JP4228578B2 - 液晶表示素子用原材料の精製方法 - Google Patents
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Description
以下に本発明を詳細に説明するが、「液晶組成物、及び該液晶組成物が液晶表示素子に封入された際にこれと直接接触する材料の原料」を単に「液晶表示素子用原材料」と略記する。
【0002】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子用原材料の精製方法に関し、更に詳しくは、特定の吸着剤を用いて精製を行うことで、該液晶表示素子用原材料に含まれる不純物を低減することのできる液晶表示素子用原材料の精製方法に関する。
【0003】
【従来技術】
液晶表示素子は広告板、装飾表示板、時計、コンピューター、プロジェクション、デジタルペーパー、携帯用情報端末等の多くの分野で利用されている。最近は、大容量の情報が表示可能であることから、アクティブマトリックス方式の液晶表示素子が主流となっている。
【0004】
アクティブマトリックス方式の液晶表示素子が有する問題として、電圧保持率(VHR)の低下による表示不良や、フリッカー、ディスプレイの焼き付きがある。これは、液晶表示素子に封入されている液晶組成物中にイオン性物質等の不純物が存在し、これにより液晶組成物の比抵抗値が低下することが主な原因である。このイオン性物質等の不純物は、通常の分析手法では検出することが難しく、取り除くことは困難である。
【0005】
このイオン性物質等の不純物を除去する方法として、特開平1−87685号公報、特開昭57−204512号公報には、アルミナ、シリカゲル等の無機系吸着剤、又はイオン交換樹脂を単独もしくは組み合わせて、液晶組成物から不純物を除去する方法が開示されている。更に、特開平8−277391号公報には、アルミナ及びシリカゲル等の無機系吸着剤を液晶組成物に加え、有機溶媒中で環流加熱下、撹拌して不純物を除去する方法が開示されている。
しかし、これらの精製方法では、液晶組成物から金属イオン性物質や有機イオン性化合物をある程度除去することはできるが、電圧保持率の低下はいぜんとして防ぐことはできなかった。
【0006】
この原因として、液晶表示素子を構成する部材のうち、液晶配向膜、シール剤、封止剤、スペーサー、あるいはカラーフィルター等の、液晶組成物と直接接触しうる部材を形成するための原材料中にもイオン性物質等の不純物が存在し、この不純物が液晶組成物中に移行して電圧保持率を低下させていることが考えられる。よって、これらの原材料に存在するイオン性物質も除去できる精製方法が望まれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、液晶組成物のみならず液晶表示素子用原材料に含まれる金属イオン性物質や有機イオン性化合物等のイオン性物質を除去し、液晶表示素子としての表示素子特性を向上させることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、上記課題を解決するために、液晶表示素子原材料が、
(A)それ自体液状の場合はそのまま、あるいは有機溶剤溶液とし、
(B)固体の場合は有機溶剤溶液として、これを、
アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルと接触させることによって、前記液晶組成物及び前記材料の原料中に含有されるイオン性物質を除去することを特徴とする液晶表示素子用材料及びその原料の精製方法を提供する。
【0009】
また、本発明は、上記課題を解決するために、液晶表示素子原材料が、
(A)それ自体液状の場合はそのままあるいは有機溶剤溶液とし、
(B)固体の場合は有機溶剤溶液として、これを、
▲1▼アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲルもしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルと、アルミナとの混合物に接触させるか、又は▲2▼アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルと接触させた後、アルミナと接触させることによって、前記液晶組成物及び前記材料の原料中に含有されるイオン性物質を除去することを特徴とする液晶表示素子用材料及びその原料の精製方法を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の精製方法で精製可能な液晶表示素子用原材料は、液晶組成物、及び該液晶組成物が液晶表示素子に封入された際にこれと直接接触する材料の原料である。
【0011】
本発明の精製方法で精製可能な液晶組成物は、それ自体が液状か、または有機溶媒に可溶なものであれば特に限定はなく、従来の液晶表示素子の調光層に使用するような公知慣用の液晶組成物を使用することができる。また、光散乱型液晶表示素子の様に、調光層が液晶組成物とポリマーマトリックスとからなる場合、ポリマーマトリックスの原料である光硬化性樹脂組成物あるいは熱硬化性樹脂組成物も、本発明の精製方法で精製することができる。
【0012】
前記ポリマーマトリックスの原料となる光硬化性樹脂組成物としては、例えば、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート等のラジカル重合性化合物と、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール、2−イソプロピルチオキサントン等の光重合開始剤とを含有する組成物が挙げられる。また、前記ポリマーマトリックスの原料となる熱硬化性樹脂組成物としては、前記ラジカル重合性化合物と、ベンゾイルパーオキサイド、7−アゾビスイソブチルニトリルなどの熱重合開始剤とを含有する組成物が挙げられる。
【0013】
本発明の精製方法で精製可能な、液晶組成物が液晶表示素子に封入された際にこれと直接接触する材料の原料とは、液晶配向膜、シール剤、封止剤、スペーサー、あるいはカラーフィルター等の部材を形成するための原材料のうち、それ自体が液状であるか、または有機溶媒に可溶な原材料を表す。
【0014】
液晶配向膜とは、液晶表示素子に封入された液晶組成物を配向させるために使用するラビング配向膜や光配向膜であり、その原材料のうち、本発明の精製方法で精製可能な原材料としては、例えば、ポリイミド樹脂等を含有する熱硬化性樹脂組成物、シンナモイル基含有アクリル樹脂等を含有する配向性を有する熱可塑性樹脂組成物、アゾ化合物等を含有する組成物が挙げられる。
【0015】
シール剤とは、2枚の基板を貼り合わせて液晶表示素子用のセルを作る際に使用する接着剤であり、その原材料のうち、本発明の精製方法で精製可能な原材料としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル等を含有する熱硬化性樹脂組成物や、グリシジルエーテルにアクリル酸を付加したエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等を含有する光硬化性樹脂組成物が挙げられる。
【0016】
封止剤とは、液晶組成物を注入後セルを封止するために使用する接着剤であり、その原材料のうち、本発明の精製方法で精製可能な原材料としては、例えば、グリシジルエーテルにアクリル酸を付加したエポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、シリコーンアクリレート、ポリエン−ポリチオール混合物等を含有する光硬化性樹脂組成物が挙げられる。
【0017】
スペーサーとは、2枚の基板間に一定の間隔を保たせるために設けるものであり、その原材料のうち、本発明の精製方法で精製可能な原材料としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、ポリメチロールメチル化メラミン等を含有する熱硬化性樹脂組成物、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート等を含有する光硬化性樹脂組成物、ナフトキノンジアジド樹脂等を含有する組成物、が挙げられる。
【0018】
カラーフィルターとは、液晶表示素子にカラー表示機能をもたせるための、R,G,B(赤、緑、青)の3原色の微細な画素からなるものであり、その原材料のうち、本発明の精製方法で精製可能な原材料としては、例えば、アクリル樹脂等を含有する熱可塑性樹脂組成物、フェノールノボラック樹脂等を含有する熱硬化性樹脂組成物、ポリエステルアクリレート及びウレタンアクリレート等を含有する光硬化性樹脂組成物が挙げられる。
【0019】
本発明で使用するアミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルは、表面にシラノール基を有する公知慣用のシリカゲルを、シランカップリング剤又は水酸化カルシウム等で処理することで得られる無機系吸着剤である。
【0020】
アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させる方法としては、例えば、シリカゲル表面のシラノール基に3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のシランカップリング剤を有機溶媒中で反応させる方法が挙げられる。具体的には、例えば、シリカゲルをヘキサン等の有機溶媒と混合し、3−アミノプロピルトリメチルシラン等のシランカップリング剤をシラノール基とアミノシリル基が当量となるように加え、攪拌後、有機溶媒で洗浄、乾燥させることで、アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲルを得ることができる。その他、ビス(ジメチルアミノ)メチルクロロシラン、N,N−ジメチルアミノジメチルクロロシラン、トリス(ジメチルアミノ)クロロシラン等のクロロシランを脱塩酸剤の存在下で反応させる方法によっても得ることができる。
【0021】
また、カルシウムをシリカゲル表面に吸着させる方法としては、例えば、シリカゲルと、水酸化カルシウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウムなどの水溶液とをpH8〜10程度で反応させ、シリカゲル表面のシラノール基にカルシウムを吸着させる方法が挙げられる。pHが低いとカルシウムの吸着率が低下する傾向がある。
具体的には、例えば、シリカゲルを蒸留水と混合し、水酸化カルシウム等の水溶液を、シラノール基とカルシウムとが当量となるように加え、pHを9に保ったまま放置して反応させた後、アルコールで洗浄、乾燥させることで、カルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルを得ることができる。
【0022】
本発明で使用するアミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルは、液晶表示素子用原材料中に存在するイオン性物質等の不純物、特に金属イオン性物質、有機イオン性化合物、極性基を有する有機化合物等の通常のシリカゲルでは除去が困難である物質を容易に除去することができる。更に、本発明で使用するアミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲルと、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルは、他の吸着剤、例えばアルミナ、シリカゲル、ゼオライト等の無機系吸着剤やイオン交換樹脂を併用することもできる。特にアルミナを併用することにより、更に精製度を上げることができるため好ましい。
【0023】
アルミナを併用する場合、▲1▼アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルとアルミナとの混合物に接触させる方法か、又は▲2▼アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルと接触させた後、アルミナと接触させる方法の2種類の方法が挙げられる。本発明においてはいずれであってもよい。アルミナは、酸性の活性アルミナ、中性の活性アルミナ、塩基性の活性アルミナ等が挙げられ、適宜選択することができる。
【0024】
本発明の精製方法は、本発明で使用する液晶表示素子用原材料を、
(A)それ自体液状の場合はそのまま、あるいは有機溶剤溶液とし、
(B)固体の場合は有機溶剤溶液として、
アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルと接触させることによって、該原材料中に含有されるイオン性物質を除去する方法である。
具体的には、例えば、液晶表示素子用原材料の有機溶媒溶液中に該シリカゲルを添加し混合した後、ろ過して有機溶媒溶液からシリカゲルを除去する方法が挙げられる。このときの該シリカゲルの使用量は、該液晶表示用原材料に対して0.5〜20質量%、中でも2〜10質量%が好ましい。0.5質量%より少ないと精製の効果が小さく、また20質量%よりも多いと、該液晶表示素子用原材料自体がシリカゲルに吸着してしまい収率が大きく低下する傾向がある。混合は通常室温で行うが、必要に応じ、液晶表示素子用原材料が影響を受けない範囲で加熱して行ってもよい。
【0025】
また、該シリカゲルをカラムに充填し、カラム上部から液晶表示素子用原材料の有機溶媒溶液を流してカラム中を通過させる方法も挙げられる。カラムに充填する該シリカゲル量は、該液晶表示用原材料に対して0.5〜20倍量、中でも1〜5倍量が好ましい。展開溶媒としてはノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン、トルエン、キシレン、クロロホルム、あるいはこれらと酢酸エチルやイソピロピルアルコールとの混合溶液等が挙げられる。中でもノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン、トルエン、キシレン、あるいはこれらと酢酸エチルとの混合溶液が好ましい。
【0026】
本発明で使用する液晶表示素子用原材料を溶解するための有機溶媒としては、ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン等の炭化水素系有機溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系有機溶媒、酢酸エチル等のエステル系有機溶媒、クロロホルム等のハロゲン系有機溶媒、イソピロピルアルコール等のアルコール系有機溶媒等が挙げられ、中でもノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン、トルエン、キシレン、酢酸エチルが好ましい。
【0027】
また、本発明の精製方法において、アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルとアルミナを併用する場合、▲1▼該シリカゲルとアルミナとの混合物に接触させる方法としては、例えば、液晶表示素子用原材料の有機溶媒溶液中に、該シリカゲル及びアルミナを添加し混合した後、ろ過して有機溶媒溶液からシリカゲル及びアルミナを除去する方法や、あるいは、該シリカゲルとアルミナの混合物をカラムに充填し、カラム上部から液晶表示素子用原材料の有機溶媒溶液を流してカラム中を通過させる方法が挙げられる。このときのアルミナの使用量は特に限定されないが、通常は該シリカゲルに対して0.1〜10倍となるように使用する。
【0028】
また、▲2▼該シリカゲルと接触させた後、アルミナと接触させる方法としては、例えば、前記シリカゲルによる精製を行った後の液晶表示素子用原材料を再度有機溶媒に溶かし、液晶表示用原材料に対して0.5〜20質量%となるようにアルミナを添加して混合した後、ろ過して有機溶媒溶液からアルミナを除去する方法や、あるいは、前記シリカゲルによる精製を行った後の液晶表示素子用原材料を再度有機溶媒に溶かし、該液晶表示用原材料に対して0.5〜20倍量のアルミナを充填したカラムの上部から該有機溶媒溶液を流してカラム中を通過させる方法が挙げられる。
【0029】
本発明の精製方法は、液晶表示素子用原材料が混合物である場合、混合物のまま精製することができる。例えば、光散乱型液晶表示素子の調光層の原料である液晶組成物と光硬化性樹脂組成物との混合物は、そのまま本発明の精製方法により精製することができる。勿論、液晶組成物と光硬化性樹脂組成物とをそれぞれ精製した後、混合して使用してもよい。
【0030】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示し、本発明を更に具体的に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例において「%」及び「部」は特に断りのない限り「質量%」及び「質量部」を表す。また、液晶表示素子用原材料の精製度は、以下の条件に従い測定した液晶表示素子特性である電圧保持率によって評価し、紫外線照度は、ウシオ電機社製の受光器「UVD−365PD付きユニメータUIT−150」を用いて測定した。
【0031】
[電圧保持率の測定方法]
測定装置:多チャンネル液晶表示装置Model6254(東陽テクニカ社製)
測定温度:25℃、80℃
測定条件:±1V,±5V,±10Vの矩形波からなるソース電圧をテストセルに64μ秒印加したのち遮断し、16.67m秒間中の電圧の減衰量を測定し、減衰が全くない場合を100%とした場合に、これに対する面積比率を電圧保持率として算出した。
【0032】
(実施例1)
アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲルである富士シリシア化学社製「クロマトレックスNH−DM1020」を、ノルマルヘキサンで内径3cm、長さ10cmのカラムに充填した。カラム上部から、下記構造式で示される化合物(1) 1gのノルマルヘキサン溶液を通した後、溶出液からノルマルヘキサンを減圧留去して化合物(1)の精製物Aを得た。この化合物(1)の精製物Aの0.8gを精秤して比色管に入れトルエン5mlに溶解後、比抵抗18.2MΩの超純水15gを加えて振とう抽出し、その水層を昭和電工社製のカラム「SI−904E」を取り付けた横河電気社製のイオンクロマトグラフィー「IC7000S」で分析した。その結果、陰イオン成分は検出されなかった。次に、化合物(1)の精製物Aの全塩素量を燃焼後−電量適定法で分析した結果、70ppmの塩素量が検出された。
【0033】
【化1】
【0034】
(比較例1)
化合物(1) 1gにノルマルヘキサン30ml、和光純薬社製の中性の活性アルミナ「300mesh」50mgを加えて2時間撹拌した。撹拌後、孔径0.5μmのPTFE製フィルターで加圧ろ過し、更に濾液からノルマルヘキサンを減圧留去して化合物(1)の精製物Bを得た。この化合物(1)の精製物Bの0.8gを精秤して比色管に入れ、トルエン5mlに溶解後、比抵抗18.2MΩの超純水15gを加えて振とう抽出し、その水層を昭和電工社製のカラム「SI−904E」を取り付けた横河電気社製のイオンクロマトグラフィー「IC7000S」で分析した。その結果、定量限界以下のNO2 −が検出された。更に、化合物(1)の精製物Bの全塩素量を燃焼後−電量適定法で分析した結果、190ppmの塩素量が検出された。
【0035】
(実施例2)
4−メトキシメチルフェニル−トランス−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサンカルボキシレート 1gに、ノルマルヘキサン30ml、カルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルである富士シリシア化学社製の「FL100DX」100mg、及び撹拌子を加え室温で2時間撹拌した。その後、孔径0.5μmのPTFE製フィルターで加圧ろ過し、更に濾液からノルマルヘキサンを減圧留去して、4−メトキシメチルフェニル−トランス−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサンカルボキシレートの精製物を得た。該精製物を、大日本インキ化学工業社製のネマチック液晶を示す母体液晶組成物「KT12−13」に20%添加し、液晶組成物とした。
【0036】
(株)イーエッチシー社製のソーダライム硝子の使用テストセル(セル厚:12μm、ITO電極面積:1cm2、液晶配向膜:ポリイミド液晶配向膜)に該液晶組成物を充填した。次に、注入口に封止剤を塗布し、400W/m2の紫外線を東芝硝子社製のUV35フィルターを通して60秒間照射して硬化させた。封止剤は、積水化学社製の封止剤「フォトレックA−704−180」を、ノルマルヘキサンに溶解させた後、「クロマトレックスNH−DM1020」を5%添加して1時間撹拌し、ろ過後、濾液からノルマルヘキサンを減圧留去して精製したものを使用した。
得られた液晶セルの25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は98.0%であり、5V時では97.5%であった。80℃では印加電圧1V時の電圧保持率は94.0%であり、5V時では93.5%であった。
【0037】
(実施例3)
「クロマトレックスNH−DM1020」を、内径3cm、長さ10cmのカラムにノルマルヘキサンで充填した。カラム上部から、4−ペンチルフェニル−3,4−ジフルオロフェニルアセチレン 1gのノルマルヘキサン溶液を通した後、溶出液からノルマルヘキサンを減圧留去して、4−ペンチルフェニル−3,4−ジフルオロフェニルアセチレンの精製物を得た。該精製物を、ネマチック液晶を示す母体液晶組成物「KT12−13」に20%添加し、液晶組成物とした。実施例2と同様に液晶セルを作成し、電圧保持率を評価したところ、25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は98.5%であり、5V時では98.6%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は97.9%であり、5V時では97.6%であった。
【0038】
(実施例4)
「クロマトレックスNH−DM1020」を内径3cm、長さ10cmのカラムにノルマルヘキサンで充填した。カラム上部から、4−ペンチルフェニル−3,4−ジフルオロフェニルアセチレン 1gのノルマルヘキサン溶液を通した後、溶出液からノルマルヘキサンを減圧留去して、4−ペンチルフェニル−3,4−ジフルオロフェニルアセチレンの粗精製物を得た。次に、該粗精製物の0.5gをノルマルヘキサン20mlに溶解させ、「300mesh」50mg、及び撹拌子を加え室温で2時間撹拌した。その後、孔径0.5μmのPTFE製フィルターで加圧ろ過し、濾液からノルマルヘキサンを減圧留去して、4−ペンチルフェニル−3,4−ジフルオロフェニルアセチレンの精製物を得た。該精製物を、ネマチック液晶を示す母体液晶組成物「KT12−13」に20%添加し、液晶組成物とした。実施例2と同様に液晶セルを作成し、電圧保持率を評価したところ、25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は99.2%であり、5V時では99.4%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は99.0%であり、5V時では98.7%であった。
【0039】
(実施例5)
「クロマトレックスNH−DM1020」を内径3cm、長さ10cmのカラムにノルマルヘキサンで充填した。カラム上部から、4−ペンチル−2−フルオロビフェニル−3,4−ジフルオロフェニルアセチレン 1gのノルマルヘキサン溶液を流した後、溶出液からノルマルヘキサンを減圧留去して、4−ペンチル−2−フルオロビフェニル−3,4−ジフルオロフェニルアセチレンの粗精製物を得た。次に、該粗精製物0.5gをノルマルヘキサン20mlに溶解させ、「300mesh」50mg及び撹拌子を加え室温で2時間撹拌した。その後孔径0.5μmのPTFE製フィルターで加圧ろ過し、濾液からノルマルヘキサンを減圧留去して、4−ペンチル−2−フルオロビフェニル−3,4−ジフルオロフェニルアセチレンの精製物を得た。該精製物を、ネマチック液晶を示す母体液晶組成物「KT12−13」に20%添加し、液晶組成物とした。実施例2と同様に液晶セルを作成し、電圧保持率を評価したところ、25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は98.8%であり、5V時では98.5%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は98.1%であり、5V時では97.8%であった。
【0040】
(実施例6)
下記構造式で示される液晶組成物(1) 10gに「クロマトレックスNH−DM1020」500mg、「300mesh」500mg、及び撹拌子を加え室温で2時間撹拌した。その後、孔径0.5μmのPTFE製フィルターで加圧濾過し、液晶組成物(1)の精製物Aを得た。実施例2と同様に液晶セルを作成し、電圧保持率を評価したところ、25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は99.4%であり、5V時では99.2%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は99.0%であり、5V時では98.9%であった。
【0041】
【化2】
【0042】
(実施例7)
実施例1で精製した化合物(1)の精製物A 29.1%、実施例6で精製した液晶組成物(1)の精製物A 70%、チバスペシャリティーケミカル社製の光重合開始剤「イルガキュアー651」0.9%からなる液晶組成物の等方相溶液を、直径11μmのガラス粒子製スペーサーを散布した2枚のITO付き硝子の間に注入した後、注入口に封止剤を塗布して、400W/m2の紫外線を東芝硝子社製のUV35フィルターを通して60秒間照射し、光散乱型液晶表示素子を作製した。封止剤は、積水化学社製の封止剤「フォトレックA−704−180」を、ノルマルヘキサンに溶解させた後、「クロマトレックスNH−DM1020」を5%添加して1時間撹拌し、ろ過後、濾液からノルマルヘキサンを減圧留去して精製したものを使用した。
この液晶表示素子の25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は95.1%であり、10V時では、96.6%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は92.9%であり、10V時では、94.9%であった。
【0043】
(実施例8)
「クロマトレックスNH−DM1020」を内径3cm、長さ10cmのカラムにノルマルヘキサンで充填した。カラム上部から、化合物(1) 1gのノルマルヘキサン溶液を流した後、溶出液からノルマルヘキサンを減圧留去して、化合物(1)の粗精製物を得た。次に、該化合物(1)の粗精製物 0.5gをノルマルヘキサン20mlに溶解させ、「300mesh」50mg、撹拌子を加え室温で2時間撹拌した。その後、溶液を孔径0.5μmのPTFE製フィルターで加圧濾過し、濾液からノルマルヘキサンを減圧留去して、化合物(1)の精製物Cを得た。次いで、化合物(1)の精製物C 29.1%、実施例6で精製した液晶組成物(1)の精製物A70%、光重合開始剤「イルガキュアー651」0.9%からなる液晶組成物を使用し、実施例7と同様にして光散乱型液晶表示素子を作製した。この光散乱型液晶表示素子の25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は97.1%であり、10V時では、98.0%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は95.5%であり、10V時では、96.9%であった。
【0044】
(実施例9)
「クロマトレックスNH−DM1020」を内径3cm、長さ10cmのカラムにノルマルヘキサンで充填した。カラム上部から、下記構造式で示される化合物(2) 1gのノルマルヘキサン溶液を通した後、溶出液からノルマルヘキサンを減圧留去して、化合物(2)の粗精製物を得た。次に、化合物(2)の粗精製物0.5gをノルマルヘキサン20mlに溶解させ、「300mesh」50mg、撹拌子を加え室温で2時間撹拌した。その後、溶液を孔径0.5μmのPTFE製フィルターで加圧ろ過し、濾液からノルマルヘキサンを減圧留去して、化合物(2)の精製物Aを得た。次いで、化合物(2)の精製物A 29.1%、実施例6で精製した液晶組成物(1)の精製物A70%、光重合開始剤「イルガキュアー651」0.9%からなる液晶組成物を使用し、実施例7と同様に光散乱型液晶表示素子を作製した。この液晶表示素子の25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は96.0%であり、10V時では、97.1%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は93.5%であり、10V時では、94.5%であった。
【0045】
【化3】
【0046】
(比較例2)
「FL100DX」の代わりに、和光純薬社製のシリカゲル「WAKOGELC−300」を使用した以外は、実施例2と同様にして、4−メトキシメチルフェニル−トランス−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサンカルボキシレートの精製物を得た。該精製物を、ネマチック液晶を示す母体液晶組成物「KT12−13」に20%添加し、液晶組成物とした。(株)イーエッチシー社製のソーダライム硝子の使用テストセル(セル厚み:12μm、ITO電極面積:1cm2、液晶配向膜:ポリイミド液晶配向膜)に該液晶組成物を充填した。次に、セル間に封止剤を塗布後、400W/m2の紫外線をUV35フィルターを通して60秒間照射して封止した。封止剤としては、積水化学工業社製の封止剤「フォトレックA−704−180」を精製せずに使用した。得られた液晶セルの電圧保持率の評価を行ったところ、25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は91.0%であり、5V時では90.7%であったが、80℃では印加電圧1V時の電圧保持率は80.3%であり、5V時では79.8%と、実施例2と比較すると低い電圧保持率であった。
【0047】
(比較例3)
「クロマトレックスNH−DM1020」の代わりに「WAKOGEL C−300」を使用した以外は、実施例3と同様にして、4−ペンチルフェニル−3,4−ジフルオロフェニルアセチレンの精製物を得た。これを比較例2と同様にして液晶セルを作成し、電圧保持率の評価を行ったところ、25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は90.2%であり、5V時では89.4%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は81.5%であり、5V時では80.6%と、実施例3と比較すると低い電圧保持率であった。
【0048】
(比較例4)
「クロマトレックスNH−DM1020」の代わりに「WAKOGEL C−300」を使用した以外は実施例5と同様にして4−ペンチル−2−フルオロビフェニル−3,4−ジフルオロフェニルアセチレンの精製物を得た。これを比較例2と同様にして液晶セルを作成し、電圧保持率の評価を行ったところ、25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は87.3%であり、5V時では86.5%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は76.6%であり、5V時では75.4%と、実施例5と比較すると低い電圧保持率であった。
【0049】
(比較例5)
「クロマトレックスNH−DM1020」の代わりに「WAKOGEL C−300」を使用した以外は実施例6と同様にして液晶組成物(1)の精製物Bを得た。これを液晶組成物として、比較例2と同様にして液晶セルを作成し、電圧保持率の評価を行ったところ、25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は88.4%であり、5V時では87.4%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は77.8%であり、5V時では77.3%と、実施例6と比較すると低い電圧保持率であった。
【0050】
(比較例6)
「WAKOGEL C−300」を内径3cm、長さ10cmのカラムにノルマルヘキサンで充填した。カラム上部から、化合物(1) 1gのノルマルヘキサン溶液を通し、溶出液からノルマルヘキサンを減圧留去して化合物(1)の精製物Dを得た。次いで、該化合物(1)の精製物D 29.1%、比較例5で精製した液晶組成物(1)の精製物B 70%、光重合開始剤「イルガキュアー651」0.9%からなる液晶組成物の等方相溶液を使用し、実施例7と同様にして光散乱型液晶表示素子を得た。この光散乱型液晶表示素子の25℃での印加電圧1V時の電圧保持率は80.2%であり、10V時では、84.1%であった。80℃での印加電圧1V時の電圧保持率は54.0%であり、10V時では、68.4%と比較すると低い電圧保持率であった。
【0051】
(比較例7)
化合物(2) 10gにノルマルヘプタン溶液を100mlと「WAKOGEL C−300」を0.5g加え、加熱環流を行った。次いで、溶液を孔径0.5μmのPTFE製フィルターで加圧ろ過し、濾液からノルマルヘプタンを減圧留去したところ、化合物(2)の一部が熱分解していた。
【0052】
【発明の効果】
本発明の精製方法、即ち、液晶表示素子原材料をアミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルと接触させることによって、該原材料中に含有されるイオン性物質を除去することができ、本発明の精製方法で精製された液晶表示素子用原材料を使用することで、液晶表示素子特性である電圧保持率が低下せず、表示保持特性の向上した液晶表示素子を作成することができる。
Claims (3)
- 液晶組成物が液晶表示素子に封入された際に液晶組成物と直接接触する材料の原料及び液晶組成物の精製方法であって、液晶組成物が液晶表示素子に封入された際に液晶組成物と直接接触する材料の原料及び液晶組成物が、(A)それ自体液状の場合はそのまま、あるいは有機溶剤溶液とし、(B)固体の場合は有機溶剤溶液として、これを、アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルと接触させることによって、前記液晶組成物が液晶表示素子に封入された際に液晶組成物と直接接触する材料の原料及び液晶組成物中に含有されるイオン性物質を除去することを特徴とする精製方法。
- 液晶組成物が液晶表示素子に封入された際に液晶組成物と直接接触する材料の原料が、光硬化性樹脂組成物、熱硬化性樹脂組成物、又は熱可塑性樹脂組成物である請求項1記載の精製方法。
- 液晶組成物が液晶表示素子に封入された際に液晶組成物と直接接触する材料の原料及び液晶組成物の精製方法であって、液晶組成物が液晶表示素子に封入された際に液晶組成物と直接接触する材料の原料及び液晶組成物が、(A)それ自体液状の場合はそのままあるいは有機溶剤溶液とし、(B)固体の場合は有機溶剤溶液として、これを、(1)アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲルもしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルと、アルミナとの混合物に接触させるか、又は(2)アミノシリル基をシリカゲル表面に化学結合させたシリカゲル、もしくはカルシウムをシリカゲル表面に吸着させたシリカゲルと接触させた後、アルミナと接触させることによって、前記液晶組成物が液晶表示素子に封入された際に液晶組成物と直接接触する材料の原料及び液晶組成物中に含有されるイオン性物質を除去することを特徴とする精製方法。
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