CN109425790A - 静电指示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种静电指示器。本发明要解决的课题在于提供一种不依赖于外部电源的供给而使物质的带电电位的高低简易地直观化，由此观察者能够直观地得知物体的带电量的静电指示器。本发明人等进行了各种研究，结果提供一种通过使用液晶组合物并设置多个液晶组合物的取向状态相对于电位的变化不同的区域，能够使其带电电位的高低直观化的静电指示器。另外，提供一种通过以二维、三维的方式设置指示器，从而使空间的带电电位的高低分布也能够直观化的静电指示器。

Description

静电指示器
技术领域
本发明涉及一种使带电状态直观化的静电指示器。
背景技术
始终把握静电的带电电位的高低状态非常重要。例如，在化学工业中，从确保安全的观点考虑，重要的是抑制由有机溶剂气体的静电引起的着火(专利文献1、2)。
带电电位的高低虽然使用利用了电极探针(电位传感器)的测定器即可进行，但必须从外部供电而使电路工作。从外部供电时，在电源的开关切换时等有火花飞溅的危险，为了在如上所述的化学工业用途中使用，测定器本身必须进行严格的屏蔽，存在装置变得大规模这样的问题、成本变高这样的问题。
另外，在半导体制造业等中，从成品率提高的观点考虑，重要的是防止由半导体元件的静电引起的破损。在这样的用途中，需要在整个大范围内得知带电电位的分布。在固定的一点测定带电电位，虽然使用通常所用的利用了电极探针的测定器即可进行，但难以测定整个大面积及其带电量。为了解决这个问题，关于带电电位分布的测定，提出了平面地扫描(在X-Y轴上机械地移动)探针进行测定的方法，但由于扫描平面需要时间而不能立即测定这样的缺点、由于机械地进行平面扫描因此担心因机械接触而产生火花、另外构成变得复杂，因此作为结果，存在成本变高、故障概率变高、进一步测定时的耗电量变大这样的缺点(专利文献3)。
从以上那样的背景出发，强烈要求能够简易地得知带电电位。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-225200
专利文献2：日本特开平7-159467
专利文献3：日本特开平11-211771
发明内容
发明要解决的课题
本发明要解决的课题在于提供一种不依赖于外部电源的供给而使带电电位简易地直观化的静电指示器。
用于解决课题的方法
本发明人等进行了各种研究，结果发现：通过使用液晶组合物，能够提供使带电电位的高低简易地直观化的静电指示器，从而完成了本发明。
发明效果
本发明的使用了液晶组合物的静电指示器能够简易地得知带电电位的高低。另外，由于其简易性，从而不仅在一个地方设置指示器非常容易，以二维、三维设置指示器也非常容易，还能够使空间的带电电位的高低分布直观化。
附图说明
图1是示意性示出本发明的静电指示器的原理的一个例子的图(在附近没有带电物的情况)。
图2是示意性示出本发明的静电指示器的原理的一个例子的图(在附近有带电物的情况)。
图3是示意性示出本发明的静电指示器的构成的一个例子的图(液晶的介电常数各向异性在每个区域不同的情况)。
图4是示意性示出本发明的静电指示器的构成的一个例子的图(液晶的层厚在每个区域不同的情况)。
图5是示意性示出本发明的静电指示器的构成的一个例子的图(将施加于液晶的电场分压在每个区域的情况)。
图6是本发明的静电指示器的构成的一个例子的等效电路图(将施加于液晶的电场分压在每个区域的情况)。
图7是ITO的图案化图。
图8表示液晶组合物和粘接剂的滴下位置。
图9表示ITO图案化基板与ITO固体基板的位置。
图10表示本发明的静电指示器的外观。
图11表示液晶组合物和粘接剂的滴下位置。
图12表示ITO图案化基板与ITO固体基板的位置(基板短边方向)。
图13表示ITO图案化基板与ITO固体基板的位置(基板长边方向)。
图14表示本发明的静电指示器的外观。
图15表示ITO的图案化图。
图16表示液晶组合物和粘接剂的滴下位置。
图17表示本发明的静电指示器的外观。
符号说明
11：基板(带电物侧)；12：基板(接地侧)；13：电极；13A、13B、13C：按照电极间距离不同的方式配置的电极；13D、13E、13F：如图6所示隔着电阻器相连的电极；14：电极(共通电极)；15：液晶组合物(液晶分子)；15A、15B、15C：Δε不同的液晶组合物的区域；15D、15E、15F：液晶组合物的厚度(电极间距离)不同的液晶组合物的区域；15G、15H、15I：通过电阻器而使各电极与共通电极之间的电位差不同的液晶组合物的区域；16：接地(基准电位)；17：带电物；18G、18H、18I：在各电极之间夹持液晶组合物而形成的电容器；20：ITO透明电极；21：ITO接合部；22：组合物N3R的滴下部；23：组合物N7R的滴下部；24：组合物N6R的滴下部；25：粘接剂滴下部；26：液晶组合物N3R的区域；27：液晶组合物N7R的区域；28：液晶组合物N6R的区域；29：粘接剂固化而成的绝缘壁(树脂制)；30：液晶组合物滴下部；31：液晶组合物滴下部；32：液晶组合物滴下部；33：粘接剂滴下部；34：粘接剂滴下部；35：粘接剂滴下部；36：粘接剂滴下部；37：液晶组合物N3R的层厚为10μm的区域；38：液晶组合物N3R的层厚为15μm的区域；39：液晶组合物N3R的层厚为20μm的区域；40：ITO透明电极(电阻部A)；41：ITO透明电极(电阻部B)；42：ITO透明电极(电阻部C)；43：接地导通部；44：液晶组合物N3R的区域；45：液晶组合物N3R的区域(电压分压为2/3)；46：液晶组合物N3R的区域(电压分压为1/3)。
具体实施方式
本发明的静电指示器能够使带电电位的高低简易地直观化。静电指示器其本身可以为单独的装置，也可以多个集合而成为一个装置。另外，静电指示器可以为板状，可以为片状，也可以为带状，在设置这些静电指示器时，也可以直接设置，但为了适应于所需的范围，也可以切断后设置。它们也包含将片状、带状的静电指示器制成卷状进行运输、在设置时切断为适于设置场所的长度。
关于静电指示器，将如图1所示夹持于两个电极之间的液晶组合物作为基本结构，将一个电极接地于作为基准的电位(通常为地线)。在这种状态下，在附近存在作为检测对象物的带电物的情况下，如图2所示，未接地的另一个电极产生静电感应，因此在两块基板之间产生电位差，根据该电位差诱发液晶组合物的取向变化，通过将其以直观变化的形式呈现出而作为指示器起作用。这时，优选按照使带电物17来到具有与接地电极不同的电极13的基板11侧的方式配置静电指示器。由此，液晶组合物15改变取向。为了使带电电位的高低直观化，只要设置即使为相同的带电电位，液晶组合物15的取向变化程度也不同的最少两个区域即可。作为设置这样区域的具体方法，可列举：
(1)对于每个区域中使用的液晶组合物，使用具有不同的介电常数各向异性(Δε)的液晶组合物。
(2)对于每个区域中包含液晶组合物的液晶层，设为不同的层厚。
(3)将由于静电感应而产生的电位差通过电阻器分压为在每个区域中施加的多个电极间的电压。
(4)使用后述的电极不同的液晶层。
(1)为如图3所例示在每个区域使用具有不同Δε的液晶组合物的静电指示器的例子。利用了：即使在夹持液晶组合物的两个电极(13与14)之间的电位差相同的情况下，由于每个区域的液晶组合物的Δε值不同(15A、15B和15C为各自液晶组合物不同、即存在Δε值不同的液晶组合物的区域。)，因此也可在每个区域得到不同的取向状态。Δε的绝对值越大的液晶，会由于静电感应而引起越大的取向变化。换句话说，在得到Δε的绝对值小的液晶组合物的取向变化时，带电电位较高。准确地说，由带电引起的取向变化的多寡不仅受到液晶组合物的Δε的影响，也受到弹性常数的影响，但通常弹性常数的材料依赖性不太大，因此只要注意Δε的绝对值来选择材料即可。
(2)为如图4所例示对每个区域改变了液晶组合物的厚度(d)的静电指示器的例子。利用了：即使两个电极间(13A与14、13B与14、13C与14)的电位差相同，如果d不同则施加于液晶组合物的电场也不同。d越薄，会由于静电感应而引起越大的取向变化。d可以阶段性地转换，也可以连续地变化。
(3)利用了：如图5所例示，将由于静电感应而产生的电位差通过电阻器分压为在每个区域施加的多个电极间的电压，从而在每个区域得到不同的取向状态。图6显示了图5的等效电路。液晶组合物由于为电介质，因此被夹持在两个电极之间时，构成电容器。也就是说，在区域15G中夹持在电极13D与共通电极14之间的液晶组合物(18G)、在区域15H中夹持在电极13E与共通电极14之间的液晶组合物(18H)、在区域15I中夹持在电极13F与共通电极14之间的液晶组合物(18I)各自形成电容器。通过仅使电极13D的一部分露出在液晶单元的外侧，从而设置为仅使电极13D感应带电，进一步如等效电路所示，如果与电阻器R1、R2、R3接线，则能够对区域15G中由于静电感应而产生的电位差进行分压，并施加在区域15H、区域15I的电极间。例如，如果将电阻器R1、R2、R3的电阻值设定为相同，则变成对区域15H施加区域15G中的电位差的2/3的电位差，对区域15I施加区域15G中的电位差的1/3的电位差。由此，对应于液晶组合物15的Δε值，液晶组合物的取向在各区域发生变化，使带电量直观化。
关于(4)，作为一个实施方式，在液晶层的带电物质侧和与其相对的一侧设置电极，通过改变带电物质侧的原材料，能够部分地改变感应效果。
静电指示器使用液晶组合物。利用液晶组合物因静电而改变取向状态，使其带电电位的高低直观化。作为使液晶组合物的取向状态的变化直观化的方法，可以利用由取向状态的变化所引起的折射率各向异性(Δn)的变化，也可以利用偏振状态的变化，也可以控制透射-散射，还可以为在液晶组合物中添加色素的所谓宾主方式。
(液晶组合物)
所使用的液晶组合物可以为液晶组合物的介电常数各向异性(Δε)的值为正的所谓p型液晶组合物，也可以为Δε的值为负的所谓n型液晶组合物。这些液晶组合物可以适宜组合选自通式(J)所表示的化合物、通式(N-1)所表示的化合物和通式(L)所表示的化合物中的化合物来使用。
在使用具有不同Δε的液晶组合物的情况下，作为实用的液晶组合物，其绝对值为-10～20，其Δε的值的差优选设为1以上，优选设为10以下，如果差太小，则有带电电位的高低过小而难以识别这样的缺点，如果太大，则有液晶组合物的粘度变大，反应速度变慢，另外带电电位的高低过大而难以识别的缺点。
p型液晶组合物优选含有一种或两种以上通式(J)所表示的化合物。这些化合物相当于介电性正的化合物(Δε大于2。)。
[化1]
(式中，RJ1表示碳原子数1～8的烷基，该烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可以各自独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，
nJ1表示0、1、2、3或4，
AJ1、AJ2和AJ3各自独立地表示选自由
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的两个以上的-CH2-也可以被-O-取代。)
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的一个-CH＝或不相邻的两个以上的-CH＝也可以被-N＝取代。)以及
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的一个-CH＝或不相邻的两个以上的-CH＝也可以被-N＝取代。)
组成的组中的基团，上述基团(a)、基团(b)和基团(c)可以各自独立地被氰基、氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基或三氟甲氧基取代，
ZJ1和ZJ2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-OCF2-、-CF2O-、-COO-、-OCO-或-C≡C-，
在nJ1为2、3或4而存在多个AJ2的情况下，它们可以相同也可以不同，在nJ1为2、3或4而存在多个ZJ1的情况下，它们可以相同也可以不同，
XJ1表示氢原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基。)
n型液晶组合物优选含有一种或两种以上选自通式(N-1)所表示的化合物中的化合物。这些化合物相当于介电性为负的化合物(Δε的符号为负，其绝对值大于2。)。
[化2]
(式中，RN11、RN12各自独立地表示碳原子数1～8的烷基，该烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可以各自独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，
AN11、AN12各自独立地表示选自由
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的两个以上的-CH2-也可以被-O-取代。)以及
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的一个-CH＝或不相邻的两个以上的-CH＝也可以被-N＝取代。)
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的一个-CH＝或不相邻的两个以上的-CH＝也可以被-N＝取代。)
(d)1,4-亚环己烯基
组成的组中的基团，上述基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)也可以各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代，
ZN11、ZN12各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH＝N-N＝CH-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-，
nN11、nN12各自独立地表示0～3的整数，在nN11+nN12各自独立地为1、2或3而存在多个AN11～AN12、ZN11～ZN12的情况下，它们可以相同也可以不同。)
本发明的液晶组合物优选含有一种或两种以上通式(L)所表示的化合物。通式(L)所表示的化合物相当于介电性大致中性的化合物(Δε的值为-2～2)。
[化3]
(式中，RL1和RL2各自独立地表示碳原子数1～8的烷基，该烷基中的一个或不相邻的两个以上的-CH2-可以各自独立地被-CH＝CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代，
nL1表示0、1、2或3，
AL1、AL2和AL3各自独立地表示选自由
(a)1,4-亚环己基(存在于该基团中的一个-CH2-或不相邻的两个以上的-CH2-也可以被-O-取代。)以及
(b)1,4-亚苯基(存在于该基团中的一个-CH＝或不相邻的两个以上的-CH＝也可以被-N＝取代。)
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(存在于萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中的一个-CH＝或不相邻的两个以上的-CH＝也可以被-N＝取代。)
组成的组中的基团，上述基团(a)、基团(b)和基团(c)也可以各自独立地被氰基、氟原子或氯原子取代，
ZL1和ZL2各自独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH＝N-N＝CH-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-，
在nL1为2或3而存在多个AL2的情况下，它们可以相同也可以不同，在nL1为2或3而存在多个ZL2的情况下，它们可以相同也可以不同，但不包括通式(N-1)和(J)所表示的化合物。)
组合物优选在室温(25℃)呈现液晶相，更优选呈现向列相。
可以组合的化合物的种类没有特别限制，根据低温下的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等期望的性能组合使用。关于所使用的化合物的种类，例如作为本发明的一个实施方式为1种、2种、3种。另外进一步，在本发明的其他实施方式中为4种、5种、6种、7种以上。
为了提高敏感度，优选增大液晶组合物的Δε的绝对值和降低液晶组合物的粘度(η)，为了增大Δε的绝对值，优选增加通式(N-1)和(J)所表示的化合物的含量，为了减小η，优选增加通式(L)所表示的化合物的含量。
在检测对象物的带电电位降低时，为了加快恢复到原来的取向状态的速度，优选使液晶组合物的电压保持率不太高。在这种情况下，作为上述通式(J)、(N-1)中的基团(a)(b)(c)的极性取代基，优选使用氰基。作为电压保持率的具体值，在注入单元间隙5μm的液晶单元中且在室温(25℃)以驱动电压5V、帧时间16.6ms、电压施加时间64μs进行测定时，优选处于20～95％的范围，进一步优选处于40～90％的范围，特别优选处于50～80％的范围。另外，在检测对象物的带电电位降低时，为了加快恢复到原来的取向状态的速度，也优选使液晶组合物的电阻率不太高。在这种情况下，作为上述通式(J)、(N-1)中的基团(a)(b)(c)的极性取代基，也优选使用氰基。具体地说，优选在25℃具有1×107～1×1012Ω·cm的范围，进一步优选处于1×108～1×1011Ω·cm的范围，特别优选具有5×108～5×1010Ω·cm的范围。
在为了即使检测对象物的带电电位降低，也通过保持/存储带电了的状态而在之后对瞬间的带电状态进行解析等的情况下，优选提高液晶组合物的电压保持率。在这种情况下，作为上述通式(J)、(N-1)中的基团(a)(b)(c)的极性取代基，优选使用氟原子、氯原子、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基，进一步优选氟原子。作为电压保持率的具体值，在注入单元间隙5μm的液晶单元中并在室温(25℃)以驱动电压5V、帧时间16.6ms、电压施加时间64μs进行测定时，优选为95％以上，进一步优选为97％以上，特别优选为99％以上。在为了即使检测对象物的带电电位降低，也通过保持/存储带电了的状态而在之后对瞬间的带电状态进行解析等的情况下，优选提高液晶组合物的电压保持率。在这种情况下，作为上述通式(J)、(N-1)中的基团(a)(b)(c)的极性取代基，优选使用氟原子、氯原子、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基或2,2,2-三氟乙基，进一步优选氟原子。
具体地说，优选为1×1012Ω·cm以上，进一步优选为1×1013Ω·cm以上，特别优选为1×1014Ω·cm以上。
液晶层的层厚优选设定为3～100μm的范围，进一步优选设定为5～50μm的范围。
在多个区域中改变液晶层的层厚的情况下，层厚的变化幅度优选处于20％～100％的范围。如果为20％以下，则带电电位的高低过小而难以识别，如果为100％以上，则带电电位的高低过大而难以识别。
在向液晶组合物中添加色素的情况下，可以适宜地使用通常使用的二色性色素。作为二色性色素，优选偶氮系或蒽醌系色素。在该方式中，由于不需要使用后述的偏振板，因此装置的构成变得简单而优选。作为二色性色素，可以列举三井化学精细(株)的SI-486(黄)、SI-426(红)、M-483(蓝)、M-412(蓝)、M-811(蓝)、S-428(黑)、M-1012(黑)，三菱化学(株)的LSY-116(黄)、LSR-401(洋红色)、LSR-406(红)、LSR-426(紫)、LSB-278(蓝)、LSB-350(蓝)、LSR-426(青)等。
另外，在控制透射/散射的方式中，优选制成所谓的高分子分散型液晶。为了在高分子链中分散液晶组合物，可以使用添加了聚合性化合物的液晶组合物，使聚合性化合物固化，从而制成高分子分散型液晶。
(基材)
在本发明的静电指示器中使用的基材可以适宜地使用在液晶器件、显示器、光学部件、光学膜中通常使用的基材。作为那样的基材，可列举玻璃基材、金属基材、陶瓷基材、塑料基材等有机材料。特别是在基材为有机材料的情况下，可列举纤维素衍生物、聚烯烃、聚酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚芳酯、聚醚砜、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯醚、尼龙或聚苯乙烯等。其中，优选聚酯、聚苯乙烯、聚烯烃、纤维素衍生物、聚芳酯、聚碳酸酯等塑料基材。作为基材的形状，除了平板，也可以具有曲面。这些基材也可以根据需要具有电极层、抗反射功能、反射功能。至少存在于液晶组合物与观察者之间的基材优选为透明。
基材优选具有弯曲性。通过具有弯曲性，能够在运输静电指示器时形成为卷状，优选能够根据观察静电的对象物的形状、设置场所的形状而弯曲。
(电极)
电极可以为单独一个，也可以两个以上成为一组。在单独一个的情况下，优选该电极接地。在使用多个电极的情况下，优选至少一个电极接地。在使用多个电极的情况下，可以相对于接地的一个电极，其对电极具有未接地的多个电极，也可以相对于未接地的一个电极，其对电极具有接地的多个电极。
关于电极，在静电指示器为由两片基材夹持有液晶组合物的形状的情况下，可以具有与一个基材接地的电极、与另一个基材不接地的电极，也可以具有仅与一个基板接地的电极和不接地的电极两者。更优选为具有与一个基材接地的电极、与另一个基材不接地的电极的形态。
在多个区域中，在通过电阻器将由于静电感应而产生的电位差分压的情况下，可以在外部附加电阻器，也可以设法进行电极的图案化而将电极的一部分用作电阻器。通过电极的图案化的设法进行；即，使电极的一部分变得非常细、或制成锯齿状以延长距离等而制成电阻器，由于不需要在外部附加电阻器而优选。用于形成分压的电阻器优选1MΩ以上，优选5MΩ以上。如果为1MΩ以下，则存在静电感应所产生的电位差会立刻消失的倾向。
在本发明的静电指示器中，作为透明电极的材料，可以使用导电性的金属氧化物，作为金属氧化物，可以使用氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(In2O3-SnO2)、氧化铟锌(In2O3-ZnO)、添加铌的二氧化钛(Ti1-xNbxO2)、氟掺杂氧化锡、石墨烯纳米带或金属纳米线等，优选氧化锌(ZnO)、氧化铟锡(In2O3-SnO2)或氧化铟锌(In2O3-ZnO)。关于这些透明导电膜的图案化，可以使用光蚀刻法、使用掩模的方法等。至少存在于液晶组合物与观察者之间的电极优选为透明。
(液晶组合物的取向)
作为液晶组合物的取向状态，在接地的电极与不接地的电极之间的电位差大约为0V时，可以相对于基材大致垂直取向，也可以大致水平取向。在使用p型液晶组合物时，优选进行水平取向。在使用n型液晶组合物时，优选进行垂直取向。
(取向处理)
另外，为了控制液晶组合物的取向，可以对上述基材进行取向处理、或设有取向膜。作为取向处理，可列举拉伸处理、摩擦处理、偏振紫外或可见光照射处理、离子束处理、在基材上的SiO2斜方蒸镀处理等。在使用取向膜的情况下，取向膜使用公知惯用的取向膜。作为那样的取向膜，可列举聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚酰胺、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚芳酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、环氧树脂、环氧丙烯酸酯树脂、丙烯酸树脂、香豆素化合物、查耳酮化合物、肉桂酸酯化合物、俘精酸酐化合物、蒽醌化合物、偶氮化合物、芳基乙烯化合物等化合物。通过摩擦进行取向处理的化合物优选通过取向处理、或在取向处理后加入加热工序来促进材料的结晶化的化合物。在进行除摩擦以外的取向处理的化合物中，优选使用光取向材料。
取向膜通常通过旋涂法等方法将上述取向膜材料涂布于基板上而形成树脂膜，也可以使用单轴拉伸法、Langmuir-Blodgett法等。
另外，作为取向膜材料，可以将使聚合性液晶组合物在水平取向的状态下聚合而得到的光学各向异性体(正A板)用作水平取向膜，也可以将使聚合性液晶组合物在垂直取向的状态下聚合而得到的光学各向异性体(正C板)用作垂直取向膜。
(偏振板)
作为使液晶组合物的取向状态的变化直观化的方法，除了使用二色性色素以外，也可以使用偏振板。可以根据液晶组合物的取向状态与偏振板的设置方法，按照在通常的液晶元件中处于常白或常黑的状态的方式设置偏转板。只要是通常的液晶显示元件中使用的偏振板就可以适宜地使用。
(滤色器)
本发明的静电指示器也可以具有滤色器。滤色器由黑色矩阵和至少RGB三色像素部构成。关于滤色器层的形成，可以使用任何方法。根据一个例子，可以将包含颜料载体和分散于颜料载体的彩色颜料的彩色着色组合物涂布而制成预定图案，使其固化从而得到着色像素，将上述工序重复必要的次数，形成滤色器层。作为彩色着色组合物所含的颜料，可以使用有机颜料和/或无机颜料。彩色着色组合物可以包含一种有机或无机颜料，也可以包含多种有机颜料和/或无机颜料。颜料优选显色性高且耐热性、特别是耐热分解性高，通常使用有机颜料。
(接地)
本发明的静电指示器由于对象物的带电电位越高，在不接地的一侧的电极表现出来的感应带电电位变得越高，因此，作为结果，液晶组合物的取向状态的变化变大，带电电位能够直观化。
例如，在如图1和图2所示具有一组电极的实施方式的情况下，在一个电极接地、另一个电极不接地的情况下，接地的电极与不接地的电极根据对象物的带电电位通过静电感应而产生电位差，从而存在于两电极之间的液晶组合物的取向状态变化，从而带电量能够直观化(在图1和2中，示出了使用介电常数各向异性为正的液晶组合物的例子)
接地只要在设为基准电位的场所接地即可。作为接地的方法，可以列举使电极直接与基准电位部导通的方法、使用例如铜线等导体使电极与基准电位部导通的方法等。
实施例
以下列举实施例对本发明进一步详述，但本发明不限于这些实施例。另外，以下的实施例和比较例的组合物中的“％”是指“质量％”。
实施例中，测定的特性如下所述。
Tni：向列相-各向同性液体相转变温度(℃)
Δn：298K时的折射率各向异性
Δε：298K时的介电常数各向异性
η：293K时的粘度(mPa·s)
γ1：298K时的旋转粘度(mPa·s)
VHR：在频率60Hz、施加电压5V的条件下333K时的电压保持率(％)
需要说明的是，关于实施例中化合物的记载，使用以下的简称。
(环结构)
[化4]
(侧链结构和连结结构)
[表1]
(参考例1)组合物N3的调制调制下表的组合物N3。
[表2]
化合物 浓度(％)
3-Cy-Cy-V1 12
3-Cy-Cy-2 16
1V-Cy-Cy-1O-Ph5-O2 6
1-Ph-2-Ph-Ph5-O2 4
3-Ph-2-Ph-Ph5-O2 6
3-Cy-Ph5-O2 13
3-Ph-Ph5-O2 13
2-Cy-Cy-Ph5-O2 7
3-Cy-Cy-Ph5-O2 7
2-Cy-Ph-Ph5-O2 8
3-Cy-Ph-Ph5-O2 8
组合物N3的Tni为76℃，Δn为0.114，Δε为-4.4，γ1为117mPa·s，VHR为99.5％，电阻率为1×1013Ωcm以上。
(参考例2)组合物N6的调制
调制下表的组合物N6。
[表3]
化合物 浓度(％)
3-Cy-Cy-V 29
3-Cy-Cy-V1 6
3-Cy-Ph-O1 14
3-Cy-Ph-Ph-2 6
5-Cy-Ph-Ph-2 6
3-Cy-1O-Ph5-O2 8
2-Cy-Cy-1O-Ph5-O2 7
V-Cy-Cy-1O-Ph5-O2 5
1V-Cy-Cy-1O-Ph5-O2 7
3-Ph-2-Ph-Ph5-O2 12
组合物6的Tni为75℃，Δn为0.098，Δε为-2.3。
(参考例3)组合物N7的调制
调制作为组合物N3与组合物N6的等质量混合物的组合物N7。组合物7的Tni为76℃，Δn为0.106，Δε为-3.3。
(参考例4)组合物N3R的调制
在参考例1中调制的组合物N3中添加1质量％的三井化学精细(株)制的二色性色素SI-426而调制组合物N3R。
(参考例5)组合物N6R的调制
在参考例2中调制的组合物N6中添加1质量％的三井化学精细(株)制的二色性色素SI-426而调制组合物N6R。
(参考例6)组合物N7R的调制
在参考例3中调制的组合物N7中添加1质量％的三井化学精细(株)制的二色性色素SI-426而调制组合物N7R。
(实施例1)
关于宽度3cm、长度7cm的带固体ITO透明电极的厚度50μm的PET膜基板，准备图7所示的宽度3cm、长度7cm的带图案化ITO透明电极(各ITO透明电极20隔着ITO接合部21结合。)的厚度50μm的PET膜基板，在ITO透明电极基板上形成聚酰亚胺垂直取向膜。如图8所示，在图7所示的基板的三个部位(液晶组合物滴下部22、23和24)分别滴下0.8mg组合物N3R、N6R、N7R，在八个部位(粘接剂滴下部25)滴下3.1mg Three Bond公司制紫外线固化型粘接剂3052B。在这种状态下，使带固体电极的PET膜按照电极面彼此相对的方式进行贴合，对整个面施加压力。这时，如图9所示，在膜短边偏移2mm，在膜长边不偏移而进行贴合。另外两块膜基板之间的距离设定为10μm。在这种状态下，以300mJ/cm2照射365nm的紫外光而使紫外线固化型粘接剂固化。通过这样操作，从而制作具有如图10所示的外观的本发明的静电指示器。在固体电极侧接铜线并使其接地。关于制作的元件，以包围各液晶区域的方式形成使粘接剂固化而成的树脂制的绝缘层围绕的形状，确认到液晶组合物在没有来自外部的刺激的状态下相对于基板垂直取向，并由于外部的刺激而改变取向。在距离该静电指示器15cm处设置范德格拉夫静电发生器(的带电部)。在不使范德格拉夫静电发生器工作时，存在的三个液晶部全部为透明状态。在使范德格拉夫静电发生器工作而带电约2kV时，静电指示器的三个液晶部仅组合物N3R的部分变化为深红色。在这种状态下，使范德格拉夫的带电部接近直至距离静电指示器10cm处时，除了组合物N3R的部分以外，组合物N7R的部分也变化为深红色。进一步使范德格拉夫的带电部接近直至距离静电指示器5cm处时，除了组合物N3R、N7R的部分以外，组合物N6R的部分也变化为深红色。随着静电指示器与范德格拉夫的带电部接近，带电电位变高。随着带电电位变高，确认到介电常数各向异性的绝对值小的液晶部分也阶段性地变化为红色，因此可知本发明的静电指示器能够简易地得知带电的高低。
(实施例2)
关于宽度3cm、长度7cm的带固体ITO透明电极的厚度50μm的PET膜基板，准备图7所示的宽度3cm、长度7cm的带图案化ITO透明电极的厚度50μm的PET膜基板，在ITO透明电极基板上形成聚酰亚胺垂直取向膜。如图11所示，在图7的基板的液晶滴下部30滴下0.8mg组合物N3R，在液晶滴下部31滴下1.2mg组合物N3R，在液晶滴下部32滴下1.6mg组合物N3R，将Three Bond公司制紫外线固化型粘接剂3052B在粘接剂滴下部33滴下3.1mg、在粘接剂滴下部34滴下4.1mg、在粘接剂滴下部35滴下5.2mg、在粘接剂滴下部36滴下6.2mg。在这种状态下，使带固体电极的PET膜按照电极面彼此相对的方式进行贴合，并对整个面施加压力。这时，如图12和13所示，在膜短边偏移2mm，在膜长边不偏移而进行贴合。另外，设定液晶组合物和粘接剂的滴下量，使得两块膜基板之间的距离在液晶滴下部33的附近为10μm(液晶组合物N3R的层厚为10μm的区域37)、在液晶滴下部34的附近为15μm(液晶组合物N3R的层厚为15μm的区域38)、在液晶滴下部35的附近为20μm(液晶组合物N3R的层厚为20μm的区域39)。在这种状态下，以300mJ/cm2照射365nm的紫外光而使紫外线固化型粘接剂固化。通过这样操作，从而制作具有如图14所示外观的本发明的静电指示器。在共通电极侧接铜线并使其接地。在距离该静电指示器15cm处设置范德格拉夫静电发生器(的带电部)。在不使范德格拉夫静电发生器工作时，存在的三个液晶部全部为透明状态。在使范德格拉夫静电发生器工作而带电约2kV时，静电指示器的三个液晶部仅液晶的层厚为10μm的部分(液晶组合物N3R的层厚为10μm的区域37)变化为深红色。进一步逐渐接近范德格拉夫的带电部时，接着层厚为15μm的部分(液晶组合物N3R的层厚为15μm的区域38)也变化为深红色，进一步接近时，层厚20μm的部分(液晶组合物N3R的层厚为20μm的区域39)也变化为深红色。随着静电指示器与范德格拉夫的带电部接近，带电电位变高。随着带电电位变高，确认到层厚较厚的部分也阶段性地变化为红色，因此可知本发明的静电指示器能够简易地得知带电的高低。
(实施例3)
关于宽度3cm、长度7cm的带固体ITO透明电极的厚度50μm的PET膜基板，准备图15所示的宽度3cm、长度7cm的带图案化ITO透明电极的厚度50μm的PET膜基板。按照使连结在夹持液晶而形成电容器的电极之间的ITO透明电极电阻部(A)、(B)、(C)的电阻值分别为1MΩ的方式微调整其宽度。接着，在ITO透明电极基板上形成聚酰亚胺垂直取向膜。进一步如图16所示，在三个部位(26)分别滴下0.8mg组合物N3R，在八个部位(25)滴下3.1mg ThreeBond公司制紫外线固化型粘接剂3052B。在这种状态下，使带固体电极的PET膜按照电极面彼此相对的方式进行贴合，并对整个面施加压力。这时，如图9所示，在膜短边偏移2mm，在膜长边不偏移而进行贴合，进一步进行配线使得ITO透明电极(电阻部C)的末端接地。另外，两块膜基板之间的距离设定为10μm。在这种状态下，以300mJ/cm2照射365nm的紫外光而使紫外线固化型粘接剂固化。通过这样操作，从而制作具有如图17所示外观的本发明的静电指示器。在固体电极侧接铜线并使其接地。在距离该静电指示器15cm处设置范德格拉夫静电发生器(的带电部)。在不使范德格拉夫静电发生器工作时，存在的三个液晶部(区域44、区域45和区域46)全部为透明状态。在使范德格拉夫静电发生器工作而带电约2kV时，仅未分压的部分(区域44)变化为深红色。进一步逐渐接近范德格拉夫的带电部时，接着将电压分压为2/3的部分(区域45)也变化为深红色，进一步接近时，将电压分压为1/3的部分(区域46)也变化为深红色。随着静电指示器与范德格拉夫的带电部接近，带电电位变高。随着带电电位变高，确认到分压的部分也阶段性地变化，因此可知本发明的静电指示器能够简易地得知带电的高低。

Claims (9)

1.一种静电指示器，其具有夹持于相对的电极之间的液晶组合物，且具有由于外部的静电而作出不同响应的两个以上的区域。
2.根据权利要求1所述的静电指示器，在两个以上的区域中夹持于相对的电极之间的液晶组合物具有彼此不同的介电常数各向异性的值。
3.根据权利要求1所述的静电指示器，在两个以上的区域中相对的电极间距离不同。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的静电指示器，其使用了由具有电极的两块基材夹持的液晶组合物。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的静电指示器，至少一个电极接地。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的静电指示器，位于两个以上区域的电极未电导通。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的静电指示器，一个基板上的1个或2个以上的电极为等电位。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的静电指示器，液晶组合物含有二色性色素。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的静电指示器，其使用了聚合性化合物的固化物。
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