CH615282A5 - Method and device for influencing the orientation of liquid-crystal molecules - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung einer transparenten Orientierungsschicht aus mindestens einem vorbestimmten Material auf einem Substrat einer Flüssigkristallzelle, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Oberfläche des Substrates derart angeordnet wird, dass die Flächennormale mindestens zwei vorausbestimmte Winkel mit den Richtungen von Partikelstrahlen des vorbestimmten Materials bildet, wobei die Strahlen von mindestens einer Partikelquelle erzeugt werden und dass die Partikel auf dem Teil der Oberfläche gleichzeitig oder abwechslungsweise hintereinander die transparente Orientierungsschicht bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste dieser vorausbestimmten Winkel in einem Bereich von 0 bis 30 Grad und der zweite in einem Bereich von 75 bis 90 Grad liegt, wodurch sich die Moleküle eines Flüssigkristallmaterials in der Flüssigkristallzelle in einem Winkel von nahezu 0 Grad bezüglich der Substratfläche ausrichten, falls keine elektrische Spannung an die Elektroden der Flüssigkristallzelle angelegt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorausbestimmten Winkel in einem Bereich von 70 bis 90 Grad Hegen, wodurch sich die Moleküle eines Flüssigkristallmaterials in der Flüssigkristallzelle in einem vorausbestimmbaren Winkel zwischen 90 und 50 Grad bezüglich der Substratfläche ausrichten, falls keine elektrische Spannung an die Elektroden der Flüssigkristallzelle angelegt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionen der Partikelstrahlrichtungen auf die Substratfläche miteinander einen Winkel von etwa 0 bis 180 Grad bilden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Mengen des unter den vorausbestimmten verschiedenen Winkeln auf dem Substrat abgelagerten Materials verändert wird, um die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle bezüglich der Substratfläche zu beiein-flussen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Aufdampfraten, unter denen das Material aus den vorausbestimmten Winkeln auf das Substrat abgelagert wird, verändert wird, um die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle bezüglich der Substratfläche zu beeinflussen.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Enddicke der transparenten Orientierungsschicht verändert wird, um die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle bezüglich der Substratfläche zu beeinflussen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionen der Partikelstrahlrichtungen auf die Substratfläche gegeneinenader verschoben werden, um die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle bezüglich der Substratfläche zu beeinflussen.

9. Verfahren nach einem der Ansrpüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat während der Aufdampfphase bewegt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat während der Aufdampfphase eine Rotation mit einer vorausbestimmten Geschwindigkeit ausführt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei vorausbestimmte Materialien verwendet werden, wobei das erste mittels des ersten Partikelstrahls und das zweite mittels des zweiten Partikelstrahls auf dem Substrat abgelagert wird.

12. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung von Partikelstrahlen aus mindestens einem Material, wobei die Partikelstrahlen mindestens zwei verschiedene Richtungen aufweisen sowie durch Elemente zur Halterung und zum Drehen des Substrates, so dass die Partikelstrahlen wiederholt auf mindestens einen Teil der Substratfläche unter mindestens zwei verschiedenen Richtungen auftreffen, welche vorbestimmte Winkel zur Substratfläche bilden, wobei s die Partikel dadurch an diesem Teil der Substratfläche die transparente Orientierungsschicht bilden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung von Partikelstrahlen eine Dampfquelle zur Erzeugung eines Dampfstrahles und eine m Prallplatte mit mindestens zwei Öffnungen aufweist und die Prallplatte so bezüglich der Dampfquelle angeordnet ist, dass der Dampfstrahl in mindestens zwei Strahlen aufgespalten wird und dass die Elemente zur Halterung und zum Drehen des Substrates ein Rotationselement aufweisen, an dessen Periphe-15 rie mehrere Substrate anbringbar sind, wobei das Rotationselement derart bezüglich der Prallplatte angeordnet ist, dass die zwei Strahlen wiederholt unter den zwei vorausbestimmten Winkeln auf die Substrate treffen, wenn sich das Rotationselement dreht.

:» 14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung von Partikelstrahlen mehrere Dampfquellen zur Erzeugung von Dampfstrahlen aufweist, sowie eine Prallplatte mit mehreren Öffnungspaaren, welche die Dampfstrahlen in mehrere Strahlenpaare aufspalten :s und dass die Elemente zur Halterung des Substrates ein Rotationselement aufweisen, an dessen Peripherie mehrere Substrate anbringbar sind, wobei das Rotationselement derart bezüglich der Prallplatte angeordnet ist, dass jedes Strahlenpaar wiederholt unter den zwei vorausbestimmten Winkeln auf die Subii! strate auftrifft, wenn sich das Rotationselement dreht und dass die Vorrichtung ferner mindestens eine Abschirmplatte aufweist, welche die Dampfstrahlen innerhalb eines bestimmten Richtungsbereiches hält.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich-ys net, dass die Einrichtung zum Erzeugen von Partikelstrahlen mindestens zwei Dampfquellen aufweist, welche derart angeordnet sind, dass sie Dampfstrahlen in zueinander im wesentlichen senkrechten Richtungen erzeugen, sowie eine Prallplatte von rechtwinkligem Querschnitt mit mindestens zwei öffnun-4» gen, wobei die Prallplatte und die Dampfquellen so angeordnet sind, dass mindestens ein Teil der Dampfstrahlen durch diese Öffnungen tritt und dass ferner die Elemente zur Halterung und zum Drehen des Substrates ein Rotationselement aufweisen, an dessen Peripherie mehrere Substrate anbringbar sind, wobei 45 dieses Rotationselement bezüglich der Prallplatte so angeordnet ist, dass die Teile der Dampfstrahlen gleichzeitig unter zwei vorbestimmten Winkeln wiederholt auf die Substrate auftreffen, wenn sich das Rotationselement dreht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich-5o net, dass die Einrichtung zum Erzeugen von Partikelstrahlen mehrere Dampfquellen zur Erzeugung von ersten Dampfstrahlen, mindestens eine Abschirmplatte zwischen den Dampfquellen, welche die Dampfstrahlen innerhalb eines bestimmten Richtungsbereiches hält, sowie mindestens eine Dampfquelle ss zum Erzeugen eines zweiten Dampfstrahles senkrecht zu den ersten Dampfstrahlen aufweist, und dass die Elemente zur Halterung und zum Drehen des Substrates ein Rotationselement aufweisen, an dessen Peripherie mehrere Substrate anbringbar sind, wobei das Rotationselement so bezüglich der so Prallplatte angeordnet ist, dass die ersten und zweiten Dampfstrahlen unter zwei vorgestimmten Winkeln wiederholt auf die Substrate auftreffen, wenn sich das Rotationselement dreht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung von Partikelstrahlen

(,5 eine Dampfquelle zur Erzeugung eines Dampfstrahls und eine Prallplatte aufweist, welche so zueinander angeordnet sind, dass die Prallplatte den Dampfstrahl in einen ersten und einen zweiten Strahl aufspaltet und dass die Elemente zur Halterung

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und zum Drehen des Substrates ein Rotationselement aufwei- sehen Feldes gerne nahezu parallel zur Ebene des Zellensub-sen, an dessen innerem Umfang mehrere Substrate in einem strates aus. Bei einem Material mit negativer dielektrischer

Winkel zu seiner Innenfläche anbringbar sind, wobei die Anisotropie sollten sich die Flüssigkristallmoleküle anderseits

Dampfquelle innerhalb des inneren Umfanges des Rotations- fast senkrecht zur Ebene des Zellensubstrates orientieren, dementes angeordnet sind, und dass ferner die Vorrichtung s Wenn die Flüssigkristallmoleküle in Abwesenheit eines einen evakuierten Behälter aufweist, welcher zur Aufnahme des elektrischen Feldes genau parallel zur Substratebene angeord-Rotationselementes mit den darin angebrachten Substraten, der net sind, drehen sie sich beim Anlegen eines elektrischen Feldes Dampfquelle und der Prallplatte bestimmt ist. um einen bestimmten Winkel, wobei jedoch einzelne Moleküle

18. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich- um denselben Winkel entgegengesetzt zu den anderen Molekü-net, dass die Einrichtung zum Erzeugen eines Partikelstrahls len gedreht werden. Dieses Phänomen wird als Rückwärtskip-eine Dampfquelle zur Erzeugung eines Dampfstrahles und eine pen bezeichnet und hat eine Verminderung der Kontrastwir-Prallplatte mit Öffnungen aufweist, wobei die Dampfquelle kung bei TN-Typen und eine ungleichmässige Farbverteilung im bezüglich der Prallplatte derart angeordnet ist, dass der Dampf- Falle von Farbanzeigen zur Folge. Es ist bekannt, dass dieses strahl beim Durchtritt durch die Öffnungen in einen ersten und Rückwärtskippen verhindert wird, wenn die Flüssigkristalle so einen zweiten Strahl aufgespaltet wird, und dass ferner die | s angeordnet sind, dass sie eine leichte Neigung gegenüber der

Elemente zur Halterung und zum Drehen des Substrates ein Substratebene ausweisen. Bei Material, worin die Flüssigkri-scheibenförmiges Rotationselement aufweisen, an deren äusse- stallmoleküle senkrecht zur Substratebene angeordnet sind, rer Fläche mehrere Substrate anbringbar sind, wobei das schei- wenn keine Spannung angelegt wird, tritt ein ähnlicher Effekt benförmige Rotationselement bezüglich der Prallplatte so ange- auf. Diesfalls ist es notwendig, die Moleküle in einem kleinen ordnet ist, dass der erste und zweite Dampfstrahl wiederholt auf 2i> Winkel zur Normalen der Substratebene anzuordnen, um das die Substrate auftrifft, wenn sich das Rotationselefnent dreht. Rückwärtskippen zu vermeiden. Demzufolge ist eine Vorausneigung in der Grössenordnung von fast 90 ° erforderlich,

wobei diese Neigung in der Regel von der Substratebene aus gemessen wird.

js Es ist bekannt, dass die Flüssigkristallmoleküle mittels Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung schrägen Aufdampfens von SiO oder anderen nicht organi-zur Beeinflussung der Orientierung von Molekülen in einer schem Materialien auf die Innenflächen von Substraten in einer

Flüssigkristallanzeige und insbesondere ein Verfahren und eine gewünschten Richtung parallel zum Zellensubstrat orientiert Vorrichtung zur Beeinflussung dieser Orientierung mittels werden können.

schrägen Aufdampfens eines Materials auf das Substrat von .'o Dies wird in der US-PS 3 834 792 beschrieben. Es ist auch Flüssigkristallanzeigezellen. ein Verfahren bekannt, wodurch die Vorausneigung der Flüssig-

Flüssigkristallanzeigen sind dank ihrer verschiedenen Vor- kristallmoleküle auf die Grössenordnung von 6° reduziert wer-züge in den letzten Jahren stark aufgekommen. Diese Vorzüge den kann. Es besteht darin, dass zwei aufeinanderfolgende umfassen etwa kleinen Energieverbrauch und die Möglichkeit Aufdampfungen vorgenommen werden, wobei die erste bei der Verwendung von niedrigen Spannungen an den Zeilenelek- ,is einem Einfallswinkel von etwa 80° erfolgt und auf der ersten troden. Deshalb werden Flüssigkristallanzeigen bei elektroni- Schicht eine sehr dünne zweite Schicht unter einem Einfallswin-schen Armbanduhren, elektronischen Taschenrechnern etc. kel von etwa 60° abgelagert wird. Derselbe Effekt kann erzielt verwendet. Der weitaus am häufigsten verwendete Typ von werden, wenn die Reihenfolge der beiden Aufdampfungen ver

Flüssigkristallanzeigen ist derjenige mit verdrillten nematischen tauscht wird. Der Einsatz dieses Verfahrens und die Aufdamp-Schichten (nachfolgend mit TN-Typ bezeichnet). Solche Vor- -4» fung der beiden Schichten in getrennten Vorgängen bewirken richtungen liefern ein Muster mit Schwarz-Weiss Kontrast. Es hohe Herstellungskosten. Falls andererseits die beiden Aufdamist ein starkes Bedürfnis für andere Typen von Flüssigkristallan- pfungen in einem Vorgang ausgeführt werden sollen, sind kom-zeigen vorhanden, welche z.B. die Fähigkeit aufweisen, Daten plizierte Aufdampfvorrichtungen nötig und die Herstellung ist mittels kontrastierender Farben anzuzeigen. Einen solchen Typ schwierig. Ferner ist eine sehr exakte Kontrolle erforderlich, da stellt etwa der «Guest-Host»-Typ dar (im folgenden als GH- 45 die zwei Schichten extrem dünn, d.h. in der Grössenordnung Typ bezeichnet), worin ein dichtroitischer oder pleochroitischer von 20 bis 60 Â, sein müssen, weshalb das Verfahr ;n für Farbstoff in nematisches Flüssigkristallmaterial eingebettet ist Massenproduktion ungeeignet ist.

und der Farbstoff als Gast-, das Flüssigkristallmaterial als Wirt- In der Literatur ist ein weiteres Verfahren bekannt, bei material bezeichnet wird. Weitere Typen sind Flüssigkristallan- welchem eine erste Schicht zur Orientierungsbeeinflussung mit zeigen, die auf dem ECB-Effekt beruhen, wobei sich der Nei- 50 einem Einfallswinkel von etwa 80° auf das Substrat aufge-gungswinkel der Flüssigkristallmoleküle entsprechend der dampft wird, wie bei obigem Verfahren und danach eine zweite

Spannung ändert, welche an die Zellenelektroden angelegt wird Schicht mit einem Einfallswinkel der Grössenordnung 0° oben und wobei die Farbe des reflektierten Lichts von diesem Nei- auf die erste Schicht aufgedampft wird. Der Orientierungsme-gungswinkel abhängt. Ein weiterer Typ schliesslich verwendet chanismus für diesen Fall wird noch nicht vollständig verstan-das Prinzip der dynamischen Streuung, wobei die Ordnung der 55 den. Bei diesem Verfahren ist der minimale Winkel der Voraus-Flüssigkristalle durch ein elektrisches Feld das an die Zellen- neigung, welcher beherrschbar ist, ebenfalls in der Grössenord-elektroden angelegt ist, zerstört wird. nung von 6°. Da diese Methode dieselben Nachteile und

Das Flüssigkristallmaterial solcher Vorrichtungen kann ent- Schwierigkeiten nach sich zieht, wie die vorstehend beschriebe-weder eine positive oder eine negative dielektrische Anisotropie nen Verfahren, ist sie für Massenproduktion ebenfalls unge-aufweisen. Im ersten Fall haben die Flüssigkristallmoleküle mi eignet.

beim Anlegen einer Spannung an die Zellenelektroden und dem Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Auftreten eines elektrischen Feldes zwischen diesen die Ten- Vorrichtung zu schaffen, die die oben erwähnte Nachteile besei-denz, sich in Richtung des elektrischen Feldes auszurichten. Im tigen.

Falle negativer dielektrischer Anisotropie haben die Moleküle Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeich-

beim Anlegen der Spannung dagegen die Tendenz, sich senk- <.s net, dass mindestens ein Teil der Oberfläche des Substrates recht zum elektrischen Feld zu orientieren. Im Falle von dielek- derart angeordnet wird, dass die Flächennormale mindestens trischem Material mit positiver dielektrischer Anisotropie rieh- zwei vorausbestimmte Winkel mit den Richtungen von Partikelten sich die Flüssigkristallmoleküle beim Fehlen eines elektri- strahlen des vorbestimmten Materials bildet, wobei die Strahlen

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von mindestens einer Partikelquelle erzeugt werden, und dass die Partikel auf dem Teil der Oberfläche gleichzeitig oder abwechslungsweise hintereinander die transparente Orientierungsschicht bilden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung von Partikelstrahlen aus mindestens einem Material, wobei die Partikelstrahlen mindestens zwei verschiedene Richtungen aufweisen, sowie durch Elemente zur Halterung und zum Drehen des Substrates, so dass die Partikelstrahlen wiederholt auf mindestens einen Teil der Substratfläche unter mindestens zwei verschiedenen Richtungen auftreffen, welche vorbestimmte Winkel zur Substratfläche bilden, wobei die Partikel dadurch an diesem Teil der Substratfläche die transparente Orientierungsschicht bilden.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können Flüssigkristallmoleküle mit einer kleinen Vorausneigung im Bereich von 1 oder 2 Grad oder einer grossen Vorausneigung bis fast 90 Grad ausgerichtet werden. Anorganisches Material wie Si wird mittels zwei Aufampfvorgängen auf dem Substrat abgelagert. Jedoch können die beiden Aufdampfvorgänge im Gegensatz zu den bekannten Verfahren entweder gleichzeitig oder abwechslungsweise hintereinander erfolgen, wobei die von jeder Abdampfung herrührende Materialmenge der endgültigen Schicht nicht kritisch ist. Zudem können die Einfallswinkel, unter denen der Dampf die Substratoberfläche erreicht, in einem sehr grossen Bereich variieren. Dank dieser Eigenschaften ist es möglich, eine einfache Vorrichtung zu konzipieren, mit welcher eine grosse Anzahl Substrate fast gleichzeitig dem Aufdampfungs-vorgang ausgesetzt werden können. Da das erfindungsgemässe Verfahren Vorausneigungen zwischen 0° und 90° ermöglicht, ist es auf eine Vielfalt verschiedener Flüssigkristallanzeigen anwendbar und ist speziell geeignet für neue Typen von Farbanzeigen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, welches das allgemeine Prinzip des schrägen Abdampfens erläutert;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Flüssigkristallzelle nach dem Prinzip der dynamischen Streuung, wobei keine Spannung angelegt ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Flüssigkristallzelle nach dem Prinzip der dynamischen Streuung, wobei Spannung angelegt ist;

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Flüssigkristallzelle vom Guest-Host-Typ, ohne Spannung;

Fig. 5 eine Schnittansicht einer Flüssigkristallzelle vom Guest-Host-Typ unter Spannung;

Fig. 6 eine Schnittansicht einer Flüssigkristallzelle des ECB-Typs, ohne Spannung;

Fig. 7 eine Schnittansicht einer Flüssigkristallzelle des ECB-Typs unter Spannung;

Fig. 8 ein Diagramm, welches die Aufdampfungseinfallswin-kel gemäss der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 9 eine Draufsicht auf ein Zellensubstrat zur Darstellung der Projektionen der beiden Aufdampfungsrichtungen auf dem Substrat ;

Fig. 10 und 11 Diagramme, worin die Einfallswinkel der Aufdampfungen gemäss der Erfindung dargestellt sind, wenn ein grosser Vorausneigungswert gewünscht wird ;

Fig. 12 einen Graphen, der den Effekt der Änderung des Mengenverhältnisses von in zwei Aufdampfvorgängen abgelagerten Materialien zeigt, wenn ein grosser Vorausneigungswert hergestellt wird;

Fig. 13 einen Graphen, der den Effekt der Dickenänderung der Schicht zur Beeinflussung der Ausrichtung zeigt, wenn ein grosser Vorausneigungswert hergestellt wird;

Fig. 14 einen Graphen, der den Effekt der Änderung der Aufdampfraten von zwei Aufdampfungen zeigt, wenn ein grosser Vorausneigungwert hergestellt wird;

Fig. 15 eine Draufsicht auf ein Substrat, von drei Richtun-s gen erfolgte Aufdampfungen darstellend ;

Fig. 16 eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum hinterein-anderfolgenden abwechslungsweisen schrägen Aufdampfen einer Mehrzahl von Substraten;

Fig. 17 eine Ansicht der Vorrichtung von Fig. 16 senkrecht m zur dortigen Schnittebene ;

Fig. 18 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsart der Vorrichtung zum hintereinanderfolgenden abwechslungsweisen schrägen Aufdampfen auf eine Mehrzahl von Substraten ;

Fig. 19 eine schematische Darstellung einer dritten solchen 15 Vorrichtung, und

Fig. 20 und 21 je eine vierte und fünfte solche Vorrichtung.

In Fig. 1 ist das Verfahren der schrägen Ablagerung mittels eines einzigen Aufdampfungsvorganges dargestellt, wie es bereits bekannt ist. Dabei trifft ein Partikelstrom eines Mate--» rials wie SiO, welcher von einer Dampfquelle 4 ausgesandt wird, mit einem Einfallswinkel bezüglich der Substratnormalen 2 auf ein Substrat 10 einer Flüssigkristallzelle, Dadurch wird die Orientierungsschicht 8 gebildet. Die Wirkung der Orientierungsschicht 8 veranlasst Flüssigkristallmoleküle 6 (Wenn das Substrat in eine Flüssigkristallzelle eingebaut ist, sich einheitlich in einem Winkel A bezüglich der Substratebene 10 auszurichten, falls keine Spannung an die Elektroden der Flüssigkristallzelle angelegt ist. Der Einfallswinkel 0 wird nachfolgend als Aufdampfwinkel bezeichnet, während der Winkel a Vorausnei-1(1 gung genannt wird. Mit dieser einzelnen schrägen Aufdampfung wird die Vorausneigung etwa 20° bis 30°, wenn der Auf-dampfwinkel grösser als 75° ist. Mit einer solchen Vorausneigung können statisch betriebene Flüssigkristallanzeigen hergestellt werden, wobei allerdings der Blickwinkel und die Anzei-1S gekontrasteigenschaften stark eingeschränkt sind. Im Falle von dynamisch betriebenen Flüssigkristallzellen führt ein solcher Wert der Vorausneigung zu ungenügend scharf definierter Schwellencharakteristik, so dass praktisch anwendbare Geräte mit diesem Verfahren nicht hergestellt werden können.

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Falls die Ablagerung mittels einzelner schräger Aufdampfung in einem Aufdampfwinkel der Grössenordnung 60°

erfolgt, richten sich die Flüssigkristallmoleküle mit einer Vorausneigung von 0° aus, d.h. genau parallel zur Substratebene. Falls nun eine Steuerspannung an die Zellenelektroden angelegt wird, drehen sich alle Flüssigkristallmoleküle durch die Wirkung des resultierenden elektrischen Feldes um einen bestimmten Winkel, wobei aber einige sich in entgegengesetzter Richtung zu den anderen drehen. Dieses Phänomen wird als Rückwärtskippen bezeichnet. Es führt zu einer Verminderung des Kontrast bei TN-Zellen und ungleichmässiger Anzeigefärbung bei Farbanzeigezellen. Aus diesem Grunde ist das Verfahren praktisch ebenfalls nicht anwendbar.

Im Falle eines Materials mit positiver dielektrischer Aniso-tropie, wo sich die Flüssigkristallmoleküle in der Richtung eines angelegten elektrischen Feldes ausrichten, ist es erwünscht, dass die Moleküle eine sehr kleine Neigung bezüglich der Substratebene aufweisen, anstatt exakt parallel zur Ebene zu sein. Dies deshalb, weil die kleine Neigung, welche der oben definierten Vorausneigung entspricht, das Rückwärtskippen verhindert. Bei einem Flüssigkristallmaterial mit positiver dielektrischer Anisotropie ist eine Vorausneigung im Bereich von 1 bis 2 Grad wünschenswert.

Im Falle eines Flüssigkristallmaterials mit negativer dielek-(,5 trischer Anisotropie, wo die Flüssigkristallmoleküle sich senkrecht zur Richtung eines angelegten elektrischen Feldes ausrichten, ist es erwünscht, dass die Flüssigkristallmoleküle eine grosse Vorausneigung aufweisen, meist nahezu 90° .

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Im folgenden werden einige Beispiele von Flüssigkristallanzeigezellen beschrieben. Bei diesen Beispielen wird vorausgesetzt, dass das Flüssigkristallmaterial negative dielektrische Anisotropie aufweist.

In Fig. 2 ist die Schnittansicht eines Flüssigkristallanzeige- s typs, welcher das Prinzip der dynamsichen Streuung verwendet (nachfolgend DS-Typ genannt), gezeigt. Ein Flüssigkristallmaterial, dessen Moleküle mit der Bezugsziffer 23 beschrieben sind, ist zwischen den Innenflächen zweier Substrate 26 und 30 eingeschlossen und bildet eine Flüssigkristallzelle, welche an m ihrem Aussenrand mit einem Dichtmaterial 28 abgedichtet ist. Auf den Innenflächen der Substrate 28 und 30 sind transparente leitende Elektroden 22 und 24 angebracht. Fig. 2 stellt den Fall dar, wo keine Spannung an die Zellenelektroden angelegt ist, so dass die Moleküle 23 durch die Wirkung einer Orientierungs- , s Schicht auf den Innenflächen der Substrate fast senkrecht zu den Zellensubstraten ausgerichtet sind. Wie in Fig. 3 dargestellt,

wird der Zustand paralleler Ausrichtung der zwischen den Zellenelektroden befindlichen Flüssigkristallmoleküle zerstört,

wenn an die Zellenelektroden Wechselspannung angelegt wird, 2II so dass die Moleküle in einen ungeordneten oder gestreuten Zustand versetzt werden. Als Folge der unterschiedlichen Reflexionseigenschaften der senkrecht geordneten Moleküle 23 und der zwischen den Elektroden befindlichen ungeordneten Moleküle 34 wird dabei kein Kontrastmuster erzielt. ^

Fig. 4 stellt einen Guest-Host- (oder GH-) Typ einer Flüssigkristallanzeige dar. Wie im Beispiel von Fig. 2 und 3 ist dabei zwischen zwei Substraten 26 und 30 ein Flüssigkristallmaterial enthalten und bildet eine Flüssigkristallzelle, welche mittels Dichtmaterial 28 abgedichtet ist, wobei zwischen Elektroden 22 m und 24 ein elektrisches Feld erzeugt werden kann. Mit dem Flüssigkristallmaterial ist ein dichroitischer Farbstoff in der Weise kombiniert, dass die Farbstoffmoleküle zwischen den Flüssigkristallmolekülen verteilt sind. Die Farbstoffmoleküle sind dabei mit der Nummer 34, die Flüssigkristallmoleküle mit k der Nummer 36 bezeichnet. Beim Fehlen einer Spannung zwischen den Elektroden 22 und 24 werden die dichroitischen Farbstoffmoleküle durch die Einwirkung der sie umgebenden viel zahlreicheren Flüssigkristallmoleküle fast senkrecht zur Substratfläche ausgerichtet. 40

Wenn an die Zellenelektroden 22 und 24 eine Wechselspannung angelegt wird, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, richten sich die Flüssigkristallmoleküle zwischen den Elektroden, welche mit der Nummer 37 bezeichnet sind, fast parallel zur Substratfläche aus. In der Folge werden die dichroitischen Farbstoffmo- 45 leküle 39, welche sich zwischen den Elektroden befinden, ebenfalls fast parallel zum Substrat ausgerichtet. Je nach der Ausrichtung seiner Moleküle parallel oder senkrecht zur Lichteinfallsrichtung weist der dichroitische Farbstoff unterschiedliche Farbabsorption des einfallenden Lichtes auf. Deshalb entsteht su unter den Farbstoffmolekülen zwischen den Elektroden und dem Teil des Farbstoffes, der sich ausserhalb der Elektroden befindet, ein Farbkontrast. Bei diesem Zellentyp entsteht ungleichmässige Färbung und schlechte Sichtbarkeit der Anzeige, falls das Rückwärtskippen auftritt, bei welchem Vor- 55 gang sich einige dichroitische Farbmoleküle beim Anlegen einer Spannung an die Zellenelektroden 22 und 24 um entgegengesetzte Winkel drehen. Es ist deshalb wichtig, den Flüssigkristallmolekülen eine kleine Vorausneigung zu geben, so dass sie fast, aber nicht ganz senkrecht zur Substratebene ausgerichtet sind, M falls keine Spannung angelegt wird.

Fig. 6 zeigt eine Flüssigkristallfarbanzeige des ECB-Typs mit derselben allgemeinen Anordnung, wie sie bereits anhand der Fig. 2 bis 5 beschrieben wurde. Beim Fehlen einer Spannung zwischen den Zellenelektroden 22 und 24 sind die Flüssigkri-Stallmoleküle nahezu senkrecht zur Substratebene ausgerichtet. Wird an die Zellenelektroden 22 und 24 eine Wechselspannung angeschlossen, wie in Fig. 7 dargestellt, so werden die Flüssigkristallmoleküle 42 zwischen den Elektroden aus der Normalrichtung zur Substratebene weggedreht. Dabei ist die Wellenlänge des Lichts, das durch die Flüssigkristalle absoribert wird, welche sich zwischen den Elektroden befinden, von der Neigung der Flüssigkristallmoleküle abhängig. Es ist demzufolge möglich, eine kontinuierlich veränderbare Mehrfarbenanzeige zu erzeugen.

Zudem ist es nicht nötig, dass die Flüssigkristallmoleküle beim Fehlen einer Spannung fast senkrecht zur Substratebene angeordnet sind, wie in Fig. 6 dargestellt. Vielmehr kann den Molekülen eine Vorausneigung von wesentlich weniger als 90° gegeben werden, je nach gewünschtem Farbanzeigeeffekt. Es ist Zweck der Erfindung, dass solche Vorausneigungswerte zuverlässig und reproduzierbar festgelegt werden können.

Nachfolgend wird ein erfindungsgemässes Verfahren beschrieben, mittels dessen Flüssigkristallmoleküle fast parallel zur Substratebene ausrichtbar sind. Gemäss Fig. 8 wird eine erste Auf dampf ung in Richtung 52 mit einem Einfallswinkel 0h bezüglich der Normalen des Substrates 10 vorgenommen. Der Einfallswinkel, unter welchem die Aufdampfung erfolgt, wird Aufdampfwinkel genannt. Eine zweite Aufdampfung wird in Richtung 50 unter einem Aufdampfwinkel 02 ausgeführt. Diese zwei Aufdampfungen können zusammen oder abwechslungsweise aufeinanderfolgend erfolgen. Das mittels dieser Aufdampfungen abgelagerte Material bildet eine Schicht 8 zur Beeinflussung der Orientierung, welche auch Orientierungsschicht genannt wird.

Es ist Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass ©2 im wesentlichen im Bereich von 0° ± 30° liegt, während 0, sich im wesentlichen zwischen 75° und 90° befindet. Für diese beiden Aufdampfungen kann dasselbe Material, z.B. SiO, oder können verschiedene Materialien verwendet werden. Falls die abgelagerte Materialmenge der ersten Aufdampfung sehr gross ist im Vergleich zu derjenigen der zweiten Aufdampfung, werden die Orientierungseigenschaften der Orientierungsschicht ähnlich wie diejenigen, welche mittels einer einzelnen Aufdampfung erzeugt werden. Falls andererseits die mittels der zweiten Aufdampfung abgelagerte Materialmenge bedeutend grösser als diejenige der ersten Aufdampfung ist, wird der Beeinflussungsgrad der Orientierung durch die Orientierungsschicht abgeschwächt. Es wurde herausgefunden, dass eine Vorausneigung von weniger als etwa 2° erreicht wird, wenn die Mengen der bei der ersten bzw. zweiten Aufdampfung abgelagerten Materialien ein Verhältnis im Grössenbereich von 10:1 bis 1:20 aufweisen. Falls eine Vorausneigung der Grössenordnung 10° zulässig ist, kann das obige Verhältnis auf den Bereich 20:1 bis 1:20 ausgedehnt werden. Die maximal zulässige Vorausneigung hängt vom speziellen Typ der Flüssigkristallzelle ab. Es wurde experimentell festgestellt, dass die Orientierungseigenschaften ungenügend sowie der Zellenkontrast ungleichmässig und unbefriedigend sind, wenn SiO allein in beiden Aufdampfungen verwendet wird und die endgültige Schichtdicke der Orientierungsschicht kleiner als 60 Â ist. Deshalb sollte die Orientierungsschicht dicker als 60 Â sein. Falls ihre Dicke wesentlich vergrös-sert wird, etwa in der Grössenordnung von 2000 Â, werden zwar gute Orientierungseigenschaften erhalten, die Orientierungsschicht erzeugt jedoch eine Färbung der Anzeige, wodurch die Sichtbarkeit der Anzeige beeinträchtigt wird. Dennoch ist vom Standpunkt der leichten Herstellbarkeit aus eine Dicke von 2000 Â einer dünneren Orientierungsschicht vorzuziehen. Es wurde festgestellt, dass der eben beschriebene Farbeffekt wesentlich herabgesetzt werden kann, wenn als zweites Aufdampfmaterial Si02 oder eine Mischung aus SiO und Si02 verwendet wird. Es wurden auch Experimente ausgeführt, bei welchen der Aufdampfwinkel ©, während des Aufdampfvor-ganges periodisch verändert wurde. Dabei fand man, dass im Falle von aufeinanderfolgender abwechslungsweiser Vornahme der ersten und zweiten Aufdampfung der Bereich der oben

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angegebenen Aufdampfwinkel, z.B. 75° bis 90° für Â, und 0° ± 30° fürÄ2 während eines Teils jeder Aufdampfperiode vergrössert werden kann. Dies ist in dem Umfange möglich, als der Bruchteil des unter einem Aufdampfwinkel abgelagerten Materials, der ausserhalb der erwähnten Grenzen liegt, nicht 50 % der total abgelagerten Menge erreicht. Der Bereich, in welchem der Aufdampfwinkel 02 während des Aufdampfvorganges verändert werden kann, hängt vom Winkel zwischen der Projektion der ersten Aufdampfrichtung auf die Substratebene und der Projektion der zweiten Aufdampfrichtung auf die Substratebene ab. Dieser Winkel wird nachfolgend als Aufdampfzwischenwinkel bezeichnet.

Der Begriff des Aufdampfzwischenwinkels kann anhand der Fig. 9 erklärt werden. Die Bezugsziffern 56 und 54 bezeichnen die Projektionen der ersten bzw. der zweiten Aufdampfrichtung auf das Substrat 10. Der Aufdampfzwischenwinkel ist mit ß bezeichnet. Man hat herausgefunden, dass befriedigende Vor-ausneigungswinkelwerte bei periodischer Veränderung des Aufdampfwinkels ©2 innerhalb des Bereiches 0° ± 30° erhalten werden, falls der Aufdampfzwischenwinkel entweder 0° oder 180° beträgt. Wenn der Aufdampfzwischenwinkel 90° ist, werden befriedigende Resultate bei periodischer Veränderung des Aufdampfwinkels 02 im Bereich von 0° ± 60° erzielt. Es wurde zudem gefunden, dass mit dem Aufdampfzwischenwinkel von 90° der Aufdampfwinkel 02 periodisch in einem Bereich von 0° ± 90° variieren kann, vorausgesetzt, dass der Anteil des in der zweiten Aufdampfung innerhalb eines Aufdampfwinkels im Bereich 0° ± 30° abgelagerten Materials 50 % oder mehr der bei der zweiten Aufdampfung total abgelagerten Menge ist. Daraus ist ersichtlich, dass der zulässige Variationsbereich der Aufdampfwinkel der ersten und zweiten Aufdampfung extrem gross ist. Eine exakte Steuerung des Aufdampfwinkels erübrigt sich deshalb vollständig. Man hat überdies festgestellt, dass die Schlussdicke der Orientierungsschicht unkritisch ist. Demzufolge ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren eine relativ freie Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Herstellung von Flüssigkristallsubstraten mit Orientierungsschicht.

Nachfolgend wird nun ein Verfahren zur Ablagerung einer Orientierungsschicht auf Flüssigkristallsubstratflächen beschrieben, womit jeder beliebige Vorausneigungswinkel im Bereich von 90° bis 50° erhalten werden kann. Dieses Verfahren ist speziell zur Anwendung auf gewisse, erst vor kruzer Zeit entwickelte Flüssigkristallzellen für Farbanzeige geeignet. In Fig. 10 sind zwei Aufdampfungen dargestellt, welche in den Richtungen 58 und 60 bei Aufdampfwinkeln von 0, bzw. 0, vorgenommen werden. Die Aufdampfung in Richtung 60 wird hier als erste, diejenige in Richtung 58 als zweite Aufdampfung bezeichnet. In diesen Richtungen wird ein Material auf dem Substrat 10 abgelagert und bildet eine Orientierungsschicht, deren Moleküle mit der Bezugsziffer 42 bezeichnet sind.

Wie beim vorerwähnten Aufdampfverfahren können die erste und die zweite Aufdampfung entweder gleichzeitig oder abwechslungsweise aufeinanderfolgend vorgenommen werden. Es ist ein Merkami dieses Verfahrens der Erfindung, dass mindestens eine der beiden Aufdampfungen unter einem Aufdampfwinkel von 70° oder mehr erfolgt. Normalerweise sollten bei diesem Verfahren beide Aufdampfungen unter einem Aufdampfwinkel von mehr als 70° stattfinden. Man glaubt, dass dies gewisse Moleküle der Orientierungsschicht dazu veranlasst, sich senkrecht zum Substrat auszurichten, während sich andere in gewissen Winkeln zur Oberfläche orientieren. Dies konnte sowohl aus elektronenmikroskopischen Untersuchungen als auch Dichtemessungen der Orientierungsschicht geschlossen werden. Man stellt sich vor, dass dadurch Lücken oder Höhlungen in der Orientierungsschicht entstehen, welche die besonderen Orientierungseigenschaften bewirken, welche mittels dieses Verfahrens erhalten werden. Dieser Effekt tritt nicht auf, wenn sowohl die erste als auch die zweite Aufdampfung in einem Winkel von weniger als 70° ausgeführt wird.

Es wurde herausgefunden, dass durch Verändern gewisser Aufdampfparameter mittels dieses Verfahrens die Vorausneigung der Flüssigkristallmoleküle auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann. Diese Parameter sind das Verhältnis der mittels der ersten und der zweiten Aufdampfung abgelagerten Materialmengen, die Schlussdicke der Orientierungsschicht, die Aufdampfwinkel, das Verhältnis der Aufdampfraten der ersten und der zweiten Aufdampfung, der Typ des bei jeder Aufdampfung verwendeten Aufdampfmaterials.

Falls die Aufdampfwinkel, die Aufdampfrate, die Mengen des abgelagerten Materials und die abgelagerten Materialien für jede Aufdampfung gleich sind, die Aufdampfrichtungen symmetrisch angeordnet sind (so dass die Aufdampfwinkel 180° bei einem zweistufigen Prozess und 120° bei einem dreistufigen Prozess sind, wie unten beschrieben) und falls die Dicke der abschliessenden Schicht der Orientierungsschicht sehr dünn ist gegenüber 20 Â, dann kann eine Vorausneigung von fast 90° erzeugt werden. Durch geeignete Veränderung der obigen Parameter kann je nach Wunsch eine Vorausneigung von weniger als 90° erreicht werden. Überdies ist es auch bei Veränderung eines der genannten Parameter aus dem Identitäts- oder Symmetriezustand möglich, einen Vorausneigungswinkel von fast 90° zu erreichen, indem zur Kompensation ein oder mehrere andere Parameter geeignet verändert werden.

In Fig. 11 ist der Fall dargestellt, bei welchem die Aufdampfungen aus zwei Richtungen, 52 und 64, unter Aufdampfwinkeln 0 62 bzw. © 64 erfolgen. Dabei wird angenommen, dass dasselbe Aufdampfmaterial verwendet wird und dass die Aufdampfraten in den Richtungen 62 und 64, V62 bzw. V64 sind. Daraus resultiert eine Orientierungsschicht, welche die Flüssigkristallmoleküle 68 veranlasst, eine Vorausneigung a anzunehmen. Falls die Materialmenge, welche aus der Richtung 64 abgelagert wurde und mit T64 bezeichnet wird, grösser ist als die Materialmenge, welche aus der Richtung 62 abgelagert wurde und mit T62 bezeichnet wird, erhält man eine Vorausneigung von weniger als 90° , wie in Fig. 11 dargestellt.

Der Zusammenhang zwischen Änderung der Vorausneigung der Flüssigkristallmoleküle und dem Verhältnis der Materialmengen aus erster und zweiter Verdampfung ist in Fig. 12 dargestellt.

Der Graph in Fig. 12 gilt für den Fall, wo beide Aufdampf-winkel © 56 und 0 57, 85 ° sind und das Aufdampfmaterial SiO ist. Falls das Verhältnis der abgelagerten Materialmengen fest ist und ein unterschiedlicher Aufdampfwinkel gewählt wird, nimmt die Vorausneigung entsprechend der Zunahme der Differenz zwischen den Aufdampfwinkeln ab.

Es wurde ferner herausgefunden, dass die Dicke derjenigen Schicht, die im abschliessenden Aufdampfungsschritt abgelagert wird, einen merklichen Effekt auf die Orientierungseigenschaften der Orientierungsschicht hat, falls die erste und die zweite Aufdampfung abwechslungsweise aufeinanderfolgend vorgenommen werden. Dieser Faktor kann ebenfalls dazu verwendet werden, den Wert der Vorausneigung der Flüssigkristallmoleküle festzulegen. Dies wird mittels des Graphen in Fig. 13 erläutert. Es ist ersichtlich, dass der Vorausneigungswinkel durch Veränderung der Dicke der in der Schlussphase des Aufdampfungsvorganges abgelagerten Schicht bis nahe an 90° einstellbar ist.

Fig. 14 zeigt den Effekt der Differenz zwischen den Auf-dampfungsraten der ersten und der zweiten Aufdampfung. Wie man sieht, nimmt der Vorausneigungswinkel der Flüssigkristallmoleküle ab, wenn die Differenz der Aufdampfungsraten zunimmt (welche in Fig. 14 als Verhälnis angegeben ist).

Fig. 15 ist eine Draufsicht auf eine von drei verschiedenen Richtungen 91, 92 und 93 auf einem Substrat auszuführende Aufdampfung, wobei die Aufdampfungszwischenwinkel ©91,

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IO

1 ^

20

25

30

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50

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7

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0 92 bzw. 0 93 sind. Falls alle anderen Parameter einander gleich und die Aufdampfungszwischenwinkel 0 91, 0 92, 0 93 alle 120° sind, bewirkt die so abgelagerte Orientierungsschicht, dass die Flüssigkristallmoleküle sich mit einer Vorausneigung von 90° anordnen. Falls andererseits 0 91 grösser ist als 0 92 und 0 92 gleich 0 93 bewirkt die Orientierungsschicht, dass sich die Flüssigkristallmoleküle mit einer Vorausneigung in der Richtung 91 anordnen. So ist es möglich, den Vorausneigungs-grad durch Veränderung der Aufdampfungszwischenwinkel zu variieren. Dies ist ebenfalls ausführbar im Falle von Aufdampfungen aus zwei, vier oder mehr Richtungen. Ferner kann der Vorausneigungsgrad der Flüssigkristallmoleküle auch durch Verwendung von verschiedenen Aufdampfungsmaterialien aus verschiedenen Richtungen beeinflusst werden. Dazu wird nochmals auf Fig. 10 verwiesen und angenommen, dass aus der Richtung 60 ein Material mit relativ guten Eigenschaften zur Orientierung der Flüssigkristallmoleküle parallel zur Substratebene abgelagert wird, während aus der Richtung 58 ein solches mit relativ schlechten Orientierungseigenschaften abgelagert wird und wobei alle anderen Parameter wie Aufdampfungswin-kel 01 und 02 einander gleich sind. Dies führt zu einer Orientierungsschicht, welche die Flüssigkristallmoleküle dazu veranlasst, sich in die Aufdampfungsrichtung 60 zu drehen. Das Material mit den besten Orientierungseigenschaften für Flüssigkristallmoleküle ist im gegenwärtigen Zeitpunkt SiO.

Es werden nun einige allgemeine Ausführungsbeispiele von einfachen Vorrichtungen beschrieben, mittels derer Substrate für Flüssigkristallzellen gemäss der vorliegenden Erfindung mit Orientierungsschichten versehen werden können. Es wird betont, dass bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen die Aufdampfwinkel auf diejenigen Fälle ausgerichtet sind, wo die Orientierungsschicht einen kleinen Vorausneigungswert der Flüssigkristallmoleküle erzeugt, d.h. ein oder zwei Grade. Es ist jedoch leicht zu sehen, dass die Vorrichtung für jeden Fall modifiziert werden kann, bei dem Orientierungsschichten, welche grössere Vorausneigungswerte erzeugen, gemäss dem Verfahren der Erfindung hergestellt werden sollen.

Wie aus Fig. 16 ersichtlich, ist ein Rotationselement 72 auf einer drehbaren Welle 70 angebracht, mittels derer es gedreht werden kann. An der äusseren Peripherie des Rotationselementes 72 sind eine Anzahl Substrate 74 für Flüssigkristallzellen angebracht. Diese Substrate sind mit den Flächen, auf welchen die Orientierungsschicht abgelagert werden soll, nach aussen angeordnet. Zwischen dem Rotationselement 72 und der Dampfquelle 84, welche einen Strahl 82 aus verdampftem Material erzeugt, ist eine Prallplatte 76 angebracht. Durch die Öffnungen 78 und 80 in der Prallplatte 76 wird der Strahl 82 in zwei getrennte Strahlen aufgespalten, und es ist offensichtlich, dass die Lage dieser Öffnungen die Winkel bestimmt, unter welchen die Teile des Strahls 82 auf die Substrate 74 auftreffen. Wenn das Rotationselement 72 sich dreht, variiert der Aufdampfwinkel, unter welchem die Ablagerung auf jedem Substrat stattfindet, innerhalb eines bestimmten Bereiches, der durch Faktoren wie Grösse der Öffnungen 78 und 80 bestimmt ist.

Wie jedoch oben erläutert worden ist, erlaubt das erfindungsgemässe Verfahren eine solche periodische Variation des Aufdampfwinkels. Wenn das Rotationselement 72 sich dreht, werden demzufolge abwechslungsweise hintereinander erste und zweite Aufdampfungen ausgeführt. Es ist klar, dass die erste und die zweite Aufdampfung fast gleichzeitig erfolgen, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Rotationsgliedes genügend gross ist und dass dann eine grosse Anzahl von Substraten rasch behandelt werden können. Das in Fig. 16 dargestellte Ausführungsbeispiel ist für einen Aufdampfzwischenwinkel von 0° verwendbar, wobei dieselbe Dampfquelle 84 sowohl für die erste als auch für die zweite Aufdampfung benützt werden kann. Es ist ersichtlich, dass die Aufdampfwinkel und die relative

Menge abgelagerten Materials bei der ersten bzw. zweiten Aufdampfung leicht geändert werden können, indem die Lage der Prallplatte 76 und die Positionen und Grössen der Öffnungen 78 und 80 variiert werden. Da diese Positionen hernach festge-5 legt sind, wird ein hoher Grad von Konstanz und Reproduzierbarkeit der Orientierungsbeeinflussung erreicht. Die Aufdampfwinkel und das Verhältnis der Aufdampfmengen können auch dadurch geändert werden, indem der Abstand zwischen Dampfquelle 84, Prallplatte 76 und Rotationselement 72 verän-m dert oder indem der Durchmesser des Rotationselementes 72 varriert wird. Ferner können die Aufdampfwinkel durch Verschieben der Dampfquelle 84 von der in Fig. 16 gezeigten Lage nach rechts oder links beeinflusst werden.

In Fig. 17 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei welcher eine 15 Mehrzahl von Substraten sowohl längs der Peripherie als auch längs der Achse des Rotationselementes 72 angebracht ist. Die Funktionsweise dieser Vorrichtung kann verstanden werden, indem man die in Fig. 16 dargestellte Anordnung als Schnitt senkrecht zur Welle 70 der Vorrichtung von Fig. 17 auffasst. 20 Um unerwünschte Ablagerungen durch Dampfstrahlen benachbarter Dampfquellen zu verhindern, sind zwischen diesen Quellen Abschirmplatten 86 angebracht.

Fig. 18 zeigt eine Ausführungsart einer Vorrichtung, bei welcher separate Dampfquellen 101 und 96 für die erste und die js zweite Verdampfung vorgesehen sind. Die Aufdampfwinkel werden von Öffnungen 100 und 104 in einer Prallplatte 94 bestimmt. Diese Öffnungen dienen auch dazu, das Verhältnis der von den Dampfquellen 96 und 101 abgelagerten Materialmengen festzulegen. Wie bereits bei der Vorrichtung aus Fig. n> 16, können die Aufdampfwinkel und das Verhältnis der abgelagerten Materialmengen ebenfalls hier durch Verändern der Lage der Prallplatte 94 variiert werden. Da für die erste und die zweite Aufdampfung verschiedene Dampfquellen vorgesehen sind, können verschiedene Aufdampfmaterialien für die beiden .15 Aufdampfungen verwendet und diesen angepasste Dampferzeugungsverfahren für die Dampfquellen 101 und 96 benutzt werden, je nach dem eingesetzten Materialtyp. Es ist zum Beispiel möglich, für die erste Aufdampfung SiO wegen seiner guten Orientierungseigenschaften und als zweites Aufdampfma-4o terial Si02 wegen seiner guten Transparenz zu verwenden. Natürlich können auch andere Materialien in Dampfquellen eingesetzt werden. Die Verwendung von getrennten Quellen macht etwa die Verwendung verschiedener Methoden zur Herstellung besonders erwünschter Orientierungseigenschaften der 45 Substrate möglich, wie etwa Dampferzeugung mittels Elektronenstrahl, Ionenplattierung etc. Die Vorrichtung zum Steuern der Aufdampfung, welche für ein Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 18 nötig ist, ist komplizierter als z.B. die Vorrichtung in Fig. 16. Gemäss dem Verfahren dieser Erfindung ist jedoch der so zulässige Bereich des Verhältnisses der abgelagerten Materialien sehr gross und die Enddicke der Orientierungsschicht kann 100 Â übersteigen. Deshalb ist selbst für das Ausführungsbeispiel in Fig. 18 die notwendige Steuerung des Aufdampfvorganges in jeder Phase viel einfacher als bei vorgekannten Verfahren 55 mit zwei Aufdampfungen.

Bei der in Fig. 19 dargestellten Vorrichtung, bei welcher eine Mehrzahl von Substraten entlang dem Umfang und der Achse eines Rotationselementes 108 angebracht sind, variieren die Aufdampfwinkel entlang der Achse des Elementes 108. (,o Dies deswegen, weil eine einzige Dampfquelle 112 für die zweite Aufdampfung zusammen mit einer Mehrzahl von Dampfquellen 116 für die erste Aufdampfung verwendet wird. Es leuchtet ein, dass der Aufdampfwinkel für die zweite Aufdampfung sich auch entsprechend der Lage der Substrate längs (,5 der Achse des Elementes 108 verändert. Alle diese Aufdampfwinkel bewegen sich jedoch im Bereich von 75° bis 90° , wenn die Dampfquelle 112 geeignet angebracht ist. Mit dieser Anordnung wird der Aufdampfzwischenwinkel etwa 90° , so dass die

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zulässigen Schranken des Aufdampfwinkels für die zweite Aufdampfung sehr gross werden, wie oben erläutert. Aus diesem Grunde erübrigt es sich, eine Prallplatte zur Steuerung des Aufdampfwinkels der zweiten Aufdampfung anzubringen.

Bei der Vorrichtung, welche in Fig. 20 dargestellt ist, sind Substrate 120 für Flüssigkristallzellen an der inneren Peripherie eines Rotationselementes 118 in einem Winkel zur Innenfläche dieses Elementes befestigt, wobei die Substratflächen, auf denen die Orientierungsschicht abgelagert werden soll, nach innen schauen. Das Element 118 wird mittels einer Welle 124 gedreht und ist in einem evakuierten Gefäss 122 enthalten. Die Dampfquelle 128, welche innerhalb der Peripherie des Rotationsgliedes 118 angebracht ist, erzeugt einen Dampfstrahl, welcher durch die Prallplatte 126 in zwei Teile aufgespalten wird. Es ist möglich, eine Reihe von Dampfquellen zu verwenden, die parallel zur Welle 104 angeordnet sind, so dass eine Reihe von Substraten, welche an der Peripherie des Elementes befestigt sind, ähnlich wie in den Geispielen der Fig. 17 und 19, gleichzeitig behandelt werden können. Ferner können separate Dampfquellen für die erste und die zweite Verdampfung verwendet werden, wodurch dieselben Vorteile erzielbar sind, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 18 beschrieben wurden. Diesfalls kann die zweite Dampfquelle nahe dem Zentrum des Rotationselementes 118 angebracht sein. Bei der Anordnung,

wie sie Fig. 20 beinhaltet, kann die Verdampfungsvorrichtung auf einfache und bequeme Weise innerhalb eines evakuierten Gefässes untergebracht werden.

Bei der in Fig. 21 gezeigten Anordnung sind die Zellensub-s strate 134 auf einem scheibenförmigen Rotationselement 132 befestigt, welches sich um eine Welle 130 dreht. Ein Dampfstrahl einer Dampfquelle 136 wird durch die Öffnungen 138 und 140 in einer Prallplatte 142 in zwei Teile aufgespalten. Demzufolge werden, wenn sich das Element 132 dreht, nach-111 einander abwechslungsweise erste und zweite Aufdampfungen auf die Substrate 134 vorgenommen. Wie bei den vorstehend beschriebenen Beispielen können die Aufdampfwinkel und die relativen Mengen des bei den beiden Aufdampfungen abgelagerten Materials durch das Ändern der Lage und der Grösse der 15 Öffnungen 138 und 140, der Position der Dampfquelle 136 und den Abständen zwischen Dampfquelle 136, Prallplatte 142 und Rotationselement 132 variiert werden.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass gemäss der 2i) Erfindung eine transparente Orientierungsschicht unter mindestens zwei vorausbestimmten Aufdampfwinkeln auf das Substrat einer Flüssigkristallanzeige abgelagert wird. Der Ausdruck «vorausbestimmte Aufdampfwinkel» umfasst dabei sowohl feste Aufdampfwinkel als auch veränderliche Aufdampfwinkel.

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3 Blatt Zeichnungen