WO2015154848A1 - Flüssigkristallines material - Google Patents

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WO2015154848A1 PCT/EP2015/000617 EP2015000617W WO2015154848A1 WO 2015154848 A1 WO2015154848 A1 WO 2015154848A1 EP 2015000617 W EP2015000617 W EP 2015000617W WO 2015154848 A1 WO2015154848 A1 WO 2015154848A1
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crystalline material
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Michael Junge
Mila Fischer
Ursula Patwal
Peer Kirsch
Susann BECK
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Merck Patent Gmbh
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Definitions

  • the present application relates to a liquid crystalline material containing at least one dye F and at least one compound of formula (IA) or (IB), which is characterized in more detail below.
  • the present application also relates to an optical switching device, in particular a device for the homogeneous regulation of the
  • light transmission through a surface containing the liquid-crystalline material described above is understood in particular to mean electromagnetic radiation in the UV-A, VIS, and NIR range, i. according to usual definitions light one
  • Wavelength of 320 nm to 2000 nm is understood to be a wavelength, which of the
  • windows materials eg glass
  • windows materials eg glass
  • Daylight is light emanating from the sun. Daylight is preferably directly from the sun. It can, however, also over
  • a liquid-crystalline material is understood as meaning a material which has liquid-crystalline properties under certain conditions.
  • the term liquid-crystalline properties is familiar to the person skilled in the art and is understood as customary in the field of physical chemistry. In the narrower sense, it is understood that the material is both liquid and has directional properties.
  • liquid crystalline material understood a material that in one
  • An optical switching device is a device which includes the
  • Can regulate light transmission In particular, it has two or more different switching states, of which at least one
  • Switching state allows relatively low energy transmission, and at least one other switching state allows a relatively high energy throughput.
  • Such an optical switching device can be used for example in display devices or in switchable windows. Switchable windows are used to regulate the light entering a
  • a device for the homogeneous regulation of the passage of light through a surface is a special variant of an optical switching device in which the passage of light within a larger area is homogeneous, ie uniformly strong.
  • said larger area has an extent of at least 0.01 m 2 , more preferably of
  • Homogeneous that is to say uniform, is to be understood as being distinguished from patterned or by domains (pixelated), as is the case with optical switching devices used in display devices.
  • Devices for the homogeneous regulation of the passage of light are preferably used in switchable windows.
  • liquid-crystalline materials containing at least one dye compound which are used in devices for the homogeneous regulation of the passage of light through a surface. Examples thereof are WO 2009/141295, WO 2014/090367 and the not yet disclosed application EP 14000141.3. Furthermore, in the prior art liquid crystalline materials
  • liquid crystalline materials for use in devices for the homogeneous regulation of light transmission. Desirable technical properties are good solubility of the dye compounds in the liquid crystalline material, good solution stability of
  • Dye compounds in the liquid-crystalline material in particular long-lasting good and complete solubility in the liquid-crystalline material, and high light stability of the liquid-crystalline material. Furthermore, there is a need for the liquid crystalline material to undergo the least possible change in electrical resistance over extended periods of its use in the above switching device. For this purpose, it is desirable materials with the highest possible
  • liquid-crystalline materials as described below, have at least one, preferably several, of the abovementioned desirable properties.
  • the present invention thus relates to a liquid-crystalline material having a clearing point higher than 95 ° C and having a positive dielectric anisotropy ⁇ containing one or more
  • Dye compounds F and one or more compounds of a formula (IA) or (IB)
  • a 11 is chosen the same or different at each occurrence
  • alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms is the same or different at each occurrence selected from F, Cl, CN, alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms and thioalkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, wherein one or more hydrogen atoms in the alkyl , Alkoxy and
  • Thioalkoxy phenomenon may be replaced by F or Cl, and wherein one or more Ch groups in the alkyl, alkoxy and
  • Thioalkoxy tendency may be replaced by O or S;
  • a 12 is the same or different at each instance and is a group of a formula (A12A) or (A12B)
  • E is selected from alkylene groups having 3 to 12 C atoms, wherein a
  • Alkenyloxy groups by F, Cl, -Si (R 1 ) 2OSi (R 1 ) 2 OSi (R 1 ) 3 , Si (R) 3 or CN may be replaced, and wherein one or more CH 2 groups in the alkyl, alkoxy , Thioalkoxy, alkenyl and
  • Alkenyloxy groups may be replaced by Si (R 1) 2, Si (R 1) 2 O, O, S, -O-CO-, -CO-O- or a moiety A 1; R 1 is the same or different at each occurrence
  • the dielectric anisotropy ⁇ is determined as in FIGS.
  • rings for example are abbreviated in the present application to improve readability in the body text as "A x ", for example "A 11 ".
  • alkyl groups, alkoxy groups, thioalkoxy groups, alkenyl groups, alkenyloxy groups and thioalkenyloxy groups in each of which one or more H atoms may be replaced by F, Cl or CN, and in each of which one or more Chb groups O, S, -O-CO- or -CO-O- may be replaced, preferably the following groups understood: methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, s-butyl, t Butyl, 2-methylbutyl, n-pentyl, s-pentyl, cyclopentyl, neo-pentyl, n-hexyl, cyclohexyl, neo-hexyl, n-heptyl, cycloheptyl, n-octyl, cyclooctyl, cycloo
  • X is preferably the same or different at each occurrence selected from F, Cl, CN, alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by F, and alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, in which one or more hydrogen atoms are replaced by F. In general, X is more preferably equal to F.
  • E is preferably an unsubstituted alkylene group having 3 to 8 C atoms.
  • the index n is preferably the same or different at each occurrence 2 or 3.
  • R 11 is preferably selected from H, F, CN, R 1 -O-CO-, R 1 -CO-O-,
  • Thioalkenyloxy groups having 2 to 10 C atoms, wherein one or more H atoms in the alkyl, alkoxy, thioalkoxy, alkenyl and alkenyloxy groups may be replaced by F or CN, and wherein one or more CH 2 groups in the alkyl , Alkoxy, thioalkoxy, alkenyl and
  • R 11 in one or more CFTE groups are replaced in the alkyl, alkoxy, thioalkoxy, alkenyl and alkenyloxy groups by a unit A 11, at least 2, preferably 2, 3 or 4 CHB is preferred in the case
  • the dashed line represents the bond of R 1 to the rest of the formula (IA).
  • formula (A12A) is preferable.
  • At least one R 2 in the compound of formula (IA) or (IB) is selected from F, CF 3 , CF 2 CF 3 , CHF 2, CH 2 F, OCF 3 , OCF 2 CF 3 , OCHF 2, OCH 2 F, SF 5 and OSF 5 .
  • R 2 in the compound of formula (IA) or (IB) is selected from F, CF 3 , CF 2 CF 3 , CHF 2, CH 2 F, OCF 3 , OCF 2 CF 3 , OCHF 2, OCH 2 F, SF 5 and OSF 5 .
  • the compound of the formula (IA) preferably corresponds to a formula
  • Z 121 Z 141 are selected from -CO-O-, -O-CO-, -CF 2 -CF 2 -, -CF 2 -O-, -O-CF 2 -, - CH 2 -CH 2 -, -OCH 2 - and - CH 2 O-;
  • a 11 , A 121 , A 131 , A 141 are the same or different at each occurrence and defined as A 11 ;
  • a 112 , A 22 , A 132 , A 142 are selected from
  • R 12 is the same or different at each occurrence selected from F, CF 3 , CF 2 CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, OCF 3> OCF 2 CF 3 l OCHF 2 , OCH 2 F, SFs and OSFs.
  • RIII, i3i f R 141 s j nc preferably selected from alkyl groups having 1 to 10 C atoms and alkenyl groups having 2 to 10 C atoms.
  • a 11 , A 121 , A 31 , A 141 are preferably the same at each occurrence
  • a 111 , A 121 , A 31 , A 141 are the same or different selected on each occurrence
  • the one or more compounds of the formula (IA) or (IB) are preferably in a total amount of from 60% by weight to 95% by weight, particularly preferably in a total amount of from 70% by weight to 90% by weight liquid crystalline material present.
  • the liquid crystalline material contains one or more trinuclear compounds in which all three nuclei are aromatic.
  • these trinuclear compounds in which all three cores are aromatic in a total proportion of at least 1 wt .-% in the liquid crystalline material, more preferably in a total amount of at least 2 wt .-%, and most preferably in a total amount of at least 3% by weight.
  • Such compounds are preferably present at most in a total proportion of 50% by weight in the liquid-crystalline material, more preferably at most in a total proportion of 40% by weight.
  • liquid crystalline material does not contain trinuclear compounds in which all three cores are aromatic, it is preferable that it contains less than 20% by weight of compounds corresponding to the following formula (N)
  • R N1 , R N2 are on each occurrence identically or differently selected alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms;
  • a N1 is the same or different at each occurrence
  • Z N1 is selected from -CO-O-, -O-CO-, and a single bond.
  • Preferred embodiments of the compounds of the formula (N) are the compounds shown below:
  • liquid crystalline material does not contain trinuclear compounds in which all three cores are aromatic, it more preferably contains less than 18% by weight of compounds of formula (N), most preferably less than 10% by weight, more preferably less as 5% by weight, and most preferably no compounds of formula (N) at all.
  • trinuclear compounds are such compounds
  • rings encompasses all groups listed above in the definition of A 11 .
  • aromatic nucleus is to be understood as meaning all rings which have an aromatic or heteroaromatic, in particular an aromatic system.
  • aromatic nucleus is different from aliphatic rings, such as
  • heteroaliphatic rings such as
  • the liquid crystalline material contains one or more
  • a 21 is chosen the same or different at each occurrence
  • Z 21 is selected to be the same or different at each occurrence
  • R 21 , R 22 are the same or different chosen at each occurrence
  • the one or more compounds of formula (II) are in
  • liquid crystalline material preferably in a total amount of 3 wt .-% to 35 wt .-%, more preferably in a total amount of 8 wt .-% to 25 wt .-% present.
  • liquid crystalline material is the following
  • Compound in a proportion of at most 10 wt .-%, particularly preferably of at most 5 wt .-%, most preferably of at most 1 wt .-%, and most preferably not at all contains:
  • liquid crystalline material is the following
  • Compound in a proportion of at most 10 wt .-%, particularly preferably of at most 5 wt .-%, most preferably of at most 1 wt .-%, and most preferably not at all contains:
  • liquid crystalline material is the following
  • R C1 is selected from H, F, Cl, CN, NCS, R-O-CO-, R 1 -CO-O-,
  • X is defined as above; at most in a proportion of 10 wt .-% in the liquid crystalline material is present.
  • Such a compound is particularly preferably present at most in a proportion of 5% by weight in the liquid-crystalline material, very particularly preferably at most in a proportion of 1% by weight, and most preferably not at all present.
  • liquid crystalline material is the following
  • Compound in a proportion of at most 10 wt .-%, particularly preferably of at most 5 wt .-%, most preferably of at most 1 wt .-%, and most preferably not at all contains:
  • liquid crystalline material is the following
  • Compound in a proportion of at most 10 wt .-%, particularly preferably of at most 5 wt .-%, most preferably of at most 1 wt .-%, and most preferably not at all contains:
  • liquid crystalline material is the following
  • Compound in a proportion of at most 10 wt .-%, particularly preferably of at most 5 wt .-%, most preferably of at most 1 wt .-%, and most preferably not at all contains:
  • liquid crystalline material is the following
  • Compound in a proportion of at most 10 wt .-%, particularly preferably of at most 5 wt .-%, most preferably of at most 1 wt .-%, and most preferably not at all contains:
  • the liquid-crystalline material contains compounds having one or more cyano groups in a proportion of at most 10 wt .-%, particularly preferably of at most 5 wt .-%, most preferably of at most 1 wt .-%, and most preferably not at all.
  • the liquid crystalline material contains at least 8
  • At least one of these different compounds is a compound of the formula (IA) or (IB) and at least one of these different compounds is a dye F.
  • Preferred among these different compounds is at least one compound of the formula (II) as above described.
  • These one or more compounds preferably have one elongated shape, ie they have in one of the three spatial directions a significantly greater extent than in the other two
  • organic compounds which have a para linkage of two or more, preferably two, three or four optionally substituted six-membered rings, in particular cyclohexane rings, cyclohexene rings, benzene rings, pyridine rings, pyrimidine rings and tetrahydropyran rings.
  • the liquid crystalline material contains one or more
  • the dye compounds F are preferably organic compounds, more preferably organic compounds containing at least one fused aryl or heteroaryl group.
  • the liquid-crystalline material contains at least two, more preferably at least three, and most preferably three or four different dye compounds F.
  • the at least two dye compounds F each cover different regions of the light spectrum. If two or more dye compounds F are present in the liquid-crystalline material, the absorption spectra of the
  • the total amount of the dye compounds F in the liquid-crystalline material is preferably 0.01 to 20 wt .-%, particularly preferably 0.1 to 15 wt .-% and most preferably 0.2 to 12 wt .-%.
  • the proportion of each of the one or more dye compounds F is preferably 0.01 to 15 wt .-%, preferably 0.05 to 12 wt .-% and most preferably 0.1 to 10 wt .-%.
  • the dye compound F contained in the liquid-crystalline material is preferably dissolved in this.
  • the dye compound F is preferably influenced in its orientation by the orientation of the molecules of the liquid-crystalline material.
  • the dye compound F is a dichroic
  • Dye compound more preferably a positive dichroic
  • Dye compound has a positive Anisotropiegrad R, determined as indicated in the exemplary embodiments. More preferably, the degree of anisotropy R is greater than 0.4, even more preferably greater than 0.5, and most preferably greater than 0.6.
  • the dye compound F is a negative dichroic dye compound.
  • negative dichroic is meant that the
  • Dye compound has a negative Anisotropiegrad R, determined as indicated in the embodiments has.
  • two or more different dye compounds are present in the liquid crystalline material, they are either all positively dichroic, or all are negatively dichroic.
  • the absorption of the dye compound F reaches a maximum when the polarization direction of the light is parallel to the direction of the longest dimension of the molecule of the dye compound F, and reaches a minimum when the polarization direction of the light is perpendicular to the direction of the longest dimension of the molecule
  • the dye compound F according to the present application absorbs predominantly light in the UV-VIS-NIR range, ie in a wavelength range of 320 to 1500 nm. Particularly preferred The dye compound F predominantly absorbs light in the VIS range, ie in a wavelength range from 380 to 780 nm. More preferably, the dye compound F has one or more
  • UV-VIS-NIR range as defined above, preferably in the VIS range, i. from 380 nm to 780 nm wavelength.
  • the dye compound is a fluorescent dye compound. Fluorescence is understood here to mean that a compound is converted into an electronically excited state by absorption of light of a specific wavelength, wherein the
  • the Compound then passes under emission of light in the ground state.
  • the emitted light has a longer wavelength than the absorbed light.
  • the transition from the excited state to the ground state is spin-allowed, that is, without changing the spin.
  • the lifetime of the excited state of the fluorescent compound is shorter than 10 5 s, more preferably shorter than 10 ⁇ s, most preferably between 10 9 and 10 ⁇ 7 s.
  • the dye compound F is selected from the dye classes given in B. Bahadur, Liquid Crystals - Applications and Uses, Vol. 3, 1992, World Scientific Publishing, Section 11.2.1, and more preferably from the explicit compounds listed in the table.
  • the dye compounds F are selected from:
  • Azomethine compounds merocyanine compounds, naphthoquinones, tetrazines, benzothiadiazoles, pyrromethenes and diketopyrrolopyrroles.
  • Particularly preferred are azo compounds, anthraquinones, benzothiadiazoles, in particular as disclosed in WO 2014/187529, and diketopyrrolopyrroles, in particular as disclosed in the not yet disclosed application EP 13005918.1.
  • the dye compounds F preferably correspond to a formula (F)
  • a F is the same or different at each occurrence
  • X is the same or different at each occurrence selected from F, Cl, CN, alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms and thioalkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, wherein one or more hydrogen atoms in the Alkyl, alkoxy and
  • Thioalkoxy phenomenon may be replaced by F or Cl, and wherein one or more Chfe groups in the alkyl, alkoxy and
  • Thioalkoxy phenomenon may be replaced by O or S;
  • R F is the same or different at each occurrence and selected from H, F, Cl, CN, NCS, R 1 -O-CO-, R 1 -CO-O-, alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 10 C atoms, thioalkoxy groups having 1 to 10 C atoms, alkenyl groups having 2 to 10 C atoms, alkenyloxy groups having 2 to 10 C atoms and
  • Thioalkenyloxy groups having 2 to 10 C atoms, wherein one or more H atoms in the alkyl, alkoxy, thioalkoxy, alkenyl and alkenyloxy groups may be replaced by F, Cl or CN, and wherein one or more Chte groups in the alkyl, alkoxy,
  • Thioalkoxy, alkenyl and alkenyloxy groups may be replaced by O, S, -O-CO- or -CO-O-;
  • R 1 is the same or different at each occurrence
  • the group Ch is preferably selected from groups containing at least one fused aryl or heteroaryl group.
  • a fused aryl or heteroaryl group is meant a moiety of at least two aromatic or heteroaromatic rings in which at least two of the rings share at least one bond.
  • condensed aryl groups are naphthalene and anthracene
  • condensed heteroaryl groups are indole, benzothiadiazole and diketopyrrolopyrrole.
  • the group A F is preferably the same or different selected at each occurrence
  • the group Z F is preferably a single bond.
  • the index i is the same or different at each occurrence 1 or 2.
  • the liquid crystalline material may in one particular preferred embodiment contain one or more chiral dopants.
  • Chiral dopants are preferably used in a total concentration of 0.01 wt .-% to 3 wt .-%, particularly preferably from 0.05 wt .-% to 1 wt .-%.
  • the total concentration of the chiral dopants can also be selected to be greater than 3% by weight, preferably up to a maximum of 10% by weight.
  • Preferred dopants are the compounds depicted in the following table:
  • the liquid-crystalline material furthermore preferably contains one or more stabilizers.
  • the total concentration of the stabilizers is preferably between 0.00001 wt .-% and 10 wt .-%, more preferably between 0.0001 wt .-% and 1 wt .-% of the total mixture.
  • Preferred stabilizers are shown in the following table:
  • the liquid crystalline material has a clearing point higher than 100 ° C, more preferably a clearing point higher than 105 ° C, and most preferably a clearing point higher than 110 ° C.
  • the clearing point represents the transition between a nematic and an isotropic state. How the clearing point is determined is indicated in the exemplary embodiments.
  • the dielectric anisotropy ⁇ of the liquid-crystalline material is preferably greater than 3, particularly preferably greater than 5, and very particularly preferably greater than 8.
  • the liquid crystalline material as defined above can basically be used in any optical switching device.
  • the optical switching device can be used in display devices or in switchable windows.
  • the device for the homogeneous regulation of the passage of light through a surface is preferably used in a switchable window.
  • the invention thus relates to a device for the homogeneous regulation of the passage of light through an area containing the liquid-crystalline material according to the invention.
  • liquid-crystalline material Associated with the liquid-crystalline material according to the invention, also as preferred.
  • the liquid-crystalline material is present in the device for the homogeneous regulation of the passage of light through a surface, preferably in a layer.
  • This layer is preferably switchable, so provides one
  • the device according to the invention is preferably suitable for regulating the passage of light in the form of daylight from the environment into a room.
  • the light passage to be regulated takes place from the environment (the outer space) into a room.
  • the space can be any space largely closed off from the surroundings, for example a building, a vehicle or a container.
  • Apparatus can be used generally for any space, especially if they have only limited air exchange with the environment and have transparent boundary surfaces, can take place by the energy input from the outside in the form of light energy. Particularly relevant is the use of the device for rooms, which strong sunlight through translucent areas,
  • the device according to the invention is preferably arranged in an opening of a larger planar structure, wherein the planar structure itself does not or only slightly allows passage of light, and wherein the opening is relatively more translucent.
  • the planar structure is a wall or other boundary of a room to the outside.
  • the device according to the invention is characterized in that it has a surface area of at least 0.05 m 2 , preferably at least 0.1 m 2 , more preferably at least 0.5 m 2 and most preferably at least 0.8 m 2 .
  • the device according to the invention is switchable. Under circuit is thereby a change of the light passage through the device Understood.
  • the device according to the invention is preferably electrically switchable.
  • the device preferably comprises two or more electrodes which are attached to both sides of the layer containing the liquid-crystalline material.
  • the electrodes preferably consist of ITO or of a thin, preferably transparent metal and / or metal oxide layer, for example of silver or FTO (fluorine-doped tin oxide) or an alternative material known to the person skilled in the art for this use.
  • the ITO electrodes may be provided with a passivation layer, for example of S1O2.
  • the electrodes are preferably provided with electrical connections.
  • the voltage is preferably provided by a battery, an accumulator, or by external power supply. The switching operation takes place in the case of electrical switching by aligning the molecules of the liquid-crystalline material by the application of voltage.
  • the device is characterized by applying a voltage from a high absorption state, i. H. low light transmittance, which is present without tension, in one
  • the liquid crystalline material in the layer in the device is nematic in both states.
  • the tensionless state jst is preferably characterized in that the molecules of the
  • Dye compound F aligned parallel to the plane of the switching layer. This is preferred by a correspondingly chosen
  • the state under tension is preferably characterized in that the molecules of the liquid-crystalline
  • Device can be operated without external power supply by the necessary energy is provided by a solar cell or other device for converting light and / or heat energy into electrical energy, which is connected to the device.
  • the provision of energy through the solar cell can be direct or indirect, ie via an interposed battery or accumulator or other unit for storing energy done.
  • the solar cell is attached to the outside of the device or it is an integral part of the
  • the device according to the invention preferably has the following
  • Layer sequence on, with additional layers may be present in addition.
  • the layers indicated below in the device directly adjoin one another.
  • Substrate layer preferably of glass or polymer
  • electrically conductive transparent layer preferably of ITC
  • Substrate layer preferably of glass or polymer.
  • the device according to the invention preferably comprises one or more, particularly preferably two orientation layers.
  • Orientation layers are preferably directly adjacent to the two sides of the layer containing the liquid crystalline material.
  • orientation layers of the device according to the invention it is possible to use any layers known to the person skilled in the art for this purpose.
  • Preference is given to polyimide layers, particularly preferably layers of rubbed polyimide.
  • Polyimide rubbed in a manner known to those skilled in the art results in alignment of the molecules of the liquid crystalline material in the rubbing direction when the molecules are parallel to the orientation layer (planar alignment). It is preferred that the molecules of the liquid-crystalline material are not completely planar on the orientation layer, but have a slight setting angle (pretilt).
  • pretilt For achieving vertical alignment of the compounds of the liquid crystalline material to the surface of the orientation layer (homeotropic alignment), it is preferable to use polyimide treated as specific material as the material for the
  • Orientation layer used (polyimide for very high pretilt angle). Furthermore, polymers obtained by a polarized light exposure process may be used as the orientation layer for
  • the layer containing the liquid-crystalline material is preferably arranged between two substrate layers or enclosed by them.
  • the substrate layers may consist, for example, of glass or a polymer, preferably a transparent polymer.
  • the device is preferably characterized in that it does not comprise a polymer-based polarizer, more preferably no solid-phase polarizer, and most preferably no polarizer at all.
  • the device may also have one or more polarizers.
  • the polarizers are preferably linear polarizers.
  • both absorptive and reflective polarizers can be used.
  • Polarizers used which are present as thin optical films.
  • reflective polarizers which can be used in the device of the invention are DRPF (diffuse reflective polarizer film, 3M), DBEF (dual brightness enhanced film, 3M), DBR (layered polymer distributed Bragg reflectors, as disclosed in US Pat 7,038,745 and US 6,099,758 described) and APF films (Advanced Polariser Film, 3M, see Technical Digest SID 2006, 45.1, US 2011/0043732 and US 7023602).
  • polarizers based on wire gratings WGP, wire-grid polarisers
  • absorptive polarizers which in the inventive
  • the device according to the invention contains a
  • Light guide system the light to a solar cell or other
  • Device Component of a switchable in its transparency more preferably a window containing at least one glass surface, most preferably a window, which
  • Multi-pane insulating glass contains.
  • a window is understood in particular as meaning a structure in a building which contains a frame and at least one glass pane encompassed by this frame.
  • it includes a heat-insulating frame and two or more glass sheets
  • the device according to the invention is applied directly to a glass surface of a window, more preferably in the space between two glass panes of multi-pane insulating glass.
  • a switchable in its translucency window comprising a device according to the invention, preferably with the above-mentioned preferred features, is a further subject of the invention. embodiments
  • the degree of anisotropy R is determined from the value for the
  • Extinction coefficients E (p) (extinction coefficient of the mixture with parallel alignment of the molecules to the direction of polarization of the light) and the value of the extinction coefficient of the mixture E (s)
  • Absorption band selected in the VIS or NIR range selected in the VIS or NIR range.
  • the alignment of the molecules of the mixture is achieved by an alignment layer, as known to those skilled in the art of LC display technology.
  • an alignment layer as known to those skilled in the art of LC display technology.
  • other absorptions and / or reflections is measured in each case against an identically present mixture which contains no dye, and the value obtained is subtracted. The measurement is carried out with linearly polarized light whose
  • Vibration direction is either parallel to the orientation direction (determination of E (p)) or perpendicular to the orientation direction (determination of E (s)). This can be achieved by a linear polarizer with the polarizer rotated against the device to realize the two different directions of vibration. The measurement of E (p) and E (s) thus takes place via the rotation of the
  • Vibration direction of the irradiated polarized light Vibration direction of the irradiated polarized light.
  • the degree of anisotropy R is calculated from the values obtained for E (s) and E (p) according to the formula
  • the clearing point in ° C the optical anisotropy ⁇ and the dielectric anisotropy ⁇ are given.
  • the physical properties are determined according to "Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany and are valid for a temperature of 20 ° C.
  • the value of ⁇ is determined at 589 nm and the value of ⁇ is determined at 1 kHz.
  • solubility is determined from supersaturated solutions with regular sampling, filtration and spectroscopic determination of the concentration.
  • the sampling takes place at regular intervals to track the long-term behavior.
  • the examination is carried out over 12 weeks.
  • the samples are stored at + 20 ° C.
  • the maximum dye concentration up to which no crystallization takes place under the stated conditions is given as "solubility".
  • the following dyes are used:
  • liquid-crystalline mixture H-1 solubility tests are carried out with the dyes D-1 to D-5.
  • liquid-crystalline mixture H-2 solubility tests are carried out with the dyes D-1 to D-5.
  • liquid-crystalline mixture H-3 solubility tests are carried out with the dyes D-1 to D-5.
  • liquid-crystalline mixture H-4 solubility tests are carried out with the dyes D-1 to D-5.
  • VHR Voltage Holding Ratio
  • VHR voltage holding ratio
  • the initial value for the VHR and, on the other hand, the value for the VHR after light exposure is determined (suntest 1 week).
  • the light exposure is that the sample is exposed to intense light (exclusion of UV light through 400 nm cut-off filter) in a Suntest CPS + MTS Atlas.
  • the AVHR value accordingly detects the difference between the value for the VHR
  • the material is subjected to a voltage pulse and its electrical properties are determined.
  • the procedure is as described in "Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Section VIII, Status Nov. 1997, Merck KGaA,
  • the value AVHR represents a measure of the constancy of the electrical
  • the value is particularly important for the performance and visual impression of Smart Windows containing the LC material.
  • AVHR refers to the drop in the VHR after the mixture has been exposed for a week to the light exposure described above (Suntest 1
  • the comparison mixture H-5 shows significantly worse results for the value AVHR, especially in the case of the combination with dyes.

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Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein flüssigkristallines Material, welches mindestens eine Farbstoffverbindung und mindestens eine Verbindung einer Formel (IA) oder (IB) enthält. Das flüssigkristalline Material eignet sich zur Verwendung in optischen Schaltvorrichtungen, insbesondere in Vorrichtungen zur homogenen Regulierung des Lichtdurchtritts durch eine Fläche.

Description

Flüssigkristallines Material
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein flüssigkristallines Material, enthaltend mindestens einen Farbstoff F und mindestens eine Verbindung einer Formel (IA) oder (IB), die im Folgenden näher charakterisiert ist. Die vorliegende Anmeldung betrifft auch eine optische Schaltvorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung zur homogenen Regulierung des
Lichtdurchtritts durch eine Fläche, enthaltend das oben beschriebene flüssigkristalline Material. Unter dem Begriff Licht wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung insbesondere elektromagnetische Strahlung im UV-A-, VIS-, sowie NIR- Bereich verstanden, d.h. gemäß üblicher Definitionen Licht einer
Wellenlänge von 320 nm bis 2000 nm. Nochmals insbesondere wird darunter Licht einer Wellenlänge verstanden, welche von den
üblicherweise in Fenstern verwendeten Materialien (z. B. Glas) nicht oder nur geringfügig absorbiert wird.
Bevorzugt wird unter dem Licht, dessen Durchtritt von der
erfindungsgemäßen Vorrichtung reguliert wird, Tageslicht verstanden. Tageslicht stellt Licht dar, welches von der Sonne ausgeht. Tageslicht geht bevorzugt direkt von der Sonne aus. Es kann jedoch auch über
Spiegelung, Brechung, oder über Absorption und anschließende Emission durch beliebige Materialien indirekt von der Sonne ausgehen. Unter einem flüssigkristallinen Material wird ein Material verstanden, das unter bestimmten Bedingungen flüssigkristalline Eigenschaften aufweist. Der Terminus flüssigkristalline Eigenschaften ist dem Fachmann geläufig und wird so verstanden wie auf dem Gebiet der physikalischen Chemie üblich. Im engeren Sinne wird darunter verstanden, dass das Material sowohl flüssig ist, als auch richtungsabhängige Eigenschaften aufweist. Typischerweise sind die flüssigkristallinen Eigenschaften von der
Temperatur abhängig. Im engeren Sinne wird daher unter einem
flüssigkristallinen Material ein Material verstanden, das in einem
Temperaturbereich, der die Raumtemperatur einschließt, flüssigkristalline Eigenschaften aufweist. Eine optische Schaltvorrichtung ist eine Vorrichtung, welche den
Lichtdurchtritt regulieren kann. Insbesondere weist sie zwei oder mehr unterschiedliche Schaltzustände auf, von denen mindestens ein
Schaltzustand einen relativ gesehen geringen Energiedurchtritt zulässt, und mindestens ein anderer Schaltzustand einen relativ gesehen hohen Energiedurchtritt zulässt. Eine solche optische Schaltvorrichtung kann beispielsweise in Anzeigevorrichtungen oder in schaltbaren Fenstern eingesetzt werden. Schaltbare Fenster werden zur Regulierung des Lichteintritts in einen
Raum hinein eingesetzt und sind im Überblick beispielsweise in B. Jelle et al., Solar Energy Materials & Solar Cells 2012, S. 1 - 28, beschrieben.
Eine Vorrichtung zur homogenen Regulierung des Lichtdurchtritts durch eine Fläche ist eine spezielle Variante einer optischen Schaltvorrichtung, bei der der Lichtdurchtritt innerhalb einer größeren Fläche homogen, d.h. gleichmäßig stark ist. Bevorzugt hat die genannte größere Fläche eine Ausdehnung von mindestens 0.01 m2, besonders bevorzugt von
mindestens 0.1 m2, ganz besonders bevorzugt von mindestens 0.5 m2, und am stärksten bevorzugt von mindestens 1 m2. Homogen, d.h. gleichmäßig, ist dabei in Abgrenzung von gemustert oder nach Domänen unterteilt (gepixelt) zu verstehen, wie es bei optischen Schaltvorrichtungen der Fall ist, die in Anzeigevorrichtungen verwendet werden. Geringfügige
Abweichungen von der Homogenität, insbesondere wenn sie durch
Defekte entstehen, werden bei dieser Definition vernachlässigt.
Vorrichtungen zur homogenen Regulierung des Lichtdurchtritts werden bevorzugt in schaltbaren Fenstern verwendet.
Im Stand der Technik sind flüssigkristalline Materialien enthaltend mindestens eine Farbstoffverbindung beschrieben, die in Vorrichtungen zur homogenen Regulierung des Lichtdurchtritts durch eine Fläche eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind WO 2009/141295, WO 2014/090367 und die noch nicht offengelegte Anmeldung EP 14000141.3. Weiterhin sind im Stand der Technik flüssigkristalline Materialien
enthaltend mindestens eine Farbstoffverbindung beschrieben, die in optischen Schaltvorrichtungen für Anzeigevorrichtungen eingesetzt werden (US 5762824). Es besteht jedoch weiterhin Bedarf an flüssigkristallinen Materialien für die genannten Verwendungen. Insbesondere besteht Bedarf an
flüssigkristallinen Materialien zur Verwendung in Vorrichtungen zur homogenen Regulierung des Lichtdurchtritts. Erwünschte technische Eigenschaften sind dabei gute Löslichkeit der Farbstoffverbindungen im flüssigkristallinen Material, gute Lösungsstabilität der
Farbstoffverbindungen im flüssigkristallinen Material, insbesondere zeitlich lang andauernde gute und vollständige Löslichkeit im flüssigkristallinen Material, sowie eine hohe Lichtstabilität des flüssigkristallinen Materials. Desweiteren besteht Bedarf, dass das flüssigkristalline Material über längere Zeiten seines Einsatzes in der oben genannten Schaltvorrichtung eine möglichst geringe Änderung des elektrischen Widerstands erfährt. Hierzu ist es wünschenswert, Materialien mit möglichst hohen
spezifischen Widerständen und damit korrespondierend hohen
sogenannten Voltage Holding Ratios einzusetzen.
Überraschend wurde gefunden, dass flüssigkristalline Materialien, wie unten beschrieben, wenigstens eine, bevorzugt mehrere, der oben genannten wünschenswerten Eigenschaften aufweisen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein flüssigkristallines Material mit einen Klärpunkt von höher als 95°C und mit einer positiven dielektrischen Anisotropie Δε, enthaltend eine oder mehrere
Farbstoffverbindungen F, und eine oder mehrere Verbindungen einer Formel (IA) oder (IB)
Figure imgf000004_0001
Formel (IA)
Figure imgf000005_0001
Formel (IB), wobei für die auftretenden Gruppen und Indices gilt:
A11 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
X
Figure imgf000005_0002
Figure imgf000006_0001
ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus F, Cl, CN, Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen und Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome in den Alkyl-, Alkoxy- und
Thioalkoxygruppen durch F oder Cl ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere Ch -Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy- und
Thioalkoxygruppen durch O oder S ersetzt sein können; A12 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Gruppe einer Formel (A12A) oder (A12B)
Figure imgf000007_0001
Formel (A12A) Formel (A12B), wobei die mit * gekennzeichnete Bindung die Bindung an die Gruppe Z1 bezeichnet; ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus -CO-O-, -O-CO-, -CF2-CF2-, -CF2-0-, -O-CF2-, -CH2-CH2-, -CH=CH-, -CF=CF-,
-CF=CH-, -CH=CF-, -C C-, -OCH2-, -CH2O-, und Einfachbindungen;
E ist gewählt aus Alkylengruppen mit 3 bis 12 C-Atomen, wobei ein
oder mehrere H-Atome in den Alkylengruppen durch F, Cl,
-Si(R1)2OSi(R1)20Si(R )3, Si(R1 )3 oder CN ersetzt sein können, und wobei ein oder mehrere CH2-Gruppen in den Alkylengruppen durch CR =CR1, C=C, Si(R1)2, Si(R )2O, O, S, -O-CO- oder -CO-O- ersetzt sein können; R1 ist gewählt aus H, F, Cl, CN, NCS, R1-O-CO-, R -CO-O-,
Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C- Atomen, Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkenylgruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, Alkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen und Thioalkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und
Alkenyloxygruppen durch F, Cl, -Si(R1)2OSi(R1)2OSi(R1)3, Si(R )3 oder CN ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere CH2- Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und
Alkenyloxygruppen durch Si(R1)2, Si(R1)2O, O, S, -O-CO-, -CO-O- oder eine Einheit A 1 ersetzt sein können; R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, bei denen eine oder mehrere Wasserstoffatome durch F, Cl, -Si(R1)2OSi(R1)20Si(R )3, Si(R1)3 oder CN ersetzt sein können, und bei denen eine oder mehrere CH2- Gruppen durch Si(R1)2, Si(R )2O, O oder S ersetzt sein können;
R 2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, F, Cl, CN, NCS, CFs, CF2CF3, CHF2, CH2F, CH=CF2, CH=CFH,
CH=CH(CN), OCFs, OC(CF3)3, OCF2CF3, OCHF2, OCH2F, O- CH=CF2, O-CH=CFH, 0-CF2-CF=CF2, OSFs, SF5) SCF3,
SCF2CF3,SCHF2, SCH2F, S-CH=CF2, S-CH=CFH, R1-O-CO-, R -CO- O-, Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen,
Alkenylgruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, Alkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen und Thioalkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch F, Cl oder CN ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere CH2-Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch O, S, -O- CO- oder -CO-O- ersetzt sein können; wobei mindestens ein Rest R12 in der Gruppe A12 gewählt ist aus F, Cl, CN, NCS, CF3, CF2CF3, CHF2, CH2F, CH=CF2, CH=CFH,
CH=CH(CN), OCFs, OC(CF3)s, OCF2CF3, OCHF2, OCH2F, O- CH=CF2, O-CH=CFH, O-CF2-CF=CF2, OSFs, SFs, SCFs,
SCF2CF3>SCHF2, SCH2F, S-CH=CF2 und S-CH=CFH; und n ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 1 , 2, 3 oder 4.
Die dielektrische Anisotropie Δε wird bestimmt wie in den
Ausführungsbeispielen angegeben.
Ringe
Figure imgf000008_0001
, beispielsweise werden in der vorliegenden Anmeldung zur Verbesserung der Lesbarkeit im Fließtext als„ Ax", beispielsweise„ A11 ", abgekürzt.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden unter Alkylgruppen, Alkoxygruppen, Thioalkoxygruppen, Alkenylgruppen, Alkenyloxygruppen und Thioalkenyloxygruppen, in denen jeweils ein oder mehrere H-Atome in durch F, Cl oder CN ersetzt sein können, und in denen jeweils eine oder mehrere Chb-Gruppen durch O, S, -O-CO- oder -CO-O- ersetzt sein können, bevorzugt die folgenden Gruppen verstanden: Methyl, Ethyl, n- Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, 2-Methylbutyl, n-Pentyl, s- Pentyl, Cyclopentyl, neo-Pentyl, n-Hexyl, Cyclohexyl, neo-Hexyl, n-Heptyl, Cycloheptyl, n-Octyl, Cyclooctyl, 2-Ethylhexyl, Trifluormethyl, Pentafluor- ethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, Ethenyl, Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Cyclo- pentenyl, Hexenyl, Cyclohexenyl, Heptenyl, Cycloheptenyl, Octenyl, Cyclooctenyl, Methoxy, Trifluormethoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n- Butoxy, i-Butoxy, s-Butoxy, t-Butoxy, n-Pentoxy, s-Pentoxy, 2-Methyl- butoxy, n-Hexoxy, Cyclohexyloxy, n-Heptoxy, Cycloheptyloxy, n-Octyloxy, Cyclooctylöxy, 2-Ethylhexyloxy, Pentafluorethoxy, 2,2,2-Trifluorethoxy, Methylthio, Ethylthio, n-Propylthio, i-Propylthio, n-Butylthio, i-Butylthio, s- Butylthio, t-Butylthio, n-Pentylthio, s-Pentylthio, n-Hexylthio, Cyclohexylthio, n-Heptylthio, Cycloheptylthio, n-Octylthio, Cyclooctylthio, 2-Ethylhexylthio, Trifluormethylthio, Pentafluorethylthio, 2,2,2-Trifluorethylthio, Ethenylthio, Propenylthio, Butenylthio, Pentenylthio, Cyclopentenylthio, Hexenylthio, Cyclohexenylthio, Heptenylthio, Cycloheptenylthio, Octenylthio,
Cyclooctenylthio, Ethinylthio, Propinylthio, Butinylthio, Pentinylthio,
Hexinylthio, Heptinylthio und Octinylthio.
Allgemein ist X bevorzugt bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus F, Cl, CN, Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch F ersetzt sind, und Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome durch F ersetzt sind. Allgemein ist X besonders bevorzugt gleich F.
E ist bevorzugt eine unsubstituierte Alkylengruppe mit 3 bis 8 C-Atomen. Der Index n ist bevorzugt bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 2 oder 3.
R11 ist bevorzugt gewählt aus H, F, CN, R1-0-CO-, R1-CO-0-,
Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C- Atomen, Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkenylgruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, Alkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen und
Thioalkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H- Atome in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch F oder CN ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere CH2- Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und
Alkenyloxygruppen durch O, S, -O-CO-, -CO-O- oder eine Einheit A11, welche beschränkt ist auf
Figure imgf000010_0001
ersetzt sein können, wobei X definiert ist wie oben.
Bevorzugt ist in dem Fall, dass in R11 eine oder mehrere CFte-Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch eine Einheit A11 ersetzt sind, mindestens 2, bevorzugt 2, 3 oder 4 Chb-
Gruppen zwischen der ersetzenden Einheit A11 und der Einheit A 1, an die R11 bindet, vorhanden. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Ringe A11 jeweils durch ausreichend lange Abstandsgruppen voneinander getrennt sind.
Beispiele für bevorzugte Gruppen R11, in denen Einheiten A11 enthalten sind, sind im Folgenden abgebildet:
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000011_0003
Hierbei steht die gestrichelte Linie für die Bindung von R 1 an den Rest der Formel (IA).
Unter den Formeln (A12A) und (A12B) ist Formel (A12A) bevorzugt.
Bevorzugt ist mindestens ein Rest R 2 in der Verbindung der Formel (IA) oder (IB) gewählt aus F, CF3, CF2CF3, CHF2, CH2F, OCF3, OCF2CF3, OCHF2, OCH2F, SF5 und OSF5. Bevorzugt unter den Verbindungen der Formel (IA) und (IB) sind
Verbindungen der Formel (IA).
Die Verbindung der Formel (IA) entspricht bevorzugt einer Formel
(IA-2), (IA-3) oder (IA-4)
Figure imgf000012_0001
Formel (IA-1)
Figure imgf000012_0002
Formel (IA-4) wobei für die auftretenden Gruppen gilt: Ri i i R121 131 R141 sjnd definiert wie R 1;
Z121 Z141 sind gewählt aus -CO-O-, -O-CO-, -CF2-CF2-, -CF2-0-, -0-CF2-, - CH2-CH2-, -OCH2- und -CH2O-;
A11 , A121, A131, A141 sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden und definiert wie A11;
A112, A 22, A132, A142 sind gewählt aus
Figure imgf000013_0001
R 12 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus F, CF3, CF2CF3, CHF2, CH2F, OCF3> OCF2CF3l OCHF2, OCH2F, SFs und OSFs. RIII, i3i f R141 sjnc| bevorzugt gewählt aus Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen und Alkenylgruppen mit 2 bis 10 C-Atomen.
A11 , A121, A 31, A141 sind bevorzugt bei jedem Auftreten gleich oder
Figure imgf000013_0002
Besonders bevorzugt sind A111, A121, A 31, A141 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
Figure imgf000014_0001
Beispiele für Verbindungen der Formel (IA) und (IB) sind im Folgenden gezeigt:
Figure imgf000014_0002
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000020_0001
und Enantiomer
Die eine oder mehreren Verbindungen der Formel (IA) oder (IB) sind bevorzugt in einem Gesamtanteil von 60 Gew.-% bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Gesamtanteil von 70 Gew.-% bis 90 Gew.- % im flüssigkristallinen Material vorhanden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält das flüssigkristalline Material eine oder mehrere dreikernige Verbindungen, in denen alle drei Kerne aromatisch sind. Bevorzugt sind diese dreikernigen Verbindungen, in denen alle drei Kerne aromatisch sind, in einem Gesamtanteil von mindestens 1 Gew.-% im flüssigkristallinen Material vorhanden, besonders bevorzugt in einem Gesamtanteil von mindestens 2 Gew.-%, und ganz besonders bevorzugt in einem Gesamtanteil von mindestens 3 Gew.-%. Solche Verbindungen sind bevorzugt höchstens in einem Gesamtanteil von 50 Gew.-% im flüssigkristallinen Material vorhanden, besonders bevorzugt höchstens in einem Gesamtanteil von 40 Gew.-%.
Wenn das flüssigkristalline Material keine dreikernigen Verbindungen enthält, in denen alle drei Kerne aromatisch sind, ist es bevorzugt, dass es weniger als 20 Gew.-% an Verbindungen enthält, welche der folgenden Formel (N) entsprechen
Figure imgf000020_0002
Formel (N), wobei für die auftretenden Gruppen gilt: RN1 , RN2 sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen;
AN1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
Figure imgf000021_0001
ZN1 ist gewählt aus -CO-O-, -O-CO-, und eine Einfachbindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der Verbindungen der Formel (N) sind die im Folgenden gezeigten Verbindungen:
Figure imgf000021_0002
CGPC-3-3
Figure imgf000021_0003
CGPC-5-3
Figure imgf000021_0004
CGPC-5-5
Figure imgf000022_0001
CCZPC-3-3
C3H7 < H ) ( H > C(=0)-0
Figure imgf000022_0002
CCZPC-3-4
Figure imgf000022_0003
CCZPC-3-5
Wenn das flüssigkristalline Material keine dreikernigen Verbindungen enthält, in denen alle drei Kerne aromatisch sind, enthält sie besonders bevorzugt weniger als 18 Gew.-% an Verbindungen der Formel (N), ganz besonders bevorzugt weniger als 10 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt überhaupt keine Verbindungen der Formel (N).
Unter dreikernigen Verbindungen werden solche Verbindungen
verstanden, welche genau drei Ringe aufweisen, wobei vom Begriff Ringe aromatische, heteroaromatische, aliphatische und heteroaliphatische Ringe umfasst sind. Insbesondere sind von dem Begriff Ringe alle oben in der Definition von A11 aufgeführten Gruppen umfasst.
Unter dem Begriff aromatischer Kern sind dabei alle Ringe zu verstehen, welche ein aromatisches oder heteroaromatisches, inbesondere ein aromatisches System aufweisen. Der Begriff aromatischer Kern ist dabei abgrenzend von aliphatischen Ringen, wie beispielsweise
Figure imgf000022_0004
und heteroaliphatischen Ringen, wie beispielsweise
Figure imgf000023_0001
zu verstehen. Bevorzugt enthält das flüssigkristalline Material eine oder mehrere
Verbindungen einer Formel (II)
Figure imgf000023_0002
Formel (II), wobei für die auftretenden Gruppen und Indices gilt:
A21 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
Figure imgf000023_0003
Z21 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
-CO-O-, -O-CO-, -CF2-CF2-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CH2-CH2-, -CH=CH-, und Einfachbindungen;
R21, R22 sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen und Alkenylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen; k ist gleich 1 , 2, 3, oder 4. Bevorzugt ist k gleich 1 , 2 oder 3. Bevorzugt ist Z2 eine Einfachbindung. Beispiele für Verbindungen der Formel (II) sind:
Figure imgf000024_0001
CC-3-4
Figure imgf000024_0002
CC-3-5
Figure imgf000024_0003
CC-3-V1
Figure imgf000024_0004
CCP-3-3
Figure imgf000024_0005
CCP-3-1
Figure imgf000024_0006
CPP-3-2
Figure imgf000025_0001
CCP-V-1
Figure imgf000025_0002
CPPC-3-3
Figure imgf000025_0003
CZC-3-4
Figure imgf000025_0004
CZP-3-4
Figure imgf000025_0005
CEC-3-4
Figure imgf000025_0006
CEP-3-4 C3H7 ( H ) CF2 CF2— - H > C4H,
CWC-3-4
Figure imgf000026_0001
CVC-3-4
Die eine oder mehreren Verbindungen der Formel (II) sind im
flüssigkristallinen Material bevorzugt in einem Gesamtanteil von 3 Gew.-% bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Gesamtanteil von 8 Gew.-% bis 25 Gew.-% vorhanden.
Es ist bevorzugt, dass das flüssigkristalline Material die folgende
Verbindung in einem Anteil von höchstens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt überhaupt nicht enthält:
Figure imgf000026_0002
Es ist bevorzugt, dass das flüssigkristalline Material die folgende
Verbindung in einem Anteil von höchstens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt überhaupt nicht enthält:
Figure imgf000026_0003
Es ist bevorzugt, dass das flüssigkristalline Material die folgende
Verbindung in einem Anteil von höchstens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt überhaupt nicht enthält:
Figure imgf000027_0001
Es ist bevorzugt, dass eine Verbindung einer Formel (C1)
Figure imgf000027_0002
Formel (C1), wobei für die auftretenden Gruppen gilt: AC1 ist gewählt aus
Figure imgf000027_0003
, un
ZC ist gewählt aus -CO-O-, -O-CO-, -CF2-CF2-, -CF2-0-, -O-CF2-, -CH2- CH2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -C=C-, -OCH2-, -CH2O-, und eine Einfachbindung;
RC1 ist gewählt aus H, F, Cl, CN, NCS, R -0-CO-, R1-CO-O-,
Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C- Atomen, Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkenylgruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, Alkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen und Thioalkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch F, Cl oder CN ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere CH2-Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch O, S, -O-CO- oder -CO-O- ersetzt sein können; ist definiert wie oben;
X ist definiert wie oben; höchstens in einem Anteil von 10 Gew.-% im flüssigkristallinen Material vorhanden ist. Besonders bevorzugt ist eine solche Verbindung höchstens in einem Anteil von 5 Gew.-% im flüssigkristallinen Material vorhanden, ganz besonders bevorzugt höchstens in einem Anteil von 1 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt überhaupt nicht vorhanden.
Es ist bevorzugt, dass das flüssigkristalline Material die folgende
Verbindung in einem Anteil von höchstens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt überhaupt nicht enthält:
Figure imgf000028_0001
Es ist bevorzugt, dass das flüssigkristalline Material die folgende
Verbindung in einem Anteil von höchstens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt überhaupt nicht enthält:
/)— C(=0)0 Es ist bevorzugt, dass das flüssigkristalline Material die folgende
Verbindung in einem Anteil von höchstens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt überhaupt nicht enthält:
Figure imgf000029_0001
Es ist bevorzugt, dass das flüssigkristalline Material die folgende
Verbindung in einem Anteil von höchstens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt überhaupt nicht enthält:
Figure imgf000029_0002
Bevorzugt enthält das flüssigkristalline Material Verbindungen mit einer oder mehreren Cyanogruppen in einem Anteil von höchstens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von höchstens 1 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt überhaupt nicht.
Bevorzugt enthält das flüssigkristalline Material mindestens 8
unterschiedliche Verbindungen, besonders bevorzugt mindestens 10 unterschiedliche Verbindungen. Wie oben ausgeführt, ist mindestens eine dieser unterschiedlichen Verbindungen eine Verbindung der Formel (IA) oder (IB), und mindestens eine dieser unterschiedlichen Verbindungen ist ein Farbstoff F. Bevorzugt ist unter diesen unterschiedlichen Verbindungen mindestens eine Verbindung einer Formel (II), wie oben beschrieben.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass unter den unterschiedlichen Verbindungen eine oder mehrere Verbindungen sind, die weder Formel (IA) oder (IB) entsprechen, noch Formel (II) entsprechen, noch ein Farbstoff F sind. Diese eine oder mehrere Verbindungen weisen bevorzugt eine langgestreckte Form auf, d.h. sie weisen in einer der drei Raumrichtungen eine deutlich größere Ausdehnung auf als in den beiden anderen
Raumrichtungen. Dem Fachmann sind eine Vielzahl solcher organischen Verbindungen bekannt. Beispiele dafür sind organische Verbindungen, die eine para-Verknüpfung von zwei oder mehr, bevorzugt zwei, drei oder vier wahlweise substituierten Sechsringen, insbesondere Cyclohexanringen, Cyclohexenringen, Benzolringen, Pyridinringen, Pyrimidinringen und Tetrahydropyranringen, aufweisen.
Das flüssigkristalline Material enthält eine oder mehrere
Farbstoffverbindungen F. Die Farbstoffverbindungen F sind bevorzugt organische Verbindungen, besonders bevorzugt organische Verbindungen enthaltend mindestens eine kondensierte Aryl- oder Heteroarylgruppe.
Bevorzugt enthält das flüssigkristalline Material mindestens zwei, besonders bevorzugt mindestens drei und ganz besonders bevorzugt drei oder vier verschiedene Farbstoffverbindungen F. Bevorzugt decken die mindestens zwei Farbstoffverbindungen F jeweils verschiedene Bereiche des Lichtspektrums ab. Wenn zwei oder mehr Farbstoffverbindungen F im flüssigkristallinen Material vorliegen, ergänzen sich die Absorptionsspektren der
Verbindungen bevorzugt derart, dass im Wesentlichen das gesamte sichtbare Spektrum des Lichts absorbiert wird. Dadurch entsteht für das menschliche Auge der Eindruck von schwarzer Farbe. Bevorzugt wird dies dadurch erreicht, dass drei oder mehr Farbstoffverbindungen F verwendet werden, von denen mindestens eine blaues Licht absorbiert, mindestens eine grünes bis gelbes Licht absorbiert, und mindestens eine rotes Licht absorbiert. Lichtfarbe ist dabei entsprechend B. Bahadur, Liquid Crystals - Applications and Uses, Vol. 3, 1992, World Scientific Publishing, Abschnitt 11.2.1 , definiert.
Der Gesamtanteil der Farbstoffverbindungen F im flüssigkristallinen Material beträgt bevorzugt 0.01 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0.1 bis 15 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 0.2 bis 12 Gew.-%. Der Anteil jeder einzelnen der einen oder mehreren Farbstoffverbindungen F beträgt bevorzugt 0.01 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 0.05 bis 12 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 0.1 bis 10 Gew.-%.
Die im flüssigkristallinen Material enthaltene Farbstoffverbindung F ist bevorzugt in diesem gelöst. Die Farbstoffverbindung F wird bevorzugt in ihrer Ausrichtung durch die Ausrichtung der Moleküle des flüssigkristallinen Materials beeinflusst.
Bevorzugt ist die Farbstoffverbindung F eine dichroitische
Farbstoffverbindung, besonders bevorzugt eine positiv dichroitische
Farbstoffverbindung. Unter positiv dichroitisch wird verstanden, dass die
Farbstoffverbindung einen positiven Anisotropiegrad R, ermittelt wie in den Ausführungsbeispielen angegeben, aufweist. Besonders bevorzugt ist der Anisotropiegrad R größer als 0.4, ganz besonders bevorzugt größer als 0.5 und am stärksten bevorzugt größer als 0.6.
Es kann in einer alternativen Ausführungsform auch bevorzugt sein, dass die Farbstoffverbindung F eine negativ dichroitische Farbstoffverbindung ist. Unter negativ dichroitisch wird verstanden, dass die
Farbstoffverbindung einen negativen Anisotropiegrad R, ermittelt wie in den Ausführungsbeispielen angegeben, aufweist.
Es ist bevorzugt, dass für den Fall, in dem zwei oder mehr unterschiedliche Farbstoffverbindungen im flüssigkristallinen Material vorhanden sind, diese entweder alle positiv dichroitisch sind, oder alle negatic dichroitisch sind.
Bevorzugt erreicht die Absorption der Farbstoffverbindung F ein Maximum, wenn die Polarisationsrichtung des Lichts parallel zur Richtung der längsten Ausdehnung des Moleküls der Farbstoffverbindung F ist, und sie erreicht ein Minimum, wenn die Polarisationsrichtung des Lichts senkrecht zur Richtung der längsten Ausdehnung des Moleküls der
Farbstoffverbindung F ist.
Weiterhin bevorzugt absorbiert die Farbstoffverbindung F gemäß der vorliegenden Anmeldung vorwiegend Licht im UV-VIS-NIR-Bereich, d. h. in einem Wellenlängenbereich von 320 bis 1500 nm. Besonders bevorzugt absorbiert die Farbstoffverbindung F vorwiegend Licht im VIS -Bereich, d. h. in einem Wellenlängenbereich von 380 bis 780 nm. Besonders bevorzugt hat die Farbstoffverbindung F ein oder mehrere
Absorptionsmaxima im wie oben definierten UV-VIS-NIR-Bereich, bevorzugt im VIS-Bereich, d.h. von 380 nm bis 780 nm Wellenlänge.
Weiterhin bevorzugt ist die Farbstoffverbindung eine fluoreszierende Farbstoffverbindung. Unter Fluoreszenz wird dabei verstanden, dass eine Verbindung durch Absorption von Licht einer bestimmten Wellenlänge in einen elektronisch angeregten Zustand versetzt wird, wobei die
Verbindung anschließend unter Emission von Licht in den Grundzustand übergeht. Bevorzugt hat das emittierte Licht längere Wellenlänge als das absorbierte Licht. Weiterhin bevorzugt ist der Übergang vom angeregten Zustand in den Grundzustand spin-erlaubt, erfolgt also ohne Änderung des Spins. Weiterhin bevorzugt ist die Lebensdauer des angeregten Zustands der fluoreszierenden Verbindung kürzer als 105 s, besonders bevorzugt kürzer als lO^ s, ganz besonders bevorzugt zwischen 109 und 10~7 s.
Weiterhin bevorzugt ist die Farbstoffverbindung F gewählt aus den in B. Bahadur, Liquid Crystals - Applications and Uses, Vol. 3, 1992, World Scientific Publishing, Abschnitt 11.2.1 angegebenen Farbstoffklassen und besonders bevorzugt aus den in der Tabelle aufgeführten expliziten Verbindungen.
Bevorzugt sind die Farbstoffverbindungen F gewählt aus
Azoverbindungen, Anthrachinonen, Methinverbindungen,
Azomethinverbindungen, Merocyaninverbindungen, Naphthochinonen, Tetrazinen, Benzothiadiazolen, Pyrromethenen und Diketopyrrolopyrrolen. Besonders bevorzugt sind darunter Azoverbindungen, Anthrachinone, Benzothiadiazole, insbesondere wie in WO 2014/187529 offenbart, und Diketopyrrolopyrrole, insbesondere wie in der noch nicht offengelegten Anmeldung EP 13005918.1 offenbart.
Die genannten Farbstoffverbindungen sind vielfach in der Literatur beschrieben. So sind z.B. Anthrachinonfarbstoffe beschrieben in
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-OS 55-123673, DE 3017877, DE 3040102, DE 3115147, DE 3115762, DE 3150803, DE 3201120 und DE 3307238, Naphthochinon- farbstoffe beschrieben in DE 3126108 und DE 3202761 , und Azofarbstoffe in EP 43904, DE 3123519, WO 82/2054, GB 2079770, JP-OS 56-57850, JP-OS 56-104984, US 4308161 , US 4308162, US 4340973, T. Uchida, C. Shishido, H. Seki und M. Wada: Mol. Cryst. Lig. Cryst. 39, 39-52 (1977) und H. Seki, C. Shishido, S. Yasui und T. Uchida: Jpn. J. Appl. Phys. 21 , 191-192 (1982). Bevorzugt entsprechen die Farbstoffverbindungen F einer Formel (F)
Figure imgf000033_0001
Formel (F), wobei für die auftretenden Gruppen gilt: ist eine beliebige chromophore Gruppe;
AF ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
X
Figure imgf000033_0002
Figure imgf000034_0001
Figure imgf000035_0001
X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus F, Cl, CN, Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen und Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome in den Alkyl-, Alkoxy- und
Thioalkoxygruppen durch F oder Cl ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere Chfe-Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy- und
Thioalkoxygruppen durch O oder S ersetzt sein können;
RF ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden und gewählt aus H, F, Cl, CN, NCS, R1-O-CO-, R1-CO-O-, Alkylgruppen mit 1 bis 10 C- Atomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkenylgruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, Alkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen und
Thioalkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch F, Cl oder CN ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere Chte-Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy-,
Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch O, S, -O-CO- oder -CO-O- ersetzt sein können;
R1 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, bei denen eine oder mehrere Wasserstoffatome durch F oder Cl ersetzt sein können, und bei denen eine oder mehrere CH2-Gruppen durch O oder S ersetzt sein können; ZF ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus -CO-O-, -O-CO-, -CF2-CF2-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CH2-CH2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -C=C-, -OCH2-, -CH2O-, und eine
Einfachbindung; i ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 1 , 2, oder 3.
Die Gruppe Ch ist bevorzugt gewählt aus Gruppen enthaltend mindestens eine kondensierte Aryl- oder Heteroarylgruppe. Unter einer kondensierten Aryl- oder Heteroarylgruppe wird eine Einheit aus mindestens zwei aromatischen oder heteroaromatischen Ringen verstanden, bei der mindestens zwei der Ringe mindestens eine Bindung miteinander teilen. Beispiele für kondensierte Arylgruppen sind Naphthalin und Anthracen, Beispiele für kondensierte Heteroarylgruppen sind Indol, Benzothiadiazol und Diketopyrrolopyrrol.
Bevorzugte Ausführungsformen der Gruppe Ch entsprechen den
folgenden Formeln (Ch-1) und (Ch-2)
Figure imgf000036_0001
Formel (Ch-1)
Figure imgf000036_0002
Formel (Ch-2), wobei die Gruppen an den Rest der Verbindung der Formel (F) jeweils über die mit * markierten Bindungen gebunden sind, wobei die Gruppen an den freien Positionen jeweils mit Resten RF substituiert sein können; wobei Y bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt ist aus O und NRF; und wobei RF definiert ist wie oben.
Die Gruppe AF ist bevorzugt bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
Figure imgf000037_0001
Die Gruppe ZF ist bevorzugt eine Einfachbindung.
Der Index i ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 1 oder 2.
Die folgenden Verbindungen sind Beispiele für Farbstoffverbindungen F:
Figure imgf000038_0001

Figure imgf000039_0001
Figure imgf000040_0001
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30
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35
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35
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Figure imgf000064_0001
Das flüssigkristalline Material kann in einer bestimmten bevorzugten Ausführungsform einen oder mehrere chirale Dotierstoffe enthalten.
Bevorzugt liegen in diesem Fall die Moleküle des flüssigkristallinen
Materials in der Schicht einer Vorrichtung enthaltend das flüssigkristalline Material gegeneinander verdrillt vor, besonders bevorzugt wie aus dem TN-Modus von Anzeigevorrichtungen bekannt.
Chirale Dotierstoffe werden bevorzugt in einer Gesamtkonzentration von 0.01 Gew.-% bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0.05 Gew.-% bis 1 Gew.-% verwendet. Um hohe Werte für die Verdrillung zu erhalten, kann die Gesamtkonzentration der chiralen Dotierstoffe auch höher als 3 Gew.- % gewählt werden, bevorzugt bis maximal 10 Gew.-%.
Die Anteile dieser Verbindungen und anderer Mindermengenkomponenten werden bei der Angabe der Anteile der Verbindungen und des Farbstoffs F im flüssigkristallinen Material vernachlässigt.
Bevorzugte Dotierstoffe sind die in der folgenden Tabelle abgebildeten Verbindungen:
Figure imgf000064_0002
Figure imgf000065_0001

Figure imgf000066_0001
Das flüssigkristalline Material enthält weiterhin bevorzugt einen oder mehrere Stabilisatoren. Die Gesamtkonzentration der Stabilisatoren liegt bevorzugt zwischen 0.00001 Gew.-% und 10 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 0.0001 Gew.-% und 1 Gew.-% der Gesamtmischung.
Bevorzugte Stabilisatoren sind in der folgenden Tabelle gezeigt:
Figure imgf000066_0002
Figure imgf000067_0001
Figure imgf000068_0001
Figure imgf000069_0001
Figure imgf000070_0001
Figure imgf000071_0001
Bevorzugt weist das flüssigkristalline Material einen Klärpunkt von höher als 100°C, besonders bevorzugt einen Klärpunkt von höher als 105°C, und ganz besonders bevorzugt einen Klärpunkt von höher als 110°C auf.
Bevorzugt stellt der Klärpunkt den Übergang zwischen einem nematischen und einem isotropen Zustand dar. Wie der Klärpunkt bestimmt wird, ist in den Ausführungsbeispielen angegeben.
Bevorzugt ist die dielektrische Anisotropie Δε des flüssigkristallinen Materials größer als 3, besonders bevorzugt größer als 5 und ganz besonders bevorzugt größer als 8.
Das flüssigkristalline Material, wie oben definiert, kann grundsätzlich in einer beliebigen optischen Schaltvorrichtung verwendet werden. Die optische Schaltvorrichtung kann in Anzeigevorrichtungen oder in schaltbaren Fenstern verwendet werden.
Bevorzugt ist dabei die Verwendung des erfindungsgemäßen
flüssigkristallinen Materials in einer Vorrichtung zur homogenen
Regulierung des Lichtdurchtritts durch eine Fläche. Die Vorrichtung zur homogenen Regulierung des Lichtdurchtritts durch eine Fläche wird bevorzugt in einem schaltbaren Fenster eingesetzt.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrichtung zur homogenen Regulierung des Lichtdurchtritts durch eine Fläche, enthaltend das erfindungsgemäße flüssigkristalline Material. Es gelten dabei die bevorzugten Ausführungsformen, die oben im
Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Material angegeben sind, ebenfalls als bevorzugt.
Das flüssigkristalline Material liegt in der Vorrichtung zur homogenen Regulierung des Lichtdurchtritts durch eine Fläche bevorzugt in einer Schicht vor. Diese Schicht ist bevorzugt schaltbar, stellt also eine
Schaltschicht dar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt zur Regulierung des Lichtdurchtritts in Form von Tageslicht von der Umgebung in einen Raum geeignet. Dabei erfolgt der zu regulierende Licht-Durchtritt von der Umwelt (dem Außenraum) in einen Raum hinein. Der Raum kann dabei ein beliebiger weitgehend von der Umgebung abgeschlossener Raum sein, beispielsweise ein Gebäude, ein Fahrzeug, oder ein Container. Die
Vorrichtung kann allgemein für beliebige Räume verwendet werden, besonders wenn diese nur begrenzten Luftaustausch mit der Umgebung aufweisen und lichtdurchlässige Begrenzungsflächen aufweisen, durch die Energie-Eintrag von außen in Form von Lichtenergie stattfinden kann. Besonders relevant ist die Verwendung der Vorrichtung für Räume, welche starker Sonneneinstrahlung durch lichtdurchlässige Flächen,
beispielsweise durch Fensterflächen, ausgesetzt sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt in einer Öffnung einer größeren flächigen Struktur angeordnet, wobei die flächige Struktur selbst nicht oder nur geringfügig Lichtdurchtritt zulässt, und wobei die Öffnung relativ gesehen lichtdurchlässiger ist. Bevorzugt ist die flächige Struktur eine Wand oder eine sonstige Begrenzung eines Raums nach außen. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Flächenausdehnung von mindestens 0.05 m2 aufweist, bevorzugt mindestens 0.1 m2, besonders bevorzugt mindestens 0.5 m2 und ganz besonders bevorzugt mindestens 0.8 m2.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist schaltbar. Unter Schaltung wird dabei eine Änderung des Licht-Durchtritts durch die Vorrichtung verstanden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bevorzugt elektrisch schaltbar.
Ist die Vorrichtung elektrisch schaltbar, umfasst sie bevorzugt zwei oder mehr Elektroden, die zu beiden Seiten der Schicht enthaltend das flüssigkristalline Material angebracht sind. Die Elektroden bestehen bevorzugt aus ITO oder aus einer dünnen, bevorzugt transparenten Metall- und/oder Metalloxidschicht, beispielsweise aus Silber oder FTO (Fluordotiertes Zinnoxid) oder einem alternativen, dem Fachmann für diese Verwendung bekannten Material. Die ITO-Elektroden können mit einer Passivierungsschicht, beispielsweise aus S1O2, ausgestattet sein. Die Elektroden sind bevorzugt mit elektrischen Anschlüssen versehen. Die Spannung wird bevorzugt durch eine Batterie, einen Akkumulator, oder durch externe Stromversorgung bereitgestellt. Der Schaltvorgang erfolgt im Fall von elektrischer Schaltung durch eine Ausrichtung der Moleküle des flüssigkristallinen Materials durch das Anlegen von Spannung.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei die Vorrichtung durch Anlegen einer Spannung von einem Zustand mit hoher Absorption, d. h. geringer Lichtdurchlässigkeit, der ohne Spannung vorliegt, in einen
Zustand mit geringerer Absorption, d. h. höherer Lichtdurchlässigkeit, überführt. Bevorzugt ist das flüssigkristalline Material in der Schicht in der Vorrichtung in beiden Zuständen nematisch. Der spannungslose Zustand jst bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass die Moleküle des
flüssigkristallinen Materials, und damit die Moleküle der
Farbstoffverbindung F, parallel zur Ebene der Schaltschicht ausgerichtet vorliegen. Dies wird bevorzugt durch eine entsprechend gewählte
Orientierungsschicht erreicht. Der Zustand unter Spannung ist bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass die Moleküle des flüssigkristallinen
Materials, und damit die Moleküle der Farbstoffverbindung F, senkrecht zur Ebene der Schaltschicht vorliegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die
Vorrichtung ohne externe Stromversorgung betrieben werden, indem die nötige Energie durch eine Solarzelle oder eine sonstige Vorrichtung zur Umwandlung von Licht und/oder Wärmeenergie in elektrische Energie bereitgestellt wird, die mit der Vorrichtung verbunden ist. Die Bereitstellung der Energie durch die Solarzelle kann direkt oder indirekt, d. h. über eine dazwischengeschaltete Batterie oder Akkumulator oder sonstige Einheit zur Speicherung von Energie, erfolgen. Bevorzugt ist die Solarzelle außen an der Vorrichtung angebracht oder sie ist innerer Bestandteil der
Vorrichtung, wie beispielsweise in WO 2009/141295 offenbart.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist bevorzugt die folgende
Schichtenabfolge auf, wobei zusätzlich weitere Schichten vorhanden sein können. Bevorzugt grenzen die im Folgenden angegebenen Schichten in der Vorrichtung direkt aneinander.
- Substratschicht, bevorzugt aus Glas oder Polymer
. elektrisch leitfähige transparente Schicht, bevorzugt aus ITC)
- Orientierungsschicht
- Schaltschicht, enthaltend das flüssigkristalline Material
- Orientierungsschicht
- elektrisch leitfähige transparente Schicht, bevorzugt aus ITO
_ Substratschicht, bevorzugt aus Glas oder Polymer.
Die bevorzugten Ausführungsformen der einzelnen Schichten werden im Folgenden dargestellt. Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine oder mehrere, besonders bevorzugt zwei Orientierungsschichten. Die
Orientierungsschichten liegen bevorzugt direkt angrenzend an die beiden Seiten der Schicht enthaltend das flüssigkristalline Material vor. Als Orientierungsschichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung können beliebige dem Fachmann hierzu bekannte Schichten verwendet werden. Bevorzugt sind Polyimid-Schichten, besonders bevorzugt Schichten aus geriebenem Polyimid. Auf bestimmte, dem Fachmann bekannte Art geriebenes Polyimid führt zu einer Ausrichtung der Moleküle des flüssigkristallinen Materials in Reiberichtung, wenn die Moleküle parallel zur Orientierungsschicht vorliegen (planare Ausrichtung). Dabei ist es bevorzugt, dass die Moleküle des flüssigkristallinen Materials nicht völlig planar auf der Orientierungsschicht vorliegen, sondern einen leichten Aufstellwinkel aufweisen (pretilt). Zum Erreichen von vertikaler Ausrichtung der Verbindungen des flüssigkristallinen Materials zur Oberfläche der Orientierungsschicht (homeotrope Ausrichtung) wird bevorzugt auf bestimmte Art behandeltes Polyimid als Material für die
Orientierungsschicht eingesetzt (Polyimid für sehr hohe Pretiltwinkel). Weiterhin können Polymere, die durch einen Belichtungsvorgang mit polarisiertem Licht erhalten wurden, als Orientierungsschicht zum
Erreichen einer Ausrichtung der Verbindungen des flüssigkristallinen Materials gemäß einer Orientierungsachse verwendet werden
(photoalignment).
Weiterhin bevorzugt ist in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schicht enthaltend das flüssigkristalline Material zwischen zwei Substratschichten angeordnet bzw. von diesen eingeschlossen. Die Substratschichten können beispielsweise aus Glas oder einem Polymer, bevorzugt einem lichtdurchlässigen Polymer, bestehen. Bevorzugt ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sie keinen Polarisator auf Polymerbasis, besonders bevorzugt keinen in fester Materiephase vorliegenden Polarisator und ganz besonders bevorzugt überhaupt keinen Polarisator umfasst. Die Vorrichtung kann jedoch gemäß einer alternativen Ausführungsform auch einen oder mehrere Polarisatoren aufweisen. Bevorzugt sind die Polarisatoren in diesem Fall Linearpolarisatoren.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sowohl absorptive als auch reflektive Polarisatoren eingesetzt werden. Bevorzugt werden
Polarisatoren verwendet, die als dünne optische Filme vorliegen. Beispiele für reflektive Polarisatoren, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden können, sind DRPF- (diffusive reflective polariser film, 3M), DBEF- (dual brightness enhanced film, 3M), DBR- (layered-polymer distributed Bragg reflectors, wie in US 7,038,745 und US 6,099,758 beschrieben) und APF-Filme (advanced polariser film, 3M, vgl. Technical Digest SID 2006, 45.1 , US 2011/0043732 und US 7023602). Weiterhin können Polarisatoren basierend auf Drahtgittern (WGP, wire-grid- polarisers), welche Infrarotlicht reflektieren, eingesetzt werden. Beispiele für absorptive Polarisatoren, welche in den erfindungsgemäßen
Vorrichtungen eingesetzt werden können, sind der Itos XP38-
Polarisatorfilm und der Nitto Denko GU-1220DUN-Polarisatorfilm.
Weiterhin bevorzugt enthält erfindungsgemäße Vorrichtung ein
Lichtleitsystem, das Licht zu einer Solarzelle oder einer sonstigen
Vorrichtung zur Umwandlung von Licht und/oder Wärmeenergie in elektrische Energie leitet, bevorzugt wie in WO 2009/141295 beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße
Vorrichtung Bestandteil eines in seiner Lichtdurchlässigkeit schaltbaren Fensters, besonders bevorzugt eines Fensters enthaltend mindestens eine Glasfläche, ganz besonders bevorzugt eines Fensters, welches
Mehrscheiben-Isolierglas enthält.
Unter Fenster wird dabei insbesondere eine Struktur in einem Gebäude verstanden, welche einen Rahmen und mindestens eine von diesem Rahmen umfasste Glasscheibe enthält. Bevorzugt enthält sie einen wärmeisolierenden Rahmen und zwei oder mehr Glasscheiben
(Mehrscheiben-Isolierglas). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung direkt auf einer Glasfläche eines Fensters aufgebracht, besonders bevorzugt im Zwischenraum zwischen zwei Glasscheiben von Mehrscheiben-Isolierglas. Ein in seiner Lichtdurchlässigkeit schaltbares Fenster, enthaltend eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bevorzugt mit den oben angegebenen bevorzugten Merkmalen, ist weiterer Gegenstand der Erfindung. Ausführungsbeispiele
A) Allgemeine Verfahren
Der Anisotropiegrad R wird ermittelt aus dem Wert für den
Extinktionskoeffizienten E(p) (Extinktionskoeffizient der Mischung bei paralleler Ausrichtung der Moleküle zur Polarisationsrichtung des Lichts) und dem Wert für den Extinktionskoeffizienten der Mischung E(s)
(Extinktionskoeffizient der Mischung bei senkrechter Ausrichtung der Moleküle zur Polarisationsrichtung des Lichts), jeweils bei der Wellenlänge des Maximums der Absorptionsbande des betreffenden Farbstoffs. Hat der Farbstoff mehrere Absorptionsbanden, so wird die intensivste
Absorptionsbande im VIS- oder NIR-Bereich ausgewählt. Die Ausrichtung der Moleküle der Mischung wird durch eine Orientierungsschicht erreicht, wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet der LC-Displaytechnik bekannt ist. Zur Eliminierung von Einflüssen durch flüssigkristallines Medium, sonstigen Absorptionen und/oder Reflexionen wird jeweils gegen eine identisch vorliegende Mischung, die keinen Farbstoff enthält, gemessen und der erhaltene Wert subtrahiert. Die Messung erfolgt mit linear polarisiertem Licht, dessen
Schwingungsrichtung entweder parallel zur Orientierungsrichtung ist (Bestimmung von E(p)) oder senkrecht zur Orientierungsrichtung ist (Bestimmung von E(s)). Dies kann durch einen Linearpolarisator erreicht werden, wobei der Polarisator gegen die Vorrichtung gedreht wird, um die beiden unterschiedlichen Schwingungsrichtungen zu realisieren. Die Messung von E(p) und E(s) erfolgt also über die Drehung der
Schwingungsrichtung des eingestrahlten polarisierten Lichts.
Der Anisotropiegrad R wird aus den erhaltenen Werten für E(s) und E(p) nach der Formel
R=[E(p)-E(s)] / [E(p) + 2*E(s)] berechnet, wie unter anderem in„Polarized Light in Optics and
Spectroscopy", D. S. Kliger et al., Academic Press, 1990, angegeben. Die chemischen Strukturen der einzelnen Bestandteile der Mischungen werdendurch Abkürzungen wiedergegeben (Akronyme). Diese
Abkürzungen sind in WO 2012/052100 explizit vorgestellt und erklärt (S. 63 - 89), so dass zur Erläuterung auf die genannte Anmeldung verwiesen wird.
Für die Mischungen sind der Klärpunkt in °C, die optische Anisotropie Δη und die dielektrische Anisotropie Δε angegeben. Die physikalischen Eigenschaften werden nach "Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Deutschland bestimmt und gelten für eine Temperatur von 20°C. Der Wert von Δη wird bei 589 nm bestimmt und der Wert von Δε wird bei 1 kHz bestimmt.
B) Zusammensetzung der Hostmischungen (flüssigkristallines Material ohne Farbstoff)
H-1 H-2
Klärpunkt 109.5 °C 124°C
Dielektrische
9.0 12.4
Anisotropie Δε
Optische Anisotropie
0.0986 0.1695
Δη
Zusammensetzung Verbindung % Verbindung %
CCGU-3-F 6 CPU-3-F 11
CCQU-3-F 12 CPU-5-F 11
CCQU-5-F 10 CGU-2-F 7
CCU-3-F 10 CGU-3-F 8
CGPC-3-3 6 PGU-2-F 9
CP-3-O1 10 PGU-3-F 9
CCZU-3-F 15 PGU-5-F 7
CCZU-5-F 1.5 CCGU-3-F 8
PGUQU-3-F 2.5 CCP-V-1 6
CPGU-3-OT 4 CPPC-3-3 3
CPG-3-F 4 CGPC-3-3 5 CPP-3-2 5 CGPC-5-3 5
CC-3-4 4 CGPC-5-5 5
CC-3-5 5 PGIGI-3-F 6
CC-3-O1 5
H-3 H-4
Klärpunkt 108.5 °C 114.3 °C
Dielektrische
13.4 11.2
Anisotropie Δε
Optische Anisotropie
0.1082 0.0861
Δη
Zusammensetzung Verbindung % Verbindung %
CC-3-O1 8 CC-3-V1 10
CCP-3-1 4 PGUQU-3-F 4
CCP-3-3 7 CCGU-3-F 5.5
CP-3-O1 8 CCG-3-OT 9
CCP-3-OT 9 CPU-3-F 11
CCP-5-OT 5 CPU-5-F 4
CPU-3-F 10 CCQU-3-F 10
CCQU-3-F 20 CCQU-5-F 7.5
CCGU-3-F 2.5 CCZU-2-F 4
PUQU-3-F 3 CCZU-3-F 12
APUQU-2-F 5 CCZU-5-F 4
APUQU-3-F 8 CCEU-3-F 12
PGUQU-3-F 5 CCEU-5-F 7
CPGU-3-OT 3.5
CPGP-4-3 2
Figure imgf000080_0001
C) Bestimmung der Löslichkeit von Farbstoffverbindungen
Die Löslichkeit wird aus übersättigten Lösungen unter regelmäßiger Entnahme von Proben, Filtration und spektroskopischer Bestimmung der Konzentration ermittelt. Die Probenentnahme erfolgt in regelmäßigen Abständen, um das Langzeitverhalten zu verfolgen. Die Untersuchung wird über 12 Wochen durchgeführt. Die Proben werden bei+20°C gelagert. Die maximale Farbstoffkonzentration, bis zu der keine Kristallisation unter den angegebenen Bedingungen erfolgt, wird als„Löslichkeit" angegeben. Folgende Farbstoffe werden dabei verwendet:
Figure imgf000081_0001
Figure imgf000082_0001
In der flüssigkristallinen Mischung H-1 werden Löslichkeitsversuche mit den Farbstoffen D-1 bis D-5 durchgeführt.
Dabei werden die folgenden Löslichkeiten erhalten:
Figure imgf000082_0002
In der flüssigkristallinen Mischung H-2 werden Löslichkeitsversuche mit den Farbstoffen D-1 bis D-5 durchgeführt.
Dabei werden die folgenden Löslichkeiten erhalten:
Figure imgf000082_0003
In der flüssigkristallinen Mischung H-3 werden Löslichkeitsversuche mit den Farbstoffen D-1 bis D-5 durchgeführt.
Dabei werden die folgenden Löslichkeiten erhalten:
Figure imgf000082_0004
In der flüssigkristallinen Mischung H-4 werden Löslichkeitsversuche mit den Farbstoffen D-1 bis D-5 durchgeführt.
Dabei werden die folgenden Löslichkeiten erhalten: Farbstoffverbindung Löslichkeit (Gew.-%)
D-2 1.5
D-4 1.6
Die Ergebnisse zeigen, dass mit den erfindungsgemäßen Mischungen eine gute Löslichkeit der Farbstoffe, wobei die Löslichkeit über einen langen Zeitraum stabil bleibt, erreicht wird. Dies gilt insbesondere für
Benzothiadiazol-Farbstoffe, Diketopyrrolopyrrol-Farbstoffe und
Azofarbstoffe.
D) Bestimmung der Voltage Holding Ratio (VHR) der Farbstoffmischungen
Für die Mischungen H-1 bis H-4 (erfindungsgemäß) und die
Vergleichsmischung H-5 wird die Voltage holding ratio (VHR) jeweils für die Einzelmischung und für die Kombination mit dem Farbstoff D-2 gemessen. Dabei wird zum einen der initiale Wert für die VHR, und zum anderen der Wert für die VHR nach Lichtbelastung bestimmt (suntest 1 Woche). Die Lichtbelastung besteht darin, dass die Probe intensivem Licht (Ausschluss von UV-Licht durch 400 nm cut-off Filter) in einem Suntest CPS+ der Firma MTS-Atlas ausgesetzt wird. Der Wert AVHR stellt entsprechend die Differenz zwischen dem Wert für die VHR nach
Lichtbelastung und dem initialen Wert für die VHR dar.
Zur Bestimmung der VHR wird das Material einem Spannungspuls ausgesetzt, und dessen elektrische Eigenschaften werden ermittelt. Es wird dabei vorgegangen wie in "Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Abschnitt VIII, Status Nov. 1997, Merck KGaA,
Deutschland, und in H. Seiberle et al., SID 1992, 92, S. 25 ff. beschrieben.
Der Wert AVHR stellt ein Maß für die Konstanz des elektrischen
Widerstands des Materials über die Zeit dar, und ist daher von Bedeutung für die Leistung der optischen Schaltvorrichtung enthaltend das LC- Material. Der Wert ist insbesondere von Bedeutung für die Leistung und den visuellen Eindruck von Smart Windows enthaltend das LC-Material.
Figure imgf000084_0001
Die Ergebnisse zeigen, dass mit den erfindungsgemäßen Mischungen H-1 bis H-4 überraschenderweise sehr gute Ergebnisse für den Wert AVHR erhalten werden.
AVHR bezeichnet den Abfall der VHR, nachdem die Mischung eine Woche der oben beschriebenen Lichtbelastung ausgesetzt war (Suntest 1
Woche).
Die sehr guten Ergebnisse werden insbesondere bei der Kombination mit Benzothiadiazol- und Diketopyrrolopyrrol-Farbstoffen erreicht (D-2 ist ein Benzothiadiazol-Farbstoff).
Die Vergleichsmischung H-5 zeigt deutlich schlechtere Ergebnisse für den Wert AVHR, insbesondere im Fall der Kombination mit Farbstoffen.

Claims

Patentansprüche
1. Flüssigkristallines Material mit einen Klärpunkt von höher als 95°C und mit einer positiven dielektrischen Anisotropie Δε, enthaltend eine oder mehrere Farbstoffverbindungen F und eine oder mehrere Verbindungen einer Formel (IA) oder (IB)
Figure imgf000085_0001
Formel (IA)
Figure imgf000085_0002
Formel (IB), wobei für die auftretenden Gruppen und Indices gilt: ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt
Figure imgf000085_0003
/ \
Figure imgf000085_0004
Figure imgf000086_0001
Figure imgf000087_0001
ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus F, Cl, CN, Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen,
Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen und
Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome in den Alkyl-, Alkoxy- und
Thioalkoxygruppen durch F oder Cl ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere Chb-Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy- und Thioalkoxygruppen durch O oder S ersetzt sein können; ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine Gruppe einer Formel (A12A) oder (A12B)
Figure imgf000088_0001
Formel (A12A) Formel (A12B), wobei die mit * gekennzeichnete Bindung die Bindung an die Gruppe Z11 bezeichnet; ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus - CO-O-, -O-CO-, -CF2-CF2-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CH2-CH2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -C=C-, -OCH2-, -CH2O-, und Einfachbindungen; ist gewählt aus Alkylengruppen mit 3 bis 12 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome in den Alkylengruppen durch F, Cl, -Si(R1)20Si(R1)20Si(R1)3) Si(R )3 oder CN ersetzt sein können, und wobei ein oder mehrere Chb-Gruppen in den Alkylengruppen durch CR1=CR\ C=C, Si(R1)2) Si(R )2O, O, S, -O-CO- oder -CÖ-O- ersetzt sein können; ist gewählt aus H, F, Cl, CN, NCS, R1-O-CO-, R1-CO-O-, Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkoxygruppien mit 1 bis 10 C-Atomen, Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkenylgruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, Alkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen und Thioalkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch F, Cl, -Si(R )2OSi(R1)2OSi(R )3, Si(R1)3 oder CN ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere Ch -Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch Si(R )2, Si(R )2O, O, S, -O-CO-, -CO-O- oder eine Einheit A11 ersetzt sein können; ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, bei denen eine oder mehrere Wasserstoffatome durch F, Cl,
-Si(R1)2OSi(R1)2OSi(R )3, Si(R )3 oder CN ersetzt sein können, und bei denen eine oder mehrere CH2-Gruppen durch Si(R )2, Si(R )20, O oder S ersetzt sein können; ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus H, F, Cl, CN, NCS, CF3, CF2CF3, CHF2, CH2F, CH=CF2, CH=CFH, CH=CH(CN), OCFs, OC(CF3)3, OCF2CF3, OCHF2, OCH2F, O-CH=CF2, 0-CH=CFH, 0-CF2-CF=CF2, OSFs, SFs, SCF3, SCF2CF3,SCHF2, SCH2F, S-CH=CF2, S-CH=CFH, R1- O-CO-, R1-CO-O-, Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkenylgruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, Alkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen und
Thioalkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch F, Cl oder CN ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere CH2-Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und
Alkenyloxygruppen durch O, S, -O-CO- oder -CO-O- ersetzt sein können; wobei mindestens ein Rest R12 in der Gruppe A 2 gewählt ist aus F, Cl, CN, NCS, CF3, CF2CF3) CHF2, CH2F, CH=CF2, CH=CFH, CH=CH(CN), OCF3, OC(CF3)3, OCF2CF3, OCHF2, OCH2F, 0-CH=CF2, 0-CH=CFH, 0-CF2-CF=CF2, OSFs, SFs, SCF3, SCF2CF3,SCHF2, SCH2F, S-CH=CF2 und S-CH=CFH; und n ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 1 , 2, 3 oder 4.
2. Flüssigkristallines Material nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Index n bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 2 oder 3 ist.
3. Flüssigkristallines Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel (IA) einer Formel (IA-1), (IA-2), (IA-3) oder (IA-4) entspricht
Figure imgf000090_0001
Formel (IA-1)
Figure imgf000090_0002
Formel (IA-4) wobei für die auftretenden Gruppen gilt:
Ri i i Ri2 R131 Ri4i sjnd definiert wie R11 in Anspruch 1 ;
Z12 , Z14 sind gewählt aus -CO-O-, -O-CO-, -CF2-CF2-, -CF2-O-, -O- CF2-, -CH2-CH2-, -OCH2- und -CH2O-;
Aiiit A121 , A131, A141 sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden und definiert wie A 1 in Anspruch 1; A112 A122 A132 A142 sjnd ewählt 3US
Figure imgf000091_0001
ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt F, CF3, CF2CF3l CHF2, CH2F, OCF3, OCF2CF3, OCHF2, OCH2F, SF5 und OSFs.
4. Flüssigkristallines Material nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass A112, A122, A132, A142 gewählt sind aus
Figure imgf000091_0002
5. Flüssigkristallines Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass darin die Verbindung der
Formel (IA) oder (IB) in einem Gesamtanteil von 70 Gew.-% bis 90 Gew.-% enthalten ist.
6. Flüssigkristallines Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere dreikernige Verbindungen, in denen alle drei Kerne aromatisch sind, in einem Gesamtanteil von mindestens 1 Gew.-% enthält.
7. Flüssigkristallines Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere
Verbindungen einer Formel (II) enthält
Figure imgf000092_0001
Formel (II), wobei für die auftretenden Gruppen und Indices gilt:
A21 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
Figure imgf000092_0002
Z21 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus -CO-O-, -O-CO-, -CF2-CF2-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CH2-CH2-, -CH=CH-, und Einfachbindungen;
R2 , R22 sind bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen und Alkenylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen; k ist gleich 1, 2, 3, oder 4.
8. Flüssigkristallines Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es Verbindungen mit einer oder mehreren Cyanogruppen in einem Anteil von höchstens 10 Gew.-% enthält.
9. Flüssigkristallines Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei verschiedene Farbstoffverbindungen F enthält, die jeweils
verschiedene Bereiche des Lichtspektrums abdecken, so dass insgesamt der Eindruck schwarzer Farbe des Materials entsteht.
Flüssigkristallines Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei oder mehr
unterschiedliche Farbstoffverbindungen F enthält, und diese entweder alle positiv dichroitisch sind, oder alle negatic dichroitisch sind.
11. Flüssigkristallines Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffverbindungen F gewählt sind aus Azoverbindungen, Anthrachinonen,
Methinverbindungen, Azomethinverbindungen,
Merocyaninverbindungen, Naphthochinonen, Tetrazinen,
Benzothiadiazolen, Pyrromethenen und Diketopyrrolopyrrolen.
12. Flüssigkristallines Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffverbindungen F einer Formel (F) entsprechen
Figure imgf000093_0001
Formel (F), wobei für die auftretenden Gruppen gilt: ist eine beliebige chromophore Gruppe; AF ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
X
Figure imgf000094_0001
Figure imgf000095_0001

Figure imgf000096_0001
X ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus
F, Cl, CN, Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen,
Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen und
Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome in den Alkyl-, Alkoxy- und
Thioalkoxygruppen durch F oder Cl ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere Chb-Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy- und Thioalkoxygruppen durch O oder S ersetzt sein können; ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden und gewählt aus H, F, Cl, CN, NCS, R1-0-CO-, R1-CO-0-, Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkoxygruppen mit 1 bis 10 C- Atomen, Thioalkoxygruppen mit 1 bis 10 C-Atomen,
Alkenylgruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, Alkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen und Thioalkenyloxygruppen mit 2 bis 10 C-Atomen, wobei ein oder mehrere H-Atome in den Alkyl- Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch F, Cl oder CN ersetzt sein können, und wobei eine oder mehrere Ch -Gruppen in den Alkyl-, Alkoxy-, Thioalkoxy-, Alkenyl- und Alkenyloxygruppen durch O, S, -O-CO- oder -CO-O- ersetzt sein können; ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus Alkylgruppen mit 1 bis 10 C-Atomen, bei denen eine oder mehrere Wasserstoffatome durch F oder Cl ersetzt sein können, und bei denen eine oder mehrere Ch -Gruppen durch O oder S ersetzt sein können; ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt aus CO-O-, -O-CO-, -CF2-CF2-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CH2-CH2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -C=C-, -OCH2-, -CH2O-, und Einfachbindungen; und ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden 1 , 2, oder 3.
13. Flüssigkristallines Material nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Gruppe Ch einer der folgenden Formeln
(Ch-1) und (Ch-2) entspricht
Figure imgf000097_0001
wobei die Gruppen an den Rest der Verbindung der Formel (F) jeweils über die mit * markierten Bindungen gebunden sind, wobei die Gruppen an den freien Positionen jeweils mit Resten RF substituiert sein können; wobei Y bei jedem Auftreten gleich oder verschieden gewählt ist aus O und NRF; und wobei RF definiert ist wie in Anspruch 12.
14. Flüssigkristallines Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass seine dielektrische
Anisotropie Δε größer als 3 ist.
15. Verwendung des flüssigkristallinen Materials nach einer oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 in einer optischen
Schaltvorrichtung.
Vorrichtung zur homogenen Regulierung des Lichtdurchtritts durch eine Fläche, enthaltend ein flüssigkristallines Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssigkristalline Material in einer Schaltschicht vorliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Regulierung des Lichtdurchtritts in Form von Tageslicht von der Umgebung in einen Raum geeignet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dasss sie elektrisch schaltbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis dadurch gekennzeichnet, dass sie keinen Polarisator umfasst.
Fenster, enthaltend eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 20.
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