CN114341314A - 液晶介质及pnlc光调制元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于聚合物网络液晶(PNLC)光调制元件的胆甾醇型液晶(LC)介质、其制造方法及该胆甾醇型介质在光调制元件中的用途。此外，本发明涉及光调制元件本身、其制造方法、该光调制元件在光学或电光装置、特别是在显示器中的用途以及包含本发明的光调制元件的光学或电光装置。
Description
技术领域
本发明涉及用于聚合物网络液晶(PNLC)光调制元件的胆甾醇型液晶(LC)介质、其制造方法及该胆甾醇型LC介质在PNLC光调制元件中的用途。此外，本发明涉及PNLC光调制元件本身、其制造方法、该光调制元件在光学或电光装置、特别是在LC显示器中的用途以及包含本发明的光调制元件的光学或电光装置。
发明背景
可切换波导是使透明显示器成为可能的液晶装置。当LC盒为边缘光型时，光可在LC盒的边界内经历全内反射。
在正常、配向状态下，只要LC主体的折射率高于玻璃基板的折射率，即不妨碍光路径。当手性液晶盒切换时，形成焦锥域且表观折射率的此大变化导致混浊且随后光从LC盒耦合输出。
在此情况中，要求螺旋节距为微米量级，以使得反射带在红外光谱内。这消除LC盒中的任何色彩效应，且已在WO 2017/041872A1中报道液晶窗应用。然而，这些系统展现的切断时间(toff)不适用于需要快速切换的显示器应用。
另外，具有44％的中等浊度值的用于动态散射的聚合物网络系统已在WO 2018/215393 A1中提出。就此而言，业内仍极需要开发具有高％浊度值同时保持这些装置的快速切换的用于显示器应用的系统。
鉴于上述问题，本发明基于提供新颖适宜材料、特别是用于PNLC光调制元件的胆甾醇型LC介质的目的，其中螺旋节距为微米量级，因此反射带在红外光谱中，其不具有上文所示的缺点或具有减小程度的缺点。本领域技术人员可从以下描述即刻明了本发明的其他目标。
令人惊讶地，本发明人已发现，一个或多个上文及下文所定义的目的可根据权利要求1由本发明实现。
简述
因此，本发明涉及用于PNLC光调制元件的胆甾醇型LC介质，其包含
A)一种或多种可聚合化合物，其量以重量计为≥2％至≤10％，其中其至少一者是式I化合物，
P11-Sp11-Ar-Sp12-P12 I
其中Ar选自下式的基团
其任选地经一个或多个基团L取代，
L在每次出现时相同或不同地是F、Cl、CN、P-Sp-、或具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基，其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地以O-及/或S-原子彼此不直接连接的方式经-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代，且其中一个或多个H原子各自任选地经F或Cl替代，
P11及P12各自且彼此独立地表示可聚合基团，
Sp11及Sp12各自且彼此独立地表示任选地经一个或多个基团P11或P12取代的间隔基团或单键，及
B)一种或多种不可聚合介晶或液晶化合物，及
C)一种或多种手性化合物。
本发明胆甾醇型LC介质的液晶组分B)在下文中也称为“LC主体混合物”，且优选包含一种或多种、优选至少两种选自不可聚合的低分子量化合物的介晶或LC化合物。
本发明进一步涉及如上下文所述的胆甾醇型LC介质或PNLC光调制元件，其中式I化合物或组分A)的可聚合化合物经聚合。
本发明进一步涉及制备如上下文所述的胆甾醇型LC介质的方法，其包括混合以下各项的步骤：
一种或多种介晶或LC化合物、或LC主体混合物或LC组分B)，
如上下文所述≥2％至≤10％的量的可聚合组分A)，其包含一种或多种可聚合化合物、优选由其组成，其至少一者是式I化合物，手性组分C)，其包含一种或多种手性化合物以及任选地其他LC化合物及/或添加剂。
本发明进一步涉及如上下文所述的胆甾醇型LC介质在基于PNLC模式的光调制元件中的用途。
本发明进一步涉及PNLC光调制元件，其包含一对相对基板、平面内电极结构及位于所述基板的中间空间中的胆甾醇型LC介质，其特征在于该光调制元件包含聚合物网络，该聚合物网络可由本发明胆甾醇型LC介质通过将所述胆甾醇型LC介质暴露于诱导胆甾醇型LC介质中可聚合化合物的光聚合的光化辐射获得。
本发明进一步涉及包含聚合物网络的PNLC光调制元件，该聚合物网络可通过聚合一种或多种如上下文所述的式I化合物或可聚合组分A)获得。
本发明进一步涉及如上下文所述的PNLC光调制元件在光学或电光装置中的用途。因此，本发明还涉及包含如上下文所述的PNLC光调制元件的光学或电光装置本身。
本发明进一步涉及制备如上下文所述的PNLC光调制元件的方法，其中将如上下文所述的胆甾醇型LC介质引入至如上下文所述具有两个基板及电极结构的LC盒中，且其中胆甾醇型LC介质的可聚合化合物经聚合。
特别地，通过在PNLC光调制元件中利用本发明的胆甾醇型LC介质，优选尤其可同时满足上下文提及的要求等。
具体而言，本发明的PNLC光调制元件优选同时展现
-高浊度值，
-有利的快速反应时间、特别是有利的快速切断时间(toff)，及
-寻址所需的有利低电压。
另外，PNLC光调制元件可通过相容、通常已知的用于大量生产的方法来生产。
术语及定义
除非另有明确阐明，否则以下含义适用于上文及下文中：
术语“液晶”、“液晶态化合物(mesomorphic compound)”或“介晶化合物”(也简称为“介晶”)意指在适宜温度、压力及浓度条件下可作为中间相(向列相、近晶相等)或特别是作为LC相存在的化合物。非两亲性介晶化合物包含例如一个或多个棒状、香蕉形或盘状介晶基团。
术语“介晶基团”意指具有诱导液晶相(或中间相)行为的能力的基团。包含介晶基团的化合物自身并不一定必须展现液晶中间相。其也可仅在与其他化合物的混合物中或当介晶化合物或材料或其混合物聚合时才显示液晶中间相。这包括低分子量非反应性液晶化合物、反应性或可聚合液晶化合物及液晶聚合物。为简明起见，术语“液晶”在下文中用于介晶材料及LC材料二者。
棒状介晶基团通常包含由一个或多个彼此直接连接或经由键联基团连接的芳香族或非芳香族环状基团组成的介晶核心、任选地包含连接至介晶核心末端的末端基团，且任选地包含一个或多个连接至介晶核心的长边的侧基，其中这些末端基团及侧基通常选自例如碳基或烃基、极性基团(如卤素、硝基、羟基等)或可聚合基团。
术语“反应性介晶”或“可聚合LC化合物”意指可聚合介晶或液晶化合物、优选地单体化合物。这些化合物可作为纯化合物或作为反应性介晶与其他化合物的混合物使用，该其他化合物起光引发剂、抑制剂、表面活性剂、稳定剂、链转移剂、不可聚合化合物等的作用。
具有一个可聚合基团的可聚合化合物也称为“单反应性”化合物，具有两个可聚合基团的化合物也称为“二反应性”化合物，且具有多于两个(即三个、四个、五个或更多个)可聚合基团的化合物也称为“多反应性”化合物。无可聚合基团的化合物也称为“非反应性或不可聚合”化合物。
术语“非介晶化合物或材料”意指不含如上文或下文所定义的介晶基的化合物或材料。
如本文所用，术语“不可聚合化合物或不可聚合介晶或液晶化合物”将理解为意指不含有适于在通常施加用于RM聚合的条件下聚合的官能团的液晶化合物1。
“可聚合基团”(P)优选是选自包含C＝C双键或C≡C三键的基团及适合与开环(诸如(例如)氧杂环丁烷或环氧基)聚合的基团。
优选地，可聚合基团(P)选自由以下基团组成的组：CH2＝CW1-COO-、CH2＝CW1-CO-、
CH2＝CW2-(O)k3-、CW1＝CH-CO-(O)k3-、CW1＝CH-CO-NH-、CH2＝CW1-CO-NH-、CH3-CH＝CH-O-、(CH2＝CH)2CH-OCO-、(CH2＝CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2＝CH)2CH-O-、(CH2＝CH-CH2)2N-、(CH2＝CH-CH2)2N-CO-、CH2＝CW1-CO-NH-、CH2＝CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2＝CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH＝CH-，
其中
W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基，特别地H、F、Cl或CH3，
W2表示H或具有1至5个C原子的烷基，特别地H、甲基、乙基或正丙基，
W3及W4各自彼此独立表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基，Phe表示1,4-亚苯基，其任选地经如上文所定义但不同于P-Sp的一个或多个基团L取代，优选地，优选的取代基L为F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5，此外为苯基，及
k1、k2及k3各自彼此独立表示0或1，k3优选表示1，及k4为1至10的整数。
尤其优选的可聚合基团(P)为CH2＝CH-COO-、CH2＝C(CH3)-COO-、CH2＝CF-COO-、CH2＝CH-、CH2＝CH-O-、(CH2＝CH)2CH-OCO-、(CH2＝CH)2CH-O-、
及
其中W2表示H或具有1至5个C原子的烷基，特别地H、甲基、乙基或正丙基及k1表示0或1。
更优选的可聚合基团(P)为乙烯基、乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧杂环丁烷及环氧基，最优选是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，特别地丙烯酸酯。
优选地，所有多反应性可聚合化合物及其子式包含含两个或更多个可聚合基团P(多反应性可聚合基团)的一个或多个支链基团而非一个或多个基团P-Sp。
适宜的此类型基团、及包含它们的可聚合化合物述于例如US7,060,200 B1或US2006/0172090 A1中。
尤其优选选自下式的多反应性可聚合基团：
-X-alkyl-CHPx-CH2-CH2Py I*a
-X-alkyl-C(CH2Px)(CH2Py)-CH2Pz I*b
-X-alkyl-CHPxCHPy-CH2Pz I*c
-X-alkyl-C(CH2Px)(CH2Py)-CaaH2aa+1 I*d
-X-alkyl-CHPx-CH2Py I*e
-X-alkyl-CHPxPy I*f
-X-alkyl-CPxPy-CaaH2aa+1 I*g
-X-alkyl-C(CH2Pv)(CH2Pw)-CH2OCH2-C(CH2Px)(CH2Py)CH2Pz I*h
-X-alkyl-CH((CH2)aaPx)((CH2)bbPy) I*i
-X-alkyl-CHPxCHPy-CaaH2aa+1 I*k
其中
alkyl表示单键或具有1至12个C原子的直链或支链亚烷基，其中一个或多个不相邻的CH2基可各自彼此独立经-C(Rx)＝C(Rx)-、-C≡C、-N(Rx)、-O-、-S-、-CO-、-CO-O、-O-CO-、-O-CO-O-替代，替代方式是使得O及/或S原子彼此不直接连接，且其中(此外)一个或多个H原子可经F、Cl或CN替代，其中Rx具有上述含义中的一种含义，
aa及bb各自彼此独立表示0、1、2、3、4、5或6，
X具有针对X’所指定含义中的一种含义，及
Pv至Pz各自彼此独立具有上文针对P所指定含义中的一种含义。
如本文中所使用，术语“间隔基”(后文中也称为“Sp”)为本领域技术人员所已知并描述在文献中，参见，例如，Pure Appl.Chem.2001，73(5)，888及C.Tschierske、G.Pelzl、S.Diele，Angew.Chem.2004，116，6340-6368。如本文中所使用，术语“间隔基团”或“间隔基”意指将可聚合介晶化合物中的介晶基团及可聚合基团连接的柔性基团，例如，亚烷基。
若间隔基Sp不为单键，则优选是式Sp’-X’，使得各基团P-Sp-遵循式P-Sp’-X’，其中
Sp’表示具有1至20个，优选1至12个C原子的亚烷基，其任选地经F、Cl、Br、I或CN单-或多取代且其中(此外)一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立经-O-、-S-、-NH-、-NRxx-、-SiRxxRyy-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NRxx-CO-O-、-O-CO-NRxx-、-NRxx-CO-NRyy-、-CH＝CH-或-C≡C-替代，替代方式为O及/或S原子彼此不直接连接，
X’表示–O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NRxx-、-NRxx-CO-、-NRxx-CO-NRyy-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、-CH＝CRxx-、-CYxx＝CYxx-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-或单键，
优选是-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NRxx-、-NRxx-CO-、-NRxx-CO-NRyy-或单键。
Rxx及Ryy各自彼此独立表示H或具有1至12个C原子的烷基，及
Yxx及Yyy各自彼此独立表示H、F、Cl或CN。
典型的间隔基Sp’为例如-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiRxxRyy-O)p1-，其中p1为1至12的整数，q1为1至3的整数，及Rxx及Ryy彼此独立具有上述含义中的一种含义。
尤其优选的基团-X’-Sp’-为-(CH2)p1-、-O-(CH2)p1-、-OCO-(CH2)p1-、-OCOO-(CH2)p1-，其中p1为1至12的整数。
尤其优选的基团Sp’为例如亚甲基、亚乙基或直链烷基链，诸如，例如，亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基或亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基亚丁基、亚乙基硫基亚乙基、亚乙基-N-甲基亚氨基亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基及亚丁烯基。
如本文所用的，术语“聚合物”将被理解为是指包含一种或多种不同类型的重复单元(分子的最小构成单元)的主链的分子，并且其包括公知的术语“低聚物”、“共聚物”、“均聚物”等。此外，应当理解术语聚合物除了该聚合物本身之外，还包含来自引发剂、催化剂和伴随这样的聚合物的合成的其他要素的残留物，其中这样的残留物被理解为不是共价掺入其中。此外，这样的残留物和其他要素尽管通常在聚合后纯化过程中被移除，但是它们通常与聚合物混合或掺和，使得当聚合物在容器之间或溶剂或分散介质之间转移时，它们通常保留在聚合物中。
如本发明中所使用，术语“(甲基)丙烯酸类聚合物”包括由(甲基)丙烯酸类单体获得的聚合物、可由(甲基)丙烯酸类单体获得的聚合物及可由甲基丙烯酸类单体及丙烯酸类单体的混合物获得的对应共聚物。
“聚合物网络”为所有聚合物链通过许多交联经互连以形成单一宏观实体的网络，优选地，若用于PNLC装置中，其延伸通过整个盒。聚合物网络可以以以下类型存在：
1.接枝聚合物分子是支链聚合物分子，其中一个或多个侧链在结构上或构型上不同于主链。
2.星形聚合物分子是支链聚合物分子，其中单个分支点产生多个直链或臂。若臂是相同的，则星形聚合物分子视为规则的。若相邻的臂由不同的重复亚单元组成，则星形聚合物分子视为多变的(variegated)。
3.梳形聚合物分子由具有两个或更多个三向分支点的主链及线性侧链组成。若臂是相同的，则梳形聚合物分子视为规则的。
4.刷形聚合物分子由主链与线性非支链侧链组成，且其中一个或多个分支点具有四向官能基或更大。
术语“聚合”意指通过将多个可聚合基团或包含所述可聚合基团的聚合物前体(可聚合化合物)键结在一起而形成聚合物的化学过程。
如在C.Tschierske、G.Pelzl及S.Diele，Angew.Chem.2004，116，6340-6368中给定的定义应另外适用于前面给定的定义且特别地适用于与本申请中的液晶材料有关的未定义的术语。
本文中，双折射率Δn由以下公式定义
Δn＝ne-no
其中ne为非寻常折射率及no为寻常折射率及有效平均折射率nav.由以下等式给出
nav.＝[(2no 2+ne 2)/3]1/2。
非寻常折射率ne及寻常折射率no可例如使用改进的阿贝折射计(Abberefractometer)依“Merck Liquid Crystals,Physical Properties of LiquidCrystals”，Status Nov.1997，Merck KGaA，Germany测定。
可见(VIS)光是波长在约400nm至约800nm范围内的电磁辐射。除非另有说明，否则紫外(UV)光是波长在约200nm至约400nm范围内的电磁辐射。除非另有说明，否则红外(IR)光是波长在约800nm至约1mm范围内的电磁辐射。
术语“透明”在此申请的上下文中意指通过PNLC光调制元件透射的VIS光为入射光的至少65％、更优选至少80％、甚至更优选至少90％。
辐射剂量(Ee)定义为入射于表面上的每单位面积(dA)的电磁辐射功率(dθ)：
Ee＝dθ/dA。
辐射强度(He)定义为每时间(t)的辐射剂量(Ee)：
He＝Ee•t。
术语“清亮点”意指发生具有最高温度范围的中间相与各向同性相之间转变的温度。
通常，术语“手性”用于描述这样的对象，其在其镜像上不可重叠。
“非手性”(无手性)对象是与其镜像相同的对象。
除非另外明确描述，否则术语“手性向列”和“胆甾醇型”在本申请中同义地使用。
手性向列型织构或胆甾醇型液晶(CLC)表现出圆形偏振光的选择性反射，其中光矢量的旋转方向对应于胆甾醇型螺旋的旋转方向。
根据以下等式，反射波长λ由胆甾醇型螺旋的节距P和胆甾醇型液晶的平均双折射率n给出：
λ＝n•p
CLC介质可例如通过用具有高扭曲力的手性掺杂剂掺杂向列型LC介质来制备。然后根据以下等式通过手性掺杂剂的浓度c及螺旋扭曲力HTP提供经诱导的胆甾醇型螺旋的节距p:
p＝(HTP c)-1
也可使用两种或更多种掺杂剂，例如以补偿各个掺杂剂的HTP的温度依赖性及因此实现CLC介质的螺旋节距及反射波长的低的温度依赖性。针对总HTP(HTP总)，则近似地适用以下等式：
HTP总＝∑i ciHTPi
其中ci为各个单独掺杂剂的浓度及HTPi为各个单独掺杂剂的螺旋扭曲力。
贯穿本申请且除非另有明确阐明，否则所有浓度均以重量百分比表示且涉及各个完整混合物，所有温度是以摄氏度表示且所有温差是以度数差表示。
在本申请中，术语“介电正性”用于Δε＞3.0的化合物或组分，“介电中性”用于-1.5≤Δε≤3.0的化合物或组分，且“介电负性”用于Δε＜-1.5的化合物或组分。
Δε是以1kHz的频率和在20℃下测定。各化合物的介电各向异性由各单一化合物在向列型主体混合物中的10％溶液的结果测定。在各化合物在主体介质中的溶解度小于10％的情况下，则将其浓度减少二分之一，直至所得介质足够稳定以至少允许测定其性质。然而，在优选的实施方案中，将浓度保持在至少5％以保持尽可能高的结果显著性。测试混合物的电容是在具有垂面和沿面配向二者的盒中测定。该两种类型盒的盒厚为约20μm。所施加电压是频率为1kHz的矩形波且均方根值通常为0.5V至1.0V；然而其始终经选择以低于各个测试混合物的电容阈值。
Δε定义为(ε||-ε⊥)，而εav.为(ε||+2ε⊥)/3。由在添加所关注化合物后主体介质的各个值的变化来测定化合物的介电电容率。将该值外推至100％的所关注化合物的浓度。典型主体介质为ZLI-4792或BL-087，二者均购自Merck,Darmstadt。
除非上下文另外明确指示，否则本文术语的如本文所用复数形式应解释为包含单数形式且反之亦然。
就本发明而言，
就本发明而言
表示1,4-亚苯基。
就本发明而言，基团-COO-、-C(＝O)O-或-CO2-表示式
的酯基及基团-OCO-、-OC(＝O)-、-O2C-或-OOC-表示式
的酯基。
在基团
中，显示在两个环原子间的单键可连接至苯环的任何自由位置。
在上文及下文中，“碳基”表示含有至少一个碳原子的单价或多价有机基团，其不含其他原子(例如-C≡C-)或任选地含有一个或多个其他原子(例如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)(例如羰基等)。“烃基”表示另外含有一个或多个H原子且任选地含有一个或多个杂原子(例如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)的碳基。
碳基或烃基可为饱和或不饱和基团。不饱和基团是例如芳基、烯基或炔基。具有多于3个C原子的碳基或烃基可为直链、支链和/或环状且可含有螺链接或稠合环。
贯穿本申请，除非另有明确阐述，术语“芳基和杂芳基”涵盖可为单环或多环的基团，即，它们可具有一个环(例如，苯基)或两个或更多个环，其也可以是稠合的(例如，萘基)或共价连接(例如，联苯)，或含有稠环和连接环的组合。
杂芳基含有一个或多个优选选自O、N、S和Se的杂原子。特别优选的是具有6至25个C原子的单环、双环或三环芳基、和具有2至25个C原子的单环、双环或三环杂芳基，其任选地含有稠环且任选地被取代。进一步优选的是5-、6-或7元芳基和杂芳基，其中此外，一个或多个CH基团可由N、S或O以使O原子和/或S原子彼此不直接连接的方式替代。优选的芳基基团例如为苯基、联苯基、三联苯基、[1,1':3',1”]-三联苯-2'-基、萘基、蒽基、联二萘基、菲基、芘、二氢芘、
二萘嵌苯、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、茚并芴、螺联芴(spirobifluorene)等，更优选1,4-亚苯基、4,4’-亚联苯基、1,4-亚三联苯基。
优选的杂芳基基团例如为5-元环，例如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、异噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑、6-元环，例如吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪或稠合基团，例如吲哚、异吲哚、吲嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹喔啉并咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、异噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、异喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并异喹啉、吖啶、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并哒嗪、苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮杂咔唑、苯并咔啉、菲啶、菲咯啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、异苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑噻吩，或者这些基团的组合。杂芳基基团还可以被烷基、烷氧基、硫代烷基、氟、氟代烷基或其他芳基或杂芳基基团取代。
在本申请的上下文中，术语“(非芳族)脂环基团和杂环基”既涵盖饱和的环，即仅含有单键的那些，还涵盖部分不饱和的环，即也可以包含多重键的那些。杂环含有一个或多个杂原子，优选选自Si、O、N、S和Se。(非芳族)脂环基团和杂环基团可为单环的，即仅含一个环(例如环己烷)，或者是多环的，即含有多个环(例如十氢化萘或者双环辛烷)。特别优选饱和的基团。此外优选具有3-25个C原子的单-、双-或三环状基团，其任选含有稠合环且为任选取代的。进一步优选的是5-、6-、7-或8-元碳环基团，其中另外，一个或多个C原子可被Si替代和/或一个或多个CH基团可被N替代和/或一个或多个不相邻的CH2基团可被-O-和/或-S-替代。优选的脂环基团和杂环基团例如为5-元基团，例如环戊烷、四氢呋喃、四氢噻吩、吡咯烷；6-元基团，例如环己烷、硅杂环己烷(silinane)、环己烯、四氢吡喃、四氢噻喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶；7-元基团，例如环庚烷；和稠合基团，例如四氢化萘、十氢化萘、茚满、双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基，更优选地1,4-亚环己基、4,4’-双亚环己基、3,17-十六氢-环戊并[a]菲，其任选地经一个或多个相同或不同的基团L取代。尤其优选的芳基-、杂芳基-、脂环族-和杂环基团为1,4-亚苯基、4,4’-亚联苯基、1,4-亚三联苯基、1,4-亚环己基、4,4’-双亚环己基和3,17-十六氢-环戊并[a]菲,其任选地经一个或多个相同或不同的基团L取代。
上文提及的芳基-、杂芳基-、脂环族-和杂环基团的优选取代基(L)是例如溶解度促进基团(例如烷基或烷氧基)和吸电子基团(例如氟、硝基或腈)。
下文也称为“L”的优选取代基是例如F、Cl、Br、I、-OH、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(＝O)N(Rx)2、-C(＝O)Yx、-C(＝O)Rx、-C(＝O)ORx、-N(Rx)2，其中Rx具有上文所提及的含义，且上述Yx表示卤素、任选地经取代的甲硅烷基、具有4至40个、优选地4至20个环原子的任选地经取代的芳基或杂芳基及具有1至25个C原子的直链或支链烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，其中一个或多个H原子可任选地经F或Cl替代。
“经取代的甲硅烷基或芳基”优选意指经卤素、-CN、Ry、-ORy、-CO-Ry、-CO-O-Ry、-O-CO-Ry或-O-CO-O-Ry取代的甲硅烷基或芳基，其中Ry表示H；具有1至12个C原子的直链、支链或环状烷基链。
在上文及下文所显示的式中，经取代的亚苯基环
其中L在每次出现时相同或不同地具有上文及下文所给出含义中的一者，且优选是F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、C(CH3)3、CH(CH3)2、CH2CH(CH3)C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5或P-Sp-，非常优选地F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-，最优选地F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3。
“卤素”表示F、Cl、Br或I，优选地F或Cl，更优选地F。
上文及下文的术语“烷基”、“芳基”、“杂芳基”等还涵盖多价基团，例如亚烷基、亚芳基、杂亚芳基等。
术语“芳基”表示芳香族碳基团或由其衍生的基团。
术语“杂芳基”表示含有一个或多个杂原子的根据上文定义的“芳基”。
优选的烷基是例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、正己基、环己基、2-乙基己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基、三氟甲基、全氟-正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基等。
优选的烷氧基是例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基。
优选的烯基是例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环戊烯基、己烯基、环己烯基、庚烯基、环庚烯基、辛烯基、环辛烯基。
优选的炔基是例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基。
优选的氨基是例如二甲基氨基、甲基氨基、甲基苯基氨基、苯基氨基。
贯穿本说明书的说明及权利要求，词语“包含(comprise)”及“含有”及该词语的变化形式(例如“包含(comprising及comprises)”)意指“包括但不限于”，且并不意欲(且不)排除其他组分。另一方面，词语“包含”还涵盖术语“由……组成”，但并不限于此。
贯穿本说明书的说明及权利要求，词语“可获得”及“获得”及该词语的变化形式意指“包括但不限于”，且并不意欲(且不)排除其他组分。另一方面，词语“可获得”还涵盖术语“获得”但并不限于此。
术语“配向”或“定向”涉及材料的各向异性单元(诸如小分子或大分子片段)于称为“配向方向”的共同方向上的配向(定向排序)。于液晶材料的配向层中，液晶指向矢与配向方向一致以使该配向方向相当于材料的各向异性轴方向。
术语“平面定向/配向”(例如在液晶材料层中)意指某一比例的液晶分子的长分子轴(就棒型化合物而言)或短分子轴(就圆盘型化合物而言)以基本上与层平面平行(约180°)定向。
术语“垂面定向/配向”(例如在液晶材料层中)意指某一比例的液晶分子的长分子轴(就棒型化合物而言)或短分子轴(就圆盘型化合物而言)以相对层平面成介于约80°与90°之间的角度θ(“倾斜角”)定向。
详细说明
优选地，在如上文及下文所述的式I及其子式的化合物中，存于化合物中的所有可聚合基团P具有相同含义，且更优选表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，最优选是甲基丙烯酸酯。
更优选为式I及其子式的化合物，其中基团Ar选自式Ar5、Ar6及Ar7，及存于化合物中的基团P是相同或不同的。
在如上文及下文所述的式I及其子式的化合物中，Ar优选是选自式Ar1、Ar2及Ar5。
优选的式I化合物选自以下子式
其中P、Sp及L具有以式I给定的含义中的一种含义，
r1、r3、r7彼此独立为0、1、2或3，
r2为0、1、2、3或4，
r4、r5、r6彼此独立为0、1或2。
非常优选的是式I1、I2及I5的化合物。
更优选的式I化合物选自以下子式
其中P、Sp、L、r1-r7具有以式I给定的含义或如上文及下文给定的优选含义中的一种含义。
非常优选的式I化合物选自以下子式：
其中P、Sp具有上文或下文所给定的含义，及La及Lb各自且彼此独立地具有上文或下文针对L所给定的含义。
子式I1-1-1至I2-1-18的非常优选化合物为那些其中所有基团P相同且表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的化合物，另外，为那些其中Sp为-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-或-(CH2)p1-CO-O-，其中p1为1至12(优选1至6)的整数，且O-或CO-基连接至苯环的化合物，另外，为那些其中La及Lb表示F、CH3、CH2CH3、OCH3、OC2H5、O(CH2)2CH3、OC(CH3)3或OCF3的化合物。
式I及其子式的更优选化合物选自以下优选实施方案，包括其任何组合：
-化合物中的所有基团P具有相同含义，
-Ar选自式Ar1、Ar2、Ar3及Ar4，且存于化合物中的所有基团P具有相同含义，
-Ar选自式Ar1、Ar2、Ar3、Ar4及Ar5，且存于化合物中的所有基团P具有相同含义，
-Ar选自式Ar1、Ar2、Ar3、Ar4及Ar6，且存于化合物中的所有基团P具有相同含义，
-Ar选自式Ar1、Ar2、Ar3、Ar4及Ar7，且存于化合物中的所有基团P具有相同含义，
-Ar选自式Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、A5及Ar7，且存于化合物中的所有基团P具有相同含义，
-Ar选自式Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、A6及Ar7，且存于化合物中的所有基团P具有相同含义，
-Ar选自式Ar5，且存于化合物中的基团P可具有相同或不同含义，
-Ar选自式Ar6，且存于化合物中的基团P可具有相同或不同含义，
-Ar选自式Ar7，且存于化合物中的基团P可具有相同或不同含义，
-所述化合物包含恰好两个可聚合基团(以基团P表示)，
-P选自由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及氧杂环丁烷组成的组，
-在不为单键的情况下，Sp为-(CH2)p2-、-(CH2)p2-O-、-(CH2)p2-CO-O-、-(CH2)p2-O-CO-，其中p2为2、3、4、5或6，且O-原子或CO-基分别连接至苯环，
-在不为La的情况下，Lb表示F、Cl或CN，
-La为F、CH3、CH2CH3、OCH3、OC2H5、O(CH2)2CH3、OC(CH3)3或OCF3。
-r1、r2及r3表示0或1，
-r1、r2、r3、r4、r5及r6表示0或1，
-r1及r7中的一者为0及另一者为1，
-r1为1，及r2及r3为0，
-r3为1及r1及r2为0，
-r4及r5中的一者为0及另一者为1，
-r4及r6为0及r5为1，
-r1及r4为0及r3为1，
-r1及r3为0及r4为1，
-r3及r4为0及r1为1。
式I及其子式的更优选化合物选自式I1-1-1、I1-1-3、I1-2-2及I2-1-1至I2-1-6的化合物，其中P选自由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及氧杂环丁烷组成的组，La及Lb各自且彼此独立地为F、CH3、CH2CH3、OCH3、OC2H5、O(CH2)2CH3、OC(CH3)3或OCF3。
可类似于本领域技术人员已知且描述于有机化学标准著作(诸如，例如，Houben-Weyl，Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry]，Thieme-Verlag，Stuttgart)中的方法来制备式I及其子式的化合物及中间体。
例如，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯可通过用酸衍生物(诸如例如(甲基)丙烯酰氯或(甲基)丙烯酸酐)在碱(例如吡啶或三乙基胺)及4-(N,N-二甲基氨基)吡啶(DMAP)的存在下酯化对应的醇来制备。或者，所述酯可通过用(甲基)丙烯酸在脱水试剂的存在下，例如依Steglich用二环己基碳二亚胺(DCC)、N-(3-二甲基氨基丙基)-N’-乙基碳二亚胺(EDC)或N-(3-二甲基氨基丙基)-N’-乙基碳二亚胺盐酸盐及DMAP，酯化醇来制备。
尤其优选的是其中可聚合组分A)包含一种、两种或三种式I可聚合化合物的胆甾醇型LC介质。
此外优选的是其中可聚合组分A)排他地包含式I的可聚合化合物的胆甾醇型LC介质。
任选地，一种或多种聚合引发剂可添加至胆甾醇型LC介质中。聚合的适宜条件及引发剂的适宜类型及量为本领域技术人员已知且阐述于文献中。
适用于自由基聚合的是例如市售光引发剂
或
(CibaAG)。若采用聚合引发剂，则其比例优选为0.001重量％至5重量％，尤其优选为0.001重量％至1重量％。
根据本发明的可聚合化合物也适于在无引发剂下聚合，这伴随着相当大的优势，诸如例如较低材料成本及特别地胆甾醇型LC介质较少被可能残留量的引发剂或其降解产物污染。聚合因此也可在不添加引发剂下进行。在一个优选实施方案中，胆甾醇型LC介质不包含聚合引发剂。
胆甾醇型LC介质也可包含一种或多种稳定剂以防止RM例如在储存或运输期间的非所欲自发聚合。稳定剂的适宜类型及用量是本领域技术人员已知且描述于文献中。
特别适宜的是例如购自
系列(Ciba AG)(诸如例如
1076)的市售稳定剂。若使用稳定剂，则其比例(基于RM或可聚合组分(组分A)总量计)优选为10-500,000ppm，尤其优选为50-50,000ppm。
优选地，本发明的胆甾醇型LC介质基本上由以下组成：可聚合组分A)或一种或多种式I的可聚合化合物、LC组分B)或LC主体混合物、及包含一种或多种如上下文所述的手性化合物的手性组分C)。
然而，胆甾醇型LC介质可另外包含一种或多种其他组分或添加剂，优选选自包括但不限于以下的清单：抑制剂、其他稳定剂、润湿剂、润滑剂、分散剂、疏水剂、粘合剂、流动改良剂、消泡剂、除气剂、稀释剂、反应性稀释剂、助剂、着色剂、染料、颜料及纳米颗粒。
在另一个优选实施方案中，可聚合组分A)除了式I化合物外还包含优选选自RM的一种或多种其他可聚合化合物(“共聚单体”)。
适宜且优选的介晶共聚单体选自下式：
其中各个基团具有以下含义：
P1、P2及P3各自彼此独立表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，
Sp1、Sp2及Sp3各自彼此独立表示单键或具有上文及下文针对Sp所指示的含义中的一种含义的间隔基，且尤其优选表示-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O、-(CH2)p1-CO-O-、-(CH2)p1-O-CO-或-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1为1至12的整数，其中，此外，基团P1-Sp1-、P1-Sp2-及P3-Sp3-中的一或多者可表示Raa，其限制条件为所存在的基团P1-Sp1-、P2-Sp2及P3-Sp3-中的至少一者不为Raa，
Raa表示H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，其中(此外)一个或多个不相邻的CH2基可各自彼此独立经C(R0)＝C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代，替代方式为O及/或S原子彼此不直接连接，及其中(此外)一个或多个H原子可经F、Cl、CN或P1-Sp1-替代，尤其优选具有1至12个C原子的直链或支链、任选地单-或多取代的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中烯基及炔基具有至少两个C原子及支链基团具有至少三个C原子)，
R0、R00各自彼此独立且在每次出现时相同或不同地表示H或具有1至12个C原子的烷基，
Ry及Rz各自彼此独立表示H、F、CH3或CF3，
X1、X2及X3各自彼此独立表示-CO-O-、-O-CO-或单键，
Z1表示–O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-，
Z2及Z3各自彼此独立表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-，其中n为2、3或4，
L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN或具有1至12个C原子的直链或支链、任选地单-或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，优选是F，
L’及L"各自彼此独立表示H、F或Cl，
r表示0、1、2、3或4，
s表示0、1、2或3，
t表示0、1或2，
x表示0或1。
尤其优选的是式M2、M13、M17、M22、M23、M24及M30的化合物。
更优选的是三反应性化合物M15至M30，特别地M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M26、M30及M31。
在式M1至M31的化合物中，基团
其中L在每次出现时相同或不同地具有上文或下文所给定的含义中的一种含义，且优选为F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、C(CH3)3、CH(CH3)2、CH2CH(CH3)C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5或P-Sp-，非常优选为F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-，更优选为F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3，尤其是F或CH3。
除了上述可聚合化合物外，用于根据本发明的LC显示器中的LC介质包含展示介电正性各向异性的液晶组分B)或LC主体混合物，其优选包含一种或多种，更优选两种或更多种LC化合物(其选自不可聚合的低分子量化合物)。这些LC化合物经选择使得其在应用于可聚合化合物的聚合的条件下对聚合反应稳定且/或无反应性。
可用于根据本发明的液晶组分B)的优选LC化合物是如下文所示：
其中各个基团彼此独立地且在每次相同或不同地出现时具有以下含义：
各自彼此独立地，且在每次出现时相同或不同地为
R21、R31各自彼此独立地为具有1至9个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基或烷氧基烷基或具有2至9个C原子的烯基或烯氧基，其均任选地经氟化，
X0为F、Cl、CN、具有1至6个C原子的卤化烷基或烷氧基或具有2至6个C原子的卤化烯基或烯氧基，
Z31为-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-或单键，优选是-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-或单键，尤其优选为-COO-、反式-CH＝CH-或单键，
L21、L22、L31、L32各自彼此独立为H或F，
g为0、1、2或3。
在式A及B的化合物中，X0优选为F、Cl、CF3、CHF2、OCF3、OCHF2、OCFHCF3、OCFHCHF2、OCFHCHF2、OCF2CH3、OCF2CHF2、OCF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCF2CF2CHF2、OCFHCF2CF3、OCFHCF2CHF2、OCF2CF2CF3、OCF2CF2CClF2、OCClFCF2CF3或CH＝CF2，非常优选为F或OCF3，最优选为F。
在式A及B的化合物中，R21及R31优选是选自具有1、2、3、4、5或6个C原子的直链烷基或烷氧基及具有2、3、4、5、6或7个C原子的直链烯基。
在式A及B的化合物中，g优选为1或2。
在式B的化合物中，Z31优选为COO、反式-CH＝CH或单键，非常优选为COO或单键。
优选地，胆甾醇型LC介质的组分B)包含选自由下式组成的组的式A的一种或多种化合物：
其中A21、R21、X0、L21及L22具有式A中所给定的含义，L23及L24各自彼此独立为H或F，及X0优选为F。尤其优选为式A1及A2的化合物。
尤其优选的式A1化合物选自由以下子式组成的组：
其中R21、X0、L21及L22具有式A1中所给定的含义，L23、L24、L25及L26各自彼此独立为H或F，及X0优选为F。
非常特别优选的的式A1化合物选自由以下子式组成的组：
其中R21如式A1中所定义。
尤其优选的式A2化合物选自由以下子式组成的组：
其中R21、X0、L21及L22具有式A2中所给定的含义，L23、L24、L25及L26各自彼此独立为H或F，及X0优选为F。
非常特别优选的式A2化合物选自由以下子式组成的组：
其中R21及X0如式A2中所定义。
尤其优选的式A3化合物选自由以下子式组成的组：
其中R21、X0、L21及L22具有式A3中所给定的含义，及X0优选为F。
尤其优选的式A4化合物选自由以下子式组成的组：
其中R21如式A4中所定义。
优选地，胆甾醇型LC介质的组分B)包含选自由以下子式组成的组的式B的一种或多种化合物：
其中g、A31、A32、R31、X0、L31及L32具有式B中所给定的含义，及X0优选为F或CN。非常特别优选的为式B1及B2的化合物。
尤其优选的式B1化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31、X0、L31及L32具有式B1中所给定的含义，及X0优选为F。
非常特别优选的式B1a化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B1中所定义。
式B1b的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B1中所定义。
式B2的尤其优选化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31、X0、L31及L32具有式B2中所给定的含义，L33、L34、L35及L36各自彼此独立为H或F，及X0优选为F或CN。
式B2的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B2中所定义。
式B2b的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组
其中R31如式B2中所定义。
式B2c的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B2中所定义。
式B2d及B2e的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B2中所定义。
式B2f的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B2中所定义。
式B2g的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B2中所定义。
式B2h的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B2中所定义。
式B2i的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B2中所定义。
式B2k的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B2中所定义。
式B2l的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B2中所定义。
替代地或另外地，胆甾醇型LC介质的式B1及/或B2组分B)的化合物也可包含如上文定义的式B3的一种或多种化合物。
式B3的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R31如式B3中所定义。
优选地，胆甾醇型LC介质的组分B)除了式A及/或B的化合物外还包含式C的一种或多种化合物
其中各个基团具有以下含义：
R41、R42各自彼此独立为具有1至9个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基或烷氧基烷基、或具有2至9个C原子的烯基或烯基氧基(其均任选地氟化)，
Z41、Z42各自彼此独立为-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-、-CF2O-、-C≡C-或单键，优选为单键，
h为0、1、2或3。
在式C化合物中，R41及R42优选是选自具有1、2、3、4、5或6个C原子的直链烷基或烷氧基及具有2、3、4、5、6或7个C原子的直链烯基。
在式C化合物中，h优选为0、1或2。
在式C化合物中，Z41及Z42优选是选自COO、反式-CH＝CH及单键，非常特别优选地选自COO及单键。
式C的优选化合物选自由以下子式组成的组：
其中R41及R42具有式C中所给定的含义，且优选各自彼此独立表示具有1至7个C原子的烷基、烷氧基、氟化烷基或氟化烷氧基、或具有2至7个C原子的烯基、烯基氧基、烷氧基烷基或氟化烯基。
优选地，胆甾醇型LC介质的组分B)除了式A及/或B的化合物外还包含式D的一种或多种化合物
其中A41、A42、Z41、Z42、R41、R42及h具有式C中所给定的含义或上文所给定优选含义中的一种含义。
式D的优选化合物选自由以下子式组成的组：
其中R41及R42具有式D中所给定的含义且R41优选表示烷基，及在式D1中，R42优选表示烯基，尤其优选表示-(CH2)2-CH＝CH-CH3，及在式D2中，R42优选表示烷基、-(CH2)2-CH＝CH2或-(CH2)2-CH＝CH-CH3。
优选地，胆甾醇型LC介质的组分B)除了式A及/或B化合物外还包含式E的含烯基的一种或多种化合物
其中各个基团在每次相同或不同地出现时各自彼此独立地具有以下含义：
RA1具有2至9个C原子的烯基，或若环X、Y及Z中的至少一者表示环己烯基，则也具有RA2的一种含义，
RA2具有1至12个C原子的烷基，其中(此外)一个或两个不相邻的CH2基可经-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-替代，替代方式为O原子彼此不直接连接，
x为1或2。
RA2优选为具有1至8个C原子的直链烷基或烷氧基或具有2至7个C原子的直链烯基。
式E的优选化合物选自以下子式：
其中alkyl及alkyl*各自彼此独立表示具有1-6个C原子的直链烷基，及alkenyl及alkenyl*各自彼此独立表示具有2-7个C原子的直链烯基。alkenyl及alkenyl*优选表示CH2＝CH-、CH2＝CHCH2CH2-、CH3-CH＝CH-、CH3-CH2-CH＝CH-、CH3-(CH2)2-CH＝CH-、CH3-(CH2)3-CH＝CH-或CH3-CH＝CH-(CH2)2-。
式E的非常优选化合物选自以下子式：
其中m表示1、2、3、4、5或6，i表示0、1、2或3，及Rb1表示H、CH3或C2H5。
式E的非常特别优选的化合物选自以下子式：
最优选为式E1a2、E1a5、E3a1及E6a1的化合物。
优选地，胆甾醇型LC介质的组分B)除了式A及/或B的化合物外还包含式F的一种或多种化合物
其中各个基团彼此独立地且在每次相同或不同地出现时具有以下含义：
R21、R31各自彼此独立为具有1至9个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基或烷氧基烷基或具有2至9个C原子的烯基或烯基氧基，其均任选地氟化，
X0为F、Cl、具有1至6个C原子的卤化烷基或烷氧基或具有2至6个C原子的卤化烯基或烯基氧基，
Z21为-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-或单键，优选是-CH2CH2-、-COO-、反式-CH＝CH-或单键，尤其优选为-COO-、反式-CH＝CH-或单键，
L21、L22、L23、L24各自彼此独立为H或F，
g为0、1、2或3。
式F的尤其优选化合物选自由下式组成的组：
其中R21、X0、L21及L22具有式F中所给定的含义，L25及L26各自彼此独立为H或F，及X0优选为F。
式F1-F3的非常特别优选的化合物选自由以下子式组成的组：
其中R21如式F1中所定义。
该介质优选包含通式N的一种或多种中性化合物，
其中
RN1及RN2各自彼此独立表示具有1至15个C原子的烷基或烷氧基，其中(此外)这些基团中的一个或多个CH2基可各自彼此独立经-C≡C-、-CF2O-、
-O-、-CO-O-、-O-CO-替代，替代方式为O原子彼此不直接连接，且其中，此外，一个或多个H原子可经卤素替代，
环AN1、AN2及AN3各自彼此独立表示1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基，其中(此外)一个或两个CH2基可经-O-或1,4-亚环己基替代，
ZN1及ZN2各自彼此独立表示单键或-C≡C-，其中ZN1及ZN2中的至少一者表示-C≡C-，
n表示0、1或2。
以下显示式N的优选化合物：
其中
alkyl及alkyl*各自彼此独立表示具有1至9个C原子，优选2至6个C原子的直链烷基，及alkenyl及alkenyl*各自彼此独立表示具有2-6个C原子的直链烯基。
LC主体混合物中式A及B的化合物的浓度优选为2至60％，非常优选为3至55％，最优选为4至50％。
LC主体混合物中式C及D的化合物的浓度优选为5至75％，非常优选为10至70％，最优选为15至60％。
LC主体混合物中式E化合物的浓度优选为5至30％，非常优选为10至25％。
LC主体混合物中式F化合物的浓度优选为2至30％，非常优选为5至20％。
下文列出本发明的更优选实施方案，包括其组合。
2a)该LC主体混合物包含具有高正性介电各向异性，优选具有Δε＞15的一种或多种式A及/或B的化合物。
2b)该LC主体混合物包含选自由式A1a2、A1b1、A1d1、A1f1、A2a1、A2h1、A2l2、A2k1、B2g3及/或B2F组成的组的一种或多种化合物。LC主体混合物中这些化合物的比例优选为5至50。
2c)该LC主体混合物包含选自由式C3、C4、C5、C9及D2组成的组的一种或多种化合物。LC主体混合物中这些化合物的比例优选为8至75％，非常优选为10至70％。
2d)该LC主体混合物包含选自由式E1、E3及E6，优选E1a、E3a及E6a，非常优选E1a2、E1a5、E3a1及E6a1组成的组的一种或多种化合物。LC主体混合物中这些化合物的比例优选为5至40％，非常优选为10至25％。
液晶组分B)中上述式的化合物的最佳混合比基本上取决于所需性质、上述式的组分的选择及可存在的任何其他组分的选择。以下给出优选的物理性质。
在一个优选实施方案中，根据本发明的液晶组分B)的特征在于尽可能高的光学各向异性值。优选地，液晶组分B)展示在0.05或更大至0.500或更小范围内，更优选在0.100或更大至0.300或更小范围内，尤其优选在0.150或更大至0.250或更小范围内的光学各向异性(Δn)。
优选地，根据本发明的液晶组分B)的特征在于优选尽可能高的相对高正性介电各向异性值(Δε)。在一个优选实施方案中，液晶组分B)展示在3至50，优选4或更大至25或更小，尤其优选5或更大至20或更小范围内的介电正性各向异性。
根据本发明的液晶组分B)的向列相优选从至少0℃或更低延伸至70℃或更高，更优选从至少-20℃或更低延伸至75℃或更高，非常优选至少-30℃或更低延伸至75℃或更高且特别地至少-40℃或更低延伸至80℃或更高。
根据本发明的液晶组分B)的清亮点优选在10℃至120℃范围内，尤其优选在40℃至110℃范围内且非常特别优选地在60℃至100℃范围内。
液晶组分B)的旋转粘度优选尽可能地低。优选地，液晶组分B)展示约500mPas或更小，优选在1mPas或更大至500mPas或更小范围内，更优选在10mPas或更大至300mPas或更小范围内，尤其优选在50mPas至200mPas范围内的旋转粘度。
本发明的胆甾醇型液晶包含一种或多种手性掺杂剂或手性组分C)。
优选地，本发明的胆甾醇型LC介质包含一种或多种手性化合物，该化合物各自单独或彼此组合具有5μm-1或更大、优选10μm-1或更大、更优选15μm-1或更大的螺旋扭曲力绝对值(|HTP总|)。
优选的是具有高螺旋扭曲力(HTP)的手性掺杂剂，尤其是公开于WO 98/00428中的那些。
通常，所用手性掺杂剂是例如市售的R/S-5011、CD-1、R/S-811及CB-15(来自MerckKGaA,Darmstadt,Germany)。
在另一优选实施方案中，手性掺杂剂优选选自式Ch I，
及/或式Ch II，
包括相应的(S,S)对映异构体，
其中E及F各自独立地为1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，v为0或1，Z0是-COO-、-OCO-、-CH2CH2-或单键，且R为具有1至12个C原子的烷基、烷氧基或烷酰基。
式Ch I化合物及其合成阐述于WO 98/00428中。式Ch II化合物及其合成阐述于GB2,328,207中。
上文所提及的手性掺杂剂R/S-5011及式Ch I及Ch II的化合物展现非常高的螺旋扭曲力(HTP)，且因此尤其可用于本发明的目的。
液晶介质优选包含优选1至5种、特别是1至3种、非常优选1或2种优选选自上述式Ch I及/或式Ch II及/或R-5011或S-5011的手性掺杂剂，非常优选地，手性化合物是R-5011、S-5011。
通常，胆甾醇型液晶介质中作为整体具有5μm-1或更大的螺旋扭曲力绝对值(|HTP总|)的手性化合物的量优选为总混合物重量的≥0.1％至≥0.9％。
胆甾醇型LC介质另外应具有使得可通过简单且有针对性变化来实现特别是在红外区域中的不同反射波长的性质。优选地，胆甾醇型LC介质的胆甾醇型螺距经选择以使得其反射波长在电磁波谱的红外范围中，即，在800nm至5000nm、更优选1000nm至4000nm的范围内。具体而言，液晶介质的反射波长是在2000nm至3500nm的范围内。
本发明的胆甾醇型LC介质是以本身常规的方式制备，例如基于将上述可聚合化合物中的一种或多种与一种或多种不可聚合化合物及一种或多种手性化合物(二者均如上文所定义)及任选地其他液晶化合物及/或添加剂混合。
一般而言，将以较少量使用的所需量的组分有利地在升高温度下溶解于构成主要成分的组分中。也可混合该组分于有机溶剂中(例如，丙酮、氯仿或甲醇中)的溶液，并在充分混合后再通过例如蒸馏来去除溶剂。因此，本发明还涉及制备本发明胆甾醇型LC介质的方法。
本发明的胆甾醇型LC介质非常适于用于不同类型的PNLC光调制元件中。因此，本发明还涉及如上下文所述的胆甾醇型LC介质在PNLC光调制元件中的用途。
因此，本发明还涉及PNLC光调制元件，其包含一对相对基板；电极结构、优选平面内电极结构；位于所述基板的中间空间中的胆甾醇型LC介质，其特征在于PNLC光调制元件包含聚合物网络，该聚合物网络可由如上文所述的胆甾醇型LC介质通过将所述胆甾醇型LC介质暴露于诱导胆甾醇型LC介质中可聚合化合物的光聚合的光化辐射获得。
本发明进一步涉及制备PNLC光调制元件的方法，其包括至少以下步骤
-切割并清洗基板，
-在一个或两个基板上提供电极结构，
-任选地在电极结构上提供配向层，
-组装盒，
-用本发明的胆甾醇型LC介质填充该盒，及
-将所述胆甾醇型LC介质暴露于光化辐射以诱导LC介质中的可聚合化合物光聚合。
在本发明的一个实施方案中，胆甾醇型LC介质注射于第一及第二基板之间或在组合第一及第二基板的后通过毛细管力或真空填充来填充于经组装盒中。
然而，同样优选的是，液晶组合物可通过在加载液晶组合物于第一基板上后组合第二基板至第一基板而插入介于第一及第二基板之间。在一个优选实施方案中，液晶是依如例如JPS63-179323及JPH10-239694中所公开的称为“一滴填充”(ODF)法的方法或使用喷墨印刷(IJP)法逐滴分散至第一基板上。
在照射步骤中，将盒暴露至光化辐射，其引起包含于胆甾醇液晶介质中的可聚合化合物的可聚合官能基的光聚合。
聚合是例如通过将可聚合材料暴露至热或优选光化辐射来实现。光化辐射意指用光(例如UV光、IR光或可见光)照射，用X-射线或γ射线照射或用高能粒子(诸如离子或电子)照射。
优选地，聚合是通过UV照射进行。关于光化辐射的光源，可使用例如单一UV灯或一组UV灯。光化辐射的另一可能的来源为激光，如例如UV、IR或可见光激光。
由于照射，可聚合化合物实质上在液晶介质内在形成PNLC光调制元件的基板之间原位交联，由此形成优选延伸穿过整个切换层的聚合物网络。
因此，所形成的聚合物网络将有效盒间隙减小至较LC盒通常考虑的典型盒间隙小得多的程度。这允许更快切换及焦锥织构松弛返回至配向的螺旋扭曲。切换时间可减小至约(亚-)毫秒，而非约10秒或更长的切换时间。
光化辐射所使用的波长不应过低，以避免损坏介质的LC分子，且应优选不同于LC主体混合物的最大UV吸收，非常优选大于LC主体混合物的最大UV吸收。
另一方面，光辐射的波长不应过高，以容许可聚合化合物的快速且完全的UV光聚合，且不应高于，优选等于或低于可聚合组分的最大UV吸收。
适宜的波长优选是选自在250至450nm范围内，例如400nm或更小，优选350nm或更小，优选300nm或更小的波长。
照射或暴露时间应选择成使得聚合尽可能完全，但仍不应过高以容许顺利生产方法。此外，辐射强度应高到足以容许尽可能地快速且完全的聚合但不应过高以避免损伤胆甾醇液晶介质。
固化时间尤其取决于可聚合材料的反应性、经涂布的层的厚度、聚合引发剂的类型及UV灯的功率。固化时间优选为≤10分钟，非常优选为≤5分钟，且最优选为≤1分钟。一般而言，就大规模生产而言，优选是更短的固化时间，诸如，约60秒至1秒。
适宜的UV辐射功率优选在5至150mWcm-2范围内，更优选在10至75mWcm-2范围内，尤其在25至60mWcm-2范围内，且特别地是45至55mWcm-2。
聚合是优选在惰性气体氛围下(优选在氮气氛围下)进行，但也可在空气进行聚合。
聚合是优选在位于-10℃至+70℃，更优选0℃至+50℃，甚至更优选+15℃至+40℃范围内的温度下进行。
在一个优选实施方案中，PNLC光调制元件可另外在聚合后，优选在高于20℃且低于140℃，更优选高于40℃且低于130℃及最优选高于70℃且低于120℃的温度下退火，以实现单体的完全转化及以实现最优选稳定性。
通常，根据本发明的PNLC光调制元件的结构对应于显示器的常规结构，这是为本领域技术人员所已知的。
关于基板，可使用例如玻璃或石英片材或塑料薄膜。在通过光化辐射固化情况下使用两个基板时，至少一个基板必须透射用于聚合的光化辐射。
适宜且优选的塑料基板为例如聚酯薄膜诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚乙烯醇(PVA)、聚碳酸酯(PC)或三乙酸纤维素(TAC)，非常优选为PET或TAC薄膜。可使用例如单轴拉伸塑料薄膜作为双折射基板。PET薄膜可由例如DuPont TeijinFilms以商品名
商业购得。
在一个优选实施方案中，所述基板以彼此间隔在约1μm至约20μm范围内，优选彼此间隔在约3μm至约10μm范围内，且更优选彼此间隔在约3μm至约6μm范围内设置。胆甾醇型LC介质的层因而位于间隙中。
基板层可例如通过间隔物或层中的凸起结构彼此间保持限定间距。专家熟知典型的间隔物材料，如例如由塑料、二氧化硅、环氧树脂等制成的间隔物。
在本发明的另一个优选实施方案中，胆甾醇型LC介质层位于两个柔性层(例如柔性聚合物薄膜)之间。根据本发明的相应的PNLC光调制元件因此是柔性且可弯曲的及可例如卷起。所述柔性层可代表基板层、配向层及/或偏振器。也可存在优选柔性的其他层。关于优选实施方案(其中液晶介质层位于柔性层之间)的更详细公开内容，参考申请US 2010/0045924 A1。
此外，根据本发明的PNLC光调制元件中存在电极配置及任选地其他电组件及连接件以有利于PNLC光调制元件的电切换，与LC显示器的切换相当。
优选地，PNLC光调制元件包含电极配置，其能够允许施加与基板主平面或胆甾醇型胆液晶介质层实质上平行的电场。满足此要求的适宜电极配置或平面内电极结构是专家通常已知的。
举例而言，第一基板包括像素电极及用于在像素区域中产生与第一基板的表面实质上平行的电场的公共电极。在一个基板上具有至少两个电极的各种显示器是本领域技术人员已知的，其中最显著差异是像素电极和公共电极均经结构化，这对于IPS显示器而言是典型的，或仅像素电极经结构化而公共电极未经结构化，这是FFS显示器的情形。
应理解，本发明涉及适于在像素区域中产生实质上平行第一基板的表面的电场的任何种类的电极配置；上文所提及，即，IPS以及FFS显示器。
专家熟知适宜的电极材料，如例如由金属或金属氧化物(诸如例如氧化铟锡(ITO)，根据本发明，这是优选的)制成的电极结构。
ITO薄膜例如优选是通过物理气相沉积、电子束蒸发或溅镀沉积技术沉积在基板上。
优选地，PNLC光调制元件的电极与切换元件(诸如薄膜晶体管(TFT)或薄膜二极管(TFD))相关联。
在优选实施方案中，PNLC光调制元件可包含至少一个介电层。典型的介电层材料通常为专家已知，例如SiOx、SiNx、Cytop、Teflon及PMMA。
介电层材料可通过常规涂布技术(例如旋涂、辊涂、刮涂或真空沉积(诸如PVD或CVD))施覆至基板或电极层上。其也可通过为相关专家熟知的常规印刷技术施覆至基板或电极层，诸如例如丝网印刷、平版印刷、卷到卷印刷(reel-to-reel printing)、凸版印刷、凹版印刷、轮转凹版印刷、柔性版印刷、雕刻印刷(intaglio printing)、移印、热封式印刷、喷墨印刷或借助于印模(stamp)或印刷板的印刷。
在其他优选实施方案中，PNLC光调制元件包含至少一个配向层，其优选相邻于胆甾醇型LC介质提供。PNLC光调制元件可具有与液晶介质直接接触的其他配向层。
所述配向层也可用作基板层，因此PNLC光调制元件中不一定需要基板层。若另外存在基板层，则在各情况中配向层配置在基板层与液晶介质层之间。
优选地，该配向层引起平面配向(优选在整个液晶介质中)。
专家熟知适宜的平面配向层材料，诸如例如AL-3046或AL-1254，二者均购自JSR。
配向层材料可通过常规的涂布技术(例如旋涂、辊涂、浸涂或刮涂)施覆至基板阵列或电极结构上。其也可通过气相沉积或常规印刷技术施覆至基板，诸如例如丝网印刷、平版印刷、卷到卷印刷、凸版印刷、凹版印刷、轮转凹版印刷、柔性版印刷、雕刻印刷、移印、热封式印刷、喷墨印刷或借助于印模或印刷板的印刷。
在一个优选实施方案中，平面配向层是通过本领域技术人员已知的摩擦或光配向技术，优选通过摩擦技术处理。因此，指向矢的均匀优选定向可在盒无任何物理处理(例如盒的剪切(在一个方向上进行机械处理)等)下实现。摩擦方向是无关紧要的且主要仅影响其中必须施加偏振器的定向。然而，优选的是反向平行摩擦的平面配向层。通常，摩擦方向是相对基板最大延伸方向在+/-45°范围内，更优选在+/-20°范围内，甚至更优选在+/-10范围内，及特别地在+/-5°范围内。
在本发明的另一个优选实施方案中，该PNLC光调制元件任选地包括两个或更多个偏振器，其中至少一者配置在液晶介质层的一侧上及其中至少一者配置在液晶介质层的相对侧上。液晶介质层及此处的偏振器优选彼此平行配置。
偏振器可为线性偏振器。优选地，PNLC光调制元件中存在正好两个偏振器。在该情况中，此外，两个偏振器优选均为线性偏振器。若PNLC光调制元件中存在两个线性偏振器，则根据本发明两个偏振器的偏振方向优选交叉。
此外，优选的情况是PNLC光调制元件中存在两个圆形偏振器以使这些具有相同偏振方向，即，两者均为右手侧圆形偏振或两者均为左手侧圆形偏振。
所述偏振器可以是反射型或吸收型偏振器。反射型偏振器在本申请意义上反射具有一个偏振方向的光或一种类型的圆形偏振光，然而，对具有另一偏振方向的光或另一类型的圆形偏振光透明。相应地，吸收型偏振器吸收具有一个偏振方向的光或一种类型的圆形偏振光，然而，对具有另一偏振方向的光或另一类型的圆形偏振光透明。反射或吸收通常是非定量的；意指通过偏振器的光不会发生完全偏振。
基于本发明的目的，可使用吸收型及反射型偏振器二者。优选使用呈薄光学膜形式的偏振器。可用于根据本发明的PNLC光调制元件中的反射型偏振器的实例为DRPF(漫射反射型偏振器薄膜，3M)、DBEF(双重增亮薄膜，3M)、DBR(如在US 7,038,745及US 6,099,758中描述的多层聚合物分布式布拉格(Bragg)反射器)及APF(高级偏振器薄膜，3M)。
可用于根据本发明的PNLC光调制元件的吸收型偏振器的实例为Itos XP38偏振器薄膜及Nitto Denko GU-1220DUN偏振器薄膜。可根据本发明使用的圆形偏振器的一个实例为APNCP37-035-STD偏振器(American Polarizers)。另一个实例为CP42偏振器(ITOS)。该PNLC光调制元件可此外包括阻断特定波长的光的滤波器(例如UV滤波器)。根据本发明，也可存在其他功能层，诸如例如保护膜、热绝缘薄膜或金属氧化物层。
下文将详细解释根据本发明的PNLC光调制元件的功能原理。应注意所要求保护的发明的范围并无限制性，这未呈现于权利要求中，从对假定的功能方式的评价可衍生出。
在第一优选实施方案中，根据本发明的PNLC光调制元件的延迟(retardation)变化或相变化取决于所施加的电场。优选地，延迟逐渐地增加，同时以逐渐增加电压施加电场。
在该优选实施方案中，组分A及B依赖于彼此以可聚合组分A的双折射率与组分B的双折射率相匹配的方式来选择。优选地，双折射率值的差小于10％，更优选小于5％且更优选小于3％。
所需的施加电场强度主要取决于电极间距及LC混合物的Δε模量。所施加的电场强度通常低于约50V/μm-1，优选低于约30V/μm-1且更优选低于约25V/μm-1。特别地，所施加的电场强度在1V/μm-1至20V/μm-1范围内。
优选地，为切换PNLC光调制元件施加的驱动电压应尽可能地低。通常，所施加的驱动电压在2V至约20V范围内，更优选在约5V至约10V范围内。
在该第一优选实施方案中，延迟变化或相变化(Γ)根据以下公式给出
其中d为所施加的液晶介质的层厚度，λ为入射光的波长及neff为通过LC在所施加电场中的再定向引起的有效双折射率。
在第二优选实施方案中，根据本发明的PNLC光调制元件具有边界状态A及边界状态B。
该PNLC光调制元件优选具有在未施加电场时具有透射率TA的边界状态A，即所谓“断开状态”或透明状态。
在施加电场时，该PNLC光调制元件优选具有另一边界状态B，即所谓的“接通状态”或不透光状态，其中
TA＞TB。
在该第二优选实施方案中，组分A及B彼此相依以可聚合组分A的双折射率不同于组分B的双折射率的方式来选择。优选地，双折射率值的差大于3％，更优选大于5％及更优选大于10％。
所需的施加电场强度主要取决于电极间隙及LC混合物的Δε模量。所施加的电场强度通常低于约50V/μm-1，优选低于约30V/μm-1及更优选低于约25V/μm-1。特别地，所施加的电场强度在1V/μm-1至20V/μm-1范围内。
优选地，为切换PNLC光调制元件，施加的驱动电压应尽可能地低。通常，所施加的驱动电压在2V至约200V范围内，更优选在约3V至约100V范围内，且甚至更优选在约5V至约50V范围内。
透射率变化由所施加电场的强度决定。在施加更多的电场至系统下，散射程度增加，这引起向前传播的光的强度减小及沿其他方向发射的光增多。因此，就侧照式装置而言，可见光的与照明方向正交的量随着所施加电场强度的增加而增加。
如上所述，本发明的PNLC光调制元件可用于各种类型的光学及电光装置。因此，本发明还涉及一种如上文所述的PNLC光调制元件于光学或电光装置中的用途及涉及包括根据本发明的PNLC光调制元件的光学或电光装置。
所述光学及电光装置包括但不限于电光显示器、液晶显示器(LCD)、非线性光学(NLO)装置、光学信息存储装置、光快门(light shutter)、智能窗、隐私窗、透镜、虚拟现实装置及增强现实装置。
应了解特别地优选实施方案的上述许多特征本身具发明性而非仅作为本发明实施方案的一部分。除了目前所要求保护的任何发明以外或替代目前所要求保护的任何发明，可寻求独立保护这些特征。
应了解可对本发明的前述实施方案作出改变而仍落于本发明的范围内。除非另有指明，否则提供相同、等效或类似目的的替代特征可替代本说明书中所公开的各特征。因此，除非另有指明，否则所公开的每一特征仅为一系列等效或类似特征的一实例。
公开于本说明书中的所有特征可以任何组合方式组合，但不包括所述特征及/或步骤中的至少一些存在相互排他的组合。特别地，本发明的优选特征适用于本发明的所有方面且可以任何组合方式使用。同样地，可分开(不以组合方式)使用所述呈非必需组合的特征。
无需进一步详述，据信本领域技术人员使用前文描述即可最大限度使用本发明。因此，应将以下实施例解释为仅是示例性而无论如何不以任何方式限制本公开的其余内容。
本申请中所指示的参数范围均包括极限值，包括如专家所知的最大允许误差。针对各种性质范围指定的不同上限及下限值在相互组合时产生其他优选范围。
在本申请中及尤其在以下实施例中，液晶化合物的结构表示成缩写，也称为“首字母缩写词”。根据以下三个表格A至C将缩写直接转换为对应结构。表A列出用于环要素的符号，表B列出那些用于连接基团的符号，且表C列出用于分子的左手及右手末端基团的符号。
所有基团CnH2n+1、CmH2m+1及CIH2I+1优选分别是具有n个、m个及l个C-原子的直链烷基，所有基团CnH2n、CmH2m及CIH2I优选分别是(CH2)n、(CH2)m及(CH2)I及-CH＝CH-优选分别是反式-E亚乙烯基。
表A：环要素
表B：连接基
表C：端基
其中n及m各自为整数，且三点“...”指示用于该表其他符号的位置。
实施例
化合物
所利用的可聚合液晶化合物–组分A)
所利用的主体混合物-组分B)
混合物N-！:
所利用的手性化合物–组分C)
测试盒
测试盒1:VHR AL16301型
·盒间隙＝6μm，无间隔体
·盒类型＝反向平行平面配向型PI
·电极结构＝ITO＝200A,1cm×1cm正方形图案。
测试盒2:VHR AL16301型
·盒间隙＝6μm，无间隔体
·盒类型＝反向平行平面配向型PI
·电极结构＝ITO＝200A,1cm×1cm正方形图案。
方法
切换速度测量：
使用显微镜或利用在632.8nm下操作的HeNe激光器记录切换时间，两种情况中样品均置于交叉偏振器之间。透射光是被光电二极管(其在显微镜情况中连接至示波器，或在激光器情况中连接至数据获取板)接收。从示波器或通过分析从数据获取板获取得的数据获取切换时间。
浊度
浊度水平是根据ASTM D1003标准浊度定义确定。
进行四种不同透射率测量(T1至T4)，其为本领域技术人员熟知：
T1：在无样品及白光反射标准物下的透射率
T2：在样品及白光反射标准物下的透射率
T3：在无样品及有光阱(light trap)下的透射率
T4：在样品及光阱下的透射率
如本领域技术人员熟知，因此，总透射率(T2)定义为平行透射率及漫射透射率(T4)的总和。
因此，浊度定义为如下：浊度＝[(T4/T2)–(T3/T1)]x100％
仅从盒的有源区域得到浊度数据。从测量系统屏蔽胶以避免非一致性。
工作实施例
实验1
制备如下表中所给出的胆甾醇型LC混合物。在室温下使用毛细管作用将相应混合物毛细管填充于测试盒1中，在100℃退火1小时，且然后在相同温度下用线性偏振UV光(35mW/cm2)照射既定时间。然后将盒冷却至室温。
Vop、ton及toff是使用Speedy电光显微镜设置测量。
浊度％是在Shimadzu 3600UV-Vis的透射模式下利用550nm的单一波长测量。Vop是在实现最大浊度％时测定。Ton及Toff是在10％与90％之间切换时的时间。结果汇总于下表中：
如上所示，与不使用手性系统(参见Exp.1.1)相比，使用手性系统可实现良好的浊度值。至关重要地，在聚合物网络手性系统中，toff时间显著小于没有聚合物网络的系统(参见Exp.1.2)，这显示良好松弛至有序状态。
实验2
制备如下表中所给出的胆甾醇型LC混合物。在室温下使用毛细管作用将相应混合物毛细管填充于测试盒2中，在100℃退火1小时，且然后在相同温度下用线性偏振UV光(35mW/cm2)照射既定时间。然后将盒冷却至室温。
Vop、ton及toff是使用Speedy电光显微镜设置测量。
浊度％是在Shimadzu 3600UV-Vis的透射模式下利用550nm的单一波长测量。Vop是在实现最大浊度％时测定。Ton及Toff是在10％与90％之间切换时的时间。结果汇总于下表中：
如上所示，与实验1中给出的较厚盒相比，减小的盒厚度具有减小Vop的效应。这还稍微减小所实现的最大浊度％。
Claims (14)
1.用于PNLC光调制元件的胆甾醇型LC介质，其包含
A)一种或多种可聚合化合物，其量以重量计为≥2％至≤10％，其中其至少一者是式I化合物，
P11-Sp11-Ar-Sp12-P12 I
其中
Ar选自下式的基团：
其任选地经一个或多个基团L取代，
L在每次出现时相同或不同地是F、Cl、CN、P-Sp-、或具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基，其中一个或多个不相邻的CH2-基团任选地以O-及/或S-原子彼此不直接连接的方式经-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代，且其中一个或多个H原子各自任选地经F或Cl替代，
P11及P12各自且彼此独立地表示可聚合基团，
Sp11及Sp12各自且彼此独立地表示任选地经一个或多个基团P11或P12取代的间隔基团，或单键，及
B)一种或多种不可聚合介晶或液晶化合物，及
C)一种或多种手性化合物。
2.根据权利要求1的胆甾醇型LC介质，其中一种或多种手性化合物各自单独或彼此组合具有5μm-1或更大的螺旋扭曲力绝对值(|HTP总|)。
3.根据权利要求1或2的胆甾醇型LC介质，其包含以重量计≥0.1％至≥0.9％的量的一种或多种手性化合物。
4.根据权利要求1至3中一项或多项的胆甾醇型LC介质，其中一种或多种不可聚合介晶或液晶化合物选自式A及/或B的化合物，
其中各个基团彼此独立地且在每次出现时相同或不同地具有以下含义：
R21、R31各自彼此独立地为具有1至9个C原子的烷基、烷氧基、氧杂烷基或烷氧基烷基或具有2至9个C原子的烯基或烯基氧基，其所有均任选地经氟化，
X0为F、Cl、具有1至6个C原子的卤化烷基或烷氧基或具有2至6个C原子的卤化烯基或烯氧基，
Z31为-CH2CH2-、-CF2CF2-、-COO-、反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-CH2O-或单键，
L21、L22、L31及L32各自彼此独立地为H或F，
g为0、1、2或3。
5.制备根据权利要求1至4中一项或多项的胆甾醇型LC介质的方法，其包括至少将该不可聚合化合物及该手性化合物与≥2％至≤10％的可聚合LC化合物混合的步骤。
6.根据权利要求1至4中一项或多项的胆甾醇型LC介质在PNLC光调制元件中的用途。
7.PNLC光调制元件，其包含一对相对基板、平面内电极结构及位于所述基板的中间空间中的胆甾醇型LC介质，其特征在于该光调制元件包含聚合物网络，该聚合物网络可由根据权利要求1至4中一项或多项的胆甾醇型LC介质通过将所述胆甾醇型LC介质暴露于诱导该胆甾醇型LC介质中可聚合化合物的光聚合的光化辐射获得。
8.根据权利要求7的PNLC光调制元件，其包含对应于IPS或FFS电极结构的电极结构。
9.根据权利要求7或8的PNLC光调制元件，其中该两个相对基板之间的中间空间在1μm至20μm的范围内。
10.制备根据权利要求7至9中一项或多项的PNLC光调制元件的方法，其包括至少以下步骤：
-切割并清洗基板，
-在该基板之一上提供平面内电极结构，
-任选地在该电极结构上提供配向层，
-组装盒，
-用根据权利要求1至4中一项或多项的胆甾醇型LC介质填充该盒，及
-将所述胆甾醇型LC介质暴露于诱导该胆甾醇型LC介质中可聚合化合物的光聚合的光化辐射。
11.根据权利要求10的方法，其中光聚合步骤是利用波长在250nm至450nm范围内的光实施。
12.根据权利要求10或11中一项或多项的方法，其中光聚合步骤是利用在5mW/cm2至150mW/cm2范围内的照射强度实施。
13.根据权利要求7至9中一项或多项的PNLC光调制元件于光学或电光装置中的用途。
14.光学或电光装置，其包含根据权利要求7至9中一项或多项的PNLC光调制元件。
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