(57)【要約】スメクティック液晶に関し、均一で欠陥のないアライメントのための条件を与える液晶セル、およびこの液晶セルを有する液晶デバイスを提供する。【解決手段】少なくとも１つの配向層（４、５）でそれぞれ被覆された２つの基板（２，３）とストライプ状の隔壁群（６）との間に収納された、スメクティック液晶の層を有する液晶セルである。前記ストライプ状の隔壁の材料は一軸的に配向され、そして隔壁材料の配向方向（Ｍ）が、隔壁の延長方向（Ｆ）と平行でないことを特徴とする。隔壁材料の配向方向（Ｍ）と隔壁の延長方向（Ｆ）との間の角度を容易に制御できることは、アライメント条件を最適化し、そして任意の種類のスメクティック液晶に関して均一に配向された欠陥のない組織を得るという高い可能性を与えるものである。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの配向層でそれぞれ被覆された２つの基板と一方向に配向した材料からなる隔壁群との間に収納された、スメクティック液晶の層を有し、前記隔壁材料の配向方向（Ｍ）が、隔壁の延長方向（Ｆ）と、平行でないことを特徴とする液晶セル。
【請求項２】
少なくとも１つの配向層でそれぞれ被覆された２つの基板と一方向に配向した材料からなる隔壁群との間に収納された、スメクティック液晶の層を有し、前記注入された液晶の配向方向（ｎ）が、前記隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行であり、かつ隔壁の延長方向（Ｆ）と、平行でないことを特徴とする液晶セル。
【請求項３】
少なくとも１つの配向層でそれぞれ被覆された２つの基板と一方向に配向した材料からなる隔壁群との間に収納された、スメクティック液晶の層を有し、前記注入された液晶の配向方向（ｎ）が、隔壁の延長方向（Ｆ）と平行であり、かつ前記隔壁材料の配向方向（Ｍ）と、平行でないことを特徴とする液晶セル。
【請求項４】
少なくとも１つの配向層でそれぞれ被覆された２つの基板と一方向に配向した材料からなる隔壁群との間に収納された、スメクティック液晶の層を有し、前記注入された液晶の配向方向（ｎ）が、隔壁の延長方向（Ｆ）と、前記隔壁材料の配向方向（Ｍ）とのいずれとも、平行でないことを特徴とする液晶セル。
【請求項５】
隔壁材料の配向方向（Ｍ）と隔壁の延長方向（Ｆ）との間の角度（ΘＦＭ）が、０＜ΘＦＭ＜２Θ（ここで、Θは与えられたスメクティック液晶のチルト角である。）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の液晶セル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の液晶セルであって、少なくとも２つの隔壁が、積み重ねられており、そしてこの積み重ねられた隔壁のうちの１つの隔壁の隔壁材料の配向方向（Ｍ１）が、他方の隔壁の隔壁材料の配向方向（Ｍ２）と平行でないことを特徴とする液晶セル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の液晶セルであって、各隔壁の側面は一方向に配向され、そしてその側面（Ｓ，Ｓ１，Ｓ２）上における隔壁材料の配向方向が、隔壁材料の配向方向Ｍ、Ｍ１、Ｍ２とそれぞれ平行であることを特徴とする液晶セル。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の液晶セルであって、隔壁の側面は、スメクティック液晶と接触していることを特徴とする液晶セル。
【請求項９】
スメクティック液晶材料は、等方相−ネマティック相−スメクティックＡ相−スメクティックＣ相（ＩＮＡＣ）なる相系列を示す請求項８に記載の液晶セル。
【請求項１０】
スメクティック液晶材料は、等方相−ネマティック相−スメクティックＣ相（ＩＮＣ）なる相系列を示す請求項８に記載の液晶セル。
【請求項１１】
スメクティック液晶材料は、等方相−スメクティックＡ相−スメクティックＣ相（ＩＡＣ）なる相系列を示す請求項８に記載の液晶セル。
【請求項１２】
隔壁の下部にブラックマトリックスが形成されている請求項１〜１１のいずれか１つに記載の液晶セル。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の液晶セルを有することを特徴とする液晶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶（ＬＣ）の配向技術、特に、スメクティック液晶のアライメント技術に関する。このアライメント技術によって提案された液晶セルは、本明細書において記載されているように、例えば、スメクティック型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の液晶デバイスにおいて用いることができるが、当該ＬＣＤに限定されるものではない。
【０００２】
【従来の技術】
液晶の分野は、過去の世紀の間に、ＬＣの電気光学特性に基づく新しいタイプのデバイスに関する発明や開発がなされた。特に、液晶ディスプレイに関する技術は、急速に進展した。ツイステッドネマティック（ＴＮ）およびスーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）ＬＣを用いたＬＣＤは、すでに大量生産されており、パーソナルコンピュータ、ノートブック、カーナビゲーションスクリーンおよびＬＣＤプロジェクタなどにおいて広く用いられており、さらに最近、携帯用デバイスおよび壁掛テレビへと展開されている。しかし、ネマティックＬＣＤの性能は、現代テクノロジーにおける要求およびユーザーニーズを全く満たすものではなくなってきている。特に、ネマティックＬＣＤは、追加の光学的構成要素（広視野フィルム、補正フィルム）が取り付けられない場合には、広い視野角を示さない。またネマティックＬＣＤは、動画像を十分に表示できる程、速い応答時間を示さない。
【０００３】
従って、速い応答時間および広視野角をもたらす新しいタイプのＬＣＤが、最近注目されている。開発の候補の中の１つは、スメクティックＬＣに基づくＬＣＤである。スメクティック液晶の応答時間は、数十マイクロ秒であることが知られており、時分割カラー表示（フィールドシーケンシャル）を実現させることができる。このため、ゴーストやスティッキングのない動画像を簡単に得ることができる。さらに、スメクティック型のＬＣＤは、広視野角を提供する。現在まで考えられているスメクティックＬＣＤには、表面安定化型強誘電性ＬＣＤ（ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＬＣＤ　（ＳＳ　ＦＬＣＤ））、ポリマー分散化ＦＬＣＤ（ｐｏｌｙｍｅｒ−ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　ＦＬＣＤ　（ＰＤ　ＦＬＣＤ））、変形螺旋ＦＬＣＤ（ｄｅｆｏｒｍｅｄ　ｈｅｌｉｘ　ＦＬＣＤ）、反強誘電性ＬＣＤ（ａｎｔｉｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＬＣＤ　（ＡＦＬＣＤ））、およびエレクトロクリニックＬＣＤ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｌｉｎｉｃ　ＬＣＤ）がある。しかし、スメクティックＬＣの特有な性能の応用は、ＬＣＤ分野に限定されるものではなく、スメクティックＬＣの特性が良く発揮される、多様な種類の光学的装置、光学および通信構成要素へと展開されることもできる。
【０００４】
スメクティック型のＬＣＤにおいて、スメクティックＣ＊相（キラルスメクティックＣ相）が、自発分極を有する相であることは公知であり、そして、それを均一にディスプレイ領域の全体にわたってアライメントさせることは極めて重要である。しかし、高コントラスト比を得るために、均一にスメクティックＬＣをアライメントし、良好なブラックレベルを示す欠陥のないテクスチャを得ることは問題となる作業である。
【０００５】
アライメントに関して、スメクティックＬＣが、平行なまたは平行でない様式でラビングされた２枚の基板の間に注入されると、スメクティック層が、いわゆる「ブックシェルフ」構造（図１６ａ）を形成することが期待される（例えば、非特許文献１）。もし、スメクティック層が完全にアライメントした場合、全ての層の層法線（ｌａｙｅｒ　ｎｏｒｍａｌ）（図中に示す）は同じ方向を有しており、そしてその方向は、配向層方向（図中のラビング方向）と平行である。しかし、実際には、「ブックシェルフ」構造は、観測されない。冷却しスメクティックＣ層への転移すると体積収縮が生じるため、あるいは配向層の欠陥のため、「ブックシェルフ」構造が、いわゆる「シェブロン」構造（図１６ｂ）に変形する。
「シェブロン」構造中のスメクティック層は、配向層方向と同方向または反対方向に曲がると考えられ、層法線は図１６ｂに示すように配向層方向からそれる。さらに、「シェブロン」層は、セルの全体にわたって均一に同じ方向に、曲がらない。曲がる方向はラビング方向との関係を考えると、２つの起こりうる層配列が存在する：Ｃ１、ラビング方向と同方向に曲がる、およびＣ２、ラビング方向と反対方向に曲がる。異なる層屈曲の結果として、隣接するＣ１とＣ２の間に「ジグザグ欠陥」として知られる典型的な欠陥が生じる（図１６ｂ）。図中に示すように、ジグザク欠陥は、通常、スメクティック層の境界に沿って広がり、そして、これらの領域内の分子は、配向性を失う。スメクティック層の規則性は、このようにして、ゆがめられる。ジグザク欠陥は、均一にアライメントするスメクティック組織のゆがみを促進し、ＬＣセルのコントラスト比を減少させる。ジグザク欠陥は、配向層がダメージを受けた、あるいは、ミスアライメントした、あるいは、セルギャップが不均一な、サイトに容易に現れる。ジグザクあるいは他のタイプの欠陥によって損傷したスメクティック組織は、それが電圧印加時に、不安定である。コントラスト比の低下および不満足な電気光学特性によってもたらされる組織の急速な劣化は、ディスプレイ性能の品質を下げる。
【０００６】
第二の問題（スメクティック型のＬＣＤに関し知られている）は、外部からの機械的力に対するスメクティック層の抵抗力の弱さである。ネマティック液晶の配列と比較した場合、スメクティック層のパッキングは、それほどフレキシブルでなくかつ回復できないものであり、それゆえに、スメクティックＬＣセルが機械的ショックまたは衝撃を受けた場合、スメクティック組織は更に回復することなく完全に破壊される。
【０００７】
ジグザク欠陥および機械的抵抗力の弱さは、スメクティック型ＬＣＤの外見を制限し、そして産業市場上の関連する製品用途を制限するという、重大な実際的な問題を提示するものである。スメクティックＬＣの均一な配列を得、堅牢なスメクティックＬＣパネルを製造するための新技術の開発が、いくつかの研究グループにおいて最近着目されている。従来技術として位置付けられるこれらのアプローチの１つは、以下のように概説できる。
【０００８】
凸版印刷株式会社は、スメクティック層のアライメントを制御し、ＬＣパネル内部にストライプ状のスペーサを形成することによって、大きいサイズの堅いパネルを製造する技術を開発した（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４、並びに非特許文献２に示されている。）ジグザク欠陥、線状欠陥の出現を避けるために、ＬＣセル内部にストライプ状のスペーサを形成することが効果的であることが、述べられている。典型的には、ストライプ状のスペーサは、ポジティブ型フォトレジストを材料として、フォトリソグラフィによって、ラビングされたポリイミド表面上に形成されている。特許文献４においては、ラビング方向は、ストライプ状のスペーサが形成される方向に沿ったものとして制御されている。５０±２０°の範囲内の角度を与えると、液晶クラックおよび気泡の発生の抑制、並びにＬＣアライメント均一性の改善がなされるということが、実験的に証明されている。さらに、上記のすべての特許公報において、キラルネマティック相からキラルスメクティック相へのラビング方向に沿った温度勾配冷却（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｃｏｏｌｉｎｇ）が、均一に配列された単一ドメインの組織を得る上で有効であることが述べられている。その１つの例（特許文献１）は、２０ミクロン幅および約２．２ミクロン高さのスペーサが、ＬＣパネル内部に形成され、そしてジグザク欠陥のない均一に整列した組織が、慎重な温度勾配冷却の後において得られてると記載している。ストライプ状のスペーサの形成によって、ジグザク欠陥のない大きいサイズのＬＣパネルが製造され、高いディスプレイ品質のＬＣパネルを供給することが可能となった。
【０００９】
株式会社東芝は、セルギャップを固定するために、ＬＣセル中に取り込まれた分散球状スペーサによって、ジグザグ欠陥の形成を抑制し、メクティック型の高コントラストＬＣＤを製造する独自の技術を提唱している（特許文献５）。この技術は、大きな自発分極（ｌａｒｇｅ　ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を有する、ＦＬＣまたはＡＦＬＣに採用されている。この技術は、基板面とスペーサ側面との間の角度が９０°未満である、すなわちスペーサが基板と垂直でない、スペーサの形成を意味する。断面において、スペーサは、不均一に配列された「シェブロン」構造を制御しかつ欠陥を減少させるために有効であると思われる、数学記号「＞」または「＜」のような形状を有している。
【００１０】
それより後の日本電気株式会社の特許公報（特許文献６）は、同様の話題について、開示している。この特許公報においては、柱状またはストライプ状（壁状）スペーサを、ＬＣセル内部に形成することを特許請求の範囲に記載している。これらのスペーサは、光重合液晶性高分子を材料としており、一方向にアライメントされる、あるいは、スペーサの側面と接触するＬＣをアライメントできるものである。スペーサは、フォトリソグラフィによって適切な配向層の上に形成され、そして、配向層によって提供される配向方向はスペーサ材料の方向と平行とされている。結果として、スペーサ材料の方向は、スペーサが形成された方向と平行である。この特許技術の目的とするところは、スペーサの側面上における、強い一軸でかつ均一な配向性を提供することであって、高コントラストと電圧印加下で長時間安定な配向を実現できる欠陥のないＬＣセルを得ることとされている。これら実施例群は、このような異方性（一方向に配列された）スペーサを有して製造されたＬＣセルが、スペーサ界面に沿った光の漏洩のない均一な配向性が得られたことを示している。
【特許文献１】
特開平７−１５９７９２
【特許文献２】
特開平７−３１８９１２
【特許文献３】
特開２０００−８１６２５
【特許文献４】
特開２０００−６６１７６
【特許文献５】
特開２０００−１９５３０
【特許文献６】
特開２００１−１０９００５
【非特許文献１】
「液晶とディスプレイ応用の基礎」，コロナ社，１９９４
【非特許文献２】
リキッド　クリスタルズ、１９９７年、第２３巻、第１号、第４３〜５０頁（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｓ，　１９９７，　Ｖｏｌ．２３，　Ｎｏ．１，　ｐｐ．４３−５０）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の技術は、スメクティックＬＣの欠陥のない組織を得ることをもたらす、ＬＣパネルの内部におけるスペーサの形成を意味する。しかし、スメクティック層アライメント、特に隔壁境界に沿ったアライメント、の均一性を考慮すると、従来の技術は、いくつかの不合理を含んでおり、使用における制限を有するものと思われる。
【００１２】
凸版印刷株式会社によって提案されるストライプ状のスペーサは、全く配向してない材料（通常、フォトレジストが使われている）により作られている。ストライプ状のスペーサの側面上の材料も、好適なアライメント方向を有しないものであった（図１７）。このため、スペース間の直線的トンネル群に注入され、そしてスペーサの側面と接触するスメクティック液晶は、スペーサ側面の近隣部で適当な配向性を示さない。このためスペーサ−ＬＣ界面に沿って現れる欠陥および光漏洩が、明らかに観測され、コントラスト比の憂慮すべき低下をもたらす。
【００１３】
特許文献４に記載されている、より発展した例においてさえ、ストライプ状のスペーサ（隔壁）と液晶層の法線（ラビング方向）との間の角度が、５０±２０°の範囲内で最適化された場合、スペーサ側面の近隣部における同様の問題が起こる。さらにまた、上記した特許文献５（株式会社東芝）においても、スペーサは、ポジ型またはネガ型の感光性樹脂で作られており、スペーサが形成された後に、側面上の定められた配向方向を示さないものである。
【００１４】
光学的に異方性の材料で作成され、そして好ましい配向方向を示すストライプ状のスペーサ（隔壁）（日本電気株式会社の特許公報）は、非配向性スペーサと比較すると、有利なものである。異方性スペーサの配向した側面と接触しているスメクティック層の配向性は、改善されることができ、また隔壁境界に沿って光漏洩も低減することができる。
ＬＣ方向（ｎ）が隔壁材料の配向方向（Ｍ）に対し平行である場合（図１８）、直交した偏光子下におけるＬＣセルの完全な消光（隔壁に沿う領域を含む）が可能となる。しかしながら、実際には、スメクティックＬＣの方向は、数度程度、配向層の方向から通常ずれている。そして、前記したセル構造のベクトルＭ、ｎおよびＦの相互アライメントは、実際に形成されたスメクティック組織の多くのものに関して、十分なものではない。
【００１５】
次の（１）および（２）の例は、注入されたスメクティックＬＣが、ベクトルＭがベクトルＦと平行である異方性スペーサの側面に接している状態において、起こり得る、隔壁境界に沿う不整列を示すものである。
【００１６】
（１）　等方相−ネマティック相−スメクティックＣ相（ＩＮＣ）相系列を示す強誘電性ＬＣ（ＦＬＣ）。
【００１７】
スメクティックＬＣがネマティック相に存在する場合、ＬＣ方向（ｎ）は、配向層方向（ＲまたはＵ）に平行であり、かつ、隔壁材料の配向方向（Ｍ）に平行にアライメントされる（図１９ａ）。スメクティックＬＣがネマティック相以下に冷却された場合、フレキシブルなネマティック相の長距離秩序（ｌｏｎｇ−ｒａｎｇｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ　ｏｒｄｅｒ）は、スメクティック相の短距離秩序（ｓｈｏｒｔ−ｒａｎｇｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ　ｏｒｄｅｒ）に再配列する。中間スメクティックＡ相の欠如を原因として、再配向が困難ということがある程度が起こるようであり、そしてそのことは、ＬＣ方向（ｎ）および層法線の双方が、方向（Ｆ）（これに沿って隔壁が形成される。）ならびに隔壁材料の配向方向（Ｍ）に対して、異なる角度の傾斜を有するということをもたらす（図１９ｂ）。結果として、スメクティックＣ相の複数ドメイン組織（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ　ｔｅｘｔｕｒｅ）が形成され、欠陥によって分離された２つのドメイン（各ドメインのＬＣ方向がｎ１，ｎ２）が存在することとなる。クロスニコル下に観察した場合、これらのドメインは、異なる消光位（ｌｉｇｈｔ　ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を示すため、コントラスト比をかなり減少させることとなる。さらに、配向欠陥は、光漏洩を増加させる隔壁−ＬＣ境界に沿って観測される。
【００１８】
（２）等方相−ネマティック相−スメクティックＡ相−スメクティックＣ相（ＩＮＡＣ）、または、等方相−スメクティックＡ相−スメクティックＣ相（ＩＡＣ）相系列を示すＦＬＣ。
【００１９】
スメクティックＣ相の形成における１種の中間相であると考えることのできるスメクティックＡ相を介して、スメクティックＣ相への転移は起こる。ネマティック相において、ＬＣ方向（ｎ）は隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行であり、そして、これらは双方とも、配向層方向（ＲまたはＵ）によって決定される（ＩＮＡＣ相系列のための図２０ａ）。ＬＣセルは、クロスニコル下において暗く観測される。通常、ネマティック相（またはＩＡＣ相系列のための等方相）の更なる冷却およびスメクティックＡ相の形成で、数度程度の配向層方向からのＬＣ方向（ｎ）のずれが生じる（図２０ｂ）。層法線の方向は、方向（Ｆ）（これに沿って隔壁が形成される。）から数度程度ずれ、そしていくつかの程度による形成された（Ｆ）である方向から逸脱する、そして、配向欠陥が、隔壁−ＬＣ境界に沿って形成される。更なる冷却およびスメクティックＣ相への転移後においても、スメクティックＡ相中に発達した配向欠陥が残る。この欠陥は、隔壁の近傍での光漏洩の原因であり得、そしてコントラスト比の減少の原因である。
【００２０】
従って、異方性スペーサ、すなわち、それの材料が配向の好ましい方向を示すスペーサ、によって区画されたＬＣセル中に注入されるスメクティックＬＣを配向させるために、より信頼できるかつ適用できる技術が必要とされる。アライメント技術は、スペーサ（隔壁）境界に沿った領域を含む全ディスプレイ領域内で均一な配向性、および高コントラストを提供すべきである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、ＬＣセルに注入されるスメクティックＬＣのいかなるタイプに関しても、均一に配向された、欠陥のない組織を得ることである。そして、課題を解決するための手段は、ＬＣセルであって、ストライプ状のスペーサ（隔壁）によって形成された直線上のトンネル群へと区画され、それの材料が一軸的に配向されており、そして、配向方向が用いられるスメクティックＬＣに依存して制御可能である、ＬＣセルの製造に基づくものである。従って、最適な条件は、スメクティックＬＣの欠陥のないアライメントのために提供されることができる。
【００２２】
本発明において提案される、液晶デバイス用の、特に、スメクティック型の液晶ディスプレイ用の液晶セル、およびスメクティック液晶のためのアライメント技術は、次のように記載することができる。
【００２３】
提案されたＬＣセルの三次元の断片が、図５に示される。請求項１によれば、セル（１）は、少なくとも１つの配向層（４、５）でそれぞれ被覆された２つの基板（２、３）と、配向層の上に形成され、ＬＣセルを直線状区画に分割するストライプ形の隔壁群（６）との間に収納されたスメクティック液晶（７）の層を有することを特徴とする。隔壁の材料は、一軸的に配向されており（隔壁は、配向可能な、光学異方性材料からなる。）、そして、隔壁材料の配向方向（Ｍ）が、隔壁の延長方向（Ｆ）と、平行ではない。提案されたＬＣセルの単純化された平面図（ベクトルＭ、Ｆおよび隔壁６が示されている。）が、図１に示される。隔壁材料の配向方向（Ｍ）と隔壁の延長方向（Ｆ）との間の角度（ΘＦＭ）の範囲は、０＜ΘＦＭ＜２Θと見積ることが出来る（ここで、Θは与えられたスメクティックＬＣのチルト角である。）。一般に、角度ΘＦＭはスメクティックＬＣの種類およびラビング方向（特に、交差ラビングに関して）に依存し、そして個々の場合に応じて決定されるべきである。隔壁材料の配向方向（Ｍ）と隔壁の延長方向（Ｆ）との間の角度（ΘＦＭ）の容易な制御は、アライメント条件を最適化するため、およびスメクティック液晶のどんな種類に関しても均一にアライメントされそして欠陥のない組織を得るための、高い可能性をもたらす。ジグザク、線状あるいは他の欠陥を原因として生じる欠陥ないし光漏洩が、隔壁−ＬＣ境界に沿って観測されることがない。結果として、組織の改良されたアライメントにより液晶ディスプレイにおける高コントラストが提供される。
【００２４】
本発明は、隔壁材料の配向方向（Ｍ）および隔壁の延長方向（Ｆ）に関して、ＬＣ方向（ｎ）の３つの主な組合せの記載を含むものである。そして、隔壁がある方向を（Ｆ）としている。ベクトルＦ、Ｍおよびｎの相互のアライメントは請求項２、３、４において、指摘されており、そして、各組合せを与えるＬＣセルの単純化された平面図を、図２、３、４にそれぞれ示す。
【００２５】
請求項２によれば、ＬＣ方向（ｎ）は、隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行で、隔壁の延長方向（Ｆ）と、平行でない。３つのベクトルの配置を与えるＬＣセルの単純化された平面図を、図２に示す。ＬＣ方向（ｎ）は隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行にすべきとの要件を満たすことは、等方相−ネマティック相−スメクティックＣ相（ＩＮＣ）相系列を示すスメクティックＬＣのための隔壁の境界に沿った配向欠陥の形成を防止する上で必要である。図６は、ＩＮＣ相系列を示すスメクティックＬＣに関して、請求項の要件がどのように働くかについて図示するものである。ネマティック相のアライメントは、図６ａに示され、そして、スメクティックＣ相のそれは図６ｂに示される。隔壁の延長方向（Ｆ）は、通常、ＬＣパネルの技術的設計に依る。一方、隔壁材料の配向方向（Ｍ）は、配向層方向（ラビング方向、Ｒまたは光配向方向、Ｕ）によって、決定される。隔壁（６）は配向層の上に形成され、そして、隔壁材料の分子は配向層方向（ＲまたはＵ）と平行してアライメントされる。隔壁材料の配向方向（Ｍ）は、隔壁の延長方向（Ｆ）に関し、ラビングの角度または光配向を変えることによって、容易に変化させることができる。異方性隔壁（６）間のトンネルに注入され、ネマティック相まで冷却されたスメクティックＬＣは、配向層方向と平行に配向することが期待でき、それゆえに、方向ｎおよびＭは相互に平行であると期待される（図６ａ）。更なる冷却およびスメクティックＣ相への転移において、スメクティック層の形成が生じる。中間スメクティックＡ相の欠如は、層形成を若干困難なものとするが、ＬＣの方向（ｎ）は、隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行というそれのアライメント方向を維持すると期待される。その一方で、層法線は、隔壁の延長方向（Ｆ）に平行するものであることが期待される（図６ｂ）。ここで、スメクティック層の形成は、層法線のずれなしで起こるようである。その結果、均一にアライメントされた単一ドメイン組織を得ることができ、そして、これは、隔壁間における部位および隔壁境界に沿う部位の双方においてジグザク欠陥から解放されたものとなる（図１９ｂと比較のこと。）。従って、ＩＮＣ相系列を示すスメクティックＬＣのスメクティックＣ相の均一なアライメントは、請求項２によって成功裡に実現できる。
【００２６】
請求項２に記載のＬＣセルは、等方相−ネマティック相−スメクティックＡ相−スメクティックＣ相（ＩＮＡＣ）相系列を示すスメクティックＬＣにも適用可能である。図７は、（ａ）ネマティック相、（ｂ）スメクティックＡ相および（ｃ、ｄ）スメクティックＣ相におけるアライメントを図示するものである。隔壁の延長方向（Ｆ）である方向は、ＬＣパネルの技術的設計に依る。一方、隔壁材料の配向方向（Ｍ）と隔壁の延長方向（Ｆ）との間の角度は、配向層方向（ラビング方向、Ｒまたは光配向方向、Ｕ）によって、決定され得る。異方性隔壁（６）間のトンネルに注入され、ネマティック相まで冷却されたスメクティックＬＣは、配向層方向と平行に配向することが期待でき、それゆえに、方向ｎおよびＭは相互に平行であると期待される（図７ａ）。更なる冷却で、ネマティック相の分子は、スメクティックＡ相の層中へ配列する。層法線がｎおよびＭと平行であることが期待できると同様に、ＬＣの方向（ｎ）は、隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行であるというそれのアライメント方向も維持する（図７ｂ）。更なる冷却およびスメクティックＣ相への転移において、ＬＣ方向（ｎ）の２つの最も可能性のあるアライメントを考慮することができる。その第１の点は、ＬＣ方向（ｎ）が隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行（図７ｃ）のままであること、そして、それゆえに、請求項２によれば、液晶方向（ｎ）は隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行で、隔壁の延長方向（Ｆ）とは平行でない、ということを意味する。その結果、配向欠陥および隔壁−ＬＣ境界に沿った光漏洩をなくすことができ、均一な消光を有する組織を得ることができる（図２０ｂと比較すること。）。第２の可能性のある配置は、スメクティックＡ相のスメクティックＣ相への転移の後に、ＬＣ方向（ｎ）が隔壁材料の配向方向（Ｍ）からずれることを意味する。従って、この場合において、液晶の配向方向（ｎ）は、隔壁の延長方向（Ｆ）または隔壁材料の配向方向（Ｍ）のいずれに対しても平行でない。これは請求項４に従うものである。経験によれば、方向（ｎ）のずれは、２、３°程度を上回らないことを示している。ＬＣセルの単純化された平面図が、図４に示される。この場合においても、光漏洩のない、均一にアライメントされた組織が得られることができる。用いられるスメクティックＬＣ、配向層の特性、すなわち、配向層とＬＣ分子との間の相互作用（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）、および隔壁間の間隔に依存して、これらの２つの可能性のうちのいずれの一方が、実現される。
【００２７】
請求項３によれば、注入された液晶の配向方向（ｎ）は、隔壁の延長方向（Ｆ）と平行であって、隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行でない。この配置を与えるＬＣセルの単純化された平面図を、図３に示す。等方相−スメクティックＡ相−スメクティックＣ相（ＩＡＣ）相系列を有する反強誘電性ＬＣは、図８に示されるようにアライメントする。隣接する層おけるＬＣの方向（ｎ’、ｎ”）は、反対方向において傾けられる。但し、消光はこれらの方向間の中間の位置で生じる。したがって、反強誘電性ＬＣのアライメントは、本発明の請求項３によって、改善されることができる。この場合における層法線（図８に示す）は、隔壁の延長方向（Ｆ）と平行となるものと期待される。
【００２８】
請求項２、３および４に記載のＬＣセルは、異方性隔壁の高さが、ＬＣセルのギャップ（それは通常１〜２μｍの範囲である。）と等しいことを意味する。そして、ＬＣセルが組み立てられた後において、良好な粘着力が、隔壁の最上部の面と、対向する基板の配向層との間に与えられる。隔壁によってセルギャップは均一に保たれ、このことが、セルギャップ分布のサイト上に形成される欠陥をなくすことを可能にする。
【００２９】
双方の基板のアライメント方向（ラビング、光配向、その他）は、同じものとすることも異なるものとすることも可能である。同じ配向層方向とは、隔壁の延長方向（Ｆ）に対して、例えば、＋Ｘ°での、同じ方向（Ｒ、Ｒ１）における双方の基板のラビングを意味する（図２７ａ）。基板が重ねられ、そして、ＬＣセルが組立てられた後に、該セルの内部に、交差したラビング条件が与えられる（図２７ｂ）。交差したラビングは、効果的にスメクティックＬＣのアライメントを改善するために用いられることができる。しかしながら、異方性隔壁を有するＬＣセルに交差したラビングを適用した場合には、基板のうちの１つの配向層方向（Ｒ）およびこの基板上に形成された隔壁材料の配向方向（Ｍ）は同一のものであるが、他方の基板（配向層方向Ｒ１を有する）は、２Ｘ°の交差角度でアライメントされる（図２７ｃ）。したがって、アライメント方向の空間的非対称が、アライメントされた表面の違い（Ｒ、Ｍ対Ｒ１）を原因として、セルの内部において生じる。空間的非対称によって、スメクティック層アライメントの局所的不均一さ、および／または層のねじれが、生じる可能性がある。隔壁が双方の基板の上部にそれぞれ形成された場合、ＬＣセルの中央に関して、ＬＣセル内部でのアライメント方向の空間的対称性を得ることができる（図２７ｄ）。ベクトルＲ１およびＭ２がＬＣセルの上半分のアライメント方向を与える一方で、ベクトルＲおよびＭ１が下半分のアライメント方向を与えるが、さらに、これらのアライメント方向は平行でない。
【００３０】
請求項５によれば、隔壁材料の配向方向（Ｍ）と隔壁の延長方向（Ｆ）との間の角度（ΘＦＭ）は、０＜ΘＦＭ＜２Θ（ここで、Θは与えられたスメクティックＬＣのチルト角である。）の範囲である。このような範囲にあれば、前記したように、アライメント条件を最適化するため、およびスメクティック液晶のどんな種類に関しても均一にアライメントされそして欠陥のない組織を得るための高い可能性が得られ、ジグザク欠陥、線状欠陥あるいは他の欠陥を原因として生じる光漏洩が、隔壁−ＬＣ境界に沿って観測されることがなくなる。結果として、組織の改良されたアライメントにより液晶ディスプレイにおける高コントラストが提供される。
【００３１】
空間的非対称を防止し、ＬＣセル内部における交差したラビングの条件を保つために、請求項６において主張するように、隔壁が積層され得る。図９は、請求項６に係るＬＣセルの断面を示す。液晶セル（１）は、少なくとも２つの異方性隔壁（８、９）が、積み重ねられ、そして、隔壁のうちの１つの材料方向（Ｍ１）が、他方の隔壁の材料方向（Ｍ２）と平行でない、というものである。隔壁を積み重ねることによって、対称性の交差したラビングの効果は、ＬＣセル内部のスメクティック層について改良されたオリエンテーションを提供する。方向Ｆ、Ｍ１、Ｍ２およびＬＣの方向（ｎ）の相互の配置を、図１０、１１、１２において、図に示す。それらは、積み重ねられた隔壁に適用されるものではあるが、基本的に請求項２、３、４に記載のものと同じものである。
【００３２】
図１０は、請求項６に係るＬＣセルの単純化された平面図を示す。そこにおいて、ＬＣ方向（ｎ）は、基板（図１０ａのＭ１および図１０ｂのＭ２）のうちの１つの隔壁材料の配向方向（図１０ａのＭ１および図１０ｂのＭ２）と平行であるが、他の基板の隔壁材料の配向方向（図１０ａのＭ２および図１０ｂのＭ１）と平行でなく、かつ、隔壁が形成された（Ｆ）である方向と、平行でない。この組合せは、ＩＮＣ相系列（図６参照）を示すスメクティックＬＣに関して、欠陥のない配向組織を得る上で効果的である。スメクティックＬＣの方向（ｎ）が、ベクトルＭまたはＭ２と平行である場合、スメクティックＡ相がスメクティックＣ相へ転移すると、ＩＮＡＣ相系列のために同様に欠陥のない配向組織が得られる（図７ｃ参照）。
【００３３】
図１１は、請求項６に係るＬＣセルの単純化された平面図を示す。そこにおいて、ＬＣ方向（ｎ）は、隔壁の延長方向（Ｆ）と平行であるが、いずれの基板の隔壁材料の配向方向（Ｍ１，Ｍ２）とも、平行でない。ＩＡＣ相系列を示すスメクティックＬＣ（ＡＦＬＣ）は、この条件により均一にアライメントする（図８参照）。
【００３４】
図１２は、請求項６に係るＬＣセルの単純化された平面図を示す。そこにおいて、ＬＣ方向（ｎ）は、隔壁の延長方向（Ｆ）と平行でなく、いずれの基板の隔壁材料の配向方向（Ｍ１，Ｍ２）とも、平行でない。ＩＮＡＣ相系列を示すスメクティックＬＣは、この条件により均一にアライメントする（図７ｄ参照）。
【００３５】
実際に、積み重ねられた隔壁間におけるアライメントの原則は、１つの基板の上に形成される隔壁に関する請求項２、３、４において述べられる原則と同様である。
【００３６】
しかしながら、交差したアライメント（ラビング、光配向、その他による）が必要とされる場合に、積み重ねられた隔壁の使用すると、ＬＣセル内部において対称性アライメント条件を与えることが可能となり、スメクティック層をアライメントする、そしてそれゆえに、層のねじれを防止することができる。
【００３７】
積み重ねられた異方性隔壁が双方の基板上に形成されることは、隔壁の総高さがＬＣセルのギャップと等しいことを意味し、そして、ＬＣセルの組立ての後、良好な粘着力がこれら隔壁の上面の間に与えられることを意味する。
【００３８】
図１３ａ、ｂは、請求項７に係る提案される液晶セルの簡略化された平面図を示すものである。隔壁（６）が１つの基板の上に形成される場合、隔壁の側面上の材料が一軸的に配向すること、そして方向（Ｓ）が隔壁材料の配向方向（Ｍ）平行であることが、図１３ａにおいて概略的に示されている。
【００３９】
図１３ｂは、そのとき、側面Ｓ１およびＳ２上の隔壁材料の配向方向が、隔壁材料の配向方向Ｍ１およびＭ２と、それぞれと平行である場合での、積み重ねられた隔壁（８、９）に関しての請求項７を図示するものである。請求項７は、異方性隔壁（６）または積み重ねられた異方性隔壁（８、９）が、隔壁厚さ（すなわち、セルギャップ）全体にわたってだけでなく、隔壁側面を含む隔壁全幅の全体にわたって、同じ方向に配向されることを意味する。
【００４０】
上記の全ての説明では、隔壁がフォトリソグラフィ法によって形成される。通常、隔壁材料（それは配向させることが可能である）は、配向層の上へスピンコートされ、そして、隔壁材料の配向方向（Ｍ）は配向層方向と平行に配向される。配向層上の隔壁材料のアライメント品質は、ベクトルＭおよびＳに関して正確に同じアライメント方向を得るために、パターニングの前に確認すべきてある。他方、一軸的に配向された（異方性の）隔壁は、これに代えて、機械的方法によって形成されることができる。隔壁が機械的方法（剪断、押出し、射出等）によって形成される場合、機械的な力は、全隔壁材料の全体にわたって均一なアライメントを形成するために、十分に強くなければならない。これにより、ベクトルＭおよびＳの平行なアライメントが成し遂げられる。従って、請求項７は機械的方法による配向でも可能である。隔壁材料の分子および側面上の分子について同じ配向方向を得ることは、全隔壁に対して単一の消光位を提供するために非常に重要である。すなわち、それは、スメクティックＬＣが注入され、スメクティックＣ相が形成された後に、全ＬＣセル内で均一な消光を与えることを可能とするものである。
【００４１】
請求項８によれば、提案されたＬＣセルにおいて、隔壁の側面は、スメクティック液晶と接触している（図１４）。隔壁側面とスメクティックＬＣの分子との直接接触は、隔壁境界に沿って、ＬＣのアライメントを制御し、固定するのに必要である。これは、配向層によって与えられるそれらの効果に加えて、隔壁の側面が、ＬＣに相互作用（アンカリング）をおよぼし、ＬＣの配向を促進させる。アライメント効果を実現するために、配向層の上に隔壁を直接形成し、スメクティックＬＣとの直接的に接触させるために隔壁側面をコーティングしてない状態に保たなければれなければならないことは、明白である。
【００４２】
本発明において提案されるＬＣセルに注入する場合、どんな種類のスメクティックＬＣも効果的にアライメントすることができる。請求項９によれば、ＩＮＡＣ相系列を示すスメクティックＬＣは、隔壁側面と接触する。請求項１０によれば、ＩＮＣ相系列を示しているスメクティックＬＣは、隔壁側面と接触する。請求項１１によれば、ＩＡＣ相系列を示しているスメクティックＬＣは、隔壁側面と接触する。各種のスメクティックＬＣに関するアライメント機構の詳細な説明は、前記した通りであり、そして、図６、７、８において図示されている。
【００４３】
図１５は、請求項１２に係るＬＣセルを示すものであり、そこにおいては、ブラックマトリックス（１０）が設けられ、そして異方性隔壁（６）の下に作製されている。クロスニコル間での隔壁からの光漏洩を避け高いコントラストを維持するために、ブラックマトリックスは、請求項１２に係る隔壁の下に作製される。隔壁の材料は一軸的にアライメントされるので、クロスニコル下に、隔壁が定められた位置で消光を示す。隔壁材料の配向方向（Ｍ）が注入ＬＣの方向（ｎ）と平行の場合（請求項２に従う。図２）、ＬＣセルは単一の位置で消光を示し、それゆえ、クロスニコル下に、ＬＣセルは均一なブラックに観測される。ただ、より正確に述べれば、隔壁材料の光学厚み（リタデーション）が必ずしも注入されたスメクティックＬＣのそれと等しいというわけではないため、ブラックレベルは完全に均一となるものではない。ＬＣの方向（ｎ）が、隔壁材料（それぞれ、請求項３および４、図３および４による）の配向方向と平行でない場合、ならびに、積み重ねられた隔壁（請求項６、図１０、１１、１２による）の配向方向と平行でない場合、ブラックマトリックスを正確に隔壁の下に製作することが必要とされる。これは、ＬＣセルにおける単一の消光位を提供するため、および隔壁領域からの光漏洩をなくすためである。
【００４４】
請求項１３によれば、ＬＣ装置、特に、スメクティック型のＬＣＤが、提案されたＬＣセルに基づいて製造することができる。均一で欠陥のないアライメント、良好なブラックレベル、およびそれゆえ高コントラストが、当該ＬＣセル中に注入された任意の種類のスメクティックＬＣに関し、実現される。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態により、具体的に説明する。
【００４６】
なお、以下の実施形態において記載されているスペーサの製造法、それ自体は、公知の技術として認められることができる。例えば、シャープ株式会社の特開２００１−１８３６７３に開示されところでは、異方性スペーサ壁が、液晶性を示す反応性メソゲンを用い、ラビングされたポリイミド表面にスピンコートされ、ラビング方向にアライメントされ、そして紫外線照射下に硬化されることで、形成されている。
【００４７】
（実施形態１）
第１の実施形態は、請求項２、７、８、９に関連するものであって、主要な製造ステップが図２１において図示される。２枚のガラス製基板２、３は、洗浄され、乾燥された後、それぞれ配向層４、５をスピンコートした（図２１ａ）。配向層は、小さなプレチルト角を与える汎用のポリイミドであった。スピンコーティングの後、ポリイミド層は、溶剤を除去するために熱処理され、その後、表面上に一方向性の異方性を形成するためにラビングした。基板が重ねられた後に、両基板のラビング方向を、隔壁の延長方向（Ｆ）に対して、数度程度ずらした。ラビング方向ＲおよびＲ１並びに方向Ｆが、図２１ｂに示される。その後、基板のうちの一方が、光硬化性液晶モノマー（１１）の層でコートされ、熱処理された。層１１は、ストライプパターンマスク（１２）を介して紫外線照射（１３）されて、架橋し、そしてその後、未反応モノマーは適当な溶剤を用いて除去された（図２１ｃ）。これゆえ、所定の幅およびピッチを有するストライプ状の隔壁（６）が、ラビングされた配向層（４）の上に形成された（図２１ｄ）。クロスニコル下に観察すると、ラビング（Ｒ）が行われたのと、同じ角度で隔壁（６）が消光を示した。、隔壁材料の配向方向（Ｍ）は、ラビング方向（Ｒ）と平行で、隔壁の延長方向（Ｆ）と、平行でなかった（図２１ｅ）。光硬化性液晶モノマー（１１）の濃度およびスピンコーティング条件は、未反応モノマーが除去された後に、セルギャップ値にほぼ近い隔壁高さを得るために、調整された。次に、調製された基板が重ねられ、そして、基板を組み立て、図２１ｆに示すような閉鎖セル（１）を製造するために加圧下でベーキングされた。異方性隔壁（６）と上部基板の配向層（５）の間の粘着力が確かめられた。等方相である際に、ＩＮＡＣ相系列を示している強誘電性ＬＣが、隔壁（６）間のトンネル（７）中へと注入され、そしてスメクティックＣ相へとゆっくりと冷却された。クロスニコル下に観察すると、ＬＣセルが、隔壁材料の配向方向（Ｍ）およびＬＣ方向（ｎ）の双方に関して、同一の消光位を示した。アラインメントベクトルＦ、Ｍ、Ｒ、Ｒ１およびｎの相互の配置が、図２１ｇに示される。注入された液晶の配向方向（ｎ）は、隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行で、隔壁の延長方向（Ｆ）方向と平行でなかった。ほとんど欠陥のない組織が観測されたが、いくつかのジグザク欠陥が注入穴の近くにおいて見られた。ジグザク欠陥および光漏洩は、隔壁−ＬＣ境界に沿って、全く観測されなかった。
【００４８】
（実施形態２）
第２の実施形態は、請求項４、７、８、９、１２に関連するものであって、主要な製造ステップが図２２において図示される。２枚のガラス製基板２、３は、洗浄され、乾燥された後、それぞれ配向層をスピンコートされた。この場合における配向層は、光硬化性重合体（４、５）および光硬化性液晶モノマー（１１）からなるものであった（図２２ａ）。光硬化性重合体をスピンコーティングした後、それは溶剤を除去するために熱処理され、その後、表面上に一方向性の異方性を形成するために、直線偏光させた紫外線（１３）に曝された。両方の配向層（４、５）が、図２２ｂに示すように同じ方向（Ｕ、Ｕ１）に、アライメントされた。その後、光硬化性液晶モノマー（１１）が、前記光硬化性ポリマー（４、５）上にスピンコートされ、そして溶剤を除去するために熱処理された（図２２ａ）。溶剤を除去した後、このモノマーは、ネマティック相を示し、かつ、下方の光硬化性ポリマー層の一軸性アライメント（Ｕ、Ｕ１）を転写した。コートされた基板は、アライメントされた液晶モノマーを架橋するために、紫外線照射に曝された。その後、基板（２）のうちの１つは、同じ光硬化性液晶モノマー（１１）の層でコートされ、そして熱処理された。層は、ストライプパターンマスク（１２）を介して紫外線照射（１３）されて、架橋し、そしてその後、未反応モノマーは適当な溶剤を用いて除去された（図２２ｃ）。これゆえ、所定の幅およびピッチを有するストライプ状の隔壁（６）が、光配向された配向層（４＋１１）の上に形成された（図２２ｄ）。クロスニコル下で観察すると、光配向が行われたのと、同じ角度で隔壁（６）が消光位を示した。隔壁材料の配向方向（Ｍ）は、光配向方向（Ｕ）と平行で、隔壁の延長方向（Ｆ）と、平行でなかった（図２２ｅ）。光硬化性液晶モノマー（１１）の濃度およびスピンコーティング条件は、未反応モノマーが除去された後に、セルギャップ値にほぼ近い隔壁高さを得るために、調整した。次に、基板が重ねられ、そして、図２２ｆに示すような閉鎖セル（１）を製造するために加圧しながらベーキングされた。異方性隔壁（６）と上部基板の配向層（５＋１１）の間の粘着力が得られる。等方相である際に、ＩＮＡＣ相系列を示している強誘電性のＬＣが、隔壁（６）間のトンネル（７）中へと注入され、そしてスメクティックＣ相へとゆっくりと冷却された。クロスニコル下で観察すると、ＬＣセルが、隔壁材料方向（Ｍ）およびＬＣ方向（ｎ）の双方に関して、同一の消光位を示した。アラインメントベクトルＦ、Ｍ、Ｕ、Ｕ１およびｎの相互の配置が、図２２ｇに示される。注入された液晶の配向方向（ｎ）は、隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行でなく、かつ、隔壁の延長方向（Ｆ）方向とも平行でなかった。ほとんど欠陥のない組織が観測されたが、いくつかのジグザク欠陥が注入穴の近くにおいて見られた。ジグザク欠陥および光漏洩は、隔壁−ＬＣ境界に沿って、全く観測されなかった。全く同一の材料（光硬化性液晶モノマー１１）を使用することが、隔壁側面−配向層境界上において同様の界面条件（表面アンカー効果）を与え、これは、スメクティックＬＣの均一なアライメントを得るための追加の効果的な特徴となった。図２２ｇに示すように、ＬＣ方向（ｎ）および隔壁材料の配向方向（Ｍ）の消光位は、異なる。したがって、ブラックマトリックス（１０）が、図２６ａに示すように、基板（２）上の隔壁（６）の下に、形成された。組立てられた実験的なセル（１）が、図２６ｂに示されるが、同図において、示された配向層４および５は、それぞれ４＋１１および５＋１１とみなされなければならない。
【００４９】
（実施形態３）
第３の実施形態は、請求項２、７、８、１０に関連するものであって、主要な製造ステップが図２３において図示される。２枚のガラス製基板２、３は、洗浄され、乾燥された後、それぞれ配向層４、５をスピンコートされた（図２３ａ）。配向層は、小さなプレチルト角を与える汎用のポリイミドであった。スピンコーティングの後、ポリイミド層は、溶剤を除去するために熱処理され、その後、表面上に一方向性の異方性を形成するためにラビングされた。基板が重ねられた後に、平行なラビングを得るために、基板はその方法でラビングされた。さらに、基板は、隔壁の延長方向（Ｆ）に対して、或る角度でラビングされた。ラビング方向ＲおよびＲ１並びに方向Ｆが、図２３ｂに示される。その後、基板のうちの一方が、光硬化性液晶モノマー（１１）の層でコートされ、熱処理された。層１１は、ストライプパターンマスク（１２）を介して紫外線照射（１３）されて、架橋し、そしてその後、未反応モノマーは適当な溶剤を用いて除去された（図２１ｃ）。これゆえ、所定の幅およびピッチを有するストライプ状の隔壁（６）が、ラビングされた配向層（４）の上に形成された（図２３ｄ）。クロスニコル下で観察すると、ラビング（Ｒ）が行われたのと、同じ角度で隔壁（６）が消光位を示した。、隔壁材料の配向方向（Ｍ）は、ラビング方向（Ｒ）と平行で、隔壁の延長方向（Ｆ）と、平行でなかった（図２３ｅ）。光硬化性液晶モノマー（１１）の濃度およびスピンコーティング条件は、未反応モノマーが除去された後に、セルギャップ値にほぼ近い隔壁高さを得るために、調整した。次に、調製された基板が重ねられ、そして、基板を組み立て、図２３ｆに示すような閉鎖セル（１）を製造するために加圧しながらベーキングされた。隔壁（６）と上部基板の配向層（５）の間の粘着力が確かめられた。等方相である際に、ＩＮＣ相系列を示している強誘電性ＬＣが、隔壁（６）間のトンネル（７）中へと注入され、そしてスメクティックＣ相へとゆっくりと冷却された。クロスニコル下で観察すると、ＬＣセルが、隔壁材料の配向方向（Ｍ）およびＬＣ方向（ｎ）の双方に関して、同一の消光位を示した。アラインメントベクトルＦ、Ｍ、Ｒ、Ｒ１およびｎの相互の配置が、図２３ｇに示される。注入された液晶の配向方向（ｎ）は、隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行で、隔壁の延長方向（Ｆ）方向と平行でなかった。ほとんど欠陥のない組織が観測されたが、いくつかのジグザク欠陥が注入穴の近くにおいて見られた。ジグザク欠陥および光漏洩は、隔壁−ＬＣ境界に沿って、全く観測されなかった。
【００５０】
（実施形態４）
第４の実施形態は、請求項４、７、８、１１、１２に関連するものであって、主要な製造ステップが図２４において図示される。２枚のガラス製基板２、３は、洗浄され、乾燥された後、それぞれ配向層４、５をスピンコートされた（図２４ａ）。配向層は、小さなプレチルト角を与える汎用のポリイミドであった。スピンコーティングの後、ポリイミド層は、溶剤を除去するために熱処理され、その後、表面上に一方向性の異方性を形成するためにラビングされた。２つの基板は、同じ方向で、かつ隔壁の延長方向（Ｆ）に対して或る角度となる角度でラビングされた。ラビング方向ＲおよびＲ１並びに方向Ｆが、図２４ｂに示される。その後、基板のうちの一方が、光硬化性液晶モノマー（１１）の層でコートされ、熱処理された。層１１は、ストライプパターンマスク（１２）を介して紫外線照射（１３）されて、架橋し、そしてその後、未反応モノマーは適当な溶剤を用いて除去された（図２４ｃ）。これゆえ、所定の幅およびピッチを有するストライプ状の隔壁（６）が、ラビングされた配向層（４）の上に形成された（図２４ｄ）。クロスニコル下で観察すると、ラビング（Ｒ）が行われたのと、同じ角度で隔壁（６）が消光位を示した。、隔壁材料の配向方向（Ｍ）は、ラビング方向（Ｒ）と平行で、隔壁の延長方向（Ｆ）と、平行でなかった（図２４ｅ）。光硬化性液晶モノマー（１１）の濃度およびスピンコーティング条件を、未反応モノマーが除去された後に、セルギャップ値にほぼ近い隔壁高さを得るために、調整した。次に、調製された基板が重ねられ、そして、基板を組み立て、図２４ｆに示すような閉鎖セル（１）を製造するために加圧しながらベーキングされた。この後、異方性隔壁（６）と上部基板の配向層（５）の間の粘着できたことが確かめられた。等方相である際に、ＩＡＣ相系列を示している反強誘電性のＬＣが、隔壁（６）間のトンネル（７）中へと注入され、そしてスメクティックＣ相へとゆっくりと冷却された。クロスニコル下で観察すると、ＬＣセルが、隔壁材料の配向方向（Ｍ）およびＬＣ方向（ｎ）の双方に関して、異なる消光位を示した。アラインメントベクトルＦ、Ｍ、Ｒ、Ｒ１およびｎの相互の配置が、図２４ｇに示される。注入された液晶の配向方向（ｎ）は、隔壁の延長方向（Ｆ）と平行でなく、かつ隔壁材料の配向方向（Ｍ）とも平行でなかった。欠陥のない組織が全ＬＣセル内で観測された。ジグザク欠陥および光漏洩は、隔壁−ＬＣ境界に沿って、全く観測されなかった。図２４ｇに示すように、ＬＣ方向（ｎ）および隔壁材料の配向方向（Ｍ）の消光位は、異なる。したがって、ブラックマトリックス（１０）が、基板（２）上の隔壁（６）の下に、図２６ａに示すように形成された。組立てられたセル（１）は、図２６ｂに示される。
【００５１】
（実施形態５）
第５の実施形態は、請求項３、６、７、８、１１、１２に関連するものであって、主要な製造ステップが図２５において図示される。２枚のガラス製基板２、３は、洗浄され、乾燥された後、それぞれ配向層４、５をスピンコートされた（図２５ａ）。配向層は、小さなプレチルト角を与える汎用のポリイミドであった。スピンコーティングの後、ポリイミド層は、溶剤を除去するために熱処理され、その後、表面上に一方向性の異方性を形成するためにラビングされた。２つの基板は、同じ方向で、かつ隔壁の延長方向（Ｆ）に対して或る角度となる角度でラビングされた。ラビング方向ＲおよびＲ１並びに方向Ｆが、図２５ｂに示される。その後、双方の基板が、光硬化性液晶モノマー（１１）の層でコートされ、熱処理された。層１１は、ストライプパターンマスク（１２）を介して紫外線照射（１３）されて、架橋し、そしてその後、未反応モノマーは適当な溶剤を用いて除去された（図２５ｃ）。これゆえ、所定の幅およびピッチを有するストライプ状の隔壁（８、９）が、両方の基板のラビングされた配向層（４、５）の上に形成された（図２５ｄ）。クロスニコル下で観察すると、ラビング（Ｒ、Ｒ１）が行われたのと、それぞれ同じ角度で隔壁（８、９）が消光位を示した。隔壁材料の配向方向（Ｍ１、Ｍ２）は、ラビング方向（Ｒ、Ｒ１）と平行で、隔壁の延長方向（Ｆ）と、平行でなかった（図２５ｅ）。モノマーの濃度およびスピンコーティング条件を、未反応モノマーが除去された後に、セルギャップのほぼ１／２値に近い隔壁高さを得るように調整した。次に、調製された基板が、隔壁を調整するために注意深く重ねられ、そして、基板を組み立て、図２５ｆに示すような閉鎖セル（１）を製造するために加圧しながらベーキングされた。重ねられた隔壁８と９との間の粘着力が確かめられた。等方相である際に、ＩＡＣ相系列を示している反強誘電性ＬＣが、隔壁（８、９）間のトンネル（７）中へと注入され、そしてスメクティックＣ相へとゆっくりと冷却された。クロスニコル下で観察すると、ＬＣセルが、隔壁材料の配向方向（Ｍ１、Ｍ２）およびＬＣ方向（ｎ）の双方に関して、異なる消光位を示した。アラインメントベクトルＦ、Ｍ１、Ｍ２、Ｒ、Ｒ１およびｎの相互の配置が、図２５ｇに示される。注入された液晶の配向方向（ｎ）は、隔壁の延長方向（Ｆ）方向と平行ではあるが、いずれの隔壁材料の配向方向（Ｍ１、Ｍ２）とも平行でなかった。スメクティックＣ相の欠陥のない組織が観測された。ジグザク欠陥および光漏洩は、隔壁−ＬＣ境界に沿って、全く観測されなかった。図２５ｇに示すように、ＬＣ方向（ｎ）および隔壁材料の配向方向（Ｍ１、Ｍ２）の消光位は、異なる。したがって、ブラックマトリックス（１０）が、基板（２）上の隔壁（６）の下に、図２６ａに示すように形成された。組立てられたセル（１）を、図２６ｂに示す。
【００５２】
（実施形態６）
第６の実施形態は、請求項１３に関連するものであって、図２８において図示される。液晶デバイス、すなわち、スメクティック型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が、製作された。
ＬＣＤ（１４）は、液晶セル（２つの基板２および３、透明電極１５および１６、配向層４および５、カラーフィルタアレイ１７、異方性隔壁６、および該隔壁間に注入されたスメクティックＬＣの層７）、並びに、クロスニコル配置した偏光板１８、１９およびバックライトユニット２０からなるものであった。ブラックマトリックス（図示せず）は、上方の基板（３）上に、異方性隔壁（６）より上方に作製され、そして、その製作はカラーフィルタアレイ（１７）の製作工程中において行われた。電圧印加時の動作を確かめるために、ＬＣＤは数時間駆動された。電圧印加前に観測された欠陥のない組織は、電圧印加の間、および電界が切られた後においても、劣化することがなかった。このＬＣＤは、電界のない状態で均一なブラックレベルを示し、そして隔壁−ＬＣ境界に沿う光漏洩は観測されなかった。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるＬＣセルは、新規なアライメント技術を提供し、ＬＣセル内部において異方性で（一軸的に分子配向された）ストライプ状の隔壁間に形成された直線状トンネル中へ注入された、任意の種類のスメクティック液晶に対して、均一な配向を形成することをもたらすものである。隔壁材料の配向方向（Ｍ）と隔壁の延長方向（Ｆ）との間の角度を容易に制御できることは、アライメント条件を最適化し、そして任意の種類のスメクティック液晶に関して欠陥のない組織を得るという広い可能性を与えるものである。提案したアライメント技術は、隔壁−ＬＣ境界に沿った光漏洩をなくす。その結果として、液晶ディスプレイにおける高コントラストが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係るＬＣセルの簡略化された平面図。
【図２】請求項２に係るＬＣセルの簡略化された平面図。
【図３】請求項３に係るＬＣセルの簡略化された平面図。
【図４】請求項４に係るＬＣセルの簡略化された平面図。
【図５】本発明に係るＬＣセルの断面図であり、ベクトルＦおよびＭが示される。
【図６】ＩＮＣ相系列を示すスメクティックＬＣに関する（ａ）ネマティック相および（ｂ）請求項２に係るスメクティックＣ相における、ベクトルＦおよびＭに対するＬＣ方向（ｎ）の概略図である。
【図７】ＩＮＡＣ相系列を示すスメクティックＬＣに関する（ａ）ネマティック相、（ｂ）スメクティックＡ相、（ｃ）請求項２に係るスメクティックＣ相、および（ｄ）請求項４に係るスメクティックＣ相における、ベクトルＦおよびＭに対するＬＣ方向（ｎ）の概略図である。
【図８】ＩＡＣ相系列を示すスメクティックＬＣに関する請求項３に係るスメクティックＣ相における、ベクトルＦおよびＭに対するＬＣ方向（ｎ）の概略図である。
【図９】少なくとも２つの隔壁（８、９）が積み重ねられた、請求項６に係るＬＣセルの断面図であり、ベクトルＭ１およびＭ２が示される。
【図１０】２つの隔壁が積み重ねられ、そしてＬＣ方向（ｎ）が、積み重ねられた隔壁の隔壁材料の配向方向（ａ）Ｍ１および（ｂ）Ｍ２の一方と平行であるが、隔壁の延長方向（Ｆ）とは平行でない、請求項６に係るＬＣセルの簡略化された平面図である。
【図１１】２つの隔壁が積み重ねられ、そしてＬＣ方向（ｎ）が、隔壁の延長方向（Ｆ）とは平行であるが、積み重ねられた隔壁のいずれの隔壁材料の配向方向（Ｍ１、Ｍ２）とも平行でない、請求項６に係るＬＣセルの簡略化された平面図である。
【図１２】２つの隔壁が積み重ねられ、そしてＬＣ方向（ｎ）が、積み重ねられた隔壁のいずれの隔壁材料の配向方向（Ｍ１、Ｍ２）とも平行でなく、かつ隔壁の延長方向（Ｆ）とも平行でない、請求項６に係るＬＣセルの簡略化された平面図である。
【図１３】（ａ）は隔壁の側面上の隔壁材料の配向方向（Ｓ）が隔壁材料の配向方向（Ｍ）と平行である、また（ｂ）は隔壁の側面上の隔壁材料の配向方向（Ｓ１、Ｓ２）が積み重ねられた隔壁（８、９）に関する隔壁材料の配向方向（Ｍ１、Ｍ２）と平行である、請求項７に係る液晶セルの簡略化された平面図をそれぞれ示すものである。
【図１４】スメクティックＬＣの分子が隔壁の側面と接触状態にあることを示す、請求項８に係る液晶セルの簡略化された平面図である。
【図１５】ブラックマトリックス（１０）が隔壁（６）の下に形成された、請求項１２に係る液晶セルの断面図である。
【図１６】（ａ）は「ブックシェルフ」構造、（ｂ）は「シェブロン」構造の概略図である。
【図１７】ストライプ状のスペーサの材料が配向の好ましい方向を示さない、従来技術において知られるＬＣセルの簡略化された平面図である。
【図１８】ストライプ状のスペーサの材料が一軸的に配向され、そして隔壁材料の配向方向（Ｍ）、隔壁の延長方向（Ｆ）およびＬＣ方向（ｎ）が平行である、従来技術において知られるＬＣセルの簡略化された平面図である。
【図１９】スペーサ材料の方向（Ｍ）が、隔壁の延長方向（Ｆ）と平行である、従来技術において知られるＬＣセルに関する（ａ）ネマティック相および（ｂ）スメクティックＣ相における、ＬＣ方向（ｎ、ｎ１、ｎ２）の概略図である。
【図２０】スペーサ材料の方向（Ｍ）が、隔壁の延長方向（Ｆ）と平行である、従来技術において知られるＬＣセルに関する（ａ）ネマティック相および（ｂ）スメクティックＡ相における、ＬＣ方向（ｎ）の概略図である。
【図２１】実施形態１によるＬＣセルの主要な製造ステップを示す図である。
【図２２】実施形態２によるＬＣセルの主要な製造ステップを示す図である。
【図２３】実施形態３によるＬＣセルの主要な製造ステップを示す図である。
【図２４】実施形態４によるＬＣセルの主要な製造ステップを示す図である。
【図２５】実施形態５によるＬＣセルの主要な製造ステップを示す図である。
【図２６】（ａ）はブラックマトリックス（１０）が一方の基板上の隔壁（６）の下部に形成されているところを示す、（ｂ）はＬＣセル（１）が組立てられているところを示す、実施形態２、４、５を説明するＬＣセルの断面図である。
【図２７】交差ラビング条件の概略図であり、（ａ）は同じ角度＋Ｘでラビングされた基板を、（ｂ）は重ねられた基板を示し、また（ｃ）は非対称性交差ラビングを、（ｄ）は対称性交差ラビングを与えるＬＣセル断片の斜視図である。
【図２８】請求項１３に係る製造されたスメクティック型ＬＣＤ（１４）の概略図である。
【符号の説明】
１　ＬＣセル
２，３　基板
４，５　配向層
６　隔壁
７　スメクティック液晶
８，９　積層された隔壁
１０　ブラックマトリックス
１１　光硬化性液晶モノマーの層
１２　マスク
１３　紫外線ビーム
１４　スメクティック型ＬＣＤ
１５，１６　透明電極
１７　カラーフィルタアレイ
１８，１９　外部偏光子
２０　バックライトユニット
Ｆ　隔壁の延長方向
Ｍ　隔壁材料の配向方向（隔壁材料の分子配向方向）
ｎ，ｎ１，ｎ２，ｎ’，ｎ”　スメクティックＬＣの方向（スメクティック液晶の分子配向方向）
Ｍ１，Ｍ２　積層された隔壁８および９に関するそれぞれの隔壁材料の配向方向Ｓ　隔壁６に関する側面の隔壁材料の配向方向
Ｓ１，Ｓ２　積層された隔壁８および９に関する側面のそれぞれの隔壁材料の配向方向
Ｒ，Ｒ１　それぞれ基板２および３のラビング方向
Ｕ，Ｕ１　それぞれ基板２および３の光配向方向
Ａ，Ｐ　偏光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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