DE19826008B4

DE19826008B4 - Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel und Herstellungsverfahren für ein Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel

Info

Publication number: DE19826008B4
Application number: DE19826008A
Authority: DE
Inventors: Soon Bum Kwon; Young Seok Choi; Jurij Reznikov; Oleg Jaroščuk
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2018-06-11
Also published as: FR2768238B1; US20020006587A1; GB2329034A; US6475705B2; US6169591B1; KR19990024677A; DE19826008A1; JPH11109361A; FR2768238A1; GB9810760D0; KR100243039B1; JP3850554B2; GB2329034B; US6312875B1

Abstract

Herstellungsverfahren für ein Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepannel mit folgenden Schritten:
Ausbilden einer Fotoausrichtungsschicht (PM) auf einem Substrat (S), welche Fotoausrichtungsschicht eine Mischung von lichtempfindlichen Materialien aufweist, die jeweils mit Licht mit voneinander verschiedenen Wellenlängen reagieren;
Anordnen einer Maske (M) mit einer Mehrzahl von Bereichen mit voneinander verschiedenen Lichttransmissionen über dem Substrat (S); und
Ausbilden von voneinander verschiedenen Ausrichtungen in den voneinander verschiedenen Bereichen der Fotoausrichtungsschicht (PM) entsprechend der Mehrzahl von Bereichen der Maske (M) durch Bestrahlen der Fotoausrichtungsschicht (PM) mit Licht durch die Maske (M) hindurch.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristallanzeigepaneel und insbesondere ein Herstellungsverfahren für ein Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel.

Im allgemeinen weist das Flüssigkristallmaterial einer Flüssigkristallanzeige (LCD, Liquid Crystal Display) anisotrope Moleküle auf. Die mittlere Richtung der langen Achse der Moleküle wird als Direktor bezeichnet. Die Verteilung des Direktors im Flüssigkristall wird durch die Haftenergie der Flüssigkristallmoleküle auf einem Substrat bestimmt und ist von der Orientierung des Direktors entsprechend der minimalen Oberflächenenergie der Flüssigkristallmoleküle sowie von der Haftenergie bestimmt. Eine Umorientierung des Direktors wird durch das Anlegen eines externen elektrischen Feldes an den Flüssigkristall erreicht.

Eine Basiseinheit eines LCD-Paneels weist zwei Glassubstrate mit zwischen diesen eingespritztem Flüssigkristallmaterial auf. Um eine gleichmäßige Helligkeit und ein hohes Kontrastverhältnis des LCD-Paneels zu erreichen, ist es erforderlich, die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallzelle gleichmäßig auszurichten. Die am meisten verbreitete Technik zum Erzielen einer gleichmäßigen Ausrichtung verwendet die Ausbildung von Mikrorillen in der Oberfläche eines Polymers. Dies führt zu einer großen Haftenergie, die wiederum zu einer stabilen Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle führt. Dieses Verfahren ist das sogenannte Reibverfahren, bei dem ein mit einem Polymer beschichtetes Substrat mit einem Tuch gerieben wird. Das Reibverfahren wird häufig verwendet, da es schnell durchführbar ist und auch großindustriell eingesetzt werden kann.

Das Reibverfahren weist jedoch mehrere ernste Nachteile auf. Da die Form der in der Ausrichtungsschicht ausgebildeten Mikrorillen von dem für das Reiben verwendeten Tuch und der Reibintensität abhängt, ist die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle oft heterogen, was zu Phasensprüngen und Lichtstreuung führt. Ferner führen elektrostatische Entladungen (ESD, Electrostatic Discharge) aufgrund des Reibens der Polymeroberfläche zu einer Verunreinigung des eine aktive Matrix aufweisenden LCD-Paneels mit Staub, was zu einer geringen Produktausbeute und zu einer möglichen Beschädigung des Substrates führt.

Um diese Probleme zu lösen, ist ein Fotoausrichtungsverfahren vorgeschlagen worden, das polarisiertes, ultraviolettes Licht verwendet, das auf ein lichtempfindliches Polymer eingestrahlt wird (M. Schadt et al., Jpn. J. Appl. Phys., 31 (1992) 2155; T. Ya. Marusii & Yu. A. Reznikov, Mol. Mat., 3 (1993) 161). Die Ausrichtungskraft eines lichtempfindlichen Polymers wird von dessen Anisotropie bestimmt, die durch das eingestrahlte ultraviolette Licht induziert wird.

Für LCD-Paneele verwendete Fotoaurichtungsmaterialien weisen Polyvinylcinnamat (PVCN) (M. Schadt et al., Jpn. J. Appl. Phys., 31 (1992) 2155), Polysiloxan (PS), Polyimid (PI) und ähnliche Materialien auf. Die Fotoausrichtungseigenschaften dieser Materialien werden durch das Einstrahlen von ultraviolettem polarisierten Licht erzeugt.

Ferner können diese Materialien auf der Basis eines Siliziumpolyimidcopolymers, das mit einem Diazodiamin-Farbstoff dotiert ist, oder auf der Basis einer polymerisierbaren nematischen Flüssigkristallmonomerzusammensetzung für eine optische Speicherung (W. M. Gibbons et al., Nature, 351 (1991) 49; P. J. Shannon et al., Nature, 368 (1994) 532) verwendet werden. Diese Materialien sind im sichtbaren Spektralbereich lichtempfindlich.

Während die Ausrichtung der Ausrichtungsschicht normalerweise senkrecht zur Polarisationsrichtung des eingestrahlten ultravioletten Lichtes ist, ist die Ausrichtung bei einigen Materialien parallel zur Polarisationsrichtung des eingestrahlten ultravioletten Lichtes.

Das Fotoausrichtungsverfahren weist verschiedene Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Reibverfahren auf. Zuerst führt es nicht zu vom Reiben mit einem Tuch herrührenden elektrostatischen Entladungen, und somit wird das Substrat auch nicht mit Staubteilchen verunreinigt. Zweitens ist es mit dem lichtempfindlichen Polymer möglich, die Ausrichtung und die azimuthale Haftenergie der Ausrichtungsschicht zu steuern. Auf diese weise wird die Orientierungsrichtung in der Flüssigkristallzelle bestimmt. Das Fotoausrichtungsverfahren wird deshalb verwendet, um Mehrbereichs-Flüssigkristallzellen herzustellen, bei denen die Betrachtungswinkeleigenschaften des LCD-Paneels verbessert sind.

Zum Herstellen von Mehrbereichs-Flüssigkristallzellen unter Verwendung eines Fotoausrichtungsverfahrens sind mehrere Verfahren bekannt.

Bei einem von W.M. Gibbons et al. (Nature, 351 (1991) 49) vorgeschlagenen Verfahren wird nach dem in eine Richtung erfolgenden Reiben eines lichtempfindlichen, auf einem Substrat aufgebrachten Polymers das Substrat mit ultraviolettem Licht bestrahlt, so daß eine Ausrichtung senkrecht zur Reibrichtung erzielt wird. Das LCD-Paneel weist ein in eine erste Richtung geriebenes erstes Substrat, ein in die gleiche Richtung wie das erste Substrat geriebenes zweites Substrat und zwischen die beiden Substrate eingespritztes Flüssigkristallmaterial auf. Bei dem Gibbons-Verfahren ist es jedoch erforderlich, das Reibverfahren zu verwenden, um in der Ausrichtungsschicht Mikrorillen zu erzeugen, was wiederum zu Problemen mit elektrostatischen Entladungen und der Verunreinigung mit vom Reiben herrührendem Staub führt.

Eine Modifizierung des Gibbon-Verfahren wird von P.J. Shannon et al. (Nature, 368 (1994) 532) vorgeschlagen. Bei dem Shannon-Verfahren wird die erste Ausrichtungsschicht anstatt durch Reiben durch Bestrahlen mit polarisiertem Licht erzielt. während bei dem Shannon-Verfahren die Nachteile des Reibverfahrens vermieden werden, weist es ein derartiges Problem auf, daß, um die Ausrichtung währen des Herstellungsverfahrens zu ändern, zwei voneinander getrennte Bestrahlungsschritte mit Licht mit zueinander senkrechter Polarisationsrichtung erforderlich sind. Aus diesem Grund sind für dieses Verfahren mehrere Verfahrensschritte erforderlich.

Aus DE 197 32 683 A1 ist ein Herstellungsverfahren für eine Mehrbereichs-Flüssigkristallzelle bekannt, bei der eine erste Ausrichtung beziehungsweise eine zweite Ausrichtung in einem zweiten Bereich eine Ausrichtungsschicht auf einem Substrat durch selektives Bestrahlen des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs mit linear polarisiertem ultraviolettem Licht erfolgt, so dass im ersten Bereich eine andere Lichtenergie pro Flächeneinheit absorbiert wird als im zweiten Bereich. Anschließend wird Flüssigkristallmaterial zwischen das erste Substrat und das zweite Substrat derart eingespritzt, dass es in Verbindung mit der Ausrichtungsschicht kommt.

Ferner ist aus DE 196 54 638 A1 eine Flüssigkristallzelle und ein Verfahren zum Herstellen derselben bekannt, wobei das Herstellungsverfahren folgende Schritte aufweist: Reiben einer ersten, auf einem ersten Substrat aufgebrachten Ausrichtungsschicht derart, dass die ersten Ausrichtungsschicht einen ersten Kippwinkel aufweist; Bestrahlen einer zweiten, auf einer zweiten Substrat aufgebrachten Ausrichtungsschicht mit Licht derart, dass die zweite Ausrichtungsschicht mindestens einen zweiten Kippwinkel aufweist; und Einbringen von Flüssigkristallmaterial zwischen das erste Substrat und das zweite Substrat.

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel, mit dem die oben beschriebenen, von den Beschränkungen und Nachteilen des Standes der Technik herrührenden Probleme vermieden werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel sowie ein Herstellungsverfahren für ein Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel bereitzustellen, für deren Ausrichtung allein nur ein einziger Bestrahlungsschritt erforderlich ist.

Um dies zu erreichen, wird gemäß eines ersten Gesichtspunktes der Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel bereitgestellt, das folgende Schritte aufweist: Ausbilden einer Fotoausrichtungsschicht auf einem Substrat, Anordnen einer Maske mit einer Mehrzahl von Bereichen mit voneinander verschiedenen Lichttransmissionen auf dem beschichteten Substrat und Ausbilden von voneinander verschiedenen Ausrichtungen in voneinander verschiedenen Bereichen der Fotoausrichtungsschicht entsprechend der Mehrzahl der Bereiche der Maske durch Bestrahlen der Fotoausrichtungsschicht mit ultraviolettem Licht und sichtbarem Licht durch die Maske hindurch in einem einzigen Schritt.

Gemäß eines anderen Gesichtspunktes der Erfindung wird ein Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel bereitgestellt, das aufweist: ein erstes Substrat, ein zweites Substrat, zwischen das erste Substrat und das zweite Substrat eingespritztes Flüssigkristallmaterial, eine das erste Substrat bedeckende lichtempfindliche Schicht mit einer Mehrzahl von ersten Bereichen und einer Mehrzahl von zweiten Bereichen, wobei die Ausrichtung der lichtempfindlichen Moleküle in der Mehrzahl von ersten Bereichen senkrecht zur Ausrichtung der lichtempfindlichen Molekülen in der Mehrzahl von zweiten Bereichen ist, und wobei die lichtempfindliche Schicht ein für ultraviolettes Licht empfindliches Material und ein für sichtbares Licht empfindliches Material aufweist.

Aus der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich, die zusammen mit der folgenden Beschreibung zur detaillierten Erläuterung der Prinzipien der Erfindung dienen.
In der Zeichnung zeigen:
1 die chemische Strukturformel des gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung für eine Ausrichtungsschicht geeigneten Materials PSCN-1;
2 die chemische Strukturformel des gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung für eine Ausrichtungsschicht geeigneten Materials AB (Azobenzol);
3 die chemische Strukturformel des gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung und der dritten Ausführungsform der Erfindung für eine Ausrichtungsschicht geeigneten Materials PSCN-2;
4 die chemische Strukturformel des gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung für eine Ausrichtungsschicht geeigneten Materials Methylorange;
5 die chemische Strukturformel des gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung für eine Ausrichtungsschicht geeigneten Materials Methylrot;
6 einen Versuchsaufbau zum Ausbilden einer Mehrbereichs-Ausrichtung auf einer Ausrichtungsschicht gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung;
7 ein Absorptionsspektrum einer Mischung von PSCN-1 und AB-Polymeren;
8 das Spektrum einer Hg-Lampe;
9 ein Absorptionsspektrum von mit Azo-Farbstoff-Methylorange dotiertem PSCN-2; und
10 ein Absorpionsspektrum von mit Azo-Farbstoff-Methylrot dotiertem PSCN-2.
Im folgenden wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung eingegangen, die aus der Zeichnung ersichtlich sind.
Im allgemeinen ist es im Stand der Technik bekannt, daß lichtempfindliche Materialien zu einer Ausrichtung einer Ausrichtungsschicht führen, die entweder senkrecht oder parallel relativ zur Polarisationsrichtung eines eingestrahlten ultravioletten Lichtes ist. Ferner wird die Ausrichtung in der Ausrichtungsschicht von der Spektralverteilung des für die Bestrahlung der Ausrichtungsschicht verwendeten Lichtes bestimmt. Das heißt, daß die Ausrichtung von der chemischen Strukturänderung des Ausrichtungsmaterials aufgrund des eingestrahlten sichtbaren Lichtes und des eingestrahlten ultravioletten Lichtes bestimmt wird.
Wenn ein z.B. aus 1 ersichtliches PSCN-1-Polymer mit UV-Licht einer Wellenlänge von 260 nm und mit einer Intensität von 2–5 mW/cm² während einer Zeitdauer von 5 Minuten bestrahlt wird, wird eine Ausrichtung erzielt, die parallel relativ zur Polarisationsrichtung des ultravioletten Lichtes ist. Wenn ein z.B. aus 3 ersichtliches PSCN-2-Polymer unter den gleichen Bedingungen während einer Zeitdauer von 30 Minuten bestrahlt wird, weist das PSCN-2-Polymer ähnliche Eigenschaften auf. Diese Materialien absorbieren Licht in einem Wellenlängenbereich von 200–400 nm. Bei den oben beschriebenen Polymeren (PSCN-1 und PSCN-2) sind die Endgruppen des Siloxans -OSi(CH₃)₃ mit anderen funktionalen Gruppen, wie OH und ähnlichen, substituiert. Ferner liegt n in den 1, 2 und 3 zwischen 1 und 40 und ist vorzugsweise 32.
Ferner weisen im sichtbaren Spektralbereich Licht absorbierende Polymere gute Fotoausrichtungseigenschaften auf. Das aus 2 ersichtliche AB (Azobenzol) absorbiert Licht in einem Wellenlängenbereich zwischen 400 und 500 nm und weist eine fotoinduzierte Ausrichtung auf, die senkrecht zur Polarisationsrichtung des eingestrahlten Lichtes ist.
Dies kann ebenfalls erzielt werden, indem das lichtempfindliche Polymer mit einem anisotropen Farbstoff mit einem geringen Molekulargewicht dotiert wird. Falls z.B. mit einem Diazodiamin-Farbstoff und Azo-Farbstoff-Molekülen dotiertes Polysiloxan und Polyimid mit polarisiertem Licht bestrahlt werden, wird eine Ausrichtung erzielt, die senkrecht zur Polarisationsrichtung des sichtbaren Lichtes ist (W.M. Gibbons et al., Nature 351 (1991) 49; Y. Iimura et al., Jpn. J. Appl. Phys. 32 (1993) L93; A. Dyadyusha et al., Mol. Mater. 5 (1995) 183).
Ferner wird, wenn mit Azo-Farbstoff-Methylorange (4) und mit Methylrot (5) dotierte PSCN-1- bzw. PSCN-2-Polymere mit polarisiertem Licht in ihren Absorbtionsbanden, die einem Übergangsbereich der PSCN-1-Polymere bzw. der PSCN-2-Polymere entsprechen, bestrahlt werden, eine Ausrichtung erzielt, die parallel relativ zur Polarisationsrichtung des eingestrahlten Lichtes ist.
Diese Resultate regen ein neues Verfahren zum Herstellen einer Mehrbereichs-Flüssigkristallorientierung in einem LCD-Paneel an. Erfindungsgemäß werden die oben beschriebenen Fotoausrichtungseigenschaften verwendet, um die Ausrichtung einer Ausrichtungsschicht in einem einzigen Bestrahlungsschritt zu steuern. Die Ausrichtungsschicht weist eine Kombination von Materialien auf, die voneinander verschiedene Absorbtionsbanden aufweisen, was zu zueinander orthogonalen Ausrichtungen abhängig von der Wellenlänge des eingestrahlten Lichtes führt.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für ein Mehrbereichs-LCD-Paneel verwendet die Bestrahlung von voneinander verschiedenen Bereichen des Substrats (Δλ_∥ und Δλ_⊥), so daß die Ausrichtungen des Flüssigkristalls in den voneinander verschiedenen Bereichen orthogonal zueinander sind.
Δλ_∥-Licht wird auf den Δλ_∥-Bereich eingestrahlt, was dazu führt, daß das Flüssigkristallmaterial in diesem Bereich horizontal zur Polarisationsrichtung des eingestrahlten Lichtes ausgerichtet wird, und Δλ_⊥-Licht wird auf den Δλ_⊥-Bereich eingestrahlt, was dazu führt, daß das Flüssigkristallmaterial in diesem Bereich senkrecht zur Polarisationsrichtung des eingestrahlten Lichtes ausgerichtet wird. Somit weisen die derart bestrahlten Bereiche der Ausrichtungsschicht zueinander senkrechte Ausrichtungen auf. Ein Substrat mit einer derart bestrahlten Fotoausrichtungsschicht kann dann zur Herstellung eines Mehrbereichs-LCD-Paneels verwendet werden.
Aus 6 ist ein Versuchsaufbau zum Ausbilden einer Mehrbereichs-Ausrichtung in einer Ausrichtungsschicht ersichtlich. Ein Substrat wird mit einem Fotoausrichtungsmaterial PM beschichtet. Das eingestrahlte Licht weist Δλ_∥-Licht und Δλ_⊥-Licht auf, das von einer Quecksilberdampflampe (Hg-Lampe) emittiert wird. Das Fotoausrichtungsmaterial PM weist eine Mischung auf, die zu zueinander orthogonalen Ausrichtungen in voneinander verschiedenen Bereichen der Ausrichtungsschicht nach der Bestrahlung führt, so daß die gewünschte Fotoausrichtungsschicht erzielt wird. Das eingestrahlte Licht tritt durch einen Polarisator P, der das Licht linear polarisiert, durch einen Kondensor C, der das divergente Licht parallelisiert, und durch eine Maske M hindurch.
Die Maske M weist zwei Bereichstypen auf. Durch den ersten Bereichstyp (T₁) wird Δλ_∥-Licht, jedoch kein Δλ_⊥-Licht hindurchtransmittiert. Durch den zweiten Bereichstyp (T₂) wird Δλ⊥-Licht, jedoch kein Δλ_∥-Licht hindurchtransmittiert. Somit weisen als Folge der Bestrahlung die dem ersten Bereichstyp (T₁) entsprechenden Bereiche der Fotoausrichtungsschicht eine Ausrichtung, die parallel relativ zur Polarisationsrichtung des eingestrahlten Lichtes ist, und die dem zweiten Bereichstyp (T₂) entsprechenden Bereiche der Fotoausrichtungsschicht eine Ausrichtung auf, die senkrecht relativ zur Polarisationsrichtung des eingestrahlten Lichtes ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Mehrbereichs-LCD-Paneel sind die Ausrichtungen der verschiedenen Bereiche orthogonal zueinander. Zum Beispiel ist es möglich, eine Zelle mit einem ersten Substrat, das, wie oben beschrieben, bestrahlt wurde, und einem zweiten Substrat herzustellen, das eine gleichmäßig ausgerichtete Ausrichtungsschicht aufweist. Die Ausrichtungsschichten werden derart einander gegenüberliegend angeordnet, daß die Ausrichtung der gleichmäßig ausgerichteten Ausrichtungsschicht einer der Ausrichtungen der, wie oben beschrieben, bestrahlten Ausrichtungsschicht entspricht. Auf diese Weise werden die Flüssigkristallmoleküle in einem Bereich, in dem die Ausrichtungen beider Substrate parallel zueinander sind, homogen ausgerichtet, und in einem Bereich, in dem die Ausrichtungen der beiden Substrate zueinander orthogonal sind, verdreht (twisted) ausgerichtet. Wenn die Flüssigkristallzelle zwischen zwei zueinander gekreuzten Polarisatoren angeordnet wird, ist es möglich, die Helligkeit des LCD-Paneels zu steuern.
Mit dem erfindungsgemäßen Mehrbereichs-LCD-Paneel ist es möglich, einen großen Betrachtungswinkel zu erzielen. Das LCD-Paneel weist einen Zweibereichs-Aufbau mit verdrehtem Flüssigkristall auf, wobei die Ausrichtungen einander benachbarter Bereiche einen Winkel von 90° zueinander aufweisen. Jeder Bereich für sich genommen weist einen asymmetrischen Betrachtungswinkel auf, durch die Summe der Betrachtungswinkel beider Bereiche jedoch, ist der Gesamtbetrachtungswinkel symmetrisch.
Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Lösung aus dem PSCN-1-Polymer und dem AB-Polymer (Gewichtsverhältnis 2:1) in 1,2-Dychlorethan vorbereitet. Die Gesamtpolymerkonzentration in der Lösung beträgt 10 g/l. Die Polymere werden auf ein Glassubstrat mittels eines während einer Zeitdauer von 30 Sekunden andauernden Schleudergußverfahrens (Spincoating) aufgetragen.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleudergußmaschine beträgt 4000 Umdrehungen/min. Nach einer zentrifugalen Trennung wird das Substrat bei 60°C während einer Zeitdauer von einer Stunde ausgeheizt.
Das Absorbtionsspektrum der Polymere ist aus 7 ersichtlich. Das PSCN-1-Polymer absorbiert im ultravioletten Spektralbereich, und das AB-Polymer absorbiert im sichtbaren Spektralbereich.
Das Substrat wird mithilfe eines aus 6 ersichtlichen Versuchsaufbaus vorbereitet. Die Hg-Lampe dient als Lichtquelle für das ultraviolette und für das sichtbare Licht. Die Polarisationsrichtung des ultravioletten Lichtes ist parallel zur langen Seite des Glassubstrats. Das Emissionsspektrum der Hg-Lampe ist aus 8 ersichtlich. Das Emissionsspektrum wurde auf einem MDR-12 mit einem Fotomultiplier (Sekundärelektronenvervielfacher) FEU-79 bei einer Lichtleistung von P = 250 W gemessen. Die Lichtintensität an der Maske M beträgt 3 mW/cm². Die Maske ist ein dünnes Glassubstrat mit den Maßen 2 × 3 cm² mit 1 × 1 mm² messenden Bereichen einer Polymerschicht, die auf der Oberfläche des Glassubstrats schachbrettförmig angeordnet sind. Die Polymerschicht blockiert das ultraviolette Licht, läßt jedoch das von der Quecksilberdampflampe emittierte, sichtbare Licht hindurchtreten (siehe 8). Das Substrat wird während einer Zeitdauer von 15 Minuten bestrahlt.
Die Flüssigkristallzelle weist ein erstes Substrat, das eine, wie oben beschrieben, ausgebildete Ausrichtungsschicht aufweist, und ein zweites Glassubstrat auf, das mit einem CU-2012-Polyimid^TM beschichtet und danach gerieben wurde. Die Ausrichtungsschicht weist eine Ausrichtung auf, die parallel zur langen Seite des Substrats ist, und die Flüssigkristallzelle wird dann unter Verwendung herkömmlicher Verfahren fertiggestellt. Der Zellspalt beträgt 0,5 mm und wird mit dem Flüssigkristallmaterial ZLI 4801-000^TM bei Raumtemperatur befüllt. Die Flüssigkristallzelle wird dann zwischen gekreuzten Polarisatoren angeordnet.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird, ähnlich zu der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, eine Mischung des PSCN-2-Polymers und Methylorange als Fotoausrichtungsschicht verwendet. Die Gewichtskonzentration von Methylorange in dem PSCN-2-Polymer beträgt 20 %. Die Bestrahlung eines mit dieser Mischung beschichteten Substrats wird während einer Zeitdauer von 5 Minuten durchgeführt und führt zu ähnlichen Ergebnissen wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform. Ein Absorbtionsspektrum des Fotoausrichtungsmaterials gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist aus 9 ersichtlich.
Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird, ähnlich zur ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, eine Mischung des PSCN-2-Polymers und Methylrot als Fotoausrichtungsschicht verwendet. Die Gewichtskonzentration von Methylrot in dem PSCN-2-Polymer beträgt 30 %. Ein mit dieser Mischung beschichtetes Substrat wird während einer Zeitdauer von 30 Minuten bestrahlt, was zu ähnlichen Ergebnissen, wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung führt. Ein Absorbtionsspektrum der Mischung des PSCN-2-Polymers und Methylrot ist aus 10 ersichtlich.
Ein Herstellungsverfahren für ein Mehrbereichs-LCD-Paneel unter Verwendung einer Ausrichtungsschicht, die Materialien mit voneinander verschiedenen Absorbtionsbanden aufweist, wurde beschrieben. Das Verfahren führt zu zueinander orthogonalen Ausrichtungen in voneinander verschiedenen Bereichen einer Ausrichtungsschicht nach Bestrahlen derselben mit Licht verschiedener Wellenlängen. Somit ist nur ein einziger Bestrahlungsschritt erforderlich, falls eine Maske verwendet wird, die eine Mehrzahl von Bereichen mit voneinander verschiedenen Lichttransmissionseigenschaften aufweist. Ferner weist das erfindungsgmäße Mehrbereichs-LCD-Paneel gute Betrachtungswinkeleigenschaften auf und kann auch als optische Informationsspeichervorrichtung verwendet werden.

Claims

Herstellungsverfahren für ein Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepannel mit folgenden Schritten: Ausbilden einer Fotoausrichtungsschicht (PM) auf einem Substrat (S), welche Fotoausrichtungsschicht eine Mischung von lichtempfindlichen Materialien aufweist, die jeweils mit Licht mit voneinander verschiedenen Wellenlängen reagieren; Anordnen einer Maske (M) mit einer Mehrzahl von Bereichen mit voneinander verschiedenen Lichttransmissionen über dem Substrat (S); und Ausbilden von voneinander verschiedenen Ausrichtungen in den voneinander verschiedenen Bereichen der Fotoausrichtungsschicht (PM) entsprechend der Mehrzahl von Bereichen der Maske (M) durch Bestrahlen der Fotoausrichtungsschicht (PM) mit Licht durch die Maske (M) hindurch.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindlichen Materialien, welche die Fotoausrichtungsschicht (PM) aufweist, einem ersten Bereich bzw. einem zweiten Bereich der Maske (M) entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung in den den ersten Bereichen der Maske (M) entsprechenden Bereichen der Ausrichtungsschicht (PM) parallel relativ zur Polarisationsrichtung des eingestrahlten Lichtes ist, und die Ausrichtung in den den zweiten Bereichen der Maske (M) entsprechenden Bereichen der Ausrichtungsschicht (PM) senkrecht relativ zur Polarisationsrichtung des eingestrahlten Lichtes ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den ersten Bereichen der Maske (M) entsprechende Material der Ausrichtungsschicht (PM) ein PSCN-Derivat aufweist, und das den zweiten Bereichen der Maske (M) entsprechende Material der Ausrichtungsschicht (PM) ein Azobenzol-Derivat aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den ersten Bereichen der Maske (M) entsprechende Material der Ausrichtungsschicht (PM) ein PSCN-Derivat aufweist, und das den zweiten Bereichen der Maske (M) entsprechende Material der Ausrichtungsschicht (PM) Methylorange aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den ersten Bereichen der Maske (M) entsprechende Material der Ausrichtungsschicht (PM) ein PSCN-Derivat aufweist, und die das zweiten Bereichen der Maske (M) entsprechende Material der Ausrichtungsschicht (PM) Methylrot aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Lichttransmission durch die ersten Bereiche der Maske (M) bzw. die zweiten Bereichen der Maske (M) hindurch voneinander verschieden sind.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bereiche ultraviolettes Licht transmittieren.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bereiche sichtbares Licht transmittieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Belichtungsschritt verwendet wird, um die Fotoausrichtungsschicht (PM) zu bestrahlen.
Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel mit: einem ersten Substrat (S) und einem zweiten Substrat; zwischen das erste Substrat (S) und das zweite Substrat eingespritztem Flüssigkristallmaterial; und einer lichtempfindlichen Ausrichtungsschicht (PM), die das erste Substrat (S) bedeckt, und die erste Bereiche und zweite Bereiche aufweist, wobei die Ausrichtung der lichtempfindlichen Moleküle in den ersten Bereichen senkrecht zur Ausrichtung der lichtempfindlichen Moleküle in den zweiten Bereichen ist; und wobei die lichtempfindliche Schicht UV-lichtempfindliches Material und für sichtbares Licht empfindliches Material aufweist.
Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das UV-lichtempfindliche Material wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist: PSCN-1 und PSCN-2.
Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepannel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das für sichtbares Licht empfindliche Material wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist: Methylorange und Methylrot.
Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepannel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Schicht eine Mischung aus PSCN-1-Polymeren und AB-Polymeren aufweist.
Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Substrat eine Schicht aus Polyimid mit einer Mehrzahl von Mikrorillen aufweist.
Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Schicht eine Mischung aus PSCN-2-Polymeren und 20 %Gew. Methylorange aufweist.
Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Schicht eine Mischung aus PSCN-2-Polymeren und 30 %Gew. Methylrot aufweist.
Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Schicht ultraviolettem Licht in einem einzigen Bestrahlungsschritt ausgesetzt wurde.
Mehrbereichs-Flüssigkristallanzeigepaneel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absorbtionsbande des für sichtbares Licht empfindlichen Materials in einer Übergangsbande des UV-lichtempfindlichen Materials liegt.