(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動電圧を低減することができ、かつ高い透過率を得ることができる横電界方式液晶表示素子を提供する。【解決手段】第１基材上に形成された線状電極、および線状電極を覆うように形成された第１配向膜を有する液晶駆動側基板と、第２基材上に形成された第２配向膜を有する対向基板と、液晶駆動側基板および対向基板の間に形成され、ネマチック液晶組成物を含む液晶層とを有する横電界方式液晶表示素子であって、ネマチック液晶組成物が、一般式（１）で表されるキラル化合物を含有する。2014109631.tif 000018（（１）において、Ｒ1は、非キラルな基であり、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数３〜１１の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。Ｒ2は、キラルな基である。Ａ1〜Ａ4は、それぞれ独立して１，４−シクロヘキシレン基、置換基を有していてもよい１，４−フェニレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、またはピリミジン−２，５−ジイル基である。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基材、前記第１基材上に形成された線状電極、および前記第１基材上に前記線状電極を覆うように形成された第１配向膜を有する液晶駆動側基板と、
第２基材、および前記第２基材上に形成された第２配向膜を有する対向基板と、
前記液晶駆動側基板および前記対向基板の間に形成され、ネマチック液晶組成物を含む液晶層と
を有する横電界方式液晶表示素子であって、
前記ネマチック液晶組成物が、下記一般式（１）で表されるキラル化合物を含有することを特徴とする横電界方式液晶表示素子。
【化１】
2014109631.tif 000016
（上記式（１）において、Ｒ1は、非キラルな基であり、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数３〜１１の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
Ｒ2は、キラルな基であり、下記一般式（２）で表される基である。
−Ｏ−Ｃ＊Ｈ（ＣＨ3）−ＣＯＯ−Ｒ3        （２）
（上記式（２）において、Ｒ3は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜８の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
＊印はキラル中心を示す。）
Ａ1〜Ａ4は、それぞれ独立して１，４−シクロヘキシレン基、置換基を有していてもよい１，４−フェニレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、またはピリミジン−２，５−ジイル基である。但し、Ａ1〜Ａ4のうち１つが下記式（３）で表される基である。
【化２】
2014109631.tif 000017
Ｘ1〜Ｘ3は、それぞれ独立して単結合またはエステル結合である。
ｍ、ｎはそれぞれ独立して０または１であるが、ｍ≦ｎである。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、横電界方式液晶表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、これまで様々な駆動方式のものが開発され実用化されているが、近年、広視野角を実現できるといった特徴から、横電界方式液晶表示素子が注目されている。一方で、横電界方式液晶表示素子は、電圧の印加により基板に対して横方向に電界が発生し、液晶分子が基板面に対して平行に回転することにより駆動するものであり、ＴＮ方式やＶＡ方式等の他の方式の液晶表示素子に比べて駆動電圧が大きく、透過率が低いという欠点を有している。
【０００３】
近年、液晶表示素子は薄型で低消費電力等といった特徴から、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の小型の携帯端末に有効に用いられている。小型の携帯端末に用いられる液晶表示素子としては、ＩＣの耐電圧が低いという理由から低電圧駆動が可能であることが求められている。
また、一般的に、液晶表示素子の消費電力は電圧の二乗に比例するため、消費電力の削減を目的として駆動電圧の低減が求められている。
そのため、横電界方式液晶表示素子を小型の携帯端末に用いる際には、駆動電圧を低減させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、一般的に液晶表示素子においては、駆動電圧を低減させると透過率が低下してしまう。特に、横電界方式液晶表示素子においては透過率の低下が顕著である。
【０００５】
横電界方式液晶表示素子における透過率向上の手段としては、例えば、電極のパターン、セルギャップ、液晶の弾性力、液晶および配向膜の種類等を調整する方法が提案されている。例えば特許文献１には、ＩＰＳモード液晶表示素子において、カイラル剤を含有する液晶層を介して対向する２枚の基板のうち、一方の基板側の配向膜を水平配向膜とし、他方の基板側の配向膜を垂直配向膜とすることにより、低い駆動電圧で透過率を向上させる手段が開示されている。また、特許文献２には、櫛歯電極上のセルギャップを櫛歯電極間のセルギャップよりも大きくすることにより、透過率を向上させる手段が開示されている。
なお、特許文献１に記載されたＩＰＳモード液晶表示素子では、一方の配向膜が水平配向膜、他方の配向膜が垂直配向膜であり、電界無印加時に液晶分子はＴＮ方式のように配向しているが、一般的なＩＰＳモード液晶表示素子においては両方の配向膜が水平配向膜である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２６７１０４号公報
【特許文献２】特開２０１０−８６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明者らは、両方の配向膜が水平配向膜であり、一般的な構成を有する横電界方式液晶表示素子において透過率を向上させる方法について種々検討を行った結果、ネマチック液晶組成物にキラル化合物を添加した場合には、キラル化合物を添加しない場合に比べて透過率が向上することを知見した。
そして、本発明者らが検討を重ねたところ、ネマチック液晶組成物にキラル化合物を添加することにより電圧−透過光量特性が変化し、添加するキラル化合物の種類によって電圧−透過光量特性の変化が相違することが判明した。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、キラル化合物が添加されたネマチック液晶組成物を用いた横電界方式液晶表示素子において、駆動電圧を低減することができ、かつ高い透過率を得ることができる横電界方式液晶表示素子を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、第１基材、上記第１基材上に形成された線状電極、および上記第１基材上に上記線状電極を覆うように形成された第１配向膜を有する液晶駆動側基板と、第２基材、および上記第２基材上に形成された第２配向膜を有する対向基板と、上記液晶駆動側基板および上記対向基板の間に形成され、ネマチック液晶組成物を含む液晶層とを有する横電界方式液晶表示素子であって、上記ネマチック液晶組成物が、下記一般式（１）で表されるキラル化合物を含有することを特徴とする横電界方式液晶表示素子を提供する。
なお、以下、横電界方式液晶表示素子を単に液晶表示素子と称する場合がある。
【００１０】
【化１】
2014109631.tif 000002
【００１１】
（上記式（１）において、Ｒ1は、非キラルな基であり、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数３〜１１の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
Ｒ2は、キラルな基であり、下記一般式（２）で表される基である。
−Ｏ−Ｃ＊Ｈ（ＣＨ3）−ＣＯＯ−Ｒ3        （２）
（上記式（２）において、Ｒ3は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜８の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
＊印はキラル中心を示す。）
Ａ1〜Ａ4は、それぞれ独立して１，４−シクロヘキシレン基、置換基を有していてもよい１，４−フェニレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、またはピリミジン−２，５−ジイル基である。但し、Ａ1〜Ａ4のうち１つが下記式（３）で表される基である。
【００１２】
【化２】
2014109631.tif 000003
【００１３】
Ｘ1〜Ｘ3は、それぞれ独立して単結合またはエステル結合である。
ｍ、ｎはそれぞれ独立して０または１であるが、ｍ≦ｎである。）
【００１４】
本発明においては、ネマチック液晶組成物に上記式（１）で表されるキラル化合物が含有されていることにより、電圧−透過光量特性が急峻になる傾向があるため、横電界方式液晶表示素子の駆動電圧を低減させることができるとともに、高い透過率を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の横電界方式液晶表示素子においては、ネマチック液晶組成物に上記式（１）で表されるキラル化合物を添加することにより、駆動電圧を低減させることができ、かつ高い透過率を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の横電界方式液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の横電界方式液晶表示素子の他の例を示す概略断面図である。
【図３】実施例１における電圧−透過光量特性を示すグラフである。
【図４】実施例２における電圧−透過光量特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の横電界方式液晶表示素子について詳細に説明する。
【００１８】
本発明の横電界方式液晶表示素子は、第１基材、上記第１基材上に形成された線状電極、および上記第１基材上に上記線状電極を覆うように形成された第１配向膜を有する液晶駆動側基板と、第２基材、および上記第２基材上に形成された第２配向膜を有する対向基板と、上記液晶駆動側基板および上記対向基板の間に形成され、ネマチック液晶組成物を含む液晶層とを有する横電界方式液晶表示素子であって、上記ネマチック液晶組成物が、下記一般式（１）で表されるキラル化合物を含有することを特徴とするものである。
【００１９】
【化３】
2014109631.tif 000004
【００２０】
（上記式（１）において、Ｒ1は、非キラルな基であり、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数３〜１１の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
Ｒ2は、キラルな基であり、下記一般式（２）で表される基である。
−Ｏ−Ｃ＊Ｈ（ＣＨ3）−ＣＯＯ−Ｒ3        （２）
（上記式（２）において、Ｒ3は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜８の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
＊印はキラル中心を示す。）
Ａ1〜Ａ4は、それぞれ独立して１，４−シクロヘキシレン基、置換基を有していてもよい１，４−フェニレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、またはピリミジン−２，５−ジイル基である。但し、Ａ1〜Ａ4のうち１つが下記式（３）で表される基である。
【００２１】
【化４】
2014109631.tif 000005
【００２２】
Ｘ1〜Ｘ3は、それぞれ独立して単結合またはエステル結合である。
ｍ、ｎはそれぞれ独立して０または１であるが、ｍ≦ｎである。）
【００２３】
本発明の横電界方式液晶表示素子としては、例えば、ＩＰＳモード液晶表示素子、ＦＦＳモード液晶表示素子が挙げられる。
以下、ＩＰＳモード液晶表示素子、およびＦＦＳモード液晶表示素子について図を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、本発明の横電界方式液晶表示素子の一例を示す概略断面図であり、ＩＰＳモード液晶表示素子の例である。図１に例示する横電界方式液晶表示素子１は、第１基材２上に、櫛歯状に配置された複数の線状電極３および第１配向膜４が形成された液晶駆動側基板１０と、第２基材１１上に第２配向膜１２が形成された対向基板２０と、液晶駆動側基板１０および対向基板２０の間に挟持され、ネマチック液晶組成物を含む液晶層３０とを有している。液晶駆動側基板１０の第１配向膜４と対向基板２０の第２配向膜１２とは、いずれもいわゆる水平配向膜であり、ラビング方向等の一軸配向処理方向が略平行になるように配置されている。この横電界方式液晶表示素子１においては、線状電極３に電圧が印加されると、電気力線Ｅで示すように線状電極３間で電界が発生する。
【００２５】
図２は、本発明の横電界方式液晶表示素子の他の例を示す概略断面図であり、ＦＦＳモード液晶表示素子の例である。図２に例示する横電界方式液晶表示素子１は、第１基材２と、第１基材２上に形成された全面電極３ａと、全面電極３ａ上に形成された絶縁層５と、絶縁層５上に形成され、櫛歯状に配置された複数の線状電極３ｂと、絶縁層５上に線状電極３ｂを覆うように形成された第１配向膜４とを有する液晶駆動側基板１０、および第２基材１１と、第２基材１１上に形成された第２配向膜１２とを有する対向基板２０を有し、さらに液晶駆動側基板１０と対向基板２０との間に挟持され、ネマチック液晶組成物を含む液晶層３０を有している。液晶駆動側基板１０の第１配向膜４と対向基板２０の第２配向膜１２とは、いずれも水平配向膜であり、一軸配向処理方向が略平行になるように配置されている。この横電界方式液晶表示素子１においては、全面電極３ａおよび線状電極３ｂに電圧が印加されると、電気力線Ｅで示すように全面電極３ａおよび線状電極３ｂ間で電界が発生する。
【００２６】
このような横電界方式液晶表示素子において、本発明においてはキラル化合物がネマチック液晶組成物に添加されていることにより、透過率を向上させることができる。キラル化合物の添加により透過率が高くなる理由は明らかではないが、キラル化合物を添加することにより電界印加時に液晶分子が回転しやすくなり、その結果、透過率が向上するものと考えられる。
【００２７】
また、本発明者らは種々のキラル化合物について検討を行った結果、上記式（１）で表されるキラル化合物を用いた場合には、電圧−透過光量特性が急峻となり、駆動電圧が比較的低くとも高い透過率が得られる傾向があることを知見した。この理由は明らかではないが、上述のように、キラル化合物を添加することにより電界印加時に液晶分子は回転しやすくなると考えられる。また、上記式（１）で表されるキラル化合物が、コア部に上記式（３）で表される基を１つ有しており、上記式（３）で表される基においてはベンゼン環の隣り合う炭素原子にそれぞれフッ素原子が置換していることから、コア部の対称性が低くなるため、上記式（１）で表されるキラル化合物と他の化合物との間で相互作用が働きにくくなり、電界印加時に上記式（１）で表されるキラル化合物が動作しやすくなると考えられる。そのため、上記式（１）で表されるキラル化合物が添加されていることにより、低電圧で駆動しやすくなると推量される。
【００２８】
したがって本発明においては、ネマチック液晶組成物に上記式（１）で表されるキラル化合物が添加されていることにより、横電界方式液晶表示素子において駆動電圧を低減させて透過率を向上させることが可能である。
【００２９】
なお、上記式（１）で表されるキラル化合物は、その構造からカイラルピッチが比較的長いため、ネマチック液晶組成物に添加されたとしてもカイラルネマチック相が発現しにくく、横電界方式液晶表示素子にネマチック液晶組成物を封入した際に無電界状態ではネマチック液晶組成物がらせん構造を形成することがない。したがって、上記キラル化合物を含有するネマチック液晶組成物は横電界方式液晶表示素子に適用可能である。
一方、ＴＮ方式等の液晶表素子に用いられるネマチック液晶組成物において、一般的にネマチック液晶組成物に添加されるキラル化合物はカイラルピッチが短いため、ネマチック液晶組成物に少量添加した場合でもカイラルネマチック相が発現しやすく、横電界方式液晶表示素子にネマチック液晶組成物を封入した際に無電界時にネマチック液晶組成物がらせん構造を形成してしまう。この場合、横電界では駆動できなくなる。したがって、そのようなネマチック液晶組成物は横電界方式液晶表示素子に不向きである。
【００３０】
以下、本発明の液晶表示素子に用いられるネマチック液晶組成物、および各構成について説明する。
【００３１】
１．ネマチック液晶組成物
本発明に用いられるネマチック液晶組成物は、上記式（１）で表されるキラル化合物を含有するものである。
以下、本発明に用いられるネマチック液晶組成物に含まれる各成分について説明する。
【００３２】
（ａ）上記式（１）で表されるキラル化合物
本発明に用いられる上記式（１）で表される化合物は、末端鎖部Ｒ1および末端鎖部Ｒ2が、コア部Ａ1−Ｘ1−Ａ2−Ｘ2−（Ａ3−Ｘ3）ｍ−（Ａ4）ｎに連結された構造となっている。
以下、末端鎖部およびコア部に分けて説明する。
【００３３】
（ｉ）末端鎖部Ｒ1
上記式（１）において、Ｒ1は非キラルな基であり、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数３〜１１の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
アルキル基は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、ハロゲン原子で置換されていなくてもよいが、中でも、ハロゲン原子で置換されていないことが好ましい。アルキル基がハロゲン原子で置換されている場合、ハロゲン原子はフッ素原子であることが好ましい。
アルキル基は、直鎖状または分岐状である。
アルキル基は、飽和であっても不飽和であってもよいが、中でも飽和であることが好ましい。環状の不飽和アルカン以外の不飽和アルカンにおいては、不飽和アルカンは飽和アルカンに比べて反応性が高く、長期の保存・駆動や温度変化により材質が変化し、横電界方式液晶表示素子の表示品質が劣化するおそれがあるからである。
【００３４】
（ｉｉ）末端鎖部Ｒ2
上記式（１）において、Ｒ2は、１個以上のキラル中心をもつキラルな基であり、上記式（２）で表される基である。
【００３５】
上記式（２）において、Ｒ3は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜８の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
炭素数は１〜８であればよいが、中でも１〜６が好ましく、２〜４がさらに好ましい。
アルキル基は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、ハロゲン原子で置換されていなくてもよいが、中でも、ハロゲン原子で置換されていないことが好ましい。アルキル基がハロゲン原子で置換されている場合、ハロゲン原子はフッ素原子であることが好ましい。
アルキル基は、直鎖状、分岐状または環状である。
【００３６】
上記式（１）におけるＲ2の具体例としては、以下に示す基を挙げることができる。
【００３７】
【化５】
2014109631.tif 000006
【００３８】
（ｉｉｉ）コア部Ａ1−Ｘ1−Ａ2−Ｘ2−（Ａ3−Ｘ3）ｍ−（Ａ4）ｎ
上記式（１）において、Ａ1〜Ａ4は、それぞれ独立して１，４−シクロヘキシレン基、置換基を有していてもよい１，４−フェニレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、またはピリミジン−２，５−ジイル基である。但し、Ａ1〜Ａ4のうち１つが下記式（３）で表される基である。
【００３９】
【化６】
2014109631.tif 000007
【００４０】
Ａ1〜Ａ4のうち１つは上記式（３）で表される基である。上記式（３）で表される基は、置換基として２個のフッ素原子を有する１，４−フェニレン基であり、１，４−フェニレン基の隣り合う炭素原子にそれぞれフッ素原子が置換し、１，４−フェニレン基が対称的に置換されている。コア部がこのような基を含む場合には、横電界方式液晶表示素子において透過率が高くなる傾向にある。なお、上記式（３）で表される基は、２個のフッ素原子以外の置換基を有さない。また、上記式（１）において、上記式（３）で表される基の数は１つである。
【００４１】
Ａ1〜Ａ4のうち、１つが上記式（３）で表される基であり、残りの少なくともいずれかが１，４−フェニレン基である場合には、１，４−フェニレン基は置換基を有していてもよく、置換基としては−ＣＨ3、フッ素原子または塩素原子が挙げられる。
１，４−フェニレン基が置換基を有する場合には、１個の１，４−フェニレン基は１〜４個の置換基を有することができるが、中でも１個の置換基を有することが好ましい。
１，４−フェニレン基が１個の置換基を有する場合、上記１個の置換基は−ＣＨ3、フッ素原子または塩素原子であることが好ましく、中でも−ＣＨ3またはフッ素原子であることが好ましい。
【００４２】
また、上記式（１）で表されるキラル化合物において、Ａ1〜Ａ4のうち、１つが上記式（３）で表される基であり、残りの少なくともいずれかが１，４−フェニレン基である場合、すなわち、Ａ1〜Ａ4のうち２つ以上が１，４−フェニレン基である場合、合計で２個または３個の置換基を有することが好ましい。
置換基の合計数が３個の場合には、ネマチック液晶組成物の結晶化が抑制され、横電界方式液晶表示素子において透過率が高くなり応答速度が速くなる傾向にある。この場合、置換基の位置としては、２つ以上の１，４−フェニレン基において各置換基が近くに位置する炭素原子に結合していることが好ましい。中でも、置換基として２個のフッ素原子を有する上記式（３）で表される基に隣接する１，４−フェニレン基が１個の置換基を有することがより好ましい。このように各置換基同士が近くに位置することにより、分子配列の規則性を緩和することができ、結晶化を抑制することができるからである。
【００４３】
ｍおよびｎが０であり、Ａ1およびＡ2のうち、一方が上記式（３）で表される基であり、他方が１，４−フェニレン基である場合には、他方の１，４−フェニレン基が置換基を有さないことが好ましい。
また、ｍが０、ｎが１であり、Ａ1、Ａ2およびＡ4のうち、いずれか１つが上記式（３）で表される基であり、残りの２つが１，４−フェニレン基である場合には、真ん中に位置するＡ2が置換基を有する１，４−フェニレン基であることが好ましく、上記式（３）で表される基であることがより好ましい。さらにｍおよびｎが１であり、Ａ1〜Ａ4のうち、いずれか１つが上記式（３）で表される基であり、残りの３つが１，４−フェニレン基である場合には、真ん中に位置するＡ2またはＡ3のうちいずれか一方が置換基を有する１，４−フェニレン基であることが好ましく、上記式（３）で表される基であることがより好ましい。上記キラル化合物の添加によりネマチック液晶組成物が結晶化しやすくなるのを抑制することができる。
【００４４】
上記式（１）において、連結基Ｘ1〜Ｘ3は、それぞれ独立して単結合またはエステル結合である。
【００４５】
上記式（１）におけるキラル化合物のコア部Ａ１−Ｘ１−Ａ２−Ｘ２−（Ａ３−Ｘ３）ｍ−（Ａ４）ｎの具体例としては、以下に示すコア部を挙げることができる。ここで、下記式においてＲ1およびＲ2は上述した末端鎖部Ｒ1およびＲ2と同様である。
【００４６】
【化７】
2014109631.tif 000008
【００４７】
（ｉｖ）上記式（１）で表されるキラル化合物
上記式（１）で表されるキラル化合物の具体例としては、下記表１〜表２に示すキラル化合物を挙げることができる。なお、表中、右旋性を＋、左旋性を−で示す。
【００４８】
【表１】
2014109631.tif 000009
【００４９】
【表２】
2014109631.tif 000010
【００５０】
また、上記式（１）で表されるキラル化合物の具体例としては、下記に示すキラル化合物を挙げることができる。
【００５１】
【化８】
2014109631.tif 000011
【００５２】
上記式（１）で表されるキラル化合物は、公知の合成方法により合成することができ、例えば、国際公開第２０１０／０３１４３１号パンフレットに記載の方法により合成することができる。
【００５３】
上述した末端鎖部およびコア部を有する上記式（１）で表されるキラル化合物としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５４】
上記キラル化合物は、液晶性を有するものであってもよく、液晶性を有さないものであってもよい。また、キラル化合物が液晶性を有する場合、スメクチック性を有するものであってもよく、スメクチック性を有さないものであってもよい。
【００５５】
上記キラル化合物は、全体として旋光性を示すものであってもよく、あるいは旋光性を示さないラセミ体であってもよい。中でも、上記キラル化合物が全体として旋光性を示すものであることが好ましい。上記キラル化合物が全体として旋光性を示すものであることにより透過率を向上させることができるからである。これは、全体として旋光性を示す上記キラル化合物を添加することにより線状電極の近傍に位置する液晶分子が回転しやすくなるからと考えられる。
【００５６】
なお、ここで「上記式（１）で表されるキラル化合物全体として旋光性を示す」とは、１種の上記キラル化合物のみが添加されている場合には、当該キラル化合物が旋光性を示すことをいい、２種以上の上記キラル化合物が添加されている場合には、ネマチック液晶組成物に含有される上記キラル化合物からなる混合物が旋光性を示すことをいう。例えば、２種以上のキラル化合物が含有される場合であって、旋光性が逆方向のキラル化合物、すなわち右旋性を示すキラル化合物および左旋性を示すキラル化合物が含有される場合には、２種以上のキラル化合物からなる混合物が旋光性を示せばよい。
【００５７】
また、キラル化合物が全体として旋光性を示す場合、上記キラル化合物全体の旋光性は、横電界方式液晶表示素子において、電界無印加時にネマチック液晶組成物がらせん構造を形成しない程度とする。電界無印加時にネマチック液晶組成物がらせん構造を形成すると、横電界では駆動できなくなる。そのため、キラル化合物全体の旋光性は、比較的弱いことが好ましい。
【００５８】
また、上述の理由から、キラル化合物全体のカイラルピッチは比較的長いことが好ましく、長いほどより好ましい。カイラルピッチが長ければ、キラル化合物の含有量をある程度許容することができ、ネマチック液晶組成物の調製に有利である。
【００５９】
本発明に用いられるネマチック液晶組成物中の上記キラル化合物の含有量としては、駆動電圧を低減し、所望の透過率が得られる程度であれば特に限定されるものではない。具体的には、キラル化合物の含有量はネマチック液晶組成物中で１質量％〜１０質量％の範囲内であることが好ましい。なお、上記キラル化合物の含有量は、キラル化合物を１種単独で用いる場合にはそのキラル化合物の含有量を指し、キラル化合物を２種以上用いる場合にはキラル化合物の合計含有量を指す。キラル化合物の含有量が上記範囲よりも少ないと、駆動電圧の低減および透過率向上の効果が十分に得られない場合があり、一方、キラル化合物の含有量が上記範囲よりも多いと、カイラルネマチック相が発現しやすくなり、横電界では駆動できなくなる場合がある。
【００６０】
（ｂ）他の成分
本発明に用いられるネマチック液晶組成物は、上記式（１）で表されるキラル化合物の他に、ネマチック相を示す成分を含有する。ネマチック相を示す成分としては、ネマチック液晶組成物に一般的に用いられるものを使用することができ、特に限定されるものではない。
【００６１】
（ｃ）ネマチック液晶組成物
本発明に用いられるネマチック液晶組成物はネマチック相を示すものであればよく、その特性や相系列等は特に限定されるものではない。
【００６２】
２．液晶層
本発明に用いられる液晶層は、上述したネマチック液晶組成物を含み、液晶駆動側基板および対向基板の間に形成されるものである。
【００６３】
液晶層の厚みとしては、横電界方式の駆動が可能な厚みであれば特に限定されないが、応答速度向上、低駆動電圧のためには比較的薄いことが好ましい。具体的には、液晶層の厚みは１．５μｍ〜５．０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００６４】
３．液晶駆動側基板
本発明に用いられる液晶駆動側基板は、第１基材と、第１基材上に形成された線状電極と、第１基材上に線状電極を覆うように形成された第１配向膜とを有するものである。液晶駆動側基板の構成はＩＰＳモードおよびＦＦＳモードに応じて適宜選択されるものであり、横電界方式液晶表示素子に一般的に使用されるものを適用することができる。
以下、液晶駆動側基板の各構成について説明する。
【００６５】
（ａ）線状電極
本発明に用いられる線状電極は、一般的に横電界方式液晶表示素子に用いることが可能な形状であれば特に限定されるものではなく、公知の形状にすることができる。
線状電極の材料および膜厚としては、公知の材料および膜厚を適用することができる。
【００６６】
（ｂ）第１配向膜
本発明に用いられる第１配向膜としては、例えばラビング膜等の水平配向膜が挙げられる。
第１配向膜の材料、形成方法および膜厚としては、公知の材料、形成方法および膜厚を適用することができる。
【００６７】
（ｃ）第１基材
本発明に用いられる第１基材は、上記の線状電極および第１配向膜を支持するものである。第１基材は、一般に横電界方式液晶表示素子の基材として用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス板、プラスチック板等が挙げられる。
【００６８】
４．対向基板
本発明に用いられる対向基板は、第２基材、および上記第２基材上に形成された第２配向膜を有し、上記液晶駆動側基板と対向するものである。対向基板の構成はＩＰＳモードおよびＦＦＳモードに応じて適宜選択されるものであり、横電界方式液晶表示素子に一般的に使用されるものを適用することができる。
第２基材および第２配向膜は、上記液晶駆動側基板の第１基材および第１配向膜とそれぞれ同様とすることができる。
本発明の横電界方式液晶表示素子において、液晶駆動側基板の第１配向膜と対向基板の第２配向膜とは、ラビング方向等の一軸配向処理方向が略平行になるように配置される。
【００６９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７０】
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００７１】
［実施例１］
（ネマチック液晶組成物）
下記に示すキラル化合物ａ〜ｆおよびメルク社製のネマチック液晶ＭＬＣ-３０１８を用いてネマチック液晶組成物を準備した。なお、ネマチック液晶の含有量は９８．５質量％、キラル化合物の添加量は１．５質量％とした。
【００７２】
【化９】
2014109631.tif 000012
【００７３】
（ＩＰＳモード液晶表示素子の作製）
まず、ＩＴＯ膜が平行な直線状にパターニングされたガラス基板上に、Φ５．０μｍの円状で、高さ３．０μｍの樹脂スペーサを０．１ｍｍピッチで形成した。次いで、その上にラビング配向膜材料（ＳＥ６１０：日産化学工業株式会社）を回転数１５００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした。その後、オーブンで１８０℃、３０分間乾燥後、線状電極の伸長方向に対する配向処理方向の角度が−５°になるようにラビング処理を行った。
また、他のガラス基板上に、ラビング配向膜材料（ＳＥ６１０：日産化学工業株式会社）を回転数１５００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした。その後、オーブンで１８０℃、３０分間乾燥後、ラビング処理を行った。
次に、基板上に四角い枠状にシール材を塗布した。その基板上に、上述のネマチック液晶組成物を塗布し、二つの基板を互いのラビング処理の方向が平行になるように組み立て圧着を行った。液晶層の厚みは３．０μｍであった。
【００７４】
（評価）
液晶表示素子の透過光量は、光電子倍増管（フォトマル）をオリンパス社の偏光顕微鏡ＢＸ５１に設置し、光の強度を電圧値に変換し、その値を透過光量値（a.u.）として測定した。偏光顕微鏡における２枚の偏光板をクロスニコルの状態に設定し、ネマチック液晶組成物が充填された液晶セルを透過光量が一番少なくなる位置まで回転させた。その状態で矩形波の電圧(±８Ｖ)をかけ、そのときの透過光量を測定した。図３に電圧−透過光量特性のグラフを示す。
【００７５】
また、低電圧である５Ｖ印加時の透過光量について、キラル化合物添加による透過光量の増加率を、下記式（４）により算出した。
透過光量の増加率（％）＝｛透過光量（キラル化合物あり）／透過光量（キラル化合物なし）−１｝×１００      （４）
透過光量の増加率が１０％以上である場合を、透過光量向上の効果が得られたと判定した。
これらの評価結果を表３に示す。
【００７６】
【表３】
2014109631.tif 000013
【００７７】
上記表３、および図３に示すように、キラル部位に乳酸エステルを有し、コア部に２つのフッ素原子が置換した１，４−フェニレン基を有するキラル化合物ａ〜ｃを用いたＮｏ．２〜４では、いずれの場合においてもキラル化合物を添加していないＮｏ．１に比べて電圧５Ｖ印加時における透過光量が高くなった。一方、キラル化合物ｄ〜ｆを用いたＮｏ．５〜７では、キラル化合物を添加していないＮｏ．１および本発明のキラル化合物を添加したＮｏ．２〜４に比べて電圧５Ｖ印加時における透過光量が低くなり、透過光量の増加率もＮｏ．２〜４に比べて低くなった。以上のように、横電界方式液晶表示素子において、本発明のように特定のキラル化合物を用いた場合には、駆動電圧を低減することができ、かつ高い透過率を得ることができることが確認された。
【００７８】
［実施例２］
（ネマチック液晶組成物）
下記に示すキラル化合物ｇ、ｈおよびメルク社製のネマチック液晶ＭＬＣ-３０１８を用いてネマチック液晶組成物を準備した。なお、ネマチック液晶の含有量は、キラル化合物の添加量が２．５質量％のときに９７．５質量％とし、キラル化合物の添加量が３．０質量％のときに９７質量％とした。
【００７９】
【化１０】
2014109631.tif 000014
【００８０】
（ＩＰＳモード液晶表示素子の作製）
線状電極の伸長方向に対する配向処理方向の角度が＋１０°または−１０°になるようにラビング処理を行ったこと以外は、実施例１と同様にしてＩＰＳモード液晶表示素子を作製した。
【００８１】
（評価）
実施例１と同様に透過光量を測定し、キラル化合物添加による透過光量の増加率を算出して評価した。
結果を表４に示す。また、図４に電圧−透過光量特性のグラフを示す。
【００８２】
【表４】
2014109631.tif 000015
【００８３】
上記表４、および図４に示すように、キラル部位に乳酸エステルを有し、コア部に２つのフッ素原子が置換した１，４−フェニレン基を有するキラル化合物ｇおよびｈを用いたＮｏ．９〜１１では、いずれの場合においてもキラル化合物を添加していないＮｏ．８に比べて電圧５Ｖ印加時における透過光量が高くなった。また、Ｎｏ．９〜１１に示すように、キラル化合物の添加量を増やした場合であってもコステリックにならなかった。これは、キラル化合物ｇおよびｈのカイラルピッチが長いからだと考えられる。以上のように、横電界方式液晶表示素子において、本発明のような特定のキラル化合物を用いた場合には、駆動電圧を低減することができ、かつ高い透過率を得ることができることが確認された。
【符号の説明】
【００８４】
１  …  横電界方式液晶表示素子
２  …  第１基材
３、３ｂ  …  線状電極
３ａ  …  全面電極
４  …  第１配向膜
１０  …  液晶駆動側基板
１１  …  第２基材
１２  …  第２配向膜
２０  …  対向基板
３０  …  液晶層
【図１】
2014109631.tif 000019
【図２】
2014109631.tif 000020
【図３】
2014109631.tif 000021
【図４】
2014109631.tif 000022