JPH10513276A - 液晶装置の配向 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液晶ディスプレイセルは、液晶材料の層を囲むように互いに離れた二つのセル壁を有する。セル壁は、例えばアドレス制御可能な要素又はピクセルのｘ、ｙマトリクスを提供するように行及び列として配置された電極構造を有する。液晶材料は、一方又は両方のセル壁におけるグレーティング（溝形成）構造によって配向されている。このグレーティング構造は、一つの対称グレーティングと対称グレーティングに直交することができる非対称グレーティングとを有するバイグレーティングである。非対称グレーティングの溝は、局所的に変化するプレティルトを与えるために、長さに沿ってその深さ又は非対称性を変化し、このプレティルトの長い方の範囲の平均は、有利な範囲、例えばほぼ２−２４°のプレティルトを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 液晶装置の配向 本発明は、液晶装置の配向に関する。このような装置は、典型的にはセル壁に 収容された液晶材料からなる薄い層を含む。壁上における光学的に透明な電極構 造は、層に電界を加えることができ、液晶分子のオン状態への再配列を引起こす 。電界を取り除くと、分子は、弛緩しそのオフ状態戻る。 三つの周知のタイプの液晶材料、ネマチック、コレステリック及びスメクチッ クが存在し、それぞれ異なった分子配列を有する。 本発明は、とくにネマチック、長いピッチのコレステリック又は強誘電性の材 料を使用する装置に関し、かつセル壁に対する表面配向処理に関する。この表面 配向は、壁に接触した液晶分子を配向方向に配向する。直交するこれら配向方向 を構成することによって、液晶は、その電圧オフ状態においてねじれた構造に適 応するように強制される。この様な装置は、ツイストネマチックデバイスとして 知られている。ネマチック材料に小量のコレステリック材料を加えることは、装 置内に均一なねじれを確実にする有利なねじれ方向を与える。装置は、９０°よ り大きなねじれ角度を有するように構成することもでき、例えば超ねじれネマチ ック装置又は270°ねじれネマチック装置は、米国特許第４,５９６,４４６号明 細書に記載されている。配向処理に対するその他の要求は、セル壁において液晶 分子に表面傾斜（ティルト）も与えることにある。このような表面ティルトは、 ある種の装置において、例えば英国特許第１,４７２,２４７号明細書及び同第１ ,４７８,５９２号明細書に記載されたような均一なディスプレイを確実にするた めに必要である。 配向を提供する一つの方法は、ラビングプロセスと称し、ここではポリマー層 を有する又は持たないセル壁は、やわらかい布によって単一方向にこすられる（ ラビング）。液晶分子は、ラビング方向に沿って配向し、通常ポリマー層に依存 してほぼ２°又はそれ以上の表面ティルトを有する。 その他の配向技術は、例えばＳｉＯの斜方蒸着として周知であり、この蒸着は 、蒸着方向の角度に依存して、ゼロの表面ティルト又は例えば３０°の高ティル トを作り出すことができる。このような技術は、大規模な製造にとって煩わしい が、さらに重要な問題は、セル壁の大きな範囲にわたって均一な配向方向及び表 面ティルトを提供することが困難である点にある。 サーモクロミックディスプレイを形成する短いピッチのコレステリック材料は 、プラスチックセル壁にエンボスされた格子（グレーティング）構造によって配 向されており；このことは、英国特許第２,１４３,３２３号明細書（McDonnell, １９８３）に記載されている。プレティルトされた配向を得るためにグレーティ ングを前もって使用することは、正弦曲線状のグレーティングと交差するブレイ ズドグレーティングを利用している（米国特許第４,５２１,０８０号明細書、Fu nada他、１９８５及びLee他、ＳＩＤ９３Digest、第９５７頁）。 この時、液晶配向ベクトルは、正弦曲線状の溝に沿って進行し、かつしたがっ て表面プレティルトに通じるブレイズド溝にわたって進行する。プレティルトさ れた配向は、貧弱な装置品質に通じることがあるリバースティルトディスクリネ ーションを避けるために液晶装置にとって基本的である。従来の技術の一つの欠 点は、限定された範囲のプレティルトしか提供しないことにある。 本発明によれば、この問題は、その長さに沿って溝のプロファイルを変更する ことによって克服され、プロファイルの変更により、プレティルトは、選ばれた 値を有することができる。 本発明によれば、液晶装置は、 液晶材料の層を囲む互いに離れた二つのセル壁と、 両方のセル壁上の電極構造と、 液晶材料の配向を与えるセル壁上の表面配向とを含み、 少なくとも一方のセル壁が、プレティルトを有する表面の配向を与える双格子 （バイグレーティング）を有し、 バイグレーティングが、液晶材料に対して配向及び表面プレティルトを提供す るように構成された二つのグレーティングに異なった溝深さ又はピッチ値を有す る互いに非ゼロの角度に配置された非対称に変調（モジュレート）されたグレー ティング及び対称に変調されたグレーティングを有することを特徴とする。 二つのグレーティングは、互いに実質的に直交してもよく、又は他の非ゼロの 角度、例えば４０ないし５０°又は８０ないし１００°とすることができる。 非対称グレーティングは、対称グレーティングよりも小さな溝深さ及び／又は 長いピッチを有することができる。 非対称グレーティングは、その長さに沿って非対称性において不変としてもよ く、又は変化させてもよい。 グレーティングは、セルのディスプレイ範囲の実質的に全体 にわたって構成することができ、又はディスプレイピクセル範囲だけにおいて構 成することができる。さらにそれぞれのピクセルにおける二つのグレーティング の形は、それぞれのピクセル範囲内において又は隣接するピクセルの間において 変化させることができる。グレーティングの方向は、それぞれのピクセル範囲内 において又は隣接するピクセルの間において変化させることができる。 グレーティングは、両方のセル壁に適用することができ、かつそれぞれの壁に おいて同じ又は異なった形のものであることができる。 一方又は両方のセル壁は、壁の全体又は一部にわたって表面界面活性剤によっ て被覆することができる。 壁は、実質的に剛体の、例えばガラス材料又は可とう性のもの、例えばポリオ レフィンからなることができる。 グレーティングは、フォトレジスト材料から、又は例えばポリオレフィンのエ ンボスにより形成されたプラスチック材料から形成することができる。エンボス された材料は、セル壁を正確に互いに離すことを支援するため、かつセルが固定 されたときに液晶材料の流れに対する障壁のためにも、小さなピラー（例 えば又は１−３μｍの高さ及び５−５０μｍ又はそれ以上の幅）を備えていても よい。その代わりにピラーは、グレーティングの材料によって形成されてもよい 。 液晶材料は、ネマチック、正又は負の誘電異方性を有する長いピッチのコレス テリック材料、又は強誘電性材料であることができる。長いピッチのコレステリ ック材料は、数ミクロン又はそれ以上の典型的なピッチを有する。典型的な層厚 さは、ネマチック又は長いピッチのコレステリック材料に対してほぼ４−７μｍ であり、かつ強誘電体材料に対して１−３μｍである。 電極は、アドレス制御可能な要素又はディスプレイピクセルのｘ、ｙマトリク スにして配置された一連の行及び列電極として形成することができる。典型的に は、電極は、２０μｍ互いに離された２００μｍの幅である。 その代わりに電極は、その他のディスプレイフォーマットに、例えばｒ−θマ トリクス又は７又は８−バーディスプレイに構成することができる。 本発明の別の態様によれば、液晶装置セル壁の表面に表面配向及び表面分子テ ィルトを提供する方法は、次のステップを含み、すなわち 液晶セル壁の表面にフォトレジスト材料の層を形成し、 複数の個別的な不透明な領域から形成されたマスクを通してレジスト材料を光 に露光し、それによりレジストのいくらかの領域が、対称的な露光を受け、かつ 別の領域は、非対称な露光を受け、 レジストを選択的に取り除くためにレジスト層を現像し、 残ったレジスト層を焼き付け、 構成が、二つのグレーティングが形成され、一方が対称的な形を有し、かつ他 方が非対称な形を有し、非対称性がセル壁の表面にわたって変化するようになっ ている。 ここで本発明を、添付図面を参照して例としてのみ説明する。 第１図は、マトリクス多重アドレス制御される液晶ディスプレイの平面図であ る。 第２図は、第１図のディスプレイの横断面である。 第３図は、従来の技術のバイグレーティングの略図である。 第４ａ図、第４ｂ図は、第３図のバイグレーティングを製造するためのマスク と露光の詳細を示す図である。 第５ａ図、第５ｂ図は、液晶配向ベクトルの局所的な変化を示す異なったグレ ーティングにおける液晶材料の横断面である。 第６図は、本発明によるバイグレーティングを製造するためのマスクと露光の 詳細を示す図である 第７図は、二つの異なった位置における横断面プロファイルを示す本発明のバ イグレーティングの略図を示す図である。 第８図は、露光時間（したがって異なったグレーティングプロファイル）に対 する表面プレティルトを示すグラフである。 第９図は、異なった表面プレティルトに用いて加えられた電圧に対する中間層 配向ベクトルティルトを示すグラフである。 第１０図は、それぞれ同じ液晶材料によって満たされた三つの同様なセルに関 して温度に対する表面プレティルトのグラフである。 第１図、第２図のディスプレイは、ガラス壁３、４の間に収容されたネマチッ ク又は長いピッチのコレステリック液晶材料の層２によって形成された液晶セル １を含んでいる。スペーサリング５は、典型的に６μｍ離して壁を維持する。追 加的に正確な壁間隔を維持するために、多数の６μｍ直径ガラスビーズを液晶材 料内に分散してもよい。例えばＳｎＯ₂又はＩＴＯからなるストリップ状の行電 極６は、一方の壁３上に形成され、かつ同様な列電極７は、他方の壁４上に形成 される。ｍ行及び ｎ列の電極によって、これは、アドレス制御可能な要素又はピクセルのｍｎマト リクスを形成する。それぞれのピクセルは、行及び列電極の交差点によって形成 される。 行ドライバ８は、それぞれの行電極６に電圧を供給する。同様に列ドライバ９ は、それぞれの列電極７に電圧を供給する。加えられる電圧の制御は、電源１１ から電力をかつクロック１２からタイミングを受取る制御論理部１０による。 セル１の両側は、後に説明するように、それらの偏光軸線が互いに交差しかつ 隣接する壁３、４上における配向方向に対して平行になるように構成された偏光 子１３、１３’である。 部分反射ミラー１６は、光源１５と一緒にセル１の背後に配置することができ る。これらは、ディスプレイを反射光で見ることができ、かつ鈍い周囲光におい て背後から照明することができるようにする。透過型装置については、ミラーは 省略してもよい。 組み立ての前に、セル壁３、４は、所望の表面プレティルトを提供するために 、後で説明するように、バイグレーティングにより表面配向処理される。例えば 約２７０°のねじれを有するセルは、ほぼ５−１５°のプレティルトを有する。 適当な液晶材料は、コレステリック、例えばＣＢ１５又はＳＣＥ８ｘ（スメチ ックＳｃ^*）とともに又は混合されたＥ７（ネマチック）、ＺＬＩ２２９３（ネ マチック）であり、これらはＥ Ｍｅｒｃから入手することができる。 第３図は、ピッチＬ₂の実質的に非対称の変調（モジュレーション）に交差し たピッチＬ₁の実質的に対称の変調を含む従来の技術において記載された構成を 示している。液晶は、対称溝の溝に対して平行に配向し、かつプレティルトは、 非対称溝によって導入される。後で説明するように、この構造によって得られる プレティルトの範囲が、所望の範囲を排除する二つの狭い範囲に制限されている ことは明らかである。実験的な方法は、軸外し写真食刻（オフアクシスフォトリ ソグラフ）に基づいているが、その代わりに干渉写真又はエンボシングを使用し てもよい。 セル壁を形成するＩＴＯ被覆ガラスの片は、アセトンとイソプロパノールによ って洗浄され、次いで３０秒にわたって３０００ｒｐｍでフォトレジスト（シプ レイ１８１３）によってスピンコートされ、１．５μｍのコーティング厚さを生 じた。それからソフトな焼き付けが、３０分間にわたって９０°Ｃで行 なわれた。 次に二度の接触露光が、第４図に示すように、０．５μｍの線及び０．５μｍ のギャップ（したがって全体として１μｍのピッチ）を含むクロームマスクを使 用して行なわれた。第一の露光のためにグレーティングマスクは、溝が法線に対 して６０°の軸外し露光の平面内にある（第４ａ図）ように、配向された。この 露光の幾何学配置は、対称な強度分布（かつしたがって第３図におけるような対 称グレーティング）によってフォトレジストを照明する。マスクは、その後基板 から外され、９０°だけ回転され、かつ再クランプされた。溝方向は、第４ｂ図 に示すように、入射平面に対して実質的に垂直になる。この幾何学配置における 露光は、フォトレジストで非対称の強度分布を引起こし、かつ第３図に示す非対 称グレーティングを提供する（例えばB.J.Lin,J.Opt.Soc.Am.,６２，９７６（１ ９７２）参照）。 この二重の露光方法によれば、第二の露光が入射の非ゼロ角度で行なわれると いうことだけが重要である。さらにこの角度は、６０°である必要はない。典型 的な露光時間は、水銀ランプからの０．８ｍＷ／ｃｍ²の入射強度で、第一の露 光（ｔ₁） に対して１２０秒であり、かつ第二の露光（ｔ₂）に対して１０７秒であるとわ かった。（配向が所望の方向に起こることを確実にするために、あらゆるサンプ ルに対してｔ₁＞ｔ₂。）二度の露光の後にサンプルは、次いでシプレイＭＦ３１ ９において１０秒間にわたって現像され、かつ脱イオン化した水中においてすす がれた。これは、レジストの表面にバイグレーティングを残し、ここにおいて対 称の変調は、非対称の変調と交差していた。それからハードな焼き付けが、液晶 内におけるフォトレジストの溶解しないことを確実にするために、１０時間にわ たって１０５°Ｃの温度で行なわれた。それぞれの基板は、プレティルトされた 配向を与えるとわかり、ここにおいて配向ベクトルは、第二の非対称露光の入射 の平面内にあり、かつ入射の方向にプレティルトされていた。このようにしてプ レティルトされた配向は、バイグレーティングを使用して形成されており、構造 は従来の技術において記述されている。 その後これら基板は、１０μｍの厚さのプレティルトセルを製造するように構 成され、かつネマチック液晶（Ｅ７、メルク）を充填された。次いでプレティル トが、結晶回転法又は磁気ゼロ法（T.J．Scheffer及びJ．Nehring．J．Appl．Ph ys．48，5， １７８３（１９７７））を使用して測定された。ｔ₁＝１２０ｓ及びｔ₂＝１０７ ｓ（前の定義参照）によるサンプルに対して、２５．０°−３２．０°の範囲内 のプレティルトが測定された。露光時間が、ｔ₁＝９０ｓ及びｔ₂＝８０ｓに減少 されたとき、１．５°−２．４°の範囲のプレティルトが測定された。露光時間 のその後の調節は、２．４°−２３．１°の範囲のプレティルトを形成すること ができなかった。 本発明は、この２．４°−２３．１°の範囲のプレティルトを提供することを 目的としている。 ブレイズド溝にわたる液晶配向ベクトル構造は、第５ａ図、第５ｂ図に示され ている。これは、二つの明確な領域が存在することを示している。 低い溝深さ又は溝非対称性に対して、溝にわたる配向ベクトルの変形は、第５ ａ図に示すように、主として曲がり変形である。溝深さ又は非対称性が増加する と、構造に劇的な変化が起こり、かつこの時、変形は、大量の広がりを有し（第 ５ｂ図）、前者の構造は、常に低いプレティルトを有するが、一方後者は、大き なプレティルトを与える。アクセスできない領域の正確な程度は、液晶材料、表 面のプロファイル及び表面の天頂束縛エ ネルギー（これは、第一の分子層が局所表面に関して接線方向から混乱させられ ることがある程度を表わしている）に依存する。したがって前記の及び従来の技 術における構造は、常にアクセスできないプレティルトの領域を有する。 今度は、従来の技術によっては得られないプレティルトを製造するための一つ の方法を説明する。これは、ＴＮ（例えば９０°）、ＳＴＮ（例えば２７０°） 及び強誘電性の用途にとって有用な領域への表面プレティルトのさらに良好な同 調能力を可能にする。方法は、非対称溝のプロファイルがその長さに沿って変化 し、それにより局所的に変化するプレティルトに通じる構造を創造することに基 づいている。マクロスコピックに観察されたプレティルトは、非対称における変 化の形に依存する均一な単一値を有する。今度は、この基本方式の実際的な構成 を説明する。 基板は、前に説明したようにフォトレジストによってコートされ、かつそれか ら第６図に示されたバイグレーティングを使用して単一の軸外し露光を受けた。 与えられた例において、バイグレーティングマスクは、両方向に０．５μｍのギ ャップによって離された０．７×０．８μｍの寸法のクローム長方形か らなる。したがって表面変調の全体としてのピッチは、１．２μｍ及び１．３μ ｍである。ピッチは、配向が一貫した方向に起こることを確実にするために異な っている。６０°の一度の露光は、２２７秒（０．８ｍＷ／ｃｍ²）にわたって 行なわれ、それに続いて前記のように、ＭＦ３１９において１０秒の現像が行な われた。第６図によれば、このマスクにより形成された表面は、基板の非対称照 射が領域（ｂ）だけに行なわれ、一方領域（ａ）が露光において非対称を受けな いので、低いプレティルトを有する。 それ故にこの方法によって製造されたグレーティングは、第７図に示すように 変化する横断面を有する。このことは、局所的に変化するプレティルト、及びし たがって低い全体的なプレティルトを引起こす。このようなグレーティングは、 ハードに焼き付けられ、かつ１０μｍの逆平行プレティルトセルとして構成され た。２２７秒間にわたって露光された表面は、１５．４°のプレティルトを誘起 するが、一方２００秒間にわたって露光されたものは、１３．８°のプレティル トを与えるようにすることがわかった。第８図は、プレティルト対露光時間のプ ロットを示している。 プレティルトは、従ってＴＮ、ＳＴＮ及び強誘電性用途にとって有益な範囲に わたって変化させることができる。この構造によって見出された最大のプレティ ルトは、二露光方法を使用して見出されたものより小さいが、非対称の周期的な 変化のため第５図に示すような二つの明確な領域をこうむることはない。 このようなグレーティング表面は、前記の方法により、又はエンボス（M.T．G ale.他、J．Appl．Photo．Eng.，4，2，41（１９７８））、ルーリング（E.G.Lo ewen及びR.S.Wiley、Proc．SPIE815，88（１９８７））又は干渉写真（M.C.Hutl ey、Diffraction Gratings、Academic Press、London、第 95〜125頁）により、 ガラス又はポリマー基板上に形成することができる。 グレーティング表面は、ピクセル範囲に限定して、パターン化してもよい。通 常白のねじれネマチックのような構造において、この時、配向していないピクセ ル間のギャップは、追加的な黒マトリクスのための必要性を除くブランクに常に 見える。 ピクセル内のグレーティングは、異なった配向方向を有する複数の領域に分割 してもよく、したがって改善された視角に通じる。その代わりにグレーティング 特性は、一層良好なグレイ スケール能力を可能にするピクセルにわたるプレティルトにおける制御された変 化を与えるように変化させることができる。例えばＳＴＮ構造において、電圧閾 値は、プレティルトの関数である。例えば第９図参照、かつT.Scheffer及びJ.Ne hring，ppＡ−４／１９、Seminar Notes、Eurodisplay、９３、ＳＩＤにも記載 されている。 第５図において、配向ベクトルは、すべての点において局所表面に対して接線 方向になっていると思われる。この時、グレーティング表面材料が、ホメオトロ ピックに構成されていると、ティルトされたホメオトロピック配向を達成するこ とができる。このことは、次の追加的なプロセスステップを実行することによっ て行なうことができる。グレーティングの現像の後に、フォトレジストは、表面 をさらに重合化するために深いＵＶ放射（２５４ｎｍ）によって処理される。そ れからサンプルは、３０分間にわたって１８０°で、ハードに焼き付けられる。 この時、表面は、イソプロパノール中に溶解されるレシチンのようなホメオトロ ピックな界面活性剤を受け入れることができる。グレーティングプロファイルを 変えることによって、６０°と９０°の間のプレティルトを得ることができる。 このような配 向は、ＥＣＢ（電気的に制御可能な複屈折）のために使用することができ、この ＥＣＢは、負のΔε材料を使用し、かつホメオトロピックからプラナー構造への 切換えに基づいている。ホメオトロピックからのプレティルトは、リバースティ ルトディスクリネーションを避けるために必要である。この要求を満たすグレー ティング表面は、ラビングされたレシチンを使用する従来の装置よりも高いコン トラストとなることがある。ティルトされたホメオトロピックのグレーティング は、英国特許第９，４０２，５１３号明細書に記載されたようなグレーティング 配向された双安定ネマチックにおける双安定表面を同伴するために表面として使 用してもよい。 この配向方法の一つの追加的な特徴は、プレティルトが、小さな温度依存性し か持たないという点にある。第９図は、温度の関数として三つのセルの測定され たプレティルトを示している（それぞれのセルはＥ７が満たされている。）。液 晶材料層の厚さは、すべてのセルにおいてほぼ１０μｍであり、グレーティング だけは、わずかに相違したプレティルトを与えるために、セル間においてわずか に相違していた。それぞれの場合において、全ネマチック範囲にわたってわずか な上昇だけが観察 される。この傾向は、減少する表面配列パラメータのためにプレティルトが通常 温度とともに下降するラビングされたポリマー配向について観察されるものと反 対である。装置においてこの低下は問題であり、かつ高い温度における特性低下 に通じる（ＴＮにおけるリバースティルトディスクリネーション及びＳＴＮにお けるストライプ）。それ故にグレーティング配向に関して観察される傾向は、確 かに望ましく、かつ別の効果（閾値電圧、スイッチング速度等）の小量の温度補 償さえ可能にする。グレーティング配向に関するプレティルトのわずかな温度依 存性は、弾性係数比に依存しないことを示唆している。 このことは、二つの別の及び同じセルを製造し、かつこれらに異なった材料を 充填することによって確認された。Ｅ７（ｋ₃₃／ｋ₁₁＝１．５４）を充填したセ ルは、１５．６°のプレティルトを有するが、一方Ｅ１７０（ｋ₃₃／ｋ₁₁＝１． ０１）を充填したセルは、１６．３°のプレティルトを有し、これは、ほとんど 経験的な誤差内にある。プレティルトのこの材料非依存性は、グレーティング配 向の別の利点である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１月１７日 【補正内容】 その他の配向技術は、例えばＳｉＯの斜方蒸着として周知であり、この蒸着は 、蒸着方向の角度に依存して、ゼロの表面ティルト又は例えば３０°の高ティル トを作り出すことができる。このような技術は、大規模な製造にとって煩わしい が、さらに重要な問題は、セル壁の大きな範囲にわたって均一な配向方向及び表 面ティルトを提供することが困難である点にある。 サーモクロミックディスプレイを形成する短いピッチのコレステリック材料は 、プラスチックセル壁にエンボスされた格子（グレーティング）構造によって配 向されており；このことは、英国特許第２,１４３,３２３号明細書（McDonnell, １９８３）に記載されている。プレティルトした配向を得るためにグレーティン グを前もって使用することは、正弦曲線状のグレーティングと交差するブレイズ ドグレーティングを利用している（米国特許第４,５２１,０８０号明細書、Funa da 他、１９８５Lee他、ＳＩＤ９３Digest、第９５７頁）、特開昭６０−０６０ ，６２４及び英国特許第２，２８６，８９４号明細書）。 この時、液晶配向ベクトルは、正弦曲線状の溝に沿って進行し、かつしたがっ て表面プレティルトに通じるブレイズド溝にわたって進行する。プレティルトさ れた配向は、貧弱な装置品 質に通じることがあるリバースティルトディスクリネーションを避けるために液 晶装置にとって基本的である。従来の技術の一つの欠点は、限定された範囲のプ レティルトしか提供しないことにある。 本発明によれば、この問題は、その長さに沿って溝のプロファイルを変更する ことによって克服され、プロファイルの変更により、プレティルトは、選ばれた 値を有することができる。 本発明によれば、液晶装置は、 液晶材料の層を囲む互いに離れた二つのセル壁と、 両方のセル壁上の電極構造と、 液晶材料の配向を与えるセル壁上の表面配向とを含み、 少なくとも一方のセル壁が、プレティルトを有する表面配向を与える双格子（ バイグレーティング）を有し、 バイグレーティングが、液晶材料に対して配向及び表面プレティルトを提供す るように二つのグレーティンに異なる溝深さ又はピッチ値を有し、非対称のグレ ーティングの非対称がその長さに沿って変化する、互いに非ゼロの角度に配置さ れた液晶材料に対して非対称に変調（モジュレート）されたグレーティング及び 対称に変調されたグレーティングを有することを特徴 とする。 二つのグレーティングは、互いに実質的に直交することができ、又は他の非ゼ ロの角度、例えば４０ないし５０°又は８０ないし１００°になることができる 。 非対称グレーティングは、対称グレーティングよりも小さな溝深さ及び／又は 長いピッチを有することができる。 請求の範囲 １．液晶材料の層を囲む互いに離れた二つのセル壁と、 両方のセル壁上の電極構造と、 液晶材料の配向を与えるセル壁上の表面配向と、 を含む液晶装置において、 少なくとも一方のセル壁が、プレティルトを有する表面配向を与えるバイグレ ーティングを有し、 バイグレーティングが、液晶材料に対して配向及び表面プレティルトを提供す るように二つのグレーティングが異なる溝深さ又はピッチ値を有し、非対称のグ レーティングの非対称がその長さに沿って変化する、互いに非ゼロの角度に配置 された非対称に変調されたグレーティングと対称に変調されたグレーティングと を有することを特徴とする、液晶装置。 ２．二つのグレーティングが、互いに実質的に直交する、請求の範囲第１項に記 載の装置。 ３．非対称グレーティングが、対称グレーティングよりも小さな溝深さ及び／又 は長いピッチを有する、請求の範囲第１項に記載の装置。 ４．非対称グレーティングが、対称グレーティングより長いピッチを有する、請 求の範囲第１項に記載の装置。 ５．グレーティングが、セルのディスプレイ範囲の実質的に全体にわたって構成 されている、請求の範囲第１項に記載の装置。 ６．グレーティングが、実質的にディスプレイピクセル範囲だけにおいて構成さ れている、請求の範囲第１項に記載の装置。 ７．それぞれのピクセルにおける二つのグレーティングの形が、それぞれのピク セル範囲内において又は隣接するピクセルの間において変化する、請求の範囲第 １項に記載の装置。 ８．グレーティングの方向が、それぞれのピクセル範囲内において又は隣接する ピクセルの間において変化する、請求の範囲第１項に記載の装置。 ９．グレーティングが、両方のセル壁（３、４）に適用され、かつそれぞれの壁 において同じ又は異なった形のものである、請求の範囲第１項に記載の装置。 １０．一方又は両方のセル壁（３、４）が、壁の全体又は一部にわたって表面界 面活性剤によって被覆されている、請求の範囲第１項に記載の装置。 １１．セル壁（３、４）が、実質的に剛体の材料からなる、請 求の範囲第１項に記載の装置。 １２．セル壁（３、４）が、可とう性材料からなる、請求の範囲第１項に記載の 装置。 １３．グレーティングが、フォトレジスト材料から形成されている、請求の範囲 第１項に記載の装置。 １４．グレーティングが、プラスチック材料から形成されている、請求の範囲第 １項に記載の装置。 １５．グレーティングが、エンボスされたプラスチック材料から形成されている 、請求の範囲第１項に記載の装置。 １６．液晶材料（２）が、ネマチック材料である、請求の範囲第１項に記載の装 置。 １７．液晶材料（２）が、長いピッチを有するコレステリック材料である、請求 の範囲第１項に記載の装置。 １８．液晶材料（２）が、強誘電材料である、請求の範囲第１項に記載の装置。 １９．液晶材料（２）が、正の誘電異方性を有する、請求の範囲第１項に記載の 装置。 ２０．液晶材料（２）が、負の誘電異方性を有する、請求の範囲第１項に記載の 装置。 ２１．電極（６、７）が、アドレス制御可能な要素又はディスプレイピクセルの ｘ、ｙマトリクスにして配置された一連の行及び列電極として形成されている、 請求の範囲第１項に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブラウン，カール・バーモン イギリス国、ウスターシヤー・ダブリユ・ アール・14・３・ピー・エス、モールバー ン、セント・アンドリユーズ・ロード、デ イフエンス、リサーチ・エージエンシー （番地なし) (72)発明者 マクドネル，デイミアン・ジエラルド イギリス国、ウスターシヤー・ダブリユ・ アール・14・３・ピー・エス、モールバー ン、セント・アンドリユーズ・ロード、デ イフエンス、リサーチ・エージエンシー （番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液晶材料の層を囲む互いに離れた二つのセル壁と、 両方のセル壁上の電極構造と、 液晶材料の配向を提供するセル壁上における表面配向と、 を含む液晶装置において、 少なくとも一方のセル壁が、プレティルトを有する表面配向を提供するバイグ レーティングを有し、 バイグレーティングが、液晶材料に対して配向及び表面プレティルトを提供す るように配置された二つのグレーティングに異なる溝深さ又はピッチ値を有する 互いに非ゼロの角度に配置された非対称に変調されたグレーティングと対称に変 調されたグレーティングを有することを特徴とする、液晶装置。 ２．二つのグレーティングが、互いに実質的に直交する、請求の範囲第１項に記 載の装置。 ３．非対称グレーティングが、対称グレーティングよりも小さな溝深さ及び／又 は長いピッチを有する、請求の範囲第１項に記載の装置。 ４．非対称グレーティングが、対称グレーティングより長いピ ッチを有する、請求の範囲第１項に記載の装置。 ５．非対称グレーティングが、その長さに沿って非対称性において不変である、 請求の範囲第１項に記載の装置。 ６．非対称グレーティングが、その長さに沿って非対称性において変化する、請 求の範囲第１項に記載の装置。 ７．グレーティングが、セルのディスプレイ範囲の実質的に全体にわたって構成 されている、請求の範囲第１項に記載の装置。 ８．グレーティングが、実質的にディスプレイピクセル範囲だけにおいて構成さ れている、請求の範囲第１項に記載の装置。 ９．それぞれのピクセルにおける二つのグレーティングの形が、それぞれのピク セル範囲内において又は隣接するピクセルの間において変化する、請求の範囲第 １項に記載の装置。 １０．グレーティングの方向が、それぞれのピクセル範囲内において又は隣接す るピクセルの間において変化する、請求の範囲第１項に記載の装置。 １１．グレーティングが、両方のセル壁に適用され、かつそれぞれの壁において 同じ又は異なった形のものである、請求の範囲第１項に記載の装置。 １２．一方又は両方のセル壁が、壁の全体又は一部にわたって 表面界面活性剤によって被覆されている、請求の範囲第１項に記載の装置。 １３．セル壁が、実質的に剛体の材料からなる、請求の範囲第１項に記載の装置 。 １４．セル壁が、可とう性材料からなる、請求の範囲第１項に記載の装置。 １５．グレーティングが、フォトレジスト材料から形成されている、請求の範囲 第１項に記載の装置。 １６．グレーティングが、プラスチック材料から形成されている、請求の範囲第 １項に記載の装置。 １７．グレーティングが、エンボスされたプラスチック材料から形成されている 、請求の範囲第１項に記載の装置。 １８．液晶材料が、ネマチック材料である、請求の範囲第１項に記載の装置。 １９．液晶材料が、長いピッチを有するコレステリック材料である、請求の範囲 第１項に記載の装置。 ２０．液晶材料が、強誘電性材料である、請求の範囲第１項に記載の装置。 ２１．液晶材料が、正の誘電異方性を有する、請求の範囲第１ 項に記載の装置。 ２２．液晶材料が、負の誘電異方性を有する、請求の範囲第１項に記載の装置。 ２３．電極が、アドレス制御可能な要素又はディスプレイピクセルのｘ、ｙマト リクスにして配置された一連の行及び列電極として形成されている、請求の範囲 第１項に記載の装置。