JP6166176B2 - 液晶媒体を含む光学的スイッチ素子 - Google Patents

液晶媒体を含む光学的スイッチ素子 Download PDF

Info

Publication number
JP6166176B2
JP6166176B2 JP2013506518A JP2013506518A JP6166176B2 JP 6166176 B2 JP6166176 B2 JP 6166176B2 JP 2013506518 A JP2013506518 A JP 2013506518A JP 2013506518 A JP2013506518 A JP 2013506518A JP 6166176 B2 JP6166176 B2 JP 6166176B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
atoms
same
liquid crystal
replaced
different
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013506518A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013530419A (ja
Inventor
ユンゲ，ミヒャエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB1007088.6A external-priority patent/GB201007088D0/en
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of JP2013530419A publication Critical patent/JP2013530419A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6166176B2 publication Critical patent/JP6166176B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C09K19/2007—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3441—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom
    • C09K19/3444—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered aromatic ring containing one nitrogen atom, e.g. pyridine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3441—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom
    • C09K19/345—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered aromatic ring containing two nitrogen atoms
    • C09K19/3452—Pyrazine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3441—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom
    • C09K19/345—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered aromatic ring containing two nitrogen atoms
    • C09K19/3455—Pyridazine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3441—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom
    • C09K19/345—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered aromatic ring containing two nitrogen atoms
    • C09K19/3458—Uncondensed pyrimidines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3441—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom
    • C09K19/3475—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered aromatic ring containing at least three nitrogen atoms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C09K19/2007—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K2019/2035—Ph-COO-Ph

Description

本発明は、放射エネルギー流れの温度依存性調節のための液晶媒体を含む、熱応答性光学的スイッチ素子に関する。本発明はさらに、内部空間と環境との間の放射エネルギー流れの調節のための、および内部空間の温度の調節のための光学的スイッチ素子の使用に関する。本発明はさらに、特に上記で述べたスイッチ素子において使用するための液晶媒体であって、５〜９５％の式（Ｉ）で表される化合物を含むことを特徴とする、前記液晶媒体に関する。
光学的スイッチ素子を、本発明に従い、建物における窓または相当する開口部において、例えばガラス張りのドア、天窓および／またはガラス屋根において、光流入の調節のために使用する。
本発明の目的のために、液晶媒体の用語は、ある条件の下で液晶特性を示す材料または化合物を意味するものと解釈されるべきものとする。優先的に、液晶媒体はサーモトロピック挙動を示し、より好ましくは、媒体は、温度によって誘起された、アイソトロピック相から液晶相への、最も好ましくはネマチック相への相転移を示す。
本発明の目的のために、内部空間の用語は、私有の、公共の、または商業ビル、例えば事務所用途のために使用される建物における内部空間、およびまた車両の内部空間の両方を意味するものと解釈されることを意図する。さらに、内部空間の用語はまた、純粋に商業的に使用される建物の内部空間、例えば温室を意味するものと解釈されることを意図する。
本発明の目的のために、窓の用語は、建物における、輸送コンテナーにおける、または車両における固体材料によって密閉されたあらゆる所望の光透過性開口部を意味するものと解釈されることを意図する。
本発明の目的のために、放射エネルギー流れは、太陽から発せられ、大気中を通過した後に地球に当たり、ガラスシートによってわずかに吸収されるに過ぎないかまたは全く吸収されない電磁放射の流れを意味するものと解釈される。電磁放射は、あるいはまた太陽以外の光源から発せられ得る。比較的短波長の放射線（ＵＶ−Ｂ光）および長波長の赤外線が大気によって、またはガラスシートによって吸収されるので、本発明の目的のために、「放射エネルギー」の用語は、ＵＶ−Ａ光、可視領域中の光（ＶＩＳ光）および近赤外線（ＮＩＲ）光を含むものと理解される。
光の用語は、より正確に定義しない場合には、同様にＵＶ−Ａ領域、ＶＩＳ領域および近赤外線領域における電磁放射を意味するものと解釈されることを意図する。
物理光学の分野において一般的に用いられている定義により、本発明の目的のために、ＵＶ−Ａ光は、３２０〜３８０ｎｍの波長の電磁放射であるものと理解される。ＶＩＳ光は、３８０〜７８０ｎｍの波長の電磁放射であるものと理解される。近赤外線光（ＮＩＲ）は、７８０〜３０００ｎｍの波長の電磁放射であるものと理解される。
したがって、本発明の目的のために、「放射エネルギー」および「光」の用語は、３２０〜３０００ｎｍの波長の電磁放射であるものと理解される。
したがって、本発明の目的のために、「光学的スイッチ素子」の用語は、ＵＶ−Ａ、ＶＩＳおよび近赤外線領域またはそのサブ領域(sub-region)中の光の形態である放射エネルギー流れを切り替えるデバイスを示す。「デバイス」および「スイッチ素子」の用語を、以下で同義に使用する。
本発明の光学的スイッチ素子は、熱応答性である。しかしながら、それはさらにまた、１つまたは２つ以上の他の機構によって、例えば電流または機械的機構によって制御され得る。好ましくは、そのような他の機構は存在しない。
現代の建物は、景観上の理由のために、ならびにまた内部空間の明るさおよび快適性の両方に関して所望される、高比率のガラス面によって識別される。生活もしくは商業目的のために使用される、および／または公共に使用し得る建物が高いエネルギー効率を有することは、近年同様に重要になった。これは、温帯気候帯（ここに大多数の高度先進工業国が位置する）における寒冷な季節においては、可能な限り少ないエネルギーを暖房目的のために消費しなければならず、内部空間の空調は、温暖な季節においては不必要であるかまたはほとんど必要ではないに過ぎないことを意味する。
しかしながら、高比率のガラス面によって、これらの目的の達成が妨げられる。暖かい気候帯において、および温帯気候帯における暖かい季節において、ガラス面によって、それらに太陽放射が当たる場合に内部空間の所望されない加熱がもたらされる。これは、ガラスが電磁スペクトルのＶＩＳおよびＮＩＲ領域中の放射線に対して透過的であるという事実による。内部空間中の物体は、通過した放射線を吸収し、それによって温められ、その結果、内部空間の温度の上昇がもたらされる（温室効果）。
温室効果と呼ばれるガラス面の裏側の内部空間の温度のこの上昇は、放射線を吸収した内部における物体がまた放射線を放つという事実による。しかしながら、これらの物体の放たれた放射線は、主として光の赤外線スペクトル（典型的には約１０，０００ｎｍの波長）にある。したがって、それは、ガラスを再び通過することができず、ガラス張りの裏側の空間中に「閉じ込められる」。
しかしながら、建物中のガラス面の上記の効果は、一般的に所望されないわけではない：特に寒帯気候帯における、または温帯気候帯における寒冷な季節における低い外部温度において、温室効果による太陽放射に起因する内部空間の加熱は、暖房のためのエネルギー必要量がそれによって低減され、これにより費用を節約することができるので、有利であり得る。
したがって、建物のエネルギー効率の増大する重要性と共に、窓またはガラス面を通過するエネルギーの流れを制御するデバイスについての拡大している需要がある。特に、ガラス面を通過するエネルギーの流れが特定の時点において優勢な条件（熱、寒冷、高い太陽放射、低い太陽放射）と整合することを可能にするデバイスについての需要がある。
従来技術には、エネルギー流れを制限するが可変方式で適合させることができない非切り替え可能なデバイス、およびまたエネルギー流れを優勢なそれぞれの条件に整合させることができる切り替え可能なデバイスの両方が開示されている。切り替え可能なデバイスの中で、周囲条件に対して自動的に適合しないデバイスと周囲条件に対して自動的に適合するデバイスとを、区別しなければならない。後者のデバイスはまた、スマートウィンドー（smart window）として知られている。
窓の断熱を改善するために、多重のガラス張りの(multiple-glazed)窓ユニット（断熱ガラスユニット、ＩＧＵ）が、暫くの間知られている。環境から絶縁された１つまたは２つ以上のガス充填した空間を包囲する一連の２または３以上のガラス枠によって、窓を通過する熱伝導を、単一のガラス枠と比較して著しく低減することが可能になる。
従来技術にはさらに、薄い金属または金属酸化物層を備えたガラス面のコーティングが開示されている。このようにしてコーティングされたガラスの製造は、例えば、特にUS 3,990,784およびUS 6,218,018に開示されている。
ガラス面の薄い金属または金属酸化物層でのコーティングは、多くの場合において多重枠(multipane)絶縁ガラスの使用と組み合わせられる。コーティングは、とりわけ、ガラスの近赤外線放射線に対する透過性が低下される効果を有し、したがって温室効果に起因する内部空間の加熱を低減する。
しかしながら、放射エネルギー流れが専らこのタイプのコーティング手法によって、および／または断熱ガラスの使用によって制御される場合には、変化する天候または季節条件への適合は、可能ではない。例えば、暖房のためのエネルギー消費を低減するために、窓が、低温の外部温度において日光に対して完全に透過的であることは興味深いであろう。逆に、暖かい外部温度において、窓が、より少ない日光が通り抜けるのを可能にし、したがって内部空間のより少ない加熱が起こるのが、望ましい。
したがって、放射エネルギー流れを優勢なそれぞれの条件に整合させることができるデバイスについての需要がある。特に、周囲条件に自動的に適合することができるデバイスについての需要がある。
従来技術には、電圧の印加の際に、光透過状態から、光散乱状態またはより少ない光が透過される状態のいずれかであり得るより低い程度の光透過状態に、可逆的に切り替えることができるが、透過性を維持するデバイスが開示されている。
第１の状態を、以下において明状態と称し、一方第２の状態を、暗状態と称する。
暗状態内で、デバイスが入射光を散乱し、したがって半透過的であるに過ぎず、それ以上透過的でない暗状態と、デバイスがより低い程度に光透過性であるが尚透過的である暗状態との間で、区別がなされるものとする。前者を、暗半透過状態と称し、一方後者を、暗透過状態と称する。
したがって、２つのタイプのスイッチ素子を、識別することができる：明状態と暗透過状態との間で切り替わるもの、および明状態と暗半透過状態との間で切り替わるもの。
両方のタイプのスイッチ素子についての代表的なものは、従来技術において知られている。
電気的に切り替え可能なデバイスの可能な態様は、エレクトロクロミックデバイスであり、それは、とりわけSeeboth et al., Solar Energy Materials & Solar Cells, 2000, 263-277中に提示されている。さらなる検討は、C. M. Lampert et al., Solar Energy Materials & Solar Cells, 2003, 489-499によって提供されている。その中に提示されている電気的に切り替え可能なデバイスを、典型的には明状態と暗透過状態との間で切り替えることができる。
US 7,042,615およびUS 7,099,062には、例えば、透過状態と非透過状態との間の切り替えを、電圧の印加および結果として生じるイオンの移動によって達成するエレクトロクロミックデバイスが記載されている。
放射エネルギー流れの制御のための従来技術から知られているさらなる電気的に切り替え可能なデバイスは、電界中で整列する（align）、懸濁粒子、例えば有機ポリヨージドの粒子をベースとするデバイス（懸濁粒子デバイス、ＳＰＤ）である(US 4,919,521)。それらは、同様に典型的には明状態から暗透過状態に切り替わる。
従来技術から知られているさらなる電気的に切り替え可能なデバイスは、電界の印加の際の液晶媒体の分子の整列をベースとする。
そのようなデバイスは、とりわけUS 4,268,126、US 4,641,922、US 5,940,150およびWO 2008/027031に開示されており、同様に電気的制御下で明状態から暗透過状態に切り替わる。
上記で述べた電気的に切り替え可能なデバイスによって、放射エネルギー流れを設定することが可能になるが、それらは、電気的に制御されなければならないという欠点を有する。
周囲条件に自動的に適合し、手動で、または検出された温度偏差によってシグナルを付与することができるあらゆる追加の結合デバイスによっても制御する必要のないスイッチ素子を入手可能にすることが、望ましい。
さらに、いかなる電気回路をも必要としないスイッチ素子を入手可能にすることが、望ましい。電気回路の窓中への導入は、窓の製造中の追加の作業を伴い、不具合に対する感受性の危険またはデバイスの短い耐用年数を伴う。さらに、追加の基礎構造が、そのようなデバイスに必要であり、それは、電力供給を含む。
電気的に切り替えられず、代わりに例えば温度制御されるデバイス（熱応答性デバイス）は、とりわけNitz et al., Solar Energy 79, 2005, 573-582に記載されている。そのようなデバイスの可能な態様は、ある温度より高い２つの相間の分離に基づく系である。さらなる態様は、ヒドロゲルの温度依存特性に基づく。しかしながら、これらのデバイスは、典型的には透過状態と暗半透過状態との間で切り替わり、それは、デバイスが暗状態においても透過性を維持することが必要とされる用途のためには所望されない。
US 2009/0015902およびUS 2009/0167971には、２つの偏光子間に液晶媒体を含む光学的スイッチ素子が開示されている。液晶媒体は、第１の温度で光の偏光面を回転させ、第２の温度で光の偏光面を回転させないかまたは本質的に回転させない特性を有する。したがって、偏光子の好適な配置によって、デバイスが、第２の温度よりも第１の温度において多くの光が通過させることが可能になる。２つの温度依存状態は、明状態（第１の温度）および暗透過状態（第２の温度）を表す。
特に、US 2009/0015902およびUS 2009/0167971の２つの出願には、ねじれネマチックセル（ＴＮセル）を光学的スイッチ素子として使用するデバイスが開示されている。この場合において、明状態と暗透過状態との間の切り替えは、ねじれネマチックセル中に存在する液晶媒体の、透明点より低い温度におけるネマチック状態から透明点より高い温度におけるアイソトロピック状態への相転移によって達成される。
ねじれネマチックセルにおいて、第２の偏光子の偏光面は、第１の偏光子の偏光面に関して、定義された値によって回転する。さらに、ネマチック状態において、液晶媒体は、偏光した光の偏光面を、前述の値とは異なり得る定義された値によって回転させる。アイソトロピック状態において、液晶媒体は、偏光した光の偏光面を回転させない。
US 2009/0015902およびUS 2009/0167971に開示されている好ましい態様において、２つの偏光子は、互いに、定義された量の光が第１の偏光子、そのネマチック状態にある液晶媒体および第２の偏光子の組み合わせを通過することができるように配置されている。この状態は、デバイスの明状態を表す。この配置において、液晶媒体がアイソトロピック状態にある場合には、より少ない光がデバイスを通過することができる。この状態は、デバイスの暗状態を表す。
出願US 2009/0015902およびUS 2009/0167971にはさらに、低い透明点を有する液晶媒体が前記デバイスにおける使用に適していることが開示されている。液晶媒体の相転移によって引き起こされる明状態から暗透過状態への切り替えプロセスは、暖かい季節における太陽の典型的な放射強度によるデバイスの加熱に対してのみ行われることを意図する。このために、８５℃より低い好ましい透明点が、開示されている。開示されている例は、添加された４’−ヘキシル−４−シアノビフェニル（６ＣＢ）と一緒に液晶混合物Ｅ７を含み、３５℃の透明点を有する液晶媒体である。上述の出願には、７２℃の透明点を有する液晶混合物ＺＬＩ１１３２(Merck KGaA)を、代替的にまた、切り替え可能なデバイスにおける使用のための液晶媒体の製造のための基礎原料として使用することができることが、さらに一般的に開示されている。しかしながら、特定の例示的な態様は、この点において開示されていない。
この点において、US 2009/0015902およびUS 2009/0167971に開示されている混合物Ｅ７の、アルキルシアノビフェニル化合物、例えば４’−ヘキシル−４−シアノビフェニルの添加による修正は、液晶媒体の低温安定性が損なわれるという欠点を有することに注意するべきである。
しかしながら、多くの適用においてスイッチ素子が長期間にわたって低温に曝露されるので、液晶媒体の良好な低温安定性は、高度に望ましい。
要約すると、熱的に切り替え可能なデバイスにおける使用に適している液晶媒体に高い関心がある。特に、光学的スイッチ素子の動作温度範囲内にある温度でネマチック状態からアイソトロピック状態への転移（透明点）を有する液晶媒体を入手可能にすることが、望ましい。さらに、二環式芳香族化合物をコスト効率良く製造することができるので、二環式芳香族化合物の可能な限り高い含量を有する液晶媒体に高い関心がある。さらに、良好な低温保存安定性を、好ましくは上記で述べた特性と組み合わせて有する液晶媒体に高い関心がある。
このために、本発明は、液晶媒体を含む熱応答性光学的スイッチ素子であって、式（Ｉ）
式中、
Ｒ１１、Ｒ１２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシ基であり、ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよいか、あるいはＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１３−Ｏ−ＣＯ−およびＲ１３−ＣＯ−Ｏ−を含む群から選択され；ここで
Ｒ１３は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで、アルキル基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、アルキル基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよく；
は、同一にまたは異なって
から選択され；
Ｘは、各出現において同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよく；
Ｙは、各出現において同一にまたは異なって、ＨおよびＸから選択される、
で表される１種または２種以上の化合物を含む、前記熱応答性光学的スイッチ素子を提供する。
優先的に、液晶媒体はさらに、式（ＩＩ）
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、上記のＲ１１およびＲ１２について示した意味を有し；
は、同一にまたは異なって
から選択され；
Ｘは、各出現において同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよく；
Ｙは、各出現において同一にまたは異なって、ＨおよびＸから選択され；
Ｚ２１は、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；
ただし、Ｚ２１が−ＣＯ−Ｏ−および−Ｏ−ＣＯ−から選択される場合には、
は、共に
から選択されてはならない、
で表される１種または２種以上の化合物を含む。
優先的に、液晶媒体はさらに、式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）
式中、
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ４１およびＲ４２は、上記のＲ１１およびＲ１２について示した意味を有し；
は、同一にまたは異なって
から選択され；
は、同一にまたは異なって
から選択され；
Ｘは、各出現において同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよく；
Ｙは、各出現において同一にまたは異なって、ＨおよびＸから選択され；
Ｚ３１、Ｚ３２は、各出現において同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；
Ｚ４１、Ｚ４２、Ｚ４３は、各出現において同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または単結合である、
で表される化合物から選択された１種または２種以上の化合物を含む。
本発明の好ましい態様によれば、液晶媒体は、上記で定義した式（Ｉ）で表される１種または２種以上の化合物ならびに式（ＩＩ）で表される１種または２種以上の化合物ならびに式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）で表される化合物から選択された１種または２種以上の化合物を含む。
式（Ｉ）で表される化合物において、Ｒ１１およびＲ１２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基であり、ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよいか、あるいはＦ、Ｃｌ、ＣＮおよびＲ１３−ＣＯ−Ｏ−を含む群から選択されるのが、さらに好ましい。
さらに、優先的に、Ｒ１３は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である。
式（Ｉ）で表される化合物において、Ｒ１１が１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基またはＲ１３−ＣＯ−Ｏ−を表すのが、特に好ましい。
本発明の化合物において、Ｘが各出現において同一にまたは異なってＦ、Ｃｌまたは１〜８個のＣ原子を有するアルキル基から選択されるのが、さらに好ましい。ＸがＦおよびＣｌから選択されるのが、特に好ましく、ＸがＦであるのが、極めて特に好ましい。
式（Ｉ）で表される化合物において、
が、同一にまたは異なって
から選択されるのが、さらに好ましい。
本発明の特に好ましい態様によれば、式（Ｉ）で表される化合物は、以下の式（Ｉ−１）および（Ｉ−２）
式中、Ｘは、上記のように定義され、Ｒ１１およびＲ１２は、上記の式（Ｉ）についてのように定義される、
で表される化合物である。
式（Ｉ−１）の特に好ましい化合物は、式（Ｉ−１ａ）〜（Ｉ−１ｂ）
式中、Ｒ１１およびＲ１２は、好ましくは、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基である、
の１つの化合物である。
式（Ｉ−２）の特に好ましい化合物は、式（Ｉ−２ａ）および（Ｉ−２ｂ）
式中、Ｒ１１は、好ましくは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
の１つの化合物である。
本発明の好ましい態様によれば、式（ＩＩ）の化合物は、以下の式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）
で表される化合物から選択され、
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、上記のＲ１１およびＲ１２について示した意味を有し；
は、上記で定義した通りであり、
ただし、式（ＩＩ−２）について、
は、共に
から選択されてはならない。
好ましい態様によれば、式（ＩＩ−１）で表される化合物において、
は、
から選択され；
は、
から選択される。
他の好ましい態様によれば、式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）の化合物中で、Ｒ２１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基から選択される。
他の好ましい態様によれば、式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）の化合物中で、Ｒ２２は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基を表し、ここで、アルキルまたはアルコキシ基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮおよび１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基としてのＲ１３を有するＲ１３−ＣＯ−Ｏ−を含む群から選択される。
本発明の好ましい態様によれば、式（ＩＩ−２）で表される化合物中で、
は、
を表し；
は、
から選択される。
本発明の特に好ましい態様によれば、式（ＩＩ−１）で表される化合物は、以下の式（ＩＩ−１ａ）、（ＩＩ−１ｂ）および（ＩＩ−１ｃ）：
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、上記のＲ１１およびＲ１２について示した意味を有する、
で表される化合物である。
本発明のさらなる特に好ましい態様によれば、式（ＩＩ−２）で表される化合物は、以下の式（ＩＩ−２ａ）：
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、上記のＲ１１およびＲ１２について示した意味を有する、
で表される化合物である。
本発明の極めて特に好ましい態様によれば、式（ＩＩ−１ａ）の化合物は、以下の式（ＩＩ−１ａ−１）および（ＩＩ−１ａ−２）：
式中、Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基である、
で表される化合物から選択される。
本発明のさらなる極めて特に好ましい態様によれば、式（ＩＩ−１ｂ）の化合物は、式（ＩＩ−１ｂ−１）：
式中、Ｒ２１は、好ましくは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物から選択される。
本発明のさらなる極めて特に好ましい態様によれば、式（ＩＩ−１ｃ）の化合物において、Ｒ２１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、Ｒ２２は、１〜１０個のＣ原子を有するアルコキシ基である。
本発明のさらなる極めて特に好ましい態様によれば、式（ＩＩ−２ａ）の化合物において、Ｒ２１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、Ｒ２２は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基である。
好ましい態様によれば、式（ＩＩＩ）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−１）、（ＩＩＩ−２）および（ＩＩＩ−３）：
式中、
Ｒ３１、Ｒ３２は、上記のＲ１１およびＲ１２について示した意味を有し；
は、上記で定義した通りであり；
Ｚ３１およびＺ３２は、各出現において同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−および−Ｏ−ＣＯ−から選択される、
で表される化合物から選択される。
好ましい態様によれば、式（ＩＩＩ−１）で表される化合物において、
は、同一にまたは異なって
から選択される。
好ましい態様によれば、式（ＩＩＩ−２）で表される化合物において、
は、同一にまたは異なって
から選択される。
好ましい態様によれば、式（ＩＩＩ−３）で表される化合物において、
は、同一にまたは異なって
から選択される。
より好ましい態様において、式（ＩＩＩ−３）で表される化合物において、
は、
から選択される。
代替のより好ましい態様において、式（ＩＩＩ−３）で表される化合物において、
は、同一にまたは異なって
から選択される。
他の好ましい態様によれば、式（ＩＩＩ−１）、（ＩＩＩ−２）および（ＩＩＩ−３）の化合物中で、Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基から選択される。
他の好ましい態様によれば、式（ＩＩＩ−１）、（ＩＩＩ−２）および（ＩＩＩ−３）の化合物中で、Ｒ３２は、アルキル基中の１個または２個以上のＨ原子がＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよい、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基を示すか、あるいはＦ、ＣｌおよびＣＮを含む群から選択される。
特に好ましい態様によれば、式（ＩＩＩ−１）の化合物は、式（ＩＩＩ−１ａ）：
式中、Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物から選択される。
さらなる特に好ましい態様によれば、式（ＩＩＩ−２）の化合物は、式（ＩＩＩ−２ａ）〜（ＩＩＩ−２ｇ）：

式中、Ｒ３１およびＲ３２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物から選択される。
さらなる特に好ましい態様によれば、式（ＩＩＩ−３）の化合物は、式（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｈ）：
式中、Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、Ｒ３２は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基である、
で表される化合物から選択される。
特に好ましくは、式（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｇ）の化合物において、Ｒ３１およびＲ３２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である。
特に好ましくは、式（ＩＩＩ−３ｈ）の化合物において、Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、Ｒ３２は、１〜１０個のＣ原子を有するアルコキシ基である。
好ましい態様によれば、式（ＩＶ）で表される化合物は、以下の式（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）：
式中、
Ｒ４１、Ｒ４２は、上記のＲ１１およびＲ１２について示した意味を有し；
は、上記で定義した通りである、
で表される化合物から選択される。
好ましい態様によれば、式（ＩＶ−１）で表される化合物において、
は、同一にまたは異なって
から選択される。
さらなる好ましい態様によれば、式（ＩＶ−２）で表される化合物において、
は、同一にまたは異なって
から選択される。
他の好ましい態様によれば、式（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）の化合物において、Ｒ４１およびＲ４２は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基から選択される。
特に好ましい態様によれば、式（ＩＶ−１）の化合物は、式（ＩＶ−１ａ）：
式中、Ｒ４１およびＲ４２は、上記のように定義される、
で表される化合物から選択される。
好ましくは、式（ＩＶ−１ａ）の化合物において、Ｒ４１およびＲ４２は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である。
さらなる特に好ましい態様によれば、式（ＩＶ−２）の化合物は、以下の式（ＩＶ−２ａ）、（ＩＶ−２ｂ）および（ＩＶ−２ｃ）：
式中、Ｒ４１およびＲ４２は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物から選択される。
本発明の好ましい態様によれば、式（Ｉ）で表される化合物の合計濃度は、５〜９５％である。
式（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度が１〜６０％であるのが、さらに好ましい。
式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度が６０〜１００％であるのが、さらに好ましい。
式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）で表される化合物の合計濃度が０〜３０％であるのが、さらに好ましい。
式（ＩＩＩ−３ｃ）、（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＩＩ−３ｅ）、（ＩＩＩ−３ｆ）、（ＩＩＩ−３ｇ）および（ＩＩＩ−３ｈ）で表される化合物の合計濃度が０〜３０％、より好ましくは０〜１５％、および最も好ましくは０〜８％であるのが、さらに好ましい。
本発明はさらに、上記で定義した式（Ｉ）で表される１種または２種以上の化合物を５〜９５％の合計濃度で、および上記で定義した式（ＩＩ）で表される少なくとも１種のさらなる化合物を、式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度が６０〜１００％であるように含む液晶媒体に関する。
本発明の好ましい態様によれば、液晶媒体は、式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物から選択された少なくとも５種の異なる化合物を含む。特に好ましい態様によれば、液晶媒体は、式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物から選択された少なくとも６種の異なる化合物を含む。尚より好ましい態様において、液晶媒体は、式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物から選択された少なくとも７種の異なる化合物を含む。
任意に、本発明の媒体は、物理的特性を調整するために、さらなる液晶化合物を含んでもよい。そのような化合物は、専門家に知られている。本発明の媒体中でのそれらの濃度は、好ましくは０％〜３０％、より好ましくは０．１％〜２０％および最も好ましくは１％〜１５％である。
本発明の液晶媒体は、キラルなドーパントをさらなる添加剤として通常の濃度において含んでもよい。好ましいキラルなドーパントを、以下の表Ｅに列挙する。これらのさらなる構成要素の合計濃度は、全混合物を基準として０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲内にある。使用する個々の化合物の濃度は、各々好ましくは０．１％〜３％の範囲内にある。これらの、および同様の添加剤の濃度は、本出願における液晶構成成分および液晶媒体の化合物の濃度の値および範囲のためには考慮しない。
本発明の液晶媒体は、染料をさらなる添加剤として通常の濃度において含んでもよい。好ましい態様において、灰色または黒色をもたらす染料または染料の組み合わせを使用する。さらなる好ましい態様において、染料を、高い耐光性および良好な可溶性を有する染料、例えばアゾ染料またはアントラキノン染料から選択する。これらのさらなる構成要素の合計濃度は、全混合物を基準として０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲内にある。使用する個々の化合物の濃度は、各々、好ましくは０．１％〜９％の範囲内にある。これらの、および同様の添加剤の濃度は、本出願における液晶構成成分および液晶媒体の化合物の濃度の値および範囲のためには考慮しない。
本発明の液晶媒体は、安定剤をさらなる添加剤として通常の濃度において含んでもよい。好ましい安定剤を、以下の表Ｆに列挙する。安定剤の合計濃度は、全混合物を基準として０％〜１０％、好ましくは０．０００１％〜１％の範囲内にある。
本発明の好ましい態様によれば、透明点（ネマチック状態からアイソトロピック状態への相転移の温度、Ｔ（Ｎ，Ｉ））は、６０℃より低い。特に好ましい態様によれば、Ｔ（Ｎ，Ｉ）は、５０℃より低い。尚より好ましい態様によれば、Ｔ（Ｎ，Ｉ）は、４０℃より低い。
本発明の熱応答性光学的スイッチ素子において使用するための好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（好ましい液晶媒体Ｉ）。
・５〜９５％の合計濃度における、式（Ｉ−１ａ）、（Ｉ−１ｂ）、（Ｉ−２ａ）または（Ｉ−２ｂ）の１種または２種以上の化合物、
・１〜３０％の合計濃度における、式（ＩＩ−１ｂ−１）の１種または２種以上の化合物、
・０〜６０％の合計濃度における、式（ＩＩ−１ａ−１）、（ＩＩ−１ａ−２）または（ＩＩ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、および
・０〜３０％の合計濃度における、式（ＩＩＩ−１ａ）、（ＩＩＩ−２ａ）〜（ＩＩＩ−２ｇ）、（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｈ）、（ＩＶ−１ａ）または（ＩＶ−２ａ）〜（ＩＶ−２ｃ）の１種または２種以上の化合物、
ここで、式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度は、６０〜１００％である。
尚より好ましい態様によれば、好ましい液晶媒体Ｉは、式（ＩＩＩ−３ｃ）、（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＩＩ−３ｅ）、（ＩＩＩ−３ｆ）、（ＩＩＩ−３ｇ）および（ＩＩＩ−３ｈ）で表される化合物を、０〜３０％の合計濃度で、より好ましくは０〜１５％の合計濃度で、および最も好ましくは０〜８％の合計濃度で含む。
本発明の他の好ましい態様において、液晶媒体は、以下のものを含む（好ましい液晶媒体ＩＩ）。
・５〜９５％の合計濃度における、式（Ｉ−１ａ）、（Ｉ−１ｂ）、（Ｉ−２ａ）または（Ｉ−２ｂ）の１種または２種以上の化合物、
・５〜６０％の合計濃度における、式（ＩＩ−１ａ−１）または（ＩＩ−１ａ−２）の１種または２種以上の化合物、
・１〜６０％の合計濃度における、式（ＩＩ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、および
・０〜３０％の合計濃度における、式（ＩＩＩ−１ａ）、（ＩＩＩ−２ａ）〜（ＩＩＩ−２ｇ）、（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｈ）、（ＩＶ−１ａ）または（ＩＶ−２ａ）〜（ＩＶ−２ｃ）の１種または２種以上の化合物、
ここで、式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度は、６０〜１００％である。
尚より好ましい態様によれば、好ましい液晶媒体ＩＩは、式（ＩＩＩ−３ｃ）、（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＩＩ−３ｅ）、（ＩＩＩ−３ｆ）、（ＩＩＩ−３ｇ）および（ＩＩＩ−３ｈ）で表される化合物を、０〜３０％の合計濃度で、より好ましくは０〜１５％の合計濃度で、および最も好ましくは０〜８％の合計濃度で含む。
本発明の他の好ましい態様において、液晶媒体は、以下のものを含む（好ましい液晶媒体ＩＩＩ）。
・５〜９５％の合計濃度における、式（Ｉ−１ａ）、（Ｉ−１ｂ）、（Ｉ−２ａ）または（Ｉ−２ｂ）の１種または２種以上の化合物、
・５〜６０％の合計濃度における、式（ＩＩ−１ａ−１）、（ＩＩ−１ａ−２）または（ＩＩ−１ｃ）の１種または２種以上の化合物、
・０〜３０％の合計濃度における、式（ＩＩＩ−１ａ）、（ＩＩＩ−２ａ）〜（ＩＩＩ−２ｇ）、（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｈ）、（ＩＶ−１ａ）または（ＩＶ−２ａ）〜（ＩＶ−２ｃ）の１種または２種以上の化合物、
ここで、式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度は、６０〜１００％である。
尚より好ましい態様によれば、好ましい液晶媒体ＩＩＩは、式（ＩＩＩ−３ｃ）、（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＩＩ−３ｅ）、（ＩＩＩ−３ｆ）、（ＩＩＩ−３ｇ）および（ＩＩＩ−３ｈ）で表される化合物を、０〜３０％の合計濃度で、より好ましくは０〜１５％の合計濃度で、および最も好ましくは０〜８％の合計濃度で含む。
本発明の他の好ましい態様において、液晶媒体は、以下のものを含む（好ましい液晶媒体ＩＶ）。
・５〜９５％の合計濃度における、式（Ｉ−１ａ）、（Ｉ−１ｂ）、（Ｉ−２ａ）または（Ｉ−２ｂ）の１種または２種以上の化合物、
・５〜６０％の合計濃度における、式（ＩＩ−１ａ−１）または（ＩＩ−１ａ−２）の１種または２種以上の化合物、
・０〜３０％の合計濃度における、式（ＩＩＩ−１ａ）、（ＩＩＩ−２ａ）〜（ＩＩＩ−２ｇ）、（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｈ）、（ＩＶ−１ａ）または（ＩＶ−２ａ）〜（ＩＶ−２ｃ）の１種または２種以上の化合物、
ここで、式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度は、６０〜１００％である。
尚より好ましい態様によれば、好ましい液晶媒体ＩＶは、式（ＩＩＩ−３ｃ）、（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＩＩ−３ｅ）、（ＩＩＩ−３ｆ）、（ＩＩＩ−３ｇ）および（ＩＩＩ−３ｈ）で表される化合物を、０〜３０％の合計濃度で、より好ましくは０〜１５％の合計濃度で、および最も好ましくは０〜８％の合計濃度で含む。
本発明の液晶媒体は、数種の化合物、好ましくは５〜３０種、より好ましくは６〜２０種および最も好ましくは６〜１６種の化合物からなる。これらの化合物を、慣用の方法で混合する。通例、少ない方の量において使用する化合物の所要量を、多い方の量において使用する化合物に溶解する。温度が、より高い濃度において使用する化合物の透明点より高い場合において、溶解のプロセスの完了を観察するのは、特に容易である。しかしながらまた、媒体を、他の慣用の方法によって、例えば、化合物の同族混合物もしくは共融混合物であり得る例えばいわゆる前混合物(pre-mixture)を使用して、またはその構成要素が直ちに使用可能な混合物自体であるいわゆるマルチボトル系(multi-bottle-system)を使用して製造することが可能である。
本発明はさらに、上記で定義した液晶媒体の製造方法であって、式（Ｉ）で表される１種または２種以上の化合物を式（ＩＩ）で表される１種または２種以上の化合物と、ならびに任意に１種または２種以上のさらなるメソゲン性化合物および／または添加剤と混合することを特徴とする、前記方法に関する。
本発明の好ましい態様によれば、光学的スイッチ素子は、以下のものを含む。
・薄層の形態である液晶媒体、および
・好ましくは薄層の形態であり、一方が液晶媒体の一方の片側に配置され、他方が液晶媒体の反対側に配置されている、少なくとも２つの偏光子。
本出願の目的のために、用語「偏光子」は、１つの偏光方向の光を遮断し、他の偏光方向の光を透過するデバイスまたは物質を指す。同様に、用語「偏光子」は、１種の円偏光（右回りまたは左回り）の光を遮断し、一方それが、他種の円偏光（左回りまたは右回り）の光を透過するデバイスまたは物質を指す。遮断は、反射および／または吸収によって生じ得る。
したがって、反射偏光子は、１つの偏光方向または１種の円偏光の光を反射し、反対の偏光方向または他種の円偏光の光を透過する；また吸収偏光子は、１つの偏光方向または１種の円偏光の光を吸収し、反対の偏光方向または他種の円偏光の光を透過する。反射または吸収は、典型的には定量的ではなく、完全ではない偏光子による光の偏光をもたらす。
本発明によれば、吸収偏光子および反射偏光子の両方を、光学的スイッチ素子において使用してもよい。好ましくは、本発明の偏光子は、光学的薄層を表す。本発明の使用することができる反射偏光子の例は、ＤＲＰＦ（拡散性反射偏光子フィルム、3Mによる）、ＤＢＥＦ（二重明るさ増強フィルム、3Mによる）、US 7,038,745およびUS 6,099,758に記載されている層状ポリマー分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）およびＡＰＦ（高度偏光子フィルム、3Mによる）である。
さらに、例えばUS 4,512,638に記載されている、赤外光を反射するワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）を使用してもよい。スペクトルの可視および紫外線部において反射するワイヤグリッド偏光子は、例えばUS 6,122,103に記載されており、また本発明に従い、使用してもよい。本発明に従い、使用してもよい吸収偏光子の例は、Itos XP38偏光フィルムまたはNitto Denko GU-1220DUN偏光フィルムである。本発明に従い、使用することができる円偏光子の例は、American Polarizers IncからのAPNCP37-035-STD（左回り）およびAPNCP37-035-RH（右回り）である。
偏光子は、直線偏光子または円偏光子、好ましくは直線偏光子であり得る。
直線偏光子については、２つの偏光子の偏光の方向が、定義した角度によって互いに関して回転するのが好ましい。
さらなる層および／または素子、例えば１つもしくは２つ以上の別個の整列層、１つもしくは２つ以上のガラスシート、１つもしくは２つ以上のバンドブロック(bandblock)フィルターおよび／またはある波長の光、例えばＵＶ光を遮断するためのカラーフィルターが存在してもよい。さらに、１つまたは２つ以上の断熱層、例えば低放射率フィルムが存在してもよい。さらに、１つもしくは２つ以上の接着剤層、１つもしくは２つ以上の保護層、１つもしくは２つ以上の不動態化層または１つもしくは２つ以上の障壁層が存在してもよい。任意に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層が存在してもよい。液晶媒体の層中に、スペーサーが存在してもよい。上述の素子およびそれらの機能の典型的な態様は、当業者に知られている。
本発明の好ましい態様によれば、液晶状態にある液晶媒体による偏光の回転は、液晶媒体の分子の整列によって引き起こされる。本発明によれば、この整列は、典型的には、液晶媒体と直接接触している整列層によって行われる。優先的に、整列層は、液晶媒体層の２つの外側の境界を表す。例えば、互いに面している２つの整列層を、液晶媒体を包囲する区画の内部に付けてもよい。他の好ましい態様によれば、整列層は、液晶媒体を包囲する区画を構成する。整列層を、ポリマーまたはポリマーフィルムをラビング布、紙やすりまたはある他の好適な材料でラビングすることにより製造してもよい。ポリイミドフィルムは、これに特に適しているが、配向（orientation）を、他種のポリマー上でも達成することができる。
さらなる好ましい態様によれば、整列層および偏光子層は別個ではなく、１つの単一層を形成する。それらを、例えば一緒に接着するかまたは積層させてもよい。液晶分子の整列を誘起する特性を、例えば偏光子に、偏光子層をラビングし、引っ掻き、かつ／またはマイクロパターン化することにより付与してもよい。詳細については、特許出願US2010/0045924に言及されており、その開示は、参照によって本明細書中に組込まれる。
本発明の光学的スイッチ素子の好ましい態様は、液晶媒体を透明な材料のコンテナー、好ましくは透明なポリマーまたはガラス内に含む。
さらに、光学的スイッチ素子は、液晶媒体と直接接触している２つまたは３つ以上の整列層を含む。例えば、整列層を、上述のコンテナーの内面に付けることができる。他の好ましい態様によれば、内側のコンテナー表面は、それ自体整列層としての役割を果たすことができる。さらに、光学的スイッチ素子は、上記に開示したように偏光箔の形態で存在し得る２つまたは３つ以上の偏光子を含む。さらなる剛性の、または柔軟な層、例えば追加のガラスシート、バンドブロックフィルター、例えばＵＶ遮断フィルムおよび／または断熱層、例えば低放射率フィルムが、存在してもよい。本発明のこの態様によれば、光学的スイッチ素子は剛性であり、剛性材料の層の存在により保存および／または輸送のために曲げるかまたは丸めることができない。
本発明の他の好ましい態様によれば、液晶媒体を、柔軟なポリマーシートによって包囲する。この柔軟なポリマーシートは、偏光子および／または整列層を表し得る。例えば上記で記載したさらなる層が、さらに存在してもよい。詳細については、特許出願US 2010/0045924に言及されており、その開示は、参照によって本明細書中に組込まれる。この態様によれば、光学的スイッチ素子は柔軟であり、曲げ、かつ／または丸めることができる。
本発明の他の好ましい態様によれば、液晶媒体は、固体の、またはゲル様のコンシステンシー（consistency）を有する。この態様によれば、液晶媒体のための剛性コンテナーは必要ではなく、ガラスおよび／または剛性ポリマーシートが光学的スイッチ素子中に存在する必要性が解消される。本発明のこの態様の利点は、光学的スイッチ素子が損傷をより受けやすくなく、丸めることができる薄い柔軟なシートの形態で製造することができることである。光学的スイッチ素子を、次にこのロールからあらゆる形状または大きさに切断することができ、それによって、デバイスの保存、輸送および製造が単純化される。
液晶媒体の上述の固体またはゲル様のコンシステンシーを得るために、以下の手順を、本発明に従って使用することができる。
液晶媒体を、例えば、光学的に透明な媒体内に、液晶媒体の微液滴などの個別の区画の形態で包埋してもよい。光学的に透明な媒体は、好ましくはポリマー材料、特に好ましくはアイソトロピック熱可塑性、デュロプラスチック(duroplastic)またはエラストマーポリマーである。特に好ましくは、ポリマー材料は、熱可塑性またはエラストマーポリマーである。これについての例は、ＮＣＡＰフィルム（ＮＣＡＰ＝ネマチック曲線整列相）およびＰＤＬＣフィルム（ＰＤＬＣ＝ポリマー分散液晶）である。ＮＣＡＰフィルムを、カプセル封入ポリマー材料、例えばポリビニルアルコール、液晶媒体および担体材料、例えば水をコロイドミル中で十分に混合するプロセスによって得ることができる。
その後、担体材料を、例えば蒸発によって除去する。ＮＣＡＰフィルムの形成のための詳細な手順は、US 4,435,047に記載されている。例えばUS 4,688,900、Mol. Cryst. Liq. Cryst. Nonlin. Optic, 157, (1988), 427-441、WO 89/06264およびEP 0272585に記載されているＰＤＬＣフィルムを、液晶媒体をモノマーおよび／またはオリゴマーと均質に混合し、それを後にポリマーマトリックスと反応させることにより得てもよい。重合の後、相分離が誘起され、ここで液晶媒体の区画または微液滴が形成し、それをポリマーマトリックス内に分散させる。
本発明の他の態様によれば、液晶媒体は、高分子ネットワーク（ＰＮ系）内に連続相として存在する。そのような系は、例えば、EP 452460、EP 313053およびEP 359146に詳細に記載されている。高分子ネットワークは、典型的には多孔質構造を有し、ここで液晶媒体は、自由に浮遊することができる。好ましい態様によれば、それを、モノまたはポリアクリレートモノマーの重合によって形成する。
好ましくは、液晶媒体は、ＰＮ系中に６０％より高いパーセンテージで、特に好ましくは７０〜９５％のパーセンテージで存在する。高分子ネットワーク系を、液晶媒体ならびに三次元高分子ネットワークを形成するそれぞれのモノマーおよび／またはオリゴマーを含む混合物中での重合反応を誘起することにより製造することができる。好ましい態様によれば、重合を、光開始によって開始する。
本発明の他の態様によれば、ポリマーはネットワークを形成せず、小粒子の形態で液晶媒体内に分散し、それは、ＰＮネットワーク系におけるものと同様に連続相として存在する。
本発明の液晶媒体は、上述のＰＤＬＣ、ＮＣＡＰおよびＰＮ系における使用に特に適している。
したがって、本発明のさらなる主題は、上記で定義した液晶媒体、およびポリマー、好ましくは微孔性ポリマーを含む複合系である。
本発明によれば、光学的スイッチ素子は熱応答性であり、その切り替え状態が温度によって決定されることを示す。本発明の好ましい態様において、電気配線、電気回路および／または切り替えネットワークは、光学的切り替え素子中に存在しない。
光学的スイッチ素子の切り替えは、より高比率の放射エネルギーが透過される光学的スイッチ素子の明または開口状態と、より小さい比率の放射エネルギーが透過される光学的スイッチ素子の暗または閉口状態との間で起こる。
放射エネルギーを、上記のように定義し、ＵＶ−Ａ領域、ＶＩＳ領域および近赤外線領域における電磁放射を含むものと理解される。当然、スイッチ素子は、上記で定義した放射エネルギーの完全スペクトルにわたって等しく有効ではない。好ましくは、スイッチ素子は、閉口状態において高比率のＮＩＲおよびＶＩＳ光、特に好ましくは高比率のＮＩＲ光を遮断する。
また好ましいのは、ＶＩＳまたはＮＩＲの範囲の一方のみにおいて切り替わるスイッチ素子、ならびに一方の範囲において切り替え、他方を永久に遮断する、例えばＶＩＳを切り替え、ＮＩＲを永久に遮断する組み合わせである。
本発明の好ましい態様によれば、切り替えを、液晶媒体の物理的状態の変化によって行う。液晶媒体の物理的状態のこの変化は、温度依存性である。好ましくは、相転移である。本発明の特に好ましい態様によれば、切り替えを、特定の温度で起こる液晶相からアイソトロピック相への液晶媒体の相転移によって行う。尚より好ましくは、切り替えを、ネマチック相からアイソトロピック相への液晶媒体の相転移によって行う。
典型的には、液晶媒体は、相転移温度より高い温度においてアイソトロピック状態にあり、相転移温度より低い温度において液晶、好ましくはネマチック状態にある。
デバイスの切り替えが液晶媒体の物理的状態の温度依存性変化によるので、液晶媒体は、光学的スイッチの熱応答性素子を表す。しかしながら、さらなる熱応答性素子が、存在してもよい。
内部空間と環境との間の、好ましくは建物の室内と外部との間の放射エネルギー流れを調節するための光学的スイッチの使用のために、スイッチが建物の外部について典型的である温度で動作するのが望ましい。好ましくは、光学的スイッチの切り替え温度は、−２０〜８０℃、より好ましくは１０〜６０℃および最も好ましくは２０〜５０℃である。
切り替え温度を、光学的スイッチの温度であると定義する。典型的には、この温度は、外気温度に同様である。しかしながら、いくつかの条件下で、例えば日光への直接的な露光の下で、外気温度と著しく異なり得る。また、あるデバイス組立の場合において、例えば光学的スイッチが断熱されたガラスユニットの内部に位置する場合には、光学的スイッチの温度は、外気温度と著しく異なり得る。
本発明の好ましい態様によれば、上記で述べたように、光学的スイッチの切り替えを、液晶媒体の物理的状態の変化によって行う。より好ましくは、物理的状態のこの変化は、ある相転移温度で起こる相転移を表す。好ましくは、相転移温度は、−２０〜８０℃、より好ましくは１０〜６０℃および最も好ましくは２０〜５０℃である。
本発明の高度に好ましい態様において、偏光した光の偏光面は、液晶媒体が液晶状態にある場合には、液晶媒体によって定義された値によって回転する。対照的に、偏光した光の偏光面は、液晶媒体がアイソトロピック状態にある場合には、液晶媒体によって回転しない。偏光子の偏光の方向が互いに同一ではなく、定義された角度によって互いに対して回転することは、この好ましい態様のさらなる側面である。
この好ましい態様において、デバイスの２つの状態は、以下のように特徴づけられる：
明または開口状態において、入射光は、第１の偏光子によって直線的に偏光する。直線偏光は、次にその液晶状態にある液晶媒体を通過し、それによって、その偏光の方向が、定義された角度によって回転するに至る。
液晶媒体を通過した後に、直線偏光は、次に第２の偏光子に当たる。偏光子に当たる定義された部分の光は、偏光子を通して透過される。好ましくは、２つの偏光子の偏光面が互いに対して回転する値、および偏光した光の偏光面がそのネマチック状態にある液晶媒体によって回転する値の同一性または比較的小さな相違のみであり、最も好ましくは同一性である。
ここで、偏光した光の偏光面が液晶媒体によって回転する値は、媒体に進入する前の偏光面と媒体から進出した後の偏光面の間で形成される角度であるものと理解される。この角度は、原則的に０°〜１８０°であり得る。これによれば、１８０°より大きい角度Ｘによる回転は、Ｘからｎ＊１８０°を引いたものによる回転に等しく、整数ｎは、得られた角度Ｘ’が０°≦Ｘ’＞１８０°の範囲内にあるように選択される。
しかしながら、液晶媒体が、１８０°より大きい絶対値を有する、それを通過する偏光した光の偏光面のねじれを生じ得ることに注意するべきである。１回の完全な回転（３６０°）より多い回転、例えば２ １／４回転または３ ３／４回転さえも、本発明によれば生じ得る。しかしながら、偏光した光の偏光面が、液晶媒体への進入から進出までに回転する正味の値は、尚いずれの場合においても、上記で説明したように０°〜１８０°である。
明らかに、使用する基準系に依存して、偏光面が回転する角度はまた、−９０°〜９０°の範囲内として表すことができ、負の値が右回転を意味し、正の値が左回転を意味する。
明状態において、２つの偏光子の偏光面が互いに対して回転する値と、偏光した光の偏光面が液晶媒体によって回転する値との間の小さな相違により、大きい部分の第１の偏光子を通過した光はまた、第２の偏光子を通過する。
上記の明状態が生じるために、液晶媒体がその液晶状態にあることが必要である。典型的には、これは、相転移温度より低い温度における場合である。したがって、この好ましい態様によれば、光学的スイッチ素子は、それが切り替え温度より低い温度にある場合には明状態にある。
暗透過状態または閉口状態が生じるために、液晶媒体がアイソトロピック状態にあることが、必要である。この場合において、入射光は、再び第１の偏光子によって直線的に偏光する。偏光した光は、次にそのアイソトロピック状態にある液晶媒体を通過する。アイソトロピック状態にある液晶媒体は、直線偏光した光の偏光の方向を回転させない。
液晶媒体を通過した後に、その偏光の方向が維持された直線偏光は、第２の偏光子に当たる。第２の偏光子の偏光の方向は、上記で記載したように第１の偏光子の偏光の方向に関して回転し、それは、この場合において、上記で説明したように、また第２の偏光子に当たる直線偏光した光の偏光の方向である。
一致しないが、２つの偏光子が互いに対して回転する値と同一である定義された値によって互いに関して回転する、偏光した光および偏光子の偏光の方向により、わずかな部分の光のみが、ここで透過する。この状態において透過した光の量は、明状態において透過した光の量より少ない。
上記で記載したように、暗状態または閉口状態において、液晶媒体は、そのアイソトロピック状態にある。典型的には、これは、相転移温度より高い温度における場合である。したがって、この好ましい態様によれば、光学的スイッチ素子は、それが切り替え温度より高い温度にある場合には暗状態または閉口状態にある。
２つの偏光子の偏光の方向を、暗透過状態にあるスイッチ素子の所望の透過に依存して、互いに関してあらゆる任意の値によって回転させてもよい。好ましい値は、４５°〜１３５°、より好ましくは７０°〜１１０°、最も好ましくは８０°〜１００°の範囲内にある。
そのネマチック状態にある液晶媒体が偏光した光の偏光面を回転させる値は、２つの偏光子の偏光の方向が互いに関して回転する値と同一である必要はない。好ましくは、当該値は同様であり、好ましい偏差は、極めて好ましくは３０°より小さく、最も好ましくは２０°より小さい。
そのネマチック状態にある液晶媒体が偏光した光の偏光面を回転させる値は、好ましくは０°〜３６０°の範囲内にある。しかしながら、３６０°より大きい値もまた、本発明に従って存在し得る。
建物の内部の温度を調節する目的のために、上記で記載した組立が、一般的に好ましい。低温において、光学的スイッチが開口状態にあるので、放射エネルギーの流れが可能になる。高温において、光学的スイッチは閉口状態にあり、放射エネルギーの建物中への流れが制限される。
２つの偏光子が互いに対して相殺される角度に依存して、およびまた偏光子が入射光の全部を偏光させるか、その一部のみを偏光させるかに依存して、多かれ少なかれ、光が、閉口状態にある光学的スイッチを通過して透過される。「交差した」位置（互いに対して９０°で回転した偏光の方向）にある完全な偏光子では、光は、閉口状態において透過されない。偏光子の偏光の方向が９０°とは異なる角度で回転する場合には、いくらかの光が、閉口状態においても透過される。そのような配置は、本発明によれば望ましい。
同様に、開口状態にある光学的スイッチを通過して透過される光の量は、他の要因の中でも、偏光子の効率および、液晶媒体が直線偏光した光の偏光の方向を回転させる角度と、２つの偏光子の偏光の方向が互いに対して回転する角度の間の差異に依存する。完全な偏光子および回転の角度の正確な一致と共に、５０％までの光が、開口状態にあるデバイスを通過して透過され、理想的には、０％の光が、閉口状態において透過される。
光の５０％の排除は、完全な直線偏光子が入射する偏光していない光の５０％を（吸収または反射によって）排除するという事実による。したがって、デバイスを通過する光の透過を、完全でない偏光子を使用する場合に著しく高めることができ、それは望ましい場合がある。
ここで、偏光子配向および液晶媒体による偏光の方向の回転の多数の他の組み合わせを、本発明の範囲内で使用することができることが、言及されなければならない。
本発明の他の態様は、第１の温度範囲内にある場合には光を散乱し、第２の温度範囲内では透過的であり、一方この第２の温度範囲が、第１の温度範囲より高いかまたは低い場合がある液晶媒体を含む。本発明の他の態様によれば、液晶媒体は、円偏光した光の偏光状態に影響し得る。
本発明のさらなる態様によれば、液晶媒体は、１種または２種以上の液晶化合物に加えて染料分子または吸収特性もしくは反射特性を示す他の物質を含む、ゲスト−ホスト系を表す。この態様によれば、液晶媒体は、液晶状態（低温）にある場合には染料分子に配向を供給するが、アイソトロピック状態（高温）にある場合にはそのような配向を供給しない。
染料分子がそれらの配向の程度に依存して異なる様式で光と相互作用するので、ゲスト−ホスト系は、温度依存性の透過特性を示す。本発明に従い、液晶媒体がゲスト−ホスト系を表す場合には、本発明のデバイスにおいて、１つのみの偏光子を使用するか、またはさらに偏光子を全く使用しないのが好ましい場合がある。さらに、本発明によれば、液晶媒体がゲスト−ホスト系を表す場合には、液晶媒体のねじれネマチック配向または液晶媒体の垂直に整列した配向を、好ましくは使用する。
本発明によれば、光学的スイッチ素子を、私有の、公共の、および商業ビル中に、輸送、保存および居住のためのコンテナー中に、ならびにあらゆる車両中に存在するものを含む、あらゆる種類の透明な窓、ファサード、ドアまたは屋根に取り付けることができる。特に好ましいのは、断熱ガラスユニット（ＩＧＵ）もしくは多重枠窓への取り付けおよび／または断熱ガラスユニットもしくは多重枠窓の集積素子としての使用である。本発明の好ましい態様によれば、光学的スイッチ素子を、窓、ファサード、ドアまたは屋根の外部に面する側に取り付ける。他の好ましい態様によれば、光学的スイッチ素子を、ＩＧＵの内側に配置し、ここでそれを、悪影響、例えば極端な天候条件から、およびＵＶ露光による劣化から保護する。代替の態様において、光学的スイッチ素子を、窓、ファサード、ドアまたは屋根の内部に面する側に取り付ける。
本発明の１つの態様によれば、光学的スイッチ素子は、窓の完全な表面を覆う。この場合において、放射エネルギー流れに対するデバイスの切り替えによる制御は、最大化される。
本発明の他の態様によれば、光学的スイッチ素子は、窓の表面の一部のみを覆い、したがって光学的スイッチ素子によって覆われない残留したすき間がある。これらのすき間は、縞、小領域および／またはより大きい領域の形態を採り得る。これによって、窓のいくつかの部分を明状態と暗状態との間で切り替え、一方他の部分を常に明るく維持することが可能になり得る。これによって、特に閉口状態における窓の透明性が増大するに至る。
光学的スイッチ素子を、本発明に従い、内部空間と環境との間の放射エネルギー流れを調節するために使用してもよい。特に好ましくは、それを、ＶＩＳ光およびＮＩＲ光、またはＶＩＳ光のみ、または調節されたＶＩＳ光と永久に遮断されたＮＩＲ光との組み合わせの形態でのエネルギー流れを調節するために使用する。光学的スイッチ素子が、手動での制御を必要とせずに、開口状態と閉口状態との間の温度依存性の切り替えのその能力によって、放射エネルギー流れを自動的に調節するのが、さらに好ましい。本発明の特に好ましい態様によれば、光学的スイッチ素子を使用して、建物および／または車両の内部温度を調節する。
本発明の目的のために、すべての濃度は、他に明確に注記しない限り質量パーセントにおいて示され、他に明確に注記しない限り対応する混合物または混合物成分に関する。
液晶混合物の透明点を、毛管中で決定する。好適な機器は、Mettler Toledo FP90である。典型的には、液晶混合物は、透明範囲を示す。本発明者らの定義によれば、透明点は、材料全体が尚ネマチック性である当該範囲の最低の温度である。
あるいはまた、ディスプレイ中の混合物の透明点を、顕微鏡ホットステージ中で通常は白色モードのＴＮセルにおいて決定することができる。ネマチック状態からアイソトロピック状態への転移の開始によって、ＴＮセル中の黒色小領域がもたらされる。加熱の際に、そのような小領域が最初に生じる温度を、透明点であると決定する。
本発明の適用について、ディスプレイにおける液晶媒体の長期間保存挙動が関連する。ディスプレイにおける長期間保存挙動の決定のために、液晶混合物を、５〜６μｍの厚さを有するいくつかのＴＮセル中に満たす。ＴＮセルは、末端シール(end-seal)を受け、偏光子を通常は白色モード組立のために取り付け、冷蔵庫中で所与の温度で１０００時間まで保存する。定義した時間間隔において、ＴＮセルを、結晶化またはスメクチック−ネマチック転移を示す暗い小領域について視覚的に検査する。ＴＮセルが試験期間の終了時に小領域を示さない場合には、検査を通過する。他の場合には、最初の小領域が検出されるまでに経過した時間を、長期間保存安定性の評価基準として記録する。
本出願において、および特に以下の例において、液晶化合物の構造を、略語によって表し、それをまた、「頭字語」と称する。表Ａ〜Ｃは、化合物の構造的要素をそれらの対応する略語と一緒に示す。
すべての基ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｍＨ２ｍ＋１、ＣｌＨ２ｌ＋１およびＣｋＨ２ｋ＋１は、好ましくは、それぞれｎ、ｍ、ｌおよびｋ個のＣ原子を有する直鎖状アルキル基であり、すべての基ＣｎＨ２ｎ、ＣｍＨ２ｍ、ＣｌＨ２ｌおよびＣｋＨ２ｋは、好ましくは、それぞれ（ＣＨ２）ｎ、（ＣＨ２）ｍ、（ＣＨ２）ｌおよび（ＣＨ２）ｋであり、−ＣＨ＝ＣＨ−は、好ましくは、それぞれトランス−Ｅビニレンである。指数ｎ、ｍ、ｌおよびｋは、好ましくは１〜１０の値を有する。
表Ａは、環要素に使用した記号を列挙し、表Ｂは、結合基についてのものを列挙し、表Ｃは、分子の左側および右側末端基についての記号についてのものを列挙する。
表Ａ：環要素
表Ｂ：結合基
表Ｃ：末端基
注：化学構造中の左側から右側まで、使用した指数は、１つのみの指数が出現する場合にはｎであり；２つの指数が出現する場合にはｎおよびｍであり；３つの指数が出現する場合にはｎ、ｍおよびｌであり；４つの指数が出現する場合にはｎ、ｍ、ｌおよびｋである。この命名法を、所要に応じて拡張してもよい。
したがって、頭字語命名法（以下を参照）による−ｎに対応する右側アルキル基−ＣｎＨ２ｎ＋１はまた、選択される指数に依存して、−ｍに対応する基−ＣｍＨ２ｍ＋１、または−ｌに対応する基−ＣｌＨ２ｌ＋１、または−ｋに対応する基−ＣｋＨ２ｋ＋１であってもよい。指数ｎを表す文字ｎを使用する場合には、同様のことが、表Ｃのすべての他の基に該当する。
ここで、ｎおよびｍは、各々整数であり、３つの点「...」は、この表の他の記号が当該位置において存在し得ることを示す。
表Ｄ１：例示的な構造
表Ｄ２：さらなる例示的な構造
表Ｅは、キラルなドーパントを列挙し、それを、好ましくは本発明の液晶媒体において使用する。
表Ｅ
本発明の好ましい態様において、本発明の媒体は、表Ｅの化合物の群から選択された１種または２種以上の化合物を含む。
表Ｆは、本発明の液晶媒体において好ましく使用する安定剤を列挙する。
表Ｆ
注：この表において、「ｎ」は、１〜１２の範囲内の整数を意味する。
本発明の好ましい態様において、本発明の媒体は、表Ｆの化合物の群から選択された１種または２種以上の化合物を含む。
例
以下に示す例は、本発明を、いかなる意味においてもそれを限定せずに例示している。
しかしながら、物理的特性および組成物は、専門家に、当該特性を達成することができ、当該範囲においてそれらを修正することができることを示す。特に、好ましく達成することができる様々な特性の組み合わせは、このように専門家のために十分に定義されている。
液晶混合物を、以下の表中に示す組成および特性で実現する。それらの光学的性能を、調査する。
本出願の説明部分において述べたように、本発明の液晶媒体の透明点は、好ましくは−２０〜８０℃、より好ましくは１０〜６０℃および最も好ましくは２０〜５０℃である。
比較的高い透明点（＞７０℃、特に＞８０℃）を有する例示的な混合物を、好ましくはいわゆる２本ビン系(two-bottle system)として、より低い透明点を有する混合物と組み合わせて使用する。
１）好ましい液晶媒体Ｉについての例
２）好ましい液晶媒体ＩＩについての例
３）好ましい液晶媒体ＩＩＩについての例
４）好ましい液晶媒体ＩＶについての例
５）熱応答性光学的スイッチ素子における液晶媒体の使用
例の混合物１〜１２を、US 2009/0015902の［００５０］〜［００５５］の手順に従って、光学的スイッチ素子における液晶媒体として使用する。
光学的スイッチ素子を組み立てるために、当該出願に開示されている混合物（５部の６ＣＢ（４’−ヘキシル−４−シアノビフェニル）、１．２５部の混合物Ｅ７および０．００８部の８１１）の代わりに本発明の例示的な混合物の１種を使用した（例１〜１２）以外は、上述の特許出願の段落［００５０］〜［００５５］に記載されている手順に従う。
本発明の混合物により、高い稼働寿命を有するサーモトロピック光学的スイッチ素子を得る。スイッチ素子は、混合物の透明点（１０℃〜８０℃、それは当該素子の好ましい動作範囲内にある）に近い切り替え温度を有する。
これは、制御可能な透明点と共に高いデバイス安定性を、本発明の混合物で得ることができることを示す。

Claims (19)

  1. 内部空間と環境との間の放射エネルギーの流れの調節のための、液晶媒体を含む、熱応答性光学的スイッチ素子であって、
    液晶媒体が、式（Ｉ）
    式中、
    Ｒ１１、Ｒ１２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシ基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であるか、あるいはＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１３−Ｏ−ＣＯ−およびＲ１３−ＣＯ−Ｏ−を含む群から選択され；ここで
    Ｒ１３は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、アルキル基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、アルキル基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり；
    は、同一にまたは異なって
    から選択され；
    Ｘは、各出現において同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり；
    Ｙは、各出現において同一にまたは異なって、ＨおよびＸから選択される、
    で表される１種または２種以上の化合物を、媒体に基づき５〜９５質量％の合計濃度で含むこと、および、
    液晶媒体が、式（Ｉ−１ａ）および（Ｉ−１ｂ）
    式中、Ｒ１１１およびＲ１１２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基である、
    のいずれかで表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含むこと
    を特徴とする、前記熱応答性光学的スイッチ素子。
  2. 媒体が式（Ｉ）で表される化合物を、媒体に基づき３２〜９５質量％の合計濃度で含むことを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ素子。
  3. 式（Ｉ）で表される化合物であって、式中
    が、
    から選択される、１種または２種以上の該化合物を含有することを特徴とする、請求項１または２に記載のスイッチ素子。
  4. 液晶媒体がさらに、式（ＩＩ）
    式中、
    Ｒ２１、Ｒ２２は、請求項１におけるＲ１１およびＲ１２について示した意味を有し；
    は、同一にまたは異なって
    から選択され；
    Ｘは、各出現において同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり；
    Ｙは、各出現において同一にまたは異なって、ＨおよびＸから選択され；
    Ｚ２１は、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；
    ただし、Ｚ２１が−ＣＯ−Ｏ−および−Ｏ−ＣＯ−から選択される場合には、
    は、共に
    から選択されてはならない、
    で表される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
  5. 媒体が、以下の式（ＩＩ−１）および（ＩＩ−２）：
    式中、
    Ｒ２１、Ｒ２２は、請求項１におけるＲ１１およびＲ１２について示した意味を有し；
    は、請求項４において定義した通りであり、
    ただし、式（ＩＩ−２）について、
    は、共に
    から選択されてはならない、
    で表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
  6. 媒体が、式（ＩＩ−１）で表される化合物であって、式中、
    が、
    から選択され；
    が、
    から選択される、
    １種または２種以上の該化合物を含有することを特徴とする、請求項５に記載のスイッチ素子。
  7. 液晶媒体を含む熱応答性光学的スイッチ素子であって、
    液晶媒体が、式（Ｉ）
    式中、
    Ｒ１１、Ｒ１２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシ基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であるか、あるいはＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１３−Ｏ−ＣＯ−およびＲ１３−ＣＯ−Ｏ−を含む群から選択され；ここで
    Ｒ１３は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、アルキル基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、アルキル基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり；
    は、同一にまたは異なって
    から選択され；
    Ｘは、各出現において同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり；
    Ｙは、各出現において同一にまたは異なって、ＨおよびＸから選択される、
    で表される１種または２種以上の化合物を、媒体に基づき５〜９５質量％の合計濃度で含むこと、および、
    液晶媒体が、式（Ｉ−１ａ）および（Ｉ−１ｂ）
    式中、Ｒ１１１およびＲ１１２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基である、
    のいずれかで表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含むこと、および
    液晶媒体が、式（ＩＩ−２）
    式中、
    Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシ基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であるか、あるいはＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ２３−Ｏ−ＣＯ−およびＲ２３−ＣＯ−Ｏ−を含む群から選択され；ここで
    Ｒ２３は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、アルキル基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、アルキル基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり、
    が、
    を表し；
    が、
    から選択される、
    １種または２種以上の該化合物を含有すること
    を特徴とする、前記熱応答性光学的スイッチ素子。
  8. 媒体が、式（ＩＩ−１ａ−１）、（ＩＩ−１ａ−２）、（ＩＩ−１ｂ−１）、（ＩＩ−１ｃ）および（ＩＩ−２ａ）
    式中、
    Ｒ２１１、Ｒ２１２、Ｒ２２１およびＲ２２２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基である、
    で表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
  9. 液晶媒体を含む、熱応答性光学的スイッチ素子であって、
    液晶媒体が、式（Ｉ）
    式中、
    Ｒ１１、Ｒ１２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシ基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であるか、あるいはＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１３−Ｏ−ＣＯ−およびＲ１３−ＣＯ−Ｏ−を含む群から選択され；ここで
    Ｒ１３は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、アルキル基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、アルキル基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり；
    は、同一にまたは異なって
    から選択され；
    Ｘは、各出現において同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり；
    Ｙは、各出現において同一にまたは異なって、ＨおよびＸから選択される、
    で表される１種または２種以上の化合物を、媒体に基づき５〜９５質量％の合計濃度で含むこと、および、
    液晶媒体が、式（Ｉ−１ａ）および（Ｉ−１ｂ）
    式中、Ｒ１１１およびＲ１１２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基である、
    のいずれかで表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含むこと、および
    液晶媒体が、式（ＩＩ−１ａ−１）、（ＩＩ−１ａ−２）、（ＩＩ−１ｃ）および（ＩＩ−２ａ）
    式中、
    Ｒ２１１、Ｒ２１２、Ｒ２２１およびＲ２２２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基である、
    で表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含むこと
    を特徴とする、前記熱応答性光学的スイッチ素子。
  10. 液晶媒体がさらに、式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）：
    式中、
    Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ４１およびＲ４２は、請求項１におけるＲ１１およびＲ１２について示した意味を有し；
    は、同一にまたは異なって
    から選択され；
    は、同一にまたは異なって
    から選択され；
    Ｘは、各出現において同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり；
    Ｙは、各出現において同一にまたは異なって、ＨおよびＸから選択され；
    Ｚ３１、Ｚ３２は、各出現において同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；
    Ｚ４１、Ｚ４２、Ｚ４３は、各出現において同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または単結合である、
    のいずれかで表される化合物の群から選択された１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
  11. 以下の式（ＩＩＩ−１）、（ＩＩＩ−２）および（ＩＩＩ−３）：
    式中、
    Ｒ３１、Ｒ３２は、請求項１におけるＲ１１およびＲ１２について示した意味を有し；
    は、請求項１０において定義した通りであり；
    Ｚ３１およびＺ３２は、各出現において同一にまたは異なって−ＣＯ−Ｏ−および−Ｏ−ＣＯ−から選択される、
    のいずれかで表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
  12. 以下の式（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）：
    式中、
    Ｒ４１、Ｒ４２は、請求項１におけるＲ１１およびＲ１２について示した意味を有し；
    は、請求項１０において定義した通りである、
    のいずれかで表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
  13. 内部空間と環境との間の放射エネルギー流れの調節のためのものであること、および２０〜５０℃の切替温度を有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
  14. 式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度が媒体に基づき６０〜１００質量％であることを特徴とする、請求項４〜１２のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
  15. 電気配線、電気回路および／または切り替えネットワークが存在しないことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
  16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載のスイッチ素子の、内部空間と環境との間の放射エネルギーの流れの調節のための使用。
  17. 内部空間と環境との間の放射エネルギーの流れの調節のための熱応答性光学的スイッチ素子に用いるための液晶媒体であって、
    式（Ｉ）
    式中、
    Ｒ１１は、１〜５個のＣ原子を有するアルキル基、または１〜６個のＣ原子を有するアルコキシ基であり、
    Ｒ１２は、１〜５個のＣ原子を有するアルキル基、またはＣＮであり、
    は、同一にまたは異なって
    から選択され；
    Ｘは、各出現において同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり；
    Ｙは、各出現において同一にまたは異なって、ＨおよびＸから選択される、
    で表される２種または３種以上の化合物を媒体に基づき５〜９５質量％の合計濃度で含むこと、および
    式（ＩＩ）
    式中、
    Ｒ２１、Ｒ２２は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシ基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であるか、あるいはＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ２３−Ｏ−ＣＯ−およびＲ２３−ＣＯ−Ｏ−を含む群から選択され；ここで
    Ｒ２３は、各出現において同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、アルキル基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、アルキル基中の１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり、
    は、同一にまたは異なって
    から選択され；
    Ｘは、各出現において同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基（ここで、上記で述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、またここで、１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよい）であり；
    Ｙは、各出現において同一にまたは異なって、ＨおよびＸから選択され；
    Ｚ２１は、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；
    ただし、Ｚ２１が−ＣＯ−Ｏ−および−Ｏ−ＣＯ−から選択される場合には、
    は、共に
    から選択されてはならない、
    で表される少なくとも１種のさらなる化合物を含むこと、および
    式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度が媒体に基づき６０〜１００質量％であるように含むこと、および
    式（Ｉ−１ａ）および（Ｉ−１ｂ）
    式中、
    Ｒ１１１は、１〜５個のＣ原子を有するアルキル基、または１〜６個のＣ原子を有するアルコキシ基であり、
    Ｒ１１２は、１〜５個のＣ原子を有するアルキル基である、
    のいずれかで表される化合物の群から選択される１種または２種以上の化合物を含むこと
    を特徴とする、前記液晶媒体。
  18. 式（Ｉ−１ａ）で表される化合物であって、式中Ｒ１１１がメチルまたはメトキシである、該化合物および式（Ｉ−１ｂ）で表される化合物からなる群から選択される、１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１７に記載の液晶媒体。
  19. 請求項１７または１８に記載の液晶媒体、およびポリマー、好ましくは微孔性ポリマーを含む、複合系。
JP2013506518A 2010-04-28 2011-03-31 液晶媒体を含む光学的スイッチ素子 Expired - Fee Related JP6166176B2 (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1007088.6 2010-04-28
GBGB1007088.6A GB201007088D0 (en) 2010-04-28 2010-04-28 Optical switch element comprising a liquid-crystalline medium
US33434910P 2010-05-13 2010-05-13
US61/334,349 2010-05-13
EP10015930 2010-12-22
EP10015930.0 2010-12-22
PCT/EP2011/001629 WO2011134582A1 (en) 2010-04-28 2011-03-31 Optical switch element comprising a liquid-crystalline medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013530419A JP2013530419A (ja) 2013-07-25
JP6166176B2 true JP6166176B2 (ja) 2017-07-19

Family

ID=43920718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013506518A Expired - Fee Related JP6166176B2 (ja) 2010-04-28 2011-03-31 液晶媒体を含む光学的スイッチ素子

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9416314B2 (ja)
EP (1) EP2563875B1 (ja)
JP (1) JP6166176B2 (ja)
KR (1) KR101820989B1 (ja)
CN (1) CN102858917B (ja)
TW (1) TWI534251B (ja)
WO (1) WO2011134582A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6166656B2 (ja) * 2010-05-19 2017-07-19 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ 液晶媒体を含む光学的スイッチ素子
GB201009488D0 (en) * 2010-06-07 2010-07-21 Merck Patent Gmbh Switch element comprising a liquid-crystaline medium
EP2423294A1 (en) * 2010-08-24 2012-02-29 Merck Patent GmbH Switch element comprising a liquid-crystalline medium
US9238775B2 (en) * 2010-10-20 2016-01-19 Merck Patent Gmbh Switch element comprising a liquid-crystalline medium
EP2771735B1 (de) 2011-10-24 2018-01-24 Merck Patent GmbH Schaltelement enthaltend ein flüssigkristallines medium
WO2013097919A1 (de) 2011-12-27 2013-07-04 Merck Patent Gmbh Vorrichtung zur temperaturabhängigen regulierung des energie - durchtritts durch eine lichtdurchlässige fläche
JP6313427B2 (ja) * 2013-04-16 2018-04-18 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ 液晶媒体を含むデバイス
CN106467531B (zh) * 2016-08-19 2019-04-19 江苏三月光电科技有限公司 一种以含氮五元杂环为核心的化合物及其应用
CN109709704B (zh) * 2019-02-28 2022-11-11 京东方科技集团股份有限公司 调光玻璃及其制备方法
CN116569100A (zh) * 2020-12-11 2023-08-08 默克专利股份有限公司 用于调节光透射的器件

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990784A (en) 1974-06-05 1976-11-09 Optical Coating Laboratory, Inc. Coated architectural glass system and method
US4017416A (en) 1974-10-11 1977-04-12 Chisso Corporation P-cyanophenyl 4-alkyl-4'-biphenylcarboxylate, method for preparing same and liquid crystal compositions using same
US4268126A (en) 1978-12-20 1981-05-19 Allied Chemical Corporation Thermal-pane window with liquid crystal shade
GB2079275B (en) 1980-06-09 1984-07-04 Secr Defence Liquid crystal bicyclo (2.2.2) octane esters
US4435047A (en) 1981-09-16 1984-03-06 Manchester R & D Partnership Encapsulated liquid crystal and method
US4512638A (en) 1982-08-31 1985-04-23 Westinghouse Electric Corp. Wire grid polarizer
US4641922A (en) 1983-08-26 1987-02-10 C-D Marketing, Ltd. Liquid crystal panel shade
EP0180592B1 (en) 1984-03-19 1995-08-02 Kent State University Light modulating material comprising a liquid crystal dispersion in a synthetic resin matrix
WO1985005467A1 (en) 1984-05-22 1985-12-05 Fergason James L Liquid crystal temperature sensor and materials
JPS6168467A (ja) 1984-09-11 1986-04-08 Chisso Corp 正の誘電異方性を有するエステル誘導体
JPH0819409B2 (ja) 1985-02-20 1996-02-28 チッソ株式会社 カイラルスメクチック液晶組成物
DE3752026T2 (de) 1986-12-23 1997-06-26 Asahi Glass Co Ltd Optische Flüssigkristall-Vorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung.
US4919521A (en) 1987-06-03 1990-04-24 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Electromagnetic device
CA1307576C (en) 1987-10-20 1992-09-15 Yoshi Arai Liquid crystal devices and process for producing the same
US4891152A (en) 1987-12-28 1990-01-02 Hughes Aircraft Company Dispersion of liquid crystal droplets in a photopolymerized matrix and devices made therefrom
EP0359146B1 (en) 1988-09-08 1994-08-03 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. Liquid crystal device
JP2962825B2 (ja) 1989-10-02 1999-10-12 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング 電気光学液晶系
JPH0418398A (ja) 1990-05-11 1992-01-22 Challange Five:Kk 葉書等の通信体と、その通信体の製造方法、並びにその通信体用の介装シート
US5310502A (en) 1991-06-27 1994-05-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force High tilt angle FLC mixture for TIR switching devices
US5940150A (en) 1991-11-27 1999-08-17 Reveo, Inc. Electro-optical glazing structures having total-reflection and transparent modes of operation for use in dynamical control of electromagnetic radiation
US6025897A (en) 1993-12-21 2000-02-15 3M Innovative Properties Co. Display with reflective polarizer and randomizing cavity
JPH0815663A (ja) 1994-06-24 1996-01-19 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 液晶組成物を用いた温度応答型光シャッター
JPH09218398A (ja) 1996-02-13 1997-08-19 Dainippon Printing Co Ltd 液晶／高分子複合膜用高分子材料、液晶／高分子複合膜、記録表示媒体及びその使用方法
US6099758A (en) 1997-09-17 2000-08-08 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Broadband reflective polarizer
US6218018B1 (en) 1998-08-21 2001-04-17 Atofina Chemicals, Inc. Solar control coated glass
JP2000234090A (ja) * 1999-02-16 2000-08-29 Japan Energy Corp 低粘度スメクチック液晶組成物
EP1230579A1 (en) 1999-05-18 2002-08-14 Tutco, Inc. Appliance windows coated with thermochromic polymer dispersed liquid crystal
US6122103A (en) 1999-06-22 2000-09-19 Moxtech Broadband wire grid polarizer for the visible spectrum
DE10039377A1 (de) 1999-09-03 2001-03-08 Merck Patent Gmbh Thermochromes flüssigkristallines Medium
DE10112954A1 (de) 2000-04-18 2001-12-13 Merck Patent Gmbh Elektrooptische Flüssigkristallanzeige und Flüssigkristallmedium
DE10053285A1 (de) * 2000-10-27 2002-05-08 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallmedium und elektrooptische Flüssigkristallanzeige
SE0103198D0 (sv) 2001-09-26 2001-09-26 Andris Azens Electrochromic film and device comprising the same
ATE505526T1 (de) 2002-01-28 2011-04-15 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium
US7042615B2 (en) 2002-05-17 2006-05-09 The Regents Of The University Of California Electrochromic devices based on lithium insertion
AU2003286165A1 (en) 2002-11-15 2004-06-15 Merck Patent Gmbh Electrooptical light modulating element, electrooptical display and modulating medium
DE102004002418B4 (de) 2003-02-14 2012-05-16 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium und seine Verwendung
DE102004039276B4 (de) * 2003-09-19 2013-03-07 Merck Patent Gmbh Nematische Flüssigkristallmischung und deren Verwendung in Anzeigen
WO2006059895A1 (en) 2004-12-02 2006-06-08 Stichting Dutch Polymer Institute Switchable narrow band reflectors produced in a single curing step
DE102007014117A1 (de) * 2006-04-15 2007-10-18 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline Mischungen und Flüssigkristallanzeigen
EP2062095A4 (en) 2006-08-29 2010-04-14 Serious Materials Inc ELECTRICALLY CONTROLLED TRANSMISSION AND REFLECTION WINDOWS
KR101265393B1 (ko) * 2007-07-11 2013-05-20 라벤브릭 엘엘씨 열적 절환식 반사형 광학 셔터
JP5577566B2 (ja) * 2007-08-31 2014-08-27 Ｊｎｃ株式会社 液晶組成物および液晶素子
CN100516983C (zh) 2007-11-22 2009-07-22 北京科技大学 一种双向温控光学开关材料
US8169685B2 (en) 2007-12-20 2012-05-01 Ravenbrick, Llc Thermally switched absorptive window shutter
WO2009103402A1 (de) * 2008-02-18 2009-08-27 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium und flüssigkristallanzeige
EP2098584B1 (en) * 2008-03-05 2011-10-12 Merck Patent GmbH Liquid-crystalline medium and liquid-crystal display having high twist
US8665414B2 (en) 2008-08-20 2014-03-04 Ravenbrick Llc Methods for fabricating thermochromic filters
JP6166656B2 (ja) * 2010-05-19 2017-07-19 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ 液晶媒体を含む光学的スイッチ素子
GB201009488D0 (en) * 2010-06-07 2010-07-21 Merck Patent Gmbh Switch element comprising a liquid-crystaline medium
EP2423294A1 (en) * 2010-08-24 2012-02-29 Merck Patent GmbH Switch element comprising a liquid-crystalline medium
US9238775B2 (en) * 2010-10-20 2016-01-19 Merck Patent Gmbh Switch element comprising a liquid-crystalline medium

Also Published As

Publication number Publication date
US20130037746A1 (en) 2013-02-14
CN102858917A (zh) 2013-01-02
WO2011134582A1 (en) 2011-11-03
EP2563875A1 (en) 2013-03-06
KR101820989B1 (ko) 2018-01-22
KR20130073904A (ko) 2013-07-03
TW201141995A (en) 2011-12-01
TWI534251B (zh) 2016-05-21
EP2563875B1 (en) 2015-08-12
JP2013530419A (ja) 2013-07-25
US9416314B2 (en) 2016-08-16
CN102858917B (zh) 2015-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5964310B2 (ja) 液晶媒体を含むスイッチ素子
JP5981917B2 (ja) 液晶媒体を含むスイッチ素子
JP6106084B2 (ja) 液晶媒体を含むスイッチ素子
JP6166176B2 (ja) 液晶媒体を含む光学的スイッチ素子
JP6166656B2 (ja) 液晶媒体を含む光学的スイッチ素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140328

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150303

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150603

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150625

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160105

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160405

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160606

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160705

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161214

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20170314

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170515

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170622

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6166176

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees