TW202113042A

TW202113042A - 基於液晶的光閥

Info

Publication number: TW202113042A
Application number: TW109120149A
Authority: TW
Inventors: 克里斯汀修恩費德; 麥克強吉; 馬克傑貝爾; 拉斐爾利斯基; 凱文凱瑟
Original assignee: 德商馬克專利公司
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2021-04-01
Also published as: CN114008176A; EP3983501A1; KR20220024586A; JP2022537034A; US20220306939A1; WO2020254219A1

Abstract

本發明係關於一種製備光閥之方法，該光閥係可在光學透明(clear)且透明(transparent)狀態及不透明狀態中操作及可在光學透明且透明狀態與不透明狀態之間電切換，其中使於含有液晶介質之層中提供之一或多種可聚合液晶原基化合物經歷光聚合，該液晶介質包含一或多種液晶原基化合物、一或多種對掌性化合物、一或多種二色性染料及一或多種可聚合液晶原基化合物。本發明進一步係關於用於該方法中之液晶介質，關於藉由進行該方法獲得或可各別獲得之光閥，及關於該光閥於行動裝置中之用途。

Description

基於液晶的光閥

本發明係關於一種製備光閥之方法，該光閥係可在光學透明且透明狀態及不透明狀態中操作及可在光學透明且透明狀態與不透明狀態之間電切換，其中使於含有液晶介質之層中提供之一或多種可聚合液晶原基化合物經歷光聚合，該液晶介質包含一或多種液晶原基化合物、一或多種對掌性化合物、一或多種二色性染料及一或多種可聚合液晶原基化合物。本發明進一步係關於用於該方法中之液晶介質，關於藉由進行該方法獲得或各別可獲得之光閥，及關於該光閥於行動裝置中之用途。

用於控制或調節光之透射之裝置通常係用於顯示器應用中且其亦可用於各種行動裝置，諸如眼鏡(eyewear)、眼鏡(spectacle)、護目鏡(goggle)及面罩中及可於增強及虛擬實境環境之背景下應用。光強度調製器(諸如光閥或光閘)可係基於液晶(LC)。原則上，此等光閥或光閘可依賴於光吸收或光散射。

於一些裝置中，光透射可通常通過電切換可逆地改變，其中該入射光之強度可經衰減、變暗或著色，然而同時在不同操作狀態下展示很少或無散射或霧度。因此，此等裝置可在亮狀態及暗狀態(即，相對較高光透射狀態與相對較低光透射狀態)中操作及在亮狀態與暗狀態之間切換，其中兩種狀態係實質上非霧度。

可採用若干模式或構型來提供此可逆透射變化。針對扭轉向列(TN)、超扭轉向列(STN)及垂直配向(VA)液晶單元，使用偏振器來控制光透射。亦可使用客體-主體液晶單元，其係基於為摻雜二色性染料分子之液晶主體。可使用此等客體-主體系統而不使用任何偏振器以改變光透射。然而，於一些實施例及應用中，客體-主體液晶單元係與至少一種偏振器組合使用。

使用光散射之基於LC之光調製器包括所謂之聚合物分散液晶(PDLC)或經封裝或向列型曲線配向之相液晶(NCAP)、聚合物網路液晶(PNLC)、膽甾型液晶(CLC)、聚合物穩定之膽甾型紋理液晶(PSCT)及動態散射液晶裝置。此等散射型裝置可在透明狀態(即，光學透明或非霧度狀態)與光散射狀態(即，半透明或霧度狀態)之間切換。

當此散射型裝置自非散射狀態(即，光學透明狀態)切換至散射狀態時，光透射被改變使得產生半透明外觀，其亦可被認為混濁、渾濁、漫射或霧度。基於散射模式之裝置特定言之可用於當所需時藉由將裝置自光學透明狀態切換(通常電切換)至散射狀態來暫時提供隱私或特徵或資訊之掩蓋。

D.-K. Yang等人於「Cholesteric liquid crystal/polymer dispersion for haze-free light shutters」，Applied Physics Letters, 60 (1992) 第3102至3104頁中描述低濃度聚合物與膽甾型液晶之分散體及此材料於光調製器中之用途，該等光調製器可在不透明光散射狀態與透明狀態之間切換。

亦可藉由吸收及藉由散射將光調製組合於裝置中。此方法可獲得不透明狀態，除了提供霧度外，其亦展示減少之總體光強度。於特定實施中，可使用二色性染料來減弱光，及於一些實例中，此等染料此外可提供著色。

於WO 00/60407 A1中，描述具有不透明及透明操作模式之電-光玻璃結構。

B.-H. Yu等人於「Simultaneous control of haze and transmittance using a dye-doped cholesteric liquid crystal cell」，Liquid Crystals, 42 (2015) 第1460至1464頁中提議使用摻雜染料之膽甾型液晶之光閘裝置，其用於透視顯示器。

J. Heo等人於「Fast-switching initially-transparent liquid crystal light shutter with crossed patterned electrodes」，AIP Advances, 5, 047118 (2015) 中描述使用聚合物網路液晶及二色性染料且具有交叉圖案化電極之光閘，該光閘在透明狀態與不透明狀態之間可切換。於不透明狀態下，該裝置可阻斷背景影像及提供黑色。提議之光閘可於透視顯示器及智慧視窗中具有潛在應用。

B.-H. Yu等人於「Light shutter using dye-doped cholesteric liquid crystals with polymer network structure」，Journal of Information Display, 18 (2017)第13至17頁中提議使用具有聚合物網路結構之摻雜染料之膽甾型液晶之光閘，其用於透視顯示器中。

此項技術中需要具有改良之光學及電-光性能之另外光調製器，特定言之光閥(諸如光閘)。此項技術中亦需要製備此等可切換裝置之適宜方法。

因此，本發明之一目標為提供一種製備光閥之便捷、有效且穩健方法，該等光閥係在光學透明狀態及不透明狀態中可操作及在光學透明狀態與不透明狀態之間可電切換且具有改良之光學及電-光性能。本發明之另一目標為提供光閥，該等光閥具有有利性能且特別適用於行動及便攜裝置以及增強現實或各別虛擬實境之背景中。另一目標為提供具有有利化學、物理及電-光性質之液晶介質，該等性質特別適用於根據本發明之方法且導致光閥中之有利調製材料。本發明之其他目標為熟習此項技術者自下列實施方式即刻顯而易見。

該等目標係藉由獨立請求項中所定義之標的解決，然而較佳實施例係於各別附屬請求項中闡述及以下進一步描述。

特定言之，本發明提供包含主要態樣、較佳實施例及特定特徵之下列條項，該等條項各別單獨及組合有助於解決以上目標及最終提供另外優點。

本發明之第一態樣提供一種製備光閥之方法，該光閥係在光學透明狀態及不透明狀態中可操作及在光學透明狀態與不透明狀態之間可電切換，該方法包括 (i)提供包含一或多種液晶原基化合物、一或多種對掌性化合物、一或多種二色性染料及一或多種可聚合液晶原基化合物之液晶介質作為在兩個相對透明基板之間插入之層，該等基板各設置有電極，其中該液晶介質具有70℃或更高之澄清點，且其中該一或多種可聚合液晶原基化合物以基於該介質之總體內容物計4重量%或更少之量包含於該介質中，及 (ii)使用光聚合使該層中之一或多種可聚合液晶原基化合物聚合。

本文中光閥意指調製光之元件，其經構造為由兩個壁，特定言之兩個透明基板形成之單元，該等基板被間隔分開及設置有電極，且其中該單元含有光調製材料。

光學透明狀態係指低霧度高透射率狀態。較佳地，於光學透明狀態下，如所製備之光閥具有較佳地根據ASTM D 1003測定之小於15%之霧度及較佳地根據DIN EN410測定之超過45%之光透射度。不透明狀態係指高霧度低透射率狀態。較佳地，於不透明狀態下，所製備之光閥具有較佳地根據ASTM D 1003測定之超過65%之霧度及較佳地根據DIN EN410測定之小於35%之光透射度。

於本發明中，應知曉，針對某些情況及應用，期望提供特別有利用於行動或便攜裝置中之光閥。除了輕量構造外，此情況中期望獲得快速切換以及低操作電壓及低功率消耗。出人意料地發現，藉由使用根據本發明之方法及材料之組合可獲得展示快速切換且可在適宜低電壓下操作且具有低功率消耗之光閥。此外，該方法提供甚至在低溫度下具有有利性能，特定言之關於切換速度之光閥。鑑於裝置於行動應用中之用途，此等組合之性質提供顯著效益。此外，儘管於該方法中將介質暴露於光聚合中，仍出人意料地發現可製備展示良好可靠性、持久性及穩定性(例如就電分解及光穩定性而言)之光閥。

出人意料地，根據本發明之方法提供製備光閥之便捷且有效方法，該光閥展示如本文中所述之有利性質。

本發明之另一態樣係關於光閥，其在光學透明狀態及不透明狀態中可操作及在光學透明狀態與不透明狀態之間可電切換，其中該光閥係藉由進行如上文及下文中所述之本發明方法獲得或各別可自進行該方法獲得。

於本發明中，應知曉，有利性能及外觀不僅於不透明狀態中所需，而且於光學透明狀態中所需，其中於後者狀態中應避免或最小化非所需霧度及透射率應相對高。如根據本發明所提供之光閥可有利地提供此低霧度透明狀態，同時還提供適當有效且足夠均勻散射與調整及特定言之最小化不透明狀態中之總體光透射之可能性。此外，該裝置可提供另外效益，諸如有利低切換電壓及低功率消耗、狀態之間之快速切換以及良好可靠性、持久性及穩定性，例如就電分解及光穩定性而言。

此外，根據本發明使用之材料及方法亦提供於可切換單元中使用主動矩陣定址之可能性。藉由將光閥分割成許多像素，從而可實現資訊之顯示及用於增強或虛擬實境之背景中。

於本發明之態樣中，提供光閥，其在光學透明狀態及不透明狀態中可操作及在光學透明狀態與不透明狀態之間可電切換且包含含有材料之切換層，該材料包含 -液晶介質，其包含一或多種液晶原基化合物、一或多種對掌性化合物及一或多種二色性染料，其中該液晶介質具有70℃或更高之澄清點，及 -聚合組分，其包含藉由一或多種可聚合液晶原基化合物之聚合獲得或各別可自該聚合獲得之一或多種聚合結構，其中該聚合組分以基於該材料之總體內容物計4重量%或更少之量含於該材料中，其中該光閥於光學透明狀態下具有較佳地根據ASTM D 1003測定之小於15%之霧度及較佳地根據DIN EN410測定之超過45%之光透射度及於不透明狀態下具有較佳地根據ASTM D 1003測定之超過65%之霧度及較佳地根據DIN EN410測定之小於35%之光透射度。

根據本發明，提供用於光管理之裝置，其可進行光之吸收及散射二者。該裝置因此可在兩種不同光學狀態，即，低霧度高透射率狀態與高霧度低透射率狀態之間轉換。該光閥可用於調節或調製光通路，特定言之太陽光通路，還有來自人工光源(如燈)、發光二極體(特定言之有機發光二極體)及燈具之光通路。於不透明狀態下，該光閥可產生視覺屏障。

根據一較佳實施例，包含於光閥之切換層中所含有之材料中之液晶介質於不透明狀態下展示0.55 µm或更大之節距。

已出人意料地發現，可藉由提供含有材料之切換層來獲得改良之光閥，該材料包含如上文及下文所述之液晶介質及聚合組分。特定言之，提供如目前所定義之具有高澄清點及較佳地長節距之膽甾型或對掌性向列型介質與相對少量之聚合組分(其包含可自至少一種可聚合液晶原基化合物之聚合獲得之聚合結構)組合可出人意料地提供具有有利透明狀態，即，有利均勻低霧度及光學透明狀態，以及具有增強之散射效率之散射狀態之裝置，其中該裝置可藉由施加電壓在狀態之間方便地切換。

特定言之，長節距膽甾型介質與如本文中所述之聚合組分之存在之較佳組合可提供意料之外之具有適宜寬角散射分佈之強散射。此係有益的，因為已提供元件中之僅單一切換層可導致適宜霧度。此外，切換層之厚度可係相對較低，特定言之實質上低於50 µm，其因此降低操作電壓及功率消耗，而且減少材料之使用。

此外，藉由於較佳地呈溶液之液晶介質中適宜提供一或多種二色性染料，尤其於不透明狀態下之光透射率可經有利調整及如所需最小化，同時亦提供彩色不透明狀態之可能性。

藉由設置及調整如目前所定義之材料之組合，可獲得具有有利性能之光閥。

因此，本發明之另一態樣係關於一種液晶介質，特定言之用於根據本發明之方法中之彼等，該液晶介質以基於該介質之總體內容物計4重量%或更少之量包含一或多種可聚合液晶原基化合物、一或多種液晶原基化合物、一或多種對掌性化合物及一或多種二色性化合物。

已出人意料地發現，藉由提供根據本發明之液晶介質，可獲得具有改良之性質，特定言之適宜高澄清點及較佳地適宜長節距之介質，其特別可用於製備用於切換層之調製材料及根據本發明之光閥。此外，該介質可提供其他效益，諸如寬的液晶相、適宜高的光學各向異性、有利高的電壓保持比率(VHR)、良好低溫穩定性及良好光穩定性。

於本發明之另一態樣中，提供一種光調製材料，特定言之用於根據本發明之光閥中之彼等，其包含 -液晶介質，其包含一或多種液晶原基化合物、一或多種對掌性化合物及一或多種二色性染料，其中該液晶介質具有70℃或更高之澄清點，及 -聚合組分，其包含藉由一或多種可聚合液晶原基化合物之聚合獲得或各別可自該聚合獲得之一或多種聚合結構，其中該聚合組分以基於該材料之總體內容物計4重量%或更少之量包含於該材料中。

根據本發明之調製材料可有益地用於切換元件中，較佳地用於光可變裝置中以調整光及特定言之用於光閥中，該等光閥基於光之散射及變暗。根據本發明之調製材料可用於調節電磁輻射，較佳地光，及特定言之太陽光，而且來自人工光源之光之通路之裝置中。

特別佳地，根據本發明之調製材料係用於CLC散射型裝置中。目前已知曉，當材料含有具有有利高澄清點及較佳地相對長節距之對掌性向列型或膽甾型液晶介質與如目前所定義之聚合組分組合時，及特定言之當提供所謂之聚合物穩定之膽甾型紋理(PSCT)時，可獲得(例如)就散射效率或均勻性及散射效應之外觀而言之特定效益。

出人意料地，自進行本文中所述方法獲得之調製材料可展示良好可靠性及穩定性，特定言之光穩定性。藉由有利調整及匹配所提供之材料組合及如本文中所述之製程條件，含有一或多種二色性染料之穩定且有效調製材料係可獲得，儘管使初始介質經歷光聚合。

根據本發明，如本文中所述之液晶介質及調製材料可經有益配置及用於切換層。於另一態樣中，因此提供切換層，其包含介質或各別根據本發明之材料，較佳地由之組成。

切換層可經配置在兩個基板之間諸如以提供切換元件，該切換元件在光學透明狀態及不透明狀態下可電切換及可操作。

聚合穩定化可提供針對在散射狀態下之散射性能及效率之效益，同時仍允許於透明狀態下達成有利透明度。

本發明之另一態樣係關於光閥於行動裝置或各別地便攜裝置中之用途。

除低操作電壓及低功率消耗外，光閥可有利提供快速切換時間、降低之溫度依賴性及亦在低溫下(例如，在0℃下及甚至以下)之可靠切換。該等組合之性質尤其可用於行動應用。光閥可暫時(即，持續給定時間段但是非其他時間段)有助於達成增強之對比度或資訊之可讀性，如於行動應用中(例如，於透明或正常透視顯示器中)及在不同光照條件(特定言之不同環境光條件)下所需。

不由此限制本發明，下文藉由態樣、實施例及特定特徵之詳細描述說明本發明，及更詳細描述特定實施例。

本文中術語「液晶」(LC)較佳地係指在一些溫度範圍具有液晶中間相之材料或介質(熱致性LC)。其含有液晶原基化合物。

術語「液晶原基化合物」及「液晶化合物」意指包含一或多個棒狀(桿型或板/條型)或碟狀(圓盤型)液晶原基團，即，具有誘導液晶相或中間相行為之能力之基團之化合物。

LC化合物或材料及包含液晶原基團之液晶原基化合物或材料不必自身展示液晶相。其僅於與其他化合物之混合物中顯示液晶相行為亦可。此包含低分子量非反應性液晶化合物、反應性或可聚合液晶化合物及液晶聚合物。

棒狀液晶原基化合物通常包含由直接或經由連接基團彼此連接之一或多個芳族或非芳族環狀基團組成之液晶原核，視情況包含連接至液晶原核之末端之端基，及視情況包含連接至液晶原核之長側之一或多個側基，其中此等端基及側基通常係選自例如碳基或烴基、極性基團(如鹵素、硝基、羥基等)或可聚合基團。

為了簡明起見，術語「液晶(liquid crystal/liquid-crystalline)」材料或介質係用於液晶材料或介質及液晶原基材料或介質二者，及反之亦然，且術語「液晶原」係用於材料之液晶原基團。

術語「非液晶原基化合物或材料」意指不含有如上所定義之液晶原基團之化合物或材料。

如本文中所用，術語「聚合物」應理解為意指包含一或多種不同類型之重複單元(分子之最小構成單元)之主鏈之分子且包含通常已知術語「低聚物」、「共聚物」、「均聚物」及類似者。此外，應瞭解，術語聚合物除聚合物本身外包含來自引發劑、觸媒及伴隨此聚合物之合成之其他元素之殘餘物，其中此等殘餘物應理解為不被共價併入聚合物中。此外，當在聚合後純化製程期間正常移除時，通常將此等殘餘物及其他元素與聚合物混合或共混使得當聚合物在容器之間或在溶劑或分散介質之間轉移時，該等殘餘物及其他元素一般與該聚合物保持在一起。

術語「聚合」意指藉由將多個可聚合基團或含有此等可聚合基團之聚合物前驅體(可聚合化合物)鍵結在一起形成聚合物之化學製程。

具有一個可聚合基團之可聚合化合物亦被稱作「單反應性」化合物，具有兩個可聚合基團之化合物被稱作「二反應性」化合物，及具有超過兩個可聚合基團之化合物被稱作「多反應性」化合物。不具有可聚合基團之化合物亦被稱作「非反應性」或「非可聚合」化合物。

術語「膜」及「層」包括具有或多或少明顯機械穩定性之剛性或可撓性自我支撐或獨立式膜或層，以及在支撐基板上或兩個基板之間之塗層或層。

術語「對掌性」一般係用於描述在其鏡像上不可疊加之物體。相反，「非對掌性」物體為與其鏡像相同之物體。根據本發明之介質展示對掌性。此可藉由提供膽甾型液晶(亦被稱作對掌性向列型液晶)達成。除非另有明確指定，否則本文中同義使用術語對掌性向列型及膽甾型。

本文中

、

及

表示反式-1,4-伸環己基。

本文中，除非另有明確指定，否則所有濃度係以重量%且相對於各別完整混合物提供。

所有溫度係以攝氏度(攝氏，℃)提供及所有溫度差係以攝氏度提供。除非另有明確指定，否則所有物理性質及物理化學或電-光參數係針對20℃之溫度測定及提供。

光之透射及散射較佳地係指380 nm至780 nm之光譜範圍之電磁輻射之透射及散射。

切換較佳地係指兩種狀態之間之切換，其中較佳地一種狀態為非散射且顯現對人眼實質上透明或透明及另一種狀態為散射或具有擴散傳輸且顯現對人眼半透明或不透明。不透明狀態可同時提供黑色或不覆蓋整個可見光譜之另一種顏色。

然而，根據本發明之切換層亦可具有另外切換狀態，特定言之中間狀態。

因此，根據本發明，較佳及有利地可獲得在完全不透明狀態與具有透過裝置之可見度之狀態之間切換。

於根據本發明之光學透明狀態下，光閥較佳地具有較佳地根據ASTM D 1003測定之小於15%，更佳地小於10%，甚至更佳地小於5%及特定言之小於2.5%之霧度及較佳地根據DIN EN410測定之超過45%，更佳地超過50%，甚至更佳地超過55%及特定言之超過65%之光透射度。

於根據本發明之不透明狀態下，光閥較佳地具有較佳地根據ASTM D 1003測定之超過65%，更佳地超過80%，甚至更佳地超過90%之霧度及較佳地根據DIN EN410測定之小於35%，更佳地小於25%，甚至更佳地小於10%及特定言之小於5%之光透射度。特別佳地，於不透明狀態下，根據本發明之光閥具有較佳地根據ASTM D 1003測定之75%或更多之霧度。

針對霧度之量測，可使用由BYK-Gardner製造之霧度計。亦可使用分光光度儀，特定言之分光光度計及布利希氏(Ulbricht’s)球。

根據本發明之切換較佳地意指電切換。電切換通常可藉由提供基板(例如玻璃或塑膠基板)與電極達成。於一實施例中，在基板上提供導電層，其中該等導電層包含透明導電材料(例如，透明導電氧化物，較佳地氧化銦錫(ITO)或SnO₂ :F，特定言之ITO)，或導電聚合物，或薄透明金屬及/或金屬氧化物層(例如銀)或由之形成。導電層較佳地設置有電連接。電壓較佳地藉由電池、可再充電電池、超級電容器或外部電流源，更佳地藉由外部電流源供應。

於一實施例中，提供在基板上之例如由聚醯亞胺(PI)製得之定向層。特別佳地，導電層及定向層一起在基板上提供。於此情況下，定向層或配向層係在導電層之頂部提供使得定向層與LC介質接觸。定向層(較佳地聚醯亞胺層)可經配置使得其特定言之在介面處提供液晶介質之分子之均勻或平面定向或或者垂直定向。於一特定實施例中，在如所謂之扭轉向列(TN)幾何學中所用之在90°方向上具有差異之兩個基板上使用經摩擦之聚醯亞胺。

於特定實施例中，使用具有預傾斜角之配向層，例如，具有針對TN幾何學0°至20°或針對垂直配向(VA)幾何學80°至90°範圍之預傾斜角。

或者及根據另一實施例，使用無定向層之基板。出人意料地發現，可有益地避免提供定向層(例如聚醯亞胺層)作為另外層，同時仍可實現有效且高效切換行為。

亦可在基板上提供鈍化或屏障層，或者而且除定向層外，例如，包含氧化矽或氮化矽，較佳地由氧化矽或氮化矽組成之鈍化層。於在基板上提供鈍化層及定向層二者之情況下，其經配置使得定向層在最上方，即，與LC介質接觸。

根據本發明之方法提供切換元件及特定言之光閥，其在光學透明狀態及不透明狀態中可操作及在光學透明狀態與不透明狀態之間可電切換且其包含切換層。可藉由進行該方法獲得之切換層含有材料，該材料包含液晶介質及聚合組分，該液晶介質包含一或多種液晶原基化合物、一或多種二色性染料及一或多種對掌性化合物，該聚合組分包含藉由一或多種可聚合液晶原基化合物之聚合獲得或各別可自該聚合獲得之一或多種聚合結構。

根據本發明，該聚合組分以基於材料之總體內容物計4重量%或更少，較佳地3重量%或更少，更佳地2重量%或更少及特定言之1重量%或更少之量包含於該材料中。於一較佳實施例中，該聚合組分以基於材料之總體內容物計0.5重量%至1.5重量%範圍之量包含於該材料中。

該聚合組分包含藉由一或多種可聚合液晶原基化合物之聚合獲得或各別可自該聚合獲得之一或多種聚合結構。較佳地該聚合組分係自排他地使一或多種可聚合液晶原基化合物聚合來獲得，即，該聚合組分由一或多種聚合結構組成，該等結構僅基於或各別僅源自作為前驅體之一或多種可聚合液晶原基化合物。

根據本發明方法，該聚合組分較佳地於原位，特定言之於切換層中藉由使一種、兩種或三種可聚合液晶原基化合物，甚至更佳地一種或兩種可聚合液晶原基化合物聚合來製備。

根據本發明之可聚合液晶原基化合物含有液晶原基團及一或多個可聚合基團，即，適用於聚合之官能基。此等化合物亦被稱作反應性液晶原(RM)或液晶原基單體。該等RM可係單反應性及/或二反應性或多反應性。

較佳地，用於該方法中之液晶介質包含至少一種二反應性或多反應性可聚合液晶原基化合物。

雖然較佳地如根據本發明所用之可聚合化合物僅包含反應性液晶原，即，所有反應性單體為液晶原，但是於替代實施例中，亦可使用一或多種RM與一或多種非液晶原基可聚合化合物組合。

鑑於匹配調製材料中之獲得之聚合組分與LC介質之折射率，可選擇可聚合化合物及液晶原基化合物，其可有利地有助於改善透明狀態。

根據本發明，特定言之用於該方法中及如光閥中所提供之液晶介質具有70℃或更高，更佳地80℃或更高，甚至更佳地90℃或更高，又甚至更佳地98℃或更高，仍甚至更佳地102℃或更高，及特定言之115℃或更高之澄清點。較佳地，該介質具有90℃至160℃及更佳地100℃至150℃之範圍之澄清點。

所有物理性質及物理化學或電-光參數係藉由一般已知方法，特定言之根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」，Status 1997年11月，Merck KGaA, Germany測定。

澄清點，特定言之在對掌性向列型或膽甾型相與各向同性相之間之相轉變溫度可藉由通常已知方法，例如，使用梅特勒(Mettler)烘箱(在偏光顯微鏡下之熱平臺)或差示掃描量熱法(DSC)分析量測及測定。根據本發明，較佳地使用梅特勒烘箱測定澄清點。

此外，根據本發明，較佳地如光閥之切換層中所用之液晶介質於散射狀態下展示0.55 µm或更大之節距。

如目前所提供之膽甾型或對掌性向列型介質較佳地具有相對長的節距，及特定言之較佳地提供大於780 nm之布拉格(Bragg)型反射之節距。於此情況下，平面紋理亦可提供於可見光譜內之有利透射。

本文中節距意指膽甾型螺旋之節距p，其中該節距p為為經歷2π旋轉之CLC之定向軸(指向矢)之距離。於一較佳實施例中，該介質展示0.75µm或更大，甚至更佳地1.00 µm或更大及特定言之1.50 µm或更大之節距。

較佳地，設置一或多種對掌性摻雜劑之濃度使得所得對掌性節距係於0.55 µm至10 µm之範圍內。

根據本發明，節距係自最大選擇性反射波長λ_max 之特定言之在20℃下的NIR分光鏡測量值測定。節距p係自λ_max 之測得值使用方程式λ_max = n(λ_max ) * p (其中n(λ_max )為λ_max 下之折射率)測定。

亦可使用此項技術中已知之楔形單元方法以量測(特定言之在20℃下)螺旋扭轉力HTP及證實所測定之節距。

出人意料地，根據本發明之光閥可經切換至不透明狀態及在不透明狀態下操作，其提供有效且足夠強散射，特定言之漫透射率，具有對眼睛之均勻外觀，特定言之亦涵蓋較大面積。此均勻外觀有利地包括顏色中性外觀，其意指可最小化或甚至避免非所需彩色偽影(諸如類彩虹外觀)。

據信如根據本發明之切換層中所提供之材料可例如藉由自材料域，特定言之自邊界、缺陷或無規結構散射來提供足夠散射與所需霧度，然而如由週期性結構引起之入射光之繞射可藉由充分擾亂或破壞相關長度量表之週期性，特定言之藉由引入聚合組分得以實質上抑制或避免，出人意料地，該聚合組分就此而言可係有效的，甚至當僅以少量包含時。

此外，藉由使用根據本發明之方法，可獲得有利地具有光學透明狀態與很少或無可辨別殘餘霧度及相對大的光透射率之光閥。

光閥自身較佳地不包含任何光源。光閥可例如藉由層壓、膠黏或安裝適宜地整合至電-光裝置，諸如顯示器、螢幕或眼鏡中。

較佳地光閥不含偏振器。

光閥可於不同尺寸範圍內，例如約1 mm² 之小尺寸上至1 m² 及超出之尺寸實現，且其可具有不同形狀，例如，正方形、矩形、圓形、橢圓形、三角形或多邊形。

根據本發明，切換層及光閥之狀態係使用藉助電極施加之電場來控制。電極較佳地為透明電極，其在基板上以塗層形式配置。塗層通常經施覆於面向切換層之基板側或表面。

於一實施例中，電極未經圖案化及/或結構化，使得其係鄰近。因此，整個可切換區域藉由施加電場同時定址及切換。於替代實施例中，該等電極可經圖案化以形成個別可定址區域或像素，該等區域或像素可藉由施加電場獨立於其他區域切換。於此情況下，通常使用之TFT技術可用於主動且獨立地定址分段區域。

如本文中所述，液晶介質係用於該方法中及提供於獲得之切換層及光閥中。

於較佳實施例中，如根據本發明所用之LC介質具有正介電各向異性。於此情況下，較佳為具有3至45之範圍，更佳地5至30之範圍內之介電各向異性Δε之液晶混合物。

Δε表示介電各向異性，其中Δε = ε_|| - ε

。該介電各向異性Δε係在20℃及1 kHz下測定。

於一替代實施例中，然而亦可提供具有負介電各向異性之LC介質。於此情況下，較佳為具有-6至-3之範圍內之介電各向異性Δε之液晶混合物。

有利地，根據本發明之介質可具有適宜高的光學各向異性Δn，其亦被稱作雙折射率。如本文中所述及如根據本發明之切換層及光閥中所用之介質較佳地展示在20℃及589 nm下測定之0.13或更多，更佳地0.16或更多及甚至更佳地0.20或更多之光學各向異性Δn。

上文及下文，Δn表示光學各向異性，其中Δn = n_e - n_o ，且該光學各向異性Δn係在20℃及589.3 nm之波長下測定。

較佳地如根據本發明所用之介質包含選自式I及II化合物之一或多種液晶原基化合物

其中 R¹ 及R² 彼此獨立地表示選自以下之基團：F、Cl、CF₃ 、OCF₃ 及具有1至15個碳原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基或具有2至15個碳原子之直鏈或分支鏈烯基，該基團未經取代、經CN或CF₃ 單取代或經鹵素單取代或多取代且其中一或多個CH₂ 基團於各情況下可以使得氧原子不彼此直接連接之方式彼此獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-或-C≡C-置換， A¹¹ 表示

n表示0或1，且 A²¹ 、A³¹ 及A⁴¹ 彼此獨立地表示

其中L每次出現時相同或不同地為選自F、Cl及Br之鹵素，且 R³ 及R⁴ 彼此獨立地表示選自以下之基團：F、CF₃ 、OCF₃ 、CN及具有1至15個碳原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基或具有2至15個碳原子之直鏈或分支鏈烯基，該基團未經取代、經CN或CF₃ 單取代或經鹵素單取代或多取代且其中一或多個CH₂ 基團於各情況下可以使得氧原子不彼此直接連接之方式彼此獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-或-C≡C-置換，且 L¹ 、L² 及L³ 彼此獨立地表示H或F。

特別佳地，如根據本發明所用之介質含有基於該介質之總體內容物計至少5重量%，更佳地至少10重量%及甚至更佳地15重量%之選自式I及II化合物之一或多種液晶原基化合物。

除了適宜高的光學各向異性外，根據本發明之介質可有利地展示有利高的電壓保持比率(VHR)與良好光穩定性及適宜高的澄清點組合。

使用反應性液晶原，特定言之在如所指定之低量下，及較佳地使用具有高HTP之對掌性摻雜劑(其可允許在低濃度下使用)可有利地有助於維持有利高的澄清點。

該介質為膽甾型或對掌性向列型介質。膽甾型液晶(CLC)通常含有例如於初始狀態下具有平面結構之介質，該結構反射具有特定波長之光，且該結構可藉由施加交流電壓脈衝切換成焦點圓錐光散射結構，或反之亦然。在施加更強電壓，特定言之更強電壓脈衝時，該CLC介質可切換至垂直透明狀態，其於快速關掉電壓後自該垂直透明狀態鬆弛至平面狀態或於緩慢關掉後鬆弛至焦點圓錐狀態。

於平面紋理中，布拉格型反射發生，其中該反射光具有與膽甾型螺旋相同之偏手性。

於焦點圓錐狀態下，該等螺旋軸隨機排列及該紋理顯示光散射，因為在域邊界處之折射率之不連續空間變化。

平面及焦點圓錐構型二者通常係於不存在外部電場下穩定。在平面狀態與焦點圓錐狀態之間之電場驅動之紋理轉變之作用形成操作CLC顯示器之基礎，其中當CLC之紋理自平面切換至焦點圓錐結構時，由於螺旋軸經隨機分佈，布拉格型反射消失及CLC散射入射光。

然而，在該等狀態之間之切換通常僅通過垂直狀態達成，其中該膽甾型螺旋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耦合完全展開。

於根據本發明之一實施例中，切換層之霧度不透明狀態可為上述焦點圓錐狀態。

或者，及根據一較佳實施例，於本發明中，高霧度狀態係藉由多域結構形成。較佳地，此多域結構可產生足夠強散射，而同時布拉格型反射行為仍保持可觀察，至少一定程度上。於包含多域，較佳地由多域組成之此相中，螺旋軸之定向通常在域間變化，及域邊界通常出現。然而，宏觀上該相可看起來均勻，特定言之對人眼均勻不透明或霧度，及在整層區域無可見缺陷。

多域結構係可獲得，例如，使用以平面或垂直方式定向之習知定向層及有利地切換至多域狀態可係在相對較低電壓下可達成。然而，當不存在定向層時，多域結構亦係可獲得。

此外，調製材料及切換層中之聚合組分之存在可有利影響及穩定散射性能。

於一較佳實施例中，非散射或透明狀態可藉由上述垂直狀態形成。就此而言，目前可獲得之有利高的VHR可用於穩定此狀態中之元件抵抗自我放電行為及因此允許甚至在顯著較低更新率及/或較低功率消耗下維持該狀態。

或者，非散射或透明狀態可藉由上述平面紋理形成。

使用對掌性向列型或膽甾型介質可係有益的，因為可提供相對穩定狀態及甚至雙穩定性，使得包含該介質之裝置可消耗較少能量。特定言之，各別狀態可於關掉電場後保留至少相當多的時間，及較不頻繁定址或更新電壓可係可能的。

於一較佳實施例中，光閥可藉由施加AC電壓V1切換至光學透明狀態及藉由施加AC電壓V2切換至不透明狀態，其中V1 ＞ V2。

於一實施例中，經切換之透明狀態，特定言之具有垂直配向之狀態藉由施加15 V至100 V，更佳地20 V至80 V，及特定言之25 V至50 V之範圍內之電壓維持，而經切換之不透明狀態可係穩定至少一段時間，甚至在0 V下。

較佳地，根據本發明之光閥不使用雙頻定址，其可簡化所需之電子器件。

如上所述，該介質較佳地展示具有大於780 nm之波長之選擇性反射。因此，該介質較佳地在近紅外(NIR)光譜區內之反射。

可提供對掌性摻雜劑及其濃度使得介質之膽甾型節距經適宜設置或調整。CLC介質可例如藉由摻雜向列型LC介質與具有高扭轉力之對掌性摻雜劑來製備。然後根據方程式(1)藉由對掌性摻雜劑之濃度c及螺旋扭轉力HTP提供經誘導之膽甾型螺旋之節距p： p = (HTP c)^-1 (1)

亦可使用兩種或更多種摻雜劑，例如以補償個別摻雜劑之HTP之溫度依賴性及因此達成CLC介質之螺旋節距及反射波長之小的溫度依賴性。針對總HTP (HTP_總 )，則近似地方程式(2)保持： HTP_總 = ∑_i c_i HTP_i (2) 其中c_i 為各個別摻雜劑之濃度及HTP_i 為各個別摻雜劑之螺旋扭轉力。

該液晶介質含有一或多種對掌性化合物，特定言之一或多種對掌性摻雜劑。該等對掌性摻雜劑較佳地具有高的HTP絕對值及一般可以相對低濃度添加至液晶原基劑混合物中且於非對掌性組分中具有良好溶解度。若採用兩種或更多種對掌性化合物，則其可具有相同或相反旋轉方向及相同或相反扭轉之溫度依賴性。

較佳地，根據本發明之一或多種對掌性化合物具有5 µm^-1 或更高，更佳地10 µm^-1 或更高及甚至更佳地15 µm^-1 或更高之螺旋扭轉力絕對值，較佳地於來自Merck KGaA之市售液晶混合物MLC-6828中。特別佳為具有20 µm^-1 或更高，更佳地40 µm^-1 或更高，甚至更佳地60 µm^-1 或更高，及最佳地80 µm^-1 或更高至260 µm^-1 或更低之範圍之螺旋扭轉力(HTP)絕對值之對掌性化合物，較佳地於來自Merck KGaA之市售液晶混合物MLC-6828中。

較佳地，該一或多種對掌性化合物係以基於介質之總體內容物計2重量%或更少，更佳地1重量%或更少及甚至更佳地0.5重量%或更少之量包含於該液晶介質中。

於本發明之一較佳實施例中，該對掌性組分由兩種或更多種對掌性化合物組成，該等化合物均具有相同HTP之符號。個別化合物之HTP之溫度依賴性可係高或低。介質之節距之溫度依賴性可藉由將具有不同HTP之溫度依賴性之化合物以對應比率混合來補償。

適宜對掌性摻雜劑係此項技術中已知，其中之一些係可自市面上購得，諸如例如壬酸膽固醇酯、R/S-811、R/S-1011、R/S-2011、R/S-3011、R/S-4011、R/S-5011，特定言之R-5011、B(OC)2C*H-C-3或CB15 (均來自Merck KGaA，Darmstadt, Germany)。

特別適宜的對掌性摻雜劑為含有一或多個對掌性基團及一或多個液晶原基團，或會形成具有對掌性基團之液晶原基團之一或多個芳族或脂環基團之化合物。

適宜對掌性基團為例如對掌性分支鏈烴基、對掌性乙二醇、聯萘酚或二氧雜環戊烷，此外選自由以下組成之群之單價或多價對掌性基團：糖衍生物、糖醇、糖酸、乳酸、對掌性經取代之乙二醇、類固醇衍生物、萜烯衍生物、胺基酸或少量(較佳地1至5個)胺基酸之序列。

較佳對掌性基團為糖衍生物，諸如葡萄糖、甘露糖、半乳糖、果糖、阿拉伯糖及右旋糖；糖醇，諸如例如，山梨醇、甘露醇、艾杜糖醇(iditol)、半乳糖醇或其酐衍生物，特定言之二酐己糖醇，諸如二酐山梨醇(1,4:3,6-二酐-D-山梨醇，異山梨醇)、二酐甘露醇(異山梨醇)或二酐艾杜糖醇(異艾杜糖醇)；糖酸，諸如例如，葡萄糖酸、古洛糖酸(gulonic acid)及酮古洛糖酸；對掌性經取代之乙二醇基團，諸如例如，單或寡乙二醇或丙二醇，其中一或多個CH₂ 基團經烷基或烷氧基取代；胺基酸，諸如例如，丙胺酸、纈胺酸、苯基甘胺酸或苯丙胺酸，或2至5個此等胺基酸之序列；類固醇衍生物，諸如例如，膽固醇基或膽酸基團；萜烯衍生物，諸如例如，薄荷基、新薄荷基、樟腦基、松油基、萜品基、異長葉基(isolongifolyl)、葑基(fenchyl)、卡雷基(carreyl)、桃金娘烯基(myrthenyl)、諾蔔基(nopyl)、香葉基(geraniyl)、里哪醇基(linaloyl)、橙花基(neryl)、香茅基(citronellyl)或二氫香茅基。

適宜對掌性基團及液晶原基對掌性化合物述於例如DE 34 25 503、DE 35 34 777、DE 35 34 778、DE 35 34 779及DE 35 34 780、DE 43 42 280、EP 01 038 941及DE 195 41 820中。

根據本發明使用之較佳對掌性化合物係選自下列化合物之群。

於一實施例中，較佳為選自由下式A-I至A-III之化合物組成之群之摻雜劑：

其中 R^a11 及R^a12 彼此獨立地為烷基、氧雜烷基或具有2至9個，較佳地至多7個碳原子之烯基，及R^a11 或者為甲基或具有1至9個碳原子之烷氧基，較佳地均為烷基，較佳地正烷基， R^a21 及R^a22 彼此獨立地為具有1至9個，較佳地至多7個碳原子之烷基或烷氧基、氧雜烷基、具有2至9個，較佳地至多7個碳原子之烯基或烯氧基，較佳地均為烷基，較佳地正烷基， R^a31 及R^a32 彼此獨立地為烷基、氧雜烷基或具有2至9個，較佳地至多7個碳原子之烯基，及R^a11 或者為甲基或具有1至9個碳原子之烷氧基，較佳地均為烷基，較佳地正烷基。

特別佳為選自由下列式之化合物組成之群之對掌性摻雜劑：

另外較佳摻雜劑為下式A-IV之異山梨醇、異甘露醇或異艾杜糖醇之衍生物

其中該基團

為

(二酐山梨醇)，

(二酐甘露醇)，或

(二酐艾杜糖醇)，較佳地二酐山梨醇，及對掌性乙二醇，諸如例如，二苯基乙二醇(氫化苯偶因)，特定言之下式A-V之液晶原基氫化苯偶因衍生物

包括(R,S)、(S,R)、(R,R)及(S,S)對映異構體，其未顯示，其中

及

各彼此獨立地為1,4-伸苯基，其亦可經L單取代、二取代或三取代，或1,4-伸環己基， L為H、F、Cl、CN或具有1至7個碳原子之視情況鹵化之烷基、烷氧基、烷羰基、烷氧羰基或烷氧羰氧基， c為0或1， Z⁰ 為-COO-、-OCO-、-CH₂ CH₂ -或單鍵，且 R⁰ 為具有1至12個碳原子之烷基、烷氧基、烷羰基、烷氧羰基或烷羰氧基。

式A-IV化合物係述於WO 98/00428中。式A-V化合物係述於GB-A-2,328,207中。

於另一實施例中，特別佳對掌性摻雜劑為如WO 02/94805中所述之對掌性聯萘衍生物、如WO 02/34739中所述之對掌性聯萘酚乙酸醛衍生物、如WO 02/06265中所述之對掌性TADDOL衍生物、及如WO 02/06196及WO 02/06195中所述之具有至少一個氟化橋接基團及末端或中心對掌性基團之對掌性摻雜劑。

特別佳為式A-VI之對掌性化合物

其中 X¹ 、X² 、Y¹ 及Y² 各彼此獨立地為F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF₅ 、具有1至25個碳原子之直鏈或分支鏈烷基(其可經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代且此外，其中一或多個非相鄰CH₂ 基團可以使得O及/或S原子不彼此直接鍵結之方式各彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、NR⁰ -、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-或-C

C-置換)、可聚合基團或具有至多20個碳原子之環烷基或芳基(其可視情況經鹵素，較佳地F，或經可聚合基團單取代或多取代)， x¹ 及x² 各彼此獨立地為0、1或2， y¹ 及y² 各彼此獨立地為0、1、2、3或4， B¹ 及B² 各彼此獨立地為芳族或部分或完全飽和脂族六員環，其中一或多個CH基團可經N原子置換且一或多個非相鄰CH₂ 基團可經O及/或S置換， W¹ 及W² 各彼此獨立地為-Z¹ -A¹ -(Z² -A² )_m -R，及兩者中之一者或者為R¹ 或A³ ，但是二者不同時為H，或

為

或

， U¹ 及U² 各彼此獨立地為CH₂ 、O、S、CO或CS， V¹ 及V² 各彼此獨立地為(CH₂ )_n ，其中1至4個非相鄰CH₂ 基團可經O及/或S置換，且V¹ 及V² 中之一者及，於

為

之情況下，均為單鍵， Z¹ 及Z² 各彼此獨立地為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR⁰ -、-NR⁰ -CO-、-O-CH₂ -、-CH₂ -O-、-S-CH₂ -、-CH₂ -S-、-CF₂ -O-、-O-CF₂ -、-CF₂ -S-、-S-CF₂ -、-CH₂ -CH₂ -、-CF₂ -CH₂ -、-CH₂ -CF₂ -、-CF₂ -CF₂ -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、此等基團中之兩者之組合，其中沒有兩個O及/或S及/或N原子彼此直接鍵結，較佳地為-CH=CH-COO-或-COO-CH=CH-或單鍵， A¹ 、A² 及A³ 各彼此獨立地為1,4-伸苯基(其中一或兩個非相鄰CH基團可經N置換)、1,4-伸環己基(其中一或兩個非相鄰CH₂ 基團可經O及/或S置換)、1,3-二氧雜環戊烷-4,5-二基、1,4-伸環己烯基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基，其中此等基團各者可經L單取代或多取代，且此外A¹ 為單鍵， L為鹵素原子(較佳地F)、CN、NO₂ 、具有1至7個碳原子之烷基、烷氧基、烷羰基、烷氧羰基或烷氧羰氧基，其中一或多個H原子可經F或Cl置換， m於各情況下獨立地為0、1、2或3，且 R及R¹ 各彼此獨立地為H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF₅ 、各別地具有1或3至25個碳原子之直鏈或分支鏈烷基(其可視情況經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且其中一或多個非相鄰CH₂ 基團可經-O-、-S-、-NH-、-NR⁰ -、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-或-C

C-置換，其中沒有兩個O及/或S原子彼此直接鍵結)，或可聚合基團。

特別佳為式A-VI-1之對掌性聯萘衍生物

特定言之選自下式A-VI-1a至A-VI-1c之彼等：

其中B及Z⁰ 係如針對式A-IV所定義，且Z⁰ 更佳地為-OCO-或單鍵， R⁰ 係如針對式A-IV所定義或H或具有1至4個碳原子之烷基，且 b為0、1或2。

此外特別佳為式A-VI-2之對掌性聯萘衍生物

特定言之選自下式A-VI-2a至A-VI-2f之彼等：

其中R⁰ 係如針對式A-VI所定義，且X為H、F、Cl、CN或R⁰ ，較佳地F。

於一特別佳實施例中，根據本發明之對掌性介質包含下表F中所示之一或多種式R-5011及S-5011化合物。於一實施例中，該介質含有R-5011。於另一實施例中，該介質含有S-5011。

根據本發明之LC介質較佳地且有利地展示高可靠性及高電阻率。根據本發明之LC介質亦較佳地且有利地展示高的電壓保持比率(VHR)，參見S. Matsumoto等人，Liquid Crystals 5, 1320 (1989)；K. Niwa等人，Proc. SID Conference, San Francisco，1984年6月，第304頁(1984)；T. Jacob及U. Finkenzeller，「Merck Liquid Crystals - Physical Properties of Liquid Crystals」，1997。根據本發明之LC介質之VHR較佳地係

75%，更佳地

85%，甚至更佳地

95%及特別佳地

98%。除非另有所述，否則VHR之量測係如T. Jacob, U. Finkenzeller，「Merck Liquid Crystals - Physical Properties of Liquid Crystals」，1997中所述進行。

根據本發明，於方法中提供液晶介質，其以基於該介質之總體內容物計4重量%或更少之量包含一或多種可聚合液晶原基化合物。

較佳地，該一或多種可聚合液晶原基化合物係以基於該介質之總體內容物計3重量%或更少之量，甚至更佳地2重量%或更少之量及特別佳地1.25重量%或更少之量包含於該介質中。

較佳地，該一或多種可聚合液晶原基化合物包含一個、兩個或更多個丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯基團。

於根據本發明之介質中，較佳地提供一或多種可聚合、可固化或可硬化化合物，較佳地一或多種可光固化單體，其可有利用作調製材料及切換層中之聚合組分之前驅體。

所用之反應性液晶原(RM)或液晶原基單體含有液晶原基團及一或多個可聚合基團，即，適用於聚合之官能基。

於一特別佳實施例中，所用之可聚合化合物僅包含反應性液晶原，即，所有反應性單體為液晶原。或者，RM可與一或多種非液晶原基可聚合化合物組合提供。

該等RM可係單反應性及/或二反應性或多反應性。較佳地，所用之RM係二反應性或多反應性，特定言之二反應性。於一實施例中，一或多種二反應性RM係與至少一種單反應性RM組合使用。

於本發明之一較佳實施例中，該一或多種可聚合液晶原基化合物係選自式M化合物

其中該等個別基團係如下所定義： R^Ma 及R^Mb 各獨立地為P、P-Sp-、H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO₂ 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、SF₅ 或具有1至25個碳原子之直鏈或分支鏈烷基，其中一或多個非相鄰CH₂ 基團亦可以使得氧及/或硫原子不彼此直接連接之方式各獨立地經-C(R⁰ )=C(R⁰⁰ )-、-C

C-、-N(R⁰⁰ )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中一或多個氫原子亦可經F、Cl、Br、I、CN、P或P-Sp-置換，其中較佳地R^Ma 及R^Mb 基團中之至少一者為或含有P或P-Sp-基團，較佳地 R^Ma 及R^Mb 各獨立地為P、P-Sp-、H、鹵素、SF₅ 、NO₂ 、烷基、烯基或炔基，其中較佳地R^Ma 及R^Mb 基團中之至少一者為或含有P或P-Sp-基團， P為可聚合基團， Sp為間隔基團或單鍵， A^M1 及A^M2 各獨立地為芳族基、雜芳族基、脂環基或雜環基，較佳地具有4至25個環原子，較佳地碳原子，其亦包含或可含有稠合環，且其可視情況經L單取代或多取代， L為P、P-Sp-、OH、CH₂ OH、F、Cl、Br、I、-CN、-NO₂ 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R^x )₂ 、-C(=O)Y¹ 、-C(=O)R^x 、-N(R^x )₂ 、視情況經取代之甲矽烷基、視情況經取代之具有6至20個碳原子之芳基、或具有1至25個碳原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷羰基、烷氧羰基、烷羰氧基或烷氧羰氧基或具有2至25個碳原子之烯基或炔基，其中一或多個氫原子亦可經F、Cl、P或P-Sp-，較佳地P、P-Sp-、H、OH、CH₂ OH、鹵素、SF₅ 、NO₂ 、烷基、烯基或炔基置換， Y¹ 為鹵素，較佳地F， Z^M1 為-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-、-C

C-、-CH=CH-、-COO-、-OCO-CH=CH-、CR⁰ R⁰⁰ 或單鍵， R⁰ 及R⁰⁰ 各獨立地為H或具有1至12個碳原子之烷基， R^x 為P、P-Sp-、H、鹵素、具有1至25個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基，其中一或多個非相鄰CH₂ 基團亦可以使得氧及/或硫原子不彼此直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中一或多個氫原子亦可經F、Cl、P或P-Sp-置換；視情況經取代之具有6至40個碳原子之芳基或芳氧基、或視情況經取代之具有2至40個碳原子之雜芳基或雜芳氧基， m1為0、1、2、3或4，且 n1為1、2、3或4，其中來自R^Ma 、R^Mb 及所存在之取代基L之基團之至少一個取代基，較佳地1、2或3個取代基及更佳地1或2個取代基為P或P-Sp-基團或含有至少一個P或P-Sp-基團。

特別佳為式M化合物，其中R^ma 及R^mb 中之一者或兩者為P或P-Sp-。

用於根據本發明之液晶介質中之適宜且較佳RM係例如選自下式：

其中該等個別基團係如下定義： P¹ 至P³ 各獨立地為可聚合基團，較佳地具有上文及下文針對P所指定之定義中之一者，更佳地丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氧雜環丁烷、乙烯基氧基或環氧基， Sp¹ 至Sp³ 各獨立地為單鍵或間隔基團，較佳地具有上文及下文給定之Sp之定義中之一者，及更佳地-(CH₂ )_p1 -、-(CH₂ )_p1 -O-、-(CH₂ )_p1 -CO-O-或-(CH₂ )_p1 -O-CO-O-，其中p1為1至12之整數，且其中鍵結至後者基團中之相鄰環係經由氧原子，其中P¹ -Sp¹ -、P² -Sp² -及P³ -Sp³ -基團中之一者亦可為R^aa ， R^aa 為H、F、Cl、CN或具有1至25個碳原子之直鏈或分支鏈烷基，其中一或多個非相鄰CH₂ 基團亦可以使得氧及/或硫原子不彼此直接連接之方式各獨立地經C(R⁰ )=C(R⁰⁰ )-、-C

C-、-N(R⁰ )-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換，且其中一或多個氫原子亦可經F、Cl、CN或P¹ -Sp¹ -置換，更佳地具有1至12個碳原子之直鏈或分支鏈之視情況經單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷羰基、烷氧羰基或烷羰氧基(其中該等烯基及炔基基團具有至少兩個碳原子及該等分支鏈基團具有至少三個碳原子)， R⁰ 及R⁰⁰ 在各情況下係相同或不同且各獨立地為H或具有1至12個碳原子之烷基， R^y 及R^z 各獨立地為H、F、CH₃ 或CF₃ ， Z¹ 為-O-、-CO-、-C(R^y R^z )-或-CF₂ CF₂ -， Z² 及Z³ 各獨立地為-CO-O-、-O-CO-、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-CF₂ O-、-OCF₂ -或-(CH₂ )_n -，其中n為2、3或4， L在各情況下係相同或不同且具有在上式M下給定之含義，較佳地為F、Cl、CN或具有1至12個碳原子之直鏈或分支鏈之視情況經單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷羰基、烷氧羰基或烷羰氧基，較佳地F， L'及L"各獨立地為H、F或Cl， X¹ 至X³ 彼此獨立地為-CO-O-、-O-CO-或單鍵， r為0、1、2、3或4， s為0、1、2或3， t為0、1或2，且 x為0或1。

適宜可聚合化合物列於例如表G中。特別佳反應性液晶原為如各別於實例1及3中所示之式RM-A、RM-B及RM-C之化合物。

可聚合化合物具有至少一個可聚合基團。該可聚合基團較佳地係選自CH₂ =CW¹ -COO-、

、

、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-、HO-CW² W³ -、HS-CW² W³ -、HW² N-、HO-CW² W³ -NH-、CH₂ =CW¹ -CO-NH-、CH₂ =CH-(COO)_k1 -Phe-(O)_k2 -、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-，其中W¹ 為H、Cl、CN、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 彼此獨立地為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，Phe為1,4-伸苯基且k₁ 及k₂ 彼此獨立地為0或1。該可聚合或反應性基團係較佳地選自乙烯基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氧雜環丁烷基或環氧基，尤其佳為丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。

於一實施例中，除了一或多種RM外，非液晶原基單體包含於該介質中。較佳地，一或多種可聚合化合物(非液晶原基單體或RM或二者)係選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯及乙酸乙烯酯，其中更佳地該組合物另外包含一或多種二反應性及/或三反應性可聚合化合物，較佳地選自二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、三丙烯酸酯及三甲基丙烯酸酯。

於一較佳實施例中，根據本發明之介質包含一或多種非液晶原基單丙烯酸酯，特別佳地選自以下之一或多種化合物：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥基-丁酯及丙烯酸異冰片酯。

此外或或者，根據本發明之介質較佳地包含一或多種非液晶原基單甲基丙烯酸酯，特別佳地選自以下之一或多種化合物：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸2-乙基-己酯、甲基丙烯酸2-羥基-乙酯、甲基丙烯酸2-羥基-丁酯、甲基丙烯酸異冰片酯及甲基丙烯酸1-金剛烷酯。

特別佳為將至少一種交聯劑添加至該介質中，即，含有兩種或更多種可聚合基團之可聚合化合物，其中較佳地使用二反應性或多反應性RM。

就此而言，二反應性及多反應性化合物可用於形成其自身之聚合物網路及/或使自聚合單反應性化合物實質上形成之聚合物鏈交聯。

或者或此外，可使用此項技術中已知之習知交聯劑。特別佳為另外提供二反應性或多反應性丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。特別佳化合物係選自二丙烯酸乙二酯、二丙烯酸丙二酯、二丙烯酸丁二酯、二丙烯酸戊二酯、二丙烯酸己二酯、二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸甘油酯、四丙烯酸季戊四醇酯、二甲基丙烯酸乙二酯(亦稱作二甲基丙烯酸乙二醇酯)、二甲基丙烯酸丙二酯、二甲基丙烯酸丁二酯、二甲基丙烯酸戊二酯、二甲基丙烯酸己二酯、二丙烯酸三丙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸甘油酯、三甲基丙烯酸三甲基丙酯及三丙烯酸季戊四醇酯。

單反應性單體與二反應性或多反應性單體之比率可經有利設置及調整以影響待形成之聚合組分之性質。

可將適宜且慣用引發劑(特定言之光引發劑)添加至介質中以促進反應，例如偶氮化合物或有機過氧化物，諸如Luperox型引發劑。此外，用於聚合之適宜條件及引發劑之適宜類型及量係此項技術中已知且述於文獻中。若聚合引發劑包含於介質中，則較佳地使用光引發劑。

例如，當藉助UV光聚合時，可使用光引發劑，其在UV照射下分解以產生開始聚合反應之自由基或離子。針對聚合丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基，較佳地使用自由基光引發劑。針對聚合乙烯基、環氧化物或氧雜環丁烷基，較佳地使用陽離子光引發劑。亦可使用熱聚合引發劑，其當加熱時分解以產生開始聚合之自由基或離子。典型自由基光引發劑為例如市售Irgacure®，例如Irgacure 651 (購自BASF，含有2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮)，或Darocure® (Ciba Geigy AG, Basel, Switzerland)。典型陽離子光引發劑為例如UVI 6974 (Union Carbide)。其他有用光引發劑包括α-胺基酮(例如，Irgacure 907)、香豆素、氧化膦(例如，Irgacure 2100)、醯基膦(例如，Irgacure 819)。

於一特定實施例中，所添加之聚合引發劑(較佳地光引發劑)包括一或多種液晶原基聚合引發劑，較佳地一或多種液晶原基光引發劑，即，可引發聚合且自身具有各向異性及液晶原基性質之一或多種反應性化合物，較佳地由其組成。

然而，根據一特別佳實施例，不使用聚合引發劑，特定言之光引發劑。於某些情況下，此可改善VHR及減少於切換層中產生離子之傾向。此可有助於獲得及維持具有良好可靠性及穩定性之調製材料及光閥。因此，根據一較佳實施例，於用於根據本發明之方法中之液晶介質中不添加聚合引發劑。

為維持及達成良好VHR，較佳地聚合之反應產物中之雜質經保持在最小量下或經實質上避免。特定言之，殘餘反應性物質及加入之污染物經適宜且較佳地保持在最小量下。例如，若進行UV聚合，則於一較佳實施例中，使用接近可見光譜之具有相對較長波長之光，有利地使用較佳地340 nm至380 nm範圍，及甚至更佳地360 nm至380 nm範圍之UV光。這樣可避免或至少最小化LC介質之組分，及尤其一或多種二色性染料之非所需光降解或分解。若使用光引發劑，則可適宜匹配或調整照射波長及光引發劑。

於不使用光引發劑之較佳情況下，可設置光之波長範圍使得可聚合化合物中之至少一些可經歷光反應及藉由自身引發聚合反應，此外同時可避免或至少最小化LC介質之非反應性組分及特定言之一或多種二色性染料之降解或分解。獲得及設置所需波長範圍可藉由此項技術中已知之習知方法，例如藉由使用光學濾波器，特定言之邊緣濾波器達成。

出人意料地發現，根據本發明之介質可藉由於該介質中提供如上文及下文所述之一或多種可聚合液晶原基化合物有利地用於原位產生聚合結構。此外，藉由適宜選擇一或多種可聚合液晶原基化合物連同一或多種二色性染料及藉由相對於二色性染料之吸收特性設置及調整光聚合中所用之光的波長，可提供有效且穩健方法，該方法產生所需聚合及材料中之聚合產物，此外同時保留二色性染料及其性能。於一實施例中，選擇照射光之波長或各別波長光譜使得與二色性染料之吸收帶之重疊最小化。

可選擇介質中之可聚合化合物使得於聚合後，獲得穩定體系，該穩定體系例如可於進一步處理步驟(諸如熱加熱步驟)中穩定，其中可維持良好VHR。

此外，根據本發明，僅使用相對少量之可聚合液晶原基化合物，其可有利影響穩定性及最小化非所需降解。

根據本發明，該介質係用於製備包含聚合組分，特定言之聚合網路之調製材料，其中該聚合組分藉由使如上文及下文所述之可聚合化合物聚合獲得或可各別地獲得。

聚合組分之提供可用於使LC介質之一或多個狀態或相穩定。

較佳地，聚合組分係以基於介質之總體內容物計0.1重量%至4重量%之範圍，更佳地0.5重量%至1.5重量%之範圍內之量包含於介質中。

聚合組分可有助於可獲得之材料之有利性質。例如，聚合組分可有助於顯著更穩定霧度狀態，特定言之多域狀態，使得此霧度狀態可在不更新或再施加電壓下維持更延長之時間段，特定言之多至幾天。其亦可有助於達成快速切換時間，特定言之如所觀察到之卓越

_off 切換時間。

此外，如含有根據本發明之CLC介質之材料中所提供之聚合組分可有利地影響散射效率及外觀，例如，就均勻性及視角依賴性而言。從而可顯著減少可在傾斜視角下產生之彩色偽影。

於一較佳實施例中，調製材料包含液晶介質及聚合組分，其中該聚合組分包含藉由反應性液晶原之聚合獲得之聚合物網路，其中該等反應性液晶原較佳地含有選自丙烯酸酯基，特別佳地選自單丙烯酸酯基、二丙烯酸酯基或三丙烯酸酯基、乙烯基醚基及環氧化物基之至少一個基團。如本文中所用之含有丙烯酸酯基之化合物包括丙烯酸單體、甲基丙烯酸單體及此等單體之混合物。

可使用習知方法進行聚合。可於一或多個步驟中進行聚合。於根據本發明之方法中，該(等)可聚合化合物之聚合藉由暴露於光化輻射中達成，其中暴露於光化輻射中意指利用光(如UV光、可見光或IR光)照射，利用X-射線或γ射線照射，或利用高能粒子，諸如離子或電子照射。於一較佳實施例中，進行自由基聚合。

針對光聚合，使用UV光係較佳的。亦可使用UV光連同可見光，特定言之紫光或藍光。例如，可使用340 nm至420 nm，較佳地360 nm至405 nm之光譜範圍內之光。於一替代實施例中，亦可僅使用可見光，特定言之380 nm至415 nm之範圍，例如使用來自雷射來源之可見光。

可在適宜溫度下進行聚合。於一實施例中，在低於液晶原基混合物之澄清點之溫度下進行聚合。於一替代實施例中，然而亦可在澄清點或高於澄清點下進行聚合。

於該方法中，藉由光照射，即，利用光，較佳地UV光之光照射進行聚合。作為光化輻射之來源，可使用例如單UV燈或一組UV燈。當使用高的燈功率時，可減少固化時間。光輻射之另一可能來源為雷射，如例如UV雷射、可見雷射或IR雷射。

於一實施例中，藉由將一或多種可聚合化合物(較佳地包括二反應性化合物及視情況適宜光引發劑)添加至摻雜染料之對掌性液晶主體混合物中，及藉由暴露於UV照射中使該等可聚合化合物聚合來進行聚合。

較佳地，於維持於對掌性液晶主體混合物之預定狀態下之電-光單元中進行聚合。於一較佳實施例中，當介質係處於垂直狀態時，進行聚合，較佳地使用UV光之聚合，其中通常且較佳地施加電場。

針對層中之材料之光聚合，較佳地使用30秒至300分鐘，更佳地1分鐘至240分鐘之暴露時間，較佳地使用0.01 mW/cm² 至100 mW/cm² ，更佳地0.1 mW/cm² 至100 mW/cm² ，及甚至更佳地0.5 mW/cm² 至75 mW/cm² 之範圍內之照射強度。於一特定實施例中，光聚合之較佳時間段及特定言之較佳UV暴露時間係於1分鐘至120分鐘，更佳地5分鐘至60分鐘及特定言之10分鐘至30分鐘之範圍內，其中該等UV光強度較佳地係於1 mW/cm² 至50 mW/cm² 之範圍內。

可在室溫下進行光聚合，但是於一替代實施例中，較佳地在升高之溫度下進行光聚合。

因此，於一實施例中，在光聚合之前進行熱預熱步驟以將溫度升高至環境室溫以上。於此情況下，較佳地設置及維持溫度在澄清點以下。這樣可在更高溫度下進行聚合，然而其中該介質具有向列相或各別對掌性向列相。

根據本發明，該介質含有一或多種多色性染料，特定言之一或多種二色性染料，較佳地含量為0.05重量%至5重量%，更佳地0.1重量%至2.5重量%。

較佳地選擇該(等)染料之濃度使得可有效且高效地進行該方法及特定言之光聚合，此外同時確保所獲得之調製材料之適當性能，特定言之就所需顏色及調光效應而言。

二色性染料可係選自例如偶氮染料、蒽醌、苯硫酚蒽醌、次甲基化合物、偶氮次甲基化合物、部花青素化合物、萘醌、四嗪、吡咯甲川染料、丙二腈染料、芮(特定言之苝及聯三芮)、噻二唑染料、噻吩噻二唑染料、苯并噻二唑、吡咯甲川、Irgaphor Black X11 DC及二酮吡咯并吡咯。特別佳為偶氮化合物、蒽醌、苯硫酚蒽醌、苯并噻二唑(特定言之如WO 2014/187529中所述)、二酮吡咯并吡咯(特定言之如WO 2015/090497中所述)、及芮(特定言之如WO 2014/090373中所述)。

用於該方法之液晶介質較佳地包含1、2、3、4、5、6、7、8、9或10種不同二色性染料，特別佳地兩種或三種二色性染料。

於一實施例中，該液晶介質包含至少三種不同二色性染料，較佳地以基於該介質之總體內容物計3重量%或更少，更佳地1.5重量%或更少之量。

於一實施例中，切換層之二色性染料之吸收光譜較佳地以使得眼睛出現黑色印象之方式彼此互補。較佳地，根據本發明之液晶介質之兩種或更多種，更佳地三種或更多種二色性染料較佳地覆蓋可見光譜之大部分。可製備對眼睛顯現黑色或灰色之染料之混合物的精確方式係此項技術中已知且述於例如M. Richter, Einführung in die Farbmetrik [比色法引言(Introduction to Colorimetry)]，第2版，1981, ISBN 3-11-008209-8, Walter de Gruyter & Co中。

於另一實施例中，進行不同顏色之設置，例如，紅、綠或藍。

染料之混合物之顏色位置之設置係於比色法之區域中描述。為此，個別染料之光譜係考慮到Lambert-Beer法則計算以得到總體光譜及根據比色法之規則轉換成對應顏色位置及相關照明(例如針對日光之發光體D65)下之亮度值。白點之位置藉由各別發光體，例如D65固定，及於例如以上參考文獻之表格中引用。不同顏色位置可藉由改變各種染料之比例來設置。

根據一較佳實施例，介質及切換層包含一或多種二色性染料，其吸收紅色及NIR區之光，即，在600 nm至2000 nm，較佳地600 nm至1800 nm之範圍，特別佳地650 nm至1300 nm之範圍內之波長。

較佳二色性染料係選自偶氮染料、蒽醌、苯硫酚蒽醌、次甲基化合物、偶氮次甲基化合物、部花青素化合物、萘醌、四嗪、苝、聯三芮、聯四芮、聯更高數芮、吡咯甲川、噻二唑、苯并噻二唑、鎳二硫烯、(金屬)酞菁、(金屬)萘菁及(金屬)卟啉。此等中，特別佳為偶氮染料、苯硫酚蒽醌、噻二唑及苯并噻二唑。

於一實施例中，於介質及切換層中提供之二色性染料較佳地選自B. Bahadur, Liquid Crystals - Applications and Uses，第3卷，1992, World Scientific Publishing，第11.2.1節中所指示之染料類別，及特別佳地選自其中本發明表格中提供之明確化合物。

該等染料屬於此項技術中已知之二色性染料之類別且已述於文獻中。因此，例如，蒽醌染料係述於EP 34832、EP 44893、EP 48583、EP 54217、EP 56492、EP 59036、GB 2065158、GB 2065695、GB 2081736、GB 2082196、GB 2094822、GB 2094825、JP-A 55-123673、DE 3017877、DE 3040102、DE 3115147、DE 3115762、DE 3150803及DE 3201120中，萘醌染料係述於DE 3126108及DE 3202761中，偶氮染料係述於EP 43904、DE 3123519、WO 82/2054、GB 2079770、JP-A 56-57850、JP-A 56-104984、US 4308161、US 4308162、US 4340973、T. Uchida、C. Shishido、H. Seki及 M. Wada: Mol. Cryst. Liq. Cryst. 39, 39-52 (1977)及H. Seki、C. Shishido、S. Yasui 及T. Uchida: Jpn. J. Appl. Phys. 21, 191-192 (1982)中，及苝係述於EP 60895、EP 68427及WO 82/1191中。芮染料如於EP 2166040、US 2011/0042651、EP 68427、EP 47027、EP 60895、DE 3110960及EP 698649中所述。

以下顯示可存在於光閥之介質及切換層中之較佳二色性染料之實例

其中R¹ 、R² 、R³ 及R⁴ 彼此獨立地表示

及/或

。

切換層中之染料可提供總體透射之可變性且可提供在不透明狀態下之彩色或各別黑色外觀。

於一較佳實施例中，根據本發明之裝置之切換層包含一或多種淬滅劑化合物。若根據本發明之裝置於切換層中包含一或多種螢光染料，則此係特別佳。為達成有效淬滅，該淬滅劑化合物應針對各別染料體系經調適，特定言之於染料組合中在最長波長下吸收之染料。於根據本發明之切換層之一較佳實施例中，選擇任何視情況添加之淬滅劑化合物使得光譜之可見部分中之螢光經抑制。

較佳地，根據本發明之光閥僅含有一個切換層。

然而，於一替代實施例中，亦可提供超過一個切換層，特定言之兩個切換層。

較佳地，如根據本發明所用之介質含有基於該介質之總體內容物計至少5重量%，更佳地至少10重量%及甚至更佳地15重量%之選自式I及II化合物之一或多種液晶原基化合物。於一實施例中，該介質含有一或多種式I化合物，較佳地以基於該介質之總體內容物計5重量%至30重量%之範圍之量。於一些情況下，兩種、三種或更多種式I化合物包含於該介質中可係有益且較佳。

較佳地，如式I中所定義之基團A¹¹ 表示

或

。

於一實施例中，如式I中所定義之n表示0。

於一較佳實施例中，該一或多種式I化合物係選自式Ia、Ib及Ic化合物，更佳地選自式Ia及Ib化合物

其中 R¹ 及R² 彼此獨立地表示選自以下之基團：F、Cl、CF₃ 、OCF₃ 、及具有1至15個碳原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基或具有2至15個碳原子之直鏈或分支鏈烯基，該基團未經取代、經CN或CF₃ 單取代或經鹵素單取代或多取代且其中一或多個CH₂ 基團於各情況下可以使得氧原子不彼此直接連接之方式彼此獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-或-C≡C-置換，較佳地為F、CF₃ 、OCF₃ 、具有1至9個碳原子之直鏈烷基或烷氧基或具有2至9個碳原子之烯基，且 L每次出現時相同或不同地為H或選自F、Cl及Br，較佳地選自F及Cl之鹵素，及更佳地每次出現時相同或不同地為H或F。

特別佳為若式I化合物之伸苯基環經取代，則該(等)取代基為F，及此外端基R¹ 及R² 不含Cl。

於一特別佳實施例中，該一或多種式I化合物係選自不含Cl之化合物。

於一特別佳實施例中，該液晶介質不含含有Cl之化合物。

此外特別佳地，根據式I之環A²¹ 、A³¹ 及A⁴¹ 中之至少一者具有至少一個F取代基。此外特別佳地，根據式I之環A²¹ 、A³¹ 及A⁴¹ 一起具有至少兩個F取代基。

於根據本發明之介質中，使用含CN之化合物經較佳且有利地限於較佳地75重量%或以下，更佳地50重量%或以下，甚至更佳地25重量%或以下及特定言之15重量%或以下。於一特別佳實施例中，完全避免使用含CN之化合物。

液晶介質較佳地含有液晶原基化合物，鑑於有助於或維持該介質之有利性質，例如，良好VHR及有利穩定性而添加該等液晶原基化合物。

於一實施例中，根據本發明之液晶介質包含一或多種式II化合物，較佳地以基於該介質之總體內容物計1重量%至45重量%，更佳地5重量%至25重量%之範圍內之量。於一些情況下，兩種、三種或更多種式I化合物包含於該介質中可係有益且較佳。

於另一實施例中，根據本發明之液晶介質包含一或多種式III化合物

其中R⁵ 及R⁶ 係如針對式II之R³ 所定義且L⁴ 及L⁵ 係如針對式II之L¹ 所定義。

式III化合物較佳地以1重量%至45重量%，更佳地5重量%至25重量%之總濃度用於介質中。

較佳地，該介質包含一或多種式I液晶原基化合物、視情況一或多種光引發劑、及選自式II及III化合物之群之一或多種液晶原基化合物。

特別佳地，該介質包含如上所述之一或多種式I化合物、一或多種式II化合物及一或多種式III化合物。

較佳地，根據本發明之液晶介質或者或較佳地此外包含一或多種式IV化合物

其中 R⁷ 表示具有1至15個碳原子，較佳地1至7個碳原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基，或具有2至15個碳原子之直鏈或分支鏈烯基，其未經取代、經CN或CF₃ 單取代或經鹵素單取代或多取代且其中一或多個CH₂ 基團於各情況下可以使得氧原子不彼此直接連接之方式彼此獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-或-C≡C-置換， i為0、1或2， L⁶ 及L⁷ 彼此獨立地為H或F，且 X¹ 表示F、CF₃ 、OCF₃ 或CN。

式IV化合物較佳地以1重量%至45重量%，更佳地5重量%至25重量%之總濃度用於介質中。

特別佳地，該介質包含如上文及下文所述之一或多種式I化合物、一或多種式II化合物、一或多種式III化合物及一或多種式IV化合物。

於另一實施例中，根據本發明之液晶介質包含一或多種式V化合物，較佳地以基於該介質之總體內容物計1重量%至15重量%，更佳地5重量%至10重量%之範圍內之量，

其中 R⁸ 表示具有1至15個碳原子，較佳地1至7個碳原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基，或具有2至15個碳原子之直鏈或分支鏈烯基，其未經取代、經CN或CF₃ 單取代或經鹵素單取代或多取代且其中一或多個CH₂ 基團於各情況下可以使得氧原子不彼此直接連接之方式彼此獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-或-C≡C-置換，且 X² 表示F、CF₃ 、OCF₃ 或CN，較佳地CF₃ 。

於一特別佳實施例中，該一或多種式I化合物係選自式I-1及I-2化合物

其中 R¹ 及R² 係如針對上式Ia所定義，且 L每次出現時相同或不同地為H或F。

視情況，該介質進一步包含選自如表D中所示及解釋之指定為CC-n-V及CC-n-Vm之化合物之一或多種化合物，其中較佳地n及m彼此獨立地為1至7之整數，特定言之以1重量%至25重量%之濃度。

視情況，根據本發明之介質可包含其他液晶化合物以調整物理性質。此等化合物係該領域中已知。根據本發明之介質中之此等視情況另外包含之液晶化合物的濃度較佳地為0重量%至30重量%，更佳地0.1重量%至20重量%及最佳地1重量%至15重量%。

較佳地，根據本發明之介質包含如下表F中所示之式R-5011化合物。

根據本發明之液晶介質可含有通常濃度之另外添加劑。此等另外成分之總濃度係於基於總混合物計0%至5%，較佳地0.1%至4%之範圍內。各者使用之個別化合物之濃度較佳地係於0.01%至3%之範圍內。本文中未針對液晶介質之液晶組分及化合物之濃度之值及範圍考慮此等及相似添加劑之濃度。特定言之，該介質可另外包含慣用且適宜添加劑，諸如穩定劑、抗氧化劑、自由基清除劑、鏈轉移劑(例如硫醚)及/或增塑劑，較佳地以0.01重量%至5重量%之量。穩定劑可用於進一步使介質及調製材料穩定對抗降解或氧化，例如，由於熱應力或光應力之降解或氧化。

本文中，除非另有明確指定，否則所有濃度係以重量%提供。

根據本發明之液晶介質由若干化合物，較佳地3至30種，更佳地4至20種，及最佳地4至16種化合物組成。此等化合物係以習知方式混合。通常，將以較小量使用之所需量之化合物溶解於以較大量使用之化合物中。若溫度係在以較高濃度使用之化合物之澄清點以上，則特別容易觀察溶解過程之完成。然而，亦可藉由其他習知方法，例如使用所謂之預混合物(其可為例如化合物之同質或共熔混合物)或使用所謂之多瓶系統(其之成分準備好使用混合物自身)來製備介質。

上文及下文所述之許多液晶原基化合物或其混合物係可自市面上購得。此等化合物係已知或可藉由本身已知之方法製備，如述於文獻中(例如於標準著作，諸如Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [有機化學之方法(Methods of Organic Chemistry)], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart中)，在已知及適用於該等反應之反應條件下係精確。此處亦可使用本身已知，但是本文中未更詳細提及之變型。根據本發明之介質係以本身習知方式製備。一般而言，將該等組分彼此溶解，較佳地在升高之溫度下。可添加適宜添加劑或物質以修改液晶相之介電各向異性、黏度及/或配向。

根據本發明之術語「烷基」較佳地包含具有1至7個碳原子之直鏈及分支鏈烷基，特定言之直鏈基團甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及庚基。具有2至5個碳原子之基團一般係較佳。

烷氧基可為直鏈或分支鏈，及其較佳地為直鏈且具有1、2、3、4、5、6或7個碳原子，及因此較佳地為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基。

根據本發明之術語「烯基」較佳地包含具有2至7個碳原子之直鏈及分支鏈烯基，特定言之直鏈基團。特別佳烯基為C₂ -C₇ -1E-烯基、C₄ -C₇ -3E-烯基、C₅ -C₇ -4E-烯基、C₆ -C₇ -5E-烯基及C₇ -6E-烯基，特定言之C₂ -C₇ -1E-烯基、C₄ -C₇ -3E-烯基及C₅ -C₇ -4E-烯基。較佳烯基之實例為乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基及6-己烯基。具有至多5個碳原子之基團一般係較佳。

氟化烷基或烷氧基較佳地包括CF₃ 、OCF₃ 、CFH₂ 、OCFH₂ 、CF₂ H、OCF₂ H、C₂ F₅ 、OC₂ F₅ 、CFHCF₃ 、CFHCF₂ H、CFHCFH₂ 、CH₂ CF₃ 、CH₂ CF₂ H、CH₂ CFH₂ 、CF₂ CF₂ H、CF₂ CFH₂ 、OCFHCF₃ 、OCFHCF₂ H、OCFHCFH₂ 、OCH₂ CF₃ 、OCH₂ CF₂ H、OCH₂ CFH₂ 、OCF₂ CF₂ H、OCF₂ CFH₂ 、C₃ F₇ 或OC₃ F₇ ，特定言之CF₃ 、OCF₃ 、CF₂ H、OCF₂ H、C₂ F₅ 、OC₂ F₅ 、CFHCF₃ 、CFHCF₂ H、CFHCFH₂ 、CF₂ CF₂ H、CF₂ CFH₂ 、OCFHCF₃ 、OCFHCF₂ H、OCFHCFH₂ 、OCF₂ CF₂ H、OCF₂ CFH₂ 、C₃ F₇ 或OC₃ F₇ ，特別佳地OCF₃ 或OCF₂ H。於一較佳實施例中，氟烷基包括具有末端氟之直鏈基團，即，氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基及7-氟庚基。然而，不排除氟之其他位置。

氧雜烷基較佳地包括式C_n H_2n+1 -O-(CH₂ )_m 之直鏈基團，其中n及m各彼此獨立地為1至6。較佳地，n = 1且m為1至6。

氧雜烷基較佳地為直鏈2-氧雜丙基(=甲氧基甲基)，2-(=乙氧基甲基)或3-氧雜丁基(=2-甲氧基乙基)，2-、3-或4-氧雜戊基，2-、3-、4-或5-氧雜己基，2-、3-、4-、5-或6-氧雜庚基，2-、3-、4-、5-、6-或7-氧雜辛基，2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧雜壬基，或2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧雜癸基。

鹵素較佳地為F或Cl，特定言之F。

若上述基團中之一者為烷基，其中一個CH₂ 基團已經-CH=CH-置換，則此可為直鏈或分支鏈。其較佳地為直鏈且具有2至10個碳原子。因此，特定言之，其為乙烯基，丙-1-或丙-2-烯基，丁-1-、-2-或丁-3-烯基，戊-1-、-2-、-3-或戊4-烯基，己-1-、-2-、-3-、-4-或己-5-烯基，庚-1-、-2-、-3-、-4-、-5-或庚-6-烯基，辛-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-或辛-7-烯基，壬-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-或壬-8-烯基，癸-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-、-8-或癸-9-烯基。

若上述基團中之一者為烷基，其中一個CH₂ 基團已經-O-置換且一者已經-CO-置換，則此等較佳地係相鄰。因此，此等含有醯氧基-CO-O-或氧羰基-O-CO-。此等較佳為直鏈且具有2至6個碳原子。

因此，特定言之其為乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、戊醯氧基、己醯氧基、乙烯氧基甲基、丙醯氧基甲基、丁醯氧基甲基、戊醯氧基甲基、2-乙醯氧基乙基、2-丙醯氧基乙基、2-丁醯氧基乙基、3-乙醯氧基丙基、3-丙醯氧基丙基、4-乙醯氧基丁基、甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、丁氧羰基、戊氧羰基、甲氧羰基甲基、乙氧羰基甲基、丙氧羰基甲基、丁氧羰基甲基、2-(甲氧羰基)乙基、2-(乙氧羰基)乙基、2-(丙氧羰基)乙基、3-(甲氧羰基)丙基、3-(乙氧羰基)丙基或4-(甲氧羰基)丁基。

若上述基團中之一者為烷基，其中一個CH₂ 基團已經未經取代或經取代之-CH=CH-置換且一個相鄰CH₂ 基團已經CO、CO-O或O-CO置換，則此可為直鏈或分支鏈。其較佳地為直鏈且具有4至13個碳原子。因此，特定言之其為丙烯醯氧基甲基、2-丙烯醯氧基乙基、3-丙烯醯氧基丙基、4-丙烯醯氧基丁基、5-丙烯醯氧基戊基、6-丙烯醯氧基己基、7-丙烯醯氧基庚基、8-丙烯醯氧基辛基、9-丙烯醯氧基壬基、10-丙烯醯氧基癸基、甲基丙烯醯氧基甲基、2-甲基丙烯醯氧基乙基、3-甲基丙烯醯氧基丙基、4-甲基丙烯醯氧基丁基、5-甲基丙烯醯氧基戊基、6-甲基丙烯醯氧基己基、7-甲基丙烯醯氧基庚基、8-甲基丙烯醯氧基辛基或9-甲基丙烯醯氧基壬基。

若上述基團中之一者為烷基或烯基，其經CN或CF₃ 單取代，則此基團較佳地為直鏈。經CN或CF₃ 取代係於任何位置。

若上述基團中之一者為烷基或烯基，其至少經鹵素單取代，則此基團較佳地為直鏈且鹵素較佳地為F或Cl，更佳地F。於多取代之情況下，鹵素較佳地為F。所得基團亦包括全氟化基團。於單取代之情況下，氟或氯取代基可係於任何所需位置，但是較佳地係於ω-位置。

含有分支鏈基團之化合物偶爾可係重要的，因為於一些習知液晶基材料中之更佳溶解度。然而，若其係光學活性，則其特別適宜作為對掌性摻雜劑。

此類型之分支鏈基團一般含有不超過一個鏈分支。較佳分支鏈基團為異丙基、2-丁基(= 1-甲基丙基)、異丁基(= 2-甲基丙基)、2-甲基丁基、異戊基(= 3-甲基丁基)、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基、異丙氧基、2-甲基丙氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-乙基己氧基、1-甲基己氧基或1-甲基庚氧基。

若上述基團中之一者為烷基，其中兩個或更多個CH₂ 基團已經-O-及/或-CO-O-置換，則此可為直鏈或分支鏈。其較佳地為分支鏈且具有3至12個碳原子。因此，特定言之其為雙羧基甲基、2,2-雙羧基乙基、3,3-雙羧基丙基、4,4-雙羧基丁基、5,5-雙羧基戊基、6,6-雙羧基己基、7,7-雙羧基庚基、8,8-雙羧基辛基、9,9-雙羧基壬基、10,10-雙羧基癸基、雙(甲氧羰基)甲基、2,2-雙(甲氧羰基)乙基、3,3-雙(甲氧羰基)丙基、4,4-雙(甲氧羰基)丁基、5,5-雙(甲氧羰基)戊基、6,6-雙(甲氧羰基)己基、7,7-雙(甲氧羰基)庚基、8,8-雙(甲氧羰基)辛基、雙(乙氧羰基)甲基、2,2-雙(乙氧羰基)乙基、3,3-雙(乙氧羰基)丙基、4,4-雙(乙氧羰基)丁基或5,5-雙(乙氧羰基)戊基。

於本發明之另一態樣中，提供切換層，其包含根據本發明之介質或調製材料。

根據本發明之切換層較佳地具有2 µm至50 µm，甚至更佳地4 µm至40 µm及特定言之10 µm至25 µm之範圍內之厚度。

於光閥中，該切換層經配置在兩個基板(特定言之兩個透明基板)之間。

該等基板可包括玻璃或聚合物，特定言之玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯丁醛(PVB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醯亞胺(PI)、COP (環狀烯烴聚合物)或TAC (三乙醯基纖維素)，較佳地由之組成。

於一特別佳實施例中，使用玻璃基板。

最終經組裝之光閥可進一步包含阻斷UV光之一或多個層。

有利地，該光閥可藉由本文中所述之便捷且有效方法產生。

於製備方法中，提供包含一或多種可聚合液晶原基化合物之液晶介質作為兩個相對透明基板之間之層，該等基板各設置有電極。較佳地，配置該等電極作為各基板之內表面上方之導電層，其中更佳地該等導電層各別配置在鈍化層上，甚至更佳地配置在鈍化層之間，且其中視情況進一步提供配向層，該等配向層係與液晶介質直接接觸。

隨後特定言之使用光聚合使該一或多種可聚合液晶原基化合物聚合。較佳地，該一或多種可聚合液晶原基化合物之光聚合係在層中之電場，較佳地交流電場之存在下進行，其中較佳地該層具有2 µm至50 µm，更佳地5 µm至25 µm之範圍內之厚度，且其中較佳地施加之電場誘導包含液晶介質之層中之垂直配向。

於本文中所述之方法中，藉由光聚合，較佳地使用UV光進行聚合。於一特別佳實施例中，在聚合期間，至少臨時施加電場以誘導介質之配向，較佳地垂直配向。在聚合期間施加電壓以設置預定方向可有利影響切換層及光閥之產品性質。例如，在聚合期間誘導垂直配向可有助於達成均勻低霧度透明狀態，此外同時可於不透明狀態中獲得均勻且適宜強的霧度。

可控制光聚合期間之溫度，例如，在20℃至100℃之範圍內，較佳地低於澄清點。

於一較佳實施例中，反應性液晶原係自開始，而於另一實施例中，使用光引發劑觸發聚合。

針對切換層中之材料之光聚合，較佳地使用30秒至240分鐘，更佳地1分鐘至120分鐘之暴露時間，較佳地使用0.01 mW/cm² 至100 mW/cm² ，更佳地0.1 mW/cm² 至50 mW/cm² ，甚至更佳地1 mW/cm² 至50 mW/cm² 及特定言之2 mW/cm² 至20 mW/cm² 之範圍內之照射強度。

針對聚合，可適宜地設置或改變若干參數，例如，照射劑量、視情況施加之電壓之量級或各別頻率或各別電場強度、及介質中之對掌性摻雜劑及二色性染料之量。

於光聚合後，可進行進一步處理。較佳地，於聚合步驟後進行熱處理。該熱處理，即，暴露於相對於先前聚合步驟增加之溫度下可導致進一步固化或進一步轉化率或聚合之完成。就產物性能及穩定性而言，此可係有益的，特定言之因為於產物中殘餘未反應單體之量經最小化。

於聚合後之可選熱處理步驟較佳地係進行5分鐘至240分鐘，更佳地10分鐘至120分鐘及特定言之20分鐘至60分鐘之範圍內之時間段。該熱處理較佳地使用85℃至200℃，更佳地110℃至190℃及特定言之140℃至180℃之範圍內之溫度。

亦可在使用之基板上進行預處理步驟，例如表面處理方法，諸如UV-臭氧處理或電漿處理，其可改良在更大區域上之配向及潤濕行為且有助於改良之均勻性以及在透明狀態下之非所需霧度之有利減少。

本文中所述之方法可有利地用於產生具有有利持久性、低霧度透明狀態及提供良好不透明性之散射狀態之光閥，甚至在裝置中僅使用單切換層之情況下。

於本發明中及尤其於下列實例中，液晶原基化合物之結構藉助縮略語，亦稱作首字母縮略詞指示。於此等首字母縮略詞中，使用下表A至C將化學式如下縮寫。所有基團C_n H_2n+1 、C_m H_2m+1 及C_l H_2l+1 或C_n H_2n-1 、C_m H_2m-1 及C_l H_2l-1 表示直鏈烷基或烯基，較佳地1-E-烯基，其各別各具有n、m及l個C原子。表A列出用於化合物之核結構之環元素的代碼，而表B顯示連接基團。表C提供左手或右手端基之代碼之含義。該等首字母縮略詞由用於環元素之代碼與視情況可選的連接基團，接著第一連字元與用於左手端基之代碼，及第二連字號與用於右手端基之代碼組成。表D顯示說明性化合物結構連同其各別縮略語。表 A ：環元素

C

P

D		DI

A		AI

G		GI

U		UI

Y

M		MI

N		NI

Np		dH

N3f		N3fI

tH		tHI

tH2f		tH2fI

K		KI

L		LI

F		FI

Nf		NfI

表 B ：連接基團

E	-CH₂ CH₂ -	Z	-CO-O-
V	-CH=CH-	ZI	-O-CO-
X	-CF=CH-	O	-CH₂ -O-
XI	-CH=CF-	OI	-O-CH₂ -
B	-CF=CF-	Q	-CF₂ -O-
T	-C≡C-	QI	-O-CF₂ -
W	-CF₂ CF₂ -

表 C ：端基

左手側	右手側
單獨使用
-n-	C_n H_2n+1 -	-n	-C_n H_2n+1
-nO-	C_n H_2n+1 -O-	-On	-O-C_n H_2n+1
-V-	CH₂ =CH-	-V	-CH=CH₂
-nV-	C_n H_2n+1 -CH=CH-	-nV	-CnH2n-CH=CH₂
-Vn-	CH₂ =CH- C_n H_2n+1 -	-Vn	-CH=CH-C_n H_2n+1
-nVm-	C_n H_2n+1 -CH=CH-C_m H_2m -	-nVm	-C_n H_2n -CH=CH-C_m H_2m+1
-N-	N≡C-	-N	-C≡N
-S-	S=C=N-	-S	-N=C=S
-F-	F-	-F	-F
-Cl-	Cl-	-Cl	-Cl
-M-	CFH₂ -	-M	-CFH₂
-D-	CF₂ H-	-D	-CF₂ H
-T-	CF₃ -	-T	-CF₃
-MO-	CFH₂ O -	-OM	-OCFH₂
-DO-	CF₂ HO -	-OD	-OCF₂ H
-TO-	CF₃ O -	-OT	-OCF₃
-FXO-	CF₂ =CH-O-	-OXF	-O-CH=CF₂
-A-	H-C≡C-	-A	-C≡C-H
-nA-	C_n H_2n+1 -C≡C-	-An	-C≡C-C_n H_2n+1
-NA-	N≡C-C≡C-	-AN	-C≡C-C≡N

彼此及與其他一起使用
-…A…-	-C≡C-	-…A…	-C≡C-
-…V…-	CH=CH-	-…V…	-CH=CH-
-…Z…-	-CO-O-	-…Z…	-CO-O-
-…ZI…-	-O-CO-	-…ZI…	-O-CO-
-…K…-	-CO-	-…K…	-CO-
-…W…-	-CF=CF-	-…W…	-CF=CF-

其中n及m各表示整數，且三個點「…」為來自此表之其他縮略語之預留位置。

下表顯示說明性結構連同其各別縮略語。顯示此等以說明縮略語規則之含義。此外，其表示可較佳使用之化合物。表 D ：說明性結構

其中n、m及l較佳地彼此獨立地表示1至7。

下表顯示說明性化合物，該等化合物可用作根據本發明之介質中之穩定劑。表 E

表E顯示可添加至根據本發明之LC介質之可能穩定劑，其中n表示1至12之整數，較佳地1、2、3、4、5、6、7或8，不顯示末端甲基。

該LC介質較佳地包含0至10重量%，特定言之1 ppm至5重量%，特別佳地1 ppm至1重量%之穩定劑。

下表F顯示說明性化合物，該等化合物較佳地可用作根據本發明之液晶原基介質中之對掌性摻雜劑。表 F

於本發明之較佳實施例中，該液晶原基介質包含選自表F中所示之化合物之一或多種化合物。

根據本發明之液晶原基介質較佳地包含選自上表D至F中所示之化合物之兩種或更多種，較佳地四種或更多種化合物。

於一實施例中，根據本發明之LC介質較佳地包含表D中所示之三種或更多種，更佳地五種或更多種化合物。表 G

表G整理可用於根據本發明之LC介質之實例化合物，較佳地作為反應性液晶原基化合物。較佳地，添加引發劑或兩種或更多種引發劑之混合物用於聚合。較佳地，該引發劑或引發劑混合物係以基於混合物計0.001重量%至2重量%之量添加。適宜引發劑為例如Irgacure^® 651 (來自BASF)。

於本發明之一較佳實施例中，該液晶原基介質包含選自表G之化合物之群之一或多種化合物。

根據本發明之液晶介質較佳地包含選自表D之化合物之群之四種或更多種，更佳地六種或更多種，甚至更佳地七種或更多種，及特別佳地八種或更多種化合物，較佳地選自表D之式之群之三種或更多種不同式之化合物。特別佳地，該介質另外包含選自表E之式之群之一種、兩種或更多種化合物。甚至更佳地，該介質進一步包含選自表G之式之群之一種、兩種或更多種化合物。

下列實例僅說明本發明且不應認為其以任何方式限制本發明之範圍。該等實例及其修改或其他等效物將根據本揭示內容對熟習此項技術者變得顯然。

然而，下列所示之物理性質及組成說明可達成之哪些性質及其可經修改之哪些範圍。尤其可較佳地達成之各種性質之組合因此經良好定義。

實例於該等實例中， V_o 表示在20℃下之臨限值電壓，電容[V]， n_e 表示在20℃及589 nm下之非尋常折射率， n_o 表示在20℃及589 nm下之尋常折射率， ∆n 表示在20℃及589 nm下之光學各向異性， ε_|| 表示在20℃及1 kHz下之平行於指向矢之介電常數，

表示在20℃及1 kHz下之垂直於指向矢之介電常數， ∆

表示在20℃及1 kHz下介電各向異性， cl.p.，T(N,I) 表示澄清點[℃]， γ₁ 表示在20℃下量測之旋轉黏度[mPa•s]，藉由於磁場中之旋轉方法測定， K₁ 表示彈性常數，在20℃下之「展開(splay)」畸變[pN]， K₂ 表示彈性常數，在20℃下之「扭轉」畸變[pN]， K₃ 表示彈性常數，在20℃下之「彎曲」畸變[pN]。

除非另有明確指定，否則本發明之術語「臨限值電壓」係指電容臨限值(V₀ )。於實例中，如一般情況下，光學臨限值亦可被指定為10%相對對比度(V₁₀ )。

利用如下列給定之組成及性質實現液晶混合物及複合體系。研究其性質及光學性能。

參考實例 1 液晶基劑混合物B-1經製備及關於其一般物理性質進行表徵，其具有如下表中所指示之組成及性質。

PPZPP-7-N	7.00%	澄清點：	100.0℃
PP-3-N	5.00%	∆n [589 nm，20℃]：	0.263
PP-2-N	15.00%	n_e [589 nm，20℃]：	1.790
PPP-5-N	10.00%	∆ε [1 kHz，20℃]：	17.2
CPP-5-N	15.00%	ε_\|\| [1 kHz，20℃]：	22.4
PP-3O-N	11.00%
PP-5-N	37 .00%
	∑ 100.00%

參考實例 2 液晶基劑混合物B-2經製備及關於其一般物理性質進行表徵，其具有如下表中所指示之組成及性質。

PGIGI-3-F	10.00%	澄清點：	105.0℃
CPG-2-F	6.00%	n [589 nm，20℃]：	0.160
CPG-3-F	7.00%	n_e [589 nm，20℃]：	1.663
CPG-5-F	5.00%	∆ε [1 kHz，20℃]：	11.4
CPU-5-F	10.00%	ε_\|\| [1 kHz，20℃]：	15.7
CPU-7-F	10.00%
PGU-3-F	4.00%
PGU-5-F	7.00%
CCGU-3-F	8.00%
CPP-3-2	4.00%
CGPC-3-3	3.00%
CGPC-5-3	3.00%
CGPC-5-5	3.00%
CPGU-3-OT	5.00%
CP-5-N	15.00%
	∑ 100.00%

膽甾型混合物C-2係藉由將99.00%之混合物B-2與1.00%之購自Merck KgaA，Darmstadt, Germany之對掌性摻雜劑R-5011混合來製備。

參考實例 3 液晶基劑混合物B-3經製備及關於其一般物理性質進行表徵，其具有如下表中所指示之組成及性質。

CPP-3-2	4.00%	澄清點：	104.4℃
CPG-3-F	9.00%	∆n [589 nm，20℃]：	0.160
CPG-5-F	9.00%	n_e [589 nm，20℃]：	1.654
CCGU-3-F	9.00%	∆ε [1 kHz，20℃]：	18.8
CC-3-V1	8.00%	ε_\|\| [1 kHz，20℃]：	22.9
CC-4-V1	6.00%
CPGU-3-OT	6.00%
CPU-7-F	8.00%
PGU-3-F	6.00%
PGU-5-F	6.00%
PGUQU-3-F	9.00%
PGUQU-5-F	8.00%
PUQU-3-F	6.00%
CLP-3-T	6 .00%
	∑ 100.00%

膽甾型混合物C-3係藉由將99.54%之混合物B-3與0.46%之購自Merck KgaA，Darmstadt, Germany之對掌性摻雜劑R-5011混合來製備。

比較例 1 膽甾型混合物CC-1係藉由將91.125%之如以上參考實例1中所述之混合物B-1與6.493%之購自Merck KgaA，Darmstadt之對掌性摻雜劑CB15、2.370%之二甲基丙烯酸乙二醇酯、0.010%之聚二甲基矽氧烷及0.002%之2,6-二第三丁基-4-甲基苯酚混合來製備。

將混合物CC-1填充至具有具有ITO電極之玻璃基板(0.7 mm無鹼玻璃)以及聚醯亞胺配向層(購自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，經TN摩擦)之電-光單元中，其中該單元間隙為25 µm。

將該單元預加熱至40℃。隨後藉由將該單元用UV光(面棕褐色，強度截止低於340 nm，3 mW/cm² 光強度)照射60分鐘在40℃下進行聚合，同時施加電壓(100 V rms)。

所獲得之單元具有不透明狀態，具有白色外觀及96%之霧度，其中該霧度係根據ASTM 1003-92使用分光光度計(Lambda 1050, Perkin Elmer)及150 mm布利希氏球測定。所獲得之單元在50 V下具有光學透明狀態，具有5.2%之霧度，在20℃下具有99 ms之τ_on 及32 ms之τ_off 。在0℃下，該單元具有750 ms之τ_on 及134 ms之τ_off 。

實例 1 摻雜染料之混合物M-1係藉由將99.50%之以上參考實例2中所述之膽甾型混合物C-2與0.50%之Irgaphor Black X11 DC (來自BASF)混合來製備。混合物M-1-1係藉由將99.225%之混合物M-1與0.75%之式RM-A化合物

，及0.025%之光引發劑Irgacure^® 651 (下列縮寫為IRG-651)混合來製備。

，購自Ciba, Switzerland。

將混合物M-1-1填充至具有具有ITO電極之玻璃基板(0.7 mm無鹼玻璃)以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，經TN摩擦)之電-光單元中，其中該單元間隙為25 µm。

所獲得之單元於不透明狀態下具有67%之霧度。所獲得之單元在100 V下具有光學透明狀態，具有2.0%之霧度，在20℃下具有65 ms之τ_on 及2.8 ms之τ_off 。在0℃下，該單元具有236 ms之τ_on 及10.0 ms之τ_off 。

實例 2 摻雜染料之混合物M-2係藉由將0.118%之式DD-1化合物

， 0.142%之式DD-2化合物

及0.242%之式DD-3化合物

添加至以上參考實例2中所述之膽甾型混合物C-2中來製備。

混合物M-2-1係藉由將99.225%之混合物M-2與0.750%之如以上實例1中所述之式RM-A化合物及0.025%之如以上實例1中所述之IRG-651混合來製備。

將混合物M-2-1填充至具有具有ITO電極之玻璃基板(0.7 mm無鹼玻璃)以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，經TN摩擦)之電-光單元中，其中該單元間隙為25 µm。

所獲得之單元具有不透明狀態，具有黑色外觀及84%之霧度。所獲得之單元在100 V下具有光學透明狀態，具有2.5%之霧度，在20℃下具有101 ms之τ_on 及2.8 ms之τ_off 。在0℃下，該單元具有368 ms之τ_on 及9.8 ms之τ_off 。

實例 3 混合物M-3係藉由將98.713%之如以上實例2中所製備之混合物M-2與0.037%之IRG-651、0.625%之式RM-B化合物

及0.625%之式RM-C化合物

混合來製備。

將混合物M-3如針對以上實例2中之混合物M-2-1所述處理及量測。所獲得之單元於不透明狀態及光學透明狀態下展示有利電-光性能。

實例 4 混合物M-4係藉由將0.750%之如以上實例1中所述之式RM-A化合物、0.025%之IRG-651、0.109%之如以上實例2中所述之式DD-1化合物、0.132%之如以上實例2中所述之式DD-2化合物及0.254%之如以上實例2中所述之式DD-3化合物添加至以上參考實例3中所述之膽甾型混合物C-3中來製備。

將混合物M-4填充至具有具有ITO電極之玻璃基板(0.7 mm無鹼玻璃)以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，經TN摩擦)之電-光單元中，其中該單元間隙為25 µm。

將該單元預加熱至40℃。隨後藉由將該單元用UV光(表面棕褐色，強度截止低於340 nm，3 mW/cm² 光強度)照射60分鐘在40℃下進行聚合，同時施加電壓(100 V rms)。

所獲得之單元具有不透明狀態，具有黑色外觀及93%之霧度。所獲得之單元在50 V下具有光學透明狀態，具有5.0%之霧度，在20℃下具有68 ms之τ_on 及2.8 ms之τ_off 。在0℃下，該單元具有126 ms之τ_on 及9.0 ms之τ_off 。

實例 5 混合物M-5係藉由將98.298%之以上參考實例3中所述之混合物B-3與0.458%之對掌性摻雜劑R-5011、0.750%之如以上實例1中所述之式RM-A化合物、0.109%之如以上實例2中所述之式DD-1化合物、0.132%之如以上實例2中所述之式DD-2化合物及0.253%之如以上實例2中所述之式DD-3化合物混合來製備。

將混合物M-5填充至具有具有ITO電極之玻璃基板(0.7 mm無鹼玻璃)以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，經TN摩擦)之電-光單元中，其中該單元間隙為25 µm。

所獲得之單元具有不透明狀態，具有黑色外觀及83%之霧度。所獲得之單元在50 V下具有光學透明狀態，具有1.5%之霧度，在20℃下具有56 ms之τ_on 及7.7 ms之τ_off 。在0℃下，該單元具有116 ms之τ_on 及25 ms之τ_off 。

實例 6 混合物M-6係藉由將0.458%之對掌性摻雜劑R-5011、0.750%之如以上實例1中所述之式RM-A化合物、0.025%之IRG-651、0.123%之式DD-4化合物

其中R¹ 、R² 、R³ 及R⁴ 彼此獨立地表示

及/或

， 0.337%之式DD-5及DD-6化合物之混合物

， 0.117%之式DD-7化合物

及0.173%之式DD-8化合物

添加至以上參考實例3中所述之混合物B-3中來製備。

將混合物M-6填充至具有具有ITO電極之玻璃基板(0.7 mm無鹼玻璃)以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，經TN摩擦)之電-光單元中，其中該單元間隙為25 µm。

所獲得之單元具有不透明狀態，具有黑色外觀及94%之霧度。所獲得之單元在100 V下具有光學透明狀態，具有7.6%之霧度，在20℃下具有15 ms之τ_on 及3.3 ms之τ_off 。在0℃下，該單元具有42 ms之τ_on 及9.8 ms之τ_off 。

實例 7 混合物M-7係藉由將0.037%之IRG-651、0.625%之如以上實例3中所述之式RM-B化合物、0.625%之如以上實例3中所述之式RM-C化合物、0.109%之如以上實例2中所述之式DD-1化合物、0.132%之如以上實例2中所述之式DD-2化合物及0.254%之如以上實例2中所述之式DD-3化合物添加至如以上參考實例3中所述之混合物C-3中來製備。

將混合物M-7如針對以上實例2中之混合物M-2-1所述處理及量測。所獲得之單元於不透明狀態及光學透明狀態下展示有利電-光性能。

Claims

一種製備光閥之方法，該光閥係可在光學透明狀態及不透明狀態中操作及可在光學透明狀態與不透明狀態之間電切換，該方法包括： (i)提供包含一或多種液晶原基化合物、一或多種對掌性化合物、一或多種二色性染料及一或多種可聚合液晶原基化合物之液晶介質作為在兩個相對透明基板之間插入之層，該等基板各設置有電極，其中該液晶介質具有70℃或更高之澄清點，且其中該一或多種可聚合液晶原基化合物係以基於該介質之總體內容物計4重量%或更少之量包含於該介質中，及 (ii)使用光聚合使該層中之該一或多種可聚合液晶原基化合物聚合。
如請求項1之方法，其中該一或多種可聚合液晶原基化合物之該光聚合係在該層中之電場，較佳地交流電場之存在下進行，其中較佳地該層具有2 µm至50 µm，更佳地5 µm至25 µm範圍之厚度，且其中較佳地該施加之電場誘導包含該液晶介質之該層中之垂直配向。
如請求項1或2之方法，其中該一或多種可聚合液晶原基化合物包含一個、兩個或更多個丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯基團。
如請求項1或2之方法，其中該光聚合係使用具有0.1 mW/cm² 至100 mW/cm² 之範圍之強度之光，較佳地UV光進行1分鐘至240分鐘範圍之時間段。
一種光閥，其係可在光學透明狀態及不透明狀態中操作及可在光學透明狀態與不透明狀態之間電切換，其中該光閥係藉由進行如請求項1至4中任一項之方法獲得或各別可自進行該方法獲得。
一種光閥，其係可在光學透明狀態及不透明狀態中操作及可在光學透明狀態與不透明狀態之間電切換且其包含含有材料之切換層，該材料包含：液晶介質，其包含一或多種液晶原基化合物、一或多種對掌性化合物及一或多種二色性染料，其中該液晶介質具有70℃或更高之澄清點，及聚合組分，其包含藉由一或多種可聚合液晶原基化合物之聚合獲得或各別可自該聚合獲得之一或多種聚合結構，其中該聚合組分係以基於該材料之總體內容物計4重量%或更少之量包含於該材料中，其中該光閥於光學透明狀態下具有較佳地根據ASTM D 1003測定之小於15%之霧度及較佳地根據DIN EN410測定之超過45%之光透射度及於不透明狀態下具有較佳地根據ASTM D 1003測定之超過65%之霧度及較佳地根據DIN EN410測定之小於35%之光透射度。
如請求項5或6之光閥，其中該液晶介質於不透明狀態展示0.55 µm或更大之節距。
一種用於如請求項1至4中任一項之方法中之液晶介質，其包含一或多種可聚合液晶原基化合物，其基於該介質之總體內容物計之量為4重量%或更少，一或多種液晶原基化合物，一或多種對掌性化合物，及一或多種二色性化合物。
如請求項8之液晶介質，其中該液晶介質展示在20℃及589 nm下測定之0.13或更高之正介電各向異性Δε及光學各向異性Δn，且其中包含於該液晶介質中之該一或多種對掌性化合物具有5 µm^-1 或更高之螺旋扭轉力之絕對值。
如請求項8或9之液晶介質，其中該液晶介質包含一或多種選自式I及II化合物之液晶原基化合物
其中 R¹ 及R² 彼此獨立地表示選自以下之基團：F、Cl、CF₃ 、OCF₃ 及具有1至15個碳原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基或具有2至15個碳原子之直鏈或分支鏈烯基，該基團未經取代、經CN或CF₃ 單取代或經鹵素單取代或多取代且其中一或多個CH₂ 基團於各情況下可以使得氧原子不彼此直接連接之方式彼此獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-或-C≡C-置換， A¹¹ 表示
n表示0或1，且 A²¹ 、A³¹ 及A⁴¹ 彼此獨立地表示
其中L每次出現時相同或不同地為選自F、Cl及Br之鹵素，且 R³ 及R⁴ 彼此獨立地表示選自以下之基團：F、CF₃ 、OCF₃ 、CN及具有1至15個碳原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基或具有2至15個碳原子之直鏈或分支鏈烯基，該基團未經取代、經CN或CF₃ 單取代或經鹵素單取代或多取代且其中一或多個CH₂ 基團於各情況下可以使得氧原子不彼此直接連接之方式彼此獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-或-C≡C-置換，且 L¹ 、L² 及L³ 彼此獨立地表示H或F。
如請求項8或9之液晶介質，其中該液晶介質包含一或多種選自式III、IV及V化合物之液晶原基化合物
其中 R⁵ 及R⁶ 彼此獨立地表示選自以下之基團：F、CF₃ 、OCF₃ 、CN及具有1至15個碳原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基或具有2至15個碳原子之直鏈或分支鏈烯基，該基團未經取代、經CN或CF₃ 單取代或經鹵素單取代或多取代且其中一或多個CH₂ 基團於各情況下可以使得氧原子不彼此直接連接之方式彼此獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-或-C≡C-置換，且 L⁴ 、L⁵ 、L⁶ 及L⁷ 彼此獨立地表示H或F， R⁷ 及R⁸ 彼此獨立地表示具有1至15個碳原子，較佳地1至7個碳原子之直鏈或分支鏈烷基或烷氧基，或具有2至15個碳原子之直鏈或分支鏈烯基，該基團未經取代、經CN或CF₃ 單取代或經鹵素單取代或多取代且其中一或多個CH₂ 基團於各情況下可以使得氧原子不彼此直接連接之方式彼此獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-或-C≡C-置換， i為0、1或2，且 X¹ 及X² 彼此獨立地表示F、CF₃ 、OCF₃ 或CN。
如請求項8或9之液晶介質，其中該液晶介質包含至少三種不同二色性染料，較佳地以基於該介質之總體內容物計3重量%或更少之量。
如請求項8或9之液晶介質，其中該液晶介質包含至少一種二反應性或多反應性可聚合液晶原基化合物。
一種用於如請求項5至7中任一項之光閥中之調製材料，其包含：液晶介質，其包含一或多種液晶原基化合物、一或多種對掌性化合物及一或多種二色性染料，其中該液晶介質具有70℃或更高之澄清點，及聚合組分，其包含藉由一或多種可聚合液晶原基化合物之聚合獲得或各別可自該聚合獲得之一或多種聚合結構，其中該聚合組分以基於該材料之總體內容物計4重量%或更少之量包含於該材料中。
一種如請求項5至7中任一項之光閥於行動裝置或各別地便攜裝置中之用途。