DE19637929A1

DE19637929A1 - Method of manufacturing a liquid crystal cell

Info

Publication number: DE19637929A1
Application number: DE19637929A
Authority: DE
Inventors: Jong Hyun Kim; Ki Hyuk Yoon; Joung Won Woo; Mi Sook Nam; Yoo Jin Choi
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 1996-02-01
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2016-09-18
Also published as: GB9623258D0; GB2309792B; DE19637929B4; JP3860872B2; KR0182116B1; FR2744535A1; JPH09211456A; GB2309792A; FR2744535B1; KR970062764A

Abstract

An alignment film for a liquid crystal cell produced by irradiating a polyflurocinnamate or polysiloxane film with plane polarised uv light, the alignment direction being determined by the polarisation of the last irradiation. To produce an alignment film having domains which differ in alignment direction the whole of the alignment film is irradiated by uv light of one polarisation, part of the alignment film is then masked and the film irradiated by light of a second polarisation, the alignment direction of the unmasked portion thus being determined by the polarisation of the second irradiation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallzelle und insbesondere auf ein Verfahren zum Einstellen der Orientierung für eine Flüssigkristallzelle durch Bestrahlen eines mit einem Photopolymermaterial beschichteten Substrats mit UV-Licht.The invention relates to a liquid crystal cell and in particular to a method for adjusting the orientation for a liquid crystal cell by irradiating one with one Photopolymer material coated substrate with UV light.

Als herkömmliche Flüssigkristallanzeigeanordnungen werden hauptsächlich Flüssigkristallanordnungen mit verdrillt nematischem Flüssigkristall verwendet (TNLCD: twisted nematic liquid crystal display), deren Lichttransmission sich bei jeder Graustufe in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel ändert. Insbesondere ist festzuhalten, daß die Lichttransmission hinsichtlich der Betrachtungswinkel in Horizontalrichtung relativ zur der vertikalen Mittellinie der Flüssigkristallanzeige, nicht aber hinsichtlich der Betrachtungswinkel in Vertikalrichtung relativ zu der horizontalen Mittellinie der Flüssigkristallanzeige symmetrisch ist, so daß der Betrachtungswinkel in Vertikalrichtung kleiner ist, da zwischen einem oberen und einem unteren Betrachtungsstandpunkt eine Helligkeitsinversion des Bildes eintritt. In Vertikalrichtung treten deshalb Bereiche auf, in denen die Bildhelligkeit invertiert erscheint; demzufolge ist der vertikale Betrachtungswinkel sehr begrenzt.As conventional liquid crystal display devices mainly twisted liquid crystal devices nematic liquid crystal (TNLCD: twisted nematic liquid crystal display), whose light transmission is different for everyone Grayscale changes depending on the viewing angle. In particular, it should be noted that the light transmission with regard to the viewing angle in the horizontal direction relative to the vertical center line of the Liquid crystal display, but not in terms of Viewing angle in the vertical direction relative to that horizontal center line of the liquid crystal display symmetrical is so that the viewing angle in the vertical direction is smaller is there between an upper and a lower one Viewing point of view a brightness inversion of the image entry. Areas therefore occur in the vertical direction for whom the image brightness appears inverted; consequently is the vertical viewing angle is very limited.

Zur Überwindung dieses Problems wurden eine Mehrbereichs-TN-Flüssigkristallzelle (multi-domain TNLCD), z. B. eine 2-Bereichs-TN-Flüssigkristallzelle, eine bereichsgeteilte TN-Flüssigkristallzelle (domain-divided TNLCD) und eine 4-Bereichs-TN-Flüssigkristallzelle eingeführt. Bei der 2-Bereichs-TN-Flüssigkristallzelle wird der Betrachtungswinkel durch ein in zueinander entgegengesetze Richtungen durchgeführtes Reiben vergrößert. Die Orientierung der Bereiche werden durch dieses in zueinander entgegengesetzte Richtungen erfolgende Reiben der aus einem Polyimid bestehenden Orientierungsschicht entsprechend in zueinander entgegengesetzte Richtungen eingestellt. Bei der bereichsgeteilten TN-Flüssigkristallzelle wird das Pixel (Bildpunkt) aus zwei verschiedenen Materialien, z. B. einem organischen und einem anorganischen, dergestalt ausgebildet, daß zwei Teil-Pixel mit unterschiedlichen effektiven Betrachtungswinkeln ausgebildet werden, wodurch der Betrachtungswinkel symmetrisch ausgeglichen wird. Bei der 4-Bereichs-TN-Flüssigkristallzelle wird der Betrachtungswinkel außerdem durch Reiben in zueinander entgegengesetzte Richtungen und durch eine zweifache, schräge SiO_x-Bedampfung erweitert.To overcome this problem, a multi-domain TN liquid crystal cell (multi-domain TNLCD), e.g. B. introduced a 2-area TN liquid crystal cell, a domain-divided TN liquid crystal cell (domain-divided TNLCD) and a 4-area TN liquid crystal cell. In the 2-area TN liquid crystal cell, the viewing angle is increased by rubbing in opposite directions. The orientation of the regions is adjusted accordingly by rubbing the orientation layer consisting of a polyimide in mutually opposite directions in mutually opposite directions. In the area-divided TN liquid crystal cell, the pixel is made of two different materials, e.g. B. an organic and an inorganic, such that two sub-pixels are formed with different effective viewing angles, whereby the viewing angle is balanced symmetrically. In the 4-area TN liquid crystal cell, the viewing angle is also expanded by rubbing in opposite directions and by double, oblique SiO _x evaporation.

Bei der Herstellung der Mehrbereichs-TN-Flüssigkristallzelle verursacht der Reibvorgang jedoch die Entstehung von Staub und/oder elektrostatischer Ladung, so daß die Produktivität niedrig ist und/oder das Substrat beschädigt wird. Der Herstellungsprozeß ist zu aufwendig, weil er folgende Schritte umfaßt: Die gesamte Orientierungsschicht wird in einer ersten Richtung gerieben ohne daß ein Bereich abgedeckt ist. Danach wird ein Photoresistüberzug aufgebracht, um einen Bereich abzudecken. Dann wird der nicht abgedeckte, andere Bereich in der zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung gerieben. Schließlich wird der Photoresistüberzug entfernt.When producing the multi-range TN liquid crystal cell however, the rubbing process creates dust and / or electrostatic charge so that productivity is low and / or the substrate is damaged. Of the Manufacturing process is too expensive because it has the following steps comprises: The entire orientation layer is in a first Direction rubbed without covering an area. After that a photoresist coating is applied to an area to cover. Then the uncovered other area in the direction opposite to the first direction. Finally the photoresist coating is removed.

Um die Anzahl der Schritten zu verringern und eine Beschädigung des Substrats zu verhüten, wurde die sogenannte Photoorientierungsmethode vorgeschlagen, bei der die Orientierungsrichtung der Orientierungsschicht durch Bestrahlen mit linear polarisiertem UV-Licht festgelegt wird. Die zur Photoorientierung eingesetzte Orientierungsschicht weist hauptsächlich ein auf Polyvinylzimtsäureester (PVCN: Polyvinylcinamate) beruhendes Polymer auf. Wenn diese auf einem Substrat abgesetzte Orientierungsschicht mit UV-Licht bestrahlt wird, wird eine zyklische Addition der Cinnamoylgruppen von Zimtsäureseitenketten, die zu den verschiedenen Hauptketten gehören, ausgelöst. Dadurch erfolgt die Orientierung der Photopolymeranordnung und damit die Orientierung der Orientierungsschicht gleichmäßig. Jedoch muß die gewünschte Orientierung aus den beiden zu einer Orientierungsschicht gehörenden Richtungen, die in diesem Schritt festgelegt werden, ausgewählt werden. Unter Bezugnahme auf Kobayashi (SID 95, DIGEST S. 877) wird deshalb nach dem Bestrahlen mit linear polarisiertem UV-Licht nochmals UV-Licht eingestrahlt, diesmal jedoch schräg zur Substratoberfläche, um einen gleichförmigen Kippwinkel auszubilden.To reduce the number of steps and damage to prevent the substrate, the so-called Photo orientation method proposed, in which the Orientation of the orientation layer by irradiation with linearly polarized UV light. The for Orientation layer used photo orientation mainly one based on polyvinyl cinnamic acid ester (PVCN: Polyvinylcinamate) based polymer. If this on a Orientation layer offset from substrate irradiated with UV light cyclic addition of the cinnamoyl groups of Cinnamic acid side chains that go with the various main chains belong, triggered. This is the orientation of the Photopolymer arrangement and thus the orientation of the Orientation layer evenly. However, the one you want Orientation from the two to an orientation layer directions that are set in this step to be chosen. Referring to Kobayashi (SID 95, DIGEST p. 877) therefore becomes linear after irradiation polarized UV light once again UV light, this time however, obliquely to the substrate surface to a uniform Form tilt angle.

Dementsprechend wird ein Doppelbestrahlungsvorgang mit UV-Licht durchgeführt, um die Orientierung einer 1-Bereichszelle festzulegen. Deshalb können mit diesem Herstellungsverfahren nur 1-Bereichszellen mit gleichförmigem Kippwinkel hergestellt werden. Will man eine Mehrbereichszelle mit zueinander entgegengesetzten Orientierungen erhalten, wird der Prozeß aufwendig. Um z. B. eine 2-Bereichs-Flüssigkristallzelle zu erhalten, muß ein Verfahren mit achtmaligem Bestrahlen mit UV-Licht und ebensovielen Photolithographie-Schritten durchgeführt werden.Accordingly, a double exposure process with UV light performed the orientation of a 1-area cell to be determined. Therefore, with this manufacturing process only 1-area cells manufactured with a uniform tilt angle will. If you want a multi-area cell with each other the process gets opposite orientations complex. To z. B. a 2-area liquid crystal cell must receive a procedure with eight irradiation with UV light and as many photolithography steps carried out will.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens zum Festlegen der Orientierungsrichtung einer Flüssigkristallzelle unter Verwendung eines Photoorientierungs-Verfahrens, bei dem die Orientierungsrichtung jeweils durch die Polarisierungsrichtung des zuletzt eingestrahlten UV-Lichts festgelegt wird, unabhängig von der des zuvor eingestrahlten UV-Lichts.An object of the invention is to provide a Procedure for determining the direction of orientation of a Liquid crystal cell using a photo orientation method, where the direction of orientation is given by the Direction of polarization of the last incident UV light is determined, regardless of that of the previously irradiated UV light.

Zur Lösung der Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren zum Festlegen der Kipprichtung der Orientierungsschicht folgende Schritte auf: Bestrahlen der gesamten Orientierungsschicht mit ultraviolettem Licht, um die Orientierungsrichtung festzulegen; Bestrahlen mit UV-Licht, dessen Polarisationsrichtung sich von der Polarisationsrichtung des vorhergehenden UV-Lichtes unterscheidet, so daß eine andere, von der vorhergehenden Orientierungsrichtung verschiedene Orientierungsrichtung ausgebildet wird.To achieve the object, the method according to the invention has Set the tilt direction of the orientation layer following Steps on: Irradiate the entire orientation layer with ultraviolet light to determine the direction of orientation; Irradiate with UV light whose direction of polarization is different the polarization direction of the previous UV light differs so that another one from the previous one Orientation different orientation is trained.

Selbst wenn das Material der Orientierungsschicht, wie PVCN-F oder auf Polysiloxan basierende Materialien, mehrfach mit linear polarisiertem UV-Licht mit unterschiedlichen Polarisierungsrichtungen bestrahlt werden, wird die Orientierungsrichtung der Orientierungsschicht nur durch das zuletzt eingestrahlte UV-Licht festgelegt, unabhängig von dem zuvor eingestrahlten UV-Licht.Even if the material of the orientation layer, such as PVCN-F or materials based on polysiloxane, several times with linearly polarized UV light with different Polarization directions are irradiated, the Orientation direction of the orientation layer only through the last irradiated UV light, regardless of that previously irradiated UV light.

Wenn die Orientierungsrichtung festgelegt ist, sind auf der Orientierungsschicht zwei zueinander entgegengesetzte Orientierungsrichtungen mit gleichem Kippwinkel θ ausgebildet, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Wenn dann der Flüssigkristall eingespritzt wird, wird eine der beiden auf dem Substrat ausgebildeten Orientierungsrichtungen durch die Fließwirkung des Flüssigkristallmaterials ausgewählt. Dementsprechend wird das Einspritzen des Flüssigkristalls nach dem Ausbilden des Kippwinkels mittels Bestrahlen mit UV-Licht durchgeführt, um die Kipprichtung einzustellen.If the orientation direction is fixed, two mutually opposite orientation directions with the same tilt angle θ are formed on the orientation layer, as can be seen from FIG. 2. Then, when the liquid crystal is injected, one of the two orientation directions formed on the substrate is selected by the flowing action of the liquid crystal material. Accordingly, after the tilt angle is formed, the liquid crystal is injected by irradiation with UV light to adjust the tilt direction.

Um Flüssigkristallzellen gemäß dem oben angegebenen Verfahren herzustellen, werden die Kippwinkel in zwei zueinander entgegengesetzten Orientierungsrichtungen durch Bestrahlen sowohl des oberen als auch des unteren Substrats, auf die jeweils eine Orientierungsschicht aufgebracht ist, mit linear polarisiertem ultravioletten Licht bestimmt. Eine der Kipprichtungen wird aus den zueinander entgegengesetzten Kipprichtungen durch den Fließeffekt des Flüssigkristalls bei dessen Einspritzen zwischen die Substrate ausgewählt. Dann wird ultraviolettes Licht mit einer anderen Polarisierungsrichtung als der des Lichtes, das zum Ausbilden der ersten zueinander entgegengesetzten Kipprichtungen verwendet wurde, auf das Substrat eingestrahlt, so daß eine andere Orientierungsrichtung der TN-Flüssigkristallanzeige erhalten werden kann.To liquid crystal cells according to the procedure given above to manufacture, the tilt angles in two to each other opposite directions of orientation by irradiation of both the upper and lower substrates on which one orientation layer each is applied with linear polarized ultraviolet light. One of the Tilting directions become the opposite of each other Tilt directions due to the flowing effect of the liquid crystal its injection between the substrates selected. Then it will be ultraviolet light with a different polarization direction than that of the light that is used to form the first to each other opposite tilt directions was used on the Substrate irradiated so that another Direction of orientation of the TN liquid crystal display obtained can be.

Ferner werden, um eine Mehrbereichszelle auszubilden, einige Bereiche der Orientierungsschicht nach erfolgter Festlegung der Orientierungsrichtung mit einer Maske, wie z. B. einem Photoresistüberzug, abgedeckt, wonach ein erneutes Bestrahlen mit UV-Licht mit einer Polarisationsrichtung durchgeführt wird, die senkrecht zur Polarisationsrichtung des zuvor eingestrahlten UV-Lichts steht. Danach wird die Maske entfernt. Furthermore, to form a multi-area cell, some Areas of the orientation layer after the definition of the Orientation direction with a mask, such as. B. one Photoresist coating, covered, after which re-irradiation is carried out with UV light with a polarization direction, the perpendicular to the polarization direction of the previous one radiated UV light is available. The mask is then removed.

Fig. 1 zeigt die UV-Bestrahlungsvorrichtung zum erfindungsgemäßen Festlegen der Orientierungsrichtung. Fig. 1, the UV irradiation device according to the invention is to set the orientation direction.

Fig. 2 zeigt die durch ein herkömmliches Photoorientierungsverfahren ausgebildeten entgegengesetzten Kippwinkel. Fig. 2 shows the opposite tilt angles formed by a conventional photo orientation method.

Fig. 3 zeigt den Zusammenhangs zwischen der Doppelbrechung und der Bestrahlungsdauer. Fig. 3 shows the relationship between the birefringence and the irradiation time.

Fig. 4 zeigt die Orientierungsrichtung, wenn die Orientierungsschicht mit dem linear polarisierten UV-Licht bestrahlt wird. Fig. 4 shows the orientation direction when the orientation layer is irradiated with the linearly polarized UV light.

Fig. 5a zeigt eine Flüssigkristallzelle, bei der die Orientierungsrichtung nach dem Verfahren zum Einstellen der Flüssigkristallzelle festgelegt wird, indem das mit Photopolymermaterial beschichtete Substrat erfindungsgemäß mit UV-Licht bestrahlt wird. Fig. 5a shows a liquid crystal cell in which the direction of orientation according to the method for adjusting the liquid crystal cell is determined by passing the coated substrate with photopolymer material according to the invention is irradiated with UV light.

Fig. 5b zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 5a dargestellte Flüssigkristallzelle, die nach dem Verfahren eingestellt wird, bei dem das mit Photopolymermaterial beschichtete Substrat erfindungsgemäß mit UV-Licht bestrahlt wird. FIG. 5b shows a section through the liquid crystal cell shown in FIG. 5a, which is set according to the method in which the substrate coated with photopolymer material is irradiated with UV light according to the invention.

Fig. 5c zeigt, daß die Kipprichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Fließwirkung festgelegt wird. Fig. 5c shows that the tilt direction is set according to the present invention by the flow action.

Fig. 5d zeigt die Richtung, in der das Flüssigkristall-Einspritzen erfindungsgemäß erfolgt. Fig. 5d shows the direction in which the liquid crystal injection is carried out according to the invention.

Fig. 5e zeigt die Flüssigkristallzelle, bei der die Kipprichtung nach dem Verfahren zum Einstellen der Flüssigkristallzelle festgelegt wird, indem das mit Photopolymermaterial beschichtete Substrat erfindungsgemäß mit UV-Licht bestrahlt wird. Fig. 5e shows the liquid crystal cell, wherein the tilting direction is determined according to the method for adjusting the liquid crystal cell by the coated with photopolymer material substrate according to the invention is irradiated with UV light.

Fig. 5f zeigt, wie die TN-Flüssigkristallzelle ausgebildet wird, indem sie mit UV-Licht bestrahlt wird, um die Orientierungsrichtung festzulegen. Fig. 5f shows how the TN liquid crystal cell is formed by being irradiated with UV light to determine the direction of orientation.

Fig. 6 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens zum Einstellen der Flüssigkristallzelle. Fig. 6 shows another embodiment of the invention showing the method for adjusting the liquid crystal cell.

Fig. 1 zeigt eine UV-Bestrahlungsvorrichtung, die zur erfindungsgemäßen Ausbildung der Flüssigkristallzelle dient. Die Bezugsziffer 7 bezeichnet eine Polyvinylfluorzimtsäureester (PVCN-F) aufweisende Orientierungsschicht. Die Orientierungsschicht 7 wird ausgebildet, indem Polyvinylfluorzimtsäureester auf das mit Indium-Zinn-Oxid beschichtete Substrat durch Spin-Coating (Schleuderbeschichtungsprozeß) aufgetragen wird. Dann wird von einer Lampe 3 erzeugtes und beim Durchgang durch einen Polarisator 5 linear polarisiertes UV-Licht auf die Orientierungsschicht 7 gerichtet. Dabei ist die Lampe 3 eine Quecksilberdampflampe, und das von dieser Lampe erzeugte Licht weist eine Wellenlänge von 365 nm oder weniger auf. Beim Bestrahlen des mit PVCN-F beschichteten Substrats mit dem UV-Licht aus der Lampe 3 hängt die Größe des Kippwinkels der Orientierungsschicht von der Bestrahlungsenergie ab. Ferner ist es möglich, anstelle von PVCN-F auf Polysiloxan beruhende Materialen als photoorientierbare Materialien für die Orientierungsschichten zu verwenden. Dabei kann die Größe des Kippwinkels der Orientierungsschicht entsprechend der Bestrahlungsenergie des UV-Lichts geändert werden. Fig. 1 shows a UV-irradiation device used for the inventive configuration of the liquid crystal cell. Reference numeral 7 denotes an orientation layer having polyvinyl fluorocinnamate (PVCN-F). The orientation layer 7 is formed by applying polyvinyl fluorocinnamic acid ester to the substrate coated with indium tin oxide by spin coating (spin coating process). Then UV light generated by a lamp 3 and linearly polarized when passing through a polarizer 5 is directed onto the orientation layer 7 . The lamp 3 is a mercury vapor lamp, and the light generated by this lamp has a wavelength of 365 nm or less. When the substrate coated with PVCN-F is irradiated with the UV light from the lamp 3 , the size of the tilt angle of the orientation layer depends on the irradiation energy. It is also possible to use materials based on polysiloxane instead of PVCN-F as photoorientable materials for the orientation layers. The size of the tilt angle of the orientation layer can be changed in accordance with the irradiation energy of UV light.

Polysiloxanzimtsäureester, eines der auf Polysiloxan beruhenden Materialien, und Polyvinylfluorzimtsäureester haben folgende Strukturformeln: Polysiloxane cinnamate, one of the polysiloxane based Materials, and polyvinyl fluorocinnamate have the following Structural formulas:

PVCN-F

n = 300-6000,
wobei es mittels der Reaktion von Polyvinylalkohol (PVA) mit 4-Fluorzimtsäure hergestellt werden kann.n = 300-6000,
whereby it can be produced by the reaction of polyvinyl alcohol (PVA) with 4-fluorocinnamic acid.

Polysiloxane cinnamate I

wobei Z aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus OH, CH₃ oder einer Mischung aus OH und CH₃ besteht,
m = 10-100,
l = 1-11,
L = 0 oder 1,
K = 0 oder 1,
X, X₁, X₂, y aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus H, F, Cl, CN, CF₃, C_nH_2n+1, OC_nH_2n+1 oder aus einer Mischung davon besteht, wobei n 1 bis 10 betragen kann. where Z is selected from the group consisting of OH, CH₃ or a mixture of OH and CH₃,
m = 10-100,
l = 1-11,
L = 0 or 1,
K = 0 or 1,
X, X₁, X₂, y can be selected from the group consisting of H, F, Cl, CN, CF₃, C _n H _{2n + 1} , OC _n H _{2n + 1} or a mixture thereof, where n is 1 to 10 can be.

Polysiloxane cinnamate II

wobei Z aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus OH, CH₃ oder einer Mischung aus OH und CH₃ besteht,
m = 10-100,
l = 1-11,
L = 0 oder 1,
K = 0 oder 1,
X, X₁, X₂, Y aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus H, F, Cl, CN, CF₃, C_nH_2n+1, OC_nH_2n+1 oder aus einer Mischung davon besteht, wobei n 1 bis 10 betragen kann.where Z is selected from the group consisting of OH, CH₃ or a mixture of OH and CH₃,
m = 10-100,
l = 1-11,
L = 0 or 1,
K = 0 or 1,
X, X₁, X₂, Y can be selected from the group consisting of H, F, Cl, CN, CF₃, C _n H _{2n + 1} , OC _n H _{2n + 1} or a mixture thereof, where n is 1 to 10 can be.

Fig. 3 ist ein Diagramm der Doppelbrechung Δn nachdem die Orientierungsschicht mit dem UV-Licht bestrahlt worden und die Orientierungsrichtung von 0° nach 90° oder von 90° nach 0° geändert worden ist, wobei die Ordinate die Doppelbrechung Δn angibt und die Abszisse die UV-Bestrahlensdauer bezeichnet. Gemäß dem Diagramm ist die Doppelbrechung Δn bei der Polarisationsrichtung 0° größer als bei 90°; je länger das UV-Bestrahlen dauert, desto kleiner ist die Doppelbrechung Δn für jede Polarisationsrichtung. Unter weiterer Bezugnahme auf das Diagramm hängt die Doppelbrechung von der letzten Polarisationsrichtung des auf die Orientierungsschicht gerichteten UV-Lichts ab, das heißt, die Orientierungsrichtung wird durch die Polarisationsrichtung nur desjenigen UV-Lichts festgelegt, das als letztes auf die Orientierungsschicht gerichtet worden war. Fig. 3 is a diagram of the birefringence Δn after the orientation layer has been irradiated with the UV light and the orientation direction has been changed from 0 ° to 90 ° or from 90 ° to 0 °, the ordinate indicating the birefringence Δn and the abscissa UV exposure time. According to the diagram, the birefringence Δn is greater in the direction of polarization 0 ° than in the case of 90 °; the longer the UV irradiation lasts, the smaller the birefringence Δn for each polarization direction. With further reference to the diagram, the birefringence depends on the last direction of polarization of the UV light directed onto the orientation layer, that is to say that the direction of orientation is determined by the direction of polarization of only that UV light which was last directed onto the orientation layer.

Nun wird auf Fig. 4 Bezug genommen: Wenn das UV-Licht unter Änderung seiner Polarisationsrichtung eingestrahlt wird, dann verbleibt in der Orientierungsschicht 7 nur diejenige Orientierungsrichtung, die der Polarisationsrichtung des zuletzt eingestrahlten UV-Lichts entspricht. In der genannten Figur bezeichnet der Vektor E das elektrische Feld des Lichts, d. h. dessen Polarisationsrichtung, und der andere Pfeil bezeichnet die Orientierungsrichtung.Reference is now made to FIG. 4: If the UV light is irradiated while changing its direction of polarization, then only that orientation direction remains in the orientation layer 7 which corresponds to the direction of polarization of the last irradiated UV light. In the figure mentioned, the vector E denotes the electric field of light, ie its direction of polarization, and the other arrow denotes the direction of orientation.

Die Fig. 5a bis 5f veranschaulichen die erste Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5a zeigt den Winkel Φ₁ zwischen der Orientierungsrichtung der oberen Orientierungsschicht 10 und der Orientierungsrichtung der unteren Orientierungsschicht 11, die durch das einfallende polarisierte ultraviolette Licht festgelegt werden. Es werden einander entgegengesetzte Orientierungsrichtungen mit entsprechenden Kippwinkeln θ₁ bzw. θ₂ ausgebildet, wie aus Fig. 5b ersichtlich. Wenn dann der Flüssigkristall in einer bestimmten Richtung zwischen die obere Orientierungsschicht und die untere Orientierungsschicht eingespritzt wird, wird einer der Kippwinkel θ₁ bzw. θ₂ ausgewählt, wie aus Fig. 5c ersichtlich. Wenn gemäß Fig. 5d der erste Bereich im Winkelbereich zwischen -90° und +90° bezüglich der Orientierungsrichtung der oberen Orientierungsschicht 10 liegt und der zweite Bereich im Winkelbereich zwischen -90° und +90° bezüglich der Orientierungsrichtung der unteren Orientierungsschicht 11 liegt, wird der Flüssigkristall in den gemeinsamen Bereich eingespritzt, in dem sich die beiden Bereiche einander überlappen. Ferner ist aus Fig. 5e eine Darstellung der nach diesem Verfahren gebildeten Flüssigkristallzelle ersichtlich. Der Winkel Φ₁ zwischen der Orientierungsrichtung der oberen Orientierungsschicht 10 und der Orientierungsrichtung der unteren Orientierungsschicht 11 gibt den Richtungsbereich für die Flüssigkristall-Einspritzrichtung an. FIGS. 5a to 5f illustrate the first embodiment of the invention. Fig. 5a shows the angle Φ₁ between the orientation direction of the upper orientation layer 10 and the orientation direction of the lower orientation layer 11 , which are determined by the incident polarized ultraviolet light. Opposing directions of orientation are formed with corresponding tilt angles θ₁ or θ₂, as can be seen from FIG. 5b. Then, when the liquid crystal is injected in a certain direction between the upper orientation layer and the lower orientation layer, one of the tilt angles θ₁ and θ₂ is selected, as shown in Fig. 5c. If according to FIG. 5d of the first region in the angular range between -90 ° and + 90 ° with respect to the orientation direction of the upper alignment layer 10 is located and the second region in the angular range between -90 ° and + 90 ° with respect to the orientation direction of the lower alignment layer 11 is located, is the liquid crystal is injected into the common area in which the two areas overlap. A representation of the liquid crystal cell formed by this method can also be seen from FIG. 5e. The angle Φ₁ between the orientation direction of the upper orientation layer 10 and the orientation direction of the lower orientation layer 11 indicates the directional range for the liquid crystal injection direction.

Wenn die auf diese Weise ausgebildete obere Orientierungsschicht der Flüssigkristallzelle mit dem linear polarisierten UV-Licht, das in einer anderen Richtung polarisiert ist als beim vorhergehenden Bestrahlen, bestrahlt wird, wird die Orientierungsrichtung entsprechend der dann herrschenden Polarisationsrichtung festgelegt, und zwar unabhängig von der vorherigen Polarisationsrichtung. Wenn die Orientierungsrichtung der oberen Orientierungsschicht 10 senkrecht zur Orientierungsrichtung der unteren Orientierungsschicht 11 ausgebildet wird, indem die Polarisationsrichtung des in die obere Schicht eingestrahlten UV-Lichts entsprechend geändert wird, dann wird die Orientierungsrichtung der oberen Orientierungsschicht 10 geändert, wohingegen die Orientierungsrichtung der unteren Orientierungsschicht 11 bestehen bleibt, so daß es möglich ist, eine TN-Flüssigkristallzelle zu erzielen, bei der die Orientierungsrichtung der oberen Orientierungsschicht 10 senkrecht zur Orientierungsrichtung der unteren Orientierungsschicht 11 verläuft, wie aus Fig. 5f ersichtlich.If the upper orientation layer of the liquid crystal cell formed in this way is irradiated with the linearly polarized UV light which is polarized in a different direction than in the previous irradiation, the orientation direction is determined in accordance with the then prevailing direction of polarization, regardless of the previous direction of polarization . If the orientation direction of the upper orientation layer 10 is formed perpendicular to the orientation direction of the lower orientation layer 11 by changing the polarization direction of the UV light radiated into the upper layer accordingly, then the orientation direction of the upper orientation layer 10 is changed, whereas the orientation direction of the lower orientation layer 11 remains so that it is possible to obtain a TN liquid crystal cell in which the orientation direction of the upper orientation layer 10 is perpendicular to the orientation direction of the lower orientation layer 11 , as shown in Fig. 5f.

Fig. 6 zeigt die zweite Ausführungsform der Erfindung. Fig. 6a zeigt eine Flüssigkristallzelle mit einem Winkel Φ₂ zwischen der Orientierungsrichtung der oberen Orientierungsschicht 10 und der Orientierungsrichtung der unteren Orientierungsschicht 11, die jeweils durch Bestrahlen mit polarisiertem UV-Licht festgelegt werden. Wenn dann der Flüssigkristall in der gleichen Richtung wie beim ersten Ausführungsbeispiel eingespritzt wird, werden die Orientierungsrichtung der oberen Orientierungsschicht 10 und die der unteren Orientierungsschicht 11 infolge der Fließwirkung in Einspritzrichtung mit dem Winkel Φ₂ festgelegt, wie aus Fig. 6b ersichtlich. Das UV-Licht wird so eingestrahlt, daß die Orientierungsrichtung der oberen Orientierungsschicht 10 senkrecht zur Orientierungsrichtung der unteren Orientierungsschicht 11 liegt, indem die Polarisationsrichtung des UV-Lichts geändert wird, wie aus Fig. 6c ersichtlich. Deshalb kann, wenn Flüssigkristallmaterial in die Flüssigkristallzelle eingespritzt wird, eine Flüssigkristallzelle erzielt werden, in der die Flüssigkristallmoleküle zwischen der oberen Orientierungsschicht 10 und der unteren Orientierungsschicht 11 verdrillt sind. Fig. 6 shows the second embodiment of the invention. Fig. 6a shows a liquid crystal cell with an angle Φ₂ between the orientation direction of the upper orientation layer 10 and the orientation direction of the lower orientation layer 11 , which are each determined by irradiation with polarized UV light. Then, when the liquid crystal is injected in the same direction as in the first embodiment, the orientation direction of the upper orientation layer 10 and that of the lower orientation layer 11 are determined at an angle Φ₂ due to the flow effect in the injection direction, as shown in Fig. 6b. The UV light is radiated in such a way that the orientation direction of the upper orientation layer 10 is perpendicular to the orientation direction of the lower orientation layer 11 by changing the polarization direction of the UV light, as can be seen from FIG. 6c. Therefore, when liquid crystal material is injected into the liquid crystal cell, a liquid crystal cell in which the liquid crystal molecules are twisted between the upper orientation layer 10 and the lower orientation layer 11 can be obtained.

Nachdem ein erster Bereich der oberen Orientierungsschicht 10 mit einer Maske, wie einem Photoresistüberzug, abgedeckt wurde, wird ein zweiter Bereich der oberen Orientierungsschicht 10 mit ultraviolettem Licht bestrahlt, dessen Polarisationsrichtung von der Polarisationsrichtung des Lichtes verschieden ist, mit dem der erste Bereich der oberen Orientierungsschicht 10 bestrahlt wurde. Dann wird die Zelle gedreht und der erste Bereich der unteren Orientierungsschicht 11 wird mit einer Maske, wie einem Photoresistüberzug, abgedeckt und der zweite Bereich der unteren Orientierungsschicht 11 wird mit ultraviolettem Licht bestrahlt, dessen Polarisationsrichtung von der Polarisationsrichtung des Lichtes verschieden ist, mit dem der erste Bereich der unteren Orientierungsschicht 11 bestrahlt wurde. Die Maske wird von beiden Substraten entfernt, und auf diese Weise wird eine 2-Bereichs-Flüssigkristallzelle erzielt, die den ersten Bereich und den zweiten Bereich aufweist, deren jeweilige Orientierungsrichtungen sich voneinander unterscheiden.After a first region of the upper orientation layer 10 is covered with a mask, such as a photoresist coating, a second region of the upper orientation layer 10 is irradiated with ultraviolet light, the direction of polarization of which is different from the polarization direction of the light with which the first region of the upper orientation layer 10 was irradiated. Then the cell is rotated and the first region of the lower orientation layer 11 is covered with a mask such as a photoresist coating, and the second region of the lower orientation layer 11 is irradiated with ultraviolet light, the polarization direction of which is different from the polarization direction of the light with which the first area of the lower orientation layer 11 was irradiated. The mask is removed from both substrates, and in this way a two-region liquid crystal cell is obtained which has the first region and the second region, the respective orientation directions of which differ from one another.

Obwohl sich diese Ausführungsform auf eine 2-Bereichs-Flüssigkristallzelle bezieht, die durch Bestrahlen mit UV-Licht mit verdrehter Polarisationsrichtung ausgebildet wird, nachdem der erste Bereich des Substrats mit einer Maske abgedeckt wurde, ist es möglich, eine andere Maske zu verwenden, die hinsichtlich ihrer Gestalt und Größe abgeändert ist, und es ist auch möglich, durch wiederholtes Bestrahlen mit UV-Licht eine Mehrbereichs-Flüssigkristallzelle mit z. B. vier Bereichen zu erzielen. Dabei kann die Orientierungsrichtung einfach festgelegt werden, da die Orientierungsrichtung einer Orientierungsschicht durch das zuletzt eingestrahlte UV-Licht bestimmt wird, und es ist auch möglich, Flüssigkristallzellen mit gewünschten Orientierungsrichtungen herzustellen, indem man nochmals mit ultraviolettem Licht bestrahlt, nachdem der Flüssigkristall eingespritzt ist. Auch kann einfach eine Mehrbereichs-Flüssigkristallzelle hergestellt werden, bei der jedes Teil-Pixel eine andere Orientierungsrichtung besitzt, indem das Bestrahlen mit ultraviolettem Licht unter Verwendung einer Maske erfolgt.Although this embodiment relates to a 2-area liquid crystal cell relates to that by exposure to UV light is formed with twisted polarization direction after the first area of the substrate is covered with a mask it is possible to use a different mask that has changed in shape and size, and it is also possible by repeated exposure to UV light Multi-range liquid crystal cell with e.g. B. four areas achieve. The direction of orientation can be simple be determined because the orientation of a Orientation layer due to the last UV light is determined, and it is also possible to use liquid crystal cells with desired directions of orientation by irradiated again with ultraviolet light after the Liquid crystal is injected. Even one can Multi-range liquid crystal cell can be manufactured in the each sub-pixel has a different orientation, by using ultraviolet light a mask.

Gemäß den oben dargestellten Ausführungsformen der Erfindung werden durch Bestrahlen einer Orientierungsschicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallzelle mit linear polarisiertem UV-Licht in dieser Orientierungsschicht zwei Orientierungen ausgebildet, die einen betragsmäßig gleichen Kippwinkel mit der Substratebene einschließen, wobei die Richtungen der Projektionen der Orientierungen auf die Substrateben zueinander entgegengesetzt sind. Aus den beiden ausgebildeten Orientierungen wird durch die Fließwirkung dem zwischen die Substrate eingespritzten Flüssigkristallmaterials eine der beiden Orientierungen ausgewählt.According to the embodiments of the invention presented above are exposed by irradiating an orientation layer Liquid crystal cell according to the invention with linearly polarized UV light in this orientation layer has two orientations trained, the same amount of tilt angle with the Include the substrate plane, with the directions of the Projections of the orientations on each other at the substrate levels are opposite. From the two trained The flow effect between the Injected liquid crystal substrates one of the selected in both orientations.

Claims

1. A method for producing a liquid crystal cell comprising the following steps:
Irradiating an orientation layer of the liquid crystal cell with first polarized light to form a first orientation direction on this orientation layer, and
Irradiating the orientation layer with second polarized light to form a second orientation direction on the orientation layer that is different from the first orientation direction.

2. Method of manufacturing a liquid crystal cell according to Claim 1, wherein the material of the orientation layer Has polyvinyl fluorocinnamate.

3. A method of manufacturing a liquid crystal cell according to Claim 1, wherein the material of the orientation layer Has material based on polysiloxane.

4. A method of manufacturing a liquid crystal display comprising the steps of:
Irradiating a first orientation layer of the liquid crystal cell with first polarized ultraviolet light in order to set a first orientation direction in the first orientation layer,
Irradiating a second orientation layer of the liquid crystal cell with second polarized ultraviolet light to form a second orientation direction in the second orientation direction,
Irradiating either the first orientation layer or the second orientation layer with third polarized ultraviolet light to change either the first orientation direction or the second orientation direction.

5. A method of manufacturing a liquid crystal display according to Claim 4, comprising the steps of liquid crystal material between the first orientation layer and the second Orientation layer is injected after the first Orientation direction and the second orientation direction have been set.

6. A method of manufacturing a liquid crystal display according to Claim 4 with the steps that liquid crystal material between the first orientation layer and the second Orientation layer after the irradiation step either the first orientation layer or the second Orientation layer with the third polarized ultraviolet light is injected.

7. A method of manufacturing a liquid crystal cell comprising the steps of:
Irradiating the first orientation layer of the liquid crystal cell with first polarized ultraviolet light to form a first orientation direction in the first orientation layer,
Irradiating the second orientation layer of the liquid crystal cell with second polarized ultraviolet light to form a second orientation direction in the second orientation layer,
Covering a partial area of the first orientation layer with a mask,
Irradiating the first orientation layer of the liquid crystal cell with third polarized ultraviolet light to form a third orientation direction in the first orientation layer,
Covering a partial area of the second orientation layer with a mask,
Irradiating the second orientation layer of the liquid crystal cell with fourth polarized ultraviolet light to form a fourth orientation direction in the second orientation layer,
Remove the masks.

8. A method of manufacturing a liquid crystal cell according to Claim 4 or 7, wherein the first orientation layer and the second orientation layer polyvinyl fluorocinnamate exhibit.

9. A method of manufacturing a liquid crystal cell according to Claim 4 or 7, wherein the first orientation layer and the second orientation layer based on materials Have polysiloxane.

10. A method of manufacturing a liquid crystal display according to Claim 7 with the step that liquid crystal between the first orientation layer and the second orientation layer is injected after the first orientation and the second orientation was set.