DE2256317B2

DE2256317B2 - Verfahren zur erzeugung einer homogenen orientierung von fluessigkristallmolekuelen in einer fluessigkristallanordnung

Info

Publication number: DE2256317B2
Application number: DE19722256317
Authority: DE
Inventors: Josef Dr.rer.nat. 8025 Unterhaching; Greubel Waldemar Dipl.-Phys.; Krüger Hans Dipl.-Phys.; Wolff Ulrich Dipl.-Phys.; 8000 München Grabmai er
Original assignee: Ausscheidung in: 22 65 253 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München
Priority date: 1972-11-16
Filing date: 1972-11-16
Publication date: 1977-05-26
Also published as: FR2206981A1; DE2256317A1; IT1001674B; FR2206981B1; LU68803A1; BE807411A; GB1423250A; CH565384A5; NL7315605A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer homogenen Orientierung von Flüssigkristallmolekülen in einer Flüssigkristallanordnung, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.

Flüssigkristallvorrichtungen dienen zur Anzeige von ein- oder mehrfarbigen Bildern. Dabei wird z. B. der dynamische Streueffekt von Flüssigkristallen ausgenützt. Wird in einem Anzeigeschirm eine nematische Flüssigkristallschicht an einzelnen Stellen durch Anlegen eines elektrischen Feldes in den Streuzustand versetzt, so wird hier durch den Anzeigeschirm hindurchlaufendes Licht stark gestreut, an benachbarten feldfreien Stellen durchlaufendes Licht jedoch wird um so weniger gestreut, je homogener die Parallelorientierung der Flüssigkristallmoleküle ist. Ein hoher Grad an homogener Orientierung ergibt somit einen hohen Bildkontrast

Bekanntlich kann die Parallelorientierung durch Ausbildung von parallelen Mikrorillen auf den an die Flüssigkristallschicht angrenzenden Oberflächen der Flüssigkristallvorrichtung verbessert werden. Die Mikrorillen selbst wurden bisher durch Reiben, z. B. mit Zellstoff, Linsenreinigungspapier oder mit einem Poliertuch erzeugt, das mit einer Polierpaste versetzt ist Einzelheiten dazu sind von Dwight W. Berreman in dem Artikel »Solid Surface Shape and the Alignment of an Adjacent Nematic Liquid Crystal« in Physical Review Letters, Vol. 28, Nr. 26, 1972, S. 1683 bis 1686 beschrieben worden.

Ein derartiges Verfahren führt jedoch nur zu einer geringfügigen Verbesserung der homogenen Orientierung von Flüssigkristallmolekülen, wenn jede an die Flüssigkristallschicht angrenzende Oberfläche aus Materialien mit unterschiedlichen Härten besteht Dies ist der Fall, wenn die Flüssigkristallschicht zwischen Trägerplatten, z. B. aus Glas eingebettet ist, auf welchen ein Elektrodenmuster z.B. aus Zinndioxid mit einer Dicke von 1 μπι aufgedampft ist Wegen der unterschiedlichen Härte von Glas und Zinndioxid entstehen auf diesen Oberflächen beim gleichmäßigen Reiben Rillen in einer unterschiedlichen Dichte. Da bekanntlich die Dichte der Rillen u. a. von der Härte des geriebenen Materials abhängt, weist ein so behandelter Flüssigkristallanzeigeschirm von vornherein einen über die Schirmfläche variierten Kontrast auf.

Außerdem wird beim Polieren einer mit einem feinstrukturierten Elektrodenmuster versehenen Trägerplatte dieses beschädigt

Aus der Druckschrift G. L. Gladstone, V. Sadagopan, IBM Technical Disclosure Bulletin 14 (1971), S. 1472, ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung bekannt, bei der die Elektrodenmuster gegenüber der Schicht aus Flüssigkristallen durch Isolationsschichten getrennt sind. Die der Flüssigkristallschicht zugewandten Oberflächen dieser Isolationsschichten weisen ein Rillensystem auf, so daß die Flüssigkristallmoleküle einheitlich ausgerichtet werden. Als Material für diese Isolationsschichten dient vorzugsweise S13N4.

Diese Isolationsschichten wirken bei der Herstellung des Rillensyjtenis gleichzeitig als Schutzschicht für feinstrukturierte Elektrodenmuster.

Da jedoch diese Rillenmuster durch mechanische Bearbeitung hergestellt werden sollen, ist es schwierig, eine gleichmäßige Rillendichte zu erreichen, wie es für eine gleichmäßige Orientierung der Flüssigkristallmoleküle erwünscht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren anzugeben, bei dem eine besonders gleichmäßige Rillendichte bei geringem Arbeitsaufwand erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches erfindungsgemäß die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches 1 aufweist.

Die Isolationsschichten bestehen also aus einem lichtempfindlichen Material. Die Schichten werden zur Erzeugung des Rillenmusters mit einem Streifenmuster zweier kohärenter Lichtquellen belichtet.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist das lichtempfindliche Material ein Photolack. Diese Lackschicht wird nach der Belichtung entwickelt, dabei bildet sich das Rillensystem entsprechend dem Interferenzmuster.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel ist das lichtempfindliche Material ein thermoplastisches Material. Dieses wird zunächst auf seinen gegenüberliegenden Oberflächen elektrisch aufgeladen und während oder nach der Belichtung erhitzt, dabei bildet sich dann ein Rillensystem entsprechend dem Interferenzmuster.

In beiden beschriebenen Fällen bildet sich ein außerordentlich gleichmäßiges Rillenmuster, so daß eine besonders einheitliche Orientierung der angrenzenden Flüssigkristallschicht erreicht wird. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Ausschnitt eines Flüssigkristallanzeigeschirmes, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist. Er besteht aus zwei transparenten Trägerplatten 1 und 2 aus Glas und aus feinstrukturierten auf den Oberflächen 3 und 4

aufgebrachten Elektrodenmustern 5 und 6 aus Zinndioxid. Jede einzelne Elektrode ist gesondert über eine Leitung 7 ansteuerbar. Vor dem Zusammenbau dieses Flüssigkristallanzeigeschirmes werden die beiden mit den Elektrodenmustern 5 und 6 bedeckten Trägerplatten 1 und 2 mit einer Isolationsschicht 8 bzw. 9 versehen. Auf diesen Isolationsschichten wird, wie oben beschrieben, ein Rillenmuster hergestellt Die Rillenbreite kann beispielsweise 1 μπι betragen, der Rillenabstand kann geringer als 10 μπι sein. Die Dicke der Isolationsschichten kann beispielsweise 0,1 μηι betragen. Nach dem Zusammenbau der beiden bedeckten Trägerplatten zu dem Anzeigeschirm mit der Flüssigkristallschicht 10 ist der Grad der Parallelausrichtung der einzelnen Fiüssigkristallmoleküle 11 so hoch, daß der Anzeigeschirm im feldfreien Zustand, d. h. wenn an die Elektroden 5 bzw. 6 keine Spannung angelegt ist, praktisch vollkommen transparent ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung einer homogenen Orientierung von Flüssigkristallmolekülen in einer f. Flüssigkristallanordnung, die zwei parallel zueinander angeordnete Trägerplatten mit je einem Elektrodenmuster auf den einander zugewandten Flächen der Trägerplatten und eine Flüssigkristallschicht zwischen den Trägerplatten aufweist, wobei ι ο auf die mit den Elektrodenmustern bedeckten Oberflächen der Trägerplatten Isolationsschichten aufgebracht werden, die zur Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle auf ihren der Flüssigkristallschicht zugewandten Oberflächen mit einem Rillensystem versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Isolationsschichten (8, S) aus einem lichtempfindlichen Material hergestellt werden und zur Erzeugung des Rillenmusters mit einem streifenförmigen Interferenzmuster zweier kohärenter Lichtquellen belichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolationsschichten Photolackschichten vorgesehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolationsschichten Schichten aus thermoplastischem Material vorgesehen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschichten aus thermoplastischem Material zunächst auf ihren gegenüberliegenden Oberflächen elektrisch aufgeladen werden und während oder nach der Belichtung erhitzt werden, wobei ein dem Interferenzmuster entsprechendes Rillensystem entsteht.

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