JP2005234547A - 表示素子および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 静電気に影響されない安定した表示素子を提供する。
【解決手段】 本発明の表示素子は、少なくとも一方が透明な一対の基板１・２と、該一対の基板１・２間に挟持され、電界の印加により光学的異方性の程度が変化する媒質からなる媒質層３と、上記基板１・２に略平行な電界を上記媒質層３に印加する少なくとも一対の櫛形電極４・５とを備えていると共に、上記一対の基板１・２の主面のうち、上記櫛形電極４・５が形成されている主面とは異なる主面に、静電気をシールドするシールド電極として機能する電極２１が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高速応答性並びに広視野の表示性能を有する表示素子および表示装置に関するものである。

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、テレビやビデオ等の画像表示装置や、モニタ、ワープロ、パーソナルコンピュータ等のＯＡ（Office Automation）機器に広く用いられている。

液晶表示素子の液晶表示方式としては、従来、例えば、ネマチック液晶を用いたＴＮ（ツイステッドネマチック）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。

そのなかでも、従来、実用化されている液晶表示素子としては、例えば、ネマチック液晶を用いたＴＮ（ツイステッドネマチック）モ−ドの液晶表示素子が挙げられるが、該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。

また、ＦＬＣあるいはＡＦＬＣを用いた表示モ−ドの場合、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。

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。

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。

一方、電界印加による分子の回転を利用するこれら表示方式に対して、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。

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、カー効果と呼ばれる二次の電気光学効果は、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がなされている。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等の材料が知られており、これら材料は、例えば、前記した光シャッターの他に、電力ケーブル等の高電界強度測定等に利用されている。

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、光偏光素子、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。

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、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。

このような状況の中、例えば、特許文献１には、液晶性物質からなる媒質を一対の基板間に封入し、基板に平行または垂直な電界を印加してカー効果を誘起し、表示素子として適用することが提案されている。
特開２００１−２４９３６３号公報（２００１年９月１４日公開） 特開平１１−１８３９３７号公報（１９９９年７月９日公開） Shiro Matsumoto、外３名，「Fine droplets of liquid crystals in a transparent polymer and their response to an electric field」，Appl. Phys. Ｌｅｔｔ．，１９９６年，ｖｏｌ．６９，ｐ．１０４４−１０４６ Takashi Kato、外２名,「Fast and High-Contrast Electro-optical Switching of Liquid-Crystalline Physical Gels: Formation of Oriented Microphase-Separated Structures」，Adv. Funct. Mater.，２００３年４月，ｖｏｌ．１３．Ｎｏ．４，ｐ３１３−３１７ 斉藤一弥、外1名,「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，２００１年，第５巻，第１号．ｐ.２０−２７ 山本潤，「液晶マイクロエマルション」，液晶，２０００年，第４巻，第３号，ｐ.２４８−２５４ 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,２００２年１２月，Ｖｏｌ.５９，Ｎｏ.１２，ｐ.７５３−７５９ Hirotsugu kikuchi、外４名，「Polymer-stabilized liquid crystal blue phases」，ｐ．６４−６８，[online]，２００２年９月２日，Nature Materials，ｖｏｌ．１，[２００３年７月１０日検索]，インターネット〈ＵＲＬ：http://www.nature.com/naturematerials〉 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，２００３年，第７巻，第３号，ｐ.２３８−２４５ D.Demus、外3名編，「Handbook of Liquid Crystals Low Molecular Weight Liquid Crystal」，Wiley-VCH，１９９８年，ｖｏｌ．２Ｂ，ｐ．８８７−９００ D.Demus、外3名編，「Handbook of Liquid Crystals Low Molecular Weight Liquid Crystal」，Wiley-VCH，１９９８年，ｖｏｌ．１，ｐ．４８４−４８５ Eric Grelet、外３名，「Structural Investigations on Smectic Blue Phases」，PHYSICAL REVIEW LETTERS，The American Physical Society，２００１年４月２３日，ｖｏｌ．８６，Ｎｏ．１７，ｐ３７９１−３７９４ 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，２００２年，第６巻，第１号，ｐ.７２−８３ 山本凉一、外１名，「有機電気光学材料」，National Technical Report，１９７６年１２月，ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６，ｐ.８２６−８３４

しかしながら、本願発明者等が前記特許文献１に記載の表示素子を駆動したところ、そのままでは静電気による表示ムラが発生し、表示品位の低下が見られることが判った。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、静電気に影響されない安定した表示素子および表示装置を提供することにある。

本発明に係る表示素子は、上記課題を解決するために、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、電界の印加により光学的異方性の程度が変化する媒質と、上記一対の基板のうち一方の基板に設けられ、該基板に略平行な電界を上記媒質に印加する、第１の電極および第２の電極からなる少なくとも一つの電極対とを備えた表示素子であって、上記一対の基板の主面のうち、上記第１の電極および第２の電極が形成されている主面とは異なる主面に、第３の電極が形成されていることを特徴としている。

また、本発明にかかる表示素子は、上記課題を解決するために、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、電界の印加により光学的異方性の程度が変化する媒質と、上記基板に略平行な電界を上記媒質に印加する少なくとも一対の電極とを備えた表示素子であって、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板における少なくとも表示部と重なる位置に、静電気をシールドするシールド電極がさらに設けられていることを特徴としている。

本発明において、電界の印加により光学的異方性の程度が変化するとは、電界の印加に伴って光学的異方性の大きさが変化すること、より具体的には、電界の印加に伴って屈折率楕円体の形状が変化することを示す。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。

すなわち、物質中の屈折率は、一般には等方的ではなく、方向によって異なっており、この屈折率の異方性、つまり、上記物質の光学的異方性は、通常、屈折率楕円体にて示される。一般に、任意の方向に進行する光に対しては原点を通り、光波の進行方向に垂直な面が、屈折率楕円体の切り口と考えられ、この楕円の主軸方向が光波の偏光の成分方向であり、主軸の長さの半分がその方向の屈折率に相当する。よって、このような屈折率楕円体にて光学的異方性を捉えれば、従来の液晶表示装置においては、電界印加時と電界無印加時とで、液晶分子の屈折率楕円体の形状（屈折率楕円体の切り口の形状）は楕円形のまま変化せず、その長軸方向の向きが変化（回転）することで異なる表示形態を実現していたのに対し、本発明では、電界無印加時と電界印加時とにおける、上記媒質を構成する分子の屈折率楕円体の形状（屈折率楕円体の切り口の形状）の変化を利用することで、異なる表示状態を実現するようになっている。

このように、従来の液晶表示素子は、電界印加に伴う液晶分子の回転による配向方向の変化のみを利用して表示を行うものであり、液晶分子が一定方向に整列した状態で、揃って回転するため、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、本発明によれば、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、本発明によれば、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。

また、従来の液晶表示素子では、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、本発明によれば、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。

また、本発明によれば、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することができる。

また、本発明において、上記一対の基板の主面のうち、上記第１の電極および第２の電極が形成されている主面とは異なる主面に、第３の電極が形成されているとは、上記一対の基板のうち上記一方の基板における上記第１の電極および第２の電極の形成面とは反対側の面若しくは他方の基板に、上記第１の電極および第２の電極からなる電極対とは別に、さらに電極（第３の電極）が形成されていることを示す。

本発明において、上記第３の電極は、静電気をシールドするシールド電極として機能する。よって、上記の各表示素子によれば、静電気をシールドすることができ、静電気に上記媒質が応答して輝度が変動することがなく、静電気による表示ムラを無くし、表示品位の低下を抑制、防止することができる。よって、上記の構成によれば、静電気に影響されない安定した表示素子を提供することができるという効果を奏する。

上記表示素子において、上記第３の電極、すなわち、上記シールド電極は、一定の電位に固定されていることが好ましい。

上記シールド電極が一定の電位に固定されていることで、上記シールド効果をより一層確実なものとすることができるという効果を奏する。

また、上記表示素子において、上記シールド電極は、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板における他方の基板との対向面側に設けられていることが好ましい。

上記シールド電極が、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板における他方の基板との対向面側に設けられていることで、より媒質に近い位置でシールドを行うことができ、より一層、上記シールド効果を高めることができるという効果を奏する。

すなわち、上記第３の電極は、上記一対の基板の主面のうち、上記第１の電極および第２の電極が形成されている主面とは異なる主面に設けられてさえいればよいが、上記第１の電極および第２の電極が形成されている基板と対向して設けられた基板、つまり、上記一方の基板と対向する他方の基板における上記第１の電極および第２の電極との対向面側に形成されていることが、より媒質に近い位置でシールドを行うことができ、より高いシールド効果を得ることができるので、より好ましい。

また、上記シールド電極（第３の電極）は、パターン形成されていてもよい。この場合、上記シールド電極は、上記媒質を加熱する加熱手段（加熱部材）を兼ねていてもよい。
すなわち、上記第３の電極は、静電気をシールドするシールド電極と、上記媒質を加熱する加熱手段とを兼ねていてもよい。これにより、温度ムラによる表示不均一を抑制、好適には防止することができるという効果を奏する。

また、上記シールド電極は、上記一対の電極（電極対）と重畳する領域（平面視で重なる領域）を避けて形成されている構成を有していてもよい。すなわち、上記第３の電極は、上記第１の電極および第２の電極を避けて形成されていてもよい。これにより、上記一対の電極（電極対）と上記シールド電極との間に生じる負荷容量を軽減し、充電特性を向上させることができるという効果を奏する。

また、上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界印加時に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。また、上記媒質は、電界無印加時に光学的異方性を示し、電界印加時に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が発現している状態においてその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、電界印加前後で、楕円の長軸と短軸との割合が変化する（なお、上記楕円としては、ほぼ球状であってもよい）。

上記何れの構成においても、電界の印加により、電界無印加時と電界印加時とで上記媒質の屈折率楕円体の形状を変化させることができ、光学的異方性の方向は一定のまま、光学的異方性（配向秩序度、屈折率）の程度を変化させることによって表示を行うことができる。よって、上記の何れの構成においても、電界無印加時と電界印加時とで表示状態が異なり、駆動温度範囲が広く、広視野角特性および高速応答特性を有する表示素子を実現することができるという効果を奏する。

また、上記媒質は、電界印加時または電界無印加時に可視光波長未満のスケールでの配向秩序を有していることが好ましい。つまり、上記媒質は、可視光波長未満のスケールでは、液体的な等方相ではなく、秩序（秩序構造、配向秩序）を有していることが好ましい。この秩序構造が可視光波長未満であれば、光学的には等方性を示す。従って、電界印加時または電界無印加時に配向秩序が可視光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という効果を奏する。

また、上記媒質は、キュービック対称性を示す秩序構造を有するものであってもよい。

また、上記媒質は、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ものであってもよい。

また、上記媒質は、液晶マイクロエマルションからなるものであってもよい。

また、上記媒質は、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、またはキュービック相を示すリオトロピック液晶からなるものであってもよい。

また、上記媒質は、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、またはキュービック相を示す液晶微粒子分散系からなるものであってもよい。

また、上記媒質は、デンドリマーからなるものであってもよい。

また、上記媒質は、コレステリックブルー相を示す分子からなるものであってもよい。

また、上記媒質は、スメクチックブルー相を示す分子からなるものであってもよい。

上記した物質は何れも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。従って、上記した物質は何れも上記媒質として用いることができる。

また、本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、上記の何れかの構成を有する本発明にかかる表示素子を備えていることを特徴としている。

したがって、本発明によれば、駆動温度範囲が広く、広視野角特性および高速応答特性を備え、しかも、静電気をシールドすることができ、静電気に影響されない安定した表示装置を提供することができるという効果を奏する。該表示装置は、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として好適に利用することができる。

本発明にかかる表示素子は、以上のように、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、電界の印加により光学的異方性の程度が変化する媒質と、上記一対の基板のうち一方の基板に設けられ、該基板に略平行な電界を上記媒質に印加する、第１の電極および第２の電極からなる少なくとも一つの電極対とを備えた表示素子であって、上記一対の基板の主面のうち、上記第１の電極および第２の電極が形成されている主面とは異なる主面に、第３の電極が形成されていることで、駆動温度範囲が広く、広視野角特性および高速応答特性を備え、しかも、静電気による表示ムラを無くし、表示品位の低下を抑制、防止することができる。

また、本発明にかかる表示素子は、以上のように、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、電界の印加により光学的異方性の程度が変化する媒質と、上記基板に略平行な電界を上記媒質に印加する少なくとも一対の電極とを備えた表示素子であって、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板における少なくとも表示部と重なる位置に上記シールド電極がさらに設けられていることで、駆動温度範囲が広く、広視野角特性および高速応答特性を備え、しかも、静電気による表示ムラを無くし、表示品位の低下を抑制、防止することができる表示素子を提供することができる。

したがって、上記の各構成によれば、静電気に影響されない安定した表示素子を提供することができる。

また、本発明にかかる表示装置は、以上のように、本発明にかかる上記の何れかの構成を有する表示素子を備えていることで、駆動温度範囲が広く、広視野角特性および高速応答特性を備え、しかも、静電気による表示ムラが無く、表示品位の低下を抑制、防止することができるので、大画面表示や動画表示にも適している。

本発明の実施の一形態について図１〜図１６に基づいて説明すれば、以下の通りである。

図１は、本実施の形態にかかる表示素子の要部の概略構成を示す断面図である。また、図２は、上記表示素子における電極構造と偏光板吸収軸との関係を説明する図である。そして、図１４は、本実施の形態にかかる表示素子を用いる表示装置の要部の概略構成を示すブロック図であり、図１５は、図１４に示す表示素子における１画素の概略構成を示す模式図である。

本実施の形態にかかる表示素子は、駆動回路とともに表示装置に配されて用いられる。

図１４に示すように、本実施の形態にかかる表示装置６０は、画素７１…がマトリクス状に配された表示素子８０と、駆動回路としてのソースドライバ６１およびゲートドライバ６２と、電源回路６３等とを備えている。

また、上記表示素子８０には、複数のデータ信号線ＳＬ１〜ＳＬｖ（ｖは２以上の任意の整数を示す）と、各データ信号線ＳＬ１〜ＳＬｖにそれぞれ交差する複数の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｗ（ｗは２以上の任意の整数を示す）とが設けられ、これらデータ信号線ＳＬ１〜ＳＬｖおよび走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｗの組み合わせ毎に、上記画素７１…が設けられている。

上記電源回路６３は、上記ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２に、上記表示素子８０にて表示を行うための電圧を供給し、これにより、上記ソースドライバ６１は、上記表示素子８０のデータ信号線ＳＬ１〜ＳＬｖを駆動し、ゲートドライバ６２は、表示素子８０の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｗを駆動する。

上記各画素７１には、図１５に示すように、スイッチング素子８１および画素容量８５（負荷容量）が設けられている。

上記スイッチング素子８１としては、例えばＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）あるいはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等が用いられ、上記スイッチング素子８１のゲート電極８２が走査信号線ＧＬｗに、ソース電極８３がデータ信号線ＳＬｖに、さらに、ドレイン電極８４が、全画素７１…に共通の図示しない共通電極線に接続されている。また、上記ドレイン電極８４と上記共通電極線との間には、画素容量８５が形成されている。これにより、上記各画素７１において、走査信号線ＧＬｕ（ｕは１以上の任意の整数を示す）が選択されると、スイッチング素子８１が導通し、図示しないコントローラから入力される表示データ信号に基づいて決定される信号電圧が、ソースドライバ６１によりデータ信号線ＳＬｕ（ｕは１以上の任意の整数を示す）を介して表示素子８０に印加される。画素容量８５は、上記表示素子８０に印加された電圧に応じた電荷を蓄積し、上記表示素子８０は上記走査信号線ＧＬｕの選択期間が終了してスイッチング素子８１が遮断されている間、理想的には、遮断時の電圧を保持し続ける。

本実施の形態において、上記表示素子８０は、電界（電圧）印加時または電界（電圧）無印加時に光学的等方性（巨視的、具体的には、可視光波長領域、つまり、可視光の波長スケール、もしくは、それよりも大きなスケールで見て等方であればよい）を示す媒質（液晶性媒質（液晶材料）、誘電性物質）を用いて表示を行うようになっている。

本実施の形態にかかる表示素子８０の構成の一例について、図１および図２を参照して以下に詳細に説明する。

図１に示すように、本実施の形態にかかる表示素子８０は、媒質保持手段（光学変調層保持手段）として、互いに対向して配置された、少なくとも一方が透明な一対の基板（以下、画素基板１１および対向基板１２と記す）を備え、これら一対の基板間に、光学変調層として、電界の印加により光学変調する媒質（以下、媒質Ａと記す）からなる媒質層３が挟持されたセル９１を有している。また、上記セル９１の外側、つまり、上記画素基板１１および対向基板１２の互いの対向面とは反対側の面には、偏光板６・７がそれぞれ設けられている。

上記画素基板１１は、図１に示すように、例えばガラス基板等の透明な基板１を備え、該基板１における上記対向基板１２との対向面には、上記基板１に略平行な電界（横向きの電界）を上記媒質層３に印加するための電界印加手段（電界印加部材）である、第１の電極および第２の電極（電極対）としての、櫛形状の櫛形電極４・５が、図２に示すように、これら櫛形電極４・５の櫛歯部分４ａ・５ａ（櫛歯電極、第１の電極および第２の電極（電極対））が互いに噛み合う方向に対向配置されている。

一方、上記対向基板１２は、図１に示すように、例えばガラス基板等の透明な基板２を備え、該基板２における上記画素基板１１との対向面には、上記第１および第２の電極以外の第３の電極として、電極２１が設けられている。本実施の形態において、上記電極２１は、静電気をシールドするシールド電極として用いられる。

なお、上記櫛形電極４・５および電極２１は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極材料等の電極材料からなり、本実施の形態では、例えば線幅５μｍ、電極間距離（電極間隔）５μｍ、厚み０．３μｍに設定されている。但し、上記電極材料、並びに、線幅、電極間距離、および厚みは単なる一例であり、これに限定されるものではない。

上記表示素子８０のセル９１は、例えば、上記画素基板１１と対向基板１２とを、図示しないシール剤により、必要に応じて、例えば図示しないプラスチックビーズやガラスファイバースペーサ等のスペーサを介して貼り合わせ、その空隙に、前記媒質Ａを封入することにより形成される。

本実施の形態に用いられる上記媒質Ａは、電界を印加することにより、光学的異方性の程度が変化する媒質である。物質中に外部から電界Ｅ_ｊを加えると、電気変位Ｄ_ｉｊ＝ε_ｉｊ・Ｅ_ｊを生じるが、そのとき、誘電率（ε_ｉｊ）にもわずかな変化が見られる。光の周波数では屈折率（ｎ）の自乗は誘電率と等価であるから、上記媒質Ａは、電界の印加により、屈折率が変化する物質と言うこともできる。なお、上記媒質Ａは、液体、気体、固体の何れであっても構わない。

このように、本実施の形態にかかる表示素子８０は、電界の印加により物質の光学的異方性の程度が変化する現象、例えば、物質の屈折率が外部電界によって変化する現象（電気光学効果）を利用して表示を行うものであり、電界印加により分子（分子の配向方向）が一定方向に整列した状態で、揃って回転することを利用した従来の液晶表示素子とは異なり、光学的異方性の方向は殆ど変化せず、その光学的異方性の程度の変化（主に、電子分極や配向分極）により表示を行うようになっている。

なお、従来の液晶表示素子は、このように、電界印加に伴う液晶分子の回転による配向方向の変化のみを利用して表示を行うものであり、液晶分子が一定方向に整列した状態で、揃って回転するため、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、本実施の形態にかかる表示素子８０は、上記したように、媒質Ａ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、本実施の形態にかかる表示素子８０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、本実施の形態にかかる表示素子８０は、上記した表示方式を利用することから、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。

また、従来の液晶表示素子では、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、本実施の形態にかかる表示素子８０によれば、上記媒質Ａ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。

また、本実施の形態にかかる表示素子８０によれば、媒質Ａ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することができる。

本実施の形態において用いられる上記媒質Ａとしては、ポッケルス効果またはカー効果を示す物質等、電界無印加時に光学的には等方（巨視的に見て等方であればよい）であり、電界印加により光学的異方性が発現する物質であってもよく、電界無印加時に光学的異方性を有し、電界印加により該光学的異方性が消失し、光学的に等方性（巨視的に見て等方であればよい）を示す物質であってもよい。また、上記媒質Ａ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。典型的には、電界無印加時には光学的に等方（巨視的に見て等方であればよい）であり、電界印加により光学変調（特に電界印加により複屈折が上昇することが望ましい）を発現する媒質である。

ポッケルス効果、カー効果（それ自身は、等方相状態で観察される）は、それぞれ、電界の一次または二次に比例する電気光学効果であり、電界無印加状態では、等方相であるため光学的に等方的であるが、電界印加状態では、電界が印加されている領域において、電界方向に化合物の分子の長軸方向が配向し、複屈折が発現することにより透過率を変調することができる。例えば、カー効果を示す物質を用いた表示方式の場合、電界を印加して１つの分子内での電子の偏りを制御することにより、ランダムに配列した個々の分子が各々別個に回転して向きを変えることから、応答速度が非常に速く、また、分子が無秩序に配列していることから、視角制限がないという利点がある。なお、上記媒質Ａのうち、大まかに見て電界の一次または二次に比例しているものは、ポッケルス効果またはカー効果を示す物質として扱うことができる。

ポッケルス効果を示す物質としては、例えば、ヘキサミン等の有機固体材料等が挙げられるが、特に限定されるものではない。上記媒質Ａとしては、ポッケルス効果を示す各種有機材料、無機材料を用いることができる。

また、カー効果を示す物質としては、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）や、下記構造式（１）〜（４）

で示される液晶性物質等が挙げられるが、特に限定されるものではない。

カー効果は、入射光に対して透明な媒質中で観測される。このため、カー効果を示す物質は、透明媒質として用いられる。通常、液晶性物質は、温度上昇に伴って、短距離秩序を持った液晶相から、分子レベルでランダムな配向を有する等方相に移行する。つまり、液晶性物質のカー効果は、ネマチック相ではなく、液晶相−等方相温度以上の等方相状態の液体に見られる現象であり、上記液晶性物質は、透明な誘電性液体として使用される。

液晶性物質等の誘電性液体は、加熱による使用環境温度（加熱温度）が高いほど、等方相状態となる。よって、上記媒質として液晶性物質等の誘電性液体を使用する場合には、該誘電性液体を透明、すなわち可視光に対して透明な液体状態で使用するために、例えば、（１）媒質層３の周辺に、図示しないヒータ等の加熱手段を設け、該加熱手段により上記誘電性液体をその透明点以上に加熱して用いてもよいし、（２）バックライトからの熱輻射や、バックライトおよび／または周辺駆動回路からの熱伝導（この場合、上記バックライトや周辺駆動回路が加熱手段として機能する）等により、上記誘電性液体をその透明点以上に加熱して用いてもよい。また、（３）上記基板１・２の少なくとも一方に、ヒータとしてシート状ヒータ（加熱手段）を貼合し、所定の温度に加熱して用いてもよい。さらに、上記誘電性液体を透明状態で用いるために、透明点が、上記表示素子８０の使用温度範囲下限よりも低い材料を用いてもよい。

上記媒質Ａは、液晶性物質を含んでいることが望ましく、上記媒質Ａとして液晶性物質を使用する場合には、該液晶性物質は、巨視的には等方相を示す透明な液体であるが、微視的には一定の方向に配列した短距離秩序を有する分子集団であるクラスタを含んでいることが望ましい。なお、上記液晶性物質は可視光に対して透明な状態で使用されることから、上記クラスタも、可視光に対して透明（光学的に等方）な状態で用いられる。

このために、上記表示素子８０は、上述したように、ヒータ等の加熱手段を用いて温度制御を行ってもよいし、特許文献２に記載されているように、媒質層３を、高分子材料等を用いて小区域に分割して用いてもよく、上記液晶性物質の直径を例えば０．１μｍ以下とする等、上記液晶性物質を、可視光波長よりも小さな径を有する微小ドロップレットとし、光の散乱を抑制することにより透明状態とするか、あるいは、使用環境温度（室温）にて透明な等方相を示す液晶性化合物を使用する等してもよい。上記液晶性物質の直径、さらにはクラスタの径（長径）が０．１μｍ以下、つまり、可視光波長（入射光波長）よりも小さい場合の光の散乱は無視することができる。このため、例えば上記クラスタの径が０．１μｍ以下であれば、上記クラスタもまた可視光に対して透明である。

なお、上記媒質Ａは、上述したようにポッケルス効果またはカー効果を示す物質に限定されない。このため、上記媒質Ａは、分子の配列が、可視光波長未満（例えばナノスケール）のスケールのキュービック対称性を有する秩序構造を有し、光学的には等方的に見えるキュービック相（非特許文献３・６〜８参照）を有していてもよい。キュービック相は上記媒質Ａとして使用することができる液晶性物質の液晶相の一つであり、キュービック相を示す液晶性物質としては、例えば、下記構造式（５）

で示されるＢＡＢＨ８等が挙げられる。このような液晶性物質に電界を印加すれば、微細構造に歪みが与えられ、光学変調を誘起させることが可能となる。

ＢＡＢＨ８は、１３６．７℃以上、１６１℃以下の温度範囲では、格子定数が約６ｎｍと光学波長より１桁以上も小さく、可視光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）を有する秩序構造からなるキュービック相（立方晶相）を示す。このように、ＢＡＢＨ８は、上記温度範囲において、可視光波長未満のスケールの秩序構造を有し、電界無印加時に光学的等方性（巨視的に見て等方であればよい）を示すことで、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。

一方、上記ＢＡＢＨ８の温度を、例えば前記した加熱手段等を用いて１３６．７℃以上、１６１℃以下に制御しながら、櫛形電極４・５間に電界（電圧）を印加すると、キュービック対称性を有する構造（秩序構造）に歪みが生じる。すなわち、上記ＢＡＢＨ８は、上記の温度範囲において、電界無印加状態では等方的であり、電界印加により光学的異方性が発現する。

これにより、上記媒質層３において複屈折が発生するので、上記表示素子８０は、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（電圧）印加によって変化する。また、櫛形電極４・５間に印加する電圧と透過率との関係を示す電圧透過率曲線は、１３６．７℃以上、１６１℃以下の温度範囲、すなわち、約２０Ｋという広い温度範囲において安定した曲線となる。このため、上記ＢＡＢＨ８を上記媒質Ａとして使用した場合、温度制御を極めて容易に行うことができる。すなわち、上記ＢＡＢＨ８からなる媒質層３は、熱的に安定な相であるため、急激な温度依存性が発現せず、温度制御が極めて容易である。

また、上記媒質Ａとしては、液晶分子が可視光波長未満光の波長以下のサイズで放射状に配向した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実現することも可能であり、その手法としては非特許文献４に記載の液晶マイクロエマルションや非特許文献５に記載の液晶・微粒子分散系（溶媒（液晶）中に微粒子を混在させた混合系、以下、単に液晶微粒子分散系と記す）の手法を応用することも可能である。これらに電界を印加すれば、放射状配向の集合体に歪みが与えられ、光学変調を誘起させることが可能である。

なお、これら液晶性物質は、何れも、単体で液晶性を示すものであってもよいし、複数の物質が混合されることにより液晶性を示すものであってもよいし、これらの物質に他の非液晶性物質が混入されていてもよい。さらには、非特許文献１に記載されているような高分子・液晶分散系の物質を適用することもできる。また、非特許文献２に記載されているようなゲル化剤を添加してもよい。

また、上記媒質Ａとしては、有極性分子を含有することが望ましく、例えばニトロベンゼン等が媒質Ａとして好適である。なお、ニトロベンゼンもカー効果を示す媒質の一種である。

以下に、上記媒質Ａとして用いることができる物質もしくは該物質の形態の一例を示すが、本発明は以下の例示にのみ限定されるものではない。

〔スメクチックＤ相（ＳｍＤ）〕
スメクチックＤ相（ＳｍＤ）は、上記媒質Ａとして使用することができる液晶性物質の液晶相の一つであり、三次元格子構造を有し、その格子定数が可視光波長未満である。このため、スメクチックＤ相は、光学的には等方性を示す。

スメクチックＤ相を示す液晶性物質としては、例えば、前記非特許文献３もしくは非特許文献８に記載の下記一般式（６）・（７）

で表されるＡＮＢＣ１６等が挙げられる。なお、上記一般式（６）・（７）において、ｍは任意の整数、具体的には、一般式（６）においてはｍ＝１６、一般式（７）においてはｍ＝１５を示し、Ｘは−ＮＯ_２基を示す。

上記ＡＮＢＣ１６は、１７１．０℃〜１９７．２℃の温度範囲において、スメクチックＤ相が発現する。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、可視光波長未満である。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、可視光波長未満の配向秩序（秩序構造）を有している。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。しかしながら、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に電界を印加すれば、ＡＮＢＣ１６の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くため、格子構造に歪が生じる。すなわち、ＡＮＢＣ１６に光学的異方性が発現する。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、本実施の形態にかかる表示素子８０の媒質Ａとして適用することができる。

〔液晶マイクロエマルション〕
液晶マイクロエマルションとは、前記非特許文献４において提案された、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。

液晶マイクロエマルションの具体例としては、例えば、前記非特許文献４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であるペンチルシアノビフェニル（５ＣＢ）と、逆ミセル相を示すリオトロピック（ライオトロピック）液晶であるジドデシルアンモニウムブロマイド（ＤＤＡＢ）の水溶液との混合系がある。この混合系は、図８および図９に示すような模式図で表される構造を有している。

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の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）は可視光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、この混合系は、光学的には等方性を示す。

そして、こ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。なお、上記の混合系に限らず、電界無印加時には光学的に等方性を示し、電界印加によって光学的異方性が発現する液晶マイクロエマルションであれば、本実施の形態にかかる表示素子８０の媒質Ａとして適用することができる。

〔リオトロピック液晶〕
リオトロピック（ライオトロピック）液晶とは、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。本実施の形態においては、上記リオトロピック液晶として、特定の相を有するリオトロピック液晶を適用することができる。ここで、上記特定の相とは、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り、例えば、電界無印加時に光学的に等方性を示す相である。このような特定の相としては、例えば、非特許文献１１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１０に、リオトロピック液晶相の分類図を示す。

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等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。

例えば、球状ミセルは、分子が空間的全方位にパッキング（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、可視光波長未満であるため、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、可視光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、球状ミセル相を有するリオトロピック液晶もまた、本実施の形態にかかる表示素子８０の媒質Ａとして適用することができる。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、棒状ミセル相等を媒質Ａとして使用しても、同様の効果を得ることができる。

また、濃度、温度、界面活性剤の条件によっては、親水基と疎水基と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、逆ミセル相を媒質Ａとして適用することにより、ミセル相を用いた場合と同等の効果を奏する。なお、前述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）を有するリオトロピック液晶の一例である。

また、非イオン性界面活性剤であるペンタエチレングリコール−ドデシルエーテルの水溶液には、図１０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、可視光波長未満の秩序（配向秩序、秩序構造）を有しているので透明な物質である。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（電圧）を印加すると、配向秩序（秩序構造）が変化し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有するリオトロピック液晶もまた、本実施の形態にかかる表示素子８０の媒質Ａとして適用することができる。

〔液晶微粒子分散系〕
また、媒質Ａ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、液晶微粒子分散系であってもよい。上記液晶微粒子分散系ではスポンジ相が発現するが、本実施の形態において用いられる媒質Ａとしては、前述したミセル相、キュービック相、逆ミセル相等を発現する液晶微粒子分散系、つまり、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であってもよい。なお、上記ラテックス粒子に代えて前記ＤＤＡＢを使用することによって、前述した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。

〔デンドリマー〕
デンドリマーとは、モノマー単位毎に枝分かれのある三次元状の高分岐ポリマーである。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、可視光波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているので透明な物質であり、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、デンドリマーもまた、本実施の形態にかかる表示素子８０の媒質Ａとして適用することができる。また、前述した液晶マイクロエマルションにおいてＤＤＡＢに代えて上記デンドリマーを使用することにより、前述した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る。このようにして得られた媒質もまた、上記媒質Ａとして適用することができる。

〔コレステリックブルー相〕
コレステリックブルー相は、螺旋軸が３次元的に周期構造を形成しており、その構造は、高い対称性を有していることが知られている（例えば、前記非特許文献６・７参照）。コレステリックブルー相は、可視光波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているのでほぼ透明な物質であり、電界印加によって配向秩序の程度が変化して光学的異方性が発現する。すなわち、コレステリックブルー相は、光学的に概ね等方性を示し、電界印加によって液晶分子が電界方向に向くために格子が歪み、光学的異方性を発現する（光学的異方性の程度が変化する）。

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」（商品名、チッソ社製混合液晶）を４８．２ｍｏｌ％、「５ＣＢ」（４−シアノ−４’−ペンチルビフェニル、ネマチック液晶）を４７．４ｍｏｌ％、「ＺＬＩ−４５７２」（商品名、メルク社製カイラルドーパント）を４．４ｍｏｌ％の割合で混合してなる組成物が知られている。該組成物は、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。

〔スメクチックブルー相〕
スメクチックブルー（ＢＰ_Ｓｍ）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（例えば、前記非特許文献７、非特許文献１０等参照）、可視光波長未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているのでほぼ透明な物質であり、電界印加によって配向秩序の程度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、光学的に概ね等方性を示し、電界印加によって液晶分子が電界方向に向くために格子が歪み、光学的異方性を発現する。

なお、スメクチックブルー相を示す物質としては、例えば、上記非特許文献１０に記載されているＦＨ／ＦＨ／ＨＨ−１４ＢＴＭＨＣ等が挙げられる。該物質は、７４．４℃〜７３．２℃でＢＰ_Ｓｍ３相、７３．２℃〜７２．３℃でＢＰ_Ｓｍ２相、７２．３℃〜７２．１℃でＢＰ_Ｓｍ１相を示す。ＢＰ_Ｓｍ相は、前記非特許文献７に示すように、高い対称性の構造を有するため、概ね光学的等方性が示される。また、物質ＦＨ／ＦＨ／ＨＨ−１４ＢＴＭＨＣに電界を印加すると、液晶分子が電界方向に向くことにより格子が歪み、同物質は光学的異方性を発現する。よって、同物質は、本実施の形態にかかる表示素子８０の媒質Ａとして使用することができる。

以上のように、本実施の形態にかかる表示素子８０において媒質Ａとして使用することができる物質は、電界の印加により光学的異方性（屈折率、配向秩序度）が変化するものでありさえすれば、ポッケルス効果またはカー効果を示す物質であってもよく、キュービック相、スメクチックＤ相、コレステリックブルー相、スメクチックブルー相の何れかを示す分子からなるものであってもよく、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、キュービック相の何れかを示すリオトロピック液晶もしくは液晶微粒子分散系であってもよい。また、上記媒質Ａは、液晶マイクロエマルションやデンドリマー（デンドリマー分子）、両親媒性分子、コポリマー、もしくは、上記以外の有極性分子等であってもよい。

また、上記媒質Ａは、液晶性物質に限らず、電界印加時または電界無印加時に可視光波長未満の秩序構造（配向秩序）を有することが好ましい。秩序構造が可視光波長未満であれば、光学的に等方性を示す。従って、電界印加時または電界無印加時に秩序構造が可視光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。

以下、本実施の形態では、上記媒質Ａとして、前記構造式（１）で示されるペンチルシアノビフェニル（５ＣＢ）を使用するものとするが、上記媒質Ａとしては、これに限定されるものではなく、上記５ＣＢに代えて、上述した各種物質を適用することができる。

本実施の形態によれば、上記櫛形電極４・５としてＩＴＯを使用し、線幅５μｍ、電極間距離５μｍ、媒質層３の層厚（すなわち基板１・２間の距離）を１０μｍとし、媒質Ａとして５ＣＢを使用し、外部加温装置（加熱手段）により上記５ＣＢをネマチック等方相の相転移直上近傍の温度（相転移温度よりも僅かに高い温度、例えば＋０．１Ｋ）に保ち、電界（電圧）印加を行うことにより、透過率を変化させることができた。なお、上記５ＣＢは、３３．３℃未満の温度でネマチック相、それ以上の温度で等方相を示す。

本実施の形態において、基板１・２におけるそれぞれの対向面上には、ラビング処理が施された図示しない誘電体薄膜（配向膜）が必要に応じて形成されていてもよい。上記一対の基板１・２のうち少なくとも一方の基板の内側に上記誘電体薄膜が形成されていることで、上記配向の秩序（秩序構造、配向秩序）の度合いを向上させることができ、より大きな電気光学効果、例えばより大きなカー効果を得ることができる。

上記誘電性薄膜としては、それぞれ、有機膜であってもよいし、無機膜であってもよく、上記配向効果を得ることができさえすれば、特に限定されるものではないが、上記誘電体薄膜を有機薄膜により形成した場合、良好な配向効果を示すことから、上記誘電性薄膜としては有機薄膜を用いることがより望ましい。このような有機薄膜の中でもポリイミドは安定性、信頼性が高く、極めて優れた配向効果を示すことから、上記誘電性薄膜材料にポリイミドを使用することで、より良好な表示性能を示す表示素子８０を提供することができる。

上記誘電体薄膜は、上記一対の基板１・２のうち少なくとも一方の基板の内側、例えば、上記基板１上に、上記櫛形電極４・５を覆うように形成すればよく、その膜厚は特に限定されない。また、上記基板１上に設けられた誘電性薄膜と、基板２上に設けられた誘電性薄膜とは、例えば、上記櫛形電極４・５の櫛歯部分４ａ・５ａに沿って互いに逆方向にラビング処理が施される。

次に、本実施の形態にかかる表示素子８０における表示原理について、図３（ａ）・（ｂ）ないし図６（ａ）〜（ｈ）並びに図１６を参照して以下に説明する。

なお、以下に示す図６（ａ）〜（ｈ）においては、本実施の形態にかかる表示素子８０の基本構成として、一対の基板１・２のうち一方の基板１に、該基板１に略平行な電界（横向きの電界）を媒質層３に印加するための櫛形電極４・５が設けられている最も簡素な構成を有する表示素子Ｈの要部断面図を用いて、電界の印加による光学的異方性の程度の変化を利用して表示を行う表示素子に共通する表示原理について説明するものとする。また、以下の説明では、主に、本実施の形態にかかる上記表示素子８０および表示素子Ｈとして、透過型の表示素子を使用し、電界無印加時に光学的にはほぼ等方、好適には等方であり、電界印加により光学的異方性が発現する物質を用いる場合を例に挙げて説明するものとするが、本発明はこれに限定されるものではない。

図３（ａ）は、本実施の形態にかかる表示素子８０における電界（電圧）無印加状態（ＯＦＦ状態）の要部の概略構成を模式的に示す断面図であり、図３（ｂ）は、本実施の形態にかかる表示素子８０における電界（電圧）印加状態（ＯＮ状態）の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。また、図４（ａ）は電界（電圧）無印加状態（ＯＦＦ状態）における本実施の形態にかかる表示素子８０の媒質を模式的に示す断面図であり、図４（ｂ）は電界（電圧）印加状態（ＯＮ状態）における本実施の形態にかかる表示素子８０の媒質を模式的に示す断面図である。さらに、図５は、本実施の形態にかかる表示素子８０における印加電圧と透過率との関係を示すグラフである。また、図６（ａ）〜（ｈ）は、電界の印加による光学的異方性の程度の変化を利用して表示を行う表示素子（表示素子Ｈ）と従来の液晶表示素子との表示原理の違いを、電界（電圧）無印加時（ＯＦＦ状態）および電界（電圧）印加時（ＯＮ状態）における媒質の平均的な屈折率楕円体の形状（屈折率楕円体の切り口の形状にて示す）およびその主軸方向にて模式的に示す断面図であり、図６（ａ）〜（ｈ）は、順に、電界の印加による光学的異方性の程度の変化を利用して表示を行う表示素子の電界無印加時（ＯＦＦ状態）の断面図、該表示素子の電界印加時（ＯＮ状態）の断面図、従来のＴＮ(Twisted Nematic)方式の液晶表示素子の電界無印加時の断面図、該ＴＮ方式の液晶表示素子の電界印加時の断面図、従来のＶＡ（Vertical Alignment）方式の液晶表示素子の電界無印加時の断面図、該ＶＡ方式の液晶表示素子の電界印加時の断面図、従来のＩＰＳ（In Plane Switching）方式の液晶表示素子の電界無印加時の断面図、該ＩＰＳ方式の液晶表示素子の電界印加時の断面図を示す。

物質中の屈折率は、一般には等方的でなく方向によって異なっている。この屈折率の異方性（光学的異方性）は、基板面に平行な方向（基板面内方向）でかつ両櫛形電極４・５の対向方向、基板面に平行な方向（基板面内方向）でかつ両櫛形電極４・５の対向方向に垂直な方向、基板面に垂直な方向（基板法線方向）を、それぞれｘ，ｙ，ｚ方向とすると、任意の直交座標系（Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３）を用いて下記関係式（１）

（ｎ_ｊｉ＝ｎ_ｉｊ、ｉ，ｊ＝１，２，３）
で表される楕円体（屈折率楕円体）で示される（例えば“山本凉一、外１名，「有機電気光学材料」，National Technical Report，１９７６年１２月，ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．６，ｐ.８２６−８３４”（以下、「非特許文献１２」と記す）参照）。ここで、上記式（１）を楕円体の主軸方向の座標系（Ｙ_１，Ｙ_２，Ｙ_３）を使用して書き直すと、下記関係式（２）

で示される。ｎ_１，ｎ_２，ｎ_３（以下、ｎｘ，ｎｙ，ｎｚと記す）は主屈折率と称され、楕円体における三本の主軸の長さの半分に相当する。原点からＹ_３＝０の面と垂直な方向に進行する光波を考えると、この光波はＹ_１とＹ_２との方向に偏光成分を有し、各成分の屈折率はそれぞれｎｘ，ｎｙである。一般に、任意の方向に進行する光に対しては原点を通り、光波の進行方向に垂直な面が、屈折率楕円体の切り口と考えられ、この楕円の主軸方向が光波の偏光の成分方向であり、主軸の長さの半分がその方向の屈折率に相当する。

まず、電界の印加による光学的異方性の程度の変化を利用して表示を行う表示素子と従来の液晶表示素子との表示原理の相違について、前記したように、電界の印加による光学的異方性の程度の変化を利用して表示を行う表示素子として表示素子Ｈを、また、従来の液晶表示素子として、ＴＮ方式、ＶＡ方式、ＩＰＳ方式の表示素子を、例に挙げて説明する。

図６（ｃ）・（ｄ）に示すように、従来のＴＮ方式の液晶表示素子は、対向配置された一対の基板１０１・１０２間に液晶層１０５が挟持され、上記両基板１０１・１０２上にそれぞれ透明電極１０３・１０４（電極）が設けられている構成を有し、電界無印加時には、液晶層１０５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、上記液晶分子の長軸方向が電界方向に沿って配向するようになっている。この場合における平均的な屈折率楕円体１０５ａは、電界無印加時には、図６（ｃ）に示すように、その主軸方向（長軸方向）が基板面に平行な方向（基板面内方向）を向き、電界印加時には、図６（ｄ）に示すように、その主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１０５ａの形状は楕円であり、電界印加によって、その長軸方向（主軸方向、屈折率楕円体１０５ａの向き）が変化する。すなわち、屈折率楕円体１０５ａ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１０５ａの形状および大きさは、ほぼ変わらない。

従来のＶＡ方式の液晶表示素子は、図６（ｅ）・（ｆ）に示すように、対向配置された一対の基板２０１・２０２間に液晶層２０５が挟持され、上記両基板２０１・２０２上にそれぞれ透明電極（電極）２０３・２０４が備えられている構成を有し、電界無印加時には、液晶層２０５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、上記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２０５ａは、図６（ｅ）に示すように、電界無印加時には、その主軸方向（長軸方向）が基板面法線方向を向き、図６（ｆ）に示すように、電界印加時にはその主軸方向が基板面に平行な方向（基板面内方向）を向く。すなわち、ＶＡ方式の液晶表示素子の場合にも、ＴＮ方式の液晶表示素子と同様、電界無印加時と電界印加時とで、屈折率楕円体２０５ａの形状は楕円であり、電界印加によって、その長軸方向が変化する（屈折率楕円体２０５ａ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２０５ａの形状および大きさは、ほぼ変わらない。

また、従来のＩＰＳ方式の液晶表示素子は、図６（ｇ）・（ｈ）に示すように、同一の基板３０１上に、１対の電極３０２・３０３が対向配置された構成を有し、図示しない対向基板との間に挟持された液晶層に、上記電極３０２・３０３により電界（電圧）が印加されることで、上記液晶層における液晶分子の配向方向（屈折率楕円体３０５ａの主軸方向（長軸方向））を変化させ、電界無印加時と電界印加時とで、異なる表示状態を実現することができるようになっている。すなわち、ＩＰＳ方式の液晶表示素子の場合にも、ＴＮ方式およびＶＡ方式の液晶表示素子と同様、図６（ｇ）に示す電界無印加時と図６（ｈ）に示す電界印加時とで、屈折率楕円体３０５ａの形状および大きさはほぼ変わらず（つまり楕円形のまま）、電界印加によって、その主軸方向が変化する（屈折率楕円体３０５ａが回転する）。

このように、従来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（典型的には一方向）に配向しており、電界を印加することによって、各分子の配向方向が揃った状態で、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、電界印加時と電界無印加時とで、屈折率楕円体の形状および大きさを保ったまま（つまり楕円形のまま）、屈折率楕円体の主軸（長軸）方向のみが、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。よって屈折率楕円体の長軸方向は電界印加方向に対して、常に垂直あるいは平行とは限らない。つまり、従来の液晶表示素子では、液晶分子の配向秩序度はほぼ一定であり、配向方向を変化させることによって表示（透過率の変調）を行っている。つまり、従来の液晶表示素子では、電界印加によって、配向秩序度はほぼ一定のまま、配向容易軸の方向が変化する。

これに対し、本実施の形態にかかる表示素子８０も含め、電界の印加による光学的異方性の程度の変化を利用して表示を行う表示素子は、図６（ａ）・（ｂ）に、表示素子Ｈを例に挙げて示すように、電界無印加時における屈折率楕円体３ａの形状は球状、すなわち、光学的に等方（ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚ、可視光波長以上のスケールでの配向秩序度≒０（ほぼゼロ））であり、電界を印加することによって異方性（ｎｘ＞ｎｙ、可視光波長以上のスケールでの配向秩序度＞０）が発現して、屈折率楕円体３ａが楕円になる（光学的異方性を示す）。また、このとき屈折率楕円体３ａの長軸方向は電界方向と垂直になる。つまり、誘電性物質の誘電異方性が負（ネガ型液晶）の場合、全ての電圧値において、屈折率楕円体３ａの長軸方向は電界方向に垂直（直交状態）になり、誘電異方性が正（ポジ型液晶）の場合、全ての電圧値において、屈折率楕円体３ａの長軸方向は電界方向に平行になる。本発明において、電界方向と屈折率楕円体３ａの主軸方向の少なくとも一つとは、常に平行もしくは直交である。なお、本発明において、可視光波長以上のスケールでの配向秩序度≒０（配向秩序度が殆ど無い）というのは、可視光より小さいスケールで見た場合には、液晶分子等が、ある方向に並んでいる割合が多い（配向秩序がある）が、可視光より大きいスケールで見ると、配向方向が平均化されていて配向秩序が無いことを意味している。すなわち、配向秩序度が可視光波長域、及び、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ことを示す。例えば、クロスニコル下で黒表示を実現している状態を示す。一方、本発明において、可視光波長以上のスケールでの配向秩序度＞０とは、可視光波長以上のスケールでの配向秩序度が、ほぼゼロの状態よりも大きいことを示し、例えば、クロスニコル下で白表示を実現している状態を示す。（この場合、階調表示であるグレーも含まれる）。

すなわち、本実施の形態にかかる表示素子８０も含め、電界の印加による光学的異方性の程度の変化を利用して表示を行う表示素子では、電界無印加時に分子（分子８；図４（ａ）・（ｂ）参照）は、あらゆる方向を向いている。但し、これらの分子８は、可視光波長スケール未満の秩序（秩序構造、配向秩序）を有しているので、光学的異方性が発現せず（可視光波長以上のスケールでの配向秩序度≒０）、図６（ａ）に示すように、屈折率楕円体３ａの形状が球状となる。ところが、図６（ｂ）に示すように電界印加時には、個々の分子８が負の誘電異方性を有しているため基板面内方向（基板面に平行な方向）を向こうとして配向状態が変化する。また、この際、可視光波長未満の秩序構造に歪みが生じて光学的異方性（可視光波長以上のスケールでの配向秩序度＞０）が発現する。このように、本実施の形態にかかる表示素子８０も含め、電界の印加による光学的異方性の程度の変化を利用して表示を行う表示素子は、表示素子Ｈを例に挙げて図示したように、電界無印加時には屈折率楕円体３ａ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３ａの形に異方性（下界面（すなわち、図６（ｂ）においては下側の基板１との界面）付近：ｎｘ＞ｎｙ、上界面（すなわち、図６（ｂ）においては上側の基板２との界面）付近：ｎｙ＞ｎｘ）が例えばこのように発現する。つまり、本実施の形態にかかる表示素子８０では、電界印加によって屈折率楕円体３ａの形状、大きさが変化する。ここで、上記ｎｘ，ｎｙ，ｎｚは、それぞれ、基板面に平行な方向（基板面内方向）でかつ両櫛形電極４・５の対向方向の主屈折率、基板面に平行な方向（基板面内方向）でかつ両櫛形電極４・５の対向方向に垂直な方向の主屈折率、基板面に垂直な方向（基板法線方向）の主屈折率を表している。

また、図１６は、本実施の形態にかかる表示素子８０における電界印加時の上記媒質Ａの一分子（分子８）の屈折率楕円体３ａの形状を示す模式図である。このように、上記屈折率楕円体３ａの形状は、原点を通り、光波の進行方向に垂直な面を切り口とする、屈折率楕円体（楕円）の切り口の形状にて示され、前記したように、楕円の主軸方向が光波の偏光の成分方向であり、主軸の長さの半分がその方向の屈折率に相当する。

本実施の形態かかる上記媒質Ａは、上記したように電界無印加時に光学的等方性（等方相）を示し、電界を印加することによって光学的異方性を発現させる。このため、電界無印加時における屈折率楕円体３ａの形状は球状、すなわち、光学的に等方であり、電界を印加することによって異方性が発現するようになっている。

そこで、図１６に示すように電界方向に垂直な方向の屈折率によって示される、光学的異方性の発現による、電界印加時の楕円の主軸方向（すなわち、光波の偏光の成分方向）の屈折率、つまり、上記分子８の屈折率楕円体３ａの長軸方向における屈折率（異常光屈折率）をｎｅ、上記屈折率楕円体３ａの主軸方向に垂直な方向の屈折率、つまり、上記屈折率楕円体３ａの短軸方向における屈折率（常光屈折率）をｎｏとすると、上記屈折率異方性（Δｎ）（複屈折変化）は、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し、本発明は、上記ｎｅおよびｎｏが変化するのに対し、従来の液晶表示装置は、上記ｎｅおよびｎｏは変化しない。

また、上記電界印加時の屈折率楕円体３ａの長軸方向は、電界方向に対して平行（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。

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。

このように、本実施の形態にかかる表示素子８０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）で例えば可視光波長以上のスケールでの配向秩序度を変調させることによって表示を行うものであり、媒質Ａそのものの光学的異方性（例えば可視光波長以上のスケールにおける配向秩序）の程度を変化させている。したがって、従来の液晶表示素子とは表示原理が大きく異なっている。

なお、上記媒質層３に封入される媒質Ａは、電界の印加によって、光学的異方性の程度が変化するものであればよく、電界印加時または電界無印加時には光学的に概ね等方（可視光以上のスケールでの配向秩序度≒０）であり、電界印加により光学変調を誘起（つまり、電界印加により光学的異方性を示す）される媒質であってもよい。また、上記媒質Ａは、電界印加に伴い、分子８、または分子集合体（クラスタ）の可視光以上のスケールでの配向秩序度が上昇（光学変調が既に誘起されている状態（可視光以上のスケールでの配向秩序度＞０）から、可視光以上のスケールでの分子８の配向秩序度がさらに上昇）する物質（媒質）であってもよい。また、上記媒質Ａは、電界印加に伴い、電界印加前と比較して、可視光以上のスケールでの分子８の配向秩序度（光学的異方性の程度）が低下する媒質であってもよく、例えば、電界印加により光学的異方性を示す状態（可視光以上のスケールでの配向秩序度＞０）から光学的等方性を示す状態（可視光以上のスケールでの配向秩序度≒０）に変化する媒質であってもよい。

本発明において、電界の印加により媒質Ａの光学的異方性の程度が変化するとは、前記したように、電界の印加に伴って屈折率楕円体３ａの形状が変化することを示し、上記したように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の程度が変化する場合、つまり、電界を印加することによって光学的異方性が発現する場合、屈折率楕円体３ａの形状は、電界の印加により、球状から楕円に変化する。また、上記媒質Ａが電界無印加時に光学的異方性を示し、電界印加時に光学的等方性を示す場合、屈折率楕円体３ａの形状は、電界の印加により、楕円から球状に変化する。また、上記媒質Ａが、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、電界印加前と比較して光学的異方性の程度が大きくなるか、あるいは、小さくなる場合、屈折率楕円体３ａの長軸方向あるいは短軸方向の長さが電界の印加により伸縮し、電界印加前後で長軸および短軸の割合が変化する（この結果、例えば曲率が変化する）ことで、例えば、電界印加後に光学的異方性の程度がより大きくなる場合、電界印加により、電界印加前（電界無印加時）よりも短軸方向の長さに対する長軸方向の長さの比率がより大きな楕円となる。また、電界印加後に光学的異方性の程度がより小さくなる場合、電界印加により、電界印加前（電界無印加時）よりも短軸方向の長さに対する長軸方向の長さの比率がより小さな楕円（つまり、上記比率が１に近づく（ほぼ球状も含む））となる。

図４（ａ）に本実施の形態にかかる表示素子８０にて示すように、電界の印加による光学的異方性の程度の変化を利用して表示を行う表示素子は、櫛形電極４・５に電界（電圧）を印加していない状態では、基板１・２間に封入される媒質Ａが等方相を示し、光学的にも等方となるので、黒表示になる。

一方、図４（ｂ）に示すように、櫛形電極４・５に電界（電圧）を印加すると、上記媒質Ａの各分子８が、その長軸方向が上記櫛形電極４・５間に形成される電界に沿うように配向されるので、複屈折現象が発現する。この複屈折現象により、図５に示すように、櫛形電極４・５間の電圧に応じて表示素子８０の透過率を変調することができる。

なお、相転移温度（転移点）から十分遠い温度においては表示素子８０の透過率を変調させるために必要な電圧は大きくなるが、転移点のすぐ直上の温度では０〜１００Ｖ前後の電圧で、十分に透過率を変調させることが可能になる。

例えば、非特許文献９および前記非特許文献１２によれば、電界方向の屈折率と、電界方向に垂直な方向の屈折率とを、それぞれｎ//、ｎ⊥とすると、複屈折変化（Δｎ＝ｎ//−ｎ⊥）と、外部電界、すなわち電界Ｅ（Ｖ／ｍ）との関係は、下記関係式（３）
Δｎ＝λ・Ｂ_ｋ・Ｅ^２ …（３）
で表される。なお、λは真空中での入射光の波長（ｍ）、Ｂ_ｋはカー定数（ｍ／Ｖ^２）、Ｅは印加電界強度（Ｖ／ｍ）である。

カー定数Ｂ_ｋは、温度（Ｔ）の上昇とともに１／（Ｔ−Ｔｎｉ）に比例する関数で減少することが知られており、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、転移点から十分遠い温度（転移点よりも十分に高い温度）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が、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。

なお、上記櫛形電極４・５としてＩＴＯを使用し、該櫛形電極４・５の線幅５μｍ、電極間距離５μｍ、電極厚み３μｍ、基板間距離（基板１・２間の距離、すなわち媒質層３の層厚）を１０μｍとし、媒質Ａとして５ＣＢを使用した図３（ａ）・（ｂ）に示す表示素子８０においては、約１００Ｖ印加において、最大透過率を得ることができた。

なお、上記媒質層３は、電界印加方向に配向秩序度が上昇することにより光学的異方性が発現し、透過率が変化するシャッタ型の表示素子として機能し得る。したがって、互いに直交する偏光板吸収軸方向に対して、その異方性方向は４５度の角度をなす時に最大透過率を与える。なお、媒質Ａの光学的異方性が発現する方位が、偏光板吸収軸にそれぞれ±θ（度）の角度に存在するとしたときの透過率（Ｐ）は、下記関係式（４）
Ｐ（％）＝Ｓｉｎ^２（２θ） …（４）
より見積もられ、上記θが４５度の時の透過率を１００％とすれば、ほぼ９０％以上であれば人間の目には最大輝度を有していると感じられることから、上記θは、３５度≦θ≦５５度の範囲内であれば、人間の目には、ほぼ最大輝度もしくは最大輝度に近い輝度を有していると感じられ、好適には３５度＜θ＜５５度の範囲内、最も好適には４５度であれば、人間の目には最大輝度を有していると感じられる。

そこで、本実施の形態にかかる表示素子８０は、図２に示すように、両基板１・２にそれぞれ設けられた偏光板６・７は、互いの吸収軸６ａ・７ａ、つまり、偏光板吸収軸方向が直交するように形成されており、各偏光板６・７における吸収軸６ａ・７ａと櫛形電極４・５における櫛歯部分４ａ・５ａの電極伸長方向とが約４５度の角度をなすように形成することで、各偏光板６・７における吸収軸６ａ・７ａが、櫛形電極４・５の電界印加方向に対して約４５度の角度をなすように形成した。

また、比較のために、上記電極２１の有無を除けば本実施の形態にかかる表示素子８０と同様にして比較用の表示素子を作製し、これら両表示素子に対し、例えば図７に示すようにスイッチング素子として、上記櫛形電極４・５への電界の印加／無印加を切り替えるＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）３１を設けて表示特性を観察したところ、上記電極２１が設けられていない比較用の表示素子においては輝度の変動が観察された。

これに対し、図１に示すように、本実施の形態においては、前記したように対向基板１２の内側に、ＩＴＯからなる電極２１を形成し、ＧＮＤ電位、つまり、上記表示素子８０において電界無印加状態での櫛形電極４・５と同じ電位にしたところ、輝度の変動を抑制することができた。

これは、例えば図６（ａ）・（ｂ）に示すように上記電極２１が設けられていない比較用の表示素子の場合、静電気がセル内に影響し、静電気に媒質Ａが応答してしまったため、輝度が変動したが、図１に示す表示素子８０の場合、上記電極（透明電極）により上記静電気がシールドされることで、上述した問題を抑制することができたものと考えられる。

実際、表示素子に上記電極２１が設けられていない場合、例えば、静電気を帯びた物体を上記表示素子に接触させると、特に黒表示時に光漏れが発生し、コントラストの低下といった表示不良が発生したが、上記電極２１を設けた場合、上記した問題は一切生じなかった。

また、上記電極２１は、必ずしもゼロ電位である必要はなく、一定の電位に固定されている状態にあり、電気的接続が完全に切断された電気的に完全にフローティングな状態になければ、上記効果が得られることが判った。また、上記電極２１は、ＧＮＤ電位に固定（接続）されていることで、上記効果が増大することが判った。

また、上記表示素子は、上記電極２１を有することで、温度ムラによる表示不均一を抑制することができる。以下にこの原理を説明する。

例えば、本実施の形態にかかる表示素子８０においては、前記特許文献１に示す表示素子同様、媒質Ａを、ネマチック−等方相相転移直上近傍の温度に保ち、表示を行う。この場合、少なくとも±０．１Ｋの範囲に温度制御しなければ、透過率が大きく変動する。

つまり、電界印加による光学的異方性は、理論的には、前記関係式（３）から、下記関係式（５）
Δｎ＝Ｃ・Ｅ^２＝Ｃ・（Ｖ／ｄｓ）^２ …（５）
で表される。なお、Δｎは複屈折率Δｎ（Δｎ＝ｎ//−ｎ⊥）、Ｅは印加電界（Ｖ／ｍ）、Ｖは印加電圧（Ｖ）、ｄｓは電極間距離（ｍ）、Ｃは定数（ｍ^２／Ｖ^２）であり、Ｃは典型的には、前記したようにλ・Ｂ_ｋ（λは真空中での入射光の波長（ｍ）、Ｂ_ｋはカー定数（ｍ／Ｖ^２））で示される。

一方、カー定数Ｂ_ｋは、前記したように、下記関係式（６）
Ｂ_ｋ∝１／（Ｔ−Ｔｎｉ） …（６）
で表され、表示素子の温度（Ｔ）の上昇とともに１／（Ｔ−Ｔｎｉ）に比例する関数で減少することが知られている。このため、カー定数Ｂ_ｋは、表示素子の温度（Ｔ）の影響を受け易い。

したがって、カー効果を用いた表示素子においては、僅かに温度ムラがあっても、媒質層３における媒質Ａの光学的異方性（Δｎ：複屈折）が大きく変化し、結果として透過率が大きく変動するので、表示ムラや、表示の不均一性が生じる。

しかしながら、本実施の形態にかかる表示素子８０のように、上記媒質層３が熱伝導率の高い物質で覆われていると、温度ムラを軽減することができるため、表示特性を向上させることができる。

一般的には、有機物（例えば媒質Ａや偏光板６・７）は０．２Ｗ／ｍ・Ｋ、基板１・２に用いられる例えばガラス基板は０．８Ｗ／ｍ・Ｋ程度の熱伝導率を有しているが、透明電極として用いることができるＩＴＯでは、熱伝導率が８Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、ガラス基板の１０倍となる。通常、電気伝導物質は熱伝導率も大きい。したがって、上記媒質Ａが、例えばＩＴＯ等のような電気伝導物質で覆われていると、温度ムラを抑制する効果を発揮することができる。

なお、この効果は、上記電極２１を表示素子の内部に設けても外部に設けても得ることができる。

温度ムラが発生してしまう要因としては、外部環境および表示素子の光源（バックライト）および表示素子の形状が考えられる。特に外部環境は表示装置の設計に拘らず変動する要因であるために、特別の対策が必要であり、この場合、表示素子の外側（最表面）に電気伝導物質を設けた場合が最も効果があった。

なお、上記した効果は、従来の液晶表示素子では得ることができない。従来の液晶は、数Ｋの温度では殆どその物性値が変動することはない。光学的異方性の程度の変化を利用して表示を行う表示素子では温度変動が上述のように原理的に大きいため、上述した効果が発現する。

本実施の形態にかかる上記表示素子８０において、上記電極２１は、図１に示すように、上記櫛形電極４・５間の距離（電極間距離）をＳとし、該櫛形電極４・５と上記電極２１との間の距離をｄｉとすると、ｄｉ＞Ｓの関係が成り立っていれば、駆動電圧がほぼ低減することなく、シールド効果を得ることができる。但し、ｄｉがＳよりも小さい場合においても、駆動電圧は高くなるものの、静電気シールド効果および温度ムラ抑制効果は得ることができる。特に、ｄｉ＞３μｍであれば、駆動電圧が高くはなるものの、電圧さえ高くすれば、透過率をロスすることはない。典型的には完全に媒質Ａが配向したΔｎが０．１程度であるため、透過率を維持するためには、ｄｉ・Δｎ＝３００ｎｍ程度（＞λ／２）は確保されていることが好ましく、このため、ｄｉ＞３μｍであることが望ましい。

なお、本実施の形態では、主に、図１に示すように基板２の内側に上記電極２１が設けられている構成を例に挙げて説明としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記電極２１は、例えば、図１１（ａ）に示すように基板２と偏光板７との間に設けられていてもよく、図１１（ｂ）に示すように偏光板７の外側に設けられていてもよく、図１１（ｃ）に示すように基板１と偏光板６との間に設けられていてもよく、図１１（ｄ）に示すように偏光板６の外側に設けられていてもよい。すなわち、上記電極２１は、画素基板１１あるいは対向基板１２に設けられていてもよく、これら画素基板１１あるいは対向基板１２の外側に設けられていてもよく、また、画素基板１１あるいは対向基板１２の表裏何れの面に設けられていても構わない。

このように、上記電極２１の位置は特に限定されるものではないが、より媒質層３に近い位置でシールドを行うことで、よりシールド効果を高めることができることから、上記電極２１は、上記基板１および／または基板２の内側に設けることが好ましい。

本実施の形態にかかる表示素子８０によれば、ＩＰＳモードの液晶表示素子と異なり、電界の影響を受け難いことから、上記したように、上記電極２１を、上記基板１・２のうち少なくとも一方の基板における他方の基板との対向面側（内側）に設けることが可能である。

以上のように、上記電極２１の形成位置は特に限定されるものではなく、各画素７１において、少なくとも表示部（上記表示素子、具体的には対向基板１２において、光が透過する領域（表示領域））と重なる位置に存在すれば、効果が認められた。

また、上記電極２１は、例えば図１１（ｅ）に示すように基板１・２の両側に設けられている（基板１・２の両側がシールドされている）ことがより望ましく、図１および図１１（ａ）・（ｂ）の何れかに記載の対向基板１２と、図１１（ｃ）・（ｄ）の何れかに記載の画素基板１１とを組み合わせてなる表示素子８０が、より一段と顕著なシールド効果を発揮することから、特に好ましい。

なお、上記表示素子８０において、上記媒質Ａの応答（光学応答）、すなわち表示に寄与する領域は、上記櫛形電極４・５間（つまり上記櫛歯部分４ａ・５ａ間）のみである。したがって、上記シールド効果は、上記媒質Ａの光学応答に寄与しない領域、例えば、図１３に示すように上記櫛形電極４・５の直上の電極２１が、上記櫛形電極４・５と同じ幅（幅Ｌ）で、もしくは、上記櫛形電極４・５よりも小さい幅で取り除かれている構造においても同様に得ることができる。

なお、上記電極２１は、上記したように表示に寄与する領域全域に形成されていること、言い換えれば、少なくとも表示に寄与する領域には上記電極２１が形成されていることが、より顕著なシールド効果を得ることができることから好ましいが、必ずしも上記領域全域に形成されている必要はない。

すなわち、上記電極２１は、例えば上記櫛形電極４・５（櫛歯部分４ａ・５ａ）間よりも大きなパターン間隔でパターン化（細線化）されている構成を有していてもよく、例えば、上記電極２１が、平面視で上記櫛形電極４・５間の一部に形成されている構成を有していてもよい。

つまり、本実施の形態にかかる上記表示素子８０は、上記電極２１が、上記櫛形電極４・５と重畳する領域において上記櫛形電極４・５の幅Ｌよりも小さい幅の隙間Ｒ（Ｒ＜Ｌ）を有しているか、あるいは、上記櫛形電極４・５と重畳する領域を避けて形成されている（つまり、隙間Ｒが上記櫛形電極４・５の幅Ｌと同じかそれ以上（Ｒ≧Ｌ）である）構成を有していてもよい。

より具体的には、上記表示素子８０は、前記したように、上記櫛形電極４・５（櫛歯部分４ａ・５ａ）からなる少なくとも１つの電極対を含む複数の画素７１（絵素）を備え、電界印加時または電界無印加時における上記媒質Ａの光学的異方性の方向（つまり、光学的異方性が発現している状態における上記媒質Ａの光学的異方性の向き）が同じ領域を、１つのドメインＤ_Ｍ（図２参照）とすると、各画素７１は、各々、上記櫛形電極４・５（櫛歯部分４ａ・５ａ）間に、少なくとも１つのドメイン（微小領域）を有し、上記ドメインＤ_Ｍと重なる領域、例えば上記ドメインＤ_Ｍ内に、上記電極２１が形成されている構成を有していてもよく、上記電極２１は、上記ドメインＤ_Ｍの一部もしくは全てを覆っていてもよい。

さらには、上記電極２１は、上記各画素７１を連続的に覆うように設けられていてもよい。より具体的には、上記電極２１は、上記一対の基板における少なくとも一方の基板全体（つまり、上記一対の基板の主面（表面および／または裏面）のうち、上記第１の電極および第２の電極が形成されている主面とは異なる主面における該主面全面）に形成されていてもよく、上記少なくとも一方の基板における少なくとも表示画面に対応する領域（上記主面における表示画面に対応する領域（つまり上記表示画面に重なる領域）全体）に形成されていてもよく、各画素７１毎に独立して設けられていてもよい。

上記電極２１が、上記したように少なくとも一方の基板における少なくとも表示画面に対応する領域に形成されていることで、上記電極２１を簡素な構成とすることができる。

また、画素基板１１と、パターニングされた電極２１が設けられた対向基板１２とを貼り合わせるとき、この貼り合わせの精度が低いと、上記櫛形電極４・５と上記電極２１との間の隙間（すなわち、上記櫛形電極４・５間の開口部と上記電極２１とが重ならない領域）が大きくなり、この隙間から電界が漏れ、その分、上記シールド効果が低下する。このため、より顕著なシールド効果を得るためには、上記電極２１をパターニングする際は、上記画素基板１１と対向基板１２との貼り合わせ精度を考慮して上記電極２１と櫛形電極４・５とのオーバーラップ領域を設けることが望ましい。しかしながら、上記したように上記電極２１が、上記したように少なくとも一方の基板における少なくとも表示画面に対応する領域に形成されていることで、高精度のパターニングを必要としない。

このため、上記電極２１が、上記したように少なくとも一方の基板における少なくとも表示画面に対応する領域に形成されていることで、上記電極２１の形成工程を短縮化することができる。

一方、上記したように上記電極２１が、各画素７１において、上記櫛形電極４・５と重畳する領域の少なくとも一部が除去されている構成を有していること、好適には、上記櫛形電極４・５と重畳する領域を避けて形成されていることで、上記櫛形電極４・５と電極２１との間に生じる負荷容量が軽減され、ＴＦＴ等のスイッチング素子８１による充電特性を向上させることができる。

また、上記の構成によれば、上記電極２１がパターニング（細線化）されていることで、細線化された電極２１に一定電流を流しておくことにより、ヒータ電極（上記媒質Ａを加熱する加熱手段（加熱部材））として兼用させることも可能になる。本発明に適用している媒質Ａの温度依存性が大きい場合や、適用できる温度範囲が狭い場合にはヒータ電極の適用は有効である。

このように、上記表示素子８０において、上記一対の基板１・２の主面のうち、上記基板１・２に略平行な電界を媒質Ａに印加する、第１および第２の電極としての上記櫛形電極４・５（櫛場部分４ａ・５ａ）が形成されている主面とは異なる主面に、上記櫛形電極４・５（櫛場部分４ａ・５ａ）とは別に、さらに第３の電極（シールド電極）である上記電極２１が形成されていることで、上記表示素子８０にかかる静電気（帯電電位）をアース（シールド）し、上記表示素子８０を静電気から保護し、媒質Ａが静電気に応答することによって生じる輝度の変動並びに温度ムラによる表示不均一を防止することができる。

なお、本実施の形態において、上記電極２１が、上記櫛形電極４・５が形成されている主面とは異なる主面に形成されているとは、上記電極２１が、前記したように上記一対の基板１・２のうち上記一方の基板１における上記櫛形電極４・５（櫛歯部分４ａ・５ａ）の形成面とは反対側の面若しくは他方の基板２に形成されていることを示す。

但し、上記電極２１は、必ずしも上記したように基板表面に形成されている必要はなく、上記一対の基板の主面のうち、上記櫛形電極４・５が形成されている主面とは異なる主面に設けられていれば基板表面から離間して設けられていても構わない。

以上のように、本実施の形態によれば、静電気に影響されない安定した表示素子を得ることができる。

なお、本実施の形態では、本実施の形態にかかる表示素子８０として、主に、透過型の表示素子を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記表示素子８０としては、反射型の表示素子としてもよい。

図１２に、本実施の形態にかかる表示素子８０として、本発明を適用した、本実施の形態にかかる反射型の表示素子の概略構成の一例を示す。

上記反射型の表示素子８０は、画素基板１１が、例えば、ガラス基板等からなる一方の基板１上に反射層４１を設けると共に、該反射層４１上に、絶縁層４２を介して、例えばＩＴＯ等の櫛形電極４・５が設けられている構成を有している。なお、その他の構成については、前記した通りであり、図１２は、一例として、図１に示すように、基板２の内側に上記電極２１を設けた構成について図示している。上記絶縁層４２としては、アクリル系樹脂等の有機膜；窒化ケイ素、酸化ケイ素等の無機膜；を適用することができる。また、上記反射層４１としては、アルミニウムや銀の薄膜等を適用することができる。上記の構成においては、反射層４１がガラス基板等の透明基板からなる他方の基板２から入射してきた光を反射することができるため、反射型の表示素子として機能する。

なお、本実施の形態にかかる表示素子８０を反射型の表示素子として使用する場合、上記櫛形電極４・５としては、透過型の表示素子として用いる場合のようにＩＴＯ等の透明電極材料以外にも、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、この場合、上記電極２１を、画素基板１１側に設ける場合、上記電極２１としては、ＩＴＯ等の透明電極材料以外にも、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、櫛形電極４・５および電極２１の線幅や電極間距離（電極間隔）等も特に限定されるものではなく、例えば、基板１と基板２との間のギャップ等に応じて任意に設定することができる。

さらに、本実施の形態では、上記基板１・２として、ガラス基板を用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板１・２のうち、少なくとも一方が透明な基板であればよく、例えば従来公知の各種基板を使用することができる。

なお、上記基板１・２としては、従来基板として用いられているものに限定されるものではなく、例えばフィルム状であってもよく、また、可撓性を有するものであってもよく、少なくとも一方が透明であり、上記媒質Ａを基板間（媒質保持手段内）、つまり、内部に保持（挟持）することができるものであれば、媒質Ａの種類や相の状態等に応じて、様々な材料を使用することができる。

また、本実施の形態では、具体例として、媒質Ａとして電界無印加時に光学的には等方であり、電界印加により光学的異方性が発現する物質を使用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記媒質Ａが電界印加により異方性が消失し、光学的に等方性を示す物質であってもよいことは、前述した通りである。

以下に、上記媒質Ａとして電界印加により異方性が消失し、光学的に等方性を示す物質を用いた具体例を示す。

本具体例においては、ガラス基板からなる透明な２枚の基板１・２のうち一方の基板１における基板２との対向面に、ＩＴＯからなる透明な櫛形電極４・５と、ポリイミドからなる配向膜とを形成すると共に、両基板１・２間に、媒質Ａとして、透明な誘電性物質である４’−ｎ−アルコキシ−３’−ニトロビフェニル−４−カルボン酸（ＡＮＢＣ−２２）を封入した。また、上記表示素子８０における媒質層３の厚みは、上記基板１・２の対向面に予めプラスチックビーズを散布しておくことにより、４μｍになるように調整した。

なお、偏光板６・７は、前記したように、互いの吸収軸６ａ・７ａが直交するとともに、各偏光板６・７における吸収軸６ａ・７ａと櫛形電極４・５における櫛歯部分４ａ・５ａ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・２の外側（対向面の反対側）に設けた。

このようにして得られた表示素子８０を、外部加温装置（加熱手段）により、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、電圧印加（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。

なお、上記具体例では、各偏光板６・７の吸収軸６ａ・７ａと櫛形電極４・５とがなす角度は４５度としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、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できた。なぜなら、明状態は電界無印加時で実現しており、配向処理方向（ラビング方向）と偏向板吸収軸方向の関係だけで達成できる。また、暗状態は電界印加による媒質Ａの光学的等方相への電界誘起相転移で実現しているために、各偏向板吸収軸が互いに直交してさえいればよく、櫛形電極方向との関係によらない。

したがって、上記具体例では、上記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できた。なお、両基板１・２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形成した。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が望ましく、典型的には偏向板吸収軸方向と４５度の角度をなしていることが望ましい。

このように、本実施の形態にかかる表示素子８０に用いられる媒質Ａとしては、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を用いてもよい。

また、上記媒質Ａは、正の誘電異方性を有するものであっても、負の誘電異方性を有するものであってもよい。また、本実施の形態にかかる表示素子８０は、必ずしも基板１・２に平行な電界を印加する必要はなく、例えば、基板１・２に対し、斜めの電界によっても駆動可能であり、基板１・２に対し、略平行（基板面内方向）な電界を印加しさえすればよい。なお、上記基板１・２に斜めの電界を印加する場合には、電極の形状、配置位置等を適宜変更すればよく、例えば、上記櫛形電極４と櫛形電極５とが異なる高さ（電極厚）を有していても構わない。

以上のように、本実施の形態にかかる表示素子は、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、電界の印加により光学的異方性の程度が変化する媒質と、上記一対の基板のうち一方の基板に設けられ、該基板に略平行な電界を上記媒質に印加する、第１の電極および第２の電極からなる少なくとも一つの電極対とを備えるとともに、上記一対の基板の主面のうち、上記第１の電極および第２の電極が形成されている主面とは異なる主面、つまり、上記一対の基板のうち上記一方の基板における上記第１の電極および第２の電極の形成面とは反対側の面、若しくは、他方の基板に、第３の電極が形成されている構成を有している。

なお、上記第３の電極は、上記一対の基板の主面のうち、上記第１の電極および第２の電極が形成されている主面とは異なる主面に設けられてさえいればよいが、上記第１の電極および第２の電極が形成されている基板と対向して設けられた基板、つまり、上記一方の基板と対向する他方の基板における上記第１の電極および第２の電極との対向面側に形成されていることが、より媒質に近い位置でシールドを行うことができ、より高いシールド効果を得ることができるので、より好ましい。

より具体的には、本実施の形態にかかる表示素子は、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、電界の印加により光学的異方性が変化する媒質と、上記基板に略平行な電界を上記媒質に印加する少なくとも一対の電極とを備えた表示素子であって、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板における少なくとも表示部と重なる位置に、静電気をシールドするシールド電極がさらに設けられている構成を備えている。

上記の各構成によれば、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板における少なくとも表示部と重なる位置に、第３の電極である上記シールド電極がさらに設けられていることで、静電気をシールドすることができ、静電気に上記媒質が応答して輝度が変動することがなく、静電気による表示ムラを無くし、表示品位の低下を抑制、防止することができる。よって、上記の構成によれば、静電気に影響されない安定した表示素子を提供することができる。

なお、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、請求項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。

本発明の表示素子は、広視野角特性および高速応答特性に優れた表示素子であり、例えば、テレビやモニタ等の画像表示装置（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（表示装置）に、広く適用することができる。また、本発明の表示素子は、上記したように、広視野角特性および高速応答特性を有し、また、従来よりも駆動電圧を低減することができるので、大画面表示や動画表示にも適している。また、本表示素子は、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好適である。

本発明の実施の一形態にかかる表示素子の要部の概略構成を示す断面図である。 図１に示す表示素子における電極構造と偏光板吸収軸との関係を説明する図である。 （ａ）は本発明の実施の一形態にかかる表示素子における電界無印加状態の要部の概略構成を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は本発明の実施の一形態にかかる表示素子における電界印加状態の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。 （ａ）は電界無印加状態（ＯＦＦ状態）における本発明の実施の一形態にかかる表示素子の媒質を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は電界印加状態（ＯＮ状態）における本発明の実施の一形態にかかる表示素子の媒質を模式的に示す断面図である。 図３（ａ）・（ｂ）に示す表示素子における印加電圧と透過率との関係を示すグラフである。 電界の印加による光学的異方性の変化を利用して表示を行う表示素子と従来の液晶表示素子との表示原理の違いを、電界無印加時および電界印加時における媒質の平均的な屈折率楕円体の形状およびその主軸方向にて模式的に示す断面図であり、（ａ）は電界の印加による光学的異方性の変化を利用して表示を行う表示素子の電界無印加時の断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す表示素子の電界印加時の断面図であり、（ｃ）はＴＮ方式の液晶表示素子の電界無印加時の断面図であり、（ｄ）は（ｃ）に示す液晶表示素子の電界印加時の断面図であり、（ｅ）はＶＡ方式の液晶表示素子の電界無印加時の断面図であり、（ｆ）は（ｅ）に示す液晶表示素子の電界印加時の断面図であり、（ｇ）はＩＰＳ方式の液晶表示素子の電界無印加時の断面図であり、（ｈ）は（ｇ）に示す液晶表示素子の電界印加時の断面図である。 図１に示す表示素子にスイッチング素子を設けた場合の上記表示素子の要部の概略構成の一例を示す断面図である。 液晶マイクロエマルションの逆ミセル相混合系の一例を示す模式図である。 液晶マイクロエマルションの逆ミセル相混合系の他の例を示す模式図である。 リオトロピック液晶相の分類図である。 本発明の実施の一形態にかかる他の表示素子の要部の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の一形態にかかる反射型の表示素子の要部の概略構成の一例を示す断面図である。 本発明の実施の一形態にかかる他の表示素子の要部の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の一形態にかかる表示素子を用いる表示装置の要部の概略構成を示すブロック図である。 図１４に示す表示素子における１画素の概略構成を示す模式図である。 図１に示す表示素子における電界印加時の一分子の屈折率楕円体の形状を示す模式図である。

符号の説明

１ 基板
２ 基板
３ 媒質層
３ａ 屈折率楕円体
４ 櫛形電極（第１の電極）
４ａ 櫛歯部分（第１の電極）
５ 櫛形電極（第２の電極）
５ａ 櫛歯部分（第２の電極）
６ 偏光板
６ａ 吸収軸
７ 偏光板
７ａ 吸収軸
１１ 画素基板
１２ 対向基板
２１ 電極（シールド電極）
３１ ＦＥＴ
４１ 反射層
４２ 絶縁層
６０ 表示装置
７１ 画素
８０ 表示素子
Ｈ 表示素子
Ａ 媒質

Claims (24)

1. 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、電界の印加により光学的異方性の程度が変化する媒質と、上記一対の基板のうち一方の基板に設けられ、該基板に略平行な電界を上記媒質に印加する、第１の電極および第２の電極からなる少なくとも一つの電極対とを備えた表示素子であって、
   上記一対の基板の主面のうち、上記第１の電極および第２の電極が形成されている主面とは異なる主面に、第３の電極が形成されていることを特徴とする表示素子。
2. 上記第３の電極は、上記第１の電極および第２の電極が形成されている基板と対向して設けられた基板における上記第１の電極および第２の電極との対向面側に形成されていることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
3. 上記第３の電極は一定の電位に固定されていることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
4. 上記第３の電極がパターン形成されていることを特徴とする請求項１記載の表示素子。
5. 上記第３の電極が、静電気をシールドするシールド電極と、上記媒質を加熱する加熱手段とを兼ねていることを特徴とする請求項４記載の表示素子。
6. 上記第３の電極が、上記第１の電極および第２の電極を避けて形成されていることを特徴とする請求項４記載の表示素子。
7. 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、電界の印加により光学的異方性の程度が変化する媒質と、上記基板に略平行な電界を上記媒質に印加する少なくとも一対の電極とを備えた表示素子であって、
   上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板における少なくとも表示部と重なる位置に、静電気をシールドするシールド電極がさらに設けられていることを特徴とする表示素子。
8. 上記シールド電極は一定の電位に固定されていることを特徴とする請求項７記載の表示素子。
9. 上記シールド電極は、上記一対の基板のうち少なくとも一方の基板における他方の基板との対向面側に設けられていることを特徴とする請求項７記載の表示素子。
10. 上記シールド電極がパターン形成されていることを特徴とする請求項７記載の表示素子。
11. 上記シールド電極が、上記媒質を加熱する加熱手段を兼ねていることを特徴とする請求項７記載の表示素子。
12. 上記シールド電極が、上記一対の電極を避けて形成されていることを特徴とする請求項７記載の表示素子。
13. 上記媒質は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界印加時に光学的異方性を示すことを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
14. 上記媒質は、電界無印加時に光学的異方性を示し、電界印加時に光学的等方性を示すことを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
15. 上記媒質は、電界印加時または電界無印加時に可視光波長未満のスケールでの配向秩序を有していることを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
16. 上記媒質が、キュービック対称性を示す秩序構造を有することを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
17. 上記媒質が、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ことを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
18. 上記媒質が、液晶マイクロエマルションからなることを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
19. 上記媒質が、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、またはキュービック相を示すリオトロピック液晶からなることを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
20. 上記媒質が、ミセル相、逆ミセル相、スポンジ相、またはキュービック相を示す液晶微粒子分散系からなることを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
21. 上記媒質が、デンドリマーからなることを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
22. 上記媒質が、コレステリックブルー相を示す分子からなることを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
23. 上記媒質が、スメクチックブルー相を示す分子からなることを特徴とする請求項１または７記載の表示素子。
24. 請求項１〜２３の何れか１項に記載の表示素子を備えていることを特徴とする表示装置。

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