JP3804820B2

JP3804820B2 - Evaluation apparatus for liquid crystal display panel and its evaluation method

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Publication number: JP3804820B2
Application number: JP2000131679A
Authority: JP
Inventors: 淳一藤沢
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP2001242041A

Description

【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、を備える液晶表示パネルの評価装置であって、
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し、前記駆動信号の電圧の前記共通電極に印加される電圧レベルとのオフセット値対光透過率の特性を正常なオフセット値対光透過率の特性と対比することにより、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。
【０００９】
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、さらに、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３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、さらに、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。
【００１３】
請求項４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、を含む液晶表示パネルの評価方法であって、
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、または、前記駆動信号の信号印加周期を変更制御する手順のうち少なくとも一方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Ｖdh、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、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。
【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１３（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１５（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ＣＣＤ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８０ｂ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、１３ｂ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６０Ａ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７０Ａ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Ｖgh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Ｆｂ）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６０Ａ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Ｃgs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Ｖcom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、を備えていて、その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、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ばかりでなく、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ＯＦＦ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２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、さらに、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３記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、さらに、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。
【００７２】
請求項４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。
そして、請求項４記載の発明によれば、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か、または、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の少なくとも一方を含んでいるので、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るか、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。
【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
３０ＣＣＤ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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an evaluation apparatus for a liquid crystal display panel and an evaluation method thereof, and in particular, in a liquid crystal display panel provided in each liquid crystal pixel provided with a thin film transistor (pixel transistor) as a switching element for selecting a liquid crystal pixel, element characteristics of the pixel transistor The present invention relates to a liquid crystal display panel evaluation apparatus and an evaluation method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the rapid progress toward the information society and the widespread use of various information terminals, as an alternative to the display of televisions and personal computers (hereinafter abbreviated as personal computers), and as a monitor for video cameras, digital cameras, etc. Liquid crystal display devices (LCDs) that can be reduced in weight and thickness and are excellent in image display characteristics, power saving properties, and space saving properties are rapidly spreading.
In a liquid crystal display device using a thin film transistor (TFT), which is currently the mainstream of liquid crystal display devices, a liquid crystal display panel in which a plurality of liquid crystal pixels having thin film transistors (hereinafter referred to as pixel transistors) as switching elements are arranged in a matrix. The image display characteristics of the liquid crystal display device are greatly affected by the presence or absence of defects in the liquid crystal display panel and the element characteristics.
[0003]
Conventionally, various inspections have been performed on liquid crystal display panels in order to evaluate the image display characteristics of liquid crystal display devices. For example, when evaluating the element characteristics of a pixel transistor included in each liquid crystal pixel of a liquid crystal display panel, the liquid crystal display panel is opened (disassembled) to expose each pixel transistor, and a semiconductor parameter analyzer or the like is used. Thus, a method of evaluating element characteristics based on electrical characteristics obtained by directly contacting a probe needle for inspection has been adopted.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional evaluation method described above has the following problems.
(1) Since the manufactured liquid crystal display panel is opened and disassembled to inspect the pixel transistor, the element characteristics obtained by the inspection may be different from the original element characteristics in the liquid crystal display panel state. There is a problem that it is not possible to accurately evaluate.
[0005]
(2) Since the inspection is performed by directly contacting the probe needle for each pixel transistor, when evaluating variation and average of element characteristics in a plurality of pixel transistors, all of the plurality of pixel transistors to be evaluated are individually If the number of pixel transistors to be evaluated increases as the screen display becomes higher in definition (higher density of liquid crystal pixels), the inspection process becomes very complicated and the required time also increases. Has the problem.
Therefore, there has been a demand for the development of a method that can easily and accurately evaluate the element characteristics of the pixel transistor in the liquid crystal display panel state without opening and disassembling the liquid crystal display panel.
[0006]
Therefore, in view of the above problems, the present invention can easily and accurately evaluate the element characteristics of a plurality of or individual pixel transistors without disassembling the liquid crystal display panel, and greatly reduces the time required for inspection. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display panel evaluation device and an evaluation method thereof.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The apparatus for evaluating a liquid crystal display panel according to claim 1, wherein a light source that irradiates each liquid crystal pixel from the back side of the liquid crystal display panel in which a plurality of liquid crystal pixels are arranged in a matrix form, and a display signal to each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel Display signal supply means, a voltage level of a drive signal applied to the pixel transistor to select each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel, and a voltage applied to a common electrode provided in common to each liquid crystal pixel A driving voltage control means for relatively changing the level, and a voltage level of the driving signal and a voltage level applied to the common electrode while relatively changing the voltage level applied to the common electrode. Luminance detection means for detecting the luminance of transmitted light passing through, and a panel characteristic evaluation unit for evaluating predetermined characteristics of the liquid crystal display panel based on a change in luminance of the transmitted light Provided with, andAn evaluation apparatus for a liquid crystal display panel,
  The drive voltage control means is supplied with a display signal corresponding to black display to each liquid crystal pixel by the display signal supply means, and the voltage level of the drive signal that brings the liquid crystal display panel into a black display state, and the common Based on the relative relationship with the voltage level applied to the electrodes, the voltage level of the drive signal is controlled to be changed relative to the voltage level applied to the common electrode, and the voltage of the drive signal is The device characteristics of the pixel transistor are evaluated by comparing the offset value versus light transmittance characteristics with the voltage level applied to the common electrode with the normal offset value versus light transmittance characteristics.It is characterized by that.
[0009]
  Claim2The apparatus for evaluating a liquid crystal display panel according to claim1In the liquid crystal display panel evaluation apparatus described above, the drive voltage control means includes:In addition,It is characterized by changing and controlling the signal application time of the drive signal.
  Claim3The apparatus for evaluating a liquid crystal display panel according to claim1In the liquid crystal display panel evaluation apparatus described above, the drive voltage control means includes:In addition,It is characterized by changing and controlling the signal application period of the drive signal.
[0013]
  Claim4The liquid crystal display panel evaluation method described above is a procedure of irradiating each liquid crystal pixel from the back side of the liquid crystal display panel in which a plurality of liquid crystal pixels are arranged in a matrix, and supplying a display signal to each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel The voltage level of the driving signal applied to the pixel transistor to select each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel and the voltage level applied to the common electrode provided in common to each liquid crystal pixel are relatively A procedure for detecting the brightness of transmitted light that is irradiated from the light source and transmitted through the liquid crystal display panel while changing control, and a procedure for evaluating predetermined characteristics of the liquid crystal display panel based on a change in brightness of the transmitted light And includingAn evaluation method for a liquid crystal display panel,
The procedure for relatively changing and controlling the voltage level of the drive signal applied to the pixel transistor and the voltage level applied to the common electrode provided in common for each liquid crystal pixel changes the signal application time of the drive signal. Including at least one of a procedure for controlling or a procedure for changing and controlling a signal application period of the drive signalIt is characterized by that.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an evaluation apparatus and an evaluation method for a liquid crystal display panel according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of a liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of a liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present invention.
[0016]
As shown in FIG. 1, a liquid crystal display panel evaluation apparatus 100A according to the present embodiment is roughly divided into a light source 20 for irradiating a predetermined area from the back side of a liquid crystal display panel 10 to be evaluated, and a liquid crystal display. A CCD camera 30 that detects transmitted light that passes through the panel 10 as luminance information, and a signal voltage (gate signal voltage) that is applied to the gate electrode of a pixel transistor for selecting each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel 10 A gate voltage control unit 40 that performs change control in a predetermined relationship with respect to a voltage (common voltage) applied to a common electrode that is provided in common facing the pixel electrode, and a source of each pixel transistor of the liquid crystal display panel 10 A source voltage application unit 50 that applies a predetermined image signal voltage to the electrodes, and a common voltage application unit 60 that applies a predetermined common voltage to the common electrode of the liquid crystal display panel 10. , Based on the luminance information detected by the CCD camera 30 is configured to have an element characteristic evaluation unit 70 for evaluating the device characteristics of the pixel transistor.
[0017]
Hereinafter, each configuration will be described in detail.
FIG. 2 is a schematic view showing the relationship between the irradiation area of the light source and the detection area of the CCD camera in the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present embodiment, and FIG. 3 is a liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present embodiment. It is the schematic which shows the change control state of the gate signal voltage by the gate voltage control part applied to FIG.
As shown in FIG. 2, the light source 20 irradiates a predetermined region R1 of the liquid crystal display panel 10 including at least a pixel transistor (or liquid crystal pixel) to be evaluated with monochromatic light. Here, the predetermined region R1 irradiated by the light source 20 is set wider than the detection region Rc by the CCD camera 30. This is because, due to the characteristics of the light emitted from the specific light source 20, the attenuation or scattering of the amount of light is significant at the end of the region R1 where the light is irradiated, and it is not possible to measure the exact brightness of the transmitted light.
[0018]
The gate voltage control unit 40 corresponds to drive voltage control means according to the present invention. As shown in FIG. 3, the gate voltage control unit 40 maintains the gate signal voltage Vg on the high level Vgh side while keeping the voltage amplitude Va of the gate signal constant. The direction to approach the common voltage Vcom, that is, the direction in which the entire gate signal is stepped down relative to the common voltage Vcom from the reference state (described in detail later), or the low level Vgl of the gate signal voltage Vg. The pixel transistor of the liquid crystal display panel 10 is controlled to be changed in a direction to bring the side closer to the common voltage Vcom, that is, in a direction in which the entire gate signal is boosted with respect to the common voltage Vcom from the reference state (right side in FIG. 3) Apply.
[0019]
The CCD camera 30 corresponds to the luminance detecting means according to the present invention, and is a two-dimensional imaging having the number of pixels that can collectively detect luminance information of a predetermined detection region Rc in the liquid crystal display panel 10 to be evaluated. It is composed of elements. And the change of the brightness | luminance of the transmitted light which is irradiated from the back side of the liquid crystal display panel 10 by the said light source 20, and permeate | transmits the predetermined detection area | region Rc of the liquid crystal display panel 10 is measured.
The element characteristic evaluation unit 70 corresponds to a panel characteristic evaluation unit according to the present invention, and based on luminance information measured by the CCD camera 30, an offset value of a gate signal voltage and a light transmittance with respect to a signal voltage in a reference state to be described later. By comparing the change in the light transmittance with the change in the light transmittance in a normal pixel transistor (reference element characteristic), for example, an abnormality in the element characteristics of the pixel transistor to be evaluated, for example, Then, it is simply determined whether there is insufficient writing due to insufficient ON current or insufficient retention due to increased OFF current (leakage current).
[0020]
According to the evaluation apparatus for a liquid crystal display panel having such a configuration, the front surface of the liquid crystal display panel is irradiated from the light source disposed on the back side of the liquid crystal display panel to the entire surface or a part of the liquid crystal display panel. Since the transmitted light of the predetermined area transmitted to the side is detected as the luminance information by the CCD camera, the luminance information of the predetermined area of the liquid crystal display panel including a plurality of liquid crystal pixels (pixel transistors) can be collectively acquired. In addition, it is possible to provide an evaluation device for a liquid crystal display panel that can easily determine and evaluate average element characteristics of a plurality of pixel transistors even when the density of liquid crystal pixels is increased.
[0021]
Next, an evaluation method applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
(First Example of Evaluation Method)
FIG. 4 is a diagram showing a gate signal (drive voltage waveform) in a reference state in the first example of the evaluation method applied to the evaluation apparatus for the liquid crystal display panel according to the present embodiment, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing a drive voltage waveform when the gate signal voltage is stepped down in the evaluation method according to the example, and FIG. 6 is a drive voltage waveform when the gate signal voltage is stepped up in the evaluation method according to the present embodiment. FIG. In addition, here, it demonstrates, referring the structure (FIG. 1) of the evaluation apparatus of the liquid crystal display panel mentioned above as needed.
[0022]
In the evaluation method according to the present embodiment, first, a gate signal, a source signal (image signal), and a common signal having predetermined voltage levels are respectively transmitted from the gate voltage control unit 40, the source voltage application unit 50, and the common voltage application unit 60. A drive signal is applied to the gate electrode, the source electrode, and the common electrode of each pixel transistor.
Here, as shown in FIG. 4, the gate signal voltage Vg applied to the gate electrode is set by the gate voltage control unit 40 so that the high level Vgh and the low level Vgl have a sufficient potential difference Vdh with respect to the common voltage Vcom, The source signal voltage Vs set to have Vdl and applied to the source electrode is set to a voltage at which the liquid crystal display panel is in a black display state by the source voltage application unit 50, and the liquid crystal display panel 10 is in a black display state. Indicates. Then, the gate voltage control unit 40 uses the relationship between the gate signal voltage Vg (signal waveform) indicating the black display state and the common voltage Vcom as a reference state, and as shown in FIG. Is applied to the gate electrode of the pixel transistor.
[0023]
That is, centering on the reference state shown in FIG. 4, as shown in FIG. 5, only the gate signal is stepped down with respect to the common voltage Vcom and the source signal voltage Vs, or as shown in FIG. Control is arbitrarily performed so that only the gate signal is stepped up with respect to the common voltage Vcom and the source signal voltage Vs. Here, the difference of the gate signal voltage with respect to this reference state (FIG. 4) is set as an offset value.
4 to 6, Vsc is a source voltage center value which is an average value of the source signal voltage Vs, and Vp is a pixel electrode voltage (display electrode voltage) applied to the pixel electrode through the pixel transistor.
[0024]
Then, the CCD camera 30 measures the luminance change of the transmitted light that passes through the predetermined detection region Rc of the liquid crystal display panel 10 while arbitrarily changing and controlling the gate signal voltage as described above. Thereby, the relationship between the offset value of the gate signal voltage Vg described later and the light transmittance is obtained.
Next, based on the fact that such a relationship between the offset value and the light transmittance corresponds to the drain current versus gate voltage signal characteristic (also referred to as transfer characteristic) of the transistor, the normal offset value versus light transmittance characteristic. By comparing the curve (reference element characteristic) and the measured offset value versus light transmittance characteristic curve of the liquid crystal display panel, the average element characteristic of the pixel transistor included in the region to be evaluated Abnormality, that is, whether there is insufficient writing due to insufficient ON current or insufficient retention due to increased OFF current, is easily determined.
[0025]
Here, the relationship between the relationship between the offset value of the gate voltage and the light transmittance and the element characteristic of the pixel transistor will be specifically described.
FIG. 7, FIG. 8 and FIG. 10 are characteristic diagrams showing the relationship between the offset value of the gate signal voltage and the light transmittance obtained in the method for evaluating the liquid crystal display panel according to this example. In particular, FIG. 7 is a characteristic diagram when pixel pixels included in the evaluation target region have insufficient writing due to insufficient ON current, and FIG. 8 is included in the evaluation target region. FIG. 10 is a characteristic diagram in the case where insufficient retention due to an increase in OFF current occurs in the pixel transistor, and FIG. 10 is a characteristic diagram in the case where a leak current due to foreign matter occurs in the pixel transistor included in the region to be evaluated. is there. FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the drain current of the transistor associated with the method for evaluating the liquid crystal display panel according to the present embodiment and the gate signal voltage.
[0026]
First, in the above-described change control of the gate signal voltage Vg, as shown in FIG. 5, the gate signal is stepped down, and the high level Vgh of the gate signal approaches the common voltage Vcom to indicate a black display state. A case where the offset value of the gate signal with respect to the state is controlled to be changed in the negative (−) direction will be described.
By such a gate signal voltage change control, as shown in FIG. 7, the transmittance of the characteristic curve of offset value vs. light transmittance is compared with the characteristic curve of a normal pixel transistor (indicated by a broken line in FIG. 7). When an upward trend (arrow Aa on the left side of FIG. 7) is shown, as shown in FIG. 9, the ON region of the characteristic curve of drain current versus gate signal voltage in the pixel transistor (the positive gate signal voltage Vg is In the applied state), the drain current Id becomes smaller than the normal value (ideal curve Pgd), and the pixel electrode voltage sufficient for black display is insufficient, so-called insufficient writing due to the shortage of ON current occurs. This corresponds to a state in which the black display is not maintained (arrow Ab on the right side of FIG. 9).
[0027]
That is, as shown in FIG. 7, in the characteristic curve of the offset value of the gate signal voltage versus the light transmittance, a luminance change that increases the transmittance more than normal (normal value) was observed in the negative offset region. In this case, it is determined that there is insufficient writing due to insufficient ON current in association with the drain current vs. gate signal voltage characteristic curve shown in FIG. To do.
[0028]
Next, in the above-described change control of the gate signal voltage Vg, as shown in FIG. 6, the gate signal is boosted, and the low level Vgl of the gate signal approaches the common voltage Vcom, indicating a black display state. A case where the offset value of the gate signal with respect to the state is controlled to be changed in the positive (+) direction will be described.
As shown in FIG. 8, when the gate signal voltage change control has a tendency to increase the transmittance of the characteristic curve of the offset value versus the light transmittance (right arrow in FIG. 8, arrow Ba), As shown in FIG. 9, the drain current Id is larger than the normal value (ideal curve Pgd) in the OFF region of the characteristic curve of drain current versus gate signal voltage in the pixel transistor (a state where the negative gate voltage Vg is applied). As a result, the pixel electrode voltage sufficient for black display is not maintained, and the pixel electrode voltage is switched in accordance with the frame inversion, resulting in flickering in the image, and the black display is not maintained. Corresponding (left side of FIG. 9, arrow Bb).
[0029]
That is, as shown in FIG. 8, in the characteristic curve of the offset value of the gate signal voltage versus the light transmittance, a luminance change that increases the transmittance more than normal (normal value) was observed in the positive offset region. In this case, it is determined that pixel electrode voltage retention is insufficient due to an increase in OFF current (leakage current) in association with the drain current vs. gate signal voltage characteristic curve shown in FIG. Assess that an anomaly exists.
[0030]
  On the other hand, in the gate signal voltage change control as described above, when the gate signal offset value with respect to the common voltage Vcom is changed and controlled in the positive (+) direction and the negative (−) direction, as shown in FIG. The transmittance of the characteristic curve of value vs. light transmittance rises almost over the entire area with respect to the characteristic curve (indicated by a broken line in FIG. 7) of a normal pixel transistor, and the change tends to be small (FIG.The arrow Ca) corresponds to a state in which the pixel electrode voltage of the pixel transistor is constantly reduced by the leakage current, and black display is not maintained.
[0031]
That is, as shown in FIG. 10, in the characteristic curve of the offset value vs. light transmittance of the gate signal voltage, the transmittance increases from the normal (normal value) in the entire offset region (positive to negative) and changes. When a small change in luminance is observed, it is determined that foreign matter or the like has adhered between the pixel electrode and the source electrode of the pixel transistor, and the retention of the pixel electrode voltage due to an increase in leakage current has occurred. Evaluate that there is an abnormality in the characteristics.
[0032]
Therefore, according to the evaluation method of the liquid crystal display panel according to the present embodiment, the gate signal voltage is relatively set with respect to the common voltage with reference to the relationship between the gate signal voltage and the common voltage for setting the liquid crystal display panel to the black display state. It is possible to detect the luminance change in a predetermined detection area of the liquid crystal display panel while changing the level, grasp the outline of the element characteristics of the pixel transistor based on the result, and evaluate the presence or absence of abnormality. The element characteristics of the pixel transistor can be evaluated easily and quickly without opening and disassembling the liquid crystal display panel as shown. In addition, since the luminance information of transmitted light in a predetermined detection area including a plurality of pixel transistors can be acquired at once, even if the display pixels are densified, the element characteristics can be evaluated efficiently. can do.
[0033]
(Second Example of Evaluation Method)
Next, a second embodiment of the evaluation method applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 11 is a diagram showing a gate signal (drive voltage waveform) in a reference state in the second embodiment of the evaluation method applied to the evaluation apparatus for a liquid crystal display panel according to the present invention. FIG. FIG. 13 is a diagram showing a drive voltage waveform when the gate signal signal application time (pixel electrode voltage writing time) is changed and controlled in the evaluation method according to FIG. 13, and FIG. 13 shows pixels included in the region to be evaluated. It is a figure which shows the change of the characteristic curve in case the shortage of writing has arisen by the shortage of ON current in the transistor. Here, description will be made with reference to the configuration of the liquid crystal display panel evaluation apparatus (FIG. 1) and the evaluation method (first embodiment) as necessary.
[0034]
In the evaluation method according to the present embodiment, first, a gate signal having a predetermined voltage level and a signal waveform, a source signal (image signal), and a gate voltage control unit 40, a source voltage application unit 50, and a common voltage application unit 60, respectively. A common signal drive signal is applied to the gate electrode, the source electrode, and the common electrode of each pixel transistor.
Here, as shown in FIG. 11, the gate signal voltage Vg and the signal waveform applied to the gate electrode are sufficiently high with respect to the common voltage Vcom by the gate voltage control unit 40. It is set to have a potential difference, and is set to have a predetermined signal application time (pulse width) t11 and a signal application period (pulse interval) t21. The source signal voltage Vs applied to the source electrode is set to a voltage at which the liquid crystal display panel is in a black display state by the source voltage application unit 50, and the liquid crystal display panel 10 is in a black display state.
[0035]
The gate voltage control unit 40 changes the signal application time of the gate signal using the relationship between the gate signal voltage Vg and the signal waveform indicating the black display state and the common voltage Vcom as a reference state, as shown in FIG. As described above, the entire gate signal is changed relative to the common voltage Vcom and applied to the gate electrode of the pixel transistor.
That is, in the reference state shown in FIG. 11, as shown in the first embodiment, the change in the luminance of the transmitted light is caused by the CCD camera 30 while the gate signal voltage is changed relative to the common voltage. By measuring, as shown in FIG. 13A, the relationship (characteristic curve) between the gate signal offset value and the transmittance in the reference state is obtained (denoted by symbol (A) in FIG. 13A). .
Next, as shown in FIG. 12, with the signal application time of the gate signal changed from t11 to t12, the gate signal voltage is set relatively to the common voltage as shown in the first embodiment again. While changing, the luminance change of the transmitted light is measured.
[0036]
By repeating such a processing procedure while changing the signal application time of the gate signal, as shown in FIG. 13A, in the normal pixel transistor, the signal application time of the gate signal, that is, the pixel electrode voltage is changed. A characteristic curve group is obtained when the writing time is sequentially changed. Here, in FIG. 13A, the curve indicated by the symbol (A) is a characteristic curve when the signal application time of the gate signal (pixel electrode voltage writing time) is set as a standard, and the symbol (B) , (C) is a characteristic curve when the signal application time of the gate signal is set to be twice or four times the standard, and the curve indicated by symbol (d) is the signal application of the gate signal. It is a characteristic curve when time is set to 1/2 times the standard.
[0037]
As is apparent from the characteristic curve group in FIG. 13A, the relationship between the gate signal offset value and the transmittance in a normal pixel transistor is obtained when the pixel electrode voltage writing time is long (reference (B), (C)). The curve (1) shows a tendency similar to the characteristic curve (reference (b) curve) in the reference state indicating the black display state, and when the writing time of the pixel electrode voltage is short (curve (d) curve). Indicates a tendency that the transmittance peak dulls and decreases in a region where the offset value of the gate signal with respect to the reference state indicating the black display state is negative (−).
[0038]
Then, by controlling the signal application time of the gate signal, the change tendency of the characteristic curve based on the writing state to the pixel electrode appears remarkably. As shown in the first embodiment described above, Based on the response to the drain current versus gate voltage signal characteristic of the transistor, an abnormality in the average element characteristic of the pixel transistor included in the region to be evaluated is easily determined.
That is, the characteristic curve of the offset value versus light transmittance obtained by the above-described change control of the signal application time of the gate signal is a characteristic curve in a normal pixel transistor in the negative offset region as shown in FIG. Compared with (denoted by symbol (a)), when the writing time of the pixel electrode voltage is shortened (corresponding to symbol (d)), the transmittance increases (arrow Da), or the pixel electrode voltage If the tendency for the transmittance to drop (arrow Db) is noticeably observed when the writing time is increased (corresponding to symbols (b) and (c)), the first embodiment described above is used. Similarly to (FIG. 7), it is determined that there is insufficient writing due to insufficient ON current, and it is evaluated that there is an abnormality in element characteristics.
[0039]
Therefore, according to the evaluation method of the liquid crystal display panel according to the present embodiment, when measuring the luminance change of the transmitted light while changing the offset value of the gate signal voltage relative to the common voltage, Since the signal application time (pixel electrode voltage writing time) is appropriately changed, the degree of change in the characteristics of the pixel transistor due to insufficient ON current can be expanded to increase the detection sensitivity, and the characteristic evaluation of the liquid crystal panel can be performed. Reliability can be improved.
[0040]
(Third Example of Evaluation Method)
Next, a third embodiment of the evaluation method applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 14 shows a driving voltage when the signal application cycle of the gate signal (the holding time of the pixel electrode voltage) is changed and controlled in the third embodiment of the evaluation method applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present invention. FIG. 15 is a diagram showing a waveform, and FIG. 15 shows a change in the characteristic curve when the pixel transistor included in the evaluation target region has insufficient retention of the pixel electrode voltage due to an increase in OFF current (leakage current). FIG. Here, description will be made with reference to the configuration of the liquid crystal display panel evaluation apparatus (FIG. 1) and the evaluation method (first and second embodiments) as necessary.
[0041]
In the evaluation method according to the present embodiment, first, similarly to the second embodiment, a gate having a predetermined voltage level and a signal waveform from the gate voltage control unit 40, the source voltage application unit 50, and the common voltage application unit 60, respectively. A signal, a source signal (image signal), and a common signal drive signal are applied to the gate electrode, the source electrode, and the common electrode of each pixel transistor, and the gate signal voltage Vg and the signal waveform applied to the gate electrode are as described above. 11, the high level Vgh and the low level Vgl are set to have a sufficient potential difference with respect to the common voltage Vcom, and a predetermined signal application time (pulse width) t11 and a signal application period (pulse) are set. (Interval) t21. The source signal voltage Vs applied to the source electrode is set to a voltage at which the liquid crystal display panel is in a black display state by the source voltage application unit 50, and the liquid crystal display panel 10 is in a black display state.
[0042]
Then, the gate voltage control unit 40 changes the signal application cycle of the gate signal using the relationship between the gate signal voltage Vg and the signal waveform indicating the black display state and the common voltage Vcom as a reference state, as shown in FIG. As described above, the entire gate signal is changed relative to the common voltage Vcom and applied to the gate electrode of the pixel transistor.
That is, in the reference state shown in FIG. 11, as shown in the first embodiment, the change in the luminance of the transmitted light is caused by the CCD camera 30 while the gate signal voltage is changed relative to the common voltage. By measuring, as shown in FIG. 15A, the relationship (characteristic curve) between the gate signal offset value and the transmittance in the reference state is obtained (denoted by symbol (A) in FIG. 15A). .
Next, as shown in FIG. 14, with the signal application period of the gate signal changed from t21 to t22, the gate signal voltage is set relatively to the common voltage as shown in the first embodiment again. While changing, the luminance change of the transmitted light is measured.
[0043]
By repeating such a processing procedure while changing the signal application period of the gate signal, as shown in FIG. 15A, in the normal pixel transistor, the signal application period of the gate signal, that is, the pixel electrode voltage A characteristic curve group is obtained when the holding time is sequentially changed. Here, in FIG. 15A, the curve indicated by the symbol (A) is a characteristic curve when the signal application period of the gate signal (the retention time of the pixel electrode voltage) is set as a standard, and the symbol (B) The curve indicated by is a characteristic curve when the signal application period of the gate signal is set to twice the standard, and the curve indicated by symbol (c) is the signal application period of the gate signal being ½ times the standard. It is a characteristic curve when set to.
[0044]
As is apparent from the characteristic curve group in FIG. 15A, the relationship between the gate signal offset value and the transmittance in a normal pixel transistor is the region where the offset value of the gate signal is positive (+), and the pixel electrode voltage. Regardless of the holding time, it shows a tendency similar to the characteristic curve (reference (A) curve) of the reference state indicating the black display state.
Then, by controlling the signal application period of the gate signal, such a tendency of changing the characteristic curve based on the voltage holding state to the pixel electrode appears remarkably, as shown in the first embodiment described above. Based on the correspondence to the drain current versus gate voltage signal characteristic of the transistor, an abnormality in the average element characteristic of the pixel transistor included in the region to be evaluated is easily determined.
[0045]
That is, the characteristic curve of the offset value versus light transmittance obtained by the above-described change control of the signal application period of the gate signal is a characteristic curve in a normal pixel transistor in the positive offset region as shown in FIG. Compared to (indicated by symbol (A)), when the holding time of the pixel electrode voltage is increased (corresponding to symbol (B)), the transmittance increases (arrow Ea), or the pixel electrode voltage When the retention time is shortened (corresponding to symbols (c) and (d)), when the tendency of the transmittance to decrease (arrow Eb) is observed remarkably, the first embodiment described above is used. Similarly to (FIG. 8), it is determined that the pixel electrode voltage is insufficiently held due to an increase in OFF current (leakage current), and it is evaluated that there is an abnormality in the element characteristics. In FIG. 15B, the curve indicated by the symbol (d) is a characteristic curve when the signal application period of the gate signal is set to 1/4 of the standard.
[0046]
Therefore, according to the evaluation method of the liquid crystal display panel according to the present embodiment, when measuring the luminance change of the transmitted light while changing the offset value of the gate signal voltage relative to the common voltage, Since the signal application cycle (pixel electrode voltage holding time) is appropriately changed, the degree of change in the characteristics of the pixel transistor due to an increase in OFF current (leakage current) can be expanded, and the detection sensitivity can be increased. It is possible to improve the reliability of the characteristic evaluation.
[0047]
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 16 is an overall configuration diagram showing a liquid crystal display panel evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 17 shows a light source irradiation area and a CCD in the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to this embodiment. It is the schematic which shows the relationship of the detection area | region of a camera. Here, about the structure equivalent to embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 16, the liquid crystal display panel evaluation apparatus 100B according to the present embodiment collects light from the light source 20 and irradiates the liquid crystal display panel 10 in addition to the configuration of the first embodiment described above. An irradiation side lens 80a, a transmission side lens 80b for diffusing the transmitted light transmitted through the liquid crystal display panel 10 and projecting it to the CCD camera 30, and an aperture adjustment for adjusting the aperture (focus) of the irradiation side lens 80a and the transmission side lens 80b. And an optical system (optical means) including the unit 90.
[0048]
Here, the irradiation side lens 80a has a function of condensing the irradiation light to the liquid crystal display panel 10 and irradiating one specific liquid crystal pixel on the liquid crystal display panel 10, and the transmission side lens 8b The light transmitted through one liquid crystal pixel is diffused and projected onto the light receiving surface of the CCD 30 camera. The irradiation side lens 80a and the transmission side lens 80b are configured by, for example, a single lens or a combination of a plurality of lenses.
The diaphragm adjustment unit 90 is configured to be able to arbitrarily adjust the focal points of the irradiation side lens 80a and the transmission side lens 80b in accordance with the size of the liquid crystal pixels formed on the liquid crystal display panel 10.
[0049]
In the liquid crystal display panel evaluation apparatus having such a configuration, as shown in FIG. 17, the light emitted from the light source 20 disposed on the back side of the liquid crystal display panel 10 is condensed by the irradiation side lens 80a. The predetermined region R2 including the pixel electrode 11a of the specific liquid crystal pixel 11 on the liquid crystal display panel 10 is irradiated.
Of the transmitted light transmitted to the front side of the liquid crystal display panel 10, the light in the predetermined detection region Rc including the pixel electrode 11 a is diffused by the transmission side lens 80 b, projected onto the CCD camera 30, and the liquid crystal pixel 11 alone. Is detected as luminance information. Thereafter, the element characteristics of the pixel transistor 12 are determined and evaluated based on the luminance change in the liquid crystal pixel 11 according to the same procedure as the evaluation method shown in the first to third embodiments.
[0050]
As a result, luminance information for each liquid crystal pixel can be acquired individually, so that the element characteristics of the pixel transistor can be easily determined for each liquid crystal pixel without opening and disassembling the liquid crystal display panel as shown in the prior art. It is possible to provide an evaluation apparatus for a liquid crystal display panel that can be evaluated and can easily grasp and evaluate variations in element characteristics of a plurality of pixel transistors that constitute the liquid crystal display panel.
In addition, since the irradiation light from the light source is condensed and irradiated on the size (area) of one liquid crystal pixel, the influence of deterioration of luminance detection accuracy due to the scattered light from the light source entering the CCD camera is affected. Can be suppressed.
In FIG. 17, G is a gate electrode, S is a source electrode, D is a drain electrode, 13a is a gate wiring, and 13b is a signal wiring.
[0051]
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 18 is an overall configuration diagram showing a third embodiment of the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present invention, and FIG. 19 is a common voltage control applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present embodiment. It is the schematic which shows the change control state of the common voltage by a part. Here, about the structure equivalent to embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0052]
As shown in FIG. 18, the liquid crystal display panel evaluation apparatus 100 </ b> C according to the present embodiment is broadly divided into a light source 20 that irradiates a predetermined region from the back side of the liquid crystal display panel 10, and the liquid crystal display panel 10. A CCD camera 30 that detects transmitted light as luminance information, a gate voltage application unit 40A that applies a predetermined gate signal voltage to the gate electrode of each pixel transistor of the liquid crystal display panel 10, and each pixel transistor of the liquid crystal display panel 10. A source voltage application unit 50 for applying a predetermined image signal voltage to the source electrode, a common voltage control unit 60A for changing and controlling the common voltage applied to the common electrode with respect to the gate signal voltage in a predetermined relationship, and a CCD camera A drive condition evaluation unit 70A that determines and evaluates an optimum drive signal condition for the liquid crystal display panel based on the luminance information detected by the monitor 30. It is configured to have a.
[0053]
Here, the common voltage control unit 60A constitutes a drive voltage control unit according to the present invention, and the drive condition evaluation unit 70A constitutes a panel characteristic evaluation unit according to the present invention.
As shown in FIG. 19, the common voltage control unit 60A sets the common voltage Vcom applied to the common electrode to a low level of the gate signal voltage Vg while keeping the voltage amplitude, signal width, and voltage level of the gate signal constant. The direction to approach the Vgl side, that is, the direction in which the common voltage Vcom is stepped down with respect to the gate signal voltage Vg (lower arrow, arrow Fa), or the direction in which the common voltage Vcom is brought closer to the high level Vgh side of the gate signal voltage Vg, Then, the common voltage Vcom is controlled to be changed in the direction in which the common voltage Vcom is boosted with respect to the gate signal voltage (upward in the drawing, arrow Fb), and applied to a common electrode provided in common facing each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel 10.
[0054]
Based on the luminance information measured by the CCD camera, the drive condition evaluation unit 70A derives the relationship between the common voltage and the light transmittance, extracts the common voltage that minimizes the light transmittance from the characteristic curve, and optimizes it. Is determined to be a common voltage (optimum value) for realizing a proper driving state. In this case, by calculating the potential difference ΔV between the center value of the common voltage and the source voltage (the voltage center value of the image signal voltage), a voltage drop (ΔV) due to the parasitic capacitance Cgs generated between the gate and source electrodes of the pixel transistor. ).
Other configurations are the same as those in the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted.
[0055]
According to the evaluation apparatus for a liquid crystal display panel having such a configuration, the front surface of the liquid crystal display panel is irradiated from the light source disposed on the back side of the liquid crystal display panel to the entire surface or a part of the liquid crystal display panel. Since the transmitted light of the predetermined area transmitted to the side is detected as luminance information by the CCD camera, the luminance information of the predetermined area of the liquid crystal display panel including a plurality of liquid crystal pixels (pixel transistors) is collectively acquired. And a liquid crystal display panel evaluation apparatus capable of easily determining an optimum common voltage capable of suppressing flickering of the liquid crystal display panel and evaluating a voltage drop based on a parasitic capacitance generated in a pixel transistor Can be provided.
[0056]
Next, an evaluation method applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 20 is a diagram showing a gate signal (drive voltage waveform) in an example of an evaluation method applied to the evaluation apparatus for a liquid crystal display panel according to this embodiment, and FIG. 21 is a liquid crystal display according to this embodiment. It is a characteristic view which shows the relationship of the common voltage with respect to the light transmittance obtained in the evaluation method of a panel.
In the evaluation method according to the present embodiment, first, a gate signal having a predetermined voltage level, a source signal, and a drive signal for a common signal are respectively transmitted from the gate voltage application unit 40A, the source voltage application circuit 50, and the common voltage control unit 60A. The voltage is applied to the gate electrode, source electrode, and common electrode of each pixel transistor.
[0057]
Here, as shown in FIG. 20, the common voltage Vcom applied to the common electrode has a sufficient potential difference with respect to the high level Vgh and the low level Vgl of the gate signal voltage Vg by the common voltage control unit 60A. In this case, the liquid crystal display panel 10 shows a black display state. Then, the common voltage control unit 60A uses the relationship between the gate signal voltage Vg indicating the black display state and the common voltage Vcom as a reference state, as shown in FIG. The relative change is applied to the common electrode of the liquid crystal display panel 10.
That is, with the reference state shown in FIG. 20 as the center, only the common voltage Vcom is arbitrarily controlled to be stepped down or stepped up with respect to the gate signal voltage Vg and the center value Vsc of the source voltage.
[0058]
Then, the CCD camera 30 measures the luminance change of the transmitted light that passes through the predetermined detection region Rc of the liquid crystal display panel 10 while arbitrarily changing and controlling the common voltage Vcom as described above. As a result, as shown in FIG. 21, a characteristic curve of common voltage versus light transmittance is obtained.
Next, by extracting the common voltage Vcoma that minimizes the light transmittance in the relationship between the common voltage and the light transmittance, the common voltage Vcoma flickers in the liquid crystal pixels in the region to be evaluated ( It is determined that the driving condition indicates an optimal black display state without causing flicker. Further, the parasitic capacitance generated between the gate electrode and the source electrode of the pixel transistor based on the difference between the common voltage (hereinafter referred to as the common voltage optimum value) Vcoma indicating the optimum black display state and the center value Vsc of the source signal voltage Vs. A voltage drop ΔV (field through voltage; also referred to as jump voltage or punch-through voltage) of the pixel electrode voltage Vp due to Cgs is calculated.
[0059]
Here, the relationship between the common voltage versus light transmittance and the corresponding relationship between the common voltage optimum value and the field-through voltage will be specifically described with reference to FIGS. 20 and 21. FIG.
In general, in the drive control of the liquid crystal display panel, as shown in FIG. 20, the source signal voltage (image signal voltage) Vs is applied so as to be inverted every frame which is a display cycle of image data. In this case, since the parasitic capacitance Cgs is generated between the gate electrode and the source electrode of the pixel transistor, the charges charged in the liquid crystal capacitance Clc, the storage capacitance Cs, and the parasitic capacitance Cgs when the gate signal is ON are converted into the gate signal. At the moment of turning off, the pixel electrode voltage Vp is redistributed to each capacitor, and the pixel electrode voltage Vp causes a voltage drop ΔV as shown in the following equation with respect to the source signal voltage Vs.
ΔV = Vg · Cgs / (Cgs + Clc + Cs) (1)
[0060]
As shown in FIG. 20, this voltage drop ΔV occurs in both the positive frame period (n) and the negative frame period (n + 1), and is applied to the liquid crystal layer along with this voltage drop ΔV. Since the voltage varies, the image flickers.
Here, since the voltage applied to the liquid crystal layer is the difference between the pixel electrode voltage Vp and the common voltage Vcom, the voltage Vlc (n) applied to the liquid crystal layer in the frame period (n) and the frame period (n + 1). ) Is set equal to the voltage Vlc (n + 1) applied to the liquid crystal layer, the voltage applied to the liquid crystal layer becomes equal for each frame, and image flickering can be suppressed.
[0061]
Accordingly, when considering the case where the liquid crystal display panel is set to the black display state, the liquid crystal display panel shows the true black display state because the drive condition in which the light transmittance of the liquid crystal display panel is minimized (common voltage optimum value Vcoma). In this case, the voltage applied to the liquid crystal layer is set to be equal for each frame, and this corresponds to the state where the flicker of the image is most suppressed.
That is, as shown in FIG. 21, in the characteristic curve of common voltage versus light transmittance, the common voltage Vcoma that minimizes the light transmittance is the most suppressed image display flicker and the liquid crystal display panel is truly black. It can be determined that the optimum value for the display state.
[0062]
On the other hand, the common voltage optimum value Vcoma is a voltage (difference between the pixel electrode voltage Vp and the common voltage Vcom) Vlc (n) and Vlc (n + 1) applied to the liquid crystal layer every frame. Therefore, it corresponds to the average value of the voltages Vlc (n) and Vlc (n + 1) applied to these liquid crystal layers.
Further, the voltage drop ΔV of the pixel electrode voltage Vp with respect to the source signal voltage Vs described above can be expressed by the difference between the center value Vsc of the source voltage and the common voltage Vcom, and therefore the common voltage optimum value Vcoma and the source voltage center value are described. Based on Vsc, the field-through voltage ΔV can be calculated and evaluated.
[0063]
Therefore, according to the evaluation method of the liquid crystal display panel according to the present embodiment, it is possible to detect the luminance change of the transmitted light from the liquid crystal display panel while changing the common electrode voltage with respect to the gate signal voltage. Based on the minimum value of the luminance change, it is possible to easily set an optimal common voltage (driving condition) that can suppress flicker (flicker) during driving of the liquid crystal display panel.
Further, the field-through voltage ΔV can be calculated based on the difference (offset) between the optimum common voltage and the source voltage center value determined by the above method, and the element characteristics of the liquid crystal display panel can be easily evaluated. Therefore, it is possible to take good measures against image sticking of the liquid crystal display panel and flickering of the image display.
[0064]
As another inspection method using the luminance information of the liquid crystal display panel, there is a conventional inspection method for defective pixels (point defects) existing in the liquid crystal display panel. In general, this method applies a predetermined inspection pattern signal to a liquid crystal display panel, acquires a display state in that case as a luminance distribution by a CCD camera or the like, and compares it with the inspection pattern to determine whether there is a defective pixel. However, such an inspection method merely detects the presence or absence of defective pixels in the liquid crystal display panel, and does not grasp and evaluate the element characteristics of individual pixel transistors.
On the other hand, the liquid crystal display panel evaluation apparatus and the evaluation method according to the present invention provide the element characteristics of the pixel transistors provided in the liquid crystal pixels individually or without opening the liquid crystal display panel or disassembling, or It can be grasped and evaluated collectively, and is extremely effective as an element characteristic evaluation apparatus and evaluation method.
[0065]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, the voltage level of the drive signal applied to the pixel transistor to select each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel, and the voltage applied to the common electrode provided in common to each liquid crystal pixel Drive voltage control means for relatively changing and controlling the level, and transmitted light that is irradiated from the light source and transmitted through the liquid crystal display panel while relatively changing the voltage level of the drive signal and the voltage level applied to the common electrode Brightness detection means for detecting the brightness of the liquid crystal display, and panel characteristic evaluation means for evaluating a predetermined characteristic of the liquid crystal display panel based on a change in the brightness of the transmitted light.The drive voltage control means supplies a display signal corresponding to black display to each liquid crystal pixel, and the voltage level of the drive signal indicating the black display state of the liquid crystal display panel and the voltage level applied to the common electrode. Since the voltage level of the drive signal is controlled to be changed relative to the voltage level applied to the common electrode on the basis of the relative relationship, any liquid crystal pixel (pixel transistor) can be controlled. Luminance information can be obtained without opening and disassembling the liquid crystal display panel. Based on this luminance information, the element characteristics of the pixel transistor can be easily determined and evaluated, and the drive signal Based on the relationship of the light transmittance to the offset value of the signal voltage obtained by the voltage level change control, the pixel transition included in the region to be evaluated Abnormalities in the device characteristics, i.e., determine the presence or absence of lack retention by insufficient writing and OFF current increases by ON current shortage in a simple manner, can be assessed.
[0067]
  Claim2According to the described invention, the claims1In the described invention,further,Since it is configured to change and control the signal application time of the drive signal, the degree of change in the characteristics of the pixel transistor based on insufficient writing due to insufficient ON current can be expanded, and its detection sensitivity can be increased. Reliability for characteristic evaluation can be improved.
  Claim3According to the described invention, the claims1In the described invention,further,Since it is configured to change and control the signal application period of the drive signal, it is possible to increase the detection sensitivity of the liquid crystal panel by expanding the degree of change in the characteristics of the pixel transistor based on insufficient retention due to an increase in OFF current. Reliability for characteristic evaluation can be improved.
[0072]
  Claim4According to the described invention, the voltage level of the drive signal applied to the pixel transistor to select each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel and the voltage level applied to the common electrode provided in common to each liquid crystal pixel are obtained. A procedure for detecting the luminance of transmitted light that is irradiated from a light source and transmitted through the liquid crystal display panel while relatively controlling the change, and a procedure for evaluating predetermined characteristics of the liquid crystal display panel based on a change in luminance of the transmitted light; Therefore, the element characteristics of the pixel transistor can be evaluated easily and quickly without opening and disassembling the liquid crystal display panel. In addition, since the luminance information of transmitted light in a predetermined detection area including a plurality of pixel transistors can be acquired at once, even if the display pixels are densified, the element characteristics can be evaluated efficiently. can do.
  According to the fourth aspect of the present invention, the voltage level of the drive signal applied to the pixel transistor and the voltage level applied to the common electrode provided in common to each liquid crystal pixel are relatively changed and controlled. Further, it includes a procedure for changing and controlling the signal application time of the drive signal, or the voltage level of the drive signal applied to the pixel transistor and the voltage applied to the common electrode provided in common to each liquid crystal pixel Since at least one of the procedures for changing and controlling the signal application cycle of the drive signal is included while relatively changing the level, the degree of change in the characteristics of the pixel transistor due to insufficient writing due to insufficient ON current is included. The detection sensitivity can be increased by enlarging, or the degree of change in the characteristics of the pixel transistor based on insufficient retention due to increased OFF current Much, it can increase the detection sensitivity, it is possible to improve the reliability of characterization of the liquid crystal panel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of an evaluation apparatus for a liquid crystal display panel according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a relationship between an irradiation area of a light source and a detection area of a CCD camera in the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a gate signal voltage change control state by a gate voltage control unit applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the first embodiment;
FIG. 4 is a diagram showing a gate signal (drive voltage waveform) in a reference state in the first embodiment of the evaluation method applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a drive voltage waveform when the gate signal voltage is step-down controlled in the evaluation method according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a drive voltage waveform when the gate signal voltage is boosted in the evaluation method according to the first embodiment.
FIG. 7 is a characteristic diagram in the case where an insufficient writing due to an insufficient ON current occurs in a pixel transistor included in an evaluation target area in the evaluation method according to the first example.
FIG. 8 is a characteristic diagram in the case where an insufficient retention due to an increase in OFF current occurs in a pixel transistor included in a region to be evaluated in the evaluation method according to the first example.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the drain current of the associated transistor and the gate signal voltage in the evaluation method according to the first example.
FIG. 10 is a characteristic diagram in the case where a leakage current due to a foreign substance is generated in a pixel transistor included in a region to be evaluated in the evaluation method according to the first example.
FIG. 11 is a diagram showing a gate signal (drive voltage waveform) in a reference state in a second embodiment of the evaluation method applied to the evaluation apparatus for a liquid crystal display panel according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a drive voltage waveform when the gate signal signal application time (pixel electrode voltage writing time) is changed and controlled in the evaluation method according to the second embodiment;
FIG. 13 is a diagram illustrating a change in a characteristic curve in a case where an insufficient writing due to an insufficient ON current occurs in a pixel transistor included in an evaluation target area in the evaluation method according to the second example.
FIG. 14 shows a driving voltage when the signal application cycle of the gate signal (pixel electrode voltage holding time) is changed and controlled in the third embodiment of the evaluation method applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the present invention. It is a figure which shows a waveform.
15 is a characteristic curve in a case where pixel electrode voltage included in an evaluation target region is insufficiently held due to an increase in OFF current (leakage current) in the evaluation method according to the third embodiment. FIG. It is a figure which shows the change of.
FIG. 16 is an overall configuration diagram showing a second embodiment of an evaluation apparatus for a liquid crystal display panel according to the present invention.
FIG. 17 is a schematic diagram showing a relationship between a light source irradiation area and a CCD camera detection area in a liquid crystal display panel evaluation apparatus according to a second embodiment;
FIG. 18 is an overall configuration diagram showing a third embodiment of an evaluation apparatus for a liquid crystal display panel according to the present invention.
FIG. 19 is a schematic diagram showing a common voltage change control state by a common voltage control unit applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the third embodiment;
FIG. 20 is a diagram illustrating a gate signal (drive voltage waveform) in an example of an evaluation method applied to the liquid crystal display panel evaluation apparatus according to the third embodiment.
FIG. 21 is a characteristic diagram showing a relationship between common voltage and light transmittance obtained in the liquid crystal display panel evaluation method according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Liquid crystal display panel
20 Light source
30 CCD camera
40 Gate voltage controller
40A Gate voltage application section
50 Source voltage application section
60 Common voltage application section
60A common voltage controller
70 Element characteristic evaluation section
70A Drive condition evaluation unit
80a Irradiation side lens
80b Transmission side lens
90 Aperture adjustment section
100A-100C evaluation device

Claims

A light source that irradiates each liquid crystal pixel from the back side of the liquid crystal display panel in which a plurality of liquid crystal pixels are arranged in a matrix;
Display signal supply means for supplying a display signal to each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel;
The voltage level of the drive signal applied to the pixel transistor to select each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel and the voltage level applied to the common electrode provided in common to each liquid crystal pixel are relatively changed and controlled. Drive voltage control means;
A luminance detecting means for detecting the luminance of transmitted light that is irradiated from the light source and transmitted through the liquid crystal display panel while relatively changing a voltage level of the driving signal and a voltage level applied to the common electrode;
Panel characteristic evaluating means for evaluating a predetermined characteristic of the liquid crystal display panel based on a change in luminance of the transmitted light;
A liquid crystal display panel evaluation apparatus comprising:
The drive voltage control means is supplied with a display signal corresponding to black display to each liquid crystal pixel by the display signal supply means, and the voltage level of the drive signal that brings the liquid crystal display panel into a black display state, and the common Based on the relative relationship with the voltage level applied to the electrodes, the voltage level of the drive signal is controlled to be changed relative to the voltage level applied to the common electrode, and the voltage of the drive signal is The device characteristic of the pixel transistor is evaluated by comparing the offset value versus light transmittance characteristic with the voltage level applied to the common electrode with the normal offset value versus light transmittance characteristic. Display panel evaluation device.

Driving voltage control means further evaluation device for a liquid crystal display panel of claim 1, wherein the changing control signal application time of said drive signals.

Driving voltage control means further evaluation device for a liquid crystal display panel of claim 1, wherein the changing control signal application period of the drive signal.

A procedure for irradiating each liquid crystal pixel from the back side of the liquid crystal display panel in which a plurality of liquid crystal pixels are arranged in a matrix,
Supplying a display signal to each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel;
The voltage level of the driving signal applied to the pixel transistor to select each liquid crystal pixel of the liquid crystal display panel and the voltage level applied to the common electrode provided in common to each liquid crystal pixel are relatively changed and controlled. While detecting the brightness of the transmitted light that is irradiated from the light source and transmitted through the liquid crystal display panel,
A procedure for evaluating predetermined characteristics of the liquid crystal display panel based on a change in luminance of the transmitted light;
A method for evaluating a liquid crystal display panel including
The procedure for relatively changing and controlling the voltage level of the drive signal applied to the pixel transistor and the voltage level applied to the common electrode provided in common to each liquid crystal pixel is:
A procedure for changing and controlling the signal application time of the drive signal, or
At least one of the procedures for changing and controlling the signal application period of the drive signal
A method for evaluating a liquid crystal display panel, comprising: