JPH09218413A

JPH09218413A - 液晶素子、及びそれを備えた液晶装置

Info

Publication number: JPH09218413A
Application number: JP8024064A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Terada; 匡宏寺田; Yutaka Inaba; 豊稲葉; Yasushi Asao; 恭史浅尾; Kazunori Katakura; 一典片倉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-19
Anticipated expiration: 2016-02-09
Also published as: US6122031A; JP3093627B2; EP0789261A1

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶素子において駆動中に液晶層に加わる直
流電圧成分を低減する。【解決手段】夫々電極５３、５４及び配向制御層５
５、５６を有し、所定寸法のスペーサー部材５８を介し
て一定距離を隔てて対向配置された一対の基板間に液晶
層５１を具備してなる液晶素子であって、スペーサー部
材５８の電気伝導度が前記液晶層を構成する液晶材料の
電気伝導度以上であり、且つ所定温度においてスペーサ
ー部材５８を含む液晶層５１の基板法線方向の抵抗値
が、液晶層５１と平面面積及び厚みが等しく液晶材料の
みにより構成された場合の基板法線方向の抵抗値より実
質的に低いことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフラットパネルディ
スプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンター
等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子及び
それらを使用した表示装置をはじめとする液晶装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、広範に用いられている液晶表示素
子として、たとえばエム・シャット（Ｍ．Ｓｃｈａｄ
ｔ）とダブリュー・ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅｌｆｒｉｃ
ｈ）著ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒ
ｓ第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行）第１
２７頁から１２８頁において示されたツイステッドネマ
チック（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モードを用
いたものが知られている。また、代表的なマトリクス型
液晶素子として知られているものに単純マトリクスタイ
プ及びアクティブマトリクスタイプの液晶素子がある。
中でも、アクティブマトリクスタイプの液晶素子は高コ
ントラストや動画面表示が可能であるため、液晶ディス
プレイの主流になりつつある。すなわち、このタイプは
一つ一つの画素にトランジスタを配置し、各画素に対し
独立に電圧を印加するため、コントラストや応答速度の
問題に対しては非常に有利である。しかしながら、大面
積になればなるほど不良画素なく液晶素子を作成するこ
とが非常に困難であり、また、可能であっても多大なコ
ストが発生するというプロセス的な問題点が残されてい
る。一方、単純マトリクスタイプの液晶素子は、素子作
成が容易であり、コスト面で優位性がある。この単純マ
トリクスタイプの液晶素子として、スーパーツイステッ
ドネマチック（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａ
ｔｉｃ）を代表とする実効値駆動タイプと、表面安定化
強誘電性液晶（特開昭５６−１０７２１６号公報、米国
特許第４３６７９２４号明細書）や反強誘電性液晶を代
表とする、メモリ性を有する素子を用いたパルス駆動タ
イプの液晶素子が存在する。また最近では発揮性メモリ
状態を利用した双安定ネマティックモード（Ｂｉｓｔａ
ｂｌｅＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）もパルス駆
動タイプの単純マトリクスタイプの液晶素子として応用
できることが報告されている（ＡｓｉａＤｉｓｐｌａ
ｙ ’９５）。なお、最近盛んに研究が行なわれている
高速応答型のネマティック液晶を用いたアクティブアド
レッシングタイプのスーパーツイステッドネマチック
（以下ＳＴＮと記述する）は、実効値駆動タイプとパル
ス駆動タイプの中間的な素子と言うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したような液晶素
子を駆動する上では、巾広い温度範囲において、液晶分
子の動作を良好に行うことのできる駆動条件（電圧）の
マージンの確保が必要である。特に強誘電性を示すカイ
ラルスメクチック液晶を用いた素子の場合、液晶分子自
身に存在する自発分極により、反電場が生じ易く、これ
に起因して駆動マージンが劣化するためこの対策は重要
である。

【０００４】また、前述したような液晶素子を駆動する
上で、用いる電圧源によっては発生電圧の０．１〜１％
程度のオフセット電圧が駆動波形に重畳する場合があ
る。このオフセット電圧の重畳によって、液晶素子に対
して所望の駆動電圧を加えることができなくなり、その
結果表示特性にむらが生じたり、パネル間で表示品位に
差が発生することになる。特に、ＳＴＮの様な急峻な電
圧透過率特性を利用したモードでは、わずかな駆動電圧
の変化が光学特性に非常に大きな影響を及ぼすことか
ら、電源電圧のオフセットが極力液晶素子に影響しない
ようなセル構成とする必要がある。

【０００５】また、更に電源電圧のオフセットの影響を
受けやすい素子として、表面安定化強誘電性液晶（以下
ＳＳＦＬＣと記述する）を代表とするパルス駆動型単純
マトリクス液晶素子が挙げられる。このタイプの素子
は、印加波形の波高値とパルス幅の積によって表される
パルス面積に依存してＯＮ−ＯＦＦ制御が行われる。し
たがって、所定のパルス面積となるよう外部からパルス
電圧を印加しても、常に外部からＤＣオフセット電圧
（直流成分）が印加され続けパルス面積に重畳してしま
うため、所望のＯＮ−ＯＦＦ制御ができなくなってしま
う。

【０００６】上述したように、液晶素子においては、所
望の駆動特性を得るためには液晶層に加わる電源電圧の
ＤＣオフセット電圧をカットするようセル構成を設計し
なければならない。一般に液晶素子は配向制御層を有す
る電極基板間に液晶層が挟持された構造となっている。
ここで、各層は容量成分と抵抗成分との並列回路で表さ
れる等価回路で記述することができる。したがって、外
部からの印加電圧が単発パルス的である場合、実効的に
液晶層に加えられる電圧の大きさは各層の容量の比（逆
比）によって決定される。すなわち、実効的に液晶層に
加えられる電圧を大きくするためには配向制御層の容量
を液晶層の容量に対して十分大きくなるよう設計すれば
よい。一方、外部からの印加電圧が常に印加されるよう
なＤＣ的なものである場合には、実効的に液晶層に加え
られる電圧の大きさは各層の抵抗の比によって決定され
る。したがって、ＤＣオフセットの影響を軽減するため
には、ＤＣ的な電圧に対して実効的に液晶層に加えられ
る電圧を小さくすればよい。そのためには配向制御層の
抵抗を液晶層の抵抗に対して十分大きくなるよう設計す
ればよい。すなわち、配向制御層の容量及び抵抗の値を
液晶層のそれと比較して十分大きな値となるようセル構
成を設計すればよい。

【０００７】しかしながら、配向制御層の容量を大きく
するために配向制御層の層厚を薄くすると、配向制御層
の抵抗値が小さくなってしまい、逆に配向制御層の抵抗
値を大きくするために配向制御層の層厚を厚くすると、
配向制御層の容量が小さくなってしまうというトレード
オフの関係となってしまい配向制御層の調整のみでは両
者を満足する条件を得ることができなかった。

【０００８】上記事情に鑑みると、液晶層の抵抗値を最
適に低減させ配向制御層の特性でバランスをとることが
外部からの不要なＤＣをカットするために非常に有効で
あることがわかる。そのための手法として、液晶そのも
のに不純物イオンを添加して抵抗値を下げるという手法
が考えられる。しかしながら、この手法は液晶素子とし
ての駆動特性を変化させる恐れがあることや、予期せぬ
焼きつき現象が発生する恐れがあるなどの問題点があ
る。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その課題とするところは、幅広い温度範囲、特に
低温側における駆動マージンを確保し、液晶層に加わる
不要なＤＣ成分（直流電圧成分）を除くことの可能なセ
ル構成を有し、優れたスイッチング特性等を備えた液晶
素子、並びに当該液晶素子を備えた液晶装置を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、下
記第一乃至第の発明によって解決される。

【００１１】本発明の第一は、夫々少なくとも電極及び
配向制御層を有し、所定寸法のスペーサー部材を介して
一定距離を隔てて対向配置された一対の基板間に液晶層
を具備してなる液晶素子であって、前記スペーサー部材
の電気伝導度が前記液晶層を構成する液晶材料の電気伝
導度以上であり、且つ所定温度において、前記スペーサ
ー部材を含む液晶層の基板法線方向の抵抗値が、該液晶
層と平面面積及び厚みが等しく液晶材料のみにより構成
された場合の基板法線方向の抵抗値より実質的に低いこ
とを特徴とする液晶素子、である。

【００１２】かかる第一の発明では、好ましくは、前記
スペーサー部材を含む基板法線方向の液晶層の抵抗値
が、所定の温度において前記液晶材料のみにより構成さ
れた場合の基板法線方向の抵抗値の１／１０以下であ
り、より好ましくは上記抵抗値に関する条件が、少なく
とも０℃〜６０℃の温度範囲で満たされる。

【００１３】本発明の第二は、夫々少なくとも電極及び
誘電体層を有し、所定寸法のスペーサー部材を介して一
定距離を隔てて対向配置された一対の基板間に液晶層を
具備してなる液晶素子であって、前記スペーサー部材の
電気伝導度が前記液晶層を構成する液晶材料の電気伝導
度以上であり、且つ所定温度において前記スペーサー部
材を含む液晶層の単位面積当りの基板法線方向の抵抗値
が、少なくとも一方の基板における誘電体層の単位面積
当りの基板法線方向の抵抗値より、実質的に低いことを
特徴とする液晶素子である。

【００１４】かかる第二の発明では、好ましくは、前記
スペーサー部材を含む基板法線方向の液晶層の単位面積
当りの抵抗値が、所定の温度において前記配向制御層の
単位面積当りの基板法線方向の抵抗値の１／１０以下で
あり、より好ましくは上記抵抗値に関する条件が少なく
とも０℃〜６０℃の温度範囲で満たされる。

【００１５】また、本発明の第一および第二では、特に
好ましくは、所定温度において前記スペーサー部材を含
む液晶層の基板法線方向の抵抗値が、該液晶層と平面面
積及び厚みが等しく液晶材料のみにより構成された場合
の液晶層の基板法線方向の抵抗値より、実質的に低いこ
とと、所定温度において前記スペーサー部材を含む液晶
層の単位面積当りの基板法線方向の抵抗値が、少なくと
も一方の配向制御層ないしは誘電体層の単位面積当りの
基板法線方向の抵抗値より、実質的に低いことをいずれ
をも満たすように設定する。

【００１６】本発明の第三は、夫々少なくとも電極及び
誘電体層を有し、所定寸法のスペーサー部材を介して一
定距離を隔てて対向配置された一対の基板間に液晶層を
具備してなる液晶素子であって、前記スペーサー部材の
電気伝導度が前記液晶層を構成する液晶材料の電気伝導
度以上であり、前記スペーサー部材の平均部材間距離を
Ｌとし、夫々面積（Ｌ×Ｌ）における該スペーサー部材
を含む液晶層の基板法線方向の抵抗値Ｒ_LC、一方の基板
における誘電体層の基板法線方向の抵抗値Ｒ_V1、該誘電
体層における基板水平方向の抵抗値Ｒ_H1、他方の基板に
おける誘電体層の基板法線方向の抵抗値Ｒ_V2、該誘電体
層における基板水平方向の抵抗値Ｒ_H2が、所定の温度に
おいて下記条件１又は２の関係を満たすことを特徴とす
る液晶素子、である。

【００１７】（条件１）Ｒ_LC＜Ｒ_V1であり且つＲ_H1＜Ｒ_V1 （条件２）Ｒ_LC＜Ｒ_V2であり且つＲ_H2＜Ｒ_V2

【００１８】かかる第三の発明では、好ましくは、前記
条件１及び条件２が、少なくとも０℃〜６０℃の温度範
囲で満たされる。更に好ましくは、前記Ｒ_LC、Ｒ_V1、Ｒ
_H1、Ｒ_V2、及びＲ_H2が、所定の温度、特に少なくとも０
℃〜６０℃の温度範囲において下記条件１′又は２′の
関係を満たす。

【００１９】（条件１′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V1であり且つＲ_H1＜Ｒ_V2 （条件２′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V2であり且つＲ_H2＜Ｒ_V2

【００２０】本発明の第四は、実質的には第三の発明の
変形態様であり、夫々電極及び配向制御層を有し、所定
寸法のスペーサー部材を介して一定距離を隔てて対向配
置された一対の基板間に液晶層を具備してなる液晶素子
であって、少なくとも一方の基板において電極及び配向
制御層の間にパッシベーション層を有することと、前記
スペーサー部材の電気伝導度が前記液晶層を構成する液
晶材料の電気伝導度以上であることと、前記スペーサー
部材の平均部材間距離をＬとし、夫々面積（Ｌ×Ｌ）に
おける該スペーサー部材を含む液晶層の基板法線方向の
抵抗値Ｒ_LC、配向制御層とパッシベーション層との積層
構造における基板法線方向の抵抗値Ｒ_V3、該積層構造に
おける基板水平方向の抵抗値Ｒ_H3が、所定の温度におい
て下記条件３の関係を満たすことを特徴とする液晶素
子、である。

【００２１】（条件３）Ｒ_LC＜Ｒ_V3であり且つＲ_H3＜Ｒ_V3

【００２２】かかる第四の発明では、好ましくは、前記
条件３が、少なくとも０℃〜６０℃の温度範囲で満たさ
れる。更に好ましくは、前記Ｒ_LC、Ｒ_V3、Ｒ_H3が、所定
の温度において、特に少なくとも０℃〜６０℃で下記条
件３′の関係を満たす。

【００２３】（条件３′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V3でありかつＲ_H1≦Ｒ_V3

【００２４】本発明の第五は、夫々少なくとも電極及び
誘電体層を有し、所定寸法のスペーサー部材を介して一
定距離を隔てて対向配置された一対の基板間に液晶層を
具備してなる液晶素子であって、前記スペーサー部材の
電気伝導度が前記液晶層を構成する液晶材料の電気伝導
度以上であり、前記スペーサー部材の平均部材間距離を
Ｌとし、夫々面積（Ｌ×Ｌ）における該スペーサー部材
を含む液晶層の基板法線方向の抵抗値Ｒ_LC、一方の基板
における誘電体層の基板法線方向の抵抗値Ｒ_V1、基板水
平方向の抵抗値Ｒ_H1、他方の基板における誘電体層の基
板法線方向の抵抗値Ｒ_V2、基板水平方向の抵抗値Ｒ_H2、
及び両基板における誘電体層の電気容量の合計Ｃが所定
の温度において下記条件４又は５の関係を満たすことを
特徴とする液晶素子、である。

【００２５】（条件４）Ｒ_LC＜Ｒ_V1、Ｒ_H1＜Ｒ_V1、且つ
Ｃ×Ｒ_H1≦Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）（条件５）Ｒ_LC＜Ｒ_V2、Ｒ_H2＜Ｒ_V2、且つＣ×Ｒ_H2≦
Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）

【００２６】かかる第五の発明では、好ましくは、前記
条件４及び条件５が、少なくとも０℃〜６０℃の温度範
囲で満たされる。更に好ましくは、前記Ｒ_LC、Ｒ_V1、Ｒ
_H1、Ｒ_V2、Ｒ_H2、Ｃが、所定の温度において、特に少な
くとも０℃〜６０℃の温度範囲で下記条件４′又は５′
の関係を満たす。

【００２７】（条件４′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V1、Ｒ_H1＜Ｒ
_V1、且つＣ×Ｒ_H1≦Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）（条件５′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V2、Ｒ_H2＜Ｒ_V2、且つＣ×
Ｒ_H2≦Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）

【００２８】本発明の第六は、第五の発明の変形態様で
あり、夫々電極及び配向制御層を有し、所定寸法のスペ
ーサー部材を介して一定距離を隔てて対向配置された一
対の基板間に液晶層を具備してなる液晶素子であって、
少なくとも一方の基板において電極及び配向制御層の間
にパッシベーション層を有することと、前記スペーサー
部材の電気伝導度が前記液晶層を構成する液晶材料の電
気伝導度以上であることと、前記スペーサー部材の平均
部材間距離をＬとし、夫々面積（Ｌ×Ｌ）における該ス
ペーサー部材を含む液晶層の基板法線方向の抵抗値
Ｒ_LC、配向制御層とパッシベーション層との積層構造に
おける基板法線方向の抵抗値Ｒ_V3、基板水平方向の抵抗
値Ｒ_H3、及び両基板における配向制御層及びパッシベー
ション層の電気容量の合計Ｃが、所定の温度において下
記条件６の関係を満たすことを特徴とする液晶素子、で
ある。

【００２９】（条件６）Ｒ_LC＜Ｒ_V3、Ｒ_H3＜Ｒ_V3、且つ
Ｃ×Ｒ_H3≦Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）

【００３０】かかる第六の発明では、好ましくは、前記
条件６が、少なくとも０℃〜６０℃の温度範囲で満たさ
れる。更に好ましくは、前記Ｒ_LC、Ｒ_V3、Ｒ_H3、Ｃが所
定の温度、特に少なくとも０℃〜６０℃において下記条
件６′の関係を満たす。

【００３１】（条件６′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V3、Ｒ_H3≦Ｒ
_V3、且つＣ×Ｒ_H3≦Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）

【００３２】本発明の液晶素子は、あらゆる光変調型の
素子に適用されるが、好ましくは各画素の光の透過率を
多値あるいは２値に制御できる光シャッタ、光バルブと
いった素子に用いられる。また、画素のアドレスの方法
も、マトリクス電極によるマルチプレクス方式或いは光
導電膜を用いた光アドレス方式のいずれをも適用するこ
とができる。具体的には、ネマチック液晶を用いた液晶
素子、或いはカイラルスメクチック液晶素子に適用され
得る。

【００３３】以下、本発明の理解を容易にするべく、そ
の作用について図面を参照する等して説明する。

【００３４】図１は、本発明の液晶素子の基本的構造、
即ち、一対の電極基板間に液晶を挟持したセル構造、並
びに両基板間に直流的に電圧が加わったときの様子を説
明するための図である。

【００３５】図１に示すように本発明の液晶素子は、基
本的なセル構造の例として、夫々電極１３、１４、液晶
の配向状態を制御するための誘電体材料からなる配向制
御層１５１６を備えた基板１１及び１２が複数のスペー
サー部材１８を介して一定間隔で隔てられて対向し、そ
の間隙に液晶層１７が配置されている。

【００３６】まず、当該構造において、電極１３及び１
４間に直流的に電圧がかかったときの液晶内の定常電位
分布について述べる。基板１３側の電極電位を正とし、
下基板電極電位を０とする。

【００３７】本発明の重要な課題である、液晶層１７に
加わる電圧（直流成分）が電極１３及び１４間に加わる
電圧に比べて十分に小さいためには、誘電体層（例え
ば、配向制御層）に加わる分圧が、液晶層１７のそれよ
り大きいことが必要である。各層に加わる直流成分の電
圧の分圧は各層の抵抗の比で決まる。

【００３８】ここで、本発明の第一としては、かかるセ
ル構造の液晶素子において、スペーサー部材として電気
伝導度が液晶層を構成する液晶材料のそれより大きく最
適な値を示す実質的に導電性材料を使用し、当該セル構
造におけるスペーサー部材を含む液晶層の基板法線方向
（セル厚方向）の抵抗値を液晶材料固有の値に比較して
も実質的に低い値、即ちスペーサーを含む液晶層と同寸
法形状の液晶材料のみの層状体の抵抗値に比べても実質
的に低い値とする。本発明において、「実質的に低い
値」とは、電気伝導度の大きなスペーサー部材を分散し
た液晶層において、電気的特性が実質的に異なるような
抵抗値であり、好ましくは液晶材料のみの同様の層状体
の抵抗値に比べて１／１０程度とする。

【００３９】また、このように液晶層の抵抗値を充分に
低く設定することにより、特に強誘電性を示すカイラル
スメクチック液晶のような、液晶分子が自発分極を有す
る液晶材料を用いた素子では、かかる自発分極によりセ
ル内に生じる反電場に起因したとりわけ低温側での駆動
マージンの劣化が低減される。

【００４０】更に、本発明の第二では、セル厚方向の単
位面積当りの誘電体（配向制御層）の抵抗値をｒ_V 、ス
ペーサー部材を含む液晶層の抵抗値をｒ_LCとすると、ｒ_V ＞ｒ_LC、好ましくは、ｒ_V ＞１０×ｒ_LC として上述したような作用を促進する。

【００４１】尚、後述するように、例えば、誘電体層の
縦と横の抵抗比を最適に選択すること等で、スペーサー
部材の分散性によらず液晶層に均一に電圧が加わるの
で、上述した条件において、スペーサー部材を含む液晶
層の抵抗値は、液晶とスペーサー部材を一体とした層の
平均的抵抗値とする。

【００４２】上述したような液晶層の抵抗値の設定は、
液晶素子の少なくとも実使用がなされる所定の温度で設
定されていればよく、好ましくは、０〜６０℃の温度範
囲において満たされる。

【００４３】つぎに、液晶層内の電位分布について説明
する。

【００４４】簡単のため一方の基板にのみ誘電体膜があ
る場合を考える。図２（ａ）は液晶セルの断面、図２
（ｂ）はその等価回路である。図２（ｂ）において、上
下の電極１３、１４、抵抗体２３は下基板の誘電体層１
６、２４はスペーサー部材１８によるその場所での抵抗
を現す。本発明は、これらスペーサー部材の抵抗は液晶
層の抵抗に比べて十分小さいので液晶中を流れる電流は
無視してある。

【００４５】上基板からスペーサー部材を通って一方の
基板に流れ込んだ電流は一方の基板の誘電体膜中を縦方
向に基板電極に向かって流れると同時に横方向にも拡が
る。誘電体膜の横方向の導電性が縦方向より高いと、電
流の拡がる範囲が広くなり、膜表面の電位が広い範囲で
上昇しその部分の液晶層に印加される電圧が小さくな
る。

【００４６】スペーサー部材間の間隔は電流の拡がり範
囲に比べて十分広くお互いの影響が無視できると仮定す
ると、この電流の拡がりによる膜表面の電位分布Ｖ
（ｒ）（ｒはスペーサーの位置からの距離）は、膜厚を
ｈ、縦方向の体積抵抗率をρ_V 、横方向のシート抵抗を
ρ_H として（１）スペーサー部材からｒの距離における誘電体膜の
縦方向の単位面積あたりの電流密度：Ｉ_V （ｒ）＝Ｖ（ｒ）／（ｈρ_V ）（２）スペーサー部材からｒの距離における誘電体膜の
横方向の単位長さあたりの電流密度：Ｉ_H （ｒ）＝−｛ｄＶ（ｒ）／ｄｒ｝／ρ_H （３）縦と横の電流密度の関係：ｄＩ_H （ｒ）／ｄｒ＝−Ｉ_V （ｒ）からＶ（ｒ）＝Ｖ（０）ｅｘｐ｛−ｒ／√〔ｈρ_V ／ρ
_H 〕｝となる。電位はスペーサー部材のある位置を中心にして
半径√〔ｈρ_V ／ρ_H 〕の範囲に分布する。

【００４７】膜の抵抗が等方的、すなわち体積抵抗率が
縦・横で等しいときは、ρ_H ＝ρ_V／ｈだから電圧分布
は膜厚程度にしかならない。この時はスペーサー部材か
ら膜厚程度の距離以上はなれたところでは膜表面の電位
はスペーサー部材を流れる電流の影響を受けず、下基板
の電極電位とほとんど同じになる。

【００４８】横方向の導電性が縦方向に比べて桁違いに
大きいときには電圧の拡がりは膜厚よりもずっと大き
い。この拡がりが隣り合うスペーサー部材間の平均距離
以上あると、大部分の領域において膜表面の電位がスペ
ーサー部材のある点の電位と同じ程度になり、その結果
液晶層にかかる電圧がスペーサー部材のない場合に比べ
て小さくなる。このための条件は隣り合うスペーサー部
材間の平均距離をＬとすると上に記したとおり √〔ｈρ_V ／ρ_H 〕＞Ｌである。Ｌ×Ｌの面積を考えそこでのシート抵抗をＲ
_H 、膜厚方向の抵抗値をＲ_V とすると、Ｒ_H ＝ρ_H 、Ｒ
_V ＝ｈρ_V ／Ｌ² だからこれはＲ_V ＞Ｒ_H と書き直すこともできる。

【００４９】以上のことを整理すると、ＤＣ電界が液晶
層にかからないようにするために誘電体と液晶に要請さ
れる条件は、（Ａ）抵抗分割比に応じて印加される液晶層の分圧が誘
電体層の分圧に比べて十分小さいこと、すなわちＲ_LC＜
Ｒ_V 好ましくは１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V （Ｒ_LCは上記Ｌ×Ｌの
面積あたりの液晶層の縦方向の抵抗値。ただし上で述べ
た通り、液晶と導電スペーサーを一体と見たときの平均
抵抗値である。）（Ｂ）誘電体層の横方向の抵抗値が縦方向（基板法線方
向）の抵抗値に比べて十分小さいこと、すなわちＲ_H ＜
Ｒ_V 。

【００５０】以上の説明では誘電体層が一方の基板だけ
にあると仮定したが、他方の基板だけにある場合も全く
同様である。

【００５１】両方の基板に誘電体膜がある場合はそれぞ
れの基板の誘電体膜について上の条件が成り立つことが
望ましいが、少なくとも一方の基板で成り立てば液晶層
にかかる電圧を小さくする効果があることは明らかであ
る。膜厚方向の抵抗が両基板における誘電体膜で異なる
場合は抵抗値が高いほうの誘電体膜について上記条件が
成り立つことが望ましい。

【００５２】本発明の液晶素子では、夫々の基板におけ
る誘電体層として、液晶の配向状態を制御する配向制御
層、又必要に応じて電極と配向制御層の間に種々の機能
を有するパッシベーション層を設けることができる。上
述した（Ａ）及び（Ｂ）の条件は、一基板における種々
の層からなる誘電体層のトータルでの抵抗値を用いて規
定される。

【００５３】尚、上述したような液晶層及び誘電体層
（配向制御層及び／又はパッシベーション層）の抵抗値
の設定は、素子の少なくとも実使用がなされる所定の温
度範囲で設定されればよく、好ましくは０〜６０℃の温
度範囲において満たされる。

【００５４】一方、強誘電性を示すカイラルスメクチッ
ク液晶はスイッチング直後にイオンなどの可動電荷によ
って自発分極とは逆方向の電界が生じ、正常なスイッチ
ングを妨げたり残像やちらつきの原因になることが知ら
れている。

【００５５】上述したように液晶素子において、基板間
に導電性材料からなるスペーサー部材を用いるときはこ
の電荷はそれを通して減衰するので、この減衰時間が十
分短ければスイッチングに悪影響を及ぼすことがなく、
また残像も無視できるようになる。以下、導電性材料か
らなるスペーサー部材を用いるときの電荷の減衰につい
て図３及び図４を参照して説明する。

【００５６】液晶分子の自発分極が下側基板１６を向い
ていた状態から上向きにスイッチされたとすると、図３
に示すように一方の誘電体層１５面上に正、他方の誘電
体層１６の面上に負の電荷が残る（同図では誘電体層と
して配向制御層を例として挙げた。）これは導電性材料
からなるスペーサーがないときは液晶中または誘電体中
を縦方向に通って減衰するが、導電性材料からなるスペ
ーサーがありかつ誘電体中の抵抗が縦方向よりも小さい
場合には電荷は誘電体中を横方向に移動し導電スペーサ
ーを通って中和される。

【００５７】その減衰時定数は以下のように見積ること
ができる。

【００５８】簡単のため一方の基板にのみ誘電体膜があ
る場合を考える。上下電極はともに接地されているとす
る。図４はこの時の等価回路である。図４において、４
１、４２は上下基板における電極、４３は誘電体表面を
抵抗板と見たもの、４４は誘電体層、４５は導電性材料
からなるスペーサーによる抵抗である。導電性材料から
なるスペーサー粒子間の間隔は十分広くてお互いの影響
が無視できると仮定し、一つのスペーサーによる抵抗だ
けを考える。

【００５９】誘電体膜は単位面積あたりＣ_H の静電容量
と横方向にρ_H のシート抵抗を持ち、スペーサーのある
点で上下基板間にＲ_B の抵抗がある。それらは誘電体お
よび液晶の縦方向の抵抗よりも十分小さく、縦方向の導
電性は無視できると仮定する。

【００６０】時刻ｔ＝０で誘電体表面上にｑ（０）の密
度で電荷が一様に存在したとしてその後の電荷の減衰の
様子は以下のように考えることができる。すなわち、（１）誘電体膜上の電位と電荷密度の関係：ｑ（ｒ，
ｔ）＝ｃ_H Ｖ（ｒ，ｔ）（２）誘電体膜上の横方向の電流密度：Ｉ_H （ｒ，ｔ）
＝−｛∂Ｖ（ｒ，ｔ）／∂ｒ｝／ρ_H （３）電流と電荷の保存則：∂ｑ（ｒ，ｔ）／∂ｔ＝−
∂Ｉ_H （ｒ，ｔ）／∂ｒから ∂ｑ（ｒ，ｔ）／∂ｔ＝〔１／（ｃ_H ρ_H ）〕∂² ｑ
（ｒ，ｔ）／∂ｔ² が得られる。

【００６１】上の式は〔１／ｃ_H ρ_H ）〕を拡散係数と
する拡散方程式である。初めはスペーサー直近の電荷が
スペーサーを伝わって逃げていき、次いでそれが周辺に
広がっていく。

【００６２】Ｒ_B がρ_H に比べて十分小さいときは、誘
電体表面を伝わってスペーサー近くに集まってきた電荷
はスペーサーを伝わって速やかに逃げていくので、スペ
ーサー直下の電位は上基板電位にほぼ等しく固定されて
いる。この境界条件での拡散方程式の解はよく知られて
いるようにｑ（ｒ，ｔ）＝ｑ（０）ｅｘｐ（−ｒ² ／２Ｄｔ）Ｄ＝１／（ｃ_H ρ_H ）である。時刻ｔにおける電荷減衰の広がり範囲はおよそ
半径√〔ｔ／∂（ｃ_H ρ_H ）〕の領域に及ぶ。

【００６３】したがってほぼ全液晶領域で電荷が減衰す
るのに要する時間τは隣り合う導電性材料からなるスペ
ーサー間距離をＬとしてτ＝Ｌ² ｃ_H ρ_H となる。Ｌ×
Ｌの面積を考えると、そこでの静電容量はＣ_H ＝ｃ_H ×
Ｌ² 、シートの抵抗はＲ_H ＝ρ_H だからτ＝Ｃ_H Ｒ_H と
も書ける。

【００６４】逆にスペーサーの抵抗値ＲＢがρ_H に比べ
て大きいときには、電荷が誘電体膜表面を通ってスペー
サーに集まってくる速さはスペーサーを流れる電流の大
きさすなわちＲ_B によって決まるから、τ＝Ｃ_H Ｒ_B と
なる。

【００６５】Ｒ_B とρ_H が同程度の時は両方が同程度に
時定数に影響するので、τ＝Ｃ_H （Ｒ_B ＋ρ_H ）とな
る。

【００６６】電荷は残像として作用するのでこれが表示
上著しく画質を損なわない程度に短い時間で消える必要
がある。本発明者らは残像が消える時間が１秒以内なら
実際に使用する上で問題にならないことを実用試験で確
認した。したがって残像が生じないのに十分なセル条件
としてはＣ_H （Ｒ_B ＋Ｒ_H ）≦１秒が満たされていればよい。

【００６７】上に述べたことをまとめると、電荷が導電
性材料からなるスペーサーを伝わって十分速く減衰する
ためには（Ｃ）誘電体層横方向（基板水平方向）の抵抗が縦方向
（基板法線方向）の抵抗より十分小さいこと、すなわち
Ｒ_H ＜Ｒ_V かつ、加えてＲ_H ＜Ｒ_LC′（Ｒ_LC′はＬ×Ｌにおける液晶材料のみに
よる縦方向の抵抗値）（Ｄ）減衰が１秒以下であること、すなわちＣ_H （Ｒ_B
＋Ｒ_H ）≦１秒、実質的に電気伝導度の大きいスペーサ
ーを用いる場合であればＣ_H Ｒ_H ≦１であればよい。

【００６８】更に、かかる条件（Ｃ）及び（Ｄ）に加え
て、同時に前述した条件（Ａ）を満たすように素子構成
を設定し、液晶層に対するＤＣ成分の印加を低減するこ
とが必要である。

【００６９】尚、本発明の液晶素子をマトリックス電極
構成において、点順次あるいは線順次駆動する場合に動
画表示等において、ちらつき等の画質劣化を低減する観
点では、τ＝Ｃ・Ｒが一画面形成時間（１フレーム時
間）Ｔ_F 以下とすることが特に好ましい。

【００７０】以上の説明では誘電体層が一方の基板（下
基板）だけにあると仮定したが、他方の（上側基板）だ
けにある場合も全く同様である。

【００７１】両方の基板にある場合はそれぞれの基板の
誘電体層について上の条件が成り立つことが望ましい
が、少なくとも一方の基板で成り立てば液晶層にかかる
電圧を小さくする効果があることは明らかである。膜厚
方向（基板法線方向）の抵抗が両方の基板における誘電
体膜で異なる場合は当該抵抗値の高いほうの誘電体膜に
ついて上記条件が成り立つことが望ましい。

【００７２】本発明の液晶素子では、上述した（Ｃ）及
び（Ｄ）の条件については、誘電体層は単層である場合
に特定されず、配向制御層単独である場合に加えて、配
向制御層の下層としてパッシベーション層等を設けた積
層構造である場合でも適用される。即ち、配向制御層及
び／又はパッシベーション層の特性を（抵抗値及び容量
等）について総合的に調整することで、上述した逆電界
の発生による残像の低減に関する効果をより得ることが
できる。

【００７３】尚、上述したような液晶層及び誘電体層
（配向制御層、あるいはパッシべーション層）の抵抗値
や容量値についての条件（Ｃ）及び（Ｄ）の設定は、素
子の少なくとも実使用の成される所定の温度範囲で設定
されればよく、好ましくは０〜６０℃の温度範囲におい
て満たされればよい。

【００７４】

【発明の実施の形態】以下本発明の液晶素子の構造の具
体例を図面を参照して詳細に説明する。

【００７５】図５１に本発明の液晶素子の一例を挙げ
る。５１が液晶層であり、ネマチック液晶、スメクチッ
ク液晶、カイラルスメクチック液晶等種々の表示モード
に適応する液晶材料を用いる、特に、カイラルスメクチ
ック液晶を用いる場合では、好ましくは、前述したクラ
ーク及びラガウェルのモデルによる双安定性を実現させ
るため、層厚（基板間距離）５μｍ以下が好ましい。５
２，５３は基板であり、ガラス、プラスチック等透明性
の高い材料が用いられる。５４，５５が液晶５１に電圧
を印加するためのＩＴＯ等の透明電極である。

【００７６】５６，５７が液晶の配向状態に影響を与え
る配向制御層であり、少なくとも一方の基板上に一軸配
向処理の施された配向制御層が設けられる。一軸性配向
制御層の形成方法としてはたとえば基板上に溶液塗工ま
たは蒸着あるいはスパッタリング等により、一酸化珪
素、二酸化珪素、酸化アルミニウム、ジルコニア、フッ
化マグネシウム、酸化セリウム、フッ化セリウム、シリ
コン窒化物、シリコン炭化物、ホウ素窒化物などの無機
物やポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリイミドア
ミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルイミ
ド、ポリパラキシレン、ポリカーボネート、ポリビニル
アセタール、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、ポ
リシロキサン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ウレア
樹脂、アクリル樹脂などの有機物を用いて被膜形成した
のち、表面をビロード、布あるいは紙等の繊維状のもの
で摺擦（ラビング）することにより得られる。また、Ｓ
ｉＯ等の酸化物あるいは窒化物などを基板の斜方から蒸
着する、斜方蒸着法なども用いられ得る。また、自発分
極Ｐｓのスイッチングに伴って発生する反電場の大きさ
を抑制し、良好なスイッチング性能を有する観点で、配
向制御層の膜厚は２００Å以下が好ましい。１００Å以
下であるとき、さらに好ましい場合がある。

【００７７】本発明では少なくとも一方の基板におい
て、配向制御層として、特性における観点から、好まし
く用いられる材料の具体的な構造としては以下の一般式
Ｐで表される繰り返し単位からなるポリイミドが挙げら
れる。

【００７８】〔一般式Ｐ〕（−Ｋ−Ｐ¹ −Ｌ¹ −Ｍ¹ −（Ｌ² ）_a −Ｐ² −）

【００７９】

【外１】を表し、Ｌ¹，Ｌ²はそれぞれ独立に

【００８０】

【外２】または炭素数１から２０のアルキレン基を表し、Ｐ¹ ，
Ｐ² はイミド結合を表す。Ｍ¹ は単結合または−Ｏ−を
表し、ａは０，１，２を表す。）

【００８１】また、これらのポリイミドの具体的構造と
してはたとえば以下の繰り返し単位構造を有する重合体
が挙げられる。

【００８２】

【外３】

【００８３】

【外４】

【００８４】

【外５】

【００８５】

【外６】

【００８６】また、少なくとも一方の基板側における配
向制御層として、例えば必要に応じて導電性制御不純物
が添加された酸化物等の超微粒子を、母材中に分散させ
てなる材料の膜を用い、配向制御層の抵抗値を最適に設
定することができる。具体的には、シリカあるいはシロ
キサンポリマー等の母材中に必要に応じてＳｂ等の導電
性不純物をドープしたＳｎＯ₂ 等の酸化物の超微粒子分
散した塗布型の膜を用いることができる。

【００８７】本発明の液晶素子では用いる液晶材料の配
向特性に応じて、配向制御層として一方の基板において
上述したようなポリイミド等の有機材料からなる膜で一
軸配向処理したものを用い、他方の基板において、上述
した酸化物超微粒子等が母材中に分散されてなる膜（塗
布膜）を夫々用いることができる。

【００８８】また、少なくとも一方の基板において上記
配向制御層とは別に、必要に応じて一対の基板のショー
ト防止層、あるいはパッシベーション層としての絶縁層
や他の有機物層、無機物層が形成されていても良い（図
示せず）。

【００８９】パッシベーション層としては、好ましくは
誘電率１０以上の高誘電率誘電体薄膜を用いる。かかる
薄膜は、特に液晶としてカイラルスメクチック液晶を用
いる場合、ショート防止及び液晶に印加される駆動実効
電圧低下を抑制する観点で好適である。当該高誘電率誘
電体薄膜の材料の具体例としては、ＴａＯｘ、ＳｒＴｉ
Ｏ₃ 、ＢａＴａ₂ Ｏ₆ 等が挙げられる。

【００９０】図５に示す液晶素子では、上述したような
電極５４、５５、配向制御層５６、５７、並びに少なく
とも一方において必要に応じてパッシベーション層等を
備えた一対の基板５８、５９がスぺーサー５８粒子を介
して対向し、液晶層５１が配置される。

【００９１】かかるスぺーサー５８粒子としては、その
電気伝導度が液晶層を構成する液晶材料の電気伝導度以
上であるような材料からなる粒子を用い適切な分散密度
で分散させる。かかるスぺーサー粒子としては、例えば
母体粒子にＴｉＯｘ（ｘは例えば１〜５）、ＳｂＯｘ
（ｘは例えば１〜５の整数）ＳｎＯｘ（ｘは例えば１〜
５の整数）をコート又はドープしたものが用いられる。
尚、これら材料のｘの値は要求される電気伝導度に応じ
て適宜設定される。

【００９２】更に具体的には、導電性を有したスぺーサ
ー粒子５８は、例えば、１〜１０μｍの径のシリカ粒子
や合成樹脂の粒子（例えば日本触媒化学工業株式会社製
ベンゾグアナミン樹脂の粒子エポスターなど）を母体と
し、鉄、銅などの金属やカーボンブラック、また上述し
たような酸化チタン、酸化錫、酸化アンチモンなどの金
属酸化物の粉体をメカノフュージョン（表面融合）する
ことにより作成することができる。表面融合を行う装置
としては、ホソカワミクロン株式会社製ＡＭ−Ｆ型メカ
ノフュージョンシステム、日清エンジニアリング株式会
社製ディスパーコート、（株）奈良機械製作所製ハイブ
リダゼーションシステム等の装置を用いることが出来
る。また、本発明には、スぺーサー粒子５８として、電
気伝導性を有した、無機酸化物球状微粒子（例えば、日
本触媒工業株式会社製の酸化タングステン及び酸化モリ
ブデンの球状微粒子：体積抵抗率１０Ｅ５〜７Ωｃｍ）
や合成樹脂に金属メッキした導電性微粒子（例えば、積
水ファインケミカル製ミクロパールＡＵ）などを用いる
こともできる。

【００９３】かかるスペーサー粒子の分散密度は、好ま
しくはエタノール等の溶媒に分散し、例えば１００〜７
００コ／ｍｍ² の密度となるように基板上（配向制御層
等の誘電体層上）に分散配置される。

【００９４】一方、図５に示す液晶素子において、５
９、６０が偏光板、６１が光源である。信号電源（図示
せず）からのスイッチング信号に応じてスイッチングが
行われ、表示素子のライトバルブとして機能する。ま
た、５３、５４の透明電極を上下クロスにマトリクスと
することによって、パターン表示、パターン露光が可能
となり、たとえばパーソナルコンピューター、ワークス
テーション等のディスプレイ、プリンター用等のライト
バルブとして用いられる。

【００９５】本発明の液晶素子において、一対の基板間
に配置される液晶層（図５に示す構造では液晶５１）と
してはＴＮモードやＳＴＮモードに用いられるネマチッ
ク液晶材料、またスメクチック液晶、特に強誘電性や反
強誘電性を示すカイラルスメクチック液晶材料が用いら
れる。カイラルスメクチック液晶、特に強誘電性を示す
液晶として、例えばフルオロカーボン末端鎖（部分）及
び炭化水素鎖（部分）からなり、該両末端鎖（部分）が
中心核によって結合された構造であって、スメクチック
中間相又は潜在的スメクチック中間相を有するフッ素含
有液晶性化合物少なくとも１種を含有するカイラルスメ
クチック液晶組成物を用いる。

【００９６】かかるフッ素含有液晶性化合物として、例
えば下記一般式Ｉ−１、又はＩ−２で表される化合物を
用いることができる。

【００９７】

【外７】を表し、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ独立に０または１から３
の整数を表す。ただしａ＋ｂ＋ｃは少なくとも２であ
る。

【００９８】Ｍ₁ ，Ｎ₁ はそれぞれ独立に、−ＣＯＯ
−、−ＣＯＳ−、−ＣＯＳｅ−、−ＣＯＴｅ−、−ＣＨ
₂ ＣＨ₂ −（ｄは１から４の整数を表す）、−ＣＨ＝Ｃ
Ｈ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ₂ −Ｏ−、−
ＣＯ−、−Ｏ−、単結合を表し、その向きはいずれでも
よい。

【００９９】Ｘ，Ｙ，ＺはＢ₁ ，Ｄ₁ ，Ｅ₁ における置
換基であり、それぞれ独立に−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−Ｂ
ｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣＨ₃ 、−ＣＮ、−ＮＯ₂ を表
す。ｌ，ｍ，ｎはそれぞれ独立に０〜４の整数を表す。

【０１００】Ｇ₁ は−ＣＯＯ−Ｃ_e Ｈ_2e−、−Ｏ−Ｃ_e
Ｈ_2e−、−Ｃ_e Ｈ_2e−、−ＯＳＯＯ−、−ＯＯＳＯ−、
−ＳＯＯ−、−ＳＯＯＣ_e Ｈ_2e−、−ＯＣ_e Ｈ_2e−ＯＣ
_e ′Ｈ_2e′−、−Ｃ_e Ｈ_2e−Ｎ（Ｃ_p Ｈ_2p+1）−ＳＯＯ
−、−Ｃ_e Ｈ_2e−Ｎ（Ｃ_p Ｈ_2p+1）−ＣＯ−（ｅ，ｅ′
はそれぞれ独立に１から２０までの整数を表し、ｐは１
から４までの整数を表す。）を表す。

【０１０１】Ａ_l は−Ｏ−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｏ−Ｃ_g Ｈ_2g+1、
−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｏ−Ｃ_g Ｈ_2g+1、−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｒ′、−Ｏ
−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｒ′、−ＣＯＯ−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｒ′、−ＯＣ
Ｏ−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｒ′（Ｒ′は−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ₃ 、
−ＮＯ₂ 、−ＣＮ、−Ｈ、−ＣＯＯ−Ｃ_f ′Ｈ_2f′₊₁、
−ＯＣＯ−Ｃ_f ′Ｈ_2f′₊₁を表し、ｆ，ｆ′、ｇはそれ
ぞれ独立に１から２０の整数を表す。）を表し、Ａ_l は
直鎖でも分岐鎖でも良い。

【０１０２】Ｒは−Ｃ_w Ｆ_2w+1であり、ｗは１から２０
までの整数を表す。

【０１０３】

【外８】を表し、ａ，ｂ，ｃはそれぞれ独立に０または１から３
の整数を表す。ただしａ＋ｂ＋ｃは少なくとも２であ
る。

【０１０４】Ｍ，Ｎはそれぞれ独立に、−ＣＯＯ−、−
ＣＯＳ−、−ＣＯＳｅ−、−ＣＯＴｅ−、−（ＣＨ₂ Ｃ
Ｈ₂ ）_d −（ｄは１から４の整数を表す）、−Ｃ≡Ｃ
−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ₂ −Ｏ−、
−ＣＯ−、−Ｏ−、単結合を表し、その向きはいずれで
もよい。

【０１０５】それぞれのＸ，Ｙ，Ｚは独立に−Ｈ、−Ｃ
ｌ、−Ｆ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＯＣＨ₃ 、−ＣＨ
₃ 、−ＣＦ₃ 、−ＯＣＦ₃ 、−ＣＮ、−ＮＯ₂ を表す。
それぞれのｌ，ｍ，ｎは独立に０〜４の整数を表す。

【０１０６】Ｇは−ＣＯＯ−Ｃ_e Ｈ_2e−、−Ｏ−Ｃ_e Ｈ
_2e−、−Ｏ（Ｃ_e ″Ｈ_2e″Ｏ）_t −Ｃ_e ′Ｈ_2e′−、Ｃ
_e Ｈ_2e−、−ＯＳＯＯ−、−ＳＯＯ−、−ＳＯＯＣ_e Ｈ
_2e−、−Ｃ_e Ｈ_2e−Ｎ（Ｃ_p Ｈ_2p+1）−ＳＯＯ−、−Ｃ
_e Ｈ_2e−Ｎ（Ｃ_p Ｈ_2p+1）−ＣＯ−（ｅ，ｅ′はそれぞ
れ独立に１から２０までの整数を表し、ｐは０から４ま
での整数を表す。ｅ″はそれぞれの（Ｃ_e ″Ｈ_2e″Ｏ）
に独立に１から１０の整数を表し、ｔは１から６の整数
を表す。）を表す。

【０１０７】Ａは−Ｏ−（Ｃ_f Ｈ_2f−Ｏ）_u −Ｃ_h Ｈ
_2h+1、−（Ｃ_f Ｈ_2f−Ｏ）_u −Ｃ_h Ｈ_2h+1、−Ｃ_f Ｈ_2f
−Ｗ、−Ｏ−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｗ、−ＣＯＯ−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｗ、
−ＯＣＯ−Ｃ_f Ｈ_2f−Ｗ（Ｗは−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ
₃ 、−ＮＯ₂ 、−ＣＮ、−Ｈ、−ＣＯＯ−Ｃ_h Ｈ_2h+1、
−ＯＣＯ−Ｃ_h Ｈ_2h+1を表し、ｆ，ｈはそれぞれ独立に
１から２０の整数を表す。ｕは１から１０の整数であ
る。）を表し、Ａは直鎖でも分岐鎖でも良い。

【０１０８】Ｒ′は−（Ｃ_x ′Ｆ_2x′Ｏ）_z ′Ｃ_y ′Ｆ
_2y′₊₁であり、ｘ′はそれぞれの（Ｃ_x ′Ｆ_2x′Ｏ）に
独立に１から１０までの整数であり、ｙ′は１から１０
までの整数であり、ｚ′は１から１０までの整数であ
る）。

【０１０９】この他、カイラルスメクチック液晶として
は、例えばフェニル環及びピリミジン環をはじめとする
環状中心骨格に対し、炭化水素系の側鎖を有する液晶性
化合物も用いることができる。

【０１１０】本発明の液晶素子において用いることので
きる液晶材料としては（特にカイラルスメクチック液晶
組成物の成分として用い得る液晶性化合物としては）国
際公開ＷＯ８６−０４０６０、特開平４−２７２９８９
号公報（２３〜３９頁に図示の化合物）ＵＳＰ５，２６
２，０８２、ＷＯ９３／２２３９６、ＷＯ９５／１７４
８１に開示の化合物が挙げられる。

【０１１１】また、本発明で用いる液晶組成物中には、
その他の化合物、たとえば染料、顔料、酸化防止剤、紫
外線吸収剤等の添加物を加えることが可能である。

【０１１２】本発明の液晶素子は、上述したような素子
構成、特に液晶材料、配向制御層、パッシベーション
層、他の機能層、スペーサーの材料特性を適切に設定す
ることによって、素子内での各層の抵抗値、容量といっ
た特性値の関係を制御している。

【０１１３】本発明の液晶素子は種々の機能をもった液
晶装置を構成するが、そのもっとも適した例が該素子を
表示パネル部に使用し、図６、図７に示した走査線アド
レス情報を持つ画像情報からなるデータフォーマット及
びＳＹＮ信号により通信同期手段をとることにより、液
晶表示装置を実現する。図中の符号はそれぞれ以下の通
りである。

【０１１４】１０１液晶表示装置１０２グラフィックコントローラー１０３表示パネル１０４走査線駆動回路１０５情報線駆動回路１０６デコーダ１０７走査線信号発生回路１０８シフトレジスタ１０９ラインメモリ１１０情報信号発生回路１１１駆動制御回路１１２ＧＣＰＵ１１３ホストＣＰＵ１１４ＶＲＡＭ

【０１１５】画像情報の発生は本体装置のグラフィック
コントローラー１０２にて行われ、図６、及び図７に示
した信号伝達手段（画像情報通信タイミングチャート）
に従って表示パネル１０３へと転送される。グラフィッ
クコントローラー１０２はＣＰＵ（中央演算装置、ＧＣ
ＰＵ１１２と略す。）及びＶＲＡＭ（画像情報格納用メ
モリ）１１４を核にホストＣＰＵ１１３と液晶表示装置
１０１間の画像情報の管理や通信を司っている。なお、
該表示パネルの裏面には、光源が配置されている。

【０１１６】本発明の表示装置は表示媒体である液晶素
子が前述したように良好なスイッチング特性を有するた
め、優れた駆動特性を発揮し、高精細、高速、大面積の
表示画像を得ることができる。

【０１１７】本発明の液晶素子の駆動法としてはたとえ
ば特開昭５９−１９３４２６号公報、特開昭５９−１９
３４２７号公報、特開昭６０−１５６０４６号公報、特
開昭６０−１５６０４７号公報などに開示された駆動法
を適用することができる。

【０１１８】図１０は、駆動法の波形図の一例である。
また、図９は、マトリクス電極を配置した強誘電性液晶
パネルの一例の平面図である。図９の液晶パネル９１に
は、走査電極群９２の走査線と情報電極群９３のデータ
線とが互いに交差して配線され、その交差部の走査線と
データ線との間にはカイラルスメクチック液晶が配置さ
れている。

【０１１９】図１０（Ａ）中のＳ_S は選択された走査線
に印加する選択走査波形をＳ_N は選択されていない非選
択走査波形をＩ_S は選択されたデータ線に印加する選択
情報波形（黒）をＩ_N は選択されていないデータ線に印
加する非選択情報信号（白）を表している。また、図中
（Ｉ_S −Ｓ_S ）と（Ｉ_N −Ｓ_S ）は選択された走査線上
の画素に印加する電圧波形で、電圧（Ｉ_S −Ｓ_S ）が印
加された画素は黒の表示状態をとり、電圧（Ｉ_N −Ｓ
_S ）が印加された画素は白の表示状態となる。

【０１２０】図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）に示す駆動波
形で、図８に示す表示を行った時の時系列波形である。

【０１２１】図１０に示す駆動例では選択された走査線
上の画素に印加される単一極性電圧の最小印加時間Δｔ
が書き込み位相ｔ２の時間に相当し、１ラインクリアｔ
１位相の時間２Δｔに設定されている。

【０１２２】さて、図１０に示した駆動波形の各パラメ
ータＶ_S ，Ｖ_r ，Δｔの値は使用する液晶材料のスイッ
チング特性によって決定される。

【０１２３】図１１は後述するバイアス比を一定に保っ
たまま駆動電圧（Ｖ_S ＋Ｖ_I ）を変化させた時の透過率
Ｔの変化、すなわちＶ−Ｔ特性を示したものである。こ
こではΔｔ＝５０μｓｅｃ、バイアス比Ｖ_I ／（Ｖ_I ＋
Ｖ_S ）＝１／３に固定されている。図１１の正側は図１
０で示した（Ｉ_N −Ｓ_S ）、負側は（Ｉ_S −Ｓ_S ）で示
した波形が印加される。尚、波形（Ｉ_N −Ｓ_S ）及び
（Ｉ_S −Ｓ_S ）ではＶ_Rにより前状態がクリアされ夫々
Ｖ_B1 ，Ｖ_B2 により次の書き込み状態が決定される。

【０１２４】ここで、Ｖ１、Ｖ３をそれぞれ実駆動閾値
電圧及びクロストーク電圧と呼ぶ。また、Ｖ２＜Ｖ１＜
Ｖ３の時ΔＶ＝Ｖ３−Ｖ１を電圧マージンと呼びマトリ
クス駆動可能な電圧幅となる。Ｖ１は図１０（Ａ）のＶ
_B ²によりスイッチングを起こす電圧値である。Ｖ３は強
誘電性液晶表示素子駆動上、一般的に存在すると言って
よい。具体的には図１０（Ａ）（Ｉ_N −Ｓ_S ）の波形に
おけるＶ_Ｂによるスイッチングを起こす電圧値であ
る。もちろん、バイアス比を大きくすることにより、Ｖ
３の値を大きくすることは可能であるが、バイアス比を
増すことは情報信号の振幅を大きくすることを意味し、
画質的にはちらつきの増大、コントラストの低下を招き
好ましくない。

【０１２５】我々の検討ではバイアス比１／３〜１／４
程度が適当であった。ところでバイアス比を固定すれ
ば、電圧マージンΔＶは液晶材料のスイッチング特性及
び素子構成に強く依存し、ΔＶの大きい素子がマトリク
ス駆動上非常に有利であることは言うまでもない。

【０１２６】また、同様に上述した電圧を一定に保ち、
電圧印加時間Δｔを変化させていくことにより、駆動を
することも可能である。上述した電圧をそのまま電圧印
加時間とすればよく、その際電圧印加時間閾値をΔｔ１
とし、電圧印加時間クロストーク値をΔｔ２とし、（Δ
ｔ２−Δｔ１）＝ΔＴを電圧印加時間マージンという。

【０１２７】ある一定温度においては、このように情報
信号の２通りの向きによって選択画素に黒及び白の２状
態を書き込むことが可能であり、非選択画素はその黒ま
たは白の状態を保持することが可能である電圧マージン
または電圧印加時間マージンは液晶材料及び素子構成に
よって差があり、特有なものである。また、環境温度の
変化によってもそれら駆動マージンは異なるため、実際
の表示装置の場合、液晶材料、素子構成や環境温度にた
いして最適な駆動条件を設定しておく必要がある。

【０１２８】尚、本発明は、駆動マージンを、定量的に
評価するために、相似的に固定された、ある駆動波形を
用いて、上記、電圧印加時間閾値Δｔ１と電圧印加時間
クロストーク値Δｔ２を測定し、これらの値の中心値か
らの幅を比率で表すパラメータ「Ｍ２」（Ｍ２マージン
パラメーター）を用いる。

【０１２９】Ｍ２＝（Δｔ２−Δｔ１）／（Δｔ２＋Δｔ１）

【０１３０】

【実施例】以下実施例において本発明を更に詳細に説明
する。

【０１３１】（実施例１）下記液晶性化合物（ａ）〜
（ｆ）を使用し実施例１で用いる液晶組成物サンプルＦ
ＬＣ−１を調製した。

【０１３２】

【外９】

【０１３３】

【外１０】自発分極（Ｐｓ）（３０℃）＝３１．１ｎＣ／ｃｍ² 液晶材料としての電気伝導度 ρ_LC＝１０¹²Ｓ／ｃｍ

【０１３４】実施例１に使用する６種類の基板を以下の
ごとく作製した。

【０１３５】基板Ａ：厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に
透明電極として約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、更
にスピンコート法により配向制御膜を形成した。配向制
御膜の形成法として、１ｓｔ回転５００ｒｐｍ１０ｓｅ
ｃ、２ｎｄ回転１５００ｒｐｍ３０ｓｅｃの条件で下記
繰り返し単位を有する化合物（ポリマー前駆体）の０．
５ｗｔ％溶液を塗布した。その後、８０℃５分間の前乾
燥を行った後、２００℃で１時間加熱焼成を施した。な
お、このときの膜厚は、５ｎｍであった。この基板に対
して一軸配向処理としてナイロン布によりラビング処理
を施した。

【０１３６】

【外１１】

【０１３７】基板Ｂ：厚さ１．１ｍｍガラス基板上に透
明電極として約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、更に
スピンコート法により配向制御膜を形成した。配向制御
膜の形成法として、ラダー型のポリシロキサンの母材中
にＳｎＯ₂ の超微粒子（粒径１００Å）を６０ｗｔ％分
散し、その１０ｗｔ％溶液を膜厚２０００Åとなる条件
で塗布した。その後、８０℃５分間の前乾燥を行った
後、２００℃１時間加熱乾燥を施した。

【０１３８】基板Ｃ：厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に
透明電極として約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、更
にスピンコート法により配向制御膜を形成した。配向制
御膜の形成法として、ラダー型のポリシロキサンの母材
中にＳｎＯ₂ の超微粒子（粒径１００Å）を５ｗｔ％分
散し、その１０ｗｔ％溶液を膜厚２０００Åとなる条件
で塗布した。その後、８０℃５分間の前乾燥を行った
後、２００℃１時間加熱乾燥を施した。

【０１３９】基板Ｄ：厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に
透明電極として約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、更
にスパッタリング法によりＴａＯｘ膜を７０ｎｍ形成し
た。次いで、スピンコート法により配向制御膜を形成し
た。配向制御膜の形成法として、１回目の回転５００ｒ
ｐｍ１０ｓｅｃ、２回目の回転１５００ｒｐｍ３０ｓｅ
ｃの条件で下記繰り返し単位を有する化合物（ポリマー
前駆体）の０．５ｗｔ％溶液を塗布した。その後、８０
℃５分間の前乾燥を行った後、２００℃で１時間加熱焼
成を施した。なお、このときの膜厚は、５ｎｍであっ
た。この基板に対して一軸配向処理としてナイロン布に
よるラビング処理を施した。

【０１４０】

【外１２】

【０１４１】基板Ｅ：厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に
透明電極として約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、更
にスパッタリング法によりＴａＯｘ膜を７０ｎｍ形成し
た。次いで、スピンコート法により配向制御膜を形成し
た。配向制御膜の形成法として、ラダー型のポリシロキ
サンの母材中にＳｎＯ₂ の超微粒子（粒径１００Å）を
６０ｗｔ％分散し、その１０ｗｔ％溶液を膜圧２０００
Ａとなる条件で塗布した。その後、８０℃５分間の前乾
燥を行った後、２００℃１時間加熱乾燥を施した。

【０１４２】基板Ｆ：厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に
透明電極として約１５０ｎｍ圧のＩＴＯ膜を形成し、更
にスパッタリング法によりＴａＯｘ膜を７０ｎｍ形成し
た。次いで、スピンコート法により配向制御膜を形成し
た。配向制御膜の形成法として、ラダー型のポリシロキ
サンの母材中に、ＳｎＯ₂ の超微粒子（粒径１００Å）
を５ｗｔ％分散し、その１０ｗｔ％溶液を膜厚２０００
Ａとなる条件で塗布した。その後、８０℃５分間の前乾
燥を行った後、２００℃１時間加熱乾燥を施した。

【０１４３】なお、これらの基板の電気物性値に関し
て、シート方向の抵抗と形成した膜の総容量を測定した
結果を以下の表１に示す。

【０１４４】

【表１】

【０１４５】続いてこれらの基板を組み合わせて、選択
し基板上にスペーサーを平均３００ヶ／ｍｍ² の散布密
度となるよう散布して、他方の基板を重ね合わせて両基
板における電極がマトリクス構造をなすようにセルを作
製した。この時用いるスペーサ、ビーズとして下記表２
に示す３種類のスペーサを用いた。

【０１４６】

【表２】

【０１４７】上述したようなプロセスで得られた各基
板、各スペーサーを組み合わせ得られたセル構造体に、
調製された液晶組成物ＦＬＣ−１を加熱封入して１０種
類の液晶素子を作成した。各素子における用いた基板、
スペーサー等の組み合せについて下記表３に示す。

【０１４８】

【表３】

【０１４９】得られた１０種類の素子に対して１）偏光
顕微鏡による配向性の確認、２）セルと直列に抵抗を接
続し、矩形波印加時に流れる電流値からセル抵抗値を求
める、クロスニコルに配置された偏光板間にセルを設置
した場合での３）単発パルスによる反転の様子の観測、
４）Ｍ２マージンパラメータの測定を行った。特定の素
子例については、４）のＭ２マージンパラメータの測定
においては電源電圧の微小オフセット電圧の影響を調べ
るために数十ｍＶオーダーのＤＣを印加しながら測定を
行った。

【０１５０】Ｍ２マージンパラメータの測定について詳
述すると、図１２に示すような駆動波形（：Ｖｏｐ２０
Ｖ、１／３．３バイアス、１／１０００デューティ）を
偏光板を備えた素子に加えてマトリクス駆動せしめ、印
加パルス波形の長さΔｔを変化させながら暗状態と明状
態をそれぞれ書き込み、明、暗それぞれの状態を書き込
める印加パルス波形の長さΔｔの範囲が図１３の様にな
った場合、Ｍ２＝（Δｔ２−Δｔ１）／（Δｔ２＋Δｔ１）と算出
する。

【０１５１】図１３は、図１２の駆動波形の（Ｓ_N −
Ｉ）で明状態を（Ｓ_N+1 −Ｉ）で暗状態を表示したとき
の、Ｖ_opを固定してΔｔを可変した場合の表示可能Δｔ
範囲を模式的に表わしたものである。ここで明状態表示
可能Δｔ範囲と暗状態表示可能Δｔ範囲の共通範囲の下
限Δｔ₁ と上限Δｔ₂ を用いて駆動マージンを定義す
る。波形Ｓ_N でパルスとして印加される時間「選択時
間」（１Ｈ）は「非選択時間」に対して１／１０００ｄ
ｕｔｙで１周期を形成し連続的にパルス印加される。

【０１５２】○素子１−１〜１−３の評価１）配向性の確認素子１−１〜１〜３において配向性を顕微鏡観測した結
果、いずれの素子においても欠陥が少なく、均一な配向
特性が得られた。また、これら３素子は配向性において
ほとんど違いは観測されなかった。

【０１５３】２）抵抗値の測定

【０１５４】

【表４】

【０１５５】この結果の通り、使用するスペーサの抵抗
値の大きさにしたがって素子の抵抗値の大きさが大きく
変化する。素子１−１〜１−３では基板に設けられたポ
リイミド膜等が膜厚が小さいこと等も考慮すると絶縁膜
あるいは十分大きな抵抗値を持った膜として機能してい
ないことが予想できる。素子１−１で導電性の劣るスペ
ーサーＡを用いていることから、素子１−１〜１−３に
おいて、当該素子における液晶層と平面面積、厚みの等
しい液晶材料のみからなる層状体の抵抗値は約２００Ｍ
Ω程度であり、素子１−２、１−３ではスペーサー粒子
を含む液晶層の抵抗値が実質的に低減されていることが
予想できる。

【０１５６】よって特に素子１−２、１−３ではスペー
サーを含む液晶層自体の抵抗値が非常に低く、液晶材料
単独の層状体の場合より低く設定されていることが認め
られる。

【０１５７】なお、これらの素子抵抗値は０℃〜６０℃
までの温度範囲ではほとんど変化しなかった。

【０１５８】３）反転の様子の観測素子１−１〜１−３において反転の挙動を目視測定した
結果、素子１−１と素子１−２は同様に均一な反転挙動
を示した。なお、素子１−３に駆動波形を印加しても液
晶分子は充分に反転しなかった。

【０１５９】４）Ｍ２マージンの測定測定温度を数種類振ってＭ２マージンの測定を行った。

【０１６０】

【表５】

【０１６１】この結果の通り、液晶層の抵抗値を下げる
ことによって、反電場の影響を受けやすい低温側での駆
動マージンに有利である結果となった。

【０１６２】○素子２−１〜２−３での結果１）配向性の確認素子２−１〜２−３において配向性を顕微鏡観測した結
果、いずれの素子においても欠陥が少なく、均一な配向
特性が得られた。また、これら３素子は配向性において
ほとんど違いは観測されなかった。

【０１６３】２）素子抵抗値の測定

【０１６４】

【表６】

【０１６５】この結果の通り、使用するスペーサの抵抗
値の大きさにしたがって素子の抵抗値の大きさが決まっ
ている。このことから、ポリイミド膜が絶縁膜あるいは
十分大きな抵抗値を持った膜として機能していないこと
が予想できる。すなわち、本実験に用いた素子２−１〜
２−３において、当該素子におけるスペーサーを含む液
晶層と、平面面積、厚みの等しい液晶材料のみからなる
層状体の抵抗値は約２００ＭΩ程度であり、素子２−
２、２−３ではスペーサー粒子を含む液晶層の抵抗値が
より低下していることが認められる。ここで、素子１−
１〜１−３で用いた基板Ｂと素子２−１〜２−３で用い
た基板Ｃではシート方向の抵抗値に大きな違いがあるに
もかかわらず素子としての抵抗に差がない理由は、形成
した配向制御層等の塗布膜の膜厚が十分薄いため液晶層
の抵抗値と比較すると無視できる大きさになるためであ
ろうと思われる。

【０１６６】なお、これらのセル抵抗値は０℃〜６０℃
までの温度範囲ではほとんど変化しなかった。

【０１６７】３）反転の様子の観測素子２−１〜２−３において反転の挙動を目視測定した
結果、素子２−１と素子２−２は同様に均一な反転挙動
を示した。なお、素子２−３に駆動波形を印加しても液
晶分子は充分に反転しなかった。

【０１６８】４）Ｍ２マージンの測定温度測定を数種類振ってＭ２マージンの測定を行った。

【０１６９】

【表７】

【０１７０】この結果の通り、セルの抵抗値を下げるこ
とによって、反電場の影響を受けやすい低温側での駆動
マージンに有利である結果となった。

【０１７１】○素子３−１〜３−３での評価１）配向性の確認素子３−１〜３−２において配向性を顕微鏡観測した結
果、いずれの素子においても欠陥が少なく、均一な配向
特性が得られた。また、これらの素子は配向性において
ほとんど違いは観測されなかった。

【０１７２】２）素子抵抗値の測定

【０１７３】

【表８】

【０１７４】この結果の通り、一方の基板にＴａＯｘ膜
を付与することによって素子３−１〜３−２の抵抗値が
素子１や素子２と比較すると非常に大きな値となり、ス
ペーサの変更によっても抵抗値が変化していない。これ
はＴａＯｘが絶縁膜として機能しているため、ＴａＯｘ
の抵抗値がそのまま素子の抵抗値として現れている結果
と考えられる。実質的には、ＴａＯｘ膜が付与されてい
る基板Ｅにおける誘電体層の基板法線方向の抵抗値が実
質的に５ＧΩ程度であり、この素子の基板に設けられた
誘電体層特にパッシベーション層として設けられる層の
基板法線方向の抵抗値は液晶層の抵抗値よりも十分大き
い値であると予想できる。また、素子３−２では、素子
３−１に比較してスペーサーＢの使用に起因して、素子
１−２、２−２らと同様にスペーサー粒子を含む液晶層
の抵抗値が実質的に低減されていることは認められる。
この素子３−２における時定数Ｔは１０^-2（基板Ｅのシ
ート抵抗１０⁵ 〔Ω／□〕、素子における誘電体層の合
成容量１００×１０^-9〔Ｆ〕）となり１秒以下である。

【０１７５】なお、これらの素子の抵抗値は０℃〜６０
℃までの温度範囲ではほとんど変化しなかった。

【０１７６】３）反転の様子の観測素子３−１〜３−２において反転の挙動を目視測定した
結果、素子３−１は強誘電性液晶固有の現象である反電
場現象（例えば特開昭６３−３１１２３１号公報などに
記載の現象）が非常に大きく影響してしまい、反転不良
が発生してしまった。一方、素子３−２は反転不良のな
い均一な反転挙動を示した。

【０１７７】４）Ｍ２マージンの測定測定温度を数種類振ってＭ２マージン（パラメータ）の
測定を行った。

【０１７８】

【表９】

【０１７９】この結果の通り、素子の総抵抗値は同じで
も、抵抗の小さいスペーサを用いて液晶層の抵抗値を下
げたセルでは、反電場の影響を受けやすい低温側での駆
動マージンに有利である結果となった。

【０１８０】次に、３０℃において駆動波形に微小ＤＣ
を印加しながらＭ２マージン（パラメータ）の測定を行
った。

【０１８１】素子３−２更に参考として素子１−１、２
−１に対して３０℃において駆動波形に微小ＤＣを印加
しながらＭ２マージン（パラメータ）の測定を行った。
結果を以下に示す。

【０１８２】

【表１０】

【０１８３】この結果より、基板における誘電体層の抵
抗を液晶層のそれより充分に高く設定し、且つ導電性の
高いスペーサー粒子を用いて液晶層自体の抵抗値を低く
設定した素子（３−２）において、微小ＤＣの変化（印
加）に対しても駆動マージンの劣化は見い出されないこ
とが認められる。

【０１８４】○素子４−１〜４−３での結果１）配向性の確認素子４−１〜４−２において配向性を顕微鏡観測した結
果、いずれの素子においても欠陥が少なく、均一な配向
特性が得られた。また、これらの素子は配向性において
ほとんど違いは観測されなかった。

【０１８５】２）素子抵抗値の測定

【０１８６】

【表１１】

【０１８７】この結果の通り、ＴａＯｘ膜が絶縁膜とし
て機能しているため、ＴａＯｘの抵抗値（基板法線方
向）がそのまま素子の抵抗値として現れている結果とな
っている。実質的には、基板下における誘電体層の抵抗
値は実質的に５ＧΩ程度であると認められる。また、素
子４−２では、スペーサＢの使用に起因して、スペーサ
ー粒子を含む液晶層の抵抗値が実質的に低減されてい
る。尚、素子４−２の時定数Ｔ＝１０⁴ （基板下のシー
ト抵抗１０¹¹〔Ω／□〕、素子における誘電体層の合成
容量１００×１０^-9（Ｆ））となる。

【０１８８】これらの抵抗値は０℃〜６０℃までの温度
範囲ではほとんど変化しなかった。

【０１８９】３）反転の様子の観測素子４−１〜４−２において反転の挙動を目視測定した
結果、素子４−１は反電場の影響と思われるスイッチン
グ不良が発生してしまった。一方、素子４−２は導電率
の高いスペーサビーズの周囲部分に関してはスイッチン
グ不良のない均一な反転挙動を示したものの、スペーサ
からの距離が長くなるほど反転に要する時間が長くなっ
ていった。つまり、スペーサからの距離が長くなると、
反電場の影響によると思われるが、数フレーム分書込み
を行うことで初めて正常な反転が行われる結果となっ
た。よって、素子４−２ではスペーサーの分散密度の最
適な設計が要求される。

【０１９０】スペーサー周囲における種々の温度でのＭ
２マージン（パラメーター）の測定を素子３−２と同様
の条件で行った。結果を下記に示す。

【０１９１】

【表１２】

【０１９２】実施例２下記液晶性化合物を使用し、実施例２で用いるサンプル
液晶組成物ＦＬＣ−２を調製した。

【０１９３】

【外１３】

【０１９４】

【外１４】

【０１９５】

【外１５】自発分極（Ｐｓ）（３０℃）＝１０．９ｎＣ／ｃｍ²

【０１９６】実施例２に使用する３種類の基板を以下の
ごとく作製した。

【０１９７】基板Ｇ：厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に
透明電極として約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、そ
の上に配向制御膜を形成した。配向制御膜の形成法とし
て、ポリイミド前駆体溶液であるＬＱ１８０２（日立化
成（株）製）のＮＭＰ溶液を印刷法により塗布し、２７
０℃で焼成することにより、５０Ａ厚のポリイミド配向
制御膜を形成した。この焼成後の被膜には、アセテート
植毛布によるラビング処理を施した。

【０１９８】基板Ｈ：厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に
透明電極として約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、そ
の上に配向制御膜を形成した。配向制御膜の形成法とし
て、ラダー型のポリシロキサンの母材中にＳｂドープの
ＳｎＯ₂ の超微粒子（粒径１００Å）を６０ｗｔ％分散
し、その１０ｗｔ％溶液を膜厚２０００Ａとなる条件で
スピンコート法により塗布した。その後、８０℃５分間
の前乾燥を行った後、２００℃１時間加熱乾燥を施し
た。その上にポリイミド前駆体溶液であるＬＱ１８０２
（日立化成（株）製）のＮＭＰ溶液を印刷法により塗布
し、２７０℃で焼成することにより、５０Ａ厚のポリイ
ミド配向制御膜を形成した。この焼成後の被膜には、ア
セテート植毛布によるラビング処理を施した。

【０１９９】基板Ｉ：厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に
透明電極として約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成し、更
にスパッタリング法によりＴａＯｘ膜を７０ｎｍ形成し
た。次いで、その上に配向制御膜を形成した。配向制御
膜の形成法として、ラダー型のポリシロキサンの母材中
にＳｂドープのＳｎＯ₂ の超微粒子（粒径１００Å）を
６０ｗｔ％分散し、その１０ｗｔ％溶液を膜厚２０００
Ａとなる条件でスピンコート法により塗布した。その
後、８０℃５分間の前乾燥を行った後、２００℃１時間
加熱乾燥を施した。その上にポリイミド前駆体溶液であ
るＬＱ１８０２（日立化成（株）製）のＮＭＰ溶液を印
刷法により塗布し、２７０℃で焼成することにより、５
０Ａ厚のポリイミド配向制御膜を形成した。この焼成後
の被膜には、アセテート植毛布によるラビング処理を施
した。

【０２００】なお、これらの基板の電気物性値に関し
て、シート方向の抵抗と形成した膜の総容量を測定した
結果を以下の表４に示す。

【０２０１】

【表１３】

【０２０２】続いてこれらの基板を組み合わせて選択
し、基板上にスペーサーを平均３００ヶ／ｍｍ² の散布
密度となるよう散布して、他方の基板を重ね合わせて両
基板における電極がマトリクス構造をなすようにセルを
作製した。この時用いるスペーサビーズとして下記表５
に示す３種類のスペーサを用いた。

【０２０３】

【表１４】

【０２０４】上述したようなプロセスで得られた各基
板、各スペーサーを組み合わせて得られたセル構造体に
調製された液晶組成物ＦＬＣ−２を加熱封入して、７種
類の液晶素子を作製した。各素子における用いた基板、
スペーサー等の組合せについて下記表６に示す。

【０２０５】

【表１５】

【０２０６】得られた７種の素子に対して実施例１と同
様に１）偏光顕微鏡による配向性の確認、２）セルと直
列に抵抗を接続し、矩形波印加時に流れる電流値からセ
ル抵抗値を求める、３）単発パルスによる反転の様子の
観測、３）Ｍ２マージンの測定を行った。特に、４）の
Ｍ２マージンの測定においては電源電圧の微小オフセッ
ト電圧の影響を調べるために数十ｍＶオーダーのＤＣを
印加しながら測定を行った。

【０２０７】○素子５−１〜５−３での評価１）配向性の確認素子５−１〜５−３において配向性を顕微鏡観測した結
果、いずれの素子においても欠陥が少なく、均一な配向
特性が得られた。また、これら３素子は配向性において
ほとんど違いは観測されなかった。

【０２０８】２）抵抗値の測定

【０２０９】

【表１６】

【０２１０】この結果の通り、使用するスペーサの抵抗
値の大きさにしたがって素子の抵抗値の大きさが決まっ
ている。このことから、ポリイミド膜が絶縁膜あるいは
十分大きな抵抗値を持った膜として機能していないこと
が予想できる。すなわち、素子５−１で導電性の劣るス
ペーサーＡを用いており素子５−１〜５−３において当
該素子におけるスペーサーを含む液晶層と平面面積、厚
みの等しい液晶材料のみからなる層状体の実質的な抵抗
値は約１００ＭΩ程度であり、素子５−２、５−３では
スペーサー粒子を含む液晶層の抵抗値がより低下してい
ることが認められる。

【０２１１】なお、これらのセル抵抗値は０℃〜６０℃
までの温度範囲ではほとんど変化しなかった。

【０２１２】３）反転の様子の観測素子５−１〜５−３において反転の挙動を目視測定した
結果、素子５−１と素子５−２は同様に均一な反転挙動
を示した。なお、素子５−３に駆動波形を印加しても液
晶分子は反転しなかった。

【０２１３】４）Ｍ２マージン（パラメータ）の測定測定温度を数種類振ってＭ２マージン（パラメータ）の
測定を行った。

【０２１４】

【表１７】

【０２１５】この結果の通り、セルの抵抗値を下げるこ
とによって、反電場の影響を受けやすい低温側での駆動
マージンに有利である結果となった。

【０２１６】○素子６−１〜６−２での評価１）配向性の確認素子６−１〜６−２において配向性を顕微鏡観測した結
果、いずれの素子においても欠陥が少なく、均一な配向
特性が得られた。また、これら２素子は配向性において
ほとんど違いは観測されなかった。

【０２１７】２）セル抵抗値の測定

【０２１８】

【表１８】

【０２１９】この結果の通り、使用するスペーサの抵抗
値の大きさにしたがって素子の抵抗値の大きさが決まっ
ている。このことから、ポリイミド膜が絶縁膜あるいは
十分大きな抵抗値を持った膜として機能していないこと
が予想できる。すなわち、本実験に用いた素子６−１、
６−２において当該素子におけるスペーサーを含む液晶
層と、平面面積、厚みの等しい液晶材料のみからなる層
状体の実質的な抵抗値は約１００ＭΩ程度であり、素子
６−２ではスペーサーを含む液晶層の抵抗値が実質的に
低減されていることが認められる。ここで、基板Ｇと基
板Ｈではシート方向の抵抗値に大きな違いがあるにもか
かわらず素子としての抵抗に差がない理由は、基板に形
成した塗布膜の膜厚が十分薄いため液晶層の抵抗値と比
較すると無視できる大きさになるためであろうと思われ
る。

【０２２０】なお、これらのセル抵抗値は０℃〜６０℃
までの温度範囲ではほとんど変化しなかった。

【０２２１】３）反転の様子の観測素子６−１〜６−２において反転の挙動を目視測定した
結果、素子６−１と素子６−２は同様に均一な反転挙動
を示した。

【０２２２】４）Ｍ２マージン（パラメータ）の測定測定温度を数種類振ってＭ２マージン（パラメータ）の
測定を行った。

【０２２３】

【表１９】

【０２２４】この結果の通り、セルの抵抗値を下げるこ
とによって、反電場の影響を受けやすい低温側での駆動
マージンに有利である結果となった。

【０２２５】○素子７−１〜７−２での評価１）配向性の確認素子７−１〜７−２において配向性を顕微鏡観測した結
果、いずれの素子においても欠陥が少なく、均一な配向
特性が得られた。また、これらの素子は配向性において
ほとんど違いは観測されなかった。

【０２２６】２）素子抵抗値の測定

【０２２７】

【表２０】

【０２２８】この結果の通り、一方の基板にＴａＯｘ膜
を付与することによって素子８−１〜８−２の抵抗値が
素子６や素子７と比較すると非常に大きな値となってい
る。これはＴａＯｘ膜が絶縁膜として機能しているた
め、ＴａＯｘの抵抗値がそのまま素子の抵抗値として現
れている結果と考えられる。実質的にＴａＯｘが付与さ
れている基板Ｅの基板法線方向の抵抗値が５ＧΩ程度で
あり、この素子の基板に設けられた誘電体層の基板法線
方向の抵抗値は液晶層の抵抗値よりも十分大きい値であ
ると予想できる。

【０２２９】また、素子７−２では素子７−１に比較し
てスペーサーＥの使用に起因して素子５−２、６−２ら
と同様にスペーサー粒子を含む液晶層の抵抗値が実質的
に低減されていることが認められる。

【０２３０】なお、これらの素子抵抗値は０℃〜６０℃
までの温度範囲ではほとんど変化しなかった。

【０２３１】３）反転の様子の観測素子７−１〜７−２において反転の挙動を目視測定した
結果、素子７−１は強誘電性液晶固有の現象である反電
場現象（例えば特開昭６３−３１１２３１号公報など）
が非常に大きく影響してしまい、反転不良が発生してし
まった。一方、素子８−２は反転不良のない均一な反転
挙動を示した。

【０２３２】４）Ｍ２マージン（パラメータ）の測定測定温度を数種類振ってＭ２マージン（パラメータ）の
測定を行った。

【０２３３】

【表２１】

【０２３４】この結果の通り、素子の総抵抗値は同じで
も、抵抗の小さいスペーサを用いてスペーサーを含む液
晶層の抵抗値を下げたセルでは、反電場の影響を受けや
すい低温側での駆動マージンに有利である結果となっ
た。

【０２３５】次に、３０℃において駆動波形に微小ＤＣ
を印加しながらＭ２マージン（パラメータ）の測定を行
った。素子７−２更に参考として素子５−１、６−１に
対して３０℃において駆動波形に微小ＤＣを印加しなが
らＭ２マージン（パラメータ）の測定を行った。結果を
以下に示す。

【０２３６】

【表２２】

【０２３７】この結果より、基板における誘電体層の抵
抗値を液晶層のそれより充分に高く設定し、且つ導電性
の高いスペーサー粒子を用いて液晶層自体の抵抗値を低
く設定した素子（３−２）において、微小Ｄとの変化
（印加）される状況においても駆動マージンの劣化が見
られないことがわかる。

【０２３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
液晶素子における、スペーサー部材を適切に選択し、当
該スペーサー部材を含む液晶層の抵抗値を液晶材料固有
の値より実質的に低く設定し、また両基板における配向
制御層、パッシベーション層等に誘電体層の抵抗値、容
量との関係を適切に設定することで、駆動中に液晶層に
加わる直流電圧成分を低減し、液晶の劣化が防止され
る。また、強誘電性を示すカイラルスメクチック液晶を
使用する場合、液晶の自発分極により生じる液晶層内の
反電場に起因した駆動マージン劣化が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶素子の基本的な構造において、両
基板間に電圧が直流的に加わった際の状態を示す図であ
る。

【図２】（ａ）液晶素子において、一方の基板側にのみ
誘電体膜がある場合において、両基板間に電圧が直流的
に加わった際の状態を示す図である。（ｂ）（ａ）の素子を等価回路として模式的に示す図で
ある。

【図３】本発明の液晶素子の基本的な構造であって、強
誘電性を示す液晶を用いた場合での液晶層における電荷
分布を模式的に示す図である。

【図４】（ａ）液晶素子において、一方の基板側にのみ
誘電体膜がある場合における等価回路を示す図である。（ｂ）（ａ）の等価回路を模式的に示す図である。

【図５】本発明の液晶素子の構造の一例を示す断面図で
ある。

【図６】本発明の液晶表示装置の構成例を示すブロック
図である。

【図７】本発明で適用される表示装置とグラフィックス
コントローラとの間の画像情報通信タイミングチャート
を示す図である。

【図８】図１０に示す時系列駆動波形で実際の駆動を行
った際の表示パターンを示す模式図である。

【図９】マトリクス電極を配置した液晶パネルの平面図
である。

【図１０】本発明の液晶素子の駆動に採用される駆動波
形の一例を示す図である。

【図１１】駆動電圧を変化させた際の透過率の変化を表
す線図（Ｖ−Ｔ特性図）である。

【図１２】本発明の実施例において、駆動マージンパラ
メータ測定のために採用した駆動波形を示す図である。

【図１３】本発明における駆動マージン（Ｍ２マージン
パラメータ）を説明する図である。

【符号の説明】

１１、１２、５２、５３基板１３、１４、５４、５５電極１５、１６、５６、５７誘電体層（配向制御層）１７、５１液晶１８、５８スペーサー部材５９、６０偏光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者片倉一典東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】夫々少なくとも電極及び配向制御層を有
し、所定寸法のスペーサー部材を介して一定距離を隔て
て対向配置された一対の基板間に液晶層を具備してなる
液晶素子であって、前記スペーサー部材の電気伝導度が前記液晶層を構成す
る液晶材料の電気伝導度以上であり、且つ所定温度にお
いて、前記スペーサー部材を含む液晶層の基板法線方向
の抵抗値が、該液晶層と平面面積及び厚みが等しく液晶
材料のみにより構成された場合の基板法線方向の抵抗値
より実質的に低いことを特徴とする液晶素子。
【請求項２】前記スペーサー部材を含む基板法線方向
の液晶層の抵抗値が、所定の温度において前記液晶材料
のみにより構成された場合の基板法線方向の抵抗値の１
／１０以下である請求項１記載の液晶素子。
【請求項３】少なくとも０℃〜６０℃の温度範囲で、
前記スペーサー部材を含む液晶層の基板法線方向の抵抗
値が、前記液晶材料のみにより構成された場合の基板法
線方向の抵抗値の１／１０以下である請求項１記載の液
晶素子。
【請求項４】少なくとも一方の基板における配向制御
層が、一軸配向処理が施された膜である請求項１乃至３
のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項５】少なくとも一方の基板における配向制御
層が、導電性制御不純物が任意に添加された超微粒子を
母材中に分散させてなる膜である請求項１乃至３のいず
れかに記載の液晶素子。
【請求項６】夫々少なくとも電極及び誘電体層を有
し、所定寸法のスペーサー部材を介して一定距離を隔て
て対向配置された一対の基板間に液晶層を具備してなる
液晶素子であって、前記スペーサー部材の電気伝導度が前記液晶層を構成す
る液晶材料の電気伝導度以上であり、且つ所定温度にお
いて前記スペーサー部材を含む液晶層の単位面積当りの
基板法線方向の抵抗値が、少なくとも一方の基板におけ
る誘電体層の単位面積当りの基板法線方向の抵抗値よ
り、実質的に低いことを特徴とする液晶素子。
【請求項７】前記スペーサー部材を含む基板法線方向
の液晶層の単位面積当りの抵抗値が、所定の温度におい
て前記誘電体層の単位面積当りの基板法線方向の抵抗値
１／１０以下である請求項６記載の液晶素子。
【請求項８】少なくとも０℃〜６０℃の温度範囲で、
前記スペーサー部材を含む液晶層の基板法線方向の抵抗
値が、前記誘電体層の単位面積当りの基板法線方向の抵
抗値の１／１０以下である請求項６記載の液晶素子。
【請求項９】少なくとも一方の基板における誘電体層
が少なくとも液晶に対する配向制御層を含む請求項６乃
至８のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項１０】前記配向制御層が、一軸配向処理が施
された膜である請求項９に記載の液晶素子。
【請求項１１】少なくとも一方の基板における誘電体
層が少なくとも液晶に対する配向制御層及びパッシベー
ション層より構成される積層構造である請求項６乃至８
のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項１２】パッシベーション層を有する基板にお
ける配向制御層が、導電性制御不純物が任意に添加され
た超微粒子を母材中に分散させてなる膜である請求項１
１記載の液晶素子。
【請求項１３】前記パッシベーション膜が、誘電率１
０以上の高誘電率誘電体の薄膜である、請求項１１又は
１２記載の液晶素子。
【請求項１４】前記パッシベーション膜が、有機絶縁
膜である請求項１３記載の液晶素子。
【請求項１５】前記パッシベーション膜が、無機絶縁
膜である請求項１３記載の液晶素子。
【請求項１６】夫々電極及び誘電体層を有し、所定寸
法のスペーサー部材を介して一定距離を隔てて対向配置
された一対の基板間に液晶層を具備してなる液晶素子で
あって、前記スペーサー部材の電気伝導度が前記液晶層を構成す
る液晶材料の電気伝導度以上であり、所定温度において前記スペーサー部材を含む液晶層の基
板法線方向の抵抗値が、該液晶層と平面面積及び厚みが
等しく液晶材料のみにより構成された場合の液晶層の基
板法線方向の抵抗値より、実質的に低いことと、所定温度において前記スペーサー部材を含む液晶層の単
位面積当りの基板法線方向の抵抗値が、少なくとも一方
の基板における誘電体層の単位面積当りの基板法線方向
の抵抗値より、実質的に低いことを特徴とする液晶素
子。
【請求項１７】夫々少なくとも電極及び誘電体層を有
し、所定寸法のスペーサー部材を介して一定距離を隔て
て対向配置された一対の基板間に液晶層を具備してなる
液晶素子であって、前記スペーサー部材の電気伝導度が前記液晶層を構成す
る液晶材料の電気伝導度以上であり、前記スペーサー部材の平均部材間距離をＬとし、夫々面
積（Ｌ×Ｌ）における該スペーサー部材を含む液晶層の
基板法線方向の抵抗値Ｒ_LC、一方の基板における誘電体
層の基板法線方向の抵抗値Ｒ_V1、該誘電体層における基
板水平方向の抵抗値Ｒ_H1、他方の基板における誘電体層
の基板法線方向の抵抗値Ｒ_V2、該誘電体層における基板
水平方向の抵抗値Ｒ_H2が、所定の温度において下記条件
１又は２の関係を満たすことを特徴とする液晶素子。（条件１）Ｒ_LC＜Ｒ_V1であり且つＲ_H1＜Ｒ_V1 （条件２）Ｒ_LC＜Ｒ_V2であり且つＲ_H2＜Ｒ_V2
【請求項１８】前記条件１及び条件２が、少なくとも
０℃〜６０℃の温度範囲で満たされる請求項１７記載の
液晶素子。
【請求項１９】前記Ｒ_LC、Ｒ_V1、Ｒ_H1、Ｒ_V2、及びＲ
_H2が、所定の温度において下記条件１′又は２′の関係
を満たす請求項１７記載の液晶素子。（条件１′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V1であり且つＲ_H1＜Ｒ_V1 （条件２′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V2であり且つＲ_H2＜Ｒ_V2
【請求項２０】前記条件１′及び条件２′が、少なく
とも０℃〜６０℃の温度範囲で満たされる請求項１７記
載の液晶素子。
【請求項２１】少なくとも一方の基板における誘電体
層が少なくとも液晶に対する配向制御層を含む請求項１
７乃至２０のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項２２】前記配向制御層が、一軸配向処理が施
された膜である請求項２１記載の液晶素子。
【請求項２３】少なくとも一方の基板における誘電体
層が少なくとも液晶に対する配向制御層及びパッシベー
ション層より構成される積層構造である請求項１７乃至
２０のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項２４】パッシベーション層を有する基板にお
ける配向制御層が、導電性制御不純物が任意に添加され
た超微粒子を母材中に分散させてなる膜である請求項２
３記載の液晶素子。
【請求項２５】前記パッシベーション膜が、誘電率１
０以上の高誘電率誘電体の薄膜である、請求項２３又は
２４記載の液晶素子。
【請求項２６】前記パッシベーション膜が、有機絶縁
膜である請求項２５記載の液晶素子。
【請求項２７】前記パッシベーション膜が、無機絶縁
膜である請求項２５記載の液晶素子。
【請求項２８】夫々電極及び配向制御層を有し、所定
寸法のスペーサー部材を介して一定距離を隔てて対向配
置された一対の基板間に液晶層を具備してなる液晶素子
であって、少なくとも一方の基板において電極及び制御層の間にパ
ッシベーション層を有することと、前記スペーサー部材の電気伝導度が前記液晶層を構成す
る液晶材料の電気伝導度以上であることと、前記スペーサー部材の平均部材間距離をＬとし、夫々面
積（Ｌ×Ｌ）における該スペーサー部材を含む液晶層の
基板法線方向の抵抗値Ｒ_LC、配向制御層とパッシベーシ
ョン層との積層構造における基板法線方向の抵抗値
Ｒ_V3、該積層構造における基板水平方向の抵抗値Ｒ
_H3が、所定の温度において下記条件３の関係を満たすこ
とを特徴とする液晶素子。（条件３）Ｒ_LC＜Ｒ_V3であり且つＲ_H3＜Ｒ_V3
【請求項２９】前記条件３が、少なくとも０℃〜６０
℃の温度範囲で満たされる請求項２８記載の液晶素子。
【請求項３０】前記Ｒ_LC、Ｒ_V3、Ｒ_H3が、所定の温度
において下記条件３′の関係を満たす請求項２８記載の
液晶素子。（条件３′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V3であり且つＲ_H3＜Ｒ_V3
【請求項３１】前記条件３′が、少なくとも０〜６０
℃で満たされる請求項２８記載の液晶素子。
【請求項３２】少なくとも一方の基板における配向制
御層が、一軸配向処理が施された膜である請求項２８乃
至３１のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項３３】パッシベーション膜を有する基板にお
ける配向制御層が、導電性制御不純物が任意に添加され
た超微粒子を母材中に分散させてなる膜である請求項２
８乃至３１のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項３４】前記パッシベーション膜が、誘電率１
０以上の高誘電率誘電体の薄膜である、請求項２８乃至
３３のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項３５】前記パッシベーション膜が、有機絶縁
膜である請求項３４記載の液晶素子。
【請求項３６】前記パッシベーション膜が、無機絶縁
膜である請求項３４記載の液晶素子。
【請求項３７】夫々少なくとも電極及び誘電体層を有
し、所定寸法のスペーサー部材を介して一定距離を隔て
て配向配置された一対の基板間に液晶層を具備してなる
液晶素子であって、前記スペーサー部材の電気伝導度が前記液晶層を構成す
る液晶材料の電気伝導度以上であり、前記スペーサー部材の平均部材間距離をＬとし、夫々面
積（Ｌ×Ｌ）における該スペーサー部材を含む液晶層の
基板法線方向の抵抗値Ｒ_LC、一方の基板における誘電体
層の基板法線方向の抵抗値Ｒ_V1、基板水平方向の抵抗値
Ｒ_H1、他方の基板における誘電体層の基板法線方向の抵
抗値Ｒ_V2、基板水平方向の抵抗値Ｒ_H2、及び両基板にお
ける誘電体層の電気容量の合計Ｃが、所定の温度におい
て下記条件４又は５の関係を満たすことを特徴とする液
晶素子。（条件４）Ｒ_LC＜Ｒ_V1、Ｒ_H1＜Ｒ_V1、且つＣ×Ｒ_H1≦
Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）（条件５）Ｒ_LC＜Ｒ_V2、Ｒ_H2＜Ｒ_V2、且つＣ×Ｒ_H2≦
Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）
【請求項３８】前記条件４及び条件５が、少なくとも
０℃〜６０℃の温度範囲で満たされる請求項３７記載の
液晶素子。
【請求項３９】前記Ｒ_LC、Ｒ_V1、Ｒ_H1、Ｒ_V2、Ｒ_H2、
Ｃが、所定の温度において下記条件４′又は５′の関係
を満たす請求項３７記載の液晶素子。（条件４′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V1、Ｒ_H1＜Ｒ_V1、且つＣ×
Ｒ_H1≦Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）（条件５′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V2、Ｒ_H2＜Ｒ_V2、且つＣ×
Ｒ_H2≦Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）
【請求項４０】前記条件４′及び条件５′が、少なく
とも０℃〜６０℃の温度範囲で満たされる請求項３７記
載の液晶素子。
【請求項４１】少なくとも一方の基板における誘電体
層が少なくとも液晶に対する配向制御層を含む請求項３
７乃至４０のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項４２】少なくとも一方の基板における配向制
御層が、一軸配向処理が施された膜である請求項４１記
載の液晶素子。
【請求項４３】少なくとも一方の基板における誘電体
層が少なくとも液晶に対する配向制御層及びパッシベー
ション層より構成される積層構造である請求項３７乃至
４０のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項４４】パッシベーション層を有する基板にお
ける配向制御層が、導電性制御不純物が任意に添加され
た超微粒子を母材中に分散させてなる膜である請求項４
３記載の液晶素子。
【請求項４５】前記パッシベーション膜が、誘電率１
０以上の高誘電率誘電体の薄膜である、請求項４３又は
４４記載の液晶素子。
【請求項４６】前記パッシベーション膜が、有機絶縁
膜である請求項４５記載の液晶素子。
【請求項４７】前記パッシベーション膜が、無機絶縁
膜である請求項４５記載の液晶素子。
【請求項４８】夫々電極及び配向制御層を有し、所定
寸法のスペーサー部材を介して一定距離を隔てて対向配
置された一対の基板間に液晶層を具備してなる液晶素子
であって、少なくとも一方の基板において電極及び配向制御層の間
にパッシベーション層を有することと、前記スペーサー部材の電気伝導度が前記液晶層を構成す
る液晶材料の電気伝導度以上であることと、前記スペーサー部材の平均部材間距離をＬとし、夫々面
積（Ｌ×Ｌ）における該スペーサー部材を含む液晶層の
基板法線方向の抵抗値Ｒ_LC、配向制御層とパッシベーシ
ョン層との積層構造における基板法線方向の抵抗値
Ｒ_V3、基板水平方向の抵抗値Ｒ_H3、及び両基板における
配向制御層及びパッシベーション膜の電気容量の合計Ｃ
が、所定の温度において下記条件６の関係を満たすこと
を特徴とする液晶素子。（条件６）Ｒ_LC＜Ｒ_V3、Ｒ_H3＜Ｒ_V3、且つＣ×Ｒ_H3≦
Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）
【請求項４９】前記条件６が、少なくとも０℃〜６０
℃の温度範囲で満たされる請求項４８記載の液晶素子。
【請求項５０】前記Ｒ_LC、Ｒ_V3、Ｒ_H3、Ｃが、所定の
温度において下記条件６′の関係を満たす請求項４８記
載の液晶素子。（条件６′）１０×Ｒ_LC＜Ｒ_V3、Ｒ_H3＜Ｒ_V3、且つＣ×
Ｒ_H3≦Ｔ、Ｔ＝１（ｓｅｃ）
【請求項５１】前記条件６′が、少なくとも０℃〜６
０℃以上の温度範囲で満たされる請求項４８記載の液晶
素子。
【請求項５２】少なくとも一方の基板における配向制
御層が、一軸配向処理が施された膜である請求項４８乃
至５１のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項５３】パッシベーション膜を有する基板にお
ける配向制御層が、導電性制御不純物が任意に添加され
た超微粒子を母材中に分散させてなる膜である請求項４
８乃至５１のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項５４】前記パッシベーション膜が、誘電率１
０以上の高誘電率誘電体の薄膜である、請求項４８乃至
５３のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項５５】前記パッシベーション膜が、有機絶縁
膜である請求項５４記載の液晶素子。
【請求項５６】前記パッシベーション膜が、無機絶縁
膜である請求項５４記載の液晶素子。
【請求項５７】前記スペーサー粒子の電気伝導度が１
０^-11 Ｓ／ｃｍ以上である請求項１乃至５６のいずれか
に記載の液晶素子。
【請求項５８】前記スペーサー粒子が、母体となる粒
子に、ＴｉＯ_ｘ（ｘ：１〜５）、ＳｂＯ_x （ｘ：１〜
５）、又はＳｎＯ_x （ｘ：１〜５）をコート或はドープ
したものである請求項１乃至５６のいずれかに記載の液
晶素子。
【請求項５９】前記液晶層がネマチック液晶からなる
請求項１乃至５８のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項６０】前記液晶層がカイラルスメクチック液
晶からなる請求項１乃至５８のいずれかに記載の液晶素
子。
【請求項６１】前記液晶層が強誘電性を示す液晶から
なる請求項６０記載の液晶素子。
【請求項６２】前記液晶層が反強誘電性を示す液晶か
らなる請求項６０記載の液晶素子。
【請求項６３】請求項１乃至６２のいずれかに記載の
液晶素子、及び該液晶素子の駆動手段を有する液晶装
置。
【請求項６４】請求項３７〜６２のいずれかに記載の
液晶素子、及び該素子を線順次及び点順次駆動してなる
液晶表示装置であって、１画面形成時間（１フレーム時
間）Ｔ_F に対しＴ≦Ｔ_F である液晶装置。