186091. lajstromszámú szabadalom • Folyadékkristályos eszköz információinak hőmérséklettől függő megjelenítésére, valamint hőmérsékletfüggő optikai csatolású jeladó a folyadékkristályos eszközzel kialakítva 186092Forróvályús mángorló
lő eszköze van, a cella a tartóhoz szoros hőcsatolással van rögzítve és a tartó a fényérzékelő eszközzel szemben nyitott vagy átlátszó anyagú. A folyadékkristályos eszköz előnye, hogy egyszerűen gyártható öregedésre kevésbé hajlamos és igen széles hőmérséklettartományban alkalmazható. A találmány tárgya folyadékkristályos eszköz, információnak hőmérséklettől függő megjelenítésére, amely egyszerű felépítéséből adódóan igen széles hőmérsékleti intervallumban sokféle - célnak leginkább megfelelő - kivitelben valósítható meg. A találmány szerinti folyadékkristályos eszköznekfolyadékkristályos cellája van, ahol a cellának két átlátszó hordozólemeze egymáshoz kapilláris rést közrefogóan és a kapilláris rést lezáró keret alakú távtartóval távtartottan van egymáshoz rögzítve. A távtartó és az átlátszó hordozó lemezek által bezárt kapilláris tér folyadékkristályos anyaggal van kitöltve. A hordozólemezek kapilláris teret határoló felületükön a folyadékkristály rétegnek csavart nematikus orientáltságot adó orientáló réteggel vannak ellátva. A hordozólemezek külső felületéhez polarizátorok vannak rögzítve, amely polarizátorok egymással párhuzamos vagy egymáshoz képest merőleges állásúak. A találmány tárgya továbbá hőmérsékletfüggő optikai csatolású jeladó a folyadékkristályos eszközzel kialakítva. Az iparban, mezőgazdaságban és a hétköznapi élet számos területén gyakran szükség van a környezeti hőmérséklet, egy adott tárgy, berendezés vagy az emberi test stb. hőmérsékletének ismeretére. Az ismerni kívánt hőmérséklet érték pontossága esetenként és széles tartományban változhat, így van olyan eset, amikor nagy pontossággal pl. század, ezred vagy tízezred °C pontossággal kell ismerni, de nagyon gyakoriak azok az esetek is, amikor ennél kevésbé pontos pl. ± 5 *C vagy ± 1 °C pontosságú adat is megfelelő. Ez utóbbi esetekben a hőmérséklet adott pontosságú értékének ismerete főleg tájékozódási célokat szolgál, vagy valamilyen beavatkozáshoz döntési adatot szolgáltat, ilyen területek, pl. a lakáshőmérséklet, raktárak hőmérséklete, uszodák, strandok vízhőmérséklete stb. A hőmérséklet mérésére a legkülönfélébb fizikai elvek hasznosithatók és ennek megfelelően igen sokféle hőmérsékletmérő eszköz létezik. Mivel jelen találmány tárgya folyadékkristály réteg felhasználásával működő hőmérőre vonatkozik, ezért a további ismertetésben csak ilyen rétegek felhasználásával működő hőmérséklet jelzők tárgyalására szorítkozunk. Ismeretes, hogy a termotróp folyadékkristályok egy csoportja az ún. koleszterikus folyadékkristályok hőmérséklet-változás hatására színüket változtatják. Ez a színváltozás a koleszterikus folyadékkristályok spirálisan elrendeződött molekularétegeiről a hullámhossz szerint szelektív fényvisszaverődés következménye. Mivel a molekulák által képzett spirál (helix) menetemelkedése a hőmérséklet függvénye, azaz pl. a hőmérséklet növelése esetén a menetemelkedés nő, csökkenése esetén csökken, így adott hőmérséklet-tartományban, 2 amely a koleszterikus folyadékkristály anyagi öszszetételétől függ, a réteg színe a kéktől a pirosig változhat, a tényleges hőmérséklettől függően. így . egy adott anyag egy bizonyos tartományba eső; hőmérsékletértékek jelzésére szolgálhat azáltal,' hogy ebben a tartományban változtatja színét. Koleszterikus folyadékkristályból álló keverékek esetén ez a tartomány az anyagoktól és a keverési aránytól függően változtatható. Ilyen elven működő hőmérőre vonatkozik H. Seto és társai 3 704 625 jsz.-ú amerikai egyesült államokbeli szabadalma, j Az előbb említett színek akkor jelennek meg a' legragyogóbban, ha a koleszterikus folyadékkristály hélixének tengelye közel merőleges a határoló hordozók síkjára, továbbá, ha a folyadékkristály réteget határoló - rendszerint átlátszó - felület mögött matt fekete hátteret helyeznek el. Koleszterikus folyadékkristályokból ilyen elrendezésű hibamentes és tartósan ebben az állapotbanmaradó réteget igen nehéz készíteni. Gyakori eset, hogy a rétegek már viszonylag rövidebb idő ( 2—12 hónap) elteltével átkristályosodnak, így eredetileg optikailag egységes kinézetű felületüket elvesztik, foltossá válnak. Ez a probléma részben megoldott a mikrotokozású koleszterikus anyagok használatával. Ez esetben a koleszterikus anyagot mikro méretű 5-500 fan átmérőjű átlátszó anyagú gömböcskék belsejében helyezik el. A gömböcskéket alkalmas kötőanyaggal keverve festékszerűen lehet alkalmazni. Ez részben megoldja az átkristályosodási problémát, de a gömböcsicéken belül már nem jöhet létre az előbb említett legkedvezőbb molekulaelrendezés sőt, mivel az egyes gömböcskék minden irányban foroghatnak a legkedvezőbb orientáció egyáltalán nem biztosítható. Az eredetileg ragyogó színeket visszaverő kolleszterikus réteg ez esetben csak fakóbb színeket képes megjeleníteni, még akkor is, ha az előbbi megoldáshoz hasonlóan matt fekete felületet alkalmaznak háttérként. Ilyen mikrotokozott koleszterikus anyagból álló rétegekkel működő hőmérséklet jelzőket ismertet D. Churchill és társainak 3 697 297 jsz.-ú, Th. L. Hodson és társainak“ 3 585 381 jsz.-ú és F. Davis-nek 3 576 761 jsz.-ú amerikai egyesült államokbeli valamint a National Cash Register Company-nak az 1 201 230 jsz.-ú egyesült királyságbeli szabadalma. Az előbbiekben ismertetett átkristályosodási hibajelenség időszakosan megszüntethető, ha a koleszterikus folyadékkristály réteget erőteljesen mechanikailag megmozgatjuk vagy hőkezelésnek vetjük alá, azonban ez a felhasználók többségétől egyáltalán nem várható el, ezért ez a hiba ilyen eszközök esetében tartós, gyakorlatilag nem megszüntethető. Az átkristályosodási hiba elhárításának egy megoldását Sharpless és társai 3 647 279 jsz.-ú amerikai egyesült államokbeli szabadalma ismerteti, amely éppen azon a felismerésen alapszik, hogy az élénk ragyogó színek megjelenése, illetve újbóli visszatérése a kristályréteget határoló felületek erőteljes mechanikai mozgatásával is megoldható. Megoldása olyan játékokra, dísztárgyakra vonatkozik, amelyek mechanikusan áramoltatott koleszterikus folyadékkristály réteggel színhatást ad-5 10 15 20 25 30 35 i 40 45 50 55 60 65
