(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の基板と、該２枚の基板の間に挟まれたネマチック液晶と、該ネマチック液晶に電圧を印加するために前記各基板にそれぞれ設けられた電圧印加手段と、前記各電圧印加手段をコーティングした状態で前記各基板にそれぞれ設けられてそれぞれが一方向にラビングされたアラインメント層とを含む液晶デバイスであって、
少なくとも一方の前記アラインメント層の表面には、重合可能な反応性メソゲンで形成される複数の表面突起が設けられており、
前記表面突起が前記ネマチック液晶の厚さの少なくとも１０％の高さで設けられており、前記電圧印加手段による前記電圧が実質的に０である場合に、前記ネマチック液晶は、前記表面突起によって、該表面突起の近傍の前記ネマチック液晶のディレクタがねじれ状態またはティルト状態に安定化された非動作状態にあり、前記電圧が閾値を超える場合に、前記ネマチック液晶が前記非動作状態から動作状態の核を形成することを特徴とする液晶デバイス。
【請求項２】
前記表面突起が、前記ネマチック液晶の厚さの少なくとも２０％の高さである、請求項１に記載の液晶デバイス。
【請求項３】
前記表面突起が、前記ネマチック液晶の厚さの実質的に５０％の高さである、請求項２に記載の液晶デバイス。
【請求項４】
前記表面突起の少なくとも一部が、前記動作状態を、前記非動作状態、または他の動作状態から隔離する、請求項１に記載の液晶デバイス。
【請求項５】
前記ネマチック液晶が、それぞれアクティブ領域を有する複数のピクセルに分割され、該ピクセルのそれぞれの該アクティブ領域が、前記表面突起の少なくとも１つを含むか、オーバーラップするか、あるいは、隣接するかもしくは近傍に位置し、前記核の形成が該アクティブ領域内で起こる、請求項１に記載の液晶デバイス。
【請求項６】
前記ネマチック液晶が複数のピクセルに分割され、該ピクセルのそれぞれが、前記表面突起の少なくとも１つによって囲まれて該ピクセルが隔離される、請求項１に記載の液晶デバイス。
【請求項７】
前記ネマチック液晶が、πセルである、請求項１に記載の液晶デバイス。
【請求項８】
前記ネマチック液晶は、負のπセルまたはスプレーベンドデバイス（ＳＢＤ）である、請求項１に記載の液晶デバイス。
【請求項９】
前記ネマチック液晶は、双安定ねじれネマチック（ＢＴＮ）である、請求項１に記載の液晶デバイス。
【請求項１０】
前記動作状態と非動作状態が、互いに、位相幾何学的に区別される、請求項１に記載の液晶デバイス。
【請求項１１】
前記非動作状態はＨ状態である、請求項１に記載の液晶デバイス。
【請求項１２】
前記動作状態はＴ状態またはＨ状態である、請求項１に記載の液晶デバイス。
【請求項１３】
請求項１に記載の液晶デバイスの製造方法であって、
２枚の基板のそれぞれに、電圧を印加する電圧印加手段と、該電圧印加手段のそれぞれをコーティングするアラインメント層とを形成する工程と、
前記基板の一方の上に重合可能な反応性メソゲン層を形成する工程と、
マスクを通して該反応性メソゲン層を照射することによって、該反応性メソゲン層を硬化して、該基板の一方を表面突起でコーティングする工程と、
ネマチック液晶材料を前記２枚の基板の間に挟んで液晶セルを形成する工程とを包含し、
前記表面突起でコーティングする工程において、前記ネマチック液晶の厚さの少なくとも１０％の高さで前記表面突起を形成し、前記電圧印加手段による前記電圧が実質的に０である場合に、前記ネマチック液晶は、前記表面突起によって、該表面突起の近傍の前記ネマチック液晶がねじれ状態またはティルト状態に安定化された非動作状態にあり、前記電圧が閾値を超える場合に、前記ネマチック液晶が前記非動作状態から動作状態の核を形成することを特徴とする液晶デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記反応性メソゲン層は、ＣＢ１５でドーピングされたＲＭ２５７から形成される、請求項１３に記載の液晶デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記反応性メソゲン層は、ＲＭ３０８が混合されたＲＭ２５７から形成される、請求項１３に記載の液晶デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記反応性メソゲン層は、ＲＭ３０８が混合され、ＣＢ１５でドーピングされたＲＭ２５７から形成される、請求項１３に記載の液晶デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異方性突起とともに形成されるネマチック液晶ディスプレイデバイスおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、低電圧でπセル液晶デバイスの動作状態の入手、必要な場合には、隔離において改良点を提供するために用いられ得る。また、本発明は、ＢＴＮデバイスにおいて、全体的な安定状態から動作状態を核形成するため、動作状態を互いに、または全体的安定状態から隔離するためにも適用され得る。
【０００３】
本発明は、特に、フラットパネルディスプレイおよびＬＣＴＶにおいて用いられるπセルに適用可能である。また、モバイル製品におけるＢＴＮディスプレイの使用においても適用され得る。
【０００４】
Ｐ．Ｄ．Ｂｅｒｅｚｉｎ、  Ｌ．Ｍ．Ｂｉｎｏｖ、Ｉ．Ｎ．ＫｏｍｐａｎｅｔｓおよびＶ．Ｖ．Ｎｉｋｉｔｉｎ、「Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｉｎ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ−Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆｉｌｍｓ」、１９７３年７月−８月、Ｓｏｖ．Ｊ．Ｑｕａｎｔ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、Ｖｏｌ．３、ｐｐ．７８−７９は、表面ティルトが低く、ねじれていないセルにおいて得られるネマチック液晶の応答時間の高速化達成について記載している。文書からは、２つの表面のアラインメント方向が、平行なのか、平行でないのかは不明瞭である。ネマチック液晶の応答時間の高速化は、ほとんど、バルクにおける液晶分子のホメオトロピックを実質的に維持したままで、表面領域近傍の液晶分子を再方向付けすることによって、光変調が引き起こされるようにバイアス電圧を印加することによって達成される。（たとえば、７９ページ、１列、１１〜１９行、および、７８ページ、２列、１４〜１７行を参照のこと。）
Ｐ．Ｊ．ＢｏｓおよびＫ．Ｒ．Ｋｏｅｈｌｅｒ／Ｂｅｒａｎ「Ｔｈｅ  ｐｉ−Ｃｅｌｌ：  Ａ  Ｆａｓｔ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｓｙｔａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ」１９８４  Ｍｏｌ．Ｃｒｙｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．Ｖｏｌ．１１３、ｐｐ．３２９〜３３９では、セル中心に向かって液晶ディレクターに及ぼされる、流れによって誘導される「反対方向」トルクの逆効果は、デバイスがシンメトリーがであることによって打ち消されることから、デバイスのπセルを、基本的に速い液晶ディスプレイモードとして紹介している。πセルは、低電圧で、スプレー（または、Ｈ）状態が安定するように、平行な表面ティルト（ここでの用語「平行」は、ディレクターではなく、２つのセル表面におけるラビング方向に対する）を有する（図３ｂ、３３２ページ参照）。より高い電圧切り換えは、高電圧ベンドと低電圧ベンド（または、Ｖ）状態との間で起こる（図２ｂ、３３１ページ参照）。
【０００５】
米国特許第４，５６６，７５６号は、ｄ／ｐ＞０．２５でドーピングされたπセルを記載する。このデバイスは、低電圧でＨ状態を形成せず、Ｔ状態を維持し、高電圧でＶ状態でない。しかし、高電圧のＴ状態は、Ｖ状態と同様の光学的特性を有する。このモードは、従来のπセルの核形成問題を解決し、高電圧で、同様の光学的特徴を示す。残念なことに、上記πセルは、より低い電圧で、固有のねじれの光学的特徴に対する影響によって、従来のπセルよりも、性能が低くなる。
【０００６】
欧州特許第０，９９６，０２８号は、Ｈ状態からのＶ状態の成長を開始するための核形成領域の一般的な使用を記載する。πセルデバイス、および相補的な負のπセルまたはＳＢＤの特定の実施例が示される。これらの核形成領域を生成するためのパターニングされた表面プレティルトを教示するだけでなく、核形成領域、例えば、ピクセル間ギャップにおける元の位置でのポリマー化をも教示する。記載されている表面ティルトのパターニングの技術の１つとして、パターニングされた反応性メソゲン層の使用がある。しかし、これらは薄く、液晶に考慮するほど突き出ない。
【０００７】
欧州特許第０，９６５、８７６Ａ２号は、実質的なホメオトロピックアラインメントを用いて、従来の低表面プレティルトπセルを用いるディスプレイ内で、アクティブピクセル領域を囲むことを記載する。０ボルトで、周りの実質的なホメオトロピックのアラインメントは、Ｈ状態の再形成からピクセルを隔離し、０ボルトで、その後、ピクセルは、ねじれ状態（Ｔ状態）に緩和される（要約書、２列、３ページ、３９行〜４４行、および請求項１参照）。デバイスは、Ｖ状態において、より高い電圧で動作する。
【０００８】
日本国特許第ＪＰ−Ａ−９  ９０４３２号（Ｔｏｓｈｉｂａ）は、πセルパネル内に核形成位置を設けることを開示する。核形成位置は、πセルパネル内にスペーサーボールまたは柱を含むことによって、設けられ、電場がパネルにわたってかけられている間、ホメオトロピック相から、核形成相への液晶材料を冷却する。このことによって、スペーサーボールまたは柱の一部が、Ｖ状態の成長のための核形成位置として機能する。しかし、スペーサーの配置は、容易に制御され得なかった。
【０００９】
日本国特許出願第ＪＰ−Ａ−９  ２１８４１１号（Ｓｅｋｉｓｕｉ）は、電場がない状態で、球状粒子の形態で、スペーサーを有することによって安定する、ベンドアラインメント状態を有するＬＣＤを開示する。スペーサーは、アラインメント層に隣接する液晶分子が、主に、アラインメント層に対して平行に並ぶような表面エネルギーを有する。しかし、この技術が作用するためには、デバイスの初期のアラインメント中、電場が印加される必要がある。また、粒子も、粒子があることによってディスプレイのコントラスト比が低減するので、ピクセルアパーチャの外側に配置され得ない。
【００１０】
欧州特許出願第００３１０１１０．２号は、液晶ディスプレイにおける、複屈折スペーサー（例えば、重合可能な反応性メソゲンから製造されるスペーサーの使用を開示する。これらのスペーサーは、液晶ディスプレイの切り換え状態のうちの１つと同じ光学的特徴を有する。
【００１１】
ＤＥ２，８４９，４０２Ａ１は、可変部分および不変部分の両方を有するディスプレイを記載する。可変部分は、液晶であり、不変部分は、上面と底面との間にわたる複屈折材料から製造される。これらの不変部分は、スペーサーとしても機能する。
【００１２】
英国特許出願第９７０４６２３．９号は、少なくとも１つのアラインメント層が、一官能性の反応性メソゲンおよび二官能性の反応性メソゲンの混合物から生成され、これらの材料の比によって連続液晶材料の表面プレティルトが制御される、液晶デバイスを記載する。一官能性反応性メソゲンの割合が増加するにつれて、ＲＭ／大気界面のティルトが増大することが教示されている。
【００１３】
米国特許第５，９９５，１８４号は、重合可能な反応性メソゲンの薄膜波長板の製造を記載する。ＲＭ／大気界面に移動する添加剤を加えることによって、表面エネルギーを変更させ、これにより、その表面で反応性メソゲン分子のティルトを制御することが教示され、詳細には、ＲＭ／大気界面でティルト角度を低減させることが教示されている。
【００１４】
欧州特許第０，８８０，０５２号は、従来のアラインメント層の上で、パターニングされた、薄い、ねじれた反応性メソゲン層を用いることによる、マルチドメイン液晶デバイスの製造を記載する。英国特許出願（９７１０４８１．４）の図５には、非反応性メソゲン領域における平行なアラインメント、および反応性メソゲン領域の上のねじれたアラインメントが示されているが、反応性メソゲンの上の領域は、０電圧の非動作状態から動作状態を核形成させるために用いられない。これは、さらに、ＲＭの上の領域が、ＲＭの上ではない領域と同じであり、この出願がＲＭ層を可能な限り薄く製造することを明確に教示していることによってサポートされている。
【００１５】
欧州特許第０，０１８，１８０号およびＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｖｏｌ．５２、Ｎｏ．４（１９８１）は、双安定ねじれネマチック（ＢＴＮ）デバイスの基本的な動作原理、すなわち、ねじれ角度φ±１８０°の２つの準安定状態の間で切り換わる動作を開示する。ここで、角度φ°の状態は、用いられない全体的な安定状態である。これらの文献は、アドレスされない領域におけるセルの厚さの低減による、隔離の使用をも開示する。ＢＴＮデバイスは、πセルよりも遅いデバイスであるが、φ±１８０°の２つの状態において安定であるので、双安定という名前を有する。典型的なＢＴＮデバイスは、２つの液晶表面でのラビング方向が逆平行であるので、逆平行アラインメントを有すると言われている。これによって、実際に、ディレクターが、液晶の２つの表面での互いに平行になるように並べられる。
【００１６】
英国特許第９９１１７３０．１は、隔離領域を有するＢＴＮデバイスの製造を記載する。隔離領域は、ＨＡＮ状態、均一なライイングへリックスまたは焦点円錐テキスチャである。隔離領域は、ピクセル間ギャップのプレティルトがピクセル内領域のプレティルトと異なるようにアラインメント層の表面プレティルトをパターニングすることによって、形成される。
【００１７】
逆平行ＢＴＮは、取り得る３つの安定ねじれ状態、例えば、０°、１８０°、および３６０°、より一般的に言うと、（φ−１８０°）、φ、（φ＋１８０°）ねじれ状態を有する。安定アドレスにおいて、これらの状態のうちの２つは、アクセスされ、動作状態として用いられる。３つの安定ねじれ状態のエネルギーは、厚さ対ピッチ（ｄ／ｐ）の比（ｒａｔｉｏｎ）に依存し、通常、他の２つの安定ねじれ状態と位相幾何学的に区別される最も低いエネルギー状態が、動作状態、例えば、φに対応しない。これによって、エネルギー的に好ましい（しかし、望ましくない）状態が、電圧がオフになった後のある期間にわたって、核形成および成長する。電圧がオフになる場合にこの望ましくない状態が核形成しなくても、エネルギー的により好ましい動作状態が他の状態に段々成長するので、双安定は、隔離なしには、不可能である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、異方性材料（特に、重合可能な反応性メソゲン）から製造された表面突起を利用して、非動作状態から動作状態を核形成および／または隔離する液晶デバイスおよびその液晶デバイスの製造方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記の特許請求の範囲に述べるような液晶デバイス、および製造方法が提供される。
【００２０】
本発明は、異方性材料（特に、重合可能な反応性メソゲン）から製造された表面突起を利用して、液晶デバイスの動作状態を、非動作状態から核形成および／または隔離する。
【００２１】
本発明は、特に（しかし、これに限定されない）、印加される電場が０の場合に安定状態から位相的に区別されるネマチックデバイスに適用可能である。このようなデバイスの１つとして、Ｖ動作状態が、低電圧のＨ状態から核形成される必要があるπセルがある。他のこのようなデバイスとして、動作状態が、全体的な最小限の状態から、または互いに隔離することが必要な格納デバイスとして用いられる場合のＢＴＮデバイスがある。
【００２２】
接地しているＨ状態から動作Ｖ状態を核形成するための技術は、上記の先行技術文献、ＥＰ０，９９６，０２８、ＥＰ０，９６５，８７６、ＪＰ−Ａ−９９０４３２、およびＪＰ−Ａ−９２１８４１１に記載されている。特に、ＥＰ０，９９６，０２８およびＥＰ０，９６５，８７６は、表面プレティルトを変更して低電圧核形成を得ることを教示する。しかし、アラインメント層だけでのパターニングは、ディスクリネーショントラッピングに起因する、時折の失敗（従って、歩留まりの低減）の原因となり得る。ＪＰ−Ａ−９９０４３２、およびＪＰ−Ａ−９２１８４１１に記載の方法は、これらの問題点を有さないが、それぞれが効率的に動作するためには、デバイスは、理想的には、電場が加えられている状態で等方性相から冷却される（スペーサーボールまたは柱の周りで正確な異方性構造を提供する）。これは、工業的な処理が困難であることが証明されている。ＥＰ０，９９６，０２８が開示する代替例は、電場が印加されている状態で元の場所での重合であるが、同じように工業的に困難である。本発明は、前もって形成された異方性突起を提供することによって解決策を提供する。
【００２３】
本発明の液晶デバイスは、２枚の基板と、該２枚の基板の間に挟まれたネマチック液晶と、該ネマチック液晶に電圧を印加するために前記各基板にそれぞれ設けられた電圧印加手段と、前記各電圧印加手段をコーティングした状態で前記各基板にそれぞれ設けられてそれぞれが一方向にラビングされたアラインメント層とを含む液晶デバイスであって、少なくとも一方の前記アラインメント層の表面には、重合可能な反応性メソゲンで形成される複数の表面突起が設けられており、前記表面突起が前記ネマチック液晶の厚さの少なくとも１０％の高さで設けられており、前記電圧印加手段による前記電圧が実質的に０である場合に、前記ネマチック液晶は、前記表面突起によって、該表面突起の近傍の前記ネマチック液晶のディレクタがねじれ状態またはティルト状態に安定化された非動作状態にあり、前記電圧が閾値を超える場合に、前記ネマチック液晶が前記非動作状態から動作状態の核を形成することを特徴とし、これにより上記目的が達成される。
【００２５】
前記表面突起が、前記ネマチック液晶の厚さの少なくとも２０％の高さであり得る。
【００２６】
前記表面突起が、前記ネマチック液晶の厚さの実質的に５０％の高さであり得る。
【００２８】
前記表面突起の少なくとも一部が、前記動作状態を、前記非動作状態、または他の動作状態から隔離し得る。
【００２９】
前記ネマチック液晶が、それぞれアクティブ領域を有する複数のピクセルに分割され、該ピクセルのそれぞれの該アクティブ領域が、前記表面突起の少なくとも１つを含むか、オーバーラップするか、あるいは、隣接するかもしくは近傍に位置し、前記核の形成が該アクティブ領域内で起こり得る。
【００３０】
前記ネマチック液晶が複数のピクセルに分割され、該ピクセルのそれぞれが、前記表面突起の少なくとも１つによって囲まれて該ピクセルが隔離され得る。
【００３１】
上記ネマチック液晶が、πセルであり得る。
【００３２】
上記ネマチック液晶は、負のπセルまたはスプレーベンドデバイス（ＳＢＤ）であり得る。
【００３３】
上記ネマチック液晶は、双安定ねじれネマチック（ＢＴＮ）であり得る。
【００３８】
上記動作状態と非動作状態が、互いに、位相幾何学的に区別され得る。
【００４０】
前記非動作状態はＨ状態であり得る。
【００４１】
前記動作状態はＴ状態またはＨ状態であり得る。
【００４２】
上記液晶デバイスの製造方法は、２枚の基板のそれぞれに、電圧を印加する電圧印加手段と、該電圧印加手段のそれぞれをコーティングするアラインメント層とを形成する工程と、前記基板の一方の上に重合可能な反応性メソゲン層を形成する工程と、マスクを通して該反応性メソゲン層を照射することによって、該反応性メソゲン層を硬化して、該基板の一方を表面突起でコーティングする工程と、ネマチック液晶材料を前記２枚の基板の間に挟んで液晶セルを形成する工程とを包含し、前記表面突起でコーティングする工程において、前記ネマチック液晶の厚さの少なくとも１０％の高さで前記表面突起を形成し、前記電圧印加手段による前記電圧が実質的に０である場合に、前記ネマチック液晶は、前記表面突起によって、該表面突起の近傍の前記ネマチック液晶がねじれ状態またはティルト状態に安定化された非動作状態にあり、前記電圧が閾値を超える場合に、前記ネマチック液晶が前記非動作状態から動作状態の核を形成することを特徴とする。
【００４３】
上記反応性メソゲン層は、ＣＢ１５でドーピングされたＲＭ２５７から形成され得る。
【００４４】
上記反応性メソゲン層は、ＲＭ３０８が混合されたＲＭ２５７から形成され得る。
【００４５】
上記反応性メソゲン層は、ＲＭ３０８が混合され、ＣＢ１５でドーピングされたＲＭ２５７から形成され得る。
【００４６】
【発明の実施の形態】
当業者であれば、ＢＴＮデバイスにおける隔離の技術のさらなる適用例を理解する。
【００４７】
図１は、上記の先行技術文献に記載されているようなπセルの動作中の異なる状態における基板４と６との間のディレクター２の配向を示す模式図である。
【００４８】
図２は、上記の先行技術文献に記載されているようなＢＴＮセルの動作中の異なる状態における基板１０と１２との間のディレクター８の配向を示す模式図である。
【００４９】
本発明の実施形態は、例示のために、添付の図面を参照しながら、説明される。
【００５０】
本発明の第１の実施形態においては、ねじれ異方性突起が用いられて、Ｈ状態からＶ状態を核形成する。
【００５１】
図３ａを参照すると、インジウムスズ酸化物でコーティングされた２つの基板３０および４２が、当業者にとって公知であるように、ＳＥ６１０（Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）で形成されるアラインメント層３２および３３でコーティングされた。各基板３０、４２は、その後、また当業者にとって公知のように、一方向にラビングされた。図３ｂに示すように、これらの基板のうちの１つ基板３０の上に、反応性メソゲンＲＭ２５７（Ｍｅｒｃｋ）対トルエンが１：３の混合物が、１２００ｒｐｍで（８０℃で）スピンコーティングされた。ＲＭ２５７は、１．２％のＣＢ１５（Ｍｅｒｃｋ）で前もってドーピングされており、突起層３４を形成する。再度、８０℃で、ＲＭ２５７／ＣＢ１５突起層３４は、ＵＶ放射３８によってマスク３６を通じてＵＶ硬化され、トルエン内で洗浄されて、図３ｃに示すように、１つの基板３０が約２．５ミクロンの高さのねじれ異方性突起４０でコーティングされるようにした。この基板３０は、図３ｄに示すように、その後、他の基板４２を用いて、５ミクロンの厚さのπセルに製造された。１．８ボルト以上が印加されると、Ｖ状態が異方性突起から成長して、ディスプレイの残りを覆うことが観察された。
【００５２】
このセルの厚さおよび突起の高さについて、約１％〜３％の間のＣＢ１５が、ＲＭ２５７に混合される場合に核形成が首尾よく行われることが見出された。
【００５３】
図４ａ〜４ｃは、理解を助けるためだけの、Ｖ状態の核形成がどのように進むかについての考えられる説明を提供する。図４ａは、０ボルトでの仮定のセル断面を示す。セルの大部分は、Ｈ状態である。しかし、異方性突起４０の近傍の液晶は、ねじれ状態に保持され、突起４０内の状態は、固定されている。約１．８Ｖ以上で、異方性突起４０の近傍のねじれ状態は、図４ｂに示すように、Ｖ状態に展開し、その後、図４ｃに示すように、残りのセル領域を覆うように成長する。
【００５４】
本発明の第２の実施形態においては、傾けられた異方性突起が用いられて、Ｈ状態からＶ状態を核形成する。
【００５５】
再度、図３ａ〜３ｄを参照し、簡略化のため、同じ参照符号を用いると、２つのインジウムスズ酸化物ガラスでコーティングされた基板３０および４２は、当業者にとって公知のように、ＳＥ６１０（Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から形成されたアラインメント層３２および３３でコーティングされた。各基板３０、４２は、その後、また、当業者にとって公知のように、一方向にラビングされた（図３ａ）。これらの基板のうちの１つの基板３０上に、ジアクリラートＲＭ２５７（Ｍｅｒｃｋ）対モノアクリラートＲＭ３０８（Ｍｅｒｃｋ）対トルエンが４：１：１５の混合物が、１２００ｒｐｍで（８０℃で）スピンコーティングされ、突起層３４を形成した。再度、８０℃で、ＲＭ２５７／ＲＭ３０８突起層３４は、マスク（図３ｂ）を通じてＵＶ硬化され、トルエン内で洗浄されて、基板３０が約２．５ミクロンの高さの傾けられた異方性突起４０でコーティングされるようにした（図３ｃ）。この基板３０は、図３ｄに示すように、その後、他の基板４２を用いて、５ミクロンの厚さのπセルに製造される。１．８ボルト以上が印加されると、Ｖ状態が異方性突起の領域から成長して、ディスプレイの残りを覆うことが観察された。
【００５６】
上記の２つの実施形態において、突起の高さは、液晶の厚さであるセル間隔の実質的に５０％である。当業者であれば、突起が、これより低くてもよいし、高くてもよいが、突起の高さは、典型的には、セル間隔の１０％より高くなる必要があることを理解する。
【００５７】
図５ａ〜５ｃは、理解を助けるためだけの、Ｖ状態の核形成がどのように進むかについての考えられる説明を提供する。図５ａは、０ボルトでの仮定のセル断面を示す。セルの大部分は、Ｈ状態である。しかし、異方性突起４０近傍の液晶は、ＶまたはＴ状態に保持される。約１．８Ｖ以上で、異方性突起４０の近傍のＶ状態は、成長し始め（図５ｂ）、その後、残りのセル領域を覆うように成長する（図５ｃ）。実際、製造された異方性突起４０は、矩形の断面ではなく、正確な処理状態に依存して、台形、三角、または、司教冠型の断面である。
【００５８】
当業者であれば、アラインメント界面で、ティルトが大きく、反応性メソゲン／大気界面（すなわち、最終的な反応性メソゲン／ＬＣ界面）で、ティルトが小さい状態で製造された異方性突起が、Ｖ状態からＨ状態を核形成されるために用いられ得ることを理解する。これは、上記のＵＳ５，９９５，１８４号の教示内容を用いて達成され得る。
【００５９】
本発明の第３の実施形態においては、ねじられ、傾けられた異方性突起が用いられて、Ｈ状態からＶ状態を核形成する。この実施形態は、二官能性／一官能性ＲＭ混合物にキラルドーパントが僅かな割合で添加されていること以外は、第２の実施形態と同じである。
【００６０】
本発明の第４の実施形態においては、傾けられた異方性突起が用いられて、ＢＴＮデバイスにおける状態を隔離する。傾けられた異方性突起は、ＢＴＮデバイスにおいて、隔離領域としても機能することが見出された。この場合、ディスプレイパネルの各ピクセルは、このような突起によって完全に囲まれる。
【００６１】
本発明の第５の実施形態においては、ねじられた異方性突起が用いられて、ＢＴＮデバイスにおける状態を隔離する。ねじられた異方性突起は、ＢＴＮデバイスにおいて、隔離領域としても機能することが見出された。この場合、ディスプレイパネルの各ピクセルは、このような突起によって完全に囲まれる。
【００６２】
本発明の第６の実施形態においては、傾けられ、ねじられた異方性突起が用いられて、ＢＴＮデバイスにおける状態が隔離する。傾けられ、ねじられた異方性突起は、ＢＴＮデバイスにおいて、隔離領域としても機能することが見出された。この場合、ディスプレイパネルの各ピクセルは、このような突起によって完全に囲まれる。
【００６３】
突起の配置は、以下に記載するように、突起が、核形成させるように意図されているのか、隔離するように意図されているのか、あるいは両方なのかに依存する。
【００６４】
核形成のために、突起がピクセルを囲む必要はない。しかし、各ピクセル内の核形成を確実にするために、各ピクセルにおいて存在することが好ましい。また、各突起は、加えられた電場により所望される状態をアクティブ領域に成長させることを可能にするため、ピクセルのアクティブ領域と部分的にオーバーラップさせるか、または、アクティブ領域に隣接または近傍に位置する必要がある。核形成させるために、突起は、印加される任意の電場から充分な影響を経験するため、アクティブ領域の十分近傍にある必要がある。アパーチャ比およびコントラスト比が、最優先でない場合には、突起は完全にアクティブ領域内に位置し得る。
【００６５】
隔離のために、突起は、望ましくない状態がピクセル内で成長することを防ぐために各ピクセルを囲む必要がある。しかし、突起は、隔離が電場を必要とせず、アパーチャ比およびコントラストを最大にするので、アクティブ領域内にある必要はない（ピクセル間ギャップ内に位置し得る）。
【００６６】
突起は、核形成および隔離のため、各ピクセルを囲み（隔離のため）、部分的にオーバーラップするか、またはアクティブ領域に隣接するか、近傍に位置して、囲まれた領域が望ましい状態に成長することを可能にする必要がある。
【００６７】
ブラックマスクは、突起をマスクするように用いられ得る。
【００６８】
隔離および核形成の両方が、πセル、ＳＢＤ、ＢＴＮ、逆ねじれＴＮ等の他のそのようなデバイスに適用され得る。
【００６９】
任意の実施形態において、全ての突起が、同じ特徴を有する必要はなく、核形成または隔離に関わる必要もないことが理解される。
【００７０】
ネマチック液晶と、液晶にわたって電圧を印加する電圧手段と、それぞれアラインメント層（３２、３３）が設けられた２枚の基板（４２、３０）とを含む液晶デバイスであって、液晶は、２枚の基板（４２、３０）の間に挟まれ、ネマチック液晶は、少なくとも１つの動作状態、および少なくとも１つの非動作状態にされ、アラインメント層（３２、３３）の少なくとも１つには、異方性材料で形成される複数の表面突起（４０）が設けられる、液晶デバイス。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によって、異方性材料（特に、重合可能な反応性メソゲン）から製造された表面突起を利用して、非動作状態から動作状態を核形成および／または隔離する液晶デバイスおよびその液晶デバイスの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、πセルの動作を示す模式図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、ＢＴＮデバイスの動作を示す模式図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明の実施形態の製造技術の模式図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明の実施形態の製造技術の模式図である。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明の実施形態の製造技術の模式図である。
【図３ｄ】図３ｄは、本発明の実施形態の製造技術の模式図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明の実施形態の説明を図解する図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明の実施形態の説明を図解する図である。
【図４ｃ】図４ｃは、本発明の実施形態の説明を図解する図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明の他の実施形態の説明を図解する図である。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明の他の実施形態の説明を図解する図である。
【図５ｃ】図５ｃは、本発明の他の実施形態の説明を図解する図である。
【符号の説明】
３０  基板
３２  アライメント層
３３  アライメント層
４０  突起
４２  基板
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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