表示装置
【課題】耐圧の限られたＴＦＴをスイッチング素子として用いる場合でも、駆動電圧を増加させることが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】各表示素子について、２つの信号線Ｓ１およびＳ２を設ける。そして、素子容量Ｃｐを構成する一方の電極４と他方の電極５とを異なるスイッチング素子を介して異なる配線に接続する。また、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質を用い、両基板に互いの吸収軸方向が直交するようにそれぞれ偏光板を設け、両偏光板の吸収軸方向を電極４および電極５の櫛歯部分の延伸方向に対して４５度の角度とする。
【解決手段】各表示素子について、２つの信号線Ｓ１およびＳ２を設ける。そして、素子容量Ｃｐを構成する一方の電極４と他方の電極５とを異なるスイッチング素子を介して異なる配線に接続する。また、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質を用い、両基板に互いの吸収軸方向が直交するようにそれぞれ偏光板を設け、両偏光板の吸収軸方向を電極４および電極５の櫛歯部分の延伸方向に対して４５度の角度とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧駆動が可能な表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、各種表示素子のなかでも薄型で軽量かつ消費電力が小さいといった利点を有している。このため、テレビやモニター等の画像表示装置や、ワープロ、パーソナルコンピュータ等のＯＡ（Office Automation）機器、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話等の情報端末などに備えられる画像表示装置に広く用いられている。
【０００３】
液晶表示素子の液晶表示方式としては、従来、例えば、ネマチック（ネマティック）液晶を用いたツイステッドネマチック（ＴＮ）モ−ドや、強誘電性液晶（ＦＬＣ）あるいは反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）を用いた表示モード、高分子分散型液晶表示モ−ド等が知られている。また、基板面に対して平行な方向の電界を用いて表示を行うＩＰＳ（In-Plane Switching）モード（横電界駆動方式）が知られている。
【０００４】
これらの液晶表示素子において、応答速度を向上させるためには、駆動電圧を高くすることが有効である。特に、ＩＰＳモードでは、開口率や応答速度を向上させるために、駆動電圧を高くする傾向にある。
【０００５】
ところが、従来の液晶表示装置に適用されているＴＦＴ（スイッチング素子）構造（ＴＦＴを含む回路構成）は、高駆動電圧には不向きである。
【０００６】
ここで、従来の液晶表示装置における回路構成が、高電圧駆動に適さない理由について説明する。図１７は、従来のＩＰＳ方式の液晶表示装置に備えられる表示素子１００の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、表示素子１００は、２枚のガラス基板（基板１０１および１０２）の間に挟持された誘電性物質層１０３に、液晶（図示せず）が封入されてなる。また、基板１０１における基板１０２との対向面には、誘電性物質層１０３に電界を印加するための信号電極１０４および対向電極１０５が互いに対向配置されている。さらに、基板１０１および１０２における、両基板の対向面とは反対側の面には、それぞれ偏光板１０６および１０７が備えられている。そして、この液晶表示装置は、両電極間に電圧を印加することによって形成される電界により、液晶分子の配向方向を変化させて表示を行うようになっている。
【０００７】
また、図１８は、上記の液晶表示装置に備えられる、スイッチング素子ＴＦＴを用いた画素等価回路図であり、図１９は、表示素子１００の画素構造の模式図である。これらの図に示すように、上記の液晶表示装置では、信号電極１０４と対向電極１０５とが素子容量Ｃｐを構成しており、信号電極１０４はスイッチング素子ＴＦＴを介して信号線Ｓに接続され、対向電極１０５は対向電極線Ｃに接続されている。また、スイッチング素子ＴＦＴのゲート電極は、走査線Ｇに接続されている。なお、図１９に示すように、両基板１０１・１０２にそれぞれ設けられた偏光板１０６・１０７は、互いの吸収軸が直交するとともに、各偏光板における吸収軸と両電極１０４・１０５の対向方向（電界方向）とが約４５度の角度をなすように備えられている。
【０００８】
このような構成からなる従来の液晶表示素子において、対向電極線Ｃに印加する電圧をＤＣ（直流、一定）とし、信号線Ｓに印加できる電圧のダイナミックレンジをＶｐｐとすると、表示素子１００（素子容量（素子）Ｃｐ）の安定駆動を意図した交流駆動を行うことにより、表示素子１００に±Ｖｐｐ／２の電圧を印加できる。すなわち、対向電極線Ｃに印加する電位を一定（Ｖｐｐ／２）とし、信号線ＳにＶｐｐ〜Ｖｐｐ／２の範囲の電圧を印加した場合には、表示素子１００にＶｐｐ／２〜０（＝信号線Ｓの電圧−対向電極線Ｃの電圧）の電圧が印加され、信号線ＳにＶｐｐ／２〜０の範囲の電圧を印加した場合には、表示素子１００に０〜−Ｖｐｐ／２の電圧が印加される。
【０００９】
ところで、このような液晶表示装置において、表示素子１００に印加できる電圧を大きくし、駆動電圧を高めたい場合、対向電極線Ｃに印加する電圧をＡＣ（交流）にすることが考えられる。例えば、対向電極１０５（対向電極線Ｃ）に印加する電圧を０〜Ｖｐｐで交流化する。この場合、信号線Ｓに印加される電圧をＶｐｐ〜０とし、対向電極線Ｃに印加される電圧を０とすると、表示素子１００にＶｐｐ〜０の電圧が印加される。一方、信号線Ｓに印加する電圧をＶｐｐ〜０とし、対向電極線Ｃに印加される電圧をＶｐｐとすると、表示素子１００に０〜−Ｖｐｐの電圧が印加される。すなわち、対向電極線Ｃに印加する電圧を０〜Ｖｐｐの範囲で交流化することにより、０〜±Ｖｐｐの範囲の電圧を表示素子１００に印加でき、表示素子１００に印加する電圧を都合２倍にできる。
【００１０】
なお、対向電極線Ｃに印加する電圧をＡＣにしても、駆動電圧が不足する場合には、信号線Ｓから供給することができる電圧のダイナミックレンジＶｐｐを増強する必要がある。つまり、対向電極１０５に印加する電圧の交流化および信号線Ｓに印加する電圧のダイナミックレンジＶｐｐの増強により、表示素子１００の高電圧駆動化を図ることができる。
【００１１】
しかしながら、この場合には、走査線Ｇに印加する電圧が大きくなってしまい、スイッチング素子ＴＦＴの耐久性が低下するという問題がある。この問題について、図２０および図２１を用いて説明する。図２０は、上記従来の液晶表示装置における、異なる走査線Ｇに接続された、隣接する２つの画素（画素１１および画素１２）についての等価回路図である。また、図２１は、画素１１および画素１２における、各部の電圧状態の一例を示したタイミングチャートである。
【００１２】
図２０に示す構成では、図１８に示した表示素子１００の回路構成からなる画素（表示素子）１１および画素（表示素子）１２が隣接して配置されている。そして、この画素１１および１２における素子容量Ｃｐは、一方の電極がスイッチング素子ＴＦＴを介して共通の信号線Ｓに接続されており、他方の電極が共通の対向電極線Ｃに接続されている。
【００１３】
このような構成では、例えば、図２１に示すように、画素１１において、対向電極１０５の電位（対向電極線Ｃの電位）が０、信号電圧（信号線Ｓに印加されている電圧）がＶｐｐの状態で、スイッチング素子ＴＦＴをオンにすると、ドレインＤの電位がＶｐｐとなり、Ｖｐｐが書き込まれる。そして、この状態からスイッチング素子ＴＦＴをオフにしても、隣接する画素１２に対して逆極性で書き込んでいない場合、すなわち、対向電極線Ｃの電位が０のままの場合には、ドレインＤと対向電極線Ｃ（対応電極）の電位差は、Ｖｐｐで保たれる。
【００１４】
しかしながら、隣接する画素１２において、逆極性での書き込みが行われる場合、すなわち、対向電位（対向電極線Ｃの電位）がＶｐｐ、信号電圧が０の状態でスイッチング素子ＴＦＴをオンにした場合、画素１１におけるドレインＤの電位は２Ｖｐｐとなる。これは、画素１１と画素１２とで対向電極線Ｃが共有されており、また、画素１１における素子容量（画素容量）Ｃｐの両端子間の電位差は不変であるためである。
【００１５】
つまり、画素１２を書き込むために対向電極線Ｃの電位をＶｐｐとすると、画素１１および画素１２における対向電極線Ｃは共通（すべてつながっている）なので、画素１１の素子容量Ｃｐにおける対向電極線Ｃ側の端子の電位はＶｐｐとなる。一方、画素１１はスイッチング素子ＴＦＴがオフとなっているので、素子容量Ｃｐに充電された電荷はどこにも逃げ場がなく、素子容量Ｃｐの両端子間の電位差は一定に保たれる。このため、対向電極線Ｃ側の端子における電位が変動すると、その変動幅と同じ分だけドレインＤ側の端子の電位が変動してしまう。
【００１６】
なお、図２１に示したように、画素１２に０を書き込んだ後、スイッチング素子ＴＦＴをオフにした状態において、他の画素にＶｐｐを書き込むために対向電極線Ｃの電位が０とされると、画素１２におけるドレインＤの電位は−Ｖｐｐに下がってしまう。
【００１７】
このように、従来の液晶表示装置に備えられる回路構成では、他の画素を逆の極性で書き込む場合に、ドレインＤの電位が、書き込み時の電位（上記の例では、Ｖｐｐまたは０）から大きく変動する（上記の例では、２Ｖｐｐまたは−Ｖｐｐに変動する）という問題がある。
【００１８】
なお、各画素を正確に駆動させるためには、上記のようにドレイン電位（ドレインＤの電位）が変動しても、スイッチング素子ＴＦＴを正確にオンおよびオフさせる必要がある。このため、走査線Ｇに印加する、スイッチング素子ＴＦＴをオンするための電圧（ゲートオン電圧）とオフにするための電圧（ゲートオフ電圧）との差を、ドレイン電位の変動分だけ大きくする必要がある。
【００１９】
しかしながら、走査線Ｇに印加する電圧が大きくなると、スイッチング素子ＴＦＴの耐久性が大きく低下してしまう（例えば、チャネル部のオフ電流が上昇する）。したがって、特に、信号線Ｓに印加する電圧のダイナミックレンジＶｐｐを増強した場合には、スイッチング素子ＴＦＴに与えるダメージが大きくなるという問題がある。
【００２０】
したがって、従来の液晶表示素子において液晶層に印加できる駆動電圧は、スイッチング素子としてのＴＦＴ（thin film transistor、薄膜トランジスタ）の耐圧特性によって制限される。特に、近年では、各画素のスイッチング素子としてポリシリコンからなるＴＦＴを用いた、ポリシリコンパネル（例えば、基板上に画素とその駆動回路とを一括して形成するモノリシックポリシリコンパネル）が多用されているが、この場合、ポリシリコンからなるＴＦＴは耐圧が低いので、駆動電圧の上限も低くなってしまう。
【００２１】
このため、液晶表示素子（液晶パネル）に備えられるスイッチング素子として耐圧の限られたＴＦＴを用いる場合でも、液晶に印加できる電圧（駆動電圧、電界）を大きくする技術が求められている。
【００２２】
ところで、上記した各液晶表示方式のうち、例えば、ＴＮモードの液晶表示素子は、従来から実用化されている。しかしながら、ＴＮモードを用いた液晶表示素子には、応答が遅い、視野角が狭い等の欠点があり、これらの欠点は、ＣＲＴ（cathode ray tube）を凌駕する上で大きな妨げとなっている。
【００２３】
また、ＦＬＣあるいはＡＦＬＣを用いた表示モ−ドは、応答が速く、視野角が広いといった利点を有してはいるものの、耐ショック性、温度特性等の面で大きな欠点があり、広く実用化されるまでには至っていない。
【００２４】
さらに、光散乱を利用する高分子分散型液晶表示モ−ドは、偏光板を必要とせず、高輝度表示が可能であるが、本質的に位相板による視角制御ができない上、応答特性の面で課題を有しており、ＴＮモードに対する優位性は少ない。
【００２５】
これら表示方式は、何れも、液晶分子が一定方向に整列した状態にあり、液晶分子に対する角度によって見え方が異なるため、視角制限がある。また、これら表示方式は、何れも、電界印加による液晶分子の回転を利用するものであり、液晶分子が整列したまま揃って回転するため、応答に時間を要する。なお、ＦＬＣやＡＦＬＣを用いた表示モードの場合、応答速度や視野角の面では有利であるが、外力による非可逆的な配向破壊が問題となる。
【００２６】
一方、電界印加による液晶分子の回転を利用するこれらの表示方式に対して、二次の電気光学効果を利用した電子分極による表示方式が提案されている。
【００２７】
電気光学効果とは、物質の屈折率が外部電界によって変化する現象である。電気光学効果には、電界の一次に比例する効果と二次に比例する効果とがあり、それぞれポッケルス効果、カー効果と呼ばれている。特に、二次の電気光学効果であるカー効果は、高速の光シャッターへの応用が早くから進められており、特殊な計測機器において実用化されている。
【００２８】
カー効果は、１８７５年にJ. Kerr（カー）によって発見されたものであり、これまでに、カー効果を示す材料としては、ニトロベンゼンや二硫化炭素等の有機液体が知られている。これら材料は、例えば、前記した光シャッター、光変調素子、光偏光素子、あるいは、電力ケーブル等の高電界強度測定等に利用されている。
【００２９】
その後、液晶材料が大きなカー定数を有することが示され、光変調素子、光偏向素子、さらには光集積回路応用に向けての基礎検討が行われ、前記ニトロベンゼンの２００倍を越えるカー定数を示す液晶化合物も報告されている。
【００３０】
このような状況において、カー効果の表示装置への応用が検討され始めている。カー効果は、電界の二次に比例するため、電界の一次に比例するポッケルス効果と比較して、相対的に低電圧駆動を見込むことができる上、本質的に、数マイクロ秒〜数ミリ秒の応答特性を示すため、高速応答表示装置への応用が期待される。
【００３１】
例えば、特許文献１には、カー効果を用いた表示装置として、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対の基板間に挟持された等方相状態の有極性分子を含む媒体と、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の外側に配設された偏光板と、上記媒体に電界を印加するための電界印加手段とを備えた表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２００１−２４９３６３号公報（公開日２００１年９月１４日）
【特許文献２】特開平１１−１８３９３７号公報（公開日１９９９年７月９日）
【非特許文献】
【００３３】
【非特許文献１】斉藤 一弥、徂徠 道夫,「光学的に等方性である珍しいサーモトロピック液晶の熱力学」,液晶,第５巻,第１号,ｐ.２０−２７,２００１年
【非特許文献２】山本 潤,「液晶マイクロエマルション」,液晶,第４巻,第３号,ｐ.２４８−２５４,２０００年
【非特許文献３】白石 幸英、外４名,「液晶分子で保護したパラジウムナノ粒子−調製とゲスト-ホストモード液晶表示素子への応用」,高分子論文集,Ｖｏｌ.５９,Ｎｏ.１２,ｐ.７５３−７５９,２００２年１２月
【非特許文献４】「Handbook of Liquid Crystals」, Vol.1, p.484-485, Wiley-VCH ,1998
【非特許文献５】米谷 慎,「分子シミュレーションでナノ構造液晶相を探る」,液晶,第７巻,第３号,ｐ.２３８−２４５,２００３年
【非特許文献６】「Handbook of Liquid Crystals」, Vol.2B, p.887-900, Wiley-VCH,1998
【非特許文献７】山本 潤,「液晶科学実験講座第１回：液晶相の同定：（４）リオトロピック液晶」,液晶,第６巻,第１号,ｐ.７２−８２
【非特許文献８】Eric Grelet、外３名「Structural Investigations on Smectic Blue Phases」,PHYSICAL REVIEW LETTERS, The American Physical Society,23 APRIL 2001,VOLUME 86,NUMBER 17,p.3791-3794
【非特許文献９】Shiro Matsumoto、外３名「Fine droplets of liquid crystals in a transparent polymer and their response to an electric field」,1996,Appl. Phys. Lett., Vol.69, p.1044-1046
【非特許文献１０】Norihiro Mizoshita、Kenji Hanabusa、Takashi Kato「Fast and High-Contrast Elecro-optical Switching of Liquid-Crystalline Physical Gels:Formation of Oriented Microphase-Separated Structures」,Advanced Functional Materials, APRIL 2003,Vol.13, No.4, p313-317)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
しかしながら、上記特許公報に開示されている表示装置は、駆動電圧が高いという問題がある。このため、上記特許公報に開示されている表示装置を、従来の液晶表示装置に適用されているＴＦＴ（thin film transistor、スイッチング素子）構造（ＴＦＴを含む回路構成）を用いて駆動することができない。したがって、上記特許公報に開示されているようなカー効果を用いた表示装置を駆動するためには、従来の液晶表示装置に適用されているＴＦＴを用いる場合でも駆動可能な、高駆動電圧に適した回路構成が必要である。
【００３５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐圧の限られたＴＦＴをスイッチング素子として用いる場合でも、駆動電圧を増加させることが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第１電極および第２電極とを有する表示素子を備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質であり、複数のデータ信号線と各データ信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とを備え、上記表示素子が上記データ信号線と上記走査信号線との組み合わせ毎に設けられており、複数の上記表示素子について共通に設けられた対向電極線を備えており、上記第１電極はスイッチング素子を介して上記データ信号線に接続されており、上記第２電極は上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記対向電極線に接続されており、上記第１電極および上記第２電極は、互いに平行な方向に延伸する櫛歯部分を有する櫛歯電極であり、上記両電極の各櫛歯部分が当該各櫛歯部分の延伸方向に垂直な方向に対向し、かつ上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されており、上記両基板には互いの吸収軸方向が直交するように配置された偏光板がそれぞれ設けられており、上記両偏光板の吸収軸方向は、上記第１電極および上記第２電極の櫛歯部分の延伸方向に対して４５度の角度をなすことを特徴としている。
【００３７】
また、本発明の第２の表示装置は、なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第１電極および第２電極とを有する表示素子を複数備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質であり、互いに平行かつ交互に配置された複数の第１信号線および第２信号線と、上記第１信号線および上記第２信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とを備え、上記表示素子が上記第１信号線、上記第２信号線、および上記走査信号線の組み合わせ毎に設けられており、上記第１電極はスイッチング素子を介して上記第１信号線に接続されており、上記第２電極は上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記第２信号線に接続されており、上記第１電極および上記第２電極は、互いに平行な方向に延伸する櫛歯部分を有する櫛歯電極であり、上記両電極の各櫛歯部分が当該各櫛歯部分の延伸方向に垂直な方向に対向し、かつ上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されており、上記両基板には互いの吸収軸方向が直交するように配置された偏光板がそれぞれ設けられており、上記両偏光板の吸収軸方向は、上記第１電極および上記第２電極の櫛歯部分の延伸方向に対して４５度の角度をなすことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３８】
上記の構成によれば、上記第１電極および第２電極が接続されたスイッチング素子がオフとなっている場合には、上記両電極がどの電極線にも接続されない。このため、他の表示素子に対して、当該表示素子に書き込まれた極性とは逆の極性で書き込む場合でも、当該表示素子における第１電極および第２電極の電位を一定に保つことができる。したがって、スイッチング素子を駆動するための電圧を小さく抑えることができ、スイッチング素子の耐久性を向上させることができる。
【００３９】
また、上記の構成によれば、駆動電圧を高くするために、第１電極および第２電極に印加する電圧を大きくした場合でも、スイッチング素子の耐久性の低下を抑制することができる。したがって、高電圧駆動を行う場合でも、スイッチング素子の耐久性の低下を抑制できる。すなわち、耐圧の限られたスイッチング素子を用いる場合でも、駆動電圧を増加させることが可能となる。
【００４０】
また、上記第２の表示装置によれば、上記両電極間に信号電圧を印加する場合には、両電極に接続されているスイッチング素子を共にオンとする一方、上記両電極間に信号電圧を印加しない場合には、両電極に接続されているスイッチング素子を共にオフとすることになる。したがって、スイッチング素子の寄生容量による両電極の電圧変動が、同様の傾向で発生する。このため、両電極における電圧変動は相殺される傾向となり、両電極における電圧シフトの問題を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる表示装置における、各表示素子に対応する回路構成を示す等価回路図である。
【図２】（ａ）は、電圧（電界）無印加状態における、本発明の一実施の形態にかかる表示装置に備えられる表示素子の断面図である。（ｂ）は、電圧（電界）印加状態における本発明の一実施の形態にかかる表示装置に備えられる表示素子の断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかる表示装置に備えられる表示素子における、電極および偏光板の配置を説明するための説明図である。
【図４】（ａ）は電圧（電界）無印加状態における本発明の一実施の形態にかかる表示装置における表示素子の断面図であり、（ｂ）は電圧（電界）印加状態における本発明の一実施の形態にかかる表示装置における表示素子の断面図であり、（ｃ）は本発明の一実施の形態にかかる表示装置における電圧透過率曲線を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施の形態にかかる表示装置に備えられる各表示素子において、一方の基板上に備えられる回路構成を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施の形態にかかる表示装置に備えられる表示素子において、水平配向膜およびカラーフィルタを設けた場合の構成例を示す断面図である。
【図７】各種液晶相の構造モデルである。
【図８】キュービック相の構造モデル（ロッドネットワークモデル）である。
【図９】キュービック相の構造モデルである。
【図１０】誘電性物質層に封入する媒質としてＢＡＢＨ８を用いた場合の本発明の表示装置に備えられる表示素子と、従来の液晶表示素子とにおける、表示原理の違いを説明するための説明図である。
【図１１】液晶マイクロエマルションの構造を示す模式図である。
【図１２】液晶マイクロエマルションの構造を示す模式図である。
【図１３】リオトロピック液晶相の分類図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態にかかる表示装置における、各表示素子に対応する回路構成を示す等価回路図である。
【図１５】本発明の一実施の形態にかかる表示装置において、補助容量を設けた場合の各表示素子に対応する回路構成の一例を示す等価回路図である。
【図１６】本発明の一実施の形態にかかる表示装置において、補助容量を設けた場合の各表示素子に対応する回路構成の他の例を示す等価回路図である。
【図１７】従来の液晶表示装置に備えられる表示素子の構成を示す断面図である。
【図１８】従来の液晶表示装置における、各表示素子に対応する回路構成を示す等価回路図である。
【図１９】従来の液晶表示装置に備えられる各表示素子において、一方の基板上に備えられる回路構成を示す模式図である。
【図２０】従来の液晶表示装置における、異なる走査線に接続された、隣接する２つの画素についての等価回路図である。
【図２１】従来の液晶表示装置における、異なる走査線に接続された、隣接する２つの画素についての、各部の電圧状態の一例を示したタイミングチャートである。
【図２２】本発明の表示装置において、２つの電極を異なる基板にそれぞれ設けた場合の回路構成の一例を示す等価回路図である。
【図２３】（ａ）は図２２の表示装置における、一方の基板側の配線模式図であり、（ｂ）は図２２の表示装置における、他方の基板側の配線模式図であり、（ｃ）は図２２の表示装置における、一方の基板側から見た場合の両電極の位置関係を示す配線模式図である。
【図２４】本発明の実施の一形態にかかる表示素子について測定した電圧−透過率特性から見積もった、透過率が最大となる電圧値と、屈折率異方性Δｎと誘電率異方性Δεとの積（Δｎ×Δε）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
〔実施の形態１〕
〔実施例１〕
本発明の実施の一形態について図に基づいて説明する。
図２（ａ）および図２（ｂ）は、本実施の形態にかかる表示装置（本表示装置）に備えられる表示素子（画素）１０の概略構成を示す断面図である。本表示装置は、このような表示素子１０が、駆動回路や信号線（データ信号線）、走査線（走査信号線）などとともに複数備えられてなる。すなわち、本表示装置には複数のデータ信号線と、各データ信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とが設けられており、これらデータ信号線および走査信号線の組み合わせ毎に、表示素子１０を備えた画素が設けられている。
【００４３】
表示素子１０は、対向する２枚の基板（基板１および２）間に、光学変調層である誘電性物質層３が挟持されてなる。また、基板１における基板２との対向面には、誘電性物質層３に電界を印加するための電界印加手段である電極（信号電極）４および電極（対向電極）５が互いに対向配置されている。さらに、基板１および２における、両基板の対向面とは反対側の面には、それぞれ偏光板６および７が備えられている。
【００４４】
なお、図２（ａ）は電極４・５間に電圧（電界）が印加されていない状態（電圧（電界）無印加状態（ＯＦＦ状態））を表しており、図２（ｂ）は電極４・５間に電圧（電界）が印加されている状態（電圧（電界）印加状態（ＯＮ状態））を表している。
【００４５】
基板１および２は、ガラス基板で構成されている。ただし、基板１および２の材質はこれに限るものではなく、基板１および２のうち、少なくとも一方が透明な基板であればよい。なお、表示素子１０における両基板間の間隔、すなわち誘電性物質層３の厚みは１０μｍである。ただし、両基板間の間隔はこれに限定されるものではなく、任意に設定すればよい。
【００４６】
図３は、電極４・５の配置および偏光板６・７の吸収軸方向を説明するための説明図である。この図に示すように、表示素子１０における電極４および電極５は、櫛歯状に形成された櫛形電極からなり、互いに対向配置されている。なお、表示素子１０では、電極４・５は、線幅５μｍ、電極間距離（電極間隔）５μｍで形成されているが、これに限らず、例えば、基板１と基板２との間のギャップに応じて任意に設定することができる。また、電極４・５の材料としては、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極材料、アルミニウム等の金属電極材料等、電極材料として従来公知の各種材料を用いることができる。また、両電極の形状は、櫛形電極に限るものではなく、適宜変更してもよい。
【００４７】
また、図３に示すように、両基板にそれぞれ設けられた偏光板６・７は、互いの吸収軸が直交するとともに、各偏光板における吸収軸と電極４・５における櫛歯部分の電極伸長方向（電界印加方向に直交する方向）とが約４５度の角度をなすように備えられている。このため、各偏光板における吸収軸は、電極４・５による電界印加方向に対して、約４５度の角度をなす。
【００４８】
誘電性物質層３には、下記の構造式（１）を有する化合物（以下、化合物Ａという）が封入されている。
【００４９】
【化１】
【００５０】
この化合物Ａは、３３．３℃未満でネマチック相を示し、それ以上の温度では、液晶分子の配向方向が等方的となり、等方相を示す。
【００５１】
また、本表示装置は、誘電性物質層３の温度を所定の温度、すなわち、化合物Ａのネマチック相−等方相相転移温度（液晶−等方相相転移温度）以上の温度に加熱する加熱手段（図示せず）を備えている。この加熱手段は、例えば、表示素子１０の周辺に設けられるヒータであってもよく、表示素子１０に直接貼合されるシート状ヒータ等であってもよい。
【００５２】
また、両基板１・２の対向面上に、ラビング処理が施された配向膜を、必要に応じて形成してもよい。この場合、基板１側に形成される配向膜は、電極４・５を覆うように形成してもよい。
【００５３】
図４（ａ）は、本表示装置において、誘電性物質層３をネマチック相−等方相の相転移直上近傍の温度に保ち、電極４・５間に電界を印加しない場合の、液晶分子の配向状態を示す説明図である。また、図４（ｂ）は、本表示装置において、ネマチック相−等方相の相転移直上近傍の温度に保ち、電極４・５間に電界を印加した状態における液晶分子の配向状態を示す説明図である。
【００５４】
これらの図に示したように、本表示装置では、誘電性物質層３を加熱手段によってネマチック相−等方相の相転移直上近傍の温度（相転移温度よりもわずかに高い温度、たとえば＋０．１Ｋ）に保ち、電界印加を行うことにより、透過率を変化させることができる。すなわち、図４（ａ）に示すように、電界無印加状態では、化合物Ａからなる誘電性物質層３は等方相であるため、光学的に等方的であり、黒表示状態となる。一方、電界印加時には図４（ｂ）に示すように、電界が印加されている領域において、電界方向に化合物Ａの分子の長軸方向が配向して複屈折が発現するので、透過率を変調できる。
【００５５】
図４（ｃ）は、本表示装置において、誘電性物質層３をネマチック相−等方相の相転移直上近傍の温度に保ち、電極４・５間に印加する電圧（電界）を変化させた場合の、電圧透過率曲線を示すグラフである。この図に示すように、本表示装置では、印加する電圧に応じて透過率を変化させることができる。
【００５６】
なお、誘電性物質層３の温度を相転移点直上に保つ場合、０Ｖ〜１００Ｖ前後の電圧で、実用上十分な程度に透過率を変調させることができる。しかしながら、相転移温度から十分に遠い温度（相転移温度よりも十分に高い温度）においては、以下に説明するように、必要な電圧が大きくなる。
【００５７】
すなわち、非特許文献４によると、電界印加により発生する複屈折は、
△ｎ＝λＢＥ２
で記述できる。なお、λは光の波長、Ｂはカー定数、Ｅは印加電界強度である。
【００５８】
そして、このカー定数Ｂは、
Ｂ∝（Ｔ−Ｔｎｉ）−１
に比例する。ここで、Ｔｎｉは転移点の温度であり、Ｔは媒質の温度である。
【００５９】
したがって、転移点（Ｔｎｉ）近傍では弱い電界強度で駆動できていたとしても、温度（Ｔ）が上昇するとともに急激に必要な電界強度が増大する。このため、相転移直上の温度では、約１００Ｖ以下の電圧で、透過率を十分に変調させることができるが、相転移温度から十分遠い温度では透過率を変調させるために必要な電圧が大きくなる。したがって、上述の相転移温度直上のカー効果を利用した表示素子では、高精度な温度制御が必要であり、温度制御の精度が低くなるほど、駆動電圧を高くすることが必要となる。
【００６０】
図１は、本表示装置における、各表示素子１０に対応する回路構成を示す等価回路図である。また、図５は、各表示素子１０において、基板１上に備えられた回路の構成を示す模式図である。
これらの図に示すように、本表示装置では、電極４および５が素子容量Ｃｐを構成しており、電極４がスイッチング素子ＴＦＴ１を介して信号線Ｓ１に接続され、電極５がスイッチング素子ＴＦＴ２を介して信号線Ｓに接続されている。すなわち、本表示装置には、対向電極線が備えられておらず、同一画素（同一表示素子）に２つの信号線（信号電極線）Ｓ１・Ｓ２が備えられている。このため、本表示装置では、信号電極と対向電極との区別が、もはやなくなっていると言うこともできる。
【００６１】
このように、本表示装置では、誘電性物質層３に封入された媒質に電圧を印加するための両方の電極（電極４・５）が、それぞれスイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２のドレインＤ１・Ｄ２側に接続されている。
【００６２】
このような構成とすることにより、本表示装置では、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２がオンの時には両電極４・５間に信号が書き込まれる一方、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２がオフの時には両電極４・５が、どの電極線（信号線）にも接続されない。すなわち、本表示装置では、素子容量Ｃｐの両側の端子（電極４・５）が、それぞれスイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２を介して信号線Ｓ１・Ｓ２に接続されているために、素子容量Ｃｐの両側の端子を、信号線Ｓ１・Ｓ２に対してハイインピーダンス（絶縁状態）にすることが可能となる。
【００６３】
その結果、他の走査線（例えば走査線Ｇ２）に接続されている他の表示素子の電極を逆の極性で書き込んでいても、当該表示素子１０（走査線Ｇ１に接続されている表示素子１０）における電極４・５の電位は一定に保たれる。すなわち、上記した従来の液晶表示装置のように、ドレイン電位が変動するといった問題は生じず、スイッチング素子ＴＦＴを駆動するためのゲート電圧を大きくする必要がなくなる。
【００６４】
この結果、本表示装置では、走査線Ｇに印加する電圧を小さく抑えることが可能となり、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２の耐久性を向上させることができる。また、例えば、駆動電圧を高くするために、信号線Ｓ１およびＳ２に印加する電圧を大きくした場合でも、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２の耐久性の低下を抑制することができる。
【００６５】
したがって、本表示装置によれば、高電圧駆動が可能となる。特に、本表示装置では、電気光学効果を用いた表示装置においても、高電圧駆動が可能となるので、高速応答特性と高視野角特性とを備えた表示装置を実現できる。
【００６６】
なお、本表示装置では、素子容量Ｃｐ（電極４・５間）に信号電圧を印加する場合には、電極４・５に接続されているスイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２を共にオンとする一方、電極４・５間に信号電圧を印加しない場合には、電極４・５に接続されているスイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２を共にオフとすることになる。このため、スイッチング素子ＴＦＴ１のドレインと走査線Ｇとの間に存在する寄生容量による電極４の電圧シフト（電圧変動）が、スイッチング素子ＴＦＴ２のドレインと走査線Ｇとの間に存在する寄生容量による電極５の電圧シフトと常に同様の傾向で発生する。したがって、両者の電圧シフトは相殺される傾向になり、両電極における電圧シフトの問題を軽減できる。
【００６７】
ここで、寄生容量は、例えば、スイッチング素子（ＴＦＴ）におけるドレイン電極と走査線とが重なり合う領域、すなわち、スイッチング素子（ＴＦＴ）のドレイン電極とゲート電極との間に形成される絶縁層に存在する。あるいは、スイッチング素子（ＴＦＴ）以外の箇所においても、例えば、ドレイン電極と走査線とが水平位置で最隣接する箇所などにも存在する。
【００６８】
また、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２は、同様の構成であることが好ましい。すなわち、両者のドレイン電極−ゲート電極間に発生する寄生容量は、同様であることが好ましい。また、電極４・５、スイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２、走査線Ｇの配置は、電極４・５と走査線との間に発生する寄生容量が同様となるように配置されることが好ましい。これらの構成では、両者の寄生容量に伴う電極４・５の電圧シフトが同様の大きさとなり、互いにキャンセルされるので、電圧シフトの問題を考慮する必要がなくなる。
【００６９】
なお、一般的に、画素数が多いパネル（例えばテレビなど）では充電能力を高めるためにスイッチング素子（ＴＦＴ）のサイズを大きくする必要があるが、このとき寄生容量も増大する。すなわち、充電能力と寄生容量とはトレードオフの関係がある。このため、本表示装置の構成は、画素数が多いパネルに特に好適である。
【００７０】
また、本表示装置は、図１に示した本表示装置の回路構成に加えて、各表示素子１０に補助容量を設ける構成としてもよい。例えば、図１５に示すように、補助容量Ｃｓを、素子容量Ｃｐ（電極４および５）に並列に接続してもよい。あるいは、図１６に示すように、図１に示した構成に加えて補助容量配線Ｃ’と、２つの補助容量Ｃｓ１・Ｃｓ２とを設け、素子容量Ｃｐにおける電極４・５を、それぞれ異なる補助容量Ｃｓ１・Ｃｓ２を介して補助容量配線Ｃ’に接続する構成としてもよい。このように、補助容量を設けることにより、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２におけるリーク電流の影響を小さくできる。
【００７１】
本表示装置は、大きな極性を有する物質を用いたほうが駆動電圧を低減できるという利点を有する。この場合、不純物イオンなどが多く含まれやすく、画素容量にもリーク電流が発生しやすいが、補助容量の付加はこの影響も小さくすることができるため好適である。
【００７２】
また、本表示装置では、基板１にのみ電極４・５が形成されているが、これに限らず、電極４・５を基板１・２のそれぞれに設けてもよい。
【００７３】
また、本表示装置では、誘電性物質層３に封入する媒質として上記化合物Ａを用いているが、これに限るものではない。例えば、他の液晶性物質であってもよい。この場合、単一化合物で液晶性を示すものであってもよく、複数の物質の混合により液晶性を示すものでもよい。あるいは、これらに他の非液晶性物質が混入されていてもよい。
【００７４】
例えば、上記特許文献１に記載してあるような液晶性物質、すなわち、５ＣＢ（４−シアノ−４’−ｎ−ペンチルビフェニル）、５ＯＣＢ（４−シアノ−４’−ｎ−ペンチルオキシビフェニル）、３ＯＣＢ（４−シアノ−４’−ｎ−プロピルオキシビフェニル）と５ＯＣＢと７ＯＣＢ（４−シアノ−４’−ｎ−ヘプチルオキシビフェニル）との等量混合物、ＰＣＨ５（トランス−４−ヘプチル−（４−シアノフェニル）−シクロヘキサン）、３ＨＰＦＦと５ＨＰＦＦと７ＨＰＦＦとの混合物（１，２−ジフルオロ−４−［トランス−４−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル］ベンゼンと、１，２−ジフルオロ−４−［トランス−４−（トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］ベンゼンと、１，２−ジフルオロ−４−［トランス−４−（トランス−４−ｎ−ヘプチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］ベンゼン）とよりなる混合物）などを適用してもよい。あるいは、これらの液晶性物質に溶媒を添加したものを適用してもよい。
【００７５】
また、特許文献２に記載してあるように、液晶性物質を、網目状高分子、マイクロカプセル、多孔質無機質などで小区域に分割したものを適用することもできる。
【００７６】
また、非特許文献９に記載してあるような高分子・液晶分散系（ネマチック液晶／高分子複合系）を適用することもできる。また、非特許文献１０に記載してあるようなゲル化剤を添加しても良い。
【００７７】
また、基板（誘電性物質層３）に封入する媒質は、例えば、ＰＬＺＴ（ジルコン酸鉛とチタン酸鉛との固溶体にランタンを添加した金属酸化物）のように、カー効果（電気光学効果）を示すものであってもよい。また、誘電性物質層３に封入する媒質としては、例えば、ニトロベンゼンなどのように、有極性分子を含有するものであってもよい。これらの媒質は、典型的には、電界無印加時には光学的に概ね等方であり、電界印加により光学変調を誘起される媒質である。すなわち、これらの媒質は、典型的には、電界印加に伴い分子、または分子集合体（クラスター）の配向秩序度が上昇する物質である。なお、誘電性物質層３に封入する媒質は、特に、電界印加により複屈折が上昇することが望ましい。
【００７８】
また、誘電性物質層３に封入する媒質は、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する他の媒質であってもよい。ここで、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する媒質とは、例えば、電界無印加時には光学的等方性を示し、電界印加により光学的異方性が発現する媒質であってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には球状であり、電界を印加することによって楕円に変化する。あるいは、電界無印加時に光学的異方性を有し、電界印加により光学的異方性が消失して光学的等方性を示す媒質であってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には楕円であり、電界を印加することによって球状に変化する。また、上記媒質は、電界無印加時に光学的異方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性の程度が変化するものであってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には楕円であり、電界を印加することによって形状が変化した楕円に変化する。
【００７９】
例えば、ナノスケールの構造を有する液晶相であり、光学的には等方的に見える液晶相を適用することができる。これらに電界を印加することにより、ナノスケールの微細構造にひずみを与え、光学変調を誘起させることができる。
【００８０】
あるいは、液晶分子が光の波長未満のサイズで放射状に配向している集合体で充填された、光学的に等方的に見えるような系を用いてもよい。これらに電界を印加すれば、放射状配向の集合体にひずみが与えられ、光学変調を誘起させることが可能である。
【００８１】
以下に、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として利用可能な媒質の例を、媒質例として記載する。ただし、以下に示す媒質例は、利用可能な媒質の一例を示すものであり、本表示装置に利用可能な媒質を限定するものではない。
【００８２】
〔媒質例１〕
例えば、従来のＩＰＳ方式（ＩＰＳモード）による液晶表示装置に用いられている液晶（例えば、ネマチック液晶など）を用いることができる。すなわち、本表示装置の構成は、ＩＰＳ方式を用いた液晶表示素子にも適用できる。
【００８３】
この場合、例えば、本表示装置に備えられる表示素子を、図６に示す表示素子２０のような構成としてもよい。
【００８４】
図６に示すように、表示素子２０は、図２（ａ）および図２（ｂ）の構成に加えて、基板２の内側にカラーフィルタ層（ＣＦ層）２１を備えている。また、基板１および２の内側には、電極（画素電極）４・５の伸長方向（電界方向に垂直な方向）に対して１０度程度斜めの方向（右回りまたは左回りのどちらでもよい）ラビングを施した水平配向膜２２・２３がそれぞれ備えられている。
【００８５】
なお、基板１および２は、両基板の間隙（誘電性物質層３の幅）が５μｍとなるように貼り合わされており、誘電性物質層３には、ネマチック液晶が封入されている。また、この構成では、基板１をＴＦＴ基板と表現し、基板２をＣＦ基板と表現することもできる。
【００８６】
このように、本表示装置を、ＩＰＳ方式の液晶表示装置として構成した場合でも、化合物Ａを用いた上記の構成と略同様の効果を得ることができる。すなわち、走査線Ｇに印加する電圧を小さく抑えることが可能となり、スイッチング素子ＴＦＴ１および２の耐久性を向上させることができる。また、例えば、駆動電圧を高くするために、信号線Ｓ１およびＳ２に印加する電圧を大きくした場合でも、スイッチング素子ＴＦＴ１および２の耐久性の低下を抑制することができる。
【００８７】
また、このような構成の本表示装置では、従来のＩＰＳ方式の液晶表示装置と比較して、高電圧駆動を行うことが可能である。このため、応答速度の高速化が可能となる。また、電極間ギャップ（電極４と電極５との間隔）を広げることができるので、高開口率化を図ることができる。
【００８８】
なお、上記の例では、電極４・５の伸長方向に対して１０度程度斜めの方向にラビングを施した水平配向膜２２・２３を備えているとしたが、これに限るものではない。例えば、電極４・５に対するラビング方向の傾斜角度は、任意に設定すればよい。また、基板１および２は、両基板の間隙が５μｍとなるように貼り合わされているとしたが、これに限らず、両基板の間隙は任意に設定すればよい。
【００８９】
〔媒質例２〕
また、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した本表示装置の構成において、誘電性物質層３に封入される媒質として、化合物Ａではなく、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する他の媒質を用いてもよい。
【００９０】
このような媒質として、例えば、非特許文献５および非特許文献６に記載されているＢＡＢＨ８を用いることができる。このＢＡＢＨ８の構造式は、下記構造式（２）で表わされる。
【００９１】
【化２】
【００９２】
ここで、誘電性物質層３に封入する物質としてＢＡＢＨ８を用いた場合、すなわち、図２（ａ）および図２（ｂ）の構成において、誘電性物質層３にＢＡＢＨ８を封入した場合の本表示装置における表示原理について説明する。
【００９３】
このような構成の本表示装置において、誘電性物質層３の温度を１３６．７℃以上１６１℃以下に制御する。この温度範囲では、ＢＡＢＨ８は、格子定数が約６ｎｍと光学波長より１桁以上も小さく、光学波長未満（可視光の波長未満）のスケールの、キュービック対称性（立方晶の対称性）を有する秩序構造（配向秩序）からなるキュービック相（cubic phase,立方晶相）を示す。なお、上記「分子シミュレーションでナノ構造液晶相を探る」には、図７〜図９に示すような、キュービック相の構造モデルが示されている。
【００９４】
上記したように、ＢＡＢＨ８は、秩序構造が光学波長未満であるため透明である。すなわち、上記温度範囲において、電界無印加の場合には、誘電性物質層３は光学的に等方性を示す（巨視的に見て等方であればよい）。したがって、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、直交ニコル下において良好な黒表示を行うことができる。
【００９５】
一方、誘電性物質層３の温度を１３６．７℃以上１６１℃以下に制御しながら、電極４・５間に電界を印加すると、キュービック対称性を有する構造に歪が生じ、光学的異方性が発現する。すなわち、ＢＡＢＨ８は、上記の温度範囲において、電界無印加状態では光学的に等方性であり、電界印加により光学的異方性が発現する。
【００９６】
このように、上記の構成の本表示装置では、電界を印加することによってキュービック対称性を有する構造に歪が生じ、複屈折が発生するので、良好な白表示を行うことができる。なお、複屈折が発生する方向は一定であり、その大きさが電界印加によって変化する。また、電極４・５間に印加する電圧（電界）と透過率との関係を示す電圧透過率曲線は、上記のような広い温度範囲において、安定した曲線となる。すなわち、上記構成の本表示装置では、１３６．７℃以上１６１℃以下の約２０Ｋの温度範囲において安定した電圧透過率曲線を得ることができ、温度制御が極めて容易となる。
【００９７】
ここで、ＢＡＢＨ８を用いた場合の本表示装置と、従来の表示方式の液晶表示装置との、表示原理の相違点について説明する。
【００９８】
図１０は、ＢＡＢＨ８を用いた場合の本表示装置および従来の表示方式の液晶表示素子における、表示原理の違いを説明するための説明図であり、電界印加時および電界無印加時における屈折率楕円体の形状および方向を模式的に表したものである。なお、図１０では、従来の表示方式として、ＴＮ方式、ＶＡ（Vertical Alignment、垂直配向）方式、ＩＰＳ（In Plane Switchig、面内応答）方式における表示原理を示している。
【００９９】
この図に示すように、ＴＮ方式の液晶表示素子は、対向する基板間に液晶層が挟持されており、両基板上にそれぞれ透明電極（電極）が備えられた構成である。そして、電界無印加時には、液晶層における液晶分子の長軸方向がらせん状に捻られて配向しているが、電界印加時には、液晶分子の長軸方向が電界方向に沿って配向する。この場合における平均的な屈折率楕円体は、図１０に示すように、電界無印加時には長軸方向が基板面に平行な方向を向いており、電界印加時には長軸方向が基板面法線方向を向く。すなわち、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形状は楕円であり、電界印加によって、その長軸方向（屈折率楕円体の向き）が変化する。すなわち、屈折率楕円体が回転する。なお、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形状は、ほぼ変わらない。
【０１００】
また、ＶＡ方式の液晶表示素子は、ＴＮ方式と同様、対向する基板間に液晶層が挟持されており、両基板上にそれぞれ透明電極（電極）が備えられた構成である。ただし、ＶＡ方式の液晶表示素子では、電界無印加時には、液晶層における液晶分子の長軸方向が、基板面に対して略垂直な方向に配向しているが、電界印加時には、液晶分子の長軸方向が電界に垂直な方向に配向する。この場合における平均的な屈折率楕円体は、図１０に示すように、電界無印加時には長軸方向が基板面法線を向いており、電界印加時には長軸方向が基板面に平行な方向を向く。すなわち、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形状は楕円であり、その長軸方向が変化する（屈折率楕円体が回転する）。また、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形状は、ほぼ変わらない。
【０１０１】
また、ＩＰＳ方式の液晶表示素子は、１つの基板上に対向する１対の電極が備えられており、両電極間の領域に液晶層が形成される構成である。そして、電界印加によって液晶分子の配向方向を変化させ、電界無印加時と電界印加字とで、異なる表示状態を実現できるようになっている。したがって、ＩＰＳ方式の液晶表示素子でも、図１０に示すように、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形状は楕円であり、その長軸方向が変化する（屈折率楕円体が回転する）。また、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形は、ほぼ変わらない。
【０１０２】
このように、従来の表示方式の液晶表示素子では、電界無印加時でも液晶分子が何らかの方向に配向しており、電界を印加することによってその配向方向を変化させて表示（透過率の変調）を行っている。すなわち、屈折率楕円体の形は変化しないが、屈折率楕円体の方向が電界印加によって回転（変化）することを利用して表示を行っている。また、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形はほぼ変わらない。つまり、従来の表示方式の液晶表示素子では、液晶分子の可視光以上における配向秩序度は一定であり、配向方向を変化させることによって表示を行っている。
【０１０３】
なお、ＢＡＢＨ８を用いた場合の本表示装置は、等方相（いわゆる液体相）を用いない点が、従来の液晶表示装置と異なっている。等方相とは、分子の配向方向が等方的である相を意味する。
【０１０４】
これらの表示方式に対して、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、図１０に示すように、電界無印加時には屈折率楕円体が、従来の液晶表示素子とは異なり、球状となる。すなわち、電界無印加時には等方的（可視光以上における配向秩序度＝０（配向秩序度が、可視光波長域および可視光波長域より大きい波長の光に対して何ら影響を与えない程度に小さい））である。そして、電界を印加することによって光学的異方性（可視光以上における配向秩序度＞０（配向秩序度が、可視光波長域および可視光波長域より大きい波長の光に対して影響を与える大きさ））が発現して、屈折率楕円体が楕円になる。すなわち、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、電界無印加時には屈折率楕円体の形が等方的（ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚ）であり、電界印加によって屈折率楕円体の形に異方性（ｎｘ＞ｎｙ）が発現する。ここで、ｎｘ，ｎｙ，ｎｚは、それぞれ、基板面に平行であって両電極の対向方向に平行な方向、基板面に平行であって両電極の対向方向に直交する方向、基板面に垂直な方向に対する、屈折率を表している。
【０１０５】
また、上記電界印加時の屈折率楕円体の長軸方向は、電界方向に対して常に平行（誘電異方性が正の媒質の場合）または垂直（誘電異方性が負の媒質を用いる場合）となる。
【０１０６】
これに対して、従来の液晶表示素子では、電界印加によって屈折率楕円体の長軸方向を回転させて表示を行うので、屈折率楕円体の長軸方向は、電界方向に対して常に平行または垂直になるとは限らない。
【０１０７】
このように、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、光学的異方性の方向は一定（電界印加方向は変化しない）であり、可視光以上における配向秩序度を変調させることによって表示を行っている。すなわち、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、媒質そのものの光学的異方性（または配向秩序）の程度が変化する。したがって、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置の表示原理は、他の表示方式の液晶表示装置と大きく異なっている。
【０１０８】
また、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、キュービック対称性を有する構造に生じる歪、すなわち、媒質における光学的異方性の程度の変化を用いて表示を行うので、液晶分子の配向方向を変化させて表示を行う従来の表示方式の液晶表示装置よりも、広視野角特性を実現できる。さらに、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、複屈折が発生する方向が一定であり、光軸方向が変化しないため、より広い視野角特性を実現できる。
【０１０９】
また、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、微小領域の構造（結晶のような格子）の歪によって発現する光学的異方性を用いて表示を行っている。このため、従来方式の表示原理のように、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響するといった問題がなく、１ｍｓ程度の高速応答を実現することができる。すなわち、従来方式の表示原理では液晶分子の配向方向の変化を利用していたため、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響していたが、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、微小領域の構造の歪を利用するため、液晶固有の粘度の影響が小さく、高速応答を実現することができる。このため、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置は、例えば、高速応答性が要求されるフィールドシーケンシャルカラー方式の表示装置にも好適である。
【０１１０】
なお、上記の説明では、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する媒質の例としてＢＡＢＨ８を用いる場合を説明したが、これに限らず、例えば、ＢＡＢＨ８以外の、キュービック相を示す分子からなる媒質を用いてもよい。
【０１１１】
〔媒質例３〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、液晶相の一つであるスメクチックＤ相（ＳｍＤ）を示す分子からなる媒質を適用できる。
【０１１２】
スメクチックＤ相を示す液晶性物質としては、例えば、ＡＮＢＣ１６がある。なお、ＡＮＢＣ１６については、非特許文献１のｐ.２１,図１構造１（ｎ＝１６）や、非特許文献６のｐ．８８８，Ｔａｂｌｅ１，化合物（ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｎｏ．）１，化合物１ａ，化合物１ａ−１に記載されている。これらの分子構造を、以下に記載する。
【０１１３】
【化３】
【０１１４】
【化４】
【０１１５】
4’n-alkoxy-3’-nitro-biphenyl-4-carboxylic acids X=NO2
n-15 Cr 127 SmC 187 Cub 198 SmA 204 I
この液晶性物質（ＡＮＢＣ１６、上記化学構造式（３）においてｎ＝１６）は、１７１．０℃〜１９７．２℃の温度範囲において、スメクチックＤ相を示す。スメクチックＤ相は、複数の分子がジャングルジム（登録商標）のような三次元的格子を形成しており、その格子定数は数十ｎｍ以下であり、光学波長未満である。すなわち、スメクチックＤ相は、キュービック対称性を有しており、光学波長未満の配向秩序（秩序構造）を有する。なお、本実施形態に示したＡＮＢＣ１６の格子定数は約６ｎｍである。このため、スメクチックＤ相は、光学的には等方性を示す。
【０１１６】
また、ＡＮＢＣ１６がスメクチックＤ相を示す上記の温度領域において、ＡＮＢＣ１６からなる誘電性物質層３に電界を印加すれば、分子自身に誘電異方性が存在するため、分子が電界方向に向こうとして格子構造に歪が生じる。すなわち、誘電性物質層３に光学的異方性が発現する。
【０１１７】
したがって、ＡＮＢＣ１６を本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。なお、ＡＮＢＣ１６に限らず、スメクチックＤ相を示す物質であれば、電界印加時と電界無印加時とで光学的異方性の程度が変化するので、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１１８】
〔媒質例４〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、液晶マイクロエマルションを適用できる。ここで、液晶マイクロエマルションとは、山本らによって名づけられた、Ｏ／Ｗ型マイクロエマルション（油の中に水を界面活性剤で水滴の形で溶解させた系で、油が連続相となる）の油分子をサーモトロピック液晶分子で置換したシステム（混合系）の総称である（非特許文献２参照）。
【０１１９】
液晶マイクロエマルションの具体例として、例えば、上記「液晶マイクロエマルション」に記載されている、ネマチック液晶相を示すサーモトロピック液晶（温度転移形液晶）であるPentylcyanobiphenyl（５ＣＢ）と、逆ミセル相を示すリオトロピック液晶（lyotropic liquid crystal,濃度転移形液晶、ライオトロピック液晶）であるDidodecyl ammonium bromide（ＤＤＡＢ）の水溶液との混合系がある。この混合系は、図１１および図１２のような模式図で表される構造を有している。
【０１２０】
また、この混合系は、典型的には逆ミセルの直径が５０Å程度、逆ミセル間の距離が２００Å程度である。これらのスケールは光学波長より一桁程度小さい。すなわち、上記の混合系（液晶マイクロエマルション）は光学波長未満の配向秩序（秩序構造）を有する。また、逆ミセルが三次元空間的にランダムに存在しており、各逆ミセルを中心に５ＣＢが放射状に配向している。したがって、上記の混合系は、光学的には等方性を示す。
【０１２１】
そして、上記の混合系からなる媒質に電界を印加すれば、５ＣＢに誘電異方性が存在するため、分子自身が電界方向に向こうとする。すなわち、逆ミセルを中心に放射状に配向していたため光学的に等方であった系に、配向異方性が発現し、光学的異方性が発現する。したがって、上記の混合系を本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。なお、上記の混合系に限らず、電界無印加と電界印加時とで光学的異方性の程度が変化する液晶マイクロエマルションであれば、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１２２】
〔媒質例５〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、特定の相を有するリオトロピック液晶（ライオトロピック液晶）を適用できる。ここで、リオトロピック液晶とは、一般に液晶を形成する主たる分子が、他の性質を持つ溶媒（水や有機溶剤など）に溶けているような他成分系の液晶を意味するものとする。また、上記の特定の相とは、電界印加時と電界無印加時とで、光学的異方性の程度が変化する相である。このような特定の相としては、例えば、非特許文献７に記載されているミセル相、スポンジ相、キュービック相、逆ミセル相がある。図１３に、リオトロピック液晶相の分類図を示す。
【０１２３】
両親媒性物質である界面活性剤には、ミセル相を発現する物質がある。例えば、イオン性界面活性剤である硫酸ドデシルナトリウムの水溶液やパルチミン酸カリウムの水溶液などは球状ミセルを形成する。また、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルと水との混合液では、ノニルフェニル基が疎水基として働き、オキシエチレン鎖が親水基として働くことにより、ミセルを形成する。他にも、スチレン−エチレンオキシドブロック共重合体の水溶液でもミセルを形成する。
【０１２４】
例えば、球状ミセルは、分子が空間的全方位にパッキングして（分子集合体を形成して）球状を示す。また、球状ミセルのサイズは、光学波長未満であるため、光学波長領域では光学的異方性を示さず等方的に見える。すなわち、球状ミセルは、光学波長未満の秩序構造（配向秩序）を有する。しかしながら、このような球状ミセルに電界を印加すれば、球状ミセルが歪むため光学的異方性を発現する。よって、球状ミセル相を示すリオトロピック液晶を、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。なお、球状ミセル相に限らず、他の形状のミセル相、すなわち、紐状ミセル相、楕円状ミセル相、棒状ミセル相などを示すリオトロピック液晶を誘電性物質層３に封入しても、略同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
また、濃度、温度、界面活性剤の条件によっては、親水基と疎水基が入れ替わった逆ミセルが形成されることが一般に知られている。このような逆ミセルは、光学的にはミセルと同様の効果を示す。したがって、逆ミセル相を示すリオトロピック液晶を、誘電性物質層３に封入する媒質として適用することにより、ミセル相を示すリオトロピック液晶を用いた場合と同等の効果を奏する。なお、媒質例２で説明した液晶マイクロエマルションは、逆ミセル相（逆ミセル構造）を示すリオトロピック液晶の一例である。
【０１２６】
また、非イオン性界面活性剤ペンタエチレングリコール−ドデシルエーテル（Pentaethylenglychol-dodecylether、Ｃ１２Ｅ５）の水溶液には、図１３に示したような、スポンジ相やキュービック相を示す濃度および温度領域が存在する。このようなスポンジ相やキュービック相は、光学波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているので、光学波長領域では透明な物質である。すなわち、これらの相からなる媒質は、光学的には等方性を示す。そして、これらの相からなる媒質に電界を印加すると、秩序構造（配向秩序）に歪が生じて光学的異方性が発現する。したがって、スポンジ相やキュービック相を示すリオトロピック液晶も、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１２７】
〔媒質例６〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、ミセル相、スポンジ相、キュービック相、逆ミセル相などの、電界印加時と電界無印加時とで光学的異方性の程度が変化する相を示す液晶微粒子分散系を適用できる。ここで、液晶微粒子分散系とは、溶媒（液晶）中に微粒子を混在させた混合系である。
【０１２８】
このような液晶微粒子分散系としては、例えば、非イオン性界面活性剤ペンタエチレングリコール−ドデシルエーテル（Pentaethylenglychol-dodecylether、Ｃ１２Ｅ５）の水溶液に、表面を硫酸基で修飾した直径１００Å程度のラテックス粒子を混在させた、液晶微粒子分散系がある。この液晶微粒子分散系では、スポンジ相が発現する。また、このスポンジ相の配向秩序（秩序構造）は光学波長未満である。したがって、上記媒質例３の場合と同様、上記の液晶微粒子分散系を、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１２９】
なお、上記のラッテックス粒子を媒質例２の液晶マイクロエマルションにおけるＤＤＡＢと置き換えることによって、媒質例２の液晶マイクロエマルションと同様な配向構造を得ることもできる。
【０１３０】
また、溶媒中に分散させる微粒子は、１種または２種以上のものにより構成されることが好ましい。
【０１３１】
また、平均粒子径が０．２μｍ以下の微粒子を用いることが好ましい。平均粒子径０．２μｍ以下の微小な大きさの微粒子を用いることにより、誘電性物質層３内における微粒子の分散性が安定し、長時間経っても微粒子が凝集したり、相が分離したりしない。したがって、例えば、微粒子が沈殿して局所的な微粒子のムラが生じることより、表示素子としてムラが生じることを充分に抑制できる。
【０１３２】
また、各微粒子の粒子間距離は２００ｎｍ以下であることが好ましく、１９０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【０１３３】
三次元的に分布した粒子に光を入射すると、ある波長において回折光が生じる。この回折光の発生を抑制すれば、光学的等方性が向上し、表示素子のコントラストが上昇する。
【０１３４】
三次元的に分布した粒子による回折光は入射する角度にも依存するが、回折される波長λは概ねλ＝２ｄで与えられる。ここで、ｄは粒子間距離である。
【０１３５】
ここで、回折光の波長が４００ｎｍ以下であれば、人間の目にほとんど認識されない。このため、λ≦４００ｎｍとすることが好ましく、その場合、粒子間距離ｄを２００ｎｍ以下とすればよい。
【０１３６】
さらに、国際照明委員会ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage）では、人間の目で認識できない波長は３８０ｎｍ以下と定めている。このため、λ≦３８０ｎｍとすることがさらに好ましく、その場合、粒子間距離ｄを１９０ｎｍ以下とすればよい。
【０１３７】
また、粒子間距離が長いと粒子間の相互作用が充分に働かず、ミセル相、スポンジ相、キュービック相、逆ミセル相などの相が発現しにくくなるので、この観点からも、粒子間距離は２００ｎｍ以下であることが好ましく、１９０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【０１３８】
また、誘電性物質層３における微粒子の濃度（含有量）を、この微粒子と誘電性物質層３に封入される媒質との総重量に対して、０．０５ｗｔ％〜２０ｗｔ％とすることが好ましい。誘電性物質層３における微粒子の濃度が０．０５ｗｔ％〜２０ｗｔ％となるように調製することにより、微粒子の凝集を抑制することができる。
【０１３９】
なお、誘電性物質層３に封入する微粒子は特に限定されるものではなく、透明なものでも不透明なものでもよい。また、微粒子は、高分子などの有機質微粒子であってもよく、無機質微粒子や金属系微粒子などであってもよい。
【０１４０】
有機質微粒子を用いる場合、例えば、ポリスチレンビーズ、ポリメチルメタクリレートビーズ、ポリヒドロキシアクリレートビーズ、ジビニルベンゼンビーズなどのポリマービーズ形態の微粒子を用いることが好ましい。また、これらの微粒子は架橋されていてもよく、架橋されていなくてもよい。無機質微粒子を用いる場合、例えば、ガラスビーズやシリカビーズ等の微粒子を用いることが好ましい。
【０１４１】
金属系微粒子を用いる場合、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、希土類金属が好ましい。例えば、チタニア、アルミナ、パラジウム、銀、金、銅が好ましく、これらの金属あるいはこれら金属元素の酸化物などからなる微粒子を用いることが好ましい。これら金属系微粒子は１種類の金属のみで用いてもよいし、２種類以上の金属を合金化、複合化して形成してもよい。例えば、銀粒子の周りをチタニアやパラジウムで覆ってもよい。銀粒子だけで金属微粒子を構成すると、銀の酸化により表示素子の特性が変化する恐れがあるが、パラジウムなどの金属で表面を覆うことにより銀の酸化が防げる。また、ビーズの形態の金属系微粒子はそのまま用いても良く、加熱処理したものや、ビーズ表面に有機物を付与したものを用いてもよい。付与する有機物としては液晶性を示すものが好ましい。例えば下記の構造式（５）からなる化合物が好ましい。
【０１４２】
【化５】
【０１４３】
ここで、ｎは０〜２の整数である。
また、６員環Ａは、下記の官能基のいずれかが好ましい。
【０１４４】
【化６】
【０１４５】
また、６員環Ｂ，Ｃは、１，４−フェニレン基、または、１，４−トランスシクロヘキシル基（trans−１，４−シクロヘキシレン基）等の６員環構造を有する置換基を示す。ただし、６員環Ｂ，Ｃは、上記例示の置換基にのみ限定されるものではなく、下記構造
【０１４６】
【化７】
【０１４７】
を有する置換基のうち、何れか一種の置換基を有していればよく、互いに同じであっても異なっていても構わない。なお、上記置換基において、ｍは１〜４の整数を示す。
【０１４８】
また、上記構造式（５）におけるＹ１、Ｙ２およびＹ３は、それぞれ、１０個までの炭素原子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキル基またはアルケニル基であり、この基中に存在する１個のＣＨ２基または隣接していない２個のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−および／または−Ｏ−ＣＯ−、により置き換えられていてもよく、単結合、―ＣＨ２ＣＨ２―、―ＣＨ２Ｏ―、―ＯＣＨ２―、―ＯＣＯ―、―ＣＯＯ―、―ＣＨ＝ＣＨ―、―Ｃ≡Ｃ―、―ＣＦ＝ＣＦ―、―（ＣＨ２）４―、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２―、―ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ―を含んでいてもよい。また、キラル炭素を含んでいてもよく、含まなくてもよい。また、Ｙ１、Ｙ２およびＹ３は、上記したいずれかの構造を有していれば、同じものであってもよく、異なるものであってもよい。
【０１４９】
また、上記構造式（５）におけるＲは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、アルケニル基、アルコキシル基を表す。
【０１５０】
また、金属微粒子の表面に付与する有機物は、金属１モルに対して１モル以上５０モル以下の割合であることが好ましい。
【０１５１】
上記の有機物を付与した金属系微粒子は、例えば、金属イオンを溶媒に溶解または分散してから、上記有機物と混合し、これを還元することによって得られる。上記溶媒としては水、アルコール類、エーテル類を用いることができる。
【０１５２】
また、分散させる微粒子としてフラーレン、および/または、カーボンナノチューブで形成されたものを用いてもよい。フラーレンとしては、炭素原子を球殻状に配置したものであればよく、例えば炭素原子数ｎが２４から９６の安定した構造のものが好ましい。このようなフラーレンとしては、例えば、炭素原子６０個からなるＣ６０の球状閉殻炭素分子群などが上げられる。また、カーボンナノチューブとしては、例えば、厚さ数原子層のグラファイト状炭素原子面を丸めた円筒形状のナノチューブなどが好ましい。
【０１５３】
また、微粒子の形状は特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円体状、塊状、柱状、錐状や、これらの形態に突起を持った形態、これらの形態に孔が開いている形態などであってもよい。また、微粒子の表面形態についても特に限定されるものではなく、例えば、平滑でも良く、凹凸や孔、溝を有していてもよい。
【０１５４】
〔媒質例７〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、デンドリマー（デンドリマー分子）を適用できる。ここで、デンドリマーとは、モノマー単位ごとに枝分かれのある三次元状の高分岐ポリマーである。
【０１５５】
デンドリマーは、枝分かれが多いために、ある程度以上の分子量になると球状構造となる。この球状構造は、光学波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているので、光学波長領域では透明な物質であり、電界印加によって配向秩序が変化して光学的異方性が発現する（光学的異方性の程度が変化する）。したがって、デンドリマーを、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１５６】
また、上記媒質例２の液晶マイクロエマルションにおけるＤＤＡＢを、デンドリマー物質に置き換えることにより、上記媒質例２の液晶マイクロエマルションと同様な配向構造を得ることができ、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１５７】
〔媒質例８〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、コレステリックブルー相を示す分子からなる媒質を適用できる。なお、図１３には、コレステリックブルー相の概略構造が示されている。
【０１５８】
図１３に示したように、コレステリックブルー相は、高い対称性の構造を有している。また、コレステリックブルー相は、光学波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているので、光学波長領域では概ね透明な物質であり、電界印加によって配向秩序が変化して光学的異方性が発現する（光学的異方性の程度が変化する）。すなわち、コレステリックブルー相は、おおむね光学的に等方性を示し、電界印加によって液晶分子が電界方向に向こうとするために格子が歪み、異方性を発現する。よって、コレステリックブルー相を示す分子からなる媒質を、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１５９】
なお、コレステリックブルー相を示す物質としては、例えば、ＪＣ１０４１（混合液晶、チッソ社製）を４８．２ｍｏｌ％、５ＣＢ（4-cyano-4’-pentyl biphenyl、ネマチック液晶）を４７．４ｍｏｌ％、ＺＬＩ−４５７２（カイラルドーパント、メルク社製）を４．４ｍｏｌ％混合した物質がある。この物質は、３３０．７Ｋから３３１．８Ｋの温度範囲で、コレステリックブルー相を示す。
【０１６０】
また、コレステリックブルー相を示す他の物質として、例えば、ＺＬＩ−２２９３（混合液晶、メルク社製）を６７．１ｗｔ％、Ｐ８ＰＩＭＢ（1,3-phenylene bis[4-(4-8-alkylphenyliminomethyl-benzoate、バナナ型（屈曲型）液晶、下記構造式（６）参照）を１５ｗｔ％、ＭＬＣ−６２４８（カイラル剤、メルク社製）を１７．９ｗｔ％混合した物質を用いてもよい。この物質は、７７．２℃から８２．１℃の温度範囲でコレステリックブルー相を示す。
【０１６１】
【化８】
【０１６２】
また、上記の各物質の混合比を適宜変更して用いてもよい。例えば、ＺＬＩ−２２９３を６９．７ｗｔ％、Ｐ８ＰＩＭＢを１５ｗｔ％、ＭＬＣ−６２４８（カイラル剤）を１５．３ｗｔ％混合した物質は８０．８℃から８１．６℃の温度範囲でコレステリックブルー相を示す。
【０１６３】
また、コレステリックブルー相を示すさらに他の物質として、例えば、ＺＬＩ−２２９３（混合液晶、メルク社製）を６７．１ｗｔ％、ＭＨＰＯＢＣ（4-(1-methylheptyloxycarbonyl)phenyl-4’-octylcarboxybiphenyl-4-carboxylate、直線状液晶、下記構造式（７）参照）を１５ｗｔ％、ＭＬＣ−６２４８（カイラル剤、メルク社製）を１７．９ｗｔ％混合した物質を用いてもよい。この物質は、８３．６℃から８７．９℃の温度範囲でコレステリックブルー相を示す。
【０１６４】
【化９】
【０１６５】
また、上記の各物質の混合比を適宜変更して用いてもよい。例えば、ＺＬＩ−２２９３を６９．７ｗｔ％、ＭＨＰＯＢＣを１５ｗｔ％、ＭＬＣ−６２４８（カイラル剤）を１５．３ｗｔ％混合した物質は８７．８℃から８８．４℃の温度範囲でコレステリックブルー相を示す。
【０１６６】
なお、ＺＬＩ−２２９３とＭＬＣ−６２４８とを混合するだけではコレステリックブルー相を発現させることはできなかったが、バナナ型（屈曲型）をした液晶Ｐ８ＰＩＭＢや直線状液晶ＭＨＰＯＢＣを添加することによりコレステリックブルー相を示した。
【０１６７】
また、上記の例では、直線状液晶としてラセミ体を用いたが、必ずしもラセミ体に限定されるものではなく、カイラル体を用いてもよい。またカイラル炭素を１つ、あるいは複数以上含んでいてよい。また、直線状液晶を用いる場合、直線状液晶ＭＨＰＯＢＣのように反傾構造（一層ごとに異なる方向を向いている）を持つものを用いることが好ましい。
【０１６８】
また、直線状液晶とは、化学構造式においてほぼ横長の直線に近い液晶分子を表すために用いた総称であり、実際の立体配置は化学構造式のように一平面内にあるとは限らず、折れ曲がっていることがあることはいうまでもない。
【０１６９】
また、バナナ型（屈曲型）液晶とは、化学構造式において屈曲部を有する液晶分子を表わすために用いた総称であり、Ｐ８ＰＩＭＢに限定されるものではない。例えば、化学構造式における屈曲部が、フェニレン基などのベンゼン環であってもよく、あるいは、ナフタレン環やメチレン鎖などで結合されてなるものであってもよい。このようなバナナ型（屈曲型）液晶としては、例えば、下記構造式（８）〜（１１）に示す化合物が挙げられる。
【０１７０】
【化１０】
【０１７１】
【化１１】
【０１７２】
【化１２】
【０１７３】
【化１３】
【０１７４】
また、アゾ基が含まれているバナナ型（屈曲型）液晶を用いてもよい。このようなバナナ型（屈曲型）液晶としては、例えば、下記構造式（１２）に示す化合物などが挙げられる。
【０１７５】
【化１４】
【０１７６】
また、上記した各バナナ型（屈曲型）液晶は結合部（屈曲部）の左右で対称的な化学構造を持っているが、これに限らず、結合部の左右で非対称な化学構造を持っていてもよい。このようなバナナ型（屈曲型）液晶としては、例えば、下記構造式（１３）に示す化合物が挙げられる。
【０１７７】
【化１５】
【０１７８】
また、上記した各バナナ型（屈曲型）液晶分子はカイラル炭素を含んでいないが、必ずしもこれに限定されるものではなく、カイラル炭素を１つ、あるいは複数含んでいてもよい。このようなバナナ型（屈曲型）液晶としては、例えば、下記構造式（１４）に示す化合物が挙げられる。
【０１７９】
【化１６】
【０１８０】
また、上記したように、本発明に適したコレステリックブルー相は光学波長未満の欠陥秩序を有しているので、光学波長領域では概ね透明であり、概ね光学的に等方性を示す。ここで、概ね光学的に等方性を示すというのは、コレステリックブルー相は液晶の螺旋ピッチを反映した色を呈するが、この螺旋ピッチによる呈色を除いて、光学的に等方性を示すことを意味する。なお、螺旋ピッチを反映した波長の光を選択的に反射にする現象は、選択反射と呼ばれる。この選択反射の波長域が可視域に無い場合には呈色しない（呈色が人間の目に認識されない）が、可視域にある場合にはその波長に対応した色を示す。
【０１８１】
ここで、４００ｎｍ以上の選択反射波長域または螺旋ピッチを持つ場合、コレステリックブルー相（ブルー相）では、その螺旋ピッチを反映した色に呈色する。すなわち、可視光が反射されるので、それによって呈する色が人間の目に認識されてしまう。したがって、例えば、本発明の表示素子でフルカラー表示を実現してテレビなどに応用する場合、その反射ピークが可視域にあるのは好ましくない。
【０１８２】
なお、選択反射波長は、上記媒質の持つ螺旋軸への入射角度にも依存する。このため、上記媒質の構造が一次元的ではないとき、つまりコレステリックブルー相のように三次元的な構造を持つ場合には、光の螺旋軸への入射角度は分布を持ってしまう。したがって、選択反射波長の幅にも分布ができる。
【０１８３】
このため、ブルー相の選択反射波長域または螺旋ピッチは可視域以下、つまり４００ｎｍ以下であることが好ましい。ブルー相の選択反射波長域または螺旋ピッチが４００ｎｍ以下であれば、上記のような呈色が人間の目にほとんど認識されない。
【０１８４】
また、国際照明委員会ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage）では、人間の目の認識できない波長は３８０ｎｍ以下であると定められている。したがって、ブルー相の選択反射波長域または螺旋ピッチが３８０ｎｍ以下であることがより好ましい。この場合、上記のような呈色が人間の目に認識されることを確実に防止できる。
【０１８５】
また、上記のような呈色は、螺旋ピッチ、入射角度だけでなく、誘電性媒質の平均屈折率とも関係する。このとき、呈色する色の光は波長λ＝ｎＰを中心とした波長幅Δλ＝ＰΔｎの光である。ここで、ｎは平均屈折率、Ｐは螺旋ピッチである。また、Δｎは屈折率の異方性である。
【０１８６】
Δｎは、誘電性物質によりそれぞれ異なるが、例えば液晶性物質を上記誘電性物質層３に封入する物質として用いた場合、液晶性物質の平均屈折率は１．５程度、Δｎは０．１程度なので、この場合、呈色する色が可視域にないためには、螺旋ピッチＰは、λ＝４００とすると、Ｐ＝４００/１．５＝２６７ｎｍになる。また、ΔλはΔλ＝０．１×２６７＝２６．７になる。したがって、上記のような呈色が人間の目にほとんど認識されないようにするためには、上記媒質の螺旋ピッチを、２６７ｎｍから２６．７ｎｍの約半分である１３．４ｎｍを引いた２５３ｎｍ以下にすればよい。すなわち、上記のような呈色を防止するためには、上記媒質の螺旋ピッチが２５３ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１８７】
また、上記の説明では、λ＝ｎＰの関係において、λを４００ｎｍとしたが、λを国際照明委員会ＣＩＥが人間の目の認識できない波長として定めている３８０ｎｍとした場合には、呈色する色が可視域外とするための螺旋ピッチは２４０ｎｍ以下となる。すなわち、上記媒質の螺旋ピッチを２４０ｎｍ以下とすることにより、上記ような呈色を確実に防止することができる。
【０１８８】
例えば、ＪＣ１０４１（混合液晶、チッソ社製）を５０．０ｗｔ％、５ＣＢ（4-cyano-4’-pentyl biphenyl、ネマチック液晶）を３８．５ｗｔ％、ＺＬＩ−４５７２（カイラルドーパント、メルク社製）を１１．５ｗｔ％混合した物質がある。この物質は、約５３℃以下で液体的な等方相から光学的な等方相に相転移するが、螺旋ピッチが約２２０ｎｍであり、可視域以下にあるために呈色しなかった。
【０１８９】
上述のように、本発明に適したコレステリックブルー相は光学波長未満の欠陥秩序を有している。欠陥構造は隣り合う分子が大きく捩れていることに起因していているので、コレステリックブルー相を示す誘電性媒質は大きなねじれ構造を発現させるためにカイラル性を示す必要がある。大きな捩れ構造を発現させるためには、誘電性媒質にカイラル剤を加えることが好ましい。
【０１９０】
カイラル剤の濃度としてはカイラル剤の持つ捩れ力にもよるが、８ｗｔ％または４ｍｏｌ％以上であることが好ましい。カイラル剤の割合が８ｗｔ％または４ｍｏｌ％以上とすることにより、コレステリックブルー相の温度範囲が約１℃以上になった。カイラル剤の割合が８ｗｔ％または４ｍｏｌ％未満の場合は、コレステリックブルー相の温度範囲が狭くなった。
【０１９１】
また、カイラル剤の濃度が１１．５ｗｔ％以上であることが、さらに好ましい。カイラル剤の濃度が１１．５ｗｔ％以上の場合、螺旋ピッチが約２２０ｎｍになり呈色しなかった。
【０１９２】
また、カイラル剤の濃度は１５ｗｔ％以上であることが、さらに好ましい。バナナ型（屈曲型）液晶や反傾構造をもつ直線状液晶を添加することによりコレステリックブルー相を発現させる場合、カイラル剤の濃度が１５ｗｔ％以上であれば、コレステリックブルー相の温度範囲が約１℃になった。また、カイラル剤の濃度を１７．９ｗｔ％に増やすことにより、コレステリックブルー相の温度範囲はさらに広がった。
【０１９３】
このように、カイラル剤の濃度が高いとコレステリックブルー相を発現しやすくなり、さらにコレステリックブルー相が持つ螺旋ピッチも短くなるので好ましい。
【０１９４】
ただし、カイラル剤の添加量が多くなり過ぎると、誘電性物質層３全体の液晶性が低下するという問題が生じる。液晶性の欠如は、電界印加時における光学的異方性の発生度合いの低下に繋がり、表示素子としての機能の低下を招く。また、液晶性が低下することにより、コレステリックブルー相の安定性の低下に繋がり、コレステリックブルー相の温度範囲の拡大が見込めなくなる。このため、カイラル剤の添加濃度の上限値が決まり、本願本発明者等の解析によれば、その上限濃度は８０ｗｔ％であることがわかった。すなわち、カイラル剤の濃度は８０ｗｔ％以下であることが好ましい。
【０１９５】
また、本実施の形態では、カイラル剤としてはＺＬＩ−４５７２やＭＬＣ−６２４８を用いたが、これに限るものではない。一例として、Ｓ８１１（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）など市販品を用いてもよい。また、軸不斉のカイラル剤を用いても良い。軸不斉のカイラル剤としては、例えば、軸不斉ビナフチル誘導体（下記化合物（１５）参照）を用いることができる。
【０１９６】
【化１７】
【０１９７】
ここで、ｎは４〜１４の整数である。
【０１９８】
なお、この化合物（１５）はｎが奇数の時に単独でブルー相を示すことがある。例えば、ｎ＝７の場合には約１０３℃から約９４℃の範囲でブルー相を示す。したがって、この化合物（１５）が単独でブルー相を示す（液晶性がある）場合には、誘電性物質層３に封入する媒質として、この化合物（１５）を単独で用いても良いし、また、化合物（１５）をカイラル剤として用いても良い。
【０１９９】
なお、上記の説明では、コレステリックブルー相におけるカイラル剤添加による効果を述べてきたが、カイラル剤添加による上記の効果はコレステリックブルー相に限定されるものではなく、スメクチックブルー相やネマチック相等の液晶相を示す誘電性媒質においても、略同様の効果を得ることができる。
【０２００】
〔媒質例９〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、スメクチックブルー（ＢＰＳｍ）相を示す分子からなる媒質を適用できる。なお、図１３には、スメクチックブルー相の概略構造が示されている。
【０２０１】
図１３に示したように、スメクチックブルー相は、コレステリックブルー相と同様、高い対称性の構造を有している。また、光学波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているので、光学波長領域では概ね透明な物質であり、電界印加によって配向秩序が変化して光学的異方性が発現する（光学的異方性の程度が変化する）。すなわち、スメクチックブルー相は、おおむね光学的に等方性を示し、電界印加によって液晶分子が電界方向に向こうとするために格子が歪み、異方性を発現する。よって、スメクチックブルー相を示す分子からなる媒質を、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０２０２】
なお、スメクチックブルー相を示す物質としては、例えば、非特許文献８に記載されているＦＨ／ＦＨ／ＨＨ−１４ＢＴＭＨＣがある。この物質は、７４．４℃〜７３．２℃でＢＰＳｍ３相、７３．２℃〜７２．３℃でＢＰＳｍ２相、７２．３℃〜７２．１℃でＢＰＳｍ１相を示す。
【０２０３】
また、スメクチックブルー相を示す媒質を用いる場合には、コレステリックブルー相を示す媒質を用いる場合と同様、ブルー相の選択反射波長域または螺旋ピッチは４００ｎｍ以下であることが好ましく、３８０ｎｍ以下であることがより好ましい。さらに、螺旋ピッチは２５３ｎｍ以下であることが好ましく、２４０ｎｍ以下であることがより好ましい。
【０２０４】
また、本表示素子の誘電性物質３に用いる媒質としては、光学波長未満の配向秩序（秩序構造）を有していて、電界印加により光学的異方性の程度が変化する媒質であればよく、スメクチックブルー相やコレステリックブルー相に類似した相を持つ物質でもよい。
【０２０５】
スメクチックブルー相やコレステリックブルー相に類似した相を示す物質としては、例えば下記の化合物（１６）および（１７）の混合物があげられる。
【０２０６】
【化１８】
【０２０７】
【化１９】
【０２０８】
ここで、Ｌは２〜１０の整数を表し、ｍは２〜１４の整数を表し、ｎは０〜６の整数である。
【０２０９】
なお、化合物（１６）と化合物（１７）とを混合する場合には、２×（ｎ+１）＝ｍの関係を満たすように混合することが好ましい。また、化合物（１６）と化合物（１７）との混合割合は、適宜設定すればよい。例えばＬ＝６、ｍ＝６、ｎ＝２の場合、化合物（１６）と化合物（１７）とを等量混合すると、スメクチックブルー相に類似した相（光学波長未満の配向秩序（秩序構造）を有する相）を約１４３℃から約１３０℃の範囲で示す。また、Ｌ＝６、ｍ＝６、ｎ＝２の場合に、化合物（１６）を３０％、化合物（１７）を７０％の割合で混合したときには、約１３２℃から約１２０℃の範囲で光学波長未満の配向秩序（秩序構造）を有する相を示す。
【０２１０】
また、誘電性物質（誘電性物質層３に封入する媒質）のネマティック相状態における、５５０ｎｍでの屈折率異方性をΔｎとし、１ｋＨｚでの誘電率異方性をΔεとすると、Δｎ×Δεが２．９以上であることが好ましい。
【０２１１】
ここで、屈折率異方性（Δｎ）は、電界印加時の楕円（屈折率楕円体）の主軸方向（すなわち、光波の偏光の成分方向）の屈折率（異常光屈折率）をｎｅ、上記楕円の主軸方向に垂直な方向の屈折率（常光屈折率）をｎｏとすると、Δｎ＝ｎｅ−ｎｏで表される。すなわち、本発明において、上記屈折率異方性（Δｎ）は、Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ（ｎｅ：異常光屈折率、ｎｏ：常光屈折率）で示される複屈折変化を示す。
【０２１２】
また、誘電率異方性（誘電率変化）（Δε）は、誘電率の異方性を示し、液晶分子の長軸方向における誘電率をεｅ、液晶分子の短軸方向における誘電率をεｏとすると、Δε＝εｅ−εｏで表される値である。
【０２１３】
次に、誘電性物質層３に上記媒質例４の液晶微粒子分散系を封入した本表示素子について行った、駆動電圧の測定結果について説明する。
【０２１４】
溶媒としては上記化合物（１）を用いた。この誘電性物質（液晶微粒子分散系）のΔｎ×Δεは約２．２であった。また、誘電性物質層３の厚みを１０μｍ、櫛型電極４・５の電極間距離を３．３μｍで形成した。なお、上記屈折率異方性Δｎは、アッベ屈折計（アタゴ製「４Ｔ（商品名）」）を使用し、波長５５０ｎｍにて測定した。また、上記誘電率異方性Δεは、インピーダンスアナライザー（東陽テクニカ社製「ＳＩ１２６０（商品名）」）を使用し、周波数１ｋＨｚにて測定した。
【０２１５】
このように形成した本表示素子について、駆動電圧を変化させながら透過率を測定したところ、透過率が最大となる駆動電圧は約２８Ｖであった（図２４参照）。
【０２１６】
ところで、非特許文献４によると、電界印加により発生する複屈折△ｎ（Ｅ）は、
△ｎ（Ｅ）＝λＢＥ２
で記述できる。ここで、λは光の波長、Ｂはカー定数、Ｅは印加電界強度である。
【０２１７】
また、複屈折が変化することにより透過率Ｔは下式のように変化する。
Ｔ＝ｓｉｎ２（π×Δｎ（Ｅ）×ｄ/λ）＝ｓｉｎ２（πＢＥ２ｄ）
ここで、ｄは誘電性物質層３の厚さである。
【０２１８】
したがって、上式より、透過率が最大になるのは、πＢＥ２ｄ＝π/２
の場合である。
【０２１９】
また、上式よりΔＢ＝Δｎ（Ｅ）/λＥ２＝ΔｎＱ（Ｅ）/λＥ２
である。ここで、Ｑ（Ｅ）は配向秩序パラメータである。
【０２２０】
また、非特許文献４によると、Ｑ∝Δε×Ｅ２である。
【０２２１】
よって、透過率が最大となる駆動電圧Ｖは、櫛型電極４・５の電極間距離をＳとすると、
Ｖ＝ＥＳ＝Ｓ×ｓｑｒｔ（１/（２×Ｂ×ｄ））∝Ｓ×ｓｑｒｔ（１/（Δｎ×Δε）×ｄ）
になる。
【０２２２】
以上の結果をもとに、上記誘電性物質を本表示素子に封入して測定した電圧−透過率特性、及び、上記駆動電圧とΔｎ×Δεの関係式から見積もった、透過率が最大となる電圧値（Ｖ（Ｖ））と、Δｎ×Δεとの関係を図２４に示す。
【０２２３】
図２４に示すように、屈折率異方性Δｎと誘電率異方性Δεとの積（Δｎ×Δε）が２．９以上の誘電率物質を使用し、誘電性物質層３の厚みを１０μｍ、櫛型電極４・５の電極間距離を３．３μｍとした場合、透過率が最大となる駆動電圧は２４Ｖになる。
【０２２４】
本表示素子をアクティブマトリクス駆動の表示装置に適用する場合には、櫛歯電極４・５に印加する電圧（電界）のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング素子（ＴＦＴ素子）を用いる。スイッチング素子（ＴＦＴ素子）のゲート電極の膜厚と膜質とを最適化した場合に、ゲート電極に印加することが可能な耐圧（電圧）を測定したところ、最大で６３Ｖであった。したがって、この耐圧からゲート電極の電位がＨｉｇｈ（すなわち、ゲート電極ＯＮ）のときの電圧１０Ｖおよびゲート電極の電位がＬｏｗ（すなわち、ゲート電極ＯＦＦ）のときの電圧−５Ｖ分を差し引いた４８Ｖｐｐ（６３−１０−５＝４８Ｖｐｐ（peak-to-peak））が、誘電性物質層３に印加することができる最大限の電圧値である。この電圧値は、実効値（ｒｍｓ：root-mean-square）で言えば±２４Ｖになる。
【０２２５】
したがって、誘電性物質層３の厚みを１０μｍ、櫛型電極４・５の電極間距離を３．３μｍとする場合には、屈折率異方性Δｎと誘電率異方性Δεとの積（Δｎ×Δε）が２．９以上の誘電率物質を使用することにより、スイッチング素子の耐圧範囲内で、透過率を最大とすることができる。
【０２２６】
なお、Δｎ×Δεが２．９以上の誘電率物質としては、例えば、化合物（１８）があげられる。
【０２２７】
【化２０】
【０２２８】
ここで、Ｒはアルキル基を表す。化合物（１８）はΔεが約２５、Δｎが約０．１５であり、Δｎ×Δε＝３．７５になる。
【０２２９】
また、櫛歯電極構造の本表示素子において、さらに透過率が最大となる駆動電圧を下げるためには、櫛歯電極間隔を狭くすることが考えられるが、製造上の精度やプロセスマージン、プロセスコスト等の制限から、櫛歯電極間隔を狭くすることには限界がある。
【０２３０】
また、櫛歯電極構造の本表示素子において、さらに駆動電圧を下げるためには、誘電性物質層３の厚さをさらに厚くすることも考えられる。しかしながら、誘電性物質層の厚さを単純に厚くしても、電界が印加される厚みは、必ずしも誘電性物質層の厚さの増加分だけ増えるわけではない。このため、誘電性物質層３の厚みを１０μｍから、さらに厚くしても駆動電圧の低減には効果的ではない。
【０２３１】
〔実施例２〕
本表示装置において、誘電性物質層３に封入する媒質を、透明な誘電性物質である4’-n-alkoxy-3’-nitrobiphenyl-4-carboxylic acids （ＡＮＢＣ−２２）とした。ＡＮＢＣ−２２の化学構造は化合物（３）（ｎ＝２２）である。
【０２３２】
なお、基板１および２には、ガラス基板を用いた。また、両基板間の間隔は、ビーズをあらかじめ散布しておくことにより、４μｍになるように調整した。すなわち、誘電性物質層３の厚さを４μｍとした。
【０２３３】
電極４・５は、ＩＴＯからなる透明電極とした。また、両基板の内側（対向面）には、ラビング処理を施したポリイミドからなる配向膜をそれぞれ形成した。ここで、両配向膜に施すラビング方向は、スメクチックＣ相において明状態となる方向であることが望ましく、典型的には偏光板６・７の吸収軸方向と４５度の角度をなしていることが望ましい。なお、基板１側の配向膜については、電極４・５を覆うように形成した。
【０２３４】
偏光板６・７は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、互いの吸収軸が直交するとともに、各偏光板における吸収軸と電極４・５における櫛歯部分の電極伸長方向とが約４５度の角度をなすように、それぞれ基板１および２の外側（対向面の反対側）に設けた。
【０２３５】
このような構成では、上記媒質は、スメクチックＣ相―キュービック相相転移温度よりも低温側の温度において、スメクチックＣ相を示す。なお、スメクチックＣ相は、電界無印加状態において光学的異方性を示す。
【０２３６】
そして、誘電性物質層３の温度を、加熱装置によってスメクチックＣ相−キュービック相の相転移近傍の温度（相相転移温度の低温側１０Ｋ程度まで）に保ち、電界印加（電圧５０Ｖ程度の交流電場（０より大きく数百ｋＨｚまで））を行ったところ、透過率を変化させることができた。すなわち、電界無印加時に光学的異方性を示すスメクチックＣ相（明状態）に、電界を印加することにより、等方的なキュービック相（暗状態）に変化させることができた。つまり、上記の表示装置は、電界無印加時に光学的異方性を示し、電界を印加することによって光学的等方性を示す。なお、この場合、屈折率楕円体は楕円（電界無印加時）から球状（電界印加時）に変化する。
【０２３７】
このように、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、電界無印加時に光学的異方性を有し、電界印加により光学的異方性が消失して光学的等方性を示す媒質を用いた場合にも、良好な表示を実現することができた。
【０２３８】
なお、各偏光板６．７の吸収軸と櫛形電極４・５がなす角度は４５度に限らず、０〜９０度のあらゆる角度で表示を行うことが出来た。これは、明状態の表示は電界無印加時で実現しているので、ラビング方向と偏光板吸収軸方向の関係だけで達成でき、また、暗状態の表示は電界印加による媒質の光学的等方相への電界誘起相転移で実現しているので、各偏光板吸収軸が互いに直交していればよく、偏光板吸収軸方向と櫛型電極方向との関係によらないためである。また、配向処理は必ずしも必要ではなく、アモルファス配向状態（ランダム配向状態）でも表示を行うことが出来た。
【０２３９】
また、本発明の表示素子において用いられる媒質は、従来の液晶表示素子に用いられている媒質であってもよく、あるいは、電界（外場）の印加によって光学的異方性の程度が変化する媒質であってもよい。
【０２４０】
光学的異方性の程度が変化する媒質としては、例えば、電界（外場）を印加することによって秩序構造（配向秩序）が変化し、光学的異方性の程度が変化するものを用いることができる。例えば、電界（外場）印加時または無印加時に光学波長以下の秩序構造を有し、電界印加によって秩序構造が変化して光学的異方性の程度が変化する媒質を用いてもよい。あるいは、電界（外場）無印加時に光学的異方性を示す秩序構造を有し、電界印加によって秩序構造が変化して光学的異方性の程度が変化する媒質を用いてもよい。
【０２４１】
このような光学的異方性の程度が変化する媒質を用いる場合、液晶分子の配向方向の変化を利用する従来の液晶表示素子のように液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響することがないので、従来の液晶表示素子よりも高速応答を実現できる。また、上記媒質を、外場印加時または外場無印加時に所定の秩序構造を示す状態（外場を印加することによって秩序構造に歪みが生じ、光学的異方性の程度が変化する状態）となる温度に保つだけでよいので、温度制御を容易にすることができる。例えば、上記した特許文献１に記載されているような、電界印加による有極性分子における電子の偏りを利用する従来の電気光学効果を利用した表示装置では、駆動温度範囲が液晶相の相転移点近傍の温度に制限され、極めて高精度な温度制御が必要であるという問題があった。これに対して、上記の構成によれば、上記媒質を、外場印加時または外場無印加時に所定の秩序構造を示す状態となる温度に保つだけでよいので、温度制御を容易にすることができる。
【０２４２】
例えば、上記したＢＡＢＨ８を上記媒質として用いる場合、２４．３Ｋの温度範囲（１３６．７℃〜１６１℃）において、上記媒質を、電界（外場）印加によって光学的異方性の程度が変化する状態に保つことができる。また、上記したＡＮＢＣ１６を上記媒質として用いる場合、２６．２Ｋの温度範囲（１７１．０℃〜１９７．２℃）において、上記媒質を、電界（外場）印加によって光学的異方性の程度が変化する状態に保つことができる。なお、上記媒質が外場印加時または外場無印加時に所定の秩序構造を示す状態となる温度範囲の上限は特に限定されるものではなく、上記した各媒質よりもさらに広い温度範囲で所定の秩序構造を示す媒質を用いてもよい。また、上記媒質が外場印加時または外場無印加時に所定の秩序構造を示す状態となる温度範囲の下限は０．１Ｋよりも大きいことが好ましく、１Ｋ以上であることがより好ましい。
【０２４３】
〔実施の形態２〕
本発明の表示装置に関する他の実施形態について、図１４を用いて説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１と同様の機能を有する部材については、実施の形態１と同じ符号を付し、説明を省略する。
【０２４４】
本実施の形態にかかる表示装置は、図２（ａ）、図２（ｂ）、および図３に示した表示素子１０と略同様の断面構造を備えている。ただし、電極４・５に接続される回路構成、すなわち、スイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２および信号線、走査線の構成が異なっている。なお、本実施の形態にかかる表示装置は、電極４・５が、それぞれ異なるスイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２を介して他の配線に接続されているという点においては、実施の形態１にかかる表示装置と同様である。また、誘電性物質層３に封入する媒質には、実施の形態１と同様の媒質を用いることができる。
【０２４５】
図１４は、本実施の形態にかかる表示装置における回路構成を示す等価回路図である。この図に示すように、本実施の形態にかかる表示装置では、電極４および５が素子容量Ｃｐを構成している。そして、電極４がスイッチング素子ＴＦＴ１を介して信号線Ｓに接続され、電極５がスイッチング素子ＴＦＴ２を介して対向電極線Ｃに接続されている。すなわち、本実施の形態にかかる表示装置では、電極４および５が、それぞれ異なるスイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２を介して信号線Ｓおよび対向電極線Ｃに接続されている。また、本実施の形態にかかる表示装置は、信号線Ｓおよび対向電極線Ｃに電圧を印加することにより、誘電性物質層３に電界を発現させ、表示を行うようになっている。なお、信号線Ｓおよび対向電極線Ｃに印加する電圧については、上記した従来の液晶表示装置と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０２４６】
本実施の形態にかかる表示装置では、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２をオンとすることにより、素子容量Ｃｐ（表示素子）の両電極間に信号を書き込むようになっている。そして、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２がオフとなっている場合には、対向電極線Ｃの電位が変動したとしても、素子容量Ｃｐの電極４・５間の電位差は一定に保たれる。すなわち、他の走査線（図示せず）に接続されている電極を逆の極性で書き込む場合でも、素子容量Ｃｐにおける電極４・５の電位差は一定に保たれる。
【０２４７】
したがって、上記した従来の液晶表示装置のように、ドレイン電位が変動するといった問題が生じず、スイッチング素子ＴＦＴを駆動するためのゲート電圧を大きくする必要がなくなる。
【０２４８】
この結果、本実施の形態にかかる表示装置では、走査線Ｇに印加する電圧を小さく抑えることが可能となり、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２の耐久性を向上させることができる。また、例えば、駆動電圧を高くするために、信号線Ｓに印加する電圧を大きくした場合でも、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２の耐久性の低下を抑制することができる。
【０２４９】
したがって、本実施の形態にかかる表示装置によれば、高電圧駆動が可能であり、高速応答特性と高視野角特性とを備えた表示装置を実現することができる。
【０２５０】
また、本実施の形態にかかる表示装置では、実施の形態１にかかる表示装置のように、全表示素子（全画素）について信号線を２本備える必要がない。したがって、実施の形態１と比較して必要な信号線の数が１／２となるので、構造を単純化できるとともに、製造時の良品率を向上させることができる。
【０２５１】
なお、本実施の形態にかかる表示装置において、補助容量をさらに備えてもよい。この場合、例えば、素子容量Ｃｐ（電極４および５）に対して並列となるように補助容量を接続すればよい。あるいは、電極４に一方の電極を接続される補助容量Ｃｓ１と、電極５に一方の電極を接続される補助容量Ｃｓ２と、補助容量Ｃｓ１およびＣｓ２における他方の電極が接続される補助容量配線とを備える構成としてもよい。このように、補助容量を設けることにより、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２のリーク電流の影響を小さくすることができる。
【０２５２】
また、本表示装置では、基板１にのみ電極４・５が形成されているが、これに限らず、電極４・５を基板１・２のそれぞれに設けてもよい。例えば、図１４の構成における対向電極５を基板２側に設けてもよい。図２２は、この場合の等価回路図である。
【０２５３】
この図に示す例では、対向電極５を基板２側に設ける場合、スイッチング素子ＴＦＴ２および走査線Ｇｃを基板２に設けている。
【０２５４】
図２３（ａ）〜図２３（ｃ）は、この場合の配線模式図である。すなわち、図２３（ａ）は、信号線（信号配線）Ｓが配設される側の基板である基板１側の配線模式図である。図２３（ｂ）は、対向電極線（対向電極配線）Ｃが配設される側の基板である基板２側の配線模式図である。図２３（ｃ）は、基板１側から見た場合の信号電極４と対向電極５との位置関係を示す配線模式図である。
【０２５５】
図２３（ａ）に示すように、基板１側は、例えば従来のＴＮ型の基板（従来のＴＦＴ基板）と同等である。また、図２３（ｂ）および図２３（ｃ）に示すように、基板２側には、基板１側の電極（画素電極）４に対応して対向電極５が個々に設けられている。なお、図２３（ｂ）に示すように、対向電極５はスイッチング素子ＴＦＴ２を介して、各画素について同一の対向電極線Ｃに接続されている。また、スイッチング素子ＴＦＴ２のゲート電極は、走査線Ｇｃに接続されている。
【０２５６】
この構成では、基板２に設けられるスイッチング素子ＴＦＴ２が各画素について共通の対向電極線Ｃに接続される。したがって、基板２では、信号線を各画素に備えられるスイッチング素子ＴＦＴ２に個別に配線する必要がない。このため、良品率を向上させることができる。また、基板２にソースドライバを接続する必要がない。
【０２５７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２５８】
すなわち、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
【０２５９】
なお、本発明に係る表示装置は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第１電極および第２電極とを有する表示素子を備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、上記第１電極および第２電極が、それぞれ異なるスイッチング素子に接続されている構成としてもよい。
【０２６０】
上記の構成によれば、上記第１電極および第２電極が接続されたスイッチング素子がオフとなっている場合には、上記両電極がどの電極線にも接続されない。このため、他の表示素子に対して、当該表示素子に書き込まれた極性とは逆の極性で書き込む場合でも、当該表示素子における第１電極および第２電極の電位を一定に保つことができる。したがって、スイッチング素子を駆動するための電圧を小さく抑えることができ、スイッチング素子の耐久性を向上させることができる。
【０２６１】
また、上記の構成によれば、駆動電圧を高くするために、第１電極および第２電極に印加する電圧を大きくした場合でも、スイッチング素子の耐久性の低下を抑制することができる。したがって、高電圧駆動を行う場合でも、スイッチング素子の耐久性の低下を抑制できる。すなわち、耐圧の限られたスイッチング素子を用いる場合でも、駆動電圧を増加させることが可能となる。
【０２６２】
また、本発明の表示装置は、上記表示素子を複数備えるとともに、各表示素子について第１信号線および第２信号線が設けられており、上記第１電極および第２電極が、それぞれ異なるスイッチング素子を介して、異なる信号線に接続されている構成としてもよい。
【０２６３】
上記の構成によれば、上記両電極間に信号電圧を印加する場合には、両電極に接続されているスイッチング素子を共にオンとする一方、上記両電極間に信号電圧を印加しない場合には、両電極に接続されているスイッチング素子を共にオフとすることになる。したがって、スイッチング素子の寄生容量による両電極の電圧変動が、同様の傾向で発生する。このため、両電極における電圧変動は相殺される傾向となり、両電極における電圧シフトの問題を軽減できる。
【０２６４】
また、本発明の表示装置は、上記表示素子を複数備えるとともに、上記各表示素子について設けられた信号線と、複数の表示素子について共通に設けられた対向電極線とを備えており、上記第１電極は、スイッチング素子を介して上記信号線に接続されており、上記第２電極は、上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記対向電極線に接続されている構成としてもよい。
【０２６５】
上記の構成によれば、各表示素子について信号線を２本備える必要がない。すなわち、信号線の数を増加させる必要がない。このため、構造を単純化できるとともに、製造時の良品率を向上させることができる。
【０２６６】
また、本発明の表示装置は、上記媒質が、電界の２次に比例して屈折率が変化する媒質を含む構成であってもよい。また、上記媒質が、液晶性物質を含有する媒質を含む構成であってもよい。また、上記媒質が、有極性分子を含有する媒質を含む構成であってもよい。
【０２６７】
また、上記媒質が、電界を印加することによって光学的異方性の程度が変化する構成であってもよい。ここで、光学的異方性の程度が変化するということは、屈折率楕円体の形状が変わることを意味する。すなわち、本発明の表示素子では、電界無印加時と電界印加時における屈折率楕円体の形状の変化を利用することで、異なる表示状態を実現することができる。
【０２６８】
一方、従来の液晶表示素子では、電界印加時と電界無印加時とで、屈折率楕円体は楕円のままであり、その長軸方向（屈折率楕円体の向き）が変化（回転）する。すなわち、電界無印加時と電界印加時とにおける屈折率楕円体の長軸方向が変化（回転）することで、異なる表示状態を実現していた。
【０２６９】
従来の液晶表示素子では、液晶分子の配向方向の変化を利用していたため、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響していた。これに対して、上記の構成では、媒質における光学的異方性の程度の変化を用いて表示を行う。したがって、上記の構成によれば、従来の液晶表示素子のように、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響するといった問題がないので、高速応答を実現することができる。また、本発明の表示素子は高速応答性を備えているので、例えば、フィールドシーケンシャルカラー方式の表示装置に利用することもできる。
【０２７０】
また、従来の電気光学効果を利用した液晶表示素子では、駆動温度範囲が液晶相の相転移点近傍の温度に制限され、極めて高精度な温度制御が必要であるという問題があった。これに対して、上記の構成によれば、上記媒質を、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する状態となる温度に保つだけでよいので、温度制御を容易にすることができる。
【０２７１】
また、上記の構成では、媒質における光学的異方性の程度の変化を用いて表示を行うので、液晶分子の配向方向を変化させて表示を行う従来の液晶表示素子よりも、広視野角特性を実現できる。
【０２７２】
また、この場合、上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示すものであってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には球状であり、電界を印加することによって楕円に変化する。あるいは、電界無印加時に光学的異方性を示し、電界を印加することによって光学的等方性を示すものであってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には楕円であり、電界を印加することによって球状に変化する。また、上記媒質は、電界無印加時に光学的異方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性の程度が変化するものであってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には楕円であり、電界を印加することによって形状が変化した楕円に変化する。
【０２７３】
また、上記媒質を構成する分子は、電界印加時または電界無印加時に、光学波長未満の秩序構造（配向秩序）を有するものであってもよい。つまり、上記媒質は、光学波長未満では液体的な等方相ではなく秩序（秩序構造、配向秩序）を持っていてもよい。この秩序構造が光学波長未満であれば、光学的には等方性を示す。したがって、電界印加時または電界無印加時に、秩序構造が光学波長未満となる媒質を用いることにより、電界無印加時と電界印加時とにおける表示状態を確実に異ならせることができる。
【０２７４】
また、上記媒質、すなわち、電界を印加することによって光学的異方性の程度が変化する媒質は、例えば、分子の配列がキュービック対称性を示す秩序構造（配向秩序）を有する媒質であってもよい。あるいは、キュービック相またはスメクチックＤ相を示す分子からなる媒質であってもよい。あるいは、液晶マイクロエマルションからなる媒質であってもよい。あるいは、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、キュービック相のいずれかを示すリオトロピック液晶からなる媒質であってもよい。あるいは、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、キュービック相のいずれかを示す液晶微粒子分散系からなる媒質であってもよい。あるいは、デンドリマーからなるものであってもよい。あるいは、コレステリックブルー相を示す分子からなる媒質であってもよい。あるいは、スメクチックブルー相を示す分子からなる媒質であってもよい。
【０２７５】
上記したいずれかの媒質を用いることにより、電界印加時と電界無印加時とで、異なる表示状態を実現できる。
【０２７６】
また、上記媒質は、４００ｎｍ以下の選択反射波長域または螺旋ピッチを有するものであってもよい。上記媒質が４００ｎｍより大きい螺旋ピッチを有する場合、その螺旋ピッチを反映した色に呈色してしまう場合がある。つまり、上記媒質が４００ｎｍより大きい場合には、その螺旋ピッチを反映した波長の光が選択的に反射されてしまい、表示素子の表示色が螺旋ピッチを反映した色に呈色してしまう場合がある。このような螺旋ピッチを反映した波長の光を選択的に反射にする現象は、選択反射と呼ばれる。
【０２７７】
そこで、上記媒質の選択反射波長域または螺旋ピッチを、４００ｎｍ以下とすることにより、このような呈色を防止することができる。すなわち、４００ｎｍ以下の光は、人間の目ではほとんど認識できないので、上記のような呈色が問題になることはない。
【０２７８】
なお、選択反射波長は上記媒質の持つ螺旋軸への入射角度にも依存する。このため、上記媒質の有する秩序構造が一次元的な構造ではない場合、例えば三次元的な構造を持つ場合には、光の螺旋軸への入射角度は分布を持ってしまう。したがって、選択反射波長の幅にも分布ができる。よって、選択反射波長域全体が４００ｎｍ以下であることが好ましい。
【０２７９】
また、上記媒質の選択反射波長域または螺旋ピッチは３８０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。国際照明委員会ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage）では、人間の目で認識できない波長は３８０ｎｍ以下と定めている。したがって、上記媒質の選択反射波長域または螺旋ピッチが３８０ｎｍ以下であれば、上記呈色を確実に防止することができる。
【０２８０】
また、上記媒質の螺旋ピッチは２５３ｎｍ以下であることがさらに好ましい。上記呈色は螺旋ピッチ、入射角度だけでなく、誘電性媒質（媒質）の平均屈折率とも関係する。このとき、呈色する色の光は、波長λ＝ｎＰを中心とした波長幅Δλ＝ＰΔｎの光である。
ここで、ｎは平均屈折率、Ｐは螺旋ピッチである。また、Δｎは屈折率の異方性である。
【０２８１】
Δｎは、誘電性物質（媒質）によりそれぞれ異なるが、例えば液晶性物質を上記媒質として用いた場合、液晶性物質の平均屈折率ｎは１．５程度、Δｎは０．１程度である。この場合、呈色する色を可視域外とするためには、螺旋ピッチＰは、λ＝４００とすると、４００/１．５＝２６７ｎｍになる。また、Δλは０．１×２６７＝２６．７ｎｍになる。したがって、上記媒質の螺旋ピッチを、２６７ｎｍから２６．７ｎｍの約半分である１３．４ｎｍを引いた２５３ｎｍ以下とすることにより、このような呈色を防止することができる。
【０２８２】
また、上記媒質の螺旋ピッチは２４０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。上記ではλ＝ｎＰの関係において、λを４００ｎｍ（人間の目が概ね認識できない波長）としたが、λを３８０ｎｍ（人間の目が確実に認識できない波長）とした場合には、誘電性媒質（媒質）の平均屈折率を考慮した場合に上記のような呈色を防止するための上記媒質の螺旋ピッチは２４０ｎｍ以下となる。したがって、上記媒質の螺旋ピッチを２４０ｎｍ以下とすることにより、上記のような呈色を確実に防止することができる。
【０２８３】
また、本表示装置は、上記第１電極および第２電極に並列に接続された補助容量を備えている構成としてもよい。あるいは、上記第１電極に一方の電極を接続される第１補助容量と、上記第２電極に一方の電極を接続される第２補助容量と、上記第１補助容量の他方の電極および上記第２補助容量の他方の電極が接続される補助容量配線とを備えている構成としてもよい。
【０２８４】
上記いずれかの構成のように、補助容量を備えることにより、上記スイッチング素子におけるリーク電流の影響を小さくできる。
【０２８５】
また、本表示装置は、上記第１電極および上記第２電極が、上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されていてもよい。
【０２８６】
一般的に、基板面に略平行な方向に電界を印加する横電界駆動方式の表示装置では、開口率や応答速度を向上させるために、駆動電圧を高くする傾向にある。上記の構成によれば、このような横電界駆動方式の表示装置において、スイッチング素子の耐圧が限られている場合でも、駆動電圧を増大させることができる。
【０２８７】
また、上記の構成では、上記第１電極とそれに接続されるスイッチング素子、および、上記第２電極とそれに接続されるスイッチング素子が、同一の基板上に形成されることになる。この場合、各画素について１つのスイッチング素子を設けた従来の横電界駆動方式の表示装置、あるいは、両基板間（両基板にそれぞれ設けられた電極間）に電界を印加する縦電界駆動方式の表示装置において両基板にそれぞれスイッチング素子を設け、両基板に備えられる電極をそれぞれ異なるスイッチング素子に接続する場合に比べて、以下のような利点がある。
（ａ）従来の横電界方式の表示装置と略同様の製造プロセス（ＴＦＴ基板製造工程）によって製造できるので、製造コストの増大を招くことがない。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板についてそれぞれＴＦＴ（スイッチング素子）を形成する必要があるので、工程数が大幅に増加する。
（ｂ）従来の横電界方式の表示装置と同様、ドライバ（ソース（信号）ドライバ、ゲートドライバ）を一方の基板に接続するだけでよい。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板についてそれぞれドライバを接続する必要があり、パネル構造が複雑になる。
（ｃ）カラーフィルタを、必ずしもＴＦＴが形成される基板側に設ける必要がない。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板についてそれぞれＴＦＴを形成する必要があるので、カラーフィルタをＴＦＴが形成される基板側に設けることになる。このため、良品率の低下や製造コストの増加、パネル信頼性の低下を招く。
（ｄ）ＴＦＴを従来の横電界方式の表示装置と同様の向きに形成すればよいので、バックライトによって光電流が生じることを防止できる。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、一方の基板側に設けられるＴＦＴのチャネルがバックライトと正対するので、光電流によるオフ不良が発生してしまう場合がある。
（ｅ）各ＴＦＴに接続されるゲートを共通にできるので、ゲートドライバの数が増加することがない。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板に設けられるＴＦＴごとにそれぞれゲート線を設ける必要があるので、ゲートドライバの数が増加（倍増）してしまう。また、ソースドライバの数についても同様に増加（倍増）する。
（ｆ）ＴＦＴを一方の基板にのみ形成すればよいので、基板上に画素とその駆動回路とを一括して形成するモノリシック構造（例えば低温ポリシリコンモノリシックパネル）にすることにより、良品率を低下させることなくドライバ数を削減できる。すなわち、上記の構成は、モノリシック構造と相性がよい。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置においてモノリシック構造を採用することも可能であるが、その場合、良品率が大幅に低下するという問題がある。すなわち、モノリシック構造の場合には一般的に良品率が低いが、上記縦電界駆動方式の表示装置ではモノリシック構造の基板を２枚組み合わせる必要があり、良品率は一方の基板をモノリシック構造とする場合の２乗となる。
【０２８８】
ただし、本発明の表示装置は、横電界駆動方式の表示装置に限定されるものではなく、縦電界駆動方式の表示装置であってもよい。すなわち、上記第１電極および上記第２電極が、互いに異なる基板に形成されている構成であってもよい。なお、この場合、上記表示素子を複数備えるとともに、上記各表示素子について設けられた信号線と、複数の表示素子について共通に設けられた対向電極線とを備えており、上記第１電極は、スイッチング素子を介して上記信号線に接続されており、上記第２電極は、上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記対向電極線に接続されていることが好ましい。
【０２８９】
上記の構成によれば、一方の基板に設けられるＴＦＴが各画素について共通の対向電極線に接続される。したがって、上記一方の基板において、信号線を各画素に備えられるＴＦＴに個別に配線する必要がない。このため、良品率を向上させることができる。また、上記一方の基板にソースドライバを接続する必要がない。
【産業上の利用可能性】
【０２９０】
本発明の表示装置は、テレビやモニター等の画像表示装置や、ワープロやパーソナルコンピュータ等のＯＡ機器、あるいは、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話等の情報端末等に備えられる画像表示装置に、広く適用することができる。また、本表示装置は、高速応答性を有しているので、例えばフィールドシーケンシャルカラー方式の表示装置にも適用できる。
【符号の説明】
【０２９１】
１、２ 基板
３ 誘電性物質層
４、５ 電極
６、７ 偏光板
２１ カラーフィルタ
２２、２３ 水平配向膜
Ｃ 対向電極線
Ｃｐ 素子容量
Ｃ’ 補助容量配線
Ｃｓ 補助容量
Ｃｓ１ 補助容量（第１補助容量）
Ｃｓ２ 補助容量（第２補助容量）
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２ ドレイン
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇｃ 走査線（走査信号線）
Ｓ 信号線（データ信号線）
Ｓ１ 信号線（第１信号線）
Ｓ２ 信号線（第２信号線）
ＴＦＴ、ＴＦＴ１、ＴＦＴ２ スイッチング素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧駆動が可能な表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、各種表示素子のなかでも薄型で軽量かつ消費電力が小さいといった利点を有している。このため、テレビやモニター等の画像表示装置や、ワープロ、パーソナルコンピュータ等のＯＡ（Office Automation）機器、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話等の情報端末などに備えられる画像表示装置に広く用いられている。
【０００３】
液晶表示素子の液晶表示方式としては、従来、例えば、ネマチック（ネマティック）液晶を用いたツイステッドネマチック（ＴＮ）モ−ドや、強誘電性液晶（ＦＬＣ）あるいは反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）を用いた表示モード、高分子分散型液晶表示モ−ド等が知られている。また、基板面に対して平行な方向の電界を用いて表示を行うＩＰＳ（In-Plane Switching）モード（横電界駆動方式）が知られている。
【０００４】
これらの液晶表示素子において、応答速度を向上させるためには、駆動電圧を高くすることが有効である。特に、ＩＰＳモードでは、開口率や応答速度を向上させるために、駆動電圧を高くする傾向にある。
【０００５】
ところが、従来の液晶表示装置に適用されているＴＦＴ（スイッチング素子）構造（ＴＦＴを含む回路構成）は、高駆動電圧には不向きである。
【０００６】
ここで、従来の液晶表示装置における回路構成が、高電圧駆動に適さない理由について説明する。図１７は、従来のＩＰＳ方式の液晶表示装置に備えられる表示素子１００の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、表示素子１００は、２枚のガラス基板（基板１０１および１０２）の間に挟持された誘電性物質層１０３に、液晶（図示せず）が封入されてなる。また、基板１０１における基板１０２との対向面には、誘電性物質層１０３に電界を印加するための信号電極１０４および対向電極１０５が互いに対向配置されている。さらに、基板１０１および１０２における、両基板の対向面とは反対側の面には、それぞれ偏光板１０６および１０７が備えられている。そして、この液晶表示装置は、両電極間に電圧を印加することによって形成される電界により、液晶分子の配向方向を変化させて表示を行うようになっている。
【０００７】
また、図１８は、上記の液晶表示装置に備えられる、スイッチング素子ＴＦＴを用いた画素等価回路図であり、図１９は、表示素子１００の画素構造の模式図である。これらの図に示すように、上記の液晶表示装置では、信号電極１０４と対向電極１０５とが素子容量Ｃｐを構成しており、信号電極１０４はスイッチング素子ＴＦＴを介して信号線Ｓに接続され、対向電極１０５は対向電極線Ｃに接続されている。また、スイッチング素子ＴＦＴのゲート電極は、走査線Ｇに接続されている。なお、図１９に示すように、両基板１０１・１０２にそれぞれ設けられた偏光板１０６・１０７は、互いの吸収軸が直交するとともに、各偏光板における吸収軸と両電極１０４・１０５の対向方向（電界方向）とが約４５度の角度をなすように備えられている。
【０００８】
このような構成からなる従来の液晶表示素子において、対向電極線Ｃに印加する電圧をＤＣ（直流、一定）とし、信号線Ｓに印加できる電圧のダイナミックレンジをＶｐｐとすると、表示素子１００（素子容量（素子）Ｃｐ）の安定駆動を意図した交流駆動を行うことにより、表示素子１００に±Ｖｐｐ／２の電圧を印加できる。すなわち、対向電極線Ｃに印加する電位を一定（Ｖｐｐ／２）とし、信号線ＳにＶｐｐ〜Ｖｐｐ／２の範囲の電圧を印加した場合には、表示素子１００にＶｐｐ／２〜０（＝信号線Ｓの電圧−対向電極線Ｃの電圧）の電圧が印加され、信号線ＳにＶｐｐ／２〜０の範囲の電圧を印加した場合には、表示素子１００に０〜−Ｖｐｐ／２の電圧が印加される。
【０００９】
ところで、このような液晶表示装置において、表示素子１００に印加できる電圧を大きくし、駆動電圧を高めたい場合、対向電極線Ｃに印加する電圧をＡＣ（交流）にすることが考えられる。例えば、対向電極１０５（対向電極線Ｃ）に印加する電圧を０〜Ｖｐｐで交流化する。この場合、信号線Ｓに印加される電圧をＶｐｐ〜０とし、対向電極線Ｃに印加される電圧を０とすると、表示素子１００にＶｐｐ〜０の電圧が印加される。一方、信号線Ｓに印加する電圧をＶｐｐ〜０とし、対向電極線Ｃに印加される電圧をＶｐｐとすると、表示素子１００に０〜−Ｖｐｐの電圧が印加される。すなわち、対向電極線Ｃに印加する電圧を０〜Ｖｐｐの範囲で交流化することにより、０〜±Ｖｐｐの範囲の電圧を表示素子１００に印加でき、表示素子１００に印加する電圧を都合２倍にできる。
【００１０】
なお、対向電極線Ｃに印加する電圧をＡＣにしても、駆動電圧が不足する場合には、信号線Ｓから供給することができる電圧のダイナミックレンジＶｐｐを増強する必要がある。つまり、対向電極１０５に印加する電圧の交流化および信号線Ｓに印加する電圧のダイナミックレンジＶｐｐの増強により、表示素子１００の高電圧駆動化を図ることができる。
【００１１】
しかしながら、この場合には、走査線Ｇに印加する電圧が大きくなってしまい、スイッチング素子ＴＦＴの耐久性が低下するという問題がある。この問題について、図２０および図２１を用いて説明する。図２０は、上記従来の液晶表示装置における、異なる走査線Ｇに接続された、隣接する２つの画素（画素１１および画素１２）についての等価回路図である。また、図２１は、画素１１および画素１２における、各部の電圧状態の一例を示したタイミングチャートである。
【００１２】
図２０に示す構成では、図１８に示した表示素子１００の回路構成からなる画素（表示素子）１１および画素（表示素子）１２が隣接して配置されている。そして、この画素１１および１２における素子容量Ｃｐは、一方の電極がスイッチング素子ＴＦＴを介して共通の信号線Ｓに接続されており、他方の電極が共通の対向電極線Ｃに接続されている。
【００１３】
このような構成では、例えば、図２１に示すように、画素１１において、対向電極１０５の電位（対向電極線Ｃの電位）が０、信号電圧（信号線Ｓに印加されている電圧）がＶｐｐの状態で、スイッチング素子ＴＦＴをオンにすると、ドレインＤの電位がＶｐｐとなり、Ｖｐｐが書き込まれる。そして、この状態からスイッチング素子ＴＦＴをオフにしても、隣接する画素１２に対して逆極性で書き込んでいない場合、すなわち、対向電極線Ｃの電位が０のままの場合には、ドレインＤと対向電極線Ｃ（対応電極）の電位差は、Ｖｐｐで保たれる。
【００１４】
しかしながら、隣接する画素１２において、逆極性での書き込みが行われる場合、すなわち、対向電位（対向電極線Ｃの電位）がＶｐｐ、信号電圧が０の状態でスイッチング素子ＴＦＴをオンにした場合、画素１１におけるドレインＤの電位は２Ｖｐｐとなる。これは、画素１１と画素１２とで対向電極線Ｃが共有されており、また、画素１１における素子容量（画素容量）Ｃｐの両端子間の電位差は不変であるためである。
【００１５】
つまり、画素１２を書き込むために対向電極線Ｃの電位をＶｐｐとすると、画素１１および画素１２における対向電極線Ｃは共通（すべてつながっている）なので、画素１１の素子容量Ｃｐにおける対向電極線Ｃ側の端子の電位はＶｐｐとなる。一方、画素１１はスイッチング素子ＴＦＴがオフとなっているので、素子容量Ｃｐに充電された電荷はどこにも逃げ場がなく、素子容量Ｃｐの両端子間の電位差は一定に保たれる。このため、対向電極線Ｃ側の端子における電位が変動すると、その変動幅と同じ分だけドレインＤ側の端子の電位が変動してしまう。
【００１６】
なお、図２１に示したように、画素１２に０を書き込んだ後、スイッチング素子ＴＦＴをオフにした状態において、他の画素にＶｐｐを書き込むために対向電極線Ｃの電位が０とされると、画素１２におけるドレインＤの電位は−Ｖｐｐに下がってしまう。
【００１７】
このように、従来の液晶表示装置に備えられる回路構成では、他の画素を逆の極性で書き込む場合に、ドレインＤの電位が、書き込み時の電位（上記の例では、Ｖｐｐまたは０）から大きく変動する（上記の例では、２Ｖｐｐまたは−Ｖｐｐに変動する）という問題がある。
【００１８】
なお、各画素を正確に駆動させるためには、上記のようにドレイン電位（ドレインＤの電位）が変動しても、スイッチング素子ＴＦＴを正確にオンおよびオフさせる必要がある。このため、走査線Ｇに印加する、スイッチング素子ＴＦＴをオンするための電圧（ゲートオン電圧）とオフにするための電圧（ゲートオフ電圧）との差を、ドレイン電位の変動分だけ大きくする必要がある。
【００１９】
しかしながら、走査線Ｇに印加する電圧が大きくなると、スイッチング素子ＴＦＴの耐久性が大きく低下してしまう（例えば、チャネル部のオフ電流が上昇する）。したがって、特に、信号線Ｓに印加する電圧のダイナミックレンジＶｐｐを増強した場合には、スイッチング素子ＴＦＴに与えるダメージが大きくなるという問題がある。
【００２０】
したがって、従来の液晶表示素子において液晶層に印加できる駆動電圧は、スイッチング素子としてのＴＦＴ（thin film transistor、薄膜トランジスタ）の耐圧特性によって制限される。特に、近年では、各画素のスイッチング素子としてポリシリコンからなるＴＦＴを用いた、ポリシリコンパネル（例えば、基板上に画素とその駆動回路とを一括して形成するモノリシックポリシリコンパネル）が多用されているが、この場合、ポリシリコンからなるＴＦＴは耐圧が低いので、駆動電圧の上限も低くなってしまう。
【００２１】
このため、液晶表示素子（液晶パネル）に備えられるスイッチング素子として耐圧の限られたＴＦＴを用いる場合でも、液晶に印加できる電圧（駆動電圧、電界）を大きくする技術が求められている。
【００２２】
ところで、上記した各液晶表示方式のうち、例えば、ＴＮモードの液晶表示素子は、従来から実用化されている。しかしながら、ＴＮモードを用いた液晶表示素子には、応答が遅い、視野角が狭い等の欠点があり、これらの欠点は、ＣＲＴ（cathode ray tube）を凌駕する上で大きな妨げとなっている。
【００２３】
また、ＦＬＣあるいはＡＦＬＣを用いた表示モ−ドは、応答が速く、視野角が広いといった利点を有してはいるものの、耐ショック性、温度特性等の面で大きな欠点があり、広く実用化されるまでには至っていない。
【００２４】
さらに、光散乱を利用する高分子分散型液晶表示モ−ドは、偏光板を必要とせず、高輝度表示が可能であるが、本質的に位相板による視角制御ができない上、応答特性の面で課題を有しており、ＴＮモードに対する優位性は少ない。
【００２５】
これら表示方式は、何れも、液晶分子が一定方向に整列した状態にあり、液晶分子に対する角度によって見え方が異なるため、視角制限がある。また、これら表示方式は、何れも、電界印加による液晶分子の回転を利用するものであり、液晶分子が整列したまま揃って回転するため、応答に時間を要する。なお、ＦＬＣやＡＦＬＣを用いた表示モードの場合、応答速度や視野角の面では有利であるが、外力による非可逆的な配向破壊が問題となる。
【００２６】
一方、電界印加による液晶分子の回転を利用するこれらの表示方式に対して、二次の電気光学効果を利用した電子分極による表示方式が提案されている。
【００２７】
電気光学効果とは、物質の屈折率が外部電界によって変化する現象である。電気光学効果には、電界の一次に比例する効果と二次に比例する効果とがあり、それぞれポッケルス効果、カー効果と呼ばれている。特に、二次の電気光学効果であるカー効果は、高速の光シャッターへの応用が早くから進められており、特殊な計測機器において実用化されている。
【００２８】
カー効果は、１８７５年にJ. Kerr（カー）によって発見されたものであり、これまでに、カー効果を示す材料としては、ニトロベンゼンや二硫化炭素等の有機液体が知られている。これら材料は、例えば、前記した光シャッター、光変調素子、光偏光素子、あるいは、電力ケーブル等の高電界強度測定等に利用されている。
【００２９】
その後、液晶材料が大きなカー定数を有することが示され、光変調素子、光偏向素子、さらには光集積回路応用に向けての基礎検討が行われ、前記ニトロベンゼンの２００倍を越えるカー定数を示す液晶化合物も報告されている。
【００３０】
このような状況において、カー効果の表示装置への応用が検討され始めている。カー効果は、電界の二次に比例するため、電界の一次に比例するポッケルス効果と比較して、相対的に低電圧駆動を見込むことができる上、本質的に、数マイクロ秒〜数ミリ秒の応答特性を示すため、高速応答表示装置への応用が期待される。
【００３１】
例えば、特許文献１には、カー効果を用いた表示装置として、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対の基板間に挟持された等方相状態の有極性分子を含む媒体と、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の外側に配設された偏光板と、上記媒体に電界を印加するための電界印加手段とを備えた表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開２００１−２４９３６３号公報（公開日２００１年９月１４日）
【特許文献２】特開平１１−１８３９３７号公報（公開日１９９９年７月９日）
【非特許文献】
【００３３】
【非特許文献１】斉藤 一弥、徂徠 道夫,「光学的に等方性である珍しいサーモトロピック液晶の熱力学」,液晶,第５巻,第１号,ｐ.２０−２７,２００１年
【非特許文献２】山本 潤,「液晶マイクロエマルション」,液晶,第４巻,第３号,ｐ.２４８−２５４,２０００年
【非特許文献３】白石 幸英、外４名,「液晶分子で保護したパラジウムナノ粒子−調製とゲスト-ホストモード液晶表示素子への応用」,高分子論文集,Ｖｏｌ.５９,Ｎｏ.１２,ｐ.７５３−７５９,２００２年１２月
【非特許文献４】「Handbook of Liquid Crystals」, Vol.1, p.484-485, Wiley-VCH ,1998
【非特許文献５】米谷 慎,「分子シミュレーションでナノ構造液晶相を探る」,液晶,第７巻,第３号,ｐ.２３８−２４５,２００３年
【非特許文献６】「Handbook of Liquid Crystals」, Vol.2B, p.887-900, Wiley-VCH,1998
【非特許文献７】山本 潤,「液晶科学実験講座第１回：液晶相の同定：（４）リオトロピック液晶」,液晶,第６巻,第１号,ｐ.７２−８２
【非特許文献８】Eric Grelet、外３名「Structural Investigations on Smectic Blue Phases」,PHYSICAL REVIEW LETTERS, The American Physical Society,23 APRIL 2001,VOLUME 86,NUMBER 17,p.3791-3794
【非特許文献９】Shiro Matsumoto、外３名「Fine droplets of liquid crystals in a transparent polymer and their response to an electric field」,1996,Appl. Phys. Lett., Vol.69, p.1044-1046
【非特許文献１０】Norihiro Mizoshita、Kenji Hanabusa、Takashi Kato「Fast and High-Contrast Elecro-optical Switching of Liquid-Crystalline Physical Gels:Formation of Oriented Microphase-Separated Structures」,Advanced Functional Materials, APRIL 2003,Vol.13, No.4, p313-317)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
しかしながら、上記特許公報に開示されている表示装置は、駆動電圧が高いという問題がある。このため、上記特許公報に開示されている表示装置を、従来の液晶表示装置に適用されているＴＦＴ（thin film transistor、スイッチング素子）構造（ＴＦＴを含む回路構成）を用いて駆動することができない。したがって、上記特許公報に開示されているようなカー効果を用いた表示装置を駆動するためには、従来の液晶表示装置に適用されているＴＦＴを用いる場合でも駆動可能な、高駆動電圧に適した回路構成が必要である。
【００３５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐圧の限られたＴＦＴをスイッチング素子として用いる場合でも、駆動電圧を増加させることが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明の表示装置は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第１電極および第２電極とを有する表示素子を備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質であり、複数のデータ信号線と各データ信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とを備え、上記表示素子が上記データ信号線と上記走査信号線との組み合わせ毎に設けられており、複数の上記表示素子について共通に設けられた対向電極線を備えており、上記第１電極はスイッチング素子を介して上記データ信号線に接続されており、上記第２電極は上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記対向電極線に接続されており、上記第１電極および上記第２電極は、互いに平行な方向に延伸する櫛歯部分を有する櫛歯電極であり、上記両電極の各櫛歯部分が当該各櫛歯部分の延伸方向に垂直な方向に対向し、かつ上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されており、上記両基板には互いの吸収軸方向が直交するように配置された偏光板がそれぞれ設けられており、上記両偏光板の吸収軸方向は、上記第１電極および上記第２電極の櫛歯部分の延伸方向に対して４５度の角度をなすことを特徴としている。
【００３７】
また、本発明の第２の表示装置は、なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第１電極および第２電極とを有する表示素子を複数備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質であり、互いに平行かつ交互に配置された複数の第１信号線および第２信号線と、上記第１信号線および上記第２信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とを備え、上記表示素子が上記第１信号線、上記第２信号線、および上記走査信号線の組み合わせ毎に設けられており、上記第１電極はスイッチング素子を介して上記第１信号線に接続されており、上記第２電極は上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記第２信号線に接続されており、上記第１電極および上記第２電極は、互いに平行な方向に延伸する櫛歯部分を有する櫛歯電極であり、上記両電極の各櫛歯部分が当該各櫛歯部分の延伸方向に垂直な方向に対向し、かつ上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されており、上記両基板には互いの吸収軸方向が直交するように配置された偏光板がそれぞれ設けられており、上記両偏光板の吸収軸方向は、上記第１電極および上記第２電極の櫛歯部分の延伸方向に対して４５度の角度をなすことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３８】
上記の構成によれば、上記第１電極および第２電極が接続されたスイッチング素子がオフとなっている場合には、上記両電極がどの電極線にも接続されない。このため、他の表示素子に対して、当該表示素子に書き込まれた極性とは逆の極性で書き込む場合でも、当該表示素子における第１電極および第２電極の電位を一定に保つことができる。したがって、スイッチング素子を駆動するための電圧を小さく抑えることができ、スイッチング素子の耐久性を向上させることができる。
【００３９】
また、上記の構成によれば、駆動電圧を高くするために、第１電極および第２電極に印加する電圧を大きくした場合でも、スイッチング素子の耐久性の低下を抑制することができる。したがって、高電圧駆動を行う場合でも、スイッチング素子の耐久性の低下を抑制できる。すなわち、耐圧の限られたスイッチング素子を用いる場合でも、駆動電圧を増加させることが可能となる。
【００４０】
また、上記第２の表示装置によれば、上記両電極間に信号電圧を印加する場合には、両電極に接続されているスイッチング素子を共にオンとする一方、上記両電極間に信号電圧を印加しない場合には、両電極に接続されているスイッチング素子を共にオフとすることになる。したがって、スイッチング素子の寄生容量による両電極の電圧変動が、同様の傾向で発生する。このため、両電極における電圧変動は相殺される傾向となり、両電極における電圧シフトの問題を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる表示装置における、各表示素子に対応する回路構成を示す等価回路図である。
【図２】（ａ）は、電圧（電界）無印加状態における、本発明の一実施の形態にかかる表示装置に備えられる表示素子の断面図である。（ｂ）は、電圧（電界）印加状態における本発明の一実施の形態にかかる表示装置に備えられる表示素子の断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかる表示装置に備えられる表示素子における、電極および偏光板の配置を説明するための説明図である。
【図４】（ａ）は電圧（電界）無印加状態における本発明の一実施の形態にかかる表示装置における表示素子の断面図であり、（ｂ）は電圧（電界）印加状態における本発明の一実施の形態にかかる表示装置における表示素子の断面図であり、（ｃ）は本発明の一実施の形態にかかる表示装置における電圧透過率曲線を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施の形態にかかる表示装置に備えられる各表示素子において、一方の基板上に備えられる回路構成を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施の形態にかかる表示装置に備えられる表示素子において、水平配向膜およびカラーフィルタを設けた場合の構成例を示す断面図である。
【図７】各種液晶相の構造モデルである。
【図８】キュービック相の構造モデル（ロッドネットワークモデル）である。
【図９】キュービック相の構造モデルである。
【図１０】誘電性物質層に封入する媒質としてＢＡＢＨ８を用いた場合の本発明の表示装置に備えられる表示素子と、従来の液晶表示素子とにおける、表示原理の違いを説明するための説明図である。
【図１１】液晶マイクロエマルションの構造を示す模式図である。
【図１２】液晶マイクロエマルションの構造を示す模式図である。
【図１３】リオトロピック液晶相の分類図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態にかかる表示装置における、各表示素子に対応する回路構成を示す等価回路図である。
【図１５】本発明の一実施の形態にかかる表示装置において、補助容量を設けた場合の各表示素子に対応する回路構成の一例を示す等価回路図である。
【図１６】本発明の一実施の形態にかかる表示装置において、補助容量を設けた場合の各表示素子に対応する回路構成の他の例を示す等価回路図である。
【図１７】従来の液晶表示装置に備えられる表示素子の構成を示す断面図である。
【図１８】従来の液晶表示装置における、各表示素子に対応する回路構成を示す等価回路図である。
【図１９】従来の液晶表示装置に備えられる各表示素子において、一方の基板上に備えられる回路構成を示す模式図である。
【図２０】従来の液晶表示装置における、異なる走査線に接続された、隣接する２つの画素についての等価回路図である。
【図２１】従来の液晶表示装置における、異なる走査線に接続された、隣接する２つの画素についての、各部の電圧状態の一例を示したタイミングチャートである。
【図２２】本発明の表示装置において、２つの電極を異なる基板にそれぞれ設けた場合の回路構成の一例を示す等価回路図である。
【図２３】（ａ）は図２２の表示装置における、一方の基板側の配線模式図であり、（ｂ）は図２２の表示装置における、他方の基板側の配線模式図であり、（ｃ）は図２２の表示装置における、一方の基板側から見た場合の両電極の位置関係を示す配線模式図である。
【図２４】本発明の実施の一形態にかかる表示素子について測定した電圧−透過率特性から見積もった、透過率が最大となる電圧値と、屈折率異方性Δｎと誘電率異方性Δεとの積（Δｎ×Δε）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
〔実施の形態１〕
〔実施例１〕
本発明の実施の一形態について図に基づいて説明する。
図２（ａ）および図２（ｂ）は、本実施の形態にかかる表示装置（本表示装置）に備えられる表示素子（画素）１０の概略構成を示す断面図である。本表示装置は、このような表示素子１０が、駆動回路や信号線（データ信号線）、走査線（走査信号線）などとともに複数備えられてなる。すなわち、本表示装置には複数のデータ信号線と、各データ信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とが設けられており、これらデータ信号線および走査信号線の組み合わせ毎に、表示素子１０を備えた画素が設けられている。
【００４３】
表示素子１０は、対向する２枚の基板（基板１および２）間に、光学変調層である誘電性物質層３が挟持されてなる。また、基板１における基板２との対向面には、誘電性物質層３に電界を印加するための電界印加手段である電極（信号電極）４および電極（対向電極）５が互いに対向配置されている。さらに、基板１および２における、両基板の対向面とは反対側の面には、それぞれ偏光板６および７が備えられている。
【００４４】
なお、図２（ａ）は電極４・５間に電圧（電界）が印加されていない状態（電圧（電界）無印加状態（ＯＦＦ状態））を表しており、図２（ｂ）は電極４・５間に電圧（電界）が印加されている状態（電圧（電界）印加状態（ＯＮ状態））を表している。
【００４５】
基板１および２は、ガラス基板で構成されている。ただし、基板１および２の材質はこれに限るものではなく、基板１および２のうち、少なくとも一方が透明な基板であればよい。なお、表示素子１０における両基板間の間隔、すなわち誘電性物質層３の厚みは１０μｍである。ただし、両基板間の間隔はこれに限定されるものではなく、任意に設定すればよい。
【００４６】
図３は、電極４・５の配置および偏光板６・７の吸収軸方向を説明するための説明図である。この図に示すように、表示素子１０における電極４および電極５は、櫛歯状に形成された櫛形電極からなり、互いに対向配置されている。なお、表示素子１０では、電極４・５は、線幅５μｍ、電極間距離（電極間隔）５μｍで形成されているが、これに限らず、例えば、基板１と基板２との間のギャップに応じて任意に設定することができる。また、電極４・５の材料としては、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極材料、アルミニウム等の金属電極材料等、電極材料として従来公知の各種材料を用いることができる。また、両電極の形状は、櫛形電極に限るものではなく、適宜変更してもよい。
【００４７】
また、図３に示すように、両基板にそれぞれ設けられた偏光板６・７は、互いの吸収軸が直交するとともに、各偏光板における吸収軸と電極４・５における櫛歯部分の電極伸長方向（電界印加方向に直交する方向）とが約４５度の角度をなすように備えられている。このため、各偏光板における吸収軸は、電極４・５による電界印加方向に対して、約４５度の角度をなす。
【００４８】
誘電性物質層３には、下記の構造式（１）を有する化合物（以下、化合物Ａという）が封入されている。
【００４９】
【化１】
【００５０】
この化合物Ａは、３３．３℃未満でネマチック相を示し、それ以上の温度では、液晶分子の配向方向が等方的となり、等方相を示す。
【００５１】
また、本表示装置は、誘電性物質層３の温度を所定の温度、すなわち、化合物Ａのネマチック相−等方相相転移温度（液晶−等方相相転移温度）以上の温度に加熱する加熱手段（図示せず）を備えている。この加熱手段は、例えば、表示素子１０の周辺に設けられるヒータであってもよく、表示素子１０に直接貼合されるシート状ヒータ等であってもよい。
【００５２】
また、両基板１・２の対向面上に、ラビング処理が施された配向膜を、必要に応じて形成してもよい。この場合、基板１側に形成される配向膜は、電極４・５を覆うように形成してもよい。
【００５３】
図４（ａ）は、本表示装置において、誘電性物質層３をネマチック相−等方相の相転移直上近傍の温度に保ち、電極４・５間に電界を印加しない場合の、液晶分子の配向状態を示す説明図である。また、図４（ｂ）は、本表示装置において、ネマチック相−等方相の相転移直上近傍の温度に保ち、電極４・５間に電界を印加した状態における液晶分子の配向状態を示す説明図である。
【００５４】
これらの図に示したように、本表示装置では、誘電性物質層３を加熱手段によってネマチック相−等方相の相転移直上近傍の温度（相転移温度よりもわずかに高い温度、たとえば＋０．１Ｋ）に保ち、電界印加を行うことにより、透過率を変化させることができる。すなわち、図４（ａ）に示すように、電界無印加状態では、化合物Ａからなる誘電性物質層３は等方相であるため、光学的に等方的であり、黒表示状態となる。一方、電界印加時には図４（ｂ）に示すように、電界が印加されている領域において、電界方向に化合物Ａの分子の長軸方向が配向して複屈折が発現するので、透過率を変調できる。
【００５５】
図４（ｃ）は、本表示装置において、誘電性物質層３をネマチック相−等方相の相転移直上近傍の温度に保ち、電極４・５間に印加する電圧（電界）を変化させた場合の、電圧透過率曲線を示すグラフである。この図に示すように、本表示装置では、印加する電圧に応じて透過率を変化させることができる。
【００５６】
なお、誘電性物質層３の温度を相転移点直上に保つ場合、０Ｖ〜１００Ｖ前後の電圧で、実用上十分な程度に透過率を変調させることができる。しかしながら、相転移温度から十分に遠い温度（相転移温度よりも十分に高い温度）においては、以下に説明するように、必要な電圧が大きくなる。
【００５７】
すなわち、非特許文献４によると、電界印加により発生する複屈折は、
△ｎ＝λＢＥ２
で記述できる。なお、λは光の波長、Ｂはカー定数、Ｅは印加電界強度である。
【００５８】
そして、このカー定数Ｂは、
Ｂ∝（Ｔ−Ｔｎｉ）−１
に比例する。ここで、Ｔｎｉは転移点の温度であり、Ｔは媒質の温度である。
【００５９】
したがって、転移点（Ｔｎｉ）近傍では弱い電界強度で駆動できていたとしても、温度（Ｔ）が上昇するとともに急激に必要な電界強度が増大する。このため、相転移直上の温度では、約１００Ｖ以下の電圧で、透過率を十分に変調させることができるが、相転移温度から十分遠い温度では透過率を変調させるために必要な電圧が大きくなる。したがって、上述の相転移温度直上のカー効果を利用した表示素子では、高精度な温度制御が必要であり、温度制御の精度が低くなるほど、駆動電圧を高くすることが必要となる。
【００６０】
図１は、本表示装置における、各表示素子１０に対応する回路構成を示す等価回路図である。また、図５は、各表示素子１０において、基板１上に備えられた回路の構成を示す模式図である。
これらの図に示すように、本表示装置では、電極４および５が素子容量Ｃｐを構成しており、電極４がスイッチング素子ＴＦＴ１を介して信号線Ｓ１に接続され、電極５がスイッチング素子ＴＦＴ２を介して信号線Ｓに接続されている。すなわち、本表示装置には、対向電極線が備えられておらず、同一画素（同一表示素子）に２つの信号線（信号電極線）Ｓ１・Ｓ２が備えられている。このため、本表示装置では、信号電極と対向電極との区別が、もはやなくなっていると言うこともできる。
【００６１】
このように、本表示装置では、誘電性物質層３に封入された媒質に電圧を印加するための両方の電極（電極４・５）が、それぞれスイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２のドレインＤ１・Ｄ２側に接続されている。
【００６２】
このような構成とすることにより、本表示装置では、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２がオンの時には両電極４・５間に信号が書き込まれる一方、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２がオフの時には両電極４・５が、どの電極線（信号線）にも接続されない。すなわち、本表示装置では、素子容量Ｃｐの両側の端子（電極４・５）が、それぞれスイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２を介して信号線Ｓ１・Ｓ２に接続されているために、素子容量Ｃｐの両側の端子を、信号線Ｓ１・Ｓ２に対してハイインピーダンス（絶縁状態）にすることが可能となる。
【００６３】
その結果、他の走査線（例えば走査線Ｇ２）に接続されている他の表示素子の電極を逆の極性で書き込んでいても、当該表示素子１０（走査線Ｇ１に接続されている表示素子１０）における電極４・５の電位は一定に保たれる。すなわち、上記した従来の液晶表示装置のように、ドレイン電位が変動するといった問題は生じず、スイッチング素子ＴＦＴを駆動するためのゲート電圧を大きくする必要がなくなる。
【００６４】
この結果、本表示装置では、走査線Ｇに印加する電圧を小さく抑えることが可能となり、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２の耐久性を向上させることができる。また、例えば、駆動電圧を高くするために、信号線Ｓ１およびＳ２に印加する電圧を大きくした場合でも、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２の耐久性の低下を抑制することができる。
【００６５】
したがって、本表示装置によれば、高電圧駆動が可能となる。特に、本表示装置では、電気光学効果を用いた表示装置においても、高電圧駆動が可能となるので、高速応答特性と高視野角特性とを備えた表示装置を実現できる。
【００６６】
なお、本表示装置では、素子容量Ｃｐ（電極４・５間）に信号電圧を印加する場合には、電極４・５に接続されているスイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２を共にオンとする一方、電極４・５間に信号電圧を印加しない場合には、電極４・５に接続されているスイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２を共にオフとすることになる。このため、スイッチング素子ＴＦＴ１のドレインと走査線Ｇとの間に存在する寄生容量による電極４の電圧シフト（電圧変動）が、スイッチング素子ＴＦＴ２のドレインと走査線Ｇとの間に存在する寄生容量による電極５の電圧シフトと常に同様の傾向で発生する。したがって、両者の電圧シフトは相殺される傾向になり、両電極における電圧シフトの問題を軽減できる。
【００６７】
ここで、寄生容量は、例えば、スイッチング素子（ＴＦＴ）におけるドレイン電極と走査線とが重なり合う領域、すなわち、スイッチング素子（ＴＦＴ）のドレイン電極とゲート電極との間に形成される絶縁層に存在する。あるいは、スイッチング素子（ＴＦＴ）以外の箇所においても、例えば、ドレイン電極と走査線とが水平位置で最隣接する箇所などにも存在する。
【００６８】
また、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２は、同様の構成であることが好ましい。すなわち、両者のドレイン電極−ゲート電極間に発生する寄生容量は、同様であることが好ましい。また、電極４・５、スイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２、走査線Ｇの配置は、電極４・５と走査線との間に発生する寄生容量が同様となるように配置されることが好ましい。これらの構成では、両者の寄生容量に伴う電極４・５の電圧シフトが同様の大きさとなり、互いにキャンセルされるので、電圧シフトの問題を考慮する必要がなくなる。
【００６９】
なお、一般的に、画素数が多いパネル（例えばテレビなど）では充電能力を高めるためにスイッチング素子（ＴＦＴ）のサイズを大きくする必要があるが、このとき寄生容量も増大する。すなわち、充電能力と寄生容量とはトレードオフの関係がある。このため、本表示装置の構成は、画素数が多いパネルに特に好適である。
【００７０】
また、本表示装置は、図１に示した本表示装置の回路構成に加えて、各表示素子１０に補助容量を設ける構成としてもよい。例えば、図１５に示すように、補助容量Ｃｓを、素子容量Ｃｐ（電極４および５）に並列に接続してもよい。あるいは、図１６に示すように、図１に示した構成に加えて補助容量配線Ｃ’と、２つの補助容量Ｃｓ１・Ｃｓ２とを設け、素子容量Ｃｐにおける電極４・５を、それぞれ異なる補助容量Ｃｓ１・Ｃｓ２を介して補助容量配線Ｃ’に接続する構成としてもよい。このように、補助容量を設けることにより、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２におけるリーク電流の影響を小さくできる。
【００７１】
本表示装置は、大きな極性を有する物質を用いたほうが駆動電圧を低減できるという利点を有する。この場合、不純物イオンなどが多く含まれやすく、画素容量にもリーク電流が発生しやすいが、補助容量の付加はこの影響も小さくすることができるため好適である。
【００７２】
また、本表示装置では、基板１にのみ電極４・５が形成されているが、これに限らず、電極４・５を基板１・２のそれぞれに設けてもよい。
【００７３】
また、本表示装置では、誘電性物質層３に封入する媒質として上記化合物Ａを用いているが、これに限るものではない。例えば、他の液晶性物質であってもよい。この場合、単一化合物で液晶性を示すものであってもよく、複数の物質の混合により液晶性を示すものでもよい。あるいは、これらに他の非液晶性物質が混入されていてもよい。
【００７４】
例えば、上記特許文献１に記載してあるような液晶性物質、すなわち、５ＣＢ（４−シアノ−４’−ｎ−ペンチルビフェニル）、５ＯＣＢ（４−シアノ−４’−ｎ−ペンチルオキシビフェニル）、３ＯＣＢ（４−シアノ−４’−ｎ−プロピルオキシビフェニル）と５ＯＣＢと７ＯＣＢ（４−シアノ−４’−ｎ−ヘプチルオキシビフェニル）との等量混合物、ＰＣＨ５（トランス−４−ヘプチル−（４−シアノフェニル）−シクロヘキサン）、３ＨＰＦＦと５ＨＰＦＦと７ＨＰＦＦとの混合物（１，２−ジフルオロ−４−［トランス−４−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル］ベンゼンと、１，２−ジフルオロ−４−［トランス−４−（トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］ベンゼンと、１，２−ジフルオロ−４−［トランス−４−（トランス−４−ｎ−ヘプチルシクロヘキシル）シクロヘキシル］ベンゼン）とよりなる混合物）などを適用してもよい。あるいは、これらの液晶性物質に溶媒を添加したものを適用してもよい。
【００７５】
また、特許文献２に記載してあるように、液晶性物質を、網目状高分子、マイクロカプセル、多孔質無機質などで小区域に分割したものを適用することもできる。
【００７６】
また、非特許文献９に記載してあるような高分子・液晶分散系（ネマチック液晶／高分子複合系）を適用することもできる。また、非特許文献１０に記載してあるようなゲル化剤を添加しても良い。
【００７７】
また、基板（誘電性物質層３）に封入する媒質は、例えば、ＰＬＺＴ（ジルコン酸鉛とチタン酸鉛との固溶体にランタンを添加した金属酸化物）のように、カー効果（電気光学効果）を示すものであってもよい。また、誘電性物質層３に封入する媒質としては、例えば、ニトロベンゼンなどのように、有極性分子を含有するものであってもよい。これらの媒質は、典型的には、電界無印加時には光学的に概ね等方であり、電界印加により光学変調を誘起される媒質である。すなわち、これらの媒質は、典型的には、電界印加に伴い分子、または分子集合体（クラスター）の配向秩序度が上昇する物質である。なお、誘電性物質層３に封入する媒質は、特に、電界印加により複屈折が上昇することが望ましい。
【００７８】
また、誘電性物質層３に封入する媒質は、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する他の媒質であってもよい。ここで、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する媒質とは、例えば、電界無印加時には光学的等方性を示し、電界印加により光学的異方性が発現する媒質であってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には球状であり、電界を印加することによって楕円に変化する。あるいは、電界無印加時に光学的異方性を有し、電界印加により光学的異方性が消失して光学的等方性を示す媒質であってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には楕円であり、電界を印加することによって球状に変化する。また、上記媒質は、電界無印加時に光学的異方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性の程度が変化するものであってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には楕円であり、電界を印加することによって形状が変化した楕円に変化する。
【００７９】
例えば、ナノスケールの構造を有する液晶相であり、光学的には等方的に見える液晶相を適用することができる。これらに電界を印加することにより、ナノスケールの微細構造にひずみを与え、光学変調を誘起させることができる。
【００８０】
あるいは、液晶分子が光の波長未満のサイズで放射状に配向している集合体で充填された、光学的に等方的に見えるような系を用いてもよい。これらに電界を印加すれば、放射状配向の集合体にひずみが与えられ、光学変調を誘起させることが可能である。
【００８１】
以下に、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として利用可能な媒質の例を、媒質例として記載する。ただし、以下に示す媒質例は、利用可能な媒質の一例を示すものであり、本表示装置に利用可能な媒質を限定するものではない。
【００８２】
〔媒質例１〕
例えば、従来のＩＰＳ方式（ＩＰＳモード）による液晶表示装置に用いられている液晶（例えば、ネマチック液晶など）を用いることができる。すなわち、本表示装置の構成は、ＩＰＳ方式を用いた液晶表示素子にも適用できる。
【００８３】
この場合、例えば、本表示装置に備えられる表示素子を、図６に示す表示素子２０のような構成としてもよい。
【００８４】
図６に示すように、表示素子２０は、図２（ａ）および図２（ｂ）の構成に加えて、基板２の内側にカラーフィルタ層（ＣＦ層）２１を備えている。また、基板１および２の内側には、電極（画素電極）４・５の伸長方向（電界方向に垂直な方向）に対して１０度程度斜めの方向（右回りまたは左回りのどちらでもよい）ラビングを施した水平配向膜２２・２３がそれぞれ備えられている。
【００８５】
なお、基板１および２は、両基板の間隙（誘電性物質層３の幅）が５μｍとなるように貼り合わされており、誘電性物質層３には、ネマチック液晶が封入されている。また、この構成では、基板１をＴＦＴ基板と表現し、基板２をＣＦ基板と表現することもできる。
【００８６】
このように、本表示装置を、ＩＰＳ方式の液晶表示装置として構成した場合でも、化合物Ａを用いた上記の構成と略同様の効果を得ることができる。すなわち、走査線Ｇに印加する電圧を小さく抑えることが可能となり、スイッチング素子ＴＦＴ１および２の耐久性を向上させることができる。また、例えば、駆動電圧を高くするために、信号線Ｓ１およびＳ２に印加する電圧を大きくした場合でも、スイッチング素子ＴＦＴ１および２の耐久性の低下を抑制することができる。
【００８７】
また、このような構成の本表示装置では、従来のＩＰＳ方式の液晶表示装置と比較して、高電圧駆動を行うことが可能である。このため、応答速度の高速化が可能となる。また、電極間ギャップ（電極４と電極５との間隔）を広げることができるので、高開口率化を図ることができる。
【００８８】
なお、上記の例では、電極４・５の伸長方向に対して１０度程度斜めの方向にラビングを施した水平配向膜２２・２３を備えているとしたが、これに限るものではない。例えば、電極４・５に対するラビング方向の傾斜角度は、任意に設定すればよい。また、基板１および２は、両基板の間隙が５μｍとなるように貼り合わされているとしたが、これに限らず、両基板の間隙は任意に設定すればよい。
【００８９】
〔媒質例２〕
また、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した本表示装置の構成において、誘電性物質層３に封入される媒質として、化合物Ａではなく、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する他の媒質を用いてもよい。
【００９０】
このような媒質として、例えば、非特許文献５および非特許文献６に記載されているＢＡＢＨ８を用いることができる。このＢＡＢＨ８の構造式は、下記構造式（２）で表わされる。
【００９１】
【化２】
【００９２】
ここで、誘電性物質層３に封入する物質としてＢＡＢＨ８を用いた場合、すなわち、図２（ａ）および図２（ｂ）の構成において、誘電性物質層３にＢＡＢＨ８を封入した場合の本表示装置における表示原理について説明する。
【００９３】
このような構成の本表示装置において、誘電性物質層３の温度を１３６．７℃以上１６１℃以下に制御する。この温度範囲では、ＢＡＢＨ８は、格子定数が約６ｎｍと光学波長より１桁以上も小さく、光学波長未満（可視光の波長未満）のスケールの、キュービック対称性（立方晶の対称性）を有する秩序構造（配向秩序）からなるキュービック相（cubic phase,立方晶相）を示す。なお、上記「分子シミュレーションでナノ構造液晶相を探る」には、図７〜図９に示すような、キュービック相の構造モデルが示されている。
【００９４】
上記したように、ＢＡＢＨ８は、秩序構造が光学波長未満であるため透明である。すなわち、上記温度範囲において、電界無印加の場合には、誘電性物質層３は光学的に等方性を示す（巨視的に見て等方であればよい）。したがって、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、直交ニコル下において良好な黒表示を行うことができる。
【００９５】
一方、誘電性物質層３の温度を１３６．７℃以上１６１℃以下に制御しながら、電極４・５間に電界を印加すると、キュービック対称性を有する構造に歪が生じ、光学的異方性が発現する。すなわち、ＢＡＢＨ８は、上記の温度範囲において、電界無印加状態では光学的に等方性であり、電界印加により光学的異方性が発現する。
【００９６】
このように、上記の構成の本表示装置では、電界を印加することによってキュービック対称性を有する構造に歪が生じ、複屈折が発生するので、良好な白表示を行うことができる。なお、複屈折が発生する方向は一定であり、その大きさが電界印加によって変化する。また、電極４・５間に印加する電圧（電界）と透過率との関係を示す電圧透過率曲線は、上記のような広い温度範囲において、安定した曲線となる。すなわち、上記構成の本表示装置では、１３６．７℃以上１６１℃以下の約２０Ｋの温度範囲において安定した電圧透過率曲線を得ることができ、温度制御が極めて容易となる。
【００９７】
ここで、ＢＡＢＨ８を用いた場合の本表示装置と、従来の表示方式の液晶表示装置との、表示原理の相違点について説明する。
【００９８】
図１０は、ＢＡＢＨ８を用いた場合の本表示装置および従来の表示方式の液晶表示素子における、表示原理の違いを説明するための説明図であり、電界印加時および電界無印加時における屈折率楕円体の形状および方向を模式的に表したものである。なお、図１０では、従来の表示方式として、ＴＮ方式、ＶＡ（Vertical Alignment、垂直配向）方式、ＩＰＳ（In Plane Switchig、面内応答）方式における表示原理を示している。
【００９９】
この図に示すように、ＴＮ方式の液晶表示素子は、対向する基板間に液晶層が挟持されており、両基板上にそれぞれ透明電極（電極）が備えられた構成である。そして、電界無印加時には、液晶層における液晶分子の長軸方向がらせん状に捻られて配向しているが、電界印加時には、液晶分子の長軸方向が電界方向に沿って配向する。この場合における平均的な屈折率楕円体は、図１０に示すように、電界無印加時には長軸方向が基板面に平行な方向を向いており、電界印加時には長軸方向が基板面法線方向を向く。すなわち、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形状は楕円であり、電界印加によって、その長軸方向（屈折率楕円体の向き）が変化する。すなわち、屈折率楕円体が回転する。なお、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形状は、ほぼ変わらない。
【０１００】
また、ＶＡ方式の液晶表示素子は、ＴＮ方式と同様、対向する基板間に液晶層が挟持されており、両基板上にそれぞれ透明電極（電極）が備えられた構成である。ただし、ＶＡ方式の液晶表示素子では、電界無印加時には、液晶層における液晶分子の長軸方向が、基板面に対して略垂直な方向に配向しているが、電界印加時には、液晶分子の長軸方向が電界に垂直な方向に配向する。この場合における平均的な屈折率楕円体は、図１０に示すように、電界無印加時には長軸方向が基板面法線を向いており、電界印加時には長軸方向が基板面に平行な方向を向く。すなわち、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形状は楕円であり、その長軸方向が変化する（屈折率楕円体が回転する）。また、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形状は、ほぼ変わらない。
【０１０１】
また、ＩＰＳ方式の液晶表示素子は、１つの基板上に対向する１対の電極が備えられており、両電極間の領域に液晶層が形成される構成である。そして、電界印加によって液晶分子の配向方向を変化させ、電界無印加時と電界印加字とで、異なる表示状態を実現できるようになっている。したがって、ＩＰＳ方式の液晶表示素子でも、図１０に示すように、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形状は楕円であり、その長軸方向が変化する（屈折率楕円体が回転する）。また、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形は、ほぼ変わらない。
【０１０２】
このように、従来の表示方式の液晶表示素子では、電界無印加時でも液晶分子が何らかの方向に配向しており、電界を印加することによってその配向方向を変化させて表示（透過率の変調）を行っている。すなわち、屈折率楕円体の形は変化しないが、屈折率楕円体の方向が電界印加によって回転（変化）することを利用して表示を行っている。また、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体の形はほぼ変わらない。つまり、従来の表示方式の液晶表示素子では、液晶分子の可視光以上における配向秩序度は一定であり、配向方向を変化させることによって表示を行っている。
【０１０３】
なお、ＢＡＢＨ８を用いた場合の本表示装置は、等方相（いわゆる液体相）を用いない点が、従来の液晶表示装置と異なっている。等方相とは、分子の配向方向が等方的である相を意味する。
【０１０４】
これらの表示方式に対して、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、図１０に示すように、電界無印加時には屈折率楕円体が、従来の液晶表示素子とは異なり、球状となる。すなわち、電界無印加時には等方的（可視光以上における配向秩序度＝０（配向秩序度が、可視光波長域および可視光波長域より大きい波長の光に対して何ら影響を与えない程度に小さい））である。そして、電界を印加することによって光学的異方性（可視光以上における配向秩序度＞０（配向秩序度が、可視光波長域および可視光波長域より大きい波長の光に対して影響を与える大きさ））が発現して、屈折率楕円体が楕円になる。すなわち、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、電界無印加時には屈折率楕円体の形が等方的（ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚ）であり、電界印加によって屈折率楕円体の形に異方性（ｎｘ＞ｎｙ）が発現する。ここで、ｎｘ，ｎｙ，ｎｚは、それぞれ、基板面に平行であって両電極の対向方向に平行な方向、基板面に平行であって両電極の対向方向に直交する方向、基板面に垂直な方向に対する、屈折率を表している。
【０１０５】
また、上記電界印加時の屈折率楕円体の長軸方向は、電界方向に対して常に平行（誘電異方性が正の媒質の場合）または垂直（誘電異方性が負の媒質を用いる場合）となる。
【０１０６】
これに対して、従来の液晶表示素子では、電界印加によって屈折率楕円体の長軸方向を回転させて表示を行うので、屈折率楕円体の長軸方向は、電界方向に対して常に平行または垂直になるとは限らない。
【０１０７】
このように、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、光学的異方性の方向は一定（電界印加方向は変化しない）であり、可視光以上における配向秩序度を変調させることによって表示を行っている。すなわち、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、媒質そのものの光学的異方性（または配向秩序）の程度が変化する。したがって、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置の表示原理は、他の表示方式の液晶表示装置と大きく異なっている。
【０１０８】
また、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、キュービック対称性を有する構造に生じる歪、すなわち、媒質における光学的異方性の程度の変化を用いて表示を行うので、液晶分子の配向方向を変化させて表示を行う従来の表示方式の液晶表示装置よりも、広視野角特性を実現できる。さらに、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、複屈折が発生する方向が一定であり、光軸方向が変化しないため、より広い視野角特性を実現できる。
【０１０９】
また、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、微小領域の構造（結晶のような格子）の歪によって発現する光学的異方性を用いて表示を行っている。このため、従来方式の表示原理のように、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響するといった問題がなく、１ｍｓ程度の高速応答を実現することができる。すなわち、従来方式の表示原理では液晶分子の配向方向の変化を利用していたため、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響していたが、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、微小領域の構造の歪を利用するため、液晶固有の粘度の影響が小さく、高速応答を実現することができる。このため、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置は、例えば、高速応答性が要求されるフィールドシーケンシャルカラー方式の表示装置にも好適である。
【０１１０】
なお、上記の説明では、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する媒質の例としてＢＡＢＨ８を用いる場合を説明したが、これに限らず、例えば、ＢＡＢＨ８以外の、キュービック相を示す分子からなる媒質を用いてもよい。
【０１１１】
〔媒質例３〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、液晶相の一つであるスメクチックＤ相（ＳｍＤ）を示す分子からなる媒質を適用できる。
【０１１２】
スメクチックＤ相を示す液晶性物質としては、例えば、ＡＮＢＣ１６がある。なお、ＡＮＢＣ１６については、非特許文献１のｐ.２１,図１構造１（ｎ＝１６）や、非特許文献６のｐ．８８８，Ｔａｂｌｅ１，化合物（ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｎｏ．）１，化合物１ａ，化合物１ａ−１に記載されている。これらの分子構造を、以下に記載する。
【０１１３】
【化３】
【０１１４】
【化４】
【０１１５】
4’n-alkoxy-3’-nitro-biphenyl-4-carboxylic acids X=NO2
n-15 Cr 127 SmC 187 Cub 198 SmA 204 I
この液晶性物質（ＡＮＢＣ１６、上記化学構造式（３）においてｎ＝１６）は、１７１．０℃〜１９７．２℃の温度範囲において、スメクチックＤ相を示す。スメクチックＤ相は、複数の分子がジャングルジム（登録商標）のような三次元的格子を形成しており、その格子定数は数十ｎｍ以下であり、光学波長未満である。すなわち、スメクチックＤ相は、キュービック対称性を有しており、光学波長未満の配向秩序（秩序構造）を有する。なお、本実施形態に示したＡＮＢＣ１６の格子定数は約６ｎｍである。このため、スメクチックＤ相は、光学的には等方性を示す。
【０１１６】
また、ＡＮＢＣ１６がスメクチックＤ相を示す上記の温度領域において、ＡＮＢＣ１６からなる誘電性物質層３に電界を印加すれば、分子自身に誘電異方性が存在するため、分子が電界方向に向こうとして格子構造に歪が生じる。すなわち、誘電性物質層３に光学的異方性が発現する。
【０１１７】
したがって、ＡＮＢＣ１６を本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。なお、ＡＮＢＣ１６に限らず、スメクチックＤ相を示す物質であれば、電界印加時と電界無印加時とで光学的異方性の程度が変化するので、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１１８】
〔媒質例４〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、液晶マイクロエマルションを適用できる。ここで、液晶マイクロエマルションとは、山本らによって名づけられた、Ｏ／Ｗ型マイクロエマルション（油の中に水を界面活性剤で水滴の形で溶解させた系で、油が連続相となる）の油分子をサーモトロピック液晶分子で置換したシステム（混合系）の総称である（非特許文献２参照）。
【０１１９】
液晶マイクロエマルションの具体例として、例えば、上記「液晶マイクロエマルション」に記載されている、ネマチック液晶相を示すサーモトロピック液晶（温度転移形液晶）であるPentylcyanobiphenyl（５ＣＢ）と、逆ミセル相を示すリオトロピック液晶（lyotropic liquid crystal,濃度転移形液晶、ライオトロピック液晶）であるDidodecyl ammonium bromide（ＤＤＡＢ）の水溶液との混合系がある。この混合系は、図１１および図１２のような模式図で表される構造を有している。
【０１２０】
また、この混合系は、典型的には逆ミセルの直径が５０Å程度、逆ミセル間の距離が２００Å程度である。これらのスケールは光学波長より一桁程度小さい。すなわち、上記の混合系（液晶マイクロエマルション）は光学波長未満の配向秩序（秩序構造）を有する。また、逆ミセルが三次元空間的にランダムに存在しており、各逆ミセルを中心に５ＣＢが放射状に配向している。したがって、上記の混合系は、光学的には等方性を示す。
【０１２１】
そして、上記の混合系からなる媒質に電界を印加すれば、５ＣＢに誘電異方性が存在するため、分子自身が電界方向に向こうとする。すなわち、逆ミセルを中心に放射状に配向していたため光学的に等方であった系に、配向異方性が発現し、光学的異方性が発現する。したがって、上記の混合系を本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。なお、上記の混合系に限らず、電界無印加と電界印加時とで光学的異方性の程度が変化する液晶マイクロエマルションであれば、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１２２】
〔媒質例５〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、特定の相を有するリオトロピック液晶（ライオトロピック液晶）を適用できる。ここで、リオトロピック液晶とは、一般に液晶を形成する主たる分子が、他の性質を持つ溶媒（水や有機溶剤など）に溶けているような他成分系の液晶を意味するものとする。また、上記の特定の相とは、電界印加時と電界無印加時とで、光学的異方性の程度が変化する相である。このような特定の相としては、例えば、非特許文献７に記載されているミセル相、スポンジ相、キュービック相、逆ミセル相がある。図１３に、リオトロピック液晶相の分類図を示す。
【０１２３】
両親媒性物質である界面活性剤には、ミセル相を発現する物質がある。例えば、イオン性界面活性剤である硫酸ドデシルナトリウムの水溶液やパルチミン酸カリウムの水溶液などは球状ミセルを形成する。また、非イオン性界面活性剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルと水との混合液では、ノニルフェニル基が疎水基として働き、オキシエチレン鎖が親水基として働くことにより、ミセルを形成する。他にも、スチレン−エチレンオキシドブロック共重合体の水溶液でもミセルを形成する。
【０１２４】
例えば、球状ミセルは、分子が空間的全方位にパッキングして（分子集合体を形成して）球状を示す。また、球状ミセルのサイズは、光学波長未満であるため、光学波長領域では光学的異方性を示さず等方的に見える。すなわち、球状ミセルは、光学波長未満の秩序構造（配向秩序）を有する。しかしながら、このような球状ミセルに電界を印加すれば、球状ミセルが歪むため光学的異方性を発現する。よって、球状ミセル相を示すリオトロピック液晶を、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。なお、球状ミセル相に限らず、他の形状のミセル相、すなわち、紐状ミセル相、楕円状ミセル相、棒状ミセル相などを示すリオトロピック液晶を誘電性物質層３に封入しても、略同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
また、濃度、温度、界面活性剤の条件によっては、親水基と疎水基が入れ替わった逆ミセルが形成されることが一般に知られている。このような逆ミセルは、光学的にはミセルと同様の効果を示す。したがって、逆ミセル相を示すリオトロピック液晶を、誘電性物質層３に封入する媒質として適用することにより、ミセル相を示すリオトロピック液晶を用いた場合と同等の効果を奏する。なお、媒質例２で説明した液晶マイクロエマルションは、逆ミセル相（逆ミセル構造）を示すリオトロピック液晶の一例である。
【０１２６】
また、非イオン性界面活性剤ペンタエチレングリコール−ドデシルエーテル（Pentaethylenglychol-dodecylether、Ｃ１２Ｅ５）の水溶液には、図１３に示したような、スポンジ相やキュービック相を示す濃度および温度領域が存在する。このようなスポンジ相やキュービック相は、光学波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているので、光学波長領域では透明な物質である。すなわち、これらの相からなる媒質は、光学的には等方性を示す。そして、これらの相からなる媒質に電界を印加すると、秩序構造（配向秩序）に歪が生じて光学的異方性が発現する。したがって、スポンジ相やキュービック相を示すリオトロピック液晶も、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１２７】
〔媒質例６〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、ミセル相、スポンジ相、キュービック相、逆ミセル相などの、電界印加時と電界無印加時とで光学的異方性の程度が変化する相を示す液晶微粒子分散系を適用できる。ここで、液晶微粒子分散系とは、溶媒（液晶）中に微粒子を混在させた混合系である。
【０１２８】
このような液晶微粒子分散系としては、例えば、非イオン性界面活性剤ペンタエチレングリコール−ドデシルエーテル（Pentaethylenglychol-dodecylether、Ｃ１２Ｅ５）の水溶液に、表面を硫酸基で修飾した直径１００Å程度のラテックス粒子を混在させた、液晶微粒子分散系がある。この液晶微粒子分散系では、スポンジ相が発現する。また、このスポンジ相の配向秩序（秩序構造）は光学波長未満である。したがって、上記媒質例３の場合と同様、上記の液晶微粒子分散系を、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１２９】
なお、上記のラッテックス粒子を媒質例２の液晶マイクロエマルションにおけるＤＤＡＢと置き換えることによって、媒質例２の液晶マイクロエマルションと同様な配向構造を得ることもできる。
【０１３０】
また、溶媒中に分散させる微粒子は、１種または２種以上のものにより構成されることが好ましい。
【０１３１】
また、平均粒子径が０．２μｍ以下の微粒子を用いることが好ましい。平均粒子径０．２μｍ以下の微小な大きさの微粒子を用いることにより、誘電性物質層３内における微粒子の分散性が安定し、長時間経っても微粒子が凝集したり、相が分離したりしない。したがって、例えば、微粒子が沈殿して局所的な微粒子のムラが生じることより、表示素子としてムラが生じることを充分に抑制できる。
【０１３２】
また、各微粒子の粒子間距離は２００ｎｍ以下であることが好ましく、１９０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【０１３３】
三次元的に分布した粒子に光を入射すると、ある波長において回折光が生じる。この回折光の発生を抑制すれば、光学的等方性が向上し、表示素子のコントラストが上昇する。
【０１３４】
三次元的に分布した粒子による回折光は入射する角度にも依存するが、回折される波長λは概ねλ＝２ｄで与えられる。ここで、ｄは粒子間距離である。
【０１３５】
ここで、回折光の波長が４００ｎｍ以下であれば、人間の目にほとんど認識されない。このため、λ≦４００ｎｍとすることが好ましく、その場合、粒子間距離ｄを２００ｎｍ以下とすればよい。
【０１３６】
さらに、国際照明委員会ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage）では、人間の目で認識できない波長は３８０ｎｍ以下と定めている。このため、λ≦３８０ｎｍとすることがさらに好ましく、その場合、粒子間距離ｄを１９０ｎｍ以下とすればよい。
【０１３７】
また、粒子間距離が長いと粒子間の相互作用が充分に働かず、ミセル相、スポンジ相、キュービック相、逆ミセル相などの相が発現しにくくなるので、この観点からも、粒子間距離は２００ｎｍ以下であることが好ましく、１９０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【０１３８】
また、誘電性物質層３における微粒子の濃度（含有量）を、この微粒子と誘電性物質層３に封入される媒質との総重量に対して、０．０５ｗｔ％〜２０ｗｔ％とすることが好ましい。誘電性物質層３における微粒子の濃度が０．０５ｗｔ％〜２０ｗｔ％となるように調製することにより、微粒子の凝集を抑制することができる。
【０１３９】
なお、誘電性物質層３に封入する微粒子は特に限定されるものではなく、透明なものでも不透明なものでもよい。また、微粒子は、高分子などの有機質微粒子であってもよく、無機質微粒子や金属系微粒子などであってもよい。
【０１４０】
有機質微粒子を用いる場合、例えば、ポリスチレンビーズ、ポリメチルメタクリレートビーズ、ポリヒドロキシアクリレートビーズ、ジビニルベンゼンビーズなどのポリマービーズ形態の微粒子を用いることが好ましい。また、これらの微粒子は架橋されていてもよく、架橋されていなくてもよい。無機質微粒子を用いる場合、例えば、ガラスビーズやシリカビーズ等の微粒子を用いることが好ましい。
【０１４１】
金属系微粒子を用いる場合、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、希土類金属が好ましい。例えば、チタニア、アルミナ、パラジウム、銀、金、銅が好ましく、これらの金属あるいはこれら金属元素の酸化物などからなる微粒子を用いることが好ましい。これら金属系微粒子は１種類の金属のみで用いてもよいし、２種類以上の金属を合金化、複合化して形成してもよい。例えば、銀粒子の周りをチタニアやパラジウムで覆ってもよい。銀粒子だけで金属微粒子を構成すると、銀の酸化により表示素子の特性が変化する恐れがあるが、パラジウムなどの金属で表面を覆うことにより銀の酸化が防げる。また、ビーズの形態の金属系微粒子はそのまま用いても良く、加熱処理したものや、ビーズ表面に有機物を付与したものを用いてもよい。付与する有機物としては液晶性を示すものが好ましい。例えば下記の構造式（５）からなる化合物が好ましい。
【０１４２】
【化５】
【０１４３】
ここで、ｎは０〜２の整数である。
また、６員環Ａは、下記の官能基のいずれかが好ましい。
【０１４４】
【化６】
【０１４５】
また、６員環Ｂ，Ｃは、１，４−フェニレン基、または、１，４−トランスシクロヘキシル基（trans−１，４−シクロヘキシレン基）等の６員環構造を有する置換基を示す。ただし、６員環Ｂ，Ｃは、上記例示の置換基にのみ限定されるものではなく、下記構造
【０１４６】
【化７】
【０１４７】
を有する置換基のうち、何れか一種の置換基を有していればよく、互いに同じであっても異なっていても構わない。なお、上記置換基において、ｍは１〜４の整数を示す。
【０１４８】
また、上記構造式（５）におけるＹ１、Ｙ２およびＹ３は、それぞれ、１０個までの炭素原子を有する直鎖状または分枝鎖状のアルキル基またはアルケニル基であり、この基中に存在する１個のＣＨ２基または隣接していない２個のＣＨ２基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−および／または−Ｏ−ＣＯ−、により置き換えられていてもよく、単結合、―ＣＨ２ＣＨ２―、―ＣＨ２Ｏ―、―ＯＣＨ２―、―ＯＣＯ―、―ＣＯＯ―、―ＣＨ＝ＣＨ―、―Ｃ≡Ｃ―、―ＣＦ＝ＣＦ―、―（ＣＨ２）４―、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２―、―ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ―を含んでいてもよい。また、キラル炭素を含んでいてもよく、含まなくてもよい。また、Ｙ１、Ｙ２およびＹ３は、上記したいずれかの構造を有していれば、同じものであってもよく、異なるものであってもよい。
【０１４９】
また、上記構造式（５）におけるＲは、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、アルケニル基、アルコキシル基を表す。
【０１５０】
また、金属微粒子の表面に付与する有機物は、金属１モルに対して１モル以上５０モル以下の割合であることが好ましい。
【０１５１】
上記の有機物を付与した金属系微粒子は、例えば、金属イオンを溶媒に溶解または分散してから、上記有機物と混合し、これを還元することによって得られる。上記溶媒としては水、アルコール類、エーテル類を用いることができる。
【０１５２】
また、分散させる微粒子としてフラーレン、および/または、カーボンナノチューブで形成されたものを用いてもよい。フラーレンとしては、炭素原子を球殻状に配置したものであればよく、例えば炭素原子数ｎが２４から９６の安定した構造のものが好ましい。このようなフラーレンとしては、例えば、炭素原子６０個からなるＣ６０の球状閉殻炭素分子群などが上げられる。また、カーボンナノチューブとしては、例えば、厚さ数原子層のグラファイト状炭素原子面を丸めた円筒形状のナノチューブなどが好ましい。
【０１５３】
また、微粒子の形状は特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円体状、塊状、柱状、錐状や、これらの形態に突起を持った形態、これらの形態に孔が開いている形態などであってもよい。また、微粒子の表面形態についても特に限定されるものではなく、例えば、平滑でも良く、凹凸や孔、溝を有していてもよい。
【０１５４】
〔媒質例７〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、デンドリマー（デンドリマー分子）を適用できる。ここで、デンドリマーとは、モノマー単位ごとに枝分かれのある三次元状の高分岐ポリマーである。
【０１５５】
デンドリマーは、枝分かれが多いために、ある程度以上の分子量になると球状構造となる。この球状構造は、光学波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているので、光学波長領域では透明な物質であり、電界印加によって配向秩序が変化して光学的異方性が発現する（光学的異方性の程度が変化する）。したがって、デンドリマーを、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１５６】
また、上記媒質例２の液晶マイクロエマルションにおけるＤＤＡＢを、デンドリマー物質に置き換えることにより、上記媒質例２の液晶マイクロエマルションと同様な配向構造を得ることができ、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１５７】
〔媒質例８〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、コレステリックブルー相を示す分子からなる媒質を適用できる。なお、図１３には、コレステリックブルー相の概略構造が示されている。
【０１５８】
図１３に示したように、コレステリックブルー相は、高い対称性の構造を有している。また、コレステリックブルー相は、光学波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているので、光学波長領域では概ね透明な物質であり、電界印加によって配向秩序が変化して光学的異方性が発現する（光学的異方性の程度が変化する）。すなわち、コレステリックブルー相は、おおむね光学的に等方性を示し、電界印加によって液晶分子が電界方向に向こうとするために格子が歪み、異方性を発現する。よって、コレステリックブルー相を示す分子からなる媒質を、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０１５９】
なお、コレステリックブルー相を示す物質としては、例えば、ＪＣ１０４１（混合液晶、チッソ社製）を４８．２ｍｏｌ％、５ＣＢ（4-cyano-4’-pentyl biphenyl、ネマチック液晶）を４７．４ｍｏｌ％、ＺＬＩ−４５７２（カイラルドーパント、メルク社製）を４．４ｍｏｌ％混合した物質がある。この物質は、３３０．７Ｋから３３１．８Ｋの温度範囲で、コレステリックブルー相を示す。
【０１６０】
また、コレステリックブルー相を示す他の物質として、例えば、ＺＬＩ−２２９３（混合液晶、メルク社製）を６７．１ｗｔ％、Ｐ８ＰＩＭＢ（1,3-phenylene bis[4-(4-8-alkylphenyliminomethyl-benzoate、バナナ型（屈曲型）液晶、下記構造式（６）参照）を１５ｗｔ％、ＭＬＣ−６２４８（カイラル剤、メルク社製）を１７．９ｗｔ％混合した物質を用いてもよい。この物質は、７７．２℃から８２．１℃の温度範囲でコレステリックブルー相を示す。
【０１６１】
【化８】
【０１６２】
また、上記の各物質の混合比を適宜変更して用いてもよい。例えば、ＺＬＩ−２２９３を６９．７ｗｔ％、Ｐ８ＰＩＭＢを１５ｗｔ％、ＭＬＣ−６２４８（カイラル剤）を１５．３ｗｔ％混合した物質は８０．８℃から８１．６℃の温度範囲でコレステリックブルー相を示す。
【０１６３】
また、コレステリックブルー相を示すさらに他の物質として、例えば、ＺＬＩ−２２９３（混合液晶、メルク社製）を６７．１ｗｔ％、ＭＨＰＯＢＣ（4-(1-methylheptyloxycarbonyl)phenyl-4’-octylcarboxybiphenyl-4-carboxylate、直線状液晶、下記構造式（７）参照）を１５ｗｔ％、ＭＬＣ−６２４８（カイラル剤、メルク社製）を１７．９ｗｔ％混合した物質を用いてもよい。この物質は、８３．６℃から８７．９℃の温度範囲でコレステリックブルー相を示す。
【０１６４】
【化９】
【０１６５】
また、上記の各物質の混合比を適宜変更して用いてもよい。例えば、ＺＬＩ−２２９３を６９．７ｗｔ％、ＭＨＰＯＢＣを１５ｗｔ％、ＭＬＣ−６２４８（カイラル剤）を１５．３ｗｔ％混合した物質は８７．８℃から８８．４℃の温度範囲でコレステリックブルー相を示す。
【０１６６】
なお、ＺＬＩ−２２９３とＭＬＣ−６２４８とを混合するだけではコレステリックブルー相を発現させることはできなかったが、バナナ型（屈曲型）をした液晶Ｐ８ＰＩＭＢや直線状液晶ＭＨＰＯＢＣを添加することによりコレステリックブルー相を示した。
【０１６７】
また、上記の例では、直線状液晶としてラセミ体を用いたが、必ずしもラセミ体に限定されるものではなく、カイラル体を用いてもよい。またカイラル炭素を１つ、あるいは複数以上含んでいてよい。また、直線状液晶を用いる場合、直線状液晶ＭＨＰＯＢＣのように反傾構造（一層ごとに異なる方向を向いている）を持つものを用いることが好ましい。
【０１６８】
また、直線状液晶とは、化学構造式においてほぼ横長の直線に近い液晶分子を表すために用いた総称であり、実際の立体配置は化学構造式のように一平面内にあるとは限らず、折れ曲がっていることがあることはいうまでもない。
【０１６９】
また、バナナ型（屈曲型）液晶とは、化学構造式において屈曲部を有する液晶分子を表わすために用いた総称であり、Ｐ８ＰＩＭＢに限定されるものではない。例えば、化学構造式における屈曲部が、フェニレン基などのベンゼン環であってもよく、あるいは、ナフタレン環やメチレン鎖などで結合されてなるものであってもよい。このようなバナナ型（屈曲型）液晶としては、例えば、下記構造式（８）〜（１１）に示す化合物が挙げられる。
【０１７０】
【化１０】
【０１７１】
【化１１】
【０１７２】
【化１２】
【０１７３】
【化１３】
【０１７４】
また、アゾ基が含まれているバナナ型（屈曲型）液晶を用いてもよい。このようなバナナ型（屈曲型）液晶としては、例えば、下記構造式（１２）に示す化合物などが挙げられる。
【０１７５】
【化１４】
【０１７６】
また、上記した各バナナ型（屈曲型）液晶は結合部（屈曲部）の左右で対称的な化学構造を持っているが、これに限らず、結合部の左右で非対称な化学構造を持っていてもよい。このようなバナナ型（屈曲型）液晶としては、例えば、下記構造式（１３）に示す化合物が挙げられる。
【０１７７】
【化１５】
【０１７８】
また、上記した各バナナ型（屈曲型）液晶分子はカイラル炭素を含んでいないが、必ずしもこれに限定されるものではなく、カイラル炭素を１つ、あるいは複数含んでいてもよい。このようなバナナ型（屈曲型）液晶としては、例えば、下記構造式（１４）に示す化合物が挙げられる。
【０１７９】
【化１６】
【０１８０】
また、上記したように、本発明に適したコレステリックブルー相は光学波長未満の欠陥秩序を有しているので、光学波長領域では概ね透明であり、概ね光学的に等方性を示す。ここで、概ね光学的に等方性を示すというのは、コレステリックブルー相は液晶の螺旋ピッチを反映した色を呈するが、この螺旋ピッチによる呈色を除いて、光学的に等方性を示すことを意味する。なお、螺旋ピッチを反映した波長の光を選択的に反射にする現象は、選択反射と呼ばれる。この選択反射の波長域が可視域に無い場合には呈色しない（呈色が人間の目に認識されない）が、可視域にある場合にはその波長に対応した色を示す。
【０１８１】
ここで、４００ｎｍ以上の選択反射波長域または螺旋ピッチを持つ場合、コレステリックブルー相（ブルー相）では、その螺旋ピッチを反映した色に呈色する。すなわち、可視光が反射されるので、それによって呈する色が人間の目に認識されてしまう。したがって、例えば、本発明の表示素子でフルカラー表示を実現してテレビなどに応用する場合、その反射ピークが可視域にあるのは好ましくない。
【０１８２】
なお、選択反射波長は、上記媒質の持つ螺旋軸への入射角度にも依存する。このため、上記媒質の構造が一次元的ではないとき、つまりコレステリックブルー相のように三次元的な構造を持つ場合には、光の螺旋軸への入射角度は分布を持ってしまう。したがって、選択反射波長の幅にも分布ができる。
【０１８３】
このため、ブルー相の選択反射波長域または螺旋ピッチは可視域以下、つまり４００ｎｍ以下であることが好ましい。ブルー相の選択反射波長域または螺旋ピッチが４００ｎｍ以下であれば、上記のような呈色が人間の目にほとんど認識されない。
【０１８４】
また、国際照明委員会ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage）では、人間の目の認識できない波長は３８０ｎｍ以下であると定められている。したがって、ブルー相の選択反射波長域または螺旋ピッチが３８０ｎｍ以下であることがより好ましい。この場合、上記のような呈色が人間の目に認識されることを確実に防止できる。
【０１８５】
また、上記のような呈色は、螺旋ピッチ、入射角度だけでなく、誘電性媒質の平均屈折率とも関係する。このとき、呈色する色の光は波長λ＝ｎＰを中心とした波長幅Δλ＝ＰΔｎの光である。ここで、ｎは平均屈折率、Ｐは螺旋ピッチである。また、Δｎは屈折率の異方性である。
【０１８６】
Δｎは、誘電性物質によりそれぞれ異なるが、例えば液晶性物質を上記誘電性物質層３に封入する物質として用いた場合、液晶性物質の平均屈折率は１．５程度、Δｎは０．１程度なので、この場合、呈色する色が可視域にないためには、螺旋ピッチＰは、λ＝４００とすると、Ｐ＝４００/１．５＝２６７ｎｍになる。また、ΔλはΔλ＝０．１×２６７＝２６．７になる。したがって、上記のような呈色が人間の目にほとんど認識されないようにするためには、上記媒質の螺旋ピッチを、２６７ｎｍから２６．７ｎｍの約半分である１３．４ｎｍを引いた２５３ｎｍ以下にすればよい。すなわち、上記のような呈色を防止するためには、上記媒質の螺旋ピッチが２５３ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１８７】
また、上記の説明では、λ＝ｎＰの関係において、λを４００ｎｍとしたが、λを国際照明委員会ＣＩＥが人間の目の認識できない波長として定めている３８０ｎｍとした場合には、呈色する色が可視域外とするための螺旋ピッチは２４０ｎｍ以下となる。すなわち、上記媒質の螺旋ピッチを２４０ｎｍ以下とすることにより、上記ような呈色を確実に防止することができる。
【０１８８】
例えば、ＪＣ１０４１（混合液晶、チッソ社製）を５０．０ｗｔ％、５ＣＢ（4-cyano-4’-pentyl biphenyl、ネマチック液晶）を３８．５ｗｔ％、ＺＬＩ−４５７２（カイラルドーパント、メルク社製）を１１．５ｗｔ％混合した物質がある。この物質は、約５３℃以下で液体的な等方相から光学的な等方相に相転移するが、螺旋ピッチが約２２０ｎｍであり、可視域以下にあるために呈色しなかった。
【０１８９】
上述のように、本発明に適したコレステリックブルー相は光学波長未満の欠陥秩序を有している。欠陥構造は隣り合う分子が大きく捩れていることに起因していているので、コレステリックブルー相を示す誘電性媒質は大きなねじれ構造を発現させるためにカイラル性を示す必要がある。大きな捩れ構造を発現させるためには、誘電性媒質にカイラル剤を加えることが好ましい。
【０１９０】
カイラル剤の濃度としてはカイラル剤の持つ捩れ力にもよるが、８ｗｔ％または４ｍｏｌ％以上であることが好ましい。カイラル剤の割合が８ｗｔ％または４ｍｏｌ％以上とすることにより、コレステリックブルー相の温度範囲が約１℃以上になった。カイラル剤の割合が８ｗｔ％または４ｍｏｌ％未満の場合は、コレステリックブルー相の温度範囲が狭くなった。
【０１９１】
また、カイラル剤の濃度が１１．５ｗｔ％以上であることが、さらに好ましい。カイラル剤の濃度が１１．５ｗｔ％以上の場合、螺旋ピッチが約２２０ｎｍになり呈色しなかった。
【０１９２】
また、カイラル剤の濃度は１５ｗｔ％以上であることが、さらに好ましい。バナナ型（屈曲型）液晶や反傾構造をもつ直線状液晶を添加することによりコレステリックブルー相を発現させる場合、カイラル剤の濃度が１５ｗｔ％以上であれば、コレステリックブルー相の温度範囲が約１℃になった。また、カイラル剤の濃度を１７．９ｗｔ％に増やすことにより、コレステリックブルー相の温度範囲はさらに広がった。
【０１９３】
このように、カイラル剤の濃度が高いとコレステリックブルー相を発現しやすくなり、さらにコレステリックブルー相が持つ螺旋ピッチも短くなるので好ましい。
【０１９４】
ただし、カイラル剤の添加量が多くなり過ぎると、誘電性物質層３全体の液晶性が低下するという問題が生じる。液晶性の欠如は、電界印加時における光学的異方性の発生度合いの低下に繋がり、表示素子としての機能の低下を招く。また、液晶性が低下することにより、コレステリックブルー相の安定性の低下に繋がり、コレステリックブルー相の温度範囲の拡大が見込めなくなる。このため、カイラル剤の添加濃度の上限値が決まり、本願本発明者等の解析によれば、その上限濃度は８０ｗｔ％であることがわかった。すなわち、カイラル剤の濃度は８０ｗｔ％以下であることが好ましい。
【０１９５】
また、本実施の形態では、カイラル剤としてはＺＬＩ−４５７２やＭＬＣ−６２４８を用いたが、これに限るものではない。一例として、Ｓ８１１（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）など市販品を用いてもよい。また、軸不斉のカイラル剤を用いても良い。軸不斉のカイラル剤としては、例えば、軸不斉ビナフチル誘導体（下記化合物（１５）参照）を用いることができる。
【０１９６】
【化１７】
【０１９７】
ここで、ｎは４〜１４の整数である。
【０１９８】
なお、この化合物（１５）はｎが奇数の時に単独でブルー相を示すことがある。例えば、ｎ＝７の場合には約１０３℃から約９４℃の範囲でブルー相を示す。したがって、この化合物（１５）が単独でブルー相を示す（液晶性がある）場合には、誘電性物質層３に封入する媒質として、この化合物（１５）を単独で用いても良いし、また、化合物（１５）をカイラル剤として用いても良い。
【０１９９】
なお、上記の説明では、コレステリックブルー相におけるカイラル剤添加による効果を述べてきたが、カイラル剤添加による上記の効果はコレステリックブルー相に限定されるものではなく、スメクチックブルー相やネマチック相等の液晶相を示す誘電性媒質においても、略同様の効果を得ることができる。
【０２００】
〔媒質例９〕
本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、スメクチックブルー（ＢＰＳｍ）相を示す分子からなる媒質を適用できる。なお、図１３には、スメクチックブルー相の概略構造が示されている。
【０２０１】
図１３に示したように、スメクチックブルー相は、コレステリックブルー相と同様、高い対称性の構造を有している。また、光学波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているので、光学波長領域では概ね透明な物質であり、電界印加によって配向秩序が変化して光学的異方性が発現する（光学的異方性の程度が変化する）。すなわち、スメクチックブルー相は、おおむね光学的に等方性を示し、電界印加によって液晶分子が電界方向に向こうとするために格子が歪み、異方性を発現する。よって、スメクチックブルー相を示す分子からなる媒質を、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として適用できる。
【０２０２】
なお、スメクチックブルー相を示す物質としては、例えば、非特許文献８に記載されているＦＨ／ＦＨ／ＨＨ−１４ＢＴＭＨＣがある。この物質は、７４．４℃〜７３．２℃でＢＰＳｍ３相、７３．２℃〜７２．３℃でＢＰＳｍ２相、７２．３℃〜７２．１℃でＢＰＳｍ１相を示す。
【０２０３】
また、スメクチックブルー相を示す媒質を用いる場合には、コレステリックブルー相を示す媒質を用いる場合と同様、ブルー相の選択反射波長域または螺旋ピッチは４００ｎｍ以下であることが好ましく、３８０ｎｍ以下であることがより好ましい。さらに、螺旋ピッチは２５３ｎｍ以下であることが好ましく、２４０ｎｍ以下であることがより好ましい。
【０２０４】
また、本表示素子の誘電性物質３に用いる媒質としては、光学波長未満の配向秩序（秩序構造）を有していて、電界印加により光学的異方性の程度が変化する媒質であればよく、スメクチックブルー相やコレステリックブルー相に類似した相を持つ物質でもよい。
【０２０５】
スメクチックブルー相やコレステリックブルー相に類似した相を示す物質としては、例えば下記の化合物（１６）および（１７）の混合物があげられる。
【０２０６】
【化１８】
【０２０７】
【化１９】
【０２０８】
ここで、Ｌは２〜１０の整数を表し、ｍは２〜１４の整数を表し、ｎは０〜６の整数である。
【０２０９】
なお、化合物（１６）と化合物（１７）とを混合する場合には、２×（ｎ+１）＝ｍの関係を満たすように混合することが好ましい。また、化合物（１６）と化合物（１７）との混合割合は、適宜設定すればよい。例えばＬ＝６、ｍ＝６、ｎ＝２の場合、化合物（１６）と化合物（１７）とを等量混合すると、スメクチックブルー相に類似した相（光学波長未満の配向秩序（秩序構造）を有する相）を約１４３℃から約１３０℃の範囲で示す。また、Ｌ＝６、ｍ＝６、ｎ＝２の場合に、化合物（１６）を３０％、化合物（１７）を７０％の割合で混合したときには、約１３２℃から約１２０℃の範囲で光学波長未満の配向秩序（秩序構造）を有する相を示す。
【０２１０】
また、誘電性物質（誘電性物質層３に封入する媒質）のネマティック相状態における、５５０ｎｍでの屈折率異方性をΔｎとし、１ｋＨｚでの誘電率異方性をΔεとすると、Δｎ×Δεが２．９以上であることが好ましい。
【０２１１】
ここで、屈折率異方性（Δｎ）は、電界印加時の楕円（屈折率楕円体）の主軸方向（すなわち、光波の偏光の成分方向）の屈折率（異常光屈折率）をｎｅ、上記楕円の主軸方向に垂直な方向の屈折率（常光屈折率）をｎｏとすると、Δｎ＝ｎｅ−ｎｏで表される。すなわち、本発明において、上記屈折率異方性（Δｎ）は、Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ（ｎｅ：異常光屈折率、ｎｏ：常光屈折率）で示される複屈折変化を示す。
【０２１２】
また、誘電率異方性（誘電率変化）（Δε）は、誘電率の異方性を示し、液晶分子の長軸方向における誘電率をεｅ、液晶分子の短軸方向における誘電率をεｏとすると、Δε＝εｅ−εｏで表される値である。
【０２１３】
次に、誘電性物質層３に上記媒質例４の液晶微粒子分散系を封入した本表示素子について行った、駆動電圧の測定結果について説明する。
【０２１４】
溶媒としては上記化合物（１）を用いた。この誘電性物質（液晶微粒子分散系）のΔｎ×Δεは約２．２であった。また、誘電性物質層３の厚みを１０μｍ、櫛型電極４・５の電極間距離を３．３μｍで形成した。なお、上記屈折率異方性Δｎは、アッベ屈折計（アタゴ製「４Ｔ（商品名）」）を使用し、波長５５０ｎｍにて測定した。また、上記誘電率異方性Δεは、インピーダンスアナライザー（東陽テクニカ社製「ＳＩ１２６０（商品名）」）を使用し、周波数１ｋＨｚにて測定した。
【０２１５】
このように形成した本表示素子について、駆動電圧を変化させながら透過率を測定したところ、透過率が最大となる駆動電圧は約２８Ｖであった（図２４参照）。
【０２１６】
ところで、非特許文献４によると、電界印加により発生する複屈折△ｎ（Ｅ）は、
△ｎ（Ｅ）＝λＢＥ２
で記述できる。ここで、λは光の波長、Ｂはカー定数、Ｅは印加電界強度である。
【０２１７】
また、複屈折が変化することにより透過率Ｔは下式のように変化する。
Ｔ＝ｓｉｎ２（π×Δｎ（Ｅ）×ｄ/λ）＝ｓｉｎ２（πＢＥ２ｄ）
ここで、ｄは誘電性物質層３の厚さである。
【０２１８】
したがって、上式より、透過率が最大になるのは、πＢＥ２ｄ＝π/２
の場合である。
【０２１９】
また、上式よりΔＢ＝Δｎ（Ｅ）/λＥ２＝ΔｎＱ（Ｅ）/λＥ２
である。ここで、Ｑ（Ｅ）は配向秩序パラメータである。
【０２２０】
また、非特許文献４によると、Ｑ∝Δε×Ｅ２である。
【０２２１】
よって、透過率が最大となる駆動電圧Ｖは、櫛型電極４・５の電極間距離をＳとすると、
Ｖ＝ＥＳ＝Ｓ×ｓｑｒｔ（１/（２×Ｂ×ｄ））∝Ｓ×ｓｑｒｔ（１/（Δｎ×Δε）×ｄ）
になる。
【０２２２】
以上の結果をもとに、上記誘電性物質を本表示素子に封入して測定した電圧−透過率特性、及び、上記駆動電圧とΔｎ×Δεの関係式から見積もった、透過率が最大となる電圧値（Ｖ（Ｖ））と、Δｎ×Δεとの関係を図２４に示す。
【０２２３】
図２４に示すように、屈折率異方性Δｎと誘電率異方性Δεとの積（Δｎ×Δε）が２．９以上の誘電率物質を使用し、誘電性物質層３の厚みを１０μｍ、櫛型電極４・５の電極間距離を３．３μｍとした場合、透過率が最大となる駆動電圧は２４Ｖになる。
【０２２４】
本表示素子をアクティブマトリクス駆動の表示装置に適用する場合には、櫛歯電極４・５に印加する電圧（電界）のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチング素子（ＴＦＴ素子）を用いる。スイッチング素子（ＴＦＴ素子）のゲート電極の膜厚と膜質とを最適化した場合に、ゲート電極に印加することが可能な耐圧（電圧）を測定したところ、最大で６３Ｖであった。したがって、この耐圧からゲート電極の電位がＨｉｇｈ（すなわち、ゲート電極ＯＮ）のときの電圧１０Ｖおよびゲート電極の電位がＬｏｗ（すなわち、ゲート電極ＯＦＦ）のときの電圧−５Ｖ分を差し引いた４８Ｖｐｐ（６３−１０−５＝４８Ｖｐｐ（peak-to-peak））が、誘電性物質層３に印加することができる最大限の電圧値である。この電圧値は、実効値（ｒｍｓ：root-mean-square）で言えば±２４Ｖになる。
【０２２５】
したがって、誘電性物質層３の厚みを１０μｍ、櫛型電極４・５の電極間距離を３．３μｍとする場合には、屈折率異方性Δｎと誘電率異方性Δεとの積（Δｎ×Δε）が２．９以上の誘電率物質を使用することにより、スイッチング素子の耐圧範囲内で、透過率を最大とすることができる。
【０２２６】
なお、Δｎ×Δεが２．９以上の誘電率物質としては、例えば、化合物（１８）があげられる。
【０２２７】
【化２０】
【０２２８】
ここで、Ｒはアルキル基を表す。化合物（１８）はΔεが約２５、Δｎが約０．１５であり、Δｎ×Δε＝３．７５になる。
【０２２９】
また、櫛歯電極構造の本表示素子において、さらに透過率が最大となる駆動電圧を下げるためには、櫛歯電極間隔を狭くすることが考えられるが、製造上の精度やプロセスマージン、プロセスコスト等の制限から、櫛歯電極間隔を狭くすることには限界がある。
【０２３０】
また、櫛歯電極構造の本表示素子において、さらに駆動電圧を下げるためには、誘電性物質層３の厚さをさらに厚くすることも考えられる。しかしながら、誘電性物質層の厚さを単純に厚くしても、電界が印加される厚みは、必ずしも誘電性物質層の厚さの増加分だけ増えるわけではない。このため、誘電性物質層３の厚みを１０μｍから、さらに厚くしても駆動電圧の低減には効果的ではない。
【０２３１】
〔実施例２〕
本表示装置において、誘電性物質層３に封入する媒質を、透明な誘電性物質である4’-n-alkoxy-3’-nitrobiphenyl-4-carboxylic acids （ＡＮＢＣ−２２）とした。ＡＮＢＣ−２２の化学構造は化合物（３）（ｎ＝２２）である。
【０２３２】
なお、基板１および２には、ガラス基板を用いた。また、両基板間の間隔は、ビーズをあらかじめ散布しておくことにより、４μｍになるように調整した。すなわち、誘電性物質層３の厚さを４μｍとした。
【０２３３】
電極４・５は、ＩＴＯからなる透明電極とした。また、両基板の内側（対向面）には、ラビング処理を施したポリイミドからなる配向膜をそれぞれ形成した。ここで、両配向膜に施すラビング方向は、スメクチックＣ相において明状態となる方向であることが望ましく、典型的には偏光板６・７の吸収軸方向と４５度の角度をなしていることが望ましい。なお、基板１側の配向膜については、電極４・５を覆うように形成した。
【０２３４】
偏光板６・７は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示したように、互いの吸収軸が直交するとともに、各偏光板における吸収軸と電極４・５における櫛歯部分の電極伸長方向とが約４５度の角度をなすように、それぞれ基板１および２の外側（対向面の反対側）に設けた。
【０２３５】
このような構成では、上記媒質は、スメクチックＣ相―キュービック相相転移温度よりも低温側の温度において、スメクチックＣ相を示す。なお、スメクチックＣ相は、電界無印加状態において光学的異方性を示す。
【０２３６】
そして、誘電性物質層３の温度を、加熱装置によってスメクチックＣ相−キュービック相の相転移近傍の温度（相相転移温度の低温側１０Ｋ程度まで）に保ち、電界印加（電圧５０Ｖ程度の交流電場（０より大きく数百ｋＨｚまで））を行ったところ、透過率を変化させることができた。すなわち、電界無印加時に光学的異方性を示すスメクチックＣ相（明状態）に、電界を印加することにより、等方的なキュービック相（暗状態）に変化させることができた。つまり、上記の表示装置は、電界無印加時に光学的異方性を示し、電界を印加することによって光学的等方性を示す。なお、この場合、屈折率楕円体は楕円（電界無印加時）から球状（電界印加時）に変化する。
【０２３７】
このように、本表示装置の誘電性物質層３に封入する媒質として、電界無印加時に光学的異方性を有し、電界印加により光学的異方性が消失して光学的等方性を示す媒質を用いた場合にも、良好な表示を実現することができた。
【０２３８】
なお、各偏光板６．７の吸収軸と櫛形電極４・５がなす角度は４５度に限らず、０〜９０度のあらゆる角度で表示を行うことが出来た。これは、明状態の表示は電界無印加時で実現しているので、ラビング方向と偏光板吸収軸方向の関係だけで達成でき、また、暗状態の表示は電界印加による媒質の光学的等方相への電界誘起相転移で実現しているので、各偏光板吸収軸が互いに直交していればよく、偏光板吸収軸方向と櫛型電極方向との関係によらないためである。また、配向処理は必ずしも必要ではなく、アモルファス配向状態（ランダム配向状態）でも表示を行うことが出来た。
【０２３９】
また、本発明の表示素子において用いられる媒質は、従来の液晶表示素子に用いられている媒質であってもよく、あるいは、電界（外場）の印加によって光学的異方性の程度が変化する媒質であってもよい。
【０２４０】
光学的異方性の程度が変化する媒質としては、例えば、電界（外場）を印加することによって秩序構造（配向秩序）が変化し、光学的異方性の程度が変化するものを用いることができる。例えば、電界（外場）印加時または無印加時に光学波長以下の秩序構造を有し、電界印加によって秩序構造が変化して光学的異方性の程度が変化する媒質を用いてもよい。あるいは、電界（外場）無印加時に光学的異方性を示す秩序構造を有し、電界印加によって秩序構造が変化して光学的異方性の程度が変化する媒質を用いてもよい。
【０２４１】
このような光学的異方性の程度が変化する媒質を用いる場合、液晶分子の配向方向の変化を利用する従来の液晶表示素子のように液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響することがないので、従来の液晶表示素子よりも高速応答を実現できる。また、上記媒質を、外場印加時または外場無印加時に所定の秩序構造を示す状態（外場を印加することによって秩序構造に歪みが生じ、光学的異方性の程度が変化する状態）となる温度に保つだけでよいので、温度制御を容易にすることができる。例えば、上記した特許文献１に記載されているような、電界印加による有極性分子における電子の偏りを利用する従来の電気光学効果を利用した表示装置では、駆動温度範囲が液晶相の相転移点近傍の温度に制限され、極めて高精度な温度制御が必要であるという問題があった。これに対して、上記の構成によれば、上記媒質を、外場印加時または外場無印加時に所定の秩序構造を示す状態となる温度に保つだけでよいので、温度制御を容易にすることができる。
【０２４２】
例えば、上記したＢＡＢＨ８を上記媒質として用いる場合、２４．３Ｋの温度範囲（１３６．７℃〜１６１℃）において、上記媒質を、電界（外場）印加によって光学的異方性の程度が変化する状態に保つことができる。また、上記したＡＮＢＣ１６を上記媒質として用いる場合、２６．２Ｋの温度範囲（１７１．０℃〜１９７．２℃）において、上記媒質を、電界（外場）印加によって光学的異方性の程度が変化する状態に保つことができる。なお、上記媒質が外場印加時または外場無印加時に所定の秩序構造を示す状態となる温度範囲の上限は特に限定されるものではなく、上記した各媒質よりもさらに広い温度範囲で所定の秩序構造を示す媒質を用いてもよい。また、上記媒質が外場印加時または外場無印加時に所定の秩序構造を示す状態となる温度範囲の下限は０．１Ｋよりも大きいことが好ましく、１Ｋ以上であることがより好ましい。
【０２４３】
〔実施の形態２〕
本発明の表示装置に関する他の実施形態について、図１４を用いて説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１と同様の機能を有する部材については、実施の形態１と同じ符号を付し、説明を省略する。
【０２４４】
本実施の形態にかかる表示装置は、図２（ａ）、図２（ｂ）、および図３に示した表示素子１０と略同様の断面構造を備えている。ただし、電極４・５に接続される回路構成、すなわち、スイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２および信号線、走査線の構成が異なっている。なお、本実施の形態にかかる表示装置は、電極４・５が、それぞれ異なるスイッチング素子ＴＦＴ１・ＴＦＴ２を介して他の配線に接続されているという点においては、実施の形態１にかかる表示装置と同様である。また、誘電性物質層３に封入する媒質には、実施の形態１と同様の媒質を用いることができる。
【０２４５】
図１４は、本実施の形態にかかる表示装置における回路構成を示す等価回路図である。この図に示すように、本実施の形態にかかる表示装置では、電極４および５が素子容量Ｃｐを構成している。そして、電極４がスイッチング素子ＴＦＴ１を介して信号線Ｓに接続され、電極５がスイッチング素子ＴＦＴ２を介して対向電極線Ｃに接続されている。すなわち、本実施の形態にかかる表示装置では、電極４および５が、それぞれ異なるスイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２を介して信号線Ｓおよび対向電極線Ｃに接続されている。また、本実施の形態にかかる表示装置は、信号線Ｓおよび対向電極線Ｃに電圧を印加することにより、誘電性物質層３に電界を発現させ、表示を行うようになっている。なお、信号線Ｓおよび対向電極線Ｃに印加する電圧については、上記した従来の液晶表示装置と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０２４６】
本実施の形態にかかる表示装置では、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２をオンとすることにより、素子容量Ｃｐ（表示素子）の両電極間に信号を書き込むようになっている。そして、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２がオフとなっている場合には、対向電極線Ｃの電位が変動したとしても、素子容量Ｃｐの電極４・５間の電位差は一定に保たれる。すなわち、他の走査線（図示せず）に接続されている電極を逆の極性で書き込む場合でも、素子容量Ｃｐにおける電極４・５の電位差は一定に保たれる。
【０２４７】
したがって、上記した従来の液晶表示装置のように、ドレイン電位が変動するといった問題が生じず、スイッチング素子ＴＦＴを駆動するためのゲート電圧を大きくする必要がなくなる。
【０２４８】
この結果、本実施の形態にかかる表示装置では、走査線Ｇに印加する電圧を小さく抑えることが可能となり、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２の耐久性を向上させることができる。また、例えば、駆動電圧を高くするために、信号線Ｓに印加する電圧を大きくした場合でも、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２の耐久性の低下を抑制することができる。
【０２４９】
したがって、本実施の形態にかかる表示装置によれば、高電圧駆動が可能であり、高速応答特性と高視野角特性とを備えた表示装置を実現することができる。
【０２５０】
また、本実施の形態にかかる表示装置では、実施の形態１にかかる表示装置のように、全表示素子（全画素）について信号線を２本備える必要がない。したがって、実施の形態１と比較して必要な信号線の数が１／２となるので、構造を単純化できるとともに、製造時の良品率を向上させることができる。
【０２５１】
なお、本実施の形態にかかる表示装置において、補助容量をさらに備えてもよい。この場合、例えば、素子容量Ｃｐ（電極４および５）に対して並列となるように補助容量を接続すればよい。あるいは、電極４に一方の電極を接続される補助容量Ｃｓ１と、電極５に一方の電極を接続される補助容量Ｃｓ２と、補助容量Ｃｓ１およびＣｓ２における他方の電極が接続される補助容量配線とを備える構成としてもよい。このように、補助容量を設けることにより、スイッチング素子ＴＦＴ１およびＴＦＴ２のリーク電流の影響を小さくすることができる。
【０２５２】
また、本表示装置では、基板１にのみ電極４・５が形成されているが、これに限らず、電極４・５を基板１・２のそれぞれに設けてもよい。例えば、図１４の構成における対向電極５を基板２側に設けてもよい。図２２は、この場合の等価回路図である。
【０２５３】
この図に示す例では、対向電極５を基板２側に設ける場合、スイッチング素子ＴＦＴ２および走査線Ｇｃを基板２に設けている。
【０２５４】
図２３（ａ）〜図２３（ｃ）は、この場合の配線模式図である。すなわち、図２３（ａ）は、信号線（信号配線）Ｓが配設される側の基板である基板１側の配線模式図である。図２３（ｂ）は、対向電極線（対向電極配線）Ｃが配設される側の基板である基板２側の配線模式図である。図２３（ｃ）は、基板１側から見た場合の信号電極４と対向電極５との位置関係を示す配線模式図である。
【０２５５】
図２３（ａ）に示すように、基板１側は、例えば従来のＴＮ型の基板（従来のＴＦＴ基板）と同等である。また、図２３（ｂ）および図２３（ｃ）に示すように、基板２側には、基板１側の電極（画素電極）４に対応して対向電極５が個々に設けられている。なお、図２３（ｂ）に示すように、対向電極５はスイッチング素子ＴＦＴ２を介して、各画素について同一の対向電極線Ｃに接続されている。また、スイッチング素子ＴＦＴ２のゲート電極は、走査線Ｇｃに接続されている。
【０２５６】
この構成では、基板２に設けられるスイッチング素子ＴＦＴ２が各画素について共通の対向電極線Ｃに接続される。したがって、基板２では、信号線を各画素に備えられるスイッチング素子ＴＦＴ２に個別に配線する必要がない。このため、良品率を向上させることができる。また、基板２にソースドライバを接続する必要がない。
【０２５７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２５８】
すなわち、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
【０２５９】
なお、本発明に係る表示装置は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第１電極および第２電極とを有する表示素子を備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、上記第１電極および第２電極が、それぞれ異なるスイッチング素子に接続されている構成としてもよい。
【０２６０】
上記の構成によれば、上記第１電極および第２電極が接続されたスイッチング素子がオフとなっている場合には、上記両電極がどの電極線にも接続されない。このため、他の表示素子に対して、当該表示素子に書き込まれた極性とは逆の極性で書き込む場合でも、当該表示素子における第１電極および第２電極の電位を一定に保つことができる。したがって、スイッチング素子を駆動するための電圧を小さく抑えることができ、スイッチング素子の耐久性を向上させることができる。
【０２６１】
また、上記の構成によれば、駆動電圧を高くするために、第１電極および第２電極に印加する電圧を大きくした場合でも、スイッチング素子の耐久性の低下を抑制することができる。したがって、高電圧駆動を行う場合でも、スイッチング素子の耐久性の低下を抑制できる。すなわち、耐圧の限られたスイッチング素子を用いる場合でも、駆動電圧を増加させることが可能となる。
【０２６２】
また、本発明の表示装置は、上記表示素子を複数備えるとともに、各表示素子について第１信号線および第２信号線が設けられており、上記第１電極および第２電極が、それぞれ異なるスイッチング素子を介して、異なる信号線に接続されている構成としてもよい。
【０２６３】
上記の構成によれば、上記両電極間に信号電圧を印加する場合には、両電極に接続されているスイッチング素子を共にオンとする一方、上記両電極間に信号電圧を印加しない場合には、両電極に接続されているスイッチング素子を共にオフとすることになる。したがって、スイッチング素子の寄生容量による両電極の電圧変動が、同様の傾向で発生する。このため、両電極における電圧変動は相殺される傾向となり、両電極における電圧シフトの問題を軽減できる。
【０２６４】
また、本発明の表示装置は、上記表示素子を複数備えるとともに、上記各表示素子について設けられた信号線と、複数の表示素子について共通に設けられた対向電極線とを備えており、上記第１電極は、スイッチング素子を介して上記信号線に接続されており、上記第２電極は、上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記対向電極線に接続されている構成としてもよい。
【０２６５】
上記の構成によれば、各表示素子について信号線を２本備える必要がない。すなわち、信号線の数を増加させる必要がない。このため、構造を単純化できるとともに、製造時の良品率を向上させることができる。
【０２６６】
また、本発明の表示装置は、上記媒質が、電界の２次に比例して屈折率が変化する媒質を含む構成であってもよい。また、上記媒質が、液晶性物質を含有する媒質を含む構成であってもよい。また、上記媒質が、有極性分子を含有する媒質を含む構成であってもよい。
【０２６７】
また、上記媒質が、電界を印加することによって光学的異方性の程度が変化する構成であってもよい。ここで、光学的異方性の程度が変化するということは、屈折率楕円体の形状が変わることを意味する。すなわち、本発明の表示素子では、電界無印加時と電界印加時における屈折率楕円体の形状の変化を利用することで、異なる表示状態を実現することができる。
【０２６８】
一方、従来の液晶表示素子では、電界印加時と電界無印加時とで、屈折率楕円体は楕円のままであり、その長軸方向（屈折率楕円体の向き）が変化（回転）する。すなわち、電界無印加時と電界印加時とにおける屈折率楕円体の長軸方向が変化（回転）することで、異なる表示状態を実現していた。
【０２６９】
従来の液晶表示素子では、液晶分子の配向方向の変化を利用していたため、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響していた。これに対して、上記の構成では、媒質における光学的異方性の程度の変化を用いて表示を行う。したがって、上記の構成によれば、従来の液晶表示素子のように、液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響するといった問題がないので、高速応答を実現することができる。また、本発明の表示素子は高速応答性を備えているので、例えば、フィールドシーケンシャルカラー方式の表示装置に利用することもできる。
【０２７０】
また、従来の電気光学効果を利用した液晶表示素子では、駆動温度範囲が液晶相の相転移点近傍の温度に制限され、極めて高精度な温度制御が必要であるという問題があった。これに対して、上記の構成によれば、上記媒質を、電界印加によって光学的異方性の程度が変化する状態となる温度に保つだけでよいので、温度制御を容易にすることができる。
【０２７１】
また、上記の構成では、媒質における光学的異方性の程度の変化を用いて表示を行うので、液晶分子の配向方向を変化させて表示を行う従来の液晶表示素子よりも、広視野角特性を実現できる。
【０２７２】
また、この場合、上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示すものであってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には球状であり、電界を印加することによって楕円に変化する。あるいは、電界無印加時に光学的異方性を示し、電界を印加することによって光学的等方性を示すものであってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には楕円であり、電界を印加することによって球状に変化する。また、上記媒質は、電界無印加時に光学的異方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性の程度が変化するものであってもよい。この場合、屈折率楕円体の形状は、電界無印加時には楕円であり、電界を印加することによって形状が変化した楕円に変化する。
【０２７３】
また、上記媒質を構成する分子は、電界印加時または電界無印加時に、光学波長未満の秩序構造（配向秩序）を有するものであってもよい。つまり、上記媒質は、光学波長未満では液体的な等方相ではなく秩序（秩序構造、配向秩序）を持っていてもよい。この秩序構造が光学波長未満であれば、光学的には等方性を示す。したがって、電界印加時または電界無印加時に、秩序構造が光学波長未満となる媒質を用いることにより、電界無印加時と電界印加時とにおける表示状態を確実に異ならせることができる。
【０２７４】
また、上記媒質、すなわち、電界を印加することによって光学的異方性の程度が変化する媒質は、例えば、分子の配列がキュービック対称性を示す秩序構造（配向秩序）を有する媒質であってもよい。あるいは、キュービック相またはスメクチックＤ相を示す分子からなる媒質であってもよい。あるいは、液晶マイクロエマルションからなる媒質であってもよい。あるいは、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、キュービック相のいずれかを示すリオトロピック液晶からなる媒質であってもよい。あるいは、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、キュービック相のいずれかを示す液晶微粒子分散系からなる媒質であってもよい。あるいは、デンドリマーからなるものであってもよい。あるいは、コレステリックブルー相を示す分子からなる媒質であってもよい。あるいは、スメクチックブルー相を示す分子からなる媒質であってもよい。
【０２７５】
上記したいずれかの媒質を用いることにより、電界印加時と電界無印加時とで、異なる表示状態を実現できる。
【０２７６】
また、上記媒質は、４００ｎｍ以下の選択反射波長域または螺旋ピッチを有するものであってもよい。上記媒質が４００ｎｍより大きい螺旋ピッチを有する場合、その螺旋ピッチを反映した色に呈色してしまう場合がある。つまり、上記媒質が４００ｎｍより大きい場合には、その螺旋ピッチを反映した波長の光が選択的に反射されてしまい、表示素子の表示色が螺旋ピッチを反映した色に呈色してしまう場合がある。このような螺旋ピッチを反映した波長の光を選択的に反射にする現象は、選択反射と呼ばれる。
【０２７７】
そこで、上記媒質の選択反射波長域または螺旋ピッチを、４００ｎｍ以下とすることにより、このような呈色を防止することができる。すなわち、４００ｎｍ以下の光は、人間の目ではほとんど認識できないので、上記のような呈色が問題になることはない。
【０２７８】
なお、選択反射波長は上記媒質の持つ螺旋軸への入射角度にも依存する。このため、上記媒質の有する秩序構造が一次元的な構造ではない場合、例えば三次元的な構造を持つ場合には、光の螺旋軸への入射角度は分布を持ってしまう。したがって、選択反射波長の幅にも分布ができる。よって、選択反射波長域全体が４００ｎｍ以下であることが好ましい。
【０２７９】
また、上記媒質の選択反射波長域または螺旋ピッチは３８０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。国際照明委員会ＣＩＥ（Commission Internationale de l’Eclairage）では、人間の目で認識できない波長は３８０ｎｍ以下と定めている。したがって、上記媒質の選択反射波長域または螺旋ピッチが３８０ｎｍ以下であれば、上記呈色を確実に防止することができる。
【０２８０】
また、上記媒質の螺旋ピッチは２５３ｎｍ以下であることがさらに好ましい。上記呈色は螺旋ピッチ、入射角度だけでなく、誘電性媒質（媒質）の平均屈折率とも関係する。このとき、呈色する色の光は、波長λ＝ｎＰを中心とした波長幅Δλ＝ＰΔｎの光である。
ここで、ｎは平均屈折率、Ｐは螺旋ピッチである。また、Δｎは屈折率の異方性である。
【０２８１】
Δｎは、誘電性物質（媒質）によりそれぞれ異なるが、例えば液晶性物質を上記媒質として用いた場合、液晶性物質の平均屈折率ｎは１．５程度、Δｎは０．１程度である。この場合、呈色する色を可視域外とするためには、螺旋ピッチＰは、λ＝４００とすると、４００/１．５＝２６７ｎｍになる。また、Δλは０．１×２６７＝２６．７ｎｍになる。したがって、上記媒質の螺旋ピッチを、２６７ｎｍから２６．７ｎｍの約半分である１３．４ｎｍを引いた２５３ｎｍ以下とすることにより、このような呈色を防止することができる。
【０２８２】
また、上記媒質の螺旋ピッチは２４０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。上記ではλ＝ｎＰの関係において、λを４００ｎｍ（人間の目が概ね認識できない波長）としたが、λを３８０ｎｍ（人間の目が確実に認識できない波長）とした場合には、誘電性媒質（媒質）の平均屈折率を考慮した場合に上記のような呈色を防止するための上記媒質の螺旋ピッチは２４０ｎｍ以下となる。したがって、上記媒質の螺旋ピッチを２４０ｎｍ以下とすることにより、上記のような呈色を確実に防止することができる。
【０２８３】
また、本表示装置は、上記第１電極および第２電極に並列に接続された補助容量を備えている構成としてもよい。あるいは、上記第１電極に一方の電極を接続される第１補助容量と、上記第２電極に一方の電極を接続される第２補助容量と、上記第１補助容量の他方の電極および上記第２補助容量の他方の電極が接続される補助容量配線とを備えている構成としてもよい。
【０２８４】
上記いずれかの構成のように、補助容量を備えることにより、上記スイッチング素子におけるリーク電流の影響を小さくできる。
【０２８５】
また、本表示装置は、上記第１電極および上記第２電極が、上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されていてもよい。
【０２８６】
一般的に、基板面に略平行な方向に電界を印加する横電界駆動方式の表示装置では、開口率や応答速度を向上させるために、駆動電圧を高くする傾向にある。上記の構成によれば、このような横電界駆動方式の表示装置において、スイッチング素子の耐圧が限られている場合でも、駆動電圧を増大させることができる。
【０２８７】
また、上記の構成では、上記第１電極とそれに接続されるスイッチング素子、および、上記第２電極とそれに接続されるスイッチング素子が、同一の基板上に形成されることになる。この場合、各画素について１つのスイッチング素子を設けた従来の横電界駆動方式の表示装置、あるいは、両基板間（両基板にそれぞれ設けられた電極間）に電界を印加する縦電界駆動方式の表示装置において両基板にそれぞれスイッチング素子を設け、両基板に備えられる電極をそれぞれ異なるスイッチング素子に接続する場合に比べて、以下のような利点がある。
（ａ）従来の横電界方式の表示装置と略同様の製造プロセス（ＴＦＴ基板製造工程）によって製造できるので、製造コストの増大を招くことがない。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板についてそれぞれＴＦＴ（スイッチング素子）を形成する必要があるので、工程数が大幅に増加する。
（ｂ）従来の横電界方式の表示装置と同様、ドライバ（ソース（信号）ドライバ、ゲートドライバ）を一方の基板に接続するだけでよい。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板についてそれぞれドライバを接続する必要があり、パネル構造が複雑になる。
（ｃ）カラーフィルタを、必ずしもＴＦＴが形成される基板側に設ける必要がない。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板についてそれぞれＴＦＴを形成する必要があるので、カラーフィルタをＴＦＴが形成される基板側に設けることになる。このため、良品率の低下や製造コストの増加、パネル信頼性の低下を招く。
（ｄ）ＴＦＴを従来の横電界方式の表示装置と同様の向きに形成すればよいので、バックライトによって光電流が生じることを防止できる。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、一方の基板側に設けられるＴＦＴのチャネルがバックライトと正対するので、光電流によるオフ不良が発生してしまう場合がある。
（ｅ）各ＴＦＴに接続されるゲートを共通にできるので、ゲートドライバの数が増加することがない。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置では、両基板に設けられるＴＦＴごとにそれぞれゲート線を設ける必要があるので、ゲートドライバの数が増加（倍増）してしまう。また、ソースドライバの数についても同様に増加（倍増）する。
（ｆ）ＴＦＴを一方の基板にのみ形成すればよいので、基板上に画素とその駆動回路とを一括して形成するモノリシック構造（例えば低温ポリシリコンモノリシックパネル）にすることにより、良品率を低下させることなくドライバ数を削減できる。すなわち、上記の構成は、モノリシック構造と相性がよい。なお、上記縦電界駆動方式の表示装置においてモノリシック構造を採用することも可能であるが、その場合、良品率が大幅に低下するという問題がある。すなわち、モノリシック構造の場合には一般的に良品率が低いが、上記縦電界駆動方式の表示装置ではモノリシック構造の基板を２枚組み合わせる必要があり、良品率は一方の基板をモノリシック構造とする場合の２乗となる。
【０２８８】
ただし、本発明の表示装置は、横電界駆動方式の表示装置に限定されるものではなく、縦電界駆動方式の表示装置であってもよい。すなわち、上記第１電極および上記第２電極が、互いに異なる基板に形成されている構成であってもよい。なお、この場合、上記表示素子を複数備えるとともに、上記各表示素子について設けられた信号線と、複数の表示素子について共通に設けられた対向電極線とを備えており、上記第１電極は、スイッチング素子を介して上記信号線に接続されており、上記第２電極は、上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記対向電極線に接続されていることが好ましい。
【０２８９】
上記の構成によれば、一方の基板に設けられるＴＦＴが各画素について共通の対向電極線に接続される。したがって、上記一方の基板において、信号線を各画素に備えられるＴＦＴに個別に配線する必要がない。このため、良品率を向上させることができる。また、上記一方の基板にソースドライバを接続する必要がない。
【産業上の利用可能性】
【０２９０】
本発明の表示装置は、テレビやモニター等の画像表示装置や、ワープロやパーソナルコンピュータ等のＯＡ機器、あるいは、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話等の情報端末等に備えられる画像表示装置に、広く適用することができる。また、本表示装置は、高速応答性を有しているので、例えばフィールドシーケンシャルカラー方式の表示装置にも適用できる。
【符号の説明】
【０２９１】
１、２ 基板
３ 誘電性物質層
４、５ 電極
６、７ 偏光板
２１ カラーフィルタ
２２、２３ 水平配向膜
Ｃ 対向電極線
Ｃｐ 素子容量
Ｃ’ 補助容量配線
Ｃｓ 補助容量
Ｃｓ１ 補助容量（第１補助容量）
Ｃｓ２ 補助容量（第２補助容量）
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２ ドレイン
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇｃ 走査線（走査信号線）
Ｓ 信号線（データ信号線）
Ｓ１ 信号線（第１信号線）
Ｓ２ 信号線（第２信号線）
ＴＦＴ、ＴＦＴ１、ＴＦＴ２ スイッチング素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第１電極および第２電極とを有する表示素子を備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、
上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質であり、
複数のデータ信号線と各データ信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とを備え、上記表示素子が上記データ信号線と上記走査信号線との組み合わせ毎に設けられており、
複数の上記表示素子について共通に設けられた対向電極線を備えており、
上記第１電極はスイッチング素子を介して上記データ信号線に接続されており、
上記第２電極は上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記対向電極線に接続されており、
上記第１電極および上記第２電極は、互いに平行な方向に延伸する櫛歯部分を有する櫛歯電極であり、上記両電極の各櫛歯部分が当該各櫛歯部分の延伸方向に垂直な方向に対向し、かつ上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されており、
上記両基板には互いの吸収軸方向が直交するように配置された偏光板がそれぞれ設けられており、
上記両偏光板の吸収軸方向は、上記第１電極および上記第２電極の櫛歯部分の延伸方向に対して４５度の角度をなすことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第１電極および第２電極とを有する表示素子を複数備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、
上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質であり、
互いに平行かつ交互に配置された複数の第１信号線および第２信号線と、上記第１信号線および上記第２信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とを備え、上記表示素子が上記第１信号線、上記第２信号線、および上記走査信号線の組み合わせ毎に設けられており、
上記第１電極はスイッチング素子を介して上記第１信号線に接続されており、
上記第２電極は上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記第２信号線に接続されており、
上記第１電極および上記第２電極は、互いに平行な方向に延伸する櫛歯部分を有する櫛歯電極であり、上記両電極の各櫛歯部分が当該各櫛歯部分の延伸方向に垂直な方向に対向し、かつ上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されており、
上記両基板には互いの吸収軸方向が直交するように配置された偏光板がそれぞれ設けられており、
上記両偏光板の吸収軸方向は、上記第１電極および上記第２電極の櫛歯部分の延伸方向に対して４５度の角度をなすことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
上記媒質が、４００ｎｍ以下の選択反射波長域または螺旋ピッチを有する請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記第１電極および第２電極に並列に接続された補助容量を備えている請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項５】
上記第１電極に一方の電極が接続される第１補助容量と、上記第２電極に一方の電極が接続される第２補助容量と、上記第１補助容量の他方の電極および上記第２補助容量の他方の電極が接続される補助容量配線とを備えている請求項２に記載の表示装置。
【請求項６】
一方の電極が上記第１電極に接続され、他方の電極が上記第２電極に接続された補助容量を備えていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項１】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第１電極および第２電極とを有する表示素子を備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、
上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質であり、
複数のデータ信号線と各データ信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とを備え、上記表示素子が上記データ信号線と上記走査信号線との組み合わせ毎に設けられており、
複数の上記表示素子について共通に設けられた対向電極線を備えており、
上記第１電極はスイッチング素子を介して上記データ信号線に接続されており、
上記第２電極は上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記対向電極線に接続されており、
上記第１電極および上記第２電極は、互いに平行な方向に延伸する櫛歯部分を有する櫛歯電極であり、上記両電極の各櫛歯部分が当該各櫛歯部分の延伸方向に垂直な方向に対向し、かつ上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されており、
上記両基板には互いの吸収軸方向が直交するように配置された偏光板がそれぞれ設けられており、
上記両偏光板の吸収軸方向は、上記第１電極および上記第２電極の櫛歯部分の延伸方向に対して４５度の角度をなすことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された媒質と、上記媒質に電界を印加するための第１電極および第２電極とを有する表示素子を複数備え、上記媒質に電界を印加することによって表示を行う表示装置であって、
上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界を印加することによって光学的異方性を示す媒質であり、
互いに平行かつ交互に配置された複数の第１信号線および第２信号線と、上記第１信号線および上記第２信号線にそれぞれ交差する複数の走査信号線とを備え、上記表示素子が上記第１信号線、上記第２信号線、および上記走査信号線の組み合わせ毎に設けられており、
上記第１電極はスイッチング素子を介して上記第１信号線に接続されており、
上記第２電極は上記第１電極が接続されているスイッチング素子とは異なるスイッチング素子を介して上記第２信号線に接続されており、
上記第１電極および上記第２電極は、互いに平行な方向に延伸する櫛歯部分を有する櫛歯電極であり、上記両電極の各櫛歯部分が当該各櫛歯部分の延伸方向に垂直な方向に対向し、かつ上記基板の基板面に対して略平行な方向に電界を印加するように配設されており、
上記両基板には互いの吸収軸方向が直交するように配置された偏光板がそれぞれ設けられており、
上記両偏光板の吸収軸方向は、上記第１電極および上記第２電極の櫛歯部分の延伸方向に対して４５度の角度をなすことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
上記媒質が、４００ｎｍ以下の選択反射波長域または螺旋ピッチを有する請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記第１電極および第２電極に並列に接続された補助容量を備えている請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項５】
上記第１電極に一方の電極が接続される第１補助容量と、上記第２電極に一方の電極が接続される第２補助容量と、上記第１補助容量の他方の電極および上記第２補助容量の他方の電極が接続される補助容量配線とを備えている請求項２に記載の表示装置。
【請求項６】
一方の電極が上記第１電極に接続され、他方の電極が上記第２電極に接続された補助容量を備えていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１０−２４４０６８（Ｐ２０１０−２４４０６８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３７４８９（Ｐ２０１０−１３７４８９）
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【分割の表示】特願２００５−５１６３６８（Ｐ２００５−５１６３６８）の分割
【原出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【分割の表示】特願２００５−５１６３６８（Ｐ２００５−５１６３６８）の分割
【原出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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