TW201900853A - 液晶介質 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種包含可聚合化合物之液晶(LC)介質，關於其製備方法，關於其用於光學、電光以及電子目的，特定言之在用於調節光通過區域元件之路徑的切換裝置，如可切換窗中之用途。

Description

液晶介質
本發明係關於一種包含可聚合化合物之液晶(LC)介質，關於其製備方法，關於其用於光學、電光以及電子目的，特定言之在用於調節光通過區域元件之路徑的切換裝置，如可切換窗中之用途。
熟習此項技術者已知具有允許各種日光吸收度之可黑暗切換層(darkenable switching layers)的窗元件。此等窗元件時常基於由應用電極定址的包含液晶(LC)介質之切換層，如例如US 2016/033807 A中所揭示。含有具有上文所描述之切換層中之一者之切換元件的窗元件可在「光亮」與「黑暗」狀態之間切換，使得其外壁中含有窗元件作為窗之透光性組件的房間之遮光在「黑暗」切換狀態下實現，其中遮光程度可由施加至切換元件之電壓來調節。
然而，即使在「黑暗」切換狀態下經由窗元件進入房間的日光亦被許多人視為不適的，此係因為人們甚至仍會因「黑暗」日光而感覺眩目。儘管為了避免眩目，人們可將切換元件切換成「更黑暗」切換狀態，直至最後達成感覺不再眩目的「黑暗」切換狀態為止，但此外必須考慮到人們對因日光引起的眩目敏感的各種程度。若接著達成對於每個人而言足夠之「黑暗」切換狀態，則以此方式遮光之空間常常過於黑暗而使得工作變得更加困難(若並非完全不可能)。因此，有人被迫藉助於人工照明而恢復工作必要的亮度，然而，自能量觀點來看，人工照明係非所需的。
因此，本發明具有提供含有切換元件之窗元件之目標，該窗元件使得有可能獨立於房間中必需之亮度來調節房間中由日光造成之眩目，由此避免人工照明之必要性。
聚合物分散之液晶(PDLC)膜具有用於可撓性顯示器、透明顯示器以及智慧型窗之可觀潛力，此係因為其可經電切換。自混濁切換至透明的正常混濁PDLC模式由於其易於製造而流行。
然而，具有正常混濁外形而無電壓之窗可為缺點。本發明人已披露對於窗應用，正常透明模式PDLC可為更佳的。此處存在的一種解決方案為正常透明聚合物網路LC裝置。
基於含有光聚合液晶(LC)分子網路之液晶的各向異性凝膠用於藉由施加電場來可逆地將LC顯示器單元自未散射切換至散射模式(R.M.A. Hikmet, J. Appl. Phys. 68(9), 1990, 4406-4412)。
因此本發明之另一目標為提供用於切換元件之切換層，所述切換層允許自切換元件之透明狀態切換為不透明，亦即不透明狀態。不透明狀態在本文中為其中傳遞穿過切換元件之光經散射的狀態。不透明切換狀態應引起選自以下之一或多個效應：如上文所提及之炫目減輕及隱私建立。
本發明之另一目的為易於製造較大區域光學裝置，如窗玻璃板及其他透明建築元件。較大玻璃基板上之較薄功能層之沈積通常與可觀技術努力組合。
本發明涉及一種液晶(LC)介質，其包含一或多種可聚合化合物、一或多種選自式CY及PY之化合物及一或多種式TO化合物其中 a 表示1或2， b 表示0或1， R1 及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中另外，一或兩個不相鄰CH2 基團可以使O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換，較佳地具有1至6個C原子之烷基或烷氧基， Zx 及Zy 各自彼此獨立地表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵，較佳地單鍵， L1-4 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2 。
本發明之另一主題為一種LC介質，其包含： - 低分子量LC組分(下文亦被稱作「主體混合物」)，其包含一或多種選自式CY及PY之化合物，及一或多種式TO化合物，及 - 可聚合組分，其包含一或多種可聚合化合物，及視情況選用之一或多種光引發劑或其聚合產品(例如聚合物網路)。
本發明另外係關於一種如上文及下文所描述之LC介質，其中可聚合化合物經聚合。
本發明進一步係關於如上文及下文所描述之LC介質在用於調節光通過區域元件之路徑之切換裝置，極佳地可切換窗中的用途。
本發明另外係關於一種用於調節光通過區域元件之路徑之切換裝置，極佳地可切換窗，該切換裝置包含根據本發明之LC介質，其中較佳地LC介質之可聚合化合物經聚合以形成聚合物網路。
本發明進一步係關於一種用於切換裝置中之切換層，其中切換層具有透明切換狀態及散射切換狀態且包含在上部切換層平面USLP與下部切換層平面LSLP之間的LC介質，該LC介質包含至少： - 低分子量LC組分，及 - 可聚合或聚合物組分 其中低分子量LC組分及可聚合或聚合物組分如上文及下文所定義。
本發明進一步係關於一種用於切換元件中之切換層，其中切換層具有透明切換狀態及散射切換狀態且包含在上部切換層平面與下部切換層平面之間的LC介質，特徵在於LC介質如上文及下文所描述。較佳地，切換層之LC介質包含經向列配置之分子。較佳地，切換層之LC介質中之可聚合化合物經聚合以形成聚合物網路。
本發明進一步係關於一種包含如上文及下文所描述之切換層的切換裝置。
較佳地，在可切換裝置中，切換層配置於第一層序列中，且其中第一層序列自外朝內包含： -外部基板層， -外部導電層， -如上文及下文所描述之切換層， -內部導電層，及 -內部基板層。
本發明進一步係關於一種包含如上文及下文所描述之切換層或切換裝置的可切換窗。
本發明另外係關於一種用於製造如上文及下文所描述之切換裝置之方法，該方法包含以下步驟：在視情況配備有一或多個其他層(如透明電極或配向層)之兩個平面平行基板之間填充或以其他方式提供包含一或多種如上文及下文所描述之可聚合化合物的LC介質，以及使該等可聚合化合物聚合。
可聚合化合物較佳地藉由光聚合，極佳地藉由UV光聚合來聚合。
本發明另外係關於一種用於製備如上文及下文所描述之LC介質之方法，該方法包含以下步驟：將一或多種式CY及/或PY之化合物與一或多種式TO化合物及與一或多種可聚合化合物及視情況與其他LC化合物及/或添加劑混合。
術語及定義 如本文所使用，術語「切換層」及「切換裝置」應理解為意謂可在兩個狀態之間切換，從而引起光通過層或裝置之路徑變化，且較佳地其中兩個狀態例如藉由施加電壓而具有不同光透射率的層或裝置。
如本文中所使用，術語「光線」應理解為意謂UV-A、VIS及NIR區域中之電磁線。特定言之，應理解為意謂具有不被窗中通常所使用之材料(例如玻璃)吸收或僅吸收可忽略程度之波長的光線。根據通常所用之定義，UV-A區域應理解為意謂波長為320 nm至380 nm，VIS區域意謂波長為380 nm至780 nm，且NIR區域意謂波長為780 nm至2000 nm。
如本文中所使用，術語「二色性染料」應理解為意謂吸光性化合物，其吸收特性取決於相對於光之極化方向之分子定向。典型地，根據本申請案之二色性染料通常具有狹長形狀，亦即，染料分子在一個空間方向(縱向軸)上相較於在其他兩個空間方向上明顯更長。
如本文中所使用，術語「液晶(LC)介質」應理解為意謂在某些條件下具有液晶特性之材料。根據本發明之LC介質典型地包含至少一種化合物，其分子具有狹長形式，亦即在一個空間方向(縱向軸)上相較於在其他兩個空間方向上明顯較長。LC介質較佳地具有向列相。
如本文中所使用，術語「低分子量化合物」應理解為意謂為單體的及/或與「聚合化合物」或「聚合物」相反，並非藉由聚合反應製備，且較佳為不可聚合的化合物。
如本文所使用，術語「不可聚合化合物」應理解為意謂不含有適用於在通常應用於可聚合化合物或RM聚合之條件下聚合之官能基的化合物。
如本文所使用，術語「液晶原基基團」為熟習此項技術者已知且描述於文獻中，且意謂由於其吸引及排斥相互作用之各向異性而實質上有助於在低分子量或聚合物質中引起液晶(LC)相的基團。含有液晶原基基團之化合物(液晶原基化合物)自身不必一定具有LC相。對於液晶原基化合物而言，亦有可能僅在與其他化合物混合之後及/或在聚合之後展現LC相行為。典型液晶原基基團為(例如)剛性棒狀或圓盤狀單元。與液晶原基或LC化合物結合使用之術語及定義之概述在Pure Appl . Chem . 2001, 73(5), 888及C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele,Angew . Chem . 2004 , 116, 6340-6368中給出。
如本文中所使用，術語「反應性液晶原基」及「RM」應理解為意謂一種含有液晶原基或液晶構架及一或多個附接至其中之適用於聚合且亦稱為「可聚合基團」或「P」之官能基的化合物。
除非另外說明，否則如本文中所使用之術語「可聚合化合物」應理解為意謂可聚合單體化合物。
除非另外說明，否則可聚合化合物較佳地選自非對掌性化合物。
如本文中所使用，術語「間隔基團」(下文亦稱為「Sp」)為熟習此項技術者已知且描述於文獻中，參見例如Pure Appl . Chem . 2001, 73(5), 888及C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele,Angew . Chem . 2004 , 116, 6340-6368。如本文所使用，術語「間隔基團」或「間隔基」意謂可撓性基團，例如伸烷基，其連接可聚合液晶原基化合物中之液晶原基基團及可聚合基團。
在上文及下文中，表示反-1,4-伸環己基環，且及表示1,4-伸苯基環。
術語「鹵素」表示F、Cl、Br或I，較佳地F或Cl。 -CO-、-C(=O)-及-C(O)-表示羰基，亦即。
術語「烷基」、「芳基」、「雜芳基」等亦涵蓋多價基團，例如伸烷基、伸芳基、伸雜芳基等。
術語「芳基」表示芳族碳基或自其衍生之基團。術語「雜芳基」表示如上文所定義之「芳基」，其含有一或多個較佳選自N、O、S、Se、Te、Si及Ge之雜原子。
較佳烷基為例如甲基、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。
較佳烯基為例如乙烯基、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、環辛烯基等。
較佳炔基為例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
較佳烷氧基為例如甲氧基、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、正十一烷氧基、正十二烷氧基等。
較佳胺基為例如二甲胺基、甲胺基、甲基苯胺基、苯胺基等。 其中L具有上文所指示之含義中之一者。
用於切換層之LC低分子量組分可在廣泛範圍中變化，其中具有如本文所揭示之較佳特徵之介質為較佳的。根據本發明之LC介質較佳地具有負介電各向異性Δε，其與反向基板側上之電極合作良好。多種合適且較佳的化合物展示於下文較佳實施例中。
選自式CY、PY、T及TO之化合物為尤其較佳的。尤其，式CY、PY、T、YC、Y、FI、N、BC、CR、RC、PH及BF之化合物將有助於負向Δε。另外，可將一或多種選自式ZK、DK、VK及B之化合物(其較佳地為中性介電性)添加至LC介質中以用於微調物理及電光特性。
切換層之經處理LC介質以切換層之至少一種狀態，較佳地以電壓驅動狀態向前散射。
切換層類似於聚合物分散LC裝置(PDLC裝置)根據在「黑暗」狀態下散射及在亮態下不散射之原理工作。切換層較佳以此方式組態，在該等切換狀態中之一者下，在入射線方向D(=)上撞擊上部切換層平面USLP的平行光線在穿過該切換層時自D(=)偏離，使得在離開下部切換層平面LSLP之後，最初平行光線以導致向前散射之向前散射方向D(＜)散射，其量測作為擴散透射率Td ，其中Td ＞ 0.2，且其中Td 根據公式(1)來定義 Td = (I≥ 2.5° / It ) (1)， 其中 I≥ 2 . 5° 表示散射角度≥2.5°之大角度散射之強度，且 It 表示總透射之強度。
此處，所指示之值Td 在光譜區間380 nm至780 nm上平均化。所指示之強度係如實施例中所指示來判定，且值Td 係如實施例中所指示來判定。
擴散混濁度H (亦被稱作混濁度)在本文中根據公式(2)來定義 H = Td · 100 [%] (2)， 其中Td 根據上文公式(1)來定義。
除了藉助於光亮/黑暗狀態進行調節以外，建置至切換元件中之根據本發明之切換層視情況允許能夠調節由日光造成之眩目，而無需藉助於人工空間照明而實現必需的空間亮度的能力。此經由根據本發明之切換層之擴散透射率(在切換狀態中之一者下較佳地大於0.2)變得有可能，從而至少顯著降低經由切換層自外部進入房間之光線所造成的眩目且同時在房間中成功產生充足的亮度，以使得在白天期間在無人工照明的情況下工作會變得有可能。許多人對此感覺極舒適，且另外減少具有窗元件之建築物的能量需要，該窗元件含有具有根據本發明之切換層的切換元件。
原則上，節能、透明或可撓性顯示器裝置亦可藉由根據本發明之切換層來實現。該等元件之產生有利地與極少投入相關聯，此係因為尤其並不必須將「配向層」應用於基板。
通常將LC介質引入至例如玻璃或塑料(聚合物)之平行基板之間。在此組態下，配向添加物將影響LC分子關於基板平面之縱向軸之垂直配向。
較佳地，LC之介電各向異性為負向，典型地介電各向異性Δε ＜ 1.5。此設計允許自透明至藉由基板之間的電場散射的切換操作。為此，將電極提供於面向LC介質之對置基板側上，向該等LC介質供應適合的切換電壓。在本文中，矩形AC電壓用於切換。
出於本發明之目的，術語「切換狀態」主要採用來意謂其中根據本發明之切換層可存在之二進制狀態，亦即 - 在根據本發明之切換層之擴散透射率Td 為0.2至1且對於人眼呈現均相不透光之切換狀態下，及 - 在根據本發明之切換層的擴散透射率Td ＜ 0.2且對於人眼呈現透明且清晰的另一切換狀態下。
然而，根據本發明之切換層亦有可能具有其他切換狀態，尤其中間狀態。
另外，若根據本發明之切換層在切換元件中與其他切換層組合，則其允許在完全私密狀態與在與外部視覺接觸下之狀態之間切換。特定言之，與外部視覺接觸為不由遮陽篷及百葉窗提供之特性。
在式CY及PY化合物中，較佳地，L1 及L2 二者均表示F或L1 及L2 中之一者表示F而另一者表示Cl，或L3 及L4 二者均表示F或L3 及L4 中之一者表示F而另一者表示Cl。
式CY化合物較佳地選自由以下子式組成之群： 其中a表示1或2，烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基，且烯基表示具有2-6個C原子之直鏈烯基，且(O)表示氧原子或單鍵。烯基較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
尤其較佳的為選自式CY1、CY2、CY9及CY10之化合物。
式PY之化合物較佳選自由以下子式組成之群： 其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基，且烯基表示具有2-6個C原子之直鏈烯基，且(O)表示氧原子或單鍵。烯基較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
尤其較佳的為選自式PY1、PY2、PY9及PY10之化合物。
較佳LC介質含有一或多種式CY2化合物及一或多種式PY10化合物。
較佳地，LC介質之低分子量LC組分(亦即不包括可聚合組分)中之式CY及PY及其子式之化合物之總濃度為10至50重量%，極佳地10至30重量%。
較佳地，LC介質之低分子量LC組分(亦即不包括可聚合組分)中之式CY及其子式之化合物之濃度為5至30重量%，極佳地5至20重量%。
較佳地，LC介質之低分子量LC組分(亦即不包括可聚合組分)中之式PY及其子式之化合物之濃度為5至20重量%，極佳地5至15重量%。
較佳式TO化合物為其中L3 為H之彼等化合物。
式TO化合物較佳地選自以下式： 其中R1 及R2 如上所定義，R1 及R2 尤其較佳為具有1至8個碳原子之烷基或烷氧基。極佳地，R1 為具有1至6個C原子之烷基且R2 為具有1至6個C原子之烷氧基。
較佳考慮包含一或多種選自式TO1及TO2之化合物及一或多種選自式TO3及TO4之化合物的LC介質。
另外較佳考慮包含一或多種式TO1化合物、一或多種式TO2化合物、一或多種式TO3化合物及一或多種式TO4化合物之LC介質。
較佳地，LC介質之低分子量LC組分(亦即不包括可聚合組分)中之式TO化合物之濃度為20至80%，極佳地30至75%，最佳35至65%。
在本發明之另一較佳實施例中，LC介質或LC主體混合物包含一或多種下式化合物：其中R1 及R2 具有式CY中所給出之含義，且LT1 - T6 各自彼此獨立地表示H、F或Cl，其中LT1 至LT6 中之至少一者為F或Cl。
式T化合物較佳選自由以下子式組成之群： 其中R表示具有1-7個C原子之直鏈烷基或烷氧基，R*表示具有2-7個C原子之直鏈烯基，(O)表示氧原子或單鍵，且m表示1至6之整數。R*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
R及R*較佳表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基。
極佳的為式T1、T2及T3之化合物，尤其式T1及T2之彼等化合物。
極佳的為式T1-T24之化合物，其中(O)表示氧原子，m為1、2、3、4或5，且R為甲基、乙基、丙基、丁基或戊基或己基，其較佳為直鏈的。
較佳地，LC介質之低分子量LC組分(亦即不包括可聚合組分)中之式T或T1-T24之化合物之濃度為5至20%，極佳地5至15%。
較佳地，LC介質含有1至5種、極佳1或2種式T或T1-T24之化合物。
更佳LC介質選自以下實施例或其任意組合：
a) 額外包含一或多種下式化合物之LC介質：其中個別自由基具有以下含義： R3 及R4 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中另外，一或兩個不相鄰CH2 基團可以使O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-O-CO-或-CO-O-置換， Zy 表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵，較佳地單鍵。
式ZK化合物較佳地選自由以下子式組成之群： 其中烷基及烷基*各彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基，且烯基表示具有2-6個C原子之直鏈烯基。烯基較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
尤其較佳為式ZK1化合物。
尤其較佳之式ZK化合物選自以下子式： 其中丙基、丁基及戊基為直鏈基團。
最佳為式ZK1a化合物。
b) 額外包含一或多種下式化合物之LC介質：其中個別基團在每次出現時相同或不同地具有以下意義： R5 及R6 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中另外，一或兩個不相鄰CH2 基團可以使O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換，較佳地具有1至6個C原子之烷基或烷氧基， e 表示1或2。
式DK化合物較佳選自由以下子式組成之群： 其中烷基及烷基*各彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基，且烯基表示具有2-6個C原子之直鏈烯基。烯基較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
c) 額外包含一或多種選自由以下式組成之群之化合物的LC介質： 其中烷基表示C1 - 6 烷基，Lx 表示H或F，且X表示F、Cl、OCF3 、OCHF2 或OCH=CF2 。尤其較佳考慮其中X指示F之式G1化合物。
d) 額外包含一或多種選自由以下式組成之群之化合物的LC介質： 其中R5 具有上文針對R1 所指示之含義中之一者，烷基表示C1 - 6 烷基，d表示0或1，且z及m各自彼此獨立地表示1至6之整數。此等化合物中之R5 尤其較佳地為C1 - 6 烷基或烷氧基或C2 - 6 烯基，d較佳地為1。
根據本發明之LC介質之低分子量LC組分(亦即不包括可聚合組分)較佳包含呈³ 5重量%之量的一或多種上述式之化合物。
e) 額外包含一或多種選自由以下式組成之群的聯二苯化合物之LC介質：其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1-6個C原子之直鏈烷基，且烯基及烯基*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基及烯基*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
LC介質之低分子量LC組分(亦即不包括可聚合組分)中之式B1至B3之聯苯之比例較佳地為至少3重量%，尤其³ 5重量%。
式B2化合物尤其較佳。
式B1至B3化合物較佳地選自由以下子式組成之群： 其中烷基* 表示具有1-6個C原子之烷基。根據本發明之介質尤其較佳包含一或多種式B1a及/或B2c之化合物。
f) 額外包含一或多種下式化合物之LC介質：其中 R9 表示H、CH3 、C2 H5 或正C3 H7 ，(F)表示視情況存在之氟取代基，且q表示1、2或3，及R7 具有針對R1 所指示之含義中之一者，按LC介質之低分子量LC組分(亦即不包括可聚合組分)計，較佳地呈＞3重量%、尤其³5%重量%及極其較佳地5-30重量%之量。
尤其較佳之式FI化合物選自由以下子式組成之群： 其中R7 較佳表示直鏈烷基，且R9 表示CH3 、C2 H5 或正C3 H7 。尤其較佳為式FI1、FI2及FI3之化合物。
g) 額外包含一或多種選自由以下式組成之群之化合物的LC介質：其中R8 具有針對R1 所指示之含義，且烷基表示具有1至6個C原子之直鏈烷基。
h) 額外包含一或多種含有四氫萘基或萘基單元之化合物的LC介質，該等化合物例如選自由以下式組成之群： 其中 R10 及R11 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中另外，一或兩個不相鄰CH2 基團可以使O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換，較佳地具有1至6個C原子之烷基或烷氧基， 且R10 及R11 較佳地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基或烷氧基或具有2至6個C原子之直鏈烯基，且 Z1 及Z2 各自彼此獨立地表示-C2 H4 -、-CH=CH-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )3 O-、-O(CH2 )3 -、-CH=CH-CH2 CH2 -、-CH2 CH2 CH=CH-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CH2 -或單鍵。
i) 額外包含一或多種下式之二氟二苯并𠳭烷及/或𠳭烷之LC介質：其中 R11 及R12 各自彼此獨立地具有上文針對R11 所指示之含義中之一者， 環M 為反-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基， Zm -C2 H4 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-或-O-CO-， c 為0、1或2，
按LC介質之低分子量LC組分(亦即不包括可聚合組分)計，較佳地呈3至20重量%之量，特定言之呈3至15重量%之量。
尤其較佳式BC、CR及RC之化合物選自由以下子式組成之群： 其中烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，(O)表示氧原子或單鍵，c為1或2，且烯基及烯基*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基。烯基及烯基*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
極其尤佳為包含一種、兩種或三種式BC-2化合物之混合物。
k) 額外包含一或多種下式之氟化菲及/或二苯并呋喃的LC介質： 其中R11 及R12 各自彼此獨立地具有上文針對R11 所指示之含義中之一者，b表示0或1，L表示F，且r表示1、2或3。
尤其較佳式PH及BF之化合物選自由以下子式組成之群：其中R及R'各自彼此獨立地表示具有1-7個C原子之直鏈烷基或烷氧基。
l) 額外包含一或多種下式之單環化合物之LC介質：其中 R1 及R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中另外，一或兩個不相鄰CH2 基團可以使O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換，較佳地具有1至6個C原子之烷基或烷氧基， L1 及L2 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2 。
較佳地，L1 與L2 二者均表示F或L1 及L2 中之一者表示F而另一者表示Cl。
式Y化合物較佳選自由以下子式組成之群： ， 其中，烷基及烷基*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，烷氧基表示具有1至6個C原子之直鏈烷氧基，烯基及烯基*各自彼此獨立地表示具有2至6個C原子之直鏈烯基，且O表示氧原子或單鍵。烯基及烯基*較佳地表示CH2 =CH-、CH2 =CHCH2 CH2 -、CH3 -CH=CH-、CH3 -CH2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )2 -CH=CH-、CH3 -(CH2 )3 -CH=CH-或CH3 -CH=CH-(CH2 )2 -。
尤其較佳式Y化合物選自由以下子式組成之群：其中烷氧基較佳地表示具有3、4或5個C原子之直鏈烷氧基。
較佳考慮具有向列LC相、且較佳地不具有對掌性液晶相的LC介質。此外，較佳考慮不含有對掌性化合物之LC介質。
在根據本發明之切換裝置中，該切換層含有較佳選自如上文及下文所描述之較佳實施例中之一者且包含經向列配置之LC分子之LC介質，且該切換層進一步含有由可聚合化合物之聚合形成且較佳地分散於切換層之LC介質中之聚合物網路。
經向列配置之分子較佳地以具有聚合物網路分散其中之向列LC分子之混合物(或LC主體混合物)形式採用。聚合物網路由包含於LC主體混合物中之可聚合組分形成，該可聚合組分含有一或多種可聚合化合物及視情況存在之一或多種光引發劑。
因此，根據本發明之LC介質進一步包含含有一或多種可聚合化合物之可聚合組分，該等可聚合化合物較佳地選自可聚合液晶原基化合物(亦稱為反應性液晶原基)及視情況存在之一或多種光引發劑。
較佳地，LC介質包含一或多種選自式I之可聚合化合物： Ra -B1 -(Zb -B2 )m -Rb I 其中個別基團在每次出現時相同或不同地且各自彼此獨立地具有以下含義： Ra 及Rb P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5 或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外，一或多個不相鄰CH2 基團可以使O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經-C(R0 )=C(R00 )-、-CºC-、-N(R00 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中另外，一或多個H原子可經F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-置換，其中若B1 及/或B2 含有飽和C原子，則Ra 及/或Rb 亦可表示螺-連接至此飽和C原子之基團， 其中基團Ra 及Rb 中之至少一者表示或含有基團P或P-Sp-， P 可聚合基團， Sp 間隔基團或單鍵， B1 及B2 芳族、雜芳族、脂環或雜環基，較佳具有4至25個環原子，其亦可含有稠合環且其未經取代或經L單取代或多取代， Zb -O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-(CH2 )n1 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-(CF2 )n1 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR0 R00 或單鍵， R0 及R00 各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基， m 表示0、1、2、3或4， n1 表示1、2、3或4， L P、P-Sp-、OH、CH2 OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2 、-C(=O)Y1 、-C(=O)Rx 、-N(Rx)2 、視情況經取代矽烷基、視情況經取代之具有6至20個C原子之芳基，或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，其中另外，一或多個H原子可經F、Cl、P或P-Sp-置換， P及Sp 具有上文所指示之含義， Y1 表示鹵素，Rx 表示P、P-Sp-、H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基，其中另外，一或多個不相鄰CH2 基團可以使O及/或S原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中另外，一或多個H原子可經F、Cl、P或P-Sp-、視情況經取代之具有6至40個C原子之芳基或芳氧基或視情況經取代之具有2至40個C原子之雜芳基或雜芳氧基置換。
尤其較佳式I化合物為彼等化合物：其中B1 及B2 各自彼此獨立地表示1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、萘-1,4-二基、萘-2,6-二基、菲-2,7-二基、9,10-二氫-菲-2,7-二基、蒽-2,7-二基、茀-2,7-二基、香豆素、黃酮，其中另外，此等基團中之一或多個CH基團可經N、環己烷-1,4-二基置換，其中另外，一或多個不相鄰CH2 基團可經O及/或S、1,4-伸環己烯基、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、哌啶-1,4-二基、十氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、茚滿-2,5-二基或八氫-4,7-甲橋茚滿-2,5-二基置換，其中所有此等基團可均未經取代或經如上文所定義之L單取代或多取代。
尤其較佳式I化合物為其中B1 及B2 各自彼此獨立地表示1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基之彼等化合物。
可聚合基團P為適用於聚合反應(諸如自由基或離子鏈聚合、加成聚合或聚縮合)或聚合物類似反應(例如加成或縮合至主聚合物鏈上)的基團。尤其較佳為用於鏈聚合之基團，特定言之含有C=C雙鍵或-CºC-參鍵之彼等基團，及適合於開環聚合之基團，諸如氧雜環丁烷或環氧基。
較佳基團P選自由以下組成之群：CH2 =CW1 -CO-O-、CH2 =CW1 -CO-、 、CH2 =CW2 -(O)k3 -、CW1 =CH-CO-(O)k3 -、CW1 =CH-CO-NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH3 -CH=CH-O-、(CH2 =CH)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-，其中W1 表示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 各自彼此獨立地表示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 各自彼此獨立地表示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 各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基；Phe表示1,4-伸苯基，其視情況經除P-Sp-以外之一或多個如上文所定義之基團L取代；k1 、k2 及k3 各自彼此獨立地表示0或1，k3 較佳地表示1且k4 表示1至10之整數。
極佳基團P選自由以下組成之群：CH2 =CW1 -CO-O-、CH2 =CW1 -CO-、 、CH2 =CW2 -O-、CH2 =CW2 -、CW1 =CH-CO-(O)k3 -、CW1 =CH-CO-NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、(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-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH2 =CH-(COO)k1 -Phe-(O)k2 -、CH2 =CH-(CO)k1 -Phe-(O)k2 -、Phe-CH=CH-及W4 W5 W6 Si-，其中W1 表示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 各自彼此獨立地表示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 各自彼此獨立地表示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 各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基；Phe表示1,4-伸苯基；k1 、k2 及k3 各自彼此獨立地表示0或1，k3 較佳表示1且k4 表示1至10之整數。
極其較佳基團P係選自由以下組成之群：CH2 =CW1 -CO-O-，尤其CH2 =CH-CO-O-、CH2 =C(CH3 )-CO-O-及CH2 =CF-CO-O-，另外CH2 =CH-O-、(CH2 =CH)2 CH-O-CO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、。
更佳可聚合基團P選自由以下組成之群：乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物，最佳選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
若Sp與單鍵不同，則其較佳具有式Sp"-X"，以使得各別基團P-Sp-符合式P-Sp"-X"-，其中 Sp" 表示具有1至20個，較佳地1至12個C原子之伸烷基，其視情況選經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且其中另外，一或多個不相鄰CH2 基團可以使O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-N(R0 )-、-Si(R0 R00 )-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-N(R00 )-CO-O-、-O-CO-N(R0 )-、-N(R0 )-CO-N(R00 )-、-CH=CH-或-CºC-置換， X" 表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CO-N(R0 )-、-N(R0 )-CO-、-N(R0 )-CO-N(R00 )-、-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=CR0 -、-CY2 =CY3 -、-CºC-、-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-或單鍵， R0 及R00 各自彼此獨立地表示H或具有1至20個C原子之烷基，及 Y2 及Y3 各自彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。 X"較佳地為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR00 -或單鍵。
典型的間隔基團Sp及-Sp"-X"-為例如-(CH2 )p1 -、-(CH2 CH2 O)q1 -CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -S-CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -NH-CH2 CH2 -或-(SiR0 R00 -O)p1 -，其中p1為1至12之整數，q1為1至3之整數，且R0 及R00 具有上文所指示之含義。
尤其較佳基團Sp及-Sp”-X”-為-(CH2 )p1 -、-(CH2 )p1 -O-、-(CH2 )p1 -O-CO-、-(CH2 )p1 -CO-O-、-(CH2 )p1 -O-CO-O-，其中p1及q1具有上文所指示之意義。
在各情況下，尤其較佳之基團Sp''為直鏈伸乙基、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。
極佳式I化合物選自以下式： 其中個別基團在每次出現時相同或不同地且各自彼此獨立地具有以下含義： P1 、P2 、P3 針對P所給出之含義中之一者，較佳地乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷或環氧基， Sp1 、Sp2 、Sp3 針對Sp所給出之含義中之一者， 其中，基團P1 -Sp1 -、P1 -Sp2 -及P3 -Sp3 -中之一或多者亦可表示Raa ，其限制條件為所存在之基團P1 -Sp1 -、P2 -Sp2 及P3 -Sp3 -中之至少一者不同於Raa ， Raa H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外，一或多個不相鄰CH2 基團可以使O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經(R0 )=C(R00 )-、-C≡C-、-N(R0 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換；且其中另外，一或多個H原子可經F、Cl、CN或P1 -Sp1 -置換；尤其較佳為具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈之視情況單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基、或烷氧基羰氧基(其中，烯基及炔基具有至少兩個C原子且分支鏈基團具有至少三個C原子) R0 、R00 H或具有1至12個C原子之烷基， Ry 及Rz H、F、CH3 或CF3 ， X1 、X2 、X3 -CO-O-、-O-CO-或單鍵， Z1 -O-、-CO-、-C(Ry Rz )-或-CF2 CF2 -， Z2 、Z3 -CO-O-、-O-CO-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -或-(CH2 )n -，其中n為2、3或4， L F、Cl、CN或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈之視情況單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基， L'、L" H、F或Cl， r 0、1、2、3或4， s 0、1、2或3， t 0、1或2， w 0或1， x 0或1。
在式M1至M33之化合物中，基團 其中L在每次出現時相同或不同地具有上文或下文所給出之含義中之一者。
在式I及M1至M33之化合物中，基團 L較佳為F、Cl、CN、NO2 、CH3 、C2 H5 、C(CH3 )3 、CH(CH3 )2 、CH2 CH(CH3 )C2 H5 、OCH3 、OC2 H5 、COCH3 、COC2 H5 、COOCH3 、COOC2 H5 、CF3 、OCF3 、OCHF2 、OC2 F5 或P-Sp-，極佳為F、Cl、CN、CH3 、C2 H5 、OCH3 、OC2 H5 、COCH3 、OCF3 或P-Sp-，更佳為F、Cl、CH3 、OCH3 、C2 H5 、OC2 H5 或OCF3 ，尤其為F或CH3 。
式M1至M33之較佳化合物為其中P1 、P2 及P3 表示丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氧雜環丁烷或環氧基，極佳丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團之彼等化合物。
更佳式M1至M31化合物為其中Sp1 、Sp2 及Sp3 為單鍵之彼等化合物。
更佳式M1至M31化合物為其中Sp1 、Sp2 及Sp3 中的一者為單鍵且Sp1 、Sp2 及Sp3 中的另一者不同於單鍵之彼等化合物。
更佳式M1至M33之化合物為其中與單鍵不同之彼等基團Sp1 、Sp2 及Sp3 表示-(CH2 )s1 -X"-之彼等化合物，其中s1為1至6，較佳2、3、4或5之整數，且X"為X"連接至苯環之鍵，且為-O-、-O-CO-、-CO-O、-O-CO-O-或單鍵。
極佳為式M2及M13之化合物，尤其含有恰好兩個可聚合基團P1 及P2 之二反應性化合物。
更佳為式M2及M13之化合物，其中基團Sp1 及Sp2 中之一者為單鍵而基團Sp1 及Sp2 之另一者不同於單鍵。
更佳為式M2及M13之化合物，該等化合物含有至少一個選自以下之取代基L：F、Cl、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、氟化甲基或甲氧基及氟化乙基或乙氧基，極佳地為F。
更佳為M15至M31，特定言之M17、M18、M19、M22、M23、M24、M25、M26、M30及M31之化合物，尤其為含有恰好三個可聚合基團P1 、P2 及/或P3 之三反應性化合物。
更佳為式M11、M32及M33之化合物。
極佳式I及M1-M33之化合物選自以下子式：
在另一較佳實施例中，LC介質或可聚合組分中之可聚合化合物選自(較佳地僅僅選自)以下式：其中P1 、P2 、Sp1 、Sp2 、L及r具有上文所給出之含義，且Sp1 及Sp2 中之至少一者為單鍵。較佳地，在此等化合物中，P1 及P2 表示甲基丙烯酸酯。更佳地，在此等化合物中，r中之至少一者為1或2，且L較佳為F、Cl、CH3 、OCH3 、C2 H5 、OC2 H5 或OCF3 ，極佳地為F。
在另一較佳實施例中，LC介質或可聚合組分中之可聚合化合物選自(較佳地僅僅選自)下式：其中P1 、P2 、Sp2 、L及r具有上文及下文所給出之含義，且Sp2 不同於單鍵。較佳地，在此等化合物中，P1 及P2 表示甲基丙烯酸酯。更佳地，在此等化合物中，r中之至少一者為1或2，且L較佳為F、Cl、CH3 、OCH3 、C2 H5 、OC2 H5 或OCF3 ，極佳地為F。
較佳式M13a化合物為選自式RM-53、RM-55、RM-57、RM-59、RM-61、RM-63、RM-65、RM-67、RM-69及RM-71，極佳地式RM-55、RM-57、RM-59、RM-67，最佳式RM-59之彼等化合物。
在另一較佳實施例中，LC介質含有包含一或多種可聚合化合物之可聚合組分，該一或多種可聚合化合物選自式M11、M32及M33，其中在式M11中，較佳地Z2 及Z3 中之一者或兩者表示COO或OCO。
在另一較佳實施例中，LC介質含有包含一或多種可聚合化合物之可聚合組分，該一或多種可聚合化合物選自以下子式：
尤其較佳考慮包含一種、兩種或三種可聚合化合物之LC介質，較佳地選擇如上文及下文所展示之式I或其子式。
較佳地，LC介質中之可聚合組分包含一或多種可聚合化合物，該一或多種可聚合化合物包含兩個或更多個可聚合基團(二反應性或多反應性或二官能或多官能化合物)。
在另一較佳實施例中，可聚合組分包含複數種可聚合化合物。
在另一較佳實施例中，可聚合組分包含複數種可聚合化合物，其中之至少一者為僅含有一個可聚合基團之可聚合化合物(單反應性或單官能化合物)及包含兩個或更多個可聚合基團之一或多種可聚合化合物(二反應性或多反應性或二官能或多官能化合物)。
較佳地在根據本發明之LC介質或切換層或切換裝置中，按整體LC介質(亦即包括低分子量LC組分、可聚合組分及添加劑)計，可聚合化合物或可聚合或經聚合組分之總比例處於≤50重量%，更佳地≤30重量%及極佳地≤25重量%且較佳地≥3重量%、更佳地≥5重量%、極佳地≥10重量%的範圍中。
較佳地，在根據本發明之LC介質或切換層或切換裝置中，按整體LC介質計，低分子量LC組分之比例處於≥50重量%、更佳地≥70重量%、極佳地≥75重量%且較佳地≤97重量%、更佳地≤95重量%、極佳地≤90%重量%的範圍中。
一旦聚合，可聚合化合物形成交聯聚合物或聚合物網路，其較佳地分散遍及包含於切換層中之LC介質。
此外，以向列方式配置之分子及聚合物網路較佳地彼此均相分佈。此意謂至少以肉眼或以宏觀比例尺未觀察到經向列配置分子之小液滴形成。不受理論束縛，咸信聚合物網路在微觀比例尺上形成域，其可歸因於混濁度產生。
LC介質中之可聚合化合物之聚合可以一個步驟或以兩個或超過兩個步驟進行，其中聚合條件，如UV暴露時間、溫度、輻射能量等可在個別聚合步驟中改變。
適合且較佳的聚合方法為例如熱或光聚合，較佳光聚合，特定言之UV誘導光聚合，其可藉由使可聚合化合物暴露於UV輻射來實現。
較佳地，LC介質額外包含一或多種引發或增強聚合之聚合引發劑。聚合之適合條件及引發劑之適合類型及量為熟習此項技術者已知且描述於文獻中。適用於自由基聚合的為例如可商購之光引發劑Irgacure®651、Irgacure®184、Irgacure®907、Irgacure®369、Irgacure®819、Darocur®TPO或Darocur®1173 (BASF AG)。
較佳光引發劑選自苯甲酮衍生物，極佳地選自以下結構式：
在另一較佳實施例中，LC介質含有一或多種選自氧化膦衍生物，極佳地選自以下式之光引發劑： (TPO = 2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-膦氧化物)
LC介質作為整體中之聚合引發劑之濃度較佳地為0.01至2%，極佳地為0.1至1%。
聚合引發劑為LC介質之可聚合組分的部分。
根據本發明之可聚合化合物亦適用於在無引發劑之情況下聚合，其伴隨有大量優勢，例如材料成本較低及尤其LC介質因可能殘餘量之引發劑或其分解產物所致的污染更小。因此，聚合亦可在不添加引發劑之情況下進行。因此，在另一較佳實施例中，LC介質因此不含有聚合引發劑。
LC介質亦可包含一或多種穩定劑以便例如在儲存或運輸期間防止RM之非所需自發聚合。適合類型及量之穩定劑為熟習此項技術者所熟知且描述於文獻中。尤其適合的為例如Irganox®系列(Ciba AG)，諸如(例如)Irganox® 1076之可商購穩定劑。若採用穩定劑，則其比例按RM或可聚合組分(組分A)之總量計較佳為10-500,000 ppm，尤其較佳為50-50,000 ppm。
在本發明之另一較佳實施例中，除低分子量組分及可聚合或經聚合組分以外，LC介質含有包含一或多種染料，較佳地選自二色性染料之染料組分。
染料較佳為有機化合物，尤其較佳為含有至少一個縮合芳基或雜芳基之有機化合物。
LC介質較佳包含至少兩種，尤其較佳至少三種且極其較佳三種或四種不同染料。
若兩種或超過兩種染料存在於混合物中，則其較佳地經選定以使得其吸收頻譜以基本上吸收全部可見光譜之方式彼此互補。因此對人眼產生黑色之印象。此較佳藉由使用三種或超過三種不同染料達成，其中至少一種染料吸收藍光，其中至少一種染料吸收綠光至黃光且其中至少一種染料吸收紅光。本文中之光色根據B. Bahadur, Liquid Crystals-Applications and Uses, 第3卷, 1992, World Scientific Publishing, 11.2.1章節來定義。
LC介質作為整體中之染料的總比例較佳地為0.01至20重量%，更佳地0.1至15重量%且極佳地0.2至12重量%。LC介質作為整體中之各個別染料之比例較佳地為0.01至15重量%，更佳地0.05至12重量%且極佳地0.1至10重量%。
LC介質中存在之染料較佳地溶解於LC介質中。染料之配向較佳受呈LC狀態之LC介質混合物之分子配向的影響。
染料較佳地選自二色性染料，尤其較佳地選自正二色性染料。正二色性意謂染料具有正的各向異性度R。各向異性度R尤其較佳大於0.4，極其較佳大於0.5且最佳地大於0.6。如申請案文本WO2015/154848之工作實例中所指示來判定各向異性程R。
在一替代實施例中，染料亦可較佳為負二色性染料。負二色性意謂染料具有負的各向異性程R。
LC介質中存在之染料較佳全部為正二色性或全部為負二色性。
更佳地，根據本申請案之染料主要地吸收UV-VIS-NIR區域中(亦即在320至1500 nm波長範圍中)之光。染料尤其較佳地主要吸收VIS區域中(亦即380 nm至780 nm之波長範圍中)之光。染料尤其較佳地在如上文所定義之UV-VIS-NIR區域中，較佳地在VIS區域中(亦即380 nm至780 nm之波長)具有一或多個吸收最大值。為應用於可切換窗中，染料在NIR區域中(特定言之在780 nm與1500 nm之間)具有一或多個吸收最大值可同樣為較佳的。
另外，染料較佳選自B. Bahadur, Liquid Crystals-Applications and Uses 第3卷， 1992，World Scientific Publishing, 第11.2.1節中指示之染料類別且尤其較佳選自表中所展示之明確化合物。
染料較佳選自偶氮化合物、蒽醌、次甲基化合物、甲亞胺化合物、部花青素化合物、萘醌、四嗪、芮(特定言之苝及滌綸)、苯并噻二唑、吡咯亞甲基及二酮基吡咯并吡咯。在此等中，尤其較佳的為偶氮化合物、蒽醌、苯并噻二唑(如特定揭示於WO 2014/187529中)、二酮基吡咯并吡咯(如特定揭示於WO 2015/090497中)及芮(如特定揭示於WO 2014/090373中)。
尤其較佳地採用其結構描繪於下文之以下染料：
然而，其中切換層不包含染料之實施例亦為較佳的。此具有以下優點：切換元件具有較簡單結構，且光亮狀態具有較高透射率或二者。此外，在此情況下，切換元件之光學外觀為白色的(亦即，未著色)，其適宜用於某些應用，且切換元件之壽命在存在大規模熱及光照射的情況下較佳地更長。
LC介質可額外包含一或多種其他組分或添加劑，較佳選自包括(但不限於)以下之清單：共聚單體、對掌性摻雜劑、聚合引發劑、抑制劑、穩定劑、界面活性劑、濕潤劑、潤滑劑、分散劑、疏水劑、黏附劑、流動改良劑、消泡劑、脫氣劑、稀釋劑、反應性稀釋劑、助劑、著色劑、染料、顏料及奈米粒子。
根據本發明之LC介質亦可例如包含一或多種UV穩定劑，諸如來自Ciba Chemicals之Tinuvin® (特定言之Tinuvin® 770)、抗氧化劑、自由基清除劑、奈米粒子等。適合之穩定劑描述於下表C中。
根據本發明之LC介質亦可例如包含一或多種對掌性摻雜劑，較佳地呈0.01至1%，極佳地0.05至0.5%之濃度。適合之對掌性摻雜劑提及於下表B中。較佳的對掌性摻雜劑例如選自R-1011或S-1011、R-2011或S-2011、R-3011或S-3011、R-4011或S-4011或R-5011或S-5011。
在另一較佳實施例中，LC介質含有一或多種對掌性摻雜劑之外消旋體，該一或多種對掌性摻雜劑較佳選自前述段落中所提及之對掌性摻雜劑。
此外，有可能向LC介質中添加例如0至15重量%之多色染料，此外用於改良導電性之奈米粒子、導電鹽(較佳4-己氧基苯甲酸乙基二甲基十二烷基銨、四苯基硼酸四丁銨或冠醚之複合鹽) (參見例如Haller等人, Mol. Cryst. Liq. Cryst.24 , 249-258 (1973))，或用於修改介電各向異性、黏度及/或向列相之配向的物質。此類型之物質描述於(例如)DE-A 22 09 127、22 40 864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430及28 53 728中。
根據本發明之LC介質之較佳實施例的個別組分為已知的；或其製備方法因為其基於文獻中所描述之標準方法而可容易由熟習相關技術者自先前技術衍生。式CY化合物描述於(例如)EP-A-0 364 538中。式ZK化合物描述於(例如)DE-A-26 36 684及DE-A-33 21 373中。
熟習此項技術者不言而喻，根據本發明之LC介質亦可包含其中例如H、N、O、Cl、F已經如氘等之對應同位素置換之化合物。
根據本發明之切換層之LC介質較佳地具有＞ 1.0·109 ohm·cm，尤其較佳地＞ 1.0·1011 ohm·cm之比電阻。
根據本發明之LC介質較佳地保持降至-20℃，且較佳地降至-30℃，尤其較佳地降至-40℃之向列相，且較佳地具有³ 90℃、較佳地³ 95℃、更佳地＞ 100℃或＞ 105℃且極其較佳地＞ 110℃之澄清點。
本發明之LC介質較佳地具有至少100 K、更佳地至少120 K且最佳至少140 K之向列相範圍。
在20℃及1 kHz下，根據本發明之LC介質之負介電各向異性Δε較佳地為-0.5至-10，最佳地為-2.5至-7.5。
根據本發明之LC介質之雙折射率Δn ≥ 0.20，極佳地≥ 0.22。
可根據本發明使用之LC介質以本身常規的方式，例如藉由將一或多種式CY及/或PY及TO之化合物與一或多種上述較佳實施例之化合物及/或與其他LC化合物及/或添加劑，如可聚合化合物、染料及/或光引發劑混合來製備。一般而言，適宜地在高溫下，將以較少量使用之所需量之組分溶解於構成主要成分之組分中。亦有可能在有機溶劑中，例如在丙酮、氯仿或甲醇中混合各組分之溶液，且例如藉由在充分混合後蒸餾來再次移除溶劑。
根據本發明之LC介質較佳地用於均勻調節光通過區域元件之路徑，特定言之用於調節日光之路徑之裝置(上文及下文亦被稱作「切換裝置」)中。該裝置較佳用於可切換窗中。均勻調節在本文中意謂透射在區域元件內之所有點處大體上相同。
因此，本發明係關於均勻調節光通過區域元件之路徑的裝置，其中該裝置含有根據本發明之混合物。此處區域元件之尺寸較佳為至少0.05 m2 ，尤其較佳為至少0.1 m2 ，特別較佳為至少0.5 m2 且極其較佳為至少0.8 m2 。
用於調節光通過區域元件之路徑之裝置較佳包含呈層形式之混合物。此層較佳為可切換的，亦即表示切換層。切換層之厚度較佳為10至100 µm，極佳為12至30 µm且最佳為15至25 µm。
根據本發明之裝置較佳適用於調節呈日光形式之光自環境進入空間中之路徑。此處之空間可為實質上自環境密封之任何所要空間，例如建築物、車輛或容器。裝置通常可用於任何所要空間，尤其在此等空間與環境僅具有有限空氣交換且具有穿過其可發生能量以光能形式自外部進入的透光性邊界表面時。裝置尤其較佳用於經由透光性區域、例如經由窗區域經受強烈日曬之空間。其實例為具有至機動車輛(尤其汽車)之外部及內部之較大窗區域的空間。
根據本發明之裝置較佳配置於相對較大二維結構之開口中，其中該二維結構本身僅允許極少光通過或不允許光通過，且其中該開口以相對而言較大之程度透射光。二維結構較佳為空間與外部之壁或另一分界。
本發明之裝置為可切換的。此處切換意謂光通過裝置之路徑的改變。
根據本發明之裝置較佳為可電切換的。在此情況下，其較佳包含兩個或超過兩個電極，該等電極安裝於包含根據本發明之混合物之層的兩側上。電極較佳由ITO或薄(較佳透明)金屬及/或金屬氧化物層，例如銀或FTO (摻氟氧化錫)或熟習此項技術者已知用於此用途之替代性材料組成。ITO電極可具備例如包含SiO2 之鈍化層。電極較佳具有電連接。電壓較佳由電池、可再充電電池或外部電力供應器提供。
在電切換之情況下，藉由施加電壓經由配向呈LC狀態之混合物之分子來進行切換操作。
在第一較佳實施例中，藉由施加電壓使裝置自具有低吸收(亦即高光透射率)之狀態(其在無電壓之情況下存在)轉換成具有較高吸收(亦即較低光透射率)之狀態。
在第二較佳實施例中，藉由施加電壓使裝置自具有高吸收(亦即低光透射率)之狀態(其在無電壓之情況下存在)轉換成具有較低吸收(亦即較高光透射率)之狀態。
裝置之切換層中之LC介質較佳地在兩個狀態中均為向列LC。無電壓狀態較佳地表徵為呈LC狀態之LC介質之分子，且因此在存在染料的情況下，染料之分子與切換層之平面平行配向。此較佳藉由對應地選擇配向層來達成。其尤其較佳呈平行於切換層之平面的扭轉向列狀態。扭轉角較佳小於一個完整旋轉，尤其較佳在30°與270°之間，極尤其較佳在100°與260°之間，甚至更佳地在160°與255°之間且最佳地在230°與250°之間。電壓下之狀態較佳表徵為呈LC狀態之混合物之分子，且因此染料之分子垂直於切換層之平面。
根據本發明之一較佳實施例，裝置可在無外部電力供應器之情況下藉助於太陽能電池或連接至該裝置之將光及/或熱能轉化成電能之另一裝置提供所需能量來操作。可直接或間接地，亦即經由其間連接之電池或可再充電電池或其他儲存能量之單元進行藉助於太陽能電池之能量供應。太陽能電池較佳安裝於裝置外部或為裝置之內部組件，例如WO 2009/141295中所揭示。
根據本發明之裝置較佳地具有以下層序列(自外朝內)，且其中可額外存在其他層。如下所指示之層較佳在裝置中直接與彼此鄰接： - 外部基板層，其較佳由玻璃或聚合物製成， - 外部導電透明層，其較佳由ITO製成， - 視情況存在之配向層， - 切換層，其包含根據本發明之LC介質， - 視情況存在之配向層， - 內部導電透明層，其較佳由ITO製成， - 內部基板層，其較佳由玻璃或聚合物製成。
下文描述針對個別層之較佳實施例。
外部及內部基板層可由玻璃或聚合物，較佳地透光性聚合物、特定言之玻璃、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、聚萘二甲酸伸乙酯(PEN)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、環狀烯烴聚合物(cyclic olefin polymers，COP)或三乙醯纖維素(TAC)構成。
外部及內部導電層可由透明導電氧化物(TCO)，較佳地ITO或SnO2 :F組成，或由薄透明金屬及/或金屬氧化層(例如，銀)組成。外部及內部導電層較佳地具備電連接。電壓供應較佳地由電池、可再充電電池、超級電容器或外部電流源提供。
切換層之厚度較佳地為1 µm至100 µm，極佳地為10 µm至100 µm，更佳地為12-30 µm，最佳為15至25 µm。此適用於根據本發明之切換元件具有恰好一個切換層的情況。若切換元件具有一個接另一個配置之複數個切換層S，則此等層之厚度之總和較佳地為5-200 µm，極佳為10-100 µm。
在另一較佳實施例中，在550 nm之光線下之不透光切換狀態中，切換層之厚度為10 µm至100 µm，厚度較佳地為15至25 µm，總透射率Ttotal 為0.3至1且擴散透射率Td 為0.2至1。
在較佳實施例中，在切換狀態中之一者中(較佳地在存在電壓之情況下)，切換層之擴散透射率Td 為0.25至1，極佳地為0.30至1，更佳地為0.35至1且最佳為0.40至1。
在另一較佳實施例中，切換層在另一切換狀態(較佳地無電壓狀態)下的擴散混濁度H ＜ 5%，其中擴散混濁度H ＜ 3%為尤其較佳的。
在較佳實施例中，非散射狀態較佳地在無施加電壓之情況下出現，且散射狀態較佳地在介於5至200 V的範圍內，尤其較佳地在20與100 V之間的電壓下出現。
在另一較佳實施例中，切換層提供不透光散射切換狀態，其中混濁度H值為25至100%、較佳地為60至100%，更佳地為70至100且最佳為80至100%。
在另一較佳實施例中，在切換狀態中之一者下，切換層較佳地以自上部切換層平面USLP之反向散射方向D(＞)散射小於45%、尤其較佳地小於20%、更佳地小於10%且極其較佳地小於5%之平行光線。此低後向散射尤其較佳地存在於切換層之所有切換狀態下，尤其亦存在於切換層之散射切換狀態下。
在另一較佳實施例中，切換層具有介於0%至80%範圍內之總透射率範圍內的總透射率之控制範圍，其中該控制範圍為至少15%。
切換層可存在於多切換層裝置以及包含LC介質之其他切換層中。額外切換層在本文中可為其他切換層S，及/或其可為在無散射切換狀態的情況下自光亮切換至黑暗的切換層。特別較佳的為包含兩個、三個或四個切換層之多切換層裝置，尤其較佳地為包含兩個或三個切換層之多切換層裝置。較佳地，此等切換層中之至少一者為不具有散射切換狀態之切換層。
在根據本發明之切換元件之另一較佳實施例中，該切換元件在第一層序列之外部基板層上及/或在第一層序列之內部基板層上具有第二層序列，其中該第二層序列自外朝內包含， - 基板層 - 導電層， - 切換層，其包含第二LC介質， - 導電層，及 - 基板層。
對於基板層之較佳實施例，與已在對第一層序列之對應層的描述中所解釋相同，第二層序列之導電層及配向層對應地適用。第二層序列之切換層之LC介質較佳地並不向前散射但含有一或多種二色性染料。替代地且同樣較佳地，第二層序列之切換層可為另一切換層，亦即，具有散射狀態之切換層。
包含於第二層序列之切換層中之第二LC介質可為如上文及下文所描述之根據本發明之LC介質或不同的LC介質。
根據本發明之裝置較佳包含一或多個，尤其較佳地兩個配向層。該等配向層較佳直接鄰接於包含根據本發明之混合物之層的兩側。
用於根據本發明之裝置中之配向層可為熟習此項技術者已知用於此目的之任何所需層。較佳為聚醯亞胺層，尤其較佳為包含經摩擦聚醯亞胺之層。若分子平行於配向層(平面配向)，則以熟習此項技術者已知的某種方式摩擦的聚醯亞胺導致呈LC狀態之混合物之分子在摩擦方向上配向。此處呈LC狀態之混合物之分子較佳不與配向層完全共平面，而實際上具有微小預傾斜角度。為達成分子與配向層之表面的豎直配向(垂面配向)，較佳採用以某種方式處理之聚醯亞胺(用於極高預傾斜角度之聚醯亞胺)作為配向層之材料。此外，藉由使用偏振光之暴露方法獲得的聚合物可用作配向層以便達成分子根據配向軸之配向(光配向)。
在根據本發明之裝置中包圍包含根據本發明之混合物之切換層的兩個配向層之摩擦方向較佳包括30°至270°之角度。
裝置較佳表徵為其不含有基於聚合物之偏光器，尤其較佳不含有呈固體材料相之偏光器且極其較佳根本不含有偏光器。
然而，根據一替代實施例，裝置亦可含有一或多個偏光器。在此情況下偏光器較佳為線性偏光器。
此外，本發明涵蓋一種含有上述類型之切換元件的窗元件。出於本發明之目的，術語「窗元件」意謂窗之透光性組件，亦即意欲用於或等效於建築牆壁之部分的單一或多個玻璃窗之玻璃板。玻璃板具有面朝入射平行光線之側面(外部)及背對入射平行光線之側面(內部)。上述類型之切換元件可配置於根據本發明之窗元件之外部或內部上。
然而，根據本發明之切換元件不僅可用於窗中，而且可用於房間內部中，例如，用於房間與供隔離房間之個別隔室用的元件之間的分隔壁中。在此情況下，藉由使切換元件自散射切換至澄清而達成的隱私可在房間部分之間產生視覺屏障。
另外，上述類型之切換元件可建置至懸浮於前端之包層元件中，其中懸浮於前端之包層元件配置於窗外部之前端。入射平行光線由此以距位於臨近窗內部之房間中之觀測者較大的間距經散射。較大間距使以較小散射角度散射之光經過觀測者且因此並不使他眩目的機率增大。
此外，根據本發明之裝置較佳含有將光傳輸至太陽能電池或用於將光能及/或熱能轉化成電能之另一裝置的光波導系統，較佳如WO 2009/141295中所描述。
在一較佳實施例中，根據本發明之裝置為可切換其光透射率之窗，尤其較佳為含有至少一個玻璃區域之窗，極其較佳為含有多片隔熱玻璃之窗的組件。
此處窗尤其意謂建築物中之結構，該結構包含邊框及由此邊框包圍之至少一個玻璃板。其較佳包含隔熱邊框及兩個或超過兩個玻璃板(多片隔熱玻璃)。
根據一較佳實施例，根據本發明之裝置直接應用於窗之玻璃區域，尤其較佳施用在多片隔熱玻璃之兩個玻璃板之間的間隙中。
以下實例意欲解釋本發明，而不對其進行限制。在上文及下文中，百分比資料表示以重量計之百分比；所有溫度以攝氏度為單位指示。
表 A 表A展示可用於LC介質中之較佳化合物。在以下式中，m及n彼此獨立地為1至12，較佳地為1、2、3、4、5或6之整數，k為0、1、2、3、4、5或6，且(O)Cm H2m + 1 意謂Cm H2m + 1 或OCm H2m + 1 。
尤其較佳為包含至少一種、兩種、三種、四種或超過四種來自表A之化合物之LC介質。
表 B 表B指示可添加至根據本發明之LC介質中的可能摻雜劑。LC介質較佳包含0至10重量%，特定言之0.001-5重量%，且尤其較佳0.001-3%重量%之摻雜劑。
表 C 下文提及可以0-10重量%之量例如添加至根據本發明之LC介質中之穩定劑。n=1、2、3、4、5、6或7n=1、2、3、4、5、6或7n=1、2、3、4、5、6或7
表 D 表D展示可用於根據本發明之LC介質中之說明性反應性液晶原基化合物。
在一較佳實施例中，根據本發明之LC介質包含一或多種可聚合化合物，其較佳地選自式RM-1至RM-131之可聚合化合物。在此等中，化合物RM-1、RM-4、RM-8、RM-17、RM-19、RM-35、RM-37、RM-43、RM-47、RM-49、RM-51、RM-59、RM-69、RM-71、RM-83、RM-97、RM-98、RM-104、RM-112、RM-115及RM-116為尤其較佳的。
實例 以下實例解釋本發明而不限制本發明。然而，該等實例向熟習此項技術者展示較佳混合物概念及較佳使用之化合物及其各別濃度及其彼此之組合。此外，該等實例說明可獲得的特性及特性組合。
另外，使用以下縮寫及符號： V0 在20℃下之臨限電壓，電容[V] ne 在20℃及589 nm下之異常折射率， no 在20℃及589 nm下之正常折射率， Dn 在20℃及589 nm下之光學各向異性， e^ 在20℃及1 kHz下，垂直於指向矢之介電電容率， e÷÷ 在20℃及1 kHz下，平行於指向矢之介電電容率， De 在20℃及1 kHz下之介電各向異性， cl.p., T(N,I) 澄清點[℃]， g1 在20℃下之旋轉黏度[mPa×s] K1 彈性常數，在20℃下之「展曲」變形[pN]， K2 彈性常數，在20℃下之「扭轉」變形[pN]， K3 彈性常數，在20℃下之「彎曲」變形[pN]。
除非另外明確指出，否則本申請案中之所有濃度均以重量百分比引述，且關於包含所有固體或LC組分之作為整體之對應混合物(無溶劑)。
除非另外明確指出，否則本申請中所指示之所有溫度值，諸如(例如)熔點T(C,N)、自矩列(S)轉變至向列(N)相之T(S,N)及澄清點T(N,I)以攝氏溫度(℃)為單位給出。M.p.表示熔點，cl.p.=澄清點。另外C=結晶狀態，N=向列相、S=矩列相且I=各向同性相。此等符號之間的資料表示轉變溫度。
除非在各情況下另外明確指示，否則所有物理性質均係且已根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」, Status 1997年11月, Merck KGaA, Germany來測定，且適用於20℃之溫度，且Δn在589 nm下測定且Δε在1 kHz下測定。
量測方法 用於本發明中之對量測量之量測係在具有150 mm累計球(午布力西球(Ulbricht sphere))之Perkin Elmer Lambda 1050 UV/VIS/NIR光譜儀中進行。在各情況下，所測定之透射強度值判定為在光譜範圍380至780 nm上經平均化。此處，「平均化」意謂在數值上經平均化。
為了量測較大角散射之強度I≥ 2 . 5° ，將樣本直接安置於累計球之樣本固持器上。打開累計球。將出射光收集於光截留器中(亦即，非反射黑色介質中(例如，黑色非反射布中))，以使得孔徑角小於2.5°之光離開球且不再進入量測。
為量測總透射之強度It ，將樣本直接地安置於累計球之入口處之樣本固持器上。累計球(午布力西球)為封閉式，且將穿過樣本之所有光(亦即，未散射及散射光兩者)導引至偵測器。
在存在或不存在驅動電壓下在切換介質處進行量測以便獲得呈不同切換狀態的特徵強度。為全部特徵化，量測強度對比電壓曲線。
為了量測後向散射強度，將樣本安置於累計球之經開啟出口孔徑處。將光截留器定位於在樣本後方之其他光路徑中。由樣本反射之光經由累計球到達偵測器，且對該光進行量測。未反射光離開累計球而不到達偵測器。
下文中之無散射欲意謂小於0.03、較佳地小於0.01之Td 值。在實際實施例中，將永遠不可能完全地實現等於零之Td 值。
實例 1 如下調配向列型LC主體混合物N1。
實例 2-14 可聚合混合物藉由將單體M1及光引發劑(Darocur®TPO、Irgacure®651、Irgacure®819或Irgacure®907)添加至呈不同濃度之向列型主體混合物N1中來形成。可聚合混合物之組成展示於下表1中。 表 1 ：可聚合混合物組成
可聚合混合物適用於切換裝置及可切換窗中。
裝置實例 可聚合混合物經均質化且經填充至由兩個平面平行玻璃基板構成之測試單元中，該等基板以單元厚度d~10.0 µm間隔開且各自配備有透明ITO電極及垂直配向層。
LC混合物展示關於基板表面之自發垂面(homeotropic) (垂直(vertical))定向。
測試單元隨後暴露於來自具有截止濾波器之高壓汞燈(Toshiba TUSCURE753)之UV輻射，從而導致可聚合單體聚合，該截止濾波器阻斷短於320 nm之波長且200 mW/cm2 之輻射強度之輻射50秒。
藉由將電壓施加至電極，所得切換裝置可甚至在高溫下以可逆方式自澄清切換至混濁狀態。
圖 1 展示針對分別含有實例3或4之可聚合混合物之切換裝置由Otsuka Electronics LCD-5200量測之切換曲線(透射率對比電壓曲線圖)。曲線圖指示高初始透射率(亦即低初始渾濁)，針對實例3之混合物在約15-30V之間及針對實例4之混合物在約50-70V之間的切換操作，及在較高電壓下之低透射水準(高水準之最大混濁度)。切換操作為高度可逆的。
圖 1 展示針對分別含有實例3或4之可聚合混合物之切換裝置的透射對比電壓曲線圖。

Claims (16)

  1. 一種液晶(LC)介質，其包含一或多種可聚合化合物、一或多種選自式CY及PY之化合物及一或多種式TO化合物其中 a 表示1或2， b 表示0或1， R1 、R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基，其中另外，一或兩個不相鄰CH2 基團可以使O原子彼此不直接連接之方式經-O-、-CH=CH-、-CO-、-OCO-或-COO-置換，較佳具有1至6個C原子之烷基或烷氧基， Zx 、Zy 各自彼此獨立地表示-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CO-O-、-O-CO-、-C2 F4 -、-CF=CF-、-CH=CH-CH2 O-或單鍵，較佳地單鍵， L1-4 各自彼此獨立地表示F、Cl、OCF3 、CF3 、CH3 、CH2 F、CHF2 。
  2. 如請求項1之LC介質，其中其額外包含一或多種式T化合物：其中R1 及R2 具有如請求項1所給出之含義，且LT1 - T6 各自彼此獨立地表示H、F或Cl，其中LT1 至LT6 中之至少一者為F或Cl。
  3. 如請求項1之LC介質，其中該等式TO化合物選自以下式： 其中R1 及R2 如請求項1中所定義。
  4. 如請求項1至3中任一項之LC介質，其中該等可聚合化合物係選自式I Ra -B1 -(Zb -B2 )m -Rb I 其中個別基團在每次出現時相同或不同地且各自彼此獨立地具有以下含義： Ra 及Rb P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF5 或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外，一或多個不相鄰CH2 基團可以使O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經-C(R0 )=C(R00 )-、-CºC-、-N(R00 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中另外，一或多個H原子可經F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-置換，其中若B1 及/或B2 含有飽和C原子，則Ra 及/或Rb 亦可表示螺連接至此飽和C原子的基團， 其中該等基團Ra 及Rb 中之至少一者表示或含有基團P或P-Sp-， P 可聚合基團， Sp 間隔基團或單鍵， B1 及B2 芳族、雜芳族、脂環或雜環基，較佳具有4至25個環原子，其亦可含有稠合環且其未經取代或經L單取代或多取代， Zb -O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2- 、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-(CH2 )n1 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-(CF2 )n1 -、-CH=CH-、-CF=CF-、-CºC-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR0 R00 或單鍵， R0 及R00 H或具有1至12個C原子之烷基， m 0、1、2、3或4， n1 1、2、3或4， L P、P-Sp-、OH、CH2 OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx )2 、-C(=O)Y1 、-C(=O)Rx 、-N(Rx )2 、視情況經取代之矽烷基、視情況經取代之具有6至20個C原子的芳基、或具有1至25個C原子的直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基，其中另外，一或多個H原子可經F、Cl、P或P-Sp-置換， Y1 鹵素， Rx P、P-Sp-、H、鹵素、具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環烷基，其中另外，一或多個不相鄰CH2 基團可以使O及/或S原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中另外，一或多個H原子可經F、Cl、P或P-Sp-、視情況經取代之具有6至40個C原子之芳基或芳氧基、或視情況經取代之具有2至40個C原子之雜芳基或雜芳氧基置換。
  5. 如請求項1至3中任一項之LC介質，其中該等可聚合化合物選自以下式： 其中該等個別基團在每次出現時相同或不同地且各自彼此獨立地具有以下含義： P1 、P2 、P3 如請求項4中針對P所給出之含義中之一者，較佳地乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷或環氧基， Sp1 、Sp2 、Sp3 如請求項4中針對Sp給出之含義中的一者， 其中另外，該等基團P1 -Sp1 -、P1 -Sp2 -及P3 -Sp3 -中之一或多者亦可表示Raa ，其限制條件為所存在之該等基團P1 -Sp1 -、P2 -Sp2 -及P3 -Sp3 -中之至少一者不同於Raa ， Raa H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基，其中另外，一或多個不相鄰CH2 基團可以使O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經-C(R0 )=C(R00 )-、-CºC-、-N(R0 )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中另外，一或多個H原子可經F、Cl、CN或P1 -Sp1 -，尤其較佳地具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈視情況單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基置換，其中該等烯基及炔基具有至少兩個C原子且該等分支鏈基團具有至少三個C原子， R0 、R00 H或具有1至12個C原子之烷基， Ry 及Rz H、F、CH3 或CF3 ， X1 、X2 、X3 -CO-O-、-O-CO-或單鍵， Z1 -O-、-CO-、-C(Ry Rz )-或-CF2 CF2 -， Z2 、Z3 -CO-O-、-O-CO-、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -或-(CH2 )n -，其中n為2、3或4， L F、Cl、CN或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈之視情況單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基， L'、L" H、F或Cl， r 0、1、2、3或4， s 0、1、2或3， t 0、1或2， w 0或1， x 0或1。
  6. 如請求項1至3中任一項之LC介質，其中其額外含有光引發劑。
  7. 如請求項1至3中任一項之LC介質，其中該等可聚合化合物選自以下式：其中P1 、P2 、Sp1 、Sp2 、L及r具有如請求項5中所給出之含義。
  8. 如請求項1至3中任一項之LC介質，其中其含有選自以下式之光引發劑：
  9. 如請求項1至3中任一項之LC介質，其中該等可聚合化合物之總比例為3至25重量%。
  10. 如請求項1至3中任一項之LC介質，其中該等可聚合化合物經聚合。
  11. 一種用於切換元件中之切換層，其中該切換層具有透明切換狀態及散射切換狀態且包含介於上部切換層平面與下部切換層平面之間的LC介質，其中該LC介質如請求項1至10中任一項中所定義。
  12. 如請求項11之切換層，其中該LC介質包含經向列配置之分子。
  13. 如請求項11或12之切換層，其中該LC介質中之該等可聚合化合物經聚合以形成聚合物網路。
  14. 一種切換裝置，其包含如請求項11至13中任一項之切換層。
  15. 如請求項14之切換裝置，其中該切換層係配置於第一層序列中，且其中該第一層序列自外朝內包含： 外部基板層， 外部導電層， 該切換層， 內部導電層，及 內部基板層。
  16. 一種可切換窗，其包含如請求項11至15中任一項之切換層或切換裝置。
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