JP5812954B2

JP5812954B2 - 液晶のリサイクル方法と改質された液晶混合物の形成方法

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Publication number: JP5812954B2
Application number: JP2012188843A
Authority: JP
Inventors: 健▲い▼ 呂; 煥毅洪; 宗洲許; 佳霖蔡; 耀霆黄; 孟裕陳
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2015-11-17
Anticipated expiration: 2032-08-29
Also published as: TWI471159B; KR20130135796A; EP2564912A2; US8968595B2; KR101342151B1; CN102977894A; EP2564912B1; CN104974764B; EP2564912A3; TW201311328A; US20130056679A1; CN104974764A; CN102977894B; PL2564912T3; KR101359030B1; JP2013054354A; KR20130025782A; HUE036654T2; ES2663325T3

Description

本発明は、液晶のリサイクル方法と改質された液晶混合物に関するものである。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は各種用途に適用され、各種電子部品や装置、例えば、ノート型パソコン、スマートフォン、デスクトップモニター、携帯電話、テレビ、計器、玩具、デジタルカメラ、ＡＶ機器、電化製品および自動車などに幅広く応用されている。

ＬＣＤが組み込まれた電子回路、または、装置の他の部分は、通常、再利用されるが、ＬＣＤ中の液晶材料は再利用されないことが多い。その理由の一つは、様々な異なる物理的、化学的および／または他の特性を有する液晶材料を処理することへの潜在的な困難性および課題が存在することである。しかし、液晶材料の不適切な廃棄は、資源を無駄にするだけでなく、我々の環境にも影響を及ぼす。

近年、環境保全の意識の高まりにより、欧州連合の三大環境保全指令のもと、世界各国で人類の電子製品の無責任な投棄による環境破壊の深刻さが重視され始めた。アメリカ、カナダ、日本、韓国、中国および台湾等は、関連する環境法規を制定、強化し、電子製品の初期設計から生産、販売、廃棄処理およびリサイクルに至るまでの規範を制定して環境汚染に関わる問題を徹底的に解決するように試みている。従来のＣＲＴ方式のテレビと比較して液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、薄型化、軽量化、低電力消耗、無放射汚染という利点、かつ、半導体製造工程における技術と互換性があるという長所があるため、その生産量および使用量は急激に増加し、それに伴い、その廃棄量も増加している。現在、廃棄液晶パネルを取り外し分類回収する方法等を含む、多くの液晶ディスプレイ廃棄方法が提案されている。しかし、上述のとおり、回収後の液晶には種々の異なる液晶単体が混入して、液晶混合物が形成されており、適当な再利用方法が存在しない。このため、日々増加する液晶混合物に対し、処理後に液晶ディスプレイ製作に応用して、再利用の目的を達成することができるような新規な方法の確立が必要とされている。

本発明は、液晶のリサイクル方法と改質された液晶混合物の形成方法を提供し、上述の問題を解決することを目的とする。

本発明は、液晶のリサイクル方法を提供するものであって、本発明のある実施態様において、本発明の方法は、液晶混合物を収集する工程；少なくとも一つの分離処理工程を実行し、液晶混合物から第一液晶群を分離する工程；少なくとも一つの追加の分離処理工程を実行し、残りの液晶混合物から第二液晶群を分離する工程；および第一液晶群と第二液晶群とを用いて、改質された液晶混合物を形成する工程、を含む。

本発明のある実施態様では、本発明の方法は、第一液晶混合物および第二液晶混合物を収集する工程；少なくとも一つの分離処理工程を実行して、第一液晶混合物から少なくとも一つの第一液晶群を分離する工程；少なくとも一つの追加の分離処理工程を実行して、第二液晶混合物から少なくとも一つの第二液晶群を分離する工程；ならびに少なくとも一つの第一液晶群と少なくとも一つの第二液晶群とを用いて、改質された液晶混合物を形成する工程、を含む。

また、本発明の別のある実施態様では、本発明の方法は、第一液晶混合物および第二液晶混合物を収集する工程；少なくとも一つの分離処理工程を実行して、第一液晶混合物から少なくとも一つの液晶群を分離する工程；ならびに少なくとも一つの液晶群と第二液晶混合物とを用いて、改質された液晶混合物を形成する工程、を含む。

さらに、本発明のまた別のある実施態様では、本発明の方法は、第一液晶混合物および第二液晶混合物を収集する工程；少なくとも一つのマッピングプロセスを実行する工程；ならびに第一液晶混合物の少なくとも一部および第二液晶混合物の少なくとも一部を含む改質された液晶混合物を形成する工程、を含む。

また、本発明は改質された液晶混合物を提供し、例えば、本発明のある実施態様では、改質された液晶混合物は、回収された液晶混合物から分離される第一液晶群；および、回収された液晶混合物から第一液晶群が分離された後、残りの回収された液晶混合物から分離される第二液晶群、を含む。

本発明により効果的な液晶のリサイクル方法が提供される。

本発明の実施態様による液晶のリサイクル工程を示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−１のガスクロマトグラフ質量スペクトル（ＧＣ／ＭＳ）を示す図である。本発明の実施態様による高Δε値液晶群のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＣＦ₂Ｏ含有液晶群のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様による低粘性液晶群のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様による高Ｔ_NI液晶群のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様による基流体液晶群のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−２のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様による負型Δε液晶群のＬＣ−２のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−３およびＬＣ−４のＶ−Ｔ曲線を示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−３のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−４のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−５およびＬＣ−６のＶ−Ｔ曲線を示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−５のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−６のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−７のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−８のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−９のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−１０のＧＣ／ＭＳを示す図である。本発明の実施態様によるＬＣ−１１のＧＣ／ＭＳを示す図である。

本発明の実施態様は、液晶のリサイクル方法、改質された液晶混合物、および、一つまたはそれ以上の改質された液晶混合物を有する液晶ディスプレイ装置を提供する。液晶のリサイクル方法は、液晶混合物を収集する工程、液晶混合物から少なくとも一つの液晶群を分離する工程、および、少なくとも一つの液晶群を用いて、改質された液晶を形成する工程、を含む。

図１は、液晶のリサイクル工程（１００）の例を示す図である。

Ａ．液晶混合物の回収
リサイクルのために処理される液晶混合物は、各種供給源から回収され得る。本発明のある実施態様では、製造過程においてまたは使用後に、欠陥品である、望ましくない、機能しないと判断されたＬＣＤから、リサイクルまたは処理される液晶混合物を回収してもよい（１０２）。例えば、液晶混合物は廃棄ＬＣＤパネルから回収され得る。ある別の実施態様では、リサイクルされる液晶混合物は、ＬＣＤ製造業者またはＬＣＤ生産ラインから廃棄されたものであってもよい（１０４）。たとえば、液晶混合物は、製造業者により、ＬＣＤの製造に不利、または、理想的でない（例えば、汚染されているなど）と判断されたものであってもよい。

廃棄ＬＣＤから回収される液晶混合物と比較すると、一般的に、ＬＣＤ製造業者またはＬＣＤ生産ラインから直接回収される液晶混合物は、改質のために必要な工程が少ない。ある実施態様において、ＬＣＤ製造業者またはＬＣＤ生産ラインからの液晶混合物は、流動粘度（η）、誘電異方性（Δε）、複屈折性（Δｎ）、透明点（Ｔ_NI）等の液晶混合物の物理的特性のいくつかを確認した後、直接、改質のために使用されてもよい。

廃棄ＬＣＤからの回収物として、市場には多種の液晶が存在する。ＬＣＤは、装置に含まれる液晶化合物の種類に基づいて、正型か負型のＬＣＤのどちらかに分類され得る。正型ＬＣＤは、誘電異方性が正の（即ち、Δε＞０）液晶化合物を含み、そして、液晶に用いられる異なる駆動方式に基づいて、正のＬＣＤは、ＳＴＮ、ＴＮ、ＩＰＳ、コレステロールディスプレイ等に分類され得る。例えば、ＴＮディスプレイにおいては、光線がＴＮディスプレイを通過するかは、液晶化合物のねじれと非ねじれ間の角度差異に基づく。ＴＮディスプレイに電圧が加えられていない場合、光線は偏光して、ディスプレイを通過し、透過ディスプレイが形成される。一方、負型ＬＣＤ、例えば、ＶＡディスプレイは、その誘電異方性が負である（即ち、Δε＜０）液晶化合物を含む。さらに、一例として、ＶＡディスプレイは、自然では垂直状態で存在する液晶化合物を含む。したがって、ＶＡディスプレイに電圧が加えられていない場合には、ＶＡディスプレイ中の液晶化合物は、基板に対し垂直状態を維持し、黒色ディスプレイが形成される。２種の異なるタイプのＬＣＤが混合される場合、正型および負型のＬＣＤ中の反対のΔε値は相殺されるので、ある実施態様では、液晶化合物の回収前に、パネルに電圧が加えられていない場合に光線が偏光板を有するＬＣＤパネルを通過するかどうかに基づいて、まず、正型および負型ＬＣＤが別々に収集される（すなわち、光線が通過できるパネルは正型ＬＣＤであり、光線が通過できないパネルは負型ＬＣＤである）。

ＬＣＤから液晶混合物を回収するためには種々の処理工程がある。例えば、ある実施態様において、ＬＣＤから液晶混合物を回収する処理工程は以下を含んでいてもよい：（１）ＬＣＤパネルを破砕する；（２）二個のガラス基板を分離し、液晶混合物を露出させる；（３）有機溶媒、例えば、アセトンまたはヘキサンなどを用いて、ガラス基板から液晶混合物を分離する；（４）有機溶媒を蒸発させる；および、（５）一つまたはそれ以上の分離もしくは精製工程、例えば、吸着により、液晶混合物から、不純物、例えば、シーラー、樹脂および／またはカラーフィルターなどを除去する。

上述の各種供給源から回収された液晶混合物は、二以上の液晶化合物、および／または、十、百、または、千もの液晶化合物を含んでいてもよい。ある実施態様において、液晶混合物は、その物理的特性（例えば、η、Δε、Δｎ、Ｔ_NI等）を確認した後、直接使用されてもよい（例えば、図１において、工程１０６から直接、工程１１０、１１６、１１８等に進む）。

ある別の実施態様において、液晶混合物は、改質のために、二以上の液晶群に分離されてもよい（例えば、図１において、工程１０６〜１０８の後、工程１１０、１１４等に進む）。液晶混合物を１種以上の液晶群に分離する工程は、ここで、「グループ化（grouping）」と称され、工程１０８において適用され得る。グループ化工程に関する実施例を以下に提供する。

Ｂ．グループ化（Grouping）
図１の工程１０８において、少なくとも一つの分離処理工程を用いることにより、液晶混合物が１以上の液晶群に分離され得る。例えば、一実施態様において、少なくとも一つの分離処理工程が実行されて、液晶混合物から第一液晶群が分離され、そして、残りの液晶混合物は第二液晶群であるか、または、更に、２個以上の群に分離されてもよい。例えば、同種のまたは異なる追加の分離処理工程が、残りの液晶混合物から第二液晶群を分離するために実行され得る。別の実施態様においては、第一分離処理工程が、液晶混合物から第一液晶群を分離するために実行され、そして、第二および第三の分離処理工程がそれぞれ、残りの液晶混合物から第二および第三の液晶群を分離するために実行されてもよく、ここで、第一、第二および第三の分離処理工程は同一の、類似の、またはそれぞれ異なる処理工程であり得る。

ある実施態様において、液晶混合物は、少なくとも２、３、４、５、６、７、８またはそれ以上の液晶群に分離され得る。液晶混合物から分離される各液晶群は、残りの液晶混合物および別の液晶群とは異なる物理的特性（例えば、η、Δε、Δｎ、Ｔ_NI等）を有し得る。例えば、液晶混合物から分離される第一液晶群は、液晶混合物および残りの液晶混合物から分離される第二（または、第三、第四、第五等の）液晶群とは異なる物理的特性を有する。非限定的な具体例として、液晶混合物から分離された第一液晶群は、液晶混合物または残りの液晶混合物から分離された第二（または、第三、第四、第五等の）液晶群より、高いまたは低いη、Δε、ΔｎまたはＴ_NIを有する。液晶混合物から分離される液晶群または複数の液晶群は一つ以上の液晶化合物を含んでいてもよい。

ある実施態様において、分離処理工程は、蒸留工程、液液抽出およびカラムクロマトグラフィーから選択される。例えば、低圧蒸留などの蒸留工程が、低沸点の液晶群または希釈剤を分離するために使用されてもよく；例えば極性溶媒を用いた液液抽出が、高Δεを有する液晶化合物を抽出するために使用されてもよく；および、カラムクロマトグラフィーが、高Ｔ_NIを有する液晶群を分離するために使用されてもよい。

ある実施態様においては、少なくとも一つの液液抽出工程が実行されて、液晶混合物から少なくとも一つの液晶群が分離される。一実施態様では、少なくとも一つの液液抽出工程が実行されて、液晶混合物から少なくとも一つの液晶群が分離され、ここで、前記少なくとも一つの液晶群は、少なくとも一つのＣＦ₂Ｏ連結基を有する少なくとも一つの液晶化合物、たとえば以下の式Ｉの液晶化合物を含む：

式中、
Ｒ１は、Ｃ_1-12のアルキル、Ｃ_1-12のアルコキシおよびＣ_2-12のアルケニルから選択される；環Ａおよび環Ｂは、それぞれ独立して、１，４−シクロヘイレン（cycloheylene）および１，４−フェニレンから選択される；Ｚ１は、独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ（methyleneoxy）、カルボニルオキシ（carbonyloxy）またはＣ₂Ｆ₄から選択される；Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４は、それぞれ独立して、水素およびハロゲンから選択される；Ｘ１は、独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化アルキル、アルケニルおよびＣ_1-6のアルコキシから選択される；ｍおよびｎは、それぞれ独立して、０、１および２から選択される。

別の実施態様においては、少なくとも一つの液液抽出工程が実行されて、液晶混合物から少なくとも一つの液晶群が分離され、ここで、前記少なくとも一つの液晶群は、少なくとも一つのＣＦ₂Ｏ連結基を有し、かつ、少なくとも一つの液晶群の総重量に対して約２０〜１００重量％の範囲の量で存在する少なくとも一つの液晶化合物を含む。

さらに別の実施態様において、少なくとも一つのカラムクロマトグラフィーが実行されて、液晶混合物から少なくとも一つの液晶群が分離される。一実施態様では、少なくとも一つのカラムクロマトグラフィーが実行されて、液晶混合物から少なくとも一つの液晶群が分離され、ここで、前記少なくとも一つの液晶群は、少なくとも４個の環状基（cyclic rings）を有する少なくとも一つの液晶化合物、たとえば以下の式ＩＩの液晶化合物を含む：

式中、
Ｒ２は、独立して、Ｃ_1-12のアルキル、Ｃ_1-12のアルコキシおよびＣ_2-12のアルケニルから選択される；環Ｃおよび環Ｄは、それぞれ独立して、１，４−シクロヘイレンと１，４−フェニレン；Ｚ２は、独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシおよびＣ₂Ｆ₄から選択される；Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７およびＬ８は、それぞれ独立して、水素およびハロゲンから選択される；Ｘ２は、独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化アルキル、アルケニルおよびＣ_1-6のアルコキシから選択される；ｏは、独立して、１、２および３から選択される。

別の実施態様において、少なくとも一つのカラムクロマトグラフィーが実行されて、液晶混合物から少なくとも一つの液晶群が分離され、ここで、前記少なくとも一つの液晶群は、少なくとも４個の環状基を有し、かつ、少なくとも一つの液晶群の総重量に対して、約２０〜１００重量％の範囲の量で存在する少なくとも一つの液晶化合物を含む。

さらに別の実施態様において、少なくとも一つのカラムクロマトグラフィーが実行されて、液晶混合物から少なくとも一つの液晶群が分離され、ここで、前記少なくとも一つの液晶群は、少なくとも一つのベンゼン環ならびに少なくとも一つのベンゼン環のオルト位およびメタ位にハロゲン原子を含む少なくとも一つの液晶化合物を含み、例えば、前記少なくとも一つの液晶化合物は、以下の式ＩＩＩの液晶化合物から選択されてもよい：

式中、
Ｒ３は、Ｃ_1-12のアルキル、Ｃ_1-12のアルコキシおよびＣ_2-12のアルケニルから選択される；環Ｅは、独立して、１，４−シクロヘイレンおよび１，４−フェニレンから選択される；Ｚ３は、独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシおよびカルボニルオキシから選択される；Ｌ９およびＬ１０は、それぞれ独立して、ハロゲンから選択される；Ｘ３は、水素、ハロゲン、ハロゲン化アルキル、アルケニルおよびＣ_1-6のアルコキシから選択される；ｐおよびｑは、それぞれ独立して、１、２および３から選択される。

さらに別の実施態様において、少なくとも一つのカラムクロマトグラフィーが実行されて、液晶混合物から少なくとも一つの液晶群が分離され、ここで、前記少なくとも一つの液晶群は、少なくとも一つのベンゼン環ならびに少なくとも一つのベンゼン環のオルト位およびメタ位にハロゲン原子を有し、かつ、少なくとも一つの液晶群の総重量に対して、約５０〜１００重量％の範囲の量で存在する少なくとも一つの液晶化合物を含む。

ある実施態様において、少なくとも一つの低圧蒸留プロセスが実行されて、液体混合物から少なくとも一つの液晶群が分離される。一実施態様では、少なくとも一つの低圧蒸留プロセスが実行されて、液晶混合物から少なくとも一つの液晶群が分離され、ここで、前記少なくとも一つの液晶群は、２個または３個以上の炭化水素環（hydrocarbon cyclic rings）を有する少なくとも一つの液晶化合物、たとえば以下の式ＩＶの液晶化合物を含む：

式中、
Ｒ４は、Ｃ_1-12のアルキル、Ｃ_1-12のアルコキシおよびＣ_2-12のアルケニルから選択される；環Ｆ、環Ｇおよび環Ｈは、それぞれ独立して、１，４−シクロヘイレンおよび１，４−フェニレンから選択される；Ｘ４は、独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化アルキル、アルケニルおよびＣ_1-6のアルコキシから選択される；ｒは、独立して、０および１から選択される。

さらに別の実施態様において、少なくとも一つの低圧蒸留プロセスが実行されて、液体混合物から少なくとも一つの液晶群が分離され、ここで、前記少なくとも一つの液晶群は、２個または３個の炭化水素環を有し、かつ、少なくとも一つの液晶群の総重量に対して、約５０〜１００重量％の範囲の量で存在する少なくとも一つの液晶化合物を含む。

ある実施態様において、液体混合物から分離される少なくとも一つの液晶群は、高いΔε値を有しており、例えば、そのΔε値は１０〜６０である。

ある実施態様において、液晶混合物から分離される少なくとも一つの液晶群は、負のΔε値を有しており、例えば、そのΔε値は−２〜−２０である。

ある実施態様において、液体混合物から分離される少なくとも一つの液晶群は高粘性（η）を有し、例えば、その粘性は３０〜１５０ｃｐｓである。

ある実施態様において、液体混合物から分離される少なくとも一つの液晶群は低粘性を有し、例えば、その粘性は１〜１０ｃｐｓである。

ある実施態様において、液体混合物から分離される少なくとも一つの液晶群は高いＴ_NIを有し、例えば、そのＴ_NIは１５０〜４００℃である。

ある実施態様において、液体混合物から分離される少なくとも一つの液晶群は、０．０３〜０．３０の範囲のΔｎを有する。

ある実施態様において、液体混合物から分離される少なくとも一つの液晶群は、基流体タイプの液晶化合物、例えば、３個の環状基を有する液晶化合物であって、前記液晶化合物の末端環が、ハロゲン基から選択される少なくとも一つの置換基を有するベンゼンである、たとえば以下の式Ｖの液晶化合物：

式中、
Ｒ５は、独立して、Ｃ_1-12のアルキル、Ｃ_1-12のアルコキシ、Ｃ_2-12のアルケニルから選択される；環Ｉおよび環Ｊは、それぞれ独立して、１，４−シクロヘイレンおよび１，４−フェニレンから選択される；Ｚ４は、独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシおよびＣ₂Ｆ₄から選択される；Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３およびＬ１４は、それぞれ独立して、水素およびハロゲンから選択される；Ｘ５は、独立して、水素、ハロゲン、ハロゲン化アルキル、アルケニルおよびＣ_1-6のアルコキシから選択される
などの３個の環を有する液晶化合物を含む。

一実施態様において、液体混合物から分離される少なくとも一つの液晶群は、３個の環状基を有する液晶化合物を含み、ここで、液晶化合物の末端環は、ハロゲン基から選択される少なくとも一つの置換基を有するベンゼンであり、そして、前記液晶化合物は、少なくとも一つの液晶群に対して、約５０〜１００重量％の範囲の量で存在する。

ある実施態様において、液晶混合物から分離される液晶群は、
１０〜６０の範囲の高いΔεを有する少なくとも一つの液晶群；
１〜１５０の範囲の粘性を有する少なくとも一つの液晶群；および
１５０〜４００℃の範囲のＴ_NIを有する少なくとも一つの液晶群
を含んでいてもよい。

ある実施態様において、液晶混合物から分離される液晶群は、
−２〜−２０の範囲の負の−Δεを有する少なくとも一つの液晶群
を含んでいてもよい。

ある実施態様において、液晶混合物から分離される液晶群は表１に記載される液晶群を含んでいてもよい。

ある実施態様において、液晶混合物から分離される液晶群は、表２に記載される液晶群を含んでいてもよい。

Ｃ．物理的特性の測定
改質の前に、液晶混合物または液晶混合物から分離される液晶群は、図１の工程に示されるように、Δε、ΔｎおよびＴ_NI値などのそれらの物理的特性を決定するために種々の測定に付されてもよい。任意には、液晶データベースが液晶混合物または液晶混合物から分離される液晶群の物理的特性を記録するために構築され得る。

Ｄ．液晶混合物の改質
工程１１４において、液晶混合物または液晶混合物から分離される液晶群が改質された液晶混合物を形成するために使用され得る。ある実施態様において、改質された液晶混合物の形成工程は、液晶混合物から分離される少なくとも一つの液晶群を用いる工程、例えば、液晶混合物から分離される少なくとも一つの第一、第二、第三、第四、第五の液晶群を用いる工程を含む。例えば、一実施態様では、改質された液晶混合物の形成工程は、液晶混合物から分離される第一および第二液晶群を用いる工程を含む。

ある実施態様において、改質された液晶混合物の形成工程は、異なる液晶混合物から分離される液晶群を用いる工程、例えば、第一液晶混合物から分離される少なくとも一つの液晶群を用いる工程；および、第二液晶混合物から分離される少なくとも一つの別の液晶群を用いる工程を含む。

ある実施態様において、改質された液晶混合物の形成工程は、第一液晶混合物から分離される少なくとも一つの液晶群および分離処理を行っていない第二液晶混合物を使用する工程を含む。

ある実施態様において、改質された液晶混合物の形成工程は、分離処理を行っていない少なくとも一つの液晶混合物および分離処理を行っていない第二液晶混合物を使用する工程を含む。

ある実施態様において、改質された液晶混合物の形成前に、少なくとも一つのマッピング処理工程が実行される。少なくとも一つのマッピング処理工程は、一つまたはそれ以上の以下の工程を含んでいてもよい：
（１）標的液晶混合物に必要な物理的特性、例えば、Δε_(target)、Δｎ_(target)およびＴ_NI(target)の所望値を決定する工程；
（２）改質された液晶混合物を形成するための液晶群（または複数の液晶群）および／または液晶混合物（または複数の液晶混合物）を選択する工程；
（３）改質された液晶混合物を形成するために組み合わされる液晶群（または複数の液晶群）および／または液晶混合物の量または重量比を決定する工程；および
（４）液晶群（または複数の液晶群）および／または液晶混合物（または複数の液晶混合物）を組み合わせる工程。

改質された液晶混合物を形成するための液晶群（または複数の液晶群）および／または液晶混合物（または複数の液晶混合物）の量または重量比を決定する方法は公知である。ある実施態様において、液晶群（または複数の液晶群）および／または液晶混合物の量は、所望の特性と用いられる液晶群が有する特性とに基づいて決定、または、算出され得る。ある別の実施態様においては、液晶群（または複数の液晶群）および／または液晶混合物の量は、既知の性質、データベースまたは類似のもしくは異なる液晶群もしくは化合物の混合後に蓄積される経験に基づいて開発され得る、線形、非線形または他の方程式により算出され得る。非限定的な実施態様によれば、粘性_(A)、Δε_(A)およびΔｎ_(A)を有する液晶群Ａ、粘性_(B)、Δε_(B)およびΔｎ_(B)を有する液晶群Ｂ、粘性_(C)、Δε_(c)およびΔｎ_(c)を有する液晶群Ｃが、粘性_(target)、Δε_(target)およびΔｎ_(target)を有する改質された液晶混合物を形成するために選択された場合、液晶群Ａ（重量比Ｘ）、液晶群Ｂ（重量比Ｙ）および液晶群Ｃ（重量比Ｚ）の重量比は、以下の線形方程式で算出され得る：
Ｘ×（粘性_(A)）＋Ｙ×（粘性_(B)）＋Ｚ×（粘性_(c)）＝（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）×粘性_(target)
Ｘ×（Δε_(A)）＋Ｙ×（Δε_(B)）＋Ｚ×（Δε_(C)）＝（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）×Δε_(target)
Ｘ×（Δｎ_(A)）＋Ｙ×（Δｎ_(B)）＋Ｚ×（Δｎ_(C)）＝（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）×Δｎ_(target)

注意すべきことは、算出された量の液晶群の組み合わせが、所望の物理的性質とは若干異なる物理的性質を有する液晶混合物を与える可能性があるということである。差異が比較的小さい場合、選択された液晶群間の重量比を少し調整することが選択肢であり得る。一方、かなりの差異が認められる場合、所望の特性を有する改質された液晶混合物を得るために十分な量の追加の液晶群（または複数の液晶群）または液晶化合物を加えるか、または、一つまたはそれ以上の選択された液晶群が異なる液晶群と置き換えられてもよい。

本発明により製造される改質された液晶混合物は、市販の液晶混合物に類似する、Δε、粘性、Ｔ_NIおよびΔｎから選択される少なくとも一つのパラメータを有する。ある実施態様においては、改質された液晶混合物のΔε、粘性、Ｔ_NIおよびΔｎ値は、市販の液晶混合物の値とほぼ同じである。ある実施態様においては、改質された液晶混合物の電圧−透過率曲線（本明細書中において「Ｖ−Ｔ曲線」と称される）は、市販の液晶混合物のＶ−Ｔ曲線に類似している。

ある実施態様において、改質された液晶混合物は、約２〜１００ｃｐｓの範囲の粘性、約７０〜１２０℃の範囲のＴ_NI、約０．０６〜０．２５の範囲のΔｎ、および、約１〜５０の範囲のΔεから選択される少なくとも一つの特性を含む。ある実施態様において、改質された液晶混合物は、約−１〜−１０の範囲のΔεを有する。

ある実施態様において、改質された液晶混合物は、少なくとも２５種の液晶化合物を含む。

ある実施態様において、改質された液晶混合物は、約−５０℃で、約１２０時間放置後においても、結晶を形成しない。これは、現在市販のある種の液晶混合物が、約−４０℃で、約１２０時間で結晶を形成することと対照的である。よって、本発明の改質された液晶は、より広い使用温度範囲を有し得る。一実施態様では、約−５０℃の温度で、約１２０時間放置しても結晶を形成しない改質された液晶混合物は、約８０℃のＴ_NIを有している。

Ｅ．再利用
例えば、図１に示される工程１１８の再利用の前に、改質された液晶は、不純物、例えば、金属イオンなどを除去するための少なくとも一つの精製工程（工程１１６）に付されてもよい。

ある実施態様において、改質された液晶は、ＬＣＤ装置、例えば、ノート型パソコン、デスクトップモニター、電子手帳、携帯電話、小型計算機、測定器、電子玩具、デジタルカメラ、ＡＶ機器、家庭用電気器具および自動車用ディスプレイなどの製造のために用いられる。

本発明の開示にしたがってリサイクル、または、再利用され得る液晶化合物としては、従来技術において公知のあらゆる液晶化合物が挙げられる。

本発明では好ましい実施例を以下の通り開示するが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で記載された実施態様に各種の変更や改変を加えることができることは容易に理解される。したがって本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

実施例１
一実施例において、正型の液晶混合物が、５００個の廃棄液晶パネル（５種の異なる正ＴＮ型液晶パネル、各１００個）から液晶を回収することにより得られた。液晶パネルの破砕後、連続抽出を用いて、破砕されたパネルから液晶を抽出し、さらに、回収された液晶からの不純物の除去を行った。５種の液晶混合物処方を含む約２００グラムの液晶混合物（「ＬＣ−１液晶混合物」）が得られた。図２は、ＬＣ−１液晶混合物のガスクロマトグラフ質量スペクトル（ＧＣ／ＭＳ）を示す図である。次に、２００ｇのアセトニトリルを用いて、２００ｇのＬＣ−１液晶混合物を４回抽出し、約３６．１ｇの高いΔε値を有する高Δε値液晶群（High-Δε group）を得た。そのΔε値は約１４．３であった。図３は、高Δε値液晶群のＧＣ／ＭＳスペクトルを示す図である。その後、残りの１６３ｇの液晶混合物を、ケイ素ベース（たとえばＳｉＯ₂）を固定相とし、そして、アセトニトリルを移動相とするカラムクロマトグラフィーにより抽出した。抽出により、３６０℃のＴ_NIを有する約１８．９ｇの高Ｔ_NI液晶群（High-T_NI group）が得られた。図６は高Ｔ_NI液晶群のＧＣ／ＭＳスペクトルを示す図である。その後、残った１４３ｇの液晶混合物が、さらに、１６０℃、６ｔｏｒｒの圧力で１８時間、低圧蒸留により分離され、約２．８ｃｐｓの粘性（η）を有する約４０．１ｇの低粘性液晶群（Low-viscosity group）が得られた。図５は、低粘性液晶群のＧＣ／ＭＳスペクトルを示す図である。残った１０１ｇの液晶混合物は、基流体液晶群（base-fluid group）である。図７は基流体液晶群のＧＣ／ＭＳスペクトルを示す図である。各群の物理的特性が表３にまとめられている。最後に、高Δε値液晶群が、さらに、炭素ベース（たとえばＣ８およびＣ１８）を固定相とし、ヘキサンを移動相としたカラムクロマトグラフィーにより分離された。これにより、少なくとも一つのＣＦ₂Ｏ連結基および約２５のΔεを有する液晶混合物（高ＣＦ₂Ｏ含有液晶群（High-CF₂O group））を９０％以上含む液晶群がさらに分離される。図４は、高ＣＦ₂Ｏ含有液晶群のＧＣ／ＭＳスペクトルを示す図である。

実施例２
別の実施例において、ＶＡ型の液晶混合物が、１００個の廃棄液晶パネル（４種の異なるモデルのＶＡ型液晶パネル、各２５個）から液晶を回収することにより得られた。具体的には、液晶パネルの破砕後、連続抽出を用いて、破砕されたパネルから液晶を抽出し、さらに、回収された液晶からの不純物の除去を行った。４種の液晶化合物処方を含む１２０グラムの液晶混合物（「ＬＣ−２液晶混合物」）が得られた。図８は、ＬＣ−２液晶混合物のＧＣ／ＭＳスペクトルを示す図である。１２０ｇのＬＣ−２液晶混合物を、その後、ＳｉＯ₂を固定相とし、そして、ヘキサンを移動相とするカラムクロマトグラフィーにより分離し、−４のΔεを有する４２．１ｇの負型Δε液晶群（Negative-Δε group）を得た。図９は、負型Δε液晶群のＧＣ／ＭＳスペクトルを示す図である。残りの７７．５ｇの液晶が、その後さらに、１６０℃、６ｔｏｒｒの圧力で１８時間、低圧蒸留により処理され、約４．５ｃｐｓの粘性（η）を有する約１５．６ｇの低粘性液晶群（Low-viscosity group）が得られた。残った６２．０ｇの液晶は基流体液晶群である。ＬＣ−２混合物から分離される各液晶群の物理的特性が表４にまとめられている。

実施例３
別の実施例において、市販のＴＮ型液晶混合物（ＬＣ−３）の、表５に示される物理的特性が、標的物理的特性として設定され、そして、実施例１で得られた各種液晶群が、改質された液晶混合物（ＬＣ−４）を製造するために使用された。

計算にしたがい、実施例１で得られた基流体液晶群、低粘性液晶群、高Δε値液晶群および高Ｔ_NI液晶群がそれぞれ、約１８、４３、２８および１１重量％の割合で混合され、ＬＣ−４が形成された。

図１１および図１２は、それぞれ、ＬＣ−３およびＬＣ−４のＧＣ／ＭＳスペクトルを示す図である。ＬＣ−３およびＬＣ−４の物理的特性の対照比較が表５に示され、そして、ＬＣ−３およびＬＣ−４のＶ−Ｔ曲線が図１０に示されている。表５および図９は、ＬＣ−３にはたった７種の液晶化合物しか含まれないのに対し、ＬＣ−４は４３種の液晶化合物を含むが、ＬＣ−４の物理的特性およびＶ−Ｔ曲線はともにＬＣ−３に類似していたことを示す。よって、廃棄液晶パネルから回収された液晶から直接製造されるＬＣ−４は、市販のＬＣ−３を代替し、ＬＣＤパネルに応用され得る。

実施例４
更に別の実施例において、市販のＶＡ型液晶混合物（ＬＣ−５）の、表６に示される物理的特性が、標的物理的特性として設定され、そして、実施例２で得られた各種液晶群が、改質された液晶混合物（ＬＣ−６）を製造するために使用された。

計算にしたがい、実施例２で得られた基流体液晶群、低粘性液晶群および負型Δε液晶群がそれぞれ、約２３、３２および４５重量％で混合され、ＬＣ−６が形成された。

図１４および図１５は、それぞれ、ＬＣ−５およびＬＣ−６のＧＣ／ＭＳスペクトルを示す図である。ＬＣ−５とＬＣ−６の物理的特性の対照比較が表６で示され、そして、ＬＣ−５およびＬＣ−６のＶ−Ｔ曲線が図１３に示されている。表６および図１３は、ＬＣ−５にはたった１０種の液晶化合物しか含まれないのに対し、ＬＣ−６は３４種の液晶化合物を含むが、ＬＣ−６の物理的特性およびＶ−Ｔ曲線はともにＬＣ−５に類似していたことを示す。よって、廃棄液晶パネルから回収された液晶から直接製造されるＬＣ−６は、市販のＬＣ−５を代替し、ＬＣＤパネルに応用され得る。

実施例５
改質された液晶混合物の使用温度範囲を市販の液晶混合物と比較するため、上記のＬＣ−３、ＬＣ−４、ＬＣ−５およびＬＣ−６を、−２０℃、−３０℃、−４０℃または−５０℃で、１２０時間放置した。表７に示される結果は、改質された液晶混合物ＬＣ−４が、市販の液晶混合物ＬＣ−３の使用温度範囲（即ち、約−３０〜約８０．５℃）より広い使用温度範囲（即ち、約−５０〜８１．２℃）を有していたことを示す。

実施例６
液晶混合物が、１０００個の廃棄液晶ディスプレイパネル（４種の異なるモデルのＴＮ型液晶ディスプレイ、各２５０個を含む）から回収された。本発明の開示にしたがった分離および改質の後、改質された液晶混合物ＬＣ−７が得られた。ＬＣ−７の物理的特性は表８に示され、ＬＣ−７のＧＣ／ＭＳスペクトルは図１６に示される。

実施例７
液晶混合物が、廃棄液晶ディスプレイパネルから回収された。本発明の開示にしたがった分離および改質工程の実行後、改質された液晶混合物ＬＣ−８が得られた。ＬＣ−８の物理的特性は表９に示され、ＬＣ−８のＧＣ／ＭＳスペクトルは図１７に示される。

実施例８
液晶混合物は廃棄液晶ディスプレイパネルから回収された。本発明の開示にしたがった分離および改質工程の実行後、改質されたコレステリック液晶混合物、ＬＣ−９、ＬＣ−１０およびＬＣ−１１が得られた。ＬＣ−９、ＬＣ−１０およびＬＣ−１１の物理的特性は表１０に示され、ＬＣ−９、ＬＣ−１０およびＬＣ−１１のＧＣ／ＭＳスペクトルは、表１８〜２０に示される。

λ_maxは、極大吸収波長を示し、Δλは、極大吸収波長の半値全幅を示す。

表１１は、上述の液晶群の各種特性を測定するための機器および条件をまとめたものである。

１００液晶のリサイクル工程
１０２工程
１０４工程
１０６工程
１０８工程
１１０工程
１１２工程
１１４工程
１１６工程
１１８工程

Claims

液晶のリサイクル方法であって、前記方法が：
二以上の液晶化合物を含む液晶混合物を収集する工程；
少なくとも一つの分離処理工程を実行して、前記液晶混合物から第一液晶群を分離する工程；
前記第一液晶群を分離した後の残りの前記液晶混合物に前記少なくとも一つの分離処理工程とは異なる少なくとも一つの追加の分離処理工程を実行して、前記残りの液晶混合物から前記第一液晶群とは異なる第二液晶群を分離する工程；および、
前記第一液晶群と前記第二液晶群とを混合することにより、改質された液晶混合物を形成する工程、
を含むことを特徴とする方法であって、
前記改質された液晶混合物が、２〜１００ｃｐｓの範囲の粘性、７０〜１２０℃の範囲のＴ _NI 、０．０６〜０．２５の範囲のΔｎおよび１〜５０の範囲のΔεから選択される少なくとも一つの特性を有する方法。
前記液晶のリサイクル方法が、さらに、少なくとも一つのマッピング処理工程を実行する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記改質された液晶混合物が、２５種以上の液晶化合物を含むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。