TW201718835A

TW201718835A - 光調變元件

Info

Publication number: TW201718835A
Application number: TW105128889A
Authority: TW
Inventors: 陳冠妤; 愛德華多貝爾崔葛蕾夏
Original assignee: 馬克專利公司
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2017-06-01
Also published as: CN107949621B; JP7005486B2; US20180244999A1; WO2017041872A1; KR102656729B1; KR20180051577A; TWI722013B; EP3347435A1; JP2018538555A; EP3347435B1; CN107949621A

Abstract

本發明係關於光調變元件，其包含一對相對透明基板，該等基板中各基板之內表面上提供電極結構，及包含一或更多種粒子之膽固醇液晶介質。本發明進一步係關於如上下文描述之光調變元件於光學或電光學組件或裝置中之用途。本發明進一步係關於光學或電光學組件或裝置，其包含如上下文描述之光調變元件。

Description

光調變元件

本發明係關於光調變元件，其包含一對相對透明基板，該等基板中各基板之內表面上提供電極結構，及包含一或更多種粒子膽固醇液晶介質。本發明進一步係關於如上下文描述之光調變元件於光學或電光學組件或裝置中之用途。本發明進一步係關於光學或電光學組件或裝置，其包含如上下文描述之光調變元件。

液晶顯示器係先前技術中已知。最常見之顯示器裝置係基於沙特-黑爾弗里希(Schadt-Helfrich)效應且含有具有扭曲向列結構之液晶介質，諸如，例如具有通常90°之扭角之TN (「扭曲向列」)胞元及具有通常180至270°之扭角之STN (「超扭曲向列」)胞元。此等顯示器中之扭曲結構係通常藉由向向列或層列液晶介質中添加一或更多種對掌性摻雜物達成。亦已知含有具有對掌性向列或膽固醇結構之液晶(LC)介質之液晶顯示器。此等介質相較於來自TN及STN胞元之介質具有顯著更高扭曲。膽固醇液晶顯示選擇性反射圓偏振光，且光向量之旋轉方向對應膽固醇螺旋之旋轉方向。反射波長l係藉由膽固醇螺旋之螺距p及膽固醇液晶之平均折射率n根據以下給定：其中，λ_max 係選擇性反射最大之波長，及n係平均折射率(n_mean= [(n_o +n_e )]/2)，螺距(p)係CLC相之定向軸(指向矢)旋轉2π之距離。常用膽固醇液晶(CLC)顯示器之實例係所謂之SSCT (「表面穩定之膽固醇紋理」)及PSCT (「聚合物穩定之膽固醇紋理」)顯示器。於CLC中具有受控螺距之膽固醇液晶(CLC)之螺旋結構及其等複合材料使得其等極其有希望用於無偏振器電光學裝置(諸如可電切換之隱私窗口，光閥)中。用於上文提及之顯示器之CLC介質可(例如)藉由使用具有高扭曲力之對掌性摻雜物摻雜向列LC介質加以製備。誘導膽固醇螺旋之螺距p則係藉由對掌性摻雜物之濃度c及螺旋扭曲力HTP根據下列方程式給定：亦可能使用兩種或更多種摻雜物，例如為補償個別摻雜物之HTP之溫度依賴性及因此以達成螺旋螺距之低溫度依賴性及CLC介質之反射波長。就總HTP (HTP_total )保持值而言，則約：其中c_i 係各個別摻雜物之濃度及HTP_i 係各個別摻雜物之螺旋扭曲力。為用於上文提及之應用中，對掌性摻雜物應於液晶主相中具有最高可能螺旋扭曲力及低溫度依賴性、高穩定性及良好溶解性。另外，其等應對液晶及液晶主相之電光學性質具有儘可能小之不利影響。需要摻雜物之高螺旋扭曲力，尤其用於達成小螺距，例如於膽固醇顯示器中，但亦為可減小該摻雜物之濃度。此首先達成減小摻雜物對液晶介質之性質之潛在損害及其次增加關於該摻雜物之溶解度之範圍，亦可能夠使用(例如)具有相對低溶解度之摻雜物。一般而言，用於上文提及之顯示器中之CLC材料必須具有良好化學及熱穩定性及對電場及電磁輻射之良好穩定性。此外，液晶材料應具有具有高清亮點、足夠高雙折射率、高正介電各向異性及低旋轉粘度之寬膽固醇液晶相。當CLC之紋理切換為焦點錐線紋理時，布勒格(Bragg)反射消失及CLC因螺旋軸隨機分佈而散射入射光。在CLC複合材料系統中，少量單體係分散於CLC中並於液晶相中聚合以形成各向異性聚合物網及該聚合物網對LC具有配向效應，其趨於保持液晶與其平行。取決於聚合物網之膽固醇螺距、聚合條件及結構，聚合物穩定之膽固醇紋理(PSCT)通常以正常及反向模式光閥操作。若單體係以CLC之垂直配向(H)狀態聚合，則所形成之聚合物網係與胞元基板垂直，其通常穩定散射焦點錐線(FC)紋理，及獲得PSCT正常模式光調變元件。在平面(P)紋理中，所有螺旋軸係以垂直於基板表面之方向配置。若螺距長度係遠大於或遠小於可見光之波長，則該胞元將為透明的。在焦點錐線狀態中，螺旋軸係隨機配置及紋理因域邊界處之折射率之非連續空間變化而顯示強光散射。聚合物網中之平面與焦點錐線狀態之間之電場驅動之紋理轉換之效應成為PSCT顯示器操作之基礎。平面及焦點錐線構形兩者在缺乏外電場之情況下均係穩定的。然而，狀態間之切換可僅通過H狀態達成，在H狀態下，膽固醇螺旋係藉由具有正介電各向異性(Δε＞ 0)之LC分子與垂直電場之間之介電偶合而完全鬆開。因此，習知PSCT光學裝置需要高切換電壓。通常，一般而言，自P狀態切換至FC狀態之CLC係藉由AC矩形波之脈衝誘導。當施加超過臨界值之高電壓時，該CLC將進入H狀態。若迅速關閉該電場，則接著可達成過渡至P狀態，然而若緩慢關閉高電壓，則該CLC之H狀態將改變至FC狀態。在此驅動方案中，自FC至P狀態之過渡係通過中間H狀態達成，及過渡時間因H至P之緩慢切換而非常長。此習知驅動方案採用間接過渡途徑以自雙穩定FC狀態切換至P狀態。總之，已針對各種LC應用(諸如膽固醇顯示器、反向模式光閥及其他電光學裝置)提議自P或光散射FC狀態切換至其他狀態。最近，報告可熱及電切換之雙穩定PSLC光閥，其等可以施加額外之電場而維持兩種光學狀態(及所謂之能源效率) ( J. Ma、L. Shi及D.-K. Yang，「Bistable polymer stabilized cholesteric texture light shutter」，Appl. Phys. Express 3(2), 021702 (2010)。 Ma等人利用雙頻CLC以達成可電切換之雙穩定PSCT光。但仍留下未解決之問題：如何使具有諸如快速切換速度、極小遲滯及選擇性反射之此等顯著電光學性能之反向模式PSCT可為雙穩定的。當向反向模式PSCT施加足夠大之垂直於胞元基板之電場時，聚合物網變得扭曲及自穩定之P紋理切換至穩定之FC紋理係無法返回至透明之P紋理。需要極高電場以經由CLC之H狀態使該閥自不透明狀態切換至透明狀態。在兩種穩定狀態間切換CLC光調變元件之替代方式係使用雙頻向列液晶(DFLC)。此等DFLC材料具有高介電分散，在高介電分散中，介電各向異性Δε(f)=ε_ΙΙ(f) −ε_⊥ _(f) 係頻率依賴性的，其導致交叉頻率f_co 下之信號之變化，其中Δε_(fco) =0。在一些DFLC材料中，f_co 出現於幾千赫下及Δf_co 在1至100 kHz之範圍上顯著變化。在DFLC胞元中，指向矢可藉由在高於或低於f_co 之頻率下跨樣品施壓電場而驅動成水平或垂直配向。因為LC分子具有較佳方向(單位向量)，所以其等趨於沿該方向定向。當向該LC施加電場時，將於單位向量上產生扭矩。取決於各向異性之信號(即Δε＞0或Δε＜0)，此扭矩將使指向矢分別轉向成平行或垂直於場方向。 Xu及D.-K. Yang報告藉由使用基於直接切換之DFLC材料之小尺寸CLC反射顯示器之電光學性質。然而，作者針對初始平面狀態使用水平聚醯亞胺(PI)配向層，其使得方法不具有成本競爭力且裝置需要各種製造方法步驟。此外，解決方案對顯示動態影像而言不夠快及跨像素施加以解決FC及P紋理之電壓非常高，分別係66 V及100 V。此外，就商業應用而言，作者無法揭示記憶模式之滯留時間、P狀態之可見度及FC狀態之不透明度。更近，Y. C. Hsiao等人亦報告在平面胞元中使用DFLC (Y.-C. Hsiao、C.-Y. Tang及W. Lee，「Fast-switching bistable cholesteric intensity modulator」，Opt. Express 19(10), 9744–9749 (2011))及水平聚醯亞胺配向層之雙穩定膽固醇強度調變器，但操作電壓仍相對高及FC狀態之散射力不足以保證該裝置作為理想雙穩定光閥之用途。由於作者於平面胞元中使用水平PI層，然而水平配向層可提供LC於初始平面狀態下之更佳配向(在施加高頻率場前)，但其始終使FC狀態在0 V下於純膽固醇系統中不穩定及該FC狀態在缺乏低頻率施加場之情況下無法長時間保持穩定。因此，仍非常需要一種較佳利用雙頻液晶(DFLC)介質且無任何均勻PI塗層之反向模式雙穩定CLC光閥，其可藉由針對介電各向異性之信號反向施加不同頻率下的相對極低電場而自透明(或反射) P狀態直接切換至不透明(或透明) FC狀態且反之亦然。出人意料地，現已發現可實現不顯示或至少較小程度地顯示先前技術之光調變元件之缺點之此反向模式雙穩定CLC光閥或光調變元件。因此，本發明係關於光調變元件，其包含一對相對透明基板，該等基板中各基板之內表面上提供電極結構，及包含一或更多種粒子之膽固醇液晶介質。本發明進一步係關於如上下文描述之光調變元件於光學或電光學組件或裝置中之用途。本發明進一步係關於光學或電光學組件或裝置，其包含如上下文描述之光調變元件。該等裝置及元件包括(但不限於)電光學顯示器、LCD、光學薄膜、偏振器、補償器、光束分離器、反射薄膜、配向層、濾色器、全像元件、燙印箔、彩色影像、裝飾或防偽標記、LC顏料、黏合劑、非線性光學(NLO)裝置、光學資訊儲存裝置、電子裝置、有機半導體、有機場效應電晶體(OFET)、積體電路(IC)、薄膜電晶體(TFT)、射頻識別(RFID)標籤、有機發光二極體(OLED)、有機發光電晶體(OLET)、電致發光顯示器、有機光伏打(OPV)裝置、有機太陽能電池(O-SC)、有機雷射二極體(O-雷射)、有機積體電路(O-IC)、照明裝置、感測器裝置、電極材料、光導體、光偵測器、電照相記錄裝置、電容器、電荷注入層、肖特基二極體、平面化層、抗靜電薄膜、導電基板、導電圖案、光導體、電照相應用、電照相記錄、有機記憶裝置、生物感測器、生物晶片、需要在多個波長上之類似相移之光電子裝置、經組合之CD/DVD/HD-DVD/藍光、讀取、寫入重新寫入資料儲存系統、相機或窗口。特定言之，本發明進一步係關於光調變元件於隱私窗口中之用途及係關於包含根據本發明之光調變元件之隱私窗口。

術語及定義 術語「液晶」、「介晶態化合物」或「液晶原化合物」 (亦簡稱為「液晶原」)意謂在合適之溫度、壓力及濃度之條件下可作為中間相(向列、層列等)存在或特定言之作為LC相存在之化合物。非兩親液晶原化合物包含(例如)一或更多個棒狀、香蕉形或碟形液晶原基團。術語「液晶原基團」於此內文中意謂具有誘導液晶(LC)相行為之能力之基團。包含液晶原基團之化合物不一定需要顯示LC相本身。其等亦可能僅於具有其他化合物之混合物中顯示LC相行為。為簡單起見，術語「液晶」係於下文中用於液晶原及LC材料兩者。術語「低分子」意謂化合物之相對分子量係小於2000 g/mol。術語「反應性液晶原」 (RM)意謂可聚合液晶原或液晶化合物，其較佳係單體化合物。上文亦稱為「Sp」之術語「間隔」或「間隔基團」係熟習此項技術者已知且描述於參考文獻中，參見，例如，Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001)及C. Tschierske、G. Pelzl、S. Diele，Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368。除非另有說明，否則上文及下文中之術語「間隔」或「間隔基團」表示可撓性有機基團，其於可聚合液晶原化合物中連接液晶原基團及可聚合基團。較佳間隔基團Sp係選自式Sp'-X'，使得基團「P-Sp-」符合式「P-Sp'-X'-」，其中 Sp'表示具有1至20，較佳1至12個C原子之伸烷基，其係視需要經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代及其中(另外)一或更多個非相鄰CH₂ 基團可各彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-NR^x -、-SiR^x R^xx -、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR^x -CO-O-、-O-CO-NR^x -、-NR^x -CO-NR^x -、-CH=CH-或-CºC-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換， X'表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR^x -、-NR^x -CO-、-NR^x -CO-NR^x -、-OCH₂ -、-CH₂ O-、-SCH₂ -、-CH₂ S-、-CF₂ O-、-OCF₂ -、-CF₂ S-、-SCF₂ -、-CF₂ CH₂ -、-CH₂ CF₂ -、-CF₂ CF₂ -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR^x -、-CY^x =CY^xx -、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵， R^x 及R^xx 各彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基，及 Y^x 及Y^xx 各彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。 X'係較佳-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR^x -、-NR^x -CO-、-NR^x -CO-NR^x -或單鍵。典型之間隔基團Sp'係(例如)-(CH₂ )_p1 -、-(CH₂ CH₂ O)_q1 -CH₂ CH₂ -、-CH₂ CH₂ -S-CH₂ CH₂ -、-CH₂ CH₂ -NH-CH₂ CH₂ -或-(SiR^x R^xx -O)_p1 -，其中p1係1至12之整數，q1係1至1至3之整數，及R^x 及R^xx 具有上文提及之含義。特別佳之基團-X'-Sp'-係-(CH₂ )_p1 -、-O-(CH₂ )_p1 -、-OCO-(CH₂ )_p1 -、-OCOO-(CH₂ )_p1 -。特別佳之基團Sp'在各情況下係(例如)直鏈伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一烷基、伸十二烷基、伸十八烷基、伸乙基氧基伸乙基、亞甲基氧基伸丁基、伸乙基硫基伸乙基、伸乙基-N-甲基亞胺基伸乙基、1-甲基伸烷基、伸乙烯基、伸丙烯基及伸丁烯基。具有一個可聚合基團之可聚合化合物亦係稱為「單反應性」化合物，具有兩個可聚合基團之化合物稱為「二反應性」化合物及具有超過兩個可聚合基團之化合物稱為「多反應性」化合物。無可聚合基團之化合物亦係稱為「非反應性」化合物。可聚合基團(P)表示可參與聚合反應(諸如自由基或離子鏈聚合、加成聚合或聚縮合)之基團，或於聚合物類似反應中可(例如)藉由縮合或加成接枝至聚合物主鏈之基團。尤佳係用於鏈聚合反應(諸如自由基、陽離子或陰離子聚合)之可聚合基團。極佳係包含-C=C-或-C≡C-鍵之可聚合基團，及可藉由開環反應(諸如氧雜環丁烷或環氧樹脂)聚合之可聚合基團。合適且較佳之可聚合基團(P)包括(但不限於)CH₂ =CW¹ -COO-、CH₂ =CW¹ -CO-、、、、、CH₂ =CW² -(O)_k1 -、CH₃ -CH=CH-O-、(CH₂ =CH)₂ CH-OCO-、(CH₂ =CH-CH₂ )₂ CH-OCO-、(CH₂ =CH)₂ CH-O-、(CH₂ =CH-CH₂ )₂ N-、(CH₂ =CH-CH₂ )₂ N-CO-、HO-CW² W³ -、HS-CW² W³ -、HW² N-、HO-CW² W³ -NH-、CH₂ =CW¹ -CO-NH-、CH₂ =CH-(COO)_k1 -Phe-(O)_k2 -、CH₂ =CH-(CO)_k1 -Phe-(O)_k2 -、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-及W⁴ W⁵ W⁶ Si-，及W¹ 係H、F、Cl、CN、CF₃ 、苯基或具有1至5個C原子之烷基，特定言之H、Cl或CH₃ ，W² 及W³ 各彼此獨立地係H或具有1至5個C原子之烷基，特定言之H、甲基、乙基或正丙基，W⁴ 、W⁵ 及W⁶ 各彼此獨立地係Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基，W⁷ 及W⁸ 各彼此獨立地係H、Cl或具有1至5個C原子之烷基，Phe係1,4-伸苯基，其係視需要經取代，較佳經一或更多個如上文定義(除含義P-Sp-外)之基團L取代，及k₁ 及k₂ 各彼此獨立地係0或1。極佳之可聚合基團係選自CH₂ =CW¹ -COO-、CH₂ =CW¹ -CO-、、、、、(CH₂ =CH)₂ CH-OCO-、(CH₂ =CH-CH₂ )₂ CH-OCO-、(CH₂ =CH)₂ CH-O-、(CH₂ =CH-CH₂ )₂ N-、(CH₂ =CH-CH₂ )₂ N-CO-、HO-CW² W³ -、HS-CW² W³ -、HW² N-、HO-CW² W³ -NH-、CH₂ =CW¹ -CO-NH-、CH₂ =CH-(COO)_k1 -Phe-(O)_k2 -、CH₂ =CH-(CO)_k1 -Phe-(O)_k2 -、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-及W⁴ W⁵ W⁶ Si-，及W¹ 係H、F、Cl、CN、CF₃ 、苯基或具有1至5個C原子之烷基，特定言之H、F、Cl或CH₃ ，W² 及W³ 各彼此獨立地係H或具有1至5個C原子之烷基，特定言之H、甲基、乙基或正丙基，W⁴ 、W⁵ 及W⁶ 各彼此獨立地係Cl、具有1至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基、W⁷ 及W⁸ 各彼此獨立地係H、Cl或具有1至5個C原子之烷基，Phe係視需要經取代之1,4-伸苯基，其較佳經一或更多個如上文定義(除含義P-Sp-外)之基團L取代，及k₁ 及k₂ 各彼此獨立地係0或1。最佳之可聚合基團係選自CH₂ =CH-COO-、CH₂ =C(CH₃ )-COO-、CH₂ =CF-COO-、(CH₂ =CH)₂ CH-OCO-、(CH₂ =CH)₂ CH-O-、及。術語「聚合」意謂可藉由將多個可聚合單元或含有此等可聚合單元之聚合物前驅物結合在一起以形成聚合物之化學方法。術語「聚合物」意謂由藉由將許多小分子(稱為單體)化學結合在一起所形成之許多重複單元之鏈或網組成之長或較大分子。聚合物係藉由聚合，許多單體分子或聚合物前驅物之連接形成。「聚合物網」係其中所有聚合物鏈係經相互連接以藉由許多交聯形成單一宏觀實體之網。該聚合物網可出現於下列類型中： -接枝聚合物分子係分支鏈聚合物分子，其中一或更多個側鏈係在結構或構形上不同於主鏈。 -星形聚合物分子係分支鏈聚合物分子，其中單一分支點產生多個直鏈或臂。若該等臂係相同的，則該星形聚合物分子稱為規則的。若相鄰臂係由不同重複子單元組成，則該星形聚合物分子稱為雜亂的。 -梳形聚合物分子由具有兩路或更多三路分支點之主鏈及線性側鏈組成。若該等臂係相同的，則該梳形聚合物分子稱為規則的。 -刷形聚合物分子由主鏈及線性、未分支側鏈組成且其中分支點中之一或更多者具有四路官能度或更大。如本文使用，術語「粒子」及「聚合物粒子」可交換使用，及意謂大量具有相同形狀及指定尺寸之經分離固體粒子，其等係較佳藉由聚合方法直接獲得自單體材料，及其等更佳顯示光學各向異性。在整個申請案中，術語「芳基及雜芳基」包含可為單環或多環之基團，即其等可具有一個環(諸如，例如，苯基)或兩個或更多個環，該等環亦可經稠合(諸如，例如，萘基)或經共價連接(諸如，例如，聯苯基)，或含有稠合環及連接環之組合。雜芳基含有一或更多個雜原子，較佳選自O、N、S及Se。特別佳係具有6至25個C原子之單環、二環或三環芳基及具有2至25個C原子之單環、二環或三環雜芳基，其等視需要含有稠合環，及其等視需要經取代。此外，較佳係5、6或7員芳基及雜芳基，其中(另外)一或更多個CH基團可經N、S或O以O原子及/或S原子非彼此直接連接之方式置換。較佳之芳基係(例如)苯基、聯苯基、聯三苯基、[1,1':3',1'']聯三苯-2'-基、萘基、蒽、聯萘基、菲、芘、二氫芘、䓛、苝、并四苯、并五苯、苯并芘、茀、茚、茚并茀、螺雙茀，更佳係1,4-伸苯基、4,4’-伸聯苯基、1,4-伸聯三苯基。較佳之雜芳基係(例如)5員環(諸如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、異噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑)、6員環(諸如吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪)或縮合基團(諸如吲哚、異吲哚、吲哚嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹噁啉咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、異噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、異喹啉、喋啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并異喹啉、吖啶、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并噠嗪、苯并嘧啶、喹噁啉、吩嗪、萘啶、氮雜哢唑、苯并哢唑、菲啶、啡啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、異噻吩并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑噻吩或此等基團之組合。該等雜芳基亦可經烷基、烷氧基、硫烷基、氟、氟烷基或其他芳基或雜芳基取代。在本申請案之內文中，術語「(非芳族)脂環基及雜環基團」包含飽和環(即，彼等僅含有單鍵者)及部分飽和環(即，彼等亦可含有多重鍵者)。雜環性環含有一或更多個雜原子，其等較佳選自Si、O、N、S及Se。該等(非芳族)脂環基及雜環基可為單環(即，僅含有一個環(諸如，例如，環己烷))或多環(即，含有複數個環(諸如，例如，十氫萘或雙環辛烷))。特別佳係飽和基團。此外，較佳係具有3至25個C原子之單環、二環或三環基團，其等視需要含有稠合環及視需要經取代。此外，較佳係5、6、7或8員碳環基團，其中(另外)一或更多個C原子可經Si置換及/或一或更多個CH基團可經N置換及/或一或更多個非相鄰之CH₂ 基團可經-O-及/或-S-置換。較佳之脂環基及雜環基係(例如)5員基團(諸如環戊烷、四氫呋喃、四氫硫呋喃、吡咯啶)、6員基團(諸如環己烷、矽烷、環己烯、四氫哌喃、四氫硫哌喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶)、7員基團(諸如環庚烷)及稠合基團(諸如四氫萘、十氫萘、茚滿、雙環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氫-4,7-甲橋基茚滿-2,5-二基，更佳係1,4-伸環己基4,4’-伸雙環己基、3,17-十六氫-環戊烷并[a]菲，視需要經一或更多個相同或不同之基團L取代。尤佳之芳基-、雜芳基-、脂環-及雜環基係1,4-伸苯基、4,4’-伸聯苯基、1,4-伸聯三苯基、1,4-伸環己基、4,4’-伸雙環己基及3,17-十六氫-環戊烷并[a]菲，視需要經一或更多個相同或不同之基團L取代。上文提及之芳基-、雜芳基-、脂環-及雜環基之較佳取代基(L)係(例如)溶解度促進基團諸如烷基或烷氧基及吸電子基團諸如氟、硝基或腈。特別佳之取代基係(例如)F、Cl、CN、NO₂ 、CH₃ 、C₂ H₅ 、OCH₃ 、OC₂ H₅ 、COCH₃ 、COC₂ H₅ 、COOCH₃ 、COOC₂ H₅ 、CF₃ 、OCF₃ 、OCHF₂ 或OC₂ F₅ 。在上下文中，「鹵素」表示F、Cl、Br或I。在上下文中，術語「烷基」、「芳基」、「雜芳基」等亦包含多價基團，例如伸烷基、伸芳基、伸雜芳基等。術語「芳基」表示芳族碳基或衍生自碳基之基團。術語「雜芳基」表示含有一或更多個雜原子之根據上文定義之「芳基」。較佳之烷基係(例如)甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、2-甲基丁基、正戊基、第二戊基、環戊基、正己基、環己基、2-乙基己基、正庚基、環庚基、正辛基、環辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基、三氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基等。較佳之烷氧基係(例如)甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一氧基、正十二氧基。較佳之烯基係(例如)乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、環戊烯基、己烯基、環己烯基、庚烯基、環庚烯基、辛烯基、環辛烯基。較佳之炔基係(例如)乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基。較佳之胺基係(例如)二甲基胺基、甲基胺基、甲基苯基胺基、苯基胺基。一般而言，術語「對掌性」係用以描述不可與自身鏡像重疊之物體。「非對掌性(Achiral)」 (非對掌性(non-chiral))物體係與自身鏡像相同之物體。除非另有明確說明，否則術語「對掌性向列」及「膽固醇」於本申請案中係同義使用。術語「配向」或「定向」係關於材料之各向異性單元(諸如小分子或大分子之片段)於稱為「配向方向」之同一方向上之配向(定向定序)。在液晶材料之配向層中，液晶指向矢與配向方向一致，使得該配向方向對應於該材料之各向異性軸方向。術語「平面定向/配向」(例如於液晶材料之層中)意謂部分液晶分子之長分子軸(在棒狀化合物之情況下)或短分子軸(在碟形化合物之情況下)係定向成大體上與層平面平行(約180°)。術語「垂直定向/配向」(例如於液晶材料之層中)意謂部分液晶分子之長分子軸(在棒狀化合物之情況下)或短分子軸(在碟形化合物之情況下)係以相對於層平面呈約80°至90°之角度q(「傾斜角度」)定向。除非另有明確規定，否則光之波長於本申請案中通常係指550 nm。本文之雙折射率Dn係以下列方程式定義 Dn = n_e - n_o 其中n_e 係異常折射率及n_o 係正常折射率，及平均折射率n_av 係藉由下列方程式給定。 n_av. = [(2 n_o ² + n_e ² )/3]^1/2 異常折射率n_e 及正常折射率n_o 可使用阿貝折射計量測。然後可計算Dn。在本申請案中，術語「正介電」係用於De ＞ 3.0之化合物或組件，「中性介電」係用於-1.5 £ De £ 3.0之化合物或組件及「負介電」係用於De ＜ -1.5之化合物或組件。De係在1 kHz之頻率下及在20℃下測定。各自化合物之介電各向異性係自各自個別化合物之10%溶液於向列主體混合物中之結果測定。在各自化合物於主體介質中之溶解度係小於10%之情況下，其濃度係減小2倍直至所得介質係足夠穩定至少以容許測定其性質。然而，為保持該等結果之顯著性儘可能高，因此較佳地，使該濃度保持於至少5%。測試混合物之電容係於具有垂直配向之胞元及具有水平配向之胞元兩者中測定。兩種類型胞元之胞元間隙係約20 µm。所施加之電壓係具有1 kHz之頻率及通常0.5 V至1.0 V之均方根值之矩形波，然而，其始終經選擇以低於各自測試混合物之電容臨限值。 De係定義為(e_½½ - e_^ )，而e_av. 係(e_½½ + 2 e_^ ) / 3。雙頻膽固醇液晶混合物係通常由兩類材料組成： (1)在低頻率下顯示正介電各向異性之化合物；及 (2)在高頻率下顯示負介電各向異性之化合物。交叉頻率係定義為介電各向異性變化信號時之頻率。透明平面(P)狀態至不透明焦點錐線(FC)狀態間之直接切換可藉由DF-ChLC證實。此外，如於C. Tschierske, G. Pelzl及S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368中給定之定義應適用於關於本申請案中之液晶材料之未經定義之術語。

根據本發明，基板可各自獨立於另一聚合材料而由(尤其)金屬氧化物(例如ITO)組成，及由玻璃或石英板組成，較佳各自獨立於玻璃及/或ITO中之另一者，特定言之玻璃/玻璃。合適且較佳之聚合基板係(例如)環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)、聚酯(諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚乙烯醇(PVA)、聚碳酸酯(PC)或三乙醯纖維素(TAC))之薄膜，極佳係PET或TAC薄膜。PET薄膜係 (例如)自DuPont Teijin Films以商品名Melinex®購得。COP薄膜係例如自ZEON Chemicals L.P.以商品名Zeonor®或Zeonex®購得。COC係例如自TOPAS Advanced Polymers Inc.以商品名Topas®購得。在本發明之一較佳實施例中，液晶介質層係位於兩個可撓性層(例如可撓性聚合物薄膜)之間。根據本發明之裝置係因此可撓性及可彎曲的及(例如)可將其捲起。該等可撓性層可表示基板層、配向層及/或偏振器。其它層(其係較佳可撓性)亦可存在。對於更詳細揭示其中液晶介質層係位於可撓性層之間之較佳實施例，參考申請案US 2010/0045924。基板層可藉由(例如)層中之間隔或突出結構以彼此保持指定分離。典型之間隔材料為專家一般已知及係選自(例如)塑膠、矽石、環氧樹脂等。在一較佳實施例中，基板係以在彼此約1 µm至約20 µm之範圍內，較佳在彼此約1.5 µm至約10 µm之範圍內及更佳在彼此約2 µm至約5 µm之範圍內之分離配置。膽固醇液晶介質層藉此位於間隙中。在一較佳實施例中，光調變元件包含可容許施加電場之電極結構，該電場大體上垂直於基板或液晶介質層。較佳地，光調變元件包含作為電極層提供於整個基板及/或像素區域上且直接接觸膽固醇液晶介質之電極結構。合適之電極材料為專家一般已知，如例如由金屬或金屬氧化物製成之電極結構，諸如，例如透明氧化銦錫(ITO)，其根據本發明係較佳的。 ITO薄膜通常藉由物理氣相沈積、電子束蒸發或濺鍍沈積技術沈積於基板上。在一較佳實施例中，光調變元件包含至少一個提供於電極結構上之配向層。然而根據本發明之光調變元件中不存在配向層同樣係較佳的。若存在至少一個配向層，則該配向層係較佳提供於電極結構上。較佳地，配向層誘導垂直配向配向、傾斜垂直配向或平面配向於相鄰液晶分子，及其係提供於如上文描述之共同電極結構及/或配向電極結構上。較佳地，配向層係由專家一般已知的垂直配向配向層材料製成，諸如例如由烷氧基矽烷、烷基三氯矽烷、CTAB、卵磷脂或聚醯亞胺(諸如例如可購買自(例如)Nissan之SE-5561，或可購買自(例如)JSR公司之AL-3046、5561)製成之層。配向層可藉由習知塗佈技術(諸如旋塗、滾塗、浸塗或刮塗)施加至基板陣列或電極結構上。其亦可藉由專家一般已知的氣相沈積或習知印刷技術施加，諸如例如絲網印刷、平版印刷、捲帶式印刷、凸版印刷、凹版印刷(gravure printing)、輪轉凹版印刷、柔版印刷、雕刻凹版印刷(intaglio printing)、移印、熱封印刷、噴墨印刷或藉助於印模或印刷板之印刷。在一較佳實施例中，該(等)配向層係較佳藉由熟習此項技術者已知的磨擦技術磨擦。根據另一較佳實施例，第一電極結構係不與第一基板層直接相鄰，及第二電極層係不與第二基板層直接相鄰，但與介電層直接相鄰，該介電層較佳係存在於各自基板層與各自導電層之間之抗離子遷移之屏障層。典型之介電層材料為專家一般已知，諸如，例如，SiOx、SiNx、Cytop、Teflon及PMMA。介電層材料可藉由習知塗佈技術(諸如旋塗、滾塗、刮塗或真空沈積(諸如PVD或CVD))施加至基板或電極層上。其亦可藉由專家已知的習知印刷技術(諸如例如絲網印刷、平版印刷、捲帶式印刷、凸版印刷、凹版印刷、輪轉凹版印刷、柔版印刷、雕刻凹版印刷、移印、熱封印刷、噴墨印刷或藉助於印模或印刷板之印刷)施加至基板或電極層上。光調變元件可進一步包含阻礙具有某些波長之光之濾波器，例如，UV濾波器。根據本發明，亦可存在專家一般已知的其他功能層，諸如，例如，保護薄膜及/或補償薄膜。用於根據本發明之光調變元件之膽固醇液晶介質包含一或更多種不可聚合液晶原化合物、一或更多種對掌性化合物及一或更多種粒子。合適之膽固醇液晶介質由數種化合物組成，較佳由3至30種，更佳由4至20種及最佳由4至16種化合物組成。此等化合物係以習知方法混合。通常，以較小量使用之所需量化合物係溶解於以較大量使用之化合物中。在溫度係高於以較高濃度使用之化合物之清亮點之情況下，尤其易於觀察溶解過程之完成。然而，亦可能藉由其他習知方法製備介質，例如使用所謂之預混合物(其等可為(例如)化合物之同系或共熔混合物)或使用所謂之多瓶系統(該等系統之成分係準備使用混合物本身)。在一較佳實施例中，用於根據本發明之光調變元件之膽固醇液晶介質包含一或更多種具有正介電各向異性之不可聚合液晶原化合物及一或更多種具有負介電各向異性之不可聚合液晶原化合物。在另一較佳實施例中，該膽固醇液晶介質係雙頻膽固醇液晶介質。在另一較佳實施例中，具有膽固醇液晶介質之不可聚合液晶原化合物較佳係選自式B-I至B-III化合物之群其中 L^B11 至L^B31 獨立地係H或F，藉此若非及中之至少一者表示，則L^B22 及L^B31 表示F， R^B1 、R^B21 、R^B22 、R^B31 及R^B32 各獨立地係具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其等可為未經取代、經鹵素或CN單取代或多取代，一或更多個非相鄰CH₂ 基團亦可在每次出現時彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(CH₃ )-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-或-CºC-以氧原子非彼此直接連接之方式置換， X^B1 係F、Cl、CN、NCS、OCF₂ H、OCF₃ 、CF₃ ，較佳係CN， Z^B1 、Z^B2 、Z^B31 及Z^B32 在每次出現時獨立地係-CH₂ -CH₂ -、-CO-O-、-O-CO-、-CF₂ -O-、-O-CF₂ -、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵，較佳地-CH₂ -CH₂ -、-CO-O-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵，、 n係1、2或3，較佳係1或2，及 m係0、1或2，較佳係0或1。較佳地，式B-I不可聚合液晶原化合物係選自式B-I-1至B-I-10化合物之群，其中參數具有上文給定之含義及較佳地 R^B1 係具有多達12個C原子之烷基、烷氧基、烯基或烯氧基， X^B1 係F、Cl、CN、NCS、OCF₃ ，較佳係CN、OCF₃ 或F，及較佳地，式B-II不可聚合液晶原化合物係選自下列化合物之群，其中參數具有上文給定之含義及較佳地 R^B21 及R^B22 獨立地係具有多達12個C原子之烷基、烷氧基、烯基或烯氧基，更佳R^B21 係烷基及R^B22 係烷基、烷氧基或烯基及於式B-II-1中最佳係烯基、特定言之係乙烯基或1-丙烯基，及於式B-II-2中，最佳係烷基。較佳地，式B-III不可聚合液晶原化合物係選自下列化合物之群，其中參數具有上文給定之含義及較佳地 R^B31 及R^B32 獨立地係具有多達12個C原子之烷基、烷氧基、烯基或烯氧基，更佳R^B31 係烷基及R^B32 係烷基或烷氧基及最佳係烷氧基，及式B-I至B-III化合物為專家已知且可根據或類似於本身為吾人已知且述於有機化學之標準著作(諸如，例如，Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart)中之方法來合成。在另一較佳實施例中，用於根據本發明之光調變元件之膽固醇液晶介質較佳包含一或更多種式B-I化合物、一或更多種式B-III化合物及視需要一或更多種式B-II化合物。液晶介質中之不可聚合液晶原化合物(較佳一或更多種式B-I、B-II及或B-III化合物)之量係總混合物之較佳50至98重量%，更佳60至95重量%，甚至更佳70至90重量%，及最佳80至90重量%。用於根據本發明之光調變元件之膽固醇液晶介質包含一或更多種對掌性化合物。此等對掌性化合物可為非液晶原化合物或液晶原化合物。此等對掌性化合物(無論係液晶原或非液晶原化合物)可為非反應性、單反應性或多反應性的。較佳地，根據本發明利用之對掌性化合物單獨或彼此組合具有5 µm^-1 或以上，較佳40 µm^-1 或以上，更佳在60 µm^-1 或以上之範圍內，最佳在80 µm^-1 或以上至260 µm^-1 之範圍內之螺旋扭曲力(IHTP_total I)之絕對值，特定言之彼等揭示於WO 98/00428中者。更佳地，不可聚合對掌性化合物係選自式C-I至C-III化合物之群，後者包括各自(S,S)鏡像異構物，其中E及F各獨立地係1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基，v係0或1，Z⁰ 係-COO-、-OCO-、-CH₂ CH₂ -或單鍵，及R係具有1至12個C原子之烷基、烷氧基或烷醯基。特別佳之膽固醇液晶介質包含一或更多種對掌性化合物，其等不一定顯示液晶相。式C-II化合物及其等合成係描述於WO 98/00428中。尤佳係化合物CD-1，如顯示於下表D中。式C-III化合物及其等合成係描述於GB 2 328 207中。此外，常用對掌性化合物係(例如)市售R/S-5011、CD-1、R/S-811及CB-15 (可購買自Merck KGaA, Darmstadt, Germany)。上文提及之對掌性化合物R/S-5011及CD-1及(其他)式C-I、C-II及C-III化合物顯示極高螺旋扭曲力(HTP)，及係因此特別適用於本發明之目的。膽固醇液晶介質較佳包含較佳1至5，特定言之1至3，極佳1或2種對掌性化合物，其等較佳選自上式C-II(特定言之CD-1)及/或式C-III及/或R-5011或S-5011，極佳地，該對掌性化合物係R-5011、S-5011或CD-1。在另一較佳實施例中，膽固醇液晶介質包含一或更多種非反應性對掌性化合物及/或一或更多種單反應性對掌性化合物及/或一或更多種多反應性(較佳二反應性)對掌性化合物。合適之液晶原單反應性對掌性化合物較佳包含一或更多種藉由直接鍵或經由連接基團連接在一起之環元件，及其中此等環元件中之兩者視需要可直接或經由連接基團(其等可與上文提及之連接基團相同或不同)而彼此連接。該等環元件係較佳選自四、五、六或七員環之群，較佳選自五或六員環之群。較佳之可聚合對掌性化合物及其等合成係描述於US 7,223,450中。可聚合對掌性化合物係較佳選自式CRM化合物。其中 R^0* 係H或P，及P係可聚合基團， A⁰ 及B⁰ 在多次出現情況中彼此獨立地係未經取代或經1、2、3或4個如上文定義之基團L取代之1,4-伸苯基，或反式-1,4-伸環己基， X¹ 及X² 彼此獨立地係-O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-或單鍵， Z^0* 在多次出現情況中彼此獨立地係-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH₂ -、-CH₂ O-、-CF₂ O-、-OCF₂ -、-CH₂ CH₂ -、-(CH₂ )₄ -、-CF₂ CH₂ -、-CH₂ CF₂ -、-CF₂ CF₂ -、-CºC-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵， t彼此獨立地係0、1、2或3， a係0、1或2， b係0或1至12之整數， z係0或1，及其中萘環可額外地經一或更多個相同或不同之基團L取代，其中 L彼此獨立地係F、Cl、CN、具有1至5個C原子之鹵化烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基。式CRM化合物係較佳選自式CRM-a化合物之群。其中A⁰ 、B⁰ 、Z^0* 、R^0* 、a及b具有式CRM中給定之含義或上下文給定之較佳含義中之一者，及(OCO)表示-O-CO-或單鍵。尤佳之式CRM化合物係選自由下列子式組成之群：其中R係如式CRM-a中定義之-X² -(CH₂ )_x -R^0* ，及苯環及萘環係未經取代或經1、2、3或4個如上下文定義之基團L取代。較佳地，R^0* 係如上文定義之可聚合基團。膽固醇液晶介質中之對掌性化合物之總量係總混合物之較佳1至20重量%，更佳1至15重量%，甚至更佳1至10重量%，及最佳1至5重量%。在另一較佳實施例中，將可聚合化合物添加至上文描述之液晶介質中，及(在引入光調變元件中後)通常藉由UV光聚合以原位聚合或交聯。已證明將可聚合液晶原或液晶化合物(亦稱為「反應性液晶原」 (RM))添加至LC混合物中特別適合以進一步穩定CLC紋理。合適之可聚合液晶化合物係較佳選自由式D化合物組成之群，其中 P係可聚合基團， Sp係間隔基團或單鍵， MG係桿狀液晶原基團，其係較佳選自式M， M係-(A^D21 -Z^D21 )_k -A^D22 -(Z^D22 -A^D23 )_l -， A^D21 至A^D23 在每次出現時彼此獨立地係芳基-、雜芳基-、雜環-或脂環基，其等視需要經一或更多個相同或不同之基團L取代，較佳係1,4-伸環己基或1,4-伸苯基、1,4-吡啶、1,4-嘧啶、2,5-噻吩、2,6-二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻吩、2,7-氟、2,6-萘、2,7-菲視需要經一或更多個相同或不同之基團L取代， Z^D21 及Z^D22 在每次出現時彼此獨立地係-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR⁰¹ -、-NR⁰¹ -CO-、-NR⁰¹ -CO-NR⁰² 、-NR⁰¹ -CO-O-、-O-CO-NR⁰¹ -、-OCH₂ -、-CH₂ O-、-SCH₂ -、-CH₂ S-、-CF₂ O-、-OCF₂ -、-CF₂ S-、-SCF₂ -、-CH₂ CH₂ -、-(CH₂ )₄ -、-CF₂ CH₂ -、-CH₂ CF₂ -、-CF₂ CF₂ -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR⁰¹ -、-CY⁰¹ =CY⁰² -、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵，較佳係-COO-、-OCO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCH₂ -、-CH₂ O-、-CH₂ CH₂ -、-(CH₂ )₄ -、-CF₂ CH₂ -、-CH₂ CF₂ -、-CF₂ CF₂ -、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵， L在每次出現時彼此獨立地係F或Cl， R⁰ 係H、具有1至20個C原子(更佳1至15個C原子)之烷基、烷氧基、硫烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，其等視需要經氟化，或係Y^D0 或P-Sp-， Y^D0 係F、Cl、CN、NO₂ 、OCH₃ 、OCN、SCN、視需要氟化之具有1至4個C原子之烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，或具有1至4個C原子之單氟化、寡氟化或聚氟化烷基或烷氧基，較佳係F、Cl、CN、NO₂ 、OCH₃ 或具有1至4個C原子之單氟化、寡氟化或聚氟化烷基或烷氧基 Y⁰¹ 及^Y02 各彼此獨立地表示H、F、Cl或CN， R⁰¹ 及R⁰² 各彼此獨立地具有如上文定義之R⁰ 之含義，及 k及l各獨立地係0、1、2、3或4，較佳係0、1或2，最佳係1。更佳之可聚合單反應性、二反應性或多反應性液晶化合物係揭示(例如)於WO 93/22397、EP 0 261 712、DE 195 04 224、WO 95/22586、WO 97/00600、US 5,518,652、US 5,750,051、US 5,770,107及US 6,514,578中。在本發明之另一較佳實施例中，式D及其子式可聚合化合物含有一或更多個含有兩個或更多個可聚合基團P (多功能可聚合基團)之分支基團，而非一或更多個基團P-Sp-。此類型之合適之基團及含有其等之可聚合化合物係描述(例如)於US 7,060,200 B1或US 2006/0172090 A1中。特別佳係選自下式之多功能可聚合基團： -X-烷基-CHP¹ -CH₂ -CH₂ P² I*a -X-烷基-C(CH₂ P¹ )(CH₂ P² )-CH₂ P³ I*b -X-烷基-CHP¹ CHP² -CH₂ P³ I*c -X-烷基-C(CH₂ P¹ )(CH₂ P² )-C_aa H_2aa+1 I*d -X-烷基-CHP¹ -CH₂ P² I*e -X-烷基-CHP¹ P² I*f -X-烷基-CP¹ P² -C_aa H_2aa+1 I*g -X-烷基-C(CH₂ P¹ )(CH₂ P² )-CH₂ OCH₂ -C(CH₂ P³ )(CH₂ P⁴ )CH₂ P⁵ I*h -X-烷基-CH((CH₂ )_aa P¹ )((CH₂ )_bb P² ) I*i -X-烷基-CHP¹ CHP² -C_aa H_2aa+1 I*k 其中烷基表示具有1至12個C原子之單鍵或直鏈或分支鏈伸烷基，其中一或更多個非相鄰之CH₂ 基團可各彼此獨立地經-C(R^x )=C(R^x )-、-CºC-、-N(R^x )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以O及/或S原子非彼此直接連接之方式置換，及其中(另外)一或更多個H原子可經F、Cl或CN置換，其中R^x 具有上文提及之含義及較佳表示如上文定義之R⁰ ， aa及bb各彼此獨立地表示0、1、2、3、4、5或6， X具有針對X'指定之含義中之一者，及 P^1-5 各彼此獨立地具有上文針對P指定之含義中之一者。其他較佳之可聚合單反應性、二反應性或多反應性液晶化合物係顯示於下列列表中：其中 P⁰ 在多次出現之情況下彼此獨立地係可聚合基團，較佳係丙烯醯基、甲基丙烯醯基、氧雜環丁烷、環氧基、乙烯基、乙烯氧基、丙烯基醚或苯乙烯基團， A⁰ 在多次出現時之情況下彼此獨立地係視需要經1、2、3或4個基團L取代之1,4-伸苯基或反式-1,4-伸環己基， Z⁰ 在多次出現時之情況下彼此獨立地係-COO-、-OCO-、-CH₂ CH₂ -、-CºC-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵， r係0、1、2、3或4，較佳係0、1或2， t在多次出現時之情況下彼此獨立地係0、1、2或3， u及v彼此獨立地係0、1或2， w係0或1， x及y彼此獨立地係0或1至12之相同或不同之整數， z係0或1，及若相鄰x或y係0時則z係0，另外，其中苯環及萘環可額外地經一或更多個相同或不同之基團L取代及參數R⁰ 、Y⁰ 、R⁰¹ 、R⁰² 及L具有如上文於式D中給定之相同含義。尤佳之可聚合單反應性、二反應性或多反應性液晶化合物係選自表F。可聚合化合物係藉由在LC顯示器之基板間之LC介質中之原位聚合而聚合或交聯(若化合物含有兩個或更多個可聚合基團)。合適且較佳之聚合方法係(例如)熱或光聚合，較佳係光聚合，特定言之係UV光聚合。視需要，本文亦可添加一或更多種引發劑。適用於聚合之條件及引發劑之合適之類型及量係熟習此項技術者已知且係描述於參考文獻中。適用於自由基聚合之引發劑係(例如)市售光引發劑Irgacure651^® 、Irgacure184^® 、Irgacure907®、Irgacure369^® 或Darocure1173^® (Ciba AG)。若採用引發劑，則其於混合物中之整體比例係較佳0.001至5重量%，特別佳0.001至1重量%。然而，不添加引發劑亦可發生該聚合。在另一較佳實施例中，該LC介質不包含聚合引發劑。膽固醇液晶介質之可聚合組分亦可包含一或更多種穩定劑以防止RM (例如在儲存或運輸期間)之非所需自發聚合。穩定劑之合適之類型及量係熟習此項技術者已知及係描述於參考文獻中。特別合適之穩定劑係(例如)Irganox^® 系列(Ciba AG)之市售穩定劑。若採用穩定劑，則其等基於RM或可聚合化合物之總量之比例係較佳10至5000 ppm，特別佳50至1000 ppm。上文提及之可聚合化合物亦適用於無需引發劑之聚合，此係與相當大優勢諸如例如較低材料成本及特定言之LC介質受可能殘餘量之引發劑或其降解產物之較少污染相關聯。可聚合化合物可單獨添加至膽固醇液晶介質中，但亦可能使用包含兩種或更多種可聚合化合物之混合物。此類型之混合物一經聚合，則形成共聚物。本發明進一步係關於上下文提及之可聚合混合物。膽固醇液晶介質可含有常用濃度的其他添加劑，諸如例如其他穩定劑、抑制劑、鏈轉移劑、共反應單體、表面活性化合物、潤滑劑、潤濕劑、分散劑、疏水劑、黏合劑、流動促進劑、消泡劑、除氣劑、稀釋劑、反應性稀釋劑、助劑、著色劑、染料、色素或奈米粒子。此等其他成分之總濃度基於總混合物係在0.1%至10%，較佳0.1%至6%之範圍內。使用之個別化合物之濃度各係較佳在0.1%至3%之範圍內。此等添加劑及類似添加劑之濃度係不計入本申請案中之膽固醇液晶介質之液晶組分及化合物之濃度之值及範圍中。此亦適用於用於混合物中之二色性染料之濃度，當規定化合物(分別係主體介質之組分)之濃度時不計入二色性染料之濃度。各自添加劑之濃度係總相對於最終經摻雜之混合物給定。用於根據本發明之光調變元件之液晶介質額外地包含一或更多種聚合物粒子。較佳地，該等粒子係經選擇使得其等不影響包含該膽固醇液晶介質之光調變元件在平面狀態下之透明度及改善在焦點錐線狀態下之散射。因此，合適之粒子材料係較佳依賴於所用膽固醇液晶介質之折射率進行選擇。較佳地，粒子材料之折射率係與所用膽固醇液晶介質之折射率相差-0.5至+0.5，更佳-0.25至+0.25，甚至更佳-0.1至+0.1之範圍。近似匹配膽固醇液晶介質之適當折射率(n_av )及粒子材料之折射率係例行技能。合適之粒子材料係選自(例如)聚苯乙烯(n ≈1.59)、如在式D下給定之反應性液晶原或包含一或更多種反應性液晶原之混合物；聚醯亞胺或氟化之聚醯亞胺(n ≈1.52-1.54)，諸如來自Hitachi公司之OPI系列聚醯亞胺；氟碳化合物，諸如Teflon®、Teflon AF®及Cytop® (n ≈ 1.34 - 1.38)；矽聚合物，諸如Sylgard® 184 (n ≈ 1.43)；丙烯酸玻璃( n ≈ 1.49)；聚碳酸酯(n ≈ 1.58)，諸如Makrolon®；PMMA (n ≈ 1.48)；PET (n ≈ 1.57)；此等聚合物之混合物，如例如揭示於US 6,989,190 A1中；燧石玻璃(n ≈ 1.52至1.92)或冕玻璃(n ≈ 1.48 – 1.75)。此等粒子之粒度係較佳在0.1 µm至15 µm之範圍內，更佳在0.5 µm至10 µm之範圍內，及甚至更佳在0.8 µm至7µm之範圍內。此等粒子之總濃度基於總混合物係較佳在0.1%至10%，更佳在0.2%至5%，尤其0.3%至3%及特定言之0.5%至1%之範圍內。此等粒子之濃度不計入本申請案中之膽固醇液晶介質之液晶組分及化合物之濃度之值及範圍中。在一尤佳之混合物概念中，用於根據本發明之光調變元件之膽固醇液晶介質包含 -一或更多種式B-I化合物，其等較佳選自式B-I-1及/或B-I-8化合物，較佳以10至50%之量，更佳以15至35%之量，及/或 -一或更多種式B-III化合物，其等較佳選自式B-III-1、B-III-2、B-III-4、B-III-10及/或B-III-11化合物，較佳以40至90%之量，更佳以50至85%之量，及 -視需要一或更多種式B-II化合物，及 -一或更多種具有5 µm^-1 或以上之螺旋扭曲力(IHTPtotall)之絕對值之對掌性化合物，尤佳係具有20µm^-1 或更高，極佳40 μm^-1 或更高，最佳80 µm^-1 或更高之HTP之對掌性化合物，及其等較佳選自式C-1至C-III化合物，更佳選自式C-1化合物，較佳以0.25至20%之量，更佳以0.75至10%之量，及 -視需要一或更多種式D化合物，及 -一或更多種粒子，其等較佳由聚苯乙烯或反應性液晶原製成，較佳在0.1%至10%，更佳0.2%至5%，尤其0.3%至3%之範圍內。較佳地，膽固醇液晶介質具有至少自0℃或以下延伸至80℃或以上，更佳至少自-20℃或以下延伸至85℃或以上，最佳至少自-20℃或以下延伸至90℃或以上及特定言之至少自-30℃或以下延伸至95℃或以上之向列相。本文之表達「具有向列相」意謂一方面在相應溫度下在低溫下未見層列相及結晶及另一方面一經加熱自向列相仍未出現澄清。低溫下之研究係於流動黏度計中在相應溫度下進行及藉由於具有相應於電光學用途之層厚度之測試胞元中儲存至少100小時而進行檢查。若在-20℃之溫度下於相應測試胞元中之儲存穩定性係1000 h或以上，則將介質稱為在此溫度下穩定。在-30℃及-40℃之溫度下，相應時間分別係500 h及250 h。在高溫下，清亮點係藉由習知方法於毛細管中量測。根據本發明之膽固醇液晶介質之特徵在於80℃或以上，較佳85℃或以上，極佳90℃或以上之清亮點。根據本發明之膽固醇液晶介質在589 nm (Na^D )及20℃下之Dn值較佳係在0.100或以上至0.350或以下之範圍內，更佳係在0.120或以上至0.250或以下之範圍內及最佳係在0.125或以上至0.220或以下之範圍內。根據本發明之膽固醇液晶介質在1 kHz及20℃下之De值較佳係1.0或以上，較佳2.0或以上，更佳2.5或以上及最佳3.0或以上，而其較佳係10或以下，更佳7或以下及更佳其係在2.0或以上至7.0或以下之範圍內及最佳在4.0至7.0之範圍內。根據本發明之膽固醇液晶介質在1 kHz及20℃下之e_^ 值較佳係3.0或以上，較佳4.0或以上，更佳5.0或以上及最佳6.0或以上，而其較佳係10或以下，更佳9.0或以下及更佳其係在5.0或以上至8.0或以下之範圍內及最佳在6.0至7.5之範圍內。根據本發明之膽固醇液晶介質在50 kHz及20℃下之De值較佳係在+2.0至-3.0或以上之範圍內，更佳在+1.0至-3.0或以上之範圍內，甚至更佳在0.0至-3.0或以上之範圍內。根據本發明之膽固醇液晶介質在50 kHz及20℃下之e_^ 值較佳係3.0或以上，較佳4.0或以上，更佳5.0或以上及最佳6.0或以上，而其較佳係10或以下，更佳9.0或以下及最佳其係8.0或以下。根據本發明之膽固醇液晶介質之交叉頻率(ν)值較佳係≥ 15 kHz，更佳≥ 20 kHz及最佳≥ 25 kHz。較佳地，無對掌性摻雜物之膽固醇液晶介質之向列相至少自0℃或以下延伸至80℃或以上，更佳至少自-20℃或以下延伸至85℃或以上，最佳至少自-20℃或以下延伸至100℃或以上及特定言之至少自p-30℃或以下延伸至85℃或以上。較佳地，膽固醇液晶介質之特徵在於在60 nm至60 µm之範圍內之可變膽固醇螺距。較佳地，該等膽固醇液晶介質之膽固醇螺距係經選擇使得其等反射波長超出可見光之範圍，即在750 nm至1250 nm之範圍內。用於產生根據本發明之光調變元件之典型方法包括至少下列步驟： -切割基板並清潔， -於該等基板上提供電極結構， -視需要，塗覆至少一個配向層， -使用UV可固化黏合劑組裝胞元， -用包含一或更多種粒子之膽固醇液晶介質填充該胞元， -視需要，使膽固醇液晶介質之可聚合化合物固化。根據本發明之光調變元件之作用原理將詳細闡述於下文中。應注意不存在所主張之本發明之範圍(申請專利範圍中不存在之範圍)源自對假設之作用方式之注釋之限制。可使用液晶介質之透明H狀態或P狀態至散射FC狀態之變化以達成光調變元件之透射之變化。因此，本發明之光調變元件可用於各種類型之光學及電光學裝置中。該等光學及電光學裝置包括(但不限於)電光學顯示器、液晶顯示器(LCD)、非線性光學(NLO)裝置、光學資訊儲存裝置及窗口(較佳隱私窗口)。因此，本發明亦係關於根據本發明之光調變元件於調節進入內部之入射光及/或能量輸入之用途。因此，根據本發明之光調變元件可安裝於窗口、正面、門或屋頂上。如上文提及，本發明非限制於建築，其亦可用於運輸容器中，例如海運容器或車輛。特別佳係將裝置安裝於窗口之玻璃窗格上或將其用作多窗格絕緣玻璃之組件。可將根據本發明之光調變元件安裝於外部、內部或(在多窗格玻璃之情況下)兩個玻璃窗格間之空腔中，其中內部係指玻璃表面面向內部之一側。較佳係用於內部或(在多窗格玻璃之情況下)兩個玻璃窗格間之腔室中。根據本發明之光調變元件可完全或僅部分覆蓋安裝其之各自玻璃表面。在完全覆蓋之情況下，對通過玻璃表面之光透射之影響係最大的。相比之下，在部分覆蓋之情況下，一定量之光係通過未經覆蓋之部分藉由玻璃表面透射，甚至在具有低透射之裝置之情況下。部分覆蓋可(例如)藉由將該等裝置以細條或某些圖案之形式安裝於玻璃板表面上達成。除非上下文另有明確表示，否則如本文使用之本文中術語之複數形式應視為包括單數形式及反之亦然。本申請案中指示之參數範圍全部包括極限值，該等極限值包括如專家已知的最大容許誤差。針對性質之各種範圍指示之不同上限值及下限值彼此組合產生額外之較佳範圍。在整個本申請案中，除非另有明確規定，否則下列條件及定義適用。所有濃度均以重量百分率引用及關於各自總混合物，所有溫度均以攝氏度引用及所有溫度差均以差異程度引用。除非另有明確規定，否則所有物理性質均係根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」，Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany測定，及針對20℃之溫度引用。光學各向異性(Dn)係在589.3 nm之波長下測定。介電各向異性(De)係在1 kHz之頻率下測定或若明確規定則在頻率19 GHz下測定。臨限值電壓及所有其他電光學性質係使用Merck KGaA, Germany製造之測試胞元測定。用於測定De之測試胞元具有約20 µm之胞元厚度。電極係具有1.13 cm² 之面積及護環之圓形ITO電極。定向層係來自Nissan Chemicals, Japan之SE-1211 (用於垂直配向定向(e_½½ ))，及來自Japan Synthetic Rubber, Japan之聚醯亞胺AL-1054 (用於水平定向(e_^ ))。電容係使用Solatron 1260頻率反應分析機使用0.3 V_rms 電壓之正弦波測定。用於電光學量測中之光係白光。本文使用使用來自Autronic-Melchers, Germany之市售DMS儀器之裝置。在本說明書之整個描述及申請專利範圍中，字詞「包含(comprise)」及「含有」及該等字詞之變化例如「包含(comprising及comprises)」意謂「包括但不限於」，及無意(且不)排除其他組件。另一方面，字詞「包含(comprise)」亦包含但不限於術語「由…組成」。將知曉上文描述之特徵((特定言之)較佳實施例之特徵)中之多者在其等自身權利上係發明的及非僅作為本發明之實施例之一部分。除了目前所主張保護的任何發明或其替代方案以外，可尋求此等特徵的獨立保護。對於熟習此項技術者無需贅言，已知LC介質亦可包含其中例如，H、N、O、Cl、F已對應同位素置換之化合物。就本發明而言，、、及表示反式-1,4-伸環己基，及及表示1,4-伸苯基。在整個本申請案中應瞭解，除非另外限定此等角度例如諸如成為小環(諸如3-、5-或5-原子環)之一部分，否則結合至三個相鄰原子之C原子處之成鍵角度(例如於C=C或C=O雙鍵中或例如於苯環中)係120°及結合至兩個相鄰原子之C原子處之成鍵角度(例如於C≡C或於C≡N三鍵中或於烯丙位置C=C=C中)係180°，然而，在一些實例中，一些結構式中此等角度未精確呈現。將知曉可對本發明之前述實施例作出變化而仍落於本發明之範圍內。除非另有規定，否則用於相同、等效或類似目的之替代特徵可置換本申請案中揭示之各特徵。因此，除非另有說明，否則揭示之各特徵係僅具有一般系列之等效或類似特徵之一項實例。本說明書中揭示之所有特徵可組合成任何組合形式，除其中此等特徵及/或步驟中之至少一些係互相排外之組合外。特定言之，本發明之較佳特徵係適用於本發明之所有態樣及可用於任何組合中。同樣地，非基本組合中描述之特徵可單獨(以非組合形式)使用。未經進一步詳細闡述，據信熟習此項技術者可使用前述描述以充分利用本發明。因此，下列實例係視為僅闡述及不應以任何方式限制本發明之剩餘部分。下列縮寫係用以闡述化合物之液晶相行為：K =結晶；N =向列；N2 =扭曲-彎曲向列；S =層列；Ch =膽固醇；I =各向異性；Tg =玻璃轉化。符號間之數字指示以℃計之相轉化溫度。在本申請案中及尤其在下列實例中，液晶化合物之結構表示成縮寫，其等亦稱為「首字母縮略詞」。根據下列三張表A至C將縮寫直接轉換至相應結構。所有基團C_n H_2n+1 、C_m H_2m+1 及C_I H2_I+1 係較佳分別具有n、m及l個C原子之直鏈鏈烷基，所有基團C_n H_2n 、C_m H_2m 及C_I H_2I 分別係較佳(CH₂ )_n 、(CH₂ )_m 及(CH₂ )_I 及-CH=CH-較佳係反式-分別E伸乙烯基。表A列舉用於環元件之符號，表B列舉用於連接基團之符號及表C列舉用於用於分子之左手及右手端基團之符號。表D列舉例示性可聚合對掌性液晶原分子結構及其等各自編碼。表E列舉例示性不可聚合對掌性液晶原分子結構及其等各自編碼。表F列舉例示性可聚合非對掌性液晶原分子結構及其等各自編碼。可添加(例如)至根據本發明之混合物中之穩定劑係提及於表G中。表 A ：環元件 表 B ：連接基團 表 C ：末端基團 其中n及m各係整數及三點「...」表示用於此表之其他符號之間隔。較佳地，根據本發明之液晶介質包含除式I化合物外之一或更多種選自下表之式之化合物之群之化合物。表 D ： 可聚合對掌性化合物 表 E ： 對掌性 不可 聚合化合物 表 F 表F指示可用於LC介質之可聚合組分中之可能反應性液晶原。 LC介質較佳包含一或更多種選自由來自表F之化合物組成之群之反應性液晶原。表 G 實例以下給定之實例係闡述本發明而非以任何方式限制本發明。然而，為專家闡述物理性質及組成，專家可達成該等性質及可修改範圍。尤其可較佳達成之各種性質之組合係因此為專家充分定義。液晶混合物係用下表中給定之組成及性質實現。其等光學性能係經研究。尤其其等反射光譜係經記錄。測試胞 元胞元資訊： 工作實例 工作實例製備下列LC混合物D-0。液晶混合物D-0之組成及性質工作實例1-1RM 粒子 (5±2 μ m) 製備下列RM組成：球形紅外反射「RM粒子」係藉由如描述於WO 2014/169984A1中之乳液聚合產生。 RM粒子於1003 nm處最大反射紅外光。RM粒子溶液係用乙醇稀釋。0.3% w/w RM粒子溶液係獲得自30 µL之RM粒子溶液及1000 µL之乙醇。為均勻分散粒子而加以振動。將0.3% w/w之上文描述之RM粒子添加至混合物D-0中及經由毛細管作用將所得之混合物裝入胞元2內，然後於烘箱中在50℃下乾燥48小時以蒸發溶劑。自透明平面狀態開始，對測試胞元施加50 V及60 Hz之電場以使該胞元自平面狀態切換至穩定不透明焦點錐線狀態。然後對該測試胞元施加40 V及50 kHz之電場以使該胞元自不透明焦點錐線狀態切換至穩定平面狀態。直接切換係藉由施加低(60 Hz)及高(50 kHz)頻率下之矩形波場達成。工作實例1-2聚苯乙烯粒子 ( 來自 Sigma-Aldrich 之乳膠珠 (0.8 µm) 溶液 ) ：乳膠珠懸浮液係主要由聚合物粒子及水及少量表面活性劑、重碳酸鈉及硫酸鉀組成。典型乳膠珠含有下列各物：粒子10% 水＞ 69.0% 聚合物30.0% 表面活性劑0.1至0.5% 無機鹽0.2%。 0.25%聚苯乙烯溶液係獲得自50 µL聚苯乙烯溶液及1950 µL乙醇。聚苯乙烯於589 nm下之折射率係1.5905；及於486 nm下之折射率係1.602。將0.25% w/w之上文描述之聚苯乙烯粒子添加至混合物D-0中及於烘箱中在50℃下乾燥48小時以蒸發溶劑。經由毛細管作用將所得之混合物裝入胞元2內。自透明平面狀態開始，對測試胞元施加50 V及60 Hz之電場以使該胞元自平面狀態切換至穩定不透明焦點錐線狀態。然後對該測試胞元施加40 V及50 kHz之電場以使該胞元自不透明焦點錐線狀態切換至穩定平面狀態。直接切換係藉由施加低(60 Hz)及高(50 kHz)頻率下之矩形波場達成。工作實例1-3 將3.5% w/w之下列化合物及0.035% w/w Irgacure 651添加至混合物D-0中。將LC混合物加熱至其各向同性相。使胞元在UV光下固化。輻射強度係4 mW/cm² 及曝露時間係600 sec。藉由UV固化後，然後使該胞元冷卻至室溫及經由毛細管作用裝入胞元2內，然後於烘箱中在50℃下乾燥48小時以蒸發溶劑。自透明平面狀態開始，對測試胞元施加50 V及60 Hz之電場以使該胞元自平面狀態切換至穩定不透明焦點錐線狀態。然後對該測試胞元施加40 V及50 kHz之電場以使該胞元自不透明焦點錐線狀態切換至穩定平面狀態。直接切換係藉由施加低(60 Hz)及高(50 kHz)頻率下之矩形波場達成。比較實例1 經由毛細管作用將混合物D-0裝入胞元2內。自透明平面狀態開始，對測試胞元施加50 V及60 Hz之電場以使該胞元自平面狀態切換至穩定不透明焦點錐線狀態。然後對該測試胞元施加40 V及50 kHz之電場以使該胞元自不透明焦點錐線狀態切換至穩定平面狀態。直接切換係藉由施加低(60 Hz)及高(50 kHz)頻率下之矩形波場達成。總結：工作實例1-2於焦點錐線狀態下顯示最高濁度水平，而工作實例1-1於焦點錐線狀態下顯示顯著較低濁度水平，但仍比比較實例1更佳。另外，相較於比較實例1，工作實例1-3於焦點錐線狀態下顯示濁度水平之改善。工作實例2 製備下列混合物D-1。液晶 混合物 D-1 之組成及性質 將0.25% w/w之上文描述於工作實例1-2中之聚苯乙烯粒子添加至混合物D-1中及於烘箱中在50℃下乾燥48小時以蒸發溶劑。經由毛細管作用將所得之混合物裝入胞元2內。自透明平面狀態開始，對測試胞元施加105 V及60 Hz之電場以使該胞元自平面狀態切換至不透明焦點錐線狀態。然後對該測試胞元施加105V及200 kHz之電場以使該胞元自不透明焦點錐線狀態切換至平面狀態。直接切換係藉由施加低(60 Hz)及高(200 kHz)頻率下之矩形波場達成。比較實例2 製備下列混合物C-1。液晶混合物C-1之組成及性質經由毛細管作用將所得之混合物裝入胞元1內。自透明平面狀態開始，對測試胞元施加50 V及60 Hz之電場以使該胞元自平面狀態切換至穩定不透明焦點錐線狀態。然後對該測試胞元施加40 V及50 kHz之電場以使該胞元自不透明焦點錐線狀態切換至穩定平面狀態。直接切換係藉由施加低(60 Hz)及高(50 kHz)頻率下之矩形波場達成。相比於比較實例2，工作實例2顯示濁度水平之顯著改善，即使比較實例2顯示較高Δn值。在工作實例2中，利用雙頻ChLC混合物以證實對應裝置可快速切換至平面狀態及甚至於較厚胞元(15 um)中及無配向層之情況下保持透明狀態。此外，該平面狀態係高度透明的，因為聚合物粒子之折射率係接近ChLC混合物之N_m _ean 及ChLC混合物之反射波長係位於VIS光之波長外。

無

Claims

一種光調變元件，其包含一對相對透明基板，其等於各基板之內表面上具有電極結構，及包含膽固醇液晶介質之切換層，該膽固醇液晶介質包含一或更多種粒子。
如請求項1之光調變元件，其中該膽固醇液晶介質包含一或更多種具有正介電各向異性之液晶原化合物及一或更多種具有負介電各向異性之液晶原化合物。
如請求項1或2中至少一項之光調變元件，其中該膽固醇液晶介質係雙頻膽固醇液晶介質。
如請求項1至3中任一項之光調變元件，其中該膽固醇液晶介質包含一或更多種選自式B-I至B-III化合物之群之化合物，其中 L^B11 至L^B31 獨立地係H或F，藉此若非及中之至少一者表示，則L^B22 及L^B31 表示F， R^B1 、R^B21 、R^B22 、R^B31 及R^B32 各獨立地係H、具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其等可為未經取代、經鹵素或CN單取代或多取代，一或更多個非相鄰CH₂ 基團亦可在每次出現時彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(CH₃ )-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-或-CºC-以氧原子非彼此直接連接之方式置換， X^B1 係F、Cl、CN、NCS、OCF₂ H、OCF₃ 、CF₃ ， Z^B1 、Z^B2 、Z^B31 及Z^B32 在每次出現時獨立地係-CH₂ -CH₂ -、-CO-O-、-O-CO-、-CF₂ -O-、-O-CF₂ -、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵，n係1、2或3，及 m係0、1或2。
如請求項1至4中任一項之光調變元件，其中該膽固醇液晶介質包含50至98%之量之一或更多種式B-I、B-II及或B-III化合物。
如請求項1至5中任一項之光調變元件，其中該膽固醇液晶介質包含一或更多種對掌性化合物，該等對掌性化合物各獨立或彼此組合地具有5 µm^-1 或以上之螺旋扭曲力(IHTP_total I)之絕對值。
如請求項1至6中任一項之光調變元件，其中該膽固醇液晶介質包含1至20%之量之一或更多種化合物對掌性化合物。
如請求項1至7中任一項之光調變元件，其中該膽固醇液晶介質包含一或更多種粒子，其中該粒子材料之折射率係與該所用液晶介質之折射率相差-0.5至+0.5之範圍。
如請求項1至8中任一項之光調變元件，其中該膽固醇液晶介質包含0.1%至10%之量之一或更多種粒子。
如請求項1至9中任一項之光調變元件，其中該膽固醇液晶介質之交叉頻率之值係≥ 15。
一種產生光調變元件之方法，其包括至少下列步驟： -切割基板並清潔， -於該等基板上提供該電極結構， -視需要，塗覆至少一個配向層， -使用UV可固化黏合劑組裝該胞元， -用包含一或更多種粒子之該膽固醇液晶介質填充該胞元， -視需要，使該LC介質之可聚合化合物固化。
一種如請求項1至10中任一項之光調變元件之用途，其用於光學或電光學組件或裝置。
一種光學或電光學組件或裝置，其包含如請求項1至10中任一項之光調變元件。