(57)【要約】【課題】  低温環境下における液晶表示素子１０の応答速度を効率よく高めることができる。【解決手段】  本発明にかかる液晶表示装置１は、液晶表示素子１０と、液晶表示素子１０の背面に前面を対向させて設けられた面状のヒータ２０とを備えている。また、遠赤外線放射物質層２３が面状のヒータ２０の前面上に形成されている。なお、遠赤外線放射物質層２３は、セラミックスを塗布して形成される。更に、ヒータ２０の背面側に設けられ、液晶表示素子１０の背面側へ向けて面状光を照射するバックライト３０を更に備えてもよく、この場合はヒータ２０および遠赤外線放射物質層２３は、透光性を有する材料を用いる。【選択図】          図１
2007065310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示素子と、
上記液晶表示素子の背面に前面を対向させて設けられた面状のヒータとを備え、
遠赤外線放射物質層が上記ヒータの前面上または背面上に形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
上記ヒータは、前面が上記液晶表示素子の背面に対して対向されて設けられた基板と、上記基板の前面上または背面上の略全面に形成された電極とを有し、
上記遠赤外線放射物質層は上記電極上に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
上記ヒータは、上記電極が形成された面を、上記液晶表示素子の背面に対向させて設けられたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
上記遠赤外線放射物質層は、セラミックスを塗布して形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
上記ヒータの背面側に設けられ、液晶表示素子の背面側へ向けて面状光を照射する面状光源体を更に備え、
上記ヒータおよび上記遠赤外線放射物質層は、透光性を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に関し、特に、液晶表示素子の背面側に面状のヒータを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子を用いる表示装置は、携帯電話機やテレビジョンやコンピュータやカーナビゲーション用パネルや自動車のメータパネルなどで広く利用されている。
液晶表示素子は、対向して配置された基板間で液晶を挟持して構成されている。そして、両基板間に挟持されている液晶に電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させることにより、対向して配置された基板間の光の透過が制御される。
【０００３】
ところで、液晶表示素子は、一般的に低温下において、電圧印加してから液晶分子の配列を変化させるのに必要な応答時間が著しく遅くなる性質を有する。
このため、低温下で使用される自動車のメータパネルやカーナビゲーション用パネルなどでは、液晶表示素子の低温下での応答特性を向上させるために、液晶表示素子に向けて、熱を放射するヒータが使用される場合もある。
ヒータを使用した液晶表示装置として、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。
【特許文献１】特開２００３−２９２８８号公報（特に、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自動車のメータパネルやカーナビゲーション用パネルに特許文献１の技術を適用しても、たとえば−３０℃〜０℃の低温下においては、液晶表示素子の応答速度を十分に得るまでにしばらく時間がかかっていた。このため、自動車のエンジンをかけた直後では、例えばエンジンの回転数や自動車後方に配置されたカメラの撮像情報などの運転に必要な情報について、正確な情報が液晶表示素子に表示されないため、迅速に自動車を発進させることができなかった。
【０００５】
ここで、液晶表示素子の応答速度を高めるために、ヒータに印加する電圧を高くして、ヒータ熱を上昇させる手段も考えられるが、単純にヒータへの印加電圧を上昇させても、液晶表示素子に熱がこもってしまい、液晶表示素子が変形してしまったりすることもあった。
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、低温環境下における液晶表示素子の応答速度を効率よく高めることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示素子と、液晶表示素子の背面に前面を対向させて設けられた面状のヒータとを備え、遠赤外線放射物質層がヒータの前面上または背面上に形成されたことを特徴とするものである。
このような構成にしたことにより、遠赤外線放射物質層がヒータの熱を、通常の熱放射に加えて、遠赤外線放射物質層を介して電磁波として輻射するので、ヒータ熱を高くするまでもなく、液晶表示素子を迅速に温めることができ、低温環境下における液晶表示素子の応答速度を効率よく高めることができる。
【０００７】
また、好ましくは、ヒータは、前面が液晶表示素子の背面に対して対向されて設けられた基板と、基板の前面上または背面上の略全面に形成された電極とを有し、遠赤外線放射物質層は電極上に形成されている。また、ヒータは、電極が形成された面を、液晶表示素子の背面に対向させて設けられている。
これにより、ヒータの電極が発する熱を、電極から遠赤外線放射物質層へ直接伝熱することができ、効率よく遠赤外線放射物質層を介して輻射することができる。この結果、液晶表示素子を迅速に温めることができ、低温環境下における液晶表示素子の応答速度を更に効率よく高めることができる。
【０００８】
また、上記遠赤外線放射物質層は、セラミックスを塗布して形成される。これにより、簡単に遠赤外線放射物質層を形成することができる。
【０００９】
また、ヒータの背面側に設けられ、液晶表示素子の背面側へ向けて面状光を照射する面状光源体を更に備え、ヒータおよび遠赤外線放射物質層は、透光性を有することを特徴とするである。
このように、ヒータおよび遠赤外線放射物質層が透光性を有することで、面状光源体の面状光を液晶表示素子へ効率よく照射させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、低温環境下における液晶表示素子の応答速度を効率よく高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であって、図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ切断線における断面図である。
図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、液晶表示装置１は液晶表示素子１０、ヒータ２０および面状発光体としてのバックライト３０を備えている。なお、バックライト３０を含まずに、液晶表示素子１０とヒータ２０により、液晶表示装置を構成することもできる。
【００１２】
まず、液晶表示素子１０の構成について、図に基づいて説明する。
図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、液晶表示素子１０は矩形状に形成された第一の透明基板１１および第二の透明基板１２を互いに対向させて構成されている。第一の透明基板１１の内面には、複数の透明電極（不図示）がストライプ状に形成されている。また、第二の透明基板１２の内面には、複数の透明電極（不図示）が、第一の透明基板１１の内面に形成された複数の透明電極に対して直交するように、ストライプ状に形成されている。
【００１３】
また、第一および第二の透明基板１１、１２の間は、第一の透明基板１１の周縁に沿って設けられたシール材（不図示）により接合されており、液晶注入口（不図示）から液晶が注入された後、液晶注入口が封止材（不図示）により封止されている。
【００１４】
また、第一および第二の透明基板１１、１２の内面に形成された複数の透明電極（不図示）上には、配向膜（不図示）が積層されている。
第一および第二の透明基板の内面に形成された両電極の間に電圧を印加することにより、両電極間の液晶分子の配列を変更して、第一および第二の透明基板１１、１２の間における光の透過を制御する。
【００１５】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、第一および第二の透明基板１１、１２は、例えば光透過性のガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂等により矩形状に形成されている。第一および第二の透明基板の各内面に形成された複数の透明電極は、例えばフォトリソグラフィ法を用いてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）により形成されている。
【００１６】
図１（ａ）に示されるように、液晶表示素子１０の一辺側では、第二の透明基板１２の端部が第一の透明基板１１の端部よりも延出されている。この第二の透明基板の延出部１２ａ上には、駆動回路１４がＣＯＧ（Chip On Glass）実装され、更に複数の電極端子１３が配列されて形成されている。この電極端子１３には、フレキシブルプリント基板（不図示）が例えば熱圧着により接続される。
【００１７】
次に、ヒータ２０の構成について、図に基づいて説明する。
図１（ｂ）に示されるように、ヒータ２０は面状に形成され、液晶表示素子１０の背面に前面を対向させて設けられている。図１（ｂ）に示されるように、ヒータ２０の前面と液晶表示素子１０の背面との間には、一定の隙間ｄ（例えば１００μｍ）が設けられている。なお、一定の隙間ｄが微小であった場合には、空気中の水蒸気が隙間ｄに溜まってしまい、水玉が出来てしまうという問題が生じることがある。
【００１８】
また、隙間ｄを設けずに、液晶表示素子１０の背面とヒータ２０の前面を密着させることも考えられるが、急激な温度差に対応し得る特殊な接着剤が必要であること、リペアが非常に難しいこと、液晶表示素子１０の背面とヒータ２０の前面との間に異物が混入した場合など歩留まりが低下してしまうことなどが懸念され、液晶表示装置１の製造工程の増加やコストアップに繋がってしまう問題がある。このため、およそ１００μｍ程度の隙間ｄを設けている。
【００１９】
また、図１（ｂ）に示されるように、ヒータ２０は、ガラスなどにより形成された矩形状の透明基板２１と、透明基板２１の前面上の略全面に例えばフォトリソグラフィ法を用いてＩＴＯにより形成された透明電極２２とを有している。ここで、透明基板２１および透明電極２２には透光性を有するものであるが、ヒータ２０の背面側にバックライト３０を設けないような場合には、特に透光性を有する部材にする必要はない。
透明電極２２は、透明基板２１の一辺とその対辺において、それぞれ電圧入力用端子（不図示）を有する。そして、この両端子間に電圧を印加することにより、透明基板２１の全面に形成された透明電極２２に電流が流れ、透明電極２２から熱が発せられる。
【００２０】
また、図１（ｂ）に示されるように、遠赤外線放射物質層２３が、ヒータ２０の透明電極２２上に密着して積層されている。
遠赤外線放射物質層２３の主材料には、セラミックスが用いられている。遠赤外線放射物質層２３は、例えば、セラミックスが主成分として含まれる塗料を、ヒータ２０の透明電極２２上に刷毛などにより塗布することにより構成される。これにより、簡単に遠赤外線放射物質層２３を形成することができる。なお、セラミックスが含まれる塗料としては、例えば、セラミックスを希釈材やエポキシ樹脂などに添加したものがある。なお、エポキシ樹脂は耐熱性に優れているため、このような用途に適している。
【００２１】
ここで、遠赤外線とは赤外線のうち、波長がおよそ２０μｍ〜１００μｍの電磁波をいう。また、遠赤外線放射物質としてのセラミックスは、例えば、酸化ケイ酸、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウムなどの酸化金属類の集合物質でより構成されており、これらそれぞれの物質からの電位差が生じ誘電して、電磁波動遠赤外線を輻射する。なお、触媒として、例えば、プラチナやトルマリンや銀などが用いられている場合もある。
【００２２】
このように、遠赤外線放射物質層２３をヒータ２０の前面に形成したことにより、ヒータ２０が発する熱が、通常の熱放射に加えて、遠赤外線放射物質層２３を介して電磁波として輻射されるので、液晶表示素子１０を迅速に温めることができ、低温環境下における液晶表示素子１０の応答速度を効率よく高めることができる。また、ヒータ２０が発する熱は、遠赤外線放射物質層２３を介して電磁波として輻射されるので、ヒータ２０の表面温度が著しく高くなることもない。また、ヒータ２０に印加する電圧を大きくするなどによりヒータ熱を高くするまでもなく、液晶表示素子１０を効率よく温めることができ、低温環境下における液晶表示素子１０の応答速度を効率よく高めることができる。
【００２３】
また、ヒータ２０を、前面が液晶表示素子１０の背面に対して対向されて設けられた透明基板２１と、透明基板２１の前面上の略全面に形成された透明電極２２とにより構成し、遠赤外線放射物質層２３を透明電極２２上に形成したので、ヒータ２０の透明電極２２が発する熱を、透明電極２２から遠赤外線放射物質層２３へ直接伝熱することができ、効率よく遠赤外線放射物質層２３を介して輻射することができる。この結果、液晶表示素子１０を迅速に温めることができ、低温環境下における液晶表示素子１０の応答速度を更に効率よく高めることができる。
【００２４】
また、ヒータ２０の透明電極２２が形成された面を、液晶表示素子１０の背面に対向させて設けたことにより、ヒータ２０の透明電極２２が発する熱を、ヒータ２０の透明基板２１を介することなく、直接液晶表示素子１０へ向けて、熱放射および電磁波による輻射をすることができる。この結果、液晶表示素子１０を迅速に温めることができ、低温環境下における液晶表示素子１０の応答速度を更に効率よく高めることができる。
【００２５】
次に、バックライト３０の構成について、図に基づいて説明する。
図１（ｂ）に示されるように、面状光源体としてのバックライト３０は、ヒータ２０の背面側に設けられている。バックライト３０は、導光板３１と、導光板３１の前面に積層されたプリズムシート（不図示）および拡散シート（不図示）と、導光板３１の背面に設けられた反射シート（不図示）と、導光板３１の側部に配置された発光ダイオード（LED：Light Emitting Diodes）などの光源３１とを備えている。
【００２６】
ここで、反射シート（不図示）は光源３２の光を液晶表示素子１０側へ向けて反射する。導光板３１は液晶表示素子１０の表示領域全面に対して均一に光が入射するように、光源３２の光を導く。プリズムシート（不図示）は導光板３２から入射された光源３１の光を液晶表示素子１０の方向へ向けて集光する。拡散シート（不図示）はプリズムシートから入射された光源３２の光を拡散し、液晶表示素子１０の表示領域の明るさを均一にする。
【００２７】
ヒータ２０の背面側にバックライト３０を設ける場合には、遠赤外線放射物質層２３は、透光性を有するものを用いる。なお、透明基板２１および透明電極２２は、もともと透明材料で形成されているため、透光性を有している。このように、ヒータ２０および遠赤外線放射物質層２３に透光性をもたせることで、面状発光体としてのバックライト３０の面状光を液晶表示素子１０へ効率よく照射させることができる。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置１の液晶表示素子１０の温度とヒータ２０への電圧印加時間との関係を、従来のものと比較してみる。
図２は本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の液晶表示素子の温度とヒータへの電圧印加時間との関係を、従来のものと比較して示す図である。
まず、試験サンプルについて説明する。
【００２９】
本発明実施品および従来品では、共に６０ｍｍ×８０ｍｍの矩形状の液晶表示素子１０と、６０ｍｍ×８０ｍｍの矩形状のヒータ２０を用いた。
本発明実施品では、ヒータ２０の前面上に遠赤外線放射層２３が形成されている点で、ヒータ２０の前面上に遠赤外線放射層２３が形成されていない従来品と相違する。また、図１（ｂ）に示されるように、液晶表示素子１０とヒータ２０の透明基板２１との間に、ヒータ２０の透明電極２２および遠赤外線放射層２３が、配置されるようにした。また、液晶表示素子１０の背面とヒータ２０との間の隙間ｄは１００μｍとした。
【００３０】
遠赤外線放射層２３には、沖電線株式会社製放熱シート「まず貼る一番」（登録商標）のソフトタイプを使用した。沖電線株式会社製放熱シート「まず貼る一番」ソフトタイプは、１００℃時における表面の熱放射率が０．９６であるという特徴を有する。
なお、本発明実施品のヒータ２０の表面温度と、従来品のヒータ２０の表面温度とが、同一となるようにして試験を行った。
【００３１】
試験結果について、図３に示されるように、本発明実施品および従来品は、ともヒータ２０への電圧印加時間に応じて液晶表示素子１０の表面温度が上昇しているが、遠赤外線放射層２３が形成されている本発明実施品の方が従来品と比較して、液晶表示素子１０の表面温度の上昇速度が早いのがわかる。すなわち、例えば、液晶表示素子の表面温度を−３０℃から−１０℃まで上昇させるのに必要な電圧印加時間は、従来品では約４００秒（ｓｅｃ）であったのに対し、本発明実施品では従来品の約半分の約２００秒（ｓｅｃ）であった。
【００３２】
このように、遠赤外線放射物質層２３をヒータ２０の前面上に形成したことにより、遠赤外線放射物質層２３がヒータ２０の熱を、通常の熱放射に加えて、遠赤外線放射物質層２３を介して電磁波として輻射するので、ヒータ２０の熱を高くするまでもなく、液晶表示素子１０の温度を迅速に高くすることができ、低温環境下における液晶表示素子１０の応答速度を効率よく高めることができる。
【００３３】
次に、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例について、図に基づいて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例の構成を示す断面図であって、図１（ａ）のＡ―Ａ切断線に対応する断面図である。
上記実施の態様の説明では、ヒータ２０の透明電極２２および遠赤外線放射層２３が、液晶表示素子１０の背面と対向する面上に配置されているのに対し、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例では、図３に示されるように、ヒータ２０の透明電極２２および遠赤外線放射層２３が、液晶表示素子１０の背面と対向する面と反対側の面に配置されている点で相違する。
【００３４】
このように液晶表示装置を構成した場合であっても、ヒータ２０の透明電極２２が発する熱を、透明電極２２から遠赤外線放射物質層２３へ直接伝熱することができ、効率よく遠赤外線放射物質層２３を介して輻射することができる。この結果、液晶表示素子１０を迅速に温めることができ、低温環境下における液晶表示素子１０の応答速度を効率よく高めることができる。
【００３５】
以上の説明は、本発明を実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、以上の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において、容易に変更、追加、変換することが可能である。
上記実施の形態の説明ではパッシブ型の液晶表示装置を用いて例示したが、これに限らず、本実施の形態に係る発明を、アクティブ型の液晶表示装置等の他の種類の液晶表示装置にも採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す模式図であって、図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ切断線における断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の液晶表示素子の温度とヒータへの電圧印加時間との関係を従来のものと比較して示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の変形例の構成を示す断面図であって、図１（ａ）のＡ―Ａ切断線に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  液晶表示装置、  １０  液晶表示素子、  １１  第一の透明基板、  １２  第二の透明基板、  １３  電極端子、  １４  駆動回路、  ２０  ヒータ、    ２１  透明基板、  ２２  透明電極、  ２３  遠赤外線放射層、  ３０  バックライト、  ３１  導光板、  ３２  光源
【図１】
2007065310.tif 000003
【図２】
2007065310.tif 000004
【図３】
2007065310.tif 000005