JP5850287B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示素子に関する。

液晶表示素子は、時計、電卓をはじめとして、家庭用各種電気機器、測定機器、自動車用パネル、ワープロ、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ等に用いられるようになっている。液晶表示方式としては、その代表的なものにＴＮ（捩れネマチック）型、ＳＴＮ（超捩れネマチック）型、ＤＳ（動的光散乱）型、ＧＨ（ゲスト・ホスト）型、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）型、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）型、ＯＣＢ（光学補償複屈折）型、ＥＣＢ（電圧制御複屈折）型、ＶＡ（垂直配向）型、ＣＳＨ（カラースーパーホメオトロピック）型、あるいはＦＬＣ（強誘電性液晶）等を挙げることができる。また駆動方式としても従来のスタティック駆動からマルチプレックス駆動が一般的になり、単純マトリックス方式、最近ではＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）等により駆動されるアクティブマトリックス（ＡＭ）方式が主流となっている。

アクティブマトリクス方式の薄膜トランジスタに適用可能な半導体としてシリコン系材料が知られている。また、近年、酸化亜鉛、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系等の酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタを作製し、液晶表示素子に適用する技術が注目されている（特許文献１参照）。酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタは、シリコン系材料を用いた薄膜トランジスタと比較すると、高い電界効果移動度を有するため、表示素子の性能を向上させることができ、また、省電力化が可能である。そのため、液晶素子メーカにおいて酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタを用いたアレイの採用等盛んな開発が続いている。

しかし、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタは、電気特性が変動しやすく信頼性が低いという問題がある。電気特性の変動の一因として、酸化物半導体膜から酸素が脱離して、酸素欠陥に代表されるような格子欠陥が生じることが挙げられる。このような問題に対して、酸化物半導体の成膜時の酸素雰囲気の条件を制御することで電子キャリア濃度を小さくし、酸素欠陥を生じにくくする方法が検討されている（特許文献２参照）。

一方、液晶表示素子の液晶層を構成する液晶組成物は、組成物中に不純物が存在すると表示素子の電気的特性に大きな影響を及ぼすことから不純物についての高度な管理がなされてきた。又、配向膜を形成する材料に関しても配向膜は液晶層が直接接触し、配向膜中に残存した不純物が液晶層に移動することにより、液晶層の電気的特性に影響を及ぼすことは既に知られており、配向膜材料中の不純物に起因する液晶表示素子の特性についての検討がなされつつある。

しかし、特許文献２に記載のように、酸素欠陥に代表されるような格子欠陥の問題に対する検討が行われているものの、酸化物半導体膜からの酸素脱離を十分に防止できるものではなかった。酸化物半導体膜から酸素が脱離すると、酸化物半導体膜を覆う絶縁膜に拡散し、当該絶縁膜を変質させる。液晶表示素子において、薄膜トランジスタの酸化物半導体膜と液晶層との間には、薄い絶縁膜、あるいは薄い絶縁膜と薄い配向膜等しか液晶組成物を隔てる部材が無いことから、酸化物半導体膜から脱離した酸素の拡散、それに伴う絶縁膜の変質が生じると、酸化物半導体膜と液晶層とが十分に遮断されなくなり、酸化物半導体膜から脱離する酸素による、液晶層への影響が想定される。酸化物半導体膜から脱離した酸素等による不純物が液晶層に拡散すると、液晶層の電圧保持率（ＶＨＲ）の低下、イオン密度（ＩＤ）の増加による白抜け、配向むら、焼き付きなどの表示不良を発現する可能性がある。

しかしながら、従来は、特許文献２に開示されるように、酸化物半導体から酸素が脱離することを抑えることが発明の本質となっており、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタと、液晶組成との直接的な関係については検討が行われていなかった。

特開２００７−９６０５５号公報 特開２００６−１６５５２８号公報

そこで、本発明は、酸化物半導体を用いた液晶表示素子において、液晶層の電圧保持率（ＶＨＲ）の低下、イオン密度（ＩＤ）の増加を防止し、白抜け、配向むら、焼き付けなどの表示不良の問題を解決することが可能である液晶表示素子を提供することにある。

本願発明者らは、上記課題を解決するために酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタを有する液晶表示素子に最適な種々の液晶組成物の構成を鋭意検討した結果、特定の液晶組成物を用いた液晶表示素子が、液晶層の電圧保持率（ＶＨＲ）の低下、イオン密度（ＩＤ）の増加を防止し、白抜け、配向むら、焼き付きなどの表示不良の問題を解決し、且つ、省電力化が可能であることを見出し本願発明の完成に至った。

即ち、本発明は、
対向に配置された第一の基板と、第二の基板と、前記第一の基板と第二の基板との間に液晶組成物を含有する液晶層を挟持し、
前記第一基板上にマトリクス状に配置される複数個のゲート配線及びデータ配線と、
前記ゲート配線とデータ配線との交差部に設けられる薄膜トランジスタと、該トランジスタにより駆動され透明導電性材料からなる画素電極と有し、
前記薄膜トランジスタが、ゲート電極と、該ゲート電極と絶縁層を介して設けられる酸化物半導体層と、該酸化物半導体層と導通して設けられるソース電極及びドレイン電極とを有し、
前記液晶組成物が一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）

（式中、Ｒ^ＬＣ３１、Ｒ^ＬＣ３２、Ｒ^ＬＣ４１、Ｒ^ＬＣ４２、Ｒ^ＬＣ５１及びＲ^ＬＣ５２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ_２−は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、Ａ^ＬＣ３１、Ａ^ＬＣ３２、Ａ^ＬＣ４１、Ａ^ＬＣ４２、Ａ^ＬＣ５１及びＡ^ＬＣ５２はそれぞれ独立して下記の何れかの構造

（該構造中シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ_２−は酸素原子で置換されていてもよく、１，４−フェニレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ＝は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、−ＣＦ_３又は−ＯＣＦ_３で置換されていてもよい。）のいずれかを表し、Ｚ^ＬＣ３１、Ｚ^ＬＣ３２、Ｚ^ＬＣ４１、Ｚ^ＬＣ４２、Ｚ^ＬＣ５１及びＺ^ＬＣ５１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表し、Ｚ^５は−ＣＨ_２−又は酸素原子を表し、Ｘ^ＬＣ４１は水素原子又はフッ素原子を表し、ｍ^ＬＣ３１、ｍ^ＬＣ３２、ｍ^ＬＣ４１、ｍ^ＬＣ４２、ｍ^ＬＣ５１及びｍ^ＬＣ５２はそれぞれ独立して０〜３を表し、ｍ^ＬＣ３１＋ｍ^ＬＣ３２、ｍ^ＬＣ４１＋ｍ^ＬＣ４２及びｍ^ＬＣ５１＋ｍ^ＬＣ５２は１、２又は３であり、Ａ^ＬＣ３１〜Ａ^ＬＣ５２、Ｚ^ＬＣ３１〜Ｚ^ＬＣ５２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。）
で表される化合物からなる群より選ばれる化合物を一種又は二種以上と、一般式（ＩＩ−ａ）から一般式（ＩＩ−ｆ）

（式中、Ｒ^１９〜Ｒ^３０はお互い独立して炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシ基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、Ｘ^２１は水素原子又はフッ素原子を表す。）で表される化合物からなる群より選ばれる化合物を一種又は二種以上含有する液晶表示素子である。

本発明の液晶表示素子は、酸化物半導体を用いたＴＦＴと、特定の液晶組成物を用いることで、液晶層の電圧保持率（ＶＨＲ）の低下、イオン密度（ＩＤ）の増加を防止することができ、白抜け、配向むら、焼き付けなどの表示不良の発生を防止することができ、且つ、省電力化が可能である。

液晶表示素子の一態様の構造を模式的に示す分解斜視図である。 図１における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層１０３のＩＩ線で囲まれた領域を拡大した平面図ある。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に薄膜トランジスタ層１０３を切断した断面図の一例である。 液晶表示素子の一態様の構造を模式的に示す分解斜視図である。 図４における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層３のＩＩの領域を拡大した平面図の一例である。 図５におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に液晶表示素子を切断した断面図の一例である。 図４における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層３のＩＩの領域を拡大した平面図の他の例である。 図５におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に液晶表示素子を切断した断面図の他の例である。 液晶表示素子の電極構成を拡大した平面図である。カラーオンフィルタを示す液晶表示素子の断面図である。 カラーフィルタオンアレイを示す液晶表示素子の断面図である。 カラーフィルタオンアレイを示す他の形態の液晶表示素子の断面図である。

＜第一の実施形態＞
本発明に係る液晶表示素子の第一の好ましい実施形態は、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタと特定の液晶組成物を有し、液晶表示素子の第一の基板と第二の基板間に略垂直方向の電界が生じる液晶表示素子である。第一の好ましい実施形態は、第一の基板と第二の基板のそれぞれに電極を有する液晶表示素子であり、例えば、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：垂直配向）型を採用した透過型の液晶表示素子である。

本発明に係る液晶表示素子の第一の好ましい実施形態は、対向に配置された第一の基板と、第二の基板と、前記第一の基板と第二の基板との間に液晶組成物を含有する液晶層を挟持し、前記第一基板上にマトリクス状に配置される複数個のゲートバスライン及びデータバスラインと、ゲートバスラインとデータバスラインとの交差部に設けられる薄膜トランジスタと、該トランジスタにより駆動され透明導電性材料からなる画素電極と有し、前記薄膜トランジスタが、ゲート電極と、該ゲート電極と絶縁層を介して設けられる酸化物半導体層と、該酸化物半導体層と導通して設けられるソース電極及びドレイン電極とを有し、第二の基板上に、透明導電性材料からなる共通電極を有し、液晶層は電圧無印加時にホメオトロピック配向を示すことが好ましい。

第一の実施形態の液晶表示素子の一例を図１〜図３に示す。図１は、液晶表示素子の一態様の構造を模式的に示す分解斜視図である。また、図１では、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。図２は、当該図１における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層１０３（または薄膜トランジスタ層１０３とも称する。）のＩＩ線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に図２に示す薄膜トランジスタ層１０３を切断した断面図である。以下、図１〜３を参照して、本発明に係る液晶表示素子を説明する。

本発明に係る液晶表示素子１００の構成は、図１に記載するように透明導電性材料からなる透明電極（層）１０６（または共通電極１０６とも称する。）を具備した第二の基板１０８と、透明導電性材料からなる画素電極および各画素に具備した前記画素電極を制御する薄膜トランジスタを形成した薄膜トランジスタ層１０３を具備した第一の基板１０２と、前記第一の基板１０２と第二の基板１０８との間に挟持された液晶組成物（または液晶層１０５）を有し、該液晶組成物中の液晶分子の電圧無印加時の配向が前記基板１０２，１０８に対して略垂直である液晶表示素子であって、酸化物半導体を用いたＴＦＴを用い、液晶組成物として以下に説明するような特定の液晶組成物を用いたことに特徴を有するものである。なお、液晶組成物中の液晶分子の電圧無印加時の配向が前記基板１０２，１０８に対して略垂直であるとは、電圧無印加時に液晶組成物がホメオトロピック配向を示すことをいう。

また図１に示すように、前記第一の基板１０２および前記第二の基板１０８は、一対の偏光板１０１，１０９により挟持されてもよい。さらに、図１では、前記第二の基板１０９と共通電極１０６との間にカラーフィルタ１０７が設けられている。またさらに、本発明に係る液晶層１０５と隣接し、かつ当該液晶層１０５を構成する液晶組成物と直接当接するよう一対の配向膜１０４を薄膜トランジスタ層１０３及び透明電極（層）１０６表面に形成してもよい。

すなわち、本発明に係る液晶表示素子１００は、第一の偏光板１０１と、第一の基板１０２と、薄膜トランジスタを含む電極層（又は薄膜トランジスタ層とも称する）１０３と、配向膜１０４と、液晶組成物を含む層１０５と、配向膜１０４と、共通電極１０６と、カラーフィルタ１０７と、第二の基板１０８と、第一の偏光板１０９と、が順次積層された構成である。

また図２に示すように、第一の基板１０２の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層１０３は、走査信号を供給するためのゲート配線１２６と表示信号を供給するためのデータ配線１２５とが互いに交差しており、かつ前記複数のゲート配線１２６と複数のデータ配線１２５とに囲まれた領域には、画素電極１２１がマトリックス状に形成されている。画素電極１２１に表示信号を供給するスイッチ素子として、前記ゲート配線１２６と前記データ配線１２５が互いに交差している交差部近傍において、ソース電極１２７、ドレイン電極１２４およびゲート電極１２８を含む薄膜トランジスタが、前記画素電極１２１と連結して設けられている。さらに、前記複数のゲート配線１２６と複数のデータ配線１２５とに囲まれた領域にはデータ配線１２５を介して供給される表示信号を保存するストレイジキャパシタ１２３が設けられている。
（基板）
第一の基板１０２と第二の基板１０８はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。２枚の基板１１０２、１０８は、周辺領域に配置されたエポキシ系熱硬化性組成物等のシール材及び封止材によって貼り合わされていて、その間には基板間距離を保持するために、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子等の粒状スペーサーまたはフォトリソグラフィー法により形成された樹脂からなるスペーサー柱が配置されていてもよい。
（薄膜トランジスタ）
本発明においては、薄膜トランジスタが逆スタガード型である液晶表示素子に好適に使用できる。逆スタガード型の薄膜トランジスタの構造の好適な一態様は、例えば、図３で示すように、基板１０２上に形成されたゲート電極１１１と、当該ゲート電極１１１を覆い、且つ前記基板１０２の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層１１２と、前記ゲート電極１１１と対向するよう前記ゲート絶縁層１２の表面に形成された半導体層１１３と、前記半導体層１１３の一方の側端部を覆い、かつ前記基板１０２上に形成された前記ゲート絶縁層１１２と接触するように設けられたドレイン電極１１６と、前記半導体層１１３の他方の側端部を覆い、かつ前記基板１０２表面に形成された前記ゲート絶縁層１１２と接触するように設けられたソース電極１１７と、前記ドレイン電極１１６および前記ソース電極１１７を覆うように設けられた絶縁保護層１１８と、を有している。ゲート電極１１１の表面にゲート電極との段差を無くす等の理由により陽極酸化被膜（図示せず）を形成してもよい。

なお、本明細書における「基板上」とは、基板と直接当接するだけでなく間接的に当接する、いわゆる基板に支持されている状態も含む。

本発明の半導体層１１３には、酸化物半導体を用いる。酸化物半導体としては、Ｉｎ，Ｇａ，Ｚｎ，及びＳｎから選ばれる少なくとも一つの元素を含むことが好ましい。また、該酸化物を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすために、それらに加えてハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のいずれか一種あるいは複数種を有してもよい。

酸化物半導体として、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ガリウム等が挙げられる。また、複数金属元素を含む酸化物として、Ｉｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ａｌ−Ｚｎ系、Ｚｎ−Ｍｇ系、Ｓｎ−Ｍｇ系、Ｉｎ−Ｍｇ系、Ｉｎ−Ｇａ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｚｒ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系等の酸化物を用いることができる。中でも、Ｉｎ，Ｇａ，及びＺｎを含む酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯ）が、液晶素子の省電力化、透過率等の液晶素子の性能を向上させる観点から好ましい。

なお、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。

これらに限られず、必要とする半導体特性（移動度、しきい値、ばらつき等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とする半導体特性を得るために、キャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
酸化物半導体層１１３は、単結晶、多結晶、ＣＡＡＣ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）または非晶質などの状態をとる。酸化物半導体層１１３は、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜とすることが好ましい。酸化物半導体膜を構成する酸素の一部は窒素で置換されてもよい。
酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタは、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる、画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、電源オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力を抑制する効果を奏する。また、酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。また、従来よりも薄膜トランジスタの小型化が可能になるため、１画素あたりの透過量を高めることができる。よって、液晶表示素子の画素部に酸化物半導体を用いたトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。さらに、酸化物半導体として透明半導体膜を用いると、光吸収に起因する光キャリアの弊害を抑制できるため、素子の開口率を増大する観点からも好ましい。

さらに、ショットキー障壁の幅や高さを低減する目的で半導体層１１３とドレイン電極１１６またはソース電極１１７との間にオーミック接触層を設けても良い。オーミック接触層には、ｎ型アモルファスシリコンやｎ型多結晶ポリシリコン等のリン等の不純物を高濃度に添加した材料を用いることができる。

ゲートバスライン１２６やデータバスライン１２５は金属膜であることが好ましく、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ又はその合金がより好ましく、Ａｌ又はその合金の配線を用いる場合が特に好ましい。ゲートバスライン１２６およびデータバスライン１２５はゲート絶縁膜を介して重なっている。また、絶縁保護層１１８は、絶縁機能を有する層であり、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ケイ素酸窒化膜等で形成される。
（透明電極）
本発明の液晶表示素子において、画素電極１２１、透明電極（層）１０６（または共通電極１０６）に用いられる透明電極の材料としては、導電性の金属酸化物を用いることができ、金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（Ｉｎ_２Ｏ_３―ＳｎＯ_２）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ_２Ｏ_３―ＺｎＯ）、ニオブ添加二酸化チタン（Ｔｉ_１−ｘＮｂ_ｘＯ_２）、フッ素ドープ酸化スズ、グラフェンナノリボン又は金属ナノワイヤー等が使用できるが、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（Ｉｎ_２Ｏ_３―ＳｎＯ_２）又は酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ_２Ｏ_３―ＺｎＯ）が好ましい。これらの透明導電膜のパターニングには、フォト・エッチング法やマスクを用いる方法などを使用することができる。
（カラーフィルタ）
カラーフィルタ１０７は、ブラックマトリックス及び少なくともＲＧＢ三色画素部から構成される。また、当該カラーフィルタ１０７は、光の漏れを防止する観点で、薄膜トランジスタおよびストレイジキャパシタ１２３に対応する部分にブラックマトリックス（図示せず）を形成することが好ましい。
（配向膜）
本発明の液晶表示素子において、第一の基板と、第二の基板上の液晶組成物と接する面には液晶組成物を配向させるため、配向膜を必要とする液晶表示素子においてはカラーフィルタと液晶層間に配置することができるが、配向膜の膜厚が厚いものでも１００ｎｍ以下と薄いため、酸化物半導体層１１３から脱離した酸素が液晶層５に拡散してしまうことを完全に防止し得るものでは無い。

又、配向膜を用いない液晶表示素子においては、酸化物半導体層と液晶層を構成する液晶化合物との相互作用はより大きくなる。

配向膜材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ペンゾシクロブテンポリマー）、ポリビニルアルコールなどの透明性有機材料を用いることができ、特に、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフエニルメタンなどの脂肪族または脂環族ジアミン等のジアミン及びブタンテトラカルボン酸無水物や２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸無水物等の脂肪族又は脂環式テトラカルボン酸無水物、ピロメリット酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸無水物から合成されるポリアミック酸をイミド化した、ポリイミド配向膜が好ましい。この場合の配向付与方法は、ラビングを用いることが一般的であるが、垂直配向膜等に使用する場合は配向を付与しないで使用することもできる。

配向膜材料としては、カルコン、シンナメート、シンナモイル又はアゾ基等を化合物中に含む、材料を使用することができ、ポリイミド、ポリアミド等の材料と組み合わせて使用してもよく、この場合配向膜はラビングを用いてもよく光配向技術を用いてもよい。

配向膜は、基板上に前記配向膜材料をスピンコート法などの方法により塗布して樹脂膜を形成することが一般的であるが、一軸延伸法、ラングミュア・ブロジェット法等を用いることもできる。
（液晶層）
本発明の液晶表示素子における液晶層は、一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）

（式中、Ｒ^ＬＣ３１、Ｒ^ＬＣ３２、Ｒ^ＬＣ４１、Ｒ^ＬＣ４２、Ｒ^ＬＣ５１及びＲ^ＬＣ５２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ_２−は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、Ａ^ＬＣ３１、Ａ^ＬＣ３２、Ａ^ＬＣ４１、Ａ^ＬＣ４２、Ａ^ＬＣ５１及びＡ^ＬＣ５２はそれぞれ独立して下記の何れかの構造

（該構造中シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ_２−は酸素原子で置換されていてもよく、１，４−フェニレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ＝は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、−ＣＦ_３又は−ＯＣＦ_３で置換されていてもよい。）のいずれかを表し、Ｚ^ＬＣ３１、Ｚ^ＬＣ３２、Ｚ^ＬＣ４１、Ｚ^ＬＣ４２、Ｚ^ＬＣ５１及びＺ^ＬＣ５１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表し、Ｚ^５は−ＣＨ_２−又は酸素原子を表し、Ｘ^ＬＣ４１は水素原子又はフッ素原子を表し、ｍ^ＬＣ３１、ｍ^ＬＣ３２、ｍ^ＬＣ４１、ｍ^ＬＣ４２、ｍ^ＬＣ５１及びｍ^ＬＣ５２はそれぞれ独立して０〜３を表し、ｍ^ＬＣ３１＋ｍ^ＬＣ３２、ｍ^ＬＣ４１＋ｍ^ＬＣ４２及びｍ^ＬＣ５１＋ｍ^ＬＣ５２は１、２又は３であり、Ａ^ＬＣ３１〜Ａ^ＬＣ５２、Ｚ^ＬＣ３１〜Ｚ^ＬＣ５２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。）
で表される化合物からなる群より選ばれる化合物を一種又は二種以上含む。

Ｒ^ＬＣ３１〜Ｒ^ＬＣ５２は、それぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましく、

（式中、環構造へは右端で結合するものとする。）
Ａ^ＬＣ３１〜Ａ^ＬＣ５２はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、

Ｚ^ＬＣ３１〜Ｚ^ＬＣ５１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＯＣＨ_２−が好ましい。

一般式（ＬＣ３）、一般式（ＬＣ４）、及び一般式（ＬＣ５）で表される化合物として、一般式（ＬＣ３−１）、一般式（ＬＣ４−１）、及び一般式（ＬＣ５−１）

（式中、Ｒ^３１〜Ｒ^３３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ^４１〜Ｒ^４３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｚ^３１〜Ｚ^３３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表し、Ｘ^４１は水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ^３４は−ＣＨ_２−又は酸素原子を表す。）で表される化合物群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有することが好ましい。

一般式（ＬＣ３−１）〜一般式（ＬＣ５−１）において、Ｒ^３１〜Ｒ^３３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜４のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数３〜５のアルキル基又は炭素原子数２のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数３のアルキル基を表すことが特に好ましい。

Ｒ^４１〜Ｒ^４３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基あるいは炭素原子数１〜５のアルコキシ基、又は炭素原子数４〜８のアルケニル基あるいは炭素原子数３〜８のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数１〜３のアルキル基又は炭素原子数１〜３のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数３のアルキル基又は炭素原子数２のアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数２のアルコキシ基を表すことが特に好ましい。

Ｚ^３１〜Ｚ^３３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表すが、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表すことが好ましく、単結合又は−ＣＨ_２Ｏ−を表すことがより好ましい。

液晶組成物において、一般式（ＬＣ３−１）、一般式（ＬＣ４−１）、及び一般式（ＬＣ５−１）で表される化合物群から選ばれる化合物を５〜５０質量％含有することが好ましく、５〜４０質量％含有することが好ましく、５〜３０質量％含有することがより好ましく、８〜２７質量％含有することがより好ましく、１０〜２５質量％含有することがさらに好ましい。

一般式（ＬＣ３−１）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ３−１１）〜一般式（ＬＣ３−１４）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^３１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ^４１ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表す。）
一般式（ＬＣ４−１）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ４−１１）〜一般式（ＬＣ４−１４）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^３２は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ^４２ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｘ^４１は水素原子又はフッ素原子を表す。）
一般式（ＬＣ５−１）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ５−１１）〜一般式（ＬＣ５−１４）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^３３は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ^４３ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｚ^３４は−ＣＨ_２−又は酸素原子を表す。）
一般式（ＬＣ３−１１）、一般式（ＬＣ３−１３）、一般式（ＬＣ４−１１）、一般式（ＬＣ４−１３）、一般式（ＬＣ５−１１）、及び一般式（ＬＣ５−１３）において、Ｒ^３１〜Ｒ^３３は、一般式（ＬＣ３−１）〜一般式（ＬＣ５−１）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ^４１ａ〜Ｒ^４１ｃは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は２のアルキル基がより好ましく、炭素原子数２のアルキル基が特に好ましい。

一般式（ＬＣ３−１２）、一般式（ＬＣ３−１４）、一般式（ＬＣ４−１２）、一般式（ＬＣ４−１４）、一般式（ＬＣ５−１２）、及び一般式（ＬＣ５−１４）において、Ｒ^３１〜Ｒ^３３は、一般式（ＩＩ−１）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ^４１ａ〜Ｒ^４１ｃは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は３のアルキル基がより好ましく、炭素原子数３のアルキル基が特に好ましい。

一般式（ＬＣ３−１１）〜一般式（ＬＣ５−１４）の中でも、誘電率異方性の絶対値を増大するためには、一般式（ＬＣ３−１１）、一般式（ＬＣ４−１１）、一般式（ＬＣ５−１１）、一般式（ＬＣ３−１３）、一般式（ＬＣ４−１３）及び一般式（ＬＣ５−１３）が好ましく、一般式（ＬＣ３−１１）、一般式（ＬＣ４−１１）、一般式（ＬＣ５−１１）がより好ましい。

本発明の液晶表示素子における液晶層は、一般式（ＬＣ３−１１）〜一般式（ＬＣ５−１４）で表される化合物を１種又は２種以上含有することが好ましく、１種又は２種含有することが好ましく、一般式（ＬＣ３−１）で表される化合物を１種又は２種含有することが好ましい。

また、一般式（ＬＣ３）、一般式（ＬＣ４）、及び一般式（ＬＣ５）で表される化合物として、一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）、及び一般式（ＬＣ５−２）

（式中、Ｒ^５１〜Ｒ^５３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ^６１〜Ｒ^６３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｂ^１〜Ｂ^３はフッ素置換されていてもよい、１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、Ｚ^４１〜Ｚ^４３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表し、Ｘ^４２は水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ^４４は−ＣＨ_２−又は酸素原子を表す。）
で表される化合物群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有することが好ましい。

一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）、及び一般式（ＬＣ５−２）において、Ｒ^５１〜Ｒ^５３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜４のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数３〜５のアルキル基又は炭素原子数２のアルケニル基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数３のアルキル基を表すことが特に好ましい。

Ｒ^６１〜Ｒ^６３は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数１〜５のアルキル基あるいは炭素原子数１〜５のアルコキシ基、又は炭素原子数４〜８のアルケニル基あるいは炭素原子数３〜８のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数１〜３のアルキル基又は炭素原子数１〜３のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数３のアルキル基又は炭素原子数２のアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、炭素原子数２のアルコキシ基を表すことが特に好ましい。

Ｂ^３１〜Ｂ^３３はフッ素置換されていてもよい、１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表すが、無置換の１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、トランス−１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。

Ｚ^４１〜Ｚ^４３は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表すが、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表すことが好ましく、単結合又は−ＣＨ_２Ｏ−を表すことがより好ましい。

一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）、及び一般式（ＬＣ５−２）で表される化合物は、液晶組成物において１０〜６０％含有することが好ましいが、２０〜５０％含有することがより好ましく、２５〜４５質量％含有することがより好ましく、２８〜４２％含有することがより好ましく、３０〜４０％含有することがさらに好ましい。

一般式（ＬＣ３−２）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ３−２１）〜一般式（ＬＣ３−２６）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^５１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ^６１ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表すが、一般式（ＬＣ３−２）におけるＲ^５１及びＲ^６１と同様の実施態様が好ましい。）
一般式（ＬＣ４−２）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ４−２１）〜一般式（ＬＣ４−２６）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^５２は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ^６２ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｘ^４２は水素原子又はフッ素原子を表すが、一般式（ＬＣ４−２）におけるＲ^５２及びＲ^６２と同様の実施態様が好ましい。）
一般式（ＬＣ５−２）で表される化合物は具体的には次に記載する一般式（ＬＣ５−２１）〜一般式（ＬＣ５−２６）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^５３は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｒ^６３ａは炭素原子数１〜５のアルキル基を表し、Ｗ^２は−ＣＨ_２−又は酸素原子を表すが、一般式（ＬＣ５−２）におけるＲ^５３及びＲ^６３と同様の実施態様が好ましい。）
一般式（ＬＣ３−２１）、一般式（ＬＣ３−２２）、一般式（ＬＣ３−２５）、一般式（ＬＣ４−２１）、一般式（ＬＣ４−２２）、一般式（ＬＣ４−２５）、一般式（ＬＣ５−２１）、一般式（ＬＣ５−２２）、及び一般式（ＬＣ５−２５）において、Ｒ^５１〜Ｒ^５３は、一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）及び一般式（ＬＣ５−２）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ^６１ａ〜Ｒ^６３ａは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は２のアルキル基がより好ましく、炭素原子数２のアルキル基が特に好ましい。

一般式（ＬＣ３−２３）、一般式（ＬＣ３−２４）及び一般式（ＬＣ３−２６）、一般式（ＬＣ４−２３）、一般式（ＬＣ４−２４）及び一般式（ＬＣ４−２６）、一般式（ＬＣ５−２３）、一般式（ＬＣ５−２４）及び一般式（ＬＣ５−２６）においてＲ^５１〜Ｒ^５３は、、一般式（ＬＣ３−２）、一般式（ＬＣ４−２）及び一般式（ＬＣ５−２）における同様の実施態様が好ましい。Ｒ^６１ａ〜Ｒ^６３ａは炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましく、炭素原子数１又は３のアルキル基がより好ましく、炭素原子数３のアルキル基が特に好ましい。

一般式（ＬＣ３−２１）〜一般式（ＬＣ５−２６）の中でも、誘電率異方性の絶対値を増大するためには、一般式（ＬＣ３−２１）、一般式（Ｌｃ３−２２）及び一般式（ＬＣ３−２５）、一般式（ＬＣ４−２１）、一般式（ＬＣ４−２２）及び一般式（ＬＣ４−２５）、一般式（ＬＣ５−２１）、一般式（ＬＣ５−２２）及び一般式（ＬＣ５−２５）が好ましい。

一般式（ＬＣ３−２）、一般式（Ｌｃ４−２）及び一般式（ＬＣ５−２）で表される化合物は１種又は２種以上含有することができるが、Ｂ^１〜Ｂ^３が１，４−フェニレン基を表す化合物、及びＢ^１〜Ｂ^３がトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表す化合物をそれぞれ少なくとも１種以上含有することが好ましい。

また、一般式（ＬＣ３）で表される化合物として、他には、下記一般式（ＬＣ３−ａ）及び一般式（ＬＣ３−ｂ）

（式中、Ｒ^ＬＣ３１、Ｒ^ＬＣ３２、Ａ^ＬＣ３１及びＺ^ＬＣ３１はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ３）におけるＲ^ＬＣ３１、Ｒ^ＬＣ３２、Ａ^ＬＣ３１及びＺ^ＬＣ３１と同じ意味を表し、Ｘ^{ＬＣ３ｂ１}〜Ｘ^{ＬＣ３ｂ６}は水素原子又はフッ素原子を表すが、Ｘ^{ＬＣ３ｂ１}及びＸ^{ＬＣ３ｂ２}又はＸ^{ＬＣ３ｂ３}及びＸ^{ＬＣ３ｂ４}のうちの少なくとも一方の組み合わせは共にフッ素原子を表し、ｍ^{ＬＣ３ａ１}は１、２又は３であり、ｍ^{ＬＣ３ｂ１}は０又は１を表し、Ａ^ＬＣ３１及びＺ^ＬＣ３１が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。）
で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物であることが好ましい。

Ｒ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。

Ａ^ＬＣ３１は、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表すことが好ましく、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基を表すことがより好ましい。

Ｚ^ＬＣ３１は単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。

一般式（ＬＣ３−ａ）としては、下記一般式（ＬＣ３−ａ１）を表すことが好ましい。

（式中、Ｒ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ３）におけるＲ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２と同じ意味を表す。）
Ｒ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、Ｒ^ＬＣ３１が炭素原子数１〜７のアルキル基を表し、Ｒ^ＬＣ３２が炭素原子数１〜７のアルコキシ基を表すことがより好ましい。

一般式（ＬＣ３−ｂ）としては、下記一般式（ＬＣ３−ｂ１）〜一般式（ＬＣ３−ｂ１２）を表すことが好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）、一般式（ＬＣ３−ｂ６）、一般式（ＬＣ３−ｂ８）、一般式（ＬＣ３−ｂ１１）を表すことがより好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）及び一般式（ＬＣ３−ｂ６）を表すことがさらに好ましく、一般式（ＬＣ３−ｂ１）を表すことが最も好ましい。

（式中、Ｒ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ３）におけるＲ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２と同じ意味を表す。）
Ｒ^ＬＣ３１及びＲ^ＬＣ３２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、Ｒ^ＬＣ３１が炭素原子数２又は３のアルキル基を表し、Ｒ^ＬＣ３２が炭素原子数２のアルキル基を表すことがより好ましい。

また、一般式（ＬＣ４）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ４−ａ）から一般式（ＬＣ４−ｃ）で表される化合物が好ましく、一般式（ＬＣ５）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ５−ａ）から一般式（ＬＣ５−ｃ）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^ＬＣ４１、Ｒ^ＬＣ４２及びＸ^ＬＣ４１はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ４）におけるＲ^ＬＣ４１、Ｒ^ＬＣ４２及びＸ^ＬＣ４１と同じ意味を表し、Ｒ^ＬＣ５１及びＲ^ＬＣ５２はそれぞれ独立して前記一般式（ＬＣ５）におけるＲ^ＬＣ５１及びＲ^ＬＣ５２と同じ意味を表し、Ｚ^{ＬＣ４ａ１}、Ｚ^{ＬＣ４ｂ１}、Ｚ^{ＬＣ４ｃ１}、Ｚ^{ＬＣ５ａ１}、Ｚ^{ＬＣ５ｂ１}及びＺ^{ＬＣ５ｃ１}はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表す。）
Ｒ^ＬＣ４１、Ｒ^ＬＣ４２、Ｒ^ＬＣ５１及びＲ^ＬＣ５２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表すことが好ましい。

Ｚ^{ＬＣ４ａ１}〜Ｚ^{ＬＣ５ｃ１}はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−を表すことが好ましく、単結合を表すことがより好ましい。

本発明の液晶表示素子における液晶層は、一般式（ＩＩ−ａ）から一般式（ＩＩ−ｆ）

（式中、Ｒ^１９〜Ｒ^３０はお互い独立して炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシ基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、Ｘ^２１は水素原子又はフッ素原子を表す。）で表される化合物からなる群より選ばれる化合物を一種又は二種以上含有する。

一般式（ＩＩａ）〜一般式（ＩＩｆ）において、Ｒ^１９〜Ｒ^３０はそれが結合する環構造がフェニル基（芳香族）である場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４（またはそれ以上）のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４（またはそれ以上）のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。

熱や光に対する化学的安定性が良いことを重視すれば、Ｒ^１９〜Ｒ^３０はアルキル基が好ましい。また、粘度が小さく応答速度が速い液晶表示素子を作ることが重視されるならば、Ｒ^１９〜Ｒ^３０はアルケニル基が好ましい。さらに、粘度が小さくかつネマチック−等方相転移温度（Ｔｎｉ）が高く、応答速度の更なる短縮を目的とするならば、末端が不飽和結合ではないアルケニル基を用いることが好ましく、アルケニル基の隣にメチル基が末端としてあることが特に好ましい。また、低温での溶解度が良いことを重視するならば、一つの解決策としては、Ｒ^１９〜Ｒ^３０はアルコキシ基とすることが好ましい。また、他の解決策としては、多種類のＲ^１９〜Ｒ^３０を併用することが好ましい。例えば、Ｒ^１９〜Ｒ^３０として、炭素原子数２、３及び４のアルキル基またはアルケニル基を持つ化合物を併用することが好ましく、炭素原子数３及び５の化合物を併用することが好ましく、炭素原子数３、４及び５の化合物を併用することが好ましい。

Ｒ^１９〜Ｒ^２０はアルキル基またはアルコキシ基が好ましく、少なくとも一方はアルコキシ基であることが好ましい。Ｒ^１９がアルキル基でありＲ^２０がアルコキシ基であることがより好ましい。Ｒ^１９が炭素原子数３〜５のアルキル基でありＲ^２０が炭素原子数１〜２のアルコキシ基であることがさらに好ましい。

Ｒ^２１〜Ｒ^２２はアルキル基またはアルケニル基が好ましく、少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましい。両方ともアルケニル基の場合は応答速度を早くする場合に好適に用いられるが、液晶表示素子の化学的安定性を良くしたい場合は好ましくない。

Ｒ^２３〜Ｒ^２４の少なくとも一方は、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基または炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましい。応答速度とＴ_ｎｉのバランスが良いことを求めれば、Ｒ^２３〜Ｒ^２４の少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましく、応答速度と低温での溶解性のバランスが良いことを求めれば、Ｒ^２３〜Ｒ^２４の少なくとも一方はアルコキシ基であることが好ましい。

Ｒ^２５〜Ｒ^２６の少なくとも一方は、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基または炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。応答速度とＴｎｉのバランスが良いことを求めれば、Ｒ^２５〜Ｒ^２６の少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましく、応答速度と低温での溶解性のバランスが良いことを求めれば、Ｒ^２５〜Ｒ^２６の少なくとも一方はアルコキシ基であることが好ましい。Ｒ^２５はアルケニル基でありＲ^２６はアルキル基であることがより好ましい。また、Ｒ^２５はアルキル基でありＲ^２６はアルコキシ基であることも好ましい。

Ｒ^２７〜Ｒ^２８の少なくとも一方は、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基または炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。応答速度とＴｎｉのバランスが良いことを求めれば、Ｒ^２７〜Ｒ^２８の少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましく、応答速度と低温での溶解性のバランスが良いことを求めれば、Ｒ^２７〜Ｒ^２８の少なくとも一方はアルコキシ基であることが好ましい。Ｒ^２７はアルキル基またはアルケニル基でありＲ^２８はアルキル基であることがより好ましい。また、Ｒ^２７はアルキル基でありＲ^２８はアルコキシ基であることも好ましい。さらに、Ｒ^２７はアルキル基でありＲ^２８はアルキル基であることが特に好ましい。
Ｘ^２１はフッ素原子であることが好ましい。

Ｒ^２９〜Ｒ^３０の少なくとも一方は、炭素原子数１〜５のアルキル基または炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましい。応答速度とＴ_ｎｉのバランスが良いことを求めれば、Ｒ^２９〜Ｒ^３０の少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましく、信頼性が良いことを求めれば、Ｒ^２９〜Ｒ^３０の少なくとも一方はアルキル基であることが好ましい。Ｒ^２９はアルキル基またはアルケニル基でありＲ^３０はアルキル基またはアルケニル基であることがより好ましい。また、Ｒ^２９はアルキル基でありＲ^３０はアルケニル基であることも好ましい。さらに、Ｒ^２９はアルキル基でありＲ^３０はアルキル基であることも好ましい。

一般式（ＩＩ−ａ）から一般式（ＩＩ−ｆ）で表される化合物群は１種〜１０種含有することが好ましく、１種〜８種含有することが特に好ましく、その含有量は５〜８０質量％であるのが好ましく、１０〜７０質量％であることがより好ましく、２０〜６０質量％であることがより好ましく、３０〜５０質量％含有することが好ましく、３２〜４８質量％含有することがより好ましく、３４〜４６質量％含有することがさらに好ましい。

本発明の液晶表示素子における液晶層は、更に、一般式（ＬＣ）で表される化合物を含有することが好ましい。

（一般式（ＬＣ）中、Ｒ^ＬＣは炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ_２−は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよく、
Ａ^ＬＣ１及びＡ^ＬＣ２は、それぞれ独立して、
（ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
（ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は窒素原子で置換されていてもよい。）、及び
（ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基
からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ_３又は−ＯＣＦ_３で置換されていてもよく、
Ｚ^ＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
Ｙ^ＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ_２−は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、
ａは１〜４の整数を表すが、ａが２、３又は４を表し、Ａ^ＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡ^ＬＣ１は、同一であっても異なっていても良く、Ｚ^ＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺ^ＬＣは、同一であっても異なっていても良い。ただし、一般式（ＬＣ３）、一般式（ＬＣ４）、一般式（ＬＣ５）、及び一般式（ＩＩ−ａ）から（ＩＩ−ｆ）で表される化合物を除く。）
一般式（ＬＣ）で表される化合物群から選ばれる化合物は、１種〜１０種含有することが好ましく、１種〜８種含有することがより好ましく、その含有量は５〜５０質量％であることが好ましく、１０〜４０質量％であることがより好ましい。

また、一般式（ＬＣ）で表される化合物は、応答速度を速くする観点からは、下記一般式（ＬＣ６）

（式中、Ｒ^ＬＣ６１及びＲ^ＬＣ６２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ_２−は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよく、Ａ^ＬＣ６１〜Ａ^ＬＣ６３はそれぞれ独立して下記

（該構造中シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−で置換されていてもよく、１，４−フェニレン基中１つ又は２つ以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよい。）のいずれかを表し、Ｚ^ＬＣ６１及びＺ^ＬＣ６２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−を表し、ｍ^ｉｉｉ１は０〜３を表す。ただし、一般式（Ｉ）で表される化合物は除く。）で表される化合物を１種又は２種以上含有する液晶組成物が好ましい。

Ｒ^ＬＣ６１及びＲ^ＬＣ６２は、それぞれ独立して、炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基が好ましく、アルケニル基としては下記構造を表すことが最も好ましく、

（式中、環構造へは右端で結合するものとする。）
Ａ^ＬＣ６１〜Ａ^ＬＣ６３はそれぞれ独立して下記の構造が好ましく、

Ｚ^ＬＣ６１及びＺ^ＬＣ６２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−が好ましい。

一般式（ＬＣ６）は、一般式（ＬＣ６−ａ）から一般式（ＬＣ６−ｇ）

（式中、Ｒ^ＬＣ６１及びＲ^ＬＣ６２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜７のアルキル基、炭素原子数１〜７のアルコキシ基、炭素原子数２〜７のアルケニル基又は炭素原子数２〜７のアルケニルオキシ基を表す。）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物であるのがより好ましい。

一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）で表される化合物は、誘電率異方性が負であってその絶対値が比較的大きい化合物であるが、これら化合物の合計含有量は、３０〜６５％が好ましく、４０〜５５％がより好ましく、４３〜５０％が特に好ましい。

一般式（ＬＣ）で表される化合物は誘電率異方性については正の化合物も負の化合物も包含しているが、誘電率異方性が負であって、その絶対値が０．３以上の化合物を用いる場合、一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）及び一般式（ＬＣ）で表される化合物の合計含有量は、３５〜７０％が好ましく、４５〜６５％がより好ましく、５０〜６０％が特に好ましい。

一般式（ＩＩ−ａ）〜一般式（ＩＩ−ｆ）で表される化合物を３０〜５０％含有し、且つ一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）及び一般式（ＬＣ）で表される化合物を３５〜７０％含有することが好ましく、一般式（ＩＩ−ａ）〜一般式（ＩＩ−ｆ）で表される化合物を３５〜４５％含有し、且つ一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）及び一般式（ＬＣ）で表される化合物を４５〜６５％含有することがより好ましく、一般式（ＩＩ−ａ）〜一般式（ＩＩ−ｆ）で表される化合物で表される化合物を３８〜４２％含有し、且つ一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）及び一般式（ＬＣ）を５０〜６０％含有することが特に好ましい。

一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）、（ＩＩ−ａ）〜一般式（ＩＩ−ｆ）及び一般式（ＬＣ）で表される化合物の合計含有量は、組成物全体に対して、８０〜１００％が好ましく、９０〜１００％がより好ましく、９５〜１００％が特に好ましい。

本発明の液晶表示素子における液晶層は、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔ_ｎｉ）を幅広い範囲で使用することができるものであるが、６０から１２０℃であることが好ましく、７０から１００℃がより好ましく、７０から８５℃が特に好ましい。

誘電率異方性は、２５℃において、−２．０から−６．０であることが好ましく、−２．５から−５．０であることがより好ましく、−２．５から−４．０であることが特に好ましい。

屈折率異方性は、２５℃において、０．０８から０．１３であることが好ましいが、０．０９から０．１２であることがより好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は０．１０から０．１２であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は０．０８から０．１０であることが好ましい。

回転粘度（γ１）は１５０以下が好ましく、１３０以下がより好ましく、１２０以下が特に好ましい。

本発明の液晶表示素子における液晶層においては、回転粘度と屈折率異方性の関数であるＺが特定の値を示すことが好ましい。

（式中、γ１は回転粘度を表し、Δｎは屈折率異方性を表す。）
Ｚは、１３０００以下が好ましく、１２０００以下がより好ましく、１１０００以下が特に好ましい。

本発明の液晶表示素子における液晶層は、アクティブマトリクス表示素子に使用する場合においては、１０^１２（Ω・ｍ）以上の比抵抗を有することが必要であり、１０^１３（Ω・ｍ）が好ましく、１０^１４（Ω・ｍ）以上がより好ましい。

本発明の液晶表示素子における液晶層は、上述の化合物以外に、用途に応じて、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、酸化防止剤、紫外線吸収剤、重合性モノマーなどを含有しても良い。

重合性モノマーとしては、ひとつの反応性基を有する単官能性の重合性化合物、及び二官能又は三官能等の二つ以上の反応性基を有する多官能性の重合性化合物のいずれか一方を含有する。反応性基を有する重合性化合物はメソゲン性部位を含んでいても、含んでいなくてもよい。

反応性基を有する重合性化合物において、反応性基は光による重合性を有する置換基が好ましい。特に、垂直配向膜が熱重合により生成するときに、垂直配向膜材料の熱重合の際に、反応性基を有する重合性化合物の反応を抑制できるので、反応性基は光による重合性を有する置換基が特に好ましい。

反応性基を有する重合性化合物の内、単官能性の反応基を有する重合性化合物として具体的には、下記一般式（ＶＩ）

（式中、Ｘ^３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ^３は、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｔ−（式中、ｔは２〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜８のアルキレン基を表す。）で表される重合性化合物が好ましい。

上記一般式（ＶＩ）において、Ｘ^３は、水素原子又はメチル基を表すが、反応速度を重視する場合には水素原子が好ましく、反応残留量を低減することを重視する場合にはメチル基が好ましい。

上記一般式（ＶＩ）において、Ｓｐ^３は、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｔ−（式中、ｔは２〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表すが、炭素鎖があまり長くないことが好ましく、単結合又は炭素原子数１〜５のアルキレン基が好ましく、単結合又は炭素原子数１〜３のアルキレン基がより好ましい。また、Ｓｐ^３が−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｔ−を表す場合も、ｔは１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。

上記一般式（ＶＩ）において、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、２つ以上の環状置換基により置換されていることが好ましい。

一般式（ＶＩ）で表される重合性化合物は更に具体的には、一般式（Ｘ１ａ）

（式中、Ａ^１は水素原子又はメチル基を表し、
Ａ^２は単結合又は炭素原子数１〜８のアルキレン基（該アルキレン基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキレン基中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていてもよい。）を表し、
Ａ^３及びＡ^６はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１０のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数１〜１７のアルキル基で置換されていてもよい。）を表わし、
Ａ^４及びＡ^７はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜１０のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数１〜９のアルキル基で置換されていてもよい。）を表し、
ｐは１〜１０を表し、
Ｂ^１、Ｂ^２及びＢ^３は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１〜１０の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基（該アルキル基中の１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立して酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていてもよく、該アルキル基中の１個又は２個以上の水素原子は、それぞれ独立してハロゲン原子又は炭素原子数３〜６のトリアルコキシシリル基で置換されていてもよい。）を表わす化合物が挙げられる。

また、一般式（ＶＩ）で表される重合性化合物は具体的には、一般式（Ｘ１ｂ）

（式中、Ａ^８は水素原子又はメチル基を表し、
６員環Ｔ^１、Ｔ^２及びＴ^３はそれぞれ独立して

のいずれか（ただしｑは１から４の整数を表す。）を表し、
ｑは０又は１を表し、
Ｙ^１及びＹ^２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２＝ＣＨＣＨ_２ＣＨ_２−又は−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ−を表し、
Ｙ^３は単結合、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
Ｂ^８は炭素原子数１〜１８の炭化水素基を表す。）で表わす化合物も挙げられる。

更に、一般式（ＶＩ）で表される重合性化合物は具体的には、一般式（Ｘ１ｃ）

（式中、Ｒ^７０は水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^７１は縮合環を有する炭化水素基を表す。）で表わす化合物も挙げられる。

反応性基を有する重合性化合物の内、多官能性の反応基を有する重合性化合物が、下記一般式（Ｖ）

（式中、Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ^１及びＳｐ^２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−（式中、ｓは２〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。）で表される重合性化合物が好ましい。
上記一般式（Ｖ）において、Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表すが、反応速度を重視する場合には水素原子が好ましく、反応残留量を低減することを重視する場合にはメチル基が好ましい。

上記一般式（Ｖ）において、Ｓｐ^１及びＳｐ^２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−（式中、ｓは２〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表すが、炭素鎖があまり長くないことが好ましく、単結合又は炭素原子数１〜５のアルキレン基が好ましく、単結合又は炭素原子数１〜３のアルキレン基がより好ましい。また、Ｓｐ^１及びＳｐ^２が−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−を表す場合も、ｓは１〜５が好ましく、１〜３がより好ましく、Ｓｐ^１及びＳｐ^２の少なくとも一方が、単結合であることがより好ましく、いずれも単結合であることが特に好ましい。

上記一般式（Ｖ）において、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）、環状置換基により置換されていてもよく、２つ以上の環状置換基により置換されていることが好ましい。

上記一般式（Ｖ）において、Ｕは具体的には、以下の式（Ｖａ−１）から式（Ｖａ−５）を表すことが好ましく、式（Ｖａ−１）から式（Ｖａ−３）を表すことがより好ましく、式（Ｖａ−１）を表すことが特に好ましい。

（式中、両端はＳｐ^１又はＳｐ^２に結合するものとする。）
Ｕが環構造を有する場合、前記Ｓｐ^１及びＳｐ^２は少なくとも一方が単結合を表すことが好ましく、両方共に単結合であることも好ましい。

上記一般式（Ｖ）において、ｋは１〜５の整数を表すが、ｋが１の二官能化合物、又はｋが２の三官能化合物であることが好ましく、二官能化合物であることがより好ましい。

上記一般式（Ｖ）で表される化合物は、具体的には、以下の一般式（Ｖｂ）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ^１及びＳｐ^２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−（式中、ｓは２〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ^１は−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＹ^１＝ＣＹ^２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、Ｃは１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）
上記一般式（Ｖｂ）において、Ｘ^１及びＸ^２は、はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表すが、いずれも水素原子を表すジアクリレート誘導体、又はいずれもメチル基を有するジメタクリレート誘導体が好ましく、一方が水素原子を表し、もう一方がメチル基を表す化合物も好ましい。これらの化合物の重合速度は、ジアクリレート誘導体が最も早く、ジメタクリレート誘導体が遅く、非対称化合物がその中間であり、その用途により好ましい態様を用いることができる。ＰＳＡ液晶表示素子においては、ジメタクリレート誘導体が特に好ましい。

上記一般式（Ｖｂ）において、Ｓｐ^１及びＳｐ^２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）ｓ−を表すが、ＰＳＡ液晶表示素子においては少なくとも一方が単結合であることが好ましく、共に単結合を表す化合物又は一方が単結合でもう一方が炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）ｓ−を表す態様が好ましい。この場合、炭素原子数１〜４のアルキレン基が好ましく、ｓは１〜４が好ましい。

上記一般式（Ｖｂ）において、Ｚ^１は、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＹ^１＝ＣＹ^２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は単結合が好ましく、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は単結合がより好ましく、単結合が特に好ましい。
上記一般式（Ｖｂ）において、Ｃは任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表すが、１，４−フェニレン基又は単結合が好ましい。
Ｃが単結合以外の環構造を表す場合、Ｚ^１は単結合以外の連結基も好ましく、Ｃが単結合の場合、Ｚ^１は単結合が好ましい。

以上より、上記一般式（Ｖｂ）において、Ｃが単結合を表し、環構造が二つの環で形成される場合が好ましく、環構造を有する重合性化合物としては、具体的には以下の一般式（Ｖ−１）から（Ｖ−６）で表される化合物が好ましく、一般式（Ｖ−１）から（Ｖ−４）で表される化合物が特に好ましく、一般式（Ｖ−２）で表される化合物が最も好ましい。

上記一般式（Ｖ）で表される化合物は、具体的には、以下の一般式（Ｖｃ）で表される化合物も好ましい。

（式中、Ｘ^１、Ｘ^２及びＸ^３はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ^１、Ｓｐ^２及びＳｐ^３はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−（式中、ｓは２〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｚ^１１及びＺ^１２はそれぞれ独立して、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＹ^１＝ＣＹ^２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、Ｊは１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい。）
重合性モノマーを添加する場合において、重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。また、保存安定性を向上させるために、安定剤を添加しても良い。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン類、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β−ナフチルアミン類、β−ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。

重合性モノマーを含有する液晶層は、液晶表示素子に有用であり、特にアクティブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用であり、ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモード用液晶表示素子に用いることができる。

重合性モノマーを含有する液晶層は、これに含まれる重合性モノマーが紫外線照射により重合することで液晶配向能が付与され、液晶組成物の複屈折を利用して光の透過光量を制御する液晶表示素子に使用される。

上述したように酸化物半導体を用いる薄膜トランジスタを有する液晶表示素子において、酸化物半導体膜１１３から酸素脱離により、酸化物半導体膜１１３を覆う絶縁膜１１８に拡散してしまう問題は避けられない。また、酸化物半導体膜１１３は、図３に示すように、絶縁膜１１８や配向膜４等だけが液晶組成物と隔てる部材であり、これら絶縁膜１１８や配向膜４は通常０．１μｍ以下等の薄い膜厚にすぎないため、酸化物半導体膜から脱離する酸素による液晶層への影響を十分に防ぐことができない。

しかし、本発明に係る液晶組成物を含む液晶表示素子では、特定の液晶組成物を用いているため、酸化物半導体膜と液晶組成物の相互作用による影響を減少することができる。本発明の液晶表示素子は、液晶層の電圧保持率（ＶＨＲ）の低下、イオン密度（ＩＤ）の増加を防止することができ、白抜け、配向むら、焼き付けなどの表示不良の発生を防止することができ、且つ、省電力化が可能である。
＜第二の実施形態＞
本発明に係る液晶表示素子の第二の実施形態は、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタと特定の液晶組成物を有し、液晶表示素子の基板面に対して平行方向成分を有する電界が生じる液晶表示素子である。第二の好ましい実施形態は、ＩＰＳ型液晶表示素子（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、又は、ＩＰＳ型の液晶表示素子の一種であるＦＦＳ型液晶表示素子（フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示素子（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。

本発明に係る液晶表示素子の第二の好ましい実施形態である、ＩＰＳ型液晶表示素子は、対向に配置された第一の基板と、第二の基板と、前記第一の基板と第二の基板との間に液晶組成物を含有する液晶層を挟持し、前記第一基板上にマトリクス状に配置される複数個のゲート配線及びデータ配線と、ゲート配線とデータ配線との交差部に設けられる薄膜トランジスタと、該トランジスタにより駆動され透明導電性材料からなる画素電極と有し、前記薄膜トランジスタが、ゲート電極と、該ゲート電極と絶縁層を介して設けられる酸化物半導体層と、該酸化物半導体層と導通して設けられるソース電極及びドレイン電極とを有し、ゲート配線と前記データ配線との各交差部に設けられる薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された画素電極と、前記第一の基板又は第二の基板上に前記画素電極と離間して設けられる共通電極と、第一の透明絶縁基板及び第二の透明絶縁基板のそれぞれと液晶層との間に液晶層に近接して設けられ、液晶組成物に対してホモジニアス配向を誘起する配向膜とを有し、前記画素電極から前記画素電極に近接する前記共通電極を結ぶ最短経路が、第一または第二の基板に対して平行方向成分を備えるよう前記画素電極および前記共通電極を配置されていることが好ましい。

前記画素電極から前記画素電極に近接する前記共通電極を結ぶ最短経路が、第一または第二の基板に対して平行方向成分を備えるとは、画素電極から前記画素電極に最も近い距離に配置されている共通電極を結ぶ最短経路を示す方向ベクトルが、第一または第二の基板に対して平行方向成分を有することである。例えば、画素電極と対向電極とが、第一または第二の基板に対して垂直方向に重なりあう部分がある場合、画素電極から前記画素電極に近接する前記共通電極を結ぶ最短経路は、第一または第二の基板に対して垂直方向になるため、第一または第二の基板に対して平行方向成分を備えるものには該当しない。すなわち、画素電極と対向電極とが、第一または第二の基板に対して垂直方向に重なりあわないように配置されていることをいう。対向電極は、第一の基板に設けられていても第二の基板に設けられていてもよい。

共通電極と画素電極とを第一または第二の基板に対して垂直方向に重なりあわないように離間して設けることで、前記共通電極と前記画素電極との間に生じる電界（Ｅ）が平面方向成分を有することができる。そのため、例えば液晶組成物に対してホモジニアス配向を誘起する配向膜を前記配向層に用いると、共通電極と画素電極との間に電圧をかける前は配向膜の配向方向である面方向に配列している液晶分子が光を遮断し、電圧をかけると平面方向にかかる電界（Ｅ）により液晶分子が基板に対して水平に回転して、当該電界方向に沿って配列することで光を透過する素子を提供できる。

本発明に係る液晶表示素子の第二の好ましい実施形態である、ＦＦＳ型液晶表示素子は、対向に配置された第一の基板と、第二の基板と、前記第一の基板と第二の基板との間に液晶組成物を含有する液晶層を挟持し、前記第一基板上にマトリクス状に配置される複数個のゲート配線及びデータ配線と、ゲート配線とデータ配線との交差部に設けられる薄膜トランジスタと、該トランジスタにより駆動され透明導電性材料からなる画素電極と有し、前記薄膜トランジスタが、ゲート電極と、該ゲート電極と絶縁層を介して設けられる酸化物半導体層と、該酸化物半導体層と導通して設けられるソース電極及びドレイン電極とを有し、第一の透明絶縁基板上に、画素電極と離間して設けられる共通電極を有し、第一の透明絶縁基板及び第二の透明絶縁基板のそれぞれと液晶層との間に液晶層に近接して設けられ、液晶組成物に対してホモジニアス配向を誘起する配向膜を有し、近接する前記共通電極と前記画素電極との最短離間距離ｄが前記配向膜同士の最短離間距離Ｇより短いことが好ましい。

なお本明細書において、共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが、配向層同士の最短離間距離Ｇより長い条件の液晶表示素子をＩＰＳ方式の液晶表示素子と称し、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが、配向層同士の最短離間距離Ｇより短い条件の素子をＦＦＳと称する。したがって、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが、配向層同士の最短離間距離Ｇより短いことだけがＦＦＳ方式の条件であるため、当該共通電極の表面と画素電極との表面との厚さ方向の位置関係に制限はない。そのため、本発明に係るＦＳＳ方式の液晶表示素子としては、図４〜図８のように画素電極が共通電極より液晶層側に設けられてもよく、図９のように画素電極と共通電極とが同一面上に設けられていても良い。

本発明に係る第二の実施形態としてＦＦＳ型液晶表示素子の一例を図４〜図９を用いて以下説明する。図４は、液晶表示素子の一態様の構造を模式的に示す分解斜視図であり、いわゆるＦＦＳ方式の液晶表示素子である。本発明に係る液晶表示素子１０は、第一の偏光板１と、第一の基板２と、薄膜トランジスタを含む電極層（又は薄膜トランジスタ層とも称する）３と、配向膜４と、液晶組成物を含む液晶層５と、配向膜４と、カラーフィルタ６と、第二の基板７と、第二の偏光板８と、が順次積層された構成であることが好ましい。また、図４に示すように、前記第一の基板２および前記第二の基板７は、一対の偏光板１，８により挟持されてもよい。さらに、図４では、前記第二の基板７と配向膜４との間にカラーフィルタ６が設けられている。さらに、本発明に係る液晶層５と近接し、かつ当該液晶層５を構成する液晶組成物と直接当接するよう一対の配向膜４を（透明）電極（層）３に形成してもよい。

ＦＦＳ方式の液晶表示素子は、フリンジ電界を利用するものであり、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが、配向層同士の最短離間距離Ｇより短いと、共通電極と画素電極との間にフリンジ電界が形成され、液晶分子の水平方向および垂直方向の配向を効率的に利用することができる。すなわち、ＦＦＳ方式の液晶表示素子の場合は、画素電極２１の櫛歯形を形成するラインに対して垂直な方向に形成される水平方向の電界と、放物線状の電界を利用することができる。

図５は、図４における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層３（または薄膜トランジスタ層３とも称する。）のＩＩの領域を拡大した平面図である。ゲート配線２６とデータ配線２５が互いに交差している交差部近傍において、ソース電極２７、ドレイン電極２４およびゲート電極２８を含む薄膜トランジスタが、画素電極２１に表示信号を供給するスイッチ素子として前記画素電極２１と連結して設けられている。当該図４では一例として、櫛歯状の画素電極２１の背面に絶縁層（図示せず）を介して平板体状の共通電極２２が一面に形成されている構成を示す。また、前記画素電極２１の表面には保護絶縁膜及び配向膜層によって被覆されていてもよい。なお、前記複数のゲート配線２６と複数のデータ配線２５とに囲まれた領域にはデータ配線２５を介して供給される表示信号を保存するストレイジキャパシタ２３を設けてもよい。さらに、ゲート配線２６と並行して、共通ライン２９が設けられる。この共通ライン２９は、共通電極２２に共通信号を供給するために、共通電極２２と連結している。

図６は、図５におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線方向に液晶表示素子を切断した断面図の一例である。配向層４および薄膜トランジスタ（１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７）を含む電極層３が表面に形成された第一の基板２と、配向層４が表面に形成された第二の基板７と、が所定の間隔Ｇで配向層同士向かい合うよう離間しており、この空間に液晶組成物を含む液晶層５が充填されている。前記第一の基板２の表面の一部にゲート絶縁膜１２が形成され、さらに当該ゲート絶縁膜１２の表面の一部に共通電極２２が形成されており、更に前記共通電極２２および薄膜トランジスタを覆うよう絶縁膜１８が形成されている。また、前記絶縁膜１８上に画素電極２１が設けられており、当該画素電極２１は配向層４を介して液晶層５と接している。そのため、画素電極と共通電極との最小離間距離ｄは、ゲート絶縁膜１２の（平均）膜厚として調整することができる。また、換言すると、図６の実施形態では、画素電極と共通電極間の基板に水平方向の距離は０になる。画素電極２１の櫛歯状部分の電極幅：ｌ、及び、画素電極２１の櫛歯状部分の間隙の幅：ｍは、発生する電界により液晶層５内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。

図４〜８で示すように、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが配向層同士の最短離間距離Ｇより短い条件であるＦＦＳ方式の液晶表示素子の場合、長軸方向が、配向層の配向方向と平行になるように配置している液晶分子に電圧を印加すると、画素電極２１と共通電極２２との間に放物線形の電界の等電位線が画素電極２１と共通電極２２の上部にまで形成され、液晶層５内の液晶分子は、形成された電界に沿って液晶層５内を回転してスイッチング素子としての作用を奏する。より詳細には、例えば液晶組成物に対してホモジニアス配向を誘起する配向膜を前記配向層に用いると、共通電極と画素電極との間に電圧をかける前は配向膜の配向方向である面方向に配列している液晶分子が光を遮断し、電圧をかけると共通電極と画素電極とが同一の基板（または電極層）上に離間して設けられていることに起因する平面方向成分の電界と、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが配向層同士の最短離間距離Ｇより短いことにより発生するこれら電極の縁由来の垂直方向成分の電界（フリンジ電界）とが発生するため、低い誘電率異方性を有する液晶分子であっても駆動することができる。そのため、液晶組成物において、誘電率異方性（Δε）が大きい化合物の量を極力低減することができるため、液晶組成物自体に低粘度の化合物を多く含有させることが可能になる。

また、第二の実施形態における配向膜４のラビング方向は、画素電極２１の櫛歯形を形成するラインに対して垂直な方向（水平電界が形成される方向）をｘ軸としたときに、該ｘ軸と液晶分子の長軸方向とのなす角θが、概ね０〜４５°となるように配向されることが好ましい。第二の実施形態において、液晶組成物は、前記第一の実施形態において説明した液晶組成物の構成と同じものが用いられることから、すなわち、負の誘電率異方性を有する液晶組成物が用いられる。電圧を印加しない状態では、液晶分子は、その長軸方向が、配向膜４の配向方向と平行になるように配置している。電圧を印加すると、負の誘電率異方性を有する液晶分子は、その長軸方向が発生した電界方向に直行するように回転する。画素電極２１の近くに位置する液晶分子はフリンジ電界の影響を受けやすいものの、負の誘電率異方性を有する液晶分子は分極方向が分子の短軸にあることから、その長軸方向が配向膜４に対して直行する方向に回転することはなく、液晶層５内の全ての液晶分子３０の長軸方向は、配向膜４に対して平行方向を維持できる。したがって、負の誘電率異方性を有する液晶分子を用いたＦＦＳ型の液晶表示素子は、優れた透過率特性を得ることができる。

図７は、図４における基板上に形成された薄膜トランジスタを含む電極層３（または薄膜トランジスタ層３とも称する。）のＩＩの領域を拡大した平面図の別の形態である。ゲート配線２６とデータ配線２５が互いに交差している交差部近傍において、ソース電極２７、ドレイン電極２４およびゲート電極２８を含む薄膜トランジスタが、画素電極２１に表示信号を供給するスイッチ素子として前記画素電極２１と連結して設けられている。また、画素電極２１は少なくとも一つの切欠き部でくり抜かれた構造であってもよく、当該図７にその一例を示す。前記画素電極２１は、四角形の平板体の中央部および両端部が三角形状の切欠き部でくり抜かれ、さらに残る領域を８つの長方形状の切欠き部でくり抜かれた形状であり、かつ共通電極２２が櫛歯体（図示せず）である。また、前記画素電極の表面には保護絶縁膜及び配向膜層によって被覆されていてもよい。なお、前記複数のゲート配線２５と複数のデータ配線２４とに囲まれた領域にはデータ配線２４を介して供給される表示信号を保存するストレイジキャパシタ２３を設けてもよい。なお、上記切欠き部の形状や数などは特に制限されることは無い。

図８は、図７において、図６と同様のＩＩＩ−ＩＩＩ方向の位置で液晶表示素子を切断した断面図の他の形態の一例である。すなわち、前記図６の液晶表示素子の構造との相違点は、図５に示す液晶表示素子は、共通電極が平板体であり、かつ画素電極が櫛歯体である。一方、上記で説明したように、図７に示す液晶表示素子においては、画素電極２１は、四角形の平板体の中央部および両端部が三角形状の切欠き部でくり抜かれ、さらに残る領域を８つの長方形状の切欠き部でくり抜かれた形状であり、かつ共通電極が櫛歯体の構造である。そのため、画素電極と共通電極との最小離間距離ｄは、ゲート絶縁膜１２の（平均）膜厚以上、かつ配向層離間距離Ｇ未満になる。また、図８では共通電極が櫛歯体の構造であるが、この実施形態でも共通電極を平板体にしてもよい。また、いずれにおいても、本発明に係るＦＦＳ方式の液晶表示素子は、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが配向層同士の最短離間距離Ｇより短い条件を満たしさえすればよい。さらに、図８に示す液晶表示素子の構成では、画素電極２１が保護膜１８で覆われているが、図５に示す液晶表示素子の構成では、画素電極２１が配向層４で被覆されている。本発明においては、画素電極は保護膜または配向膜のいずれにも被覆されてもよい。

また、図８において、第一の基板２の一方の表面には偏光板が形成され、かつ他方の表面の一部に形成された櫛歯状の共通電極２２を覆うようゲート絶縁膜１２が形成され、当該ゲート絶縁膜１２の表面の一部に画素電極２１が形成されており、更に前記画素電極２１および薄膜トランジスタ２０を覆うよう絶縁膜１８が形成されている。また、前記絶縁膜１８上に配向層４、液晶層５、配向層４、カラーフィルタ６、第二の基板７および偏光板８が積層している。そのため、画素電極と共通電極との最小離間距離ｄは、両電極位置、画素電極２１の櫛歯状部分の電極幅：ｌ、または画素電極２１の櫛歯状部分の間隙の幅：ｍで調整することができる。

図８のように、前記画素電極が前記共通電極より第二の基板側に突出し、かつ両者とも第一の基板上に並列して設けられていると、前記共通電極と前記画素電極との間で平面方向成分の電界を形成し、かつ画素電極の表面と共通電極の表面との厚み方向の高さが相違するため、厚み方向成分の電界（Ｅ）も同時にかけることができる。

なお、ＦＦＳ方式の液晶表示素子は、フリンジ電界を利用するものであり、近接する共通電極と画素電極との最短離間距離ｄが、配向層同士の最短離間距離Ｇより短い条件であれば特に制限されることは無いため、例えば、図９に示すように、画素電極４１と共通電極４２とが第一の基板２上である同一面上に設けられており、櫛歯状の画素電極４１の複数の歯部および櫛歯状の共通電極４２の複数の歯部が離間して噛合した状態で設けられている構成であってもよい。この場合、共通電極４２の歯部と画素電極４１の歯部との離間距離を配向層同士の最短離間距離Ｇより長くすればＩＰＳ型液晶表示素子となり、共通電極４２の歯部と画素電極４１の歯部との離間距離を配向層同士の最短離間距離Ｇより短くすればフリンジ電界を利用したＦＦＳ型液晶表示素子とすることができる。
（薄膜トランジスタ）
図６及び図８に示す薄膜トランジスタは、基板２表面に形成されたゲート電極１１と、当該ゲート電極１１を覆い、且つ前記基板２の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層１２と、前記ゲート電極１１と対向するよう前記ゲート絶縁層１２の表面に形成された半導体層１３と、前記半導体層１３の表面の一部を覆うように設けられた保護膜１４と、前記保護層１４および前記半導体層１３の一方の側端部を覆い、かつ前記基板２表面に形成された前記ゲート絶縁層１２と接触するように設けられたドレイン電極１６と、前記保護膜１４および前記半導体層１３の他方の側端部を覆い、かつ前記基板２表面に形成された前記ゲート絶縁層１２と接触するように設けられたソース電極１７と、前記ドレイン電極１６および前記ソース電極１７を覆うように設けられた絶縁保護層１８と、を有している。第一の実施形態において図３を用いて説明した薄膜トランジスタの構造との相違点は、半導体層１３の表面の一部を覆う保護膜１４を有することである。保護膜１４は、酸化物半導体を用いる半導体層１３と液晶層５との間を隔てるため、酸化物半導体膜から脱離する酸素による液晶層への影響を減少することができる。

さらに、図８に示す薄膜トランジスタは、画素電極２１および薄膜トランジスタ２０を覆うよう絶縁膜１８が形成されている。絶縁膜１８も酸化物半導体を用いる半導体層１３と液晶層５との間を隔てるため、酸化物半導体膜から脱離する酸素による液晶層への影響を減少することができる。

図４〜図８に示すＦＦＳ方式の液晶表示素子において、第一の基板２、第二の基板７、透明電極６、カラーフィルタ６、配向膜４、及び液晶層５の構成は、上記第一の実施形態において説明した、第一の基板１０２、第二の基板１０９、透明電極１０７、カラーフィルタ１０８、配向膜１０４，１０６、及び液晶層１０５と同様であるので、説明を省略する。

第二の実施形態における液晶表示素子においても、酸化物半導体膜１３は、図６，８に示すように、絶縁膜１８や配向膜４、保護膜１４等だけが液晶組成物と隔てる部材であり、これら絶縁膜１１８、配向膜４、保護膜１４は通常薄いものであるため、酸化物半導体膜から脱離する酸素による液晶層への影響を十分に防ぐことができない。

しかし、本発明に係る液晶組成物を含む液晶表示素子では、特定の液晶組成物を用いているため、酸化物半導体膜と液晶組成物の相互作用による影響を減少することができる。本発明の液晶表示素子は、液晶層の電圧保持率（ＶＨＲ）の低下、イオン密度（ＩＤ）の増加を防止することができ、白抜け、配向むら、焼き付けなどの表示不良の発生を防止することができ、且つ、省電力化が可能である。
＜第三の実施形態＞
本発明に係る第三の実施形態の構成は、酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタと特定の液晶組成物を有する液晶表示素子であり、薄膜トランジスタを含む電極層３が形成されている第一の基板と同一の基板側にカラーフィルタ６が形成されていることが好ましい。当該形態は、一般的にカラーフィルタオンアレイ（ＣＯＡ）などと呼ばれている。具体的な構造について図１０および図１１を用いて以下説明する。図１０は、液晶表示素子を切断した断面図の別の形態である。当該液晶組成物の構成は、配向層４、薄膜トランジスタ（１１，１３，１５，１６，１７）、カラーフィルタ６および画素電極２１が表面に形成された第一の基板２と、配向層４が表面に形成された第二の基板７とが前記配向層同士向かい合うよう離間しており、この空間に液晶組成物を含む液晶層５が充填されている。また、前記第一の基板２の表面の一部に薄膜トランジスタやゲート絶縁膜１２が形成されており、さらに当該薄膜トランジスタを被覆するように平坦膜でもあるバッファー層３０が形成されており、当該バッファー層３０上にカラーフィルタ６、画素電極２１および配向層４の順で積層されている。そのため、図６などとは異なり、第二の基板７上にはカラーフィルタ６が存在しない。

また液晶表示素子は、中央部に位置した矩形状の表示領域と、表示領域周縁部に沿って位置した枠状の非表示領域とを有しており、表示領域において、赤色、緑色または青色のカラーフィルタを形成している。より詳細にはカラーフィルタの周縁部を信号線（データ配線やゲート配線等）に重ねて配設されている。

カラーフィルタ上には、ＩＴＯ等の透明な導電膜により形成された複数の画素電極２１が設けられている。各画素電極２１は絶縁膜１８および各着色層に形成されたスルーホール（図示せず）を介して対応する薄膜トランジスタに接続されている。より詳しくは、画素電極２１は、上記したコンタクト電極を介して薄膜トランジスタに接続されている。画素電極２１上には柱状スペーサー（図示せず）などが複数本配設されていてもよい。カラーフィルタおよび画素電極２１上には、配向膜４が形成されている。

図１１は、図１０とは異なる形態のカラーフィルタオンアレイを示す図であり、薄膜トランジスタと基板２の箇所を拡大して示す図である。図１０ではカラーフィルタが薄膜トランジスタより液晶層側に存在した構成になっているが、図１１の形態では、薄膜トランジスタがカラーフィルタより液晶層側に存在した構成になっており、前記薄膜トランジスタとカラーフィルタとはバッファー層を介して接合させている。

第三の実施形態における酸化物半導膜、液晶層等の構成は、上記第一及び第二の実施形態において説明した同様であるので、説明を省略する。

本発明の液晶表示素子と、バックライトを組み合わせて、液晶テレビ、パソコンのモニター、携帯電話、スマートフォンのディスプレイや、ノート型パーソナルコンピューター、携帯情報端末、デジタルサイネージ等の様々な用途で使用される。バックライトとしては、冷陰極管タイプバックライト、無機材料を用いた発光ダイオードや有機ＥＬ素子を用いた、２波長ピークの擬似白色バックライトと３波長ピークのバックライト等がある。

以下、実施例を挙げて本発明の最良の形態の一部を詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。

実施例中、測定した特性は以下の通りである。
Ｔ_ｎｉ ：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
Δｎ ：２５℃における屈折率異方性
Δε ：２５℃における誘電率異方性
η ：２０℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）
γ_１ ：２５℃における回転粘度（ｍＰａ・ｓ）
ｄ_ｇａｐ：セルの第一基板と第二基板のギャップ（μｍ）
ＶＨＲ ：７０℃における電圧保持率（％）
（セル厚３．５μｍのセルに液晶組成物を注入し、５Ｖ印加、フレームタイム２００ｍｓ、パルス幅６４μｓの条件で測定した時の測定電圧と初期印加電圧との比を％で表した値）
ＩＤ ：７０℃におけるイオン密度（ｐＣ／ｃｍ^２）
（セル厚３．５μｍのセルに液晶組成物を注入し、ＭＴＲ−１（株式会社東陽テクニカ製）で２０Ｖ印加、周波数０．０５Ｈｚの条件で測定した時のイオン密度値）
焼き付き ：
液晶表示素子の焼き付き評価は、表示エリア内に所定の固定パターンを１０００時間表示させた後に、全画面均一な表示を行ったときの固定パターンの残像のレベルを目視にて以下の４段階評価で行った。
◎残像無し
○残像ごく僅かに有るも許容できるレベル
△残像有り許容できないレベル
×残像有りかなり劣悪
透過率
液晶表示素子における透過率は、液晶組成物注入前の素子の透過率を１００％として、液晶組成物注入後の素子の透過率を測定した際の値である。
（側鎖構造）
−ｎ −Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１ 炭素数ｎの直鎖状のアルキル基
ｎ− Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１− 炭素数ｎの直鎖状のアルキル基
−Ｏｎ −ＯＣ_ｎＨ_２ｎ＋１ 炭素数ｎの直鎖状のアルコキシル基
ｎＯ− Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１Ｏ− 炭素数ｎの直鎖状のアルコキシル基
−Ｖ −ＣＨ＝ＣＨ_２
Ｖ− ＣＨ_２＝ＣＨ−
−Ｖ１ −ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_３
１Ｖ− ＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ−
−２Ｖ −ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ＝ＣＨ_３
Ｖ２− ＣＨ_３＝ＣＨ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−
−２Ｖ１ −ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_３
１Ｖ２− ＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２−ＣＨ_２
０ｄ３− ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−
−３ｄ０ −ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ＝ＣＨ_２
（連結構造）
−ＶＯ− −ＣＯＯ−
−Ｔ− −Ｃ≡Ｃ−
−Ｎ− −ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−
（環構造）

（実施例１）
第一の基板に、スパッタリング法によりＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を有する図３に示す薄膜トランジスタを形成することにより薄膜トランジスタ層を設けた。また、第二の基板に対向電極を設けた。第一及び第二の基板の電極構造を有する側にそれぞれ垂直配向性の配向膜を形成したのち弱ラビング処理を行い、ＶＡセルを作成し、第一の基板と第二の基板の間に以下の表に示す液晶組成物１を挟持して、実施例１の液晶表示素子を作成した（ｄ_ｇａｐ＝３．５μｍ、配向膜ＳＥ−５３００）。得られた液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ及び透過率を測定した。また、得られた液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、透過率及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

液晶組成物１は、ＴＶ用液晶組成物として実用的な８１℃の液晶層温度範囲を有し、大きい誘電率異方性の絶対値を有し、低い粘性及び最適なΔｎを有していることが解る。

実施例１の液晶表示素子は、高いＶＨＲ、小さいＩＤ、及び高い透過率を実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例２，３）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物２、液晶組成物３をそれぞれ狭持し、実施例２、３の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ、ＩＤ及び透過率を測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、透過率、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例２，３の液晶表示素子は、高いＶＨＲ、小さいＩＤ、及び高い透過率を実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例４〜６）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物４〜６をそれぞれ狭持し、実施例４〜６の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例４〜６の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例７〜９）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物７〜９をそれぞれ狭持し、実施例７〜９の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例７〜９の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例１０〜１２）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物１０〜１２をそれぞれ狭持し、実施例１０〜１２の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例１０〜１２の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例１３〜１５）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物１３〜１５をそれぞれ狭持し、実施例１３〜１５の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例１３〜１５の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例１６〜１８）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物１６〜１８をそれぞれ狭持し、実施例１６〜１８の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例１６〜１８の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例１９〜２１）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物１９〜２１をそれぞれ狭持し、実施例１９〜２１の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例１９〜２１の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例２２〜２４）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物２２〜２４をそれぞれ狭持し、実施例２２〜２４の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例２２〜２４の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例２５〜２７）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物２５〜２７をそれぞれ狭持し、実施例２５〜２７の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例２５〜２７の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例２８）
液晶組成物１に２−メチル−アクリル酸４−｛２−［４−（２−アクリロイルオキシ−エチル）−フェノキシカルボニル］−エチル｝−ビフェニル−４’−イルエステル０．３質量％を混合し液晶組成物２８とした。実施例１で用いたＶＡセルにこの液晶組成物２８を挟持し、電極間に駆動電圧を印加したまま、紫外線を６００秒間照射（３．０Ｊ／ｃｍ^２）し、重合処理を行って、実施例２８の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例２８の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例２９）
液晶組成物１３にビスメタクリル酸ビフェニル‐４，４’‐ジイル ０．３質量％を混合し液晶組成物２９とした。実施例１で用いたＶＡセルにこの液晶組成物２８を挟持し、電極間に駆動電圧を印加したまま、紫外線を６００秒間照射（３．０Ｊ／ｃｍ^２）し、重合処理を行って、実施例２９の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例２９の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例３０）
液晶組成物１９にビスメタクリル酸 ３‐フルオロビフェニル‐４，４’‐ジイル ０．３質量％を混合し液晶組成物３０とした。実施例１で用いたＶＡセルにこの液晶組成物２８を挟持し、電極間に駆動電圧を印加したまま、紫外線を６００秒間照射（３．０Ｊ／ｃｍ^２）し、重合処理を行って、実施例２８の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例３０の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例３１〜３３）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物３１〜３３をそれぞれ狭持し、実施例３１〜３３の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例３１〜３３の液晶表示素子は、ＩＤが大きくなってしまったものの、焼き付き評価において残像がごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例３４〜３６）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物３４〜３６をそれぞれ狭持し、実施例３４〜３６の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例３４〜３６の液晶表示素子は、ＩＤが大きくなってしまったものの、焼き付き評価において残像がごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例３７、３８）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物３７、３８を狭持し、実施例３７、３８の液晶表示素子を作製し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例３７、３８の液晶表示素子は、ＩＤが大きくなってしまったものの、焼き付き評価において残像がごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例３９〜４１）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物３９〜４１を狭持し、実施例３９〜４１の液晶表示素子を作製し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例３９〜４１の液晶表示素子は、ＩＤが大きくなってしまったものの、焼き付き評価において残像がごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例４２）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物４５を狭持し、実施例４５の液晶表示素子を作製し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例４２の液晶表示素子は、ＩＤが大きくなってしまったものの、焼き付き評価において残像がごく僅かであり許容できるレベルであった。
（比較例１）
実施例１と同様に以下の表に示す比較液晶組成物１を狭持し、比較例１の液晶表示素子を作製し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。さらに、比較例１の液晶表示素子の透過率を測定した。
液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、透過率及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

（比較例２〜５）
実施例１と同様に以下の表に示す比較液晶組成物２〜５を狭持し、比較例２〜５の液晶表示装置を作製し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。その結果を以下の表に示す。

（比較例５〜１２）
実施例１、２、８、１３、１４、１９、２０及び２６において、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜に代えてアモルファスシリコン膜を用いた以外は同様にして比較例５〜１２の液晶表示装置を作製し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示装置の焼き付き評価を行った。さらに、比較例１６及び比較例１７の透過率を測定した。その結果を以下の表に示す。

比較例５〜１２の液晶表示素子は、高いＶＨＲ、小さいＩＤを実現でき、また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであったものの、薄膜トランジスタ層にＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を用いた実施例１及び実施例２に比べて、透過率が低くなった。
（実施例４３〜４５）
電極構造を第一及び第二の基板の少なくとも一方に作成し、各々の対向側に水平配向性の配向膜を形成したのち弱ラビング処理を行い、ＦＦＳセルを作成し、第一の基板と第二の基板の間に以下に示す液晶組成物４３〜３５を挟持して、実施例４３〜４５の液晶表示素子を作成した（ｄ_ｇａｐ＝３．０μｍ、配向膜ＡＬ−１０５１）（ｄ_ｇａｐ＝３．０μｍ）。
実施例４３〜４５の液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ及び透過率を測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、透過率、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例４３〜４５の液晶表示素子は、高いＶＨＲ、小さいＩＤ及び高い透過率を実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。
（実施例４６、４７）
実施例１と同様に以下の表に示す液晶組成物４６，４７をそれぞれ狭持し、実施例４６，４７の液晶表示素子を作成し、そのＶＨＲ及びＩＤを測定した。また、その液晶表示素子の焼き付き評価を行った。液晶組成物の組成、その物性値、液晶表示素子のＶＨＲ、ＩＤ、及び焼き付き評価の結果を以下の表に示す。

実施例４６，４７の液晶表示素子は、高いＶＨＲ及び小さいＩＤを実現できた。また、焼き付き評価においても残像がないか、又はあってもごく僅かであり許容できるレベルであった。

Claims (13)

1. 対向に配置された第一の基板と、第二の基板と、前記第一の基板と第二の基板との間に液晶組成物を含有する液晶層を挟持し、
   前記第一基板上にマトリクス状に配置される複数個のゲート配線及びデータ配線と、
   前記ゲート配線とデータ配線との交差部に設けられる薄膜トランジスタと、該トランジスタにより駆動され透明導電性材料からなる画素電極と有し、
   前記薄膜トランジスタが、ゲート電極と、該ゲート電極と絶縁層を介して設けられる酸化物半導体層と、該酸化物半導体層と導通して設けられるソース電極及びドレイン電極とを有し、
   前記液晶組成物が一般式（ＬＣ３−１）又は一般式（ＬＣ３−２）
   

   

   （式中、Ｒ^３１は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ^４１は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｚ^３１は単結合を表す。）
   

   

   （式中、Ｒ^５１は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ^６１は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｂ^１はフッ素置換されていてもよい、１，４−フェニレン基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、Ｚ^４１は単結合を表す。）
   で表される化合物群から選ばれる化合物を一種又は二種以上と、一般式（ＩＩ−ａ）から一般式（ＩＩ−ｆ）
   

   

   （式中、Ｒ^１９〜Ｒ ^３０ はお互い独立して炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシ基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、Ｘ ^２１ は水素原子又はフッ素原子を表す。）
   で表される化合物からなる群より選ばれる化合物を一種又は二種以上含有するが、一般式（ＩＩ−ａ）及び一般式（ＩＩ−ｂ）で表される化合物からなる群より選ばれる化合物を一種又は二種以上含有し、
   一般式（ＬＣ３−１）で表される化合物を含有する場合は該一般式（ＬＣ３−１）で表される化合物を５〜５０質量％含有し、一般式（ＬＣ３−２）で表される化合物を含有する場合は該一般式（ＬＣ３−２）で表される化合物を１０〜６０質量％含有し、一般式（ＩＩ−ａ）〜一般式（ＩＩ−ｆ）で表される化合物を３０〜５０質量％含有する液晶表示素子。
2. 前記酸化物半導体層が、Ｉｎ，Ｇａ，Ｚｎ，及びＳｎから選ばれる少なくとも一つの元素を含む酸化物である請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 前記酸化物半導体層が、Ｉｎ，Ｇａ，及びＺｎを含む酸化物である請求項１又は２に記載の液晶表示素子。
4. 前記液晶層に、更に一般式（ＬＣ）
   

   

   （一般式（ＬＣ）中、Ｒ^ＬＣは炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ_２−は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−ＣＯ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子に置換されていてもよく、
   Ａ^ＬＣ１及びＡ^ＬＣ２は、それぞれ独立して、
   （ａ）トランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は酸素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。）、
   （ｂ）１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は窒素原子で置換されていてもよい。）、及び
   （ｃ）１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はクロマン−２，６−ジイル基
   からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｃ）に含まれる１つ又は２つ以上の水素原子はそれぞれ、フッ素原子、塩素原子、−ＣＦ_３又は−ＯＣＦ_３で置換されていてもよく、
   Ｚ^ＬＣは単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−又は−ＣＦ_２Ｏ−、を表し、
   Ｙ^ＬＣは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、及び炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ_２−は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、
   ａは１〜４の整数を表すが、ａが２、３又は４を表し、Ａ^ＬＣ１が複数存在する場合、複数存在するＡ^ＬＣ１は、同一であっても異なっていても良く、Ｚ^ＬＣが複数存在する場合、複数存在するＺ^ＬＣは、同一であっても異なっていても良い。ただし、以下の一般式（ＬＣ３）、一般式（ＬＣ４）、一般式（ＬＣ５）、及び前記一般式（ＩＩ−ａ）から（ＩＩ−ｆ）で表される化合物を除く。
   一般式（ＬＣ３）〜一般式（ＬＣ５）
   

   

   （式中、Ｒ ^ＬＣ３１ 、Ｒ ^ＬＣ３２ 、Ｒ ^ＬＣ４１ 、Ｒ ^ＬＣ４２ 、Ｒ ^ＬＣ５１ 及びＲ ^ＬＣ５２ はそれぞれ独立して炭素原子数１〜１５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ _２ −は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−ＣＯ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン原子によって置換されていてもよく、Ａ ^ＬＣ３１ 、Ａ ^ＬＣ３２ 、Ａ ^ＬＣ４１ 、Ａ ^ＬＣ４２ 、Ａ ^ＬＣ５１ 及びＡ ^ＬＣ５２ はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
   

   

   （該構造中シクロヘキシレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ _２ −は酸素原子で置換されていてもよく、１，４−フェニレン基中の１つ又は２つ以上の−ＣＨ＝は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、−ＣＦ _３ 又は−ＯＣＦ _３ で置換されていてもよい。）のいずれかを表し、Ｚ ^ＬＣ３１ 、Ｚ ^ＬＣ３２ 、Ｚ ^ＬＣ４１ 、Ｚ ^ＬＣ４２ 、Ｚ ^ＬＣ５１ 及びＺ ^ＬＣ５１ はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ _２ ＣＨ _２ −、−（ＣＨ _２ ） _４ −、ＯＣＨ _２ −、−ＣＨ _２ Ｏ−、−ＯＣＦ _２ −又は−ＣＦ _２ Ｏ−を表し、Ｚ ^５ は−ＣＨ _２ −又は酸素原子を表し、Ｘ ^ＬＣ４１ は水素原子又はフッ素原子を表し、ｍ ^ＬＣ３１ 、ｍ ^ＬＣ３２ 、ｍ ^ＬＣ４１ 、ｍ ^ＬＣ４２ 、ｍ ^ＬＣ５１ 及びｍ ^ＬＣ５２ はそれぞれ独立して０〜３を表し、ｍ ^ＬＣ３１ ＋ｍ ^ＬＣ３２ 、ｍ ^ＬＣ４１ ＋ｍ ^ＬＣ４２ 及びｍ ^ＬＣ５１ ＋ｍ ^ＬＣ５２ は１、２又は３であり、Ａ ^ＬＣ３１ 〜Ａ ^ＬＣ５２ 、Ｚ ^ＬＣ３１ 〜Ｚ ^ＬＣ５２ が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。））
   で表される化合物を含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
5. 一般式（ＬＣ３−１）で表される化合物を一種又は二種以上、及び一般式（ＬＣ３−２）で表される化合物を一種又は二種以上含有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
6. 一般式（ＩＩ−ａ）及び一般式（ＩＩ−ｂ）で表される化合物の合計含有量は、組成物全体に対して、３０〜５０質量％である請求項１〜５の何れか一項に記載の液晶表示素子。
7. 前記液晶層を構成する液晶組成物の、以下の式で表されるＺ
   

   

   （式中、γ１は回転粘度を表し、Δｎは屈折率異方性を表す。）が１３０００以下であり、γ１が１５０以下であり、Δｎが０．０８〜０．１３である請求項１〜６の何れか一項に記載の液晶表示素子。
8. 前記液晶層を構成する液晶組成物の、ネマチック液晶相上限温度が６０〜１２０℃であり、ネマチック液晶相下限温度が−２０℃以下であり、ネマチック液晶相上限温度と下限温度の差が１００〜１５０である請求項１〜７の何れか一項に記載の液晶表示素子。
9. 前記液晶層を構成する液晶組成物の比抵抗が１０^１２（Ω・ｍ）以上である請求項１〜８の何れか一項に記載の液晶表示素子。
10. 前記液晶層が一般式（ＶＩ）
    

    

    （式中、Ｘ^３は、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ^３は、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｔ−（式中、ｔは２〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｖは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、Ｗは水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜８のアルキレン基を表す。）
    で表される重合性化合物、及び、下記一般式（Ｖ）
    

    

    （式中、Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、Ｓｐ^１及びＳｐ^２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−（式中、ｓは２〜７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）を表し、Ｕは炭素原子数２〜２０の直鎖もしくは分岐多価アルキレン基又は炭素原子数５〜３０の多価環状置換基を表すが、多価アルキレン基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよく、炭素原子数５〜２０のアルキル基（基中のアルキレン基は酸素原子が隣接しない範囲で酸素原子により置換されていてもよい。）又は環状置換基により置換されていてもよく、ｋは１〜５の整数を表す。）
    で表される重合性化合物群から選ばれる重合性化合物を一種又は二種以上含有する液晶組成物を重合してなる重合体により構成される請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
11. 前記第二の基板上に、透明導電性材料からなる共通電極を有し、
    前記液晶層は電圧無印加時にホメオトロピック配向を示す請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
12. 前記第一の基板又は第二の基板上に前記画素電極と離間して設けられる共通電極と、
    第一の透明絶縁基板及び第二の透明絶縁基板のそれぞれと液晶層との間に液晶層に接して設けられ、液晶組成物に対してホモジニアス配向を誘起する配向膜とを有し、
    前記画素電極から前記画素電極に近接する前記共通電極を結ぶ最短経路が、第一または第二の基板に対して平行方向成分を備える請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶表示素子。
13. 前記第一の基板上に、前記画素電極と離間して設けられる共通電極と、
    前記第一の基板及び第二の基板のそれぞれと液晶層との間に液晶層に接して設けられ、液晶組成物に対してホモジニアス配向を誘起する配向膜とを有し、
    近接する前記共通電極と前記画素電極との最短離間距離ｄが前記配向膜同士の最短離間距離Ｇより短い請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶表示素子。

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