DE19819775A1 - Vorrichtung und Verfahren zur optischen Ausrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Ausrichtung von Flüssigkristallen (LCD-Substrat). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Ausrichtung von Flüssig­ kristallen in einer gewünschten Richtung durch Kontrolle der Polarisationsrichtung bzw. des Polarisationszustands von Licht.

Um Flüssigkristall-Displays (nachfolgend LCD genannt) herzustellen, die eine gleichmäßige Helligkeit und ein hohes Kontrastverhältnis aufweisen, sollten Flüssigkristall-Moleküle, die zwischen obere und untere Glassubstrate eingebracht werden, in einer konstanten Richtung ausgerichtet werden. In LCDs ist es generell so, daß Flüssigkristall-Moleküle in einer konstanten bzw. in derselben Richtung mit Hilfe von Ausrichtungsschichten ausgerichtet werden, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der oberen und unteren Glassubstrate ausgerichtet sind. Im Stand der Technik hat man als Verfahren zur Ausrichtung von Flüssig­ kristallen typischerweise ein Reibungs- bzw. Rubbelverfahren und ein UV-Ausrichtungs­ verfahren unter Verwendung von Ausrichtungsschichten eingesetzt. Das herkömmliche Reibungsverfahren, das heutzutage als Ausrichtungsverfahren am häufigsten eingesetzt wird, richtet die Flüssigkristalle mit Hilfe von linearen Vertiefungen bzw. Nuten aus, die in Ausrichtungsschichten in einer konstanten Richtung ausgebildet sind. Bei den Reibungs­ verfahren wird als Ausrichtungsschicht Polyimid auf ein transparentes Glassubstrat des LCDs geschichtet und mit Hilfe eines Reibungstuchs in einer konstanten Richtung eingerie­ ben, was in der Einführung von physikalischen bzw. physischen Fehlstellen auf der Ober­ fläche des die linearen Vertiefungen ausbildenden Polyimids resultiert.

Das UV-Ausrichtungsverfahren, das ganz im Gegensatz zu dem mechanischen Reibungs­ verfahren polarisiertes Licht einsetzt, bildet einen Polyvinyl-Kunststoff auf einem trans­ parenten Glassubstrat eines LCDs aus und strahlt darauf UV-Licht ein, was in einer Aus­ richtung der Flüssigkristalle resultiert.

Bei dem herkömmlichen Reibungsverfahren bestehen hinsichtlich des Vorkipp- bzw. Vornei­ gungswinkels und der Reproduzierbarkeit des Verfahrens gewisse Schwierigkeiten. Weil bei dem herkömmlichen Reibungsverfahren Polyimid auf der Oberfläche des Glassubstrates dort ausgebildet und mit Hilfe eines Reibungstuchs eingerieben wird, wo TFT-Felder (Felder aus Dünnschicht-Transistoren) oder Farbfilter-Felder angeordnet sind, werden den darunter liegenden TFT-Feldern elektrische und mechanische Schäden zugefügt und wird die Lebens­ dauer der LCDs wegen Partikeln und elektrostatischen Effekten, die beim Einreiben hervor­ gerufen werden, verringert. Bei den UV-Ausrichtungsverfahren bestehen hinsichtlich der Kontrolle der Polymerisierungsreste durch Bestrahlung mit UV-Licht und hinsichtlich der Herstellung von gleichförmigen bzw. gleichmäßigen Ausrichtungsschichten Schwierigkeiten.

In der koreanischen Patentanmeldung Nr. 96-42514 und in der deutschen Parallelan­ meldung mit dem Aktenzeichen 1 97 42 202.0, deren Inhalt im Wege der Bezugnahme in dieser Patentanmeldung mit beinhaltet sei, mit dem Titel "Verfahren zur Aus­ richtung von Flüssigkristallen unter Verwendung eines polymeren Films und durch das Verfahren hergestellte Flüssigkristallzelle", wird ein Ausrichtungsverfahren offenbart, um die Probleme des herkömmlichen Reibungsverfahrens und des UV-Ausrichtungs­ verfahrens zu lösen.

Kurz gesprochen, wird bei dem Ausrichtungsverfahren für einen polymeren Film der polymere Film, der mit der photoempfindlichen Mischung versetzt bzw. dotiert ist, auf einem transparenten Glassubstrat ausgebildet und wird zirkular polarisiertes Licht auf den polymeren Film eingestrahlt, was in der Ausrichtung der photoempfindlichen Mischung bezüglich der Substratoberfläche unter Verkippung der Moleküle resultiert. Durch Verwendung der polymeren Ausrichtungsschicht ist man in der Lage, Flüssig­ kristall-Moleküle, die zwischen zwei Glassubstrate eingebracht werden, unter Verkip­ pung der Moleküle auszurichten, und zwar mit verkippender Ausrichtung der in der polymeren Ausrichtungsschicht enthaltenen photoempfindlichen Mischung. Bei dem Verfahren zur Ausrichtung des polymeren Films wurde eine mit einem Azo-Farbstoff versetzte, polymere Ausrichtungsschicht als photoempfindliche Mischung eingesetzt und wurde anstelle eines linear polarisierten Lichtstrahls ein zirkular polarisierter Lichtstrahl zur Belichtung der polymeren Schicht mit Licht eingesetzt.

Zur Ausrichtung von Flüssigkristallen unter Verwendung der vorgenannten polymeren Ausrichtungsschicht besteht ein sehr großes Bedürfnis nach einer optischen Vorrich­ tung, die einen Lichtstrahl von der Lichtquelle in einen zirkular polarisierten Licht­ strahl oder in einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl polarisiert und das polarisierte Licht auf die polymere Ausrichtungsschicht richtet bzw. abbildet.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Ausrichtung von polymeren Ausrichtungsschichten zu schaffen, indem die Polarisationsrichtung bzw. der Polarisationszustand des auf die polymeren Ausrich­ tungsschichten auftreffenden Lichtstrahls kontrolliert bzw. gesteuert wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Ausrichtung von Flüssigkristallen ohne Einreiben zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Ausrichtung zu schaffen, die bzw. das in der Lage ist, Ausrichtungsschichten mit hervorragender Reproduzierbarkeit und Gleichmäßigkeit zu erzeugen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Ausrichtung zu schaffen, mit der bzw. dem man Aus­ richtungsschichten auf großflächigen LCD-Substraten ohne weiteres herstellen kann.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Ausrichtung zu schaffen, mit der bzw. dem man ohne weiteres Ausrichtungsschichten herstellen kann, die eine Mehrdomänenstruktur auf­ weisen, und zwar unter separater Steuerung der optischen Lichtwege.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Ausrichtung zu schaffen, mit der bzw. dem man in ein­ facher Weise Ausrichtungsschichten auf großflächigen LCD-Substraten herstellen kann, die eine Mehrdomänenstruktur aufweisen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur optischen Ausrichtung einer Ausrichtungsschicht auf einer einseitigen Oberfläche eines LCD-Substrats ge­ schaffen mit: einer Lichteinheit, um einen parallelen Lichtstrahl zu erzeugen; einem Strahlteiler, um den parallelen Lichtstrahl zu teilen; und
einem Strahlregler, um den von dem Strahlteiler geteilten Lichtstrahl in einen polari­ sierten Lichtstrahl umzuwandeln und den polarisierten Lichtstrahl auf die Ausrichtungs­ schicht auf dem LCD-Substrat abzubilden.

Bei der Vorrichtung zur optischen Ausrichtung umfaßt die Lichteinheit eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls, wie beispielsweise einen Ar-Laser; und eine Ein­ richtung zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls, um den Lichtstrahl von der Lichtquelle in den parallelen Lichtstrahl umzuformen, wie beispielsweise einen Kolli­ mator. Bei dem LCD-Substrat handelt es sich um ein TFT-Substrat (Dünnschicht­ transistor-Substrat), um einen Farbfilter oder um ein LCD-Modul. Bei dem polarisier­ ten Lichtstrahl von dem Strahlregler eines Polarisators, welcher Lichtstrahl auf das LCD-Substrat auftrifft, kann es sich um einen zirkular polarisierten Lichtstrahl oder um einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl handeln. Die Ausrichtungsschicht umfaßt vorzugsweise einen mit Methylorange versetzten Polyvinylalkohol.

Bei der Vorrichtung zur optischen Ausrichtung kann es sich entweder um eine Vor­ richtung vom "Substrat-Rotations"-Typ handeln, bei dem die Lichteinheit, der Strahl­ teiler und der Strahlregler fest bzw. ortsfest sind und das LCD-Substrat bezüglich der Lichteinheit, dem Strahlteiler und dem Strahlregler gedreht wird, oder um eine Vor­ richtung vom "Substrat-Fest"-Typ handeln, bei der das LCD-Substrat fest ist und die Lichteinheit, der Strahlteiler und der Strahlregler bezüglich dem LCD-Substrat gedreht werden.

Außerdem umfaßt die Vorrichtung zur optischen Ausrichtung eine Ausrichtungsmaske, die zwischen dem LCD-Substrat und dem Strahlmodulator angeordnet ist, um den polari­ sierten Lichtstrahl von dem Strahlregler selektiv bereitzustellen, um Mehrfachdomänen bzw. mehrere Domänen auszubilden. Die Ausrichtungsmaske weist eine Anzahl von Fenstern auf, wobei ein Teil der Anzahl von Fenstern mit der Domänenanzahl offen bzw. durchlässig ist.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vor­ richtung zur optischen Ausrichtung einer Ausrichtungsschicht mit Mehrfachdomänen auf einem LCD-Substrat geschaffen, welche Vorrichtung umfaßt: Eine Lichteinheit zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls; einen Strahlteiler, um den parallelen Licht­ strahl zu teilen; einen Polarisator, um den mit Hilfe des Strahlteilers geteilten Licht­ strahl in einen polarisierten Lichtstrahl zu teilen und den polarisierten Lichtstrahl auf die Ausrichtungsschicht auf dem LCD-Substrat abzubilden; und eine Ausrichtungs­ maske, die zwischen dem Polarisator und dem LCD-Substrat angeordnet ist, um das LCD-Substrat selektiv mit dem polarisierten Lichtstrahl zu bestrahlen.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vor­ richtung zur optischen Ausrichtung von Ausrichtungsschichten geschaffen, die auf einer einseitigen Oberfläche einer Anzahl von LCD-Substraten ausgebildet sind, welche Vorrichtung umfaßt: Eine Lichteinheit, um einen parallelen Lichtstrahl zu erzeugen; eine Anzahl von Strahlteilern, um den parallelen Lichtstrahl jeweils zu teilen; und eine Anzahl von Polarisatoren, um die mit Hilfe der jeweiligen Strahlteiler geteilten Licht­ strahlen jeweils in polarisierte Lichtstrahlen zu teilen, wobei die Ausrichtungsschichten auf der einseitigen Oberfläche der LCD-Substrate gleichzeitig optisch ausgerichtet werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vor­ richtung zur optischen Ausrichtung von vorderseitigen Ausrichtungsschichten und rückseitigen Ausrichtungsschichten geschaffen, die auf den vorderen und hinteren Oberflächen einer Anzahl von LCD-Substraten ausgebildet sind, welche Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist: Eine Lichteinheit, um einen ersten parallelen Lichtstrahl zu erzeugen; ein vorderseitiges optisches Ausrichtungssystem, um den von der Lichteinheit erhaltenen ersten parallelen Lichtstrahl in eine erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu teilen, die denselben Polarisationszustand aufweisen, und um die Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen jeweils auf die vorderen Ausrichtungs­ schichten auf der Anzahl von LCD-Substraten abzubilden; ein Strahlreflexionssystem, um den ersten parallelen Lichtstrahl zu reflektieren, um einen zweiten Lichtstrahl zu erzeugen, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl ausbreitet; und ein rückseitiges optisches Ausrichtungssystem, um den von dem Strahl­ reflexionssystem erhaltenen zweiten parallelen Lichtstrahl in eine zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu polarisieren, die den entgegengesetzten Polarisations­ zustand bzw. die entgegengesetzte Polarisationsrichtung wie die jeweiligen ersten polarisierten Lichtstrahlen aufweisen, und um die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen auf die rückseitigen Ausrichtungsschichten auf der Anzahl von LCD-Substraten abzubilden; wobei die vorderseitigen Ausrichtungsschichten und die rücksei­ tigen Ausrichtungsschichten auf den vorderen und hinteren Oberfläche der LCD-Substrate gleichzeitig ausgerichtet werden.

Bei der Vorrichtung zur optischen Ausrichtung können die Ausrichtungsschichten auf den vorderen und hinteren Oberflächen der Anzahl von LCD-Substraten gleichzeitig in der gewünschten Richtung ausgerichtet werden, indem die Anzahl von LCD-Substraten in derselben Richtung angeordnet werden. Andererseits können die Ausrichtungs­ schichten auf den vorderen und hinteren Oberfläche der Anzahl von LCD-Substraten in entgegengesetzten Richtungen zueinander ausgerichtet werden, indem ein Teil der Anzahl von LCD-Substraten in einer Richtung und der andere Teil in der entgegenge­ setzten Richtung angeordnet wird.

Erfindungsgemäß umfaßt eine Vorrichtung zur optischen Ausrichtung einer Aus­ richtungsschicht auf einer einseitigen Oberfläche eines LCD-Substrats: Eine Licht­ einheit, um einen parallelen Lichtstrahl zu erzeugen; eine Anzahl von Strahlteilern, um den parallelen Lichtstrahl zu teilen; und eine Anzahl von Polarisatoren, um den mit Hilfe der Strahlteiler geteilten Lichtstrahl in eine Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu polarisieren, die jeweils einen anderen Polarisationszustand bzw. andere Polarisa­ tionsrichtungen aufweisen; wobei die Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen, die verschiedene Polarisationszustände aufweisen, auf das LCD-Substrat abgebildet wer­ den, was in der Ausrichtung der Ausrichtungsschicht, die verschiedene Ausrichtungs­ richtungen aufweist, resultiert.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Vor­ richtung zur optischen Ausrichtung von vorderseitigen und hinterseitigen Ausrichtungs­ schichten auf vorderen und hinteren Oberflächen eines LCD-Substrats geschaffen, mit den folgenden Merkmalen: Einer Lichteinheit, um einen ersten parallelen Lichtstrahl zu erzeugen; einem vorderseitigen optischen Ausrichtungssystem, um den ersten parallelen Lichtstrahl von der Lichteinheit in eine erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu polarisieren, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisa­ tionszustände aufweisen, und um die erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen auf die vorderseitige Ausrichtungsschicht abzubilden bzw. auftreffen zu lassen; ein Strahl­ reflexionssystem, um den ersten parallelen Lichtstrahl zu reflektieren, um einen zweiten parallelen Lichtstrahl zu erzeugen, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl ausbreitet; und einem rückseitigen optischen Aus­ richtungssystem, um den zweiten parallelen Lichtstrahl von dem Strahlreflexionssystem in eine zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu polarisieren, die verschiedene Polarisationszustände bzw. Polarisationsrichtungen aufweisen, und um die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen auf die rückseitige Ausrichtungsschicht ab­ zubilden; wobei die vorderseitigen und rückseitigen Ausrichtungsschichten in den verschiedenen Ausrichtungsrichtungen gleichzeitig ausgerichtet werden, indem die erste und die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen auf die vorderseitigen bzw. rückseitigen Ausrichtungsschichten abgebildet werden bzw. dort auftreffen.

Bei der Vorrichtung zur optischen Ausrichtung kann es sich bei dem LCD-Substrat um ein TFT-Substrat, einen Farbfilter oder ein LCD-Modul handeln. Bei den auf das LCD-Substrat abgebildeten, polarisierten Lichtstrahlen kann es sich in beliebiger Kombination um zirkular polarisierte Lichtstrahlen oder um elliptisch polarisierte Lichtstrahlen handeln. Bei der Vorrichtung zur optischen Ausrichtung kann es sich um eine Vorrichtung vom "Substrat-Rotations"-Typ handeln, bei der die Lichteinheit, die vorderseitigen und rückseitigen optischen Ausrichtungssysteme und das Strahlrefle­ xionssystem fest sind und das Substrat relativ zu der Lichteinheit, den vorderseitigen und rückseitigen optischen Ausrichtungssystemen und dem Strahlreflexionssystem gedreht wird, oder um eine Vorrichtung vom "Substrat-Fest"-Typ handeln, bei der das LCD-Substrat fest ist und die Lichteinheit, die vorderseitigen und rückseitigen opti­ schen Ausrichtungssysteme und das Strahlreflexionssystem relativ zum LCD-Substrat gedreht werden.

Bei der Vorrichtung zur optischen Ausrichtung umfaßt das vorderseitige optische Ausrichtungssystem: Eine Anzahl von Strahlteilern, um den ersten parallelen Licht­ strahl von der Lichteinheit zu teilen; und eine Anzahl von Polarisatoren, um die mit Hilfe der Strahlteiler geteilten Lichtstrahlen in die erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu polarisieren; wobei das rückseitige optische Ausrichtungssystem umfaßt: Eine Anzahl von Strahlteilern, um den zweiten parallelen Lichtstrahl von dem Strahlreflexionssystem zu teilen; und eine Anzahl von Polarisatoren, um die mit Hilfe der Strahlteiler geteilten Lichtstrahlen in die zweite Anzahl von polarisierten Licht­ strahlen zu polarisieren;
wobei das Strahlreflexionssystem einen ersten Spiegel umfaßt, um den ersten parallelen Lichtstrahl in einen Lichtstrahl zu reflektieren, der sich in einer Richtung senkrecht zu der des ersten parallelen Lichtstrahls ausbreitet; und einen zweiten Spiegel, um den Lichtstrahl von dem zweiten parallelen Lichtstrahl, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl ausbreitet, zu reflektieren, und um den zweiten Lichtstrahl für das rückseitige optische Ausrichtungssystem zur Verfügung zu stellen.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur optischen Ausrichtung geschaffen, mit den folgenden Schritten: Es wird ein LCD-Substrat bereitgestellt, bei dem die Ausrichtungsschicht auf einer einseitigen Oberfläche ausgebildet ist; es wird ein paralleler Lichtstrahl erzeugt; der parallele Lichtstrahl wird geteilt; der geteilte Lichtstrahl wird in einen polarisierten Lichtstrahl polarisiert; der polarisierte Lichtstrahl trifft auf das LCD-Substrat auf, um die Ausrichtungsschicht auszurichten.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur optischen Ausrichtung geschaffen, mit den folgenden Schritten: Es wird ein LCD-Substrat bereitgestellt, auf dessen vorderer und hinterer Oberfläche die vorderseitigen und rückseitigen Ausrichtungsschichten jeweils ausgebildet sind; es wird ein erster paralleler Lichtstrahl erzeugt; der erste parallele Lichtstrahl wird geteilt; der geteilte Lichtstrahl wird in einen ersten polarisierten Lichtstrahl polarisiert; der erste polarisier­ te Lichtstrahl trifft auf das LCD-Substrat auf, um die vorderseitige Ausrichtungsschicht auszurichten; ein zweiter paralleler Lichtstrahl wird polarisiert, der sich in der ent­ gegengesetzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl ausbreitet, um einen zweiten polarisierten Lichtstrahl zu erzeugen; der zweite polarisierte Lichtstrahl trifft auf das LCD-Substrat auf, um die rückseitige Ausrichtungsschicht auszurichten.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur optischen Ausrichtung geschaffen, bei dem der Schritt zur Erzeugung des zweiten parallelen Lichtstrahls die folgenden Schritte umfaßt: Zunächst wird der erste parallele Lichtstrahl in einen Lichtstrahl reflektiert, der sich in einer Richtung senkrecht zu der des ersten parallelen Lichtstrahls ausbreitet, und danach wird der Lichtstrahl in den zweiten parallelen Lichtstrahl reflektiert, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl ausbreitet.

Bei dem Verfahren zur optischen Ausrichtung kann es sich bei dem LCD-Substrat um ein TFT-Substrat, einen Farbfilter oder ein LCD-Modul handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem auf das LCD-Substrat abgebildeten, polarisierten Lichtstrahl um einen zirkular polarisierten Lichtstrahl oder einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl. Vor­ zugsweise umfaßt die Ausrichtungsschicht einen mit Methylorange versetzten Polyviny­ lalkohol.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur optischen Ausrichtung geschaffen, mit den folgenden Schritten: Es wird ein LCD-Substrat bereitgestellt, bei dem die Ausrichtungsschicht auf einer einseitigen Oberfläche ausgebildet ist; es wird ein paralleler Lichtstrahl erzeugt; der parallele Lichtstrahl wird in eine Anzahl von geteilten Lichtstrahlen geteilt; die Anzahl von geteilten Licht­ strahlen wird in eine Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen polarisiert, die verschiede­ ne Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustände aufweist; und die Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisations­ zustande aufweisen, treffen auf das LCD-Substrat auf, um die Ausrichtungsschicht, die verschiedene Ausrichtungsrichtungen aufweist, auszurichten.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur optischen Ausrichtung geschaffen mit den folgenden Schritten:
Es wird ein LCD-Substrat bereitgestellt, auf dessen beidseitigen Oberflächen die vorderseitigen und rückseitigen Ausrichtungsschichten ausgebildet sind; es wird ein erster paralleler Lichtstrahl erzeugt; der erste parallele Lichtstrahl wird in eine Anzahl von strahlgeteilten bzw. geteilten Lichtstrahlen geteilt; die Anzahl von geteilten Licht­ strahlen wird in eine erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen polarisiert, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustände aufweisen; die erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen mit den verschiedenen Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszuständen wird auf die vorderseitige Ausrichtungsschicht des LCD-Substrats abgebildet; der erste parallele Lichtstrahl wird reflektiert, um einen zweiten parallelen Lichtstrahl zu erzeugen, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der ersten entgegengesetzten Richtung ausbreitet; der zweite parallele Lichtstrahl wird in eine Anzahl von geteilten Lichtstrahlen geteilt; die Anzahl von geteilten Lichtstrahlen wird in eine zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen polarisiert, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustände aufweisen; und die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen mit den verschiedenen Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszuständen wird auf die rückseitige Ausrichtungsschicht abgebildet.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur optischen Ausrichtung geschaffen, mit den folgenden Merkmalen: Es wird eine Anzahl von LCD-Substraten bereitgestellt; es wird ein erster paralleler Lichtstrahl erzeugt; der erste parallele Lichtstrahl wird in eine Anzahl von geteilten Lichtstrahlen geteilt; die Anzahl von geteilten Lichtstrahlen wird in eine erste Anzahl von polarisier­ ten Lichtstrahlen polarisiert; und die erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen trifft auf die Anzahl von LCD-Substraten auf.

Bei dem Verfahren zur optischen Ausrichtung sind die Ausrichtungsschichten vorzugs­ weise auf einer einseitigen Oberfläche von LCD-Substraten ausgebildet. Bei der ersten Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen kann es sich um zirkular oder elliptisch polari­ sierte Lichtstrahlen in einer Polarisationsrichtung oder um beliebig zirkular oder elliptisch polarisierte Lichtstrahlen in verschiedenen Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszuständen handeln.

Wenn die Ausrichtungsschichten jeweils auf beidseitigen Oberflächen der Anzahl von LCD-Substraten ausgebildet werden, umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren außer­ dem die folgenden Schritte: Der erste parallele Lichtstrahl wird reflektiert, um einen zweiten parallelen Lichtstrahl zu erzeugen, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der ersten entgegengesetzten Richtung ausbreitet: der zweite parallele Lichtstrahl wird in eine Anzahl von geteilten Lichtstrahlen geteilt; die Anzahl von geteilten Lichtstrahlen wird in eine zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen polarisiert, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustände aufweisen; und die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen mit den verschiedenen Polarisations­ richtungen bzw. -zuständen wird auf die rückseitige Ausrichtungsschicht abgebildet. Bei der zweiten Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen kann es sich um zirkular oder elliptisch polarisierte Lichtstrahlen in einem Polarisationszustand oder um beliebig zirkular oder elliptisch polarisierte Lichtstrahlen in verschiedenen Polarisationszustän­ den bzw. -richtungen handeln.

Weitere Aufgaben, Vorteile und erfindungsgemäßen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden zum Teil in der nun folgenden Beschreibung dargelegt und werden dem Fachmann auf diesem Gebiet zum Teil dann ersichtlich werden, wenn er in Kenntnis der nun folgenden Beschreibung gelangt oder den Erfindungsgegenstand in die Praxis umsetzt. Die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung können mit Mitteln und Kombinationen aus Mitteln, wie sie insbesondere in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt werden, realisiert und erhalten werden.

Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Aus­ richtung, die ein erstes Grundprinzip einer optischen Ausrichtung zur Ausbildung von Ausrichtungsschichten auf einer Oberfläche eines LCD-Substrats durch Bewegung des LCD-Substrats darstellt;

Fig. 2 ein Schema, das ein Kontroll- bzw. Steuerverfahren eines Dreh- bzw. Rotationswinkels eines LCD-Substrats bei einer optischen Ausrichtung unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur optischen Ausrichtung darstellt;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Aus­ richtung, um gleichzeitig Ausrichtungsfilme auf einer einseitigen Ober­ fläche einer Anzahl von Substraten unter Verwendung der ersten grund­ legenden Funktionsweise gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herzustellen;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Aus­ richtung, um Ausrichtungsfilme auf zweiseitigen Oberflächen einer Anzahl von LCD-Substraten gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleichzeitig herzustellen;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Aus­ richtung, um gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleichzeitig Ausrichtungsfilme herzustellen, die auf einer einseitigen Oberfläche einer Anzahl von LCD-Substraten verschiedene Ausrichtungsrichtungen aufweisen;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Aus­ richtung, um gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleichzeitig Ausrichtungsfilme herzustellen, die auf beiden Oberflächen einer Anzahl von LCD-Substraten verschiedene Ausrich­ tungsrichtungen aufweisen;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Aus­ richtung, die ein zweites Grundprinzip für eine optische Ausrichtung zur Ausbildung von Ausrichtungsfilmen auf einer Oberfläche eines LCD-Substrates darstellt, wobei das LCD-Substrat fixiert wird;

Fig. 8 ein Beispiel für die Vorrichtung zur optischen Ausrichtung, die für LCD-Module ausgelegt ist;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Aus­ richtung, wobei gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Ausrichtungsmaske verwendet wird; und

Fig. 10 ein Beispiel für die Ausrichtungsmaske aus Fig. 9.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen identische oder gleichwirkende Elemente.

Eine Vorrichtung zur optischen Ausrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die die Molekülausrichtung einer innerhalb einer optischen Ausrichtungsschicht enthaltenen photoempfindlichen Mischung mit der Polarisationsrichtung von Licht ändert und die Flüssigkristalle mit der Molekülanordnung der photoempfindlichen Mischung bezüglich einer Oberfläche eines LCD-Substrates verkippend ausrichtet, kann in einen "Substrat-Rotations"-Typ unterteilt bzw. klassifiziert werden, bei dem ein optisches Systems ortsfest ist und das LCD-Substrat relativ zum optischen System rotiert wird, und in einen "Substrat-Fest"-Typ, bei dem das LCD-Substrat fixiert bzw. ortsfest ist und das optische System relativ zum des LCD-Substrat rotiert wird.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die das Grundprinzip einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zur optischen Ausrichtung darstellt. Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur optischen Ausrichtung handelt es sich um einen "Substrat-Rotations"-Typ zur Ausrichtung einer photoempfindlichen Mischung bzw. Verbindung, indem ein LCD-Substrat 15 bezüglich eines ortsfesten bzw. fixierten optischen Systems gedreht wird. Die Vorrichtung 10 zur optischen Ausrichtung umfaßt eine Lichtquelle 11 zur Erzeugung eines Lichtstrahls und eine Einheit 12 zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls, um den Lichtstrahl von der Lichtquelle 11 in einen parallelen Lichtstrahl zu ändern. Als Vorrichtung 12 zur Erzeugung des parallelen Lichtstrahls wird ein Kollimator verwendet.

Die Vorrichtung 10 zur optischen Ausrichtung umfaßt einen Strahlteiler 13 zum Teilen des parallelen Lichtstrahls und einen Strahlregler 14, um den mit Hilfe des Strahlteilers 13 geteilten Lichtstrahl in einen polarisierten Lichtstrahl zu ändern und um den polari­ sierten Lichtstrahl auf das LCD-Substrat 15 abzubilden bzw. auftreffen zu lassen. Der Strahlregler 14 umfaßt einen Polarisator, der den geteilten Lichtstrahl in einen zirkular polarisierten Lichtstrahl oder einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl polarisiert und den polarisierten Lichtstrahl auf das LCD-Substrat 15 abbildet. Bei der Vorrichtung zur optischen Ausrichtung vom "Substrat-Rotations"-Typ ist das LCD-Substrat 15 auf einer drehbeweglichen Stufe bzw. Halterung angebracht, bei der der Rotations- bzw. Drehwinkel bezüglich des ortsfesten optischen Systems einstellbar ist (die Halterung ist in den Figuren nicht abgebildet), welche eine Einrichtung zur Steuerung des Einfalls- bzw. Auftreffwinkels des Lichtstrahls von dem Strahlregler 14 umfaßt.

Fig. 2 zeigt den Einfalls- bzw. Auftreffwinkel des auf das LCD-Substrat 15 auf­ treffenden Lichtstrahls mit der darauf ausgebildeten Ausrichtungsschicht 16. Der Rotationswinkel des LCD-Substrats 15 wird zwischen dem Raumwinkel des Konus bzw. Kegels 17 eingestellt. Der Einfallswinkel des auf das LCD-Substrat auftreffenden Lichtstrahls wird entsprechend den Eigenschaften der herzustellenden Flüssig­ kristallanzeige (LCD) geändert; insbesondere sollte er entsprechend der physikalischen Qualität bzw. den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkristalle, der Ausrich­ tungsrichtung und dem gewünschten Vorverkippungswinkel gewählt werden. Das LCD-Substrat 15 umfaßt die Flüssigkristall-Ausrichtungsschicht 16, die auf diesem Substrat ausgebildet ist; eine photoempfindliche, polymere Schicht, wie beispielsweise eine mit Methylorange versetzte Polyvinylalkohol-Schicht (nachfolgend auch als MO/PVA bezeichnet), wird als Flüssigkristall-Ausrichtungsschicht 16 verwendet.

Bei der Vorrichtung 10 zur optischen Ausrichtung ändert die Einheit 12 zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls den von der Lichtquelle 11 erzeugten Lichtstrahls 11a in den parallelen Lichtstrahl 11b; der Strahlteiler 13 teilt den parallelen Lichtstrahl 11b von der Einheit 12 zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls. Der Strahlregler 14 polarisiert den von dem Strahlteiler 13 geteilten Lichtstrahl in einen zirkular polarisier­ ten Lichtstrahl oder einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl und läßt den polarisierten Lichtstrahl 11c auf das LCD-Substrat 15 auftreffen. Die Molekülanordnung der auf dem LCD-Substrat 15 ausgebildeten optischen Ausbildungsschicht 16 wird verändert. Beispielsweise werden für den Fall, daß die in der photoempfindlichen Mischung enthaltene polymere Schicht als optische Ausrichtungsschicht 16 verwendet wird, die Moleküle der in der polymeren Ausrichtungsschicht 16 enthaltenen photoempfindlichen Mischung unter Verkippung ausgerichtet, falls der polarisierte Lichtstrahl 11c über den Strahlregler 14 auf das LCD-Substrat 15 abgebildet wird.

Bei Verwendung der Vorrichtung zur optischen Ausrichtung können deshalb die Flüssigkristallmoleküle, die zwischen obere und untere Substrate eingebracht werden, so ausgerichtet werden, daß sie einen gewünschten Vorverkippungswinkel bzw. Vor­ neigungswinkel mit der Verkippungsausrichtung von Molekülen der photoempfindli­ chen Mischung aufweisen.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Ausrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Vorrichtung zur optischen Ausrichtung gemäß der ersten Ausführungsform handelt es sich um eine Vorrichtung vom "Substrat-Rotations"-Typ zur gleichzeitigen Ausrichtung von Aus­ richtungsschichten, die jeweils auf der einseitigen Oberfläche einer Anzahl von LCD-Substraten 24a-24d ausgebildet sind, beispielsweise auf der Vorderseite von LCD-Substraten. Die Vorrichtung 20 zur optischen Ausrichtung gemäß der ersten Aus­ führungsform umfaßt eine Lichteinheit 21 zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls 21a, eine Anzahl von Strahlteilern 22a-22d zum Strahlteilen des parallelen Licht­ strahls 21a und eine Anzahl von Polarisatoren 23a-23d zum Polarisieren des mit Hilfe der jeweiligen Strahlteiler 22a-22d geteilten Lichtstrahls in einen zirkular polarisier­ ten Lichtstrahl oder einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl und zum Überführen bzw.

Abbilden des polarisierten Lichtstrahls 21b auf die jeweiligen LCD-Substrate 24a-24d.

Die Moleküle der optischen Ausrichtungsschichten 25a-25d, die jeweils auf den Vorderseiten der Anzahl der LCD-Substraten 24a-24d ausgebildet sind, werden gleichzeitig in der gewünschten Richtung unter Verkippung ausgerichtet, wenn die polarisierten Lichtstrahlen 21b von der Anzahl von Polarisatoren 23a-23d jeweils auf die Vorderseiten des LCD-Substrate 24a bis 24d abgebildet werden bzw. dort auf­ treffen. Bei der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung zur optischen Ausrichtung sind alle Ausrichtungsschichten 25a-25d der LCD-Substrate 24a-24d in einer Richtung ausgerichtet, was voraussetzt, daß alle LCD-Substrate in der derselben Richtung angeordnet bzw. ausgerichtet sind, wie in Fig. 3 gezeigt. Wenn nur ein Teil der Anzahl von LCD-Substraten 24a-24d in der in Fig. 3 gezeigten ersten Richtung angeordnet sind und der andere Teil in der zweiten Richtung, entgegengesetzt zu der ersten Richtung, angeordnet sind, ermöglicht es die Vorrichtung andererseits, daß die Ausrichtungsschichten auf den LCD-Substraten in der ersten Richtung und die Aus­ richtungsschichten auf den in der zweiten Richtung angeordneten LCD-Substraten in der entgegengesetzten Richtung ausgerichtet werden.

Die Lichteinheit 21 (in Fig. 3 nicht gezeigt) umfaßt eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls und eine Einheit zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls, um den Lichtstrahl in einen parallelen Lichtstrahl 21a zu ändern. Als Lichtquelle werden ein Ar⁺-Laser und ein Kollimator sowie die Einheit zur Erzeugung eines parallelen Licht­ strahls verwendet. Dabei kann es sich bei jedem der mehreren LCD-Substrate um ein TFT-Substrat (Dünnschichttransistor-Substrat), ein Farbfilter-Substrat oder um ein LCD-Modul handeln.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Ausrichtung gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Bei der Vorrichtung zur optischen Ausrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform handelt es sich um eine Vorrichtung vom "Substrat-Rotations"-Typ zur gleichzeitigen Ausrichtung von Aus­ richtungsschichten, die auf einseitigen Oberflächen einer Anzahl von LCD-Substraten 34a-34d ausgebildet sind. Die Vorrichtung 30 zur optischen Ausrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform stellt eine Anzahl von LCD-Substraten 34a-34d bereit, wobei eine erste Anzahl von Ausrichtungsschichten 35a-35d auf den Vorderseiten der LCD-Substrate und eine zweite Anzahl von Ausrichtungsschichten 36a-36d auf deren Rückseiten ausgebildet sind. Polarisierte Lichtstrahlen 31b-31e und 31g-31j werden auf die erste Anzahl von Ausrichtungsschichten 35a-35d und auf die zweite Anzahl von Ausrichtungsschichten 36a-36d gerichtet bzw. abgebildet, die jeweils auf den einseitigen Oberflächen der LCD-Substrate 34a-34d ausgebildet sind.

Die Vorrichtung zur optischen Ausrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform umfaßt eine Lichteinheit 31 zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls 31a, ein optisches System 310 zur Vorderseitenausrichtung, um den von der Lichteinheit 31 erhaltenen, parallelen Lichtstrahl 31a in zirkular polarisierte Lichtstrahlen oder ellip­ tisch polarisierte Lichtstrahlen zu polarisieren und die polarisierten Lichtstrahlen 31b-31e auf die erste Anzahl von Ausrichtungsschichten 35a-35d abzubilden, die auf den Vorderseiten der LCD-Substrate 34a-34d ausgebildet sind, sowie ein optisches System 320 zur Rückseitenausrichtung, um den von der Lichteinheit 31 erhaltenen, parallelen Lichtstrahl 31a in zirkular polarisierte Lichtstrahlen oder in elliptische polarisierte Lichtstrahlen zu polarisieren und um die polarisierten Lichtstrahlen 31g-31j auf die zweite Anzahl von Ausrichtungsschichten 36a-36d abzubilden, die jeweils auf den Rückseiten der LCD-Substrate 34a-34d ausgebildet sind.

Das optische System 310 zur Vorderseitenausrichtung umfaßt eine Anzahl von Strahl­ teilern 32a-32d, um den von der Lichteinheit 31 erhaltenen, parallelen Lichtstrahl 31a zu teilen, sowie eine Anzahl von Polarisatoren 33a-33d, um die mit Hilfe der Strahl­ teiler 32a-32d geteilten Lichtstrahlen jeweils in zirkular polarisierte Lichtstrahlen oder in elliptisch polarisierte Lichtstrahlen zu polarisieren und um die polarisierten Lichtstrahlen 31b-31e auf die jeweiligen Ausrichtungsschichten 35a-35d auf den Vorderseiten der LCD-Substrate 34a-34d abzubilden.

In gleicher Weise umfaßt das optische System 320 für die Rückseitenausrichtung eine Anzahl von Strahlteilern 37a-37d, um den von der Lichteinheit 31 erhaltenen, par­ allelen Lichtstrahl 31a zu teilen, sowie eine Anzahl von Polarisatoren 38a-38d, um die mit den jeweiligen Strahlteilern 37a-37d geteilten Lichtstrahlen in zirkular polari­ sierte Lichtstrahlen oder in elliptisch polarisierte Lichtstrahlen zu polarisieren und um die polarisierten Lichtstrahlen 31g-31j auf die jeweiligen Ausrichtungsschichten 36a-36d auf den Rückseiten der LCD-Substrate 34a-34d abzubilden.

Die Vorrichtung 30 zur optischen Ausrichtung umfaßt außerdem ein Strahlrefle­ xionssystem 330, um den von der Lichteinheit 31 erhaltenen, parallelen Lichtstrahl 31a zu reflektieren, und um den reflektierten Lichtstrahl 31f, der sich in der entgegenge­ setzten Richtung wie der parallele Lichtstrahl 31a ausbreitet, für das optische System 320 zur Rückseitenausrichtung zur Verfügung zu stellen. Das Strahlreflexionssystem 330 umfaßt einen ersten Spiegel 39a, um den von der Lichteinheit 31 erhaltenen parallelen Lichtstrahl 31a in einen parallelen Lichtstrahl 31k zu reflektieren, der sich in einer Richtung senkrecht zu der Richtung des parallelen Lichtstrahls 31a ausbreitet, sowie einen zweiten Spiegel 39b, um den parallelen Lichtstrahl 31k in den parallelen Lichtstrahl 31f zu reflektieren, senkrecht zum parallelen Lichtstrahl 31k, und somit den parallelen Lichtstrahl 31f, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der parallele Lichtstrahl 31a ausbreitet, und um den Strahlteiler 37a-37d des optischen System 320 zur Rückseitenausrichtung den parallelen Lichtstrahl 31f zur Verfügung zu stellen.

Durch die Verwendung der Vorrichtung 30 zur optischen Ausrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform wird die erste Anzahl von Ausrichtungsschichten 35a-35d auf den Vorderseiten der LCD-Substrate 34a-34d simultan ausgerichtet, vorausge­ setzt, daß die polarisierten Lichtstrahlen 31b-31e jeweils auf die Ausrichtungsschich­ ten 35a-35d durch das optische System 310 zur Vorderseitenausrichtung abgebildet werden. Gleichzeitig wird die zweite Anzahl der Ausrichtungsschichten 36a-36d simultan ausgerichtet, falls der parallele Lichtstrahl 31a, der von der Lichteinheit 31 erhalten wird, über das Strahlreflexionssystem 330 reflektiert und durch das optische System 320 zur Rückseitenausrichtung polarisiert wird und dann die polarisierten Lichtstrahlen 31g-31k auf die Ausrichtungsschichten 36a-36d abgebildet werden.

Folglich ist die Vorrichtung 30 zur optischen Ausrichtung gemäß der zweiten Aus­ führungsform in der Lage, die Ausrichtungsschichten 35a-35d und 36a-36d auf den Vorderseiten und den Rückseiten der LCD-Substrate 34a-34d auf bzw. entlang derselben optischen Achse auszurichten. Es ist auch in der Lage, die auf den oberen und unteren Substraten ausgebildeten Ausrichtungsschichten bei der Zusammenfügung eines LCD-Moduls auszurichten.

Darüberhinaus kann die Vorrichtung zur optischen Ausrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform all die auf den Vorderseiten und den Rückseiten der LCD-Substrate 24a-24d ausgebildeten Ausrichtungsschichten simultan in einer Richtung ausrichten, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, indem all die LCD-Substrate in derselben Richtung angeordnet werden. In gleicher Weise kann die Vorrichtung auf den LCD-Substraten ausgebildete Ausrichtungsschichten in verschiedenen Richtungen ausrichten, indem ein Teil der LCD-Substrate in derselben Richtung angeordnet bzw. ausgerichtet wird, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, und der andere Teil in der entgegengesetzten Richtung angeordnet bzw. ausgerichtet wird.

Die Lichteinheit 31 (in Fig. 4 nicht gezeigt) umfaßt eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls, wie beispielsweise einen Ar⁺-Laser, und eine Einheit zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls, um den Strahl in den parallelen Lichtstrahl 31a um­ zuformen, beispielsweise einen Kollimator. Dabei kann es sich bei den mehreren LCD-Substraten um ein TFT-Substrat, ein Farbfilter-Substrat oder ein LCD-Modul handeln.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Ausrichtung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Bei der Vorrichtung 40 zur optischen Ausrichtung gemäß der dritten Ausführungsform handelt es sich um eine Vorrichtung vom "Substrat-Rotations"-Typ, um eine Ausrichtungsschicht 45, die auf einer einseitigen Oberfläche eines LCD-Substrats 44 ausgebildet ist, in den verschiede­ nen Polarisationsrichtungen auszurichten.

Die Vorrichtung 40 zur optischen Ausrichtung gemäß der dritten Ausführungsform umfaßt eine Lichteinheit 41, um einen parallelen Lichtstrahl 41a zu erzeugen, eine Anzahl von Strahlteilern 42a-24d, um den parallelen Lichtstrahl 41a jeweils zu teilen, und eine Anzahl von Polarisatoren 43a-43d, um den mit Hilfe der jeweiligen Strahl­ teiler 42a-42d geteilten Lichtstrahl in zirkular oder elliptisch polarisierte Lichtstrahlen zu polarisieren, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustande aufweisen, und um die polarisierten Lichtstrahlen 41b-41e auf die Ausrichtungs­ schicht 45 des LCD-Substrats 44 abzubilden. Hierbei ist die Ausrichtungsschicht 45 auf einer nur einseitigen Oberfläche des LCD-Substrats 44 ausgebildet und werden die polarisierten Lichtstrahlen 41b-41e von den Strahlreglern 43a-43d mit verschiedenen Polarisationszuständen auf die Ausrichtungsschicht 45 abgebildet.

Wenn man die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung 40 zur optischen Ausrichtung einsetzt, kann man eine Ausrichtungsschicht 45 ausbilden, die auf einem LCD-Substrat teilweise unterschiedliche optische Eigenschaften aufweist, falls die polarisierten Lichtstrahlen 41b-41e, die verschiedene Polarisationszustände aufweisen, auf die auf der einseitigen Oberfläche ausgebildete Ausrichtungsschicht 45 auftreffen, beispielsweise auf die obere Seite des LCD-Substrats 44 mit Hilfe der Polarisatoren 43a-43d. Die Lichteinheit 41 (in Fig. 5 nicht gezeigt) umfaßt eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls, wie beispielsweise einen Ar⁺-Laser, und eine Einheit zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls, um den Lichtstrahl in den parallelen Lichtstrahl 41a zu ändern, beispiels­ weise einen Kollimator. Dabei kann es sich bei dem LCD-Substrat 44 um ein TFT-Substrat, ein Farbfilter-Substrat oder ein LCD-Modul handeln.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur optischen Ausrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Vorrichtung 50 zur optischen Ausrichtung gemäß der vierten Ausführungsform handelt es sich um eine Vorrichtung vom "Substrat-Rotations"-Typ, um Ausrichtungsschichten 55 und 56, die auf beidseitigen Oberflächen eines LCD-Substrats 54 ausgebildet sind, simultan in verschiedenen Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszuständen auszurichten.

Die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung 50 zur optischen Ausrichtung gemäß der vierten Ausführungsform stellt ein LCD-Substrat 54 bereit, wobei die Ausrichtungsschichten 55 und 56 auf dessen beidseitigen Oberflächen bzw. auf den beiden Oberflächen ausgebildet sind. Die Lichtstrahlen 51b-51e bzw. 51f-51i, die verschiedene Polarisa­ tionszustände aufweisen, von denen die einen zirkular polarisiert und die anderen elliptisch polarisiert sind, werden jeweils auf die Ausrichtungsschichten 55 und 56 abgebildet, die auf den Vorderseiten und auf den Rückseiten des LCD-Substrats 54 ausgebildet sind. Die Vorrichtung 50 zur optischen Ausrichtung umfaßt eine Licht­ einheit 51, um einen parallelen Lichtstrahl 51a zu erzeugen, ein optisches System 510 zur Vorderseitenausrichtung und ein optisches System 520 zur Rückseitenausrichtung.

Das optische System 510 zur Vorderseitenausrichtung polarisiert den von der Licht­ einheit 51 erhaltenen, parallelen Lichtstrahl 51a in zirkular oder elliptisch polarisierte Lichtstrahlen 51b-51e in der ersten Polarisationsrichtung und bildet die polarisierten Lichtstrahlen 51b-51e auf die auf der Vorderseite des LCD-Substrats 54 ausgebildete Ausrichtungsschicht 55 ab. Das optische System 520 zur Rückseitenausrichtung polari­ siert den parallelen Lichtstrahl 51k in zirkular oder elliptisch polarisierte Lichtstrahlen 51f-51i in dem zweiten Polarisationszustand und bildet die polarisierten Lichtstrahlen 51f-51i auf die auf der Rückseite des LCD-Substrats 54 ausgebildete Ausrichtungs­ schicht 56 ab. Die polarisierten Lichtstrahlen 51f-51i besitzen einen anderen Polarisa­ tionszustand bzw. eine andere Polarisationsrichtung als die polarisierten Lichtstrahlen 51b-51d von dem optischen System zur Vorderseitenausrichtung.

Das optische System 510 zur Vorderseitenausrichtung umfaßt eine Anzahl von Strahl­ teilern 52a-52d, um den parallelen Lichtstrahl 51a zu teilen, und eine Anzahl von Polarisatoren 53a-53d, um den mit Hilfe der jeweiligen Strahlteiler 52a-52d geteilten Lichtstrahl jeweils in zirkular oder elliptisch polarisierte Lichtstrahlen 51b-51e zu polarisieren und um gleichzeitig die polarisierten Lichtstrahlen 51b-51e auf die Ausrichtungsschicht 55 auf der Vorderseite des LCD-Substrats 54 abzubilden. In gleicher Weise umfaßt das optische System 520 zur Rückseitenausrichtung eine Anzahl von Strahlteilern 57a-57d, um den parallelen Lichtstrahl 51k zu teilen, sowie eine Anzahl von Polarisatoren 58a-58d, um den mit Hilfe der jeweiligen Strahlteiler 57a-57d geteilten Lichtstrahl jeweils in zirkular oder elliptisch polarisierte Lichtstrahlen 51f-51i zu polarisieren und um die polarisierten Lichtstrahlen 51f-51i jeweils auf die Ausrichtungsschicht 56 auf der Rückseite des LCD-Substrats 54 abzubilden.

Die Vorrichtung 50 zur optischen Ausrichtung umfaßt außerdem ein Strahlrefle­ xionssystem 530, um den von der Lichteinheit 51 erhaltenen, parallelen Lichtstrahl 51a zu reflektieren und um den reflektierten, parallelen Lichtstrahl 51k, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der parallele Lichtstrahl 51a ausbreitet, für das opti­ sche System 520 zur Rückseitenausrichtung bereitzustellen. Das Strahlreflexionssystem 530 umfaßt einen ersten Spiegel 59a, um den von der Lichteinheit 51 erhaltenen, parallelen Strahl 51a in einen parallelen Lichtstrahl 51j zu reflektieren, der sich in einer Richtung senkrecht zu dem parallelen Lichtstrahl 51a ausbreitet, und einen zweiten Spiegel 59b, um den parallelen Lichtstrahl 51j in den parallelen Lichtstrahl 51k senkrecht zum parallelen Lichtstrahl 51j zu reflektieren, so daß der parallele Lichtstrahl 51k, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der parallele Licht­ strahl 51a ausbreitet, und um den parallelen Lichtstrahl 51k den Strahlteilern 57a-57d des optischen Systems 520 zur Rückseitenausrichtung zur Verfügung zu stellen.

Bei der Vorrichtung 50 zur optischen Ausrichtung gemäß der vierten Ausführungsform werden die Ausrichtungsschichten 55 und 56, die jeweils verschiedene Ausrichtungs­ richtungen aufweisen, auf beidseitigen Oberflächen des LCD-Substrats 54 ausgebildet. Die polarisierten Lichtstrahlen 51b-51e von den Polarisatoren 53a-53d des optischen Systems 510 zur Vorderseitenausrichtung, die denselben Polarisationszustand auf­ weisen, werden auf die Ausrichtungsschicht 55 abgebildet, und die polarisierten Lichtstrahlen 51f-51i von den Polarisatoren 58a-58d des optischen Systems 520 zur Rückseitenausrichtung, die denselben Polarisationszustand aufweisen, der von dem Polarisationszustand der polarisierten Lichtstrahlen 51b-51e verschieden ist, werden auf die Ausrichtungsschicht 56 abgebildet.

Folglich ist die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung 50 zur optischen Ausrichtung in der Lage, die Ausrichtungsschichten 55 und 56, die verschiedene optische Eigenschaften aufweisen, auf beidseitigen Oberflächen bzw. beiden Seiten des LCD-Substrats 54 auszubilden, indem die polarisierten Lichtstrahlen 51b-51e und 51f-51i, die jeweils verschiedene Polarisationszustände aufweisen, auf die Ausrichtungsschichten 55 und 56 abgebildet werden.

Die Lichteinheit 51 (in Fig. 6 nicht gezeigt) umfaßt eine Lichtquelle, um einen Licht­ strahl zu erzeugen, wie beispielsweise einen Ar⁺-Laser, und eine Einheit zum Erzeu­ gen eines parallelen Lichtstrahls, um den Lichtstrahl in den parallelen Lichtstrahl 51a zu ändern, beispielsweise einen Kollimator. Dabei kann es sich bei dem LCD-Substrat 54 um ein TFT-Substrat, ein Farbfilter-Substrat oder ein LCD-Modul handeln.

Fig. 7 stellt ein anderes Grundprinzip der optischen Ausrichtung gemäß der vorliegen­ den Erfindung dar. Bei der Vorrichtung 60 zur optischen Ausrichtung gemaß dem anderen Grundprinzip handelt es sich um eine Vorrichtung vom "Substrat-Fest"-Typ zur optischen Ausrichtung einer Ausrichtungsschicht 66 auf einem LCD-Substrat 65, indem eine Lichtquelle 61 und ein optisches System 610 gedreht werden. Zur optischen Ausrichtung bildet die Vorrichtung 60 zur optischen Ausrichtung mit festem Substrat einen polarisierten Lichtstrahl 61c auf das LCD-Substrat 65 ab, indem die Lichtquelle 61 und das optische System 610 gedreht werden, und zwar unter der Bedingung, daß das LCD-Substrat 65 fest bzw. ortsfest ist. Wenn man die Vorrichtung 60 zur opti­ schen Ausrichtung mit festem Substrat verwendet, kann man Schichten in der gleichen Art und Weise wie in den Fig. 3 und 6 ausrichten.

Die Vorrichtung 60 zur optischen Ausrichtung stellt das feste LCD-Substrat 65 bereit, auf dessen einseitiger Oberfläche die Ausrichtungsschicht 66 ausgebildet ist, eine Lichtquelle 61 zum Erzeugen eines Lichtstrahls 61a und ein drehbewegliches optisches System 610, um einen zirkular oder elliptisch polarisierten Lichtstrahl 61c auf das feste LCD-Substrat 65 zu richten bzw. abzubilden. Bei der Vorrichtung 60 zur optischen Ausrichtung mit festem Substrat (nicht in den Figuren gezeigt) können die Lichtquelle 61 und das optische System 610 bezüglich dem festen bzw. ortsfesten LCD-Substrat 65 gedreht werden; außerdem ist der Rotationswinkel der Lichtquelle 61 und des opti­ schen Systems 610 und der Einfallswinkel des Lichtstrahls 61c auf das LCD-Substrat 65 einstellbar.

Das optische System 610 umfaßt eine Einheit 62 zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls, um den Lichtstrahl 61a in einen parallelen Lichtstrahl 61b zu ändern, einen Strahlteiler 63, um den parallelen Lichtstrahl zu teilen, sowie einen Strahlregler 64, um den mit Hilfe des Strahlteilers 63 aufgeteilten Lichtstrahl in einen polarisierten Lichtstrahl 61c zu teilen und den polarisierten Lichtstrahl 61c auf die Ausrichtungs­ schicht 66 auf dem LCD-Substrat 65 abzubilden. Ein Ar⁺-Laser und ein Kollimator werden als Lichtquelle 61 bzw. als Einheit 62 zur Erzeugung eines parallelen Licht­ strahls verwendet. Bei dem Strahlregler 64 handelt es sich um einen Polarisator, der den Strahl von dem Strahlteiler 63 in den zirkular oder elliptisch polarisierten Licht­ strahl 61c polarisiert.

Die Ausrichtungsschichten auf dem LCD-Substrat können unter Verwendung der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung zur optischen Ausrichtung vom "Substrat-Fest"-Typ in derselben Art und Weise wie in den Fig. 3 bis 6 optisch ausgerichtet werden.

Fig. 8 zeigt ein Anwendungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur opti­ schen Ausrichtung auf ein LCD-Modul. Die Vorrichtung 70 zur optischen Ausrichtung stellt eine Lichteinheit 71, ein optisches System 710 und ein LCD-Modul 720 bereit. Bei der Vorrichtung 70 zur optischen Ausrichtung kann es sich um eine Vorrichtung vom "Substrat-Rotations"-Typ, die das LCD-Modul 720 auf der Lichteinheit 71 und dem optischen System 710 dreht, oder um eine Vorrichtung vom "Substrat-Fest"-Typ handeln, welche die Lichteinheit 71 und das optische System 710 bezüglich dem festen bzw. ortsfesten LCD-Modul 720 dreht. In Fig. 8 ist nicht vollständig dargestellt, wie die Flüssigkristalle zwischen die oberen und unteren Substrate 74 und 75 des LCD-Moduls 720 eingebracht werden.

Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung ein einzelnes LCD-Modul aus­ richtet, kann die Vorrichtung 70 zur optischen Ausrichtung das optische System einschließlich eines Strahlteilers 72 und eines Strahlmodulators 73 und eines einzelnen LCD-Moduls 720 umfassen. Für den Fall, daß die Vorrichtung mehrere LCD-Module ausrichtet, kann die Vorrichtung zur optischen Ausrichtung das optische System 710 einschließlich einer Anzahl von Strahlteilern 72a-72d zum Teilen des von der Licht­ einheit 71 erhaltenen parallelen Lichtstrahls 71a und eine Anzahl von Strahlreglern 73a-73d und eine Anzahl von LCD-Modulen 720 umfassen. Die Lichteinheit 71 (in Fig. 8 nicht gezeigt) umfaßt eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtstrahls, beispiels­ weise einen Ar⁺-Laser, sowie die Einheit zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls, um den Lichtstrahl in den parallelen Lichtstrahl 71a zu ändern. Bei jedem der Strahl­ regler handelt es sich um einen Polarisator, der den Lichtstrahl von dem Strahlteiler in den zirkular oder elliptisch polarisierten Lichtstrahl 71b-71e polarisiert. Unter der Annahme, daß die Vorrichtung 70 zur optischen Ausrichtung die polarisierten Licht­ strahlen 71b-71e jeweils auf die LCD-Module 720 abbildet, werden Moleküle der Ausrichtungsschichten auf den oberen und unteren Substraten 74 und 75 mit Hilfe des Polarisationszustandes der Lichtstrahlen 71b-71e angeordnet und werden dann die Flüssigkristallmoleküle zwischen den unteren und oberen Substraten 74 und 75 mit Hilfe der Molekülanordnung der Ausrichtungsschicht optisch ausgerichtet.

Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung 80 zur optischen Ausrichtung, um in einem Pixel bzw. Bildpunktbereich eines LCD-Substrats mehrere Domänen bzw. Mehrfachdomänen auszubilden. Die in Fig. 9 gezeigte Vorrichtung 80 zur optischen Ausrichtung umfaßt eine Lichtquelle, um einen Lichtstrahl 81a zu erzeugen, ein optisches System 810, um den polarisierten Lichtstrahl 81c auf ein LCD-Substrat 85 abzubilden, auf dem eine Ausrichtungsschicht 86 ausgebildet ist, sowie eine Ausrichtungsmaske 87, die zwischen dem optischen System 810 und dem LCD-Substrat 85 angeordnet ist, um dem LCD-Substrat 85 wahlweise den polarisierten Lichtstrahl 81c zur Verfügung zu stellen. Die Ausrichtungsmaske weist mehrere Fenster bzw. durchlässige Bereich auf, wo Teile offen bzw. durchlässig sind.

Das optische System 810 besitzt denselben Aufbau und arbeitet nach demselben Prinzip wie die optischen Systeme der vorgenannten Ausführungsbeispiele; die notwendige Anzahl von Fenstern, die in der Ausrichtungsmaske 87 ausgebildet sind, wird durch die Anzahl von Domänen festgelegt, die in einem Pixel ausgebildet werden. Beispiels­ weise bildet die in Fig. 10 dargestellte Ausrichtungsmaske 87 in einem Pixel PX vier Domänen aus und weist vier Fenster 87-1 bis 87-4 auf.

Das Verfahren zur Erzeugung von vier Domänen in einem Pixel PX unter Verwendung der Vorrichtung 80 zur optischen Ausrichtung setzt die Ausrichtungsmaske 87 wie folgt ein: Falls der zirkular oder elliptisch polarisierte Lichtstrahl 81c auf das LCD-Substrat 85 durch das optische System 810 unter einer Bedingung abgebildet wird, bei der ein Fenster 87-1 der vier Fenster 87-1 bis 87-4 offen bzw. durchlässig ist und die anderen Fenster 87-2 bis 87-4 nicht offen bzw. durchlässig sind, gelangt der polarisier­ te Lichtstrahl 81c durch das Fenster 87-1 hindurch auf das LCD-Substrat 85, was in der Ausbildung von nur einer ersten Domäne in dem belichteten Bereich des Pixels PX resultiert, der dem Fenster 87-1 entspricht.

Im Anschluß daran wird das offene Fenster 87-1 der Ausrichtungsmaske 87 auf den nächsten, eine Domäne ausbildenden Bereich des Pixels PX verschoben und wird der polarisierte Lichtstrahl 81c von dem optischen System 810 durch die Ausrichtungs­ maske 87 hindurch auf das LCD-Substrat 85 abgebildet, was in der Ausbildung einer zweiten Domäne in dem belichteten Bereich des Pixels PX resultiert, der dem Fenster 87-1 entspricht. Falls der vorgenannte Schritt wiederholt ausgeführt wird, kann man mehrere Domänen ausbilden, beispielsweise vier Domänen in einem Pixel. Die Fen­ ster, die offen bzw. durchlässig sind, werden durch die Domänenzahl bzw. einen Domänenzahlwert festgelegt.

Wie zuvor beschrieben wurde, können Moleküle der Ausrichtungsschichten optisch ausgerichtet werden und können die zwischen oberen und unteren Substraten einge­ brachten Flüssigkristalle optisch ausgerichtet werden, so daß sie bei der Molekül­ anordnung einen gewünschten Vorverkippungswinkel aufweisen, wenn man die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung zur optischen Ausrichtung einsetzt.

Erfindungsgemäß kann man fehlerfreie und gleichmäßige Ausrichtungsschichten ausbilden und mit Hilfe eines reibungsfreien Ausrichtungsverfahrens eine her­ vorragende Reproduzierbarkeit erhalten. Weil Flüssigkristalle ausgerichtet werden, indem der Polarisationszustand bzw. die Polarisationsrichtung von Licht gesteuert wird, kann man erfindungsgemäß Herstellungsverfahren vereinfachen und ohne weite­ res mehrere Domänen ausbilden, was in einer Vereinfachung der Herstellungsverfahren für Flüssigkristallbildschirme bzw. Flüssigkristall-Displays mit großem Betrachtungs­ winkel resultiert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen Ausrichtung ermöglicht die Ausrichtung der Flüssigkristalle vor oder nach dem Zusammensetzen von Flüssigkristall-Modulen und ermöglicht die Herstellung von in Großserien herstell­ baren Flüssigkristall-Displays von hoher Qualität.

Die vorstehende Beschreibung zeigt nur eine bevorzugte Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung. Zahlreiche Modifikationen werden dem Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich sein, ohne daß dieser vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abweicht, welcher nur durch die beigefügten Patentansprüche beschränkt wird. Deshalb dient die gezeigte und beschriebene Ausführungsform nur der Erläuterung und ist nicht in einschränkender Art und Weise auszulegen.

Claims (60)

1. Optische Ausrichtungsvorrichtung zur Ausrichtung einer Ausrichtungsschicht (16) auf einer einseitigen Oberfläche eines LCD-Substrats (15), umfassend:
eine Lichteinheit (11), um einen parallelen Lichtstrahl zu erzeugen;
einen Strahlteiler (13), um den parallelen Lichtstrahl zu teilen; und
einen Strahlregler (14), um den von dem Strahlteiler (13) geteilten Lichtstrahl in einen polarisierten Lichtstrahl (11c) zu ändern bzw. umzuwandeln und den polarisierten Licht­ strahl auf die Ausrichtungsschicht (16) auf dem LCD-Substrat (15) zu richten bzw. abzubilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichteinheit (11) eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahls und eine Einrichtung (12) zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls umfaßt, um den Lichtstrahl von der Lichtquelle in einen parallelen Lichtstrahl (11b) umzuwandeln.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der es sich bei der Lichtquelle um einen Ar⁺-Laser handelt und bei der die Einrichtung zur Erzeugung des parallelen Lichtstrahls bzw. der Strahlmo­ dulator einen Kollimator bzw. einen Polarisator umfassen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das LCD-Substrat (15) ein TFT-Substrat (Dünnschichttransistor-Substrat), ein Farbfilter oder ein LCD-Modul ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei der der auf das LCD-Substrat (15) auftreffende polarisierte Lichtstrahl zirkular oder elliptisch polarisiert ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ausrichtungsschicht (16) einen mit Methylorange versetzten Polyvinylalkohol umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Lichteinheit (11), der Strahlteiler (13) und der Strahlregler (14) fest bzw. ortsfest sind und das LCD-Substrat (15) auf der Lichteinheit, dem Strahlteiler und dem Strahlregler gedreht wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das LCD-Substrat (15) fest ist und die Lichteinheit, der Strahlteiler und der Strahlregler auf dem LCD-Substrat gedreht werden.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem eine Ausrichtungs­ maske (87) umfaßt, die zwischen dem LCD-Substrat (15) und dem Strahlmodulator angeordnet ist, um dem LCD-Substrat den polarisierten Lichtstrahl von dem Strahlregler selektiv zur Verfügung zu stellen, um mehrere Domänen bzw. Mehrfachdomänen auszubilden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Ausrichtungsmaske (87) eine Anzahl von Fenstern aufweist und Teile der Anzahl von Fenstern mit der Domänenzahl offen bzw. durchlässig sind.

11. Optische Ausrichtungsvorrichtung zur Ausrichtung von Ausrichtungsfilmen, die auf einer einseitigen Oberfläche einer Anzahl von LCD-Substraten ausgebildet sind, mit den folgenden Merkmalen:
einer Lichteinheit, um einen parallelen Lichtstrahl zu erzeugen;
einer Anzahl von Strahlteilern, um den parallelen Lichtstrahl jeweils zu teilen; und
einer Anzahl von Polarisatoren, um die von den Strahlteilern geteilten Lichtstrahlen jeweils in polarisierte Lichtstrahlen zu polarisieren;
wobei die Ausrichtungsschichten auf der einseitigen Oberfläche der LCD-Substrate gleichzeitig optisch ausgerichtet werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die LCD-Substrate TFT-Substrate und/oder Farbfil­ ter und/oder LCD-Module sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der die auf die LCD-Substrate auftreffenden polarisierten Lichtstrahlen zirkular und/oder elliptisch polarisiert sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der die Lichteinheit, der Strahlteiler und der Polarisator fest sind, und die LCD-Substrate auf bzw. bezüglich der Lichteinheit, dem Strahlteiler und dem Polarisator gedreht werden.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der die LCD-Substrate fest sind und die Lichteinheit, der Strahlteiler und der Polarisator auf bzw. bezüglich den LCD-Substraten gedreht werden.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der die Ausrichtungsschichten auf der einseitigen Oberfläche der Anzahl von LCD-Substraten gleichzeitig in der gewünschten Richtung ausgerichtet werden, indem die Anzahl von LCD-Substraten in derselben Richtung angeordnet bzw. gelegt werden.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der die Ausrichtungsschichten auf der einseitigen Oberfläche der Anzahl von LCD-Substraten in entgegengesetzten Richtungen zuein­ ander ausgerichtet werden, indem ein Teil der Anzahl von LCD-Substraten in einer Richtung und der andere Teil in der anderen Richtung angeordnet bzw. gelegt wird.

18. Optische Ausrichtungsvorrichtung zur Ausrichtung von vorderseitigen Ausrichtungsschichten und rückseitigen Ausrichtungsschichten, die auf vorderen und hinteren Oberflächen einer Anzahl von LCD-Substraten ausgebildet sind, mit den folgenden Merkmalen:
einer Lichteinheit (31) zum Erzeugen eines ersten parallelen Lichtstrahls;
einem vorderseitigen optischen Ausrichtungssystem (310), um den von der Lichteinheit erhaltenen ersten parallelen Lichtstrahl (31a) in eine erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen (31b-31e) zu polarisieren, die dieselbe Polarisationsrichtung bzw. denselben Polarisationszustand aufweisen;
und um die erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen jeweils auf die vorderseitigen Aus­ richtungsschichten (35a-35d) der Anzahl von LCD-Substraten (34a-34d) zu richten bzw. abzubilden;
ein Strahlreflexionssystem (330), um den ersten parallelen Lichtstrahl zu reflektieren, um einen zweiten parallelen Lichtstrahl (31f) zu erzeugen, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl (31a) ausbreitet; und
einem rückseitigen optischen Ausrichtungssystem (320), um den von dem Strahlreflexionssystem erhaltenen parallelen Lichtstrahl in eine zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen (31g-31j) zu polarisieren, die die entgegengesetzte Polarisationsrichtung bzw. den entgegengesetzten Polarisationszustand wie die ersten polarisierten Lichtstrahlen aufweisen, und um die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahl jeweils auf die rückseitigen Ausrichtungsschichten (36a-36d) der Anzahl von LCD-Substraten abzubilden;
wobei die vorderseitigen Ausrichtungsschichten (35a-35d) und die rückseitigen Ausrichtungs­ schichten (36a-36d) auf den vorderen und hinteren Oberflächen der LCD-Substrate gleichzeitig ausgerichtet werden.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die LCD-Substrate TFT-Substrate und/oder Farbfil­ ter und/oder LCD-Module sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, bei der die auf die LCD-Substrate auftreffenden ersten und zweiten polarisierten Lichtstrahlen zirkular und/oder elliptisch polarisiert sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei der die Lichteinheit (31) das vorder­ seitige optische Ausrichtungssystem (310), das rückseitige optische Ausrichtungssystem (320) und das Strahlreflexionssystem (330) fest sind und die LCD-Substrate (34a-34d) auf bzw. bezüglich der Lichteinheit, dem Strahlteiler und dem Polarisator gedreht werden.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei der die LCD-Substrate fest sind und die Lichteinheit, das vorderseitige optische Ausrichtsystem, das rückseitige optische Ausricht­ system und das Strahlreflexionssystem auf bzw. bezüglich den LCD-Substraten gedreht werden.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, bei der die Ausrichtungsschichten auf den vorderen und hinteren Oberflächen der Anzahl von LCD-Substraten gleichzeitig in der gewünsch­ ten Richtung ausgerichtet werden, indem die Anzahl von LCD-Substraten in derselben Richtung angeordnet bzw. gelegt werden.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, bei der die Ausrichtungsschichten auf den vorderen und hinteren Oberflächen der Anzahl von LCD-Substraten jeweils in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet werden, indem Teile der Anzahl von LCD-Substraten in einer Richtung und andere Teile in der anderen Richtung angeordnet bzw. gelegt werden.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, bei der das vorderseitige optische Ausrichtungssystem umfaßt:
jeweils eine Anzahl von Strahlteilern (32a-32d), um den ersten parallelen Lichtstrahl (31a) von der Lichteinheit (31) zu teilen; und
jeweils eine Anzahl von Polarisatoren (33a-33d), um die von den Strahlteilern geteilten Licht­ strahlen jeweils in die erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu teilen.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, bei der das rückseitige optische Aus­ richtungssystem umfaßt:
jeweils eine Anzahl von Strahlteilern (37a-37d), um den zweiten parallelen Lichtstrahl (31f) von dem Strahlreflexionssystem zu teilen; und
jeweils eine Anzahl von Polarisatoren (38a-38d), um die von den Strahlteilern geteilten Licht­ strahlen jeweils in die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu teilen.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, bei der das Strahlreflexionssystem (330) umfaßt:
einen ersten Spiegel (39a), um den ersten parallelen Lichtstrahl in einen Lichtstrahl zu reflektieren, der sich in einer Richtung senkrecht zu der Richtung des ersten parallelen Lichtstrahls ausbreitet; und
einen zweiten Spiegel (39b), um den Lichtstrahl in den zweiten parallelen Lichtstrahl (31f) zu reflektieren, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl (31a) ausbreitet, und um den zweiten parallelen Lichtstrahl dem rückseitigen optischen Ausrichtungs­ system (320) zur Verfügung zu stellen.

28. Optische Ausrichtungsvorrichtung zur Ausrichtung einer Ausrichtungsschicht auf einer einseitigen Oberfläche eines LTD-Substrats, mit den folgenden Merkmalen:
einer Lichteinheit (41), um einen parallelen Lichtstrahl (41a) zu erzeugen;
einer Anzahl von Strahlteilern (42a-42d), um den parallelen Lichtstrahl zu teilen; und
einer Anzahl von Polarisatoren (43a-43d), um die von den Strahlteilern geteilten Lichtstrahlen in eine Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu teilen, die jeweils verschiedene Polarisations­ richtungen bzw. Polarisationszustande aufweisen;
wobei die Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen mit den verschiedenen Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszuständen auf das LCD-Substrat (54) auftreffen, was in der Ausrichtung der Ausrichtungsschicht (45) mit verschiedenen Ausrichtungsrichtungen resultiert.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der das LCD-Substrat (54) ein TFT-Substrat und/oder ein Farbfilter-Substrat und/oder ein LCD-Modul ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, bei der die auf das LCD-Substrat auftreffenden polarisierten Lichtstrahlen zirkular und/oder elliptisch polarisiert sind.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, bei der die Lichteinheit (41) der Strahl­ teiler und der Polarisator fest sind und das LCD-Substrat (54) auf bzw. bezüglich der Lichteinheit, dem Strahlteiler und dem Polarisator gedreht wird.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, bei der das LCD-Substrat fest ist und die Lichteinheit, der Strahlteiler und der Polarisator auf bzw. bezüglich dem LCD-Substrat gedreht werden.

33. Optische Ausrichtungsvorrichtung zur Ausrichtung von vorderseitigen und rückseitigen Ausrichtungsschichten auf vorderen und hinteren Oberflächen eines LCD-Substrats, mit den folgenden Merkmalen:
einer Lichteinheit (51) zur Erzeugung eines ersten parallelen Lichtstrahls (51a);
einem vorderseitigen optischen Ausrichtungssystem (510), um den ersten parallelen Lichtstrahl von der Lichteinheit in eine erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu teilen, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustände aufweisen, und um die erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen auf die vorderseitige Ausrichtungsschicht (55) zu richten bzw. ab­ zubilden;
einem Strahlreflexionssystem (530), um den ersten parallelen Lichtstrahl (51a) zu reflektieren, um einen zweiten parallelen Lichtstrahl (51k) zu erzeugen, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl (51a) ausbreitet; und
einem rückseitigen optischen Ausrichtungssystem (520), um den zweiten parallelen Lichtstrahl (51k) von dem Strahlreflexionssystem (530) in eine zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen zu polarisieren, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustande aufweisen, und um die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen auf die rückseitige Ausrichtungsschicht (56) zu richten bzw. abzubilden;
wobei die vorderseitigen und rückseitigen Ausrichtungsschichten in den verschiedenen Aus­ richtungsrichtungen gleichzeitig ausgerichtet werden, indem die erste und die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen auf die vorderseitige bzw. rückseitige Ausrichtungsschicht abgebildet wird.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, bei der das LCD-Substrat (54) ein TFT-Substrat und/oder ein Farbfilter und/oder ein LCD-Modul ist.

35. Vorrichtung nach Anspruch 33 oder 34, bei der die auf das LCD-Substrat (54) auftreffenden ersten und zweiten polarisierten Lichtstrahlen zirkular und/oder elliptisch polarisiert sind.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 35, bei der die Lichteinheit, das vorderseitige und das rückseitige optische Ausrichtungssystem und das Strahlreflexionssystem fest sind und das LCD-Substrat auf bzw. bezüglich der Lichteinheit, den vorderseitigen und rückseitigen optischen Ausrichtungssystemen und dem Strahlreflexionssystem gedreht wird.

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 35, bei der das LCD-Substrat (54) fest ist und die Lichteinheit, das vorderseitige und rückseitige optische Ausrichtungssystem und das Strahlre­ flexionssystem auf bzw. bezüglich dem LCD-Substrat gedreht werden.

38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 37, bei der das vorderseitige optische Ausrichtungssystem (510) umfaßt:
eine Anzahl von Strahlteilern (52a-52d), um den ersten parallelen Lichtstrahl (51a) von der Lichteinheit jeweils zu teilen; und
eine Anzahl von Polarisatoren (53a-53d), um die von den die Strahlteilern geteilten Lichtstrahlen jeweils in die erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen (51b-51e) zu teilen.

39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 38, bei der das rückseitige optische Aus­ richtungssystem (520) umfaßt:
eine Anzahl von Strahlteilern (57a-57d), um den zweiten parallelen Lichtstrahl (51k) von dem Strahlreflexionssystem (530) jeweils zu teilen; und
eine Anzahl von Polarisatoren (58a-58d), um die von den Strahlteilern geteilten Lichtstrahlen jeweils in die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen (51f-52i) zu teilen.

40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 39, bei der das Strahlreflexionssystem (530) umfaßt, einen ersten Spiegel (59a) zum Reflektieren des ersten parallelen Lichtstrahls in einen Strahl, der sich in einer Richtung senkrecht zu der des ersten parallelen Lichtstrahls ausbreitet, und
einen zweiten Spiegel, um den Lichtstrahl in den zweiten parallelen Lichtstrahl (51k) zu reflektie­ ren, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl (51a) ausbreitet, und um den zweiten Lichtstrahl dem rückseitigen optischen Ausrichtungssystem zur Verfügung zu stellen.

41. Optische Ausrichtungsvorrichtung zur Ausrichtung einer Ausrichtungsschicht, die mehrere Domänen aufweist, auf einem LCD-Substrat, mit den folgenden Merkmalen:
einer Lichteinheit zur Erzeugung eines parallelen Lichtstrahls;
einem Strahlteiler, um den parallelen Lichtstrahl zu teilen;
einem Polarisator, um den von dem Strahlteiler geteilten Lichtstrahl in einen polarisierten Licht­ strahl zu polarisieren und den polarisierten Lichtstrahl auf die Ausrichtungsschicht auf dem LCD-Substrat auftreffen zu lassen bzw. abzubilden; und
einer Ausrichtungsmaske (87), die zwischen dem Polarisator und dem LCD-Substrat angeordnet ist, um den polarisierten Lichtstrahl selektiv auf das LCD-Substrat abzubilden.

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, bei der die Ausrichtungsmaske eine Anzahl von Fenstern auf einem Pixel bzw. Bildpunktbereich aufweist und Teile von Fenstern entsprechend der Domänen­ zahl offen bzw. durchlässig sind.

43. Verfahren zur optischen Ausrichtung, mit den folgenden Schritten:
es wird ein LCD-Substrat (15) bereitgestellt, auf dessen einseitiger Oberfläche eine Ausrichtungs­ schicht (16) ausgebildet ist;
es wird ein paralleler Lichtstrahl (11b) erzeugt;
der parallele Lichtstrahl wird geteilt;
der geteilte Lichtstrahl wird in einen polarisierten Lichtstrahl (11c) polarisiert; und
der polarisierte Lichtstrahl wird auf das LCD-Substrat (15) gerichtet bzw. abgebildet, um die Ausrichtungsschicht auszurichten.

44. Verfahren nach Anspruch 43, bei dem das LCD-Substrat ein TFT-Substrat und/oder ein Farbfilter und/oder ein LCD-Modul ist.

45. Verfahren nach Anspruch 43 oder 44, bei dem der auf das LCD-Substrat abgebildete polarisierte Lichtstrahl beliebig zirkular oder elliptisch polarisiert ist.

46. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 45, bei dem die Ausrichtungsschicht einen mit Methylorange versetzten Polyvinylalkohol umfaßt.

47. Verfahren zur optischen Ausrichtung mit den folgenden Schritten:
es wird ein LCD-Substrat bereitgestellt, auf dessen Vorderseite bzw. Rückseite eine vorderseitige bzw. rückseitige Ausrichtungsschicht ausgebildet ist;
es wird ein erster paralleler Lichtstrahl erzeugt;
der erste parallele Lichtstrahl wird geteilt;
der geteilte Lichtstrahl wird in einen ersten polarisierten Lichtstrahl polarisiert;
der erste polarisierte Lichtstrahl trifft auf das LCD-Substrat auf, um die vorderseitige Ausrich­ tungsschicht auszurichten;
ein zweiter paralleler Lichtstrahl, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl ausbreitet, wird polarisiert, um einen zweiten polarisierten Lichtstrahl zu erzeugen; und
der zweite polarisierte Lichtstrahl trifft auf das LCD-Substrat auf, um die rückseitige Ausrich­ tungsschicht auszurichten.

48. Verfahren nach Anspruch 47, bei dem der Schritt zur Erzeugung des zweiten parallelen Lichtstrahls die folgenden Schritte umfaßt:
der erste parallele Lichtstrahl wird in einen Lichtstrahl reflektiert, der sich in einer Richtung senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung des ersten Lichtstrahls ausbreitet, und
der Lichtstrahl wird in einen zweiten parallelen Lichtstrahl reflektiert, der sich in der entgegenge­ setzten Richtung wie der erste parallele Lichtstrahl ausbreitet.

49. Verfahren nach Anspruch 47 oder 48, bei dem das LCD-Substrat ein TFT-Substrat und/oder ein Farbfilter und/oder ein LCD-Modul ist.

50. Verfahren nach einem der Ansprüche 47 bis 49, bei dem die auf das LCD-Substrat auf­ treffenden ersten und zweiten polarisierten Lichtstrahlen beliebig zirkular und/oder elliptisch polarisiert sind.

51. Verfahren zur optischen Ausrichtung, mit den folgenden Schritten:
es wird ein LCD-Substrat bereitgestellt, auf dessen einseitiger Oberfläche eine Ausrichtungsschicht ausgebildet ist;
es wird ein paralleler Lichtstrahl erzeugt;
der parallele Lichtstrahl wird in eine Anzahl von geteilten Lichtstrahlen geteilt;
die Anzahl von geteilten Lichtstrahlen wird in eine Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen polari­ siert, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustände aufweisen; und
die Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen mit den verschiedenen Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustanden treffen auf das LCD-Substrat auf, um die Ausrichtungsschicht mit ver­ schiedenen Ausrichtungsrichtungen auszurichten.

52. Verfahren zur optischen Ausrichtung mit den folgenden Schritten:
es wird ein LCD-Substrat bereitgestellt, auf dessen beidseitigen Oberflächen vorderseitige und rückseitige Ausrichtungsschichten ausgebildet sind;
es wird ein erster paralleler Lichtstrahl erzeugt;
der erste parallele Lichtstrahl wird in eine Anzahl von geteilten Lichtstrahlen geteilt;
die Anzahl von geteilten Lichtstrahlen wird in eine erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen polarisiert, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustande aufweisen;
die erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen mit den verschiedenen Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszuständen treffen auf die vorderseitige Ausrichtungsschicht des LCD-Substrats auf;
der erste parallele Lichtstrahl wird reflektiert, um einen zweiten parallelen Lichtstrahl zu erzeugen, der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der ersten entgegengesetzten Richtung ausbreitet;
der zweite parallele Lichtstrahl wird in eine Anzahl von geteilten Lichtstrahlen geteilt;
die Anzahl von geteilten Lichtstrahlen wird in eine zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen polarisiert, die verschiedene Polarisationsrichtungen bzw. Polarisationszustände aufweisen; und
die zweite Anzahl der polarisierten Lichtstrahlen mit den verschiedenen Polarisationsrichtungen trifft auf die rückseitige Ausrichtungsschicht auf.

53. Verfahren zur optischen Ausrichtung mit den folgenden Schritten:
es wird eine Anzahl von LCD-Substraten bereitgestellt;
es wird ein erster paralleler Lichtstrahl erzeugt;
der erste parallele Lichtstrahl wird in eine Anzahl von geteilten Lichtstrahlen geteilt;
die Anzahl von geteilten Lichtstrahlen wird in eine erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen polarisiert; und
die erste Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen trifft auf die Anzahl von LCD-Substraten auf.

54. Verfahren nach Anspruch 53, bei dem die Ausrichtungsschichten auf einer einseitigen Oberfläche der Anzahl von LCD-Substraten ausgebildet sind.

55. Verfahren nach Anspruch 53 oder 54, bei dem die erste Anzahl von polarisierten Licht­ strahlen beliebig zirkular oder elliptisch polarisierte Lichtstrahlen in einem Polarisationszustand bzw. einer Polarisationsrichtung darstellt.

56. Verfahren nach einem der Ansprüche 53 oder 54, bei dem die erste Anzahl von Polarisa­ tionslichtstrahlen beliebig zirkular oder elliptisch Lichtstrahlen in entgegengesetzten Polarisations­ richtungen darstellt.

57. Verfahren nach Anspruch 53, bei dem Ausrichtungsschichten jeweils auf beidseitigen Oberflächen der Anzahl von LCD-Substraten ausgebildet sind.

58. Verfahren nach Anspruch 57, mit den weiteren Schritten:
der erste parallele Lichtstrahl wird reflektiert, um einen zweiten parallelen Lichtstrahl zu erzeugen,
der sich in der entgegengesetzten Richtung wie der ersten entgegengesetzten Richtung ausbreitet;
der zweite parallele Lichtstrahl wird in eine Anzahl von geteilten Lichtstrahlen geteilt;
die Anzahl von geteilten Lichtstrahlen wird in eine zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen polarisiert; und
die zweite Anzahl von polarisierten Lichtstrahlen trifft auf die rückseitigen Ausrichtungsschichten auf.

59. Verfahren nach Anspruch 58, bei dem die zweite Anzahl von Polarisationslichtstrahlen beliebig zirkular und/oder elliptisch polarisiert ist.

60. Verfahren nach Anspruch 58, bei dem die zweite Anzahl von Polarisationslichtstrahlen beliebig zirkular und/oder elliptisch in entgegengesetzten Polarisationsrichtungen polarisiert ist.