると、表示不良になる事が知られている。この為に、液晶装置に含まれるイオン性不純物の密度を把握する事が、製品品質や製品寿命を保証する上で重要となる。イオン性不純物の密度を見積もる方法としては、例えば、特許文献1に記載されている様に、1Hz程度の低い周波数の矩形波を印加して、フリッカーを観測し、観測されたフリッカーの振幅又は面積から、検量線を用いて、液晶装置内のイオン密度を見積もっていた。
A liquid crystal device has a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between substrates, but it is known that display defects occur if ionic impurities are present in the liquid crystal layer. For this reason, grasping the density of ionic impurities contained in the liquid crystal device is important in assuring product quality and product life. As a method for estimating the density of ionic impurities, for example, as described in
しかしながら、特許文献1に記載されている測定方法では、微量イオンの検出が困難であるという課題があった。特許文献1に記載されている測定方法では検出不能な極微量のイオン性不純物であっても、これらが液晶層に存在すると、液晶装置は経時劣化を起こす事がある。即ち、製造直後には良好な表示品質を示していても、長期間使用している間に、イオン性不純物が液晶層内で局所的に集積し、しみやむら等の表示不良を起こす事があった。換言すると、従来の測定方法では、電気光学装置の製品寿命を高精度に保証する事が困難であるという課題があった。
However, the measurement method described in
本発明は、前述の課題の少なくとも一部を解決する為になされたものであり、以下の形態又は適用例として実現する事が可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
本適用例に係わる電気光学装置の検査方法は、表示面に極性反転駆動を用いて中間階調の検査画像が表示され、検査画像のフリッカー値FLKが表示面のkヶ所(kは2以上の整数)の計測点にて計測され、kヶ所の計測点にて計測されたフリッカー値FLKの各々からk個の直流成分電位VDCが、フリッカー値FLKの極性に応じた係数であるV0とαとβとを含む数式1に従って計算され、k個の直流成分電位VDCの第一統計処理結果が第一規定条件を満たしているかが検査される事を特徴とする。
上記適用例に係わる電気光学装置の検査方法において、第一統計処理結果は、k個の直流成分電位VDCの最大値と最小値との差であり、第一規定条件が0.12V以下である事が好ましい。
この構成によれば、電気光学装置に存在する僅かなイオン性不純物が将来表示品質に悪影響を及ぼすか否かを判定する事ができる。
In the inspection method of the electro-optical device according to the application example, the first statistical processing result is a difference between the maximum value and the minimum value of the k DC component potentials V DC , and the first specified condition is 0.12 V or less. Something is preferable.
According to this configuration, it is possible to determine whether a small amount of ionic impurities present in the electro-optical device will adversely affect display quality in the future.
上記適用例に係わる電気光学装置の検査方法において、第一統計処理結果は、隣り合う計測点の直流成分電位VDCの差の中の最大値であり、第一規定条件が0.023V以下である事が好ましい。
この構成によれば、電気光学装置に存在する僅かなイオン性不純物が将来表示品質に悪影響を及ぼすか否かを判定する事ができる。
In the inspection method of the electro-optical device according to the application example, the first statistical processing result is the maximum value among the differences in the DC component potential V DC between adjacent measurement points, and the first specified condition is 0.023 V or less. Something is preferable.
According to this configuration, it is possible to determine whether a small amount of ionic impurities present in the electro-optical device will adversely affect display quality in the future.
本適用例に係わる電気光学装置の検査方法は、表示面に極性反転駆動を用いて中間階調の検査画像が表示され、検査画像のフリッカー値FLKが表示面のkヶ所(kは2以上の整数)の計測点にて計測され、kヶ所の計測点にて計測されたフリッカー値FLKの各々からk個の直流成分電位VDCが、フリッカー値FLKの極性に応じた係数であるV0とαとβとを含む数式2に従って計算され、k個の直流成分電位VDCの第一統計処理結果が第一規定条件を満たしているか、及び、k個の直流成分電位VDCの第二統計処理結果が第二規定条件を満たしているか、が検査される事を特徴とする。
上記適用例に係わる電気光学装置の検査方法において、第一統計処理結果は、k個の直流成分電位VDCの最大値と最小値との差であり、第一規定条件が0.12V以下であり、第二統計処理結果は、隣り合う計測点の直流成分電位VDCの差の中の最大値であり、第二規定条件が0.023V以下である事が好ましい。
この構成によれば、電気光学装置に存在する僅かなイオン性不純物が将来表示品質に悪影響を及ぼすか否かを判定する事ができる。
In the inspection method of the electro-optical device according to the application example, the first statistical processing result is a difference between the maximum value and the minimum value of the k DC component potentials V DC , and the first specified condition is 0.12 V or less. Yes, the second statistical processing result is the maximum value in the difference between the DC component potentials V DC of adjacent measurement points, and the second specified condition is preferably 0.023 V or less.
According to this configuration, it is possible to determine whether a small amount of ionic impurities present in the electro-optical device will adversely affect display quality in the future.
上記適用例に係わる電気光学装置の検査方法において、フリッカー値FLKが正極性の際には、V0=+1V、α=7.9477、β=1.0223であり、フリッカー値FLKが負極性の際には、V0=−1V、α=8.3538、β=1.3294である事が好ましい。
この構成によれば、フリッカー値FLKから直流成分電位VDCを計算する事ができる。
In the inspection method of the electro-optical device according to the application example, when the flicker value FLK is positive, V 0 = + 1 V, α = 7.9477, β = 1.0223, and the flicker value FLK is negative. In this case, it is preferable that V 0 = −1V, α = 8.3538, and β = 1.3294.
According to this configuration, the DC component potential V DC can be calculated from the flicker value FLK.
上記適用例に係わる電気光学装置の検査方法において、電気光学装置は、画素電極と共通電極とを有し、表示面で、検査画像の補助フリッカー値FLKAがkヶ所(kは2以上の整数)の計測点にて計測され、補助フリッカー値FLKAが計測される際の共通電極の電位は、フリッカー値FLKが計測される際の共通電極の電位よりも高く、フリッカー値FLKが補助フリッカー値FLKAよりも大きい際には、フリッカー値FLKは正極性であり、フリッカー値FLKが補助フリッカー値FLKAよりも大きくない際には、フリッカー値FLKは負極性である、事が好ましい。
この構成によれば、フリッカー値FLKが正極性であるか、負極性であるかを判定できるので、フリッカー値FLKから直流成分電位VDCを計算する事ができる。
In the inspection method of the electro-optical device according to the application example, the electro-optical device has a pixel electrode and a common electrode, and the auxiliary flicker value FLKA of the inspection image is k places (k is an integer of 2 or more) on the display surface. The potential of the common electrode when the auxiliary flicker value FLKA is measured is higher than the potential of the common electrode when the flicker value FLK is measured, and the flicker value FLK is higher than the auxiliary flicker value FLKA. If the flicker value FLK is not larger than the auxiliary flicker value FLKA, the flicker value FLK is preferably negative.
According to this configuration, since it can be determined whether the flicker value FLK is positive or negative, the DC component potential V DC can be calculated from the flicker value FLK.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each layer and each member is made different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized.
(実施形態1)
「電気光学装置の概要」
図1は電気光学装置としての液晶装置の構成を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のH−H’線で切った断面図である。尚、以下の形態において、「○○上に」と記載された場合、○○の上に接する様に配置される場合、又は、○○の上に他の構成物を介して配置される場合、又は、○○の上に一部が接する様に配置され一部が他の構成物を介して配置される場合、を表すものとする。
(Embodiment 1)
"Outline of electro-optical device"
1A and 1B are schematic views showing a configuration of a liquid crystal device as an electro-optical device, where FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line HH ′ in FIG. In addition, in the following forms, when “on XX” is described, when placed on XX, or placed on XX via other components Or, when a part is arranged on OO and a part is arranged through another component, it represents.
まず、液晶装置100について図1を参照して説明する。図1(a)及び(b)に示す様に、本実施形態の液晶装置100は、対向配置された素子基板110及び対向基板120と、これら一対の基板によって挟持された液晶層150とを有する。素子基板110の基材110s及び対向基板120の基材120sは、透明な例えば石英基板やガラス基板などが用いられている。
First, the
素子基板110は対向基板120よりも一回り大きく、両基板は、対向基板120の外周に沿って配置されたシール材140を介して貼り合わされ、その隙間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層150を構成している。シール材140は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材140には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー(図示省略)が混入されている。
The
シール材140の内側には、見切り部121が設けられている。見切り部121は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、見切り部121の内側が画素領域Eとなっている。画素領域Eには、マトリックス状に画素Pが複数配置されている。
A
画素領域Eは、表示に寄与する有効な複数の画素Pを囲む様に配置された複数のダミー画素を含んでいるとしてもよい。尚、図1では図示省略したが、画素領域Eにおいても複数の画素Pを平面的に区分する遮光部が素子基板110と対向基板120とにそれぞれ設けられている。
The pixel region E may include a plurality of dummy pixels arranged so as to surround a plurality of effective pixels P that contribute to display. Although not shown in FIG. 1, also in the pixel region E, light shielding portions that divide a plurality of pixels P in a plane are provided on the
素子基板110の第一辺部に沿ったシール材140とこの第一辺部との間に信号線駆動回路101が設けられている。また、この第一辺部に対向する第二辺部に沿ったシール材140の内側に検査回路103が設けられている。さらに、第一辺部と直交し互いに対向する第三及び第四辺部に沿ったシール材140の内側に走査線駆動回路102が設けられている。第二辺部のシール材140の内側には、2つの走査線駆動回路102を繋ぐ複数の配線105が設けられている。これら信号線駆動回路101、走査線駆動回路102に繋がる配線は、第一辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子104に接続されている。第一辺部の中央付近にはシール材140が配置されていない開口部Opが設けられており、この開口部Opから液晶が、素子基板110と対向基板120との間に注入される。開口部Opの外側には、封止材122が設けられ、液晶注入後に開口部Opを封止している。以降、第一辺部に沿った方向をX方向とし、第一辺部と直交し互いに対向する第三及び第四辺部に沿った方向をY方向として説明する。
A signal
図1(b)に示す様に、基材110sの液晶層150側の表面には、画素Pごとに設けられた光透過性を有する画素電極115及びスイッチング素子としての薄膜トランジスター(TFT;Thin Film Transistor、以下、TFTと称する)130と、信号配線(図示省略)と、複数の画素電極115を覆う配向膜118とが形成されている。又、TFT130における半導体層に光が入射して光リーク電流が流れ、不適切なスイッチング動作となる事を防ぐ遮光構造が採用されている。即ち、本実施形態における素子基板110は、基材110sと、画素電極115と、TFT130と、信号配線と、配向膜118を少なくとも含むものである。
As shown in FIG. 1B, on the surface of the
基材120sの液晶層150側の表面には、見切り部121と、見切り部121を覆う様に成膜された平坦化層123と、少なくとも画素領域Eに亘って平坦化層123を覆う様に設けられた共通電極124と、共通電極124を覆う配向膜125とが設けられている。即ち、本実施形態における対向基板120は、基材120sと、遮光性の見切り部121と、平坦化層123と、共通電極124と、配向膜125とを少なくとも含むものである。
On the surface of the
見切り部121は、図1(a)に示す様に平面的に走査線駆動回路102、検査回路103と重なる位置に設けられている。これにより対向基板120側から入射する光を遮蔽して、これらの駆動回路を含む周辺回路の光による誤動作を防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が画素領域Eに入射しない様に遮蔽して、画素領域Eの表示における高いコントラストを確保している。
As shown in FIG. 1A, the
平坦化層123は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部121を覆う様に設けられている。つまり、平坦化層123は、見切り部121によって基材120s上に生ずる凹凸を緩和している。このような平坦化層123の形成方法としては、例えばプラズマCVD法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
The
共通電極124は、例えばITOなどの透明導電膜からなり、平坦化層123を覆うと共に、図1(a)に示す様に対向基板120の四隅に設けられた上下導通部106により素子基板110側の配線に電気的に接続している。
The
画素電極115を覆う配向膜118及び共通電極124を覆う配向膜125は、液晶装置100の光学設計に基づいて選定される。例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングする事により、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施されたものや、SiOx(酸化シリコン)などの無機材料を気相成長法を用いて成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向処理が施されたものが挙げられる。
The
このような液晶装置100は透過型であって、本実施形態では画素Pが非駆動時に暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。そして、画像信号に基づいて液晶装置100を駆動すれば、照明光を光変調して表示光を出射する事ができる。
Such a
「回路構成」
図2は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶装置100の電気的な構成を、図2を参照しながら説明する。
"Circuit configuration"
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of the liquid crystal device. Hereinafter, the electrical configuration of the
図2に示す様に、液晶装置100は、画素領域Eを構成する複数の画素Pを有している。各画素Pには、それぞれ画素電極115が配置されている。又、画素Pには、TFT130が形成されている。
As illustrated in FIG. 2, the
TFT130は、画素電極115へ通電制御を行う画素スイッチング素子である。TFT130のソース側には、信号線17が電気的に接続されている。各信号線17には、例えば、信号線駆動回路101から画像信号S1、S2、…、Snが供給される様になっている。
The
又、TFT130のゲート側には、走査線16が電気的に接続されている。走査線16には、例えば、走査線駆動回路102から所定のタイミングでパルス的に走査信号G1、G2、…、Gmが供給される様になっている。又、TFT130のドレイン側には、画素電極115が電気的に接続されている。
Further, the
走査線16から供給された走査信号G1、G2、…、Gmは画素スイッチング素子に対する選択電位で、画素スイッチング素子は選択電位が印加された際に導通状態となり、非選択電位が印加された際に非導通状態となる。即ち、スイッチング素子であるTFT130は選択電位が供給された一定期間だけオン状態となる事で、信号線17から供給された画像信号S1、S2、…、Snが、画素電極115を介して画素Pに所定のタイミングで書き込まれる様になっている。
The scanning signals G1, G2,..., Gm supplied from the
画素Pに書き込まれた所定電位の画像信号S1、S2、…、Snは、画素電極115と共通電極124との間で形成される液晶容量で一定期間保持される。尚、保持された画像信号S1、S2、…、Snの電位が、漏れ電流により、低下する事を抑制すべく、画素電極115と容量線47とで保持容量48が形成されている。
Image signals
液晶層150に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより、液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶層150に入射した光が変調されて、画像光が生成される。画素領域Eに画像を表示する際には、フリッカーや表示された画像の焼き付き等の表示不具合を抑制する為に、極性反転駆動が採用される。これは、共通電極124の電位を基準にして、所定期間毎に画素電極115と共通電極124との間に印加される電界の向きを反転させる表示方法である。例えば、一枚の画像(フレーム)毎に画素電極115に書き込まれる画像信号の電圧の極性を、共通電極124の電位に対して反転させる。この場合には、第一の画像(第一フレーム)で液晶層150に印加される電界の向きが画素電極115から共通電極124へ向かっていれば、第一の画像(第一フレーム)に引き続く第二の画像(第二フレーム)では、液晶層150に印加される電界の向きは共通電極124から画素電極115へ向かう事になる。電界の向きを反転させる所定期間は、フレーム期間である場合もあるし(フレーム反転駆動)、走査線16の選択期間である場合もあるし(走査線反転駆動)、信号線17の選択期間である場合もあるが(画素反転駆動)、本実施形態では、60Hzのフレーム反転駆動を採用している。即ち、1/60秒の間に第一フレームと、第一フレームに対して極性反転された第二フレームと、が表示される。
When a voltage signal is applied to the
「電子機器」
図3は、電子機器としての三板式プロジェクターの構成を示す平面図である。次に図3を参照して、本実施形態に係る電子機器の一例としてプロジェクターを説明する。
"Electronics"
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a three-plate projector as an electronic apparatus. Next, a projector will be described with reference to FIG. 3 as an example of the electronic apparatus according to the present embodiment.
プロジェクター2100において、超高圧水銀ランプで構成される光源2102から出射された光は、内部に配置された3枚のミラー2106及び2枚のダイクロイックミラー2108によって赤(R)、緑(G)、青(B)の三原色の光に分離され、各原色に対応する液晶装置100R、100G及び100Bに導かれる。尚、青色の光は、他の赤色や緑色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐ為に、入射レンズ2122、リレーレンズ2123及び出射レンズ2124からなるリレーレンズ系2121を介して導かれる。
In the
液晶装置100R、100G及び100Bは、上述した構成を取り、外部装置(図示省略)から供給される赤、緑、青の各色に対応する画像信号にて、それぞれ駆動される。
The
液晶装置100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム2112に三方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム2112において、赤色及び青色の光は90度に屈折される一方、緑色の光は直進する。ダイクロイックプリズム2112において合成されたカラー画像を表す光は、レンズユニット2114によって拡大投射され、スクリーン2120上にフルカラー画像が表示される。
The light modulated by the
尚、液晶装置100R、100Bの透過像がダイクロイックプリズム2112により反射した後に投射されるのに対し、液晶装置100Gの透過像はそのまま投射されるため、液晶装置100R、100Bにより形成される画像と、液晶装置100Gにより形成される画像とが左右反転の関係になる様に設定されている。
The transmitted images of the
「検査装置構成」
図4は実施形態1に係わる検査方法を実施する装置を説明した図である。次に、図4を参照して、検査装置の構成を説明する。
"Inspection device configuration"
FIG. 4 is a diagram illustrating an apparatus for performing the inspection method according to the first embodiment. Next, the configuration of the inspection apparatus will be described with reference to FIG.
検査装置は電気光学装置によって形成された画像の照度を検査する。本実施形態の様に電子機器がプロジェクター2100の場合は、液晶装置100の製品品質を、投射された画像を解析する事で、検査する。この場合、画像が投射されているスクリーン2120上の領域が表示面200となる。尚、直視型の電気光学装置の場合には、画素領域Eが表示面200に相当する。
The inspection device inspects the illuminance of the image formed by the electro-optical device. When the electronic apparatus is the
表示面200にk個(kは2以上の整数)の光センサー210を配置する。一つの光センサー210が配置されている点が、一つの計測点となる。図4では、説明の便宜を図る為に、8個の光センサー210が描かれているが、例えば13台の光センサー210が表示面200に配列されていてもよい。光センサー210はほぼ直線となる様に配列され、表示面200のx方向の中央付近にy方向に沿ってほぼ一列となる様に配列されている。表示面200のx方向の中央付近は、図1にて説明した様に、液晶装置100の開口部Opに相当する場所である。液晶装置100では開口部Opからイオン性の不純物が液晶層150に混入する可能性が高いので、開口部Opに相当する場所を基準点として、基準点から等間隔で大きくなる同心円上で、直線にほぼ載る様に光センサー210を配置する。即ち、隣り合う光センサー210の間隔がほぼ同一となる様に、規則的に光センサー210を配置する。本実施形態ではy座標に関して光センサー210は等間隔に並び、x座標に関しては、一つ毎に左右にジグザグとなる配置がなされている。光センサー210の形状からこの様なジグザク配置となったが、光センサー210のx座標がほぼ一致する様に、光センサー210を配置するのが、理想的である。
K optical sensors 210 (k is an integer of 2 or more) are arranged on the
k個(kは2以上の整数)の光センサー210は1台の光センサー制御装置220で制御される。光センサー210からは照度がアナログ信号(照度のアナログ信号ANG、図7参照)としてロガー230に入力され、ロガー230は全ての光センサー210の照度のアナログ信号ANGを一括でコンピューター240に転送する。コンピューター240はこうした照度のアナログ信号ANGを解析し、光センサー210のフリッカー値を計算する。尚、照度の時間に対する変動がフリッカーであるが、これに関しては後述する。
The k photosensors 210 (k is an integer of 2 or more) are controlled by one
「検査方法」
図5は実施形態1に係わる検査方法を説明した図である。図6は液晶に印加される電圧と、表示される画像の輝度及びフリッカーの大きさを説明する図である。図7はフリッカー値の一例を説明する図である。図8は各計測点で計測されたフリッカー値の一例を示す図である。図9はフリッカー値と直流成分電位との関係を説明する図で、(a)はフリッカー値が正極性の場合で、(b)はフリッカー値が負極性の場合である。図10は各計測点で計測された直流成分電位の一例を示す図である。次に、図5乃至図10を参照して、検査方法を説明する。
"Inspection method"
FIG. 5 is a diagram for explaining an inspection method according to the first embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the voltage applied to the liquid crystal, the brightness of the displayed image, and the size of the flicker. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the flicker value. FIG. 8 is a diagram showing an example of the flicker value measured at each measurement point. FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the flicker value and the DC component potential. FIG. 9A shows the case where the flicker value is positive, and FIG. 9B shows the case where the flicker value is negative. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the DC component potential measured at each measurement point. Next, an inspection method will be described with reference to FIGS.
図5に示す様に、検査が開始されると、表示面200には極性反転駆動を用いて中間階調の検査画像が表示される(S1)。検査画像は全ての画素Pで同一階調の静止画である。極性反転駆動の周期は60Hzや120Hz、240Hzが適しており、50Hz以上であればよい。前述の如く、本実施形態では60Hzでフレーム反転駆動とした。
As shown in FIG. 5, when the inspection is started, an intermediate gradation inspection image is displayed on the
検査画像をなす静止画は、明るさが最大値の略50%になる中間階調とする。即ち、液晶装置100の画素電極115と共通電極124との間に印加される電圧を、輝度が最高輝度の略50%になる電圧とする。これは、図6に示される様に、液晶への印加電圧(V)と画像の輝度(T)との関係を示す曲線(VT特性曲線)の傾き(VT特性曲線の電圧微分曲線)が最大となる点が、輝度が最高輝度の50%となる点となるからである。VT特性曲線の電圧微分曲線で最大値を取る点では、図6に示される様に、フリッカーによる輝度振幅が最大となる。即ち、輝度が最高輝度の大凡50%となる中間階調を表示すると、フリッカーを最も高感度に計測する事ができる。輝度が最高輝度の略50%となる点は、厳密には、液晶装置100毎に変わり得る。例えば、図6に示す様に、本実施形態では、液晶への印加電圧VLCの絶対値が3.1V程度で、輝度が最高輝度の50%となるが、別の液晶装置100ではそれが2.9V程度の事もあり得る。液晶装置100毎に検査条件を変えるのは効率的とは言い難いので、液晶装置100の設計を鑑みて、大凡50%の輝度となる中間階調の電圧値を以て検査を行う。本実施形態では、輝度が最高輝度の略50%となる電圧として、液晶への印加電圧VLCの絶対値を3.0Vとした。尚、上述の様に3枚の液晶装置100を用いるプロジェクターに組み込んで、検査を行う場合には、検査対象の液晶装置100が中間階調の表示を行い、検査対象外の液晶装置は黒表示とする。又、液晶への印加電圧VLCと、画素電極115の電位Vpxと、共通電極124の電位Vcomとの関係は、VLC=Vpx−Vcomとなり、画素電極115と共通電極124との電位差が液晶への印加電圧VLCである(図7参照)。
The still image that forms the inspection image has an intermediate gradation in which the brightness is approximately 50% of the maximum value. That is, the voltage applied between the
表示面200には、図4で説明した様に、kヶ所(kは2以上の整数)の計測点が設けられ、各計測点に対して、検査画像のフリッカー値FLKが計測される(図5のS2)。図7には、画素電極115の電位Vpxと、照度のアナログ信号ANGの一例と、が描かれている。画素電極115の電位Vpxは60Hzの矩形波で、動作中の画素電極115の電位Vpxの時間平均値が共通電極124の電位Vcomとほぼ一致する。従って、液晶層150に印加される電圧VLCは、60Hzの矩形波で、前半の半周期と後半の半周期とで、極性反転されている。本実施形態では、共通電極124の電位を6.63Vとし、これに対して、±3.0Vの振幅を与えて、画素電極115の電位Vpxとなる矩形波としてある。即ち、画素電極115の電位Vpxの最高値は9.63Vであり、最低値は3.63Vである。これに伴い、照度のアナログ信号ANGも変化している。照度のアナログ信号ANGは電圧信号として取り出され、図7の横軸は時間になる。極性反転駆動の1周期内で前半の半周期と後半の半周期との間に現れる照度の差V1は、液晶層150における電気的な非対称性により、直流的な電界が液晶層150に残留している事を示している。一方、極性反転駆動の半周期内に現れる照度の変動V2は、液晶層150におけるイオン性不純物の量を反映し、半周期内でイオン性不純物が液晶層150を泳動している事を示している。照度の時間平均値をVAとした際に、フリッカー値FLKは数式3にて表される。
As described with reference to FIG. 4, the
数式3に示される様に、フリッカー値FLKは、極性反転駆動の1周期内の前半の半周期と後半の半周期との間に現れる照度の差を照度の時間平均値で除した値の自然対数である。フリッカー値FLKの単位はデシベル(dB)となる。この様にして、各計測点にて、検査画像のフリッカー値FLKが計測される(図5のS2)。図8は、こうして13個の計測点で計測されたフリッカー値FLKの一例を示しており、縦軸がフリッカー値FLKであり、横軸は計測点を示す。3枚の液晶装置(sample A、sample B、sample C)に関して、フリッカー値FLKが描かれている。
As shown in
次に表示面200のkヶ所(kは2以上の整数)の各計測点にて、検査画像の補助フリッカー値FLKAが計測される(図5のS3)。補助フリッカー値FLKAの計測方法は上述のフリッカー値FLKの計測と同様であるが、計測される際の共通電極124の電位は、フリッカー値FLKが計測される際の共通電極124の電位よりも高く設定される。一例として、フリッカー値FLKが計測された際の共通電極124の電位よりも、補助フリッカー値FLKAを計測する際には、共通電極124の電位を30ミリボルト(mV)高くする。従って、本実施形態では、補助フリッカー値FLKAを計測する際の共通電極124の電位は6.66Vであり、画素電極115の電位Vpxの最高値は9.66V、最低値は3.66Vであった。
Next, the auxiliary flicker value FLKA of the inspection image is measured at k measurement points (k is an integer of 2 or more) on the display surface 200 (S3 in FIG. 5). The method of measuring the auxiliary flicker value FLKA is the same as the measurement of the flicker value FLK described above, but the potential of the
補助フリッカー値FLKAが得られたら、この値を、先に得られたフリッカー値FLKと比較する(図5のS4)。フリッカー値FLKが補助フリッカー値FLKAよりも大きい際には、フリッカー値FLKは正極性である。一方、フリッカー値FLKが補助フリッカー値FLKAよりも大きくない際には、フリッカー値FLKは負極性である。 When the auxiliary flicker value FLKA is obtained, this value is compared with the previously obtained flicker value FLK (S4 in FIG. 5). When the flicker value FLK is larger than the auxiliary flicker value FLKA, the flicker value FLK is positive. On the other hand, when the flicker value FLK is not larger than the auxiliary flicker value FLKA, the flicker value FLK is negative.
次に、フリッカー値FLKから直流成分電位VDCが数式4に従って計算される(図5のS5−1及びS5−2)。 Next, the DC component potential V DC is calculated from the flicker value FLK according to Equation 4 (S5-1 and S5-2 in FIG. 5).
数式4の計算を行う際に、フリッカー値FLKが正極性の際には(図5のS5−1)、正極性係数(V0=+1V、α=7.9477、β=1.0223)を用い、フリッカー値FLKが負極性の際には(図5のS5−2)、負極性係数(V0=−1V、α=8.3538、β=1.3294)を用いる。フリッカー値FLKが補助フリッカー値FLKAと比較されると(図5のS4)、フリッカー値FLKが、正極性であるか、負極性であるかを判定できるので、フリッカー値FLKから直流成分電位VDCを正確に計算する事ができる。
When the flicker value FLK is positive (S5-1 in FIG. 5) during the calculation of
本願発明者が鋭意研究したところによると、図9に示される様に、フリッカー値FKLと直流成分電位VDCとの間には、数式5に示される相関関係が成り立つ。
According to the earnest study by the present inventor, as shown in FIG. 9, the correlation shown in
尚、図9(a)はフリッカー値が正極性の場合で、正極性係数が適応され、(b)はフリッカー値が負極性の場合で、負極性係数が適応される。図9(a)のフリッカー値が正極性の場合には、相関係数R2=0.9635となり、図9(b)のフリッカー値が負極性の場合には、相関係数R2=0.9226となった。数式5を逆に解いて、数式4が得られるので、フリッカー値FLKから直流成分電位VDCを正確に計算する事ができる。図8に示したフリッカー値FLKを上述の方法で直流成分電位VDCに変換した結果が図10である。
FIG. 9A shows a case where the flicker value is positive and the positive coefficient is applied, and FIG. 9B shows a case where the flicker value is negative and the negative coefficient is applied. When the flicker value in FIG. 9A is positive, the correlation coefficient R 2 = 0.9635, and when the flicker value in FIG. 9B is negative, the correlation coefficient R 2 = 0. 9226. By solving
次に、こうして得られたk個の直流成分電位VDCに第一統計処理を施し(図5のS6)、第一統計処理結果が第一規定条件を満たしているかが検査される(図5のS7)。ここで、第一統計処理結果とは、k個の直流成分電位VDCの最大値と最小値との差である(この差をGlobalと命名する)。又、第一規定条件とは、この差(Global)が0.12V以下であるか否かを判定する条件である。Globalが第一規定条件を満たさない場合(Global≧0.12Vの場合)、検査はGlobal不良として終了する(図5のE1)。 Next, the first statistical processing is performed on the k DC component potentials V DC thus obtained (S6 in FIG. 5), and it is checked whether the first statistical processing result satisfies the first prescribed condition (FIG. 5). S7). Here, the first statistical processing result is a difference between the maximum value and the minimum value of the k DC component potentials V DC (this difference is named Global). The first specified condition is a condition for determining whether or not the difference (Global) is 0.12 V or less. When Global does not satisfy the first specified condition (when Global ≧ 0.12 V), the inspection is terminated as a global failure (E1 in FIG. 5).
Globalが第一規定条件を満たす場合(Global<0.12Vの場合)、次に、k個の直流成分電位VDCに第二統計処理を施し(図5のS8)、第二統計処理結果が第二規定条件を満たしているかが検査される(図5のS9)。ここで、第二統計処理結果とは、隣り合う計測点の直流成分電位VDCの差の中の最大値である(この差をLocalと命名する)。又、第二規定条件とは、この差(Local)が0.023V以下であるか否かを判定する条件である。Localが第二規定条件を満たさない場合(Local≧0.023Vの場合)、検査はLocal不良として終了する(図5のE2)。これに対して、Localが第二規定条件を満たす場合(Local<0.023Vの場合)、検査は液晶装置100を良品として終了する(図5のE3)。第二統計処理結果が、隣り合う計測点の直流成分電位VDCの差を比較するので、k個の計測点は等間隔に配置されている事が、計測精度を上げる点から、好ましい。
When Global satisfies the first specified condition (when Global <0.12V), the second statistical processing is then performed on k DC component potentials V DC (S8 in FIG. 5), and the second statistical processing result is It is inspected whether the second specified condition is satisfied (S9 in FIG. 5). Here, the second statistical processing result is the maximum value in the difference between the DC component potentials V DC at adjacent measurement points (this difference is named Local). The second specified condition is a condition for determining whether or not the difference (Local) is 0.023V or less. When Local does not satisfy the second specified condition (when Local ≧ 0.023V), the inspection ends as a Local failure (E2 in FIG. 5). On the other hand, when Local satisfies the second specified condition (when Local <0.023V), the inspection ends with the
第一規定条件(Global<0.12V)と第二規定条件(Local<0.023V)とは、本願発明人が多くの液晶装置100に対して、上述の検査と加速耐久性試験とを繰り返し実験した結果として得られた。これら両条件が満たされると、将来イオン性不純物由来のシミやムラが発現する、などといった不良の発生確率は低下し、液晶装置100を良品と判定する事ができる。即ち、上述の検査方法で、電気光学装置や電子機器の製品品質信頼性を早期に見積もる事が可能になる。要するに、電気光学装置に存在する僅かなイオン性不純物が将来表示品質に悪影響を及ぼすか否かを判定する事ができると共に、電気光学装置に存在する僅かな電気的非対称性を定量的に評価するので、電気光学装置の製品寿命を高精度に保証し得る検査方法を提供する事ができる。
The first specified condition (Global <0.12V) and the second specified condition (Local <0.023V) are the results of repeated repetitions of the above-described inspection and accelerated durability test for the
尚、本実施形態では、第一統計処理結果が第一規定条件を満たしているかと、第二統計処理結果が第二規定条件を満たしているかと、の二種類の検査が行われたが、これはどちらか一つであっても良い。即ち、第一統計処理結果を、k個の直流成分電位VDCの最大値と最小値との差とし、第一規定条件が0.12V以下であるとして判定を行っても良いし、或いは、第一統計処理結果を、隣り合う計測点の直流成分電位VDCの差の中の最大値とし、第一規定条件が0.023V以下として判定を行っても良い。 In this embodiment, two types of inspections were performed: whether the first statistical processing result satisfies the first specified condition and whether the second statistical processing result satisfies the second specified condition. This may be either one. That is, the first statistical processing result may be determined as a difference between the maximum value and the minimum value of the k DC component potentials V DC and the first specified condition may be 0.12V or less, or The first statistical processing result may be set to the maximum value among the differences between the DC component potentials V DC of adjacent measurement points, and the first specified condition may be determined to be 0.023V or less.
本実施形態で、電子機器は、図3を参照して説明したプロジェクターであったが、この他にも、電子機器は、リアプロジェクション型テレビ、直視型テレビ、携帯電話、携帯用オーディオ機器、パーソナルコンピューター、ビデオカメラのモニター、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、ディジタルスチルカメラなどであっても構わない。そして、これらの電子機器や電気光学装置に対しても、本実施形態にて詳述した検査方法を適用させる事ができる。 In the present embodiment, the electronic device is the projector described with reference to FIG. 3, but in addition to this, the electronic device can be a rear projection television, a direct-view television, a mobile phone, a portable audio device, a personal computer, It may be a computer, a video camera monitor, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, a word processor, a workstation, a video phone, a POS terminal, a digital still camera, or the like. The inspection method described in detail in this embodiment can also be applied to these electronic devices and electro-optical devices.
(実施形態2)
「照度の変動V2を用いた検査方法」
図11は、実施形態2に係わる電気光学装置の検査方法による結果を説明する図で、(a)は良品を示し、(b)は不良品を示している。以下、図11を参照して本実施形態に関わる電気光学装置の検査方法を説明する。尚、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
"Inspection method using a variation V 2 of illumination"
11A and 11B are diagrams for explaining the results of the electro-optical device inspection method according to the second embodiment. FIG. 11A shows a non-defective product and FIG. 11B shows a defective product. Hereinafter, an inspection method for the electro-optical device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the component same as
実施形態1では、数式3に示される様に、極性反転駆動の1周期内で前半の半周期と後半の半周期との間に現れる照度の差V1(図7参照)を用いて検査を行っていた。これに対して、本実施形態では、極性反転駆動の半周期内に現れる照度の変動V2を用いて検査を行う。図7に示される、極性反転駆動の半周期内に現れる照度の変動V2は、液晶層150におけるイオン性不純物の量を反映し、半周期内でイオン性不純物が液晶層150を泳動している事を示している。そこで、照度の時間平均値をVAとした際に、イオン性フリッカー値IFLKを数式6にて定義する。
In the first embodiment, as shown in
数式6に示される様に、イオン性フリッカー値IFLKは、極性反転駆動の半周期内に現れる照度の変動を照度の時間平均値で除した値である。こうして得られたイオン性フリッカー値IFLKの計測例を図11に示す。本願発明人が多くの液晶装置100に対して、上述の検査と加速耐久性試験とを繰り返し実験した結果、図11(a)に示す様に、イオン性フリッカー値IFLKが0.006(0.6%)未満(IFLK<0.006)の場合、加速耐久性試験でイオン性不純物由来のシミやムラが発現する事は希であった。これに対して、図11(b)に示す様に、イオン性フリッカー値IFLKが0.006(0.6%)以上(IFLK≧0.006)の場合、加速耐久性試験でイオン性不純物由来のシミやムラが発現する事態がしばしば観測された。従って、イオン性フリッカー値IFLKが0.006(0.6%)未満(IFLK<0.006)である事を判定条件として、液晶装置100の検査を行うと、製品品質の信頼性を早期に見積もる事ができる。
As shown in
極性反転駆動の半周期内に現れる照度の変動は、イオン性不純物の電気泳動の他に、TFT130の光リーク電流も原因となる。従って、TFT130に光リーク電流が発生し難い様な遮光性に優れた電気光学装置で上述の検査方法は取り分け効果を発する事になる。取り分け、画素電極115に金属を用いた反射型の液晶装置100に対して、本実施形態の検査方法を適応するのが好ましい。
Variations in illuminance that appear within a half cycle of polarity inversion drive are caused by light leakage current of the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be added to the above-described embodiment. A modification will be described below.
(変形例1)
「計測点の配置が異なる形態」
図12乃至図14は変形例1に係わる検査方法を実施する装置を説明した図である。次に、図12乃至図14を参照して、本変形例に係わる検査方法を説明する。尚、実施形態1乃至2と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
(Modification 1)
"Form with different arrangement of measurement points"
12 to 14 are diagrams illustrating an apparatus for performing the inspection method according to the first modification. Next, an inspection method according to this modification will be described with reference to FIGS. In addition, about the component same as
本変形例は実施形態1乃至2と比べて、光センサー210の配置形態が異なっている。即ち、表示面200での計測点の配置が異なっている。それ以外の構成は、実施形態1乃至2とほぼ同様である。実施形態1乃至2では、図4に示す様に、光センサー210は縦一列に配列されていた。光センサー210の配置はこれに限らず、様々な配置が可能である。例えば、図12に示す様に、表示面200に対して、横一列に光センサー210を配置しても良い。図12には参考の為に、液晶装置100におけるシール材140と開口部Opとに対応する位置も図示してある。開口部Opに対応する箇所の近傍に横一列に光センサー210を配置すると、液晶注入時やその後に封止する際にイオン性不純物が混入したかどうかを判定できる事になる。
This modified example is different from the first and second embodiments in the arrangement of the
この他に、図13に示す様に、表示面200に対して、斜めに光センサー210を配置しても良い。図13には参考の為に、液晶装置100におけるシール材140と開口部Opとに対応する位置も図示してある。或いは、図14に示す様に、表示面200の中央に対して、環状に光センサー210を配置しても良い。図14にも参考の為に、液晶装置100におけるシール材140に対応する位置も図示してある。液晶装置100を組み立てる際に、素子基板110に枠状にシール材140を配置した後に、素子基板110の中央部に液晶を滴下し、その後に対向基板120を貼り合わせる製造方法が採られる事がある。こうした際には、図14に示す様に、表示面200の中央を円の中心として、この円弧上に、光センサー210を等間隔に配置すると、液晶滴下時にイオン性不純物が混入したかどうかを判定できる事になる。
In addition, as shown in FIG. 13, the
100…液晶装置、110…素子基板、115…画素電極、120…対向基板、122…封止材、124…共通電極、130…TFT、140…シール材、150…液晶層、200…表示面、210…光センサー、220…光センサー制御装置、230…ロガー、240…コンピューター、2100…プロジェクター、2120…スクリーン。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記検査画像のフリッカー値FLKが前記表示面のkヶ所(kは2以上の整数)の計測点にて計測され、
前記kヶ所の計測点にて計測された前記フリッカー値FLKの各々からk個の直流成分電位VDCが、前記フリッカー値FLKの極性に応じた係数であるV0とαとβとを含む数式1に従って計算され、
前記k個の直流成分電位VDCの第一統計処理結果が第一規定条件を満たしているかが検査される事を特徴とする電気光学装置の検査方法。
Flicker value FLK of the inspection image is measured at k measurement points (k is an integer of 2 or more) on the display surface,
A mathematical expression including k 0, DC component potentials V DC from each of the flicker values FLK measured at the k measurement points, and V 0 , α, and β, which are coefficients corresponding to the polarity of the flicker value FLK. Calculated according to 1,
An inspection method for an electro-optical device, wherein whether or not the first statistical processing result of the k DC component potentials V DC satisfies a first specified condition is inspected.
前記検査画像のフリッカー値FLKが前記表示面のkヶ所(kは2以上の整数)の計測点にて計測され、
前記kヶ所の計測点にて計測された前記フリッカー値FLKの各々からk個の直流成分電位VDCが、前記フリッカー値FLKの極性に応じた係数であるV0とαとβとを含む数式2に従って計算され、
前記k個の直流成分電位VDCの第一統計処理結果が第一規定条件を満たしているか、及び、前記k個の直流成分電位VDCの第二統計処理結果が第二規定条件を満たしているか、が検査される事を特徴とする電気光学装置の検査方法。
Flicker value FLK of the inspection image is measured at k measurement points (k is an integer of 2 or more) on the display surface,
A mathematical expression including k 0, DC component potentials V DC from each of the flicker values FLK measured at the k measurement points, and V 0 , α, and β, which are coefficients corresponding to the polarity of the flicker value FLK. Calculated according to 2,
Whether the first statistical processing result of the k DC component potentials V DC satisfies the first specified condition, and the second statistical processing result of the k DC component potentials V DC satisfies the second specified condition An inspection method for an electro-optical device, characterized by
前記第二統計処理結果は、隣り合う前記計測点の直流成分電位VDCの差の中の最大値であり、前記第二規定条件が0.023V以下である事を特徴とする請求項4に記載の電気光学装置の検査方法。 The first statistical processing result is a difference between a maximum value and a minimum value of k DC component potentials V DC , and the first specified condition is 0.12 V or less,
5. The second statistical processing result is a maximum value in a difference between DC component potentials V DC at adjacent measurement points, and the second specified condition is 0.023 V or less. The inspection method of the electro-optical device according to claim.
前記フリッカー値FLKが負極性の際には、V0=−1V、α=8.3538、β=1.3294である事を特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電気光学装置の検査方法。 When the flicker value FLK is positive, V 0 = + 1 V, α = 7.9477, β = 1.0223,
6. The electricity according to claim 1, wherein when the flicker value FLK is negative polarity, V 0 = −1V, α = 8.3538, and β = 1.3294. 6. Inspection method for optical devices.
前記表示面で、前記検査画像の補助フリッカー値FLKAがkヶ所(kは2以上の整数)の前記計測点にて計測され、
前記補助フリッカー値FLKAが計測される際の前記共通電極の電位は、前記フリッカー値FLKが計測される際の前記共通電極の電位よりも高く、
前記フリッカー値FLKが前記補助フリッカー値FLKAよりも大きい際には、前記フリッカー値FLKは前記正極性であり、
前記フリッカー値FLKが前記補助フリッカー値FLKAよりも大きくない際には、前記フリッカー値FLKは前記負極性である事を特徴とする請求項6に記載の電気光学装置の検査方法。 The electro-optical device has a pixel electrode and a common electrode,
On the display surface, the auxiliary flicker value FLKA of the inspection image is measured at the k measurement points (k is an integer of 2 or more),
The potential of the common electrode when the auxiliary flicker value FLKA is measured is higher than the potential of the common electrode when the flicker value FLK is measured,
When the flicker value FLK is larger than the auxiliary flicker value FLKA, the flicker value FLK is the positive polarity,
7. The electro-optical device inspection method according to claim 6, wherein when the flicker value FLK is not larger than the auxiliary flicker value FLKA, the flicker value FLK has the negative polarity.
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