JPH03233886A - パネルヒーターおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パネルヒーターおよびその製造方法に関し、
特に、液晶表示素子の温度制御等に使用される薄型パネ
ルヒーターに関する。

［従来の技術］ パネルヒーターは、その用途によって、種々のものが用
いられているが、例えば液晶表示装置の液晶表示セルの
温度制御等に使用される場合は、ガラス等の基板上に基
板表面を一様（覆う導電性薄膜を成膜し、これに通電し
て発熱させるという簡単な方式が一般的である。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、単位面積あたりの発熱量が多い場合や、基板面
積が大きい場合、発熱電極である導電性薄膜が一様に成
膜されているパネルヒーターでは、基板端部からの放熱
量が基板中心部からの放熱量よりも多い等の影響で基板
中心部に熱が集中し易く、温度分布を均一にさせること
が非常に困難であるという問題があった。

この問題を解決するための方法の一つとして、導電性ｉ
１ｍの形状を特定のパターン形状として、基板中心部お
よび基板端部からの放熱量を同程度にすることにより、
温度分布を均一にさせるという方式がとられている。し
かし、この方式では、パターン形成という工程が必要な
ためコストアップにつながる。また、このような導電性
薄膜を有するパネルヒーターを透過型液晶表示装置等に
使用すると、形成されたパターンが見えてしまい、画質
を著しく悪くするという問題点があった。

従って本発明の目的は、前記従来技術の課題を解決し、
例えば大面積のパネルヒーターに適用し、比較的高発熱
状態で用いた場合でも、均一な温度分布を持ち、かつ画
質に悪影響を及ぼさないパネルヒーターを提供すること
及びそのようなパネルヒーターを簡単に製造できる製造
方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明のパネルヒーター
は、絶縁性透明基板と、該基板上に成膜された導電性薄
膜と、該薄膜の両端部に設けられた電圧印加用電極とを
具備するパネルヒーターであって、前記導電性薄膜が材
質及び膜厚は基板上の全領域で一定であるが、少なくと
も一部の領域の比抵抗が他の領域の比抵抗と異なる事を
特徴とする。

このパネルヒーターにおいては、形成された導電性薄膜
の比抵抗の最大値と最小値の比が１．　１〜３．Ｏであ
ることが好ましい。

また、前記導電性薄膜はＩＴＯ１Ｓｎ０２等の透明導電
膜であることが望ましい。

さらに、このパネルヒーターは、強誘電性液晶等を用い
た液晶表示素子Ｃおいて好適に使用される。

一方、本発明のパネルヒーターの製造方法は、薄膜形成
装置を用いて基板上に導電性薄膜を形成する際に、基板
の薄膜形成面の特定領域の背面に、熱容量が基板より大
きい背面板を接触もしくは非常に接近させて配置するこ
とにより、前記基板の薄膜形成面の特定領域の温度を他
の領域よりも相対的辷低くすることを特徴とするもので
ある。

［作用］ 本発明によれば、基板上の導電性薄膜の材質及び膜厚を
変化させる事無く、少なくとも一部の領域の比抵抗を変
化させることにより、面内の電流密度を変化させ、発熱
量を制御することにより、全体の温度分布が均一なパネ
ルヒーターが得られる。

また、導電性薄膜形成時に、基板背面の特定の領域に基
板よりも熱容量が大きな背面板を配置することにより、
薄膜形成面の特定領域の温度上昇が抑えられ、上記のよ
うなパネルヒーターが簡単に得られる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を具体的に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例に係るパネルヒーターの平
面図であり、 第２図は、第１図のｘ−ｘ’断面図である。

第１図またはＮ２図中において、１はガラス等の基板、
２Ａおよび２Ｂは導電性薄膜、３は電圧印加用電極をそ
れぞれ示す。

かかるパネルヒーターは、基板１の上に発熱用電極であ
る導電性薄膜２Ａおよび２Ｂが成膜され、ざらに薄ｇｚ
Ａおよび２Ｂの両端の２辺に、Ｆｉｉ膜２ｐ、および２
Ｂよりも充分に抵抗が低い電圧印加用電極３が形成され
ている。

ここで、薄膜２Ａおよび２Ｂは、基板１上の全面におい
て同一の材質から成り膜厚も一定である。しかし、薄膜
２Ａの比抵抗は、薄１１！２Ｂの比抵抗より相対的に低
くなっている。

第３図及び第４図は、本実施例に係るパネルヒーターの
製造方法において使用される成膜装置及び基板支持手段
の一例を示す図である。

第３図は、枚葉式直流二極スパッタリング装置の成膜室
及び基板支持手段の断面図であり、第４図は、第３図に
示す装置内で使用される基板支持手段を示す斜視図であ
る。

第３図及び第４図中において、１は基板、ＩＡおよびＩ
Ｂは基板背面、４はスパッタリング装置の内壁、５は予
備加熱用ヒーター、６はプラズマ領域での背面ヒーター
、７はターゲット電極、８は基板を支持する基板ホルダ
ー　９は背面板である。

導電性薄膜成膜時において、基板背面ＩＡは背面板９に
よって覆われず、一方、基板背面ＩＢは背面板９によっ
て覆われる。

第１図および第２図に示される導電性薄ｇ２Ａおよび２
Ｂは、それぞれ基板背面ＩＡおよびＩＢの裏面に成膜さ
れるものである。

背面板９は、ｆＡ腹膜時基板温度を調節するためのもの
であって基板よりも熱容量が大きい。

第４図に示すように、基板１は、基板ホルダー８に入れ
られ、その上に、背面板９が基板背面ＩＢに接触あるい
は非常に接近して配置される。この状態で、基板１、基
板ホルダー８および背面板９は第３図のスパッタリング
装置の成膜室に入れられる。

第３図に示すように、基板１、基板ホルダー８および背
面板９は、図に向って左から右に（すなわち、図中に示
す矢印の方向に）搬送される。この時、成膜室内は真空
状態にする。

予備加熱用ヒーター５の間を通過する際、基板１、基板
ホルダー８及び背面板９は昇温する。しかし、背面板９
の熱容量が基板１より太きいため、背面板９の温度は、
基板１より相対的に低くなる。この影響で、背面板９と
接触あるいは接近している基板背面ＩＢの温度が、背面
板９と接触等していない基板背面ＩＡの温度に比して相
対的に低くなる。

その後、プラズマ領域を通過する際、基板１、基板ホル
ダー８及び背面板９は、プラズマと背面ヒーター６の両
方によってさらに昇温する。しかし、この場合において
も、背面板９の熱容量が基板１の熱容量よりも充分に大
きいため、基板１内で基板背面ＩＢの温度が、基板背面
ＩＡの温度より相対的に低くなる関係は変わらない。

従って、基板背面ＩＡのちょうど裏側に成膜される導電
性薄１１１２Ａは、基板背面ＩＢのちょうど裏側に成膜
される導電性薄１１ｉ２Ｂより相対的Ｃ高い温度で成膜
される事になる。

一般に、真空成膜において、基板温度が高い方が成膜し
た膜の比抵抗が小さくなる事は、よく知られている。

このため、上述のようにして得られた導電性薄膜２Ａは
、導電性ｆｆ膜２Ｂより相対的に比抵抗が小さくなる。

実施例１ 第４図に示すように、３００（ｌｌｌｍｌ）×３００（
ＩＩＩＩｌ）×厚さ１．０（ｍａ＋）のガラス基板１を
、ＳＵＳ製の基板ホルダー８に入れ、１００　（！ＩＩ
Ｉ）　ｘ　３００　（Ｉ１ｍｌ×厚さ５．０（ｍｓ）の
ＳＵＳ製の背面板９を２枚、基板背面ＩＢ上に直接置く
。

次に、第３図じ示すスパッタリング装置用いて、予備加
熱ヒーターを２００℃、背面ヒーターを３５０℃、Ａｒ
流量を２００３ＣＣＭ、ｏ２流量を２３ＣＣＭ、圧力を
３．０ＸＩＯ−’Ｔｏｒｒとして、スパッタターゲット
にＩｎ２Ｏ５を用いてＩＴＯｇ（インジウム−スズ−オ
キサイドｍ＞４００人を成膜した。

得られたＩＴＯｌｉの各部の面抵抗は、基板中心部（す
なわち、第１図（おける２Ａ）で１１０±３Ω／Ｃｆｆ
１２、基板周辺部（すなわち、第１図における２Ｂ）で
１３０±５Ω／ｃ１であった。

この基板の両端に、電圧印加用電極（Ａｌ電極、厚さ５
０００人、巾２日■）を形成し、パネルヒーターを作成
した。

該パネルヒーターを箱の中に入れ、ＡＣ３０Ｈ２，７０
Ｖを通電し、通電開始から１０分後の温度を熱電対で測
定した。

測定箇所は第５図Ｃ示すように、基板端から２０ｍｍ離
れた箇所８ケ所（すなわち、■〜■および■〜■）と、
基板中心（すなわち、■）の計９ケ所であった。

測定結果は、後述する第１表に示すように、平均８２．
１℃、標準偏差３．６２℃であった。

塩軟亘工 背面板を使用しない以外は、実施例１と同様にしてパネ
ルヒーターを作成した。基板表面が導電性薄膜によって
一様に覆われたこのパネルヒーターの面抵抗は全面で１
１０±４Ω／ｃ１であった。このパネルヒーターについ
ても実施例１と同じ場所（すなわち、第５図の■〜■）
の温度を実施例１と同じ条件で測定した。

測定結果は、後述する第２表に示すように、平均８１．
２℃、標準偏差５．１４℃であった。

第１表及び第２表より、導電性薄膜の成膜時に背面板を
使用して得られたパネルヒーターは、ヒーター面の温度
分布の均一性がかなり改善されるでいる事が明らかであ
る。

これは、発熱量と抵抗との間には、Ｑ−１”Ｒ（Ｑ：発
熱量、Ｉ：電流、Ｒ：抵抗〉という関係式が成立し、導
電性薄ｌ１ｉ２Ａの面抵抗が導電性薄ｇ２Ｂの面抵抗よ
り小さいため、中心部（すなわち、導電性薄１１１２Ａ
の部分）の発熱量Ｑが相対的に小さくなり、中心部の温
度上昇が押さえられているためと考えられる。

実！（［２ 第６図は、本発明の他の実施例に係るパネルヒーターの
平面図である。

第６図中、２Ｃ１，２Ｃ２および２Ｃ′（斜線部）と２
Ｄとは異なる面抵抗を有する導電性薄膜であり、３は電
圧印加用電極である。

背面板の形状を導電性薄膜２Ｄと同様の形状とし、この
背面板を導電性薄膜２Ｄが成膜される部分のちょうど裏
側に配置した以外は、実施例１と同様の方法で、第６図
に示す抵抗分布を有するパネルヒーターを作成した。

第６図において、導電性薄膜２ＣＩ　、２Ｃ２および２
Ｃ′の面抵抗は１２０±３Ω／Ｃ１、導電性薄膜２Ｄの
面抵抗は１３０±５Ω／ｃｍ’であった。

このパネルヒーターを箱の中に入れ、ＡＣ３０Ｈ１，７
０Ｖで１０分間通電した後、実施例１と同様に′ｓ５図
に示す■〜■の箇所の温度を測定した。

測定結果は、後述する第３表に示すように、平均８１．
８℃、標準偏差２．２４℃であった。この結果から、パ
ネルヒーター面内の温度分布が実施例１よりさらに改善
されていることがわかる。

これは、中心部（２Ｄ＋２Ｃ’−２Ｄ）の抵抗が両端部
（２Ｃ８◆２Ｃ，◆２Ｃ３）より高くなり、それに応じ
て電流の大きさが決まるためＱ＝Ｉ２Ｒより各部の発熱
量の大小関係は２ＣＩ◆２Ｃ２＞２Ｄ＞２Ｃ’となり、
中心部のみ発熱量が押さえられるためと考えられる。

第６図の等価回路を第７図に示す。第７図に示す発熱量
Ｑａ　、ｑｂ　ｓ　Ｑｃ　ｓ　Ｑｄは次の式によって表
わされる。尚、発熱量Ｑａ　ｓ　Ｑｂ　％　Ｑｃ・ｑ、
はそれぞれ第６図の領域２Ｃ＋　、２Ｃ２，２Ｃ’　　
２Ｄの発熱量を表し、ｒ、は領域２Ｃ＋。

２Ｃ２，２Ｃ’の抵抗値、ｒ、は領域２Ｄの抵抗値をそ
れぞれ表わす。

ｒｌ　＜ｒ２ Ｒ５１）＝　２　ｒ　、、　　Ｒｅｄ＝　ｒ　ｌ”　ｒ
　２１ ＝　１１ｂ Ｉ ＭＥ　　ｑ　１゜ ・“・ｑ　ａ　　＞　ｑ　ｃ ｑｄ ＝ｌ　　ｃ。

２ ｘ ＋ｌ−。

４ｒ。

２ ４ｒ。

２ ＋　　（ｒ＋ ＋ｒ、）２−（ｒ＋ ＋ｒ　、　）　２ （ｒ＋ ＋ｒ２　） （ｒ＋ ＋ｒ　、　）　２ （ｒ＋ −ｒ　、　）　２ （ｒ＋ ＋ｌ−。

） １ ＋ｉ−２ ・・　ｑｌ ＞　Ｑ　ｄ ・・　ｑｄ ＞　ｑ　ｃ よって、 ａ ＝ｑｂ　）ｑｄ ＞　Ｑ　ｅ ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るパネルヒーターは、
絶縁性透明基板上の導電性薄膜の一部の領域の比抵抗を
他の領域と異ならせているので、通電時におけるヒータ
ー面の温度分布が均一となり、かつ液晶表示装置等に使
用した場合に画質に悪影響を及ぼさない、また、本発明
に係るパネルヒーターの製造方法によれば、上記特性を
有する大面積パネルヒーターが低コストで製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るパネルヒーターの平
面図、 第２図は、第１図のｘ−ｘ’断面図、 第３図は、本発明に係るパネルヒーターの製造方法の一
実施例に用いられる導電性薄膜成膜装置及び基板支持手
段の断面図、 第４図は、第３図の成膜装置内で使用される基板支持手
段の一例を示す斜視図、 第５図は、実施例および比較例で行った温度測定の測定
箇所を示す図、 第６図は、本発明の他の実施例に係るパネルヒーターの
平面図、 第７図は、第６図の等価回路図である。 １：基板、 ２：導電性薄Ｉｌ！（発熱電極）、 ３：電圧印加用電極、 ４：成膜装置の内壁、 ５；予備加熱ヒーター ６：背面ヒーター ７：ターゲット電極、 ８：基板ホルダー ９：背面板。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性透明基板と、該基板上に成膜された導電性
   薄膜と、該導電性薄膜の両端部に設けられた電圧印加用
   電極とを具備するパネルヒーターであって、前記導電性
   薄膜が材質及び膜厚は基板上の全領域で一定であるが、
   少なくとも一部の領域の比抵抗が他の領域の比抵抗と異
   なる事を特徴とするパネルヒーター。
2. （２）形成された導電性薄膜の比抵抗の最大値と最小値
   の比が１．１〜３．０である、請求項１に記載のパネル
   ヒーター。
3. （３）前記導電性薄膜がＩＴＯ、ＳｎＯ＿２等の透明導
   電膜である、請求項１または２に記載のパネルヒーター
   。
4. （４）強誘電性液晶等を用いた液晶表示素子に適用され
   る、請求項１、２または３に記載のパネルヒーター。
5. （５）基板の薄膜形成面の特定領域の背面に、熱容量が
   基板より大きい背面板を接触もしくは接近させて配置し
   、該基板と該背面板とを加熱しつつ薄膜形成装置を用い
   て該基板上に導電性薄膜を成膜することを特徴とする、
   パネルヒーターの製造方法。