JP3362806B2 - 液晶精製用ポリイミド樹脂粒子の製造法、精製された液晶の製造法、液晶セル及び液晶表示装置 - Google Patents

液晶精製用ポリイミド樹脂粒子の製造法、精製された液晶の製造法、液晶セル及び液晶表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶精製用ポリイミド
樹脂の製造法及び精製された液晶の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置(液晶ディスプレイ)の表
示特性の向上には、液晶の比抵抗および液晶セルの電圧
保持率の向上が重要であり、これらを達成するために
は、液晶の精製が必要不可欠である。従来の精製材料と
しては、アルミナ、シリカ等の無機系化合物の粉末が使
用されていたが、前記材料で液晶を精製(バッチ式)し
ても、比抵抗で5倍の向上、電圧保持率で3%の向上が
限界であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の技術の問題を解消し、液晶精製能の優れた液晶精製
用ポリイミド樹脂粒子の製造法及び精製された液晶の製
法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、テトラカルボ
ン酸二無水物(A)、ジアミン(B)及びアルコール
(C)を(A)と(B)とをほぼ当モルとして、(C)
を(A)に対して1〜150モル%の割合とし、150
℃未満の温度で塩基性溶媒に溶解させ150℃〜300
℃の温度で反応させることを特徴とする液晶精製用ポリ
イミド樹脂粒子の製造法に関する。また、本発明は、前
記製造法により製造された液晶精製用ポリイミド樹脂粒
子と液晶とを接触させることを特徴とする精製された液
晶の製造法に関する
【0005】本発明に用いるテトラカルボン酸二無水物
(A)には、特に制限はないが、例えば、ピロメリット
酸二無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−又は2,
3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
等が挙げられ、これらは単独又は二種以上で用いられ
る。
【0006】本発明に用いるジアミン(B)には、特に
制限はないが例えば、4,4′−ジアミノジフェニルエ
ーテル、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,
3′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミ
ノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルス
ルホン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジア
ミン等が挙げられ、これらは単独又は二種以上で用いら
れる。
【0007】本発明においては、テトラカルボン酸二無
水物(A)とジアミン(B)とは、その量比がほぼ等モ
ルとなるようにして用いられる。
【0008】本発明に用いるアルコールは、特に制限は
ないが、得られるポリイミド樹脂粒子の液晶精製能の点
で、一般式
【化2】 (nは1〜8の整数である)で示されるものが好まし
い。
【0009】本発明においては、アルコール(C)は、
テトラカルボン酸二無水物(A)に対して1〜150モ
ル%の割合として用いられる。この割合は2〜50モル
%であることが好ましく、3〜30モル%であることが
より好ましい。1モル%未満では得られるポリイミド樹
脂粒子の形状が球形にならず、また150モル%を越え
るとポリイミド樹脂粒子が低分子量になりすぎ形状が球
形にならない。
【0010】本発明に用いる塩基性溶媒としては、例え
ば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムア
ミド等が挙げられる。沸点、コスト、安全性等を考慮す
るとN−メチルピロリドンが好ましい。
【0011】本発明における液晶精製用ポリイミド樹脂
粒子は、液晶精製能の点から平均粒径が1〜100μm
であることが好ましい。
【0012】本発明においては、液晶の精製効果を向上
させるため、製造した液晶精製用ポリイミド樹脂粒子に
含まれる塩基性溶媒及び未反応で介在するモノマーを除
去することが好ましい。除去する方法に特に制限は無い
が、例えば、反応終了後、周知の方法で塩基性溶媒を除
き、得られたポリイミド樹脂粒子を塩基性溶媒と混和性
のある溶媒で煮沸洗浄した後、減圧乾燥することは有効
である。
【0013】液晶の精製は、液晶と液晶精製用ポリイミ
ド樹脂粒子とを接触させることにより行うが、この接触
は、例えば、液晶と液晶精製用ポリイミド樹脂粒子とを
ビーカ等の容器中で混合することにより行いうる。また
液晶精製用ポリイミド樹脂粒子を液晶スペーサのように
ガラス基板上に散布し、その基板を用いてセル容器を作
成し、そのセル容器に液晶を注入し液晶セルを作成し
て、結果的に液晶がセル内で液晶精製用ポリイミド樹脂
粒子と接触するようにすることもできる。
【0014】液晶と液晶精製用ポリイミド樹脂粒子の使
用比率は、液晶精製用ポリイミド樹脂粒子が少なすぎる
と、液晶の比抵抗の低下防止効果や液晶セルの電圧保持
率の低下防止効果が小さくなる傾向があり、一方、液晶
精製用ポリイミド樹脂粒子が多すぎると、液晶相が少な
くなるため画質が悪くなる。従って液晶精製用ポリイミ
ド樹脂粒子は、液晶に対して10-10〜10-3重量%の
範囲となる使用比率で使用することが好ましい。
【0015】液晶セルは、本発明によって製造された、
精製された液晶組成物を用いる他は、公知の方法(例え
ば、「液晶の基礎と応用」(松本、角田共著 工業調査
会発行 1991年5月)参照)によって製造すること
ができる。例えば、2枚のガラス基板上に、各々スパッ
タリング法等により所定のITO透明電極を形成し、さ
らに、その上にポリイミド又はその前駆体のワニスを成
膜、乾燥し、必要に応じてラビングして液晶配向膜を形
成して液晶挟持基板とし、この液晶挟持基板2枚を各々
液晶配向膜が対向するようにして配置し、周辺の縁をシ
ールパタンでとめて、液晶配向膜同士の間に液晶を封入
することにより得ることができる。なお、液晶の性能を
調べる等の目的で、上記において液晶配向膜を設ける工
程を省き、他は同様にして得られたものも液晶セルに含
まれる。
【0016】本発明の液晶表示装置は、本発明による精
製された液晶を用いる他は、公知の方法(例えば、「液
晶の基礎と応用」(松本、角田共著 工業調査会発行
1991年5月)参照)によって作成することができ
る。液晶表示装置は、その表示形態によってセグメント
形表示、マトリクス形表示等に大別でき、また、マトリ
クス形表示も、さらに単純マトリクス形表示、アクティ
ブマトリクス形表示等に分けられる。
【0017】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明する。 実施例1 (1)液晶精製用ポリイミド樹脂粒子の製造 温度計、かきまぜ機、窒素導入管及び水分定量器をつけ
た四つ口フラスコに窒素ガスを通しながらピロメリット
酸二無水物218g(1モル)及びN−メチルピロリド
ン(水分0.05%)1700gを入れ、撹拌しながら
50℃に昇温し、同温度で15分保ち完全に溶解して均
一な溶液とした。これに4,4′−ジアミノジフェニル
エーテル200g(1モル)を配合しポリアミド酸を製
造し50℃に冷却した。このものにメタノール1.6g
(0.05モル)を加え5分間保持し(粘度21ポイ
ズ、測定温度25℃、E型粘度計)、直ちに昇温を開始
し約2時間で200℃とし、同温度で1.5時間反応さ
せた。昇温途中約140℃でポリイミド樹脂粒子の析出
が観察された。また反応中、留出する水は速やかに系外
に除去した。N−メチルピロリドン中に分散した黄褐色
のポリイミド樹脂粒子を得たので、これを濾過によって
回収し、更にアセトン煮沸を2回繰り返した後、70℃
で4時間減圧乾燥した。このポリイミド樹脂粒子の形状
はほぼ球形であって、平均粒子径は8μmであり、凝集
の非常に少ないものであった。また赤外線吸収スペクト
ルには、1780cm-1にイミド基の吸収が認められた。
【0018】(2)精製された液晶の製造(液晶精製用
ポリイミド樹脂粒子と液晶の混合による接触) 前記(1)で得た液晶精製用ポリイミド樹脂粒子1.3
×10-8gを10ミリリットルのガラスビーカーに入れ
た液晶(メルク社製、商品名ZLI−4792)5g中
に投入しよく撹拌し、精製された液晶を得た。
【0019】(3)液晶セルの電圧保持率の測定 二枚のガラス基板(30mm×30mm×1.0mm)上に、
各々スパッタリング法によって所定のITO透明電極を
形成した。このパターンを図1及び図2に示した。この
両基板をシールパタンとしてのエポキシ系熱硬化性接着
剤(樹脂:HAVEN Chemical Co.製商品名 SE−450
0 Clear、硬化剤:HAVEN Chemical Co.製商品名 SE
−4500 CATALYST)で貼り合わせた。この際、両基
板のギャップを一定に保つため、直径5.0μmのプラ
スチック粒子をスペーサとして介在させた。この基板間
に上記(2)で得られた液晶を真空含浸法によって注入
し、注入口を封止剤としてのUV硬化性樹脂(スリーボ
ンド社製商品名 Three bond3052)で封止すること
により、図3及び図4に示す液晶セルを得た。この液晶
セルを用いて、電圧保持率の測定を行なった。電圧保持
率の測定は、上記両基板のITO電極間の電圧をデジタ
ルメモリースコープによりモニターする状態で、図5の
モデル回路によりパルス電圧を印加し、ITO電極間の
電圧の変化を測定して行なった。測定条件は、モデル回
路におけるゲートC−ソースS間に、パルス幅30μ
秒、電圧10Vのゲート信号を入力し、ドレイン電圧V
Dの変化を測定してそのスコープ上の波形の実効値を求
め、下記計算式により算出した。なお、図1〜図5にお
いて、1はガラス基板、2はITO透明電極、3はシー
ルパタン、4は液晶及び5は封止剤を表わす。
【0020】
【数1】
【0021】(4)液晶表示装置の表示性能 前記(2)で得られた液晶を用い、液晶配向膜としてポ
リイミド(日立化成工業社製商品名アクティブマトリク
ス用配向膜LQ−T210)を使用したアクティブ駆動
型液晶表示装置を作成したところ、その表示特性(特に
表示ムラ)は極めて優れていた。
【0022】比較例1 (1)ポリイミド樹脂の製造 実施例(1)と同じ配合(但し、アルコールとしてのメ
タノールは除く)、同じ装置を用い、50℃で30分で
反応させ、さらに80℃で1時間反応を進めた。得られ
た樹脂溶液を撹拌した5リットルの水中に投入し、微粉
末(不定形)を得、このものを200℃で3時間乾燥さ
せ、平均粒径45μmの凝集の多い黄色いポリイミド樹
脂を得た。この樹脂の赤外線吸収スペクトルには、17
80cm-1にイミド基の特性吸収が顕著に認められた。
【0023】(2)精製された液晶の製造(ポリイミド
樹脂と液晶の混合による接触) 比較例1(1)で得たポリイミド樹脂を使用した以外
は、実施例1(1)と同じ配合比率、方法で精製された
液晶の製造を行った。
【0024】(3)液晶セルの電圧保持率の測定 比較例1(2)で製造した液晶を使用した以外は、実施
例1(3)と同じ方法で測定し算出した。 (4)液晶表示装置の表示性能 比較例1(2)で製造した液晶を使用した以外は、実施
例1(4)と同じ表示装置を使用し特性を測定した結
果、実施例1(4)に比べ、表示ムラが多い事が分かっ
た。
【0025】実施例1及び比較例1の電圧保持率の結果
をまとめて表1に示した。
【0026】
【表1】
【0027】
【発明の効果】本発明により得られる液晶精製用ポリイ
ミド樹脂粒子によって精製した液晶を使用した液晶セル
は電圧保持率が高く、液晶表示装置は表示性能も優れて
いる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1及び比較例1で用いた、一方のITO
透明電極のパタ−ンを示す平面図。
【図2】実施例1及び比較例1で用いた、他方のITO
透明電極のパタ−ンを示す平面図。
【図3】実施例1及び比較例1で作成した、液晶セルの
側面からの構成図。
【図4】実施例1及び比較例1で作成した、液晶セルの
平面からの構成図。
【図5】実施例1及び比較例1で行なった、電圧保持率
測定時の等価回路図。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 ITO透明電極 3 シールパタン 4 液晶 5 封止剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 健司 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立 化成工業株式会社 茨城研究所内 (56)参考文献 特開 平6−240255(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 73/00 - 73/26 C09K 19/00 - 19/60

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テトラカルボン酸二無水物(A)、ジア
    ミン(B)及びアルコール(C)を、(A)と(B)と
    をほぼ等モルとして、(C)を(A)に対して1〜15
    0モル%の割合とし、150℃未満の温度で塩基性溶媒
    に溶解させ150℃〜300℃の温度で反応させること
    を特徴とする液晶精製用ポリイミド樹脂粒子の製造法。
  2. 【請求項2】 アルコール(C)が、一般式 【化1】Cn2n+1OH (nは1〜8の整数である)で示される請求項1記載の
    液晶精製用ポリイミド樹脂粒子の製造法。
  3. 【請求項3】 請求項1の製造法により製造された液晶
    精製用ポリイミド樹脂粒子と液晶とを接触させることを
    特徴とする精製された液晶の製造法。
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