CN103732723A - 液晶染料混合物 - Google Patents
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Abstract
包含棒状热致液晶作为主体和二向色荧光染料作为客体的客体-主体液晶染料混合物，其特征在于二向色荧光染料为含有至少一个具有通式Ry-X1-C1的基团的多发色团染料，其中Ry为来自萘嵌苯族的发色团，C1为第二发色团且X1为中断Ry与C1之间的共轭的间隔基，选择间隔基X1使得它引入刚性以防在垂直于分子长度的轴上弯曲或折叠。
Description
本发明涉及客体-主体液晶混合物，其中客体为二向色荧光染料。
液晶(LC)是本领域技术人员熟知的并可定义为具有中间或介晶态的一类物质，其中这些物质在机械上表现为液体，但显示出晶体的许多光学性能。介晶态或液晶相通过将为固相的液晶加热或者通过将为液相的液晶冷却而得到。液晶物质可以以胆甾醇状态、近晶态或向列状态中的一种存在。胆甾醇状态不同于向列状态之处在于它明显不同的光学性能。例如，胆甾醇型材料是负光性的，而向列型材料是正光性的。正光性液晶垂直于分子层比平行于分子层更慢地透射光。向列型液晶将一束普通光定向为两个偏振部分，它们的横向振动彼此呈直角。然而，力场如电场的施加使分子排列起来，从而改变它们的光学性能。
在过去，已开发出液晶“客体-主体”显示器件。术语“主体”指液晶材料，术语“客体”指可由于主体而排列从而响应于可选择性活化的外部刺激而产生对比光吸收状态的试剂。例如，Taylor等人的美国专利No.3,833,287公开了与多色客体材料一起使用的主体向列型液晶，所述多色客体材料在混合物中相当于向列型液晶材料的螺旋分子排序。在螺旋排序中，客体材料吸收入射光，而当在施加电场的影响下由于向列型晶体而排列时，客体材料不吸收光。因此，当电场施加于显示器件中的混合物薄层上时，入射光穿过混合物并反射离开背板，因此呈现背板的颜色。
近年来，已使用二向色染料发展出有效的客体-主体体系的细化。二色性是一种性能，通过这种性能染料分子的定向装配显示出在一种取向状态下对给定波长的光相对低吸收和在相对于光源的另一取向状态下对相同波长的相对高吸收。取向可通过将染料溶于液晶溶剂中或者通过将染料嵌入拉伸的塑料中而产生。
二向色荧光染料具有在许多领域中的应用，例如在显示器[Chen andSwager：Org.Lett.，第9卷，No.6，2007]、照明[US2007/0273265]、激光器[JP1994318766]和透过率可调玻璃(Switchable Glazing)[WO2009141295]中。为获得在有用温度范围内的液晶染料混合物，通常将这些二向色染料与热致液晶混合。这些液晶-染料混合物称为客体-主体LC体系，因为染料(客体)的排列受液晶(主体)的排列支配。
这些LC染料混合物的目的是能够控制染料对光的吸收或荧光发射(或二者)。可以如何好地控制吸收的量度是LC混合物中染料的二色性比。二色性比为与分子的吸收轴平行进入的光(A||)的吸收与垂直于吸收轴行进的光(A_|_)的吸收之比：DR=A||/A_|_。表示同一性能的另一方法是序参数(S)，其定义为
对完全有序而言序参数为1，对完全各向同性体系而言为0。高的二色性比或序参数容许吸收或发射的高对比度，这在许多应用中是理想的。
同时，理想的是二向色染料在液晶中具有高溶解度。染料的溶解度越高，需要越少的液晶作为主体材料，从而提供节约材料的可能。
作为第三个要求，染料的高光稳定性是理想的。高光稳定性容许器件在高功率条件如日光、激光或内部照明下的长寿命。
作为第四个要求，荧光二向色染料应具有高量子效率。量子效率为染料发射的光子与吸收的光子之比。染料的量子效率越高，染料发荧光越好。良好的荧光染料具有至少0.5，但优选接近1的量子效率。
已提出过许多荧光且二向色的染料类型。二向色染料的一般性介绍可例如在Liquid crystals：applications and uses，第3卷，Birenda Bahadur(编辑)，World Scientific Publishing，1992中找到。
荧光二向色蒽醌染料已用于显示器应用中，其中光强度是中等的。例如，Iwanaga在Materials2009，2，1636-1661中给出了优异的报道，该报道是关于寻找在氟化液晶中的荧光二向色染料；呈现出至多10的二色性比与在氟化液晶LIXON5052XX中1-2重量%的溶解度。
然而，蒽醌在高光强度下寿命有限，且具有中等量子效率。
良好排列的荧光二向色染料为Chen and Swager报道的Acenequinones类型：Org.Lett.，第9卷，No.6，2007。这里，量子产率也是有限的(0.30或更低)。
噻二唑染料例如已由Xuelong Zhang等人尝试，J.Mater.Chem.，2006，16，736-740。发现，对于合理的浓度(0.5重量%)而言，合理(0.5-0.8)的量子效率下非常好的排列(DR=10-15)。光稳定性是中等的且不满足关于高强度应用的要求。
在将荧光染料自组装成线路(wire)并悬浮于液晶中时实现优异的序参数，例如参见Shane Moynihan，Pierre Lovera，Deirdre O’Carroll，Daniela Iacopino，和Gareth Redmond Adv.Mater.2008，20，2497-2502。然而，难以实现高浓度，同时避免聚集体的聚集，从而导致荧光的淬灭。
萘嵌苯(rylene)型染料由于其优异的荧光量子产率(0.8-1)及其高光稳定性而受到特别关注。因此，许多人试图将这些材料排列在液晶主体中：
美国专利4378302描述了苝双酰亚胺与液晶的混合物，形成液晶客体-主体混合物。
E WOLARZ，H MORYSON和D BAUMAN在Displays，第13卷，No4，1992，第171页中表明，对于萘嵌苯型染料，最大序参数为0.63。
Roland Stolarski和Krzysztof J.Fiksinski在Dyes and Pigments24(1994)295-303中介绍了液晶混合物E7中的苝，报道了苝-3,9(或lO)-二羧酸衍生物的序参数为0.41。
液晶混合物E7中的苝二酯荧光团报道于：Anisotropic fluorophoresfor liquid crystal displays，R L VAN EWYK，I O'CONNOR，AMOSLEY，A CUDDY，C HILSUM，C BLACKBURN，J GRIFFITHSAND F JONES in DISPLAYS，OCTOBER1986，第155页中。
耐光萘嵌苯型染料由BASF以名称Lumogen市售。它们在向列型液晶中的序参数低：
表
如从上表中获悉，这些染料遭遇低序参数。Lumogen IR765和Lumogen IR788具有差的荧光且在市售液晶混合物MLC6653(来自(MerckDarmstadt))中不具有显著溶解度(<<0.1重量%)，所述液晶混合物MLC6653具有正介电各向异性和正Δn的向列型液晶混合物。
因此，本发明的目的是提供能够同时对所有四种需求表现好的一类染料。
该目的通过包含棒状(calamatic)热致液晶作为主体和二向色荧光染料作为客体的客体-主体液晶染料混合物实现，其特征在于二向色荧光染料为含有至少一个具有通式Ry-X1-C1的基团的多发色团染料，其中Ry为来自萘嵌苯族的发色团，C1为第二发色团且X1为中断Ry与C1之间的共轭的间隔基。
特别地，多发色团染料具有至少一个萘嵌苯发色团作为染料结构的一部分。
发色团或发色单元定义为分子的一部分，其导致分子吸收380nm-800nm范围内的光(可见光)并因此导致分子的颜色。颜色在分子吸收一定波长的可见光并透射或反射其它波长可见光时产生。发色单元为共轭pi(π)结构。本领域技术人员已知这种共轭π-结构为具有交替的单和多键的化合物中具有离域电子的相连p-轨道体系，其通常可降低分子的总能量并提高稳定性。孤对电子、自由基或碳
离子可以为该体系的一部分。化合物可以为环状、无环、线性或混合的。共轭为一个p-轨道与另一个跨过居间的σ键的重叠(在更大的原子中可涉及d-轨道)。
共轭体系具有重叠的p-轨道区域，其桥连中间的单键。它们容许pi电子在所有相邻排列的p-轨道上离域。pi电子不属于单键或原子，而是属于原子团。
由于涉及p-和d-轨道，金属配合物也可用作发色团，但它们在溶解度方面是不实际的。
多发色团分子—在本说明书中也称为多发色团染料—在此处定义为具有多于一个发色单元的分子，其中发色单元被隔开使得它们之间不存在共轭pi结构。换言之，尽管多发色团分子内各个发色团或发色单元具有离域的pi-结构，但选择这些发色单元之间的间隔基使得它们不在各发色团之间传递离域，而是中断任何这种共轭。
因此，多发色团染料具有多个发色团，所述发色团沿着它们的主吸收轴的长度轴共价连接且其中至少一个发色团是萘嵌苯型染料。吸收轴定义为对平行于该轴偏振的入射光具有最高吸收的轴。
本发明多发色团包含至少一个来自萘嵌苯族的发色团。
萘嵌苯染料为由在迫位连接的萘单元形成的染料类型。当将发色团视为聚合物时，它们可描述为聚(迫-萘)，参见以下结构。萘嵌苯基团可用至少一个酰亚胺基团、酯基团或酰胺基团官能化并可具有其它官能团。它们的主吸收轴沿着分子的长度(以下结构中的水平轴)。
在一个实施方案中，另外的或第二发色团沿着萘嵌苯染料的主吸收轴排列。这样，实现萘嵌苯发色团以及第二发色团的高二色性比。图1示例性显示了这种构型，以及显示了平行或垂直于客体-主体混合物的排列到达该混合物的光的可能行为。
在另一实施方案中，一种萘嵌苯型发色团以其主吸收轴沿着分子的长度排列，而分子中的另一发色团以其吸收轴垂直于分子轴排列。在这种情况下，对于平行连接的发色团，仍可实现优异的二色性比，而垂直连接的发色团在分子相对于光的偏振旋转时吸收提高。关键是分子保持其伸长的雪茄状形状。
用这种分子，通过转换客体-主体混合物实现吸收中的大的色位移。图2显示该分子的实例和可能的行为。
建议类型的染料在棒状热致液晶中具有优异的溶解度(>0.2重量%)。此外，它们具有优异的耐光性。它们在液晶中的二色性比超过10且量子产率高(50%-100%)。
由于将多个发色团并入单一染料中，这些染料的摩尔吸收系数是高的。当这些多发色团染料在液晶中具有良好(>0.2重量%)溶解度时，液晶-染料混合物的吸收率高，这是有利的。
本发明的另一优点是可使用共振能量转移)扩展吸收与发射的波长之间的范围。
共振能量转移为具有重叠的吸收和发射谱的两个偶极子之间能量的无辐射转移。在使用2种不同染料分子的普通客体-主体方案中，因为发色团之间的距离大(>10nm)，FRET是无效的。对于共价连接的发色团，FRET可进行，这是因为发色团彼此非常接近的共价连接。在图10中显示了这种多发色团体系中FRET过程的示意性说明。进行FRET不是本发明的一个要求。
第二优点是多发色团单元的分子吸光系数可高于各个发色团之和，例如参见Langhals in Helvetica Chimica Acta-第88卷，2005，第1331页。较高摩尔吸收系数使得客体-主体混合物更有效。
多发色团萘嵌苯染料是文献中已知的，例如DE102005037115列出了大量多发色团萘嵌苯染料。Langhals在Helvetica Chimica Acta，第88卷，第1309-1343中也给出了一篇好的综述。
然而，应细致地选择多发色团染料以满足溶解度和二色性比方面的要求。
优选地，多发色团染料的结构应当如下：A1-Ry-X1-C1-X2…-Cn-A2，其中A1和A2为加溶脂族尾，X1为共价间隔基，也称为连接键，Ci为发色团，Ry为萘嵌苯型染料。对于进一步增强的溶解度，单元C1和Cn可以不同从而得到不对称分子。
此外，选择Xi以使其引入刚性以防在垂直于分子长度的轴上弯曲或折叠。
需要细致地选择连接键或间隔基。连接键应当连接发色团从而得到雪茄状的伸长结构，提供其中发色团的吸收轴成直线的排列而不是星形或树枝状排列。如果各个发色团的吸收轴之间的角度小于25度，则发色团意指沿着同一轴排列。
连接键基团应中断发色团的共轭，这例如容易地通过连接在萘嵌苯上的酰亚胺官能或者通过相对于萘嵌苯染料的pi表面不共平面地扭转的亚苯基连接键实现。如果不中断共轭，则发色团的连续共轭意味着分子的“平”构造，这大大不利于溶解度，此外，会使得吸收向红色，可能是IR区域移动，这是不想要的，因为目的之一是380nm-800nm范围内的光(可见光)的吸收。
此外，连接键基团应引入刚性以防在垂直于分子的长度的轴上弯曲或折叠。
满足这些需求的一些一般实例如下所示：
Y1-Y4可以为H、任意支化或非支化烷基-或烷氧基链、卤素(例如氟)等(n=0、1、2、3；m=1、2、3…)。
这会提供刚性连接，仅容许发色团沿着分子的长度轴相对于彼此有限的旋转。如果发色团之间的空间位阻提供线性构造，则在一些情况下以单一C2H4基团作为连接键也是有效的；然而，应避免任何更长的脂族连接键，这是因为它们引入太多挠性。如果这样的高挠性被引入，则会损失二色性比的改善并得到类似于单一发色团或者更坏的二色性比。
本发明通过以下非限定性实例进一步阐明：
用于本发明混合物的一种合适的二发色团染料为2-(4-(2-(2,6-二异丙基苯基)-1,3-二氧代-2,3-二氢-1H-苯并[5,10]蒽并[2,1,9-def]异喹啉-8-基)苯基)-9-(十三烷-7-基)蒽并[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二异喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮(PBI-PMI)，其显示出沿着它们的吸收轴排列的2个发色单元。
该染料显示出在非极性溶剂(环己烷)中的良好量子产率，量子产率为0.77，且在液晶主体中的二色性比为14。该染料具有两个苝单元，它们排列成直线且通过苯型连接键连接。令人惊讶的是，该分子在氟化液晶中的溶解度高(>0.2重量%)且该分子的耐光性与单一苝双酰亚胺的耐光性是相当的。因此，该分子符合对于良好荧光二向色染料混合物的所有需求。
第二个实例为分子苝双酰亚胺-芴衍生物2,7-双(N-(1-己基庚基)-3,4:9,10-苝-双酰亚胺-N’-基))-9,9-二-十二烷基芴(PFP)。该分子为与芴共价连接的两个苝双酰亚胺发色团的衍生物。该分子也显示出在氟化液晶中的优异溶解度(0.2重量%)、良好的荧光、12的二色性比和良好的耐光性。
可使用相同发色团的组合，例如9,9'-二(十三烷-7-基)-1H,1'H-[2,2'-联蒽并[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二异喹啉]-1,1',3,3',8,8',10,10'(9H,9'H)-八酮：
或9,9'-(1,4-亚苯基)双(2-(十三烷-7-基)蒽并[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二异喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮)：
其它排列也是可以的，例如2-{2-(2,6-二异丙基苯基)-8-苯基-1H-苯并[5,10]蒽并[2,1,9-def]异喹啉-1,3(2H)-二酮}-11-(1-壬基癸基)苯并[13,14]五苯并[3,4,5-def:10,9,8-d'e'f']二异喹啉-1,3,10,12(2H,11H)-四酮：
这是偶联在苝酰亚胺上的三萘嵌苯(terrylene)二酰亚胺。发色团之间的共价偶联单元可具有不同的长度，只要它满足前文所述标准。
在客体-主体液晶染料混合物的一个优选实施方案中，发色团Ry和C1是相同的，即二者是相同的萘嵌苯发色单元。
合适的基于萘嵌苯的多发色团染料公开于专利申请DE-A-102005037115中。然而，为达成本发明，需要根据前文所述要求选择发色团的连接键和构造。
其它一些合适的分子包括结构I：
和结构II：
和2-{4-{2-(1-己基庚基)-9-基蒽并[2,1,9-def;6,5,10-d’e’f’]-二异喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮}-2,3,5,6-四甲基苯基}-11-(1-壬基癸基)苯并[13,14]五苯并[3,4,5-def:10,9,8-d’e’f’]二异喹啉-1,3,10,12(2H,11H)-四酮：
为达成本发明混合物，将以上指定的染料与液晶混合以形成客体-主体混合物。本发明液晶混合物包含至少一种，但优选多种液晶分子，所述LC分子为热致棒状液晶。以这样的方式组成该混合物使得它在整个所需操作范围内具有向列型液晶相。液晶混合物具有正或负介电各向异性。
合适混合物的实例为液晶混合物E7，具有高双折射和正介电的热致液晶混合物，其由如下组成的氰基联苯和氰基联三苯组成：
8重量%的4''-戊基-[1,1':4',1''-联三苯]-4-腈
25重量%的4'-庚基-[1,1'-联苯]-4-腈
51重量%的4'-戊基-[1,1'-联苯]-4-腈
和16重量%4'-(辛氧基)-[1,1'-联苯]-4-腈
作为选择，可使用具有正介电各向异性的氟化LC混合物。这类混合物中所用的分子的实例在下面给出，包括：
4-丙基-4'-(3,4,5-三氟苯乙基)-1,1'-联(环己烷)，
3,4,5-三氟-4'-(2-(4-丙基环己基)乙基)-1,1'-联苯，
4-(3,4-二氟苯基)-4'-丙基-1,1'-联(环己烷)，
3,4-二氟-4'-(4-丙基环己基)-1,1'-联苯，
4-丙基-4'-(3,4,5-三氟苯基)-1,1'-联(环己烷)，
4-(二氟(3,4,5-三氟苯氧基)甲基)-4'-丙基-1,1'-联(环己烷)，
4-丙基-4'-(三氟甲基)-1,1'-联(环己烷)
又一选择是使用具有负介电各向异性的液晶混合物。正或负介电各向异性的选择对本发明而言不是特异性的。
本发明的客体-主体混合物提供了：
-吸收时的高(>10)二色性比
-客体在液晶中的高溶解度(>0.2重量%)以及因此混合物的高吸收率
-染料的高光稳定性
-良好的荧光量子产率(>50%)。
在向列相中，染料与液晶定向。如果液晶以及因此染料的定向相对于入射光改变，则吸收改变。染料的荧光也是各向异性的。因此，发射荧光的平面可使用客体-主体混合物控制。
本领域技术人员已知大量方法以将向列型液晶混合物定向。这些包括：用聚酰亚胺、光定位材料、电场、磁场进行表面处理。
二发色团萘嵌苯型染料是文献中已知的。例如，WO-A-00/52099报道了二发色团萘嵌苯型染料的合成，并可发现许多类似物。然而，关于二发色团染料在各向同性溶剂中的报告报道了与未连接发色团相比溶解度的劣化，例如参见H.Langhals和W.Jona，Angew.Chem.Int.Ed，199837No7，第952-955页。
苝也已经被广泛地与液晶组合用作客体-主体型体系。因此，令人惊讶地发现多发色团萘嵌苯衍生物在液晶中具有比它们的单发色团对应物更高的溶解度。
单独的基于萘嵌苯的发色团是已知的且广泛记载在文献中。存在基于萘嵌苯的多发色团单元的合成路线。液晶客体-主体混合物是已知的且如何将几种液晶分子混合成具有所需性能的液晶混合物也是已知的。然而，在液晶中使用这些基于萘嵌苯的多发色团结构部分与单一发色团相比呈现改善的在液晶混合物中的溶解度和二色性比，这从未被记载过。
这是由于萘嵌苯染料的有限溶解度问题。通常，技术人员预期溶解度随着分子的尺寸提高而降低。令人惊讶的是，此处没有发现这一点；相反，溶解度改善。
萘嵌苯基染料被证明是耐光且高度荧光的。因此，选择它们作为液晶中多发色团染料的基础。选择该解决方法是因为它在二色性比和溶解度方面比单发色团染料好得多。
类似的作用可用不同类型的荧光染料实现。已有众多荧光染料。
类似的效果可通过荧光染料的聚集体实现。许多萘嵌苯型染料由于强pi-pi相互作用而聚集。然而，仅少数聚集体是有用的，因为通常的H-型聚集体具有荧光猝灭。其中染料沿着发色团的长度聚集的J-型聚集体适于该目的。设计能够形成非共价键如氢键的分子可帮助形成超分子组件。这样，可更好地控制组装方法。应当谨慎地控制聚集体的长度，因为非常长(>100nm)的聚集体可导致聚集体在液晶主体中成簇，由此降低体系的可转换性。长度控制可通过将发色团与单-和二官能团混合以使单型发色团形成聚集体的末端而实现。非共价连接基团也应是刚性基团以实现高二色性比。
合适组件的实例在下面给出。单官能单元为2-甲基-5,6,12,13-四苯氧基[3,4,5-三(辛氧基)苯甲酸酯]-9-(4-(十三烷-7-基)苯基)蒽并[2,1,9-def:6,5,10-d'e'f']二异喹啉-1,3,8,10(2H,9H)-四酮，二官能单元为2,9-二甲基-5,6,12,13-四苯氧基[3,4,5-三(辛氧基)苯甲酸酯]蒽并[219-def:6510-d'e'f']二异喹啉-13810(2H9H)-四酮。
萘嵌苯化学是熟知的。萘嵌苯衍生物具有已证实的荧光量子产率和光稳定性方面的性能。
超分子组件不是优选的，因为它们是不稳定的，因此难以控制。超分子组件的副作用是在中至高浓度下可能发生若干组件的聚集(结网)。组件的聚集抑制合适的(再)排列。
本发明进一步涉及客体-主体液晶染料混合物在照明应用、显示器应用、激光应用和发光太阳能集中器应用中的用途。
附图简要说明
图1a/b显示第二发色团沿着第一(萘嵌苯)发色团的主吸收轴排列的构型(a)和对于平行或垂直于客体主体混合物的排列到达客体主体混合物的光的可能行为(b)。
图2a/b显示一个发色团以其吸收轴垂直于分子轴而排列的构型(a)和平行或垂直于客体主体混合物的排列到达客体主体混合物的光的可能行为(b)。
图3显示分子PDI-烷基-PDI(在液晶主体E7中0.05重量%)的吸收谱，以平行和垂直于吸收轴偏振的光测量。
图4显示三角形分子3-PDI(在液晶主体E7中0.05重量%)的吸收谱，以平行和垂直于吸收轴偏振的光测量。
图5显示星形分子4-PDI(在液晶主体E7中0.05重量%)的吸收谱，以平行和垂直于吸收轴偏振的光测量。
图6显示分子1-PDI(在液晶主体E7中0.1重量%)的吸收谱，以平行和垂直于吸收轴偏振的光测量。
图7显示分子PDI-PMI(在液晶主体E7中0.1重量%)的吸收谱，以平行和垂直于吸收轴偏振的光测量。
图8显示分子PDI-phen-PDI(在液晶主体E7中0.25重量%)的吸收谱，以平行和垂直于吸收轴偏振的光测量。
图9显示分子PDI-PDI(在液晶主体E7中0.25重量%)的吸收谱，以平行和垂直于吸收轴偏振的光测量。
图10a/b显示
共振能量转移(FRET)的示意性说明。在a)和b)中显示了具有两个不同的发色团Cn(给体)和Cn+1(受体)的示意性多发色团染料，其中Cn为荧光的且在比Cn+1更短的波长下具有峰值吸收，且其中Cn的荧光发射与Cn+1的吸收重叠。在这些规格下，在给体与受体发色团之间的距离小于10nm(实施例b)时发生FRET；通过激发给体Cn，能量转移至在更长波长下发光的受体Cn+1。
对比例：
起始于使用单发色团苝系染料的LC-染料混合物，如例如文件US4378302(Aftergut Siegfried等人)，简单地选择多发色团苝是不够的。给出对比例，从而对比这里的方式与使用多发色团苝系染料的LC-染料混合物，其中与这里所述不同地选择连接键。
实验程序：将染料溶于LC主体(Merck LC混合物E7)中，并以25μm的间隙填充在试验单元中。在这些试验单元中以平行和垂直于LC材料的取向偏振的光测量吸收。
1.挠性间隔基
在专利申请DE-A-102005037115中，不同的发色团通过-Y’-A-Y-结构部分连接，其中Y=-O-或-S-(A=芳族结构部分)且因此含有不是根据上文所述要求的挠性连接键。在给定实施例(图3)中，两个苝发色团通过挠性连接键连接。图3中的图显示的合物PDI-烷基-PDI在LC主体中的吸收谱，以平行和垂直于LC材料的取向而偏振的光测量。对于平行和垂直测量未能观察到吸收强度的差别，这表明不发生染料与LC的排列。此外，该化合物溶解性非常差(<0.75重量%)。
2.非线性排列
此外，在专利申请DE-A-102005037115中，一个分子中的不同发色团不是线性排列，这是由于由上述-Y’-A-Y-结构部分引入的挠性。在图4和5中显示了两种不同的多发色团苝染料在LC混合物中的吸收谱。每种情况下都没有观察到平行或垂直于LC主体的取向而测量的光谱的差别，这证明多发色团染料的吸收轴不是成直线的。此处染料在LC主体E7中的溶解度也是非常差的(<0.75重量%)。
3.LC中的单发色团
如在专利申请US4378302中的单发色团苝染料的使用显然不满足上述要求。一个实例在图6中给出。该图显示化合物1-PDI在LC主体中的吸收谱。平行和垂直测量的光谱之间的吸收差别表明该单体染料与LC主体确实排成直线。然而，二色性比计算为约4，这不符合上述要求(DR>10)。该化合物可以至多0.15重量%溶于LC主体E7中。
4.满足上述要求的通过连接键连接的多发色团染料的实例：
与上文所示反例相反，图7、8和9中显示了三种不同的多发色团棒状分子的吸收谱。它们都显示出在LC主体E7中的高溶解度(0.25-1重量%)并显示出高二色性比，因此满足上述要求。
Claims (7)
1.包含棒状热致液晶作为主体和二向色荧光染料作为客体的客体-主体液晶染料混合物，其特征在于二向色荧光染料为含有至少一个具有通式Ry-X1-C1的基团的多发色团染料，其中Ry为来自萘嵌苯族的发色团，C1为第二发色团且X1为中断Ry与C1之间的共轭的间隔基，其中选择间隔基X1使得它引入刚性以防在垂直于分子长度的轴上弯曲或折叠。
2.根据权利要求1的客体-主体液晶染料混合物，其中所述通式为A1-Ry-X1-C1-X2…-Cn-A2，其中A1和A2为加溶脂族尾，Xi为中断Ry与Ci之间的共轭的共价间隔基，Ci为发色团，且Ry为来自萘嵌苯族的发色团。
3.根据权利要求1或2的客体-主体液晶染料混合物，其具有多发色团染料，所述多发色团染料具有发色团Cn和Cn+1，其中：
·Cn和Cn+1为彼此距离10nm以内的发色团，
·Cn为荧光的，
·Cn在比Cn+1更短的波长下具有峰值吸收，
·Cn的荧光发射与Cn+1的吸收重叠，
从而能发生
共振能量转移。
4.根据权利要求1-3中任一项的客体-主体液晶染料混合物，其中发色团的主吸收轴沿着客体分子的长度轴排列。
5.根据权利要求1-3中任一项的客体-主体液晶染料混合物，其中发色团C1的主吸收轴相对于发色团Ry的吸收轴垂直连接。
6.根据权利要求1-3中任一项的客体-主体液晶染料混合物，其中发色团Ry和C1是相同的。
7.根据权利要求1-6中任一项的客体-主体液晶染料混合物在照明应用、显示器应用、激光应用和发光太阳能集中器应用中的用途。
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