CN1942811A - 平板加热器和使用它的显示装置 - Google Patents

Abstract

这是为了允许各向异性导电材料在电加热层与用于电加热层的电源供电部件经由各向异性导电材料被加压粘接时容易流动以及克服温度改变的各种问题。平板加热器2包括：加热器主要部分2M，它包括基片21和电加热层22；中间端部分2I，包括基本层23和有图案的导电层；以及各向异性导电薄膜4，用于耦合加热器主要部分2M和中间端部分2I，以便把电加热层22电连接到导电层24。导电层24被形成为梳状图案，包括按间隔被排列成行的多个齿形部分24t和把齿形部分24t连接在一起的部分24c，齿形部分经由各向异性导电薄膜4被连接到电加热层22，中间端部分2I具有用于连接电源导电线5到导电层24的导电线连接部分6，以及电加热层22和导电层24被做成仅通过齿形部分24t经由各向异性导电薄膜4而在物理上互相接触。

Description

平板加热器和使用它的显示装置

技术领域

本发明涉及表面加热器。本发明具体地涉及在液晶显示板或其它板组件中使用的平板加热器以及使用加热器的显示装置。

背景技术

在可能用于飞机、汽车等必须在低温下驱动的条件中使用的显示装置中，传统上使用平板加热器来使该装置在接通电源后把所使用的显示板加热一段时间，或如果需要的话，使得工作温度达到适当的温度。尤其是在液晶显示板中作为显示媒体所使用的液晶材料中，响应特性和其它显示工作特性在低温环境下会恶化，所以，材料需要由平板加热器把工作温度保持在适当的温度。

用于这样的平板加热器的传统的技术包括在专利文件1中描述的加热器。在该文件中描述的平板加热器中，在基片上形成透明的导电膜，在可弯曲的连线基片上提供可把电压加到透明导电膜上的电极端子，电极端子和透明的导电膜经由各向异性导电材料经加压粘接而成为可导电的，其中导电粒子混合在粘接剂中而使各向异性异电材料夹在透明的导电膜与电极端子之间，以及通过电极端子把电压加到透明导电膜而加热透明导电膜，以便加热液晶显示元件。电极端子不是仅仅由恒定宽度的带条所形成，而是在电极端的边缘部分具有多个汇集开口(inflow opening)，这样，各向异性导电材料在电极端被加压粘接到透明导电膜时汇集到其中。通过这种措施，防止各向异性导电材料留在电极端的边缘，以及电极端子边缘部分一侧上端面的表面积处由此改进与透明导电膜的粘接。

[专利文件1]JP2002-23186(特别参阅图1、2和6，权利要求书，和分段号[0015]到[0020]，[0029]，[0030]，[0034]和[0035])

发明的公开

技术问题

然而，在文件中描述的平板加热器中的电极端具有不同于在其上形成汇集开口的部分的一个主要部分，该主要部分经由各向异性导电材料连同具有汇集开口的边缘部分一起被连接到透明导电膜。因此，各向异性导电材料在加压粘接时仍旧很难流入主要部分。这方面可能不成为问题，这要取决于所用的加压粘接工具和/或方法，但考虑到制造成本和其它方面，需要能使各向异性导电材料在任何加压粘接过程中都易于流动的这样的结构。

而且，在透明导电膜与包含电极端的各向异性导电材料的耦合形式方面没有克服在大的温度变化下可能发生的如该文件所述的各种问题的技术思路。例如，关于由于在作为电源供电部件的可弯曲的连线基片与作为电加热层和基片的透明导电膜之间的热膨胀(收缩)系数的差值造成的机械应变的影响或另外的影响没有作任何考虑。

鉴于如上所述内容作出本发明，本发明的目的是提供具有一种结构的平板加热器，这种结构使得各向异性导电材料在用作为加热器的主要加热源的电加热层和用于加热层的电源供电部件经由各向异性导电层被加压粘接时能够容易地流动。

本发明的另一个目的是提供能使各向异性导电材料容易流动而与加压粘接过程无关的平板加热器。

本发明的再一个目的是提供一种平板加热器，它允许克服在极端温度变化下可能发生的各种问题，诸如由于在电源供电部件与电加热层之间的机械应变的影响或其它。特别地，本发明的目的是提供一种平板加热器，它即使在温度剧烈和经常改变时，仍能够在较长时间内保持电加热层与电源供电部件之间的可靠的连接。

技术解决方案

为了达到上述的目的，本发明的一个方面是一种平板加热器，它包括：加热器主要部分，其中包括基片和被沉积在其上的电加热层；中间端子部分，包括基本层和由基本层支撑的有图案的导电层；以及各向异性导电薄膜，用于耦合加热器主要部分和中间端部分，以便把电加热层电耦合到导电层，其中：导电层被形成为一个梳状图案，它包括在预定的方向上按间隔排列成行的多个齿形部分以及一个把齿形部分共同连接在一起的部分，齿形部分经由各向异性导电薄膜被连接到电加热层；中间端子部分具有用于连接导电线的导电线连接部分，以便把要提供到电加热层的电力传送到梳状图案的导电层；以及电加热层和导电层是做成仅通过齿形部分经由各向异性导电薄膜而在物理上互相接触。

按照其中齿形部分的公共连接部分与接触的对象是被隔断的结构，当中间端子部分作为电源供电部件被加压粘接到电加热层时，中间端子部分仅仅在齿形部分和在导电层的部分之间的缝隙处经由各向异性导电层面向电加热层。通过这种措施，各向异性导电薄膜仅仅流到缝隙中，而消除了在齿形部分的公共连接部分中的该流动，由于除了齿形部分以外的因素在缝隙中的主要流动没有扰动，因此有可能极容易和均匀地使各向异性导电材料流动。

在这方面，齿形部分可被划分成组，每个组由多个齿构成，在各组之间提供一个间隔，该间隔大于在组内的各齿形部分之间的距离。由于电加热层的齿形部分被这样划分成小的块而没有被均匀地排列，有可能对于齿形部分的每个所划分的组进行加压粘接，以便于能够通过使用更加小的压缩表面积而达到良好的加压粘接。它有助于给制造过程提供大的自由度，而不依赖于加压粘接处理的方式。

另外，有可能把齿形部分被划分成组，每个组由多个齿组成，以及有可能使基本层具有各个单独的区域，它们分别支撑这些组，并且由一个空间分隔开。按照这个结构，基本层也相应于与齿形部分的组被分组，以及有可能有助于被加到整个中间端部分的应力的分配。所以，即使在基片和电加热层与作为电源供电部件的中间端子部分之间的热膨胀系数有极大的差别，它们之间的机械应变也整体地被减小，并且有可能避免由于中间端部分与电加热层的耦合造成的翘曲、断裂和剥落那样的变形。特别地，通过把间隔的形状在电加热层(基片)的外面扩展，电加热层仅仅与中间端子部分的编组部分的前端部分耦合，在整个中间端子部分延伸的公共部分完全不与电加热层耦合，所以，应变的分配的效果被进一步加强。

在齿形部分与基本层进行分组的优选形式中，在每组中在齿形部分的一个极端边缘与齿形部分的另一个极端边缘之间在齿形部分的纵方向的垂直方向上的距离可能等于或小于在垂直方向上卷曲头部的卷曲表面积的头部宽度，其中卷曲头部被使用来把中间端部分经由各向异性导电薄膜卷曲到加热器主要部分，或在每个组中齿形部分的数目可以相应于等于或小于在齿形部分的排列方向上卷曲头部的卷曲表面积的头部宽度的距离，其中卷曲头部用于把中间端子部分经由各向异性导电薄膜卷曲到加热器主要部分。通过这种措施，分组是适合于所使用的加压粘接工具的头部表面而实施的，为的是确保由头部表面进行的一个压缩过程能可靠地使一个组的所有的导电层齿形部分与基本层实现粘接，并且即使使用具有较小的头部表面的加压粘接工具也能达到非常优良的制造过程。

此外，基片可以是玻璃基片，电加热层可以主要由ITO组成，导电线连接部分的连接可以是基于焊接或其它金属熔化连接，以及基本层可以是可弯曲膜基片。因此，可以使用每个部分或部件和技术，它们与传统上在平板加热器中所使用是相同的。值得指出，用来传送要加到电加热层的电力的导电线可以通过像焊接这样的金属熔化连接而粘接到中间端子部分而没有任何问题(或相反地却具有上述的优点)。特别地，通过把导电线连接部分定位于中间端子部分的导电层的公共连接部分，不会牺牲掉齿形部分和它们的缝隙的特定优点。

本发明的另一个方面针对的是显示装置，以及通过使用上述各方面的平板加热器或各种配置形式，能够提供利用如上所述的和/或如下所述的平板加热器的显示装置。

附图简述

图1是显示在本发明的一个实施例中液晶显示装置的通用结构的截面图；

图2是在图1的液晶显示装置中使用的平板加热器的特征结构的示意性平面图；

图3是显示用于说明本发明的实施例的效果和优点的比较例子的平面图；

图4是显示在图3的比较例子中各向异性导电薄膜的流动状态的示意图；

图5是显示按照本发明的另一个实施例的平板加热器的特征结构的示意性平面图；以及

图6是显示按照本发明的再一个实施例的平板加热器的特征结构的示意性平面图。

最好方式

下面参照附图作为实施例具体地描述本发明的上述的方面和其它模式。

图1显示按照本发明的一个实施例的液晶显示装置的通用结构的截面图。

在图1上，液晶显示装置主要具有显示板1，具有液晶层作为显示媒体和把液晶层夹在中间的相对的基片，平板加热器2，被布置在显示板1的背面以加热整个板表面，以及背光(系统)3，被布置在平板加热器2的背面，用于把光通过平板加热器2导引到显示板1。显示板1在本实施例中具有专门的所谓透射型的结构(未示出)，但不一定限于这样的类型的显示装置。

平板加热器2具有加热板2M作为平板形加热器主要部分，它包括基片21，在本实施例中它使用透明的玻璃基片，以及透明的电加热层22，由诸如ITO(氧化铟锡)的材料制成，它被叠在基片21的整个表面上，以呈现电加热效应。加热器主要部分2M在它的相对的两端配备有中间端子板2I(在本实施例中，对应于显示板屏幕的左面和右面边缘的部分)。中间端子板2I包括例如聚酰亚胺薄膜基片(FPC：可弯曲印刷电路)23作为基本层，以及由该基片23支撑的有图案的层，它在本实施例中是铜导体24。而且，各向异性导电薄膜4存在于加热器主要部分2M与中间端子板2I之间。导电薄膜4用于电连接电加热层22和导体24，同时把加热器平板2M粘接或固定到中间端子板2I，以及该导电薄膜4基本上由具有粘接特性的基本材料4m和导电粒子4p组成，该导电粒子被掺合在基本材料中，导电粒子含有镍和/或其它金属粒子或具有预定的芯子的镀金属粒子。在本实施例中使用热固化树脂的环氧树脂作为基本材料4m，但也可以应用其它树脂，诸如各种热塑性树脂和UV固化的树脂。

图2显示平板加热器的平面结构。如图所示，导体24由梳状图案形成，包括按预定的缝隙24s隔开的和在预定的排列方向上(如在图上观看的垂直方向，即，在本实施例中显示板1的屏幕上的垂直方向)并排放置的多个齿形部分24t，以及公共连接部分24c以连接各齿形部分。每个齿形部分24t经由各向异性导电薄膜4连接到电加热层22。另外，图2仅仅显示图1的右面的平板加热部分的平面结构，以及在左面也使相同的结构。

中间端子板2I具有线连接部分6以便连接导电线5从而用于在公共连接部分24c的任何部分处传输要提供到电加热层22和梳状图案的导体24的电力。在本实施例中，公共连接部分24c纵向延伸以连接所有的齿形部分24t，以及线连接部分6在延伸部分24c的一端形成。在本实施例中，在公共连接部分24c的一端提供线连接部分6以考虑到与应用的显示装置相组合。然而，为了均匀地传送电力，部分6优选地可在公共连接部分24c的相对的两端和/或中心提供，以及它可以根据所应用的显示系统等等的环境而被放置，如果适当的话。

在本实施例中，电加热层22和导体24仅仅通过齿形部分24t经由各向异性导电薄膜4在物理上互相接触。换句话说，电加热层22除了齿形部分以外不接触诸如导体24的公共连接部分24c那些部分。采用这样的结构(即公共连接部分24c与电加热层22接触的对象是隔断的)预期有以下的效果和优点：

当作为电源供电部件的中间端子板2I被加压粘接到电加热层22时，中间端子板2I仅仅在齿形部分24t和在该部分的缝隙24s处经由各向异性导电薄膜4而与电加热层22相对立。通过这种措施，各向异性导电薄膜4通常仅仅流到缝隙24s中，而不流到公共连接部分24c中，因此只有齿形部分24t是要防止在缝隙中的流动的因素。这种情形将参照图3和4具体地描述。

与图2所示的形式不同，图3显示比较的例子，其中公共连接部分24c也是相对立的，而且当中间端子板2I耦合到加热器平板2M时，它经由各向异性导电薄膜4以及齿形部分24t被加压粘接到电加热层22。将会看到，电加热层22的边缘进入公共连接部分24c的区域以及与它重叠。各向异性导电薄膜4如图2出现在重叠部分。

这样，在加压粘接它们时，出现各向异性导电薄膜4的流动，如图4所示。换句话说，当中间端子板2I压在加热器平板2M上时，在齿形部分24t与电加热层22之间的各向异性导电薄膜4的基本材料4m和不需要的导电粒子4p通常如图4的箭头所示地流动。按照这样的流动，与齿形部分24t和直接在它们的上面和下面部分上的电加热层22接触的导电粒子4p被夹在部分24t与层22之间，导致物理上相互接触。这里，为了方便起见，可以考虑各向异性导电薄膜4的流动方向被示意地分类为如箭头A1显示的齿形部分24t的纵向方向、如箭头A2显示的齿形部分24t的横向方向、和如箭头A3显示的垂直于公共连接部分24c的边缘的方向。在这种情形下，正如可以从图4看到的，在流动方向A2的物质与在流动方向A3的物质相撞地方出现一个部分。即，在流动方向A3的物质与在流动方向A2的物质的部分的流动相互干扰。因此，在这样的冲突部分，各向异性导电薄膜4不能平滑流动，或者与其它相对均匀的流动形式相比较会出现流动的扰动。为此，考虑到这样的非均匀流动，需要有加压粘接处理过程。

与此相反，按照图2所示的这个实施例的方式，仅仅齿形部分24t与电加热层22相对，并经由各向异性导电薄膜4加压粘接到层22以便把中间端平板2I耦合到加热器平板2M。由此可以避免如上所述的非均匀流。换句话说，不存在这种情形，即由图4所示的交替的长的和短的虚线围绕的右面区域的流动方向，而仅仅在左面区域有流动方向。因此，在本实施例中，有可能避免因为公共连接部分24c可以是加压粘接的目标这种情形所造成的流动的非均匀性，并有可能以更简单的加压粘接处理来达到具有高成品率的可靠的加压粘接。

在本实施例中的齿形部分被划分成具有多个齿形部分的组，以及组240，241，...，24N被形成为如图2所示。然后，在这些组之间形成比起在组中的齿形部分之间的距离足够大的缝隙d1。

通过这个措施，导体24的齿形部分24t被划分成小的组，而整体上均匀的排列被破坏，因此有可能对于齿形部分24t的每个划分的组240，241，...，24N进行加压粘接，以及即使在加压粘接工具7(见图1)具有小的压缩表面积70，仍旧可以执行满意的加压粘接。压缩表面积70的代表位置也显示于图2。

应当指出，缝隙d1有助于易于调节中间端子板2I的长度，也就是，中间端子板2I可以在缝隙d1的部分被切割，以调节该板2I的长度，以及使得每个组适合于加压粘接工具7。换句话说，缝隙可被操作员或机械工具用于视觉检验、机械位置检测等等时的切割位置的标记。而且，有可能首先制作较长的中间端子板2I，然后调节中间端子板2I的长度，以适合于实际应用的加热器平板的尺寸，由此可以提供改进它们多用性的优点。在本实施例中的薄膜基片23具有独立的区域以分别支撑组240，241，...，24N，以及间隔2S被形成来隔离各个单独的区域。

按照这个结构，薄膜基片23也被分组成(划分成块或区域)与齿形部分24t对应的组240，241，...，24N，以及有可能有助于划分施加到整个中间端子板2I上的应力。通常，在加热器平板2M与中间端子板2I之间的热膨胀系数存在相对较大的差别。基片21与被沉积在其上的电加热层22在刚度上高于具有薄膜基片作为基体的中间端子板2I。在这样的结构下，温度的改变同时给它们都施加应力。特别地，中间端子板2I本身刚度是低的，所以，它将存储机械能量，很可能导致过大的翘曲和/或变形。因此，当温度发生重复的巨大变动时，存储的机械能量会使得中间端子板2I发生变形，诸如可能不可恢复的翘曲、断裂和剥落。

在本实施例中，提供间隔2S用以把中间端子板2I划分成各区域，每个划分的区域被耦合到加热器平板2M，由此应力被分配，即机械能量的贮存被分散。施加到每个划分的区域上的应力因此被减小，以及可以防止中间端子板2I发生变形。

另外，间隔2S不一定需要在电加热层22(基片21)的区域外面延伸的形式，但如图2所示的形式是优选的。电加热层22仅仅与中间端子板2I的分组的部分(相应于组240，241，...，24N)的前端部分(在总体上是图2上前端部分的一半)相耦合，而在整个中间端子板2I中延伸的公共部分(相应于公共连接部分24c)完全不与电加热层22耦合，所以，进一步促进了应力分配的效果。

同时，在间隔2S按如图5所示的形状(即被放置在电加热层22(基片21)的面积上的形状)而形成的情形下，应力分配的效果多少被减小，但这样的效果在某种程度上是预期的。图5所示的例子适合于当加热器平板2M和中间端子板2I按如图2所示组装时由于某些原因空心的间隔2S不是优选的情形。

间隔2S不一定是图2和5所示的矩形的形式。例如，间隔2S可以是通过切割薄膜基片21而造成的V或三角形的形式。在这种情形下，形成间隔的轮廓的边缘的数目减小为2，使得更容易加工薄膜基片而形成间隔。

为了达到更可靠的加压粘接，最好是在齿形部分24t的极端边缘之间在每个组240，241，...，24N中齿形部分24t的纵向的垂直方向的距离d2等于或小于在垂直方向上压缩头部7的压缩表面积70的头部宽度。当它需要采取一个别的规定时，最好是在每个组240，241，...，24N中齿形部分24t的数目相应于一个距离，它等于或小于在齿形部分24t的排列方向上压缩表面积70的头部宽度。通过这种措施，实现了适合于压缩工具7的头部表面70的分组，这样，将确保由头表面70进行的一次压缩处理会可靠地对单个组的所有的导电层齿形部分和基本层实施加压粘接。因此，即使使用小的头部表面的加压粘接工具也能够实现优良制造。为了使用单个压缩头或相同尺寸的多个压缩头执行加压粘接，最好是在极端边缘之间的距离和齿形部分24的数目做成在每个组中是相同的。

在上述的实施例中，作为基片21和电加热层22、线连接部分6和薄膜基片23，可以使用那些与通常在平板加热器中使用的相同的材料，以及不一定使用特别准备的零件和部件。

传输要提供给电加热层22的电力用的导电线5通过焊接或代替焊接的金属熔化而粘接到中间端子板2I。提供了这样的优点，即避免导电线5与加热器平板2M的直接连接和防止导电线从加热器平板2M脱落。此外，线连接部分6位于中间端子板2I中导体24的公共连接部分24c上，因而不会牺牲对它们的齿形部分24t和缝隙24s的特定优点。

另一个优选实施例显示于图6。在图6所示的中间端子板2I中，在对每个组240，241，...，24N中的多个齿形部分24t再次分组。在本实施例中，齿形部分24t被划分成两个齿形部分24t的一个子组和三个齿形部分24t的另一个子组，以及在子组之间的缝隙长于在齿形部分之间的距离。这种形式是为了方便在子组之间的位置(例如，在图6所示的交替的长的和短的虚线的部分)上切割薄膜基片23。这种措施的优点基本上与上面提到的由缝隙d1造成的优点相同，有助于去除在子组之间的区域，以便在薄膜基片23上形成第二间隔的可能性的功能方面提供进一步改进，并有助于对中间端子板2I的更精细的长度调节和对在组240，241，...，24N内每个子组的加压粘接。

另外，每个子组可以具有相同数目的齿形部分或相同的尺寸，和/或在一个组中可以形成两个或更多子组。

透射型液晶显示装置是上述的实施例的讨论对象，但任何类型的显示装置以及不同于液晶的任何类型都可以是讨论对象，而不管装置是反射型还是透射型，以及本发明可应用于有需要在某些区域中工作温度达到适当的温度的任何装置。

以上描述了本发明的代表性实施例，但本发明不限于这些实施例。本领域技术人员有可能找到各种修改方案，而不背离权利要求的范围。

Claims (10)

1.一种平板加热器，包括：

加热器主要部分，包括基片和被沉积在其上的电加热层；

中间端子部分，包括基本层和由基本层支撑的有图案的导电层；以及

各向异性导电薄膜，用于耦合加热器主要部分和中间端部分，以便把电加热层电连接到导电层，其中：

导电层被形成为梳状图案，它包括在预定的方向上按间隔被排列成行的多个齿形部分以及一个把齿形部分共同连接在一起的部分，齿形部分经由各向异性导电薄膜被连接到电加热层；中间端子部分具有用于连接导电线的导电线连接部分，用于把要提供到电加热层的电力传送到梳状图案的导电层；以及

电加热层和导电层被做成仅通过齿形部分经由各向异性导电薄膜而在物理上互相接触。

2.如在权利要求1中规定的平板加热器，其中齿形部分被划分成组，每个组由多个齿组成，在这些组之间提供一个间隔，该间隔大于在组内的齿形部分之间的距离。

3.如在权利要求1中规定的平板加热器，其中齿形部分被划分成组，每个组由多个齿组成，以及基本层具有分别支撑这些组的各个单独的区域，这些单独的区域被一个间隔分开。

4.如在权利要求2或3中规定的平板加热器，其中在每组中在齿形部分的一个极端边缘与齿形部分的另一个极端边缘之间在齿形部分的纵方向的垂直方向上的距离等于或小于在垂直方向上卷曲头部的卷曲表面积的头部宽度，其中卷曲头部用于把中间端子部分经由各向异性导电薄膜卷曲在加热器主要部分上。

5.如在权利要求2或3中规定的平板加热器，其中在每个组中齿形部分的数目相应于一个距离，它等于或小于在齿形部分的排列方向上卷曲头部的卷曲表面积的头部宽度，其中卷曲头部用于把中间端部分经由各向异性导电薄膜卷曲在加热器主要部分上。

6.如在权利要求1中规定的平板加热器，其中基片是玻璃基片。

7.如在权利要求1中规定的平板加热器，其中电加热层主要由ITO组成。

8.如在权利要求1中规定的平板加热器，其中导电线连接部分的连接是基于焊接或其它金属熔化的连接。

9.如在权利要求1中规定的平板加热器，其中基本层是可弯曲的薄膜基片。

10.使用按照权利要求1到9的任一项的平板加热器的显示装置。

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