(57)【要約】      （修正有）【課題】不純物イオンを液晶材料から除去する方法を提供する。【解決手段】金属有機構造体粒子及び該金属有機構造体粒子に結合しておりモノマー単位を有する架橋コポリマーを含む多孔質吸着材を調製するステップであって、該モノマー単位が、少なくとも１つのアルケニル基と、酸基及び塩基基から選択され不純物イオンを該液晶材料から除去することが可能である少なくとも１つの官能基とを含むステップと；該多孔質吸着材を該液晶材料と混合して、該多孔質吸着材に該液晶材料中の該不純物イオンを吸収させるステップとを含む、方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属有機構造体粒子及び該金属有機構造体粒子に結合しており第１のモノマー単位を有する架橋コポリマーを含む多孔質吸着材を調製するステップであって、該第１のモノマー単位が、少なくとも１つのアルケニル基と、酸基及び塩基基から成る群から選択され不純物イオンを液晶材料から除去することが可能である少なくとも１つの官能基とを含むステップと、
該多孔質吸着材を該液晶材料と混合して、該多孔質吸着材に該液晶材料中の該不純物イオンを吸収させるステップと
を含む、不純物イオンを液晶材料から除去する方法。
【請求項２】
前記液晶材料と前記多孔質吸着材との混合物をろ過して、処理済み液晶材料のろ液を得るステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のモノマー単位の前記官能基がスルホン酸基である、請求項１及び２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記架橋コポリマーが、（メタ）アクリラート系モノマー単位と、少なくとも２つのアルケニル基を含有する第２のモノマー単位とをさらに有する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記金属有機構造体粒子が、Ｃｒ３Ｆ（Ｈ２Ｏ）３Ｏ（ＢＴＣ）２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｎは２０〜３６の範囲の整数であり、ＢＴＣは１，３，５−ベンゼントリカルボキシラートである）、Ｆｅ３Ｆ（Ｈ２Ｏ）３Ｏ（ＢＴＣ）２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｎは２０〜３６の範囲の整数である）、Ａｌ３Ｆ（Ｈ２Ｏ）３Ｏ（ＢＴＣ）２・ｎＨ２Ｏ（式中、ｎは２０〜３６の範囲の整数である）、［Ｃｒ３（Ｏ）（ＢＤＣ）３（Ｆ）（Ｈ２Ｏ）２］・ｎＨ２Ｏ（式中、ｎは２０〜３６の範囲の整数であり、ＢＤＣは１，４−ベンゼンジカルボキシラートである）、Ｃｕ３（ＢＴＣ）２（Ｈ２Ｏ）３、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料でできている、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のモノマー単位が、アクリルアミド系モノマー、ビニルベンゼンスルホナート系モノマー、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記（メタ）アクリラート系モノマー単位が、ブチル（メタ）アクリラート、ラウリル（メタ）アクリラート、オクチル（メタ）アクリラート、ステアリル（メタ）アクリラート、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第２のモノマー単位が、エチレングリコールジメタクリラート、ジビニルベンゼン、トリアリルイソシアヌラート、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される、請求項４又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記（メタ）アクリラート系モノマー単位の前記第２のモノマー単位に対する体積比が２／３〜４の範囲である、請求項４、７、及び８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のモノマー単位が、前記（メタ）アクリラート系モノマー単位及び前記第２のモノマー単位１００重量部に対して、０．５〜６重量部の範囲の量である、請求項４、７、８、及び９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記金属有機構造体粒子が、前記（メタ）アクリラート系モノマー単位及び前記第２のモノマー単位１００重量部に対して、２０〜２００重量部の範囲の量である、請求項４、７、８、９、及び１０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は不純物イオンを液晶材料から除去する方法に関し、より具体的には、不純物イオンを液晶材料から除去するために金属有機構造体粒子及びコポリマーを含む多孔質吸着材を用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶材料中の不純物イオン又は水分は多くの場合、液晶ディスプレイデバイスにおいて導電率の増大、電圧保持比の低下、スイッチング応答の遅さ、階調シフト、残像、及び画像のちらつきなどの深刻な問題を引き起こす。液晶材料中の不純物イオン濃度及び／又は水分を減少させるために、様々な方法が提案されてきた。１つの方法は、水分を液晶材料から除去する吸着剤として金属有機構造体（ＭＯＦ）粒子の使用を伴うものである。しかし、ＭＯＦ粒子は比較的粒径が小さいので、シリンジフィルターを用いるろ過で処理済みの液晶材料とＭＯＦ粒子を分離することは困難であり時間がかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、先行技術に付随する前述の欠点を克服することができる、不純物イオンを液晶材料から除去する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、不純物イオンを液晶材料から除去する方法が提供される。この方法は、金属有機構造体粒子及び該金属有機構造体粒子に結合しておりモノマー単位を有する架橋コポリマーを含む多孔質吸着材を調製するステップであって、該モノマー単位が、少なくとも１つのアルケニル基と、酸基及び塩基基から成る群から選択され不純物イオンを液晶材料から除去することが可能である少なくとも１つの官能基とを含むステップと；該液晶材料を該多孔質吸着材と混合して、該多孔質吸着材に該液晶材料中の不純物イオンを吸収させるステップとを含む。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本発明による、不純物イオン（例えばＦ−、Ｃｌ−など）及び水分を液晶材料から除去するための多孔質吸着材の好ましい実施形態は、金属有機構造体（ＭＯＦ）粒子と、付着相互作用、ファンデルワールス相互作用、及び化学結合などの相互作用を介して金属有機構造体粒子に結合しており、第１及び第２のモノマー単位並びに（メタ）アクリラート系モノマー単位を有する架橋コポリマーとを含む。第１のモノマー単位は、少なくとも１つのアルケニル基と、酸基及び塩基基から成る群から選択され不純物イオンを液晶材料から除去することが可能である少なくとも１つの官能基とを含む。好ましくは、第１のモノマー単位の官能基はスルホン酸基である。
【０００６】
第２のモノマー単位は、少なくとも２つのアルケニル基を含む。第１のモノマー単位のスルホン酸基及び（メタ）アクリラート系モノマー単位のエステル基（−ＣＯＯ−）は、水分及び不純物イオンを液晶材料から除去するための吸着機能を提供することができる。
【０００７】
架橋コポリマーは、ＭＯＦ粒子と連結しＭＯＦ粒子を収容する、相互に連結した脈状物及び細孔を含む３次元網目構造を有する。ＭＯＦ粒子は、細孔中に分散し、網目構造の脈状物と連結し、及び／又は相互に連結した脈状物の一部として網目構造に連結し得る。ＭＯＦ粒子は、多官能性有機リンカーにより結合された金属クラスターから成る材料でできており、細孔容積が大きく内部表面積が大きい３次元多孔質網目構造を形成する。しかし、ＭＯＦ粒子は通常は粒径が比較的小さく、これは不純物イオンを液晶材料から除去するプロセス中に分別の問題を引き起こす傾向がある。したがって、本発明は、ＭＯＦ粒子を架橋コポリマーと組み合わせて粒径の大きい多孔質吸着材を形成して、不純物イオンを液晶材料から除去するプロセス中のろ過を容易にする。
【０００８】
好ましくは、金属有機構造体粒子は、Ｃｒ３Ｆ（Ｈ２Ｏ）３Ｏ（ＢＴＣ）２・ｎＨ２Ｏ（ＭＩＬ−１００（Ｃｒ）により表される）（式中、ｎは２０〜３６の範囲の整数であり、ＢＴＣは１，３，５−ベンゼントリカルボキシラートである）、Ｆｅ３Ｆ（Ｈ２Ｏ）３Ｏ（ＢＴＣ）２・ｎＨ２Ｏ（ＭＩＬ−１００（Ｆｅ）により表される）（式中、ｎは２０〜３６の範囲の整数である）、Ａｌ３Ｆ（Ｈ２Ｏ）３Ｏ（ＢＴＣ）２・ｎＨ２Ｏ（ＭＩＬ−１００（Ａｌ）により表される）（式中、ｎは２０〜３６の範囲の整数である）、［Ｃｒ３（Ｏ）（ＢＤＣ）３（Ｆ）（Ｈ２Ｏ）２］・ｎＨ２Ｏ（ＭＩＬ−１０１（Ｃｒ）により表される）（式中、ｎは２０〜３６の範囲の整数であり、ＢＤＣは１，４−ベンゼンジカルボキシラートである）、Ｃｕ３（ＢＴＣ）２（Ｈ２Ｏ）３、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される材料でできている。好ましくは、金属有機構造体粒子は、１０〜４０Åの範囲の細孔サイズ、及び１０００〜６０００ｍ２／ｇ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ、ＢＥＴ法）の範囲の比表面積を有する。
【０００９】
好ましくは、（メタ）アクリラート系モノマー単位は、ブチル（メタ）アクリラート（ＢＭＡ）、ラウリル（メタ）アクリラート、オクチル（メタ）アクリラート、ステアリル（メタ）アクリラート、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。より好ましくは、（メタ）アクリラート系モノマー単位はブチル（メタ）アクリラートである。
【００１０】
好ましくは、第１のモノマー単位は、アクリルアミド系モノマー、ビニルベンゼンスルホナート系モノマー、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。より好ましくは、第１のモノマー単位は、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）である。
【００１１】
好ましくは、第２のモノマー単位は、エチレングリコールジメタクリラート（ＥＤＭＡ）、ジビニルベンゼン、トリアリルイソシアヌラート、及びそれらの組み合わせから成る群から選択される。より好ましくは、第２のモノマー単位はエチレングリコールジメタクリラートである。
【００１２】
（メタ）アクリラート系モノマー単位の第２のモノマー単位に対する体積比は、架橋コポリマーが最適な度合いの架橋を有するように、好ましくは２／３〜４、より好ましくは２／３〜１の範囲である。
【００１３】
第１のモノマー単位は、（メタ）アクリラート系モノマー単位及び第２のモノマー単位１００重量部に対して、好ましくは０．５〜１２重量部、より好ましくは０．５〜６重量部の範囲の量である。第１のモノマー単位の量が０．５重量部未満である場合、不純物イオン及び水分を除去する効率が十分でない場合がある。
【００１４】
好ましくは、金属有機構造体粒子は、（メタ）アクリラート系モノマー単位及び第２のモノマー単位１００重量部に対して、２０〜２００重量部の範囲の量である。
【００１５】
本発明の多孔質吸着材は、劣化した液晶材料と接触させて劣化した液晶材料中の不純物イオン及び水分を吸収する乾燥剤とすることができる。好ましくは、使用される多孔質吸着材の量は、劣化した液晶材料１００重量部に対して４．８重量部以下である。
【００１６】
液晶材料からの不純物イオンの除去は、多孔質吸着材を調製するステップと；該液晶材料を該多孔質吸着材と混合して、該多孔質吸着材に該液晶材料中の不純物イオンを吸収させるステップと；該液晶材料と該多孔質吸着材の混合物をろ過して、処理済み液晶材料のろ液を得るステップとを含む方法に実施することができる。
【００１７】
以下の実施例及び比較例は、本発明の好ましい実施形態を説明するために提供され、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【実施例】
【００１８】
（例１（Ｅ１））
０．１ｍｇのアゾビスイソブチロニトリル（開始剤）及び０．１ｍｇの２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を、プラスチックチューブへ加えた。１０．２ｍｇ（１０．８μｌ）のエチレングリコールジメタクリラート、６．８ｍｇ（７．２μｌ）のブチル（メタ）アクリラート、７６μｌのテトラフルオロホウ酸ヘキシル（２−ヒドロキシエチル）ジメチルアンモニウム、及び６μｌの脱イオン水を、プラスチックチューブへ加えた。プラスチックチューブ中の混合物に１０分間超音波振動を与えた。８．５ｍｇの［Ｃｒ３（Ｏ）（ＢＤＣ）３（Ｆ）（Ｈ２Ｏ）２］・２８Ｈ２Ｏ（ＭＯＦ、ＭＩＬ−１０１（Ｃｒ））をプラスチックチューブ中の混合物に加えた。Ｖｏｒｔｅｘ振動機を用いて混合物を１５分間振動した。プラスチックチューブをテープで封止し、ビーカー中の水に浸した。ビーカーとプラスチックチューブの合わせたものをマイクロ波オーブンで約５分間加熱して、混合物の重合を誘導した。反応後、メタノールをプラスチックチューブに加えて、反応生成物中の未反応物質を溶解させた。遠心分離機を用いて１０，０００ｒｐｍで５分間、混合物をろ過した。ろ液をプラスチックチューブ中の反応生成物から除去した。反応生成物をメタノールで繰り返し洗浄し、ろ液が透明になるまでろ過を行った。次いで反応生成物を８０℃で１２時間乾燥させて多孔質吸着材を得た。
【００１９】
（例２〜６（Ｅ２〜Ｅ６））
例２〜６の多孔質吸着材の調製における操作手順及び条件は、使用するＡＭＰＳの量を除いて、例１と同様であった。例１〜６の多孔質吸着材の組成を表１に示す。
【００２０】
（比較例１及び２（ＣＥ１及びＣＥ１））
比較例１及び２の多孔質吸着材の調製における操作手順及び条件は、比較例１の多孔質吸着材がＡＭＰＳを含まず、比較例２の多孔質吸着材がＭＯＦ粒子を含まないことを除いて、例１と同様であった。比較例１及び２の多孔質吸着材の組成を表１に示す。
【００２１】
（比較例３（ＣＥ３））
比較例３の多孔質吸着材の調製における操作手順及び条件は、比較例３の多孔質吸着材が架橋コポリマーを含まないことを除いて、例１と同様であった。比較例３の多孔質吸着材の組成を表１に示す。
【００２２】
性能評価
例１〜６及び比較例１〜３の試料を１５０℃にてオーブンで１２時間乾燥した。水分及び不純物イオンを含有する不純液晶材料（すなわち、劣化した液晶材料）の液晶試料をそれぞれ、例１〜６及び比較例１〜３の乾燥済み試料により（各乾燥済み試料をそれぞれの液晶試料中に分散させることにより）２４時間処理（すなわち混合）した。シリンジフィルターを用いて乾燥済み試料とそれぞれの液晶試料の各々の混合物をろ過して、処理済みの液晶を得た。各処理済み液晶を性能試験用の液晶セルに注入した。表１において、純粋液晶材料とは劣化前の液晶材料のことを指す。
【００２３】
導電率測定
このように調製した各液晶セル中の各処理済み液晶の様々な周波数での導電率を、ＬＣＲ  Ｍｅｔｅｒ（ＨＩＯＫＩ３５２２−５０  ＬＣＲ  Ｈｉｔｅｓｔｅｒ）を用いて０．５Ｖｒｍｓの電圧（Ｖｒｍｓは純粋液晶材料の閾値電圧である）及び１０−１〜１０５Ｈｚの範囲の周波数にて直接測定した。測定結果を表１に示す。
【００２４】
イオン濃度測定
このように調製した各液晶セル中の各処理済み液晶の静電容量及びコンダクタンスを、ＬＣＲ  Ｍｅｔｅｒを用いて５０ｍＶｒｍｓの電圧及び１０−１〜１０５Ｈｚの範囲の周波数にて直接測定した。データ収集ソフトウェアＬａｂＶＩＥＷ  ２０１１（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）を使用し、このように得られた静電容量及びコンダクタンスのデータを用いて各処理済み液晶のイオン濃度を計算した。測定結果を表１に示す。
【００２５】
電圧保持比測定
このように調製した各液晶セル中の各処理済み液晶の電圧保持比（ＶＨＲ）を、ＶＨＲ測定デバイスを用いて１６．６７ｍｓのフレーム時間、５Ｖの振幅、１５．６μｓのパルス幅、及び６０Ｈｚの周波数にて測定した。測定結果を表１に示す。
【表１】
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【００２６】
イオン測定結果は、例１〜６の多孔質吸着材が液晶材料中の不純物イオンの濃度を比較例１〜３の場合よりもはるかに低いレベルまで低減させることができることを示す。
【００２７】
このように説明した本発明について、本発明の精神から逸脱することなく様々な修正及び変更を行うことができることが明らかである。
【外国語明細書】
2015136697000001.pdf