JP2005300779A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明装置の間欠点灯を必要とせず、高電圧駆動に適した間欠点灯可能な表示装置を実現する。
【解決手段】 表示装置の各画素において、第１のデータ信号線１は、第１のＴＦＴ４を介して第１のデータ電極６と接続され、第２のデータ信号線２は、第２のＴＦＴ５を介して第２のデータ電極７と接続される。また、第１および第２のデータ電極６，７は、第３のＴＦＴ８のソース−ドレインを介して接続される。第１および第２のＴＦＴ４、５のゲート電極は、走査信号線３Ａに接続される。また、第３のＴＦＴ８のゲート電極は、走査信号線３Ｂに接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、横電界方式に関して、高電圧駆動が可能であり、高速応答特性および広視野特性を備え、且つ、ホールドモード特有であった動画ボケが発生しない表示品位の高い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。

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、これら以外に、基板表面に対して水平方向の電界を液晶層に印加する横電界方式（ＩＰＳ）が知られている。

これらの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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、上記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。

従来の横電界方式における構成について、図２３ないし図２５を参照して以下に説明する。

横電界方式を採用する表示装置の場合、図２３に示すように、２枚のガラス基板１０１，１０２の間に誘電性物質層１０３が挟持され、この誘電性物質層１０３に液晶（図示せず）が封入されている。

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データ電極１０４および共通電極１０５が互いに対向配置されている。また、データ電極１０４および共通電極１０５の間には絶縁膜１０６が形成されている。さらに、基板１０１，１０２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１０７，１０８が備えられている。そして、この表示装置は、データ電極１０４および共通電極１０５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、誘電性物質層１０３内の液晶の配向方向を変化させて表示を行う。

また、上記表示装置においてスイッチング素子にＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いたアクティブ駆動を行う場合、図２４に示すように、データ電極１０４はＴＦＴ１０９のドレイン電極に、データ信号線１１０はＴＦＴ１０９のソース電極に、また、走査信号線１１１はＴＦＴ１０９のゲート電極にそれぞれ接続される。さらに、共通電極１０５は、共通信号線１１２に接続される。上記構成において、それぞれの信号線に信号を入力することによってアクティブ駆動が可能となる。

また、上記表示装置の１画素（表示素子）分の等価回路を示すと図２５に示すようになる。すなわち、ＴＦＴ１０９と共通信号線１１２との間に表示部容量１２０が存在する。この表示部容量１２０は、データ電極１０４と共通電極１０５との間に存在する容量である。さらに、ＴＦＴ１０９と共通信号線１１２との間に補助容量１２１（データ電極１０４と共通信号線１１２との間に存在する容量）が存在し、ＴＦＴ１０９と走査信号線１１１との間に寄生容量１２２が存在し、ＴＦＴ１０９とデータ信号線１１０との間に寄生容量１２３が存在する。

上記表示装置において、データ信号線１１０から入力される信号は、誘電性物質層１０３からなる表示部容量１２０と、これに並列に形成された補助容量１２１とにより、１フレームの間保持（ホールド）される。

このようなホールド型の表示素子では、たとえ誘電性物質層１０３の光学的応答が十分に速くても、人間の視認性から、動画像がぼやけることが知られている。この動画ボケを解決するための手法として、光学的にブランキングタイムを持たせた間欠点灯を行うことが報告されている。尚、間欠点灯には、大きく分類して以下の３つの方法がある。

１番目は、特許文献４に示されるように、照明装置を間欠点灯する方法である。２番目は、信号をホールドした後に一度黒書き込みを行うことにより間欠点灯する方法であり、具体的には、１フレームを２分割する方法、あるいは、特許文献５に示されるように、信号書き込み後に自然放電させる方法がある。また、３番目は、１番目と２番目との手法を合わせ持つものである。
特開２００１−２４９３６３号公報（公開日２００１年９月１４日） 特開平１１−１８３９３７号公報（公開日１９９９年７月９日） 特公昭６３−２１９０７号公報（公告日１９８８年５月１０日） 特開２０００−２９３１４２号公報（公開日２０００年１０月２０日） 特開２００２−１４３７２号公報（公開日２００２年１月１８日） 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 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 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 「Handbook of Liquid Crystals」, Vol.1, p.484-485, Wiley-VCH ,1998 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 「Handbook of Liquid Crystals」, Vol.2B, p.887-900, Wiley-VCH,1998 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 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 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 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)

しかしながら、表示装置における動画ボケを解消するために、照明装置を間欠点灯する方法では、その表示素子への信号入力タイミングと照明装置の間欠点灯タイミングとを精密に合わせる必要があり、このようなタイミング制御において大きな問題が生じる。

また、特許文献１に開示されている表示装置は、その誘電体物質層の比誘電率が大きく、駆動電圧が高くなるといった問題がある。このため、特許文献１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構造（ＴＦＴを含む回路構成）を用いて駆動しようとする場合、ＴＦＴの劣化が促進されるといった課題が発生する。すなわち、特許文献１に開示されている表示装置を駆動するためには、高駆動電圧に適した回路構成が必要であり、また、それに対応した間欠点灯方法が必要となる。

これを具体的に説明すれば以下のとおりである。照明装置の間欠点灯を用いずに表示画面の間欠点灯を行うためには、各画素において黒表示期間を設ける必要がある。そのためには、各画素に対して、階調表示のための充電期間以外に黒表示のための電圧を印加する駆動が必要となり、このことは表示装置の駆動周波数を増大させる。また、駆動周波数の増大は、各画素に対しての充電不足に繋がるため、各画素において黒表示期間を設ける間欠点灯方式をとることも困難であった。

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、照明装置の間欠点灯を必要とせず、高電圧駆動に適した間欠点灯可能な表示装置を提供することにある。

本発明に係る表示装置は、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、上記一対の基板間に挟持された誘電性物質層とを有し、上記誘電性物質層に、基板におおむね平行な電界を印加することによって表示を行う表示装置において、マトリクス状に複数配置された各表示素子では、上記誘電性物質層に電界を印加するための電極の少なくとも一つが、上記電極に対してデータ信号線からのを制御する書き込み用ＴＦＴと、上記電極に対して黒表示動作を制御する黒表示用ＴＦＴとに接続されており、同一の表示素子に対する上記書き込み用ＴＦＴのゲート電極と上記黒表示用ＴＦＴのゲート電極とは、それぞれ異なる走査信号線に接続されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、上記誘電性物質層に電界を印加するための電極の少なくとも一つ（データ電極）は、上記書き込み用ＴＦＴがオンの時に、データ電極の電位がデータ信号線と同電位となるように電位が与えられ、上記黒表示用ＴＦＴがオンの時に黒表示動作が行われる。ここで、黒表示動作とは、上記電極と上記電性物質層に電界を印加するためのもう一方の電極との電位差が０Ｖとなるようにする動作であるが、この時の上記電極は、データ信号線から黒表示のための電圧を与えられるものではないものとする。

そして、上記電極において、書き込み用ＴＦＴのゲート電極と上記黒表示用ＴＦＴのゲート電極とは、それぞれ異なる走査信号線に接続されており、データ信号線から階調表示用データの書き込みを受ける表示素子は、書き込み用ＴＦＴがオンとなっている素子列のみである。このとき、他の素子列において黒表示用ＴＦＴをオンとして黒表示動作を行わせることができる。すなわち、同一期間中に、ある素子列に対する書き込み動作と他の素子列に対する黒表示動作とを同時に実行できることとなる。このため、表示装置において照明装置の間欠点灯を必要とせず、かつ、駆動周波数を上げることなく表示素子の黒表示による間欠点等が可能となる。

また、上記表示装置において、上記各表示素子は、上記誘電性物質層に電界を印加するための電極として、第１のデータ電極および第２のデータ電極を有しており、上記第１のデータ電極および第２のデータ電極は、それぞれが異なる書き込み用ＴＦＴを介して第１のデータ信号線および第２のデータ信号線のそれぞれに接続されており、かつ、黒表示用ＴＦＴのソース−ドレインを介して互いに接続されていると共に、上記各表示素子への階調表示用データの書き込み時には、上記書き込み用ＴＦＴをオンとすることで、上記第１のデータ電極と第２のデータ電極とに、上記第１のデータ電極および第２のデータ電極間の電位差を０Ｖとするときの階調電位を基準にして、逆電位の関係となる電位が第１のデータ信号線および第２のデータ信号線より与えられ、上記各表示素子の黒表示動作時には、上記黒表示用ＴＦＴをオンとすることで、上記第１のデータ電極と第２のデータ電極とを電気的に接続させる構成とすることができる。

上記の構成によれば、上記第１のデータ電極および第２のデータ電極は、これらのデータ電極間の電位差が０Ｖとなるときの階調電位を基準にして、逆電位の関係となる電圧が与えられ、これにて各表示素子に階調表示用データの書き込みを行うことができる。このため、第１のデータ電極および第２のデータ電極のそれぞれに対する書き込み電圧に比較して、誘電性物質層にはその２倍の電圧を印加することができる。つまり、従来と同じ耐圧のＴＦＴ、及びデータ信号回路を用いた場合であっても、従来の２倍の電圧を誘電性物質層に対して印加することが可能となるため、高電圧駆動に適した間欠点灯を行える。

また、黒表示動作においては、黒表示用ＴＦＴをオンとして、上記第１のデータ電極および第２のデータ電極を電気的に接続することで、これらの電極間の電位差を０Ｖとし、これらのデータ電極がデータ信号線から遮断された状態で黒表示動作を行うことができる。

また、上記表示装置は、一方の基板に補助容量線が形成されており、上記第１のデータ電極と上記補助容量線との間に第１の補助容量が形成され、上記第２のデータ電極と上記補助容量線との間に第２の補助容量が形成されている構成とすることができる。

上記の構成によれば、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することができる。

また、上記表示装置において、上記補助容量線は、上記第１のデータ電極および第２のデータ電極に対して、間に絶縁層を介して形成されている構成とすることができる。

また、上記表示装置では、上記第１のデータ電極と上記補助容量線との間に形成される補助容量の容量値と、上記第２のデータ電極と上記補助容量線との間に形成される補助容量の容量値とが、略等しい構成とすることができる。

上記の構成によれば、補助容量線の電位変動が生じても、第１および第２データ電極のそれぞれに生じる電位変動の値が等しくなるため、目標の印加電圧を誘電体物質層に加えることができ、電位変動による表示ムラを抑制できる。

また、上記表示装置では、上記第１のデータ電極とこの第１のデータ電極に接続される上記走査信号線との間で形成される寄生容量の容量値と、上記第２のデータ電極とこの第２のデータ電極に接続される上記走査信号線との間で形成される寄生容量の容量値とが、略等しい構成とすることができる。

上記の構成によれば、走査信号線の電位変動が生じても、第１および第２データ電極のそれぞれに生じる電位変動の値が等しくなるため、目標の印加電圧を誘電体物質層に加えることができ、電位変動による表示ムラを抑制できる。

また、上記表示装置では、上記第１のデータ電極とこの第１のデータ電極に接続される上記第１のデータ信号線との間で形成される第１の寄生容量の容量値と、上記第１のデータ電極とこの第１のデータ電極に接続される上記第２のデータ信号線との間で形成される第２の寄生容量の容量値と、上記第２のデータ電極とこの第２のデータ電極に接続される上記第１のデータ信号線との間で形成される第３の寄生容量の容量値と、上記第２のデータ電極とこの第２のデータ電極に接続される上記第２のデータ信号線との間で形成される第４の寄生容量の容量値とが、略等しい構成とすることができる。

上記の構成によれば、第１および第２のデータ信号線に電位変動が生じる際、第１および第２データ電極のそれぞれに生じる電位変動の値が等しくなる。すなわち、第１および第２のデータ信号線の電位変動に伴う、上記第１ないし第４の寄生容量における電荷の移動が、表示部容量を除く種々の寄生容量内だけで収束させられ、目標の印加電圧を誘電体物質層に加えることができ、電位変動による表示ムラを抑制できる。

また、上記表示装置では、上記第１ないし第４の寄生容量のそれぞれにおける容量値が、上記第１のデータ電極とこの第１のデータ電極に接続される上記走査信号線との間で形成される第５の寄生容量と、上記第２のデータ電極とこの第２のデータ電極に接続される上記走査信号線との間で形成される第６の寄生容量とのそれぞれの容量値よりも大きい構成とすることができる。

上記の構成によれば、上記第１ないし第４の寄生容量を、上記第５および第６の寄生容量よりも大きくすることにより、データ電極の電位をより安定化させることができる。これにより、ＴＦＴのスイッチング時に表示容量部の電界変化を抑制し、フリッカの発生を抑制することができる。

また、上記表示装置において、上記各表示素子は、上記誘電性物質層に電界を印加するための電極として、一つのデータ電極と共通電極とを有しており、上記データ電極は、書き込み用ＴＦＴを介してデータ信号線に接続されており、上記データ電極と共通電極とは、黒表示用ＴＦＴのソース−ドレインを介して互いに接続されていると共に、上記各表示素子への階調表示用データの書き込み時には、上記書き込み用ＴＦＴをオンとすることで、上記データ電極に、共通電極の電位を基準に反転する矩形波によってデータ信号線より電位が与えられ、上記各表示素子の黒表示動作時には、上記黒表示用ＴＦＴをオンとすることで、上記データ電極と上記共通電極とを電気的に接続させる構成とすることができる。

また、この構成では、書き込み用ＴＦＴの数が少ないことにより、作成プロセスにおいて、良品率を向上させることができる。

また、上記表示装置では、各走査信号線には、その前段または次段の一方の表示素子に対する上記書き込み用ＴＦＴのゲート電極と、その前段または次段の他方の表示素子に対する上記黒表示用ＴＦＴのゲート電極とが接続されている構成とすることができる。

上記の構成によれば、一本の走査信号線の走査により、書き込み動作が行われる素子列と、黒表示動作が行われる素子列とを同時に駆動できるため、駆動周波数の増大を防ぐことができる。

また、上記表示装置では、奇数行の走査信号線の走査と偶数行の走査線の走査とを、フレーム毎に交互に繰り返す構成とすることができる。

上記の構成によれば、一本の走査信号線の走査によって、書き込み動作が行われる素子列と、黒表示動作が行われる素子列とを同時に駆動する構成において、各表示素子におけるホールド期間（階調信号の入力による階調表示期間）とブランキング期間（０Ｖの入力による黒表示期間）との時間比率が１：１となり、良好な間欠点灯を行うことができる。

なお、本発明の表示装置は、上記誘電性物質層が、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、上記誘電性物質層が、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、上記誘電性物質層が、電界を印加することによって光学的異方性が変化する媒質を含む構成であってもよい。なお、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く、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。

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。

上記誘電性物質層を、上記したいずれかの媒質を含む構成とすることにより、電圧印加時と電圧無印加時とで、異なる表示状態を実現できる。

また、上記表示装置は、上記第１のデータ電極と上記第２のデータ電極の間に、上記誘電性物質層によって形成される表示部容量の他に、他の誘電性物質によって形成される補助容量が並列に接続されて形成されている構成とすることができる。

上記の構成によれば、上記第１のデータ電極と上記第２のデータ電極との間に形成される容量が大きくなることで、書き込み用ＴＦＴおよび黒表示用ＴＦＴや、誘電性物質層におけるリーク電流の影響を小さくすることができる。

本発明の表示装置は、上記誘電性物質層に電界を印加するための電極の少なくとも一つにおいて、書き込み用ＴＦＴのゲート電極と上記黒表示用ＴＦＴのゲート電極とは、それぞれ異なる走査信号線に接続されており、データ信号線から階調表示用データの書き込みを受ける表示素子は、書き込み用ＴＦＴがオンとなっている素子列のみである。このとき、他の素子列において黒表示用ＴＦＴをオンとして黒表示動作を行わせることができる。

つまり、上記電極において、すなわち、同一期間中に、ある素子列に対する書き込み動作と他の素子列に対する黒表示動作とを同時に実行できることとなる。このため、表示装置において、照明装置の間欠点灯を必要とせず、かつ、駆動周波数を上げることなく表示素子の黒表示による間欠点等が可能となるといった効果を奏する。

〔実施例１〕
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。まずは、本実施例に係る表示装置の１画素分の概略構成を、図１ないし図３を参照して説明する。

上記表示装置の各画素は、図１に示すように、第１および第２のデータ信号線１，２と、隣接する２本の走査信号線３とに囲まれる領域に形成される。尚、以降の説明では、ある画素に注目した場合、その画素の前段側に存在する走査信号線と次段側に存在する走査信号線とを区別する必要がある場合、注目画素の前段側に存在する走査信号線を走査信号線３Ａとし、注目画素の次段側に存在する走査信号線を走査信号線３Ｂとして区別する。

第１のデータ信号線１は、第１のＴＦＴ４を介して第１のデータ電極６と接続されており、第２のデータ信号線２は、第２のＴＦＴ５を介して第２のデータ電極７と接続されている。また、第１および第２のデータ電極６，７は、第３のＴＦＴ８のソース−ドレインを介して接続されている。第１および第２のＴＦＴ４、５のゲート電極は、走査信号線３Ａに接続されている。また、第３のＴＦＴ８のゲート電極は、走査信号線３Ｂに接続されている。

また、上記表示装置は、図２に示すように、２枚のガラス基板１１，１２の間に誘電性物質層１３が挟持され、この誘電性物質層１３に液晶（図示せず）が封入されている。上記図１に示す構成は、基板１１における基板１２との対向面において形成されている。また、第１および第２のデータ信号線１，２と走査信号線３との間には絶縁膜１４が形成されている。さらに、基板１１，１２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１５，１６が備えられている。そして、この表示装置は、第１のデータ電極６および第２のデータ電極７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、誘電性物質層１３内の液晶の配向方向を変化させて表示を行う。

上記構成の表示装置において、各画素の等価回路図は図３に示すようなものとなる。すなわち、上記表示装置では、第１のＴＦＴ４と第２のＴＦＴ５との間に表示部容量２０が存在する。この表示部容量２０は、第１のデータ電極６と第２のデータ電極７との間に存在する容量である。

図１〜図３に示した構成の表示装置において、第１のＴＦＴ４および第２のＴＦＴ５は、同一の走査信号線３Ａに接続されていることから、同一の走査信号が入力され、同時にスイッチングを行う。そして、第１および第２のＴＦＴ４，５がオンした場合、第１および第２のデータ電極６，７の間に形成される表示部容量２０には、第１のデータ信号線１と第２のデータ信号線２との間の電位差分の電圧が印加されることとなる。

このとき、第１および第２のデータ信号線１，２から第１および第２のデータ電極６，７に対して印加される電圧は、第１および第２のデータ電極６，７間の電位差が０Ｖとなるときの階調電位を基準にして、逆電位の関係となっている。このため、本実施の形態に係る構成では、図２５で示した従来構成（共通信号線１１２から基準電位とデータ信号線１１０からの印加電圧とを与える構成）と比較して、２倍の電圧を印加することができる。つまり、従来と同じ耐圧のＴＦＴ、及びデータ信号回路を用いた場合であっても、従来の２倍の電圧を誘電性物質層に対して印加することが可能となる。

一方、第３のＴＦＴ８は、そのゲート電極が走査信号線３Ｂに接続され、ソース−ドレインが第１のデータ電極６および第２のデータ電極７に接続されている。このため、第３のＴＦＴ８がオンした場合、第１のデータ電極６と第２のデータ電極７とがショートされ、これらの電極間（表示部容量２０）の電位差は０Ｖとなる。

すなわち、上記表示装置は、走査信号線３Ａがオン、走査信号線３Ｂがオフとなる状態において、第１のデータ電極６および第２のデータ電極７間の電位差に応じた階調表示を行うことができる。また、走査信号線３Ｂがオンとなる状態において、第１のデータ電極６および第２のデータ電極７間の電位差を０Ｖとし、ノーマリーブラックモードと組み合わせることで黒表示を行うことができる。

つまり、上記表示装置では、同一の走査信号線３に接続された１ライン分の素子列に対して、走査信号線３Ａのオン時に書き込み制御を行い、走査信号線３Ｂのオン時に一括して黒表示を行っている。これにより、上記表示装置では、照明装置の間欠点灯といった手法を用いること無しに間欠点灯が可能となり、動画ボケを抑制することができる。

また、図１に示す構成においては、１本の走査信号線３に対して、第１のＴＦＴ４、第２のＴＦＴ５、および第３のＴＦＴ８の全てのスイッチング素子が設けられている。つまり、この構成では、各走査信号線３は、その前段の素子列に対しては走査信号線３Ｂとして機能し、その次段の素子列に対しては走査信号線３Ａとして機能する。

つまり、上記構成では、各走査信号線３は、その前段の素子列に対して第３のＴＦＴ８を有し、その次段の素子列に対して第１のＴＦＴ４および第２のＴＦＴ５を有している。なお、各走査信号線３は、その前段の素子列に対して第１のＴＦＴ４および第２のＴＦＴ５を有し、その次段の素子列に対して第３のＴＦＴ８を有する構成であっても良い。

このように、各走査信号線３において走査信号線３Ａの機能と走査信号線３Ｂの機能とを兼用させることにより、図４に示すように、マトリクス状に画素を配置した構成において、１本の走査信号線３の走査により、上記走査信号線３に隣接する２ライン分の画素を同時にスイッチングすることが可能となり、かつ、一方のラインの画素には階調信号を、他方のラインの画素には０Ｖを入力することが可能となる。尚、図４において、Ｘは走査信号線、Ｙ１は第１のデータ信号線、Ｙ２は第２のデータ信号線を示している。

また、上記構成では、１本の走査信号線３で２ライン分の画素を同時に走査することが可能なことから、従来構成（１本の走査信号線で１ライン分の画素を走査する構成）で間欠点灯する場合に比べ、ＴＦＴのオン時間を２倍確保することが可能である。これにより、誘電体物質層の比誘電率が大きいことに起因して、表示部容量２０の容量値が大きくなる場合にも、従来のＴＦＴを用いて、十分な書き込み能力を得ることができる。

但し、本発明の表示装置においては、走査信号線３Ａの機能と走査信号線３Ｂの機能と１本の走査信号線３に兼用させる構成に限定されるものではない。つまり、走査信号線３Ａの機能と走査信号線３Ｂの機能とは、それぞれ別の走査信号線に持たせても良い。

また、上記表示装置においては、奇数行の走査信号線３の走査と、偶数行の走査信号線３の走査とを、フレーム毎に交互に行う構成とすることが好ましい。このような駆動によっては、各画素は、階調信号の入力と０Ｖの入力とをフレーム毎に順次繰り返すこととなる。この場合、各画素においては、ホールド期間（階調信号の入力による階調表示期間）とブランキング期間（０Ｖの入力による黒表示期間）との時間比率が１：１となり、良好な間欠点灯を行うことができる。

ここで、各画素に対して階調信号を入力する時には、第１および第２のＴＦＴ４，５の２つが駆動されるが、各画素への入力を０Ｖにするためには、第３のＴＦＴ８のみが駆動されることとなる。つまり、第３のＴＦＴ８は、第１のＴＦＴ４、あるいは第２のＴＦＴ５の２倍の充電能力（オン電流）を持つことが本来望ましい。

しかしながら実際には、第３のＴＦＴ８を、第１または第２のＴＦＴ４，５と同等、あるいはそれ以下の充電能力（オン電流）としても、視認性の観点からは、間欠点灯としての問題は特に生じないと考えられる。その理由は以下のとおりである。

まず、低い階調（黒に近い側の階調）の階調表示状態から黒表示状態に移行する場合を考える。この場合、階調表示を行っている画素への印加電圧が小さいことから、表示部容量２０に蓄えられている電荷も小さく、第３のＴＦＴ８の充電能力（オン電流）が小さいとしても、所定の期間内で上記画素の印加電圧を０Ｖにすること（間欠点灯）は十分に可能である。

一方、高い階調（白に近い側の階調）の階調表示状態から黒表示状態に移行する場合では、階調表示を行っている画素への印加電圧が大きいことから、表示部容量２０に蓄えられている電荷も大きく、第３のＴＦＴ８の充電能力（オン電流）が小さければ、所定の期間内で上記画素の印加電圧が完全には０Ｖとならないこともあり得る。しかしながら、高い階調、つまり、高輝度の状態にある場合、人間の瞳孔は絞られているため、間欠点灯時の黒状態が多少浮いていても、その輝度は十分暗く認識され、視認性的には間欠点灯が成立する。

このように、本発明の表示装置によれば、比誘電率が大きな誘電体物質層を持つ構成の表示素子、あるいは、高い駆動電圧が必要な誘電体物質層を持つ表示素子に適した間欠点灯が可能となる。

上記表示素子の具体例を以下に説明する。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、本実施例にかかる表示装置（本表示装置）に備えられる表示素子（画素）１０Ａ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１０Ａを複数備えている。

表示素子１０Ａでは、対向する２枚の基板（基板１１および１２）間に、光学変調層である誘電性物質層１３を挟持している。また、基板１１における基板１２との対向面には、誘電性物質層１３に電界を印加するための電界印加手段である第１のデータ電極６および第２のデータ電極７を互いに対向配置している。さらに、基板１１および１２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１５および１６を備えている。

なお、図５（ａ）はデータ電極６・７間に電圧が印加されていない状態（電圧無印加状態（オフ状態））を表しており、図５（ｂ）はデータ電極６・７間に電圧が印加されている状態（電圧印加状態（オン状態））を表している。

基板１１および１２は、ガラス基板で構成されている。ただし、基板１１および１２の材質はこれに限るものではなく、基板１１および１２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１０Ａにおける両基板間の間隔、すなわち誘電性物質層１３の厚みは１０μｍとした。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。

図６は、電極６，７の配置と偏光板１５，１６の吸収軸方向との関係を説明するための図である。この図に示すように、表示素子１０Ａにおける電極６および電極７は、櫛歯状に形成した櫛形電極からなり、互いに対向配置とされている。なお、表示素子１０Ａでは、電極６，７は、線幅５μｍ、電極間距離（電極間隔）５μｍで形成したが、これに限らず、例えば、基板１１と基板１２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６，７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６，７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。

また、図６に示すように、両基板１１，１２にそれぞれ設けられた偏光板１５，１６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６，７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形成されている。このため、各偏光板における吸収軸は、電極６，７による電界印加方向に対して、約４５度の角度をなす。

また、誘電性物質層１３には、下記の構造式を有する化合物（以下、化合物Ａという）を封入している。

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、等方相を示す特徴を持つ。

このため、本表示装置では、誘電性物質層１３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１０Ａの周辺に設けられるヒータであってもよく、表示素子１０Ａに直接貼合されるシート状ヒータ等であってもよい。

また、両基板１１，１２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１２側に形成される配向膜は、データ電極６，７を覆うように形成してもよい。

図７（ａ）は、本表示装置において、誘電性物質層１３をネマチック相−等方相の相転移直上近傍の温度に保った状態で、データ電極６，７間に電圧を印加しない場合での、液晶分子の配向状態を示す説明図である。また、図７（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った状態で、データ電極６，７間に電圧を印加した場合での、液晶分子の配向状態を示す説明図である。

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１３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る。すなわち、図７（ａ）に示すように、電圧無印加状態では、化合物Ａからなる誘電性物質層１３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、電圧印加時には図７（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。

図７（ｃ）は、本表示装置において、誘電性物質層１３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６，７間に印加する電圧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、かつ、０Ｖ印加時には黒表示を得るノーマリーブラックモードとすることが可能である。

なお、誘電性物質層１３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。

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＝λＢＥ^２
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。

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。

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。

本実施例１の各表示素子１０Ａの具体的構成については、図１ないし図３を参照して説明した通りである。

つまり、本実施例１に係る各表示素子１０Ａでは、データ電極６とデータ電極７との関係は先に述べた通りであり、この２つのデータ電極６，７間に誘電性物質層１３が挟まれることにより、表示領域（すなわち、表示部容量２０）が得られる。

また、表示素子１０Ａにおける走査信号線３Ａには、その前段に隣接する画素の第３のＴＦＴ８が接続され、表示素子１０Ａにおける走査信号線３Ｂには、次段に隣接する画素の第１のＴＦＴ４および第２のＴＦＴ５が接続されている。つまり、各走査信号線３は、その前段の素子列に対しては走査信号線３Ｂとして機能し、その次段の素子列に対しては走査信号線３Ａとして機能する。これにより、本実施例１にかかる表示装置では、表示素子１０Ａは、図３に示すようなマトリクス状に複数配置される。

以下に、表示素子１０Ａの製造方法について説明する。

先ず、基板１２上に、タンタル等からなる金属材料をスパッタリング法により成膜し、パターニングを行った後、陽極酸化を行うことにより、走査信号線３およびＴＦＴのゲート電極を形成した。次に、プラズマＣＶＤ法により、ゲート絶縁膜１４として窒化シルコン膜、および、チャネル層などを形成する半導体層としてシリコン膜を成膜し、パターニングを行った。さらに、アルミニウム等からなる金属材料をスパッタリング法により成膜し、パターニングを行うことで、ＴＦＴのソース電極およびドレイン電極、また、データ信号線およびデータ電極を同時に形成した。

次に、表示素子１０Ａへの入力信号波形、および表示素子１０Ａにおける電位状態を図８に示す。波形（ａ），（ｂ）は、第１および第２のデータ信号線１，２のそれぞれに対する入力信号、すなわちデータ信号の波形を示すものである。これらの波形の関係は、データ電極６とデータ電極７の間の電位差が０Ｖとなるときの電位（図中、破線で示す）を基準に逆電位となっている。

波形（ｃ），（ｄ）は、走査信号線３Ａ，３Ｂのそれぞれに対する入力信号、すなわち走査信号の波形を示すものである。また、波形（ｅ），（ｆ）は、第１および第２のデータ電極６，７のそれぞれにおける電位状態を示すものである。

期間ｔ１において、走査信号線３Ａに対する走査信号（波形（ｃ））がオンとなると、第１のデータ電極６および第２のデータ電極７は、第１のデータ信号線１および第２のデータ信号線２と同電位となる。この時の電位は、期間ｔ２でも第１のデータ電極６および第２のデータ電極７において保持される（ホールド期間）。

次に、期間ｔ３において、走査信号線３Ｂに対する走査信号（波形（ｄ））がオンとなると、第１のデータ電極６と第２のデータ電極７とが接続される。これにより、第１のデータ電極６および第２のデータ電極７の電位差は０Ｖとなり、その後の期間ｔ４において表示素子１０Ａは黒表示となる（ブランキング期間）。

上記駆動により、誘電性物質層１３には、表示素子１０Ａの駆動を行うために必要な十分な電圧を印加することができた。特に、上記誘電性材料では、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た。

ここで、走査信号線３による走査においては、図９に示すように、奇数行の走査信号線３の走査と偶数行の走査信号線３の走査とを、フレーム毎に交互に行うこととした。これにより、各画素は、階調信号と０Ｖとの入力がフレーム毎に順次繰り返され、また、先に述べた誘電性物質層１３の特性から、階調表示と黒書き込みとを順次行うことから、間欠点灯表示になり、動画ボケを抑制することが可能となった。

また、同一走査により２行分の画素を同時に走査することが可能であるため、各ＴＦＴは、表示部容量２０への十分な書き込み能力を持つことができ、表示ムラなどがない良好な表示を得ることができた。

また、本表示装置は、図１０に示すように、第１および第２のデータ電極６，７に並列に接続された補助容量２１を備えている構成（表示素子１０Ｃとする）としてもよい。この補助容量２１は、本実施例の構成において、第１および第２のデータ電極６，７間の領域の基板１２を誘電体物質として、必然的に形成されているものであったが、ここでは特に、基板の比誘電率を大きくすることにより、補助容量２１の容量値を大きくすることを試みた。結果として、補助容量２１の容量値を大きくすることにより、第１ないし第３のＴＦＴ４，５，８や、誘電性物質層１３におけるリーク電流の影響を小さくすることができた。

本表示装置では、誘電性物質層１３に封入する媒質として上述した化合物Ａを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の液晶性物質であってもよい。この場合、例えば、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。

例えば、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。

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。

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。

また、基板に封入する媒質（誘電性物質層１３）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１３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、電圧無印加時には光学的に概ね等方であり、電圧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、電圧印加に伴い分子、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１３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。

また、誘電性物質層１３に封入する媒質は、電圧印加によって光学的異方性が変化する他の媒質であってもよい。ここで、電圧印加によって光学的異方性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。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。

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。

あるいは、液晶分子が光の波長以下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。

以下に、本表示装置の誘電性物質層１３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。

〔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。

この場合、例えば、本表示装置に備えられる表示素子を、図１１に示す表示素子１０Ｂのような構成としてもよい。

図１１に示すように、表示素子１０Ｂは、図５の構成に加えて、基板１１の内側にカラーフィルタ層（ＣＦ層）３１を備えている。また、基板１１および１２の内側には、データ電極（画素電極）６，７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）にラビングを施した水平配向膜３２，３３がそれぞれ備えられている。

なお、基板１１および１２は、両基板の間隙（誘電性物質層１３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１３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１２をＴＦＴ基板と表現し、基板１１をＣＦ基板と表現することもできる。

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、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、走査信号線３に印加する電圧を小さく抑えることが可能となり、スイッチング素子である第１ないし第３のＴＦＴ４，５，８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、第１および第２のデータ信号線１，２に印加する電圧を大きくした場合でも、第１ないし第３のＴＦＴ４，５，８の耐久性の低下を抑制することができる。

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６と電極７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。

なお、上記の例では、データ電極６，７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３２，３３を備えているとしたが、これに限るものではない。例えば、データ電極６，７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１１および１２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。

〔媒質例２〕
また、図５に示した本表示装置の構成において、誘電性物質層１３に封入される媒質として、化合物Ａではなく、電圧印加によって光学的異方性が変化する他の媒質を用いてもよい。

このような媒質として、例えば、非特許文献５および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、

で表される。

ここで、誘電性物質層１３に封入する物質としてＢＡＢＨ８を用いた場合、すなわち、図５の構成において、誘電性物質層１３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。

このような構成の本表示装置において、誘電性物質層１３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、光学波長以下（可視光の波長以下）のスケールの、キュービック対称性（立方晶の対象性）を有する秩序構造からなるキュービック相（cubic phase：立方晶相）を示す。なお、非特許文献５には、キュービック相の構造モデルが示されている。

上記したように、ＢＡＢＨ８は、秩序構造が光学波長以下であるため透明である。すなわち、上記温度範囲において、電圧無印加の場合には、誘電性物質層１３は光学的に等方性を示す。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。

一方、誘電性物質層１３の温度を１３６．７℃以上１６１℃以下に制御しながら、データ電極６，７間に電圧を印加すると、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、電圧無印加状態では光学的に等方性であり、電圧印加により光学的異方性が発現する。

このように、上記の構成の本表示装置では、電圧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、その大きさが電圧印加によって変化する。また、データ電極６，７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、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。

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。

図１２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、電圧印加時および電圧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１２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。

この図に示すように、ＴＮ方式の液晶表示素子では、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、電圧無印加時には、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、電圧印加時には、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１２に示すように、電圧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、電圧印加時には長軸方向が基板面法線方向を向く。すなわち、電圧無印加時と電圧印加時とで、屈折率楕円体の形は変わらずに、その方向が変化する（屈折率楕円体が回転する）。

また、ＶＡ方式の液晶表示素子では、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、電圧無印加時には、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、電圧印加時には、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１２に示すように、電圧無印加時には長軸方向が基板面法線を向いており、電圧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、電圧無印加時と電圧印加時とで、屈折率楕円体の形は変わらずに、その方向が変化する。

また、ＩＰＳ方式の液晶表示素子では、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、電圧印加によって液晶分子の配向方向を変化させ、電圧無印加時と電圧印加字とで、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１２に示すように、電圧無印加時と電圧印加時とで、屈折率楕円体の形は変わらずに、その方向が変化する。

このように、従来の表示方式の液晶表示素子では、電圧無印加時でも液晶分子が何らかの方向に配向しており、電圧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圧印加によって回転（変化）することを利用して表示を行っている。つまり、従来の表示方式の液晶表示素子では、液晶分子の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。

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、従来の電気光学効果を用いた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。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１２に示すように、電圧無印加時には屈折率楕円体が球状となる。すなわち、電圧無印加時には等方的（配向秩序度＝０）である。そして、電圧を印加することによって異方性（配向秩序度＞０）が発現する。すなわち、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、電圧無印加時には屈折率楕円体の形が等方的（ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚ）であり、電圧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。

このように、ＢＡＢＨ８を用いた本表示装置では、光学異方性の方向は一定（電圧印加方向は変化しない）であり、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、媒質そのものの異方性（または配向秩序）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。

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。

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。

なお、上記の説明では、電界印加によって光学的異方性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。

〔媒質例３〕
本表示装置の誘電性物質層１３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。

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（ｐ．２１，図１構造１（ｎ＝１６））や、非特許文献６（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、以下に列挙する。

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）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、その格子定数が光学波長以下である。すなわち、スメクチックＤ相は、キュービック対称性を有する。このため、スメクチックＤ相は、光学的には等方性を示す。

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１３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１３に光学異方性が発現する。

したがって、ＡＮＢＣ１６を本表示装置の誘電性物質層１３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、電圧印加時と電圧無印加時とで光学的異方性が変化するので、本表示装置の誘電性物質層１３に封入する媒質として適用できる。

〔媒質例４〕
本表示装置の誘電性物質層１３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）。

液晶マイクロエマルションの具体例として、例えば、非特許文献２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。

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。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。

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１３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、電圧無印加と電圧印加時とで光学的異方性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１３に封入する媒質として適用できる。

〔媒質例５〕
本表示装置の誘電性物質層１３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、電界印加時と電圧無印加時とで、光学的等方性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。

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。

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、光学波長以下であるため、光学波長領域では異方性を示さず等方的に見える。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１３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１３に封入しても、略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１３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。

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、Ｃ_１２Ｅ_５）の水溶液には、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、光学波長以下の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圧を印加すると、秩序構造に歪が生じて光学異方性が発現する。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１３に封入する媒質として適用できる。

〔媒質例６〕
本表示装置の誘電性物質層１３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、電界印加時と電圧無印加時とで光学的等方性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、溶媒中に液晶微粒子を混在させた混合系である。

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、Ｃ_１２Ｅ_５）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。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１３に封入する媒質として適用できる。

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。

〔媒質例７〕
本表示装置の誘電性物質層１３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。

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、光学波長以下の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、電圧印加によって配向秩序が変化して光学異方性が発現する。したがって、デンドリマーを、本表示装置の誘電性物質層１３に封入する媒質として適用できる。

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１３に封入する媒質として適用できる。

〔媒質例８〕
本表示装置の誘電性物質層１３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。

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、光学波長以下の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、電圧印加によって配向秩序が変化して光学異方性が発現する。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１３に封入する媒質として適用できる。

なお、コ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４８．２％、５ＣＢ（4-cyano-4’-pentyl biphenyl、ネマチック液晶）を４７．４％、ＺＬＩ−４５７２（カイラルドーパント、メルク社製）を４．４％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。

〔媒質例９〕
本表示装置の誘電性物質層１３に封入する媒質として、スメクチックブルー（ＢＰ_Ｓｍ）相を示す分子からなる媒質を適用できる。

スメクチックブルー相は、コ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、光学波長以下の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、電圧印加によって配向秩序が変化して光学異方性が発現する。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１３に封入する媒質として適用できる。

なお、スメクチックブルー相を示す物質としては、例えば、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ＢＰ_Ｓｍ３相、７３．２℃〜７２．３℃ＢＰ_Ｓｍ２相、７２．３℃〜７２．１℃でＢＰ_Ｓｍ１相を示す。

上記誘電性物質層を、上記したいずれかの媒質を含む構成とすることにより、電圧印加時と電圧無印加時とで、異なる表示状態を実現できる。

〔実施例２〕
本実施例２に係る表示素子は、前記実施例１の表示素子１０Ａ，１０Ｂ，および１０Ｃにおいて、特に、走査信号線３とデータ電極６．７との間に発生する寄生容量、およびデータ信号線１，２とデータ電極６，７との間に発生する寄生容量を考慮し、これらの寄生容量が表示に与える影響をさらに抑制しようとするものである。よって本実施例２に係る表示素子の基本構成は、実施例１と同様なものを用いて説明する。

図１３は、図１０に示した表示素子１０Ｃの等価回路図に対し、上述の寄生容量を追加して記載したものを、表示素子１０Ｄとして示したものである。

先ず、走査信号線３Ａ，３Ｂとデータ電極６，７との間に発生する寄生容量としては、寄生容量４１〜４４がある。寄生容量４１は走査信号線３Ａとデータ電極６との間の寄生容量であり、寄生容量４２は走査信号線３Ａとデータ電極７との間の寄生容量であり、寄生容量４３は走査信号線３Ｂとデータ電極６との間の寄生容量であり、寄生容量４４は走査信号線３Ｂとデータ電極７との間の寄生容量である。

先ず、データ信号線１，２とデータ電極６，７との間に発生する寄生容量としては、寄生容量４５〜４８がある。寄生容量４５はデータ信号線１とデータ電極６との間の第１の寄生容量であり、寄生容量４６はデータ信号線１とデータ電極７との間の第２の寄生容量であり、寄生容量４７はデータ信号線２とデータ電極６との間の第３の寄生容量であり、寄生容量４８はデータ信号線２とデータ電極７との間の第４の寄生容量である。

データ電極６およびデータ電極７の電位は、走査信号線３とデータ電極６，７との間の寄生容量４１〜４４によって、走査信号線３の電位変動の影響を受け、若干の変動が生じる。

本実施例では、図１に示すように、走査信号線３およびデータ電極６との間隔と、走査信号線３およびデータ電極７の間隔とを等しくすることにより、寄生容量４１，４３（第５の寄生容量）の容量値と寄生容量４２，４４（第６の寄生容量）の容量値とを等しくすることができる。結果として、走査信号線３の電位変動が生じても、データ電極６，７のそれぞれに与えられる電位変動の値が等しくなり、総じて、データ電極６とデータ電極７との間の電位差が変動することはない。つまり、目標の印加電圧を誘電体物質層１３に加えることができる。

また、データ信号線１，２とデータ電極間６，７に発生する寄生容量４５〜４８についても、表示内容によってはクロストークを発生する可能性がある。本表示装置では、寄生容量４５〜４８の容量値を等しくした条件において、最もクロストークのない良好な表示を得ることができる。

さらには、上記第１ないし４の寄生容量のそれぞれの容量値を、上記第５および第６の寄生容量の容量値よりも大きくすることで、データ電極６およびデータ電極７の電位をより安定化させることができ、ＴＦＴのスイッチング時に表示容量部の電界変化を抑制し、フリッカの発生を抑制することができる。

また、図１４に示すように、上記図１３の構成に補助容量線９を設け、補助容量線９とデータ電極６との間に補助容量２２を、補助容量線９とデータ電極７との間に補助容量２３を設けた場合には、これら補助容量２２，２３が、データ電極６，７の電位変動そのものを抑制する効果があった。

本実施例では、補助容量線９は、図１５および図１６に示すように、走査信号線３と同層に、同材料を用いて、一括して形成することができる。

また、このとき、補助容量線９の電位は、基本的には自由に設定できるが、本実施例の場合、補助容量線９とデータ信号線１，２とが交差する構造となっているため、データ電極６とデータ電極７との間の電位差が０Ｖとなるときの階調電位と等しくしておくことが、最もその良好な表示状態を維持できる条件となる。

〔実施例３〕
本実施例にかかる表示装置（本表示装置）に備えられる表示素子（画素）１０Ｅの概略構成を図１７ないし図１９を参照して以下に説明する。本表示装置は、このような表示素子１０Ｅを複数備えて構成されている。尚、表示素子１０Ｅは、実施例１にて示した表示素子１０Ａと類似した構成を有するため、表示素子１０Ａと同様の構成および作用を有する部材について同一の部材番号を付して説明する。

表示素子１０Ｅでは、図１７に示すように、第１のデータ信号線１に、第１のＴＦＴ４のソース−ドレインを介して、第１のデータ電極６が接続されている。第１のＴＦＴ４のゲート電極は、走査信号線３Ａに接続されている。また、第１のデータ電極６は、第３のＴＦＴ８のソース電極に接続されており、第３のＴＦＴ８のゲート電極は走査信号線３Ｂに接続されている。

表示素子１０Ｅは、図１に示される表示素子１０Ａとは異なり、第２のデータ信号線２、第２のＴＦＴ５、および第２のデータ電極７を有していない。但し、表示素子１０Ｅでは、共通信号線５１とこれに直接接続された共通電極５２とが備えられており、共通電極５２が第３のＴＦＴ８のドレイン電極に接続されている。

本実施例に係る表示素子１０Ｅでは、データ電極６と共通電極５２との間に誘電性物質層１３に電界を生じさせることにより（図１８参照）、表示領域（すなわち、表示部容量２０）を得ている。

上記表示素子１０Ｅの等価回路図は、図１９に示すようなものとなる。すなわち、上記表示装置では、第１のＴＦＴ４と共通信号線５１との間に表示部容量２０が存在する。この表示部容量２０は、第１のデータ電極６と共通電極５２との間に存在する容量である。また、第１のデータ電極６と、走査信号線３Ａ、第１のデータ信号線１、および共通信号線５１のそれぞれとの間には、寄生容量４１，４５，４９が存在する。

また、表示素子１０Ｅは、走査信号線３Ａに、隣接する画素の第３のＴＦＴ８を接続し、走査信号線３Ｂに、別の隣接する画素の第１のＴＦＴ４を接続することで、図２０の等価回路図に示すようなマトリクス状に複数配置される。尚、図２０において、Ｘは走査信号線、Ｙは第１のデータ信号線、Ｃは補助容量線を示している。

これら表示素子１０Ｅは、以下の製造方法により得られる。

基板１２上に、タンタル等からなる金属材料をスパッタリング法により成膜し、パターニングを行なうことで、共通信号線５１、および共通電極５２を形成し、その後、陽極酸化を行うことにより、走査信号線３および、ＴＦＴ４，８のゲート電極を形成した。次に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜１４として窒化シルコン膜を、および、チャネル層などを形成する半導体層としてシリコン膜を成膜し、パターニングを行った。ここでは、第３のＴＦＴ８のドレイン電極と共通電極５２とを接続するためのコンタクトホールのパターニングを追加した。

また、このとき、共通電極５２上の絶縁膜１４も同時に除去しても構わない。さらには、表示領域の絶縁膜１４を同時に除去し、図２１に示すような構造としてもよい。これにより、絶縁膜１４の影響による、データ電極６−共通電極５２間の印加電圧降下を防ぐことが可能となる。

次に、アルミニウム等からなる金属材料をスパッタリング法により成膜し、パターニングを行うことで、ＴＦＴ５，８のソース電極およびドレイン電極、また、データ信号線１およびデータ電極６を同時に形成した。また、誘電性物質層１３には、実施例１で示したものと同様なものを用いた。

次に、表示素子１０Ｅへの入力信号波形、および表示素子１０Ｅにおける電位状態を図２２に示す。波形（ａ）は、第１のデータ信号線１に対する入力信号、すなわちデータ信号の波形を示すものである。この波形は、共通電極５２の電位（図中、破線で示す）を基準に反転する矩形波となっている。

波形（ｂ）、（ｃ）は、走査信号線３Ａ，３Ｂのそれぞれに対する入力信号、すなわち走査信号の波形を示すものである。また、波形（ｄ）は、第１のデータ電極６における電位状態を示すものである。

期間ｔ１において、走査信号線３Ａに対する走査信号（波形（ｂ））がオンとなると、第１のデータ電極６に、第１のデータ信号線１と同電位となる。この時の電位は、期間ｔ２でも第１のデータ電極６において保持される（ホールド期間）。

次に、期間ｔ３において、走査信号線３Ｂに対する走査信号（波形（ｃ））がオンとなると、第１のデータ電極６と共通電極５２とが接続される。これにより、第１のデータ電極６の電位は共通電極５２の電位と等しくなり、第１のデータ電極６と共通電極５２との間の電位差は０Ｖとなるため、その後の期間ｔ４において表示素子１０Ｅは黒表示となる（ブランキング期間）。

ここで、実施例１での図９と同様に、奇数行の走査信号線３の走査と、偶数行の走査信号線３の走査とを、フレーム毎に交互に行う構成とすることが好ましい。このような駆動によっては、各画素は、階調信号の入力と０Ｖの入力とをフレーム毎に順次繰り返すこととなり、誘電性物質層１３の特性から、階調表示と黒表示とを順次行われることから、間欠点灯表示になり、動画ボケを抑制することが可能となった。

また、同一走査により、２行分の画素を同時に走査することが可能であったため、ＴＦＴは、表示部容量２０３への十分な書き込み能力持ち、表示ムラなどがない良好な表示を得ることができた。

本実施例３の構成では、実施例１と比較し、ＴＦＴの数が少ないことにより、作成プロセスにおいて、良品率が向上した。

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。

本発明の一実施形態を示すものであり、表示装置に備えられる各表示素子の概略構成を示す平面図である。 図１に示す表示素子のａ−ａ’断面図である。 上記表示素子の等価回路図である。 上記表示素子をマトリクス状に配した表示装置の等価回路図である。 図５（ａ）は、電圧無印加状態における上記表示素子の断面図であり、図５（ｂ）は、電圧印加状態における上記表示素子の断面図である。 上記表示素子における、電極および偏光板の配置を説明するための平面図である。 図７（ａ）は、電圧無印加状態における上記表示素子の液晶配向状態を示す断面図であり、図７（ｂ）は、電圧印加状態における上記表示素子の液晶配向状態を示す断面図であり、図７（ｃ）は、上記表示素子の電圧−透過率曲線を示すグラフである。 上記表示素子への入力信号波形、および表示素子における電位状態を示す波形図である。 上記表示素子により構成される表示装置において、走査信号の入力信号を示す波形図である。 図３に示す表示素子において、補助容量を加えた構成の等価回路図である。 上記表示装置に備えられる各表示素子の概略構成を示すものであり、図５とは異なる構成例を示す断面図である。 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１０に示す表示素子において、さらに寄生容量を加えた構成の等価回路図である。 実施例２に係る表示素子の等価回路図である。 上記表示素子の概略構成を示す平面図である。 図１５に示す表示素子のｂ−ｂ’断面図である。 実施例３に係る表示素子の概略構成を示す平面図である。 図１７に示す表示素子のｃ−ｃ’断面図である。 上記表示素子の等価回路図である。 上記表示素子をマトリクス状に配した表示装置の等価回路図である。 図１７に示す表示素子の他の構成例を示す断面図である。 実施例３に係る表示素子への入力信号波形、および表示素子における電位状態を示す波形図である。 従来の表示装置における表示素子の概略構成を示すものであり、図２４のｄ−ｄ’断面図である。 従来の表示素子の概略構成を示す平面図である。 従来の表示素子の等価回路図である。

符号の説明

１ 第１のデータ信号線（データ信号線）
２ 第２のデータ信号線（データ信号線）
３ 走査信号線
４ 第１のＴＦＴ（書き込み用ＴＦＴ）
５ 第２のＴＦＴ（書き込み用ＴＦＴ）
６ 第１のデータ電極
７ 第２のデータ電極
８ 第３のＴＦＴ（黒表示用ＴＦＴ）
９ 補助容量線
１１・１２ 基板
１３ 誘電性物質層
１４ 絶縁膜
４１〜４４ データ電極−走査信号線間の寄生容量
４５〜４８ データ電極−データ信号線間の寄生容量
５１ 共通信号線
５２ 共通電極

Claims (27)

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誘電性物質層とを有し、上記誘電性物質層に、基板におおむね平行な電界を印加することによって表示を行う表示装置において、
   マトリクス状に複数配置された各表示素子では、上記誘電性物質層に電界を印加するための電極の少なくとも一つが、上記電極に対してデータ信号線からのを制御する書き込み用ＴＦＴと、上記電極に対して黒表示動作を制御する黒表示用ＴＦＴとに接続されており、
   同一の表示素子に対する上記書き込み用ＴＦＴのゲート電極と上記黒表示用ＴＦＴのゲート電極とは、それぞれ異なる走査信号線に接続されていることを特徴とする表示装置。
2. 上記各表示素子は、上記誘電性物質層に電界を印加するための電極として、第１のデータ電極および第２のデータ電極を有しており、
   上記第１のデータ電極および第２のデータ電極は、それぞれが異なる書き込み用ＴＦＴを介して第１のデータ信号線および第２のデータ信号線のそれぞれに接続されており、かつ、黒表示用ＴＦＴのソース−ドレインを介して互いに接続されていると共に、
   上記各表示素子への階調表示用データの書き込み時には、上記書き込み用ＴＦＴをオンとすることで、上記第１のデータ電極と第２のデータ電極とに、上記第１のデータ電極および第２のデータ電極間の電位差を０Ｖとするときの階調電位を基準にして、逆電位の関係となる電位が第１のデータ信号線および第２のデータ信号線より与えられ、
   上記各表示素子の黒表示動作時には、上記黒表示用ＴＦＴをオンとすることで、上記第１のデータ電極と第２のデータ電極とを電気的に接続させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 一方の基板に補助容量線が形成されており、上記第１のデータ電極と上記補助容量線との間に第１の補助容量が形成され、上記第２のデータ電極と上記補助容量線との間に第２の補助容量が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 上記補助容量線は、上記第１のデータ電極および第２のデータ電極に対して、間に絶縁層を介して形成されていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 上記第１のデータ電極と上記補助容量線との間に形成される補助容量の容量値と、上記第２のデータ電極と上記補助容量線との間に形成される補助容量の容量値とが、略等しいことを特徴とする請求項３または４に記載の表示装置。
6. 上記第１のデータ電極とこの第１のデータ電極に接続される上記走査信号線との間で形成される寄生容量の容量値と、上記第２のデータ電極とこの第２のデータ電極に接続される上記走査信号線との間で形成される寄生容量の容量値とが、略等しいことを特徴とする請求項２ないし５の何れかに記載の表示装置。
7. 上記第１のデータ電極とこの第１のデータ電極に接続される上記第１のデータ信号線との間で形成される第１の寄生容量の容量値と、上記第１のデータ電極とこの第１のデータ電極に接続される上記第２のデータ信号線との間で形成される第２の寄生容量の容量値と、上記第２のデータ電極とこの第２のデータ電極に接続される上記第１のデータ信号線との間で形成される第３の寄生容量の容量値と、上記第２のデータ電極とこの第２のデータ電極に接続される上記第２のデータ信号線との間で形成される第４の寄生容量の容量値とが、略等しいことを特徴とする請求項２ないし６の何れかに記載の表示装置。
8. 上記第１ないし第４の寄生容量のそれぞれにおける容量値が、上記第１のデータ電極とこの第１のデータ電極に接続される上記走査信号線との間で形成される第５の寄生容量と、上記第２のデータ電極とこの第２のデータ電極に接続される上記走査信号線との間で形成される第６の寄生容量とのそれぞれの容量値よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 上記各表示素子は、上記誘電性物質層に電界を印加するための電極として、一つのデータ電極と共通電極とを有しており、
   上記データ電極は、書き込み用ＴＦＴを介してデータ信号線に接続されており、
   上記データ電極と共通電極とは、黒表示用ＴＦＴのソース−ドレインを介して互いに接続されていると共に、
   上記各表示素子への階調表示用データの書き込み時には、上記書き込み用ＴＦＴをオンとすることで、上記データ電極に、共通電極の電位を基準に反転する矩形波によってデータ信号線より電位が与えられ、
   上記各表示素子の黒表示動作時には、上記黒表示用ＴＦＴをオンとすることで、上記データ電極と上記共通電極とを電気的に接続させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置
10. 各走査信号線には、その前段または次段の一方の表示素子に対する上記書き込み用ＴＦＴのゲート電極と、その前段または次段の他方の表示素子に対する上記黒表示用ＴＦＴのゲート電極とが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
11. 奇数行の走査信号線の走査と偶数行の走査線の走査とを、フレーム毎に交互に繰り返すことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
12. 上記誘電性物質層が、電界の２次に比例して屈折率が変化する媒質を含むことを特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の表示装置。
13. 上記誘電性物質層が、液晶性物質を含有する媒質を含むことを特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の表示装置。
14. 上記誘電性物質層が、有極性分子を含有する媒質を含むことを特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の表示装置。
15. 上記誘電性物質層が、電界を印加することによって光学的異方性が変化する媒質を含むことを特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の表示装置。
16. 上記媒質が、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ことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
17. 上記媒質が、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光学的等方性を示すことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
18. 上記媒質を構成する分子は、電圧印加時または電圧無印加時に光学波長以下の秩序構造を有し、電圧を印加することによって秩序構造が変化することを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
19. 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１５に記載の表示装置。
20. 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１５に記載の表示装置。
21. 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１５に記載の表示装置。
22. 上記媒質が、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ことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
23. 上記媒質が、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ことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
24. 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１５に記載の表示装置。
25. 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１５に記載の表示装置。
26. 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１５に記載の表示装置。
27. 上記第１のデータ電極と上記第２のデータ電極の間に、上記誘電性物質層によって形成される表示部容量の他に、他の誘電性物質によって形成される補助容量が並列に接続されて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。

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