JPH07120712A - 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶セルの電圧保持率を向上できる精製され
た液晶の製造法を提供する。 【構成】 液晶をアミド基及びイミド基を有する化合物
の粉末で処理することを特徴とする精製された液晶の製
造法、液晶セル及び液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、精製された液晶の製造
法、液晶セル及び液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（液晶ディスプレイ）の表
示特性向上のためには、液晶の比抵抗の向上、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、液晶の精製は、アルミナ、シリカ等の無機系化合
物の粉末を用いて液晶の精製が行われていた。

【０００３】しかし、アルミナ、シリカ等の無機系化合
物の粉末で処理しても、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。

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】本発明は、前記の従来技術の問題点を解決
し、液晶の比抵抗の向上率及び液晶セルの電圧保持率の
向上率を飛躍的に増大させることのできる、精製された
液晶の製造法、液晶セル及び液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【０００５】本発明は、液晶をアミド基及びイミド基を
有する化合物の粉末で処理することを特徴とする精製さ
れた液晶の製造法、この製造法によって得られた液晶を
用いた液晶セル及び液晶表示装置に関する。

【０００６】本発明に用いられる液晶は、液晶表示装置
に一般的に使用される液晶であれば特に制限はなく、ま
た単一化合物でも、混合物でも特に制限はない。

【０００７】本発明に用いられるアミド基及びイミド基
を有する化合物の粉末としては、例えば、トリメリット
酸の反応性酸誘導体とジアミン又はジイソシアナ−トと
をＮ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルスルフォキシド等の溶媒の存在下で、通常
等モルとして反応させて得られる既に公知のポリアミド
イミド等が挙げられるが、用いる液晶に溶解しないもの
であれば特に制限はない。トリメリット酸の反応性酸誘
導体としては、例えば、トリメリット酸無水物、トリメ
リット酸無水物モノクロライド等が挙げられる。ジアミ
ンとしては、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、４，
４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−メチレン
−ビス−（２，６−ジメチルアニリン）、４，４′−メ
チレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）、４，
４′−メチレン−ビス−（２−メチル−６−エチルアニ
リン）、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、３，
３′−ジアミノジフェニルスルホン、４，４′−ベンゾ
フェノンジアミン、３，３′−ベンゾフェノンジアミ
ン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミ
ン、４，４′−ジ（４−アミノフェノキシ）フェニルス
ルホン、４，４′−ジ（３−アミノフェノキシ）フェニ
ルスルホン、４，４′−ジ（４−アミノフェノキシ）ベ
ンゼン、３，３′−ジ（４−アミノフェノキシ）ベンゼ
ン、４，４′−ジ（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、
２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエ
ン、４，４′−ジアミノジフェニルプロパン等の芳香族
ジアミン、これらの芳香族ジアミンの水素還元体である
脂環式ジアミンなどが用いられる。溶媒溶解性を考慮す
ると、４，４′−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′−ベンゾフ
ェノンジアミン、４，４′−ジアミノジフェニルスルホ
ン、４，４′−メチレン−ビス−（２，６−ジメチルア
ニリン）、４，４′−メチレン−ビス−（２，６−ジエ
チルアニリン）、４，４′−メチレン−ビス−（２−メ
チル−６−エチルアニリン）等の芳香族ジアミンが好ま
しい。ジイソシアネートとしては、例えば、上記したジ
アミンをホスゲン又は塩化チオニルと反応させて得られ
るジイソシアネートが用いられる。コスト面を考慮する
と、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、
４，４′−ジフェニルエーテルジイソシアネート、３，
３′−ジメチルジフェニル−４，４′−ジイソシアネー
ト等が好ましい。

【０００８】本発明に用いられるアミド基及びイミド基
を有する化合物の粉末の平均粒子径は、特に制限されな
い。しかし、平均粒子径が小さすぎると濾過時やデカン
テ−ション時の作業性が悪く、また、粉末を充填しカラ
ムとして用いた場合透過性が悪くなる傾向があり、一
方、大きすぎると比表面積が低下し液晶の精製及び電圧
保持率の向上効果が小さくなる傾向があるため、粉末の
平均粒子径は０．１μｍ〜５０００μｍの範囲とされる
ことが好ましい。

【０００９】本発明における処理の方法としては、特に
制限はなく、液晶とアミド基及びイミド基を有する化合
物の粉末とを接触させることができるものであればよ
い。このような処理の方法としては、例えば、バッチ
法、カラム法等がある。

【００１０】バッチ法とは、適当な容器中に、液晶とア
ミド基及びイミド基を有する化合物の粉末とを投入して
必要に応じ撹拌し、そのアミド基及びイミド基を有する
化合物の粉末を分離除去して、精製された液晶を得る方
法である。バッチ法で行う場合の、液晶とアミド基及び
イミド基を有する化合物の粉末の比率は、アミド基及び
イミド基を有する化合物の粉末が少なすぎると、液晶の
精製及び液晶セルの電圧保持率の向上効果が小さくなる
傾向があり、一方、アミド基及びイミド基を有する化合
物の粉末が多すぎると、アミド基及びイミド基を有する
化合物の粉末に吸収される液晶の量が増大し、液晶のロ
スが多くなる傾向があるので、アミド基及びイミド基を
有する化合物の粉末は、液晶に対して０．０１〜３０重
量％の範囲で使用することが好ましい。

【００１１】バッチ法で行う場合の処理時間は、短すぎ
ると液晶の精製効果及び液晶セルの電圧保持率の向上効
果が小さくなる傾向があるので１０秒以上行なうことが
好ましい。

【００１２】バッチ法で行う場合の処理温度は、液晶の
融点以上であれば特に問題はないが、高すぎると液晶及
びアミド基及びイミド基を有する化合物の粉末が分解す
る可能性があるので、２００℃以下とすることが好まし
い。

【００１３】バッチ法で行う場合の液晶とアミド基及び
イミド基を有する化合物の粉末との分離方法としては、
例えば、濾過法、デカンテーション法等を用いることが
できるが、特に制限はない。

【００１４】カラム法とは、適当な容器中に、アミド基
及びイミド基を有する化合物の粉末を充填してカラムと
し、このカラムに液晶を通液させ、精製された液晶を得
る方法である。カラム法で行なう場合の液晶の通液方法
は、重力による自然流下であっても、ポンプを用いても
よく、特に制限はない。

【００１５】カラム法で行なう場合の流速は、早すぎる
と液晶の精製効果及び液晶セルの電圧保持率の向上効果
が小さくなる傾向があり、遅すぎると処理効率が悪くな
る傾向があるので、線速度で０．０００１cm/min〜１０
０cm/minの範囲とすることが好ましい。

【００１６】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明はこれによって制限されるものではな
い。

【００１７】実施例１ （１）アミド基及びイミド基を有する化合物の粉末の調
整 温度計、かきまぜ機及び窒素導入管を付けた球管冷却管
を取り付けた３リットルの四つ口フラスコ内に、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドン２２１０ｇ及び４、４′−ジフェ
ニルメタンジイソシアネ−ト２５０ｇを加え、撹拌しな
がら１００℃に昇温、溶解した。ここに微粉末化したト
リメリット酸無水物１９２ｇを加え１１０℃で１時間、
さらに１４０℃で４時間反応させた。得られた樹脂溶液
を水５リットル中に投入し、平均粒径１００μｍの無定
形状粉末を得た。この粉末状重合体をメタノ−ルで２度
煮沸洗浄し、瀘別後８０℃で３時間乾燥させ平均粒径１
００μｍのアミド基及びイミド基を有する化合物の粉体
を得た。この粉体の赤外吸収スペクトルには１７８０cm
^-1にイミド結合、１６７０cm^-1と１５４０cm^-1にアミド
結合の特性吸収が顕著に認められた。

【００１８】（２）アミド基及びイミド基を有する化合
物の粉末による液晶の処理 前記（１）で得たアミド基及びイミド基を有する化合物
の粉末０．５ｇ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）５
ｇ中に投入し、マグネットスターラーにより室温で１時
間撹拌した。次いで濾過して粉末を除去し、精製された
液晶を得た。

【００１９】（３）液晶の精製度（比抵抗）の測定 液晶の精製度を、液晶の比抵抗を尺度として調べること
とし、この比抵抗を液体電極用電極（安藤電気製、商品
名ＬＥ−２１）を用いて室温で測定した結果を表１に示
した。

【００２０】（４）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−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−サとして介在させた。この基板間
に液晶（メルク社製、商品名ＺＬＩ−４７９２）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 bond ３０５
２)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−スコ−プによりモニタ−
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−トＣ−ソ−スＳ間
に、パルス幅３０μ秒、電圧１０Ｖのゲ−ト信号を入力
し、ドレイン電圧ＶＤの変化を測定してそのスコ−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。

【００２１】

【数１】

【００２２】（５）液晶表示装置の表示性能 前記（２）で得た精製された液晶を用いて、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。

【００２３】比較例１ アミド基及びイミド基を有する化合物の粉末に代えて、
活性アルミナ（和光純薬製カラムクロマト用、２００me
sh）を用いた以外は実施例１と同様の操作を行ない、結
果を表１に示した。

【００２４】比較例２ アミド基及びイミド基を有する化合物の粉末による処理
を行なわず、他は実施例１と同様の測定を行ない、結果
を表１に示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】本発明の製造法により得られるアミド基
及びイミド基を有する化合物の粉末によって精製された
液晶は比抵抗が向上する。また、精製された液晶を用い
て作成された液晶セルは、高い電圧保持率を示す。そし
て、精製された液晶を用いた液晶表示装置は、高い表示
特性を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１、比較例１及び比較例２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、比較例１及び比較例２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、比較例１及び比較例２で作成した、
液晶セルの側面からの構成図。

【図４】実施例１、比較例１及び比較例２で作成した、
液晶セルの平面からの構成図。

【図５】実施例１、比較例１及び比較例２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 宮 好宏 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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶をアミド基及びイミド基を有する化
   合物の粉末で処理することを特徴とする精製された液晶
   の製造法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の製造法により得られた液
   晶を用いた液晶セル。
3. 【請求項３】 請求項１記載の製造法により得られた液
   晶を用いた液晶表示装置。