(57)【要約】      （修正有）【課題】空間的に広がりを持った平面上で刻々と変化する帯電している場所及びその帯電量を可視化する静電気インジケータを提供する。【解決手段】液晶組成物１５を使用し、必要に応じ電極１３を用いることにより、複雑な機械的機構を用いることなく、空間的に広がりを持った平面上で刻々と変化する帯電している位置とその帯電量を可視化することが出来る静電気インジケータ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶組成物を使用した静電気インジケータ。
【請求項２】
対向する２つの電極の間に液晶組成物を狭持した請求項１記載の静電気インジケータ。
【請求項３】
電極を有する２枚の基材により狭持された液晶組成物を用いた請求項１記載の静電気インジケータ。
【請求項４】
少なくとも一つの電極が接地した請求項２又は３記載の静電気インジケータ。
【請求項５】
少なくとも一方の基材がお互いに電気的に導通していない２つ以上の電極を有する請求項３又は４記載の静電気インジケータ。
【請求項６】
一方の基板上の１又は２以上の電極が等電位である請求項３〜５のいずれか１項に記載の静電気インジケータ。
【請求項７】
液晶組成物が２色性色素を含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電気インジケータ。
【請求項８】
重合性化合物の硬化物を用いた請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電気インジケータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯電状態を可視化する帯電インジケータに関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電状態を広い範囲にわたって常に把握することは極めて重要である。例えば、化学工業では有機溶媒ガスの静電気による着火を抑止することは安全確保の点から重要である（特許文献１、２）。しかしこれらは帯電しているかどうかは分かるものの、その位置を特定することは出来ないという問題点や外部から常に電気を供給しなければならないなどの問題点を有していた。
【０００３】
また、半導体製造業では、半導体素子の静電気による破損を防ぐことは歩留まり向上の点から重要である。
【０００４】
帯電状態を固定された一点で測定することは、通常用いられる電極プローブ（電位センサー）を用いた測定器を用いれば行えるものの、広い面積にわたって測定することが困難であった。これを解決するために、表面帯電分布の測定には、プローブを平面的に走査（X-Y軸で機械的に移動させて）測定する方法が提案されているが、平面を走査するのに時間がかかり一瞬で測定できないという欠点や、平面走査を機械的に行うため機械的接触による火花発生が心配されること、また構成が複雑になってしまうので、結果としてコスト高になってしまうことや故障確率が高まってしまう、更には測定に際しての消費電力が大きくなってしまうという欠点があった（特許文献３）。
【０００５】
以上のような背景から、広い範囲にわたって複雑な機械的機構を用いることなく、刻々と変化する帯電状況を検知できるようにすることが強く求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２５２００
【特許文献２】特開平７−１５９４６７
【特許文献３】特開平１１−２１１７７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、広がりを持った平面上で刻々と変化する帯電している場所及びその帯電量を可視化する静電気インジケータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、種々の検討を行った結果、液晶組成物を使用することにより、刻々と変化する帯電している位置とその帯電位を可視化する静電気インジケータを提供することが出来ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の液晶組成物を使用した静電気インジケータは、広がりを持った平面上で対象とする物質の帯電状態を、刻々と変化する帯電している場所及びその帯電量を可視化すること出来るので、非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の静電気インジケータの構成の一例を模式的に示す図（近くに帯電物がない場合）
【図２】本発明の静電気インジケータの構成の一例を模式的に示す図（近くに帯電物がある場合）
【図３】本発明の静電気インジケータの構成の一例を模式的に示す図（帯電体側の電極が複数に分かれている場合）
【図４】本発明の静電気インジケータの構成の一例を模式的に示す図（平行に複数設置した静電気インジケータ）
【図５】図３に示した静電気インジケータを上から（帯電体側）から見た図
【図６】ＩＴＯのパターニング図
【図７】液晶組成物及び接着剤の滴下位置
【図８】ＩＴＯパターニング基板とＩＴＯベタ基板の位置（基板短辺方向）
【図９】本発明の静電気インジケータの外観
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の静電気インジケータは、広がりを持った平面上で対象とする物質の帯電状態を、帯電している場所及びその帯電位を可視化すること出来る。広がりを持った平面状とは、静電気インジケータの形状が三角形、四角形、円盤状、棒状等であっても良く、後述するようにその素材を選択して、屈曲性を有する場合には、平面であるだけでなく、曲面となっていても良いことを意味する。本発明の静電気インジケータを曲面とすることが出来るのは液晶組成物を使用することの利点の一つである。
【００１２】
静電気インジケータは、それ自体が単独のものであっても、複数が集まって、１つの装置となっていても良い。また、静電気インジケータは、板状であっても、シート状であっても、帯状であってもよく、それらを設置する場合、そのまま設置することも出来るが、必要な範囲に適応させるため、切断して設置することも出来る。これらは、シート状や帯状の静電気インジケータをロール状にし、運搬することや、設置する際に設置場所に適した長さに切断することも含む。
【００１３】
静電気インジケータは、液晶組成物を使用する。液晶組成物が静電気により、配向状態を変化させることを利用し、静電気の帯電場所及びその帯電位を可視化する。液晶組成物の配向状態の変化を可視化する方法としては、配向状態の変化により屈折率異方性（Δｎ）の変化を利用するものでもよく、偏光状態の変化を利用するものでもよく、透過・散乱を制御するものでもよく、液晶組成物に色素を添加するいわゆるゲストホスト方式でもよい。帯電位が高いほど、液晶組成物の配向状態の変化が大きくなるので、視覚的に帯電位の高さを認識できる。
（液晶組成物）
使用する液晶組成物は、液晶組成物の誘電率異方性（Δε）の値が正のいわゆるｐ型液晶組成物であっても、Δεの値が負のいわゆるｎ型液晶組成物であっても良い。これら液晶組成物は、一般式（Ｊ）で表される化合物、一般式（Ｎ−１）で表される化合物及び一般式（Ｌ）で表される化合物から選ばれる化合物を適宜組み合わせて使用することが出来る。
【００１４】
ｐ型液晶組成物は、一般式（Ｊ）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に正の化合物（Δεが２より大きい。）に該当する。
【００１５】
【化１】
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【００１６】
（式中、ＲＪ１は炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｎＪ１は、０、１、２、３又は４を表し、
ＡＪ１、ＡＪ２及びＡＪ３はそれぞれ独立して、
（ａ）  １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）
（ｂ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）及び
（ｃ）  ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（ナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられても良い。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基で置換されていても良く、
ＺＪ１及びＺＪ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＪ１が２、３又は４であってＡＪ２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、ｎＪ１が２、３又は４であってＺＪ１が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、
ＸＪ１は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は２，２，２−トリフルオロエチル基を表す。）
ｎ型液晶組成物は、一般式（Ｎ−１）で表される化合物から選ばれる化合物を１種類又は２種類以上含有することが好ましい。これら化合物は誘電的に負の化合物（Δεの符号が負で、その絶対値が２より大きい。）に該当する。
【００１７】
【化２】
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【００１８】
（式中、ＲＮ１１、ＲＮ１２、はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ＡＮ１１、ＡＮ１２、はそれぞれ独立して
（ａ）  １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ）  ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（ナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられても良い。）
（ｄ）  １，４−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）、基（ｃ）及び基（ｄ）はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＮ１１、ＺＮ１２、はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＮ１１、ｎＮ１２、はそれぞれ独立して０〜３の整数を表すが、ｎＮ１１＋ｎＮ１２はそれぞれ独立して１、２又は３であり、ＡＮ１１〜ＡＮ１２、ＺＮ１１〜ＺＮ１２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良い。）
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｌ）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有することが好ましい。一般式（Ｌ）で表される化合物は誘電的にほぼ中性の化合物（Δεの値が−２〜２）に該当する。
【００１９】
【化３】
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【００２０】
（式中、ＲＬ１及びＲＬ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｎＬ１は０、１、２又は３を表し、
ＡＬ１、ＡＬ２及びＡＬ３はそれぞれ独立して
（ａ）  １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ）  ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（ナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられても良い。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＬ１及びＺＬ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＬ１が２又は３であってＡＬ２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、ｎＬ１が２又は３であってＺＬ２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、一般式（Ｎ−１）及び（Ｊ）で表される化合物を除く。）
組成物は、室温（２５℃）において液晶相を呈することが好ましく、ネマチック相を呈することが更に好ましい。
【００２１】
組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類である。またさらに、本発明の別の実施形態では４種類であり、５種類であり、６種類であり、７種類以上である。
【００２２】
感度を向上させるためには、液晶組成物のΔεの絶対値を大きくすること及び液晶組成物の粘度（η）を低下させることが好ましく、Δεの絶対値を大きくするためには一般式（Ｎ−１）及び（Ｊ）で表される化合物の含有量を多くすることが好ましく、ηを小さくするには、一般式（Ｌ）で表される化合物の含有量を多くすることが好ましい。
【００２３】
検知対象物の帯電位が低下した際に、元の配向状態に戻る速度を早くするためには、液晶組成物の電圧保持率をあまり高くしないことが好ましい。このような場合には上記一般式（J）や（N-1）中の基（ａ）（ｂ）（ｃ）の極性置換基としてシアノ基を使用することが好ましい。電圧保持率の具体的な値としては、セルギャップ5μmの液晶セルに注入し、室温（25℃）にて駆動電圧5V、フレーム時間16．6ms、電圧印加時間64μsで測定したとき、20〜95％の範囲にあることが好ましく、40〜90％の範囲にあることが更に好ましく、50〜80％の範囲にあることが特に好ましい。また、検知対象物の帯電位が低下した際に、元の配向状態に戻る速度を速くするためには液晶組成物の比抵抗をあまり高くしないことも好ましい。このような場合にも記一般式（J）や（N-1）中の基（ａ）（ｂ）（ｃ）の極性置換基としてシアノ基を使用することが好ましい。具体的には25℃において1×107〜1×1012cmΩの範囲があるのが好ましく、1×108〜1×1011cmΩの範囲にあることが更に好ましく、5×108〜5×1010cmΩの範囲があるのが特に好ましい。
【００２４】
検知対象物の帯電位が低下しても、帯電があったことを保持・記憶させることにより瞬間の帯電状態をあとから解析することなどを目的とする場合には、液晶組成物の電圧保持率を高くすることが好ましい。このような場合には上記一般式（J）や（N-1）中の基（ａ）（ｂ）（ｃ）の極性置換基としてフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は２，２，２−トリフルオロエチル基を使用することが好ましく、フッ素原子が更に好ましい。電圧保持率の具体的な値としては、セルギャップ5μmの液晶セルに注入し、室温（25℃）にて駆動電圧5V、フレーム時間16．6ms、電圧印加時間64μsで測定したとき、95％以上であることが好ましく、97％以上であることが更に好ましく、99％以上であることが特に好ましい。検知対象物の帯電位が低下しても、帯電があったことを保持・記憶させることにより瞬間の帯電状態をあとから解析することなどを目的とする場合には、液晶組成物の電圧保持率を高くすることが好ましい。このような場合にも上記一般式（J）や（N-1）中の基（ａ）（ｂ）（ｃ）の極性置換基としてフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基又は２，２，２−トリフルオロエチル基を使用することが好ましく、フッ素原子が更に好ましい。
具体的には1×1012cmΩ以上であることが好ましく、1×1013cmΩ以上であることが更に好ましく、1×1014cmΩ以上であること特に好ましい。
【００２５】
帯電インジケータの感度を目的に合わせて調節することが好ましい。感度は、接地した電極と、もう一方の電極間の距離によって調節することができる。良好な感度を実現したい場合には電極間の距離を20μｍ以下にすることが好ましく、10μｍ以下にすることが更に好ましく、5μ以下にすることが特に好ましい。また、液晶組成物の誘電率の異方性の絶対値を大きくすることも有効である。具体的には2以上、更に好ましくは5以上、更に好ましくは8以上に調節することが好ましい。
【００２６】
液晶組成物に色素を添加する場合には通常使用される２色性色素を好適に用いることができる。２色性色素といては、アゾ系又はアントラキノン系色素が好ましい。この方式では、後述する偏光板を用いる必要がないため、装置の構成が単純になり、好ましい。二色性色素としては三井化学ファイン（株）のＳＩ−４８６（黄）、ＳＩ−４２６（赤）、Ｍ−４８３（青）、Ｍ−４１２（青）、Ｍ−８１１（青）、Ｓ−４２８（黒）、Ｍ−１０１２（黒）、三菱化学（株）のＬＳＹ−１１６（黄）、ＬＳＲ−４０１（マゼンタ）、ＬＳＲ−４０６（赤）、ＬＳＲ−４２６（紫）、ＬＳＢ−２７８（青）、ＬＳＢ−３５０（青）、ＬＳＲ−４２６（シアン）等を挙げることができる。
【００２７】
また、透過・散乱を制御する方式では、いわゆる高分子分散型液晶とすることが好ましい。高分子鎖中に液晶組成物が分散するよう、重合性化合物を添加した液晶組成物を使用し、重合性化合物を硬化させることにより高分子分散型液晶とすることが出来る。
（基材）
本発明における静電気インジケータに用いられる基材は、液晶デバイス、ディスプレイ、光学部品や光学フィルムに通常使用する基材が好適に使用できる。そのような基材としては、ガラス基材、金属基材、セラミックス基材やプラスチック基材等の有機材料が挙げられる。特に基材が有機材料の場合、セルロース誘導体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ナイロン又はポリスチレン等が挙げられる。中でもポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロース誘導体、ポリアリレート、ポリカーボネート等のプラスチック基材が好ましい。基材の形状としては、平板の他、曲面を有するものであっても良い。これらの基材は、必要に応じて、電極層、反射防止機能、反射機能を有していてもよい。少なくとも液晶組成物と観測者との間に存在する基材は透明であることが好ましい。
【００２８】
基材は屈曲性を有していることが好ましい。屈曲性を有することで、静電気インジケータを運搬する際にロール状にすることが出来、静電気を観測する対象物の形状や設置場所の形状に応じて湾曲させることが出来好ましい。
（電極）
電極は、単独であっても、２個以上が１組となっていても良い。単独である場合にはその電極は接地されていることが好ましく。複数の電極を使用する場合には、少なくとも１つが接地されていることが好ましい。複数の電極を使用する場合には、接地されている１つの電極に対し、その対極に接地されていない複数の電極があってもよく、接地されていない１つの電極に対し、その対極に接地されている複数の電極があってもよい。
【００２９】
電極は、静電気インジケータが２枚の基材が液晶組成物を挟持した形状である場合に、片方の基材に接地されている電極、他方の基材に接地されていない電極があってもよく、片方の基板にのみ接地されている電極及び接地されていない電極の両方があってもよい。より好ましくは、片方の基材に接地されている電極、他方の基材に接地されていない電極がある形態である。
【００３０】
より好ましい実施形態は、静電気インジケータとして機能するように一方の電極を電位基準と結線（接地）する。また、電位分布を測定するために、電位基準に結線していない側の電極を格子上（二次元に）配置するものである。このように、静電気インジケータに複数の電極を配置することで、対象物の帯電位置が特定できる。
【００３１】
本発明の静電気インジケータにおいて、透明電極の材料としては、導電性の金属酸化物を用いることができ、金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、ニオブ添加二酸化チタン（Ｔｉ1-xＮｂxＯ２）、フッ素ドープ酸化スズ、グラフェンナノリボン又は金属ナノワイヤー等が使用できるが、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウムスズ（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２）又は酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）が好ましい。これらの透明導電膜のパターニングには、フォト・エッチング法やマスクを用いる方法などを使用することができる。少なくとも液晶組成物と観測者との間に存在する電極は透明であることが好ましい。
（液晶組成物の配向）
液晶組成物の配向状態としては、接地した電極と接地していない電極間の電位差がおおよそ０Ｖである際に、基材に対しておおよそ垂直配向していてもよく、おおよそ水平配向していても良い。ｐ型液晶組成物を使用する際は、水平配向していることが好ましく。ｎ型液晶組成物を使用する際は垂直配向していることが好ましい。
（配向処理）
また、液晶組成物の配向を制御するために、上記基材には、配向処理を行っているか、又は配向膜が設けられていても良い。配向処理としては、延伸処理、ラビング処理、偏光紫外（可視？）光照射処理、イオンビーム処理、基材へのＳｉＯ２の斜方蒸着処理、等が挙げられる。配向膜を用いる場合、配向膜は公知慣用のものが用いられる。そのような配向膜としては、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、クマリン化合物、カルコン化合物、シンナメート化合物、フルギド化合物、アントラキノン化合物、アゾ化合物、アリールエテン化合物等の化合物が挙げられる。ラビングにより配向処理する化合物は、配向処理、もしくは配向処理の後に加熱工程を入れることで材料の結晶化が促進されるものが好ましい。ラビング以外の配向処理を行う化合物の中では光配向材料を用いることが好ましい。
【００３２】
配向膜は、基板上に前記配向膜材料をスピンコート法などの方法により塗布して樹脂膜を形成することが一般的であるが、一軸延伸法、ラングミュア・ブロジェット法等を用いることもできる。
【００３３】
また、配向膜材料として、重合性液晶組成物をホモジニアス配向させた状態で、重合させた光学異方体（ポジティブＡプレート）を使用してもよい。
（偏光板）
液晶組成物の配向状態の変化を可視化する方法として、２色性色素を使用する以外に、偏光板を用いることも出来る。液晶組成物の配向状態と偏光板の設置方法により、通常の液晶素子におけるノーマリーホワイト又はノーマリーブラックの状態になるよう偏向板を設置することができる。通常の液晶表示素子に使用される偏光板であれば好適に使用できる。
（カラーフィルタ）
本発明の静電気インジケータは、カラーフィルタを有していてもよい。カラーフィルタは、ブラックマトリックス及び少なくともＲＧＢ三色画素部から構成される。カラーフィルタ層の形成には、何れの方法を用いてもよい。一例によると、顔料担体とこれに分散させたカラー顔料とを含んだカラー着色組成物を塗布して所定パターンとし、これを硬化させることによって着色画素を得る工程を必要回数繰り返して、カラーフィルタ層を形成することができる。カラー着色組成物に含まれる顔料としては、有機顔料および／または無機顔料を使用することができる。カラー着色組成物は、１種の有機または無機顔料を含んでいてもよく、複数種の有機顔料および／または無機顔料を含んでいてもよい。顔料は、発色性が高く且つ耐熱性、特に耐熱分解性の高いことが好ましく、通常は有機顔料が用いられる。
（接地）
本発明の静電気インジケータは、対象物の帯電位が高いいほど、接地されていない側の電極に現れる誘導帯電位が高くなるので、結果として液晶組成物の配向状態の変化が大きくなり、帯電位の可視化が可能になる。
【００３４】
例えば、図１及び２に示すように１組の電極を有する実施形態の場合、一方の電極を接地させ、他方の電極を接地させない場合において、接地させた電極と、接地していない電極が対象物の帯電位に応じて静電誘導により電位差が生じることにより、両電極間に存在する液晶組成物の配向状態が変化することにより、帯電量の可視化が可能になる（図１及び２では、誘電率の異方性が正の液晶組成物を用いた例を示した）
接地は、基準電位としたい場所に接地すればよい。接地の方法としては、電極を直接基準電位部と導通させる方法、電極と基準電位部を例えば銅線などの伝導体にて導通させる方法などを挙げることができる。
【００３５】
この、１組の電極を１次元に複数配置することにより、その電極が配置されている部分での帯電位がわかる。
【００３６】
電極を接地するための配線は電極ごとに設置しても良いが、図３に示すようにすべてを同一の配線として接地するようにしてもよい。また、誘導帯電する電極についてはお互いに絶縁されている状態にすることが好ましい。
【００３７】
このような１次元に配列した線状の帯電インジケータを、図４に示すように平行に複数設置すれば、2次元の帯電分布を可視化することができる。
【００３８】
さらに、複数の１組の電極がある場合、図５に示すように電極の間には絶縁層（絶縁壁）があることが好ましい。絶縁壁は、2つの基板の間を連結するように形成され、かつ液晶を取り囲むように形成することが好ましい。このようにすることで絶縁壁は２つ基板の間の距離を一定に保つ役割を果たすと同時に、液晶が外部に漏れ出さないようにする隔壁としての役割も果たす。
【００３９】
基板としては折り曲げ可能なプラスチック基板、絶縁壁もプラスチックで形成すれば、ハサミやカッター等で容易に任意の長さでインジケータを切断できる。特に図５中の一点差線で示した切断想定線で切断すれば、液晶が外部に漏れ出す危険が無いので、この位置での切断が好ましい。
【００４０】
また、帯状の静電気インジケータを絶縁壁部分で切断可能なように切り込み等の加工をしておくことが好ましい。
【実施例】
【００４１】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。
【００４２】
実施例中、測定した特性は以下の通りである。
【００４３】
Ｔｎｉ  ：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
Δｎ  ：２９８Ｋにおける屈折率異方性
Δε  ：２９８Ｋにおける誘電率異方性
η    ：２９３Ｋにおける粘度（ｍＰａ・ｓ）
γ１  ：２９８Ｋにおける回転粘度（ｍＰａ・ｓ)
ＶＨＲ：周波数６０Ｈｚ，印加電圧５Ｖの条件下で３３３Ｋにおける電圧保持率（％）
尚、実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
（環構造）
【００４４】
【化４】
2020008586.tif 000006
【００４５】
（側鎖構造及び連結構造）
【００４６】
【表１】
2020008586.tif 000007
【００４７】
（参考例１）
下表の組成物Ｐ１を調製した。
【００４８】
【表２】
2020008586.tif 000008
【００４９】
組成物Ｐ１のＴｎｉは８１℃、Δｎは０．０９８、Δεは２．４、γ１は３５ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは９９．１％、比抵抗は1×1013Ωcm以上であった。
（参考例２）  組成物Ｐ２の調製
下表の組成物Ｐ２を調製した。
【００５０】
【表３】
2020008586.tif 000009
【００５１】
組成物Ｐ２のＴｎｉは１００℃、Δｎは０．１００、Δεは８．１、γ１は７２ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは９９．１％、比抵抗は1×1013Ωcm以上であった。
（参考例３）  組成物Ｐ３の調製
下表の組成物Ｐ３を調製した。
【００５２】
【表４】
2020008586.tif 000010
【００５３】
組成物Ｐ３のＴｎｉは７８℃、Δｎは０．１０２、Δεは２．３、γ１は３８ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは９９．２％、比抵抗は1×1013Ωcm以上であった。
（参考例４）  組成物Ｐ４の調製
下表の組成物Ｐ４を調製した。
【００５４】
【表５】
2020008586.tif 000011
【００５５】
組成物Ｐ４のＴｎｉは７３℃、Δｎは０．１０７、Δεは１１．７、γ１は７８ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは９８．０％、比抵抗は1×1013Ωcm以上であった。
（参考例５）  組成物Ｐ５の調製
下表の組成物Ｐ５を調製した。
【００５６】
【表６】
2020008586.tif 000012
【００５７】
組成物Ｐ４のＴｎｉは８７℃、Δｎは０．１１７、Δεは６．３、γ１は５４ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは９９．３％、比抵抗は1×1013Ωcm以上であった。
（参考例６）  組成物Ｎ１の調製
下表の組成物Ｎ１を調製した。
【００５８】
【表７】
2020008586.tif 000013
【００５９】
組成物Ｎ１のＴｎｉは７６℃、Δｎは０．０９８、Δεは−３．７、γ１は８９ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは９９．０％、比抵抗は1×1013Ωcm以上であった。
（参考例７）  組成物Ｎ２の調製
下表の組成物Ｎ２を調製した。
【００６０】
【表８】
2020008586.tif 000014
【００６１】
組成物Ｎ２のＴｎｉは９１℃、Δｎは０．１１５、Δεは−４．０、γ１は１２１ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは９９．３％、比抵抗は1×1013Ωcm以上であった。
（参考例８）  組成物Ｎ３の調製
下表の組成物Ｎ３を調製した。
【００６２】
【表９】
2020008586.tif 000015
【００６３】
組成物Ｎ３のＴｎｉは７６℃、Δｎは０．１１４、Δεは−４．４、γ１は１１７ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは９９．５％、比抵抗は1×1013Ωcm以上であった。
（参考例９）  組成物Ｎ４の調製
下表の組成物Ｎ４を調製した。
【００６４】
【表１０】
2020008586.tif 000016
【００６５】
組成物Ｎ４のＴｎｉは７３℃、Δｎは０．１１２、Δεは−４．４、γ１は１０３ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは９９．４％、比抵抗は1×1013Ωcm以上であった。
（参考例１０）  組成物Ｎ５の調製
下表の組成物Ｎ５を調製した。
【００６６】
【表１１】
2020008586.tif 000017
【００６７】
組成物Ｎ５のＴｎｉは７６℃、Δｎは０．１０１、Δεは−２．８、γ１は７４ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは９９．５％であった。
（参考例１１）4−シアノ−4’−ペンチルビフェニル（P6）の物性測定
4−シアノ−4’−ペンチルビフェニルのΔｎは０．１８５、Δεは１１．０、γ１は４６ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲは５２％、比抵抗は3×109Ωcmであった。
（参考例１２）  組成物Ｎ３Ｒの調製
参考例８で調製した組成物Ｎ３に三井化学ファイン（株）製の二色性色素ＳＩ−４２６を1質量％添加して組成物Ｎ３Ｒを調整した。
（実施例１）
対向する一対の透明電極を有し、透明電極上にラビングしたポリイミド配向膜が形成され、かつ透明電極間の距離が3μｍのＴＮ（ツイステッドネマチック：ねじれネマチック）ガラス製液晶セルに、参考例で調製した液晶組成物Ｐ１を注入した。この液晶セルの両面に透過軸がお互いに平行になるように偏光板を貼り付けて静電気インジケータを作製した。次に一方の透明電極から銅線を結線し接地した。この静電気インジケータは近くに帯電物が無い場合には、光を透過しない状態（黒）状態であった。この静電気インジケータの接地していない側の透明電極から15cm離れたところにバンデグラフ静電気発生器（の帯電部）を設置した。バンデグラフ静電気発生器を作動させ、約2kVに帯電させたところ、静電気インジケータが光を透過しない状態から、透過する状態に若干変化した。バンデグラフ静電気発生器の作動を止めたところ、3分以上透明状態を保持した。
【００６８】
次に、静電気インジケータの接地していない側の透明電極から10cm離れたところにバンデグラフ静電気発生器（の帯電部）を設置した。バンデグラフ静電気発生器を作動させ、約2kVに帯電させたところ、静電気インジケータが光を透過しない状態から、透過する状態に変化した。バンデグラフ静電気発生器の作動を止めたところ、3分以上透明状態を保持した。
（実施例２〜６）
液晶組成物を変えて、実施例１と同様の実験を行った。静電気インジケータが光を若干透過する状態になったものを△、透過する状態になったものを○、明確に透過する状態になったものを◎と評価した。
【００６９】
下表の結果から、液晶材料の誘電率の異方性が大きいほど、静電気に対する感度が高いことがわかる。また、液晶材料の電圧保持率、比抵抗が高いほど、周囲に帯電物が無くなってもある一定期間、静電気があったことを示す性質があることがわかる。液晶として電圧保持率、比抵抗が低いシアノ系液晶材料を用いると、周囲に帯電物が無くなったときに素早く光透過状態から透過しない状態に変化することがわかる。
【００７０】
【表１２】
2020008586.tif 000018
【００７１】
（実施例７）
対向する一対の透明電極を有し、透明電極上にラビングしたポリイミド配向膜が形成され、かつ透明電極間の距離が3μｍのＶＡ（バーティカルアライン：垂直配向）ガラス製液晶セルに、参考例で調製した液晶組成物Ｎ１を注入した。この液晶セルの両面に透過軸がお互いに垂直になるように偏光板を貼り付けて静電気インジケータを作製した。次に一方の透明電極から銅線を結線し接地した。この静電気インジケータは近くに帯電物が無い場合には、光を透過しない状態（黒）状態であった。この静電気インジケータの接地していない側の透明電極から15cm離れたところにバンデグラフ静電気発生器（の帯電部）を設置した。バンデグラフ静電気発生器を作動させ、約2kVに帯電させたところ、静電気インジケータが光を透過しない状態から、透過する状態に若干変化した。バンデグラフ静電気発生器の作動を止めたところ、3分以上透明状態を保持した。
【００７２】
次に、静電気インジケータの接地していない側の透明電極から10cm離れたところにバンデグラフ静電気発生器（の帯電部）を設置した。バンデグラフ静電気発生器を作動させ、約2kVに帯電させたところ、静電気インジケータが光を透過しない状態から、透過する状態に変化した。バンデグラフ静電気発生器の作動を止めたところ、3分以上透明状態を保持した。
（実施例８〜１１）
液晶組成物を変えて、実施例７と同様の実験を行った。静電気インジケータが光を若干透過する状態になったものを△、透過する状態になったものを○、明確に透過する状態になったものを◎と評価した。
【００７３】
下表の結果から、液晶材料の誘電率の異方性の絶対値が大きいほど、静電気に対する感度が高いことがわかる。
【００７４】
【表１３】
2020008586.tif 000019
【００７５】
（実施例１２）
対向する一対の透明電極を有し、透明電極上にラビングしたポリイミド配向膜が形成され、かつ透明電極間の距離が3μｍのＶＡ（バーティカルアライン：垂直配向）液晶セルに、参考例で調製した液晶組成物Ｎ３Ｒを注入して、静電気インジケータを作製した。一方の透明電極から銅線を結線し接地した。この静電気インジケータは近くに帯電物が無い場合には、光を透過する状態(透明）であった。この静電気インジケータの接地していない側の透明電極から15cm離れたところにバンデグラフ静電気発生器（の帯電部）を設置した。バンデグラフ静電気発生器を作動させ、約2kVに帯電させたところ、静電気インジケータが透明状態から、赤色に若干変化した。バンデグラフ静電気発生器の作動を止めたところ、2分以上赤色状態を保持した。
【００７６】
次に、静電気インジケータの接地していない側の透明電極から10cm離れたところにバンデグラフ静電気発生器（の帯電部）を設置した。バンデグラフ静電気発生器を作動させ、約2kVに帯電させたところ、静電気インジケータが透明状態から、赤色に変化した。バンデグラフ静電気発生器の作動を止めたところ、2分以上赤色状態を保持した。
（実施例１３）
幅3ｃｍ、長さ7ｃｍのベタＩＴＯ透明電極付きの厚み50μｍのＰＥＴフィルム基板、図５に示した幅3ｃｍ、長さ7ｃｍのパターン化ＩＴＯ透明電極付きの厚み50μｍのＰＥＴフィルム基板を用意し、ＩＴＯ透明電極基板上にポリイミド垂直配向膜を形成した。図6に示すように、3箇所に組成物Ｎ３Ｒを0.8mg滴下、8箇所にスリーボンド社製紫外線硬化型接着剤3052Bを3.1mg滴下した。この状態でベタ電極付きＰＥＴフィルムを電極面がお互いに対向するようにして貼りあわせて面全体に圧力をかけた。この時、図７に示すようにフィルム短辺では2mmずらし、フィルム長辺ではずらさず貼りあわせをした。また2枚のフィルム基板間の距離は10μｍになるように設定した。この状態で、365nmの紫外光を300ｍＪ/cm2照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させた。このようにすることで図８に示すような外観を有する帯状静電気インジケータを作製した。ベタ電極側に銅線を結線し接地させた。この静電気インジケータから15cm離れたところにバンデグラフ静電気発生器（の帯電部）を設置した。バンデグラフ静電気発生器を作動させていないときは３つある液晶部は全て透明状態であった。バンデグラフ静電気発生器を作動させて約2kVに帯電させたところ、静電気インジケータの３つある液晶部は、帯電部に近いところがより濃い赤色に変化した。帯電分布を可視化できた。バンデグラフ静電気発生器の作動を止めたところ、1分程度赤色状態を維持した。
【符号の説明】
【００７７】
１１  基板（帯電物側）
１２  基板（接地側）
１３、１４  電極
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ  お互いに電気的に導通していない電極
１５  液晶組成物（液晶分子）
１６  接地（基準電位）
１７  帯電物
２０  一組の静電気インジケータ
２５  液晶組成物滴下部
２６  接着剤滴下部
２７  液晶組成物の領域
２８  接着剤が硬化した絶縁壁（樹脂製）
３１  絶縁壁
３３、３４、３５  電極
３６、３７  切断想定線
【図１】
2020008586.tif 000020
【図２】
2020008586.tif 000021
【図３】
2020008586.tif 000022
【図４】
2020008586.tif 000023
【図５】
2020008586.tif 000024
【図６】
2020008586.tif 000025
【図７】
2020008586.tif 000026
【図８】
2020008586.tif 000027
【図９】
2020008586.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月3日(2019.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックで形成された２枚の基材と、
前記２枚の基材間に挟持された前記液晶組成物と、
一方の前記基材の前記液晶組成物側の面に配置された複数の第１電極と、
他方の前記基材の前記液晶組成物側の面に配置され、前記第１電極と対極にある複数の第２電極と、
を有する帯電インジケータであって、
前記帯電インジケータは、対向する前記第１電極および前記第２電極で構成される一組の電極が複数配置されており、
隣接する前記一組の電極間には、前記２枚の基材間を連結し且つ前記一組の電極に挟持された前記液晶組成物を取り囲むように絶縁壁が形成されており、
前記絶縁壁は、プラスチックで形成されており、
前記絶縁壁部分で切断可能なように切り込み加工がされている、帯状の帯電インジケータ。
【請求項２】
前記第１電極または前記第２電極が接地されている請求項１に記載の帯電インジケータ。
【請求項３】
前記液晶組成物が２色性色素を含有する請求項１又は２に記載の帯電インジケータ。
【請求項４】
前記液晶組成物が重合性化合物の硬化物を含む請求項１〜３までのいずれか１項に記載の帯電インジケータ。