专利名称：液晶显示器嵌入式薄膜加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于液晶显示器的加热装置，它不仅具有一般液晶显示器(LCD)中氧化铟锡(ITO)膜加热器的全部功能，而且具有结构简洁、组装方便、可靠性好、成本低廉、适合于大规模生产等一系列显著特点，因此，这种薄膜加热装置将在需要低温工作环境的液晶显示器中得到广泛应用。
其中k11、k22、k33受温度的影响，其值会发生变化，造成Vth的漂移。一般TN模式的TFT-LCD的Vth值是2-3V(室温)，若工作点取在+40℃和-20℃两点，两者的差值就很显著了。
第二，液晶显示是基于液晶(LC)分子状态的改变，因而是一种分子过程，其响应速度要比原子过程、电子过程慢得多，无论是上升还是下降过程，都是一个由动力克服阻力而使液晶分子状态发生变化的过程，即使在室温时也是如此。随着环境温度下降，LC的粘度加大，使得LC分子状态改变的阻力也随之加大，响应速度就变得更慢。其上升时间τr及弛豫时间τd可以表示为τr＝ηid2[ε0ΔεV2-Kiiπ2]-1τd＝ηid2[Kiiπ2]-1式中，τr-为显示器的上升时间；τd-为显示器的弛豫时间；ηi-液晶材料的各向异性粘滞系数；d-显示器中液晶层的厚度；Kii-LC材料的形变弹性常数。
其中，ηi是温度的函数，随着温度的下降，ηi上升，τr，τd变长，对彩色图象显示的TFT-LCD来说，当Tr大于80ms时，图象就会产生拖影，当-2℃左右时，图象的响应速度就跟不上了。所以，常规的LCD若要在低温下正常工作，就必须采用加热器。
目前，公知的对LCD进行加热的方法，是在一片厚度为0.5-3.0毫米的高强度特种玻璃基片上，用真空蒸发或是磁控溅射的方法，生长上一层半导体薄膜-ITO膜，经专门工艺处理后，该层薄膜就变得清澈透明并具有一定的导电性，其面积电阻可控制在50～350Ω/□之间，利用其导电性，就可以做成LCD内部的加热器。
液晶显示器模块内部的结构具有一定的复杂性，它是由多个基本部分组成的，是一种非常精密、紧凑的结构，其中LCD屏组件、背光源、驱动及控制电路这三部分的集合称为LCD模块组件。对LCD模块组件来说，其内部是由LCD显示屏、透射式偏振器、柔性导电引出带、背光源(光纤导光板、冷阴极灯)、高密度多路驱动集成电路(COG)等精密部件组成，再次拆卸及组装极易损坏这些精密部件及光学元件。若要在其内部装入上面提到的厚度超过0.5mm的玻璃基板ITO加热器，就必须解决许多结构上的复杂问题，并且有可能破坏原有的光学通路，损失亮度及器件的密封性，甚至稍强一些的振动和冲击都会造成ITO玻璃加热基片的破碎，所以，必须重新进行模块的结构设计和新的零件制造才能装入ITO膜加热器。这是一项细致、复杂及工艺要求很高的工作，费用高、成品率低，而且产品的可靠性也不高，所以，现有的这种LCD加热技术，在实际应用中就受到很大限制。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到一种液晶显示器嵌入式薄膜加热装置，其特征是由丝状金属电极2夹持在上、下基板4、1之间，在上、下基板4、1之间充填有透明光学胶3构成的薄膜加热器10，均光扩散膜5放置在薄膜加热器10的前端。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到上、下基板4、1、透明光学胶3、均光扩散膜5为厚度小于0.2mm的薄膜；上、下基板4、1均光扩散膜5对可见光是透明的；薄膜加热器10嵌装在液晶显示器中的LCD屏8与CCFL导光板12之间。
薄膜加热器10嵌装在薄层导光板17的背部；薄膜加热器10背对LCD屏8的部分，配置有红外反射膜层14及绝热保温膜层15。
本实用新型的结构主要由以下7部分组成1.下基板1和上基板4厚度不超过0.1mm，光透过率大于92％，工作温度不低于150℃的无机或有机薄膜。其功能为电极结构支撑及均匀导热、散热。
2.透明光学胶3透光率大于98％，工作温度不低于180℃，厚度不超过0.1mm。用于固化丝状金属电极2和对接上、下基板4、1。
3.均光扩散膜5
一种LCD专用的光学膜，对某种特定波长的光具有增透、扩散和均光的作用，膜层厚度不超过0.1mm，工作温度不得低于150℃，根据不同种类LCD的具体情况，可采用单层、双层或多层结构。
4.金属电极采用丝状金属电极2，制做工艺上可采用印刷法、光刻法(金属电极光蚀法)及线圈绕制法等工艺方法制做，或淀积在下基板1的薄膜上，丝状金属电极2线径的大小应由LCD模块所需的加热功率大小和电极金属材料的电阻率来确定。线径粗，在一定电压下加热功率就容易做得大，而且薄膜加热器10的制做工艺也相应简单些，缺点是对均光扩散膜5的要求更高，容易降低光透过率，一般应选择在10到60微米之间为佳。合金丝电极6的引出，应采用点焊的方法。
5.红外反射膜层14采用对红外线反射率很高的光亮镜面铝箔薄膜19，在铝箔薄膜19的两面敷以有机薄膜做为保护层，防止长期高温使用后膜层氧化。
6.绝热保温膜层15选用导热系数低的薄膜材料20做为绝热保温膜层15。陶瓷基板、石英玻璃基片、云母片、尼龙膜、空气等都在可考虑的范围。绝热保温膜层15厚度最好控制在0.5-1mm以内，切忌太厚。
红外反射膜层14和绝热保温膜层15可分别制做，也可做在一起成为一体化结构，其具体制做结构分别见图7、图8和图9。
7.温度传感器16采用片状微型有源集成传感器，它具有可靠性高、温控精度高(温控误差不大于±0.5℃)、可任意设置温度控制点及可编程控制的优点。也可采用其它类型的传感器。当采用长线传输传感量时，应采取屏蔽措施，防止电磁干扰(EMI)引起温度控制器产生误动作。
本实用新型相比现有技术具有如下优点1、加热均匀性好、可靠性高、寿命长。
2、组装方便、适合批量生产。
3、制做工艺简单、成本低廉。
4、可任意调整加热功率，不受用户电源电压限制。
5、适用于任意尺寸、任意型号及规格的各类需低温工作的液晶显示器，突破了现有技术在应用中受到的各种限制，大大增加了应用的灵活性。
图2是本实用新型透明薄膜加热器结构示意A-A剖视图。
图3是本实用新型前置嵌入式组装结构示意图。
图4是图3的另一种组装方式。
图5是本实用新型后置嵌入式组装结构示意图。
图6是本实用新型在反射式LCD中的组装结构示意图。
图7是本实用新型中的红外反射膜层结构示意图。
图8是本实用新型中的绝热保温膜层结构示意图。
图9是本实用新型中的红外反射膜层和绝热保温膜层的一体化结构示意图。
如图2所示，上基板4、下基板1、丝状金属电极2、透明光学胶3和合金丝电极6就构成了薄膜加热器10。在上、下基板4、1之间，充填有透明光学胶3，用于固化丝状金属电极2和对接上、下基板4、1。均光扩散膜5放置在薄膜加热器10的前端，用于消除丝状金属电极2产生的阴影效应，根据不同种类LCD的具体情况，可采用单层、双层或多层结构。
如图3所示，这是本实用新型的典型组装结构，薄膜加热器10嵌装在LCD屏8；LCD检偏器7，LCD起偏器9和CCFL导光板12及LCD多层光学扩散膜11之间，此种结构的加热效率为最高。在CCFL反光板13的背部，应配装有红外反射膜层14，用于反射薄膜加热器10产生的热量，节省能量。
如图4所示，这是图3的另一种组装方式。
如图5所示，这是本实用新型后置嵌入式组装结构方式，它与图3、图4的不同之处在于薄膜加热器10的位置不在LCD屏8与CCFL导光板12之间，而是在薄层导光板17的后部。这是因为考虑到对于反射型LCD和导光板厚度≤3-5mm的LCD来说，薄膜加热器10产生的热量经过一定的时间滞后效应，可以通过薄层导光板17大部份传导至LCD屏面上，所以薄膜加热器10也可以按照图5和图6的结构方式(后置式)进行安装。此时对加热用丝状金属电极2的粗细和形状无上述特殊要求，对上、下基板4、1也无上述透光率限制，光学胶3和均光扩散膜5都可简化处理，即可不考虑光学透过率等复杂的光学问题。这种组装结构的特点有三一是结构简单、成本低、容易制做，二是冷启动时间长、加热效率低、功耗较大(不含反射型LCD)，三是光透过率高，无亮度损失。具体应用时应结合用户的需求，妥善处理。
如图6所示，这是本实用新型在反射式LCD中的组装结构示意图，薄膜加热器10安装在反射式偏振器18的后部，由于反射式LCD模块结构较简单(不含CCFL和导光板12、薄层导光板17)，所以组装就相对容易，图中15为模块最外部的绝热保温膜层，具有保温节能作用。
如图7所示，这是本实用新型中的红外反射膜层14结构示意图，采用对红外线反射率很高的光亮镜面铝箔薄膜19为红外反射面，其作用是不使模块内部薄膜加热器10产生的红外线向外界辐射，降低能量损耗。在铝箔薄膜19的两面用光学胶3固化，上、下基板4、1做为保护层，防止长期使用后膜层氧化。
如图8所示，这是本实用新型中的绝热保温膜层15结构示意图，其作用是切断模块内部薄膜加热器10产生的热量向外界传导，降低能量损耗。应选用导热系数低的薄膜材料20做为绝热膜层。绝热保温膜层15厚度最好控制在0.5-1mm以内，切忌太厚。
如图9所示，这是本实用新型中的红外反射膜层14和绝热保温膜层15的一体化结构示意图，在实际设计和制做中，应根据不同LCD模块的具体情况来决定是否采用这种一体化结构。
权利要求1.一种液晶显示器嵌入式薄膜加热装置，其特征是由丝状金属电极(2)夹持在上、下基板(4)、(1)之间，在上、下基板(4)、(1)之间充填有透明光学胶(3)构成的薄膜加热器(10)，均光扩散膜(5)放置在薄膜加热器(10)的前端。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器嵌入式薄膜加热装置，其特征是上、下基板(4)、(1)、透明光学胶(3)、均光扩散膜(5)为厚度小于0.2mm的薄膜。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示器嵌入式薄膜加热装置，其特征是上、下基板(4)、(1)均光扩散膜(5)对可见光是透明的。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器嵌入式薄膜加热装置，其特征是薄膜加热器(10)嵌装在液晶显示器中的LCD屏(8)与CCFL导光板(12)之间。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器嵌入式薄膜加热装置，其特征是薄膜加热器(10)嵌装在薄层导光板(17)的背部。
6.根据权利要求1、4或5所述的液晶显示器嵌入式薄膜加热装置，其特征是薄膜加热器(10)背对LCD屏(8)的部分，配置有红外反射膜层(14)及绝热保温膜层(15)。
专利摘要本实用新型提供了一种液晶显示器嵌入式薄膜加热装置，由于将玻璃基板ITO膜改换成耐高温的多层有机薄膜，它具有不怕弯拆、耐冲击振动的加固特性，组合薄膜层的厚度不超过0.45mm，这对嵌入式安装来说是最大的优点。该薄膜加热装置，其特征是由丝状金属电极2夹持在上、下基板4、1之间，在上、下基板4、1之间充填有透明光学胶3构成的薄膜加热器10，均光扩散膜5放置在薄膜加热器10的前端。
文档编号G02F1/13GK2534609SQ0221920
公开日2003年2月5日 申请日期2002年3月8日 优先权日2002年3月8日
发明者余雷 申请人:信息产业部电子第五十五研究所, 余雷