TWI839426B - 用於切換元件之切換層 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於調暗及散射光之切換層組裝件以及係關於包含切換層之配置之窗戶元件。

Description

用於切換元件之切換層

本發明係關於一種用於調暗及散射光之切換層組裝件以及係關於包含切換層之配置之窗戶元件。

用於控制或調變光之透射的裝置通常用於顯示器應用中，但其亦可用於例如所謂的智慧型窗戶應用中。R.Baetens等人在「Properties, requirements and possibilities of smart windows for dynamic daylight and solar energy control in buildings: A state-of-the-art review」, Solar Energy Materials & Solar Cells, 94 (2010)中第87-105頁綜述不同的動態智慧型窗戶。如此文中所描述，智慧型窗戶可利用用於調變光之透射率之若干種技術，諸如基於電致變色之裝置、液晶裝置及電泳或懸浮粒子裝置。

通常亦已知光快門及光學強度調變器可基於液晶(liquid crystal；LC)。基於LC之光調變器可用於針對建築、汽車、航空電子及航海應用之可切換窗戶中。

可例如熱控制不同光學狀態之間的切換。然而，在許多情況下，使用電切換可為合適的且甚至為有利的。

基於LC之光調變或調節裝置可在原則上依賴於光之吸收或光之散射。

在一些裝置中，可以可逆地改變光之透射，其中可減弱、調暗或著色入射光之強度，然而同時在不同操作狀態中展現很少或無散射或霧度。因此，此等裝置可操作及於亮態與暗態(亦即相對較高光透射之狀態與相對較低光透射之狀態)之間切換，其中兩種狀態實質上為無霧的。

可採用若干種模式或組態以提供此等可逆透射變化。針對扭轉向列(twisted nematic；TN)、超扭轉向列(super-twisted nematic；STN)及豎直配向(vertical alignment；VA)液晶胞元，偏振器用於控制光透射。亦有可能使用客體-主體液晶胞元，其基於摻雜有二向色染料(dichroic dye)分子之液晶主體。此等客體-主體系統可在無任何偏振器之情況下使用以更改光透射。然而，在一些實施例及應用中，客體-主體液晶胞元與至少一個偏振器組合使用。

使用光散射之基於LC之光調變器包括所謂的聚合物分散型液晶(polymer dispersed liquid crystal；PDLC)或包封或向列型曲線配向相液晶(NCAP)、聚合物網路液晶(polymer network liquid crystal；PNLC)、膽固醇型液晶(cholesteric liquid crystal；CLC)、聚合物穩定化膽固醇型織構液晶(polymer stabilized cholesteric texture liquid crystal；PSCT)及動態散射液晶裝置。此等散射型裝置可在透明狀態(亦即光學澄清或無霧狀態)與光散射狀態(亦即半透明或有霧狀態)之間切換。

當此散射型裝置由非散射狀態切換至散射狀態時，光之透射經改變以使得產生半透明或不透明外觀，其可視為混濁、渾濁、漫射或有霧的。

在散射模式下操作之裝置尤其可用作隱私窗戶。在此情況下，隱私模式可在需要時藉由將裝置(尤其係窗戶元件)自具有可能觀看接觸之澄清狀態切換至給予視覺阻擋之散射狀態來提供。

在US 2014/0226096 A1中，光可變裝置經描述以尤其考慮到透視近眼顯示裝置應用來調節環境光。經描述此用於光管理之裝置可執行吸收及散射兩者。進一步描述裝置可在不同電場條件下在三種不同光學狀態，即低霧度低色澤狀態、低霧度高色澤狀態及高霧度高色澤狀態之間轉換。在裝置中，使用單個切換層，其中LC材料與二向色染料混合以提供吸收及離子摻雜劑，進而提供所謂的動態散射。

J.-W. Huh 等人在「Double-layered light shutter using long-pitch cholesteric liquid crystal cells」, Applied Optics, 54 (2015)中第3792-3795頁提出一種使用兩種膽固醇型液晶胞元之雙層光快門裝置，其中光快門包含使用長螺距之膽固醇型LC的光散射層及使用摻雜染料之膽固醇型LC的光吸收層。

WO 2016/173693 A1描述一種用於切換元件之切換層，該切換元件在切換狀態中之一者中具有正向散射特性且旨在調節來自日光之眩目並在需要時建立隱私。切換層有助於自透明狀態切換至半透明或不透明狀態。在一實施例中，由向列型液晶連同聚合物成分來達成散射。在另一實施例中，使用膽固醇型液晶取而代之。進一步描述在一些實施例中，一或多個額外切換層可用於提供光強度或透射之散射或控制。

此項技術中仍然需要改良對白天透射，尤其在某些條件下及在某些設置中(諸如在直射陽光照射或不同量之日光下)的控制及管理。

因此，本發明之目的為提供尤其用於建築、汽車、航空電子及航海應用之可切換或智慧型窗戶的多層配置及窗戶元件，其可提供對環境光之有利控制且可提供日光空間中之光條件或個別照明條件，從而使與例如眩目及眩光有關之不適降至最低。除提供舒適度及令人愉快之環境條件以外，需要可切換裝置提供能量及成本方面的效率。另一目的為提供具有良好穩定性(例如針對電擊穿)及有利低操作電壓或低能量消耗，且可展示快速及充分有效且足夠均一的切換之多層配置及窗戶元件。本發明之其他目的自以下詳細描述對於熟習此項技術者而言為立即顯而易見的。

該等目的由獨立請求項中所定義之主題解決，而較佳實施例闡述於各別附屬請求項中且進一步描述於下文中。

本發明尤其提供以下條目，包括主要態樣、較佳實施例及特定特徵，其分別單獨及組合有助於解決上文之目的且最終提供額外優勢。

本發明之第一態樣提供一種用於調節光之通過之多層配置，其包含 -  第一切換層，其可在光學澄清狀態與光散射狀態之間切換且含有包含液晶介質之材料，該液晶介質包含一或多種液晶原基化合物及一或多種對掌性化合物；及聚合組分，其中該聚合組分以按該材料之總含量計5重量%或更小的量含於該材料中，及 -  切換元件，其包含第二切換層，其中該切換元件可在亮態與暗態之間切換且其中該第二切換層為液晶層。

根據本發明，組態有利的多層組裝件，其中此等組裝件可有利地用於針對建築、汽車、航空電子及航海應用之可切換窗戶。多層配置尤其適用及有效以在需要(desired/required)時藉由在光學澄清及明亮之狀態與光散射及黑暗之狀態之間供應可切換性(尤其可電切換性)來提供防眩光效果。

在本發明中，認識到眩光之來源不僅可源於亮光源以絕對值計的高亮度且亦源於較大的亮度對比度。雖然人眼可在原則上適應於不同光強度時，但其在既定時刻或既定調適狀態中處理某些範圍之亮度的能力受到限制。

進一步認識到減少總體光通量以及減少光源亮度與背景亮度之間的對比度之組合可能尤其有效以減少因眩光之不適，尤其在日光感知為太明亮之情形中及/或在相對於觀測者(諸如建築物中之居住者)之不利位置中。

意外地發現，有效及高效防眩光效能之多層配置可藉由包括如上文及下文所闡述之可在需要漫射光時提供散射的第一切換層，；以及如上文及下文所闡述之含有第二切換層的可在需要減少光通量或總光透射時將光調暗的切換元件來獲得。此可藉由適當地限制且另外有利地分配光之量來引起所感知之眩光，尤其日光之眩光的顯著減少。因此，根據本發明之多層配置可防止眩光、過度太陽能加熱及具有高強度對比度之照明區域或使其降至最低。

另外，本多層組裝件展現有利的外觀。特定言之，可獲得具有均勻低霧度之有利澄清狀態及具有增強及均一散射效率之散射狀態以及均勻及顏色中性的外觀，其中有利地避免非所要顏色效果或使其降至最低。

此外，根據本發明之多層配置可得到快速切換，同時即使在黑暗及散射狀態中仍透射有意義的日光量。考慮仍可透射日光之此益處，人工照明之使用可受限，此導致成本及能量節約。另外，多層配置可經配置及控制以使得其至少在一定程度上，即使在黑暗及散射狀態中仍准許觀看外部環境。

相反地，傳統機械解決方案(諸如百葉窗或簾幕之閉合)為緩慢的且通常阻止或限制日光之透射並需要人工照明，同時亦混淆觀看。另外，機械防曬需要維持，且來自例如風負載之應力需要考慮。

因此，根據本發明之多層配置可提供經改良之舒適度以及能量及成本節約。

根據本發明之多層配置亦可得到其他益處，諸如合適之可靠性、耐久性及穩定性，例如關於電擊穿及光穩定性(尤其UV光穩定性)，以及有利地低切換電壓及低能量消耗。在此態樣中，根據本發明，可有利地(favourably/advantageously)使用具有經改良化學、物理及電光特性之液晶介質，其中介質尤其可具有較寬廣的液晶相以用於儲存，該液晶相具有合適地較高澄清點、有利地較高電壓保持率(voltage holding ratio；VHR)、良好的低溫穩定性及合適之穩定性。

本發明之另一態樣係關於根據本發明之多層配置在絕緣鑲嵌玻璃單元中之用途。

在本發明之另一態樣中，提供一種窗戶元件，其包含根據本發明之層配置且可於光學澄清及明亮之狀態與光散射及黑暗之狀態之間電切換。

根據本發明之窗戶元件適用於調節或調變光之通過，尤其控制日光之通過。窗戶元件尤其有效於使總光強度降低至舒適水準且藉由獲得經減少強度之透射光的相對平穩的角度分佈來減小亮光源與其環境之間的對比度或強度差異。亮度之限制範圍及經減小對比度差異可藉由避免眩光或眩目或使其降至最低而產生改善的使用者舒適度。

窗戶元件能夠經歷可逆光學轉換，其中此切換為快速的，通常約小於一秒。裝置可藉由施加電壓來適宜地切換於各狀態之間。

此外，可安裝具有最小空間要求之窗戶元件，其例如與傳統天篷或百葉窗相比可提供明顯優勢。根據本發明之窗戶元件可有利地用於建築物之外牆面之窗戶中，但其亦可用於汽車、商業車輛、火車、飛機、船等。

窗戶元件可顯著減少眩光，同時仍允許日光穿過且觀看外部環境，其亦使得人工光源之使用能夠降至最低。

因此，本發明之另一態樣係關於根據本發明之層配置或窗戶元件之有利使用以減少來自日光輻射之眩光。

以下藉由詳細描述態樣、實施例及特定特徵來說明本發明，而不藉此限制本發明，且更詳細地描述特定實施例。

在本文中，術語「液晶」(LC)較佳地係關於在一定溫度範圍內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」意謂包含一或多種棒狀(桿狀或板/板條狀)或盤狀(圓盤狀)液晶原基基團(亦即能夠誘導液晶相或中間相行為之基團)的化合物。

包含液晶原基基團之LC化合物或材料及液晶原基化合物或材料不一定必須展現液晶相本身。亦有可能其僅在與其他化合物之混合物中展示液晶相行為。此包括低分子量之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一或多個彼此直接地連接或經由鍵聯基團連接之芳族或非芳族環狀基團組成的液晶原基核，視情況包含附接至液晶原基核之端部的端基，且視情況包含一或多個附接至液晶原基核之長側面的側基，其中此等端基及側基通常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。

為簡單起見，術語「液晶(liquid crystal/liquid-crystalline)」材料或介質用於液晶材料或介質及液晶原基材料或介質兩者，且反之亦然，且術語「液晶原基」用於材料之液晶原基基團。

術語「非液晶原基化合物或材料」意謂不含如上文所定義之液晶原基基團之化合物或材料。

如本文中所使用，術語「聚合物」應理解為意謂涵蓋一或多種不同類型之重複單元(分子之最小組成單元)之主鏈的分子，且包括通常已知之術語「寡聚物」、「共聚物」、「均聚物」及其類似者。此外，應理解，術語聚合物除聚合物本身外，包括來自伴隨此類聚合物合成之引發劑、催化劑及其他元素之殘餘物，其中此等殘餘物理解為不共價併入於其中。此外，此類殘餘物及其他元素儘管通常在聚合後純化過程期間經移除，但通常與聚合物混合或共混，以使得當聚合物在容器之間或溶劑或分散介質之間轉移時其通常與聚合物一起保留。

術語「聚合」意謂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)結合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」化合物且具有多於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「不可聚合」化合物。

術語「對掌性」一般用於描述與其鏡像不可重疊之物件。相反地，「非對掌性(achiral/non-chiral)」物件為與其鏡像相同之物件。根據本發明所使用之介質中之一些展現對掌性。此可藉由提供膽固醇型液晶(其亦已知為對掌性向列型液晶)來達成。除非另外明確陳述，否則在本文中術語對掌性向列型及膽固醇型同義使用。

本文中 表示反式-1,4-伸環己基。

在本文中，除非另外明確陳述，否則所有濃度以重量百分比之形式給出且係關於各別完整混合物。

所有溫度均以攝氏度(Celsius，℃)為單位給出，且所有溫度差以攝氏度為單位給出。除非另外明確陳述，否則測定且給出針對20℃之溫度的所有物理特性及物理化學或電光參數。

出於本發明之目的，術語能量尤其意謂在UV-A、VIS及NIR區域中之電磁輻射的能量。特定言之，其意謂不由通常用於窗之材料(例如玻璃)吸收或僅以可忽略之程度吸收之輻射的能量。在本文中，UV-A區域意謂波長在320至380 nm範圍內，VIS區域意謂波長在380 nm至780 nm範圍內，且NIR區域意謂波長在780 nm至2000 nm範圍內。對應地，術語光通常意謂具有在320與2000 nm，且尤其在380 nm至780 nm之間的波長之電磁輻射。

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

本文中，二向色染料意謂光吸收化合物，其中吸收特性視化合物相對於光偏振方向之定向而定。根據本發明之二向色染料化合物通常具有伸長的形狀，亦即化合物在一個空間方向上(亦即沿著縱軸)比在其他兩個空間方向上顯著更長。

術語「薄膜」及「層」包括或多或少具有明顯機械穩定性之堅硬或可撓性自撐式或獨立式薄膜或層，以及支撐基板上或兩個基板之間的塗層或層。

切換層可配置於基板上或兩個基板之間以便得到在不同光學狀態中可操作且較佳地為可電切換之切換元件。

根據本發明之切換較佳地意謂電切換。電切換通常可藉由提供具有電極之基板，例如玻璃基板或塑膠基板來達成。在一實施例中，將導電層提供於基板上，其中該等導電層包含或由以下形成：透明導電材料，例如透明導電氧化物，較佳為氧化銦錫(indium tin oxide；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。導電層較佳地提供有電連接件。電壓較佳地由電池、可再充電電池、超級電容器或外部電流源，更佳由外部電流源供應。

在一實施例中，在基板上提供例如由聚醯亞胺(PI)製成之定向層。尤其較佳的係將導電層及定向層一起提供於基板上。在此情況下，將定向層或配向層提供於導電層之頂部上，使得定向層接觸LC介質。定向層(較佳為聚醯亞胺層)可經配置以使得其尤其在介面處提供均勻或平面定向或可替代地垂直定向之液晶介質分子。在一特定實施例中，經摩擦聚醯亞胺用於在如所謂扭轉向列(TN)幾何形狀中所使用之具有90°之方向差異的兩個基板上。在一些實施例中，可設定及獲得所謂之預傾斜角。

可替代地且根據另一較佳實施例，使用無定向層之基板。意外地發現，在一些實施例中可有利地避免將定向層(例如聚醯亞胺層)提供為額外層，同時仍可實現有效且高效的切換行為。

可替代地且亦除定向層以外，亦有可能在基板上提供鈍化或障壁層，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。在基板上提供鈍化層及定向層二者之情況下，其經配置以使得定向層在最頂部，亦即接觸LC介質。

因此，根據本發明之第一切換層及第二切換層較佳地各自插入於各自分別支撐配置為透明導電層之電極的兩個透明基板之間，其中較佳地透明導電層分別嵌入於兩個透明介電層(諸如氧化矽或氮化矽層)之間，且其中進一步提供與切換層直接接觸之視情況選用之配向層。

既定切換層之切換較佳地係指二進制狀態之間的切換。

根據本發明，如上文及下文所描述之第一切換層可於光學澄清狀態與光散射狀態之間切換。光學澄清狀態為非散射或實質上非散射的且對人眼而言看起來實質上透明或澄清的，且光散射狀態為散射的或具有擴散透射且對人眼而言看起來半透明或不透明的。

在光學澄清狀態中，根據本發明之第一切換層較佳地給出根據ASTM D 1003測定之小於20%、更佳地小於15%、甚至更佳地小於10%且尤其小於5%的霧度。

在散射狀態中，根據本發明之第一切換層較佳地產生根據ASTM D 1003測定之大於75%、更佳地大於85%、甚至更佳地大於90%的霧度。尤其較佳的係在散射狀態中，根據本發明之第一切換層產生根據ASTM D 1003測定之95%或更大的霧度。

對於霧度之量測，可使用由BYK-Gardner製得之霧度計(hazemeter)，尤其來自BYK-Gardner之數字霧度計i (haze-gard i)。亦有可能使用分光光度計，例如來自Perkin Elmer之Lambda 1050分光光度計及150 mm Ulbricht球體。

根據本發明，包含第二切換層之切換元件可於亮態與暗態之間切換。在此態樣中，與暗態相比，亮態具有較大之光透射度(degree of light transmission)。

在亮態中，包含根據本發明之第二切換層之切換元件較佳地具有根據DIN EN410測定之大於45%、更佳地大於55%且甚至更佳地大於65%的可見光透射度。

在暗態中，包含根據本發明之第二切換層之切換元件較佳地具有根據DIN EN410測定之小於40%、更佳地小於30%且甚至更佳地小於20%的可見光透射度。在一較佳實施例中，在暗態中，包含第二切換層之切換元件具有根據DIN EN410測定之在14%至40%範圍內且更佳地在25%至36%範圍內的可見光透射度。

根據本發明之多層配置及特定言之窗戶元件可切換，有利地及較佳地可於光學澄清及明亮之狀態與光散射及黑暗之狀態之間電切換。

在一較佳實施例中，窗戶元件藉由施加AC電壓V1可切換至光學澄清及明亮狀態且藉由施加AC電壓V2可切換至光散射及黑暗狀態，其中V1＞V2。

另外，根據本發明之多層配置及特定言之窗戶元件較佳地進一步可操作且可電切換至光學澄清及黑暗之狀態以及光散射及明亮之狀態。

然而，切換層、多層配置及窗戶元件亦有可能具有其他切換狀態，尤其中間狀態。

根據本發明，第一切換層含有包含液晶介質之材料，該液晶介質包含一或多種液晶原基化合物及一或多種對掌性化合物；及聚合組分，其中聚合組分以按材料之總含量計5重量%或更小之量含於材料中。

較佳地，聚合組分以按材料之總含量計2.5重量%或更小及尤其1重量%或更小之量含於材料中。在一較佳實施例中，按材料之總含量計，聚合組分以在0.5至1.5重量%範圍內之量含於材料中。

在一較佳實施例中，包含於第一切換層中之聚合組分含有一或多種由一或多種可聚合液晶原基化合物之聚合獲得或分別可自其獲得的聚合結構。

較佳的為聚合組分由排他性地聚合一或多種可聚合液晶原基化合物獲得，亦即聚合組分由一或多種僅基於或分別僅衍生自一或多種作為前驅體之可聚合液晶原基化合物的聚合結構組成。

尤其較佳的為聚合組分原位，尤其在切換層中藉由聚合一種、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基團及一或多個可聚合基團，亦即適用於聚合之官能基。此等化合物亦已知為反應性液晶原基(reactive mesogen；RM)或液晶原基單體。RM可為單反應性及/或二反應性或多反應性的。

儘管如本發明所使用之可聚合化合物較佳地僅包括反應性液晶原基，亦即所有反應性單體為液晶原基，但在一替代性實施例中，亦有可能使用一或多種RM以及一或多種非液晶原基可聚合化合物。

可聚合化合物及液晶原基化合物可鑒於匹配調變材料中所獲得之聚合組分及LC介質之折射率進行選擇，此可有利地有助於改良澄清狀態。

較佳地，包含於第一切換層中之液晶介質具有80℃或更大、更佳地90℃或更大、甚至更佳地100℃或更大且尤其115℃或更大之澄清點。較佳的為介質具有在80℃至170℃且更佳地100℃至150℃範圍內之澄清點。

所有物理特性及物理化學或電光參數藉由通常已知之方法，尤其根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」, Status 1997年11月, Merck KGaA, Germany測定。

澄清點，尤其向列相或各別地對掌性向列相或膽固醇相與各向同性相之間的相變溫度可藉由通常已知之方法，例如使用Mettler烘箱、偏振顯微鏡下之熱台或差示掃描量熱法(differential scanning calorimetry；DSC)分析來量測及測定。根據本發明，澄清點較佳地使用Mettler烘箱測定。

較佳地，包含於第一切換層中之液晶介質在散射狀態中展現0.55 µm或更大之螺距。

如目前所提供之膽固醇型或對掌性向列型介質具有相對長之螺距，且尤其較佳地得到大於780 nm之布拉格型反射(Bragg-type reflection)的螺距。在此情況下，平面織構亦可得到可見光譜上之有利透射。

本文中之螺距意謂膽固醇型螺旋之螺距p，其中螺距p為CLC經歷2π旋轉之定向軸線(指向矢)之距離。在一尤其較佳實施例中，介質展現0.75 µm或更大、甚至更佳地1.00 µm或更大且尤其1.50 µm或更大之螺距。

較佳地，一或多種對掌性摻雜劑之濃度經設定以使得所得對掌性螺距在0.55 µm至10 µm範圍內。

根據本發明，螺距尤其在20℃下由最大選擇性反射波長λ_max 之NIR光譜量測來測定。螺距p由λ_max 之量測值，使用方程式λ_max =n(λ_max ) × p來測定，其中n(λ_max )為在λ_max 下之折射率。

亦有可能使用此項技術中已知之楔形胞元方法量測尤其在20℃下之螺旋扭轉力HTP且確定所測定之螺距。

目前認識到，當第一切換層中之材料含有具有相對長螺距及有利地較高澄清點的對掌性向列型或膽固醇型液晶介質以及如目前所定義之聚合組分時，且尤其當提供所謂的聚合物穩定化膽固醇織構(PSCT)時，可獲得例如關於散射效率或散射效果之均一性及外觀的特定額外益處。

出人意料地，根據本發明之第一切換層可提供具有有效及足夠強之散射的散射狀態，該散射狀態對於眼睛而言具有均勻外觀，尤其在對於較大窗戶所需之大面積上。此均一外觀有利地包括顏色中性之外觀，其意謂可使非所需顏色效果或各別顏色假像降至最低或甚至避免。

認識到在含有膽固醇型材料之層中，由於固有對掌性週期可出現顏色效果，例如當材料由直接非漫射光照射時可在不同角度下透射不同顏色。在此類情況下，當觀測到離軸時透射光為彩色的，且窗戶元件及窗戶可在觀測到離軸時呈現彩色，其中所觀測到之顏色視觀測之角度而定。此效果可類似於彩虹樣外觀。進一步認識到，在許多應用中，此類顏色效果為非所需的。

咸信，如根據本發明之切換層中所提供的材料可例如藉由自材料區域，尤其自邊界、缺陷或無規則結構散射產生具有所需霧度之足夠散射，然而如由週期性結構所引起之入射光的繞射實質上可藉由在相關長度尺度上充分擾亂或破壞週期性，尤其藉由引入聚合組分來抑制或避免，就此而言即使當含有僅少量時，此舉可出人意料地有效。

在一較佳實施例中，包含於根據本發明之第一切換層中之液晶介質具有正介電各向異性。在此情況下，較佳為具有在3至45之範圍內，更佳地在5至30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_⊥ 。介電各向異性Δε係在20℃及1 kHz下測定。

在一替代性實施例中，然而亦有可能提供具有負介電各向異性之LC介質。在此情況下，較佳為具有在-6至-3範圍內之介電各向異性Δε之液晶混合物。

尤其較佳的為如根據本發明之第一切換層中所包含的液晶介質含有按介質之總含量計至少15重量%之一或多種式I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，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 基團可在每種情況下彼此獨立地以使得氧原子彼此不直接連接之方式經以下置換：-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-C≡C-、或， A¹¹ 表示， n 表示0或1，及 A²¹ 、A³¹ 及A⁴¹ 彼此獨立地表示， 其中L在每次出現時相同或不同地為選自F、Cl及Br之鹵素。

在一實施例中，按介質之總含量計，液晶介質含有呈至少20重量%、較佳地至少25重量%、更佳地至少30重量%且尤其至少35重量%之量的如上文及下文所闡述之一或多種式I化合物。

在一實施例中，按介質之總含量計，一或多種式I化合物以15重量%至75重量%，更佳地20重量%至65重量%，甚至更佳地20重量%至55重量%且尤其25重量%至50重量%之範圍內的量含於介質中。

因此，第一切換層中之介質較佳地包含至少一種式I化合物。然而，在許多情況下，有益且較佳的可為兩種、三種或更多種式I化合物含於介質中。

較佳地，如式I中所定義之基團A¹¹ 表示。

在另一實施例中，如式I中所定義之n表示0。

在一較佳實施例中，一或多種式I化合物選自式Ia、Ib及Ic之化合物，更佳地選自式Ia及Ib之化合物 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，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 基團在每種情況下可彼此獨立地以使得氧原子彼此不直接連接之方式經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-或-C≡C-置換；較佳選自以下之基團：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，及 L 在每次出現時相同或不同地為H或選自F、Cl及Br，較佳選自F及Cl之鹵素，且更佳地在每次出現時相同或不同地為H或F。

尤其較佳的為在式I化合物之伸苯基環經取代之情況下，取代基為F，且此外端基R¹ 及R² 不含Cl。

在一較佳實施例中，介質中所包括之含Cl化合物之量受到限制，較佳地限於按介質之總含量計55重量%或更小，更佳地限於40重量%或更小，且甚至更佳地限於25重量%或更小。在一尤其較佳實施例中，液晶介質含有不含Cl之化合物。

因此，亦較佳限制由如上文及下文所闡述之式I化合物組成之LC介質的組分中含Cl化合物之量，按包含於介質中之式I化合物之總含量計，較佳地限於55重量%或更小，更佳地限於40重量%或更小，且甚至更佳地限於25重量%或更小。在一尤其較佳實施例中，一或多種式I化合物選自不含有Cl之化合物。

此外，尤其較佳的為根據式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，尤其較佳的為根據式I之環A²¹ 、A³¹ 及A⁴¹ 一起具有至少兩個F取代基。

在介質中，含有CN之化合物之使用較佳地且有利地限於較佳地75重量%或更小，更佳地50重量%或更小，甚至更佳地25重量%或更小且尤其15重量%或更小，且在一尤其較佳實施例中將其完全避免。

除一或多種式I化合物以外，第一切換層中之液晶介質較佳地含有一或多種其他液晶原基化合物。較佳的係，鑒於有助於或維持介質之有利特性，例如良好VHR及有利穩定性，亦添加此等額外化合物。

較佳地，包含於根據本發明之第一切換層中的液晶介質進一步包括一或多種選自式II及III之化合物之群的液晶原基化合物 其中 R³ 、R⁴ 、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，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 基團可在每種情況下彼此獨立地以使得氧原子彼此不直接連接之方式經以下置換：-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-C≡C-、或，及 L¹ 、L² 、L³ 、L⁴ 及L⁵ 彼此獨立地表示H或F。

在一實施例中，液晶介質包含一或多種式II液晶原基化合物。

在另一實施例中，液晶介質包含一或多種式III液晶原基化合物。

較佳的按介質之總含量計，介質含有至少15重量%之一或多種式I液晶原基化合物、視情況選用之一或多種光引發劑及一或多種選自式II及III之化合物之群的液晶原基化合物。

尤其較佳的係介質包含如上文所闡述之一或多種式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，第一切換層中之液晶介質進一步包含一或多種式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 基團在每種情況下可彼此獨立地以使得氧原子彼此不直接連接之方式經-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，及 X¹ 表示F、CF₃ 、OCF₃ 或CN。

式II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。

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。

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。

尤其較佳的係介質包含如上文及下文所闡述之一或多種式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。

在一尤其較佳實施例中，一或多種式I化合物中之一或多者選自式I-1及I-2之化合物 其中 R¹ 及R² 如關於上文式Ia所定義，及 L 在每次出現時相同或不同地為H或F。

視情況選用之介質可包含其他液晶化合物以便調節物理特性。此等化合物在該領域中已知。視情況進一步包括介質中之液晶化合物的此等化合物之濃度較佳地為0重量%至30重量%，更佳地為0.1重量%至20重量%且最佳地為1重量%至15重量%。

在一實施例中，提供一種介質，其包含一或多種以下之化合物 - PGP-n-m、PGP-n-mV、PGU-n-F、PGIGI-n-F、GGP-n-F、GGP-n-Cl，尤其GGP-5-Cl、CPGP-n-m、CPGP-n-OT、CPGU-n-OT、DPGU-n-F，及/或 - CPP-n-m、CPG-n-F、CGU-n-F、BCH.n.F.F.F.，尤其BCH.7.F.F.F，及/或 - CP-n-m、CP-n-N，及/或 -  式R-5011或S-5011之化合物，及/或 -  一或多種反應性可聚合化合物，及/或 -  一或多種聚合引發劑， 其中各別縮寫或字首語之含義及結構解釋及說明於下表中。

如根據本發明所使用之液晶介質可含有常見濃度之其他添加劑。按總混合物計，此等其他組分之總濃度在0%至10%，較佳地0.1%至6%之範圍內。所使用之個別化合物之濃度各自較佳地在0.1%至3%之範圍內。對於液晶介質之液晶組分及化合物的濃度之值及範圍而言，在本文中未考慮此等及類似添加劑之濃度。除非另外明確指示，否則此亦適用於在混合物中視情況使用之二向色染料之濃度，其在指定主體混合物之各別化合物之濃度時不計數。各別添加劑之濃度始終相對於最終摻雜混合物來給出。

在本文中，除非明確陳述，否則所有濃度以重量百分比給出。

如根據本發明所使用之液晶介質由若干種化合物，較佳地3至30種、更佳地4至20種且最佳地4至16種化合物組成。以習知方式混合此等化合物。通常，將用量較小之所需量化合物溶解於用量較大之化合物中。若溫度高於以較高濃度使用之化合物之澄清點，則特別易於觀測到溶解過程之完成。然而，亦可能藉由其他習知方式來製備介質，例如使用所謂預混合物，其可為例如化合物之同源或共熔混合物；或使用所謂的多瓶系統，其組分本身為即用混合物。

上文及下文所描述之多種液晶原基化合物或其混合物為可商購的。如文獻中(例如在諸如Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart之標準著作中)所描述，此等化合物為已知的或可藉由本身已知方法製備，確切言之在已知及適用於該等反應之反應條件下製備。亦可在此處使用本身已知但未在此處更詳細地提及之變型。根據本發明之介質以本身習知之方式來製備。一般而言，較佳地在高溫下使組分相互溶解。可添加合適的添加劑或物質以改質液晶相之介電各向異性、黏度及/或配向。

介質可進一步包含習用添加劑，諸如穩定劑、抗氧化劑、自由基清除劑、鏈轉移劑(例如硫醚)及/或塑化劑。

此外，較佳的係介質含有一或多種選自如表D中所展示之命名為PCH-n之化合物，尤其選自PCH-3、PCH-5及PCH-7的化合物。

根據本發明之術語「烷基」較佳地涵蓋具有1至7個碳原子之直鏈及分支鏈烷基，尤其直鏈基團甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及庚基。具有2至5個碳原子之基團通常為較佳的。

烷氧基可為直鏈或分支鏈的，且其較佳為直鏈的並具有1、2、3、4、5、6或7個碳原子，且因此較佳為甲氧基、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」較佳地涵蓋具有2至7個碳原子之直鏈及分支鏈烯基，尤其直鏈基團。尤其較佳之烯基為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，尤其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-庚烯基。具有至多5個碳原子之基團通常為較佳的。

氟化烷基或烷氧基較佳地包含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 ，尤其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 ，尤其較佳地OCF₃ 或OCF₂ H。在一較佳實施例中，氟烷基涵蓋具有末端氟之直鏈基團，亦即氟甲基、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。

氧雜烷基較佳地涵蓋式C_n H_2n+1 -O-(CH₂ )_m 之直鏈基團，其中n及m各自彼此獨立地為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-氧雜丁基(=乙氧基甲基)或3-氧雜丁基(=2-甲氧基乙基)；2-氧雜戊基、3-氧雜戊基或4-氧雜戊基；2-氧雜己基、3-氧雜己基、4-氧雜己基或5-氧雜己基；2-氧雜庚基、3-氧雜庚基、4-氧雜庚基、5-氧雜庚基或6-氧雜庚基；2-氧雜辛基、3-氧雜辛基、4-氧雜辛基、5-氧雜辛基、6-氧雜辛基或7-氧雜辛基；2-氧雜壬基、3-氧雜壬基、4-氧雜壬基、5-氧雜壬基、6-氧雜壬基、7-氧雜壬基或8-氧雜壬基；或2-氧雜癸基、3-氧雜癸基、4-氧雜癸基、5-氧雜癸基、6-氧雜癸基、7-氧雜癸基、8-氧雜癸基或9-氧雜癸基。

鹵素較佳地為F或Cl，尤其F。

若上文所提及之基團中之一者為其中一個CH₂ 基團經-CH=CH-置換之烷基，則此可為直鏈或分支鏈的。其較佳地為直鏈且具有2至10個碳原子。因此，其尤其為乙烯基；丙-1-烯基或丙-2-烯基；丁-1-烯基、丁-2-烯基或丁-3-烯基；戊-1-烯基、戊-2-烯基、戊-3-烯基或戊-4-烯基；己-1-烯基、己-2-烯基、己-3-烯基、己-4-烯基或己-5-烯基；庚-1-烯基、庚-2-烯基、庚-3-烯基、庚-4-烯基、庚-5-烯基或庚-6-烯基；辛-1-烯基、辛-2-烯基、辛-3-烯基、辛-4-烯基、辛-5-烯基、辛-6-烯基或辛-7-烯基；壬-1-烯基、壬-2-烯基、壬-3-烯基、壬-4-烯基、壬-5-烯基、壬-6-烯基、壬-7-烯基或壬-8-烯基；癸-1-烯基、癸-2-烯基、癸-3-烯基、癸-4-烯基、癸-5-烯基、癸-6-烯基、癸-7-烯基、癸-8-烯基或癸-9-烯基。

若上文所提及之基團中之一者為其中一個CH₂ 基團經-O-置換且一者經-CO-置換之烷基，則此等基團較佳為相鄰的。因此，此等基團含有醯氧基-CO-O-或氧基羰基-O-CO-。此等基團較佳為直鏈且具有2至6個碳原子。

因此，此等基團尤其為乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、戊醯氧基、己醯氧基、乙醯氧基甲基、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、甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、甲氧基羰基甲基、乙氧基羰基甲基、丙氧基羰基甲基、丁氧基羰基甲基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(丙氧基羰基)乙基、3-(甲氧基羰基)丙基、3-(乙氧基羰基)丙基或4-(甲氧基羰基)丁基。

若上文所提及之基團中之一者為其中一個CH₂ 基團經未經取代或經取代之-CH=CH-置換且相鄰CH₂ 基團經CO、CO-O或O-CO置換的烷基，則此基團可為直鏈或分支鏈的。其較佳地為直鏈的且具有4至13個碳原子。因此，其尤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。

若上文所提及之基團中之一者為經CN或CF₃ 單取代之烷基或烯基，則此基團較佳為直鏈的。藉由CN或CF₃ 進行之取代位於任何位置。

若上文所提及之基團中之一者為至少經鹵素單取代之烷基或烯基，則此基團較佳為直鏈的，且鹵素較佳為F或Cl，更佳為F。在多取代之情況下，鹵素較佳地為F。所得基團亦包括全氟化基團。在單取代之情況下，氟或氯取代基可位於任何理想位置，但較佳地位於ω位置。

含有分支鏈基團之化合物有時可能由於一些習知液晶基底材料中之較佳溶解度而具有重要性。然而，若其具有光學活性，則其尤其適用作對掌性摻雜劑。

此類型之分支鏈基團通常不含多於一個的鏈分支。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。

若上文所提及之基團中之一者為其中兩個或多於兩個CH₂ 基團經-O-及/或-CO-O-置換的烷基，則此基團可為直鏈或分支鏈的。其較佳地為分支鏈的且具有3至12個碳原子。因此，其尤其為雙羧基甲基、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(甲氧基羰基)甲基、2,2-雙(甲氧基羰基)乙基、3,3-雙(甲氧基羰基)丙基、4,4-雙(甲氧基羰基)丁基、5,5-雙(甲氧基羰基)戊基、6,6-雙(甲氧基羰基)己基、7,7-雙(甲氧基羰基)庚基、8,8-雙(甲氧基羰基)辛基、雙(乙氧基羰基)甲基、2,2-雙(乙氧基羰基)乙基、3,3-雙(乙氧基羰基)丙基、4,4-雙(乙氧基羰基)丁基或5,5-雙(乙氧基羰基)戊基。

有利地，第一切換層中之液晶介質可具有適當較高的光學各向異性Δn，其亦已知為雙折射率。在一較佳實施例中，包含於第一切換層中之液晶介質展現在20℃及589 nm下測定之0.13或更大、更佳地0.16或更大且甚至更佳地0.20或更大的光學各向異性Δn。

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

除適當較高的光學各向異性以外，包含於根據本發明之第一切換層中的液晶介質可有利地展現有利地較高電壓保持率(VHR)以及良好光穩定性及適當較高澄清點。

使用尤其在如所指定之低量下的反應性液晶原基且較佳地使用可允許以低濃度使用之具有高HTP之對掌性摻雜劑可有利地有助於維持有利地較高澄清點。

第一切換層中之液晶介質為膽固醇型或對掌性向列型介質。膽固醇型液晶(CLC)通常含有在初始狀態具有例如反射具有某一波長之光的平面結構且可藉由施加交流電壓脈衝切換至焦點錐線光散射結構或反之亦然的介質。當施加較強電壓，尤其較強電壓脈衝時，CLC介質可切換至垂直透明狀態，在快速切斷電壓之後自該垂直透明狀態弛豫至平面狀態，或在緩慢切斷之後弛豫至焦點錐線狀態。

在平面織構中，發生布拉格反射(Bragg reflection)，其中反射光具有與膽固醇型螺旋相同之偏手性。

在焦點錐線狀態中，螺旋軸為隨機配置的，且織構由於在域邊界處折射率之非連續的空間變型而展示光散射。

平面及焦點錐線組態二者在無外部電場存在下通常為穩定的。在平面狀態與焦點錐線狀態之間的電場驅動之織構轉換之效果形成CLC顯示器之運作基礎，其中當CLC之織構自平面織構切換至焦點錐線織構時，布拉格反射消失，且由於螺旋軸為隨機分佈的，CLC使入射光散射。

然而，狀態之間的切換通常僅經由垂直狀態達成，其中藉由在具有正介電各向異性(Δε＞0)的LC分子與豎直電場之間的介電質耦合，膽固醇型螺旋完全退繞。

在根據本發明之一實施例中，切換層之散射狀態可為上文所描述之焦點錐線狀態。

可替代地，且根據一較佳實施例，在本發明中，散射狀態由多域結構形成。較佳地，此多域結構可產生足夠強的散射，而同時布拉格型反射行為至少在一定程度上仍保持可觀測。在包含，較佳地由多域組成之此相中，螺旋軸之定向在區域間通常不同，且區域邊界通常出現。然而，在宏觀上，該相對於人眼而言看起來為均勻的，尤其均勻不透明或有霧的，且在整個層區域上不含有可見缺陷。

多域結構可例如使用以平面或垂直方式定向之習知定向層獲得，且有利地切換至多域狀態可在相對低的電壓下達成。然而，當不存在定向層時，亦可獲得多域結構。

另外，第一切換層中聚合組分之存在可有利地影響且穩定散射效能。

在一較佳實施例中，非散射或澄清狀態可由上文所描述之垂直狀態形成。當使用具有大面積之元件時，使用此澄清狀態可例如為有利的。在此態樣中，目前可獲得之有利地較高VHR可適用於將元件穩定於此狀態下而避免自放電行為，且因此允許維持甚至具有明顯較低更新率及/或較低功率消耗之狀態。

可替代地，非散射或澄清狀態可由上文所描述之平面織構形成。

使用對掌性向列型或膽固醇型介質之有益之處可在於，可提供相對穩定的狀態及甚至雙穩定性，使得包含介質之裝置可消耗較少能量。特定言之，各別狀態可在電場已斷開之後保持至少相當長的時間，且可能有電壓之不太頻繁的定址或更新。

在一較佳實施例中，第一切換層藉由施加AC電壓V_i 可切換至光學透明狀態且藉由施加AC電壓V_ii 可切換至散射狀態，其中V_i ＞V_ii 。

在一實施例中，第一切換層之經切換澄清狀態，尤其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且尤其25 V至50 V之範圍內的電壓來維持，而第一切換層之經切換散射狀態可甚至在0 V下穩定至少一段時間。

較佳地，第一切換層之切換並未使用雙頻率定址，從而可簡化所需電子。

如上文所描述，液晶介質較佳地展現波長大於780 nm之選擇性反射。因此，介質較佳地在近紅外(NIR)光譜區中反射。

可提供對掌性化合物及特定言之對掌性摻雜劑及其濃度以使得適當設定或調節液晶介質之膽固醇螺距。CLC介質可例如藉由將向列型LC介質摻雜具有高扭轉力之對掌性摻雜劑來製備。隨後，根據等式(1)藉由對掌性摻雜劑之濃度c及螺旋扭轉力HTP來得到所誘導之膽固醇型螺旋的螺距p： p = (HTP c)^-1 (1)

亦有可能使用兩種或多於兩種摻雜劑，例如為補償個別摻雜劑之HTP的溫度依賴性且因此達成CLC介質之螺旋螺距及反射波長的較小溫度依賴性。接著，等式(2)大致適用於總HTP (HTP_總 )： HTP_總 = ∑_i c_i HTP_i (2) 其中c_i 為各個別摻雜劑之濃度且HTP_i 為各個別摻雜劑之螺旋扭轉力。

第一切換層中之液晶介質含有一或多種對掌性化合物及特定言之對掌性摻雜劑。對掌性摻雜劑較佳具有較高之HTP絕對值且通常可以相對較低濃度添加至液晶原基基劑混合物中，且在非對掌性組分中具有良好溶解度。若採用兩種或多於兩種對掌性化合物，則其可具有相同或相對的旋轉方向及相同或相對的旋轉溫度依賴性。

較佳地，第一切換層所包含之液晶介質中所含有的一或多種對掌性化合物較佳地在來自Merck KGaA之商業液晶混合物MLC-6828中具有5 µm^-1 或更大，更佳地10 µm^-1 或更大且甚至更佳地15 µm^-1 或更大之螺旋扭轉力絕對值。尤其較佳的為對掌性化合物，其較佳地在來自Merck KGaA之商業液晶混合物MLC-6828中具有20 µm^-1 或更大，更佳地40 µm^-1 或更大，甚至更佳地60 µm^-1 或更大且最佳地在80 µm^-1 或更大至260 µm^-1 或更小之範圍內的螺旋扭轉力(HTP)絕對值。

較佳地，按介質之總含量計，一或多種對掌性化合物以2重量%或更小，更佳地1重量%或更小之量含於液晶介質中。

在本發明之一較佳實施例中，對掌性組分由全部具有相同HTP標誌之兩種或多於兩種對掌性化合物組成。個別化合物之HTP之溫度依賴性可或高或低。可藉由以相應比率混合具有不同HTP溫度依賴性之化合物來補償介質之螺距之溫度依賴性。

合適的對掌性摻雜劑為此項技術中已知的，其中一些為可商購的，諸如壬酸膽固醇酯、R/S-811、R/S-1011、R/S-2011、R/S-3011、R/S-4011、B(OC)2C*H-C-3或CB15 (皆為Merck KGaA, Darmstadt, Germany)。

尤其合適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基團；或與對掌性基團形成液晶原基基團之一或多個芳族或脂環族基團的化合物。

合適的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，以及選自由以下組成之群的單價或多價對掌性基團：糖衍生物、糖醇、糖酸、乳酸、對掌性經取代之二醇、類固醇衍生物、萜類衍生物、胺基酸或幾個、較佳地1至5個胺基酸序列。

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，諸如山梨糖醇、甘露糖醇、艾杜糖醇(iditol)、半乳糖醇或其脫水衍生物，尤其二脫水己糖醇，諸如二脫水山梨醇(1,4:3,6-二脫水-D-山梨醇、異山梨醇)、二脫水甘露糖醇(異山梨糖醇)或二脫水艾杜糖醇(異艾杜糖醇)；糖酸，諸如葡萄糖酸、古洛糖酸(gulonic acid)及酮古洛糖酸(ketogulonic acid)；對掌性經取代之二醇基團，諸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，諸如膽固醇基或膽酸基團；萜類衍生物，諸如薄荷基(menthyl)、新薄荷基、莰基(campheyl)、蒎基(pineyl)、孟烯基(terpineyl)、異長葉基(isolongifolyl)、小茴香基、卡瑞基(carreyl)、桃金娘烯基(myrthenyl)、諾蔔醇基(nopyl)、香葉草基(geraniyl)、芳樟醇基(linaloyl)、苨肉基(neryl)、香茅基(citronellyl)或二脫水香茅基。

合適的對掌性基團及液晶原基對掌性化合物描述於例如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以及DE 195 41 820中。

根據本發明所使用之較佳對掌性化合物選自以下化合物之群。

在一實施例中，較佳的為選自由以下式A-I至A-III之化合物組成之群的摻雜劑： 其中 R^a11 及R^a12 彼此獨立地為具有2至9個、較佳地至多7個碳原子之烷基、氧雜烷基或烯基，且R^a11 替代地為甲基或具有1至9個碳原子之烷氧基，較佳地二者均為烷基、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；具有2至9個，較佳地至多7個碳原子之氧雜烷基、烯基或烯氧基，較佳地二者均為烷基、較佳地正烷基， R^a31 及R^a32 彼此獨立地為具有2至9個、較佳地至多7個碳原子之烷基、氧雜烷基或烯基，且R^a11 替代地為甲基或具有1至9個碳原子之烷氧基，較佳地二者均為烷基、較佳地正烷基。

尤其較佳的為選自由下式之化合物組成之群的對掌性摻雜劑：。

更佳摻雜劑為下式A-IV之異山梨醇、異甘露糖醇或異艾杜糖醇之衍生物

其中基團		為
	(二脫水山梨醇)，
	(二脫水甘露糖醇)或
	(二脫水艾杜糖醇)，

較佳地為二脫水山梨糖醇， 及對掌性乙二醇，諸如二苯基乙二醇(氫化安息香(hydrobenzoin))，尤其下式A-V之液晶原基氫化安息香衍生物： 包括未展示之(R,S)、(S,R)、(R,R)及(S,S)對映異構體， 其中

及
	各自彼此獨立地為1,4-伸苯基，其亦可經L或1,4-伸環己基單取代、二取代或三取代，

L 為H、F、Cl、CN或具有1至7個碳原子之視情況選用之鹵化烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷氧基羰氧基， c 為0或1， Z⁰ 為-COO-、-OCO-、-CH₂ CH₂ -或單鍵，及 R⁰ 為具有1至12個碳原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基。

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

在另一實施例中，尤其較佳的對掌性摻雜劑為對掌性聯萘衍生物，如WO 02/94805中所描述；對掌性聯萘酚縮醛衍生物，如WO 02/34739中所描述；對掌性TADDOL衍生物，如WO 02/06265中所描述；及具有至少一個氟化橋基及末端或中心對掌性基團之對掌性摻雜劑，如WO 02/06196及WO 02/06195中所描述。

尤其較佳的為式A-VI之對掌性化合物 其中 X¹ 、X² 、Y¹ 及Y² 各自彼此獨立地為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，且其中(另外)，一或多個不相鄰CH₂ 基團可各自彼此獨立地以使得O及/或S原子彼此不直接地鍵結之方式經-O-、-S-、-NH-、NR⁰ -、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-或-C≡C-置換；具有至多20個碳原子之可聚合基團或環烷基或芳基，其可視情況經鹵素(較佳為F)或可聚合基團單取代或多取代， x¹ 及x² 各自彼此獨立地為0、1或2， y¹ 及y² 各自彼此獨立地為0、1、2、3或4， B¹ 及B² 各自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不相鄰CH2基團可經O及/或S置換， W¹ 及W² 各自彼此獨立地為-Z¹ -A¹ -(Z² -A² )_m -R，且兩者中之一者替代地為R¹ 或A³ ，但兩者並不同時為H，或

	為或
	,

U¹ 及U² 各自彼此獨立地為CH₂ 、O、S、CO或CS， V¹ 及V² 各自彼此獨立地為(CH₂ )_n ，其中一至四個不相鄰CH₂ 基團可經O及/或S及V¹ 及V² 中之一者置換，且在以下之情況下：

為，兩者均為單鍵，

Z¹ 及Z² 各自彼此獨立地為-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，其中無兩個O及/或S及/或N原子彼此直接地鍵結；較佳地-CH=CH-COO-或-COO-CH=CH-或單鍵， A¹ 、A² 及A³ 各自彼此獨立地為1,4-伸苯基，其中一或兩個不相鄰CH基團可經N置換；1,4-伸環己基，其中一或兩個不相鄰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，其中此等基團中之每一者可經L單取代或多取代，且另外A¹ 為單鍵， L 為鹵素原子(較佳為F)、CN、NO₂ ，具有1至7個碳原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷氧基羰氧基，其中一或多個H原子可經F或Cl置換， m 在各情況下獨立地為0、1、2或3，及 R及R¹ 各自彼此獨立地為H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF₅ 、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，且其中一或多個不相鄰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，其中無兩個O及/或S原子彼此直接地鍵結；或可聚合基團。

尤其較佳的為式A-VI-1之對掌性聯萘衍生物 尤其選自下式A-VI-1a至A-VI-1c之彼等： 其中B及Z⁰ 如對於式A-IV所定義，且Z⁰ 更佳為-OCO-或單鍵， R⁰ 為如對於式A-IV所定義或H或具有1至4個碳原子之烷基，及 b 為0、1或2。

此外，尤其較佳的為式A-VI-2之對掌性聯萘衍生物 尤其選自下式A-VI-2a至A-VI-2f之彼等： 其中R⁰ 如對於式A-VI所定義，且X為H、F、Cl、CN或R⁰ ，較佳為F。

在一尤其較佳實施例中，含於第一切換層中之對掌性介質包含一或多種展示於下表F中之式R-5011及S-5011之化合物。在一實施例中，介質含有R-5011。在另一實施例中，介質含有S-5011。

含於第一切換層中之LC介質較佳且有利地展現較高可靠性及較高電阻率。含於第一切換層中之LC介質亦較佳且有利地展現較高電壓保持率(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之「Merck Liquid Crystals - Physical Properties of Liquid Crystals」, 1997。根據本發明之LC介質之VHR較佳為≥85%，更佳地≥90%，甚至更佳地≥95%且尤其較佳地≥98%。除非另外描述，否則VHR之量測如T. Jacob, U. Finkenzeller之「Merck Liquid Crystals - Physical Properties of Liquid Crystals」, 1997中所描述進行。

較佳的為包含於第一切換層中之聚合組分含有一或多種由一或多種可聚合液晶原基化合物之聚合獲得或分別可自其獲得的聚合結構。較佳地，一或多種可聚合液晶原基化合物中之一或多者包含一個、兩個或更多個丙烯酸酯基及/或甲基丙烯酸酯基。

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，其作為液晶介質中之第一切換層中的聚合組分之前驅體，且隨後原位聚合。

較佳地，使用反應性液晶原基(reactive mesogen；RM)或液晶原基單體，其含有液晶原基基團及一或多個可聚合基團，亦即適用於聚合之官能基。

較佳的為所使用之可聚合化合物僅包括反應性液晶原基，亦即所有反應性單體皆為液晶原基。可替代地，可提供RM以及一或多種非液晶原基可聚合化合物。RM可為單反應性及/或二反應性或多反應性的。

尤其較佳的為一或多種可聚合液晶原基化合物中之一或多者選自式M化合物 R^Ma -A^M1 -(Z^M1 -A^M2 )_m1 -R^Mb M 其中，個別基團定義如下： R^Ma 及R^Mb 各自獨立地為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，其中一或多個不相鄰CH₂ 基團亦可各自獨立地以使得無氧及/或硫原子彼此直接地結合之方式經-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 各自獨立地為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    為間隔基或單鍵， A^M1 及A^M2 各自獨立地為較佳具有4至25個環原子(較佳碳原子)之芳基、雜芳基、脂環基或雜環基，其亦包含或可含有稠環，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 、視情況經取代之矽烷基、具有6至20個碳原子之視情況經取代的芳基；或具有1至25個碳原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基或具有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-置換；較佳地P、P-Sp-、H、OH、CH₂ OH、鹵素、SF₅ 、NO₂ 、烷基、烯基或炔基， Y¹ 為鹵素，較佳為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 各自獨立地為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，其中一或多個不相鄰CH₂ 基團亦可以使得無氧及/或硫原子彼此直接結合之方式經-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，具有6至40個碳原子之視情況經取代的芳基或芳氧基或具有2至40個碳原子之視情況經取代之雜芳基或雜芳氧基， m1    為0、1、2、3或4，及 n1    為1、2、3或4， 其中來自所存在之R^Ma 、R^Mb 及取代基L之群的至少一個取代基，較佳地一個、兩個或三個取代基且更佳地一個或兩個取代基為P或P-Sp-基團或含有至少一個P或P-Sp-基團。

尤其較佳的為其中R^ma 及R^mb 中之一者或兩者為P或P-Sp-之式M化合物。

用於液晶介質之合適且較佳RM例如選自下式： 其中，個別基團定義如下： P¹ 至P³ 各自獨立地為可聚合基團，較佳地具有上文及下文對於P所指定之定義中之一者，更佳為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氧雜環丁烷、乙烯氧基或環氧基， Sp¹ 至Sp³ 各自獨立地為單鍵或間隔基，較佳具有上文及下文所給出之Sp的定義中之一者，且更佳為-(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，且其中在後者基團中與相鄰環之鍵結係經由氧原子，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，其中一或多個不相鄰CH₂ 基團亦可各自獨立地以使得無氧及/或硫原子彼此直接結合之方式經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；更佳地為具有1至12個碳原子之直鏈或分支鏈、視情況選用的單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧羰基或烷基羰氧基(其中烯基及炔基具有至少兩個且分支鏈基團具有至少三個碳原子)， R⁰ 及R⁰⁰ 在每次出現時為相同或不同的，且各自獨立地為H或具有1至12個碳原子之烷基， R^y 及R^z 各自獨立地為H、F、CH₃ 或CF₃ ， Z¹ 為-O-、-CO-、-C(R^y R^z )-或-CF₂ CF₂ -， Z² 及Z³ 各自獨立地為-CO-O-、-O-CO-、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-CF₂ O-、-OCF₂ -或-(CH₂ )_n -，其中n為2、3或4， L 在每次出現時相同或不同且具有根據上文式M所既定之含義，較佳為F、Cl、CN或具有1至12個碳原子之直鏈或分支鏈、視情況選用之單氟化或多氟化烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧羰基或烷基羰氧基，較佳地為F， L'及L"    各自獨立地為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，及 x 為0或1。

合適的可聚合化合物列舉於例如表G中。尤其較佳反應性液晶原基為如比較實例3及實例2中分別展示之式RM-A以及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。可聚合基團較佳地選自：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，尤其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，尤其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。可聚合或反應性基團較佳地選自乙烯基、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，特別較佳地為丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。

在一實施例中，在介質中包括除一或多種RM以外之非液晶原基單體。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，選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯及乙酸乙烯酯，其中組合物更佳地進一步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。

在一特定實施例中，提供一或多種非液晶原基單丙烯酸酯，尤其較佳為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-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丁酯及丙烯酸異冰片酯。

另外地或可替代地，可提供一或多種非液晶原基單甲基丙烯酸酯，尤其較佳為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、甲基丙烯酸十二烷酯、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。

尤其較佳的為將至少一種交聯劑添加至可聚合組合物，亦即含有兩種或多於兩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。

在此態樣中，二反應性及多反應性化合物可用以形成其自身之聚合物網路及/或用以使實質上由使單反應性化合物聚合而形成之聚合物鏈交聯。

可替代地或另外地，可使用此項技術中已知之習知交聯劑。尤其較佳的為額外提供二反應性或多反應性丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。尤其較佳的化合物選自二丙烯酸伸乙酯、二丙烯酸伸丙酯、二丙烯酸伸丁酯、二丙烯酸伸戊酯、二丙烯酸伸己酯、乙二醇二丙烯酸酯、丙三醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二甲基丙烯酸伸乙酯(亦已知為乙二醇二甲基丙烯酸酯)、二甲基丙烯酸伸丙酯、二甲基丙烯酸伸丁酯、二甲基丙烯酸伸戊酯、二甲基丙烯酸伸己酯、三丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙三醇二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烷三甲基丙烯酸酯及季戊四醇三丙烯酸酯。

單反應性單體與二反應性或多反應性單體之比率可有利地經設定及調節以影響待形成之聚合組分之特性。

可添加合適及習知使用之熱引發劑或光引發劑(例如偶氮化合物或有機過氧化物，諸如Luperox型引發劑)以促進聚合反應。此外，聚合之合適條件及引發劑之合適類型及量為此項技術中已知的且描述於文獻中。在介質中包括聚合引發劑之情況下，較佳使用光引發劑。

舉例而言，當藉助於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。為使丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團聚合，較佳地使用自由基光引發劑。為使乙烯基、環氧化物基團或氧雜環丁烷基團聚合，較佳地使用陽離子光引發劑。亦有可能使用熱聚合引發劑，其在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可商購的Irgacure®，例如Irgacure 651 (可購自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 Carbid)。其他有用之光引發劑包括α-胺基酮(例如Irgacure 907)、香豆素(coumarin)、膦氧化物(例如Irgacure 2100)、醯基膦(例如Irgacure 819)。

在一特定實施例中，添加之聚合引發劑(較佳為光引發劑)包含以下各者，較佳由以下各者組成：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，亦即一或多種可引發聚合且本身具有各向異性及液晶原基特性之反應性化合物。

然而，根據一尤其較佳實施例，不使用聚合引發劑，尤其不使用光引發劑。在某些情況下，此可改良VHR且減小在切換層中產生離子之趨勢。

為維持且達成良好VHR，較佳地使聚合之反應產物中之雜質保持最小值或實質上得以避免。特定言之，適當且較佳地使殘餘反應性物種及帶電污染物保持最小值。舉例而言，在進行UV聚合之情況下，在一較佳實施例中，使用接近可見光譜之具有相對長波長之光，有利地使用較佳地340 nm至380 nm，且甚至更佳地360 nm至380 nm範圍內之UV光。此方式可避免LC介質之組分之非所要光降解或分解或至少使其降至最低。在使用光引發劑之情況下，可適當匹配或調節照射波長及光引發劑。

在不使用光引發劑之替代情況下(在一些實施例中其為較佳的)，照射波長範圍可經設定以使得至少一些可聚合化合物可經歷光反應且本身引發聚合反應，而另外可避免LC介質之非反應性組分之降解或分解或至少使其降至最低。所需波長範圍之獲得及設定可藉由此項技術中已知之習知方法，例如藉由使用濾光器，尤其邊緣濾光器來達成。

意外地發現，聚合結構可藉由在介質中提供一或多種可聚合化合物及尤其如上文及下文所闡述之可聚合液晶原基化合物且使其聚合來有利地原位產生。

介質中之可聚合化合物可經選擇以使得在聚合之後獲得穩定系統，其例如可在諸如加熱步驟之其他處理步驟中穩定，其中可維持良好的VHR。

此外，僅相對較少量之(a)可聚合化合物用於在第一切換層中形成聚合組分及特定言之聚合網路，其可有利地影響穩定性且使非所要降解降至最低。

提供聚合組分可適用於使LC介質之一或多種狀態或相穩定。

聚合組分可有助於第一切換層中之可獲得材料之有利特性。舉例而言，聚合組分可有助於顯著更穩定之散射狀態，尤其多域狀態，使得此散射狀態無需更新或再施加電壓即可保持更長時段，尤其長達數天。

此外，如含有根據本發明之CLC介質之材料中所提供的聚合組分可有利地影響例如關於均一性及視角依賴性之散射效率及外觀。由此，可顯著減小可在傾斜視角下產生之顏色效果。

在一較佳實施例中，第一切換層中之調變材料包含液晶介質及聚合組分，其中聚合組分包含由反應性液晶原基之聚合獲得之聚合物網路，其中反應性液晶原基較佳地含有至少一個選自以下之基團：丙烯酸酯基(尤其較佳地選自單丙烯酸酯基、二丙烯酸酯基或三丙烯酸基)、乙烯基醚基及環氧基團。如本文中所使用之含有丙烯酸酯基之化合物包含丙烯酸單體、甲基丙烯酸單體及此等單體之混合物。

聚合可使用習知方法進行。聚合可在一或多個步驟中進行。特定言之，可聚合化合物之聚合較佳地藉由曝露於熱或光化輻射中來達成，其中曝露於光化輻射中意謂用光(如UV光、可見光或IR光)照射、用X射線或γ射線照射或用高能粒子(諸如離子或電子)照射。在一較佳實施例中，進行自由基聚合。

聚合可在合適的溫度下進行。在一實施例中，聚合在低於液晶原基混合物之澄清點之溫度下執行。在一替代實施例中，然而亦有可能在澄清點下或高於澄清點下進行聚合。

在一實施例中，聚合利用光照射，亦即用光(較佳UV光)進行。作為光化輻射之來源，例如可使用單個UV燈或一組UV燈。當使用高燈功率時，可減少固化時間。用於光輻射之另一可能來源為雷射，例如UV雷射、可見光雷射或IR雷射。

在一實施例中，聚合藉由以下方式進行：向對掌性液晶主體混合物中添加一或多種可聚合化合物，較佳包含二反應性化合物及視情況選用之合適光引發劑；及藉由曝露於UV照射而使可聚合化合物聚合。

較佳地，在維持於對掌性液晶主體混合物之預定狀態中之電光胞元中進行聚合。在一較佳實施例中，當介質處於垂直狀態時進行聚合(較佳為使用UV光之聚合)，其中通常且較佳地施加電場。

在一較佳實施例中，將包含一或多種可聚合化合物，尤其可聚合液晶原基化合物之液晶介質經提供為各自具備電極之兩個相對透明基板之間的層。較佳地，電極在各基板之內表面上配置為導電層，其中更佳地導電層分別由鈍化層覆蓋，且其中進一步提供與液晶介質直接接觸的視情況選用之配向層。

隨後，一或多種可聚合化合物尤其在層中存在施加電場下聚合。

較佳的係聚合藉由光聚合，較佳地使用UV光來進行。在一尤其較佳實施例中，在聚合期間，至少暫時地施加電場以誘導介質之配向，較佳垂直配向。

在聚合期間施加電壓以設定預定定向可有利地影響切換層及窗戶元件之產物特性。舉例而言，在聚合期間誘導垂直配向可有助於獲得均勻低霧度澄清狀態，而此外，在散射狀態中可獲得均勻且適當強的霧度。

有可能在光聚合期間控制溫度，例如在20℃至100℃之範圍內，較佳地低於澄清點。

在一實施例中，反應性液晶原基自動起始，而在另一實施例中，光引發劑用於觸發聚合。

對於切換層中之材料之光聚合，使用較佳地30 s至240 min，更佳地1 min至120 min之曝露時間，較佳地使用0.01 mW/cm² 至100 mW/cm² ，更佳地0.1 mW/cm² 至50 mW/cm² 且尤其1 mW/cm² 至20 mW/cm² 之範圍內的照射強度。

對於聚合，可適當地設定或改變若干參數，例如照射劑量、施加電壓、AC電壓之頻率及介質中對掌性摻雜劑之量。

在聚合，尤其光聚合步驟之後，可進行其他處理。較佳地，在聚合步驟之後，在存在或不存在電場下進行熱處理。熱處理，亦即曝露於相對於先前聚合步驟增加之溫度，可導致進一步固化或其他轉化率或完成聚合。

亦有可能對所使用基板執行預處理步驟，例如表面處理方法，諸如UV-臭氧處理或電漿處理，其可改良較大區域上之配向及潤濕特性且有助於改良之均勻性以及有利的降低澄清狀態中非所要之霧度。

本文中所描述之方法有利地適用於產生具有有利耐久性之窗戶元件，其中第一切換層可展現顏色中性、低霧度澄清狀態以及有效及均一散射狀態。

第一切換層中之液晶介質可含有較佳地呈0.001重量%至25重量%，更佳地0.1重量%至5重量%之量的額外化合物，諸如一或多種多向色染料，尤其一或多種二向色染料；及/或其他習用及合適之添加劑，諸如穩定劑。

然而，第一切換層較佳地不包含任何染料，其可在澄清狀態提供較高透射，且得到未著色或各別白色之外觀。

除第一切換層以外，根據本發明之用於調節光之通過的多層配置進一步包含包括第二切換層之切換元件，其中切換元件可於亮態與暗態之間切換且其中第二切換層為液晶層。

包括基於液晶之切換層或各別地在一些實施例中兩個基於液晶之切換層的此額外切換元件經提供以在需要(desired/required)時產生光強度之總體降低，亦即以得到用於光衰減或光調暗之切換能力。

在一較佳實施例中，切換元件係基於一個或兩個客體-主體液晶切換層。此意謂在此實施例中第二切換層為包含一或多種二向色染料之液晶層。切換元件可包含單個切換層，亦即第二切換層。可替代地，切換元件可包含額外切換層。在此後者情況中，兩個切換層可分開地或單獨地提供於所謂胞元中，隨後其尤其藉由使用例如層壓或黏著劑之結合來組合且組態為所謂的雙胞元。

因此，較佳的係如切換元件中所提供之第二切換層及視情況選用之額外切換層包含至少一種二向色染料。

在第二切換層中且亦在視情況提供之額外切換層中，可使用摻雜染料之向列型液晶介質。

可替代地，除至少一種二向色染料以外，亦有可能在第二切換層中且亦在視情況選用之額外切換層中包含一或多種對掌性化合物。較佳地，一或多種對掌性化合物可適當地選自如對於第一切換層所描述之對掌性化合物。

雖然此等摻雜染料之膽固醇型液晶介質可至少在一定程度上有利地有助於光之散射或擴散時，但主要提供此等介質以獲得光之調暗或衰減。在一較佳實施例中，在切換元件中，尤其在亮態中使霧度保持最小值。

切換元件可以不同方式配置及組態，尤其在電極組態、配向層及其類型之視情況選用的設置以及液晶材料方面，然而其中切換元件經提供以使其得到用於多層配置中之光調暗及總體透射率變化的切換能力。

較佳組態(尤其針對包含第二切換層之胞元)包括扭轉向列(TN)組態、反向平行組態、超扭轉向列(STN)組態及豎直配向-超扭轉向列(VA-STN)組態。

在TN組態中，扭轉角通常為90°或大約90°。在STN組態中，扭轉角超過90°且通常在高於90°至270°之範圍內。然而，亦有可能本STN組態展現超過270°之扭轉角。

以便進一步改良多層配置中之切換元件之切換對比度，有可能提供兩個切換層，尤其配置為如上文所描述之雙胞元。在此實施例中，較佳的係兩個層經提供以使得其提供總體最佳化或至少增加之效率，以減少光之平行及垂直偏振分量(polarization component)兩者。

雙胞元之兩個切換層較佳地包含相同的摻雜染料之液晶介質，其視情況可包括一或多種對掌性化合物。

在另一實施例中，切換元件包括偏光層，其中較佳地，精確地將一個偏振器及作為唯一切換層之第二切換層配置於所謂的Heilmeier組態中。此組態亦適合於藉由獲得光之平行及垂直偏振分量二者的有效減少來進一步改良切換元件之切換對比度。

可替代地，亦有可能提供多於一個偏光層，尤其切換元件中之兩個偏光層。在此情況下，切換層中所提供之液晶介質較佳地不含有任何二向色染料。在其中使用兩個偏振器之此替代方案中，較佳地在TN組態、STN組態、豎直配向型(vertically aligned；VA)組態、共平面切換型(in-plane switching；IPS)組態或邊緣場切換型(fringe field switching；FFS)組態中配置元件。在此替代實施例中，可進一步包括視情況選用之一或多個延遲或補償層。

典型偏振器，尤其吸收或反射線性偏振器(例如薄膜偏振器或線柵偏振器)以及典型延遲器及補償器(諸如單軸及雙軸塑膠延遲膜)為此項技術中已知的。

較佳的係在多層配置中，特別當第二切換層含有一或多個對掌性摻雜劑時，第一切換層更接近光源，亦即相對於光源，將切換元件置放於第一切換層之後。因此，相對於面向光源之外面，較佳地將第一切換層置放在切換元件之前。意外地發現當第一切換層面向光源(特定言之日光)，且切換元件在此態樣中為遠側時，可獲得關於裝置效能之其他有益優勢，諸如其他經改良之顏色中性、有利外觀及甚至較好的穩定性。

用於切換元件中之液晶介質，尤其客體-主體混合物之LC主體介質可與用於第一切換層中之液晶介質，尤其向列型主體混合物相同或不同。

原則上，用於切換元件之合適的主體混合物為適用於習知VA、TN、STN、IPS或FFS顯示器之任何負介電性或正介電性LC混合物。

合適之LC混合物為此項技術中已知的且描述於文獻中。具有負介電各向異性之用於VA顯示器的LC介質描述於例如EP 1 378 557 A1中。

適用於LCD及尤其IPS顯示器之具有正介電各向異性之合適LC混合物自例如JP 07-181 439 (A)、EP 0 667 555、EP 0 673 986、DE 195 09 410、DE 195 28 106、DE 195 28 107、WO 96/23 851、WO 96/28 521及WO2012/079676已知。

根據本發明之具有負或正介電各向異性之液晶介質的較佳實施例如下所指示。

在本發明之一較佳實施例中，用於切換元件之切換層中的LC介質含有具有負介電各向異性之LC主體混合物。因此，在較佳實施例中，液晶原基介質包含選自以下條目a)之組分： a)     液晶原基介質，其包含一或多種選自式CY、PY及AC化合物之群之化合物： 其中 a 表示1或2， b 表示0或1， c 為0、1或2， d 為0或1，

	表示
	及 表示 ，且
	表示，

R¹ 及R² R^AC1 及R^AC2 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)一個或兩個不相鄰CH₂ 基團可以使得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， Z^x 及Z^y 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， L^1-4 各自彼此獨立地表示F、Cl、CN、OCF₃ 、CF₃ 、CH₃ 、CH₂ F、CHF₂ ， Z^AC 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，及 較佳地，L¹ 及L² 均表示F或L¹ 及L² 中之一者表示F且另一者表示Cl，或L³ 及L⁴ 均表示F或L³ 及L⁴ 中之一者表示F且另一者表示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，alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，且alkenyl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。Alkenyl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 -。

式PY之化合物較佳地選自由以下子式組成之群： 其中alkyl及alkyl*各自彼此獨立地表示具有1至6個C原子之直鏈烷基，且alkenyl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。Alkenyl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 -。

式AC化合物較佳地選自以下子式化合物之群： 其中R³ 及R⁴ 具有如上文所闡述之R^AC1 及R^AC2 之含義。

在本發明之一較佳實施例中，用於切換元件之切換層中之LC介質含有具有正介電各向異性之LC主體混合物。因此，在其他較佳實施例中，根據本發明之液晶原基介質包含選自以下條目b)至c)之組分： b)  液晶原基介質，其包含一或多種選自如下文所闡述之式IIA至VIII，尤其式IIA及IIIA之化合物之群的化合物 其中 R²⁰ 各自相同或不同地表示具有1至15個C原子之鹵化或未經取代的烷基或烷氧基，其中(另外)此等基團中之一或多個CH₂ 基團可各自彼此獨立地以使得O原子彼此不直接連接之方式經-C≡C-、-CF₂ O-、-CH=CH-、、-O-、-CO-O-或-O-CO-置換， X²⁰ 各自相同或不同地表示F、Cl、CN、SF₅ 、SCN、NCS，各自具有至多6個C原子之鹵化烷基、鹵化烯基、鹵化烷氧基或鹵化烯氧基，，及 Y^20-24 各自相同或不同地表示H或F；

	各自彼此獨立地表示
	。

式IIA化合物較佳地選自下式： 其中R²⁰ 及X²⁰ 具有上文所指示之含義。

R²⁰ 較佳地表示具有1至6個C原子之烷基。X²⁰ 較佳地表示F。尤其較佳的為式IIAa及IIAb化合物，特定言之其中X表示F之式IIAa及IIAb化合物。

式IIIA化合物較佳地選自下式： 其中R²⁰ 及X²⁰ 具有上文所指示之含義。

R²⁰ 較佳地表示具有1至6個C原子之烷基。X²⁰ 較佳地表示F。尤其較佳的為式IIIAa及IIIAe化合物，特定言之式IIIAa化合物。

c)     液晶原基介質，其可替代地或另外包含一或多種選自下式之化合物： 其中 R²⁰ 、X²⁰ 及Y^20-23 具有上文所指示之含義，及 Z²⁰ 表示-C₂ H₄ -、-(CH₂ )₄ -、-CH=CH-、-CF=CF-、-C₂ F₄ -、-CH₂ CF₂ -、-CF₂ CH₂ -、-CH₂ O-、-OCH₂ -、-COO-或-OCF₂ -，在式V及VI中亦表示單鍵，在式V及VIII中亦表示-CF₂ O-， r 表示0或1，及 s 表示0或1；

- 式IVA化合物較佳地選自下式： 其中R²⁰ 及X²⁰ 具有上文所指示之含義。

R²⁰ 較佳地表示具有1至6個C原子之烷基。X²⁰ 較佳地表示F、CN或OCF₃ ，此外OCF=CF₂ 或Cl。

- 式V化合物較佳地選自下式： 其中R²⁰ 及X²⁰ 具有上文所指示之含義。

R²⁰ 較佳地表示具有1至6個C原子之烷基。X²⁰ 較佳地表示F及OCF₃ ，此外OCHF₂ 、CF₃ 、OCF=CF₂ 及OCH=CF₂ 。

- 式VI化合物較佳地選自下式： 其中R²⁰ 及X²⁰ 具有上文所指示之含義。

R²⁰ 較佳地表示具有1至6個C原子之烷基。X²⁰ 較佳地表示F，此外OCF₃ 、CF₃ 、CF=CF₂ 、OCHF₂ 及OCH=CF₂ ； - 式VII化合物較佳地選自下式： 其中R²⁰ 及X²⁰ 具有上文所指示之含義。

R²⁰ 較佳地表示具有1至6個C原子之烷基。X²⁰ 較佳地表示F、此外OCF₃ 、OCHF₂ 及OCH=CF₂ 。

在用於切換元件中之介質具有負介電各向異性的情況下，介電各向異性(Δε)之值較佳地在-2.0至-8.0之範圍內，更佳地在-3.0至-6.0且尤其較佳地-3.5至-5.0之範圍內。

在用於切換元件中之介質具有正介電各向異性的情況下，Δε之值較佳地在3.0至60.0之範圍內，更佳地在5.0至30.0且尤其較佳地8.0至15.0之範圍內。

用於切換元件中之液晶介質較佳地具有70℃或更大、更佳地80℃或更大、甚至更佳地90℃或更大、再更佳地105℃或更大且尤其較佳地110℃或更大之澄清點。在一實施例中，用於切換元件中之液晶介質具有介於70℃至170℃範圍內之澄清點。

關於多層配置及包含多層配置之裝置的效能及可靠性，如所定義之較高澄清點可為有益的。特定言之，介質可在適當地較寬廣溫度範圍內且亦在高溫下維持其功能特性。此可尤其有利於在窗戶元件中用於調節日光之通過，尤其在窗戶元件曝露於日光之直接或長期照射時。較高澄清點亦可促成液晶主體分子之有利地高度有序性，且因此促成在典型工作溫度下之二色性染料客體分子，其可增加切換狀態之間的可獲得對比度。

在一較佳實施例中，用於切換元件中之液晶介質的雙折射率(Δn)在0.040或更大至0.080或更小之範圍內，更佳地在0.045或更大至0.070或更小之範圍內且最佳地在0.050或更大至0.060或更小之範圍內。在此實施例中，介電各向異性為正或負，較佳為負。

在另一較佳實施例中，用於切換元件中之液晶介質的Δn在0.075或更大至0.130或更小之範圍內，更佳地在0.090或更大至0.125或更小之範圍內且最佳地在0.095或更大至0.120或更小之範圍內。

在又另一較佳實施例中，用於切換元件中之液晶介質的Δn在0.100或更大至0.200或更小之範圍內，更佳地在0.110或更大至0.180或更小之範圍內且最佳地在0.120或更大至0.160或更小之範圍內。

在一較佳實施例中，切換元件之第二切換層及視情況選用之額外切換層包含一或多種多向色染料，特定言之一或多種二向色染料。較佳地，介質包含兩種、三種、四種、五種、六種、七種或八種二向色染料。尤其較佳的係介質包含至少三種二向色染料。

較佳地，二向色化合物存在於呈溶液形式之液晶介質中。

按整個介質之總重量計，一或多種二向色染料中之每一者較佳地以0.01重量%至10重量%、更佳地0.025重量%至7.5重量%、甚至更佳地0.05重量%至5重量%、另外甚至更佳地0.1重量%至2.5重量%且尤其較佳地0.25重量%至1重量%的比例存在於液晶介質中。

較佳地，一或多種二向色化合物以一定總濃度存在於總液晶介質中，該總濃度在0.05重量%至15重量%、更佳地0.1重量%至10重量%且甚至更佳地0.5重量%至5重量%之範圍內。

二向色化合物較佳地展現較高二向色比率、有利的顏色純度及較大消光係數(尤其在光之VIS及/或NIR區域中)及另外合適之光堅牢性及液晶介質中之合適溶解度。

有利地選擇及混合二向色化合物及各別化合物之量以使得可獲得用於既定應用之所需顏色效果。

在一實施例中，含於LC介質中之二向色化合物分別具有紅色、綠色及藍色。在一較佳實施例中，LC介質中之二向色化合物具有完全覆蓋整個可見光譜之吸收。以此方式，可獲得顏色中性或黑色外觀。此顏色中性之外觀在其中應最小化或避免彩色假像或殘餘彩色之應用中(例如在某些智慧型窗戶應用中)可為有利的。

進一步發現，在組合物中包括一或多種近紅外染料可為有利的。此提供可有利地促進最小化或甚至避免可見光譜中之殘餘螢光，使得可避免或至少實質上減少非所要之彩色假像，例如紅色輝光。

在一尤其較佳實施例中，切換元件之LC介質包含至少一種紫色染料、至少一種藍色染料、至少一種黃色染料、至少一種紅色染料及至少一種近紅外染料。

尤其較佳的係LC介質中之二向色染料之吸收光譜在切換層中彼此互補，以此方式使得眼睛出現黑色之印象。液晶介質之染料較佳地覆蓋可見光譜之較大部分，更佳地整個部分且最佳地NIR光譜之另外部分。其中可製備對眼睛呈現黑色或灰色之染料混合物的精確方式為此項技術中已知，且描述於例如M. Richter, Einführung in die Farbmetrik [Introduction to Colorimetry], 第2版, 1981, ISBN 3-11-008209-8, Walter de Gruyter & Co中。

染料混合物之顏色位置的設定描述於比色區中。為此目的，根據朗伯-比爾定律(Lambert-Beer law)計算個別染料之光譜以得到總光譜，且在相關照射，例如日光光源D65下根據比色法規則轉化成相應顏色位置及亮度值。白點之位置係藉由各別光源(例如D65)固定且在表中，例如在上文參考文獻中給出。可藉由改變不同染料之比例來設定不同顏色位置。

二向色化合物較佳地為正二色性染料，亦即具有正各向異性程度R之染料。

根據平行及垂直配向之分子相對於光之偏振方向之消光係數之值測定包含染料之LC混合物之各向異性程度R。

根據本發明，各向異性程度R較佳地大於0.4，更佳地大於0.6，甚至更佳地大於0.7，且特定言之大於0.8。

當光之偏振方向平行於二向色化合物之最長分子延伸方向時，吸收較佳地達至最大值，且當光之偏振方向垂直於二向色化合物之最長分子延伸方向時，其較佳地達至最小值。

在一實施例中，二向色染料較佳地選自指示於B. Bahadur, Liquid Crystals - Applications and Uses, 第3卷, 1992, World Scientific Publishing, 第11.2.1章中之染料類別，且尤其較佳選自其中呈現之表中所給出的明確化合物。

二向色染料通常可屬於此項技術中已知的二向色染料類別且已描述於文獻中。因此，舉例而言，蒽醌染料描述於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，萘醌染料描述於DE 3126108及DE 3202761中，偶氮染料描述於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. Lig. Cryst. 39, 39-52 (1977)以及H. Seki、C. Shishido、S. Yasui及T. Uchida: Jpn. J. Appl. Phys. 21, 191-192 (1982)中，且苝描述於EP 60895、EP 68427及WO 82/1191中。芮染料如例如EP 2166040、US 2011/0042651、EP 68427、EP 47027、EP 60895、DE 3110960及EP 698649中所描述。

二向色染料可較佳地選自例如偶氮染料、蒽醌、次甲基化合物、甲亞胺化合物、部花青素化合物(merocyanine compound)、萘醌、四嗪、吡咯亞甲基染料、丙二腈染料、芮(尤其苝及聚酯纖維)、噻二唑染料、噻吩并噻二唑染料、苯并噻二唑、噻二唑并喹喔啉(thiadiazoloquinoxaline)、吡咯亞甲基及二酮基吡咯并吡咯。尤其較佳的為偶氮化合物、蒽醌、苯并噻二唑，尤其如WO 2014/187529中所描述；二酮基吡咯并吡咯，尤其如WO 2015/090497中所描述；芮，尤其如WO 2014/090373中所描述；及噻二唑并喹喔啉衍生物，尤其如WO 2016/177449中所描述。尤其較佳的為二向色染料選自偶氮染料、苯并噻二唑及/或噻二唑并喹喔啉。

可存在於多層配置之切換元件之LC介質中的較佳二向色染料之實例展示如下 。

液晶介質可另外包括合適之添加劑及輔助材料，例如穩定劑及淬滅劑。

較佳的為如多層配置之切換元件中之第二切換層及視情況選用的額外切換層中所使用之液晶介質不含可聚合化合物，尤其不含可聚合液晶原基化合物。

根據本發明之LC介質以本身習知之方式來製備。一般而言，較佳地在高溫下使組分相互溶解。混合較佳在惰性氣體下，例如在氮氣或氬氣下進行。隨後，較佳地在高溫下，更佳地在高於40℃下且尤其較佳地在高於50℃下添加視情況選用之染料。一般而言，將以較小量使用的所需量之組分溶解於構成主要成分之組分中。亦有可能將組分於有機溶劑中(例如於丙酮、甲苯、氯仿或甲醇中)之溶液混合，且在混合之後例如藉由蒸餾來再次移除溶劑。

在本發明之一態樣中，層配置包含於窗戶元件中，該窗戶元件可於光學澄清及明亮之狀態與光散射及黑暗之狀態之間電切換。

較佳地，窗戶元件進一步可操作且可電切換至光學澄清及黑暗之狀態以及光散射及明亮之狀態。

窗戶元件較佳地具有大於0.5 m² ，更佳地大於1 m² 且甚至更佳地大於3 m² 之尺寸。在一實施例中，窗戶元件具有0.10 m² 至10 m² 之範圍內，且更佳地0.5 m² 至10 m² 之範圍內之面積。

根據本發明之窗戶元件允許光穿過其。其可有利地用於且包括於窗戶、鑲嵌玻璃單元中，包括絕緣鑲嵌玻璃單元、正面元件、室內分隔物、分隔壁及其類似者，且其可在本文中用作按需提供不同切換狀態並且因此視需要提供防眩光控制的元件。

作為可切換裝置之窗戶元件可用於調節或調變光自外部空間通過至內部空間，例如至建築物(諸如住宅建築物、辦公建築物或用於商業目的之建築物)或車輛之內部中。窗戶元件亦可用於調節或調變光自內部空間通過至另一內部空間，尤其於分離不同功能區域或場所之結構元件中。

窗戶元件以及包括窗戶元件之窗戶整體較佳地並不包含任何光源。因此，任何經由窗戶透射之光均源自外部光源，諸如日光或家庭照明設備，特定言之日光。

根據本發明，切換層及窗戶元件之狀態使用藉助於電極施加之電場來控制。電極較佳為以塗層形式配置於基板上之透明電極。通常將塗層塗覆於面向切換層之基板側面或表面。

較佳地，電極不經圖案化及/或結構化以使得其連續。因此，整個可切換區域藉由施加電場同時定址及切換。在替代實施例中，電極可經圖案化以形成可藉由施加電場自其他區域獨立地切換之個別可定址區域。在此情況下，電極較佳地經圖案化以使得存在2至10個獨立可定址區域。

較佳地，為便於電子驅動切換電壓來切換，可匹配第一切換層及具有第二切換層之切換元件。有利地，相對較低的切換電壓可為有用及有效的，其中較佳地，使用48 V或更小之切換電壓。

在一實施例中，窗戶元件藉由施加AC電壓V1可切換至光學澄清及明亮狀態，且藉由施加AC電壓V2可切換至光散射及黑暗狀態，其中V1＞V2。

在窗戶元件中，較佳地在包括控制及調節光通過之窗戶元件之窗戶中，提供散射模式之第一切換層及包含第二切換層且提供可切換之光調暗的切換元件可例如藉由層壓或使用黏著劑適當地配置及鍵結，且亦藉由使用例如一或多個中間基板或薄片、窗玻璃(pane)或面板分隔開，其中視情況選用之窗玻璃可進一步藉由真空或充氣空間分隔開。

在一實施例中，第一切換層及包括於切換元件中之第二切換層經裝配於絕緣鑲嵌玻璃單元中，其中兩個層尤其藉由真空或充氣空間分隔開且其中基板或載體窗玻璃中之視情況選用的一或多者(尤其一或多個鑲嵌玻璃薄片)具有低輻射率(low-e)塗層。在此情況下，較佳的係將第一切換層面向窗戶元件之外部側面(亦即面向光源及尤其日光之側面)來置放，且具有第二切換層之切換元件面向內側，亦即切換元件為該光源之遠側。

根據本發明之切換層較佳地具有介於1 µm至100 µm、更佳地2 µm至50 µm、甚至更佳地4 µm至40 µm且尤其10 µm至25 µm之範圍內的厚度。

為維持切換層之適當厚度，可將間隔物包括於切換層之胞元間隙內。通常，間隔物具有直徑在胞元間隙範圍內之球形形狀。舉例而言，可使用由聚合物或玻璃製成之具有有預定直徑之球形形狀的非導電間隔物。在一些實施例中，可適用於提供黏性間隔物，亦即具有一些固有黏著特徵以較佳黏著於表面的間隔物。亦可適用於使用黑色間隔物，例如以避免或最小化非所要漏光。在一些實施例中，使用黑色及黏性之間隔物可為尤其有益的。可替代地，可藉由其他合適構件，例如藉由使用管柱間隔物設定或維持胞元厚度。亦可形成管柱間隔物以得到隔室，由此視情況允許自由可切割之結構。在一些實施例中，切換層可因此包含各自含有液晶介質之例如使用矩形或蜂巢式結構的分隔室。

根據本發明之切換層可配置於兩個基板，尤其兩個透明基板之間。基板可包含以下，較佳由以下組成：玻璃或聚合物，尤其玻璃；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 polymer；COP)或三乙醯纖維素(TAC)。在一尤其較佳實施例中，使用玻璃基板。在一替代實施例中，使用塑膠基板。

較佳地，配向層用於本發明之裝置中，其中出於此目的，配向層可為熟習此項技術者已知之任何所需層。較佳的係聚醯亞胺層，尤其較佳地包含經摩擦聚醯亞胺之層。在一實施例中，提供平面配向，其中更佳地可設定略微預傾斜角。在一替代實施例下，提供垂直配向，其中更佳地設定較高預傾斜角。

在一較佳實施例中，根據本發明之裝置為窗戶之組分，更佳地包含至少一個玻璃表面之窗戶組件，尤其較佳地絕緣鑲嵌玻璃單元之組件。

窗戶元件可例如藉由層壓或膠合，較佳地層壓至窗玻璃或鑲嵌玻璃單元中而適當地整合至窗戶中。

此處窗戶尤其意謂建築物、汽車、商業車輛、船、火車、飛機等中之結構，其包含框架及由此框架圍繞之至少一個基板或窗玻璃，例如塑膠基板或玻璃窗玻璃。在一較佳實施例中，尤其對於建築應用，窗戶較佳地包含隔熱框架及兩個或多於兩個玻璃窗玻璃，亦即多窗玻璃絕緣玻璃。

根據一較佳實施例，根據本發明之裝置直接應用於窗戶之玻璃表面上(例如藉由層壓)，尤其較佳地於多窗玻璃絕緣玻璃之兩個玻璃窗玻璃之間的間隙中。

根據本發明之窗戶元件或其中窗戶元件可經整合，例如配置為可切換鑲嵌玻璃單元及尤其絕緣鑲嵌玻璃單元的窗戶較佳地包含一或多個阻斷UV光之層。特定言之，窗戶元件較佳地包含一或多個不允許或僅極小比例允許小於350 nm，較佳地延伸至小於360 nm，尤其較佳甚至延伸至小於380 nm之波長之光通過的層。另外，低輻射率(low-e)塗層可較佳地應用於薄片中之一或多者。

窗戶可為建築物、容器、車輛或其他實質上封閉之空間之一部分。用於內部空間之窗戶元件之使用尤其較佳，該內部空間經歷來自外部位置之強日曬及/或強烈變化之日曬。

有利地，窗戶元件可經操作以使得甚至在黑暗及散射狀態中仍可透射有意義之日光量，包括直射及漫射光。此意謂足夠之日光可穿過以使得可限制或甚至完全避免人工照明之使用，從而導致成本及能量節約。

較佳地，在光散射及黑暗之狀態中，根據本發明之窗戶元件展現小於40%、較佳地小於36%、更佳地小於30%且尤其小於20%之可見光，較佳地具有550 nm之波長的光之透射率(較佳地直接透射率)。在一實施例中，在光散射及黑暗之狀態中，根據本發明之窗戶元件之透射率在14%至36%之範圍內。

藉由如當前組態在可切換裝置中一起提供調暗及散射，有可能將日光更均勻地分佈於內部空間(例如建築物)中，其中散射較佳地發生在廣泛範圍之角度上，使得可在所有角度上達成光之更均勻分佈。此形式之光調變可有利地使得來自日光輻射之眩光有效降低及舒適照明條件。

多層配置及窗戶元件之此有利透射行為可使用雙向透射分佈函數(bidirectional transmittance distribution function；BTDF)來測定。

較佳地，對於來自白色光源之正入射準直光束，在光散射及黑暗之狀態中，根據本發明之窗戶元件展現光透射至-3°至+3°之輻射角中的平均強度與光透射至-60°至+60°之輻射角中的平均強度之比率為15或更小、更佳地10或更小、甚至更佳地5或更小、再更佳地3.5或更小且尤其2或更小。較佳地，視角依賴性量測，尤其BTDF量測使用基於傅里葉(Fourier)光學之視角光度計、尤其來自Eldim之EZLite 120R儀器，使用白色光源及光之正入射角來執行，以確定透射光之亮度之角度依賴性及光透射至不同輻射角範圍或視錐中之平均強度的比率。

在本發明中且尤其在以下實例中，藉助於縮寫(亦稱為字首語)指示液晶原基化合物之結構。在此等字首語中，化學式如下使用下表A至C來縮寫。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，其各自分別具有n、m及l個C原子。表A列舉用於化合物之核心結構之環元件的代碼，而表B展示連接基團。表C提供左側或右側端基之代碼之含義。字首語由以下構成：具有視情況選用之連接基團之環元件的代碼；接著第一連字符及左側端基之代碼；以及第二連字符及右側端基之代碼。表D展示化合物之說明性結構以及其各別縮寫。表 A ：環元件 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

左側	右側
單獨使用
-n-	Cn H2n+1 -	-n	-Cn H2n+1
-nO-	Cn H2n+1 -O-	-On	-O-Cn H2n+1
-V-	CH2 =CH-	-V	-CH=CH2
-nV-	Cn H2n+1 -CH=CH-	-nV	-CnH2n-CH=CH2
-Vn-	CH2 =CH- Cn H2n+1 -	-Vn	-CH=CH-Cn H2n+1
-nVm-	Cn H2n+1 -CH=CH-Cm H2m -	-nVm	-Cn H2n -CH=CH-Cm H2m+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-	Cn H2n+1 -C≡C-	-An	-C≡C-Cn H2n+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各自表示整數，且三點「...」為用於來自此表之其他縮寫之占位符。

下表展示說明性結構以及其各別縮寫。展示此等以便說明縮寫規則之含義。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。

下表展示可用作根據本發明之介質中之穩定劑的說明性化合物。表 E 表E展示可添加至本發明之LC介質中之可能穩定劑，其中n表示1至12之整數，較佳為1、2、3、4、5、6、7或8。

LC介質較佳地包含0至10重量%，尤其1 ppm至5重量%，尤其較佳地1 ppm至1重量%之穩定劑。

下表F展示可較佳地用作根據本發明之液晶原基介質中之對掌性摻雜劑的說明性化合物。表 F

在本發明之一較佳實施例中，液晶原基介質包含一或多種選自表F中所展示之化合物的化合物。

根據本發明之液晶原基介質較佳地包含兩種或更多種，較佳地四種或更多種選自上文表D至F中所展示之化合物的化合物。

在一實施例中，根據本發明之LC介質較佳地包含三種或更多種，更佳地五種或更多種表D中所展示之化合物。

表 G 表G整理可用於根據本發明之LC介質中的實例化合物，較佳作為反應性液晶原基化合物。較佳地，添加一種引發劑或兩種或更多種引發劑之混合物以用於聚合。引發劑或引發劑混合物較佳地以按混合物計0.001重量%至2重量%的量添加。合適之引發劑為(例如) Irgacure^® 651 (來自BASF)。

在本發明之一較佳實施例中，液晶原基介質包含一或多種選自表G之化合物群的化合物。

根據本發明之液晶介質較佳地包含四種或更多種、更佳地六種或更多種、甚至更佳地七種或更多種且尤其較佳地八種或更多種選自表D之化合物群的化合物，較佳地三種或更多種選自表D之化學式群的不同化學式之化合物。尤其較佳的係介質額外含有一種、兩種或更多種選自表E之化學式群的化合物。甚至更佳地，介質進一步含有一種、兩種或更多種選自表G之化學式群的化合物。

以下實例僅為本發明之說明，且其不應被視為以任何方式限制本發明之範疇。鑒於本發明，實例及其修改或其他等效物對於熟習此項技術者將變得顯而易見。

然而，以下展示之物理特性及組成說明可達成何種性質且其可在何種範圍內進行修改。因此，充分界定可較佳達成之尤其不同特性之組合。

實例 在實例中， V_o 表示在20℃下之電容臨限電壓[V]， n_e 表示在20℃及589 nm下之異常折射率， n_o 表示在20℃及589 nm下之尋常折射率， Δn             表示在20℃及589 nm下之光學各向異性， ε||              表示在20℃及1 kHz下，平行於指向矢之介電電容率， ε_⊥ 表示在20℃及1 kHz下，垂直於指向矢之介電電容率， Δε             表示在20℃及1 kHz下之介電各向異性， cl.p.、T(N,I)    指示澄清點[℃]， γ₁ 表示在20℃下所量測之旋轉黏度[mPa·s]，其藉由磁場中之旋轉方法測定， K₁ 表示在20℃下之彈性常數，「傾斜」變形[pN]， K₂ 表示在20℃下之彈性常數，「扭曲」變形[pN]， K₃ 表示在20℃下之彈性常數，「彎曲」變形[pN]。

除非另外明確指示，否則本發明之術語「臨限電壓」係關於電容臨限值(V₀ )。在實例中，如一般常用，針對10%相對對比度(V₁₀ )亦可指示光學臨限值。

液晶混合物及複合物系統由如下文中既定之組成及特性而實現。研究其特性及光學效能。

參考實例 1 製備液晶基劑混合物B-1且其特徵在於其通用物理特性，其具有如下表中所指示之組成及特性。

GGP-5-Cl	17.00%		澄清點：	101.0℃
PGIGI-3-F	7.00%		Δn [589 nm, 20℃]:	0.181
CPG-2-F	8.00%		ne [589 nm, 20℃]:	1.69
CPG-3-F	8.00%		Δε [1 kHz, 20℃]:	13.2
CPG-5-F	5.00%		ε|| [1 kHz, 20℃]:	18.0
CGU-2-F	7.00%
CGU-3-F	7.00%
CGU-5-F	4.00%
PGU-2-F	8.00%
PGU-3-F	8.00%
CCGU-3-F	10.00%
CPP-3-2	5.00%
CGPC-3-3	3.00%
CGPC-5-3	3.00%
	∑ 100.00%

參考實例 2 製備液晶基劑混合物B-2且其特徵在於其通用物理特性，其具有如下表中所指示之組成及特性。

PGIGI-3-F	10.00%		澄清點[℃]：	105
CPG-2-F	6.00%		Δn [589 nm, 20℃]:	0.160
CPG-3-F	7.00%		ne [589 nm, 20℃]:	1.66
CPG-5-F	5.00%		Δε [1 kHz, 20℃]:	11.4
CPU-5-F	10.00%		ε⊥ [1 kHz, 20℃]:	4.3
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%
CBC-33F	3.00%
CBC-53F	3.00%
CBC-55F	3.00%
CPGU-3-OT	5.00%
CP-5-N	15.00%
	Σ 100.00%

參考實例 3 製備液晶基劑混合物B-3且其特徵在於其通用物理特性，其具有如下表中所指示之組成及特性。

CPG-3-F	5.00%		澄清點[℃]：	114.5
CPG-5-F	5.00%		Δn [589 nm, 20℃]:	0.135
CPU-3-F	15.00%		ne [589 nm, 20℃]:	1.63
CPU-5-F	15.00%		Δε [1 kHz, 20℃]:	11.3
CP-3-N	16.00%		ε⊥ [1 kHz, 20℃]:	4.2
CP-5-N	16.00%		K1 [pN, 20℃]:	13.4
CCGU-3-F	7.00%		K3 [pN, 20℃]:	18.5
CBC-33F	4.00%		V0 [V, 20℃]:	1.15
CBC-53F	4.00%
CBC-55F	4.00%
CCZPC-3-3	3.00%
CCZPC-3-4	3.00%
CCZPC-3-5	3.00%
	Σ 100.00%

藉由將99.97%之混合物B-3與0.03%之下式化合物混合來製備主體混合物H-3

，其在下文中將稱為ST-1。

參考實例 4 製備液晶基劑混合物B-4且其特徵在於其通用物理特性，其具有如下表中所指示之組成及特性。

CY-3-O2	9.00%		澄清點[℃]：	110.5
CY-3-O4	9.00%		Δn [589 nm, 20℃]:	0.132
CY-5-O2	12.00%		ne [589 nm, 20℃]:	1.62
CY-5-O4	8.00%		Δε [1 kHz, 20℃]:	-4.9
CCY-3-O2	5.00%		ε⊥ [1 kHz, 20℃]:	8.8
CCY-3-O3	5.00%		K1 [pN, 20℃]:	16.8
CCY-4-O2	5.00%		K3 [pN, 20℃]:	20.4
CPY-2-O2	7.00%		V0 [V, 20℃]:	2.14
CPY-3-O2	6.00%
PYP-2-3	12.00%
CCP-V-1	6.00%
CCZPC-3-3	3.00%
CCZPC-3-4	3.00%
CBC-33F	5.00%
CBC-53F	5.00%
	Σ 100.00%

藉由將99.97%之混合物B-4與0.03%之如上文參考實例3中所展示的化合物ST-1混合來製備主體混合物H-4。

參考實例 5 製備液晶基劑混合物B-5且其特徵在於其通用物理特性，其具有如下表中所指示之組成及特性。

CPG-3-F	8.00%		澄清點[℃]：	114
CPG-5-F	8.00%		Δn [589 nm, 20℃]:	0.130
CPU-5-F	14.00%		ne [589 nm, 20℃]:	1.62
CPU-7-F	11.00%		Δε [1 kHz, 20℃]:	10.0
CP-5-N	18.00%		ε⊥ [1 kHz, 20℃]:	4.0
CP-7-N	13.00%
CCGU-3-F	7.00%
CC-3-O3	2.00%
CBC-33F	4.00%
CBC-53F	4.00%
CBC-55F	3.00%
CCZPC-3-3	3.00%
CCZPC-3-4	3.00%
CCZPC-3-5	2.00%
	Σ 100.00%

參考實例 6 製備液晶基劑混合物B-6且其特徵在於其通用物理特性，其具有如下表中所指示之組成及特性。

CC(CN)-4-7	14.00%		澄清點[℃]：	114.6
CC(CN)-5-5	14.00%		Δn [589 nm, 20℃]:	0.045
CC(CN)-3-3	6.00%		ne [589 nm, 20℃]:	1.52
CCZC-3-3	3.00%		Δε [1 kHz, 20℃]:	-5.2
CCZC-3-5	3.00%		ε⊥ [1 kHz, 20℃]:	8.5
CCZC-4-3	3.00%
CCZC-4-5	3.00%
CC-3-O1	11.00%
CC-5-O1	4.00%
CC-5-O2	4.00%
CC(CN)C-3-5	10.00%
CC(CN)C-5-5	12.00%
CC(CN)C-5-3	10.00%
CCZPC-3-3	3.00%
	Σ 100.00%

參考實例 7 製備液晶基劑混合物B-7且其特徵在於其通用物理特性，其具有如下表中所指示之組成及特性。

CPG-3-F	8.00%
CPG-5-F	8.00%
CPU-5-F	14.00%
CPU-7-F	11.00%
CP-3-N	18.00%
CP-7-N	13.00%
CCGU-3-F	7.00%
CC-3-O3	2.00%
CBC-33F	4.00%
CBC-53F	4.00%
CBC-55F	3.00%
CCZPC-3-3	3.00%
CCZPC-3-4	3.00%
CCZPC-3-5	2.00%
	Σ 100.00%

參考實例 8 製備液晶基劑混合物B-8且其特徵在於其通用物理特性，其具有如下表中所指示之組成及特性。

CP-5-N	15.00%		澄清點[℃]：	92
CP-7-N	14.00%		Δn [589 nm, 20℃]:	0.163
CPG-2-F	6.00%		ne [589 nm, 20℃]:	1.67
CPG-3-F	6.00%
CPG-5-F	5.00%
PGU-2-F	9.00%
PGU-3-F	9.00%
PGU-5-F	9.00%
CPP-3-2	7.00%
CBC-33F	3.00%
CBC-53F	3.00%
CBC-55F	3.00%
CBC-33	4.00%
PGIGI-3-F	7.00%
	Σ 100.00%

比較實例 1 混合物M-1藉由將以下混合來製備：98.877%之如參考實例1中所描述之混合物B-1與0.470%之可購自Merck KGaA, Darmstadt, Germany及上文表F中所展示的對掌性摻雜劑R-5011、0.129%之式DD-1化合物、 0.244%之式DD-2化合物 及0.280%之式DD-3化合物。

混合物M-1藉由真空填充而填充至具有有ITO電極以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，TN)之玻璃基板的胞元中，其中胞元間隙為25 µm，且將填充端口密封。電線藉由焊接而施加至胞元。

所獲得胞元具有在48 V下具有3%霧度及64.5%透射率之澄清狀態。此外，在5 V下，胞元具有有83%霧度及22%透射率之黑暗隱私狀態。

當自側面觀看時，觀測到非所要離軸顏色效果。

雙向透射分佈函數(BTDF)量測用來自Eldim之EZLite 120R儀器，使用白色光源及光之正入射角來執行。

光透射至-3°至+3°之輻射角中之平均強度與光透射至-60°至+60°之輻射角中之平均強度的比率(＜I_{-3°＜θ＜3°} ＞ / ＜I_{-60°＜θ＜60°} ＞)為15.7。

雖然胞元有效地調暗總體光強度，但光並未充分漫射。胞元並未充分降低亮光源之對比度且因此並未可靠地防止來自例如日光之眩光。

比較實例 2 混合物M-2藉由將以下混合來製備：98.72%之如參考實例3中所描述之混合物H-3與0.05%之可購自Merck KGaA, Darmstadt, Germany及上文表F中所展示的對掌性摻雜劑S-811、0.24%之如上文比較實例1中所展示之式DD-1化合物、0.46%之如上文比較實例1中所展示之式DD-2化合物及0.53%之如上文比較實例1中所展示的式DD-3化合物。

混合物M-2藉由真空填充而填充至具有有ITO電極以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，TN)之玻璃基板的胞元中，其中胞元間隙為25 µm，且將填充端口密封。電線藉由焊接而施加至胞元。

所獲得胞元具有在12 V下具有49%透射率之澄清狀態。此外，在0 V下，胞元具有有25%透射率之暗態。

雙向透射分佈函數(BTDF)量測用來自Eldim之EZLite 120R儀器，使用白色光源及光之正入射角來執行。

光透射至-3°至+3°之輻射角中之平均強度與光透射至-60°至+60°之輻射角中之平均強度的比率(＜I_{-3°＜θ＜3°} ＞ / ＜I_{-60°＜θ＜60°} ＞)為18.7。

雖然胞元有效地調暗總體光強度，但光並未充分漫射。胞元並未充分降低亮光源之對比度且因此並未可靠地防止來自例如日光之眩光。

比較實例 3 膽固醇型混合物C-1藉由將以下混合來製備：98.61%之如參考實例2中所描述之混合物B-2與0.64%之可購自Merck KGaA, Darmstadt, Germany及上文表F中所展示的對掌性摻雜劑R-5011以及0.75%之式RM-A化合物。

混合物C-1藉由真空填充而填充至具有有ITO電極以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，TN)之玻璃基板的胞元中，其中胞元間隙為25 µm，且將填充端口密封。電線藉由焊接而施加至胞元。

隨後，藉由在施加方波電壓(50V，60 Hz) 30分鐘時用UV光(UVA及UVB，3.5 mW/cm² 光強度)輻射胞元來進行聚合。

在聚合之後，所獲得胞元具有在60 V下具有6.6%霧度及88%透射率之澄清狀態。此外，在0 V下，胞元具有有99%霧度及72%透射率之隱私(散射)狀態。

隱私狀態中之透射仍然太高而不能可靠地消除使用者經歷之來自日光的眩光。

實例 1 將根據比較實例3製備之胞元與根據比較實例1製備之胞元組合在一起而配置胞元之堆疊。

經組合胞元之此組裝件具有在63 V下具有7.7%霧度及57%透射率之透明狀態。此外，在5 V下胞元之組裝件具有有100%霧度及12%透射率之防眩光狀態。此外，在隱私狀態中(其中在5 V下操作根據比較實例3之散射胞元且在63 V下操作根據比較實例1之摻雜染料的胞元)，組裝件具有99%霧度及46%透射率。

針對防眩光狀態中之經組合胞元，雙向透射分佈函數(BTDF)量測用來自Eldim之EZLite 120R儀器，使用白色光源及光之正入射角來執行。

在防眩光狀態中，光透射至-3°至+3°之輻射角中之平均強度與光透射至-60°至+60°之輻射角中之平均強度的比率(＜I_{-3°＜θ＜3°} ＞ / ＜ I_{-60°＜θ＜60°} ＞)為3.0。

胞元之組合有效地降低光之總體透射，同時此外亦使透射光更均勻地分佈至較寬角度中。胞元之組合提供極佳之防眩光效能，尤其針對日光。

另外，未觀測到非所要之離軸顏色效果。

實例 2 膽固醇型混合物C-2藉由將以下混合來製備：98.640%之如參考實例1中所描述之混合物B-1與0.423%之可購自Merck KGaA, Darmstadt, Germany的對掌性摻雜劑R-5011、0.450%之式RM-B之化合物、 0.450%之式RM-C化合物 及0.037%之光引發劑Irgacure^® 651 (在下文中縮寫為IRG-651)

，其可購自Ciba，Switzerland。

混合物C-2藉由真空填充而填充至具有有ITO電極以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，TN)之玻璃基板的胞元中，其中胞元間隙為25 µm，且將填充端口密封。電線藉由焊接而施加至胞元。

隨後，藉由在施加方波電壓(50V，60 Hz)時用UV光(UVA及UVB，3.5 mW/cm² 光強度)輻射胞元來進行聚合。

將所獲得胞元以堆疊方式與根據比較實例2製備之胞元一起配置。

經組合胞元之此組裝件具有在48 V下具有17.6%霧度及46.3%透射率之透明狀態。此外，在0 V下胞元之組裝件具有有100%霧度及18%透射率之防眩光狀態。此外，在隱私狀態中(其中在0 V下操作如本文中所製備之散射胞元且在12 V下操作根據比較實例2之摻雜染料的胞元)，組裝件具有100%霧度及26%透射率，且在太陽能強度控制狀態中(其中在48 V下操作如本文中所製備之散射胞元且在0 V下操作根據比較實例2之摻雜染料的胞元)，組裝件具有24%霧度及22%透射率。另外，藉由改變摻雜染料之胞元之電壓，灰階切換為可能的。

針對防眩光狀態中之經組合胞元，雙向透射分佈函數(BTDF)量測用來自Eldim之EZLite 120R儀器，使用白色光源及光之正入射角來執行。

在防眩光狀態中，光透射至-3°至+3°之輻射角中之平均強度與光透射至-60°至+60°之輻射角中之平均強度的比率(＜I_{-3°＜θ＜3°} ＞ / ＜I_{-60°＜θ＜60°} ＞)為1.6。

胞元之組合有效地降低光之總體透射，同時此外亦使透射光更均勻地分佈至較寬角度中。胞元之組合提供極佳之防眩光效能，尤其針對日光。

另外，未觀測到非所要之離軸顏色效果。

實例 3 膽固醇型混合物C-3藉由將以下混合來製備：98.764%之如參考實例2中所描述之混合物B-2與0.486%之可購自Merck KGaA, Darmstadt, Germany及上文表F中所展示的對掌性摻雜劑R-5011及0.750%之如比較實例3中所展示之式RM-A化合物。

混合物C-3藉由真空填充而填充至具有有ITO電極以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，TN)之玻璃基板的胞元中，其中胞元間隙為25 µm，且將填充端口密封。電線藉由焊接而施加至胞元。

隨後，藉由在施加方波電壓(50V，60 Hz)時用UV光(UVA及UVB，3.5 mW/cm² 光強度)輻射胞元來進行聚合。

混合物M-3藉由將以下混合來製備：99.559%之如參考實例3中所描述之混合物H-3與0.050%之可購自Merck KGaA, Darmstadt, Germany及上文表F中所展示的對掌性摻雜劑S-811、0.077%之如上文比較實例1中所展示之式DD-1化合物、0.146%之如上文比較實例1中所展示之式DD-2化合物及0.168%之如上文比較實例1中所展示的式DD-3化合物。

混合物M-3藉由真空填充而各別地填充至各自具有有ITO電極以及聚醯亞胺配向層(來自Japan Synthetic Rubber之AL-1054，平面，TN)之玻璃基板的兩個測試胞元中，其中各胞元之胞元間隙為25 µm，且將填充端口密封。兩個摻雜染料之胞元經配置成雙胞元，其中第一摻雜染料之胞元經定向以使其吸收主軸正交於第二摻雜染料之胞元之吸收主軸。電線藉由焊接而施加至胞元。

藉由將聚合物穩定化膽固醇型散射胞元與摻雜染料之雙胞元配置組合來配置胞元之堆疊。

經組合胞元之此組裝件具有有9.5%霧度及46%透射率之透明狀態，其中在48 V下操作散射胞元且在12 V下操作兩個摻雜染料之胞元。此外，在0 V下胞元之組裝件具有有99%霧度及8.5%透射率之防眩光狀態。此外，在隱私狀態中(其中在0 V下操作散射胞元且在12 V下操作摻雜染料之胞元)，組裝件具有99%霧度及38.5%透射率，且在太陽能強度控制狀態中(其中在48 V下操作散射胞元且在0 V下操作摻雜染料的胞元)，組裝件具有11%霧度及10%透射率。

胞元之組合提供極佳之防眩光效能，尤其針對日光。另外，未觀測到非所要之離軸顏色效果。

實例 4 使用ITOS XP-40HT偏光器、反向平行聚醯亞胺平面配向層及12 µm之切換層厚度將如上文實例3中所展示之混合物M-3填充至具有Heilmeier組態的可電切換胞元中。

膽固醇型混合物C-4藉由將以下混合來製備：98.89%之如參考實例2中所描述之混合物B-2與0.33%之可購自Merck KGaA, Darmstadt, Germany及上文表F中所展示的對掌性摻雜劑R-5011、0.75%之如比較實例3中所展示之式RM-A化合物及0.03%之如參考實例3中所展示的式ST-1化合物。

混合物C-4藉由真空填充而填充至具有有ITO電極及非配向層之玻璃基板的胞元中，其中胞元間隙為25 µm，且將填充端口密封。電線藉由焊接而施加至胞元。

隨後，藉由在施加方波電壓(50V，60 Hz)時用UV光(UVA及UVB，3.5 mW/cm² 光強度)輻射胞元來進行聚合。

藉由將兩個胞元組合來配置堆疊。組合提供極佳之防眩光效能，尤其針對日光。另外，未觀測到非所要之離軸顏色效果。

實例 5 重複如實例4中所描述之程序，然而其中製備且使用具有以下組成之混合物C-5而非混合物C-4： 98.78%之如參考實例2中所描述之混合物B-2、0.44%之可購自Merck KGaA, Darmstadt, Germany及上文表F中所展示的對掌性摻雜劑R-5011、0.75%之如比較實例3中所展示之式RM-A化合物及0.03%之如參考實例3中所展示的式ST-1化合物。

實例 6 重複如實例4中所描述之程序，然而其中製備且使用具有以下組成之混合物M-6而非混合物M-3： 97.77%之如參考實例3中所描述之混合物H-3、0.34%之如上文比較實例1中所展示的式DD-1化合物、0.72%之如上文比較實例1中所展示之式DD-2化合物、0.87%之如上文比較實例1中所展示的式DD-3化合物、0.15%之如參考實例3中所展示之式ST-1化合物及0.15%之式ST-2化合物。

實例 7 重複如實例4中所描述之程序，然而其中製備且使用具有以下組成之混合物M-7而非混合物M-3： 95.55%之如參考實例3中所描述之混合物H-3、1.20%之式DD-4化合物、 0.35%之式DD-5化合物、 0.50%之式DD-6化合物、 1.20%之式DD-7化合物 及1.20%之式DD-8化合物。

實例 8 混合物M-8藉由將99.95%之如參考實例4中所描述之混合物H-4與0.05%之可購自Merck KGaA, Darmstadt, Germany及上文表F中所展示的對掌性摻雜劑S-811混合來製備。

兩個VA胞元VA-1及VA-2使用具有3°預傾斜的具有ITO電極及經摩擦之聚醯亞胺垂直配向層之玻璃基板，其中胞元間隙為25 µm；在各胞元之第一基板上施加薄膜偏振器且在各胞元之另一基板上施加具有延遲器(針對用於改良視角依賴性之光學補償)之薄膜偏振器，二者均來自Polatechno來製備。對於VA-1，兩個偏振器相對於彼此以0°配置，且對於VA-2，兩個偏振器相對於彼此以90°配置

混合物M-8各別地填充至胞元VA-1及VA-2中。

散射胞元SC使用如上文實例3中所描述之混合物C-3及條件來製備。

各別地將VA-1及SC以及VA-2及SC組合來配置兩個堆疊。使用以下操作電壓，可獲得如下不同的適用之光學堆疊模式 堆疊1

VA-1	SC	模式
0 V	48 V	透明明亮
0 V	0 V	散射明亮
12 V	48 V	透明黑暗
12 V	0 V	防眩光(散射黑暗)

堆疊2

VA-2	SC	模式
12 V	48 V	透明明亮
12 V	0 V	散射明亮
0 V	48 V	透明黑暗
0 V	0 V	防眩光(散射黑暗)

實施例 9 至 11 重複如實例3中所描述之程序，然而其中各別地製備且使用混合物M-9、M-10及M-11而非使用摻雜染料之混合物M-3，其中M-9、M-10及M-11具有以下組成。

	M-9	M-10	M-11
基劑混合物B-5 (參考實例5)	99.552%	99.746%	99.620%
DD-1	0.071%	0.037%	-
DD-2	0.132%	0.062%	-
DD-3	0.165%	0.075%	0.300%
S-811	0.050%	0.050%	0.050%
ST-1	0.030%	0.030%	0.030%

實例 12 重複如實例1中所描述之程序，然而其中使用如參考實例6中所展示之基劑混合物B-6而非混合物B-1以製備混合物M-12及基於此混合物M-12的摻雜染料之胞元。

實例 13 及 14 重複如實例1中所描述之程序，其中根據比較實例2製備胞元，然而替代使用混合物H-3，各別地使用如參考實例7中所描述之基劑混合物B-7及如參考實例8中所描述之基劑混合物B-8以製備各別混合物M-13及M-14。

Claims (14)

1. 一種用於調節光之通過的多層配置，其包含：第一切換層，其可在光學澄清狀態與光散射狀態之間切換且含有包含液晶介質之材料，該液晶介質包含一或多種液晶原基化合物及一或多種對掌性化合物；及聚合組分，其中該聚合組分以按該材料之總含量計5重量%或更小的量含於該材料中，及切換元件，其包含第二切換層，其中該切換元件可在亮態與暗態之間切換且其中該第二切換層為液晶層，其中該第二切換層包含一或多種二向色染料(dichroic dye)及視情況選用之一或多種對掌性化合物，其中相對於面向光源之外面，該第一切換層係置放在該切換元件之前，且其中包含於該第一切換層中之該液晶介質具有80℃或更高的澄清點。
2. 如請求項1之多層配置，其中該第一切換層及該第二切換層各自插入於兩個透明基板之間，該兩個透明基板各自分別支撐配置為透明導電層之電極，其中進一步提供與該等切換層直接接觸之視情況選用的配向層。
3. 如請求項1或2之多層配置，其中該切換元件包含另一切換層，其為液晶層且含有至少一種二向色染料及視情況選用之一或多種對掌性化合物。
4. 如請求項1或2之多層配置，其中該切換元件進一步包含至少一個偏光層及視情況選用之至少一個延遲層。
5. 如請求項1或2之多層配置，其中包含於該第一切換層中之該液晶介質在該散射狀態中展現0.55μm或更大之螺距，且其中包含於該第一切換層中之該聚合組分含有藉由一或多種可聚合液晶原基化合物之聚合獲得或分別可自其獲得的一或多個聚合結構。
6. 如請求項1或2之多層配置，其中按該介質之總含量計，包含於該第一切換層中之該液晶介質含有至少15重量%之一或多種式I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，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基團可在每種情況下彼此獨立地以使得氧原子彼此不直接連接之方式經以下置換：-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-C≡C-、

   

   A¹¹ 表示

   

   n 表示0或1，及A²¹、A³¹及A⁴¹ 彼此獨立地表示

   

   其中L在每次出現時相同或不同地為選自F、Cl及Br之鹵素。
7. 如請求項1或2之多層配置，其中包含於該第一切換層中之該液晶介質進一步包含選自式II及III之化合物之群的一或多種液晶原基化合物

   

   

   其中 R³、R⁴、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，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基團可在每種情況下彼此獨立地以使得氧原子彼此不直接連接之方式經以下置換：-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-C≡C-、

   

   、

   

   、

   

   、

   

   或

   

   ，及L¹、L²、L³、L⁴及L⁵ 彼此獨立地表示H或F。
8. 如請求項1或2之多層配置，其中包含於該第一切換層中之該液晶介質展現在20℃及589nm下測定的0.13或更大之光學各向異性Δn，及其中包含於該第一切換層中之該液晶介質中所含有的該一或多種對掌性化合物具有5μm^-1或更大之螺旋扭轉力絕對值。
9. 一種如請求項1至8中任一項之多層配置之用途，其用於絕緣鑲嵌玻璃單元中。
10. 一種窗戶元件，其包含如請求項1至8中任一項之多層配置且可於光學澄清及明亮之狀態與光散射及黑暗之狀態之間電切換。
11. 如請求項10之窗戶元件，其藉由施加AC電壓V1可切換至該光學澄清及明亮狀態且藉由施加AC電壓V2可切換至該光散射及黑暗狀態，其中V1>V2。
12. 如請求項10或11之窗戶元件，其進一步可操作且可電切換至光學澄清及黑暗之狀態以及光散射及明亮之狀態。
13. 如請求項10或11之窗戶元件，其在光散射及黑暗之該狀態中展現小於40%之可見光之透射率，及/或對於來自白色光源之正入射準直光束，光透射至-3°至+3°之輻射角中的平均強度與光透射至-60°至+60°之輻射角中的平均強度之比率為5或更小。
14. 一種如請求項1至8中任一項之多層配置或如請求項10至13中任一項之窗戶元件的用途，其用於減少來自日光輻射之眩光。