JP6702857B2 - 液晶媒体および液晶デバイス - Google Patents

Description

本発明は、液晶媒体であって、１種または２種以上の液晶化合物、１種または２種以上の二色性色素、ならびに、ある温度において該隣接する液晶媒体にホメオトロピック配列を促進または誘導することができる１種または２種以上の化合物であって、３次元構造、４５０Ｄａより大きい分子量、および１つもしくは２つ以上のアンカー基を有する、化合物（Ａ）の群、または１つもしくは２つ以上の環状基、および１つもしくは２つ以上のアンカー基を有する、有機化合物（Ｂ）の群から選択される、該１種または２種以上の化合物を含む、前記液晶媒体に関する。

本発明はさらに、光透過の調節のための温度反応性デバイスであって、かかる液晶媒体を含有する前記デバイス、およびかかる液晶媒体の層を通過する、光透過の温度依存性制御方法に関する。

本発明の目的に対し、用語「液晶媒体」は、ある条件下において液晶特性を呈する材料を意味するものとする。特に、該用語は、ある条件下においてネマチック液晶層を形成する材料を意味するものとする。液晶媒体は、１種または２種以上の液晶化合物および、加えて、さらなる物質を含み得る。

用語「液晶化合物」は、ある条件下において液晶特性を呈する化合物、および特には、ある条件下においてネマチック液晶層を形成する、または他の液晶化合物とともに混合する際にネマチック液晶性を形成する、化合物を意味するものとする。

本発明の目的に対し、「温度反応性デバイス」は、温度に依存してさまざまな状態を採るデバイスを意味するものとする。その例は、温度に依存して光透過のさまざまな度合いを呈する、デバイスである。

用語「配列（alignment）」または「配向（orientation）」は、材料の異方性単位、例えば小分子、または大分子の断片の、「配列方向」と名付けられている共通方向における、配列（配向秩序化）に関する。液晶材料の、配列した層において、液晶ディレクタは配列方向に一致し、そのため配列方向は該材料の異方性軸の方向に対応する。

用語「プラナー配向／配列」は、例えば液晶材料の層において、大部分の該液晶分子の長分子軸（カラミティック化合物の場合において）または短分子軸（ディスコティック化合物の場合において）が、該層の平面に対して、実質的に平行（約１８０°）に配向していることを、意味する。

用語「ホメオトロピック配向／配列」は。例えば液晶材料の層において、大部分の該液晶分子の長分子軸（カラミティック化合物の場合において）または短分子軸（ディスコティック化合物の場合において）が、該層の平面に対して、約８０°〜９０°の角度θ（「ティルト角」）に配向していることを、意味する。

一般的な色素に関し、「二色性色素」は、校正波長へと露光されるときに、光を吸収する。二色性色素は、二色性吸収を利用する：吸収遷移双極子に沿った偏向を有する光は吸収され、一方で該双極子に垂直な偏向を有する光は吸収されない。

本願の目的に対し、３次元構造、４５０Ｄａより大きい分子量、および１つもしくは２つ以上のアンカー基を有する、化合物の群（Ａ）、または１つもしくは２つ以上の環状基、および１つもしくは２つ以上のアンカー基を有する、有機化合物の群（Ｂ）から選択される、ある温度において隣接する液晶媒体にホメオトロピック配列を促進または誘導することができる化合物はまた、用語「自己配列化分子（self aligning molecules）」または「ＳＡＭ」のもとに総括する。

さらには、C. Tschierske, G. Pelzl and S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368に与えられる定義が、本願における液晶材料に関連する、定義されていない用語に適用される。

本願の目的に対し、用語、光透過は、可視（ＶＩＳ）、近赤外（近ＩＲ、ＮＩＲ）およびＵＶ−Ａ域の電磁放射の、デバイスを通過する通行を意味するものとする。本願における用語、光は、相応して同様に、可視、近赤外およびＵＶ−Ａ域のスペクトルにおける電磁放射を意味するものとする。通常用いられる物理的定義によると、ＵＶ−Ａ光、可視光および近赤外光はまとめて、３２０〜３０００ｎｍの波長を有する放射を意味するものとする。

本願の目的に対し、用語、３次元構造を有する化合物は、主には線形の様式でかつ１次元のみにおいて伸展しておらず、例えば、ポリマーまたは有機小分子など、例えばオクタ−１．７−ジイン、ｎ−デカンまたはｐ−クアテルフェニルなど、かつさらには主に平面の様式でかつ２次元のみにおいて伸展しておらず、例えばベンゼンまたはピレンなど、代わりに空間の全ての３次元に実質的に同等に伸展している分子を意味するものとする。

このタイプの化合物の例は、テトラフェニルメタン、キュバン、クロソ−カルバボラン類、例えば、Ｃ_２Ｂ_１０Ｈ_１２、フラーレン類およびシルセスキオキサン類である。一般的に、以下のセクションにおいて定義される、かご状分子化合物は、典型的には、上の定義による、３次元構造を有する化合物である。例えば、３次元構造を有する化合物は、略球形、直方体、四面体またはピラミッド構造を有する。

このタイプの化合物は好ましくは、長さ寸法ｄ_ｍａｘおよびさらなる長さ寸法ｄ_ｍｉｎ、ここでｄ_ｍａｘは最大寸法として定義され、およびｄ_ｍｉｎは最小寸法として定義され、ならびにここでｄ_ｍｉｎは、ｄ_ｍａｘの少なくとも３０％の値を、ｄ_ｍａｘの、特に好ましくは少なくとも５０％、再び特に好ましくは少なくとも７０％および非常に特に好ましくは少なくとも８０％の値を有する、を有する。

該構造的パラメーターは、化合物の空間的構造に対し、当業者に公知の、シミュレーション法により決定することができる。これらは一般的には、当業者が、上の定義による３次元構造を有する化合物として、化合物を分類することを可能とする、十分な精度を有する。さらには、当業者は、特に新規のおよび／またはあまり知られていないクラスの構造の場合、結晶学または分光法による構造決定に信頼することができる。

建造物のエネルギー効率の重要さが増すに伴い、窓またはガラス表面を通過する、光透過およびひいてはエネルギーの流れを制御する、デバイスに対する増大しつつある要求が存在する。特に、ガラス表面を通過するエネルギーの流れを、特定の時間点において蔓延する状態（熱、寒さ、高日射、低日射）に適応させることができるデバイスに対する要求が存在する。高日射と相俟っての暖かい外部温度から、低日射と相俟っての寒い外部温度への季節的変化が生じる温帯気候帯において、かかるデバイスを提供することが、特別な興味である。

建造物におけるガラス表面への日射により生じる効果を、以下に示す。かなりの効果が、建造物の場合だけでなく、車両または輸送コンテナ、例えば海上コンテナの場合においても、生じ得る。

暖かい気候帯において、および暖候期における温帯気候帯において、日射により影響を受けるとき、建造物におけるガラス表面により内部の所望されない加熱がもたらされる。これは、ガラスが、ＶＩＳまたは近ＩＲ域の電磁スペクトルにおける放射に対し透過性であるためである。内部の対象物は、通過を許容された放射を吸収し、それにより温められ、その結果、室温の上昇が生じる（温室効果）。しかし、建造物におけるガラス表面のかかる効果は、一般的には所望されない：低い外部温度の場合において、特には寒帯気候帯において、または温帯気候帯における寒い季節において、この効果の結果としての、日射による内部の加熱は、空間加熱に対するエネルギー要求がそれにより低減され、ひいてはコストを節約することができるので、有利で有り得る。

本発明の主要な技術的目的の１つは、窓またはガラス表面を通過する光透過を調節するデバイスを提供すること、好ましくは、上に説明した、蔓延する状態へと自動的に、光透過の調節を対応させるデバイス（スマートウィンドー）を提供すること、より好ましくは、エネルギー効率的に作動し、可能な限り低度な技術的努力で導入することがで、技術的に信頼でき、かつ審美的要求を充足するデバイスを提供することである。挙げられ得る、後者の側面の例は、デバイスの高度に定期的な切り替え、および色彩またはパターン効果の回避である。

従来技術により、電圧印加に際し、透明性状態から低い光透明性状態、例えば不透明（光散乱）または暗透明性状態へと可逆的に切り替えることができる、デバイスが開示されている（例えば、C. M. Lampert et al., Solar Energy Materials & Solar Cells, 2003, 489-499）。

しかし、上に述べたデバイスのような、電気的に切り替え可能なデバイスは、周囲条件に直ちにかつ自動的に対応することができないという、不利を有する。さらにそれらは、導入の間に増大した労力およびメンテナンスに対する増大した要求を伴う、電気的接続を必要とする。

US 2009/0015902およびUS 2009/0167971は、２枚の偏光板の間に液晶媒体を含有する、温度反応性デバイスを開示する。相対的に高い光透過性の状態および相対的に低い光透過性との間の切り替えは、液晶媒体のネマチック状態からアイソトロピック状態への相転移により達成される。相転移のため、高い光透過の状態と相対的に低い光透過との間の突然の変化が、ここで生じる。高い光透過の状態が、いくつかの領域においてと考慮される、デバイスの全体表面にわたって存在し、一方で低い光透過の状態が同時に、他の、隣接する領域に存在するということが、ここに起こり得る。

WO 2012/100901 A1は、光透過の調節のための温度反応性デバイスであって、液晶媒体、およびシルセスキノキサン類を含む成分（Ｎ）を含有し、基板の主平面に対して垂直配列を促進または誘導する、該デバイスを、開示している。該発明はまた、液晶媒体の層を通過する光透過の、温度依存性制御方法に関する。しかし、本発明による、かかるホメオトロピック配列を促進するための有機化合物の使用は、開示も示唆もされていない。

WO 2011/004340 A1は、自己配列性メソゲンを含む、負または正の誘電異方性を有する液晶媒体（ＬＣ媒体）であって、液晶ディスプレイ（ＬＣディスプレイ）の表面またはセル壁に、ＬＣ媒体のホメオトロピック（垂直）配列をもたらす、該媒体を開示している。それゆえ本発明はまた、慣用のイミド配列層なしで、液晶媒体（ＬＣ媒体）のホメオトロピック配列を有する、ＬＣディスプレイも包含する。

S.-C. Jeng et al., Optics Letters 2009, 34, 455-457は、ある液晶化合物が、多面体オリゴマーのシルセキノキサン類（シルセキノキサン類、ＰＳＳｓ）の存在下で、ホメオトロピックに（垂直に）自発的に配列することを、開示している。ここで垂直配列の程度は、シルセキノキサン類の濃度により影響され得る。さらに、ＶＡ技術（VA technology = vertical alignment）に基づくＬＣディスプレイにおける、液晶化合物およびシルセキノキサン類を含む混合物の使用であって、垂直アレンジメント外で、液晶化合物の可逆性回旋が電界の印加により生じる、該使用が、開示されている。同等の用途がさらに、US 2008/0198301において、およびS.-C. Jeng et al., Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 0611121 - 0611123において開示されている。

加えて、US 2010/0259698 A1は、温度により自体影響を受ける、キャリア材料により影響を受ける、吸収性、反射性または蛍光性の色素、分子、ポリマー、粒子、ロッド、または他の配向依存性着色料を用いて構築される、サーモクロミックフィルタを開示している。これらの秩序影響性キャリア材料は、より低温度の液晶状態において、ゲストホストシステムにおける色素およびポリマーに配向を提供するが、より高い温度のアイソトロピック状態においては、かかる秩序を提供しない、サーモトロピック液晶を含む。吸収性、反射性、または蛍光性粒子が該２つの状態において光と相互作用する程度の変化を利用して、多種のサーモトロピックフィルターを作製することができる。開示されるサーモクロミックフィルターは、選択反射、透過、吸収、および／または再放射による、光の流れおよび放射熱の制御に、好適である。該フィルターは、受動的または能動的な、光調節および温度調節膜、材料およびデバイスにおける、特には建設材料および建造物および車両としての、特別な用途を有する。

しかし総括すると、窓または一般的な光透過性表面を通過する、光透過の調節に好適な、温度反応性デバイスに対するかなりの要求が存在する。特に、切り替えプロセスが代替の原理に基づく、デバイスに対する要求が存在する。また特には、切り替えプロセスが突然にではなく、代わりに透過の中間的な値を経由して徐々に進行する、デバイスに対する要求が存在する。

加えて、近年の温度反応性デバイスは多数の要件を充足せねばならず、とりわけ以下のものである、
・長期の使用期間にわたっての、高い効率、
・太陽照射、特にＵＶ照射に対する、高い安定性、
・ガラス表面を通過するエネルギーの流れの、周囲温度条件への、好ましい適応、
・特には寒さおよび熱に関する、外部に曝露される環境における、高い耐用性、
・製造方法は、費用効率的かつ大量製造プロセスに好適でなければならない。

従来技術、およびかかる材料に対する全ての上述の要件の観点において、従来技術の温度反応性デバイスの欠点を示さない、またはたとえそうであっても、好ましくは少ない程度である、新しい、または代替のデバイスに対するかなりの要求が存在する。

驚くべきことに、本発明者らは、１種または２種以上の液晶化合物、１種または２種以上の二色性色素、ならびに３次元構造、４５０Ｄａよりも大きな分子量、および１つもしくは２つ以上のアンカー基を有する、１種もしくは２種以上の化合物（Ａ）、または１つもしくは２つ以上の環状基、および１つもしくは２つ以上のアンカー基を有する、１種もしくは２種以上の化合物（Ｂ）を含む、液晶媒体の層を含有する、温度反応性デバイスが、先行技術の既知の温度反応性デバイスに対する優れた代替を示すこと、および好ましくは、従来技術の観点における上述の要求の１つまたは２つ以上を改善すること、またはより好ましくは同時に、全ての上述の要件を充足することを、見出した。

それゆえ、本発明は、１種または２種以上の液晶化合物、１種または２種以上の二色性色素、ならびに
３次元構造、４５０Ｄａよりも大きい分子量、および１つもしくは２つ以上のアンカー基を有する、１種もしくは２種以上の化合物（Ａ）、
または
１つもしくは２つ以上の環状基、および１つもしくは２つ以上のアンカー基を有する、１種もしくは２種以上の有機化合物（Ｂ）
を含む、液晶媒体に関する。

本発明によると、液晶媒体は、３次元構造および４５０Ｄａよりも大きい分子量を有する、１種または２種以上の化合物（Ａ）を含む。

本発明によると、化合物（Ａ）は、液晶媒体に溶解または分散する。化合物（Ａ）は好ましくは、液媒体に分散する。

化合物（Ａ）は好ましくは、化学的に不活性、経年抵抗性および親油性ならびに液晶媒体に存在する液晶化合物と相溶（compatible）である。本発明の目的に対し、相溶性（compatibility）は、特には、化合物（Ａ）が、デバイスの機能性を損なう、化合物とのいかなる化学反応をも受けないことを、意味するものとする。

本発明の好ましい態様において、化合物（Ａ）は、ナノ粒子から選択される。ナノ粒子は、例えば、金属ナノ粒子、金属酸化物ナノ粒子またはクラスターであり得る。

本発明の目的に対し、用語、ナノ粒子は、１ｎｍ〜１μｍの径を有する粒子を意味するものとする。

ナノ粒子は好ましくは、１ｎｍ〜１００ｎｍの径を、特に好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍの径を、より好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍの径を、およびなおより好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍの径を有する。さらには、粒子が、多くても３：１、好ましくは多くても２：１の、サイド比ｄ_ｍａｘ／ｄ_ｍｉｎを有するのが、好ましい。ここでｄ_ｍａｘは粒子の、最大の長さ次元を示し、ｄ_ｍｉｎは、最小の長さ次元を示す。ナノ粒子のサイズおよび形状は、例えば、溶液における散乱法により、または透過電子顕微鏡（transmission electron microscopy（ＴＥＭ））により、決定することができる。

用いられるナノ粒子は、形状、サイズおよび構造において、同一であっても、または異なっていてもよい。

本発明の好ましい態様において、ナノ粒子は、１つまたは２つ以上のアンカー基Ａ^１を含有する。これは好ましくは、有機化学基である。アンカー基Ａ^１はさらに好ましくは、ガラスまたは金属酸化物表面と、非共有結合性相互反応を受ける基である。このタイプの表面は、例えば、デバイスの基板層の表面であることができる。

好適なアンカー基Ａ^１は、好ましくは空気および水に同時に安定である、Ｎ、Ｏ、ＳおよびＰから選択される原子を有する基を含む極性基である。１つまたは２つ以上の、好ましくは２つまたは３つ以上の、これらのヘテロ原子が、好ましくはアンカー基Ａ^１に存在する。

アンカー基Ａ^１は特に好ましくは、ＮおよびＯ、ここでＮが好ましい、から選択されるヘテロ原子を含有する少なくとも２つの別異の構造要素から、およびさらには、該構造要素の間の、および任意に１つまたは２つ以上の該構造要素の間の、１つまたは２つ以上の共有結合構造、および該アンカー基Ａ^１の結合部位からなる。

該共有結合性構造は、鎖形成または環状脂環族ラジカルおよび／または芳香族環から、好ましくは飽和炭化水素鎖および／または脂環族環からなる。脂環族環は、例えば、シクロヘキサンおよびシクロペンタンを含む。

アンカー基Ａ^１は好ましくは、以下の式Ａ−１で表される基である：
^＊−Ｅ−［Ｘ^Ａ１−Ｚ^Ａ１］_ａ−Ｘ^Ａ２ Ａ−１、
式中、それぞれの場合において独立して、
Ｅは、単結合または任意の所望のスペーサー基を表し；
Ｘ^Ａ１は、−ＮＨ−、−ＮＲ^Ａ１−、−Ｏ−および単結合から選択され；
Ｘ^Ａ２は、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^Ａ１、ＮＲ^Ａ１ _２、−ＯＲ^Ａ１および−ＯＨから選択され：
Ｚ^Ａ１は、１〜１５個のＣ原子を有するアルキレン基、５または６個のＣ原子を有する炭素環式基、またはかかる基の組み合わせ、ここで該基はそれぞれの場合において、ＯＨ、ＯＲ^Ａ１、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^Ａ１、-ＮＲ^Ａ１ _２またはハロゲンにより置換されていてもよい、から選択され；
Ｒ^Ａ１は、それぞれの場合において、独立してまたは異なって、Ｈ、Ｄ、または１〜３０個のＣ原子を有する脂環式、芳香族および／または複素環式芳香族有機基、ここで、加えて、１つまたは２つ以上のＨ原子はＤまたはＦにより置き換えられていてもよい、から選択され、
ａは、０、１、２または３、好ましくは１または２であり、非常に特に好ましくは１に等しく；および
^＊は、アンカー基の結合部位を指し示す。

本願の目的に対し用いられる有機ラジカルの一般的な記号を、下に説明する。述べられる具体的な態様は、本発明のもとで、好ましい。

アリールおよびヘテロアリール基は、単環式または多環式であることができ、つまりそれらは１つの環（例えば、フェニルなど）または２つまたは３つ以上の環、これは縮合していても（例えば、ナフチルなど）または共有結合的していても（例えば、ビフェニルなど）よく、または縮合および結合した環の組み合わせを含有していてもよい、であることができる。ヘテロアリール基は、好ましくはＯ、Ｎ、ＳおよびＳｅから選択される、１つまたは２つ以上のヘテロ原子を含有する。

特に好ましいのは、６〜２５個のＣ原子を有する単環式、二環式または三環式アリール基および２〜２５個のＣ原子を有する単環式、二環式または三環式のヘテロアリール基、これは任意に縮合環を含有してもよく、およびこれは任意に置換されていてもよい、である。好ましいのはさらには、５、６または７員のアリールおよびヘテロアリール基、ここで、加えて、１つまたは２つ以上のＣＨ基はＮ、Ｓ、Ｏにより、Ｏ原子および／またはＳ原子が互いに直接的に結合しないように置き換えられていてもよい、である。

好ましいアリール基は、例えば、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、［１，１’：３’，１’’］ターフェニル−２’−イル、ナフチル、アントラセン、ビナフチル、フェナントレン、ピレン、ジヒドロピレン、クリセン、ペリレン、テトラセン、ペンタセン、ベンゾピレン、フルオレン、インデン、インデノフルオレン、スピロビフルオレン、より好ましくは１，４−フェニレン、４，４’−ビフェニレン、１，４−ターフェニレンである。

好ましいヘテロアリール基は、例えば、５員環、例えばピロール、ピラゾール、イミダゾール、１，２，３−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール、テトラゾール、フラン、チオフェン、セレノフェン、オキサゾール、イソオキサゾール、１，２−チアゾール、１，３−チアゾール、１，２，３−オキサジアゾール、１，２，４−オキサジアゾール、１，２，５−オキサジアゾール、１，３，４−オキサジアゾール、１，２，３−チアジアゾール、１，２，４−チアジアゾール、１，２，５−チアジアゾール、１，３，４−チアジアゾールなど、６員環、例えばピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、１，３，５−トリアジン、１，２，４−トリアジン、１，２，３−トリアジン、１，２，４，５−テトラジン、１，２，３，４−テトラジン、１，２，３，５−テトラジンなど、または縮合環、例えばインドール、イソインドール、インドリジン、インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、ナフトイミダゾール、フェナントロイミダゾール、ピリドイミダゾール、ピラジンイミダゾール，キノキサリンイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロオキサゾール、フェナントロオキサゾール、イソオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、キノリン、イソキノリン、プテリジン、ベンゾ−５，６−キノリン、ベンゾ−６，７−キノリン、ベンゾ−７，８−キノリン、ベンゾイソキノリン、アクリジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾピリダジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、フェナジン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントリジン、フェナントロリン、チエノ［２，３ｂ］チオフェン、チエノ［３，２ｂ］チオフェン、ジチエノチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチアジアゾチオフェン、またはこれらの基の組み合わせである。ヘテロアリール基はまた、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、フッ素、フルオロアルキルまたはさらなるアリールまたはヘテロアリール基などにより置換されていてもよい。

（非芳香族）脂環式およびヘテロ脂環式基は、飽和環、つまり専ら単結合を含有するもの、および部分的に不飽和の環、つまり多重結合もまた含有するもの、の両方を包含する。複素環式環は、好ましくはＳｉ、Ｏ、Ｎ、ＳおよびＳｅから選択される、１つまたは２つ以上のヘテロ原子を含有する。

（非芳香族）脂環族およびヘテロ脂環族基は、単環式、つまり１つの環のみを含有する（例えば、シクロヘキサンなど）、または多環式、つまり複数の環を含有する（例えば、デカヒドロナフタレンまたはビシクロオクタンなど）、であることができる。特に好ましいのは、飽和基である。好ましいのはさらには、３〜２５個のＣ原子を有する単環式、二環式または三環式の基、これは任意に縮合環を含有しており、および任意に置換されている、である。好ましいのはさらには、５、６、７または８員の炭素環式基、ここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上のＣ原子はＳｉにより置き換えられていてもよく、ならびに／または１つまたは２つ以上のＣＨ基はＮにより置き換えられていてもよく、ならびに／または１つまたは２つ以上の非隣接のＣＨ_２基は−Ｏ−および／もしくは−Ｓ−により置き換えられていてもよい、である。

好ましい脂環族およびヘテロ脂環族の基は、例えば、５員環、例えばシクロペンタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフラン、ピロリジンなど、６員環、例えばシクロヘキサン、シリナン、シクロヘキセン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオピラン、１，３−ジオキサン、１，３−ジチアン、ピペリジンなど、７員環、例えばシクロペンタンなど、および縮合環、例えばテトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、インダン、ビシクロ［１．１．１］ペンタン−１，３−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル、オクタヒドロ−４，７−メタノインダン−２，５−ジイル、より好ましくは１，４−シクロヘキシレン、４，４’−ビシクロヘキシレン、３，１７−ヘキサデカヒドロ−シクロペンタン［ａ］フェナントレンであり、１つまたは２つ以上の同一であるかまたは異なっている基Ｌにより任意に置換されている。

特に好ましいアリール、ヘテロアリール、脂環式およびヘテロ脂環式基は、１，４−フェニレン、４，４’−ビフェニレン、１，４−ターフェニレン、１，４−シクロヘキシレン、４，４’−ビシクロヘキシレン、および３，１７−ヘキサデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレンであり、１つまたは２つ以上の同一である異なる基Ｌにより任意に置換されている。

上述のアリール、ヘテロアリール、脂環式およびヘテロ脂環式基の好ましい置換基は、例えば、溶解促進基、例えばアルキルまたはアルコキシ、および電子吸引基、例えばフッ素、ニトロまたはニトリルである。

特に好ましい置換基は、例えば、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ_２、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ＯＣＨ_３、ＯＣ_２Ｈ_５、ＣＯＣＨ_３、ＣＯＣ_２Ｈ_５、ＣＯＯＣＨ_３、ＣＯＯＣ_２Ｈ_５、ＣＦ_３、ＯＣＦ_３、ＯＣＨＦ_２またはＯＣ_２Ｆ_５である。

本明細書において、「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを示す。

本明細書において、用語「アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」などはまた、多価の基、例えばアルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレンなどを包含する。用語「アリール」は、芳香族炭素基またはそれに由来する基を示す。用語「ヘテロアリール」は、１つまたは２つ以上のヘテロ原子を含有する、上の定義に従う「アリール」を示す。

好ましいアルキル基は、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、２−メチルブチル、ｎ−ペンチル、ｓ−ペンチル、シクロペンチル、ｎ−ヘキシル、シクロヘキシル、２−エチルヘキシル、ｎ−ヘプチル、シクロヘプチル、ｎ−オクチル、シクロオクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ドデカニル、トリフルオロメチル、パーフルオロ−ｎ−ブチル、２，２，２−トリフルオロエチル、パーフルオロオクチル、パーフルオロヘキシルなどである。

好ましいアルコキシ基は、例えば、メトキシ、エトキシ、２−メトキシ−エトキシ、ｎ−プロポキシ、ｉ−プロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｉ−ブトキシ、ｓ−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、２−メチルブトキシ、２−ペントキシ、ｎ−ヘキソキシ、ｎ−ヘプトキシ、ｎ−オクトキシ、ｎ−ノノキシ、ｎ−デコキシ、ｎ−ウンデコキシ、ｎ−ドデコキシである。

好ましいアルケニル基は、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、シクロペンテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル、ヘプテニル、シクロヘプテニル、オクテニル、シクロオクテニルである。

好ましいアルキニル基は、例えば、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、オクチニルである。

好ましいアミノ基は、例えば、ジメチルアミノ、メチルアミノ、メチルフェニルアミノ、フェニルアミノである。

本発明の好ましい態様において、基Ｅは単結合または１〜２０個のＣ原子を有するアルキレン基から選択されるスペーサー基、これは任意に、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩおよびＣＮから選択されるラジカルにより置換されていてもよく、ここで該アルキレン基における１つまたは２つ以上のＣＨ_２基はそれぞれ、互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒ^Ａ１）−、−Ｓｉ（（Ｒ^Ａ１）_２）−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ^Ａ１）−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^Ａ１）−、−Ｎ（Ｒ^Ａ１）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^Ａ１）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられていてもよい、である。

Ｅは特に好ましくは、単結合または−（ＣＨ_２）_ｂ−、−（ＣＨ_２）_ｂ−Ｏ−、−（ＣＨ_２）_ｂ−Ｏ−ＣＯ−および−（ＣＨ_２）_ｂ−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、ここでｂは１〜２０の、好ましくは１〜１０の整数を表す、を表す。

Ｒ^Ａ１は好ましくは、１〜１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、これはＤおよび／またはハロゲンにより任意に置き換えられている、または２〜１５個のＣ原子を有するアルケニル、アルキニル、アルケニルオキシまたはアルキニルオキシ基、これはＤおよび／またはハロゲンにより任意に置換されている、および５〜１８芳香環原子を有するアリールまたはヘテロアリール基、これはＤおよび／またはハロゲンにより任意に置き換えられている、および該基の組み合わせから選択される。

Ｒ^Ａ１は特に好ましくは、多くとも１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルケニル基、これはＤ、フェニルおよび／またはハロゲンにより任意に置換されている、から選択される。

アンカー基Ａ^１は特に好ましくは、以下の式Ａ−２で表される基である：
式中、Ｅ、Ｘ^Ａ１、Ｘ^Ａ２およびＲ^Ａ１は上に定義されるとおりであり、およびｃは１〜１０の、好ましくは１〜５の、特に好ましくは１〜３の値を有する。Ｒ^Ａ１はここでは好ましくは、上に述べた好ましい基から選択される。

本発明にさらに好ましい態様において、ナノ粒子はアンカー基Ａ^１を含有しない。この場合において、それらは好ましくは、他の化学基、これは好ましくは非極性、例えば任意に置換されているアルキル、アルコキシ、アルキルチオ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルチオ、アルキニル、アルキニルオキシ、アルキニルチオ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、アラルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオおよびヘテロアラルキル基である、により官能化されている。該基は好ましくは、多くとも２０個のＣ原子を、特に好ましくは多くとも１０個のＣ原子を有する。

本発明のさらに好ましい態様において、化合物（Ａ）は３次元構造および４５０Ｄａよりも大きい分子量を有する。本発明の好ましい態様において、化合物（Ａ）の分子量は５００Ｄａよりも大きく、特に好ましくは６００Ｄａよりも大きく、および非常に特に好ましくは７００Ｄａよりも大きい。化合物（Ａ）は好ましくは、分子化合物である。好ましいのはさらには、とりわけ、化合物の次元の最大対最小の比率に関して、用語「３次元構造を有する化合物」の定義のもとで上に述べた、好ましい態様である。

好ましい態様において、化合物（Ａ）は、１つまたは２つ以上のアンカー基Ａ^１を含有する。

本発明の好ましい態様において、液晶媒体は単一の化合物（Ａ）を含む。代替の、本発明の同様に好ましい態様において、液晶媒体は複数の異なる化合物（Ａ）を、好ましくは２、３、４または５種の、特に好ましくは２または３種の、異なる化合物（Ａ）を含む。

化合物（Ａ）は特に好ましくは、かご状分子化合物から選択される。しかし代替的に、化合物はまた、４置換メタン誘導体から選択され得る。

本発明の好ましい態様において、液晶媒体は、３次元構造および４５０Ｄａよりも大きい分子量を有する、１種または２種以上の化合物（Ａ）を含み、これはかご状分子化合物である。

本願の目的に対し、かご状分子化合物は、その原子および化学結合が３次元閉鎖構造（かご）を形成する、多環式化合物を意味するものとする。

本発明の特に好ましい態様において、かご状分子化合物は、フラーレン誘導体、ボラン誘導体、カルバボラン誘導体、シルセスキノキサン誘導体、キュバン誘導体またはテトラヘドラン誘導体である。かご状分子化合物は、非常に特に好ましくは、シルセキノキサン誘導体である。

本発明の特に好ましい態様において、液晶媒体は、３次元構造および４５０Ｄａよりも大きい分子量を有する、１種または２種以上の化合物（Ａ）を含み、これはシルセキノキサン誘導体である。

本発明による好ましいシルセキノキサン誘導体は、一般構造Ｎ−１を有する：
式中、
Ｒはそれぞれの場合において、同一であるかまたは異なって、アンカーＡ^１またはラジカルＲ^Ａ１、これは、上に定義されるように、それぞれの場合において、独立してまたは異なって、Ｈ、Ｄ、１〜３０個のＣ原子を有する脂環式、芳香族および／またはヘテロ芳香族有機ラジカル、ここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上のＨ原子はＤまたはＦにより置き換えられていてもよい、から選択される、を表す。

好ましくは、１つ、２つまたは３つの基Ｒが、アンカー基Ａ^１である。特に好ましくは、１つまたは２つの基Ｒ、および非常に特に好ましくはちょうど１つの基Ｒが、アンカー基Ａ^１である。

アンカー基Ａ^１は、上に定義されるとおりである。アンカー基Ａ^１は好ましくは、上に示される好ましい態様から選択される。

温度反応性デバイスの基板層、これは以下においてより詳細に記載されるであろう、が金属酸化物層、例えばＩＴＯ、またはガラス層である場合、Ｎおよび／またはＯ原子を含有する１つまたは２つ以上のアンカー基Ａ^１が、例えばアミノ、ヒドロキシおよび／またはエーテル基の構成成分として、好ましくは存在する。

しかし、本発明により、化合物においてアンカー基Ａ^１が存在しないこともまた、好ましくあり得る。

Ｒは、さらに好ましくは、１〜１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ、これはＤおよび／またはハロゲンにより任意に置き換えられいる、または２〜１５個のＣ原子を有するアルケニル、アルキニル、アルケニルオキシまたはアルキニルオキシ、これはＤおよび／またはハロゲンにより任意に置き換えらている、または５〜１８個の芳香族環原子を有するアリールまたはヘテロアリール、これはＤおよび／またはハロゲンにより任意に置き換えられている、または該基の組み合わせから選択される。

Ｒは特に好ましくは、多くとも１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルキニル、これはＤ、フェニルおよび／またはハロゲンにより任意に置き換えられている、から選択される。

本発明による使用のためのかご状分子化合物の特に好ましい態様は、下に示すシルセスキノキサン誘導体である。

本発明によるかご状分子化合物のさらなる例は、シルセキノキサン類の二量体またはオリゴマー、これはそれぞれのシルセキノキサン単位において官能化されている、である。複数のシルセキノキサン単位は角において結合された有機ラジカルを介して結合して、二量体またはオリゴマーを形成し得る。

化合物（Ａ）は好ましくは、液晶媒体において、５０〜０．０１重量％、特に好ましくは３０〜０．１重量％および非常に特に好ましくは１０〜０．１重量％の濃度で用いられる。化合物（Ａ）の濃度は、なおより好ましくは、５〜０．１重量％である。

もう１つの好ましい態様において、液晶媒体は、化合物（Ａ）の代わりに、またはそれに加えて、１つまたは２つ以上の環状基および１つまたは２つ以上のアンカー基を有する、１種または２種以上の有機化合物（Ｂ）を含む。

好ましくは、化合物（Ｂ）は、式Ｂ−Ｉ
Ｒ^Ｂ１−Ａ^Ｂ１−（Ｚ^Ｂ１−Ａ^Ｂ２）_ｍ−Ｒ^Ｂ２ Ｂ−Ｉ
式中、
Ａ^Ｂ１およびＡ^Ｂ２はそれぞれ互いに独立して、芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式またはヘテロ脂環式の基、これはまた縮合環を含んでもよく、およびこれはまた、基Ｌにより単置換または多置換されていてもよい、を示し、
Ｌはそれぞれの場合において、互いに独立して、ＯＨ、（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、ＯＣＮ、ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^０）_２、Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^０、−Ｎ（Ｒ^０）_２、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｎ（Ｒ^０）_２、６〜２０個のＣ原子を有する任意に置換されているシリル、任意に置換されているアリールまたはシクロアルキル、または１〜２５個のＣ原子を有する、直鎖または分枝のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ、ここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上のＨ原子はＦまたはＣｌにより置き換えられいてもよい、を示し、
Ｚ^Ｂ１はそれぞれの場合において、互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、ＣＯ−Ｏ−、ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、ＯＣＨ_２−、ＣＨ_２Ｏ−、ＳＣＨ_２、−ＣＨ_２Ｓ−、ＣＦ_２Ｏ−、ＯＣＦ_２−、ＣＦ_２Ｓ−、−ＳＣＦ_２−、（ＣＨ_２）_ｎ−、ＣＦ_２ＣＨ_２−、ＣＨ_２ＣＦ_２−、（ＣＦ_２）_ｎ−、ＣＨ＝ＣＨ−、ＣＦ＝ＣＦ−、Ｃ≡Ｃ−、ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、ＣＲ^０Ｒ^００または単結合を示し、

Ｒ^０およびＲ^００はそれぞれ、互いに独立して、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを示し、
Ｒ^Ｂ１は、Ｈ、ハロゲン、１〜２５個のＣ原子を有する、直鎖、分枝または環状アルキル基またはアリール基、これは、加えて、１つまたは２つ以上の非隣接のＣＨ_２基は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接的に結合しないように置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上の三価の炭素原子（ＣＨ基）はＮにより置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて１つまたは２つ以上のＨ原子はＦまたはＣｌにより置き換えられていてもよい、を示し、
Ｒ^Ｂ２は、１〜２５個のＣ原子を有する、直鎖、分枝または環状アルキル基またはアリール基、ここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上の非隣接のＣＨ_２基は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接的に結合しないように置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上の三価の炭素原子（ＣＨ基）はＮにより置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上のＨ原子はＦまたはＣｌにより置き換えられていてもよい、但し、ラジカルＲ^Ｂ２は、Ｎ、Ｓおよび／またはＯから選択される１つまたは２つ以上のヘテロ原子を含有する、を示し、
ｍは、０、１、２、３、４または５を示し、および
ｎは、１、２、３または４を示す、
で表される化合物から選択される。

本発明のもう１つの好ましい態様において、式Ｂ−Ｉで表される化合物は、基Ｒ^Ｂ２がＣＧ
−Ｓｐ−［Ｘ^Ｂ１−Ｚ^Ｂ２−］_ｋＸ^Ｂ２ ＣＧ
式中、
Ｓｐは、スペーサー基または単結合を示し、
Ｘ^Ｂ１はそれぞれの場合において独立して、−ＮＨ−、−ＮＲ_０−、−Ｏ−または単結合を示し、
Ｘ^Ｂ２は、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^０、−ＮＲ^０ _２、−ＯＲ^０、−ＯＨ、−（ＣＯ）ＯＨまたは式
で表される基を示し、
Ｚ^Ｂ２はそれぞれの場合において独立して、１〜１５個のＣ原子を有するアルキレン基、５または６個のＣ原子を有する炭素環式基、または１つまたは２つ以上の環および１つまたは２つ以上のアルキレン基の組み合わせ、そのそれぞれにおいて、水素は−ＯＨ、−ＯＲ^０、−（ＣＯ）ＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^０、-ＮＲ^０ _２および／またはハロゲンにより置き換えられていてもよい、を示し、
Ｒ^０はそれぞれの出現において、それぞれおよび独立して、式Ｂ−１のもとで示される意味の１つを有し、および
ｋは、０、１、２または３を示す、
を示す化合物の群から選択される。

本発明のもう１つの態様において、式Ｂ−Ｉで表される化合物は、基Ｒ^Ｂ２がＣＧ−Ｉ
Ｓｐ−Ｘ^Ｂ３ ＣＧ−Ｉ
Ｓｐは、−（ＣＨ_２）_ｐ−を示し、
ｐは、０、１または２を示し、および
Ｘ^Ｂ３は、基−ＮＨ_２、−ＳＨ、−ＯＨ、−（ＣＯ）ＯＨまたは式
で表される基を示す、
を示す化合物の群から選択される。

なおより好ましくは、化合物（Ｂ）は、以下の式
式中、基Ｒ^Ｂ１、Ａ^Ｂ１、Ａ^Ｂ２、Ｚ^Ｂ１およびパラメーターｍは、式Ｉのもとに示される意味の１つを有する、
で表される化合物の群から選択される。

なおより好ましくは、式Ｂ−Ｉで表される化合物は、式Ｂ−Ｉａ〜Ｂ−Ｉｄで表される化合物であって、式中ｍが０を示す、該化合物の群から選択される。

特に好ましい化合物は、式Ｂ−ＩａおよびＢ−Ｉｃから選択される式Ｂ−Ｉで表される化合物、例えば、

式中、Ｒ^Ｂ１は、１〜２５個のＣ原子を有する、直鎖または分枝のアルキルである、
などである。

特に、式Ｂ−Ｉｃ−３〜Ｂ−Ｉｃ−６で表される化合物が、好ましい。

化合物（Ｂ）は好ましくは、液晶媒体において、５０〜０．０１重量％、特に好ましくは３０〜０．１重量％および非常に特に好ましくは１０〜０．１重量％の濃度で用いられる。化合物（Ｂ）の濃度は、なおより好ましくは５〜０．１重量％である。

本発明による媒体は加えて、１種または２種以上の二色性色素を含む。

好ましくは、二色性色素は、ペリレン色素、アントラキノン色素、および／またはアゾ色素から選択される。

より好ましくは、二色性色素は、式Ｉ
式中

および、ｉが２または３以上の場合において、基

および、ｊが２または３以上の場合において、基
であってもよく、

Ｚ^１１およびＺ^１２は互いに独立して、−Ｎ＝Ｎ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−であり、
Ｒ^１１およびＲ^１２は、互いに独立して、アルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニル、アルキルアミニル、ジアルキルアミニル、アルキルカルボニル、アルキルオキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルオキシカルボニルオキシまたはアルキルシクロヘキシルアルキルであり、および
ｉおよびｊは互いに独立して、１、２、３または４である、
で表される化合物の群から選択される。

本発明の好ましい態様において、液晶媒体は好ましくは、式Ｉ−１〜Ｉ−７

式中、パラメーターは上の式Ｉのもとに与えられるそれぞれの意味を有する、
で表される化合物の群から選択される、１種または２種以上の二色性色素を含む。

本発明の好ましい態様において、液晶媒体は好ましくは、式Ｉ’−１〜Ｉ’−７
式中、パラメーターは上の式Ｉのもとで与えられるそれぞれの意味を有する、
で表される化合物の群から選択される、１種または２種以上の二色性色素を含む。

式Ｉで表されるさらに好ましい化合物は、以下の式により表される。

好ましくは、媒体における二色性色素の濃度は、０．１％〜５％の、より好ましくは０．２％〜４％の、なおより好ましくは０．３〜３％の、最も好ましくは０．５％〜２％の範囲、および特には約１％である。

好ましい態様において、媒体は、２種または３種以上の、好ましくは３種または４種以上の二色性色素を含む。最も好ましくは、３種の二色性色素が存在する。好ましくは、二色性色素は相互的に、互いに対する補完吸収スペクトル、つまり補完的な吸収色を有し、および好ましくは混合物の混合吸収の中間色を、つまり黒色の外観を生じさせる、互いに相対的な比率で混合される。これは、吸収が可視スペクトル範囲にわたって、ほぼ一定であることを意味する。

例えば、好ましい組み合わせである、３つの化合物Ｉ’−１ａ、Ｉ’−４ａおよびＩ’−５ａのスペクトル特性を、以下の表に与える：

本発明による液晶媒体は、１種または２種以上の、好ましくは少なくとも３種の、特に好ましくは少なくとも４種の、および非常に特に好ましくは少なくとも５種の、異なる液晶化合物を含む。１種の液晶化合物のみが用いられる場合、典型的な濃度は、合計の混合物の約８０〜９９重量％の範囲である。

本発明による液晶媒体は任意に、さらなる化合物、例えば安定化剤および／またはキラルドーパントを含む。このタイプの化合物は、当業者に公知である。それらは好ましくは、０％〜３０％、特に好ましくは０．１％〜２０％、および非常に特に好ましくは０．１％〜１０％の濃度で用いられる。

本発明によると、液晶媒体は、正の誘電異方性Δεを有することができる。この場合において、Δεは好ましくは、≧１．５の値を有する。

本発明によると、液晶媒体は、負の誘電異方性Δεを有することができる。この場合において、Δεは好ましくは、≦−１．５の値を有する。

本発明によると、液晶媒体はさらに、低い正のまたは負の誘電異方性Δεを有することができる。この場合において、以下がΔεにあてはまる：−１．５＜Δε＜１．５。本発明は同様に、このタイプの液晶媒体に関する。この場合において、以下が特に好ましくはあてはまる：−１．０＜Δε＜１．０。

Δεは、１ｋＨｚの周波数において、および２０℃において決定される。それぞれの化合物の誘電異方性は、ネマティックホスト混合物における１０％の個々の化合物の溶液の結果から決定される。ホスト混合物におけるそれぞれの化合物の溶解度が１０％未満である場合、濃度を５％へと低減する。試験混合物のキャパシタンスを、ホメオトロピック配列を有するセルにおいて、およびホモジニアス配列を有するセルにおいての両方で決定する。両方のタイプのセルのセル厚は、およそ２０μｍである。印加電圧は、１ｋＨｚの周波数および典型的には０．５％〜１．０Ｖの実効値を有する電圧であるが、常にそれぞれの試験混合物の容量閾値の下であるように選択される。

Δεは、（ε_││−ε_⊥）として決定され、一方でε_ａｖｅは（ε_││＋２ε_⊥）／３である。

誘電的に正の化合物に対して用いられるホスト混合物は、混合物ＺＬＩ−４７９２であり、誘電的にニュートラルなおよび誘電的に負の化合物に対して用いられるものは、混合物ＺＬＩ−３０８６であり、両方ともMerck KGaA, Germanyからのものである。化合物の誘電定数の絶対値は、対象の化合物の添加の際の、ホスト混合物の夫々の値における変化から決定される。値は、１００％の対象の化合物の濃度へと外挿される。

液晶媒体は好ましくは、０℃〜５０℃の温度範囲におけるネマティック相を有する。液晶媒体は特に好ましくは、−２０℃〜８０℃の範囲の、なおより好ましくは−４０℃〜１００℃の範囲の、ネマティック相を有する。

本発明によると、液晶媒体は、任意の所望の液晶化合物を含むことができる、但し式Ｉで表される化合物は除外する。

液晶媒体は好ましくは、式ＩＩ
式中
Ｒ^２１およびＲ^２２はそれぞれの出現において、同一であるかまたは異なって、Ｆ、Ｃｌ、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、Ｒ^２３−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ^２３−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルまたはアルケニルオキシ基、ここで上述の基における１つまたは２つ以上の水素原子はＦまたはＣｌにより置き換えられていてもよく、および１つまたは２つ以上の非末端ＣＨ_２基はＯまたはＳにより置き換えられていてもよい、を表し；および
Ｒ^２３はそれぞれの出現において、同一であるかまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、ここにおいて１つまたは２つ以上の水素原子はＦまたはＣｌにより置き換えられていてもよく、およびここにおいて１つまたは２つ以上の非末端ＣＨ_２基はＯまたはＳにより置き換えられていてもよい、を表し；および

は、それぞれの出現において、同一であるかまたは異なって、

から選択され、

式中、
Ｘはそれぞれの出現において、同一であるかまたは異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルチオ基、ここで上述の基における１つまたは２つ以上の水素原子はＦまたはＣｌにより置き換えられていてもよく、およびここで上述の基における１つまたは２つ以上のＣＨ_２基はＯまたはＳにより置き換えられていてもよい、から選択され
Ｚ^２１はそれぞれの出現において、同一であるかまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−および単結合から選択され；および
ｄは、０、１、２、３、４、５または６、好ましくは０、１、２または３、特に好ましくは１、２または３の値を採用する、
で表される１種または２種以上の化合物を含み、これは式Ｂ−Ｉで表される化合物とは強制的に異なる。

明確化のため、基
がそれぞれの出現において同一であっても、または異なっていてもよいことに、留意すべきである。

本発明によるデバイスにおける使用のための、特に好ましい態様の液晶化合物は、下の表ＡおよびＢに開示される式に適合する。

液晶媒体が
・以下を含む、好ましくは表ＡおよびＢに開示される化合物から選択される、式ＩＩで表される化合物の混合物
− １〜４０％、好ましくは５〜２０％の、式ＣＹ−ｎ−（Ｏ）ｍで表される化合物、および／または
− １〜４０％、好ましくは１０〜３０％の、式ＣＣＹ−ｎ−（Ｏ）ｍで表される化合物、および／または
− １〜４０％、好ましくは１０〜３０％の、式ＣＰＹ−ｎ−（Ｏ）ｍで表される化合物、および／または
− １〜５０％、好ましくは２０〜４０％の、式ＣＣＨ−ｎ−ｍで表される化合物、および／または
− １〜３０％、好ましくは５〜２０％の、式ＰＣＨ−ｎ−ｍで表される化合物、
− より好ましくは、同時に、全ての上述の化合物、
・０．５％〜２％の、好ましくは式Ｉで表される３種の化合物、より好ましくは式Ｉ’−１ａ、Ｉ’−４ａおよびＩ’−５ａで表される化合物の、混合物二色性色素、および
・０．０１〜１０％の、好ましくは式Ｂ−１ｃ−３〜Ｂ−１ｃ−６で表される化合物の群から選択される、式Ｂで表される１種または２種以上の化合物、
しかし、合計濃度≦１００％においてである、
を含むことが、さらに好ましい。

もう１つの好ましい態様において、液晶媒体は、
・以下を含む、好ましくは表ＡおよびＢに開示される化合物から選択される、式ＩＩで表される化合物の混合物
− １〜４０％、好ましくは５〜３０％の、式ＣＣ−ｎ（Ｖ）−（Ｏ）ｍで表される化合物、および／または
− １〜２０％、好ましくは５〜１５％の、式ＰＧＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
− １〜４０％、好ましくは１０〜３０％の、式ＡＣＱＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
− １〜３０％、好ましくは５〜２０％の、式ＰＵＱＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
− １〜３０％、好ましくは５〜２０％の、式ＣＣＰ−ｎ−ｍで表される化合物、および／または
− １〜２５％、好ましくは５〜１５％の、式ＡＰＵＱＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
− １〜２５％、好ましくは５〜２０％の、式ＡＰＵＱＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
− １〜２５％、好ましくは３〜１５％の、式ＰＧＵＱＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
− １〜２５％、好ましくは５〜２０％の、式ＣＰＧＵ−ｎ−ＯＴで表される化合物、および／また、
− より好ましくは、同時に、全ての上述の化合物、
・０．５％〜２％の、好ましくは式Ｉで表される３種の化合物、より好ましくは式Ｉ’−１ａ、Ｉ’−４ａおよびＩ’−５ａで表される化合物の、混合物二色性色素、および
・０．０１〜１０％の、好ましくはＮ−２および／またはＮ−８または式Ｂ−１ｃ−３〜Ｂ−１ｃ−６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ＡまたはＢ、
しかし、合計濃度≦１００％においてである、
を含む。

もう１つの好ましい態様において、液晶媒体は、
・８８〜９９％の、式Ｋ３・ｎで表さされる化合物、好ましくは化合物Ｋ１５、
・０．５％〜２％の、好ましくは式Ｉで表される３種の化合物、より好ましくは式Ｉ’−１ａ、Ｉ’−４ａおよびＩ’−５ａで表される化合物の、混合物二色性色素、および
・０．０１〜１０％の、好ましくはＮ−２および／またはＮ−８または式Ｂ−１ｃ−３〜Ｂ−１ｃ−６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ＡまたはＢ、
しかし、合計濃度≦１００％においてである、
を含む。

本発明はまた、本明細書に記載の液晶媒体の製造方法であって、１種または２種以上の液晶化合物を、１種または２種以上の二色性色素とともに、および１種または２種以上の化合物（Ａ）または（Ｂ）とともに混合するステップを含む、前記方法に関する。

さらに、本発明はまた、本明細書に記載の液晶媒体の、電気光学または温度反応性デバイスにおける、使用に関する。

さらに、本発明は、光透過の調節に好適な、温度反応性デバイスであって、１種または２種以上の液晶化合物、１種または２種以上の二色性色素、ならびに３次元構造、４５０Ｄａより大きい分子量、および１種または２種以上のアンカー基を有する、１種または２種以上の化合物（Ａ）、または１種または２種以上の環状基、および１種または２種以上のアンカー基を有する、１種または２種以上の化合物（Ｂ）を含む、液晶媒体の層を含む、前記デバイスに関する。

本発明の好ましい態様において、液晶媒体の層は、２つの基板の間に配置される。

本発明によると、２つの基板は、とりわけ、それぞれかつ互いに独立して、ポリマー材料から、金属酸化物、例えばＩＴＯから、ガラスから、および／または金属から、好ましくはそれぞれかつ互いに独立して、ガラスおよび／またはＩＴＯ、特にガラス／ガラス、ガラス／ＩＴＯまたはＩＴＯ／ＩＴＯからなる。

好ましい態様において、基板は互いに少なくとも１μｍ、好ましくは互いに少なくとも２μｍ、およびより好ましくは互いに少なくとも３μｍ離間して配置され、ここで、液晶媒体の層を隙間に位置させる。基板層（複数）は、例えばスペーサー、または層内の突出構造により、互いからの規定された離間で保つことができる。典型的なスペーサー材料は当業者に広く知られた、例えばプラスチック、シリカ、エポキシ樹脂などで作成されたスペーサーなどである。

本発明によると、デバイスは、液晶媒体の層に隣接した配列層を含まない。

本発明の好ましい態様において、デバイスは２つまたは３つ以上の偏光板を有し、その少なくとも１つは液晶媒体の層の片側に配置され、その少なくとも１つは液晶媒体の層のその反対側に配置される。液晶媒体の層および偏光板はここで好ましくは、互いに平行に配置される。

偏光板は、直線偏光板または円偏光板であることができる。好ましくは、ちょうど２つの偏光板が、デバイスに存在する。この場合において、偏光板が、両方とも直線偏光板であるか、または両方とも円偏光板であることが、さらに好ましい。しかし本発明の可能な態様によると、直線偏光板はまた、円偏光板とともに用いることができる。

２つの直線偏光板がデバイスに存在する場合、本発明によると、２つの偏光板の偏向方向が同一であるか、または単に互いに対して小さな角度で回転していることが、好ましい。

２つ円偏光板がデバイスに存在する場合、これらが同一の偏光方向を有すること、つまり両方が右手側円偏光であるか、両方が左手側円偏光であるかのいずれかであることが、さらに好ましい。

偏光板は、反射または吸収偏光板であることができる。本発明に意味における反射偏光板は、一偏光方向を有する光または１タイプの円偏向した光を反射するが、一方で他の偏光方向を有する光または他のタイプの円偏向した光に対しては透過的である。相応して、吸収偏光板は、１つの偏光方向を有する光または１タイプの円偏向した光は吸収するが、一方で他の偏光方向を有する光または他のタイプの円偏向した光に対しては透過的である。反射または吸収は通常、定量的ではなく、偏光板を通過する光の完全な偏光は生じないことを意味する。

本発明の目的に対し、吸収性および反射性偏光板の両方を用いることができる。好ましいのは、薄い光学膜の形態の、偏光板の使用である。本発明によるデバイスで用いることができる反射偏光板の例は、ＤＲＰＦ（拡散反射偏光膜（diffusive reflective polariser film）、３Ｍ）、ＤＢＥＦ（二重輝度強化膜（dual brightness enhanced film）、３Ｍ）、ＤＢＲ（層化ポリマー分散ブラッグ反射器（layered-polymer distributed Bragg reflectors）、US 7,038,745およびUS 6,099,758に記載される）およびＡＰＦ（高度偏光膜（advanced polariser film）、３Ｍ）である。さらに、赤外光を反射する、ワイヤーグリッドに基づく偏光板（ＷＧＰ（wire-grid polarisers））を用いることが、可能である。本発明によるデバイスにおいて用いることができる、吸収偏光板の例は、Itos XP38偏光膜およびNitto Denko GU-1220DUN偏光膜である。本発明により用いることができる、円偏光板の例は、APNCP37-035-STD偏光板（American Polarizers）である。さらなる例は、CP42偏光板（ＩＴＯＳ）である。

本発明によるもう１つの例によると、偏光板は、その間に液晶媒体が設けられる、基板層（複数）を示すことができ、つまり追加の基板層がデバイスに存在しない。

しかし、もう１つの好ましい態様において、本発明によるデバイスは、偏光板を含まない。

本発明にさらに好ましい態様において、液晶媒体の層は２つのフレキシブルな層、例えばフレキシブルなポリマー層の間に、配置される。結果として本発明によるデバイスは、フレキシブルかつ曲げることができ、例えば丸めこむことができる。フレキシブルな層は、基板層、配列層、および／または偏光板を占めることができる。好ましくはフレキシブルである、さらなる層もまた、存在してもよい。液晶媒体の層がフレキシブルな層（複数）の間に配置される、好ましい態様の、より詳細な開示に関し、出願US 2010/0045924に参照が付与されている。

本明細書で用いられる、用語「ポリマー」は、１種または２種以上の区別できるタイプの繰り返し単位（分子の最小構成単位）を包含する分子を意味するものと解され、広く公知の用語「オリゴマー」、「コポリマー」、「ホモポリマー」などを含む。さらに、用語、ポリマーは、ポリマー自体に加えて、かかるポリマーの合成に付随する、開始剤、触媒、および他の要素からの残留物、ここでかかる残留物はそこには共有結合的には組み込まれないものと解される、を含むものと解されるであろう。さらに、かかる残留物および他の要素は、通常は重合後精製プロセスの間に除去されるが、典型的には、容器間、または溶媒または分散媒間でトランスファーされるときに、ポリマーとともに全体的に滞留するように、典型的にはポリマーとともに混合するかまたは混和する。

本発明のさらなる態様において、液晶媒体は固形またはゲル状稠度を有する。用語「ゲル状」は、ゼリー状のまたは類似している性質を有する稠度に言及する。結果として本発明によるデバイスは、ダメージを受けにくい。さらには、専らフレキシブルで、曲げることができ、かつカット可能な層が、液晶媒体の層に加えて存在し、デバイスは曲げることができるだけでなく、それぞれの場合において必要な領域の断片もまた、切り出すことができる。

さらにデバイスは、ある波長の光を遮断するフィルター、例えばＵＶフィルターを含む。本発明によると、さらなる機能的な層、例えば保護膜、断熱膜または金属酸化物層もまた、存在してもよい。

さらに、電極およびさらなる電気的コンポーネントおよび接続が、本発明におけるデバイスに存在して、ＬＣ媒体の切り替えに匹敵する、デバイスの電気的切り替えをしてもよい。しかし本発明の好ましい態様において、電極およびさらなる電気的コンポーネントおよび接続は、存在しない。

さらに、デバイスの使用の際に、切り替えが温度変化により（および電界の印加によってではなく）達成されることが、一般的には好ましい。切り替え動作の好ましい温度範囲は、以下のセクションにおいて示す。

本発明によるデバイスの製造のやり方は、液晶媒体を含有するデバイスの領域の当業者には公知である。

本発明によるデバイスの好適な製造プロセスは、１種または２種以上の液晶化合物、１種または２種以上の二色性色素、ならびに３次元構造、４５０Ｄａより大きい分子量、および１つまたは２つ以上のアンカー基を有する、１種もしくは２種以上の化合物（Ａ）、または１種もしくは２種以上の環状基、および１種または２種以上のアンカー基を有する、１種または２種以上の有機化合物（Ｂ）を含む、液晶媒体の層を基板上へ提供するステップを、少なくとも含む。層における適用は好ましくは、２つの基板層の間で実行される。当業者に広く公知である、かかるフロー充填、印刷などの方法もまた、本発明による。

本発明によると、液晶化合物の初期ホメオトロピック配列を得るための、加熱および／または冷却のステップを実行することが必要であり得る。

液晶媒体の調製のために、１種または２種以上の二色性色素、３次元構造、４５０Ｄａより大きい分子量、および１つもしくは２つ以上のアンカー基を有する、１種もしくは２種以上の化合物（Ａ）、または１つもしくは２つ以上の環状基、および１つもしくは２つ以上のアンカー基を有する、１種または２種以上の化合物（Ｂ）を、液晶化合物または液晶化合物を含む混合物に、溶解または分散させる。

本発明によるデバイスの機能原理は、以下において詳細に説明されるであろう。特許請求の範囲に存在しない、限定されない範囲の請求される発明は、機能化の想定される様式に関するコメントから誘導されるであろうことは、注目すべきことである。

本発明によるデバイスの光透過は、温度に依存する。好ましい態様において、デバイスの光透過は低温において高度であり、高温において低度である。

好ましい態様において、本発明によるデバイスは、境界状態Ａおよび境界状態Ｂを有する。本発明の目的に対し、用語、境界（boundary）状態は、透過が最大値または最小値に達し、温度におけるさらなる低下または増加に対しさらに変化しないこと、または実質的にはさらには変化しない状態を意味するものとする。しかしこれは、境界状態の温度外での、温度におけるかなりの低下または増加の場合において生じる、透過におけるさらなる変化を除外しない。

デバイスは好ましくは、境界温度θ_Ａより下の温度において透過Ｔ_Ａを有する境界状態Ａ、および境界温度θ_Ｂより上の温度において透過Ｔ_Ｂを有する境界状態Ｂを有し、ここで：
θ_Ａ ＜ θ_Ｂ かつ
Ｔ_Ａ ＞ Ｔ_Ｂ。

θ_Ａは好ましくは、−２０〜＋３０℃、特に好ましくは−５〜＋２５℃である。

θ_Ｂは好ましくは、＋３０〜＋１００℃、特に好ましくは＋３５〜＋８０℃である。

２つの境界温度θ_Ａおよびθ_Ｂの間の温度スパンは、透過における変化を有する温度変化にデバイスが反応する、範囲を表わす（デバイスの作動範囲または切り替え範囲）。デバイスは好ましくは、この範囲内の温度で用いられる。しかし、この範囲外の温度において、好ましくはθ_Ａの下の温度において、用いることもできる。

本発明によると、デバイスの動作範囲は、液晶混合物の組成を変化させることにより、設定および変更できる。本発明により、デバイスの動作範囲はさらには、基板材料を変化させることにより、設定および変更することができる。

デバイスの切り替え範囲は好ましくは、室温およびその上においてである。境界温度θ_Ａおよびθ_Ｂの間のスパンに対する、ひいてはデバイスの切り替え範囲に対する特に好ましい値は：
０℃〜１００℃；
より好ましくは、５℃〜８０℃；
なおより好ましくは、２０℃〜６０℃
である。

本発明によると、温度増加に伴う２つの境界状態ＡおよびＢの間の転移、ならびに温度低下に伴う２つの境界状態ＢおよびＡの間の転移は、透過Ｔの中間値を経由して徐々に進行する。好ましくは、Ｔの中間値は、冷却および加熱に際し、必ずしも等しくはない。

本発明によると、大部分の液晶化合物および特に二色性色素は、低温においては基板表面に対して垂直に配列する（ホメオトロピック配列）。温度増加に伴い、垂直に配列している化合物および二色性色素分子の比率は、低下する。その値が用いられる化合物ＡまたはＢ、液晶媒体に組成および基板材料のタイプにに主に依存する、ある温度から、高い比率の化合物および、特には二色性色素が基板表面に対してプラナーに配列する。従って、切り替え素子の状態Ａにおける液晶化合物および二色性色素は好ましくは、専らホメオトロピックに配列し、および好ましくは、切り替え素子の状態Ｂにおいて、プラナーな配置に専ら配列する。

それゆえ、液晶化合物および二色性色素のホメトロピックからプラナー配列への変化は、デバイスの透過における温度依存性変化を達成するために用いることができる。

それゆえ本発明はまた、１種または２種以上の液晶化合物、１種または２種以上の二色性色素、ならびに３次元構造、４５０Ｄａよりも大きな分子量、および１つまたは２つ以上のアンカー基を有する１種または２種以上の化合物（Ａ）、または１種または２種以上の環状基、および１種または２種以上のアンカー基を有する１種または２種以上の化合物（Ｂ）を含む、液晶媒体の層を含むデバイスによる、光透過の温度依存性制御方法であって、液晶媒体の少なくとも二色性色素が、温度に応じてホメオトロピック配列からプラナー配列へと変化することを特徴とする、前記方法に関する。

本発明のもう１つの態様において、二色性色素を含む高比率の液晶媒体は、低温において基板表面に対して垂直に配列する（ホメオトロピック配列）。温度が増加するにつれ、液晶媒体における垂直に配列した化合物の比率は低減する。その値が用いられる液晶媒体に主に依存する、液晶媒体または液晶化合物の透明点の上において、ホメオトロピックに配列した成分の量は、ネマチックから等方への相転移のため、低下する。それゆえ、切り替え素子の状態Ａにおける高い比率の液晶媒体は好ましくは、専らネマチック−ホメオトロピックに配列し、および液晶媒体は切り替え素子の状態Ｂにおいて等方相にある。

従って、液晶媒体の、ネマチック−ホメトロピック配列した相から等方相への相転移を用いて、デバイスの透過における温度依存性変化を達成することができる。

それゆえ本発明はまた、１種または２種以上の液晶化合物、１種または２種以上の二色性色素、ならびに三次元構造、４５０Ｄａよりも大きい分子量、および１つまたは２つ以上のアンカー基を有する、１種または２種以上の化合物（Ａ）、または１つまたは２つ以上の環状基、および１つまたは２つ以上のアンカー基を有する１種または２種以上の有機化合物（Ｂ）を含む、液晶媒体の層を含むデバイスによる、光透過の温度依存性制御方法であって、少なくとも液晶媒体の２色性色素が温度に応じてその配向をホメオトロピック配列から分散状態へと変化することを特徴とする、前記方法に関する。

しかし、少なくとも液晶媒体の二色性色素が、温度に応じて、その配列をホメオトロピック配列からプラナー配列へと、およびさらには拡散状態へと変化することもまた、好ましい。

実施例を用いて、このタイプの方法がどのようにして実行することが出来るかが、説明されるであろう。同時に、実施例はまた、本発明によるデバイスの好ましい態様を示す。それぞれ、液晶媒体の層における液晶化合物および二色性色素のホメオトロピック配列の場合において、一側から媒体へと進入する大きな比率の入射光もまた、二色性色素に吸収されることなく、媒体を通過する。これは、上に定義される、高い透過Ｔ_Ａを有する境界状態Ａに対応する。液晶化合物および二色性色素のプラナー配列の場合において、または液晶媒体が二色性色素の拡散配向を有するその等方相にある場合において、媒体を通過する光は、液晶媒体の層により部分的にまたは完全に吸収される。この状態は、上に定義される、低い透過Ｔ_Ｂを有する境界状態Ｂに対応する。境界状態ＡおよびＢの温度の間における中間値の温度において、境界状態ＡおよびＢにおける透過値の間にある透過値が達成される。

本発明によるデバイスは、窓、ファサード、扉、または屋根に、取り付けることができる。

それゆえ本発明はまた、内部への光進入および／エネルギー入力の調節のための、本発明によるデバイスの使用に関する。

本発明はさらに、本明細書に記載される液晶媒体の層を含む、本明細書に記載されるデバイスの、周囲環境から閉鎖空間への光透過の温度依存性調節のための使用に関する。

上述のとおり、本発明は建造物には制限されず、輸送コンテナ、例えば船舶コンテナなど、または乗り物においてもまた、用いることができる。デバイスを窓のガラスペーンに取り付けること、またはそれを多数ペーン絶縁ガラスのコンポーネントとして用いることが、特に好ましい。本発明によるデバイスは、外部側に、内部側に、または多数ペーンガラスの場合においては、２つのガラスペーンの間の空洞に取り付けることができ、ここで内部は、内部を向く、ガラス表面の側を意味するものとする。好ましいのは、内部側における、または多数ペーン絶縁ガラスの場合においては２つのガラスペーンの間の空洞における、使用である。

本発明によるデバイスは、取り付けられるそれぞれのガラス表面を完全に覆っていてもよく、または部分的にのみそれを覆っていてもよい。完全に覆う場合において、ガラス表面を通過する光透過の影響は、その最大にある。部分的に覆う場合においては対照的に、低い透過を有するデバイスの状態にあっても、被覆されない部分を介するガラス表面により、ある量の光は透過する。部分的に覆うことは、例えばデバイスをストライプまたはあるパターンの様式でガラス表面に取り付けることをにより、達成することができる。

本発明の好ましい態様において、デバイスは、ガラス表面を通過して内部への光の透過を、自動的に、その温度反応性だけのおかげで、調節する。手動の調節は、ここでは必要ではない。

この好ましい態様において、デバイスは、デバイスの電気的切り替えを生じさせ得る、いかなる電極または他の電気的コンポーネントをも含まない。

本発明に代替の態様において、デバイスはまた、その温度的切り替え能力に加えて、電気的切り替え能力も有する。特に、この場合において電極がデバイスに存在し、液晶媒体は正のまたは負の誘電異方性Δεを有する。ここで、Δεが≧１．５であること、またはΔεが≦−１．５であることが、好ましい。本発明のこの態様において、高い透過から低い透過への、およびその逆の、デバイスの、手動的、電気的に進められた切り替えが、可能である。ホメオトロピック状態から他の状態への、液晶媒体のかかる電気的切り替えを達成し得る方法は、液晶媒体を含有するデバイスの領域の当業者に公知である。

本願において示されているパラメーター範囲は全て、当業者に公知の最大許容誤差を含む限界値を含む。さまざまな範囲の特性に対して示されている異なる上限値および下限値は、互いに組み合わせて、追加的な好ましい範囲を生じせしめる。

本願にわたって、他に明示的に示されていなければ、以下の条件および定義を適用する。全ての濃度は重量パーセントで値を付け、全体としてのそれぞれの混合物に対してであり、全ての温度は摂氏度で値を付け、全ての温度差は差分度で値を付ける。全ての物性は、"Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germanyに従って決定し、他に明示的に述べられていなければ、２０℃の温度に関して値を付ける。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長において決定する。誘電異方性（Δε）は、１ｋＨｚの周波数において、または明示的に述べられている場合は１９ＧＨｚの周波数において決定する。しきい値電圧、ならびに全ての他の電気光学的特性は、Merck KGaA, Germanyで製造されたテストセルを用いて決定する。Δεの決定のためのテストセルは、およそ２０μｍのセル厚さを有する。電極は、１１．３ｃｍ^２の面積およびガードリングを有する、環状ＩＴＯ電極である。配向層は、ホメオトロピック配向（ε_││）に対しては、Nissan Chemicals, JapanからのＳＥ−１２１１であり、ホモジニアス配向（ε⊥）に対しては、Japan Synthetic Rubber, JapanからのポリイミドＡＬ−１０５４である。キャパシタンスは、０．３Ｖ_ｒｍｓの電圧を有する正弦波を用いる、Ｓｏｌａｔｒｏｎ １２６０周波数応答分析器を用いて、決定する。電気光学測定において用いられる光は、白色光である。Autronic-Melchers, Germanyから商業的に利用可能なＤＭＳ装置を用いるセットアップを、ここに用いる。

本明細書の詳細な説明および特許請求の範囲をとおして、単語「含む（comprise）」および「含有する（contain）」および該単語の変化形、例えば「含んでいる（comprising）」および「含む（comprises）」は、「含有するが、そこには限定されない（including but not limited to）」ことを意味し、他の成分を除外することは意図されないし（かつ除外しない）。他方で、用語「含む（comprise）」はまた、用語「〜からなっている（consisting of）」を包含するが、それには限定されない。

図１は基板材料組み合わせがガラス／ガラスを適用する、エントリー１による媒体を含有するデバイスの切り替えプロセスを示すグラフである。 図２はエントリー２および３による媒体を含有するセルならびにＩＴＯ／ＩＴＯの基板材料組み合わせの、切り替えプロセスを示すグラフである。

本発明の前述の態様の変形をなすことができるが、それでもなお本発明の範囲に属すると考えられるであろう。同一の、均等の、または類似の目的の役割をする代替の特徴は、他に述べられなければ、本明細書に開示されるそれぞれの特徴と置き換えてもよい。それゆえ、他に述べられていなければ、開示されるそれぞれの特徴は、包括的な一連の、均等のまたは類似の特徴の一例であるのみである。

本明細書に開示される全ての特徴は、かかる特徴および／またはステップの少なくともいくつかが互いに排他的である組み合わせを除き、任意の組み合わせで組み合わせてもよい。特に、本発明の好ましい特徴は、本発明の全ての側面に適用可能であり、かつ任意の組み合わせで用いられ得る。同様に、必須でない組み合わせで記載される特徴は、別異で（組み合わせではなく）用いられ得る。

上に記載される特徴の、特には好ましい特徴の多くは、それ自体が発明であり、本発明の態様の単なる一部ではないと考えられるであろう。現在特許請求されている全ての発明に加えて、またはそれの代わりに、これらの特徴に対して、独立した保護が求められ得る。

本発明による好ましい液晶化合物を、下の表ＡおよびＢに示す。
液晶化合物の構造は、略号により、下の表ＡおよびＢに従って起こる化学式への変形を以って、示されている。全てのラジカルＣ_ｎＨ_２ｎ＋１およびＣ_ｍＨ_２ｍ＋１は、それぞれｎ個およびｍ個のＣ原子を有するアルキルラジカルであり；ｎ、ｍ、ｚおよびｋは整数であり、好ましくは１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２を示す。

表Ａは、親構造に対する略号のみを示す。個々の場合において、親構造に対する略号に、ハイフンにより分離されて、置換基にＲ^１＊、Ｒ^２＊、Ｌ^１＊およびＬ^２＊対するコードが続く。

表Ａ

表Ｂ
ｎ、ｍ、ｚは好ましくは、互いに独立して、１，２、３、４、５または６を示す。

表Ｃは、本発明による液晶媒体において好ましく用いられる、安定化剤を示す。
表Ｃ
註：この表におけるｎは、１〜１２の整数を表わす。

他に示されていなければ、本願における全ての濃度は重量パーセントで示し、全ての固体または液晶成分を含み、溶媒を含まない、全体としての対応する混合物に基づく。

以下の略号および符号が用いられる：
Δｎ 光学異方性、２０℃および５８９ｎｍにおいて
Δε 誘電異方性、２０℃および１ｋＨｚにおいて
ｃｌ．ｐ．、Ｔ（Ｎ，Ｉ） 透明点［℃］

以下の実施例は、それが、それから由来する本発明の主題に限定を意図することなく、本発明を説明することを意図する。

実施例
１）本発明によるデバイスの製造に関する一般的手順
液晶媒体（組成は以下の実施例に従って変化する）を、約４μｍの厚さを有する電気光学セルへと投入する。セルの基板材料は、以下の実施例に従って変化する（ＩＴＯ、ガラスまたはその組み合わせ）。本発明によるセルは、偏光板を備えない。最後に、セルの光透過の温度依存性測定を実行する。

２）用いられる液晶媒体の例

用いられる、自己配列化添加剤：

用いられる、液晶混合物：

用いられる、二色性色素：

３）本発明によるデバイスおよびそれらの切り替えウインドーの例
以下の表は、本発明によるデバイスにおける、媒体１〜８の、異なる基板材料ＩＴＯおよびガラスとの組み合わせの結果を示す。それぞれのデバイスに対して、切り替えウインドー、つまり境界状態ＡとＢとの間の範囲を、摂氏度で示す。

４）本発明によるデバイスの切り替えプロセス
本発明による全ての実施例は、それらの動作範囲にわたる温度を以って、透過における変化を示す（「切り替えウインドー」）。

図１は、一例として、基板材料組み合わせがガラス／ガラスを適用する、エントリー１による媒体を含有するデバイスの切り替えプロセスを示す（温度依存性ネマチック−ホメオトロピック〜ネマチック−プラナー転移に対する動作原理）。

温度が増加するに伴い、高い透過から低い透過への漸進的な転移が、約４８〜約６０℃の動作範囲内で生じる。

比較例として、エントリー４を表に描く。エントリー４は、２直線偏光板を備えるセル（ガラス−ガラス）に満たされた、媒体４（二色性色素なし）の温度依存性切り替えに言及する。エントリー１による実施例での切替の結果を比較することにより、同じ切り替え範囲が、二色性色素を含有する本発明による媒体で得られることが理解できる。従って、エントリー１において示される二色性色素の存在は、切り替えプロセスに対し、測定上の効果を有しない。

図２は、エントリー２および３による媒体を含有するセルならびにＩＴＯ／ＩＴＯの基板材料組み合わせの、切り替えプロセスを示す（温度依存性ネマチック−ホメオトロピック〜アイソトロピック転移に対する動作原理）。

約３４から約３８℃への、動作範囲における温度増加に伴う、高い透過から低い透過への転移が生じることが、理解できる（ａ：エントリー２）。より多量の二色性色素に関し（ｂ：エントリー３）、転移はより高い温度へとわずかにシフトし、コントラスト（明状態および暗状態の強度の間の比率）は、ほぼ２倍である。

Claims (14)

1. １種または２種以上の液晶化合物、３種または４種以上の二色性色素の混合物、ならびに
   三次元構造、４５０Ｄａよりも大きな分子量、および１つまたは２つ以上のアンカー基を有し、シルセスキノキサン化合物類の群から選択される１種または２種以上の化合物（Ａ）、または
   １つまたは２つ以上の環状基、および１つまたは２つ以上のアンカー基を有する、１種または２種以上の有機化合物（Ｂ）、ここで該化合物（Ｂ）が式Ｂ−Ｉ
   Ｒ^Ｂ１−Ａ^Ｂ１−（Ｚ^Ｂ１−Ａ^Ｂ２）_ｍ−Ｒ^Ｂ２ Ｂ−Ｉ、
   式中、
   Ａ^Ｂ１およびＡ^Ｂ２はそれぞれ、互いに独立して、芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式または複素環式基、これは縮合環もまた含んでもよく、およびこれは基Ｌにより単置換または多置換もまたされていてもよい、を示し、
   Ｌはそれぞれの場合において、互いに独立して、ＯＨ、（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、ＯＣＮ、ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^０）_２、Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^０、−Ｎ（Ｒ^０）_２、−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｎ（Ｒ^０）_２、６〜２０個のＣ原子を有する任意に置換されているシリル、任意に置換されているアリールまたはシクロアルキル、または１〜２５個のＣ原子を有する直鎖または分枝のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ、ここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上のＨ原子はＦまたはＣｌにより置き換えられていてもよい、を示し、
   Ｚ^Ｂ１はそれぞれの場合において、互いに独立して、−Ｏ−、Ｓ、−ＣＯ−、ＣＯ−Ｏ−、ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、ＯＣＨ_２−、ＣＨ_２Ｏ−、ＳＣＨ_２、−ＣＨ_２Ｓ−、ＣＦ_２Ｏ−、ＯＣＦ_２−、ＣＦ_２Ｓ−、−ＳＣＦ_２−、（ＣＨ_２）_ｎ−、ＣＦ_２ＣＨ_２−、ＣＨ_２ＣＦ_２−、（ＣＦ_２）_ｎ−、ＣＨ＝ＣＨ−、ＣＦ＝ＣＦ−、Ｃ≡Ｃ−、ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、ＣＲ^０Ｒ^００または単結合を示し、
   Ｒ^０およびＲ^００はそれぞれ、互いに独立して、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを示し、
   Ｒ^Ｂ１は、Ｈ、ハロゲン、１〜２５個のＣ原子を有する直鎖、分枝または環状アルキル、ここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上の非隣接のＣＨ _２ 基は−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いにへと直接的に結合しないように置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、１つまた２つ以上の三価の炭素原子（ＣＨ基）はＮにより置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌにより置き換えられていてもよい、を示し、
   Ｒ^Ｂ２は、１〜２５個のＣ原子を有する直鎖、分枝または環状のアルキル基またはアリール基、ここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上の非隣接のＣＨ_２基は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いにへと直接的に結合しないように置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上の三価の炭素原子（ＣＨ基）は、Ｎにより置き換えられていてもよく、およびここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上のＨ原子はＦまたはＣｌにより置き換えられていてもよく、但しラジカルＲ^Ｂ２は、Ｎ、Ｓおよび／Ｏから選択される１つまたは２つ以上のヘテロ原子を含有する、を示し、
   ｍは、０、１、２、３、４または５を示し、および
   ｎは、１、２、３または４を示す、
   で表される化合物の群から選択される、
   を含み、ここで前記二色性色素が式Ｉ
   式中、
   から選択され、および、ｉが２または３以上の場合において、基
   であってもよく、およびｊが２または３以上の場合において、基
   であってもよく、
   Ｚ^１１およびＺ^１２は、互いに独立して、−Ｎ＝Ｎ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−であり、
   Ｒ^１１およびＲ^１２は、互いに独立して、アルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニル、アルキルアミニル、ジアルキルアミニル、アルコキシカルボニル、アルキルオキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルオキシカルボニルオキシまたはアルキルシクロヘキシルアルキルであり、および
   ｉおよびｊは、互いに独立して、１、２、３または４である、
   で表される化合物の群から選択される、媒体の層を含むことを特徴とする、偏光板を含まない光の透過の調節のための温度反応性デバイス。
2. 化合物（Ａ）が、１ｎｍ〜１００ｎｍの径を有する、請求項１に記載の媒体の層を含むことを特徴とする、偏光板を含まない光の透過の調節のための温度反応性デバイス。
3. 請求項１または２に記載の媒体であって、化合物（Ａ）が基Ａ−１
   ＊−Ｅ−［Ｘ^Ａ１−Ｚ^Ａ１］_ａ−Ｘ^Ａ２ Ａ−１、
   式中、それぞれの場合において独立して、
   Ｅは、単結合または任意の所望のスペーサー基を表し；
   Ｘ^Ａ１は、−ＮＨ−、−ＮＲ^Ａ１−、−Ｏ−および単結合から選択され；
   Ｘ^Ａ２は、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^Ａ１、ＮＲ^Ａ１ _２、−ＯＲ^Ａ１および−ＯＨから選択され；
   Ｚ^Ａ１は、１〜１５個のＣ原子を有するアルキレン基、５または６個のＣ原子を有する炭素環式基、またはかかる基の組み合わせ、ここで該基はそれぞれの場合において、ＯＨ， ＯＲ^Ａ１、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^Ａ１、−ＮＲＡ１２またはハロゲンにより置き換えられていてもよい、から選択され、
   Ｒ^Ａ１は、それぞれの出現において、同一であるかまたは異なって、Ｈ、Ｄ、または１〜３０個のＣ原子を有する脂環式、芳香族および／または複素環式有機基、ここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上のＨ原子はＤまたはＦにより置き換えられていてもよい、から選択され、
   ａは、０、１、２または３に等しく、および
   ＊は、アンカー基の結合部位をマーキングする、
   から選択されるアンカー基Ａ^１を含む、前記媒体の層を含むことを特徴とする、偏光板を含まない光の透過の調節のための温度反応性デバイス。
4. 請求項１記載の媒体であって、有機化合物（Ｂ）における基Ｒ^Ｂ２が、
   ＣＧ−Ｓｐ−［Ｘ^Ｂ１−Ｚ^Ｂ２−］_ｋＸ^Ｂ２ ＣＧ、
   式中、
   Ｓｐは、スペーサー基または単結合を示し、
   Ｘ^Ｂ１はそれぞれの場合において独立して、−ＮＨ−、−ＮＲ^０−、−Ｏ−または単結合を示し、
   Ｘ^Ｂ２は、基−ＮＨ_２−、−ＮＨＲ^０、−ＮＲ^０ _２、−ＯＨ、−（ＣＯ）ＯＨまたは式
   で表される基を示し、
   Ｚ^Ｂ２はそれぞれの場合において独立して、１〜１５個のＣ原子を有するアルキレン基、５または６個のＣ原子を有する炭素環式基、または１つまたは２つ以上の環および１つまたは２つ以上のアルキレン基の組み合わせ、このそれぞれにおいて、水素は−ＯＨ、−ＯＲ^０、−（ＣＯ）ＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^０、−ＮＲ^０ _２および／またはハロゲンにより置き換えられていてもよい、を示し、
   Ｒ^０はそれぞれの場合において、互いに独立して式Ｂ−Ｉのもとに示される意味の１つを有し、および
   ｋは、０、１、２または３を示す、
   を示すことを特徴とする、前記媒体の層を含むことを特徴とする、偏光板を含まない光の透過の調節のための温度反応性デバイス。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の媒体であって、化合物（Ａ）または（Ｂ）を、全体としての混合物に関して、０．５〜１０重量％の濃度で含むことを特徴とする、前記媒体の層を含むことを特徴とする、偏光板を含まない光の透過の調節のための温度反応性デバイス。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の媒体の層を含むことを特徴とする、偏光板を含まない光の透過の調節のための温度反応性デバイスの製造方法であって、少なくとも１種の液晶化合物を、少なくとも１種の二色性色素とともに、および少なくとも１種の化合物（Ａ）または（Ｂ）とともに混合するステップを含む、前記製造方法。
7. 偏光板を含まない光の透過の調節のための温度反応性デバイスにおける、請求項１〜５のいずれか一項に記載の媒体の使用。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイスであって、請求項１〜５のいずれか一項に記載の媒体の層が、２基板層間に直接的に隣接して配置されることを特徴とする、前記デバイス。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のデバイスであって、デバイスが請求項１〜５のいずれか一項に記載の媒体の層に隣接する配列層を含まないことを特徴とする、前記デバイス。
10. 請求項９に記載のデバイスであって、境界状態Ａにおける液晶媒体の層における液晶化合物がホメオトロピックに配列していることを特徴とする、前記デバイス。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載のデバイスであって、境界温度θ_Ａが−２０〜＋３０℃であること、および境界温度θ_Ｂが３０〜１００℃であることを特徴とする、前記デバイス。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のデバイスであって、温度増加に伴う２つの境界状態ＡおよびＢの間の転移ならびに温度低下に伴い２つの境界状態ＢおよびＡの間の転移が、透過Ｔの中間値を経由して徐々に進行することを特徴とする、前記デバイス。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の偏光板を含まないデバイスの、内部への光進入および／またはエネルギー入力の調節のための、使用。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の偏光板を含まないデバイスの製造方法であって、請求項１〜５のいずれか一項に記載の媒体の層を基板層上へと提供するステップを含む、前記方法。