(57)【要約】【課題】本発明は、透過率が高く、視野角特性に優れ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。【解決手段】本発明は、屈曲して形成された線状電極を有する液晶駆動側基板と、上記液晶駆動側基板に対向する対向基板と、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、キラル化合物を含有するネマチック液晶組成物を含む液晶層とを有し、上記線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子であって、各画素が、上記線状電極の屈曲部を境に、電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域と液晶分子が上記第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域とを有し、上記第１領域の面積が上記第２領域の面積よりも大きいことを特徴とする横電界方式液晶表示素子を提供する。【選択図】図４
2014066761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基材、前記第１基材上に屈曲して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、キラル化合物を含有するネマチック液晶組成物を含む液晶層と
を有し、前記線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子であって、
各画素が、前記線状電極の屈曲部を境に、電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域と液晶分子が前記第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域とを有し、
前記第１領域の面積が前記第２領域の面積よりも大きいことを特徴とする横電界方式液晶表示素子。
【請求項２】
透明基板と、前記透明基板上に形成され、屈曲した形状を有する開口部を備える遮光部と、前記透明基板上の前記開口部に形成された着色層とを有し、線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子に用いられる横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタであって、
前記横電界方式液晶表示素子の各画素に対応する前記各開口部が、前記開口部の屈曲部を境に、前記横電界方式液晶表示素子への電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域に対応する第１開口領域と液晶分子が前記第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域に対応する第２開口領域とを有し、
前記第１開口領域の面積が前記第２開口領域の面積よりも大きいことを特徴とする横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する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】
横電界方式液晶表示素子は、広視野角を実現できることから注目されている。近年では、さらなる視野角特性の向上を目的として、配向分割技術であるマルチドメイン駆動を組み合わせる検討がなされている。マルチドメイン駆動を行う横電界方式液晶表示素子においては、同一画素内に液晶分子の配向状態が異なる２つ以上の領域が存在するため、斜め方向から観察したときの白表示時または中間調表示時の色味の変化を改善することができる。
【０００３】
マルチドメイン駆動の手段としては、例えば、櫛歯電極を「く」の字状に形成し、櫛歯電極間に発生する電界の方向を異ならせることで、同一画素内に液晶分子の配向状態が異なる２つ以上の領域を形成する方法が知られている。
【０００４】
一方、横電界方式液晶表示素子は、透過率が低いという課題を有している。横電界方式液晶表示素子においては、例えば、一方の基板に櫛歯電極を設け、隣接する櫛歯電極間で電界を発生させるため、櫛歯電極上では電界の横方向の成分が小さく、液晶分子が回転しにくい。そのため、透過率が低下するのである。
【０００５】
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、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。また特許文献２には、ＩＰＳモード液晶表示素子において、カイラル剤が添加された液晶を用い、一方の配向膜を水平配向膜とし、他方の配向膜を垂直配向膜とすることにより、駆動電圧を低減し、かつ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２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２０１０−８６６２号公報
【特許文献２】特開２０００−２６７１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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手法について種々検討を行った結果、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ることにより透過率が向上することを知見した。
【０００８】
しかしながら、本発明者らが検討を重ねたところ、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マルチドメイン駆動を行う場合には、次のような新たな課題が生じることが判明した。
すなわち、キラル化合物は旋光性を有することから、液晶分子の回旋方向には優位な方向が存在する。そのため、同一画素内の液晶分子の配向状態が異なる２つ以上の領域では、電界印加時の液晶分子の回転しやすさに相違が生じ、透過率が異なってしまう。各領域で透過率が異なると、マルチドメイン駆動は視野角依存性を補償する技術であるにもかかわらず、横電界方式液晶表示素子を斜め方向から観察した場合に色味が変化してしまう。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、透過率が高く、視野角特性に優れ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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、第１基材、上記第１基材上に屈曲して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、キラル化合物を含有するネマチック液晶組成物を含む液晶層とを有し、上記線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子であって、各画素が、上記線状電極の屈曲部を境に、電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域と液晶分子が上記第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域とを有し、上記第１領域の面積が上記第２領域の面積よりも大きいことを特徴とする横電界方式液晶表示素子を提供する。
【００１１】
本発明においては、キラル化合物を含有するネマチック液晶組成物を用いることにより、透過率を向上させることが可能である。また本発明においては、第１領域の面積が第２領域の面積よりも大きいことにより、第１領域および第２領域の透過率を均一にすることができ、視野角特性をさらに向上させることが可能である。
【００１２】
また本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、屈曲した形状を有する開口部を備える遮光部と、上記透明基板上の上記開口部に形成された着色層とを有し、線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子に用いられる横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタであって、上記横電界方式液晶表示素子の各画素に対応する上記各開口部が、上記開口部の屈曲部を境に、上記横電界方式液晶表示素子への電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域に対応する第１開口領域と液晶分子が上記第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域に対応する第２開口領域とを有し、上記第１開口領域の面積が上記第２開口領域の面積よりも大きいことを特徴とする横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタを提供する。
【００１３】
本発明の横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタは、第１開口領域の面積が第２開口領域の面積よりも大きいことにより、上述の第１領域および第２領域の透過率を均一にすることが可能な横電界方式液晶表示素子に好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明子においては、高透過率かつ優れた視野角特性を有する横電界方式液晶表示素子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】
【００１５】
【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】マルチドメイン駆動について説明するための模式図である。
【図４】本発明の横電界方式液晶表示素子における画素および電極の一例を示す概略平面図である。
【図５】本発明の横電界方式液晶表示素子における画素および電極の他の例を示す概略平面図である。
【図６】本発明の横電界方式液晶表示素子における第１領域および第２領域について説明するための模式図である。
【図７】本発明の横電界方式液晶表示素子における画素および電極の他の例を示す概略平面図である。
【図８】本発明の横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタの一例を示す概略平面図である。
【図９】本発明の横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタの一例を示す概略断面図であり、図８のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】本発明の横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタにおける遮光部の開口部の一例を示す概略平面図である。
【図１１】本発明の横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタにおける遮光部の開口部の他の例を示す概略平面図である。
【図１２】実施例の横電界方式液晶表示素子における画素および電極を示す概略平面図である。
【図１３】基準１および試料１−１の横電界方式液晶表示素子の電圧−透過光量特性を示すグラフである。
【図１４】基準２および試料２−１の横電界方式液晶表示素子の電圧−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】
【００１６】
以下、本発明の横電界方式液晶表示素子および横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタについて詳細に説明する。
【００１７】
Ａ．横電界方式液晶表示素子
本発明の横電界方式液晶表示素子は、第１基材、上記第１基材上に屈曲して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、キラル化合物を含有するネマチック液晶組成物を含む液晶層とを有し、上記線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子であって、各画素が、上記線状電極の屈曲部を境に、電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域と液晶分子が上記第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域とを有し、上記第１領域の面積が上記第２領域の面積よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の横電界方式液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。
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においては、液晶駆動側基板１０および対向基板２０の間に、キラル化合物が添加されたネマチック液晶組成物を含む液晶層３０が挟持されている。液晶駆動側基板１０は、第１基材２と、第１基材２上に屈曲して形成され、櫛歯状に配置された複数の線状電極３と、第１基材２上に線状電極３を覆うように形成された第１配向膜４とを有している。対向基板２０は、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Ｌで示すように線状電極３間で電界が発生する。
【００１９】
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においては、液晶駆動側基板１０および対向基板２０の間に、キラル化合物が添加されたネマチック液晶組成物を含む液晶層３０が挟持されている。液晶駆動側基板１０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上に屈曲して形成され、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２配向膜４とを有している。対向基板２０は、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１配向膜１２とは、いずれも水平配向膜であり、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Ｌ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。
【００２０】
このような横電界方式液晶表示素子において、線状電極の近傍、特に線状電極の近傍であって対向基板の近傍では電界の横成分が小さいが、本発明において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、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と推量される。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、本発明者らが検討した結果、キラル化合物を添加した場合には透過率が向上するのに対して、ラセミ体を添加した場合には透過率の向上が見られないことから、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り、その結果、透過率が向上するものと考えられる。
したがって本発明においては、ネマチック液晶組成物に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透過率を向上させることが可能である。
【００２１】
図３は、線状電極の形状によるマルチドメイン駆動について説明するための模式図である。図３において、線状電極３は「く」の字状に屈曲して形成されている。電界無印加時には、図中の破線で示すように、液晶分子３１は配向処理方向ｄに沿って配列する。そして、液晶層に電界を印加すると、電極３間に発生した電界Ｅ１、Ｅ２に沿って液晶分子３１が配列しようとするために液晶分子３１が基板面に対して略平行に回転する。このとき、配向処理方向ｄに対する線状電極３の伸長方向の角度によって線状電極３間に発生する電界Ｅ１、Ｅ２の方向が異なる。そのため、線状電極３の屈曲部ｒを境にして、線状電極３の伸長方向が配向処理方向ｄに対して＋θの角度をなす領域においては、液晶分子３１は左回りに回転し、線状電極３の伸長方向が配向処理方向ｄに対して−θの角度をなす領域においては、液晶分子３１は右回りに回転する。
このように、マルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子においては、同一画素内に液晶分子の配向状態が異なる領域が存在する。すなわち、１つの画素は、線状電極の屈曲部を境に、電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域と液晶分子が第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域とを有する。
【００２２】
ここで、キラル化合物は旋光性を有することから、液晶分子の回旋方向には優位な方向が存在する。そのため、電界印加時の液晶分子の回転方向が異なる第１領域および第２領域では液晶分子の回転しやすさに相違が生じ、透過率が異なってしまう。例えば、キラル化合物が右旋性を示し、右回りの回旋方向が優位である場合であって、電界印加時の液晶分子の回転方向が第１領域では左回り、第２領域では右回りである場合、液晶分子は右回りに回転しやすくなることから、電界印加時に第１領域では液晶分子が左回りに回転しにくく第２領域では液晶分子が右回りに回転しやすくなる。その結果、第１領域は第２領域よりも透過率が低くなってしまう。第１領域および第２領域で透過率が異なると、マルチドメイン駆動は視野角依存性を補償のための技術であるにもかかわらず、横電界方式液晶表示素子を斜め方向から観察した場合に色味や輝度等が変化してしまう。
【００２３】
図４は、本発明の横電界方式液晶表示素子における画素の一例を示す概略平面図である。本発明の横電界方式液晶表示素子においては、図４に例示するように、画素Ｐは、線状電極３の屈曲部ｒを境に、電界印加時に液晶分子３１が第１方向に回転する第１領域３２と液晶分子３１が第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域３３とを有し、第１領域３２の面積が第２領域３３の面積よりも大きくなっている。
例えば、キラル化合物が右旋性を示し、右回りの回旋方向が優位である場合であって、図４に例示するように、電界印加時の液晶分子３１の回転方向が第１領域３２では左回り、第２領域３３では右回りである場合、液晶分子３１は右回りに回転しやすく、電界印加時に第１領域３２では液晶分子３１が左回りに回転しにくく第２領域３３では液晶分子３１が右回りに回転しやすいものの、第１領域３２の面積が第２領域３３の面積よりも大きいため、第１領域３２および第２領域３３の透過率を均一にすることができる。
【００２４】
なお、図４においては、電界印加時に液晶分子３１が左回りに回転する領域を第１領域３２、液晶分子３１が右回りに回転する領域を第２領域３３としたが、第１領域および第２領域の液晶分子の回転方向は互いに異なっていれば特に限定されるものではなく、図示しないが、電界印加時に液晶分子が右回りに回転する領域を第１領域、液晶分子が左回りに回転する領域を第２領域としてもよい。第１領域および第２領域の液晶分子の回転方向は、後述するように、キラル化合物が添加されたネマチック液晶組成物の旋光性に応じて適宜選択される。
【００２５】
したがって本発明においては、第１領域の面積が第２領域の面積よりも大きいことにより、第１領域および第２領域の透過率を均一にすることができる。よって、視野角特性をさらに向上させることが可能である。
【００２６】
ここで、「線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する」とは、線状電極が例えば「く」の字状のように屈曲して形成されていることにより、電界印加時に同一画素内に液晶分子の配向状態が異なる領域が２つ以上存在することをいう。
【００２７】
また、「画素」とは、画像を構成する最小単位である。例えば赤、緑および青の３個の副画素で１個の画素が構成されている場合、本発明においては１個の副画素を画素という。
【００２８】
以下、本発明の液晶表示素子の各構成について説明する。
【００２９】
１．画素
本発明における各画素は、線状電極の屈曲部を境に、電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域と液晶分子が第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域とを有するものであり、第１領域の面積は第２領域の面積よりも大きい。
【００３０】
ここで、「線状電極の屈曲部」とは、線状電極が折れ曲がっている部分をいう。図４に例示するように、隣接する線状電極３の屈曲部ｒを結ぶ線が、第１領域３２および第２領域３３の境界になる。
【００３１】
画素の形状は、線状電極の形状に応じて異なるものであり適宜選択される。例えば、図４のような「く」の字状、図５のような矩形状等が挙げられる。
【００３２】
各画素は、電界印加時の液晶分子の回転方向が互いに異なる第１領域および第２領域を有する。第１領域および第２領域における液晶分子の回転方向は、キラル化合物が添加されたネマチック液晶組成物の旋光性に応じて適宜選択される。
例えば、本発明の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ていなくとも、液晶層を厚くすればネマチック液晶組成物はキラル化合物を有するためにらせん構造を形成するようになる。このように液晶層を厚くして、らせん構造が形成されるようにした場合において、ネマチック液晶組成物が右旋性を示す場合には、液晶分子は右回りに回転しやすいといえる。この場合、電界印加時に液晶分子が左回りに回転する領域を第１領域、液晶分子が右回りに回転する領域を第２領域とすればよい。一方、上記の場合において、ネマチック液晶組成物が左旋性を示す場合には、液晶分子は左回りに回転しやすいといえる。この場合、電界印加時に液晶分子が右回りに回転する領域を第１領域、液晶分子が左回りに回転する領域を第２領域とすればよい。
【００３３】
なお、本発明においては、次のように第１領域および第２領域を決定する。すなわち、まず、図６（ａ）、（ｂ）に例示するように、複数の線状電極３が平行に形成されており、配向処理方向ｄに対する線状電極３の伸長方向の角度が＋θである第１測定用横電界方式液晶表示素子と、配向処理方向ｄに対する線状電極３の伸長方向の角度が−θである第２測定用横電界方式液晶表示素子とをそれぞれ作製する。この際、セルギャップおよび配向処理方向に対する線状電極の伸長方向の角度は一般的な範囲内にする。次に、第１測定用横電界方式液晶表示素子および第２測定用横電界方式液晶表示素子に電界Ｅを印加し、それぞれの透過光量を測定する。このとき、第１測定用横電界方式液晶表示素子および第２測定用横電界方式液晶表示素子では、電界印加時の液晶分子３１の回転方向が異なり、上述の理由から透過光量が異なる。続いて、第１測定用横電界方式液晶表示素子および第２測定用横電界方式液晶表示素子のうち、透過光量が少ない測定用横電界方式液晶表示素子に相当する領域を第１領域、透過光量が多い測定用横電界方式液晶表示素子に相当する領域を第２領域とする。
【００３４】
第１領域および第２領域の面積比としては、第１領域の面積が第２領域の面積よりも大きければよく、第１領域および第２領域の透過率が均一になるように適宜選択される。具体的に、第１領域の面積に対する第２領域の面積の比は、０．５以上１．０未満の範囲内であることが好ましく、０．８以上１．０未満の範囲内であることがより好ましい。
図４に例示するように、通常、画素Ｐは１つの第１領域３２と１つの第２領域３３とを有する。
【００３５】
第１領域の面積を第２領域の面積よりも大きくする方法としては、例えば、図４に示すように第１領域３２の長さｙ１を第２領域３３の長さｙ２よりも長くする方法、図７に示すように第１領域３２の幅ｘ１を第２領域３３の幅ｘ２よりも広くする方法等が挙げられる。中でも、第１領域の長さを第２領域の長さよりも長くする方法が好ましい。開口率を保ち輝度を維持しつつ、第１領域および第２領域の面積を容易に調整することができるからである。
【００３６】
２．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基材上に屈曲して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。
以下、液晶駆動側基板の各構成について説明する。
【００３７】
（１）線状電極
本発明に用いられる線状電極は、第１基材上に屈曲して形成されるものであり、本発明の横電界方式液晶表示素子においては、線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する。
線状電極は、屈曲して形成されたものであり、マルチドメイン駆動を可能にする形状を有するもの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。例えば、「く」の字状等が挙げられる。
配向処理方向に対する線状電極の伸長方向の角度としては、線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子において一般的な角度であればよい。
線状電極の材料、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。
【００３８】
（２）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。
【００３９】
（３）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。
【００４０】
（４）その他の構成
本発明におけ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。例えば、ＦＦＳモード液晶表示素子においては、図２に示すように線状電極３ｂの他に、全面電極３ａが形成される場合がある。
【００４１】
３．液晶層
本発明に用いられる液晶層は、キラル化合物を含有する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。
以下、ネマチック液晶組成物および液晶層に分けて説明する。
【００４２】
（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、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。
【００４３】
（ａ）キラル化合物
本発明に用いられるキラル化合物は、全体として旋光性を示すものである。
ここで、「キラル化合物が全体として旋光性を示す」とは、１種の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すべての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。
【００４４】
また、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。
【００４５】
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。
【００４６】
また、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。
【００４７】
本発明に用いられるキラル化合物としては、上記のような特性を有するものであれば特に限定されるものではなく、公知のキラル化合物の中から適宜選択して用いることができる。以下、キラル化合物の具体例について説明する。
【００４８】
（ｉ）下記一般式（１）で表されるキラル化合物
本発明に用いられるキラル化合物としては、例えば下記一般式（１）で表される化合物が挙げられる。
Ｒ1−Ａ1−Ｚ1−Ａ2−Ｚ2−（Ａ3−Ｚ3）m−（Ａ4）n−Ｒ2    （１）
（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５〜１１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。
Ｚ1〜Ｚ3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およびｎはそれぞれ独立して０または１であり、ｍ≦ｎである。）
【００４９】
上記式（１）で表されるキラル化合物は、上記式（２）で表されるキラルな基を有し、キラル部位に乳酸エステル部分を有している。このようなキラル化合物は、カイラルピッチが比較的小さいことから、好適である。
【００５０】
上記式（１）で表されるキラル化合物は、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。
【００５１】
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５〜１１の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
炭素数は５〜１１であればよいが、中でも６〜１０が好ましく、７〜８がさらに好ましい。炭素数が上記範囲よりも多いと、キラル化合物の溶解性が低下して合成が困難となり、コストが嵩むからである。一方、炭素数が上記範囲よりも少ないと、液晶相が発現しにくくなり、液晶配向を阻害したり透過率向上の効果が得られなかったりする可能性があるからである。
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、−ＣＦ3、ハロゲン原子が挙げられる。
【００５６】
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個または２個の置換基を有することが好ましい。
置換基が１個の場合、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。一方、置換基が２個の場合にはいずれの置換基もフッ素原子であることが好ましい。この場合、２個の置換基の位置としては、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ていることが好ましい。１，４−フェニレン基の隣り合う炭素原子、具体的には２位および３位にフッ素原子がそれぞれ置換し、１，４−フェニレン基が対称的に置換されている場合には、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。
【００５７】
また、Ａ1〜Ａ4のうち２つ以上が１，４−フェニレン基である場合、２つ以上の１，４−フェニレン基は合計で１〜３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、１つの１，４−フェニレン基が２個以上の置換基を有することが好ましく、１つの１，４−フェニレン基が２個の置換基を有し、その１，４−フェニレン基に隣接する他の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。
【００５８】
また、Ａ1〜Ａ4のうち２つが１，４−フェニレン基である場合、２つの１，４−フェニレン基のうちいずれか一方が置換基を有することが好ましい。Ａ1〜Ａ4のうち３つが１，４−フェニレン基である場合、３つの１，４−フェニレン基のうち真ん中に位置する１，４−フェニレン基が置換基を有することが好ましい。Ａ1〜Ａ4のうち４つが１，４−フェニレン基である場合、４つの１，４−フェニレン基のうちより真ん中に位置する１，４−フェニレン基のいずれか１つが置換基を有することが好ましい。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からである。
【００５９】
上記式（１）において、Ｚ1〜Ｚ3はそれぞれ独立して単結合またはエステル結合である。
【００６０】
上記式（１）において、ｍおよびｎはそれぞれ独立して０または１であり、ｍ≦ｎである。
【００６１】
上記式（１）で表されるキラル化合物としては、具体的に下記式に示す化合物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は上記式（１）と同様である。また、下記式において、Ｘ1はＣＨ3、ＦまたはＣｌであり、Ｘ2はＣＨ3またはＣｌである。
【００６２】
【化１】
2014066761.tif 000003
【００６３】
【化２】
2014066761.tif 000004
【００６４】
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。
【００６５】
【表１】
2014066761.tif 000005
【００６６】
【表２】
2014066761.tif 000006
【００６７】
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。
【００６８】
【化３】
2014066761.tif 000007
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
（ii）下記一般式（３）および（４）で表されるキラル化合物
本発明に用いられるキラル化合物としては、例えば下記一般式（３）および（４）で表される化合物が挙げられる。
【００７２】
【化４】
2014066761.tif 000008
【００７３】
（上記式（３）および（４）において、Ｒ11およびＲ13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４〜１８の飽和もしくは不飽和のアルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。
Ｒ12およびＲ14は、キラルな基であり、下記一般式（５）で表される基である。
−Ｏ−(ＣＨ2)m−Ｃ＊Ｈ(Ｙ1)−(ＣＯＯ)n−Ｒ15      （５）
（上記式（５）において、Ｒ15は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜１０の飽和もしくは不飽和のアルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。Ｙ1は、−ＣＨ3またはフッ素原子を表す。ｍは０または１である。ｎは０または１である。＊印はキラル中心を示す。）
Ｘ1〜Ｘ12およびＸ13〜Ｘ24は、それぞれ独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3、ハロゲン原子または水素原子を表す。ただし、Ｘ1〜Ｘ12のうち１つ以上およびＸ13〜Ｘ24のうち１つ以上は、それぞれ独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子である。
ｐは０または１であり、ｑおよびｒは一方が０、他方が１である。
ｓおよびｔは一方が０、他方が１であり、ｕおよびｖは一方が０、他方が１である。ただし、ｓおよびｖが同時に１になることはない。）
【００７４】
上記式（３）および（４）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小さいため、好適である。
【００７５】
上記式（３）および（４）で表されるキラル化合物は、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。
以下、上記式（３）で表されるキラル化合物および上記式（４）で表されるキラル化合物に分けて説明する。
【００７６】
（上記式（３）で表されるキラル化合物）
上記式（３）において、ｐは０または１であり、ｑおよびｒは一方が０、他方が１である。ｐ＝０、ｑ＝１、ｒ＝０のときは下記一般式（３−１）で表されるキラル化合物、ｐ＝０、ｑ＝０、ｒ＝１のときは下記一般式（３−２）で表されるキラル化合物、ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝０のときは下記一般式（３−３）で表されるキラル化合物、ｐ＝１、ｑ＝０、ｒ＝１のときは下記一般式（３−４）で表されるキラル化合物になる。
【００７７】
【化５】
2014066761.tif 000009
【００７８】
（上記式（３−１）〜（３−４）において、Ｒ11、Ｒ12、Ｘ1〜Ｘ12は、上記式（３）と同様である。）
【００７９】
上記式（３）において、Ｒ11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４〜１８の飽和もしくは不飽和のアルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。
炭素数は４〜１８であればよいが、中でも６〜１８が好ましく、６〜１２がさらに好ましい。炭素数が上記範囲よりも多いと、キラル化合物の溶解性が低下して合成が困難となり、コストが嵩むからである。一方、炭素数が上記範囲よりも少ないと、液晶相が発現しにくくなり、液晶配向を阻害したり透過率向上の効果が得られなかったりする可能性があるからである。
アルキル基またはアルコシキアルキル基は、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。アルキル基またはアルコシキ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。
アルキル基またはアルコキシアルキル基は、直鎖状または分岐状である。
アルキル基またはアルコシキアルキル基は、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。
Ｒ11はアルキル基であってもアルコキシアルキル基であってもよいが、中でもアルキル基であることが好ましい。
【００８０】
上記式（３）において、Ｒ12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（５）で表される基である。
【００８１】
上記式（５）において、Ｒ15は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜１０の飽和もしくは不飽和のアルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。
アルキル基またはアルコシキアルキル基は、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。アルキル基またはアルコシキ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。
アルキル基またはアルコキシアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状である。
Ｒ15はアルキル基であってもアルコキシアルキル基であってもよいが、中でもアルキル基であることが好ましい。
【００８２】
上記式（５）において、Ｙ1は、−ＣＨ3またはフッ素原子を表す。中でも−ＣＨ3が好ましい。キラル化合物の合成が容易であり、安定して製造することができ、ネマチック液晶組成物を安価に得ることができるからである。
なお、上記式（３）においてＲ12はキラルな基であるため、上記式（５）において、Ｙ1が−ＣＨ3、ｎ＝０のとき、Ｒ5は−ＣＨ3ではない。
【００８３】
上記式（５）において、ｍ＝０のとき、１位の炭素原子がキラル中心となり、ｍ＝１のとき、２位の炭素原子がキラル中心となる。
【００８４】
上記式（３）において、Ｘ1〜Ｘ12は、それぞれ独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3、ハロゲン原子または水素原子を表す。ただし、Ｘ1〜Ｘ12のうち１つ以上は、それぞれ独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子である。
Ｘ1〜Ｘ12のすべてが水素原子である場合には、キラル化合物の溶解性が低下するため、キラル化合物の合成、精製が困難になり、コストが高くなる。これに対し、本発明のようにＸ1〜Ｘ12のうち１つ以上が−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子である場合には、キラル化合物の溶媒への溶解性が高くなり、大量合成、精製が可能になる。
【００８５】
中でも、上記式（３−１）および（３−３）においては、Ｘ10およびＸ12以外のいずれか１つ以上が、それぞれ独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子であることが好ましい。Ｘ10およびＸ12以外の位置に置換基を有する場合はＸ10またはＸ12の位置の場合よりもキラル化合物の溶解性が良いからである。これは、Ｘ10およびＸ12の位置の場合は他の位置の場合に比べて置換基による歪みが少ないためであると考えられる。
【００８６】
１個のベンゼン環は、１〜４個の置換基を有することができるが、中でも１個または２個の置換基を有することが好ましい。置換基が１個の場合、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。一方、置換基が２個の場合にはいずれの置換基もフッ素原子であることが好ましい。この場合、２個の置換基の位置としては、例えばＸ1およびＸ2がフッ素原子である場合のように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が好ましい。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に２個のフッ素原子がそれぞれ置換し、ベンゼン環が対称的に置換されている場合には、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。
【００８７】
また、上記式（３）で表されるキラル化合物の場合、合計で１〜２個の置換基を有することが好ましい。
【００８８】
置換基の位置としては、直接結合された３〜４個の芳香環のうち、より真ん中に位置するベンゼン環が置換基を有することが好ましい。具体的には、上記式（３−１）においては、Ｘ1〜Ｘ4が結合しているベンゼン環が置換基を有することが好ましい。上記式（３−３）においては、Ｘ1〜Ｘ4またはＸ5〜Ｘ8が結合しているベンゼン環の少なくともいずれかが置換基を有することが好ましい。なお、上記式（３−２）および（３−４）においては、より真ん中に位置するベンゼン環が置換基を有している。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。
【００８９】
上記式（３）で表されるキラル化合物の具体例としては、下記一般式（３−５）〜（３−８）で表されるキラル化合物が挙げられる。
【００９０】
【化６】
2014066761.tif 000010
【００９１】
（上記式（３−５）〜（３−８）において、Ｒ22は−Ｏ−Ｃ＊Ｈ(ＣＨ3)ＣＯＯＲ23あるいは−Ｏ−(ＣＨ2)m−Ｃ＊Ｈ(ＣＨ3)Ｒ23であり、Ｒ23は炭素数１〜１０の飽和または不飽和のアルキル基、ｍは０または１である。ｗは４〜１８である。Ｘ41〜Ｘ46は独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3、ハロゲン原子または水素原子を表す。ただし、上記式（３−５）および（１−６）において、Ｘ41、Ｘ42、Ｘ45およびＸ46のいずれか１つが−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子であり、残りが水素原子である、あるいは、Ｘ41およびＸ42の２つがフッ素原子であり、残りが水素原子である。また、上記式（３−７）および（３−８）において、Ｘ41〜Ｘ46のいずれか１つまたは２つが−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子であり、残りが水素原子である、あるいは、Ｘ41およびＸ42、またはＸ43およびＸ44の２つがフッ素原子であり、残りが水素原子である。）
【００９２】
ｗは、上記式（３）におけるＲ11の炭素数と同様である。
Ｒ23は、上記式（５）におけるＲ15と同様とすることができる。中でも、Ｒ23は、直鎖状もしくは分岐状の飽和のアルキル基、またはフェニルアルキル基であることが好ましい。
Ｘ41〜Ｘ46は、上記式（３）におけるＸ1〜Ｘ12と同様とすることができる。
【００９３】
上記式（３−５）〜（３−８）で表されるキラル化合物の具体例としては、上述の表１に示すキラル化合物および下記表３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。
【００９４】
【表３】
2014066761.tif 000011
【００９５】
上記式（３）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。
【００９６】
上記式（３）で表されるキラル化合物は、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。
【００９７】
（上記式（４）で表されるキラル化合物）
上記式（４）において、ｓおよびｔは一方が０、他方が１であり、ｕおよびｖは一方が０、他方が１である。ただし、ｓおよびｖが同時に１になることはない。ｓ＝０、ｔ＝１、ｕ＝１、ｖ＝０のときは下記一般式（４−１）で表されるキラル化合物、ｓ＝０、ｔ＝１、ｕ＝０、ｖ＝１のときは下記一般式（４−２）で表されるキラル化合物、ｓ＝１、ｔ＝０、ｕ＝１、ｖ＝０のときは下記一般式（４−３）で表されるキラル化合物になる。
【００９８】
【化７】
2014066761.tif 000012
【００９９】
（上記式（４−１）〜（４−３）において、Ｒ13、Ｒ14、Ｘ13〜Ｘ24は、上記式（４）と同様である。）
【０１００】
上記式（４）において、Ｒ13およびＲ14はそれぞれ上記式（３）におけるＲ11およびＲ12と同様である。
【０１０１】
上記式（４）において、Ｘ13〜Ｘ24は、それぞれ独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3、ハロゲン原子または水素原子を表す。ただし、上記式（３）で表されるキラル化合物と同様の理由から、Ｘ13〜Ｘ24のうち１つ以上は、それぞれ独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子である。
【０１０２】
中でも、上記式（３）で表されるキラル化合物と同様に溶解性が良いことから、Ｘ22およびＸ24以外のいずれか１つ以上が、それぞれ独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子であることが好ましい。
【０１０３】
１個のベンゼン環は、１〜４個の置換基を有することができるが、中でも１個または２個の置換基を有することが好ましい。置換基が１個の場合、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。一方、置換基が２個の場合にはいずれの置換基もフッ素原子であることが好ましい。この場合、２個の置換基の位置としては、上記式（３）で表されるキラル化合物と同様の理由から、例えばＸ17およびＸ18がフッ素原子である場合のように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が好ましい。
【０１０４】
また、上記式（４）で表されるキラル化合物の場合、合計で１〜３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個以上のベンゼン環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、１個のベンゼン環が２個以上の置換基を有することが好ましく、１個のベンゼン環が２個の置換基を有し、そのベンゼン環に隣接する他のベンゼン環が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。
【０１０５】
置換基を有するベンゼン環の位置としては、上記式（３）で表されるキラル化合物と同様に結晶化を抑制できることから、直接結合された４個の芳香環のうち、より真ん中に位置するベンゼン環が置換基を有することが好ましい。具体的には、上記式（４−１）および（４−２）においては、Ｘ13〜Ｘ16またはＸ17〜Ｘ20が結合しているベンゼン環の少なくともいずれかが置換基を有することが好ましい。なお、上記式（４−３）においては、より真ん中に位置するベンゼン環が置換基を有している。
【０１０６】
上記式（４）で表されるキラル化合物の具体例としては、下記一般式（４−４）〜（４−６）で表されるキラル化合物が挙げられる。
【０１０７】
【化８】
2014066761.tif 000013
【０１０８】
（上記式（４−４）〜（４−６）において、Ｒ24は−Ｏ−Ｃ＊Ｈ(ＣＨ3)ＣＯＯＲ25あるいは−Ｏ−(ＣＨ2)m−Ｃ＊Ｈ(ＣＨ3)Ｒ25であり、Ｒ25は炭素数１〜１０の飽和または不飽和のアルキル基、ｍは０または１である。ｗは４〜１８である。Ｘ51〜Ｘ56は独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3、ハロゲン原子または水素原子を表す。ただし、Ｘ51〜Ｘ56のいずれか１つまたは２つが−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子であり、残りが水素原子である、あるいは、Ｘ51およびＸ52、またはＸ53およびＸ54の２つがフッ素原子であり、残りが水素原子である、あるいは、Ｘ52が−ＣＨ3、Ｘ53およびＸ54の２つがフッ素原子であり、残りが水素原子である。）
【０１０９】
ｗは、上記式（４）におけるＲ13の炭素数と同様である。
Ｒ25は、上記式（５）におけるＲ15と同様とすることができる。中でも、Ｒ25は、直鎖状もしくは分岐状の飽和のアルキル基、またはフェニルアルキル基であることが好ましい。
Ｘ51〜Ｘ56は、上記式（４）におけるＸ13〜Ｘ24と同様とすることができる。
【０１１０】
上記式（４−４）〜（４−６）で表されるキラル化合物の具体例としては、上述の表２に示すキラル化合物および下記表４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。
【０１１１】
【表４】
2014066761.tif 000014
【０１１２】
上記式（４）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。
【０１１３】
上記式（４）で表されるキラル化合物は、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。
【０１１４】
（iii）キラル化合物の含有量
本発明に用いられるネマチック液晶組成物は、キラル化合物を含有していればよい。中でも、２種以上のキラル化合物が含有される場合には、旋光性が逆方向のキラル化合物が含有されることが好ましい。旋光性が同方向のキラル化合物の含有量が多いと横電界方式液晶表示素子において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おそれがあるが、旋光性が逆方向のキラル化合物であれば含有量が多くとも横電界方式液晶表示素子において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しにくいからである。
【０１１５】
ネマチック液晶組成物中のキラル化合物の含有量としては、所望の透過率を得ることができるとともに、マルチドメイン駆動が可能であり、横電界方式液晶表示素子において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ない程度であれば特に限定されるものではない。具体的には、キラル化合物の合計含有量が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。キラル化合物の含有量が上記範囲よりも少ないと、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、横電界方式液晶表示素子において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マルチドメイン駆動が困難であったり黒表示が悪化したり、ネマチック液晶組成物の粘度が高くなり応答速度が低下したりするおそれがあるからである。
【０１１６】
（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。
【０１１７】
（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。
【０１１８】
（２）液晶層
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。
【０１１９】
液晶層の形成方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができ、例えば真空注入方式、液晶滴下方式等を用いることができる。
【０１２０】
４．対向基板
本発明に用いられる対向基板は、第２基材と、第２基材上に形成された第２配向膜とを有するものであり、上記液晶駆動側基板と対向するものである。
なお、第２基材および第２配向膜については、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であるので、ここでの説明は省略する。
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、ラビング方向等の配向処理方向が略平行になるように配置される。
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。例えば、対向基板には、後述の横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタを用いることができる。
【０１２１】
Ｂ．横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタ
本発明の横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタは、透明基板と、上記透明基板上に形成され、屈曲した形状を有する開口部を備える遮光部と、上記透明基板上の上記開口部に形成された着色層とを有し、線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子に用いられる横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタであって、上記横電界方式液晶表示素子の各画素に対応する上記各開口部が、上記開口部の屈曲部を境に、上記横電界方式液晶表示素子への電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域に対応する第１開口領域と液晶分子が上記第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域に対応する第２開口領域とを有し、上記第１開口領域の面積が上記第２開口領域の面積よりも大きいことを特徴とするものである。
なお、以下、横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタを単にカラーフィルタと称する場合がある。
【０１２２】
本発明の横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタについて図面を参照しながら説明する。
図８は本発明の横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタの一例を示す概略平面図であり、図９は図８のＡ−Ａ線断面図である。図８および図９に例示するように、横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタ５０は、透明基板５１上に、屈曲した形状を有する開口部５５を備える遮光部５２と、赤色着色層５３Ｒ、緑色着色層５３Ｇおよび青色着色層５３Ｂを有する着色層５３とが形成されている。この横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタ５０は、上述の図４に例示するような線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子に用いられるカラーフィルタである。図８に例示するように、横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタ５０において、遮光部５２が有する開口部５５は、上述の図４に例示するような横電界方式液晶表示素子の画素に対応するものであり、開口部５５の屈曲部ｓを境に、横電界方式液晶表示素子への電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域に対応する第１開口領域５６と液晶分子が第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域に対応する第２開口領域５７とを有している。また、第１開口領域５６の面積は第２開口領域５７の面積よりも大きくなっている。
なお、図８において、遮光部５２は一点鎖線で示している。
【０１２３】
本発明のカラーフィルタは、第１開口領域の面積が第２開口領域の面積よりも大きいことにより、上述の第１領域および第２領域の透過率を均一にすることができる横電界方式液晶表示素子に好適に用いることができる。
【０１２４】
以下、本発明のカラーフィルタの各構成について説明する。
【０１２５】
１．遮光部
本発明における遮光部は、透明基板上に形成され、屈曲した形状を有する開口部を備えるものである。各開口部は、線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子の各画素に対応するものであり、すなわち開口部は画素を画定するものである。各開口部は、開口部の屈曲部を境に、横電界方式液晶表示素子への電界印加時に液晶分子が第１方向に回転する第１領域に対応する第１開口領域と液晶分子が第１方向とは異なる第２方向に回転する第２領域に対応する第２開口領域とを有するものであり、第１開口領域の面積は第２開口領域の面積よりも大きい。
【０１２６】
ここで、「開口部の屈曲部」とは、例えば図１０に例示するような、「く」の字状に開口部が折れ曲がっている部分をいう。
【０１２７】
開口部の形状は、屈曲した形状であり、横電界方式液晶表示素子における線状電極の形状に応じて異なるものであり、適宜選択される。例えば、図１０のような「く」の字状等が挙げられる。
【０１２８】
各開口部は、開口部の屈曲部を境に、横電界方式液晶表示素子において電界印加時の液晶分子の回転方向が互いに異なる第１領域および第２領域にそれぞれ対応する第１開口領域および第２開口領域を有する。
第１開口領域および第２開口領域の面積比としては、第１開口領域の面積が第２開口領域の面積よりも大きければよく、横電界方式液晶表示素子において第１領域および第２領域の透過率が均一になるように適宜選択される。具体的に、第１開口領域の面積に対する第２開口領域の面積の比は、上述の横電界方式液晶表示素子における第１領域の面積に対する第２領域の面積の比と同様とすることができる。
図１０に例示するように、通常、開口部５５は１つの第１開口領域５６と１つの第２開口領域５７とを有する。
【０１２９】
第１開口領域の面積を第２開口領域の面積よりも大きくする方法としては、例えば、図１０に示すように第１開口領域５６の長さｙ３を第２開口領域５７の長さｙ４よりも長くする方法、図１１に示すように第１開口領域５６の幅ｘ３を第２開口領域５７の幅ｘ４よりも広くする方法等が挙げられる。中でも、第１開口領域の長さを第２開口領域の長さよりも長くする方法が好ましい。開口率を保ちつつ、第１開口領域および第２開口領域の面積を容易に調整することができるからである。
【０１３０】
遮光部の材料、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。
【０１３１】
２．着色層
本発明における着色層は、透明基板上の上記開口部に形成されるものである。
着色層は、通常、複数色の着色層が配列されたものであり、その材料、配列パターンおよび形成方法としては、公知の材料、配列パターンおよび形成方法を用いることができる。
また、着色層の面積および膜厚としては、本発明のカラーフィルタが用いられる横電界方式液晶表示素子の用途等に応じて適宜選択される。
【０１３２】
３．透明基板
本発明における透明基板としては、カラーフィルタに一般的に用いられる透明基板を用いることができる。
【０１３３】
４．その他の構成
本発明のカラーフィルタは、上述の着色層、遮光部および透明基板を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要な部材を適宜選択して追加することができる。このような部材としては、例えば、スペーサ、オーバーコート層、配向膜等を挙げることができる。スペーサおよびオーバーコート層としては、カラーフィルタに一般的に用いられるものを適用することができる。配向膜としては、上述の横電界方式液晶表示素子の対向基板における第２配向膜を用いることができる。
【０１３４】
５．用途
本発明のカラーフィルタは、線状電極の形状によりマルチドメイン駆動する横電界方式液晶表示素子に用いられるものである。横電界方式液晶表示素子において、本発明のカラーフィルタは通常、対向基板として用いられる。
本発明のカラーフィルタが適用される横電界方式液晶表示素子については、上記「Ａ．横電界方式液晶表示素子」に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１３５】
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】
【０１３６】
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【０１３７】
（ネマチック液晶組成物）
下記に示すキラル化合物I、IIを用い、下記表５に示すようにネマチック液晶組成物を準備した。
【０１３８】
【化９】
2014066761.tif 000015
【０１３９】
【表５】
2014066761.tif 000016
【０１４０】
［実施例１］
（ＩＰＳモード液晶表示素子の作製）
まず、ＩＴＯ電極が櫛歯状にパターニングされたガラス基板を準備した。ＩＴＯ電極は、図１２に例示するように、後述の配向膜形成工程での配向処理方向ｄに対して線状電極３の伸長方向が±５°の角度をなすように「く」の字状に形成されたものであった。また、領域Ａおよび領域Ｂの長さｙA、ｙBを調整して、画素Ｐにおける領域Ａおよび領域Ｂの面積を調整した。
この基板上に、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、図１２に例示するように、配向処理方向ｄに対する線状電極３の伸長方向の角度が±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、上述のキラル化合物Iを含有する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。
【０１４１】
［実施例２］
（ＩＰＳモード液晶表示素子の作製）
上述のキラル化合物IIを含有するネマチック液晶組成物を用い、図１２において配向処理方向ｄに対する線状電極３の伸長方向の角度を±１０°としたこと以外は、実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０１４２】
［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(±５Ｖ)をかけ、そのときの透過光量を測定した。結果を表６および表７に示す。また、図１３にキラル化合物Iを用い、領域Ａおよび領域Ｂの面積比が１：１である液晶表示素子の電圧−透過光量特性、図１４にキラル化合物IIを用い、領域Ａおよび領域Ｂの面積比が１：１である液晶表示素子の電圧−透過光量特性をそれぞれ示す。
【０１４３】
【表６】
2014066761.tif 000017
【０１４４】
【表７】
2014066761.tif 000018
【０１４５】
キラル化合物が添加されている場合には、キラル化合物が添加されていない場合と比較して透過率が向上した。
また、領域Ａおよび領域Ｂの面積比を変更することで、領域Ａおよび領域Ｂの透過率が均一になり視野角特性が向上することが確認された。なお、キラル化合物IとIIは旋光性が逆方向であるため、キラル化合物Iを用いた液晶表示素子では領域Ａの面積が大きくなるように、キラル化合物IIを用いた液晶表示素子では領域Ｂの面積が大きくなるように調整した。
【符号の説明】
【０１４６】
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
３１  …  液晶分子
３２  …  第１領域
３３  …  第２領域
５０  …  横電界方式液晶表示素子用カラーフィルタ
５１  …  透明基板
５２  …  遮光部
５３  …  着色層
５５  …  開口部
５６  …  第１開口領域
５７  …  第２開口領域
ｄ  …  配向処理方向
Ｐ  …  画素
【図１】
2014066761.tif 000019
【図２】
2014066761.tif 000020
【図３】
2014066761.tif 000021
【図４】
2014066761.tif 000022
【図５】
2014066761.tif 000023
【図６】
2014066761.tif 000024
【図７】
2014066761.tif 000025
【図８】
2014066761.tif 000026
【図９】
2014066761.tif 000027
【図１０】
2014066761.tif 000028
【図１１】
2014066761.tif 000029
【図１２】
2014066761.tif 000030
【図１３】
2014066761.tif 000031
【図１４】
2014066761.tif 000032