DE2935472A1

DE2935472A1 - Fluessigkeitskristall-indikator und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2935472A1
Application number: DE19792935472
Authority: DE
Inventors: Charles Roger Blake; Raymond Kazimir Sugalski
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1978-09-05
Filing date: 1979-09-01
Publication date: 1980-03-13
Also published as: AU4944379A; JPS5546718A; AU527172B2; FR2435770A1; GB2034033A

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung besieht sieh allgemein auf Indikatoren zum Anzeigen der Existenz oder des Vorhandenseins eines vorbestimmten Parameters und mehr im besonderen auf einen Flüssigkeitskristall-Indikator zum Anzeigen des Stromflusses durch eine Schaltung mittels einer Temperaturveränderung in einem wärmeerzeugenden Element der Schaltung.

Anzeigende Elemente zum Anzeigen des Stromflußes sind besonders brauchbar in solchen elektrischen Elementen, wie Ladeeinrichtungen für Batterien, weil es ohne solche Indikatoren unmöglich ist, sicherzustellen, ob eine bestimmte Batterie geladen wird oder einen Fehler hat. Ohne eine solchen Indikator besteht die einzige Art festzustellen, ob eine Zelle geladen ist darin, die Zelle zu testen oder sie tatsächlich zu benutzen, nachdem sie für eine geeignete Zeitdauer in der Ladeeinrichtung gewesen ist. Wenn eine Zelle einen Fehler aufweist oder in der

richtig
Ladeeinrichtung nicht installiert worden ist, dann -würde man dies nicht eher merken, als nach Ablauf der normalen Ladezeit und würde dadurch Zeit vergeuden.

Im Stand der Technik ist es bekannt, eine elektrische Lampe zum Anzeigen des fließenden Ladestromes in einer Batterieladeeinrichtung zu benutzen, wie in den US-Patentschriften 3 245 726 3 421 142 und 3 746 961 beschrieben. Obwohl solche Geräte für gewisse Anwendungen brauchbare Ergebnisse hatten, beziehen die Indikatoren ihre Energie aus der Ladequelle und benutzen daher Ladestrom und dies erfordert die Anwendung eines größeren Transformators. Die Kolben der Lampen können jedoch durchbrennen und daher können die Lampen als Indikatoren unzuverlässig sein. Sie erfordern dann eine Ersetzung und bedingen Extrakosten und Gewicht bei der Herstellung der Ladeeinrichtung.

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Der erfindungsgemäße Flüssigkeitskristall-Indikator weist ein Flüssigkeitskristallmaterial auf, das an einen vorbestimmten Oberflächenteil eines transparenten Substrates geklebt ist, wobei das Flüssigkeitskristallmaterial die Farbe in Abhängigkeit von Temperaturänderungen innerhalb eines vorbestimmten Bereiches verändert. Eine schwarze Hintergrundschicht wird mindestens hinter dem Flüssigkeitskristallmaterial angeklebt und ein Klebstoff hinter der schwarzen Hintergrundschicht sowie dem Teil des Substrates angebracht, der nicht von der schwarzen Hintergrundschicht bedeckt ist. Mit seiner vorteilhaften Ausfuhrungsform ist der vorbestimmte Bereich des Substrates, an den der Flüssigkeitskristall angeklebt wird, auf eine Fläche begrenzt, die wesentlich gainger ist, als die Gesamtfläche des Substrates und es wird eine Kante an den Indikator angebracht, die mindestens Teile der Ränder des Flüssigkeitskristalles überlappt, um den Flüssigkeitskristall zu begrenzen oder optisch zu lokalisieren. Die Kante wird vorzugsweise zwischen dem Substrat und dem Flüssigkeitskristall aufgebracht, doch kann sie auch zwischen dem Tlüssigkeitskristall und der schwarzen Hintergrundschicht angeordnet sein.

Vorteilhafterweise wird die schwarze Hintergrundschicht hinter im wesentlichen der gesamten rückwärtigen Oberfläche des Substrates angeklebt und die alpha-numerischen Schriftzeichen können zwischen der schwarzen Hintergrundsehicht und den Teilen des Substrates angeklebt werden, die frei von Flüssigkeitskristallmaterial sind. Vorzugsweise können der Flüssigkeitskristall, die Kante und die alpha-numerischen Schriftzeichen durch Seidensiebdruck aufgebracht werden. Auch können die alphanumerischen Schriftzeichen vorteilhafterweise gleichzeitig mit der Kante im wesentlichen als eine einzige Schicht aufgebracht werden.

Gemäß einer modifizierten Ausführungsform kann die schwarze Hintergrundschicht direkt auf das Substrat aufgebracht werden und nicht nur eine an das Flüssigkeitskristallmaterial und die Kante angepaßte Bildöffnung aufweisen, sondern zusätzlich geeignet abge-

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messene Öffnungen für die Abgrenzung der alpha-numerischen Schriftzeichen, wenn dies erwünscht ist. Das Kantenmaterial wird somit hinter der schwarzen Hintergrundschicht entlang den Kanten der Bildöffnung aufgebracht, um die Kante um die Bildöffnung herum zu begrenzen und um die anderen Öffnungen in der schwarzen Hintergrundschicht zum Hervorheben der alpha-numerischen Schriftzeichen zu füllen. Das Flüssigkeitskristallmaterial wird danach aufgebracht, um die von der Kante in der schwarzen Hintergrundschicht begrenzte Bildöffnung auszufüllen. Es wird eine weitere schwarze Hintergrundschicht hinter der Flüssigkeitskristallschicht aufgebracht sowie eine Klebstoffschicht an die rückwärtige Oberfläche aller vorgenannten Elemente.

Durch Begrenzen des Flüssigkeitskristalls auf einen vorbestimmten Bereich des Substrates, insbesondere wenn dieser vorbestimmte Bereich wesentlich kleiner ist als die Gesamtoberfläche, kann ein Flüssigkeitskristall-Indikator geschaffen werden, der relativ billig herz-ustellen aber als Indikator vollkommen wirksam ist. Die alpha-numerischen Schriftzeichen können auf irgendeinem Teil des- Substrates gebildet werden, selbst auf" dem, der das Flüssigkeitskristallmaterial für eine exakte Bilddarstellung trägt. Das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Indikatorplättchen gestattet ein direktes Ausrichten zwisehen dem Flüssigkeitskristallmaterial und den bei Stromdurchfluß wärmeerzeugenden Elementen in einem Batterieladegerät.

Durch Ankleben einer Kante an das Substrat, die mindestens einen Teil des Randes des Flüssigkextskristallmaterials auf dem Indikatoplättehen überlappt, wird ein gut begrenztes Fenster zum optischen Eingrenzen des sichtbaren Flüssigkeitskristallmaterials geschaffen.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitskristallindikators bietet der Seidensiebdruck ein relativ einfaches und billiges Verfahren zum Aufbringen des Flüssigkeitskristallmaterials, der Kante sowie irgendwelcher alpha-numerischer Schriftzeichen.

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Der erfindungsgemäße Flüssigkeitskristall-Indikator zeigt den Stromfluß an, ohne aus der zu überwachenden Schaltung Strom abzuziehen, da der Indikator benachbart einem Widerstand oder einem anderen Schaltungselement angeordnet werden kann, daß man in dieser Schaltung dazu benutzen kann, z. B. die geeignete Spannung dafür zur Verfügung zu stellen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Stromquelle eines Ladegerätes und eines Zellhaltermoduls mit dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitskristall-Indikator

Figur 2 ein Schaltungsdiagramm der Ladungsstromquelle nach Figur 1,

Figur 3 ein Schaltungsdiagramm des Zellhaltermoduls nach Figur 1,

Figur 4 eine Draufsicht auf ein Flüssigkeitskristall-Indikatorplättchen gemäß der vorliegenden Erfindung,

Figur 5 eine auseinandergezogene Querschnittsansicht längs der Linie 5-5 nach Figur 4,

Figur 6 eine Draufsicht auf den Zellhaltermodul der Figur 1 mit dem daran befestigten Indikatorplättchen nach Figur 4,

Figur 7 eine Querschnittsansicht längs der Linie 7-7 der Figur und

Figur 8 eine auseinandergezogene Querschnittsansicht ähnlich der nach Figur 5 von einem Flüssigkeitskristall-Indikatorplättchens gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung.

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Der in Figur 1 dargestellte Batterielademodul mit Ladestromquelle ist mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Erfindung im wesentlichen identisch der in der US-PS 4 009 429 beschriebenen Ausführungsform. Das Ladegerät schließt eine Ladungsstromquelle 11 und einen Ladungsmodul 13 ein₃ der für die Zwecke der Darstellung eine solche Größe hat, daß er "AA"-Zellen aufnimmt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Größe und/oder besondere Konfigurationen des im folgenden beschriebenen Ladungsgerätes beschränkt.

Die Ladungsstromquelle 11 kann irgendeine geeignete Quelle für den Ladestrom sein, wie ein üblicher Transformator hoher Impedanz mit in der Mitte angeordnetem Stromabnehmer. Diese Quelle ist innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet, von dem aus sich Steckerzapfen 12 und 14 zur Verbindung mit einer Gleichstromquelle von z. B. 120 Volt erstrecken und an dem die knopfförmigen Anschlüsse 19, 21 und 23 angebracht sind, um eine lösbare Schnappverbindung zu entsprechenden (nicht dargestellten) Anschlüssen auf dem Modul 13 zu gestatten.

Der Modul 13 besteht vorzugsitfeise aus einer Kunststoffkonstruktion und umfaßt eine Vielzahl von Abteilen zum Montieren von Zellen einer bestimmten Art. Der dargestellte Modul 13 hat vier Abteilungen 39, 41, 43 und 45 (in der Zeichnung nicht ersichtlich) zur Aufnahme von vier Zellen. Eine "AA"-Zelle 44 für den Modul 13 ist außerhalb der Abteilung 39 gezeigt.

Der Modul 13 schließt auch Flüssigkeitskristall-Indikatoren 55 für den Ladestrom ein, die in der Endwand 59 montiert sind. Der Indiaktor 55 ist in physischem Kontakt mit wärmeerzeugenden Schaltungselementen (den Dioden 77 ^und 79) in der Ladungsstromschaltung (s. Figur 3). Fließt ein Ladestrom in der Schaltung (vgl. Figur 3) dann tritt in dem Indikator 55 aufgrund der Temperaturänderung entweder in einer oder in beiden Dioden 77 und 79 eine visuell erkennbare Färbveränderung auf. Der Indikator 55 hat eine solche Größe, daß ein zentraler Teil des

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Indikators aufgrund der durch die Diode erzeugten Wärme seine Farbe ändert, während der umgebende Teil des Indikators aufgrund der Umgebungstemperatur eine Kontrastfarbe zeigt. Die Gesamtfläche des Indikators beträgt mindestens das 2 - iJfache der Indikatorfläche, die sich im Kontakt mit dem wärmeerzeugenden Schaltungselement befindet.

Der Flüssigkeitsindikator, der ein eingekapseltesCholesterin-Flüssigkeitskristall-Material ist, wie es im Handel von der Djinnii Industries, Dayton, Ohio erhältlich ist, hat vorzugsweise einevisuell nachweisbare Farbänderung aufgrund des Fließens des Ladungsstromes bei Umgebungstemperaturen von etwa 10⁰C oder weniger bis zu mindestens etwa 35°C und vorzugsweise etwa ■43 -C oder höher und kann somit bei den Umgebungsbedingungen betrieben werden, denen die Ladungseinrichtung während des Normalbetriebes ausgesetzt ist. So wird z. B. eine visuell nachweisbare Anzeige innerhalb etwa 15 Sekunden bei etwa 10⁰C und in etwa 2 Sekunden bei etwa 35°C auftreten. Es erfolgt somit eine rasche Anzeige der Tatsache, daß Ladungsstrom den im Modul 13 montierten Zellen zugeführt wird.

Die Figuren 2 und 3 zeigen Diagramme einer elektrischen Ladungsschaltung für das Ladegerät. Die Figur 2 zeigt das_ Schaltungsdiagramm der LadungsStromquelle 11. Figur 3 zeigt das Schaltungsdiagramm des Moduls 13 zum Laden von entweder 2 oder 4 "AA"-Zellen. Außer der dargestellten Ladungseinrichtung können auch andere Ladungseinrichtungen benutzt werden.

Wie in Figur 2 ersichtlich, umfaßt die Ladungsstromquelle 11 einen Transformator Jl, um aus einer Wechselstromleitung für 110-120 Volt und 60 Hz einen Strom geeigneter Größe für die Last des Moduls 13 zu liefern. Der Anschluß 21 weist einen zentralen Abnehmer zur Sekundärwicklung des Transformators 71 auf, um gleiche und entgegengesetzte Wechselspannungen zur Abgabe an den Modul 13 zu liefern.

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Wie in der Figur 3 gezeigt, umfaßt die Schaltung für den Modul zwei Abschnitte 73 und 75 zur Anpassung an entweder 2 oder 4 zu ladende AA-Zellen. V/erden nur ^wei solche Zellen gleichzeitig geladen, dann müssen beide Zellen im gleichen Schaltungsabschnitt angeordnet werden, um einen vollständigen Weg für den Ladestrom zu bilden. Der Abschnitt 73 verbindet ein Paar von AA-Zellen 44 und 46, die in den Abteilen 39 und 4l in Reihe angeordnet sind, um deren Ladung über einen Ladungsstromweg zu ermöglichen, der durch die Verbindung der Modulanschlüsse 25 und mit den Ladegerätanschlüssen 19 und 21 gebildet wird. In ähnlicher Weise verbindet der Abschnitt 75 ein Paar von AA-Zellen 47 und 48, die in den Abteilen 43 und 45 in Reihe angeordnet sind und die über einen Ladungsstrompfad geladen werden, der gebildet wird durch die Verbindung der Modulanschlüsse 27 und mit den Ladegerätanschlüssen 21 und 23.

Die Dioden 77 und 79 sind in den Abschnitten 73 und 75 so angeschlossen, daß sie ein unbeabsichtigtes Kurzschließen der Zweige 73 und 75 verhindern, wenn diese von der Quelle 11 abgenommen werden. Die Diode 77 ist über die Kontakte 65 und 78 zwischen den Zellen 44 und 46 verbunden. Die Diode 79 ist an den Kontakten 69 und 70 zwischen den Zellen 47 und 48 verbunden. Werden die Zellen im Modul 13 geladen, dann können die Zellen in den Abschnitten 73 und 75 keine zu große Energie an eine Last abgeben, die zwischen den Anschlüssen 25, 27 und 29 verbunden ist. Die Dioden 77 und 79 richten auch den Strom gleich, der durch die Quelle 11 geliefert wird, wenn der Modul 13 damit verbunden ist.

Während es bevorzugt ist, den Indikator so zu betreiben, daß er auf Temperaturänderungen einer Diode anspricht, können auch andere wärmeerzeugende Schaltungselemente, wie ein Widerstand benutzt werden, um den Indikator zu betätigen. Der Vorteil der Anwendung einer Diode als wärmeerzeugendes Schaltungselement gegenüber einem Widerstand besteht jedoch darin_a daß die Energievariation in vielen Anwendungen die durch Stromfluktuation in der Ladeschaltung verursacht wird., für eine Üode sehr viel geringer ist, als für. einen Widerstand. Dies deshalb, weil die

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Energie für eine Diode linear mit dem Strom variiert, während die Energie für einen Widerstand gemäß dem Quadrat des Stromes variiert. Die Energievariation bei vielen Anwendungen, die einen Widerstand benutzen, geht daher über das hinaus, was von den üblichen Flüssigkeitenskristall-Materialien toleriert werden kann. Es ist auch erwünscht, das Ladegerät in einem weiten Bereich von Umgebungsbedingungen zu benutzen, was die annehmbaren Energievariationen weiter einschränkt. Die Stromfluktuationeri resultieren aus Variationen in der Leitungsspannung und aus der Variation, die durch das Wideraufladen der Zellen auf verschiedene Ladungsniveaus nach Beginn des Aufladungsvorganges verursacht wird und diese Variationen können ohne zusätzliche Kosten und weitere Verkomplizierung der Ladun^sschaltung nicht gesteuert werden.

In den Figuren 4 und- 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Flüssigkeitskristall-Indikatorplättehens gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigtj die anstelle von Indikator 55 und Endwand 59 eingesetzt werden kann. Gemäß der in diesen Figuren gezeigten Ausführungsform schließt ein Flüssigkeitskristall-Indikatorplättchen 30 ein Substrat 32 ein, das vorzugsweise aus einem transparenten Material, wie einem klaren Polyester, hergestellt ist, der z. B. unter der Handelsbezeichnung Mylar von E.I. du Pont de Nemours vertrieben wird. Eine begrenzte Menge Flüssigkeitskristallmaterial 3^ wird dann mit den üblichen Techniken an das Substrat 32 geklebt und zwar nur innerhalb eines vorbestimmten Oberflächenbereiches des Substrates. Dieses Flüssigkeitskristallmaterial kann das oben erwähnte im Handel erhältliche eingekapselte cholesterinhaltige Flüssigkeitskristallmaterial sein.

Gemäß der vorzugsweisen Ausführungsform ist der so aufgebrachte Flüssigkeitskristall auf einen vorbestimmten Bereich begrenzt, der wesentlich kleiner ist als die Geffimtfläche des Substrates Zusätzlich wird eine Kante 36 so aufgebracht, daß sie die Randteile des Flüssigkeitskristallmaterials teilweise überlappt. Da die Kanten der Flüssigkeitskristallsehicht trotz aller Sorgfalt beim Aufbringen auf das Substrat 3^ irregulär oder uneben sind,

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- 13 deckt die Kante 36 diese Irregularität'ab.

Dann kann man hinter der Flüssigkeitskristallschicht 34 zumindest in dem Bereich, der der vorbestimmten Flächen des Flüssigkeitskristalles entspricht, eine schwarze Hintergrundschicht 38 (vgl. Fig. 5) aufbringen. Diese schwarze Hintergrundschicht 38 kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, das optisch mit dem Flüssigkeitskristallmaterial in Wechselwirkung tritt, und das Sichtbarwerden der erwünschten Farbänderung des Flüssigkeitskristallmaterials in Abhängigkeit von der Temperaturänderung gestattet.

Die Kante 36 kann direkt hinter der Flüssigkeitskristallschicht 3^ aufgebracht werden₃ um die schwarze Hintergrundschicht 38 vom Flüssigkeitskristallmaterial zu trennen, das von der Kante 36 überlappt wird, so daß irgendeine Änderung des überlappten Teiles des Flüssigkeitskristallmaterials nicht sichtbar ist, und das durch die Kante 36 geschaffene Fenster begrenzt die sichtbare Konfiguration des Flüssigkeitskristallmaterials 34. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird die Kante 36 «jedoch zuerst auf das Substrat 32 aufgebracht, gefolgt vom Aufbringen des Flüssigkeit skristalles 34. Bei dieser Konfiguration verhindert die Kante 36 direkt irgendeine Sichtbarkeit des von ihr überlappten Teiles der Flüssigkeitskristallschicht 34.

Eine Klebstoffschicht 40 wird hinter der schwarzen Hintergrundschicht 38 aufgebracht und sie kann aus irgendeinem geeigneten Klebstoffmaterial oder einem doppelseitigen Klebstreifen bestehen, von dem die eine Seite auf die schwarze Hintergrundschicht 38 aufgebracht ist. In jedem Falle ist die freie Oberfläche der Klebstoffschicht 40 mit einer geeigneten entfernbaren Schutzabdeckung 42 versehen, um den Klebstoff zu schützen, bis das Plättchen 30 an Ort und Stelle angebracht werden soll. Der Klebstoff 40 ist vorzugsweise hinter dem Flüssigkeitskristallmaterial 34 angeheftet_s was die Wärmeübertragung von den wärmeerzeugenden Schaltungselementen erhöht und damit ein rascheres Ansprechen des Indikators gestattet.

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Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform weist das Indikatorplättchen 30 noch eine weitere Schicht 36a auf, die im wesentlichen identisch ist mit der Kante 36 und diese weitere Schicht 36a liefert gleichzeitig mit der Plüssigkextskristallschicht J>k eine Bildbotschaft. Diese zusätzliche Schicht 36a umfaßt eine Vielzahl alpha-numerischer Schriftzeichen, die hinter dem Substrat 32 in dem Teil angeklebt ist, der nicht von der Flüssigkeitskristallschicht 3^ bedeckt ist. Zusätzlich ist die schwarze Hintergrundschicht 38 über die gesamte rückwärtige Oberfläche des Substrates 32 geklebt, wobei die Schicht 36a zwischen dieser schwarzen Hintergrundschicht und dem Substrat liegt.

Die Schichten 36 und 36a sind vorzugsweise aus einer hellgefärbten Farbe oder einer Metallfarbe hergestellt, wie einer Aluminiumfarbe oder Streifen aus aluminiertem Material. Die Schicht 36a könnte jedoch zwischen dem Substrat 32 und der Flüssigkeitskristallschicht 3^ aufgebracht werden, so daß bei Farbänderung des Flussigkeitskristalles die durch die Schriftzeichen der Schicht 36a gegebene Botschaft hervorgerufen werden würde.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Flüssigkeitskristallschicht 3*t und die Kante 36 ebenso wie die zusätzliche Schicht 36a, wenn eine solche benutzt wird, durch Seidensiebdruek aufgebracht, wobei jede Schicht in sehablonenartiger Weise aufgebracht wird, um jegliches Vergeuden der Materialien zu verhindern, insbesondere wenn der Flüssigkeitskristall relativ teuer ist. Außerdem wird der Flüssigkeitskristall auf eine relativ kleine Fläche aufgebracht, auf der er seiner anzeigenden Funktion ohne Materialvergeudung dient.

Das in den Figuren 6 und 7 dargestellte Plättchen 30 ist an den Modul 13 angeklebt, um den durch die Dioden 77 und 79 fließenden Strom anzuzeigen. In dieser Ausführungsform ist das Plättchen 30 also an dem Modul 13 und nicht an der Endwand 59 wie in Figur 1 angebracht. Die wärmeerzeugenden Elemente 77 und 79 sind daher direkt benachbart dem Klebstoff hinter der Flüssigkeitskristallschicht angeordnet und so ist sichergestellt, daß der Flüssigkeitskristall im wesentlichen augenblicklich auf die in diesen

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Elementen erzeugte Wärme ansprechen kann. Die Fläche des Flüssigkeitskristalls 3hj die durch die Kante 36 abgegrenzt ist, hat eine solche Größe, daß nur ein Teil der Flüssigkeitskristallschicht 34 tatsächlich in Berührung mit den Elementen 77 und steht, so daß ein zentraler Teil des Flüssigkeitskristalles die Farbe ändert, während der umgebende Teil in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur eine Kontrastfarbe aufweist und so das Fließens des Ladestromes anzeigt.

Vorteilhafterweise wird ein solches Flüssigkeitskristallmaterial in dem Plättchen 30 benutzt, das aufgrund der in den Dioden und 79 bei Umgebungstemperaturen zwischen etwa 10 und etwa 43°C erzeugten Wärme eine visuell nachweisbare Farbänderung zeigt, so daß das Plättehen unter den üblichen Umgebungsbedingungen, insbesondere bei Raumtemperatur, arbeitet. Wenn daher in der in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsform der Ladestrom durch eine Zelle fließt, dann wird die damit verbundene Diode 77 oder 79 erhitzt und verursacht dadurch eine sichtbare Farbänderung in einem Teil der Flüssigkeitskristallschicht 34 des Plättchens 30. Die Person, die die Zelle in die Ladeeinrichtung einbringt weiß daher fast unmittelbar, ob die Zelle einen Fehler aufweist, indem sie das Auftreten oder Niehtauftreten einer Farbänderung beobachtet.

In einigen Typen von Ladeeinrichtungen hört der Strom auf durch die Zellen 77 und 79 zu fließen, nachdem die Zelle geladen ist. Das Plättchen kann daher durch Rückkehr zur Umgebungstemperatur wieder seine Farbe ändern und so anzeigen, daß die Zelle voll geladen ist. In einigen anderen Ladeeinrichtungen wird jedoch ein "Überlade"-Strom weiterhin durch die Zellen fließen» der jedoch im allgemeinen die Zellen nicht beschädigt. In diesem Falle wird ein Teil des Flüssigkeitskristalles weiterhin eine von der Umgebungstemperatur verschiedene' Farbe haben.

In der Figur 8 ist eine andere Konstruktion des Plättchens 3O gezeigt. Eine schwarze Hintergrundsehicht 45 wird hierbei direkt hinter dem Substrat 32 aufgebracht und diese Schicht hat eine

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Bildöffnung 45a sowie, wenn dies erwünscht ist, weitere Öffnungen 45b in Form alpha-numerischer Schriftzeichen. Eine helle Hintergrundschicht 47₃ die im wesentlichen identisch den oben beschriebenen Schichten 36 und 36a ist, wird hinter der Schicht 45 angeklebt und erscheint in den Öffnungen 45b und bildet dort eine Kante 47a ähnlich der oben beschriebenen Kante 36,um die Bildöffnung 45a herum. Die Flüssigkeitskristallschicht 34 wird dann hinter der Schicht 47 aufgebracht und dahinter eine kleine schwarze Hintergrundschicht 38' und dahinter eine Klebstoffschicht 40 sowie dahinter eine Schutzabdeckung 42. Das Aufbringen der Schichten erfolgt im wesentlichen in der oben beschriebenen Weise.

Durch Ausbilden der alpha-numerischen Schriftzeichen in der schwarzen Hintergrundschicht 45 kann gegenüber einem direkten Aufdrucken von Metallfarben eine größere Bildklarheit erzielt werden.

Es kann eine Vielzahl von Abänderungen gegenüber den vorbeschriebenen Ausführungsformen im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. So kann die Kante 16 in Form alpha-numerischer Schriftzeichen oder anderer identifizierender Formen ausgebildet werden, um eine direkte Statusanzeige für eine spezifisch identifizierte Zelle zu liefern. Das Plättchen 30 kann an irgendeine Struktur der Ladeapparatur (z. B. den Transformator) angeklebt werden, die wärmeerzeugende Schaltungselemente einschließt, und die das Schließen des Ladestromes in den Batteriezellen anzeigt.

Es kann auch mehr als eine Schicht aus Flüssigkeitskristallmaterial auf das Substrat 32 aufgebracht werden, wobei jede der Schichten innerhalb verschiedener Temperaturbereiche anspricht, so daß das Indikatorplättchen JO über einen größeren Temperaturbereich anspricht als nur mit einer Schicht aus Flüssigkeitskristallmaterial. Auch kann die Schicht 36a als Teil der Kantenschicht 36 aufgebracht werden, dann jedoch mit entsprechend konfigurierten Leerräumen, um das Sichtfenster für die Flüssigkeitskristallschicht 34 und die erwünschten alpha-numerischen Schriftzeichen zu begrenzen, die aufgrund der dahinter angeklebten schwarzen Hintergrundschicht 38 sichtbar sind.

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Leerseite

Claims

Flüssigkeitskristall-Indikator und Verfahren zu dessen

Herstellung

Ansprüche

1. Flüssigkeitskristall-Indikator, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen transparentes Substrat (32) mit einer vorderen Oberfläche ₃ die die äußere Oberfläche des Indikators darstellt und einer rückwärtigen Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite, ein Flüssigkeitskristall-Material (3*05 das an einem vorbestimmten Teil der rückwärtigen Oberfläche des Substrates haftet, wobei dieses Flüssigkeitskristall-Material die Farbe in Abhängigkeit von Änderungen der Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Bereiches verändert, einer schwarzen Hintergrundschicht (38 oder 45), die zumindest hinter -dem Flüssigkeitskristall-Material innerhalb des vorbestimmten Bereiches des Substrates haftend angebracht ist und einem Klebstoff {40), der an der schwarzen Hintergrundschicht und dem Teil des Substrates haftet, der von dieser schwarzen Hintergrundschicht nicht bedeckt ist.

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2. Flüssigkeitskristall-· Indikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Bereich des Substrates wesentlich kleiner ist, als die gesamte Fläche der rückwärtigen Oberfläche.

3. Flüssigkeitskristall-Indikator nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Kante (36), die zwischen der schwarzen Hintergrundschicht und dem Substrat haftet und mindestens teilweise hinter der Flüssigkeitskristallschicht entlang mindestens eines Teiles seines Randes haftet, wobei die schwarze Hintergrundschicht im wesentlichen an der gesamten Fläche der hinteren Oberfläche des Substrates haftet.

4. Flüssigkeitskristall-Indikator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (36) Streifen aus metallartiger Farbe umfaßt.

5. Flüssigkeitskristall-Indikator nach irgendeinem der Ansprüche 1-Hj dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Flüssigkeitskristalles durch Seidensiebdruck auf das Substrat aufgebracht ist.

6. Flüssigkeitskristall-Indikator nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch alpha-numerisehe Schriftzeichen (36a), die zwischen dem Substrat und der schwarzen Hintergrundschicht haften, um eine Botschaft auf dem Substrat wiederzugeben.

7. Flüssigkeitskristall-Indikator nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskristallschicht oder die Kante oder die alpha-numerischen Schriftzeichen oder Kombinationen davon durch Seidensiebdruck zwischen dem Substrat und der schwarzen Hintergrundschicht aufgebracht sind.

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_ "Z. κ»

8. Flüssigkeitskristall-Indikator nach irgendeinem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch eine erste Hintergrundschicht (45)» die an einer Oberfläche des Substrates haftet, wobei diese erste Hintergrundschicht mit einer Öffnung ausgebildet ist, um ein Sichtfenster (45a) zu schaffen und die erste Hintergrundschicht mit weiteren Öffnungen (45b) in Form der erwünschten Informationschriftzeichen versehen ist, weiter eine zweite Hintergrundschicht (47) hinter der ersten Hintergrundschicht haftet und diese zweite Hintergrundschicht so ausgebildet ist, daß sie eine Kante um die Ränder des Sichtfensters bildet sowie eine Auflage hinter den weiteren Öffnungen.

9. Flüssigkeitskristall-Indikator nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Indikator an das Gehäuse der Ladeeinrichtung für die Batterie im wesentliehen unmittelbar benachbart einer wärmeerzeugenden Schaltungseinrichtung (77, 79) angeklebt ist, die mit jeder Batteriezelle in der Batterieladungseinrichtung verbunden ist, so daß der Flüssigkeitsindikator die Farbe verändert, wenn der Ladestrom durch die wärmeerzeugende Schaltungseinrichtung fließt, und dadurch anzeigt, daß die damit verbundene Batteriezelle geladen wird.

10. Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitskristall-Indikators, dadurch gekennzeichnet» daß man ein Plüssigkeitskristallmaterial an einen vorbestimmten Teil der rückwärtigen Oberfläche eines im wesentlichen transparenten Substrates klebt» wobei dieses Flüssigkeitsmaterial seine Farbe in Abhängigkeit von Temperaturänderungen innerhalb eines vorbestimmten Bereiches verändert, man eine sc.hwarze Hint ergrund schicht mindestens hinter dem FlüssigkeifäGtaterial anklebt und man einen Klebstoff hinter der schwarzen Hintergrundschicht und dem Teil der rückwärtigen Sufrstratoberflache anbringt» die von der schwarzen

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Hintergrundschicht nicht bedeckt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Flüssigkeitskristall an einem vorbestimmten Bereich der rückwärtigen Substratoberfläche angeklebt wird, der beträchtlich kleiner ist, als der Gesamtbereich der rückwärtigen Substratoberfläche.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kante zwischen der schwarzen Hintergrundschicht und dem Substrat zumindest teilweise hinter mindestens einem Teil des Randes des Flüssigkeitskristallmaterials anklebt und das Ankleben der schwarzen Hintergrundachicht an im wesentlichen die gesamte Fläche der rückwärtigen Oberfläche des Substrates erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Anbringen des Flüssigkeitsmaterials durch Seidensiebdruck erfolgt.

Ik. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennz e i__c h η e t j daß aipha-nume.ri.sche Schriftzeichen zwischen dem Substrat und der schwarzen Hintergrundschicht angebracht werden.

15. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitskristallmaterial oder die Kante oder die alpha-numerischen Schriftzeichen oder Kombinationen davon durch Seidensiebdruck aufgebracht werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die alpha-numerischen Schriftzeichen innerhalb des Bereiches des vorbestimmten Teiles angeheftet werden, um die aufgrund der Färbveränderung in dem Flüssigkeitskristallmaterial hervorgebrachte Botschaft zu verstärken.

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