JPS61502212A - 改良液晶温度センサおよび材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 改良液晶温度センサおよび材料 この出願は１９８４年５月２２日に出願した米国特許出願第６１２、９０６号の １部継続出願であり、その全出願明細書の記載を参照のために加入している。

技術分野 本発明は、一般に温度を感知する液晶装置、液晶材料および封じ込める媒体組成 物、およびかかる液晶材料および媒体の製造および使用方法に関する。

関連する特許および出願明細書の引用 米国特許第４．４３５．０４７号明細書、１９８４年３月６日発行。

米国特許出願第４７７、１３８号および第４７７、２４２号明細書、いずれも１ ９８３年３月２１日出願。

米国特許出願第４．８０，４６１号および第４８０．４６６号明細書、いずれも １９８３年３月３０日出願。

米国特許出願第５８５．８８３号明細書、１９８４年３月２日出願。

また、本出願の発明者は上記特許および出願の発明者である。上記特許および出 願明細書の内容を参照のため本明細書に加入している。

従来技術 従来において液晶材料は温度感知目的のために使用されている。１種の液晶温度 センサの１例については米国特許第４．１４０．０１６号明細書に記載されてい る。この米国特許において、温度センサはネマチック液晶をねじらせる光学活性 成分を有するネマチック液晶が使用されており、このために温度が、いわゆる転 移点温度または透明点温度以下の場合には、通常、光が液晶材料によって反射さ れ（この場合、互変性的に用いられる）、これによって液晶材料はメソモルフイ ック相（ｍｅｓｏｍｏｒｐｈｉｃ　ｐｈａｓｅ）状である。しかしながら、転移 または透明点温度に達成しおよび越える場合には、液晶はイソトロピック相（ｉ ｓｏｔｒｏｐｉｃ　ｐｈａｓｅ）になり始め、殆んど光学的に透明になる。転移 温度は液晶材料を調製するのに用いられる成分およびその割合の作用によって選 択できる。従来の液晶温度センサにおいて遭遇する１つの欠点は不適当な照明で は読取りが困難であることである。

他の従来の液晶温度センサ装置では、見掛けの光の変化を温度の作用によって、 通常受けるコレステリンク液晶材料が使用されている。コレステリンク温度域知 装置において遭遇する１つの欠点は比較的に長い緩和および／または記憶特性を 有することであり、しばしば知られているコレステリック液晶に対する材料の逆 転（ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ）が比較的に遅いこと、事実、非可逆性であることであ る。コレステリック液晶温度センサによる他の欠点は、薯の操作応答するのに１ ００℃の程度と云われているように最大温度が比較的に低いことである。

封じ込め、カプセル化または支持媒体に形成された体積体に液晶材料、特に作用 的なネマチック液晶材料のカブセル化（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）または別 に封じ込め（ｃｏｎ　ｔａ　ｉｎｍｅｎ　ｔ）は上述する米国特許および出願明 細書に記載されている。

更に、これらの明細書には、液晶材料および封じ込め媒体は、指示入力が存在し ない場合に、封じ込め媒体は自然の液晶構造を、いわゆる曲線または歪曲列にゆ がめる傾向があるように記載されている。かかる入力の不存在において生ずる液 晶材料の屈折の異常光屈折率は封じ込め媒体の屈折の屈折率より大きく、それ故 、含有する液晶材料に衝突する入射光が好ましくは殆んどイソドロピンク的に散 乱する傾向がある。しかしながら、電界の如き指示入力の存在においては、液晶 構造はかかる入力に関して整列し；好ましくは液晶材料の屈折の常光線屈折率が 封じ込め媒体の屈折率に極めてよくマツチし；従って、入射光の散乱（または吸 収）の量が減少する。上記米国特許出願第４７７、１３８号明細書には、多量の イソトロピック的に散乱する光が屈折して、これより更にイソトロピック散乱に より液晶材料に戻る反射配置が記載されている。この反射は散乱する含有液晶材 料の有効な明るさを増すか、または高める。全内部反射の原理はかかる反射特性 を達成し、それ故望ましい明るさに高めるようにできる。

液晶材料をカプセル化または封じ込めるのに使用されている種々の媒体の欠点と しては、かかる媒体が比較的に高い温度の作用を受けた場合に実質的におよび／ または比較的に速やかに変色、例えば褐変することである。また、他の欠点とし ては、比較的に高い温度において、液晶が媒体に溶解することである。

本発明の代表的な目的は、高い温度応答を有し、特に温度に速やかに応答する広 い範囲の温度応答を有し；比較的に速やかに可逆できるメソモルフイック相とイ ソトロピック相との間のシャープな転移を有し；比較的に広い異なる転移温度を 得、比較的に長く持続するように調整できる能力を有し；特に複数体積体（ｖｏ ｌｕｍｅｓ）の液晶を含有する封じ込め媒体において、封じ込め媒体を変色また は少なくとも速やかな変色を生ずることがなく、かつ液晶が媒体に溶解すること のない液晶温度センサを提供することである。

１ユニ皿丞 本発明は温度指示組成物、装置および方法に関する。本発明のユニの重要な観点 は、コレステリック液晶混合物を必要としない温度感知のために液晶材料を使用 すること、液晶材料を改良すること、その調製および使用すること、液晶材料を 混合して転移温度、すなわち、成分の転移点および成分の割合の作用を有する組 成物を得ること、温度感知のための液晶材料の体積体を保持する封じ込み媒体を 変色しないかまたは変色を遅くするようにすること、および媒体の温度が転移ま たは透明点温度以下の場合に、液晶構造を歪曲するように封じ込み媒体に形成さ れる体積体で上記液晶組成物を含有することである。

液晶材料を上記歪曲または曲線に配列したメソモルフイック相にする場合、その 屈折率を異にし、好ましくは封じ込み媒体の屈折率より大きくする。しかしなが ら、他方において、液晶材料の温度が転移温度を越える場合には、液晶材料は殆 んど光学的に透明であるイソトロピック相に変化し、このために液晶を封じ込み 媒体の屈折率に実質的にマツチする屈折率を有するように選択する。それ故、液 晶がメソモルフイックで、歪曲および曲線に配列する相の場合には、入射光を好 ましくはイソトロピック的に散乱し、この散乱光は液晶材料の温度が転移温度以 下であることを確認（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）するのに用いることができる。他 方において、液晶材料がイソトロピック相である場合には、入射光が透過し、こ のために液晶材料の温度が転移温度またはこの転移温度以上である他の確認を形 成する。散乱液晶材料は透過液晶材料より視覚的に明るい。更に、好ましくは、 染料を封じ込み媒体に添加して散乱光を着色することができる。また、寿命を最 大にし、かつ操作を最適にするために液晶を溶解しない、および高温度に対する 応答を遅くするかまたは褐変しない封じ込み媒体を使用する。

本明細書に用いる用語「転移温度」、「転移点」、「透明温度（ｃｌｅａｒｉｎ ｇ　ｆｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）　Ｊおよび「透明点」は液晶組成物または化合物 がメソモルフイック相からイソトロピック液体またはイソトロピック相の形態を 通過する点または温度を意味する。

本発明はネマチックまたはスメクチック液晶材料を単独でまたは互いに組合わせ て、必要に応じてコレステリック液晶材料と組合わせて用いるのが好ましい。し かしながら、液晶材料は主として操作的にネマチックまたはスメクチックにし、 この事はかかる材料をネマチックまたはスメクチック液晶材料のような少なくと もあ手段で操作することを意味する。この操作性能において重要なことは、特に 応答する液晶構造またはその配向の能力を含んでおり、大部分は境界効果、すな わち、液晶材料と、例えば液晶材料を体積体またはカプセル状空間に含有する封 じ込め媒体の内壁との境界の作用を定めることである。かかる体積体は互いに流 動的に分離でき、または１または２以上の同じ体積体に流動的に結合することが できる。また、液晶材料は少なくとも２つの異なる相を有し、１つの相はメソモ ルフイック相であり、他の相はイソトロピック相であり、後者は通常、特定の転 移温度およびそれ以上の温度で生ずる。更に、こ＼に使用する用語の「カプセル 化（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇ＋ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ）　Ｊ、「封じ込 める（ｃｏｎｔａｉｎｅｄ）　Ｊ　、封じ込め（ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ）　Ｊ などは上述する体積体に上記液晶材料を含有するためのカプセル化または封じ込 める媒体の如き媒体を意味する。

用語の［歪曲配列（ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ　ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）　Ｊまたは曲線 配列」などは封じ込め媒体に形成された体積体の壁によってメソモルフイックま たはアニソトロピック相において液晶材料の自然構造が歪曲することを意味する 。この自然構造は好ましくは、一般に線状でる。かかる歪曲または曲線的に配列 さた構造は体積体の壁に平行関係に（この体積体壁は、例えば一般に球体体積体 、いわゆる、カプセル状配。

置の場合には湾曲しており、液晶構造は一般に湾曲している）、または体積体壁 に正常関係に液晶構造を強制配向することができる。曲線または歪曲配置につい ては上述する米国特許および出願明細書に記載されている。

本発明の１つの観点においては、液晶の温度の作用により入射光を散乱または透 過する液晶材料を、その温度が転移温度以下である場合に液晶構造を歪曲する封 じ込め媒体に形成された体積体に含有させる。液晶材料および封じ込め媒体の屈 折率がマツチしないために、入射光は殆んどイソトロピック的に散乱する。しか しながら、転移温度およびそれ以上では、液晶材料が透明であるために液晶材料 および封じ込め媒体の屈折率がマツチし、入射光は透過し、一般に散乱しない。

それ故、光学的結果、すなわち、温度の作用は温度域受性色変化コレステリンク 液晶材料を必要とすることなく、ネマチックまたはスメクチック液晶またはその 組合わせによって、必要に応じてコレステリンク液晶成分と組合わせて達成する ことができる。

本発明の他の観点においては、かかる温度感知装置においてメソモルフインクま たはアニソトロピック相液晶材料により散乱した光を散乱液晶材料に反射してそ の視覚出現（ｖｉｓｕａｌ　ａｐｐｅａｒａｎｃｅ）を明るくする。更に、本発 明の他の観点によれば、かかる反射を全内部反射原理により得られるようにする ことができる。かがる明るい出現は液晶材料の比較的に暗い出現、すなわち、明 るい光透過イソトロピック相における転移温度以上に対比する。

本発明の更に他の観点によれば、液晶温度感知および指特表昭６１−５０２２１ ２　（５） 示装置は温度感知操作中、液晶材料を照明する照明光源を含んでいる。この配置 の重要な利点は暗所または比較的に近づきがたい所における温度を測定できるこ とである。

更に、他の観点は、特に温度感知する改良された液晶材料およびそれを調製する 方法に関する。

更に、他の観点においては、液晶材料を通常、常温以下のある場合において必要 とされる所望の転移点を有する組成を達成する；および封じ込め媒体の有害な変 色および／または比較的に高い温度に応答する液晶材料の媒体における吸収を除 去または軽減するように組成に組合わせることである。

本発明の重要な利点は温度応答の可能性、特にコレステリック液晶材料の低温度 制限に比較して比較的に高いレベルにおいて温度および温度指示を感知するか、 または応答する能力にある。この利点は、例えば液晶材料または混合使用の高温 能力によって、イソドロピンク点における信頼性、および変色の回避、および出 力の明確なまたは識別する能力を最小にする屈折率特性を達成することである。

本発明の１例においては、温度センサおよび指示器は液晶の温度の作用によって 入射光を散乱または透過する液晶、該液晶の複数の体積体を含有しかつメソモル フイック相の場合に液晶の天然構造を歪曲する封じ込め媒体、温度を感知する封 じ込め媒体中に液晶体積体を支持する支持体を含んでおり、上記液晶は転移温度 より低い温度においてメソモルフイックまたはアニソトロピック相を有し、およ びかかる転移温度およびこれ以上においてイソトロピック相を有している。

本発明の他の例においては、温度センサは転移温度およびこれ以上においてイソ トロピック相およびがかる転移温度以下においてメソモルフインクまたはアニソ トロピック相を存する液晶材料、かがる転移温度より低い温度で少なくとも曲線 列配置に液晶材料を含有する封じ込め媒体、かかるメソモルフインクまたはアニ ソトロピック相において入射光を散乱する封じ込め媒体とは異なる屈折率を有す る液晶材料、およびかかるイソトロピック相において入射光の上記散乱を減少す る封じ込め媒体の屈折率と実質的にマツチした屈折率を有する液晶材料を含んで いる。

本発明の他の例においては、組成物はａ）０〜１００モル％の第１液晶材料およ びｂ）０〜１００モル％の第２液晶材料を含んでおり、この組成物は転移温度よ り低い温度においてメソモルフインクまたはアニソトロピック相およびががる転 移温度およびこれ以上の温度においてイソトロピック相を有し、および転移温度 を約２５〜約７５℃の範囲にする。１００％の１種の液晶材料を用いる場合には 、他の液晶材料は組成物に使用せず；このために、１００％の１種の液晶材料を 使用する組成物の場合の転移温度はこの使用する液晶材料の転移温度である。

本発明の更に他の例においては、組成物は：ａ）　０〜１００モル％の第１液晶 材料、およびｂ）　０〜１００モル％の第２液晶材料（材料の全量は１００％に 添加する）を含んでいる。組成物は転移温度より低い温度でメソモルフインクま たはアニソトロピック相およびかかる転移温度およびこれ以上の温度でイソトロ ビック相を有し、第１および第２の液晶材料は次に示す組成物のそれぞ１つの組 成物から選択する＝ｉ　）　ＰｅＰＭｅＯＢ　３９．６％ ＰＰＰＯＢ　２６．６％ ４−エチルフェニルプロピルベンゾエート　３３．８％ｉｉ　）　ＰＰＭｅＯＢ 　６０％ ＰＰＰＯＢ　４０％ ｉｉｉ　）混合物：約５２％の （１）　ＰＰＭｅＯＢ　６０％およびＰＰＰＯＢ　４０％の混合物　８２％およ び約４８％の （１）　ＣｎＰＰｅＢ　３３％ （２）　Ｃｎ　Ｐ　Ｈｅ　ｐ　Ｂ　５　Ｑ％こ＼に記載する略語は次に示す意味 を有する：ＰｅＰＰ０Ｂ　：　４−ｎ−ペンチルフェニル−４−ｎ−ペントキシ ベンゾエート ＰｅＰＭｅＯＢ　：　４−　ｎ−ペンチルフェニル−４−ｎ−メトキシベンゾエ ート ＣｎＰＰｅＢ　：　４−シアノフェニル−ペンチルベンゾエートＣｎＰＨｅｐＢ 　：　４−シアノフェニルーヘプチルベンゾエートＰＰＰＯＢ　：　４−ペンチ ルフェニル−４−ｎ−ベンチルオキシヘンゾエート ＰＰＭｅＯＢ　：　４−ｎ−ペンチルフェニル−４−ｎ−メトキシベンゾエート 。

また、特に記載しない限り、液晶材料の量（％）ばモル％で示している。

本発明の他の例においては、組成物はａ）約３０％〜約１００％以下のビス−ブ トキシメチルヒドロキノン、およびｂ）約０％以上〜約７０％のビス−ペンチル メチルヒドロキノンを含んでいる。この組成物は約２０５℃までの転移温度を有 している。

本発明の他の例においては、温度センサは液晶の温度の作用によって入射光を散 乱しまたは透過する液晶、および複数の体積体のかかる液晶を含有する封じ込め 媒体を含んでおり、かかる封じ込め媒体は比較的に高い温度に応答して変色を受 けないか、または変色を示さず、および比較的に高い温度で液晶を溶解しない材 料から形成する。

本発明の更に他の例においては、温度センサは液晶の温度の作用によって入射光 を散乱または透過する液晶、および複数体積体のかかる液晶を含有する封じ込め 媒体を含んでおり、かかる液晶はコレステリック液晶を存在させない少なくとも １種のネマチック液晶材料およびスメクチック液晶からなる。

次に、本発明の上述する目的、利点および要旨を添付図面を参照して説明する。

上述するおよび関連する目的を達成するために、本発明は本明細書および請求の 範囲に以下に記載する、特許請求の範囲において指摘する要旨からなり、次の記 載および添付図面において本発明のある具体例を説明しているが、本発明の原理 を用いて種々の手段で達成することを示している。

画訓！４戸１１Ｗ吸 第１図は光を散乱する本発明による液晶温度センサの側面図； 第２図は第１図の矢２−２の方向から観察した第１図に示す液晶温度センサの平 面図； 第３図は液晶材料をイソトロピック相とする液晶温度センサの側面図： 第４図は曲線配列相のメソモルフイック状の液晶材料を含有する封じ込め媒体の カプセルまたは体積体を示す説明用線図； 第５図はイソトロピック相の液晶材料を含有する封じ込め媒体のカプセルまたは 体積体を示す説明用線図；第６図は液晶構造を一般にカプセルまたは体積体壁に 直角に配列した第４図に示すと同じ説明線図；第７図は液晶材料をイソトロピッ ク相からメソモルフイックで曲線的に配列した相への繰返しを強める添加剤を有 するエンカプセル化液晶材料の体積体および封じ込め媒体からなる他の変形構造 を示す説明用線図；第８および９図は第１〜３図に示す液晶温度センサにより光 を散乱または透過するのに用いるメソモルフインク曲線配列相およびイソトロビ ック相の液晶材料の１部断面図；第１０図は第４図に示すメソモルフインク、曲 線配列相の液晶材料を含有する封じ込め媒体のカプセルまたは体積体を示す説明 用線図；および 第１１図は本発明による液晶材料の個々の混合物の組成物とその転移温度との間 の関係を示すグラフである。

添付図面において、第１，２および３図の同じ部分は同じ符号で示しており、本 発明による液晶温度センサを１で示している。液晶温度センサ１の基本構成部分 は４つの好ましい例の少なくとも１つの温度感知液晶セグメント２〜５、これら のセグメントを支持する支持体６および液晶セグメントに入射光を向け゛る光源 を含んでいる。組合わせハンドルおよびハウジング１ｏは光源７を包囲し、支持 体６の固定部を設け、液晶温度センサエの手動操作を容易にする。

以下に詳述するように、各液晶セグメント２〜５は天然液晶構造をメソモルフイ ック相の場合に形成された曲線配列に歪曲する傾向のある封じ込め媒体に液晶構 造を形成し；各セグメント２〜５は液晶をイソトロピック相に変化する、および それ以上の唯一の転移温度を有している。メソモルフイック、曲線配列相におい て、各セグメントはそこに入射する光を散乱する傾向があり、およびイソトロピ ック相において、セグメントはそこに入射する光を透過する傾向がある。光源７ には液晶セグメント２〜５を照明する照明源を設ける。この照明は第１図に示す ように一般に支持体６に対して平行をなす光路１１に沿って設ける。ハウジング １０の窓１２には光源７からの光を光路１１に沿って進ませる出口を設ける。

光源７を電気回路１３に接続し、この電気回路１３は光源を付勢するバッテリー １４および選択的に閉じて光源７を付勢して光を放射する回路を構成するブツシ ュボタンの如きスイッチ１５を含んでいる。ハウジング１ｏはトランク１６を含 んでおり、このトランク１６に沿って支持体６を摺動して支持体６および液晶セ グメント２〜５をハウジング１ｏ内に引っ込ませて保護貯蔵する。この目的のた めに、ハウジング１゜を手で持ちながら親指の圧力または力を用いてスイッチ１ ５の頂部を第１〜３図に示すように右側に押圧して支持体６を右側におよびハウ ジング１ｏ内に摺動することができる。

この摺動中、スイッチ／ボタン１５はハウジング１ｏの頂部に設けられているス ロット１７に沿って摺動する。必要に応じて、スイッチ１５を上述する摺動移動 するのに用いる装置から分離することができる。

支持体６ば、例えばアルミニウムまたはニッケルで被覆した鋼の如き良好な熱伝 導材料から形成するのが好ましい。

支持体６の熱伝導特性は熱を液晶セグメント２〜５に伝導しやすくする。支持体 ６は、一般に反射性である。本発明の好適例および最適な手段では、支持体６の 頂部表面の部分を黒色にするか、またはいがなる場合でも光路１１を沿って透過 する反射光を避けて反射率を最小にすることができるけれども、液晶セグメント ２〜５の下に向う支持体６のこれらの部分は光学的に反射させ、光を散乱する場 合に液晶セグメントを明るくしやすくし、かつ明るさを高めるようにする。

本発明による液晶温度センサ１を用いる場合には、スイッチ１５を左側に摺動し て支持体６および液晶セグメント２〜５をハウジング１０から突出させる。スイ ッチ１５は、例えばこれを押圧して閉じて回路１３を付勢して光源７を液晶セグ メント２〜５に向う光路１１に沿って光を伝わらせる。支持体６は温度を感知す る表面、ディバイス（ｄｅｖｉｃｅ）、環境などと掛合させる。いかなる場合に も、メソモルフイック曲線配置相に維持するこれらの液晶セグメント２〜５は光 路１１に沿って受ける光を散乱し、この散乱は第１図の２０で示すように各液晶 セグメントの頂面２２に向う方向２１に使用者が視覚的に観察できる。これらの 散乱液晶セグメントは、例えば頂部から視覚観察において比較的に明るく見るこ とができる。しかしながら、いずれの場合においても、転移温度またはこれ以上 の温度に上げると、これらの液晶セグメント２〜５は明るくなり、もはや光を散 乱しなくなる。

事実、光源７から光路１１を沿って向う光はかかる液晶セグメントを通して透過 し、光路１１の延長部分２４に沿って液晶セグメントの端部２３から脱出する。

従って、イソトロピック相の液晶材料のかかるセグメントはメソモルフインク散 乱相におけるセグメントに比較して比較的に暗く見える。

第４図には、本発明による含有する液晶材料の多くの体積体２９を示している。

この体積体２９は一つのカプセルとして示している。しかしながら、上述するよ うにかかる体積体は例えば与えられた液晶セグメント２〜５におけるように１ま たは２個以上のセグメントを流体的に互いに連結することができる。体積体また はカプセル２９には液晶材料３０を含有しており、その多くの分子または構成部 分３１をカプセル３２内に含有する種々の図形の破線で示している。液晶３０の 体積体の境界を規定するカプセル３２の内壁３３において、液晶分子または構成 成分３１はネマチックおよびスメクチック液晶材料の普通構造である通常の直線 配置から一般に壁３３に平行な曲線配列配置または構造に歪曲する。特に、壁３ ３、すなわち、３４で示す境界にもっとも近い分子または構成成分３１は壁３３ に平行に（完全に平行ではないが）なり、３５で示されるまたは壁３３から離れ た分子または構成成分３１は壁３３に近い液晶の影響によって曲線配列構造にな る傾向がある。更に、カプセル３２における液晶構造の歪曲によって、液晶の構 造配列に不連続３６を生じ、撹乱しない場合に液晶はカプセルにおいて最低の自 由エネルギー状態になるものと思われる。

カプセル３２は結合媒体、封じ込め媒体、支持媒体などから形成するのが好まし く、一般に光学的に透明にするのが好ましい（または必要に応じて適当な着色染 料で着色することができる）。かかる媒体はある屈折率を有している。

例えば、第４図に示すように液晶材料３０が曲線的に配列したメソモルフインク またはアニソトロピック相である場合に、光の所望散乱を達成するためには、か かる液晶材料の屈折率を媒体の屈折率より大きく、好ましくはより大きくする。

液晶構造の上記歪曲およびかかる屈折率間の差の結果として、液晶材料３０の複 数の体積体２９を含む液晶セグメントに入射する光路１１（第１図）に沿って伝 わるような光は実質的にイソトロピカル的に散乱する。この散乱光は観察方向２ １に見ることができ、これによって個々の液晶セグメント２〜５　（すなわち、 それぞれの転移温度以下）は比較的に明るく観察者に見えるようになる。

体積体２９における液晶材料３０を転移温度にまたは転移温度以上に上げる場合 には、かかる液晶材料は第５図に示すイソトロピック材料になる。このイソトロ ピック材料は第５図において複数の点として示しており；この点は液晶構造にお いて曲線配列構造からイソトロピック相への変化を示している。液晶材料がイソ トロピック相である場合に液晶カプセルまたは体積体２９を通る光透過を最大に する場合、イソトロピック相におけるかかる液晶材料の屈折率は、同一でない場 合でも、封じ込め媒体３２の屈折率にほぼ等しくするようにマツチする。これら の屈折率の近似または同一にすることは、例えば第３図に示すようにそれぞれの 液晶セグメント２〜５を通る光の透過を実質的に非歪曲、非屈折および非散乱に する。この場合、最小の光が観察方向２１に観察できるように散乱するから、イ ソトロとツク相における個々の液晶セグメント２〜５は、例えばメソモルフイッ ク相における散乱液晶材料に比較的して比較的に暗く見える。

第６図は、本発明の他の例によるカプセル化または含有した液晶材料３０′の体 積体２９′を示している。第６図の体積体２９′と第４図の体積体２９との主な 相違は、第６図に示すように液晶分子または構成成分３１′がカプセル３２′お よび壁３３′に関して非平行の角度で一般に配列していることである。事実、第 ６歯に示す液晶構造は壁３３′との境界または界面において壁３３′と直角にま たは垂直に配列し、また境界から離れる体積体２９′における他の液晶は境界お よび配列により影響し添付図面に示すように通常の配列特性を保持する。第６図 に示す例の操作は上述する第４および５図に示す例の場合と同様に操作する。特 に、液晶構造が例えば第６図に示すように曲線的に配列している場合には、光散 乱を生じ；光の散乱の減少、好ましくは光の透過は、液晶材料が転移温度におい ておよびそれ以上においてイソトロピック相の状態である場合に生ずる。

従来の色変化するコレステリック液晶温度センサ装置に対する本発明の重要な利 点は本発明において使用できるネマチックおよび／またはスメクチック液晶が約 ２０５℃までの温度に耐えうろことである。通常のコレステリンク液晶は１００ ℃以上の温度では満足に作用しない。それ故、本発明は特に高い温度操作能力を 有している。上述する米国特許第４，１４０，０１６号明細書においては不活性 添加物をネマチ７り液晶において望ましいねじれを得るために必要としている。

この添加物は、例えばコレステリック材料として記載されている。このために、 この米国特許の装置は本発明を操作する高温度で操作することは予想することが できない。

しかしながら、本発明の比較的に低い温度能力の例として考察される、例えば第 ７図に示す例では、第４図に示す体積体２９について上述すると同様の含有また はカプセル化液晶材料の体積体２９″に添加物３９を含んでいる。添加物３９は 、例えばカプセル３２“における液晶材料３０″の歪曲−ねじらない−を促進お よび高めるチラル添加物（ｃｈｉｒａｌ　ａｄｄｉｔｉｖｅ）である。

第８および９図はメソモルフイック曲線配置アニソトロピック相およびイソトロ ピック相において液晶セグメント２の形状の本発明の好適な例および好ましい形 状を拡大して示している。セグメント２は、例えば液晶材料３０および封じ込め 媒体３２の複数の体積体２９から形成している。封じ込め媒体は、例えばポリビ ニルアルコールであり、好ましくハホリビニルアルコールと後述するようなカル ボン酸含有重合体との組合わせであり、またこの媒体は、いわゆる、カプセル化 液晶層４２の上側および下側に保護層４０および４１を形成できる。封じ込め媒 体は体積体２９における液晶材料の汚染物を防止する。この層４０および４１は 、その保護作用を必要としない場合には、その厚さを減少できおよび／または省 くことができる。支持体６は、セグメント２を形成する区域の下側にみがいたま たは光学的に反射する被覆４３を存する。

光源７（第１図）からの光路１１に沿う入射光４４は液晶層４２上におよび保護 層４０および４１上に衝突する。一般に、保１ｉ４０および４１は光学的に透明 であるから、その上に衝突する光４４は第８図に示すようにかかる保護層を通し ておよびその左側端部を通して透過する。しかしながら、メソモルフインク液晶 層４２上に衝突または入射する光は、好ましくは殆んどイソトロビク的に散乱す る。観察方向２１から見てセグメント２０頂面４５を通って散乱する光線または ビー）　ムの１例を５０で示している。面４５に向って散乱または反射し、かつ 面４５に対して垂直の光線５０の如き面４５に直角の比較的に狭い円錐角内に入 る光は観察するかかる面を通して透過する。しかしながら、かかる円錐角の外側 で、かつ空気のような外部環境と面４５との界面に入射する他の散乱光線５１は かかる界面において液晶層４２に向って戻る光線５３のように完全に内部に反射 し、液晶層を一層明るくかつ効果的に明るくする。この全内部反射は、ポリビニ ルアルコールまたはこれと後述する他の材料との組合わせのような層４０の屈折 率が空気のような外部媒体５２の屈折率を越える場合に、および当業者により明 らかなようにおよび光線５１の角が、例えば上述する１部継続特許出願の明細書 のそれぞれに記載されているように予じめ定められた円錐角の範囲を越える場合 に生ずる。

Ｎ４２に入射する光の散乱は光線またはビーム５４によって生ずることができ、 この光線またはビームは液晶Ｎ４２に向って戻る光線５５として支持体６または 他の媒体との界面において保護層４１に生ずる全内部反射によってまたは反射面 ４３によって反射する。また、液晶層４２により散乱した若干の光は第８図に関 して層の左側または右側に透過するが、しかし比較値かなかかる側方散乱を生ず る。

第９図において、封じ込め媒体における液晶材料３ｏはイソトロピック相状態で ある。従って、光路１１に沿う入射光４４は、セグメント２の左側から出る光４ ４′で示されているようにセグメント２をほぼ完全に透過する。この結果、観察 方向２工から、セグメント２は、特に他の明るい散乱セグメントに対して比較的 に暗くまたは暗黒に見える。

それ故、液晶温度センサ１は比較的に高いレベルにおいて温度を感知する能力が 得られる。また、本発明はイソトロピック相の液晶に対してメソモルフインクま たはアニソトロピック相の含有液晶材料の散乱と明るさとの差、特に高められた 明るさを区別する高い観察さを得る。必要に応じて５面４３を部分的反射、非反 射または光学的吸収させることができるが、しかし、なお全内部反射を界面４５ において生じさせおよび／またはなお部分反射を部分リフレクタ−で生じさせる 程度に、なおメソモルフインク液晶によって散乱を生じさせおよびなお明るさを 高めるようにする。

吸収面４３の利点はイソトロピック液晶材料セグメントの観察を更に暗くする、 すなわち、転移温度以上で入射光を吸収するかかる吸収面４３の能力である。ス ペーサー（図に示していない）を吸収面４３と液晶層４２または保護層４１の底 部との間に設けて、例えば引用文献として示した上述するユニの特許出願明細書 に記載されているように全内部反射特性を改良することができる。

本発明はネマチック液晶材料またはスメクチック液晶材料を好ましく作用でき、 これら両者は上述するように曲線配列または歪曲することができ、および一般に 温度に対する応答において色変化させる以外に光学特性における変化を示す。後 述する変化は主としてコレステリンク液晶材料に対する場合である。

使用する液晶材料は光学的透明度（透明点以上）によって良い透明点（転移温度 ）および透明点の精度、制限または特異性を有する（すなわち、透明点温度は正 確に規定し、観察しやす（これらの特性を達成しやすくする）。これらの特を存 する液晶材料の例としてはヒドロキノン基の特性を有する。また、アルキルフェ ノールエステルの誘導体である液晶材料は極めて狭い透明点を有するために特に 望ましく、このために温度測定作用について極めて正確である。

更に、本発明において好ましい液晶材料は互いによく混合して透明点、すなわち 、個々の透明点の作用が得られるものであり、液晶材料は相対量で混合する。す べての液晶材料は混合しないで良い透明材料を得ている。しかしながら、エステ ルおよびヒドロキノンである液晶材料はよく混合し、良い透明点（すなわち、正 確に規定でき、容易に識別でき、および観察できる）が得られる。

上述するように、本発明において用いる液晶材料としてはヒドロキノンの誘導体 、特にメチルヒドロキノンである組成物を用いることができる。このタイプの液 晶材料は次の弐： （式中、Ｒは低級アルキルまたは低級アルコキシ基およびＲ′は低級アルキル基 を示す）で表わすことができる。本発明において、低級アルキルまたは低級アル コキシ基は約１〜約８個の炭素原子を有する基を示す。Ｒ基としては、例えばメ チル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、オクチル、メトキシ、エトキシ、 プロポキシ１、ブトキシ、ペントキシ、ヘキシオキシ（ｈｅｘｏｘｙ）などを包 合する　ＲＲ基としてはメチル基が好ましい。

Ｒ基の例、およびこのＲ基を含み、Ｒ′がメチルである液晶材料のイソドロピン ク転移温度を次に示ず：基　転移温度（、’Ｃ） Ｒ＝ペンチル　１４０゛ Ｒ＝ブチルオキシ　２０６゜ Ｒ＝へキシルオキシ　１７２゛ Ｒ＝ブチル　１３９゛ 本発明に用いるヒドロキノン−ベースド液晶材料（カッコ内に転移温度を示す） としては、例えばビス−（４−ブトキシベンゾイル）−２−メチルヒドロキノン （２０４℃）、ビス−（４−ペンチルベンゾイル）−２−メチルヒドロキノン（ １４０℃）、ビス＝（４−ペントキシベンゾイル）−２−メチルヒドロキノン、 ビス−（４−へキシオキシベンゾイル）−２−メチルヒドロキシ７（１７２℃） 、ビス−（４−ブチルベンゾイル）−２−メチルヒドロキノン、ビス−（４−メ トキシベンヅイル）−２−メチルヒドロキノンなどを包含する。これらのヒドロ キノン−ベースド液晶分子の混合物は有利に用いることができる。

ヒドロキシリン頓に添加でき、かつ本発明における液晶材料として用いる他の材 料としてはアセテート、プロピオネート、ブチレート、ヘキサノエートなどの如 きカルボン酸エステルおよびメチルカルボキシ、エチルカルボキシ、ペンチルカ ルボキシなどの如きカルボキシを包含する。

本発明において有用な他の液晶材料としては、次の表１に示す材料を挙げること ができる。また、表１には材料を容易に組合わせることができることを示してお り、また各材料の転移温度を示している。

二表　１ ＰｅＰＰｅＯＢ　４−ｎ−ペンチルフェニル−４−ｎ−ペントキシベンゾエート 　５５゜および ＰｅＰＭｅＯＢ　４．−ｎ−ペンチルフェニル−４−ｎ−メトキシベンゾエート ４２゛または ４−ｎ−ペンチルフェニル−４−ｎ−メトキシベンゾエート４２゜および ４−ｎ−ブチルフェニル−４−ｎ−へブチルベンゾエート１５゛または ４−ｎ−へキシルオキシフェニル−４−ｎ−ブチルベンゾエート５０゜および ４−ｎ−へブトキシフェニル−４−ｎ−ブチルベンゾエート４３゜または ４−ｎ−エトキシベンジル−４−ｎ−ブチルアニリン　７５．６゜および ４−ｎ−ブトキシベンゾイル−４−ｎ−ブチルアニリン　７２．１゜（スメクチ ック滴Ｊ酵利叫の伊り 本発明の重要な利益は表１に示す１５℃液晶材料、例えばこの材料および１また は２種以上の他の材料を含み、約１８〜約２５℃の範囲の通常、室温以下の転移 温度を有する組成物を用いることができ、および本発明の液晶温度センサに用い ることができることである。

必要に応じて、液晶セグメント２〜５を着色することができる。着色する場合に は、セグメントを好ましくは非多色染料を用いて同じまたは異なる個々の色に着 色することができる。染料としては、例えば普通の食品着色染料を用いることが できる。染料は封じ込め媒体と混合するのが好ましく、また染料は上記米国特許 出願第４８０．４６１号明細書に記載されているプロセスの１つを用いて膨潤（ ｉｍｂｉｂｔｉｏｎ）することによって適用することができる。染料は液晶に影 響を与えずまたは溶解しない閉じ込め媒体にまたはその成分に溶解する水溶性染 料が好ましい。本発明における液晶材料のかかる着色体積体２９＃の１例を第１ ０図に示す。この第１０図において、染料６０を封じ込め媒体３２内に示す。メ ソモルフインク液晶散乱光の高められた明るさは、平均して光はカプセル化また は含有された液晶材料を通過するが、比較的に少量の染料では液晶セグメントか ら観察方向２１に散乱する光の実質的な色を与える。染料は明るさを高めるため に、例えばグリーンまたはマゼンタ色の透視度の高い染料を用いるのが望ましい 。通常、イソトロピック相液晶材料の着色セグメントは散乱セグメントに比して 暗く、および無色に、好ましくはほぼ未着色である。

本発明において用いる好ましい液晶材料の１例は液晶、すなわち、メチルヒドロ キノリン誘導体である。

例　１ ３２．５％（モル％）のビス−（４−ブトキシベンゾイル）−２−メチルヒドロ キノンおよび６７．６％のビス−（ペンチルベンゾイル）−２−メチルヒドロキ ノンの混合物を作った。（次の例２〜５においては、化合物を材料ＡおよびＢの それぞれにする。これら両化合物はネマチック液晶特性を有している）。約１０ 　ｍｌのクロロホルム（溶剤として使用）をビーカーに入れ、約４ｚｇの上記混 合物をクロロホルムに溶解した。約２０ｇの１７重量％のポリビニルアルコール 溶解（２０／３０　ＰＶＡモンサント社製、ＰＶＡ溶液の残部８３重量％を水と した）をビーカーに入れ、このポリビニルアルコール溶液をドレメル（ｄｒｅｍ ｅｌ）　（高剪断を生ずる高速攪拌機）で攪拌しながら、クロロホルムおよび液 晶材料を徐々に添加した。この添加後、混合物を僅かの付加時間にわたって高速 攪拌した（ｄｒｅｍｅｌｅｄ）。カプセル化液晶材料の得られた混合物は数ケ月 の保存寿命を有していた。あるいは、またドレメルの代りに小型ブレンダーを用 いてカプセル化を行うことができる。

上述する「最初の混合物」に１５重量％の「ガントレゼッ）　（Ｇａｎｔｒｅｚ ）　ＡＮ−１６９」（ＧＡＦ社製、ガントレゼット溶液の残部８５重量％を水に する）を添加し、攪拌した。最初の混合物は最終混合物の６０重量％で、ガント レゼソト溶液を最終混合物の４０重量％であった。最終混合物は保存寿命がわづ かに数日であった（それ故、ガントレゼフトＡＮ−１６９をカプセル化液晶混合 物の使用／適用する丁度前に添加するのが望ましい）。

最終混合物の１または２以上の薄層をアルミニウムまたはニッケル反射支持面上 に被覆し、各被覆処理の間、乾燥空気を作用させた。得られた材料は上述する形 状および機能のセグメントであり、約１６３°Ｃの転移温度を存していた。

純粋材料Ａは約２０４“Ｃの転移温度または透明点を、および１１３°Ｃの融点 を有し、および純粋材料Ｂは約１４０℃の転移点および透明点を、および約６４ °Ｃの融点を有していた。

Ｌ主 ガントレゼットＡＮ−１６９の２０重量％溶液（この溶液の残部８０重量％を水 とする）を例１の１５％ガントレゼットＡＮ−１６９の代りに用いる以外は、例 Ｊの方法および材料を用いた。

得られた生成物およびその操作の結果は例１におけるとほぼ同じであった。

例３ 材料Ａを５４．４％の液晶混合物および材料Ｂを４５．６％の液晶混合物とする 以外は例１の方法を行った。この混合物は約１７７℃の転移温度または透明点を 示しまた。

例４− 材料Ａを７０．０％の液晶混合物および材料Ｂを２３．０％の液晶混合物とする 以外は例１の方法を行った。この混合物は約１９１℃の転移温度または透明点を 示した。

開−盈 材料Ａをｉｏｏ、ｏ％の液晶混合物とし、および材料Ｂを用いない以外は例１の 方法を行った。この材料は約２０４℃の転移温度または透明点を示した。

上述においては本発明の液晶温度センサにおける液晶組成として使用できる高温 液晶材料およびその混合物のユニの例を示している。この材料は、装置１　（第 １〜３図）の異なるそれぞれのセグメント２〜５に用いて本発明により感知する 温度がかかる混合物の任意の１または２以上の透明点または転移温度を越すか否 かを指示することができる。

例１〜５の混合物は任意の結晶化問題を受けていない。

封じ込め媒体のユニの特性について説明する。例えば、封じ込め媒体−耐水性− 媒体は水に溶解しないようにする。

液晶材料およびその成分は封じ込め媒体に溶解しないようにする。更に、高温度 、すなわち、１００℃以上で使用する場合、封じ込め媒体は耐温度にし、例えば 光学的におよび安定性にし、特にかかる媒体は褐変または変色しないようにし、 または少なくとも比較的に高い温度に応答して比較的に徐々に変色するようにし 、かつ殆んど光学的に透明にとどまらせる。

ポリビニルアルコール（以後、しばしばＰＶＡと示されいてる）、ＧＡＦ社製の ガントレゼフト　（ポリマレイン酸生成物（ｐｏｌｙｍａｌｅｉｃ　ｐｒｏｄｕ ｃｔｓ）　、特にポリ　（メチルビニルエーテル／無水マレイン酸として示され る）およびガントレゼットと置き替えられる等価材料、ゼラチン、カルボボール （Ｃａｒｂｏｐｏｌｅ）　（Ｂ、Ｆ、グツトリッチ　ケミカル　コーポレーショ ンのカルボキシポリメチレンポリマー；このカルボポールは等価材料の代りに用 いることができる）、他の重合体の如き本発明において用いることのできる封じ 込めまたはカプセル化媒体材料の例はカプセル化または封じ込める歪曲および曲 線配列液晶を扱う上述する引用の特許および出願明細書に示されており、これら は引用例として示されている。本発明に用いる数種のＰＶＡ材料の例および特性 については次の表２に示す。

若干の上述する材料は単独でまたは種々の混合物または組合わせで用いることが できるけれども、ある種の材料は高温度で褐変することがあり、また高温度で液 晶を溶解するものもある。

封じ込める媒体にガントレゼットまたはカルボポールを包含させることは、全体 としてカプセル化または封じ込めた液晶材料の耐水性を向上する助けをする。こ の事は、特にＰＶＡおよびガントレゼットの混合物およびＰＶＡおよびカルボボ ールの混合物からなる封じ込め媒体において見られ、ガントレゼットおよびカル ボボール材料またはタイプの材料はＰＶＡの水溶性を防止する。ガントレイ−／ 　トはＧａＰ社から市販され、−ａにポリ　（メチルビニルエーテル／無水マレ イン酸）として称されている。本発明において作用される他のガントレゼフト製 品はガントレゼフトＡＮ−１１９，−１３９および−１４９として称されている 製品であるが、ガントレゼットＡＮ−１６９が好ましい。また、他の等価の作用 をする重合体製品はガントレゼットの代りに置き替えて用いることができる。ま た、等価の製品はカルボポール材料の代りに用いることができる。

特に、比較的に高温の液晶センサに対する本発明における液晶の好ましい封じ込 め媒体はポリビニルアルコールおよびガントレゼットの組合わせである。ポリビ ニルアルコールは水溶性であり、水溶性染料とよういに混合して封じ込め媒体の 着色を達成できる。また、一般に水溶性ポリビニルアルコールは、オイルベース （ｏｉｌ　ｂａｓｅ）または油溶性液晶材料をカプセル化し、例えばＰＶＡおよ び液晶を混合してＰＶＡおよび液晶のエマルジョンまたはエマルジョン状のコン シスチンシーを有する材料を生成することによって望ましい液晶の体積体を形成 するのに用いることができる。

ガントレゼットをかかるエマルジョンに添加することによってＰＶＡおよびガン トレゼットとの反応を生じさせてポリエステルを生成する。かかるガントレゼッ ト、または等価に用いる材料の如きポリマレイン酸生成物はＰＶＡとの混合しや すく、かつ反応しやすいように水溶性にする。ポリエステルは水に不溶性であり 、例えばカプセル化液晶層４２をセグメント２〜５に設定した場合に、全く安定 な最終封じ込め媒体が得られる。

ガントレゼフト、特にポリ　（メチルビニルエーテル／無水マレイン酸）は、す なわちＰＶＡと組合わせることな（封じ込め媒体として単独で使用できる。しか しながら、例えば高温における耐水性および光学安定性に関する特性はガントレ ゼットおよびＰＶＡの組合わせのものより望ましくない。

ポリエステルを生成するかかる封じ込め媒体、またはポリビニルアルコールおよ びポリ　（メチルビニルエーテル／無水マレイン酸）、好ましくはガントレゼッ トのいずれの場合、比較的に安定な光学特性を有し、特に比較的に高い温度の作 用を受けた場合に安定で、変色せず、また特に他の封じ込め媒体が比較的に速や かに変色するのに比較して成ポリエステル封じ込め媒体に変色または溶解するこ とがない。

好ましいＰＶＡは粘度の表示である２０／３０として示されるものである。他の ＰＶＡ材料も用いることができる。かかる材料は、粘度および粘度制御に作用す る望ましいレイダウン（ｌａｙ　ｄｏｗｎ）　（例えば液晶材料とのエマルジョ ンにおいて支持体６上に）、レベリング（ｅｌｖｅｌ　ｌ　ｉｎｇ）などの特性 を達成する適当な粘度を有する必要がある。

任意の割合のＰＶＡおよびガントレゼット（または他の等価のポリマレイン酸生 成物）を封じ込め媒体を得るのに用いることができる。

しかしながら、封じ込め媒体は、例えば約５〜約８０％のガントレゼフト（また は等価の作用をするポリマレイン酸生成物）および約９５〜約２０％のＰＶＡか ら得るのが好ましい。特に好ましい割合は上述する割合のほぼ中間の範囲である 。本発明の好ましい例および好ましい手段により、好ましい褐変しない封じ込め 媒体を、上述する割合の範囲のＰＶＡおよびガントレゼフトから得ることができ る。

上述するように、液晶材料は可溶性にしてはならず、実際上対し込め媒体がＰＶ Ａ、ガントレゼソト、他の材料またはその混合物にかかわらず部分的可溶性にし てはならない。それ故、液晶材料のすべての成分は液晶材料中に残留し、封じ込 め媒体に溶解しないようにする。

上述する例１〜５に示した溶剤はクロロホルムである。

また、他の溶剤を使用でき、他の溶剤としてはジメチルグリコール　エーテルお ヨヒシエチルグリコール　エーテルを例示できる。

本発明においては、種々の転移温度を、異なる転移温度特性を有する複数の液晶 材料を混合することによって液晶材料組成物に対して達成できる。この生成組成 物は組成物中の各成分の転移温度および各成分の相対量に対する作用または関係 する転移温度を有する。実際上、第１１図に示すように、異なる転移温度を有す る液晶材料の混合物の転移温度は液晶混合物または組成物に使用する液晶材料の モル％で示す相対量に対して、一般的に直線状に変化する。第１１図に示す各曲 線の勾配は組成物中の各成分の転移温度の関数である。

例６ 液晶材料とカプセル化または封じ込め媒体の多くの混合物を作り、各混合物の透 明点または転移温度を測定した。

各測定の結果を第１１図に示す。曲線１００は液晶混合物Ｃおよび／またはＤの 種々のモル％（混合物）を示しており、曲線１０１は液晶混合物Ｃおよび／また はＥの種々のモル％を示し、および曲線１０２は液晶混合物りおよび／またはＥ の種々のモル％を示している。混合物Ｃ１ＤおよびＥを下記のように規定した。

このために、曲線１００の下部左側端では液晶混合物Ｃを実質的に含まない透明 点のために作られ、および試験しており；および曲線１００の上部右側端では液 晶を液晶混合物りを実質的に含まない透明点のために作られおよび試験している 。

曲線１００の種々の中間点では第１１図に示すグラフの縦軸に示すモル％の液晶 混合物ＣおよびＤの組合わせを示しており、この材料の透明点をグラフの下部の 横軸に沿って読み取ることができる。

例６において、カプセル材料または封じ込め媒体は２２重量％（残部：水）の２ ０／３０ポリビニル　アルコールおよび０．１％の表面活性剤ＬＤ−６３０（Ｇ ＡＦ製）並びに選定量の染料から作った。また、ガントレゼットの２０重量％溶 液を液晶材料およびカプセル化材料の混合物またはエマルジョンと混合した。

染料をマツクコルミツク（ＭｃＣｏｒｍ　ｉ　ｃｋ）からの緑色の食品着色剤に した。良好な色合いが透明になる前および後に達成するまで、染料の異なる濃度 を経験的に試験した。経験的に定められた染料の量は２５０ｍ　ｌのポリビニル 　アルコール溶液において染料が約１ｍｌであった。染料の異なる量および／ま たは色は、異なるそれぞれの温度を示すのに用いる各カプセル化液晶材料エレメ ント（例えば第１図においてセグメント２〜５として示す）に対して用いること ができ、このために本発明において液晶温度センサ１を用いる使用者によって視 覚温度識別を容易にする。

例６において表面活性剤を使用することはカプセル化液晶材料の良好な被覆特性 を達成する、すなわち、支持体６（第１図）の表面の如き面に、一般に均一に被 覆しゃすくする。この均一性は液晶材料および封じ込め媒体からなるカプセル化 液晶層の厚さおよび／または他の特性からなる。

例示するＬＤ−６３０および／または液晶材料それ自体を溶解しない、または封 じ込め媒体によく保持される他の材料を包含する表面活性剤は本発明において用 いることができる。

使用される液晶材料、すなわち、混合物Ｃ，ＤおよびＥとして上述する材料を次 に示す： 混合物　Ｃ）　ＰＰＭｅＯＢ　３９．６％Ｐ　Ｐ　Ｐ　ＯＢ　２６．６％ エチルフェニループ口ピル ベンゾニー）　３３．８％ 混合物　Ｄ）　ＰＰＭｅＯＢ　６０％ Ｐ　Ｐ　Ｐ　ＯＢ　４０％ 混合物　Ｅ） （１１ＰＰＭｅＯＢ６０％およびＰＰＰＯＢ４０％の混合物８２％と （２）　ビス（４−ブトキシベンゾイル）−２−メチルヒドロキノン１８％　と が約５２％ および （１）Ｃｎ　Ｐ　Ｐ　ｅ　Ｂ　３３％ （２１Ｃｎ　Ｐ　Ｈｅ　ｐ　Ｂ　５０％（３）　ビス（ペンチルベンゾイル） −２−メチルヒドロキノン　１６．６％が約４８％の混合物。

また、液晶温度センサはこの例６に示す染料を用いないで作動できる。しかしな がら、染料を用いる場合には、この例６に示すように、染料は封じ込め媒体に溶 解するように水溶液にする必要があるが、液晶材料に溶解しないようにし、温度 的において液晶材料の特性を推移させる。また、染料は緑またはマゲンタの如き 比較的に高い視覚染料にして本発明の液晶温度センサの液晶セグメントの視覚性 を最大にする。

１または２種の上述する混合物Ｃ，ＤおよびＥから選択する液晶材料のカプセル 化方法においで、染料を含む１５ｇのポリビニル　アルコール２０／３０の２２ ％溶’／＆　（残部７８％を水にする）を５’０ｔａｌビーカーに入れ、成分を トレメルによ　′り中程度の速度で攪拌した。攪拌を継続しながら、上記選択液 晶混合物に５ｇの濾過した液晶材料を滴下した。エマルジョンを生成する液晶材 料のかかる添加後、混合物を更ントレゼットの溶液を添加した。

スライドを非カプセル化液晶材料について顕微鏡下で調整し、チェックした。全 カプセル化による、すなわち、すべての液晶材料をカプセル化した比較的に大き いカプセル大きさを有する理想の混合物を確かめた。スライドを完全に乾燥した 後、各試料の透明温度をチェックし、この結果を第１１図のグラフに示す。

第１１図のグラフから明らかなように、例６に用いた材料の透明または転移温度 は約２５〜約７０℃の範囲であった。この温度範囲は、例えば例１〜５に示す高 い温度を感知するのに用いる材料の温度範囲より低く、このためＱこ、通常かか る低い温度を用いる装置は比較的に高い温度を受けない限り、一般に褐変を防止 する低温組成物の封じ込め媒体がガント１／ゼツトを用いる必要がない。液晶材 料の汚染を防止するＰＶＡまたは等価材料は上述する比較的に低いおよび高い温 度センサの具体例に好ましく用いることができる。

工業的用途− 上述するように、封じ込め媒体に体積体状に含有する種々の液晶材料を支持体上 に配置でき、温度を感知でき、感知した温度の出力情報を得ることができる。

手　続　補　正　書（方式） 昭和６１年８月　１日 特許庁長官　黒　１）　明　雄　殿 ］、事件の表示 ＰＣＴ／ＬＩＳ８５１００９５３ ２、発明の名称 改良液晶温度センサおよび材料 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名　ファーガソン・ジェームス・エル６、補正の対象 特許法第１８４条の５項第１項の規定による書面の「発明の名称」の欄国際調査 報告

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. １．液晶手段の温度の作用として入射光を散乱または透過する液晶手段、および 該液晶手段の複数の体積体を含む封じ込め手段からなり、前記液晶手段は混合す るコレステリック液晶材料の不存在において少なくとも１種の操作的にネマチッ ク液晶材料および操作的にスメクチック液晶材料からなることを特徴とする温度 センサ。
2. ２．規定入力の作用として入射光を散乱または透過する液晶手段、および曲線配 列配置の前記液晶手段を含有する封じ込め手段からなり、前記液晶手段はメソモ ルフィックまたはアニソトロピック相を有し、かつ光を選択的に透過または散乱 する屈折率特性を有する操作的にスメクチックであることを特徴とする液晶装置 。
3. ３．前記液晶手段は転移温度以下の温度においてメソモルフィックまたはアニソ トロピック相および前記転移温度およびそれ以上の温度でイソトロピック相を有 する請求の範囲第１または２項記載のセンサ。
4. ４．前記封じ込め手段は比較的に高い温度に応答して変色しないか、または変色 を遅くし、かつ比較的に高い温度で前記液晶手段を溶解しない材料からなる請求 の範囲第１，２または３項記載のセンサ。
5. ５．液晶手段の温度の作用として入射光を散乱または透過する液晶手段、および 該液晶手段の複数の体積体を含有する封じ込め手段からなり、該封じ込め手段は 比較的に高い温度に応答して変色しないか、または変色を遅くし、かつ比較的に 高い温度で前記液晶手段を溶解しない材料からなることを特徴とする温度センサ 。
6. ６．前記液晶手段は操作的にネマチックまたは操作的にスメクチック液晶材料か らなる請求の範囲第５項記載のセンサ。
7. ７．前記液晶手段は、少なくとも２種の液晶材料の混合物からなり、前記液晶材 料のそれぞれは操作的にネマチックまたは操作的にスメクチックであり、これら 各材料はそれぞれの転移温度以下の温度でメソモルフィックまたはアニソトロピ ック相および上記転移温度でおよびそれ以上の温度でイントロピック相を有し、 前記混合物は転移温度特性、すなわち、前記少なくとも２種の液晶材料のそれぞ れの転移温度および混合物のそれぞれの量の作用を有し、および前記混合物はそ の転移温度以下の温度でメソモルフィックまたはアニソトロピック相およびその 前記転移温度でおよびそれ以上の温度でイントロピック相を有する請求の範囲第 １〜６項のいずれか一つの項記載のセンサ。
8. ８．少なくとも２種の液晶材料の混合物からなり、前記液晶材料のそれぞれは操 作的にネマチックまたは操作的にスメクチックであり、各材料はそれぞれの転移 温度以下の温度でメソモルフィックまたはアニソトロピック相およびかかるそれ ぞれの転移温度でおよびそれ以上の温度でイソトロピック相を有し、前記混合物 は転移温度特性、すなわち、前記少なくとも２種の液晶材料の個々の転移温度お よび混合物のそれぞれの量の作用を有し、および前記混合物はその転移温度以下 の温度でメソモルフィックまたはアニソトロピック相および上記転移温度でおよ びそれ以上の温度でイソトロピック相を有することを特徴とする液晶温度センサ 。
9. ９．前記液晶材料はこれと混合するコレステリック液晶材料を存在させない請求 の範囲第２〜９項のいずれか一つの項記載のセンサ。
10. １０．前記封じ込め手段は前記液晶手段の複数の体積体を含有する封じ込め手段 、および前記液晶手段の自然構造を前記液晶手段の転移温度以下の温度で歪曲し た曲線配列構造に歪曲する手段からなる請求の範囲第１〜９項のいずれか一つの 項記載のセンサ。
11. １１．前記液晶材料は、メソモルフィックまたはアニソトロピック相の場合に入 射光を散乱する前記封じ込め手段と異なる屈折率を有し、およびイントロピック 相の場合に入射光の前記散乱を減少する前記封じ込め手段の屈折率に実質的にマ ッチさせた屈折率を有する請求の範囲第１〜１０項のいずれか一つの項記載のセ ンサ。
12. １２．温度を感知する前記封じ込め手段に前記液晶手段を支持する支持手段を含 む請求の範囲第１〜１２項のいずれか一つの項記載のセンサ。
13. １３．前記液晶手段により散乱した光を反射する反射手段を含む請求の範囲第１ 〜１２項のいずれか一つの項記載のセンサ。
14. １４．前記封じ込め手段における前記液晶手段を照明する光源手段を含め、前記 光源手段は前記液晶手段および封じ込め手段に関し前記液晶手段の予期する観察 方向の通路に沿って一般に入射光に向けて位置する請求の範囲第１〜１３項のい ずれか一つの項記載のセンサ。
15. １５．前記液晶手段は封じ込め手段における液晶手段の複数のセグメントからな り、複数の前記セグメントはそれぞれ異なる転移温度を有する請求の範囲第１〜 １４項のいずれか一つの項記載のセンサ。
16. １６．前記封じ込め手段は少なくとも１種のポリビニルアルコールおよび少なく とも１種のポリ（メチルビニルエーテル／無水マレイン酸）の混合物からなる請 求の範囲第１〜１５項のいずれか一つの項記載のセンサ。
17. １７．前記混合物は約５〜約８０％のポリ（メチルビニルエーテル／無水マレイ ン酸）からなる請求の範囲第１６項記載のセンサ。
18. １８．前記混合物は溶剤からなる請求の範囲第１６または１７項記載のセンサ。
19. １９．前記溶剤はクロロホルム、ジメチルグリコールエーテルおよびジエチルグ リコールエーテルからなる群がら選択する少なくとも１種の溶剤からなる請求の 範囲第１８項記載のセンサ。
20. ２０．前記封じ込め手段を水に不溶性とした請求の範囲第１〜１９項のいずれか 一つの項記載のセンサ。
21. ２１．前記封じ込め手段はポリエステルからなる請求の範囲第１〜２０項のいず れか一つの項記載のセンサ。
22. ２２．前記封じ込め手段は少なくとも２種の材料の組合わせからなり、少なくと も一方の前記材料を通常、水溶性とし、少なくとも他方の材料を前記一方の材料 と反応して水に不溶性の前記封じ込め手段を形成させた請求の範囲第１〜２１項 のいずれか一つの項記載のセンサ。
23. ２３．前記液晶手段は（ａ）約０モル％以上〜約１００モル％以下の第１液晶材 料および（ｂ）約０モル％以上〜約１００モル％以下の第２液晶材料を含む組成 物からなり、この組成物は転移温度以下の温度でメソモルフィックまたはアニソ トロピック相および前記転移温度およびそれ以上の温度でイントロピック相を有 し、組成物の前記転移温度は前記それぞれの液晶材料の転移温度および組成物中 の各液晶材料の相対量に作用する請求の範囲第１〜２２項のいずれか一つの項記 載のセンサ。
24. ２４．前記組成物の前記転移温度を約１５〜約４００℃の範囲とした請求の範囲 第２３項記載のセンサ。
25. ２５．前記第１および第２液晶材料のそれぞれを次に示す組成物（％はモル％で 示す）：混合物Ａ）ＰＰＭｅＯＢ３９．８％、ＰＰＰＯＢ２６．６％およびエチ ルフェニルプロピルベンゾエート３３．８％；混合物Ｂ）ＰＰＭｅＯＢ６０％お よびＰＰＰＯＢ４０％；および混合物Ｃ）（１）ＰＰＭｅＯＢ６０％およびＰＰ ＰＯＢ４０％の混合物８２％および（２）ビス（４−ブトキシベンゾイル）−２ −メチルヒドロキノン１８％の混合物約５２％と（１）ＣｎＰＰｅＢ３３％、（ ２）ＣｎＰＨｅｐＢ５０％および（３）ビス（４−ペンチルベンゾイル）−２− メチルヒドロキノン１６．６％の混合物約４８％との混合物から選択する請求の 範囲第２４項記載のセンサ。
26. ２６．前記液晶手段は（ａ）約３０％〜約１００％以下のビス（４−ブトキシベ ンゾイル）−２−メチルヒドロキノンおよび（ｂ）約０％以上〜約７０％のビス （４−ペンチルベンゾイル）−２−メチルヒドロキノンからなる組成物（％はモ ル％を示す）からなる請求の範囲第１〜２３項のいずれか一つの項記載のセンサ 。
27. ２７．前記液晶手段は約１４０〜約２０５℃の転移温度を有する請求の範囲第２ ６項記載のセンサ。
28. ２８．前記液晶手段は室温の周囲温度以下程度の転移温度を有する請求の範囲第 １〜２３項のいずれか一つの項記載のセンサ。
29. ２９．前記液晶手段により散乱した光を着色する染料手段を含めた請求の範囲第 １〜１６項のいずれか一つの項記載のセンサ。
30. ３０．第１封じ込め媒体材料を液晶材料と混合して前記第１封じ込め媒体材料中 に液晶材料の複数の体積体を形成し、および、この混合物を前記第１封じ込め媒 体材料と反応させる第２封じ込め媒体材料と混合して前記液晶材料に対する封じ 込め媒体を形成することを特徴とする液晶装置の製造方法。
31. ３１．前記第１および第２封じ込め媒体材料を反応させて液晶材料の前記体積体 に対する実質的に水不溶性の封じ込め媒体を形成するように上記第１および第２ 封じ込め媒体を選択する請求の範囲第３０項記載の方法。
32. ３２．反応させる前記第１および第２封じ込め媒体材料を選択して約１００℃以 上の温度において前記封じ込め媒体材料の褐変または液晶材料の吸収を防止する 請求の範囲第３０または３１項記載の方法。