JP5134286B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置に係り、低温環境において起動するときの正常表示までの時間を短くする技術に関連する。

液晶表示装置はコンピュータ端末、ＴＶ、携帯電話等に広く用いられている。自動車には種々のディスプレイが使用されているが、この分野にも液晶表示装置の用途が拡大している。自動車用として使用するディスプレイは広い温度環境に耐える必要がある。液晶は温度が下がると電界に対する応答速度が低下する。したがって、冬季に自動車を起動する際は、自動車の内部が低温になっており、液晶表示装置が温まって正常な動作をするまでに時間がかかるという問題がある。

このような問題を対策するものとして、液晶表示装置にヒータを設置し、液晶表示装置が温まる時間を短縮する技術が例えば、「特許文献１」あるいは、「特許文献２」に記載されている。

一方、液晶表示装置は視野角が十分でないという問題がある。自動車用途でもディスプレイは常に見る人の正面にあるわけではないので、視野角が広いにこしたことはない。液晶表示装置のうち、横電界駆動方式であるＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）液晶は視野角特性に優れているので、自動車用ディスプレイとしても好適である。このようなＩＰＳ液晶表示装置の記載された文献として「特許文献３」が挙げられる。

特開平７−１５３５５９号公報 特開２００６−２０１５７５号公報 特開平９−１０５９１８号公報

「特許文献１」の技術は導電性プラスチックシートに電極を形成し、この導電性プラスチックシートに電流を流してヒータとするものである。そして、この導電性プラスチックシートを液晶表示装置に貼り付けて低温下の液晶表示装置を加熱することによって、温度環境の問題を解決しようとするものである。この技術では液晶表示装置を均一に加熱することが出来るという特徴がある。

しかし、特許文献１に記載の技術では別部品としての導電性プラスチックシートを別途取り付ける必要があるので、部品が増加することによるコスト上昇、導電性プラスチックフィルムと液晶表示装置を組み立てる工程の増加が問題となる。液晶表示パネルの応答特性は２枚のガラス板に挟まれた液晶の温度を動作に適した温度に上げる必要がある。特許文献１に記載の技術では、導電性プラスチックシートの設置場所によってはヒータの熱が効率よく液晶部分に達しない恐れがある。

「特許文献２」の技術では液晶表示パネルの表示面上に、タッチパネルを設置し、別途取り付けた温度センサによって、温度を検知し、温度が低い場合は、このタッチパネルの電極をヒータとしても兼用することによって温度環境の問題を解決しようとするものである。しかし、特許文献２に記載の技術では、先ずタッチパネルを加熱し、タッチパネルの温度を上げてから、熱が液晶表示パネルに伝導することを待たなければならない。したがって、低温環境から短時間に液晶表示装置を起動するには時間がかかるという問題がある。

本発明は以上のような課題を解決し、低温環境下でも液晶表示装置が短時間に正常動作できるようにするものである。このための主な手段は次のとおりである。

本発明の第１の手段による構成は、画素電極およびＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記ＴＦＴ基板との間に液晶が挟持された液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、前記カラーフィルタ基板の表面には透明導電膜が形成され、前記カラーフィルタ基板の１辺および、前記１辺と対向する他の辺には透明電極に電流を流すことによって前記カラーフィルタ基板を加熱ための電極が形成され、さらに前記電極の各々には外部から電流を供給するための引き出し部材が形成されていることを特徴とする液晶表示装置である。

本発明の第２の手段による構成は、画素電極およびＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記ＴＦＴ基板との間に液晶が挟持された液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板の表面にはフレキシブル配線基板が接続され、前記カラーフィルタ基板の表面には透明導電膜が形成され、前記カラーフィルタ基板の１辺および、前記１辺と対向する他の辺には透明電極に電流を流すことによって前記カラーフィルタ基板を加熱するための電極が形成され、さらに前記電極の各々には外部から電流を供給するための引き出し部材が形成されおり、前記引き出し部材は前記ＴＦＴ基板の表面に延在し、前記電極は、前記フレキシブル配線基板の配線と接続することを特徴とする液晶表示装置である。

本発明の第３の手段による構成は、画素電極およびＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記ＴＦＴ基板との間に液晶が挟持された液晶表示パネルが金属製の上フレーム内に収容された液晶表示装置であって、前記カラーフィルタ基板の表面には透明導電膜が形成され、前記カラーフィルタ基板の１辺および、前記１辺と対向する他の辺には透明電極に電流を流すことによって前記カラーフィルタ基板を加熱するための電極が形成され、さらに前記電極には外部から電流を供給するための引き出し部材が形成されており、前記上フレームと前記電極または前記引き出し部材の間には絶縁性部材が形成されていることを特徴とする液晶表示装置である。

本発明の第４の手段による構成は、画素電極およびＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記ＴＦＴ基板との間に液晶が挟持された液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、前記カラーフィルタ基板の表面には透明導電膜が形成され、前記カラーフィルタ基板の１辺および、前記１辺と対向する他の辺には透明電極に電流を流すことによって前記カラーフィルタ基板を加熱ための電極が形成され、さらに前記電極の各々には外部から電流を供給するための導電性テープが設置され、前記導電性テープは前記電極の全面を覆っていることを特徴とする液晶表示装置である。

本発明の第５の手段による構成は、画素電極およびＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記ＴＦＴ基板との間に液晶が挟持された液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、前記カラーフィルタ基板の表面には透明導電膜が形成され、前記カラーフィルタ基板の１辺および、前記１辺と対向する他の辺には透明導電膜に電流を流すことによって前記カラーフィルタ基板を加熱するためにフレキシブル配線基板が異方性導電膜を介して接続されていることを特徴とする液晶表示装置である。

本発明は以上のような手段をとることによって、液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を効率的に加熱することが出来、低温環境下においても液晶表示装置が正常動作になるまでの時間を大幅に短縮することが出来る。

また、本発明によれば、透明導電膜に電流を流すための電極としてメッキ膜を使用するので、透明導電膜に均一に電流を流すことができ、液晶表示パネルのカラーフィルタ基板全体を均一に加熱することが出来、起動時の表示むらを防止することが出来る。

また、本発明の他の例によれば、透明導電膜およびその電極に画部から電流を供給するための接続部材として導電性テープを使用するために、作業が容易で、信頼性が高く、かつ液晶表示装置をコンパクトに形成することが出来る。
また、本発明の他の例によれば、透明導電膜およびその電極に画部から電流を供給するための接続部材として半田を介してフラットケーブルを使用するために、接続のための抵抗を小さくでき、大きな電流を安全に流すことが出来る。

さらに本発明の他の例によれば、カラーフィルタ基板に形成された透明導電膜への電流供給のために、カラーフィルタ基板の２辺にヒータ電流供給のためのフレキシブル配線基板が異方導電性膜を介して取り付けられているので、ヒータとして必要な比較的大きな電流を高い信頼性を持って供給することが出来る。

実施例にしたがって、本発明の詳細な内容を開示する。

図１は本発明の第１の実施例を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図１は液晶表示装置において、液晶表示パネルのみを取り出した図である。液晶表示パネルはＴＦＴ、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板１１とカラーフィルタ等が形成されたカラーフィルタ基板１２との間に図示しない液晶層が挟持されて形成されている。ＴＦＴ基板１１上には液晶表示パネルへの電源、信号等を供給するための配線が形成されているために、カラーフィルタ基板１２よりも大きく作られている。

カラーフィルタ基板１２の表面及びＴＦＴ基板１１の裏面には偏光板が接着されるが、図１では省略している。ＴＦＴ基板１１の端部には、液晶表示パネルに外部から電源、信号等を供給するためのフレキシブル配線基板１７がヒートシール（熱圧着）等によって取り付けられている。このフレキシブル配線基板１７は液晶表示装置として組み立てられるときは裏側へ曲げられて表示装置の外形が大きくなることを抑えている。

カラーフィルタ基板１２の表面の全面には透明導電膜１３であるＩＴＯ膜が形成されている。なお、本実施例では透明導電膜としてＩＴＯを使用しているが、ＩＴＯのほかにヒータとしての抵抗値の要請から、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＳｎＯ_２等を使用してもよい。カラーフィルタ基板１２の両側端部のＩＴＯ膜１３の上にはＩＴＯ膜１３に電流を流すための電極１４がＮｉメッキによって形成されている。そして低温環境下においてはこのＩＴＯ膜１３に電流を流すことによって液晶表示パネルを加熱し、液晶表示装置が早期に正常表示が出来るようにする。

ＩＴＯ膜１３をヒータとして使用するためには外部から電流を供給する必要がある。実施例１では電極１４の端部に導電性テープ１５を電極１４の端部に形成し、カラーフィルタ基板１２の側部を這わせ、ＴＦＴ基板１１上に延在させている。ＴＦＴ基板１１上にはヒータ電流を供給するために比較的幅の広い導電膜１６が形成されている。この導電膜１６は抵抗が小さければ良いので、その幅、厚さ等は基板の大きさ等に合わせて任意に決めればよい。導電膜１６はフレキシブル配線基板１７と接続し、フレキシブル配線基板１７を通して外部からヒータ電流が供給される。

図１において、液晶表示パネルは全面が均一に加熱されることが望ましい。すなわち、カラーフィルタ基板１２に全面に均一にヒータ電流が流れることが望ましい。メッキ電極１４をＩＴＯ膜１３のシート抵抗よりも小さくすることによって図１において、電流を矢印のように、左から右にあるいは右から左に均一に流すことが出来る。ＩＴＯ膜１３の抵抗率は製造方法によって１０^−３Ωｃｍから１００Ωｃｍのように大きく変わる。本実施例ではＩＴＯ膜１３はスパッタリングによって形成し、抵抗率は１０^−３Ωｃｍ程度である。電極１４としてメッキによって形成されたＮｉ電極１４の抵抗率は８×１０^−６Ωｃｍ程度であり、ＩＴＯ膜１３の約１／１００の程度である。したがって、Ｎｉメッキ厚がＩＴＯ膜１３と同程度であっても、ＩＴＯ膜１３に比して抵抗は十分小さく、図１の矢印に示すように、電流をＩＴＯ膜面に均一に流すことが出来る。もちろん、メッキによれば、比較的厚い膜を容易に形成できるので、さらに余裕をもって電流を均一に流すことが出来る。本発明においては、電極１４のシート抵抗はＩＴＯ膜１３にシート抵抗の１/１０００以下であることが好ましい。

ＩＴＯ膜１３の抵抗を１００オーム程度にする場合、ＩＴＯの抵抗率が１０^−３Ωｃｍであったとすると、図１に示すような画面であれば、ＩＴＯの膜厚は１００ｎｍ程度である。一方、本実施例においてはＮｉメッキは、５０μｍの厚さである。したがって、本実施例の構成によれば、電流をＩＴＯ膜１３に均一に流し、カラーフィルタ基板１２を均一に加熱することが出来る。本実施例ではＮｉメッキは５０μｍとしたが、Ｎｉメッキは抵抗率が非常に小さいために、１μｍ程度の厚さであってもＩＴＯ膜１３の電極１４として役割は十分には果たすことができる。

図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図１で説明したように、対抗基板の全面にヒータとして使用されるＩＴＯ膜１３が形成されている。そして、ＩＴＯ膜１３の両端には電極１４としてのＮｉメッキが形成されている。Ｎｉメッキによる電極１４とＴＦＴ基板１１の導電膜１６とを導通するために、導電性テープ１５が設置されている。導電性テープ１５はテープ状の金属箔１５１の裏面に導電性の粘着材が設置されたものである。導電性の粘着材はアクリルの粘着材にＮｉ等の微粒子が分散されたものである。微粒子としてはＮｉの他、銅微粒子、Ａｌ微粒子、銀微粒子等が用いられることもある。また、金属微粒子の他にグラファイトが用いられることもある。テープ状の金属箔１５１としてはＡｌ箔、銅箔等が用いられる。導電性テープ１５は金属箔１５１の厚さが５０μｍ程度と薄いためフレキシブルであるので、カラーフィルタ基板１２、ＴＦＴ基板１１等に容易になじませて接着することが出来る。なお、導電性テープ１５の粘着材の部分の抵抗は粘着材に分散される金属粒子の量を調整することによって行うことが出来る。

導電性テープ１５はＴＦＴ基板１１に形成された導電膜１６と接続し、導電膜１６はフレキシブル配線基板１７と接続している。フレキシブル配線基板１７を通してヒータとしてのＩＴＯ膜１３に電流が供給される。本実施例の特徴はカラーフィルタ基板１２とＴＦＴ基板１１との導通は導電性テープ１５を用いているために、場所をとらずに、接続作業も容易に行えることである。

本発明の特徴はヒータとしてのＩＴＯ膜１３はカラーフィルタ基板１２に密着して形成されているために、ＩＴＯで発生した熱が効率良く液晶層に伝播することができる点である。自動車の内部は冬季には−２０度度程度にまで、低下することがある。このような低温においては液晶表示パネルは正常に動作しない。液晶層が０℃程度になれば液晶表示パネルはほぼ正常動作に近くなる。したがって、冬季においては、できるだけ短時間に液晶層の温度を２０度程度上昇させる必要がある。温度上昇の時間は短いほど良いが、１分程度であれば許容範囲である
対抗基板に形成されたＩＴＯ膜１３のみによって液晶表示パネルを加熱する場合の評価をしてみると次のようである。すなわち、液晶の温度が上昇する時間をＩＴＯ膜１３に入力されるパワーと液晶表示パネルの熱容量から概略評価をする。ＩＴＯ膜１３は液晶表示パネルのうちのカラーフィルタ基板１２に形成されており、発生した熱はカラーフィルタ基板１２を伝わって液晶に到達するので、熱容量はカラーフィルタ基板１２の熱容量が重要である。熱容量は体積×比重×比熱である。表示装置としてはアスペクトレイショが１６：９の８インチの液晶表示パネルで評価する。この場合、横径１８．２ｃｍ、縦径１１．２ｃｍ、カラーフィルタ基板１２の厚さ０．０７ｃｍである。ガラスの比重は２．５、比熱は０．７５Ｊ／ｇＫとすると、熱容量は２６．７６Ｊ／Ｋである。したがって、温度を２０度上げるには２１０×２０＝５３５．２Ｊが必要になる。このエネルギーを６０秒で入力するには約８．９２Ｗの電力が必要になる。なお、上記評価では上偏光板の熱容量は無視している。一方同程度の画面に使用されるバックライト２４の電力は５Ｗから７Ｗ程度であるから、図１に示す構成のようにフレキシブル配線基板１７を介しての電力の供給は可能である。

図３はＩＴＯ膜１３とＮｉ電極１４が形成されたカラーフィルタ基板１２の平面図である。本実施例ではＩＴＯ膜１３は１００ｎｍで、Ｎｉメッキによる電極１４の厚さは５０μｍである。図４はＮｉ電極１４の形成方法を示す。図４（ａ）はＩＴＯ膜１３が形成されたカラーフィルタ基板１２にマスク２００を形成した状態である。その後、図４（ｂ）のように、カラーフィルタ基板１２をメッキ浴内に浸漬してマスク２００で覆われている部分以外をＮｉメッキする。その後、マスク２００を剥離することによって、カラーフィルタ基板１２の両端にＮｉメッキが形成される。メッキでは容易に厚い膜が形成できることがメリットである。メッキ層はＮｉメッキを例として説明するが、この他に銅メッキ等でも良い。

図５は本実施例による液晶表示パネルを表示装置のフレーム内に組み込んだ状態を示す模式断面図である。液晶表示パネルを周辺でカバーする上フレーム２１は一般には金属で形成されている。したがって、上フレーム２１がＮｉ電極１４あるいは導電性テープ１５と接触するとリークを生じ、電流がＩＴＯ膜１３に集中しなくなる。これを防止するために、導電性テープ１５あるいはＮｉ電極１４と上フレーム２１との間に絶縁性保護カバー２０を形成する。図５では絶縁性保護カバー２０として例えば、シリコン樹脂のような樹脂を設置している。しかし、カバーする面積が広い場合は片側に絶縁性粘着材が形成された絶縁シートを用いてもよい。

図５において、フレキシブル配線基板１７はＴＦＴ基板１１の端部において表示装置の背面側に折り曲げられている。ＴＦＴ基板１１は両面に粘着材が形成された遮光層２５を介して保持部材２６に載置されている。カラーフィルタ基板１２のＩＴＯ膜１３上には上偏光板２２が貼り付けられ、ＴＦＴ基板１１の下側には下偏光板２３が貼り付けられている。下偏光板２３の下側には光学シート類を含むバックライト２４が設置されている。

図６は本実施例の第１の変形例である。図６が図１と異なるところはＩＴＯ膜１３に電流を供給するための導電性テープ１５が液晶表示パネルの同じサイドに設置されている点である。図６ではデータ信号回路が形成される側に導電性テープ１５およびＴＦＴ基板１１上の導電膜１６が形成されている。ＩＴＯ膜１３には液晶表示装置起動後、一定時間電流を供給し、その後電流を遮断するが、このための制御回路が必要である。ＩＴＯ膜１３に電流を供給するための配線が同じフレキシブル配線基板１７に形成されているために、この制御回路の設置が容易である。

図７は本実施例の第２の変形例である。図７ではＩＴＯ膜１３に電流を供給するための導電性テープ１５およびＴＦＴ基板１１上の導電膜１６が走査信号回路が形成されているＴＦＴ基板１１側に設置されている。液晶表示パネルの同一サイドに形成されていることの利点は図６で説明したとおりである。図７ではデータ信号回路側に比較して回路規模の小さい走査信号回路側に電流供給の配線が形成されるので、ＴＦＴ基板１１に形成される導電膜１６の幅を大きく出来る利点がある。

図８は本発明の第２の実施例を示す斜視図である。図８も液晶表示パネルのみを表示している。図８において、図７等と異なる点はＩＴＯ膜１３に電流を供給するための導電性テープ１５がカラーフィルタ基板１２の端部の辺全体に沿って設置されている点である。図９は図８のＡ−Ａ断面図である。図９において、対抗基板上にはＩＴＯ膜１３が形成され、その上に電極１４としてのＮｉメッキ形成されている。さらに、メッキ層全体を覆うように、導電性テープ１５が設置されている。

ＩＴＯ膜１３をヒータとして用いる場合、同じパワーを入力する場合でもＩＴＯ膜１３の抵抗を小さくして電流を多く流す場合、あるいはＩＴＯ膜１３の抵抗を大きくして印加電圧を上げる場合等、表示装置の事情によって変わる。ＩＴＯ膜１３に抵抗を小さくして電流を多く流すような場合はＩＴＯ膜１３を流れる電流が場所によって不均一となり、液晶表示パネルが均一に加熱できないおそれが生ずる。特にＮｉメッキによる電極１４の厚さを十分に大きくできないときはこのような問題が生ずる。

図９の例では導電性テープ１５を電極１４であるＮｉメッキ層全体を覆うように設置するので、ＩＴＯ膜１３に電流を多く流すような場合であってもＩＴＯ膜１３を流れる電流が不均一になることを防止することが出来る。すなわち、導電性テープ１５の金属箔１５１は銅あるいはＡｌによって形成され、しかも通常５０μｍ程度以上であり、ＩＴＯ膜１３の抵抗に比してはるかに小さく無視できる程度であるために、ＩＴＯ内の電流をカラーフィルタ基板１２の辺に平行に均一に流すことが出来る。

図１０は第２の実施例の変形例である。図１０の平面図は図８と同様である。すなわち、図８のＡ−Ａ断面が図１０である。図１０において、対抗基板上にはヒータ用のＩＴＯ膜１３が形成されている。図９と異なるところは、ＩＴＯ膜１３上に電極１４としてのＮｉメッキ層が形成されていない点である。すなわち、導電性テープ１５がＩＴＯ膜１３に直接設置されている。この場合導電性テープはカラーフィルタ基板の１辺の全体にわたって設置されている必要がある。

メッキ層の形成は図４に示すような工程を必要とするために、コスト高になる。導電性テープ１５は図９の説明で述べたように、金属箔１５１によるテープを使用しているために抵抗が非常に小さい。したがって、メッキ層を介さなくともＩＴＯ膜１３の電極１４として用いることによって、ＩＴＯ膜１３を流れる電流を均一にすることが出来る。これによって、ＩＴＯヒータを有する液晶表示パネルの製造コストを削減することが出来る。

以上の第２の実施例は実施例１の第７図に対応する例で説明した。しかし、第２の実施例は実施例１における図１、図６等の構成にも適用できることは言うまでもない。

実施例１および実施例２はＩＴＯ膜１３に対する電流の供給をフレキシブル配線基板１７を通して行なっている。フレキシブル配線基板１７の配線は他の信号配線等と同一プロセスで形成される。ヒータ用の配線は幅を大きくするように設計しても配線抵抗値を下げるには限度がある。このために、実施例１で説明したように、短時間で液晶表示パネルの温度を十分上昇させるような大きな電力を供給することは困難な場合がある。実施例１においては、６０秒で液晶層の温度を２０度上昇させるためには８．９２Ｗの電力の入力が必要であると評価した。しかし、実際にはＩＴＯ膜１３に貼り付けられた上偏光板２２への熱の移動もあるために、液晶層の温度上昇に必要な電力はさらに増大する。

本実施例は図１１に示すように、ＩＴＯ膜１３に供給する配線はフレキシブル配線基板１７を通さずに、独立した配線とすることによってＩＴＯ膜１３への電流の供給をより効率的に行なうものである。図１１において、対抗基板上の構成は実施例１と同様である。すなわち、カラーフィルタ基板１２上にＩＴＯ膜１３を形成し、端部に電極１４としてのＮｉメッキ層等を形成する。そして、このＮｉメッキ層と導電性テープ１５を接触させ、導電性テープ１５をカラーフィルタ基板１２の側面に沿わせ、さらに、ＴＦＴ基板１１の端部にまで延在させる。そして、外部からはこの導電性テープ１５に直接電流を供給する。

導電性テープ１５は約５０μｍ程度の厚さの銅箔あるいはＡｌ箔で形成されているために抵抗は十分に小さい。また、ＩＴＯ膜１３端部の電極１４もメッキ層は容易に厚く形成できるために、電気抵抗は十分に小さく出来る。このように、本実施例においては、電流容量の点からは特に問題は生じないので、ＩＴＯ膜１３付近が極端に温度が上がって熱ひずみを生じない範囲で入力電力を任意に設定することが出来る。

図１２は第３の実施例の変形例である。図１２のカラーフィルタ基板１２上の構成は図１１と同じである。図１２では、メッキ層による電極１４の端部に設置した導電性テープ１５をＴＦ基板の表面に沿わせずに、カラーフィルタ基板１２および、ＴＦＴ基板１１の側面を沿わせて液晶表示パネルの背面側に設置される図示しないヒータ用電源と接続する。本実施例では、ＴＦＴ基板１１上に導電膜１６および、導電性テープ１５を設置する必要がないために、データ信号駆動回路あるいは、走査信号駆動回路等のためのスペースを十分に確保できる点である。図１３は第３の実施例のさらに別な変形例である。導電性テープ１５を引き出す辺が異なる他は図１２の場合と同様である。液晶表示装置によって、メッキ層による電極１４の配置、あるいは、ＩＴＯ膜１３の抵抗等の構造上の要請によって図１２と図１３を使い分ければよい。

図１１から図１３では、メッキ層の端部と導電性テープ１５を接続している。しかし、実施例３ではこの構成に限らず、実施例２で説明したように、電極１４としてのメッキ層全体を覆うように導電性テープ１５を設置しても良い。この場合は電流容量をさらに上げることが出来る。さらに、実施例２の他の例で説明したように、メッキ層による電極１４を形成せずに、導電性テープ１５を直接電極として使用することも出来る。この場合はメッキによる電極形成のコストを省略することが出来る。

実施例１から３では、ＩＴＯ膜１３に電流を供給する導電体として導電性テープ１５を使用している。導電性テープ１５は作業性およびスペースファクタとしては優れた特性を持っているが、導体と接着するために、導電性粘着材を用いている。導電性粘着材はアクリル等の粘着材に導電性のＮｉ、銅等の微粒子を分散させたものであり、一定の抵抗を持っている。この粘着層１５２は厚さは３０μｍ程度であるので、大きな電気抵抗とはならない。しかし、ＩＴＯに流す電流を大きくした場合はこのような小さな抵抗でも問題となる場合がありうる。

第４の実施例は導電性テープ１５を使用せず、金属を導体とするフラットケーブル１８を使用し、ＩＴＯの電極１４であるメッキ層と半田１９によって接続するものである。図１４に第４の実施例の平面図を示す。図１４において、対抗基板上の構造は実施例１から実施例３の場合の構成と同様である。すなわち、カラーフィルタ基板１２上にＩＴＯ膜１３が形成され、ＩＴＯ膜１３の端部にメッキによる電極１４が形成されている。そして、メッキ電極１４の端部に半田１９を介してフラットケーブル１８が取り付けられる。

図１５は図１４のＡ−Ａ断面図である。図１５において、半田１９はフラットケーブル１８の必要な部分に予めコーティングされている。カラーフィルタ基板１２においては、フラットケーブル１８の半田１９はメッキ膜にリフローによって接続する。ＴＦＴ基板１１上には予め半田可能な材料による配線を形成し、フラットケーブル１８の半田１９をこの配線にリフローによって接続する。なお、図１５はフラットケーブル１８をＴＦＴ基板１１に沿わせるために半田１９を形成しているが、このＴＦＴ基板１１側の半田接続は必ずしも必要ではない。

図１６は本実施例の変形例である。図１６は図１４のＡ−Ａ断面に対応する断面図である。図１６においては、フラットケーブル１８はカラーフィルタ基板１２とＴＦＴ基板１１の間の導通をとるために使用されている。フラットケーブル１８はＴＦＴ基板１１上において、ＴＦＴ基板１１に形成された半田接続可能な導電膜１６と接続している。そして、ＴＦＴ基板１１に形成された導電膜１６を通してＩＴＯ膜１３に電流を供給する。

図１７は第４の実施例のさらに他の変形例である。フラットケーブル１８はカラーフィルタ基板１２に形成されたメッキ膜と半田１９に接続し、ＴＦＴ基板１１には接続しない。フラットケーブル１８はカラーフィルタ基板１２でメッキ膜と接続したあと、液晶表示パネルの背面側に折り曲げられる。図１７の例では、ＴＦＴ基板１１上にＩＴＯ膜１３へ電流を流すための幅の広い配線は必要ないために、走査信号駆動回路、データ信号駆動回路等のためのスペース確保が容易である。
図１８は第４の実施例のさらに他の変形例である。図１８ではメッキ電極１４の向きが図１７と直角方向である点を除いては図１７の例と同様である。また、図１８の効果も図１７と同様である。図１７と図１８とでは同じＩＴＯ膜１３を使用しても電極間の抵抗が異なる。図１７の構成を使用するか図１８の構成を使用するかは、表示装置の構造によって決定すればよい。

半田１９の形成方法として、あらかじめフラットケーブル１８に半田１９を形成しておく手段の他に、カラーフィルタ基板１２側に半田１９を形成しておく方法もある。すなわち、カラーフィルタ基板１２にＩＴＯ膜１３を形成したあと、メッキによる電極１４を形成する。その後、半田が溶融した半田槽にカラーフィルタ基板１２の端部を浸漬する。そうするとメッキのほどこされた部分のみに半田１９が付着する。そうするとメッキ電極１４の全体が半田１９によって覆われる。この場合、メッキ電極１４に加えて、半田１９もＩＴＯに電流を流すための電極１４として作用させることが出来るので、ＩＴＯ膜１３を流れる電流をより均一にすることが出来る。そして、フラットケーブル１８はメッキ電極１４全体を覆った半田層１９の一部と接続すれよい。

図１９は本発明の第５の実施例の斜視図であり、図２０は図１９のＡ−Ａ断面図である。図１９において、対抗基板１２の表面にはヒータとして使用するＩＴＯ膜１３が形成されていることは実施例１から実施例４と同様である。本実施例においては、外部から電流を供給する引き出し部材としてヒータ用フレキシブル配線基板２７を使用していることである。本実施例でのフレキシブル配線基板２７はデータ信号あるいは走査信号等を供給するために、ＴＦＴ基板に取り付けられているフレキシブル配線基板１７とは異なり、ＩＴＯ膜１３に流すヒータ電流を供給するための幅の広い配線が形成されているだけであり、単純な構成となっている。また、フレキシブル配線基板２７に形成された配線は厚さ３０μｍ程度の銅で形成されるので配線抵抗は十分に小さくすることが出来る。従ってＩＴＯ膜１３をヒータとして使用するために必要な電流は問題無く供給することが出来る。

ヒータ用フレキシブル配線基板２７は異方導電性導電膜（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）２８を介してＩＴＯ膜１３に直接取り付けられている。図２０に示す断面図はこの様子を示している。異方導電性導電膜２８および、ヒータ用フレキシブル配線基板２７はカラーフィルタ基板の１辺全体にわたって形成されている。ＩＴＯ膜に均一に電流を流すためである。ヒータ用フレキシブル配線基板２７は異方導電性導電膜２８とともに、熱圧着によってＩＴＯ膜に取り付けられる。異方導電性導電膜２８は一般にフレキシブル配線基板をガラス基板に形成されたＩＴＯによって形成された端子との接続のために広く用いられているものであり、信頼性は高い。本実施例におけるヒータ用フレキシブル配線基板２７は液晶表示パネルをフレーム内に組み込む場合は液晶表示パネルの背面側に曲げられる。

本実施例の特徴は異方導電膜２８およびヒータ用フレキシブル配線基板２８をカラーフィルタ基板の１辺全体に形成することによって電極のためのメッキ１４を省略できる点である。メッキ工程を省略できる分、カラーフィルタ基板１２の製作コストを削減することが出来る。図１９はカラーフィルタ基板１２の水平方向の２辺にヒータ用フレキシブル配線基板２７および異方導電膜２８を形成したが、液晶表示装置の構成によっては、垂直方向の２辺にヒータ用フレキシブル配線基板２７および異方導電膜２８を形成してもよいことは言うまでもない。

通常の液晶表示パネルでは、ＴＦＴ基板１１に形成された画素電極１１４とカラーフィルタ基板１２に形成された共通電極との間に画像信号に応じた電圧を印加することによってバックライトからの光の透過を画素毎に制御することによって画像を形成する。しかし、このような通常の液晶表示装置では視野角が十分でない場合が生ずる。視野角が十分でない場合とは画面を斜め方向からみた場合に、画像の色が変わったり、コントラストが低下したりする現象である。

横電界方式の液晶表示装置（以後ＩＰＳ；Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）は液晶分子をガラス基板と平行な方向に回転させることによって画素毎にバックライトからの透過光を制御して画像を形成するものであり、優れた視野角特性を示す。図２１はＩＰＳ方式の液晶表示パネルにおける１つの画素部の断面模式図である。

図２１において、ＴＦＴ基板１１の内側には対向電極１１１が形成されている。この対向電極１１１は透明電極で形成され、一般にはＩＴＯ膜が用いられる。対抗電極の上には図示しない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のためのゲート絶縁膜１１２が形成され、ゲート絶縁膜１１２の上には層間絶縁膜１１３が形成されている。ゲート絶縁膜１１２、層間絶縁膜１１３とも一般にはＳｉＮ膜で形成されている。層間絶縁膜１１３の上には櫛歯状の画素電極１１４が形成されている。画素電極１１４を覆って液晶分子１１６１を配向するための配向膜１１５が形成されている。

ＴＦＴ基板１１とカラーフィルタ基板１２との間には液晶層１１６が挟持されている。カラーフィルタ基板１２にはカラー画像を形成するためのカラーフィルタ１２２が形成されている。カラーフィルタ１２２とカラーフィルタ１２２の間にはブラックマトリクス１２３が形成され、画像のコントラストを向上させる。カラーフィルタ１２２およびブラックマトリクス１２３の上には平坦化のための、オーバーコート膜１２１が樹脂によって形成されている。オーバーコート膜１２１の上、すなわち、配向膜１１５と接する部分には配向膜１１５が形成されている。

図２１において、対向電極１１１には一定電圧が印加され、画素電極１１４にはデータ信号に応じた電圧が印加される。そうすると画素電極１１４と対向電極１１の間には図２１の電気力線で示すような電界が発生し、液晶分子１１６１に対して横方向の電界が作用して液晶分子１１６１を回転させ、配向膜１１５におけるバックライトからの光の透過を制御する。画素毎にバックライトからの光の透過率を制御することによって画像を形成する。

図２１に示すように、配向膜１１５にデータ信号による電界を作用させるためにはカラーフィルタ基板１２の電極は必要とせず、ＴＦＴ基板１１に形成された電極のみでよい。しかしながら、このままの構成ではカラーフィルタ基板１２方向からの電気的なノイズに対して弱い。これを対策するために、カラーフィルタ基板１２の外側に一般にはＩＴＯからなる透明電極を形成し、この透明電極を接地することによって液晶表示パネル内部をノイズから遮断している。このような構成については、特許文献３に記載されている。そして、ＴＦＴ基板１１の下側には下偏光板２３が貼り付けられ、ＴＦＴ基板１１の透明電極の上には上偏光板２２が貼り付けられている。

ＩＰＳ方式の液晶表示装置に本発明を適用する場合は、以上のような、静電シールド用の透明電極を液晶表示パネルを加熱するためのヒータとして使用することが出来る。本発明を適用するためには、カラーフィルタ基板１２の外側の透明電極に均一に電流を流すための電極１４が必要である。電極１４の形成は実施例１から５で説明した内容をそのまま適用することが出来る。本発明では、カラーフィルタ基板１２上の透明電極をヒータとして使用するために、透明電極の抵抗、膜厚等は本発明のヒータに見合うような仕様に設定する必要があることは言うまでもない。

以上のように、ＩＰＳ方式の液晶表示装置においては、液晶表示パネル製作に大きな変更をともなうことなく本発明を実施することが出来る。

実施例１の斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 メッキ後のカラーフィルタ基板の平面図である。 電極をメッキで形成する工程を示す図である。 液晶表示パネルが上フレームに収容された状態を示す断面図である。 実施例１の変形例である。 実施例１の他の変形例である。 実施例２の斜視図である。 実施例２のＡ−Ａ断面図である。 実施例２の他の態様を示す断面図である。 実施例３の斜視図である。 実施例３の変形例である。 実施例３の他の変形例である。 実施例４の斜視図である。 図１４のＡ−Ａ断面図である。 実施例４の変形例である。 実施例４の他の変形例である。 実施例４のさらに他の変形例である。 実施例５の斜視図である。 実施例５のＡ−Ａ断面図である。 ＩＰＳ方式液晶表示パネルの断面図である。

符号の説明

１１…ＴＦＴ基板、 １２…カラーフィルタ基板、 １３…透明導電膜、 １４…電極、 １５…導電性テープ、 １６…導電膜、 １７…フレキシブル配線基板、 １８…フラットケーブル、 １９…半田層、 ２０…絶縁性保護カバー、 ２１…上フレーム、 ２２…上偏光板、 ２３…下偏光板、 ２４…バックライト、 ２５…遮光層、 ２６…保持部材、 ２７…ヒータ用フレキシブル配線基板、 ２８…異方導電性導電膜、 １１１…対向電極、 １１２…ゲート絶縁膜、 １１３…層間絶縁膜、 １１４…画素電極、 １１５…配向膜、 １１６…液晶層、 １２１…オーバーコート膜対向電極、 １２２…カラーフィルタ、 １２３…ブラックマトリクス、 ２００…マスク、１１６１…液晶分子

Claims (6)

1. 画素電極およびＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と前記ＴＦＴ基板との間に液晶が挟持された液晶表示パネルを有する液晶表示装置であって、
   前記カラーフィルタ基板の表面には透明導電膜が形成され、前記カラーフィルタ基板の１辺および、前記１辺と対向する他の辺には透明導電膜に電流を流すことによって前記カラーフィルタ基板を加熱するための電極が形成され、
   前記電極のシート抵抗は前記透明導電膜の１/１０００以下であり、
   前記電極の各々には、外部から電流を供給するための引き出し部材が形成されており、
   前記引き出し部材は、前記電極と接触する導電性テープ、または、前記電極と半田を介して接続したフラットケーブルであり、
   前記引き出し部材は、前記ＴＦＴ基板の表面に延在しており、
   前記透明導電膜はＩＴＯであり、
   前記液晶表示パネルは、ＩＰＳ方式の液晶表示パネルであり、
   前記引き出し部材は、前記ＴＦＴ基板の導電膜と接続し、前記ＴＦＴ基板に接続したフレキシブル配線基板と接続していることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記導電性テープは前記電極の全面を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記電極はメッキによって形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶表示パネルは金属製の上フレーム内に収容され、
   前記上フレームと前記電極または前記引き出し部材の間には絶縁性部材が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記絶縁性部材は有機樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記絶縁性部材は絶縁性シートであることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。

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