JP2020193953A - 表示パネルの評価装置および評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示パネルの光学特性を好適に評価することが可能な評価装置および評価方法を提供する。【解決手段】 一実施形態に係る評価装置は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極により駆動される電気光学層と、を含む表示パネルを評価するものであって、テスト波形を生成する第１手段と、駆動期間において前記テスト波形からサンプリングした駆動電圧を前記第１電極に印加し、前記駆動期間に続く休止期間において前記第１電極への電圧印加を停止する第２手段と、前記駆動電圧により駆動される前記表示パネルが発する光に基づき、応答波形を生成する第３手段と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、表示パネルの評価装置および評価方法に関する。

表示パネルの一例として、画素電極と、共通電極と、液晶層とを備える液晶パネルが知られている。一般的に、液晶パネルの駆動に際しては、スイッチング素子（ＴＦＴ）をオンにして画素電極に電圧を印加する駆動期間と、スイッチング素子をオフにして画素電極への電圧印加を停止する休止期間とが繰り返される。

休止期間においては、画素電極と共通電極の間の電位差が徐々に減少する。そのため、駆動期間と休止期間のそれぞれにおける液晶パネルの輝度に差が生じる。この輝度の差は、フリッカ（輝度ちらつき）としてユーザに視認され得る。

液晶パネルの開発段階においては、上記のようなフリッカ等の光学特性を正確に評価できることが望ましい。同様の評価は、他種の表示パネルにおいても重要である。

特許第６２９４６２９号公報 特開２００４−４７９３号公報 特開２０１７−７５９８１号公報

本開示は、表示パネルの光学特性を好適に評価することが可能な評価装置および評価方法を提供することを目的の一つとする。

一実施形態に係る評価装置は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極により駆動される電気光学層と、を含む表示パネルを評価するものであって、テスト波形を生成する第１手段と、駆動期間において前記テスト波形からサンプリングした駆動電圧を前記第１電極に印加し、前記駆動期間に続く休止期間において前記第１電極への電圧印加を停止する第２手段と、前記駆動電圧により駆動される前記表示パネルが発する光に基づき、応答波形を生成する第３手段と、を備える。

一実施形態に係る評価方法は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極により駆動される電気光学層と、を含む表示パネルの光学特性を評価するものであって、テスト波形を生成することと、駆動期間において、前記テスト波形からサンプリングした駆動電圧を前記第１電極に印加することと、前記駆動期間に続く休止期間において、前記第１電極への電圧印加を停止することと、前記駆動電圧により駆動される前記表示パネルが発する光に基づき、応答波形を生成することと、を含む。

図１は、一実施形態に係る評価装置の一例を示すブロック図である。 図２は、液晶表示装置の一例を示す図である。 図３は、上記液晶表示装置の概略的な断面図である。 図４は、上記液晶表示装置が備える液晶パネルに含まれる要素の一部を拡大して示す概略的な断面図である。 図５は、上記液晶パネルの構造に対応する等価回路を示す図である。 図６は、上記液晶パネルの透過光における輝度変化の一例を示すグラフである。 図７は、上記評価装置において生成されるテスト波形、入力波形および応答波形の一例を示す図である。 図８は、比較例に係る評価装置を示すブロック図である。 図９は、比較例に係る評価装置において生成されるテスト波形および応答波形の一例を示す図である。 図１０は、比較例に係る評価装置と本実施形態に係る評価装置のそれぞれを用いてフリッカを評価した結果を示すグラフである。

いくつかの実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一または類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を省略することがある。

各実施形態においては、電気光学層の一例である液晶層を備える液晶パネルの評価装置および評価方法を開示する。ただし、各実施形態は、他種の電気光学層を備える表示パネルの評価装置および評価方法に対する、各実施形態にて開示される個々の技術的思想の適用を妨げるものではない。他種の電気光学層を備える表示パネルとしては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示素子やLight Emitting Diode（ＬＥＤ）表示素子を有する自発光型の表示パネル、電気泳動素子を有する電子ペーパ型の表示パネル、Micro Electro Mechanical Systems（ＭＥＭＳ）を応用した表示パネル、あるいはエレクトロクロミズムを応用した表示パネルなどが挙げられる。

図１は、本実施形態に係る評価装置１の一例を示すブロック図である。評価装置１は、ファンクションジェネレータ２（第１装置または第１手段）と、サンプルアンドホールドアンプ３（第２装置または第２手段）と、フォトセンサ４（第３装置または第３手段）と、オシロスコープ５（第４装置または第４手段）と、データ処理装置６（第５装置または第５手段）とを備えている。評価装置１は、光学評価装置、評価システム、あるいは光学評価システムなどと言い換えることもできる。

評価装置１は、表示パネルの一例であるテストパネル７（テストセル）の光学特性を取得および評価する。本実施形態におけるテストパネル７は、液晶層を備えた液晶パネルである。

図１の例においては、テストパネル７の裏面に対向して、光源装置８（バックライト）が配置されている。光源装置８は、例えばテストパネル７の裏面の全体に略均一な光を照射する面光源である。

ファンクションジェネレータ２は、ユーザが指定する任意の電圧波形を生成する。本実施形態において、ファンクションジェネレータ２は、テスト波形ＷＦ１を生成し、このテスト波形ＷＦ１をサンプルアンドホールドアンプ３およびオシロスコープ５に出力する。ファンクションジェネレータ２は、任意波形発生装置と言い換えることもできる。

サンプルアンドホールドアンプ３は、ファンクションジェネレータ２が生成したテスト波形ＷＦ１からサンプリングした電圧を含む入力波形ＷＦ２を生成する。入力波形ＷＦ２は、テストパネル７に入力される。

テストパネル７は、入力波形ＷＦ２により駆動される。テストパネル７は、例えばノーマリブラック型であり、入力波形ＷＦ２に含まれる所定の電圧が印加された場合に光源装置８からの光を透過する。評価装置１による評価に際しては、例えばテストパネル７の表示面の全体が白表示（オン）とされてもよい。他の例として、テストパネル７の表示面に特定のテストパターンが表示されてもよい。

フォトセンサ４は、テストパネル７を透過する光を受光し、この光に基づく応答波形ＷＦ３を生成する。応答波形ＷＦ３は、例えばテストパネル７を透過する光の輝度変化を表す。応答波形ＷＦ３は、オシロスコープ５に入力される。フォトセンサ４としては、例えばテストパネル７を透過する光を光電変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）を含むものを用いることができる。

オシロスコープ５は、応答波形ＷＦ３をデジタルの波形データに変換する。この波形データは、例えばオシロスコープ５が備えるメモリ５１に保存される。オシロスコープ５は、波形データに対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を施すことで得られる周波数分布データをメモリ５１に保存してもよい。また、オシロスコープ５は、波形データを表示するためのディスプレイをさらに備えてもよい。

データ処理装置６は、例えばパーソナルコンピュータであり、プロセッサ６１を備えている。このプロセッサ６１がコンピュータプログラムを実行することにより、テストパネル７の光学特性を評価するための各種の機能が実現される。

例えばデータ処理装置６は、オシロスコープ５のメモリ５１に保存された波形データを読み出し、入力波形ＷＦ２により駆動されるテストパネル７の光学特性に関する評価値を演算する。

続いて、評価装置１による評価対象の光学特性につき、図２乃至図６を用いて説明する。
図２は、液晶表示装置１００（以下、表示装置１００と呼ぶ）の一例を示す図である。図示したように第１方向Ｘ、第２方向Ｙおよび第３方向Ｚを定義する。これら方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、例えば互いに直交するが、９０°以外の角度で交わってもよい。本実施形態においては、第３方向Ｚと平行に表示装置１００を見ることを平面視と呼ぶ。

表示装置１００は、液晶パネルＰＮＬと、電子部品ＣＴと、フレキシブル回路基板ＦＰＣとを備えている。液晶パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１（アレイ基板）と、第１基板ＳＵＢ１に対向する第２基板ＳＵＢ２（対向基板）と、これら基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２の間に配置された液晶層ＬＣとを備えている。

液晶パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡの周囲の周辺領域ＳＡとを有している。第１基板ＳＵＢ１は、第２基板ＳＵＢ２から突出した実装領域ＭＡを有している。実装領域ＭＡは、周辺領域ＳＡに含まれる。

さらに、液晶パネルＰＮＬは、複数の走査線Ｇと、複数の信号線Ｓと、第１走査ドライバＧＤ１と、第２走査ドライバＧＤ２とを備えている。複数の走査線Ｇは、表示領域ＤＡにおいて第１方向Ｘに延びるとともに第２方向Ｙに並んでいる。複数の信号線Ｓは、表示領域ＤＡにおいて第２方向Ｙに延びるとともに第１方向Ｘに並んでいる。複数の走査線Ｇの各々は、走査ドライバＧＤ１，ＧＤ２のいずれかに接続されている。

隣り合う２本の走査線Ｇと隣り合う２本の信号線Ｓとで区画された領域に、副画素ＳＰが形成されている。表示色の異なる複数の副画素ＳＰにより、カラー画像表示の最小単位となる１つの画素ＰＸが構成される。

副画素ＳＰは、スイッチング素子ＳＷと、スイッチング素子ＳＷに接続された画素電極ＰＥ（第１電極）とを含む。スイッチング素子ＳＷは、副画素ＳＰに対応する走査線Ｇに走査信号が供給されたときに、当該副画素ＳＰに対応する信号線Ｓの電圧を画素電極ＰＥに印加する。画素電極ＰＥは、共通電圧が印加された共通電極ＣＥ（第２電極）との間で電界を発生する。例えば、共通電極ＣＥは、複数の副画素ＳＰにわたって延びている。各副画素ＳＰにおける電界が液晶層ＬＣに作用することで、表示領域ＤＡに画像が表示される。

電子部品ＣＴおよびフレキシブル回路基板ＦＰＣは、実装領域ＭＡに実装されている。表示領域ＤＡに表示する映像を表す映像データは、フレキシブル回路基板ＦＰＣを介して電子部品ＣＴに供給される。電子部品ＣＴは、供給された映像データに応じた電圧（映像信号）を各信号線Ｓに供給する。電子部品ＣＴは、表示装置１００を制御するコントローラとして機能する。

図３は、表示領域ＤＡにおける表示装置１００の概略的な断面図である。第１基板ＳＵＢ１は、第１絶縁基板１１０と、第１絶縁層１１１と、第２絶縁層１１２と、第３絶縁層１１３と、第４絶縁層１１４と、第５絶縁層１１５と、第１配向膜１１６と、走査線Ｇと、信号線Ｓと、画素電極ＰＥと、共通電極ＣＥと、スイッチング素子ＳＷとを備えている。スイッチング素子ＳＷは、半導体層ＳＣと、中継電極ＲＥとを備えている。

第１絶縁層１１１は、第１絶縁基板１１０の上面を覆っている。半導体層ＳＣは、第１絶縁層１１１の上に配置されている。第２絶縁層１１２は、半導体層ＳＣおよび第１絶縁層１１１を覆っている。走査線Ｇは、第２絶縁層１１２の上に配置されている。第３絶縁層１１３は、走査線Ｇおよび第２絶縁層１１２を覆っている。信号線Ｓおよび中継電極ＲＥは、第３絶縁層１１３の上に配置されている。第４絶縁層１１４は、信号線Ｓ、中継電極ＲＥおよび第３絶縁層１１３を覆っている。

共通電極ＣＥは、第４絶縁層１１４の上に配置されている。第５絶縁層１１５は、共通電極ＣＥおよび第４絶縁層１１４を覆っている。画素電極ＰＥは、第５絶縁層１１５の上に配置され、共通電極ＣＥに対向している。第１配向膜１１６は、画素電極ＰＥおよび第５絶縁層１１５を覆っている。

信号線Ｓは、各絶縁層１１２，１１３を貫通する第１コンタクトホールＣＨ１を通じて半導体層ＳＣに接触している。中継電極ＲＥは、各絶縁層１１２，１１３を貫通する第２コンタクトホールＣＨ２を通じて半導体層ＳＣに接触している。走査線Ｇは、コンタクトホールＣＨ１，ＣＨ２の間で半導体層ＳＣに対向している。画素電極ＰＥは、第４絶縁層１１４および第５絶縁層１１５を貫通する第３コンタクトホールＣＨ３を通じて中継電極ＲＥに接触している。

第２基板ＳＵＢ２は、可撓性を有する第２絶縁基板１２０と、遮光層１２１と、カラーフィルタ１２２と、オーバーコート層１２３と、第２配向膜１２４とを備えている。遮光層１２１は、第２絶縁基板１２０の下面に配置されている。カラーフィルタ１２２は、第２絶縁基板１２０の下面および遮光層１２１を覆っている。オーバーコート層１２３は、カラーフィルタ１２２を覆っている。第２配向膜１２４は、オーバーコート層１２３を覆っている。第１配向膜１１６と第２配向膜１２４の間に、液晶層ＬＣが配置されている。

各絶縁基板１１０，１２０としては、ガラス基板や樹脂基板を用いることができる。各絶縁層１１１〜１１３，１１５としては、例えばＳｉＯのような酸化膜やＳｉＮのような窒化膜を適宜に用いることができる。第４絶縁層１１４は、例えば有機材料で形成され、他の絶縁層１１１〜１１３，１１５よりも厚く、スイッチング素子ＳＷなどに起因して生じる凹凸を平坦化する。画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥとしては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料を用いることができる。走査線Ｇ、信号線Ｓおよび中継電極ＲＥには、各種の金属の単層構造または積層構造を適用することができる。

なお、液晶パネルＰＮＬの構造は、図３の例に限られない。例えば、共通電極ＣＥは、画素電極ＰＥよりも液晶層ＬＣに近い層に配置されてもよいし、画素電極ＰＥと同層に配置されてもよい。また、共通電極ＣＥは、第２基板ＳＵＢ２に配置されてもよい。

液晶パネルＰＮＬは、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２とをさらに備えている。第１偏光板ＰＬ１は、第１接着層ＡＤ１により第１絶縁基板１１０に接着されている。第２偏光板ＰＬ２は、第２接着層ＡＤ２により第２絶縁基板１２０に接着されている。例えば、第１偏光板ＰＬ１と第２偏光板ＰＬ２の偏光軸は、互いに直交する。

図４は、液晶パネルＰＮＬに含まれる要素の一部を拡大して示す概略的な断面図である。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥに印加される電圧が異なる場合、これら電極の間には、例えばフリンジ状の電界ＥＦが形成される。この電界ＥＦは、例えば液晶層ＬＣ、第１配向膜１１６、第２配向膜１２４および第５絶縁層１１５を通る。

液晶パネルＰＮＬが駆動されると、液晶層ＬＣ中の不純物イオンが主に第１配向膜１１６と液晶層ＬＣの界面に吸着し、これらイオンによって電気二重層ＥＤＬ１が形成される。電気二重層ＥＤＬ１より薄いものの、第２配向膜１２４と液晶層ＬＣの界面にも同様の電気二重層ＥＤＬ２が形成される。

電気二重層ＥＤＬ１，ＥＤＬ２は、イオンで形成されているために低抵抗である。液晶層ＬＣにおいては、不純物が減少したことにより、比抵抗が高くなる。また、第１配向膜１１６および第２配向膜１２４においては、例えば第１基板ＳＵＢ１側に配置されるバックライトからの光を受けて電荷が発生する。この電荷が第１配向膜１１６および第２配向膜１２４内を移動することにより、これら配向膜が低抵抗化される。

図５は、図４に示した液晶パネルＰＮＬの構造に対応する等価回路を示す図である。この等価回路は、電源の電圧Ｖｓを供給する電源、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥの間の保持容量Ｃｓ、第２配向膜１２４に関する容量Ｃ１、電気二重層ＥＤＬ２に関する容量Ｃ２、液晶層ＬＣに関する容量Ｃ３、電気二重層ＥＤＬ１に関する容量Ｃ４、第１配向膜１１６に関する容量Ｃ５、および第５絶縁層１１５に関する容量Ｃ６を含む。

さらに、等価回路は、容量Ｃｓと並列の抵抗Ｒｓ、容量Ｃ１と並列の抵抗Ｒ１、容量Ｃ２と並列の抵抗Ｒ２、容量Ｃ３と並列の抵抗Ｒ３、容量Ｃ４と並列の抵抗Ｒ４、容量Ｃ５と並列の抵抗Ｒ５、および容量Ｃ６と並列の抵抗Ｒ６を含む。

図６は、駆動される液晶パネルＰＮＬの透過光における輝度変化の一例を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は時間であり、縦軸は輝度である。１フレームの画像を表示するフレーム期間Ｆは、駆動期間ＴＡと、休止期間ＴＢとを含む。図６の例においては、駆動期間ＴＡが休止期間ＴＢよりも短い。一例として、駆動期間ＴＡは、休止期間ＴＢの半分である。フレーム期間Ｆが繰り返されることにより、駆動期間ＴＡと休止期間ＴＢが交互に到来する。

駆動期間ＴＡにおいてスイッチング素子ＳＷがオンされると、電源の電圧Ｖｓ（信号線Ｓに供給される電圧）により、保持容量Ｃｓおよび各容量Ｃ１〜Ｃ６に電荷が蓄えられる。

休止期間ＴＢにおいてスイッチング素子ＳＷがオフされると、各容量Ｃ１〜Ｃ６から放電が始まり、保持容量Ｃｓから各容量Ｃ１〜Ｃ６に電荷が供給される。このとき、第２配向膜１２４、電気二重層ＥＤＬ２、液晶層ＬＣ、電気二重層ＥＤＬ１、第１配向膜１１６および第５絶縁層１１５に供給される電荷は一定である。したがって、各層のインピーダンスにより液晶層ＬＣに加わる電圧が変化し、図６に示すように休止期間ＴＢにおいては輝度が徐々に低下する。

このような液晶パネルＰＮＬの各要素の材料に起因したリークにより、フリッカが発生する。フリッカは、図６に示す輝度変化量Ｄが大きいほどユーザに視認されやすい。また、フレーム期間Ｆが長いほど、言い換えれば駆動周波数が低いほど、フリッカがユーザに視認されやすい。

例えば、駆動電力を低減するために、液晶パネルＰＮＬの駆動周波数を３０Ｈｚ以下程度に低下させることがある。このような低周波駆動においては、休止期間が相対的に長くなるために輝度変化量Ｄが増大し、かつ周波数の観点からもユーザがフリッカを視認しやすいために、フリッカが表示品位に与える影響が顕著となる。

続いて、図１および図７を参照し、上記のようなフリッカを評価する場合を例に評価装置１の具体的な動作を説明する。評価対象とするテストパネル７は、液晶パネルＰＮＬと同様の構造を有してもよい。また、テストパネル７は、スイッチング素子ＳＷを有さずに、信号線Ｓが画素電極ＰＥに直接接続された構造を有してもよい。この場合には、スイッチング素子ＳＷに起因したリークにより発生し得るフリッカの影響を排除して、各配向膜１１６，１２４や液晶層ＬＣ等の材料に起因したリークによるフリッカを精度良く評価できる。

図７は、ファンクションジェネレータ２が生成するテスト波形ＷＦ１、サンプルアンドホールドアンプ３が生成する入力波形ＷＦ２、およびフォトセンサ４が出力する応答波形ＷＦ３（輝度変化）の一例を示す図である。

テスト波形ＷＦ１は、基準電圧Ｖｒと、基準電圧Ｖｒよりも大きい正極性の第１電圧Ｖ１と、基準電圧Ｖｒよりも小さい負極性の第２電圧Ｖ２とを含む矩形波である。より具体的には、テスト波形ＷＦ１においては、基準電圧Ｖｒ、第１電圧Ｖ１、基準電圧Ｖｒ、第２電圧Ｖ２が順に繰り返されている。

基準電圧Ｖｒは、例えばテストパネル７の共通電極ＣＥに印加される共通電圧と等しい。また、第１電圧Ｖ１と基準電圧Ｖｒの差は、基準電圧Ｖｒと第２電圧Ｖ２の差と等しい。

サンプルアンドホールドアンプ３は、テスト波形ＷＦ１の変化をトリガとして、テストパネル７の画素電極ＰＥに電圧を印加する駆動期間Ｔａと、画素電極ＰＥに電圧を印加しない休止期間Ｔｂとを切り替える。

例えば、サンプルアンドホールドアンプ３は、図７に示す位置Ｐ１ａのように、テスト波形ＷＦ１が基準電圧Ｖｒから第１電圧Ｖ１に向けて変化したことに応じて、休止期間Ｔｂを駆動期間Ｔａに切り替えてもよい。同様に、サンプルアンドホールドアンプ３は、図７に示す位置Ｐ１ｂのように、テスト波形ＷＦ１が基準電圧Ｖｒから第２電圧Ｖ２に向けて変化したことに応じて、休止期間Ｔｂを駆動期間Ｔａに切り替えてもよい。

さらに、サンプルアンドホールドアンプ３は、図７に示す位置Ｐ２ａのように、テスト波形ＷＦ１が第１電圧Ｖ１から基準電圧Ｖｒに向けて変化したことに応じて、駆動期間Ｔａを休止期間Ｔｂに切り替えてもよい。同様に、サンプルアンドホールドアンプ３は、図７に示す位置Ｐ２ｂのように、テスト波形ＷＦ１が第２電圧Ｖ２から基準電圧Ｖｒに向けて変化したことに応じて、駆動期間Ｔａを休止期間Ｔｂに切り替えてもよい。

位置Ｐ１ａを経て到来した駆動期間Ｔａ（第１駆動期間）において、サンプルアンドホールドアンプ３は、第１電圧Ｖ１をサンプリングする。したがって、この駆動期間Ｔａの入力波形ＷＦ２は第１電圧Ｖ１となり、この第１電圧Ｖ１が駆動電圧としてテストパネル７の画素電極ＰＥに印加される。また、位置Ｐ１ｂを経て到来した駆動期間Ｔａ（第２駆動期間）において、サンプルアンドホールドアンプ３は、第２電圧Ｖ２をサンプリングする。したがって、この駆動期間Ｔａの入力波形ＷＦ２は第２電圧Ｖ２となり、この第２電圧Ｖ２が駆動電圧としてテストパネル７の画素電極ＰＥに印加される。

駆動期間Ｔａは、図５の等価回路において、電源の電圧Ｖｓが第１電圧Ｖ１または第２電圧Ｖ２であり、かつスイッチング素子ＳＷがオンされた状態に相当する。一方、休止期間Ｔｂは、当該等価回路において、スイッチング素子ＳＷがオフされた状態に相当する。

駆動期間Ｔａにおいては、図５の等価回路における保持容量Ｃｓおよび各容量Ｃ１〜Ｃ６に電荷が蓄積される。これにより、テストパネル７を透過する光の輝度が強まるので、応答波形ＷＦ３が上昇する。

一方、休止期間Ｔｂにおいては、図５の等価回路における保持容量Ｃｓおよび各容量Ｃ１〜Ｃ６の放電に伴いテストパネル７を透過する光の輝度が弱まるので、応答波形ＷＦ３が徐々に低下する。

このように、評価装置１を用いれば、図６に示した駆動期間ＴＡおよび休止期間ＴＢと同様の駆動期間Ｔａおよび休止期間Ｔｂを有する駆動方式を実現し、当該駆動方式に対応する応答波形ＷＦ３を得ることができる。この応答波形ＷＦ３は、上述の通りオシロスコープ５においてデジタルの波形データに変換され、この波形データがメモリ５１に保存される。

図７の例においては、駆動期間Ｔａが休止期間Ｔｂよりも短い。これら駆動期間Ｔａおよび休止期間Ｔｂは、ファンクションジェネレータ２によりテスト波形ＷＦ１を調整することで、テストパネル７の評価対象とすべき駆動方式に合わせて適宜に変更できる。上述の低周波駆動を評価対象とする場合には、例えば駆動期間Ｔａと休止期間Ｔｂを合せた１フレームが繰り返される周波数を３０Ｈｚ以下程度に定めてもよい。

データ処理装置６は、メモリ５１に保存された波形データに基づいて、輝度変化に関する指標を演算してもよい。この指標としては、例えばフリッカの強さを表すフリッカ値が挙げられる。例えばフリッカ値は、１フレーム分の輝度変化における最大値と最小値の差分を表すものでもよいし、ＪＥＩＴＡ（Japan Electronics and Information Technology Industries Association）にて定められた方法で算出されるものでもよい。

ここで、本実施形態に係る評価装置１との比較例につき、図８および図９を参照して説明する。
図８は、比較例に係る評価装置２００の構成を示すブロック図である。この評価装置２００は、評価装置１と同じくファンクションジェネレータ２と、フォトセンサ４と、オシロスコープ５と、データ処理装置６とを備えている。ただし、評価装置２００は、サンプルアンドホールドアンプ３を備えていない。テストパネル７の画素電極ＰＥには、ファンクションジェネレータ２が生成するテスト波形ＷＦ１が印加される。

図９は、評価装置２００において、ファンクションジェネレータ２が生成するテスト波形ＷＦ１およびフォトセンサ４が出力する応答波形ＷＦ３（輝度変化）の一例を示す図である。この図の例において、テスト波形ＷＦ１は、第１電圧Ｖ１と、第２電圧Ｖ２とが一定の周期で繰り返す矩形波である。

応答波形ＷＦ３が示す輝度は、テスト波形ＷＦ１において第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２が切り替わるときに低下し、その後は徐々に上昇する。すなわち、この比較例に係るテスト波形ＷＦ１を用いた評価においては、テストパネル７の外部から画素電極ＰＥに電圧が印加される駆動期間Ｔａが連続的に繰り返される。

なお、仮に評価装置２００で用いるテスト波形ＷＦ１が図７の例のように基準電圧Ｖｒを含むものであっても、テスト波形ＷＦ１が基準電圧Ｖｒである期間には画素電極ＰＥに当該基準電圧Ｖｒが印加される。したがって、画素電極ＰＥに対する電圧印加が停止される休止期間を再現することができない。

このように、評価装置２００においては休止期間が再現できないため、図６に示したように駆動期間ＴＡと休止期間ＴＢが交互に繰り返される駆動方式で液晶パネルを駆動する場合の光学特性を正確に評価することが困難である。

図１０は、比較例に係る評価装置２００、本実施形態に係る評価装置１のそれぞれを用いてフリッカを評価した結果を示すグラフである。この評価は、第１配向膜１１６および第２配向膜１２４の材料として配向膜材料Ａを用いたテストパネル７と、第１配向膜１１６および第２配向膜１２４の材料として配向膜材料Ｂを用いたテストパネル７とのそれぞれに対して行った。なお、液晶層ＬＣの材料などの他の条件は、双方のテストパネル７とも同じである。フリッカ値は、ＪＥＩＴＡに定められた方法で算出した。

グラフ（ａ１）は、配向膜材料Ａを用いたテストパネル７に対して、評価装置２００により演算したフリッカ値である。グラフ（ａ２）は、配向膜材料Ｂを用いたテストパネル７に対して、評価装置２００により演算したフリッカ値である。グラフ（ａ２）のフリッカ値は、グラフ（ａ１）のフリッカ値を１．０とした場合の相対値である。

グラフ（ｂ１）は、配向膜材料Ａを用いたテストパネル７に対して、評価装置１により演算したフリッカ値である。グラフ（ｂ２）は、配向膜材料Ｂを用いたテストパネル７に対して、評価装置１により演算したフリッカ値である。グラフ（ｂ２）のフリッカ値は、グラフ（ｂ１）のフリッカ値を１．０とした場合の相対値である。

グラフ（ａ２）のフリッカ値は、グラフ（ａ１）のフリッカ値よりも０．１６低下している。一方、グラフ（ｂ２）のフリッカ値は、グラフ（ｂ１）のフリッカ値よりも０．２０低下している。

この評価結果から、同じテストパネル７を対象とした評価であっても、休止期間を再現していない評価装置２００を用いる場合と、休止期間を再現した評価装置１を用いる場合とでは、結果に大きな差が生じることが分かる。当然ながら、評価装置１を用いる方が実際の駆動方式に近い評価が可能なため、評価装置１により算出されるフリッカ値は評価装置２００により算出されるフリッカ値よりも正確である。

このように、本実施形態に係る評価装置１によれば、テストパネル７の光学特性を正確に評価することができる。これにより、例えば液晶パネルの開発に際して当該パネル内の各層を構成する材料を適切に選定することが可能となり、結果として表示品位に優れた表示装置を製造することができる。

また、サンプルアンドホールドアンプ３は、ファンクションジェネレータ２により生成されるテスト波形ＷＦ１の変化に基づき、駆動期間と休止期間を切り替える。このような構成においては、サンプルアンドホールドアンプ３に対して駆動期間と休止期間を切り替えるトリガを別途に与える必要がないので、評価装置１の構築が容易となる。

なお、本実施形態においては、評価装置１により評価する光学特性がフリッカである場合を主に説明した。しかしながら、評価装置１は、フリッカだけに限られず、テストパネル７の透過率などの他種の光学特性を評価するために用いられてもよい。この場合において、データ処理装置６は、透過率などのフリッカ値以外の指標を演算してもよい。

また、評価装置１により実行される一連の評価方法、すなわちテスト波形ＷＦ１を生成すること、駆動期間においてテスト波形ＷＦ１からサンプリングした駆動電圧を画素電極（第１電極）に印加すること、休止期間においてテストパネル７の画素電極への電圧印加を停止すること、テストパネル７が発する光に基づき応答波形を生成することを含む評価方法は、評価装置１以外の構成により実現されてもよい。

以上、本発明の実施形態として説明した評価装置および評価方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての評価装置および評価方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

また、上述の各実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１…評価装置、２…ファンクションジェネレータ、３…サンプルアンドホールドアンプ、４…フォトセンサ、５…オシロスコープ、６…データ処理装置、７…テストパネル、８…光源装置、５１…メモリ、６１…プロセッサ、ＷＦ１…テスト波形、ＷＦ２…入力波形、ＷＦ３…応答波形。

Claims (9)

1. 第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極により駆動される電気光学層と、を含む表示パネルの評価装置であって、
   テスト波形を生成する第１手段と、
   駆動期間において前記テスト波形からサンプリングした駆動電圧を前記第１電極に印加し、前記駆動期間に続く休止期間において前記第１電極への電圧印加を停止する第２手段と、
   前記駆動電圧により駆動される前記表示パネルが発する光に基づき、応答波形を生成する第３手段と、
   を備える評価装置。
2. 前記第２手段は、前記テスト波形の変化に基づき、前記駆動期間と前記休止期間を切り替える、
   請求項１に記載の評価装置。
3. 前記テスト波形は、基準電圧と、前記基準電圧と異なる第１電圧と、を含み、
   前記第２手段は、前記テスト波形が前記基準電圧から前記第１電圧に向けて変化したことに応じて前記駆動期間を開始し、前記第１電圧を前記駆動電圧として前記第１電極に印加する、
   請求項２に記載の評価装置。
4. 前記第２手段は、前記テスト波形が前記第１電圧から前記基準電圧に向けて変化したことに応じて前記休止期間を開始する、
   請求項３に記載の評価装置。
5. 前記テスト波形は、基準電圧と、前記基準電圧よりも大きい第１電圧と、前記基準電圧よりも小さい第２電圧と、を含み、前記第１電圧、前記基準電圧、前記第２電圧が順に繰り返され、
   前記駆動期間は、前記第１電圧を前記第１電極に印加する第１駆動期間と、前記第２電圧を前記第１電極に印加する第２駆動期間と、を含み、
   前記第２手段は、
   前記テスト波形が前記基準電圧から前記第１電圧に向けて変化したことに応じて前記第１駆動期間を開始し、
   前記テスト波形が前記第１電圧から前記基準電圧に向けて変化したことに応じて前記休止期間を開始し、
   前記テスト波形が前記基準電圧から前記第２電圧に向けて変化したことに応じて前記第２駆動期間を開始し、
   前記テスト波形が前記第２電圧から前記基準電圧に向けて変化したことに応じて再び前記休止期間を開始する、
   請求項２に記載の評価装置。
6. 前記応答波形を保存する第４手段と、
   前記第４手段により保存された前記応答波形に基づき、前記駆動期間と前記休止期間が繰り返されることにより生じる前記表示パネルの輝度変化に関する指標を演算する第５手段と、
   をさらに備える請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の評価装置。
7. 第１電極と、第２電極と、前記第１電極および前記第２電極により駆動される電気光学層と、を含む表示パネルの光学特性を評価する評価方法であって、
   テスト波形を生成することと、
   駆動期間において、前記テスト波形からサンプリングした駆動電圧を前記第１電極に印加することと、
   前記駆動期間に続く休止期間において、前記第１電極への電圧印加を停止することと、
   前記駆動電圧により駆動される前記表示パネルが発する光に基づき、応答波形を生成することと、
   を含む評価方法。
8. 前記テスト波形の変化に基づき、前記駆動期間と前記休止期間を切り替える、
   請求項７に記載の評価方法。
9. 前記応答波形を保存することと、
   保存された前記応答波形に基づき、前記駆動期間と前記休止期間が繰り返されることにより生じる前記表示パネルの輝度変化に関する指標を演算することと、
   をさらに含む請求項７又は８に記載の評価方法。

Images