JP2002060752A - 高い比抵抗を有するネマチック液晶性混合物およびその精製方法 - Google Patents
高い比抵抗を有するネマチック液晶性混合物およびその精製方法Info
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Abstract
物、液晶混合物のための効果的な精製方法並びにそれを
使用したデバイスの提供。 【解決手段】 1×1013Ω・cmよりも高い比抵抗
および5≦Δε≦30の誘電異方性を持つシアン化合物
および/またはフッ素化合物を含むネマチック液晶混合
物であって、該液晶混合物が20≦Δε≦30の場合に
は1×1013Ω・cmよりも高く、10≦Δε<20
の場合には5×1013Ω・cmよりも高く、5≦Δε
≦10の場合には1×1014よりも高い比抵抗を持
つ、前記ネマチック液晶混合物及び電気泳動によるイオ
ン性物質を除去する方法によって高い比抵抗をネマチッ
ク液晶性混合物に与える方法。
Description
ネマチック液晶性混合物に関し、更に電気泳動によって
イオン性物質を除去する方法によって高い比抵抗をネマ
チック液晶性混合物精製方法に関する。この発明はさら
に高い比抵抗を有するネマチック液晶性混合物を含む液
晶素子に関する。
過率は一般的に印加することによって制御されている。
LCDがちらつき、クロストーク、像固着のような好ま
しくない現象をさけることが出来るので、しかもこれら
全てはLCDの品質を劣化させるので、当該印加は内部
電場によく一致していることが好ましい。
圧印加時間は極めて短く、これは一般的には数10μs
である。しかしLC層に一旦電圧が印加されると、LC
Dの内部および外部に好ましい対応電圧を設定するため
に、このLC層自身の電圧をアル水準以上で数10μs
のような、ある一定時間をさらなる電圧インプットする
ことさえなしに維持する必要がある。従って、電圧保持
率(VHR)はLC素材の品質を決定する指標の一つで
ある。比抵抗(SR)並びに誘電異方性(Δε)はVH
Rに密接に関係している。TFT−LCDの中の高いデ
ィスプレイ品質を保証するために、より高いSRの好ま
しい値の、概算で1×1013Ω・cm以上が受動駆動
のLCDの場合よりも要求されていることは公知であ
る。
合物を含むLC混合物は有用なLCD素材である。その
理由はこれらの混合物が他の素材に比べて比較的に高い
SRを達成することが出来るからである。現在フッ素化
合物はTFT−LCDには有力なLC素材であり、その
中の多くの化合物は1×1013Ω・cmより高い比抵
抗値を持っている。しかしながら、これら化合物を含む
ディスプレイはLCパネルにこれらの化合物を充填した
後にイオン性物質の汚染による品質において必然的に満
足すべき物にならない傾向にある。他方シアン置換化合
物は受動駆動するLCDには広範囲に使用されるが、こ
こでも再びイオン性不純物によってフッ素化合物と比較
して、その低いSR故にTFT−LCDには使用されな
い。
イッチタイプのLCD以外にTFT−LCDには使用不
可能であると一般には信じられてきた。従って、LC素
材のための精製技術はフッ素化および/またはシアン置
換化合物を含むLCDの品質強化には重要であると認め
られてきた。
劣化の主な原因である。従って、その素材からイオン性
物質を除去することによるLC素材の精製は長い間重要
な関心事であり、しかもそのためのいくつかの方法が設
計されている。例えば、活性炭、活性酸化アルミニウ
ム、シリカゲルなどのような吸着剤の使用が一般的な技
術として使用されてきた。他方、電気泳動も同目的のた
めに長い間使用されてきた。
(A)はLC素材の精製中、電源に接続された一対の電
極を配置することを開示している。この配置では、電極
は管内に固定されており、LC素材は2電極間を流動す
ることができる。しかしながら、LC素材への電場印加
時間が十分に長く出来ないので、イオン性物質の除去の
効果は小さいものであろう。
動を適用することは日本特許出願昭51−11069
(A)および昭51−11079(A)それぞれの中で
開示されている。これらの出願の中の明細書に開示され
ている印加技術では、濾過器も1対の電極に接触してお
り、液体素材またはLC素材中の電極に接触しており、
DC電圧を電極に印加する。この発明の着想は電気的な
電極によるよりも電場内で濾過器の方に移動しているイ
オン性物質を主に物理的にトラップすることのように見
える。トラップ効率に関しては、イオンが当然としてそ
の濾過器によってトラップされるにはあまりにも小さす
ぎるので、その効率は極端に高効率的なものではないだ
ろう。
C素材充填した反応容器内に多数の電極を配置すること
を、しかもLCD製造方法の中で電極に交流矩形波をA
C電圧印加することを示唆している。この構造では、イ
オン物質は電場内で電極に向かって動き、そこに蓄積す
る。しかし電極に強く吸着されている物質を除いては、
極性の逆転後にはこれらの物質は移動を再開する。
性の不純物の蓄積の点からDC電圧よりも劣っていると
考えられている。現実には、その中に記載されている例
によれば、その方法で得られたSR値は1012Ω・c
m よりも少ないオーダーであり、この値はTFT−L
CDでのLC素材のためには十分には高くはない。
くつかの他の日本特許出願昭64−76027、平4−
171419、平4−288520、平8−29729
0に開示されている。しかしこれらの出願書の中で開示
されているどの明細書も各出願書の中でSR値も技術の
SR増大効果も記載していない。
ための精製技術のどれもが今までに上に示すように十分
確立されていないので、より洗練された技術ならびにL
C素材自身のための要求がますます増大してきている。
LC混合物、LC混合物のための効果的な精製技術、並
びにそのためのデバイスを提供することを目的としてい
る。
晶性混合物に関し、更に電気泳動によってイオン性物質
を除去する方法によって高い比抵抗をネマチック液晶性
混合物精製方法に関する。
含むLC混合物が20≦Δε≦30の場合には、1×1
013Ω・cmよりも高いこと、10≦Δε<20の場
合には、5×1013Ω・cmよりも高いこと、5≦Δ
ε<10の場合には、1×1014よりも高い比抵抗を
持つことを条件として、1×1013Ω・cmよりも高
い比抵抗と5≦Δε≦30誘電異方性をもつシアン化合
物および/またはフッ素化合物を含むネマチック液晶混
合物を提供するものである。
み、かつ2×1013Ω・cmよりも大きな比抵抗を持
つネマチックLC混合物を提供する。慣用の混合物に比
較して、これらの混合物は高いSRを有するので、これ
らの混合物はTFT−LCDのようなLC素子の応用に
適している。
合物を製造するために、高い比抵抗を有するネマチック
LC混合物を製造するための方法、ただしDC電圧を上
記混合物を含む反応容器内で配置した電極に印加し、更
にイオン性物質が電気泳動によって上記の電極に吸着さ
れ、その後にその電極をその反応容器から取り去ること
も提供する。
の反応容器外で洗浄した後にその電極を電気泳動を受け
させる反応容器に戻し、上記全方法を比抵抗値を上げる
ために、1度またはそれ以上繰り返すことを特徴とする
方法も提供する。
極の繰り返し洗浄工程の組み合わせは混合物にイオン性
物質の汚染を少なくすることが可能であって、その結果
液晶混合物△εが高い値にも関わらず、高いSRと成
る。
つながれた電力源(例えば、カイトライ(Keithl
ey) 6517)によってある期間LC素材を充填し
た反応容器内に配置した1対の電極にDC電圧を印加す
ることも含む。この期間には、イオン性物質は電極に移
動するように強いられ、その電極に吸着されるようにな
る。電極はその後に印加されているDC電圧を停止する
ことなく、その反応容器から取り出す。従って、イオン
性物質は電極に付着したLC素材の少量のロスと共に混
合物から除かれる。
に、電極は再び反応容器内に配置し、DC電圧印加を再
び始める。反応容器中のLC素材の比抵抗は上記の処方
の繰り返しによって全く有効に増加する。反応溶液中の
DC電圧の印加時間はLC素材の抵抗値をモニターする
ことによって変更しても良い。従って、希望したように
SR値を設定する事が可能となる。
から除去することが出来て、上記のように反応容器の外
で洗浄することが出来ることに特徴を有する、上記のL
C混合物の容器としての反応容器とその容器内でDC電
圧が印加される電極を含む高い比抵抗を有するネマチッ
クLC混合物を製造するためのデバイスも提供する。
て厳密のものではない。例えば、平板状の電極を有利に
使用することが出来る。
上記の処方を実行可能である。これらの素材はTFT−
LCDのためのLC素材として広く認められているフッ
素化合物、受動駆動LCのために広く使用されているシ
アン化合物を含む混合物を含んでいる。
材に適用するならば、SR値は顕著に増加し、イオン性
の汚染に対する十分な余地も保証されている。同時に本
発明の処方の完了後に、シアン化合物はTFT−LCD
のために適用可能になることが期待される。
「アクチブ マトリックス ディスプレイのための液晶
」(Liquid crystals for ac
tive matrix displays)液晶
(Liquid Crystals)、1989、巻
5、1381−1388に記載されているようにして求
めた。 DC電流値は20℃の温度で求めた。DC電圧
はしばしば逆接続した。
はLC素材を充填したテフロン(登録商標)製の反応容
器の中に配置された白金製の1対の電極からなる。電極
の面積は10cm2であり、電極間の距離は1cmであ
る。DC300Vを電極に印加する。
電流値を測定して求めた。各測定について、電圧は20
秒の期間後に印加した。その後にDC電圧を25秒間印
加し、その後にショートのために20秒の遮断が続く。
その後に25秒間同じ電圧、ただし逆の極性で印加し、
その後に再び20秒間のショートが以下同様に続く。電
流の読みとりは電圧印加10秒後に始まり、各1秒のイ
ンターバルで10回繰り返した。その際にカイトライ6
517電流計を使用した。電極として、中空の円筒型セ
ルとMerck KGaA製の中空の円筒に同心円式に
設置した実円柱を使用した。両電極をニッケルメッキし
た真鍮製である。液晶1cm3を中空の円柱セルに充填
した。セルを電気的遮蔽ボックスの中に設置し、乾燥窒
素雰囲気中の制御環境内におく。
媒(アセトンまたは塩化メチル)を充填した反応容器に
浸漬した。浸漬時間は5分であった。浸漬後に電極を電
気炉内で80℃で乾燥した。
含む混合物Aに適用する。20℃におけるこの混合物の
物性を表Iに示す。真空中でLC充填工程を通過後に、
そのSR値は7.7×1012にすぎなかった。電極の
洗浄効果を検討した。その結果を表IIと図2に示し
た。2時間から17時間まで洗浄した場合のどのケース
においても、SRの顕著な増加は認められなかったこと
を見いだしたが、17時間までの精製時間で電極を洗浄
した場合には、着実な増加を確認し、4.7×1013
Ω・cmの顕著に高いSRに達する。この操作の効果は
6.7倍のSRの増加である。 表I 混合物Aの物性
Bに適用する。20℃におけるこのLC混合物の物性を
+12.6のΔεを含めて表IIIに示す。吸着剤とし
てAl2O3 (活性塩基MerckKGaA)を使用
した慣用の精製方法の完了時に、SR値は1.2×10
13Ω・cmのままである。表IVに示すように、吸着
剤としてのAl2O3 を再び利用する第二の精製工程
によってSR値のさらなる改良は可能ではなく、シリカ
ゲル(特別純、関東化学KK(Kanto Chemi
cal)製)、Intersil(150−5、GL
Science製)、または活性炭(01085−02
関東化学KK)のようなその他の吸着材を使った第二
の精製工程によっても可能ではなかった。しかしなが
ら、表IVおよび図3に示すように、SR値は電極の3
回洗浄によって、21時間の間に本発明による精製方法
の適用によって約10倍うまく増加した。 表III 混合物Bの物性
Vに纏めた。 表V 混合物CないしFの物性と精製結果
ないしXIIに特定した。その時に以下の表VIの中で
頭字語も付記した。 表 VI 化合物の略号
XIIIに纏めた。 表XIII 混合物GないしIの物性と精製結果
ないしXVIに特定した。その時に上の表VIの中で頭
字語も付記した。 表 XIV 混合物Gの組成
観図である。
圧処理時間の関数としてプロットした。黒丸は電極を洗
浄工程に逢わせなかった一式の精製実験のための結果で
ある。白丸は電極をそのたびに除去し、洗浄した時の精
製結果である。
抗率を示す。
Claims (6)
- 【請求項1】 1×1013Ω・cmよりも高い比抵抗
および5≦Δε≦30の誘電異方性を持つシアン化合物
および/またはフッ素化合物を含むネマチック液晶混合
物であって、該液晶混合物が20≦Δε≦30の場合に
は1×1013Ω・cmよりも高く、10≦Δε<20
の場合には5×1013Ω・cmよりも高く、5≦Δε
≦10の場合には1×1014 よりも高い比抵抗を持
つ、前記ネマチック液晶混合物。 - 【請求項2】 混合物がシアン化合物を含有し、2×1
013 Ω・cmより大きい比抵抗を有する、請求項1
に記載のネマチック液晶混合物。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載のネマチック液
晶混合物を含む液晶デバイス。 - 【請求項4】 高い比抵抗を有するネマチック液晶混合
物を製造する方法であって、DC電圧をネマチック液晶
混合物を含む反応容器に設置された電極に印加し、イオ
ン性物質をその電極に電気泳動により吸着させ、その後
にその電極をその反応容器から取り去る前記方法。 - 【請求項5】 取り去られた電極を反応容器外で洗浄し
たのちに、その電極を電気泳動にあわせて反応容器に戻
し、比抵抗値を増加するために前記の全工程を数回繰り
返すことを特徴とする、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 高い比抵抗を有するネマチック液晶混合
物の容器としての反応容器とDC電圧を、該反応容器内
で印加する電極を含む前記液晶混合物を製造するための
装置であって、電極を反応容器から取り去り、反応容器
の外で洗浄することができることを特徴とする、前記装
置。
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