(57)【要約】【課題】  液晶の性能を向上させる特定の五酸化アンチモン水和物からなる液晶精製剤を提供する。【解決手段】  一般式(1)：Ｓｂ2Ｏ5・ｎ(Ｈ2Ｏ) ［ ｎ=１．０〜５．０ ］で表される五酸化アンチモン水和物を含む液晶精製剤であり、五酸化アンチモン水和物の平均粒子径は０．３μｍ以上、５０μｍ以下の範囲にある。液晶精製方法は、前記五酸化アンチモン水和物を液晶中に分散させ、攪拌させた後、濾過により、該五酸化アンチモン水和物を回収するものである。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式(1)：Ｓｂ2Ｏ5・ｎ(Ｈ2Ｏ) ［ ｎ=１．０〜５．０ ］で表される五酸化アンチモン水和物を含むことを特徴とする液晶精製剤。
【請求項２】
平均粒子径が０．３μｍ以上、５０μｍ以下の範囲にある粒子からなる請求項１の液晶精製剤。
【請求項３】
液晶を請求項１または請求項２の液晶精製剤と接触させることを特徴とする液晶精製方法。
【請求項４】
液晶中に液晶精製剤を分散させ、攪拌させた後、濾過して該液晶精製剤を回収する請求項３の液晶精製方法。
【請求項５】
液晶を液晶精製剤が充填されたカラムに通液させる請求項３の液晶精製方法。
【請求項６】
液晶を、成形した液晶精製剤に接触させる請求項３の液晶精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶中に存在する不純物のうち、陽イオン性物質あるいは水を除去するための液晶精製剤およびそれを用いた液晶精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子には、液晶中に含まれる不純物が液晶の比抵抗の低下を招き、液晶特性を低下させるという問題があり、より具体的には、液晶表示素子を長時間使用した場合、焼付が生じ易くなる。この現象は、原料である液晶の精製工程において、除去されずに液晶中に残ったイオン性物質や水が原因と見られている。
【０００３】
液晶から不純物を除去する方法として、液晶を液晶表示部材等に適用する直前にイオントラッパに接触させて、不純物を低減させる方法が提案されている（特許文献１などに記載）。この様な液晶精製方法において、各種液晶精製剤を使用する技術として、ポリイミド樹脂粒子からなる液晶精製剤を液晶に接触させ、精製処理を行った後に、濾過等の手段で液晶精製剤を回収してなる精製方法が提案されている（特許文献２などに記載）。
【０００４】
また、加熱条件下で活性アルミナ、ゼオライト、シリカゲルまたは酸化チタン等の無機化合物粒子からなる液晶精製剤を液晶に適用して、同様な精製処理を行う方法も提案されている（特許文献３などに記載）。加熱条件下での液晶精製方法としては、この他に加熱条件下、液晶と水を接触させて、不純物を抽出してなる液晶精製方法が提案されており（特許文献４などに記載）、その他にも液晶を特定の水性有機溶媒に接触させて不純物を抽出してなる液晶精製方法が提案されている（特許文献５などに記載）。
【０００５】
他方、液晶精製以外の精製、分離技術の中には、イオン交換樹脂等として分離工程に使用される多孔性無機複合体であってアンチモン酸化物を含有するものが提案されている（特許文献６などに記載）。
近時、液晶を液晶デイスプレイ等に適用する場合には、液晶の焼き付き現象を防ぐため、工業的には、液晶材料の比抵抗として５×１０10Ω・ｃｍ以上が求められており、液晶の精製によりこの水準を満たすことが必要とされている。
【０００６】
しかしながら、従来、液晶の実装前に精製を行う方法において、液晶精製剤として五酸化アンチモン水和物を使用する精製方法は知られておらず、増してや、五酸化アンチモン水和物を含む液晶精製剤により、５×１０10Ω・ｃｍ以上の比抵抗値の液晶を実現する方法は知られていなかった。
【特許文献１】特開平７−１２８６７４号公報
【特許文献２】特開平７−１５９７４６号公報
【特許文献３】特開平８−２７７３９１号公報
【特許文献４】特開平８−１９３１９３号公報
【特許文献５】特開平９−２９１２８１号公報
【特許文献６】国際出願公開WO９８／１６４６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は液晶の精製に適し、その性能を向上させることができる特定の五酸化アンチモン水和物からなる液晶精製剤を提供することにある。また、その液晶精製剤を用いて、液晶から不純物（陽イオン性物質および水分）を除去または減少させる方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は液晶精製剤に関するものであり、具体的には、一般式(1)：Ｓｂ2Ｏ5・ｎ(Ｈ2Ｏ) ［ ｎ=１．０〜５．０ ］で表される五酸化アンチモン水和物を含むことを特徴とする液晶精製剤に関するものである。
前記液晶精製剤については、液晶を液晶デイスプレイ等に適用した場合に生じる焼き付き現象を防止する上では、平均粒子径が０．３μｍ以上、５０μｍ以下の範囲にある粒子からなる液晶精製剤を使用することが望ましい。
【０００９】
また、本発明は前記液晶精製剤を用いた液晶精製方法に関するものであり、具体的には前記液晶精製剤を液晶と接触させることを特徴とする液晶精製方法に関するものである。
この液晶精製方法は、少なくとも３種類の液晶精製方法を包含するものであり、その第一は、液晶中に液晶精製剤を分散させ、攪拌させた後、濾過して該液晶精製剤を回収することを特徴とする液晶精製方法であり、その第二は、液晶を液晶精製剤が充填されたカラムに通液させることを特徴とする液晶精製方法であり、その第三は、液晶を、成形した液晶精製剤に接触させることを特徴とする液晶精製方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の前記一般式(1)で表される五酸化アンチモン水和物を含む液晶精製剤は、優れた液晶精製効果を発揮するものであり、特に平均粒子径が０．３μｍ以上、５０μｍ以下の範囲にある液晶精製剤を使用した場合は、５×１０10Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗値を得ることができるので、液晶を液晶デイスプレイ等に適用した場合に生じ得る焼き付き現象を防止することができる。
また、前記第一、第二および第三の液晶精製方法によれば、液晶を液晶デイスプレイ等に実装する前に、効率的に精製することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
液晶精製剤
本発明の液晶精製剤は、一般式(1)：Ｓｂ2Ｏ5・ｎ(Ｈ2Ｏ) ［ ｎ=１．０〜５．０ ］で表される五酸化アンチモン水和物を含むことを特徴とする液晶精製剤である。
一般式(1)で表される五酸化アンチモン水和物は、水和物の量に応じて、イオン交換容量や水分子を吸蔵する容量が増大することが知られている。本発明の液晶精製剤は、液晶を液晶表示部材等に適用する前の段階において、液晶を精製するための精製剤として使用されるものである。尚、本発明の液晶精製剤は、その精製効果の面から見て一般式(２)：Ｓｂ2Ｏ5・ｎ(Ｈ2Ｏ) ［ ｎ=１．０〜４．５ ］で表される五酸化アンチモン水和物を含む液晶精製剤の使用が望ましく、更に好適には一般式(３)：Ｓｂ2Ｏ5・ｎ(Ｈ2Ｏ) ［ ｎ=１．０〜４．０ ］で表される五酸化アンチモン水和物を含む液晶精製剤の使用が望ましい。
【００１２】
本発明の液晶精製剤は、液晶中の不純物のうち、特に、Ｋ+、Ｎａ+等の陽イオン性物質や水分を吸着し、液晶の精製に寄与することができる。
本発明の液晶精製剤において、特に平均粒子径が０．３μｍ以上、５０μｍ以下の範囲にある液晶精製剤は、５×１０10Ω・ｃｍ以上の高い比抵抗値を得ることができるので、液晶を液晶デイスプレイ等に適用した場合に生じ焼き付き現象を防止することができる。
【００１３】
液晶精製剤として使用される五酸化アンチモン水和物としては、その平均粒子径が０．３μｍ以上、５０μｍ以下の範囲のものが最適である。平均粒子径が０．３μｍ未満の場合は、精製方法にもよるが、精製後の液晶から五酸化アンチモン水和物を回収することが困難となるため、液晶中に五酸化アンチモン水和物が残存し易くなり、そのためにかえって比抵抗の低下を招き易くなる。また、五酸化アンチモン水和物の平均粒子径が５０μｍを超える場合、液晶と五酸化アンチモン水和物の接触効率が低下するため、充分な精製効果が得にくくなる。
【００１４】
前記五酸化アンチモン水和物の平均粒子径は、精製後の液晶の比抵抗を考慮すると、０．５μｍ以上、１０μｍ以下の範囲にあることが好ましい。
また、本発明の五酸化アンチモン水和物は、通常その平均粒子径に応じて、比表面積が０．０５ｍ2／ｇ以上、１０．３ｍ2／ｇ以下の範囲にあるものが好適に使用される。
【００１５】
本発明に係る五酸化アンチモン水和物は、公知の方法により製造可能である。そのような製造方法として、例えば次のような製造方法が挙げられる。
（１）三酸化アンチモン粉末を１５倍当量の過酸化水素水中において、６０℃付近で、３０時間攪拌し、遠心分離機で沈殿物を分離して、Ｈ2Ｏ2が出なくなるまで、洗浄を繰り返し、最後に３日間減圧乾燥する方法。
（２）三酸化アンチモンとアルカリ物質からなる系に過酸化水素を所定量、所定速度で添加して得られる酸化アンチモンゾルを乾燥させて得る方法。ここで使用するアルカリ物質としては、リチウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム等の水酸化物が挙げられる。
本発明の液晶精製剤は、前記一般式（１）で表される五酸化アンチモン水和物を含むものであるが、該五酸化アンチモン水和物を合成するための原料に由来する物質を含むことがある。その様な物質の例としては、前記一般式（１）で表される五酸化アンチモン水和物以外のアンチモン酸化物等を挙げることができる。この様な物質は、本発明の液晶精製剤の効果を著しく損なわない範囲で、本発明の液晶精製剤中に存在しても構わない。
【００１６】
液晶精製方法
本発明の液晶精製方法は、液晶を前記五酸化アンチモン水和物を含む液晶精製剤と接触させることを特徴とする液晶精製方法である。この液晶精製方法は、液晶に前記五酸化アンチモン水和物を接触させて、不純物または水分を五酸化アンチモン水和物に吸着させることにより精製を行うものである。
この液晶精製方法は、少なくとも３種類の液晶精製方法を包含するものであり、その第一は、前記五酸化アンチモン水和物を液晶中に分散させ、攪拌させた後、濾過により、該五酸化アンチモン水和物を回収することを特徴とする液晶精製方法であり、その第二は、液晶を前記五酸化アンチモン水和物を含む粒子が充填されたカラムに通じさせることを特徴とする液晶精製方法であり、その第三は、液晶を前記五酸化アンチモン水和物を含む成形体に接触させることを特徴とする液晶精製方法である。これらの液晶精製方法について、以下に詳述する。
【００１７】
第１液晶精製方法
本発明の五酸化アンチモン水和物を液晶中に分散させ、攪拌させた後、濾過により、該五酸化アンチモン水和物を回収してなる液晶精製方法によれば、液晶精製後の五酸化アンチモン水和物の粒子を濾過により除去するため、液晶中への五酸化アンチモン水和物の残留を抑えることができる。ここで、濾過の方法は、格別に制限されるものではない。例えば、フィルターによる平板濾過を適用できる。
五酸化アンチモン水和物は、液晶中の陽イオン性物質または水を吸着する効果があるものの、五酸化アンチモン水和物が液晶中に残存した場合、五酸化アンチモン水和物自体が原因となって液晶の比抵抗の低下を招き、引いては液晶の焼き付き現象を招いてしまうため上記の様な五酸化アンチモン水和物の回収工程が必要となる。
【００１８】
この液晶精製方法においては、液晶に対して、五酸化アンチモン水和物を通常は３重量％以上、２０重量％以下の範囲で使用する。３重量％未満では精製効果が小さく、２０重量％を超えると五酸化アンチモン水和物の粒子に付着する液晶が多くなり、精製後の液晶回収率が低下する。
液晶精製剤が分散した液晶を攪拌する条件については、格別制限されるものではないが、例えば、マグネチックスターラにて２００ｒｐｍで１〜１０時間攪拌する方法がとられる。また、本発明の液晶精製方法では攪拌時に加温する必要がなく、性能上加熱されることを嫌う液晶にとって、好都合な精製方法である。
【００１９】
第２液晶精製方法
液晶を前記五酸化アンチモン水和物を含む粒子が充填されたカラムに通液させることを特徴とする液晶精製方法においては、カラムに充填された粒子の１０重量％以上、５０重量％以下の範囲で五酸化アンチモン水和物が充填されたカラムを使用するのが好ましい。五酸化アンチモン水和物の充填割合が１０重量％未満では、精製効果が小さく、５０重量％を超えると、五酸化アンチモン水和物同士の凝集が生じ易くなるため、液晶が流れる際の抵抗が大きくなり、精製時間が増大するので、実用性が著しく低下する。
【００２０】
五酸化アンチモン水和物とともにカラムに充填される粒子については、液晶精製効果を損なうもので無い限り、限定されるものではないが、好適にはシリカ粒子が使用される。カラムの長さまたは内径等は格別制限されるものではない。
液晶をカラムに通じさせる方法は、自然通過であっても、ポンプで加圧してもよく、特に制限はない。液晶がカラムを通過する時の流速については、格別の制限はない。また、この方法においても液晶を加熱する必要はなく、室温付近で精製が行われる。
【００２１】
第３液晶精製方法
液晶を前記五酸化アンチモン水和物を含む成形体に接触させることを特徴とする液晶精製方法においては、五酸化アンチモン水和物を含む成形体が使用される。この成形体は、五酸化アンチモン水和物を含む粒子の焼結体であり、例えば、五酸化アンチモン水和物および他の粒子（例えば球状シリカ粒子等）とが重量比１：２で分散し、ｐH＝７〜１０であるスラリーを調製し、水分含有量が１０重量％である混合粉体を調製し、該混合粉体を所定の大きさのペレット状成形体に形成したあと、１５０℃で２時間焼成して成形体とすることができる。
【００２２】
前記五酸化アンチモン水和物を含む成形体に接触させてなる液晶精製方法においては、五酸化アンチモン水和物と液晶を接触させることができる方法であれば格別限定されるものではなく、該成形体の形状および大きさに応じた精製方法が取られる。例えば、本発明の五酸化アンチモン水和物を含む成形体からなる粒子を液晶中に分散させ、攪拌させた後、濾過により、該五酸化アンチモン水和物を回収してなる液晶精製方法、即ち、適当な大きさの容器中に、五酸化アンチモン水和物を含む成形体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、または板状に成形した五酸化アンチモン水和物を含む成形体をフィルターとし液晶を通液させ液晶精製を行う方法等が挙げられる。
【００２３】
前記カラムを用いる方法および成形体をフィルターとして用いる方法における、液晶の通液は、自然通過であっても、ポンプで加圧してもよく、特に制限はなく、通液する時の流速についても制限はない。また、この方法においても液晶を加熱する必要はなく、室温付近で精製が行われる。
【００２４】
本発明の液晶精製剤および液晶精製方法を適用できる液晶に格別の制限はないが、例えば、アゾ系、シッフ系、安息香酸エステル系、ビフェニル系、ターフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、ビフェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、シクロヘキサン系、シクロヘキシルエタン系、アルケニル系等のネマチック液晶、スメチック液晶、コレステリック液晶等が挙げられる。これらの液晶は、単独であっても複数を組み合わせたものであっても構わない。
以下、実施例により本発明を具体的に詳述する。
【実施例１】
【００２５】
液晶精製剤の調製
水酸化カリウムの５０％水溶液に三酸化アンチモン水溶液を添加して懸濁させ、これに５０％の過酸化水素水を徐々に添加した後、これを加熱脱水し、乾燥させて五酸化アンチモン水和物を得た。次いで、この五酸化アンチモン水和物を乳鉢を用いて破砕して、液晶精製剤の前躯粒子体を得た。この五酸化アンチモン水和物をＸ線回折装置ＲＩＮＴ−２５００（理学電機株式会社製）を用いてその構造を同定したところ、ａ＝ｂ＝ｃ＝１０．３７５０Åの立法晶で、Ｓｂ2Ｏ5・４．０Ｈ2Ｏで表される五酸化アンチモン水和物であることが確認された。
【００２６】
前記前躯粒子体を篩を用いて分級し、平均粒子径５０μｍの前躯粒子体からなる液晶精製剤（８）と平均粒子径１００μｍの前躯粒子体からなる液晶精製剤（９）を得た。
また、平均粒子径５０μｍ未満の前躯粒子体からなる液晶精製剤については、フォトエッチングによりＳｉウエハー上に数千個の溝（幅０．１〜２０μｍ、アスペクト比１）を形成し、その上に板状のガラスを圧接して形成された流路に前躯粒子体の懸濁液を流し、所望幅の流路を通過してきた前躯粒子体を分離して液晶精製剤（１）〜（７）を得た。
【実施例２】
【００２７】
第１液晶精製方法
化１に示す構造式の液晶（比抵抗値＝１．０×１０10Ω・ｃｍ）１００ｍｌが満たされた２００ｍｌビーカ中に、液晶精製剤（１）〜（９）を配合量が５重量％となるようにそれぞれ添加し、マグネチックスターラを用いて、２００ｒｐｍで、室温にて１時間または５時間攪拌した。攪拌終了後、液晶を０．１μｍのフィルターで平板濾過にかけて液晶精製剤を分離した。精製した各液晶の比抵抗値を表１に示した。
【００２８】
【化１】
2005187627.tif 000002
【実施例３】
【００２９】
第２液晶精製方法
内径４ｍｍ、長さ２０ｍｍのカラム容器の両端部に、それぞれガラスウールを充填し、排出側にはデイスポーザブルフィルターを装着した構造の容器を準備し、ガラスウールで挟まれた部分に、液晶精製剤（１）〜（９）の充填割合がそれぞれ３０重量％及び５０重量％となるように、各液晶精製剤と球状シリカ粒子（平均粒子径１０μｍ）を充填した。
これらのカラム容器に、実施例２で使用したのと同じ液晶１００ｍｌを、室温下、供給圧５kgf/cm2、１０ｍｌ／分の割合で注ぎ、精製を行った。精製した各液晶の比抵抗値を表１に示した。
【００３０】
比抵抗値の測定
実施例２、３共に、液晶１ｍｌを液体用電極（安藤電気社製；ＬＥ−２１型）に注入し、１０Ｖの交流電圧を印加して、その比抵抗を高抵抗メーター（ＹＨＰ４３２９、横川ヒューレットパッカード株式会社製）を用いて測定した。測定は窒素ガス雰囲気下、室温で行い、相対湿度は２０％であった。
【００３１】
【表１】
2005187627.tif 000003