JPH05196951A

JPH05196951A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH05196951A
Application number: JP4026086A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Tanaka; 哲哉田中; Atsushi Yago; 淳矢後
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1992-01-17
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1993-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示素子（液晶パネル）全体を均一な温
度分布を有する液晶表示素子を提供する。【構成】それぞれの片面に透明電極層及び配向膜が設
けられ、且つ少なくとも一方の片面に、両側端部に金属
電極端子を有する液晶加熱用のヒーター電極層が設けら
れたガラス基板二枚を、配向膜同士が対面するように配
設し、配向膜の間の空隙に液晶を封入してなる液晶表示
素子において、該金属電極端子と加熱電源に連結するた
めの導線との接合が、該金属電極端子と該導線とが直接
接触することなく該導線より大きい抵抗を有する導電性
接着剤により行なわれていることを特徴とする液晶表示
素子、あるいは、上記液晶表示素子において、それぞれ
の該金属電極端子の長手方向の先端のいずれか一方が該
ガラス基板の縁より外に延びており、且つ該金属電極端
子が該延びた金属電極端子上で加熱電源に連結するため
の導線と接合されていることを特徴とする液晶表示素
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒータ−電極（ヒータ
−パネル）付きの液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、時計、テレビ、パソコンディスプ
レイなどに使用されている液晶表示素子は、基本的に、
片面に少なくとも透明電極及び配向膜が設けられたガラ
ス基板二枚が、配向膜同士が対面するように配設され、
配向膜の間の空隙に液晶が封入された構造を有してい
る。そして、このような液晶表示素子には、種々の液晶
が使用されており、最近では高速応答性を有する強誘電
性液晶なども開発されている。

【０００３】液晶表示素子に対する要求が多様化し高度
化するに伴なって、種々の液晶組成物が開発されてい
る。このような液晶組成物は、一般に温度変化により、
ねじれのピッチ、しきい値特性、粘度係数などが変化
し、このため応答速度、クロストーク、コントラストな
ど画質に影響する特性も変化する。従って、液晶をその
性能が十分に発揮されるように使用するためには、液晶
表示素子中の液晶を、その駆動最適温度範囲に常に維持
することが望ましい。例えば、液晶表示素子中の液晶の
温度が、駆動適性温度範囲よりも高いと表示にクロスト
ークが発生したり、駆動適性温度範囲よりも低いと応答
性が遅くなったりする。

【０００４】液晶のみで、広い温度範囲で上記特性を満
足させることは困難であり、一般に、液晶表示素子に
（一般に素子の裏側に）ヒーター電極層を形成すること
により素子中の液晶の温度を環境温度に影響されないよ
うにコントロールされている。例えば、液晶表示素子の
基板の裏側にＩＴＯやＳｎＯ₂ などの透明導電性膜を形
成してヒーター電極層として用いると、基板の中央部と
両側とでは放熱量が異なるため基板全面を均一な温度に
制御することは困難である。

【０００５】上記問題点を解決するパネルヒーター（通
常、ヒーター電極層、金属電極端子とリード線等を有す
るガラス基板）として、特開平３−１０７１２３号公報
には、パネル透明導電性膜を帯状に形成し、その帯の幅
を端部より適当に広くすることにより上記放熱量を制御
することが可能なヒーター電極付き基板が開示されてい
る。また、特開平３−１７２８２０号公報には、パネル
透明導電性膜をその膜厚を適当に変化させることにより
上記放熱量を制御することが可能なヒーター電極付き基
板が開示されている。しかしながら、上記公報で示され
たような、ヒーター電極層である透明導電性膜の膜厚や
電極の形状を変えることにより、素子全体を均一に加熱
することも可能とは言えるが、その設計、製造及び制御
は煩雑なものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のパネルヒーター
は、図６に示すように、ガラス基板（一般に素子のガラ
ス基板の裏側）６１上に、透明電導膜からなるヒーター
電極層６２が形成され、その両側の端部には金属電極端
子６３ａ、６３ｂが設けられ、これらの電極端子とこの
電極端子を電源に接続するためのリード線６４ａ、６４
ｂがハンダ又は導電性接着剤６５ａ、６５ｂにより結線
されている。図７（ａ）に、金属電極端子と導線である
リード線との結線部分の部分拡大断面図を示す。リード
線６４ａが、金属電極端子６３ａにハンダ又は導電性接
着剤６５ａにより結線された状態が示されている。図７
（ｂ）は、リード線の代わりに導線としてクリップ型リ
ードピンを用いた場合の、金属電極端子とリードピン７
７との結線部分の部分拡大断面図を示す。クリップ型リ
ードピンについては、特開昭６４−５１８号公報に記載
されている。また、導電性接着剤は、通電性及び加熱効
率を良くするため、ハンダのようにリード線と変わらな
い通電性（抵抗）を有するものが一般に用いられてい
る。例えば、「商品名：ドータイトＸＡ−４６５、同Ｒ
Ａ−３２０」（藤倉化成（株）製）などが用いられてい
る。本発明者の検討によると、従来の液晶素子用のパネ
ルヒーターでは、リード線またはクリップ型リードピン
への導電性が優れていると共に伝熱性も良いことから、
金属電極端子とリード線との結線部分から熱が逃げ易
く、液晶表示素子は図６のａ及びｂの領域で温度が低下
し易いとの問題があることが明らかとなった。

【０００７】従って、本発明は、液晶表示素子（液晶パ
ネル）全体を均一な温度分布を有する液晶表示素子を提
供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、それぞれの
片面に透明電極層及び配向膜が設けられ、且つ少なくと
も一方の片面に、両側端部に金属電極端子を有する液晶
加熱用のヒーター電極層が設けられたガラス基板二枚
を、配向膜同士が対面するように配設し、配向膜の間の
空隙に液晶を封入してなる液晶表示素子において、該金
属電極端子と加熱電源に連結するための導線との接合
が、該金属電極端子と該導線とが直接接触することなく
該導線より大きい抵抗を有する導電性接着剤により行な
われていることを特徴とする液晶表示素子により達成す
ることができる。

【０００９】本発明の液晶表示素子の好適な態様は下記
の通りである。

【００１０】１）該導電性接着剤の面積抵抗値が、０．
５〜３０Ω／□の範囲にあることを特徴とする上記液晶
表示素子。

【００１１】２）該導電性接着剤の面積抵抗値が、１．
０〜１０Ω／□の範囲にあることを特徴とする上記液晶
表示素子。

【００１２】３）上記ヒーター電極層が、ＩＴＯ（イン
ジウム−スズ酸化物）膜またはＳｎＯ₂ 膜であることを
特徴とする上記の液晶表示素子。

【００１３】上記目的は、それぞれの片面に透明電極層
及び配向膜が設けられ、且つ少なくとも一方の片面に、
両側端部に金属電極端子を有する液晶加熱用のヒーター
電極層が設けられたガラス基板二枚を、配向膜同士が対
面するように配設し、配向膜の間の空隙に液晶を封入し
てなる液晶表示素子において、それぞれの該金属電極端
子の長手方向の先端のいずれか一方が該ガラス基板の縁
より外に延びており、且つ該金属電極端子が該延びた金
属電極端子上で加熱電源に連結するための導線と接合さ
れていることを特徴とする液晶表示素子によっても達成
することができる。

【００１４】本発明の上記液晶表示素子の好適な態様は
下記の通りである。

【００１５】１）該接合するための材料が、導電性接着
剤であることを特徴とする上記液晶表示素子。

【００１６】２）上記ヒーター電極層が、ＩＴＯ（イン
ジウム−スズ酸化物）膜またはＳｎＯ₂ 膜であることを
特徴とする上記の液晶表示素子。

【００１７】［発明の詳細な記述］本発明を、添付する
図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の液晶
表示素子の一実施例の一部を拡大して模式的に示した断
面図である。図１において、液晶表示素子１０は、ガラ
ス基板１ｂの一方の表面にヒーター電極層２ｂ、ガラス
基板１ｂの他方の表面に、絶縁膜３ｂ、透明電極層４
ｂ、絶縁膜５ｂ及び配向膜６ｂがこの順で設けられ、も
う一方のガラス基板１ａ上に、カラーフィルタ７ａ、絶
縁膜３ａ、透明電極層４ａ、絶縁膜５ａ及び配向膜６ａ
がこの順で設けられ、配向膜６ａと配向膜６ｂとの間の
空隙に液晶８が充填されて構成されている。ヒーター電
極層２ｂの両側には金属電極端子９ａ、９ｂが形成され
ている。ヒーター電極層は、ガラス基板１ｂと絶縁膜３
ｂの間に設けても良い。

【００１８】ヒーター電極層は、ＩＴＯなどの導電性の
透明な膜からなる。ヒーター電極層の両側には金属電極
端子が形成され、さらに金属電極端子は、加熱電源に連
結するための導線と接合されている。そして、本発明で
は、その接合部分が下記の３図に示すように該導線の抵
抗より高い抵抗を有する抵抗体である導電性接着剤が金
属電極端子と導線との間に介在し且つ覆うように形成さ
れている。あるいは、下記の４図に示すように、金属電
極端子の先端のいずれか一方が該ガラス基板の縁より外
に延びるように形成し、且つこの延びた金属電極端子上
で導線との接合が行なわれている。このように金属電極
端子と導線を接合することにより、パネルの部分的な放
熱を防止することができる。

【００１９】すなわち、リード線などの導線の材料は抵
抗が小さく、従来のヒートパネル（図６）で示したよう
に、リード線の接合部分から熱が逃げ易く、その近傍の
パネルの温度が不均一になるとの問題があった。これ
は、上記のようにリード線の接合部分に比較的電気抵抗
の高いものを介在させることにより、あるいはリード線
の接合部分を基板外に配置することにより、パネルの部
分的な放熱を防止することができる。

【００２０】ヒーター電極層の膜は、電流が流れること
により発熱するので、印加電圧を、導線及び金属電極端
子を通じて付与することにより、素子全域をほぼ一定の
温度に保つことができる。発熱量を変化させる方法は、
電圧を一定にして時間を変える、パルス幅を変えるなど
の方法を利用しても良い。この場合、印加電圧等を自動
的に制御するため、温度検出器（ＩＴＯ膜からなる）を
非表示領域のカラーフィルタ上、あるいはガラス基板上
に設けることが好ましい。金属電極端子は、一般に電気
抵抗が低く電気の流れ易い金属が用いられ、導線も、一
般に同様な材料が用いられる。

【００２１】図２は、本発明の液晶表示素子のヒーター
電極が設けられた基板の例を模式的に示した平面図であ
る。図２において、ガラス基板（一般に素子のガラス基
板の裏側）２１上に、透明電導膜からなるヒーター電極
層２２が形成され、その両側の端部には金属電極端子２
３ａ、２３ｂが設けられ、これらの電極端子とこの電極
端子を電源に接続するためのリード線（導線）２４ａ、
２４ｂが導電性接着剤２５ａ、２５ｂにより結線されて
いる。そして、電極端子とリード線との間には、導電性
接着剤の抵抗体（下記の図３（ａ）に示す）が介在して
いる。リード線の結線の位置は、両方共下側の端部で行
なわれているが、一方が上側であっても、両方上側であ
っても良い。

【００２２】図３（ａ）に、上記図２の金属電極端子と
導線であるリード線との結線部分の部分拡大断面図を示
す。図３（ａ）において、ガラス基板２１上に、ヒータ
ー電極層２２が形成され、その上には金属電極端子２３
ａが設けられ、これらの電極端子とリード線（導線）２
４ａが導電性接着剤２５ａにより結線されている。そし
て、電極端子とリード線との間には、該導電性接着剤が
介在して、電極端子とリード線とが直接接しないように
されている。このようにすれば、伝熱によりリード線か
ら逃げる熱量を抵抗体が発熱することによって補充する
ことができる。本発明の導電性接着剤の面積抵抗値は、
０．１〜５０Ω／□の範囲が一般的で、０．５〜３０Ω
／□の範囲が好ましく、さらに１．０〜１０Ω／□の範
囲が好ましい。導電性接着剤は、抵抗が低いだけでな
く、熱伝導率も一般に低いが、導電性接着剤の選択は、
低熱伝導率も考慮して行なった方が熱の拡散を更に防止
でき好ましい。

【００２３】このような導電性接着剤は、例えば、下記
のポリマー型導電性接着剤のように各種フィラーと樹脂
を適宜混合することにより、あるいはこれらを組合わせ
ることにより、所望の抵抗の接着剤を得ることができ
る。１）銀（Ａｇ）フィラー（粉末）及びフェノール樹脂か
らなるポリマー型導電性接着剤（１５０℃、３０分で硬
化、面積抵抗値：０．１Ω／□前後）２）カーボン（Ｃ）フィラー（粉末）及びフェノール樹
脂からなるポリマー型導電性接着剤（１５０℃、３０分
で硬化、面積抵抗値：３０Ω／□前後）上記接着剤としては、ドータイトＦＡ−５０１、ＦＣ−
４０３（以上藤倉化成（株）製）などを適宜用いること
ができる。

【００２４】図３（ｂ）に、上記図２の金属電極端子と
導線であるリード線との結線部分の部分拡大断面図を示
す。図３（ｂ）において、ガラス基板２１上に、ヒータ
ー電極層２２が形成され、その上には金属電極端子２３
ａが設けられ、これらの電極端子とリード線（導線）２
４ａが導電性接着剤２５ａにより結線されている。そし
て、電極端子とリード線との間には、別の導電性接着剤
等の抵抗体３６が介在している。すなわち、電極端子と
リード線との間に、導電性接着剤（低抵抗のものでも
可）２５ａによる接着前に先に別の上記抵抗体を形成し
ておく。これにより、リード線から逃げる熱量を低抗体
が発熱することにより補充することができる。

【００２５】図３（ｃ）に、リード線の代わりに導線と
してクリップ型リードピンを用いた場合の、金属電極端
子とリードピンとの結線部分の部分拡大断面図を示す。
ガラス基板２１上に、ヒーター電極層２２が形成され、
その上には金属電極端子２３ａが設けられ、これらの電
極端子とクリップ型リードピン（導線の先端）３４ａが
導電性接着剤２５ａにより結線されている。そして、そ
して、電極端子とクリップ型リードピンとの間には、該
導電性接着剤が介在して、電極端子とリードピンとが直
接接しないようにされている。

【００２６】図４は、本発明の液晶表示素子のヒーター
電極が設けられた基板の別の例を模式的に示した平面図
である。図４において、ガラス基板（一般に素子のガラ
ス基板の裏側）４１上に、透明電導膜からなるヒーター
電極層４２が形成され、その両側の端部には金属電極端
子４３ａ、４３ｂが設けられ、これらの電極端子とこの
電極端子を電源に接続するためのリード線（導線）４４
ａ、４４ｂが、導電性接着剤４５ａ、４５ｂにより結線
されている。金属電極端子４３ａ、４３ｂの先端は、ガ
ラス基板の縁部から外側にＡの長さ分延びている。そし
て、この延びた領域にてリード線（導線）４５ａ、４５
ｂが導電性接着剤により結線されている。従って、金属
電極端子のヒーター電極層と接する横の領域には、結線
部分はなく、これによりパネルの部分的な放熱を防止す
ることができる。また、放熱を防ぐために、ガラス基板
を必要以上に大きくしなくても良い。

【００２７】図５に、上記図４の金属電極端子と導線で
あるリード線との結線部分の部分拡大断面図を示す。図
５において、ガラス基板４１上に、ヒーター電極層４２
が形成され、その上には金属電極端子４３ａが設けら
れ、これらの電極端子とリード線（導線）４４ａが導電
性接着剤４５ａにより結線されている。金属電極端子４
３ａ、４３ｂの先端は、ガラス基板の縁部から外側にＡ
の長さ分延びている。そして、この延びた領域にてリー
ド線（導線）４５ａ、４５ｂが導電性接着剤により結線
されている。結線は、接着剤を用いず、ハンダ付けで行
なっても良い。

【００２８】上記図４および５のヒーター電極が設けら
れた基板において、例えば、１００ｍｍ角のガラス基板
の一方の面に、ＩＴＯ膜からなるヒーター電極層を形成
され、その両側の端部に金属（Ｃｕ）電極端子を設けた
場合、電極端子をガラス基板の縁部からどの程度外側に
延場せば良いかについて実験した。電極端子として、厚
さ３５μｍ、幅２ｍｍの銅箔を用い、リード線（銅線）
として直径が１ｍｍのもの用いた場合、Ａの大きさにか
かわらず、リード線の接続領域においてリード線の先端
がガラス基板の縁部より外であれば、基板の温度分布が
均一であることが分かった。

【００２９】本発明に使用されるヒーター電極は、ＩＴ
Ｏ膜に限定されるものではなく、酸化インジウム、酸化
スズ、酸化チタン等の金属酸化物の膜であってもよい。

【００３０】ＩＴＯ膜等からなるヒーター電極は、膜厚
が、一般に５０〜５００ｎｍの範囲、好ましくは５０〜
２５０ｎｍの膜厚である。帯状の電極を多数形成するこ
とによってヒーター電極を設ける場合は、それぞれの帯
状電極の寸法は、横幅（短辺）が、一般に０．２〜２．
０ｍｍの範囲、好ましくは０．５〜１．５ｍｍ；電極間
の間隔が一般に０．０１〜１．０ｍｍの範囲、好ましく
は０．２〜０．８ｍｍである。ヒーター電極からなるヒ
ーター電極層は、それ自体公知の方法、例えば、塗布
法、真空蒸着法、高周波スパッタ法、マグネトロンスパ
ッタ法などの方法によって形成することができる。ま
た、面積抵抗値は液晶表示素子のサイズにより好ましい
範囲は異なるが、１０〜１００Ω／□の範囲が好まし
い。

【００３１】本発明の液晶表示素子は、温度検出器が設
けられても良い。温度検出器は一般にＩＴＯ膜で、ＩＴ
Ｏ膜が、温度によりその電気抵抗値が変化することを利
用し、ＩＴＯ膜に電流を通し、その電流値を測定するこ
とによって温度を検出する。温度検出器は、基板と透明
電極との間であれば、どこに設けられていてもよい。温
度検出器を基板と透明電極との間である限りどこに設け
てもよい。一般的に、温度検出器と透明電極は接触させ
ることなく、その間に他の絶縁性の層を介在させること
が好ましい。温度検出器を基板上に設けず、基板上の透
明電極と基板との間に設けてもよい。また、熱電対やそ
の他電気的温度センサー等の温度検出できるものであれ
ば、どのようなものであってもよい。

【００３２】金属電極端子は、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ等の金属などからな
るもので、電気抵抗が低く電気の流れ易いものであれば
何でもよい。形状は一般に薄膜であるが、材料により異
なる（面積抵抗値等により）。特に限定されないが、幅
は１．０〜５．０ｍｍの範囲、厚さが１０〜１００μｍ
の範囲が好ましい。

【００３３】本発明の液晶表示素子は、一方の基板上の
透明電極層がそれぞれ複数個からなり、透明電極と透明
電極とが直交して表示画素を形成している液晶マトリク
ス型表示素子として好適である。また、本発明の液晶表
示素子は、黒白又はカラーの何れであってもよく、フィ
ルタとしてＲＧＢカラーフィルタを隣接する表示ドット
に設けることによって、液晶カラーテレビジョンパネル
のようなフルカラーのマトリクス型表示素子にすること
ができる。

【００３４】本発明の表示素子において、液晶はどのよ
うなものであってもよいが特に強誘電性液晶であること
が好ましく、透明電極、絶縁層、配向膜その他の構成部
品、表示素子のその他の構造、表示素子の駆動方式など
については、それ自体公知のものを使用することができ
る。

【００３５】上記のようにして製造した、透明基板、ヒ
ーター電極、絶縁層、透明電極、絶縁層および配向膜か
らなる透明電極基板を少なくとも一方に持つ一対の透明
電極基板を配向膜が内側になるようにして、間隙をあけ
て相対させ、セルとする。この間隙の大きさ、すなわち
セル・ギャップは０．５μｍ〜６μｍ程度が一般的であ
る。次ぎに、このセル内に強誘電性液晶を注入、封止し
た後に徐冷する。これにより、液晶表示素子を得ること
ができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、ヒーター電極
の両側に設けられた金属電極端子とリード線等の導線と
の接合が、該導線の抵抗より高い抵抗を有する抵抗体で
ある導電性接着剤が金属電極端子と導線との間に介在し
且つ覆うように形成されている。あるいは、金属電極端
子の先端のいずれか一方が該ガラス基板の縁より外に延
びるように形成し、且つこの延びた金属電極端子上で導
線との接合が行なわれている。このように金属電極端子
と導線を接合することにより、パネルの部分的な放熱を
防止することができ、これにより液晶表示素子の均一な
加熱が可能となる。更に、上記のような構成を採ること
により、放熱を防止するためにガラス基板を所定の大き
さより必要以上に大きくしなくても良いので、液晶表示
素子を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の一実施例の一部を拡大
して模式的に示した断面図である。

【図２】本発明の液晶表示素子のヒーター電極が設けら
れた基板の例を模式的に示した平面図である。

【図３】上記図２の金属電極端子と導線であるリード線
との結線部分の部分拡大断面図を示す。

【図４】本発明の液晶表示素子のヒーター電極が設けら
れた基板の別の例を模式的に示した平面図である。

【図５】上記図４の金属電極端子と導線であるリード線
との結線部分の部分拡大断面図を示す。

【図６】従来の液晶表示素子用パネルヒーターの平面図
である。

【図７】上記図６の金属電極端子とリード線との結線部
分の部分拡大断面図を示す。

【符号の説明】

１０液晶表示素子１ａ、１ｂ、２１、４１、６１ガラス基板２ｂ、２２、４２、６２ヒーター電極層３ａ、３ｂ絶縁膜４ａ、４ｂ透明電極層６ａ、６ｂ配向膜８液晶７ａ、７ａカラーフィルター２３ａ、２３ｂ、４３ａ、４３ｂ、６３ａ、６３ｂ金
属電極端子２４ａ、２４ｂ、４４ａ、４４ｂ、６４ａ、６４ｂリ
ード線（導線）２５ａ、２５ｂ、４５ａ、４５ｂ、６５ａ、６５ｂ導
電性接着剤３４ａ、７７クリップ型リードピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれの片面に透明電極層及び配向膜
が設けられ、且つ少なくとも一方の片面に、両側端部に
金属電極端子を有する液晶加熱用のヒーター電極層が設
けられたガラス基板二枚を、配向膜同士が対面するよう
に配設し、配向膜の間の空隙に液晶を封入してなる液晶
表示素子において、該金属電極端子と加熱電源に連結す
るための導線との接合が、該金属電極端子と該導線とが
直接接触することなく該導線より大きい抵抗を有する導
電性接着剤により行なわれていることを特徴とする液晶
表示素子。
【請求項２】それぞれの片面に透明電極層及び配向膜
が設けられ、且つ少なくとも一方の片面に、両側端部に
金属電極端子を有する液晶加熱用のヒーター電極層が設
けられたガラス基板二枚を、配向膜同士が対面するよう
に配設し、配向膜の間の空隙に液晶を封入してなる液晶
表示素子において、それぞれの該金属電極端子の長手方
向の先端のいずれか一方が該ガラス基板の縁より外に延
びており、且つ該金属電極端子が該延びた金属電極端子
上で加熱電源に連結するための導線と接合されているこ
とを特徴とする液晶表示素子。