(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱応答性であり、放射エネルギーに対して透過性の小さい状態と放射エネルギーに対して透過性の大きい状態との間で切り替わること、および切り替え温度が２０〜５０℃であることを特徴とするスイッチ素子であって、以下の式（Ｉ）、（ＩＩ−１）、（ＩＩ−２）、（ＩＩ−４）、（ＩＩＩ）および（ＩＶ）のいずれかで表される化合物からなり、かつ式（Ｉ）で表される化合物の合計濃度が１５〜９０質量％である液晶媒体を含む、前記スイッチ素子：
【化１】
0005981917.tif 000152
式中、
Ｒ１１、Ｒ１２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、ＣＮ、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基であり、
【化２】
0005981917.tif 000153
は、
【化３】
0005981917.tif 000154
であり、
【化４】
0005981917.tif 000155
は、
【化５】
0005981917.tif 000156
であり、
Ｚ１１は、単結合である；
【化６】
0005981917.tif 000157
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基および２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはチオアルケニルオキシ基から選択され、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、
Ｒ１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、ここで１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、
【化７】
0005981917.tif 000158
は、同一に、または異なって
【化８】
0005981917.tif 000159
から選択され、
Ｚ２１は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−Ｏ−および単結合から選択される；
【化９】
0005981917.tif 000160
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基および２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはチオアルケニルオキシ基から選択され、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、
Ｒ１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、ここで１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、
【化１０】
0005981917.tif 000161
は、同一に、または異なって
【化１１】
0005981917.tif 000162
から選択され；ここで
Ｘは、出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基であり、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで、１個または２個以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよく、
Ｚ２２は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−Ｏ−および単結合から選択される；
【化１２】
0005981917.tif 000163
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基および２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはチオアルケニルオキシ基から選択され、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、
Ｒ１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、ここで１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、
【化１３】
0005981917.tif 000164
は、同一に、または異なって
【化１４】
0005981917.tif 000165
【化１５】
0005981917.tif 000166
から選択され、
Ｘは、出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基であり、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで、１個または２個以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよく、
Ｚ２４は、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＸ−、−ＣＸ＝ＣＨ−および−ＣＸ＝ＣＸ−から選択される；
【化１６】
0005981917.tif 000167
式中、
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ４１およびＲ４２は、上記のＲ２１およびＲ２２について示した意味を有し、
【化１７】
0005981917.tif 000168
は、各出現において同一に、または異なって、
【化１８】
0005981917.tif 000169
から選択され、
Ｘは、上に定義されるとおりであり、
Ｚ３１およびＺ３２は、各出現において同一に、または異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−および単結合から選択され、
Ｚ４１、Ｚ４２およびＺ４３は、各出現において同一に、または異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−および単結合から選択される。
【請求項２】
液晶媒体が、式（ＩＩ−１）、（ＩＩ−２）および（ＩＩ−４）のいずれかであらわされた化合物から選択される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ素子。
【請求項３】
液晶媒体が、式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）のいずれかで表される化合物から選択された１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のスイッチ素子。
【請求項４】
液晶媒体が、式（Ｉ）の化合物として、以下の式（Ｉ−１）
【化１９】
0005981917.tif 000170
式中、
【化２０】
0005981917.tif 000171
および
【化２１】
0005981917.tif 000172
は、請求項１におけるように定義され、
Ｒ１１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基であり、
Ｒ１２は、Ｆ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基である、
で表される１種または２種以上の化合物を含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
【請求項５】
液晶媒体が、式（ＩＩ−１）の化合物として、以下の式（ＩＩ−１ａ）
【化２２】
0005981917.tif 000173
式中、
Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシ基、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏによって置き換えられていてもよい、である、
で表される１種または２種以上の化合物を含有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
【請求項６】
液晶媒体が、式（ＩＩ−２）の化合物として、以下の式（ＩＩ−２ａ）
【化２３】
0005981917.tif 000174
式中、
Ｒ２１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルであり、
Ｒ２２は、ＣＮである、
で表される１種または２種以上の化合物を含有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
【請求項７】
液晶媒体が、式（ＩＩ−４）の化合物として、以下の式（ＩＩ−４ａ）、（ＩＩ−４ｂ）および（ＩＩ−４ｅ）
【化２４】
0005981917.tif 000175
式中、
Ｒ２１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基であり、
Ｒ２２は、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基であり、
Ｘは、Ｆである、
のいずれかで表される１種または２種以上の化合物を含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
【請求項８】
液晶媒体が、式（ＩＩＩ）の化合物として、以下の式（ＩＩＩ−１）および（ＩＩＩ−３）
【化２５】
0005981917.tif 000176
式中、
【化２６】
0005981917.tif 000177
Ｘは、Ｆであり、
Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、
Ｒ３２は、Ｆ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、ここで上述の基における１つまたは２つ以上のＨ原子はＦにより置き換えられていてもよい、であり、
Ｚ３２は、−ＣＯ−Ｏ−である、
のいずれかで表される１種または２種以上の化合物を含有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
【請求項９】
液晶媒体が、式（ＩＶ）の化合物として、以下の式（ＩＶ−１）
【化２７】
0005981917.tif 000178
式中、
【化２８】
0005981917.tif 000179
Ｘは、Ｆであり、
Ｒ４１およびＲ４２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基である、
で表される１種または２種以上の化合物を含有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
【請求項１０】
請求項１に記載のスイッチ素子であって、以下の式（Ｉ−１）、（ＩＩ−１ａ）、（ＩＩ−２ａ）、（ＩＩ−４ａ）、（ＩＩ−４ｂ）、（ＩＩ−４ｅ）、（ＩＩＩ−１）、（ＩＩＩ−３）および（ＩＶ−１）のいずれかで表される化合物からなり、かつ式（Ｉ−１）で表される化合物の合計濃度が１５〜９０質量％である液晶媒体を含む、前記スイッチ素子：
【化２９】
0005981917.tif 000180
式中、
【化３０】
0005981917.tif 000181
および
【化３１】
0005981917.tif 000182
は、請求項１におけるように定義され、
Ｒ１１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基であり、
Ｒ１２は、Ｆ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基である；
【化３２】
0005981917.tif 000183
式中、
Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルケニルオキシ基、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏによって置き換えられていてもよい、である；
【化３３】
0005981917.tif 000184
式中、
Ｒ２１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルであり、
Ｒ２２は、ＣＮである；
【化３４】
0005981917.tif 000185
式中、
Ｒ２１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基であり、
Ｒ２２は、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基であり、
Ｘは、Ｆである；
【化３５】
0005981917.tif 000186
式中、
【化３６】
0005981917.tif 000187
Ｘは、Ｆであり、
Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、
Ｒ３２は、Ｆ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、ここで上述の基における１つまたは２つ以上のＨ原子はＦにより置き換えられていてもよい、であり、
Ｚ３２は、−ＣＯ−Ｏ−である；
【化３７】
0005981917.tif 000188
式中、
【化３８】
0005981917.tif 000189
Ｘは、Ｆであり、
Ｒ４１およびＲ４２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基である。
【請求項１１】
液晶媒体における、式（Ｉ）の化合物の合計濃度が２０〜９０％であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
【請求項１２】
電気配線、電気回路および／または切り替えネットワークがスイッチ素子中に存在しないことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のスイッチ素子。
【請求項１３】
請求項１において定義された式（Ｉ）、（ＩＩ−１）、（ＩＩ−２）、（ＩＩ−４）、（ＩＩＩ）および（ＩＶ）のいずれかで表される化合物からなる液晶媒体であって、式（Ｉ）で表される１種または２種以上の化合物を１５〜９０質量％の合計濃度で含有すること、および放射エネルギーに対して透過性の小さい状態と放射エネルギーに対して透過性の大きい状態との間で切り替わる温度が２０〜５０℃であることを特徴とする、前記液晶媒体。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液晶媒体であって、請求項１０において定義された式（Ｉ−１）、（ＩＩ−１ａ）、（ＩＩ−２ａ）、（ＩＩ−４ａ）、（ＩＩ−４ｂ）、（ＩＩ−４ｅ）、（ＩＩＩ−１）、（ＩＩＩ−３）および（ＩＶ−１）のいずれかで表される化合物からなること、および式（Ｉ−１）で表される１種または２種以上の化合物を１５〜９０質量％の合計濃度で含有することを特徴とする、前記液晶媒体。
【請求項１５】
−４０℃において、＞１０００時間の低温安定性を有する、請求項１３または１４に記載の液晶媒体。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の液晶媒体の、熱応答性の光学的スイッチ素子における使用。
【請求項１７】
請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の液晶媒体およびポリマー、好ましくは微孔性ポリマーを含む、複合系。
【請求項１８】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のスイッチ素子の、内部空間と環境との間の放射エネルギーの流れの調節のための使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱応答性であり、放射エネルギーに対して透過性の小さい状態と放射エネルギーに対して透過性の大きい状態との間で切り替えられ、液晶媒体を含むスイッチ素子に関する。本発明はさらに、内部空間と環境との間の放射エネルギーの流れの調節のための、および内部空間の温度の調節のためのスイッチ素子の使用に関する。本発明はさらに、特に上記で述べたスイッチ素子において使用するための液晶媒体であって、式（Ｉ）で表される化合物を含むことを特徴とする、前記液晶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチ素子を、本発明に従い、建物における窓または相当する開口部において、例えばガラス張りのドア、天窓および／またはガラス屋根において、光流入の調節のために使用する。
【０００３】
本発明の目的のために、液晶媒体という用語は、ある条件の下で液晶特性を示す材料または化合物を意味するものと解釈されるべきものとする。好ましくは、液晶媒体はサーモトロピック挙動を示し、より好ましくは、液晶媒体は、温度によって誘起された、アイソトロピック相から液晶相への、最も好ましくはネマチック相への誘起相転移を示す。
【０００４】
本発明の目的のために、内部空間という用語は、私有の、公共の、または商業ビル、例えば事務所用途のために使用される建物における内部空間、およびまた車両の内部空間の両方を意味するものと解釈されることを意図する。さらに、内部空間という用語はまた、純粋に商業的に使用される建物の内部空間、例えば温室を意味するものと解釈されることを意図する。
【０００５】
本発明の目的のために、窓という用語は、建物における、輸送コンテナーにおける、または車両における固体材料によって密閉されたあらゆる所望の光透過性開口部を意味するものと解釈されることを意図する。
【０００６】
本発明の目的のために、放射エネルギーの流れは、太陽から発せられ、大気中を通過した後に地球に当たり、ガラスシートによってわずかに吸収されるに過ぎないかまたは全く吸収されない電磁放射の流れを意味するものと解釈される。電磁放射は、あるいはまた太陽以外の光源から発せられ得る。比較的短波長の放射線（ＵＶ−Ｂ光）および長波長の赤外線が大気によって、またはガラスシートによって吸収されるので、本発明の目的のために、「放射エネルギー」という用語は、ＵＶ−Ａ光、可視領域中の光（ＶＩＳ光）および近赤外線（ＮＩＲ）光を含むものと理解される。
【０００７】
光という用語は、より正確に定義しない場合には、同様にＵＶ−Ａ領域、ＶＩＳ領域および近赤外線領域における電磁放射を意味するものと解釈されることを意図する。
【０００８】
本発明の目的のために、ＵＶ−Ａ光は、物理光学の分野において一般的に用いられている定義により、３２０〜３８０ｎｍの波長の電磁放射であるものと理解される。ＶＩＳ光は、３８０〜７８０ｎｍの波長の電磁放射であるものと理解される。近赤外線光（ＮＩＲ）は、７８０〜３０００ｎｍの波長の電磁放射であるものと理解される。したがって、本発明の目的のために、「放射エネルギー」および「光」という用語は、３２０〜３０００ｎｍの波長の電磁放射であるものと理解される。
【０００９】
したがって、本発明の目的のために、スイッチ素子という用語は、それが放射エネルギーに対してより低い透過を有する状態と、それが放射エネルギーに対してより高い透過を有する状態との間で切り替わることが可能であるデバイスを示し、放射エネルギーという用語は、上記のように定義される。スイッチ素子は、放射エネルギーのスペクトルの１つまたは２つ以上のサブ領域(Sub-Region)において選択的に切り替わり得る。「デバイス」および「スイッチ素子」という用語を、以下において同義に使用する。
【００１０】
本発明の光学的スイッチ素子は、熱応答性である。しかしながら、それはさらにまた、１つまたは２つ以上の他の機構によって、例えば電流または機械的機構によって制御され得る。好ましくは、そのような他の機構は存在しない。
【００１１】
現代の建物は、景観上の理由のために、ならびにまた内部空間の明るさおよび快適性の両方に関して所望される、高比率のガラス表面によって識別される。生活もしくは商業目的のために使用される、および／または公共に使用し得る建物が高いエネルギー効率を有することは、近年同様に重要になった。これは、温帯気候帯（ここに大多数の高度先進工業国が位置する）における寒冷な季節においては、可能な限り少ないエネルギーを暖房目的のために消費しなければならず、内部空間の空調は、温暖な季節においては不必要であるかまたはほとんど必要ではないに過ぎないことを意味する。
【００１２】
しかしながら、高比率のガラス表面によって、これらの目的の達成が妨げられる。暖かい気候帯において、および温帯気候帯における暖かい季節において、ガラス表面は、これに太陽放射が当たると、内部空間の望まれない加熱をもたらす。これは、ガラスが電磁スペクトルのＶＩＳおよびＮＩＲ領域中の放射線に対して透過的であるという事実による。内部空間中の物体は、通過した放射線を吸収し、それによって温められ、その結果、内部空間の温度の上昇がもたらされる（温室効果）。
【００１３】
温室効果と呼ばれるガラス表面の裏側の内部空間の温度のこの上昇は、放射線を吸収した内部における物体もまた放射線を放つという事実による。しかしながら、これらの物体の放たれた放射線は、主として光の赤外線スペクトル（典型的には約１０，０００ｎｍの波長）にある。したがって、それは、ガラスを再び通過することができず、ガラス張りの裏側の空間中に「閉じ込められる」。
【００１４】
しかしながら、建物中のガラス表面の上記の効果は、一般的に望まれないわけではない：特に寒帯気候帯における、または温帯気候帯における寒冷な季節における低い外部温度において、温室効果による太陽放射に起因する内部空間の加熱は、暖房のためのエネルギー必要量がそれによって低減され、これによりコストを節約することができるので、有利であり得る。
【００１５】
したがって、建物のエネルギー効率の増大する重要性と共に、窓またはガラス表面を通過するエネルギーの流れを制御するデバイスについての需要が拡大している。特に、ガラス表面を通過するエネルギーの流れが、特定の時点において優勢な条件（熱、寒冷、高い太陽放射、低い太陽放射）と整合することを可能にするデバイスについての需要がある。
【００１６】
特に興味深いのは、高い太陽放射と組み合わされた暖かい外側温度と、低い太陽放射と組み合わされた低温の外側温度との間で季節的変化が生じる、温暖な気候帯におけるそのようなデバイスの提供である。
【００１７】
従来技術には、エネルギーの流れを制限するが可変方式で適合させることができない非切り替え可能なデバイス、およびまたエネルギーの流れを優勢なそれぞれの条件に整合させることができる切り替え可能なデバイスの両方が開示されている。切り替え可能なデバイスの中で、周囲条件に対して自動的に適合しないデバイスと周囲条件に対して自動的に適合するデバイスとを、区別しなければならない。後者のデバイスはまた、スマートウィンドウ(smart window)として知られている。
【００１８】
窓の断熱を改善するために、多重のガラス張りの(multiple-glazed)窓ユニット（断熱ガラスユニット、ＩＧＵ）が、暫くの間知られている。環境から絶縁された１つまたは２つ以上のガス充填した空間を包囲する一連の２または３以上のガラス枠によって、窓を通過する熱伝導を、単一のガラス枠と比較して著しく低減することが可能になる。従来技術にはさらに、ガラス表面の薄層、例えば金属または金属酸化物層でのコーティングが開示されている(US 3,990,784およびUS 6,218,018）。
【００１９】
しかしながら、放射エネルギーの流れが専らコーティングによって、および／または断熱ガラスの使用によって制御される場合には、変化する天候または季節条件への適合は、可能ではない。例えば、暖房のためのエネルギー消費を低減するために、窓が、低温の外側温度において日光に対して完全に透過的であることは興味深いであろう。逆に、暖かい外部温度において、窓が、より少ない日光が通り抜けるのを可能にし、よって内部空間のより少ない加熱が起こるのが望ましい。
【００２０】
したがって、放射エネルギーの流れを優勢なそれぞれの条件に整合させることができるデバイスについての需要がある。特に、周囲条件に自動的に適合することができるデバイスについての需要がある。
従来技術にはさらに、電圧の印加の際に、光透過状態から、光散乱状態またはより少ない光が透過される状態のいずれかであり得るより低い程度の光透過状態に可逆的に切り替えることができるが、透過性を維持するデバイスが開示されている。第１の状態をまた、以下において明状態と称し、一方第２の状態を、暗状態と称する。
【００２１】
電気的に切り替え可能なデバイスの可能な態様は、エレクトロクロミックデバイスであり、それは、とりわけSeeboth et al., Solar Energy Materials & Solar Cells, 2000, 263-277中に提示されている。さらなる検討は、C. M. Lampert et al., Solar Energy Materials & Solar Cells, 2003, 489-499によって提供されている。
【００２２】
従来技術から知られているさらなる電気的に切り替え可能なデバイスは、電界の印加の際の液晶媒体の分子の整列に基づく。そのようなデバイスは、とりわけUS 4，268，126、US 4，641，922、US 5,940，150およびWO 2008/027031に開示されており、同様に電気的制御の下で明状態から暗透過状態に切り替わる。
【００２３】
上記で述べた電気的に切り替え可能なデバイスによって、放射エネルギーの流れを設定することが可能になるが、それらは、電気的に制御されなければならないという欠点を有する。
周囲条件に自動的に適合し、手動で、または検出された温度偏差によってシグナルを付与することができるいかなる追加の結合したデバイスによっても制御する必要のないスイッチ素子を入手可能にすることが、望ましい。
【００２４】
さらに、いかなる電気回路をも必要としないスイッチ素子を入手可能にすることが、望ましい。電気回路の窓中への導入は、窓の製造中の追加の作業を伴い、不具合に対する感受性の危険またはデバイスの短い耐用年数を伴う。さらに、追加の基礎構造が、そのようなデバイスに必要であり、それは、電力供給を含む。
【００２５】
電気的に切り替えられず、代わりに例えば温度制御されるデバイス（熱応答性デバイス）は、とりわけNitz et al., Solar Energy 79, 2005, 573-582に記載されている。そのようなデバイスの可能な態様は、ある温度より高い２つの相間の分離に基づく系である。さらなる態様は、ヒドロゲルの温度依存特性に基づく。しかしながら、これらのデバイスは、典型的には透過状態と暗半透過（散乱）状態との間で切り替わり、それは、デバイスがまた暗状態においても透過性を維持することが必要とされる用途のためには望まれない。
【００２６】
US 2009/0015902およびUS 2009/0167971には、２つの偏光子間に液晶媒体を含む光学的スイッチ素子が開示されている。液晶媒体は、第１の温度で光の偏光面を回転させ、第２の温度で光の偏光面を回転させないかまたは本質的に回転させない特性を有する。したがって、偏光子の好適な配置によって、デバイスが、第２の温度よりも第１の温度において多くの光を通過させることが可能になる。２つの温度依存性状態は、明状態（第１の温度）および暗透過状態（第２の温度）を表す。
【００２７】
２つの温度依存性の状態は、明状態（第１の温度）および暗透過的な状態（第２の温度）を表し、好ましくは、ネマチック状態（第１の温度、液晶媒体は光の偏光面を回転させる）からアイソトロピック状態（第２の温度、液晶媒体は光の偏光面を回転させない）への液晶媒体の変化によって生じる。
【００２８】
出願US 2009/0015902およびUS 2009/0167971にはさらに、低い透明点を有する液晶媒体が前記デバイスにおける使用に適していることが開示されている。液晶媒体の相転移によって引き起こされる明状態から暗透過状態への切り替えプロセスは、暖かい季節における太陽の典型的な放射強度によるデバイスの加熱に対してのみ行われることを意図する。このために、８５℃より低い好ましい透明点が、開示されている。開示されている例は、添加された４’−ヘキシル−４−シアノビフェニル（６ＣＢ）と一緒に液晶混合物Ｅ７を含み、３５℃の透明点を有する液晶媒体である。上述の出願には、７２℃の透明点を有する液晶混合物ＺＬＩ１１３２(Merck KGaA)を、代替的にまた、切り替え可能なデバイスにおける使用のための液晶媒体の製造のための基礎原料として使用することができることが、さらに一般的に開示されている。しかしながら、特定の例示的な態様は、この点において開示されていない。
【００２９】
この点において、US 2009/0015902およびUS 2009/0167971に開示されている混合物Ｅ７の、アルキルシアノビフェニル化合物、例えば４’−ヘキシル−４−シアノビフェニルの添加による修正は、液晶媒体の低温安定性が損なわれるという欠点を有することに注意するべきである。
【００３０】
しかしながら、多くの適用においてスイッチ素子が長期間にわたって低温に曝露されるので、液晶媒体の良好な低温安定性が高度に望ましい。
【００３１】
熱的に切り替え可能なデバイスにおける使用に適している液晶媒体について、需要が引き続きある。特に、スイッチ素子の動作温度範囲内にある温度でネマチック状態からアイソトロピック状態への転移（透明点）を示す液晶媒体についての需要がある。さらに、そのような二環式の化合物をコスト効率良く製造することができるので、高い含量の混合された脂環式の、および芳香族の二環式化合物を有する液晶媒体についての需要がある。さらに、良好な低温保存安定性を、好ましくは上記で述べた特性と組み合わせて有する液晶媒体についての需要がある。
【発明の概要】
【００３２】
このために、本発明は、熱応答性であり、放射エネルギーに対して透過性の小さい状態と放射エネルギーに対して透過性の大きい状態との間で切り替わることを特徴とするスイッチ素子であって、式（Ｉ）
【化１】
0005981917.tif 000002
【００３３】
式中、
Ｒ１１、Ｒ１２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシもしくはチオアルケニルオキシ基、または３〜１０個のＣ原子を有する単環式、二環式もしくは三環式のシクロアルキルもしくはシクロアルケニル基であり、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮによって置き換えられていてもよく、およびここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく；ならびにここで、
【００３４】
Ｒ１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルケニル基であり、ここで１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく；ならびに、
【００３５】
【化２】
0005981917.tif 000003
は、
【化３−１】
0005981917.tif 000004
【化３−２】
0005981917.tif 000005
から選択され、
【００３６】
【化４】
0005981917.tif 000006
は、
【化５】
0005981917.tif 000007
から選択され；ならびに
【００３７】
Ｘは、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基であり、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで、１個または２個以上のＣＨ２基は、ＯまたはＳによって置き換えられていてもよく；ならびに
Ｚ１１は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−および単結合から、好ましくは−ＣＨ２−Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−および単結合から選択される、
で表される１種または２種以上の化合物を含む液晶媒体を含む、前記スイッチ素子を提供する。
【００３８】
優先的に、液晶媒体はさらに、式（ＩＩ）で表される１種または２種以上の化合物を含む。
【００３９】
式（ＩＩ）の化合物は、本発明の１つの態様において、以下の式（ＩＩ−１）で表される化合物である：
【化６】
0005981917.tif 000008
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基および２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはチオアルケニルオキシ基から選択され、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく；ならびに
Ｒ１は、上記のように定義され；ならびに
【００４０】
【化７】
0005981917.tif 000009
は、同一に、または異なって
【化８】
0005981917.tif 000010
から選択され；ここで
Ｚ２１は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−Ｏ−および単結合から選択され；好ましくは、Ｚ２１は単結合である。
【００４１】
式（ＩＩ）の化合物は、本発明の代替の態様において、以下の式（ＩＩ−２）で表される化合物である。
【化９】
0005981917.tif 000011
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基および２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはチオアルケニルオキシ基から選択され、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく；ならびに
Ｒ１は、上記のように定義され；ならびに
【００４２】
【化１０】
0005981917.tif 000012
は、同一に、または異なって
【化１１−１】
0005981917.tif 000013
【化１１−２】
0005981917.tif 000014
から選択され；ここで
Ｘは、上記のように定義され；ならびに
Ｚ２２は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−Ｏ−および単結合から選択され；好ましくは、Ｚ２２は単結合である。
【００４３】
式（ＩＩ）の化合物は、本発明の代替の態様において、以下の式（ＩＩ−３）で表される化合物である。
【化１２】
0005981917.tif 000015
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基および２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはチオアルケニルオキシ基から選択され、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく；ならびに
Ｒ１は、上記のように定義され；ならびに
【００４４】
【化１３】
0005981917.tif 000016
は、同一に、または異なって
【化１４】
0005981917.tif 000017
から選択され；ここで
【００４５】
Ｙは、各出現において同一に、または異なって、ＨおよびＸから選択され；
Ｘは、上記のように定義され；ならびに
Ｚ２３は、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＸ−、−ＣＸ＝ＣＨ−および−ＣＸ＝ＣＸ−ならびに単結合から選択され；好ましくは、Ｚ２３は、−ＣＯ−Ｏ−または単結合であり；
【００４６】
ただし、
【化１５】
0005981917.tif 000018
の少なくとも1つは、
【化１６】
0005981917.tif 000019
から選択される。
【００４７】
式（ＩＩ）の化合物は、本発明の代替の態様において、以下の式（ＩＩ−４）で表される化合物である。
【化１７】
0005981917.tif 000020
式中、
Ｒ２１、Ｒ２２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基および２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはチオアルケニルオキシ基から選択され、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、Ｏ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく；ならびに
Ｒ１は、上記のように定義され；ならびに
【００４８】
【化１８】
0005981917.tif 000021
は、同一に、または異なって
【化１９】
0005981917.tif 000022
から選択され；ここで
【００４９】
Ｘは、上記のように定義され；ならびに
Ｚ２４は、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ、−ＣＨ＝ＣＸ−、−ＣＸ＝ＣＨ−および−ＣＸ＝ＣＸ−から選択され；好ましくは、Ｚ２４は−ＣＯ−Ｏ−である。
【００５０】
優先的に、液晶媒体はさらに、式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）
【化２０】
0005981917.tif 000023
式中、
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ４１およびＲ４２は、上記のＲ２１およびＲ２２について示した意味を有し；ならびに
【００５１】
【化２１】
0005981917.tif 000024
は、各出現において同一に、または異なって、
【化２２−１】
0005981917.tif 000025
【化２２−２】
0005981917.tif 000026
から選択され、
式中、ＸおよびＹは、上記のように定義され；ならびに
【００５２】
Ｚ３１およびＺ３２は、各出現において同一に、または異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−および単結合から選択され；ならびに
Ｚ４１、Ｚ４２およびＺ４３は、各出現において同一に、または異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−および単結合から選択される、
で表される化合物から選択された１種または２種以上の化合物を含む。
【００５３】
本発明の好ましい態様において、液晶媒体は、上に定義した式（Ｉ）で表される１種または２種以上の化合物ならびに式（ＩＩ）で表される１種または２種以上の化合物ならびに式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）で表される化合物から選択された１種または２種以上の化合物を含む。
【００５４】
本発明の好ましい態様において、Ｘは、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、および１〜８個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基から選択される。ＸがＦおよびＣｌから選択されるのが特に好ましく、ＸがＦであるのが極めて特に好ましい。
【００５５】
Ｙが各出現において同一に、または異なってＨ、ＦおよびＣｌから選択されるのが、さらに好ましい。特に好ましくは、ＹはＨである。
【００５６】
さらに、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１およびＲ２２が、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有する直鎖状アルキルまたはアルコキシ基および２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルまたはアルケニルオキシ基から選択されるのが好ましく、ここで上に述べた基中の１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、およびここで上に述べた基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、Ｒ１は、上記のように定義される。
【００５７】
本発明の特に好ましい態様において、式（Ｉ）の化合物は、以下の式（Ｉ−１）〜（Ｉ−２）で表される化合物である：
【化２３】
0005981917.tif 000027
式中、
【化２４】
0005981917.tif 000028
ならびにＲ１１およびＲ１２は、上記のように定義される。
【００５８】
式（Ｉ）の化合物について、
【化２５】
0005981917.tif 000029
が
【化２６】
0005981917.tif 000030
から選択されるのが、さらに好ましい。
【００５９】
式（Ｉ）による化合物について、
【化２７】
0005981917.tif 000031
が
【化２８】
0005981917.tif 000032
から選択され、式中Ｘが上記のように定義されるのが、さらに好ましい。
【００６０】
【化２９】
0005981917.tif 000033
が共に上記の好ましい態様から選択されるのが、特に好ましい。
【００６１】
本発明の特に好ましい態様において、式（Ｉ−１）の化合物は、以下の式（Ｉ−１ａ）〜（Ｉ−１ｅ）で表される化合物である：
【化３０】
0005981917.tif 000034
式中、Ｒ１１、Ｒ１２およびＸは、上記のように定義される。
【００６２】
本発明の特に好ましい態様において、式（Ｉ−２）の化合物は、以下の式（Ｉ−２ａ）〜（Ｉ−２ｂ）で表される化合物である：
【化３１】
0005981917.tif 000035
式中、Ｒ１１、Ｒ１２およびＸは、上記のように定義される。
【００６３】
本発明のより特に好ましい態様において、式（Ｉ−１ａ）の化合物は、以下の式（Ｉ−１ａ−１）〜（Ｉ−１ａ−３）
【化３２】
0005981917.tif 000036
式中、Ｒ１１およびＲ１２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｒ１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【００６４】
本発明のより特に好ましい態様において、式（Ｉ−１ｂ）の化合物は、以下の式（Ｉ−１ｂ−１）
【化３３】
0005981917.tif 000037
式中、Ｒ１１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ここで前述の基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【００６５】
本発明のより特に好ましい態様において、式（Ｉ−１ｃ）の化合物は、以下の式（Ｉ−１ｃ−１）
【化３４】
0005981917.tif 000038
式中、Ｒ１１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｒ１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【００６６】
本発明のより特に好ましい態様において、式（Ｉ−１ｄ）の化合物は、以下の式（Ｉ−１ｄ−１）
【化３５】
0005981917.tif 000039
式中、Ｒ１１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ここで前述の基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【００６７】
本発明のより特に好ましい態様において、式（Ｉ−１ｅ）の化合物は、以下の式（Ｉ−１ｅ−１）
【化３６】
0005981917.tif 000040
式中、Ｒ１１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ここで前述の基中の１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【００６８】
本発明のより特に好ましい態様において、式（Ｉ−２ａ）の化合物は、以下の式（Ｉ−２ａ−１）および（Ｉ−２ａ−２）
【化３７】
0005981917.tif 000041
式中、Ｒ１１およびＲ１２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｒ１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【００６９】
本発明のより特に好ましい態様において、式（Ｉ−２ｂ）の化合物は、以下の式（Ｉ−２ｂ−１）および（Ｉ−２ｂ−２）
【化３８】
0005981917.tif 000042
式中、Ｒ１１およびＲ１２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｒ１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【００７０】
好ましい態様において、式（ＩＩ−１）の化合物において、
【化３９】
0005981917.tif 000043
は、
【化４０】
0005981917.tif 000044
に等しい。
【００７１】
さらなる好ましい態様において、式（ＩＩ−２）の化合物において、
【化４１】
0005981917.tif 000045
は、
【化４２】
0005981917.tif 000046
に等しい。
【００７２】
さらなる好ましい態様において、式（ＩＩ−３）の化合物において、
【化４３】
0005981917.tif 000047
は、各出現において同一に、または異なって
【化４４】
0005981917.tif 000048
から選択され；ここで
Ｙは、上記のように定義され；
【００７３】
ただし、
【化４５】
0005981917.tif 000049
の少なくとも一方は、
【化４６−１】
0005981917.tif 000050
【化４６−２】
0005981917.tif 000051
から選択される。
【００７４】
さらなる好ましい態様において、式（ＩＩ−４）の化合物において、
【化４７】
0005981917.tif 000052
は、各出現において同一に、または異なって
【化４８】
0005981917.tif 000053
から選択され；
ここでＸは、上記のように定義される。
【００７５】
さらなる好ましい態様において、Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ここで前述の基において、１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよい。
【００７６】
式（ＩＩ−１）の化合物の特に好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−１ａ）
【化４９】
0005981917.tif 000054
式中、Ｒ２１およびＲ２２は、上記のように定義される、
で表される化合物である。
【００７７】
式（ＩＩ−２）の化合物の特に好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−２ａ）
【化５０】
0005981917.tif 000055
式中、Ｒ２１およびＲ２２は、上記のように定義される、
で表される化合物である。
【００７８】
式（ＩＩ−４）の化合物の特に好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−４ａ）〜（ＩＩ−４ｇ）
【化５１】
0005981917.tif 000056
【００７９】
【化５２】
0005981917.tif 000057
式中、Ｒ２１およびＲ２２およびＸは、上記のように定義される、
で表される化合物である。
【００８０】
式（ＩＩ−１ａ）の化合物の最も好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−１ａ−１）および（ＩＩ−１ａ−２）
【化５３】
0005981917.tif 000058
式中、Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基またはアルケニル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｒ１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【００８１】
式（ＩＩ−２ａ）の化合物の最も好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−２ａ−１）〜（ＩＩ−２ａ−３）
【化５４】
0005981917.tif 000059
式中、Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｒ１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【００８２】
式（ＩＩ−４ａ）の化合物の最も好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−４ａ−１）〜（ＩＩ−４ａ−４）
【化５５−１】
0005981917.tif 000060
【化５５−２】
0005981917.tif 000061
式中、Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｒ１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【００８３】
式（ＩＩ−４ｂ）の化合物の最も好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−４ｂ−１）および（ＩＩ−４ｂ−２）
【化５６】
0005981917.tif 000062
式中、Ｒ２１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｒ２２は、ＦまたはＣｌである、
で表される化合物である。
【００８４】
式（ＩＩ−４ｃ）の化合物の最も好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−４ｃ−１）
【化５７】
0005981917.tif 000063
式中、Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【００８５】
式（ＩＩ−４ｄ）の化合物の最も好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−４ｄ−１）
【化５８】
0005981917.tif 000064
式中、Ｒ２１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ここで前述の基において、１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【００８６】
式（ＩＩ−４ｅ）の化合物の最も好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−４ｅ−１）および（ＩＩ−４ｅ−２）
【化５９】
0005981917.tif 000065
式中、Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｒ１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【００８７】
式（ＩＩ−４ｆ）の化合物の最も好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−４ｆ−１）
【化６０】
0005981917.tif 000066
式中、Ｒ２１は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよく、ならびに
Ｒ１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【００８８】
式（ＩＩ−４ｇ）の化合物の最も好ましい態様は、以下の式（ＩＩ−４ｇ−１）
【化６１】
0005981917.tif 000067
式中、Ｒ２１およびＲ２２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、ここで１個または２個以上のＣＨ２基は、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【００８９】
さらなる好ましい態様において、式（ＩＩＩ）の化合物において、
【化６２】
0005981917.tif 000068
は、各出現において同一に、または異なって
【化６３】
0005981917.tif 000069
から選択され；ここで
Ｘは、上記のように定義される。
【００９０】
さらなる好ましい態様において、式（ＩＩＩ）の化合物において、
Ｚ３１およびＺ３２は、各出現において同一に、または異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２−ＣＨ２−または単結合である。
【００９１】
さらなる好ましい態様において、式（ＩＩＩ）の化合物において、Ｒ３１およびＲ３２は、各出現において同一に、または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ここで前述の基において、１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよい。
【００９２】
特に好ましい態様において、式（ＩＩＩ）の化合物は、以下の式（ＩＩＩ−１）〜（ＩＩＩ−３）
【化６４】
0005981917.tif 000070
【００９３】
式中、基Ｒ３１、Ｒ３２および
【化６５】
0005981917.tif 000071
は、上記のように定義されており、ならびに
Ｚ３１およびＺ３２は、各出現において同一に、または異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＨ２−ＣＨ２−である、
で表される化合物である。
【００９４】
好ましい態様において、式（ＩＩＩ−１）の化合物において、
【化６６】
0005981917.tif 000072
は、各出現において同一に、または異なって
【化６７】
0005981917.tif 000073
から選択され；ここで
Ｘは、上記のように定義される。
【００９５】
さらなる好ましい態様において、式（ＩＩＩ−２）の化合物において、
【化６８】
0005981917.tif 000074
は、各出現において同一に、または異なって
【化６９】
0005981917.tif 000075
から選択される。
【００９６】
さらなる好ましい態様において、式（ＩＩＩ−３）の化合物において、
【化７０】
0005981917.tif 000076
は、各出現において同一に、または異なって
【化７１】
0005981917.tif 000077
から選択され、ここで
Ｘは、上記のように定義される。
【００９７】
本発明の好ましい態様において、式（ＩＩＩ−１）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−１ａ）〜（ＩＩＩ−１ｃ）
【化７２】
0005981917.tif 000078
式中、Ｒ３１およびＲ３２は、上記のように定義され、ならびにここで
【化７３】
0005981917.tif 000079
は、各出現において同一に、または異なって
【化７４】
0005981917.tif 000080
から選択され、ここで
Ｘは、上記のように定義される、
で表される化合物である。
【００９８】
本発明の特に好ましい態様において、式（ＩＩＩ−１ａ）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−１ａ−１）〜（ＩＩＩ−１ａ−４）
【化７５−１】
0005981917.tif 000081
【化７５−２】
0005981917.tif 000082
式中、Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル基であり、Ｒ３２は、Ｆ、Ｃｌまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル基であり、ここで前述の基において、１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【００９９】
本発明の特に好ましい態様において、式（ＩＩＩ−１ｂ）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−１ｂ−１）〜（ＩＩＩ−１ｂ−５）
【化７６−１】
0005981917.tif 000083
【化７６−２】
0005981917.tif 000084
式中、Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、Ｒ３２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたはアルキルもしくはアルコキシ基であり、ここで１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【０１００】
本発明の特に好ましい態様において、式（ＩＩＩ−１ｃ）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−１ｃ−１）〜（ＩＩＩ−１ｃ−３）
【化７７−１】
0005981917.tif 000085
【化７７−２】
0005981917.tif 000086
式中、Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、Ｒ３２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基もしくは２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル基である、
で表される化合物である。
【０１０１】
本発明のさらなる特に好ましい態様において、式（ＩＩＩ−２）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−２ａ）〜（ＩＩＩ−２ｂ）
【化７８】
0005981917.tif 000087
式中、Ｒ３１およびＲ３２は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【０１０２】
本発明のさらなる特に好ましい態様において、式（ＩＩＩ−３）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｄ）
【化７９−１】
0005981917.tif 000088
【化７９−２】
0005981917.tif 000089
式中、
【化８０】
0005981917.tif 000090
は、各出現において同一に、または異なって
【化８１】
0005981917.tif 000091
から選択され、ここで
Ｘは上記のように定義され、Ｒ３１およびＲ３２は上記のように定義される、
で表される化合物である。
【０１０３】
本発明の最も好ましい態様において、式（ＩＩＩ−３ａ）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−３ａ−１）〜（ＩＩＩ−３ａ−７）
【化８２】
0005981917.tif 000092
式中、Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、Ｒ３２は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたはアルキルもしくはアルコキシ基であり、ここで１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【０１０４】
本発明の最も好ましい態様において、式（ＩＩＩ−３ｂ）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−３ｂ−１）
【化８３】
0005981917.tif 000093
式中、Ｒ３１およびＲ３２は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【０１０５】
本発明の最も好ましい態様において、式（ＩＩＩ−３ｃ）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−３ｃ−１）および（ＩＩＩ−３ｃ−２）
【化８４】
0005981917.tif 000094
式中、Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、Ｒ３２は、Ｆ、Ｃｌまたはアルキルもしくはアルコキシ基であり、ここで１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【０１０６】
本発明の最も好ましい態様において、式（ＩＩＩ−３ｄ）で表される化合物は、以下の式（ＩＩＩ−３ｄ−１）
【化８５】
0005981917.tif 000095
式中、Ｒ３１は、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、Ｒ３２は、Ｆ、Ｃｌまたはアルキルもしくはアルコキシ基であり、ここで１個または２個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよい、
で表される化合物である。
【０１０７】
さらなる好ましい態様において、式（ＩＶ）の化合物において、
【化８６】
0005981917.tif 000096
は、各出現において同一に、または異なって
【化８７】
0005981917.tif 000097
から選択され、ここで
Ｘは、上記のように定義される。
【０１０８】
さらなる好ましい態様において、式（ＩＶ）の化合物において、
Ｚ４１〜Ｚ４３は、各出現において同一に、または異なって、−ＣＯ−Ｏ−または単結合である。
さらなる好ましい態様において、式（ＩＶ）の化合物において、
Ｒ４１およびＲ４２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である。
【０１０９】
本発明の好ましい態様において、式（ＩＶ）の化合物は、以下の式（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）
【化８８】
0005981917.tif 000098
式中、Ｒ４１およびＲ４２ならびに
【化８９】
0005981917.tif 000099
は、上記のように定義される、
で表される化合物である。
【０１１０】
本発明の特に好ましい態様において、式（ＩＶ−１）の化合物は、以下の式（ＩＶ−１ａ）〜（ＩＶ−１ｂ）
【化９０】
0005981917.tif 000100
式中、Ｒ４１およびＲ４２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【０１１１】
本発明のさらなる特に好ましい態様において、式（ＩＶ−２）の化合物は、以下の式（ＩＶ−２ａ）
【化９１】
0005981917.tif 000101
式中、Ｒ４１およびＲ４２は、各出現において同一に、または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基である、
で表される化合物である。
【０１１２】
本発明の好ましい態様において、式（Ｉ）で表される化合物の合計濃度は、５〜９５％である。より好ましくは、式（Ｉ）の化合物の濃度は、１５〜９０％、最も好ましくは２０〜９０％である。
式（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度が０〜９０％であるのが、さらに好ましい。より好ましくは、式（ＩＩ）の化合物の濃度は、０〜８０％、最も好ましくは０〜７５％である。
【０１１３】
式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度が４０〜１００％であるのが、さらに好ましい。より好ましくは、式（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物の濃度は、５０〜１００％、最も好ましくは５５〜１００％である。
式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）で表される化合物の合計濃度が０〜４０％であるのが、さらに好ましい。
【０１１４】
本発明はさらに、上記で定義した式（Ｉ）で表される１種または２種以上の化合物を５〜９５％の合計濃度で、ならびに上記で定義した式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）および／または（ＩＶ）で表される少なくとも１種のさらなる化合物を、式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）および（ＩＶ）で表される化合物の合計濃度が４０〜１００％であるように含む液晶媒体に関する。
【０１１５】
本発明の好ましい態様において、液晶媒体は、式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物から選択された少なくとも５種の異なる化合物を含む。特に好ましい態様において、液晶媒体は、式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物から選択された少なくとも６種の異なる化合物を含む。尚より好ましい態様において、液晶媒体は、式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物から選択された少なくとも７種の異なる化合物を含む。
【０１１６】
任意に、本発明の媒体は、物理的特性を調整するために、さらなる液晶化合物を含んでもよい。そのような化合物は、専門家に知られている。本発明の媒体中でのそれらの濃度は、好ましくは０％〜３０％、より好ましくは０．１％〜２０％および最も好ましくは１％〜１５％である。
【０１１７】
本発明の液晶媒体は、キラルなドーパントをさらなる添加剤として、通常の濃度で含んでもよい。好ましいキラルなドーパントを、以下の表Ｅに列挙する。これらのさらなる構成要素の合計濃度は、全混合物を基準として０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲内にある。使用する個々の化合物の濃度は、各々好ましくは０．１％〜３％の範囲内にある。これらの、および同様の添加剤の濃度は、本出願における液晶構成成分および液晶媒体の化合物の濃度の値および範囲のためには考慮しない。
【０１１８】
本発明の液晶媒体は、安定剤をさらなる添加剤として通常の濃度において含んでもよい。好ましい安定剤を、以下の表Ｆに列挙する。安定剤の合計濃度は、全混合物を基準として０％〜１０％、好ましくは０．０００１％〜１％の範囲内にある。
【０１１９】
本発明の好ましい態様において、透明点（ネマチック状態からアイソトロピック状態への相転移の温度、Ｔ（Ｎ，Ｉ））は、６０℃より低い。特に好ましい態様において、Ｔ（Ｎ，Ｉ）は、５０℃より低い。尚より好ましい態様において、Ｔ（Ｎ，Ｉ）は、４０℃より低い。
【０１２０】
本発明のスイッチ素子において使用するための好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（液晶媒体Ｉ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ）の１種または２種以上の化合物、
・１〜５５％の合計濃度における式（ＩＩ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、
【０１２１】
・０〜８０％の合計濃度における式（ＩＩ−４ａ）、（ＩＩ−４ｂ）、（ＩＩ−４ｅ）および（ＩＩ−４ｆ）の１種または２種以上の化合物、ならびに
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ）、（ＩＩＩ−１ｂ）、（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）の１種または２種以上の化合物、
ここで式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１２２】
本発明のスイッチ素子において使用するためのより好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（好ましい液晶媒体Ｉ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ−１ａ−１）〜（Ｉ−１ａ−３）、（Ｉ−１ｂ−１）、（Ｉ−１ｃ−１）、（Ｉ−１ｄ−１）、（Ｉ−１ｅ−１）、（Ｉ−２ａ−１）〜（Ｉ−２ａ−２）および（Ｉ−２ｂ−１）〜（Ｉ−２ｂ−２）の１種または２種以上の化合物、
・１〜５５％の合計濃度における式（ＩＩ−２ａ−２）の１種または２種以上の化合物、
【０１２３】
・０〜８０％の合計濃度における式（ＩＩ−４ａ−１）〜（ＩＩ−４ａ−４）、（ＩＩ−４ｂ−１）、（ＩＩ−４ｅ−１）、（ＩＩ−４ｅ−２）および（ＩＩ−４ｆ−１）の１種または２種以上の化合物、
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ−２）〜（ＩＩＩ−１ａ−４）、（ＩＩＩ−１ｂ−２）〜（ＩＩＩ−１ｂ−４）、（ＩＶ−１ａ）、（ＩＶ−１ｂ）および（ＩＶ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、
ここで式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１２４】
本発明のスイッチ素子において使用するための好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（液晶媒体ＩＩ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ）の１種または２種以上の化合物、
・０〜８０％の合計濃度における式（ＩＩ−４ａ）および（ＩＩ−４ｂ）の１種または２種以上の化合物、
【０１２５】
・１〜８０％の合計濃度における式（ＩＩ−４ｅ）および（ＩＩ−４ｆ）の１種または２種以上の化合物、ならびに
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ）〜（ＩＩＩ−１ｃ）、（ＩＩＩ−２ａ）、（ＩＩＩ−２ｂ）、（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）の１種または２種以上の化合物、
ここで式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１２６】
本発明のスイッチ素子において使用するためのより好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（好ましい液晶媒体ＩＩ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ−１ａ−１）〜（Ｉ−１ａ−３）、（Ｉ−１ｂ−１）、（Ｉ−１ｃ−１）、（Ｉ−１ｄ−１）、（Ｉ−１ｅ−１）、（Ｉ−２ａ−１）〜（Ｉ−２ａ−２）および（Ｉ−２ｂ−１）〜（Ｉ−２ｂ−２）の１種または２種以上の化合物、
・０〜８０％の合計濃度における式（ＩＩ−４ａ−１）〜（ＩＩ−４ａ−４）および（ＩＩ−４ｂ−１）の１種または２種以上の化合物、
【０１２７】
・１〜８０％の合計濃度における式（ＩＩ−４ｅ−１）、（ＩＩ−４ｅ−２）および（ＩＩ−４ｆ−１）の１種または２種以上の化合物、ならびに
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ−１）〜（ＩＩＩ−１ａ−４）、（ＩＩＩ−１ｂ−１）〜（ＩＩＩ−１ｂ−５）、（ＩＩＩ−１ｃ−１）〜（ＩＩＩ−１ｃ−３）、（ＩＩＩ−２ａ）、（ＩＩＩ−２ｂ）、（ＩＩＩ−３ａ−１）〜（ＩＩＩ−３ａ−７）、（ＩＩＩ−３ｂ−１）、（ＩＩＩ−３ｃ−１）〜（ＩＩＩ−３ｃ−２）、（ＩＩＩ−３ｄ−１）、（ＩＶ−１ａ）、（ＩＶ−１ｂ）および（ＩＶ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、
ここで式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１２８】
本発明のスイッチ素子において使用するための好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（液晶媒体ＩＩＩ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ）の１種または２種以上の化合物、
・１〜８０％の合計濃度における式（ＩＩ−１ａ）の１種または２種以上の化合物、
【０１２９】
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ）〜（ＩＩＩ−１ｃ）、（ＩＩＩ−２ａ）、（ＩＩＩ−２ｂ）、（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）の１種または２種以上の化合物、
ここで式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１３０】
本発明のスイッチ素子において使用するためのより好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（好ましい液晶媒体ＩＩＩ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ−１ａ−１）〜（Ｉ−１ａ−３）、（Ｉ−１ｂ−１）、（Ｉ−１ｃ−１）、（Ｉ−１ｄ−１）、（Ｉ−１ｅ−１）、（Ｉ−２ａ−１）〜（Ｉ−２ａ−２）および（Ｉ−２ｂ−１）〜（Ｉ−２ｂ−２）の１種または２種以上の化合物、
・１〜８０％の合計濃度における式（ＩＩ−１ａ−１）および（ＩＩ−１ａ−２）の１種または２種以上の化合物、
【０１３１】
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ−１）〜（ＩＩＩ−１ａ−４）、（ＩＩＩ−１ｂ−１）〜（ＩＩＩ−１ｂ−５）、（ＩＩＩ−１ｃ−１）〜（ＩＩＩ−１ｃ−３）、（ＩＩＩ−２ａ）、（ＩＩＩ−２ｂ）、（ＩＩＩ−３ａ−１）〜（ＩＩＩ−３ａ−７）、（ＩＩＩ−３ｂ−１）、（ＩＩＩ−３ｃ−１）〜（ＩＩＩ−３ｃ−２）、（ＩＩＩ−３ｄ−１）、（ＩＶ−１ａ）、（ＩＶ−１ｂ）および（ＩＶ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、
ここで式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１３２】
本発明のスイッチ素子において使用するための好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（液晶媒体ＩＶ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ）の１種または２種以上の化合物、 
・１〜８０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ）、（ＩＩＩ−１ｂ）および（ＩＩＩ−３ｄ）の１種または２種以上の化合物、
【０１３３】
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ）〜（ＩＩＩ−１ｃ）、（ＩＩＩ−２ａ）、（ＩＩＩ−２ｂ）、（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）の１種または２種以上の化合物、
ここで式（Ｉ）、（ＩＩＩ−１ａ）、（ＩＩＩ−１ｂ）および（ＩＩＩ−３ｄ）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１３４】
本発明のスイッチ素子において使用するためのより好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（好ましい液晶媒体ＩＶ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ−１ａ−１）〜（Ｉ−１ａ−３）、（Ｉ−１ｂ−１）、（Ｉ−１ｃ−１）、（Ｉ−１ｄ−１）、（Ｉ−１ｅ−１）、（Ｉ−２ａ−１）〜（Ｉ−２ａ−２）および（Ｉ−２ｂ−１）〜（Ｉ−２ｂ−２）の１種または２種以上の化合物、
・１〜８０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ−２）〜（ＩＩＩ−１ａ−４）、（ＩＩＩ−１ｂ−２）〜（ＩＩＩ−１ｂ−４）および（ＩＩＩ−３ｄ−１）の１種または２種以上の化合物、
【０１３５】
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ−１）〜（ＩＩＩ−１ａ−４）、（ＩＩＩ−１ｂ−１）〜（ＩＩＩ−１ｂ−５）、（ＩＩＩ−１ｃ−１）〜（ＩＩＩ−１ｃ−３）、（ＩＩＩ−２ａ）、（ＩＩＩ−２ｂ）、（ＩＩＩ−３ａ−１）〜（ＩＩＩ−３ａ−７）、（ＩＩＩ−３ｂ−１）、（ＩＩＩ−３ｃ−１）〜（ＩＩＩ−３ｃ−２）、（ＩＩＩ−３ｄ−１）、（ＩＶ−１ａ）、（ＩＶ−１ｂ）および（ＩＶ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、
ここで式（Ｉ）、（ＩＩＩ−１ａ−２）〜（ＩＩＩ−１ａ−４）、（ＩＩＩ−１ｂ−２）〜（ＩＩＩ−１ｂ−４）および（ＩＩＩ−３ｄ−１）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１３６】
本発明のスイッチ素子において使用するための好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（液晶媒体Ｖ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ）の１種または２種以上の化合物、
・１〜８０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ｂ）、（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）の１種または２種以上の化合物、
【０１３７】
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ）〜（ＩＩＩ−１ｃ）、（ＩＩＩ−２ａ）、（ＩＩＩ−２ｂ）、（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）の１種または２種以上の化合物、
ここで式（Ｉ）、（ＩＩＩ−１ｂ）、（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１３８】
本発明のスイッチ素子において使用するためのより好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（好ましい液晶媒体Ｖ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ−１ａ−１）〜（Ｉ−１ａ−３）、（Ｉ−１ｂ−１）、（Ｉ−１ｃ−１）、（Ｉ−１ｄ−１）、（Ｉ−１ｅ−１）、（Ｉ−２ａ−１）〜（Ｉ−２ａ−２）および（Ｉ−２ｂ−１）〜（Ｉ−２ｂ−２）の１種または２種以上の化合物、
・１〜８０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ｂ−１）、（ＩＩＩ−１ｂ−５）、（ＩＶ−１ａ）、（ＩＶ−１ｂ）および（ＩＶ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、
【０１３９】
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ−１）〜（ＩＩＩ−１ａ−４）、（ＩＩＩ−１ｂ−１）〜（ＩＩＩ−１ｂ−５）、（ＩＩＩ−１ｃ−１）〜（ＩＩＩ−１ｃ−３）、（ＩＩＩ−２ａ）、（ＩＩＩ−２ｂ）、（ＩＩＩ−３ａ−１）〜（ＩＩＩ−３ａ−７）、（ＩＩＩ−３ｂ−１）、（ＩＩＩ−３ｃ−１）〜（ＩＩＩ−３ｃ−２）、（ＩＩＩ−３ｄ−１）、（ＩＶ−１ａ）、（ＩＶ−１ｂ）および（ＩＶ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、
ここで、式（Ｉ）、（ＩＩＩ−１ｂ−１）、（ＩＩＩ−１ｂ−５）、（ＩＶ−１ａ）、（ＩＶ−１ｂ）および（ＩＶ−２ａ）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１４０】
本発明のスイッチ素子において使用するための好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（液晶媒体ＶＩ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ）の１種または２種以上の化合物、
・１〜８０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−３ａ）、（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）の１種または２種以上の化合物、
【０１４１】
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ）〜（ＩＩＩ−１ｃ）、（ＩＩＩ−２ａ）、（ＩＩＩ−２ｂ）、（ＩＩＩ−３ａ）〜（ＩＩＩ−３ｄ）、（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）の１種または２種以上の化合物、
ここで、式（Ｉ）、（ＩＩＩ−３ａ）、（ＩＶ−１）および（ＩＶ−２）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１４２】
本発明のスイッチ素子において使用するためのより好ましい液晶媒体は、以下のものを含む（好ましい液晶媒体ＶＩ）。
・５〜９５％の合計濃度における式（Ｉ−１ａ−１）〜（Ｉ−１ａ−３）、（Ｉ−１ｂ−１）、（Ｉ−１ｃ−１）、（Ｉ−１ｄ−１）、（Ｉ−１ｅ−１）、（Ｉ−２ａ−１）〜（Ｉ−２ａ−２）および（Ｉ−２ｂ−１）〜（Ｉ−２ｂ−２）の１種または２種以上の化合物、
・１〜８０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−３ａ−５）、（ＩＶ−１ａ）、（ＩＶ−１ｂ）および（ＩＶ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、
【０１４３】
・０〜３０％の合計濃度における式（ＩＩＩ−１ａ−１）〜（ＩＩＩ−１ａ−４）、（ＩＩＩ−１ｂ−１）〜（ＩＩＩ−１ｂ−５）、（ＩＩＩ−１ｃ−１）〜（ＩＩＩ−１ｃ−３）、（ＩＩＩ−２ａ）、（ＩＩＩ−２ｂ）、（ＩＩＩ−３ａ−１）〜（ＩＩＩ−３ａ−７）、（ＩＩＩ−３ｂ−１）、（ＩＩＩ−３ｃ−１）〜（ＩＩＩ−３ｃ−２）、（ＩＩＩ−３ｄ−１）、（ＩＶ−１ａ）、（ＩＶ−１ｂ）および（ＩＶ−２ａ）の１種または２種以上の化合物、
ここで、式（Ｉ）、（ＩＩＩ−３ａ−５）、（ＩＶ−１ａ）、（ＩＶ−１ｂ）および（ＩＶ−２ａ）で表される化合物の合計濃度は、４０〜１００％である。
【０１４４】
本発明の液晶媒体は、数種の化合物、好ましくは５〜３０種、より好ましくは６〜２０種および最も好ましくは６〜１６種の化合物からなる。これらの化合物を、当該分野において知られている方法に従って混合する。通例、少ない方の量において使用する化合物の所要量を、大きい方の量において使用する化合物に溶解する。温度が、より高い濃度において使用する化合物の透明点より高い場合において、溶解のプロセスの完了を観察するのは、特に容易である。しかしながらまた、媒体を、他の慣用の方法によって、例えば、化合物の同族混合物もしくは共融混合物であり得る例えばいわゆる前混合物(pre-mixture)を使用して、またはその構成要素が直ちに使用可能な混合物自体であるいわゆるマルチボトル系(multi-bottle-system)を使用して製造することが可能である。
【０１４５】
本発明はさらに、上記で定義した液晶媒体の製造方法であって、式（Ｉ）で表される１種または２種以上の化合物を式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）および／または（ＩＶ）で表される１種または２種以上の化合物と、ならびに任意に１種または２種以上のさらなるメソゲン性化合物および／または添加剤と混合することを特徴とする、前記方法に関する。
【０１４６】
本発明の好ましい態様において、スイッチ素子は、以下のものを含む。
・薄層の形態である液晶媒体、および
・好ましくは薄層の形態であり、一方が液晶媒体の一方の片側に配置され、他方が液晶媒体の反対側に配置されている、少なくとも２つの偏光子。
【０１４７】
偏光子は、直線偏光子または円偏光子、好ましくは直線偏光子であり得る。
直線偏光子については、２つの偏光子の偏光の方向が定義された角度によって互いに関して回転しているのが好ましい。
【０１４８】
さらなる層および／または素子、例えば１つまたは２つ以上の別個の整列層、１つまたは２つ以上のガラスシート、１つまたは２つ以上のバンドブロック(bandblock)フィルターおよび／またはある波長の光、例えばＵＶ光を遮断するためのカラーフィルターが存在してもよい。さらに、１つまたは２つ以上の断熱層、例えば低放射率フィルムが存在してもよい。さらに、１つまたは２つ以上の接着剤層、１つまたは２つ以上の保護層、１つまたは２つ以上の不動態化層および１つまたは２つ以上の遮断層が存在してもよい。任意に、金属酸化物が２種または３種以上の異なる金属を含んでいてもよく、金属酸化物がハロゲン化物イオン、好ましくはフッ化物でドープされていてもよい金属酸化物層が、存在してもよい。好ましいのは、以下のものの１つまたは２つ以上を含む金属酸化物層である：酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化アンチモンスズ（ＡＴＯ）、酸化アルミニウム亜鉛（ＡＺＯ）、ＳｎＯ２およびＳｎＯ２：Ｆ（フッ素でドープされたＳｎＯ２）。特に好ましいのは、ＩＴＯを含む金属酸化物層である。
【０１４９】
液晶媒体の層中に、スペーサーが存在してもよい。前述の素子の典型的な態様およびそれらの機能は、当業者に知られている。
【０１５０】
本出願の目的のために、用語「偏光子」は、１つの偏光方向の光を遮断し、他の偏光方向の光を透過するデバイスまたは物質を指す。同様に、用語「偏光子」は、１種の円偏光（右回りまたは左回り）の光を遮断し、一方それが、他種の円偏光（左回りまたは右回り）の光を透過するデバイスまたは物質を指す。
【０１５１】
遮断は、反射および／または吸収によって生じ得る。したがって、反射偏光子は、１つの偏光方向または１種の円偏光の光を反射し、反対の偏光方向または他種の円偏光の光を透過する；吸収偏光子は、１つの偏光方向または１種の円偏光の光を吸収し、反対の偏光方向または他種の円偏光の光を透過する。反射または吸収は、典型的には定量的ではなく、完全ではない偏光子による光の偏光をもたらす。
【０１５２】
本発明によれば、吸収偏光子および反射偏光子の両方を、スイッチ素子において使用してもよい。好ましくは、本発明の偏光子は、光学的薄層を表す。本発明の使用することができる反射偏光子の例は、ＤＲＰＦ（拡散性反射偏光子フィルム、3Mによる）、ＤＢＥＦ（二重明るさ増強フィルム、3Mによる）、US 7，038，745およびＵＳ 6，099，758に記載されている層状ポリマー分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）およびＡＰＦ（高度偏光子フィルム、3Mによる）である。
【０１５３】
さらに、例えばUS 4，512，638に記載されている、赤外光を反射するワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）を、使用してもよい。スペクトルの可視および紫外線部において反射するワイヤグリッド偏光子は、例えばUS 6，122，103に記載されており、また本発明に従い、使用してもよい。本発明に従い、使用してもよい吸収偏光子の例は、Itos XP38偏光フィルムまたはNitto Denko GU-1220DUN偏光フィルムである。本発明に従い、使用することができる円偏光子の例は、American Polarizers IncからのAPNCP37-035-STD（左回り）およびAPNCP37-035-RH（右回り）である。
【０１５４】
本発明において、スイッチ素子は熱応答性であり、その切り替え状態が温度によって決定されることを示す。本発明の好ましい態様において、電気配線、電気回路および／または切り替えネットワークは、スイッチ素子中に存在しない。
【０１５５】
スイッチ素子の切り替えは、より高比率の放射エネルギーが透過されるスイッチ素子の明状態または開状態と、より小さい比率の放射エネルギーが透過されるスイッチ素子の暗状態または閉状態との間で起こる。
【０１５６】
放射エネルギーを、上記のように定義し、ＵＶ−Ａ領域、ＶＩＳ領域および近赤外線領域における電磁放射を含むものと理解される。当然、スイッチ素子は、上記で定義した放射エネルギーのカンゼンスペクトルにわたって等しく有効ではない。好ましくは、スイッチ素子は、閉状態において高比率のＮＩＲおよびＶＩＳ光、特に好ましくは高比率のＮＩＲ光を遮断する。
【０１５７】
また好ましいのは、ＶＩＳまたはＮＩＲの範囲のみの一方において切り替わるスイッチ素子、ならびに一方の範囲において切り替え、他方を永久に遮断する、例えばＶＩＳを切り替え、ＮＩＲを永久に遮断する組み合わせである。
【０１５８】
本発明の好ましい態様において、切り替えを、液晶媒体の物理的状態の変化によって行う。液晶媒体の物理的状態のこの変化は、温度依存性である。好ましくは、相転移である。本発明の特に好ましい態様によれば、切り替えを、特定の温度で起こる液晶相からアイソトロピック相への液晶媒体の相転移によって行う。尚より好ましくは、切り替えを、ネマチック相からアイソトロピック相への液晶媒体の相転移によって行う。
【０１５９】
典型的には、液晶媒体は、相転移温度より高い温度においてアイソトロピック状態にあり、相転移温度より低い温度において液晶、好ましくはネマチック状態にある。 
デバイスの切り替えが液晶媒体の物理的状態の温度依存性変化によるので、液晶媒体は、光学的スイッチの熱応答性素子を表す。しかしながら、さらなる熱応答性素子が、存在してもよい。
【０１６０】
内部空間と環境との間の、好ましくは建物の室内と外部との間の放射エネルギーの流れを調節するためのスイッチの使用のために、スイッチが建物の外部について典型的である温度で動作するのが望ましい。好ましくは、スイッチ素子の切り替え温度は、−２０〜８０℃、より好ましくは１０〜６０℃および最も好ましくは２０〜５０℃である。
【０１６１】
切り替え温度を、スイッチ素子の温度であると定義する。典型的には、この温度は、外気温度に同様である。しかしながら、いくつかの条件下で、例えば日光への直接的な露光の下で、外気温度と著しく異なり得る。また、あるデバイス組立の場合において、例えばスイッチ素子が断熱ガラスユニットの内部に位置する場合には、スイッチ素子の温度は、外気温度と著しく異なり得る。
【０１６２】
本発明の好ましい態様によれば、上記で述べたように、スイッチ素子の切り替えを、液晶媒体の物理的状態の変化によって行う。より好ましくは、物理的状態のこの変化は、ある相転移温度で起こる相転移を表す。好ましくは、相転移温度は、−２０〜８０℃、より好ましくは１０〜６０℃および最も好ましくは２０〜５０℃である。
【０１６３】
本発明の高度に好ましい態様において、偏光した光の偏光面は、液晶媒体が液晶状態にある場合には、液晶媒体によって定義された値によって回転する。対照的に、偏光した光の偏光面は、液晶媒体がアイソトロピック状態にある場合には、液晶媒体によって回転しない。偏光子の偏光の方向が互いに同一ではなく、定義された角度によって互いに対して回転することは、この好ましい態様のさらなる側面である。
【０１６４】
この好ましい態様において、デバイスの２つの状態を、以下のように特徴づけられる：
明状態または開状態において、入射光は、第１の偏光子によって直線的に偏光する。直線偏光は、次にその液晶状態にある液晶媒体を通過し、それによって、その偏光の方向が、定義された角度によって回転するに至る。
【０１６５】
液晶媒体を通過した後に、直線偏光は、次に第２の偏光子に当たる。偏光子に当たる定義された部分の光は、偏光子を通して透過される。好ましくは、２つの偏光子の偏光面が互いに対して回転する値、および偏光した光の偏光面がそのネマチック状態にある液晶媒体によって回転する値の同一性または比較的小さな相違であり、最も好ましくは同一性である。
【０１６６】
ここで、偏光した光の偏光面が液晶媒体によって回転する値は、媒体に進入する前の偏光面と媒体から進出した後の偏光面の間で形成される角度であるものと理解される。この角度は、原則的に０°〜１８０°であり得る。これによれば、１８０°より大きい角度Ｘによる回転は、Ｘからｎ＊１８０°を引いたものによる回転に等しく、整数ｎは、得られた角度Ｘ’が０°≦Ｘ’＞１８０°の範囲内にあるように選択される。
【０１６７】
しかしながら、液晶媒体が、１８０°より大きい絶対値を有する、それを通過する偏光した光の偏光面のねじれを生じ得ることに注意するべきである。１回の完全な回転（３６０°）より多い回転、例えば２  １／４回転または３  ３／４回転さえも、本発明によれば生じ得る。しかしながら、偏光した光の偏光面が、液晶媒体への進入から進出までに回転する正味の値は、尚いずれの場合においても、上記で説明したように０°〜１８０°である。
【０１６８】
明らかに、使用する基準系に依存して、偏光面が回転する角度はまた、−９０°〜９０°として表すことができ、負の値が右回転を意味し、正の値が左回転を意味する。
【０１６９】
明状態において、２つの偏光子の偏光面が互いに対して回転する値と、偏光した光の偏光面が液晶媒体によって回転する値との間の小さな相違により、大きい部分の第１の偏光子を通過した光はまた、第２の偏光子を通過する。
【０１７０】
上記の明状態が生じるために、液晶媒体がその液晶状態にあることが、必要である。典型的には、これは、相転移温度より低い温度における場合である。したがって、この好ましい態様において、スイッチ素子は、それが切り替え温度より低い温度にある場合には明状態にある。
【０１７１】
暗透過状態または閉状態が生じるために、液晶媒体がアイソトロピック状態にあることが、必要である。この場合において、入射光は、再び第１の偏光子によって直線的に偏光する。偏光した光は、次にそのアイソトロピック状態にある液晶媒体を通過する。アイソトロピック状態にある液晶媒体は、直線偏光した光の偏光の方向を回転させない。
【０１７２】
液晶媒体を通過した後に、その偏光の方向が維持された直線偏光は、第２の偏光子に当たる。第２の偏光子の偏光の方向は、上記で記載したように第１の偏光子の偏光の方向に関して回転し、それは、この場合において、上記で説明したように、また第２の偏光子に当たる直線偏光した光の偏光の方向である。
【０１７３】
一致しないが、２つの偏光子が互いに対して回転する値と同一である定義された値によって互いに関して回転する、偏光した光および偏光子の偏光の方向により、わずかな部分の光のみが、ここで透過する。この状態において透過した光の量は、明状態において透過した光の量より少ない。
【０１７４】
上記で記載したように、暗状態または閉状態において、液晶媒体は、そのアイソトロピック状態にある。典型的には、これは、相転移温度より高い温度における場合である。したがって、この好ましい態様において、スイッチ素子は、それが切り替え温度より高い温度にある場合には暗状態または閉状態にある。
【０１７５】
２つの偏光子の偏光の方向を、暗透過状態にあるスイッチ素子の所望の透過に依存して、互いに関してあらゆる任意の値によって回転させてもよい。好ましい値は、４５°〜１３５°、より好ましくは７０°〜１１０°、最も好ましくは８０°〜１００°の範囲内にある。
【０１７６】
そのネマチック状態にある液晶媒体が偏光した光の偏光面を回転させる値は、２つの偏光子の偏光の方向が互いに関して回転する値と同一である必要はない。好ましくは、当該値は同様であり、好ましい偏差は、極めて好ましくは３０°より小さく、最も好ましくは２０°より小さい。
【０１７７】
そのネマチック状態にある液晶媒体が偏光した光の偏光面を回転させる値は、好ましくは０°〜３６０°の範囲内にある。しかしながら、３６０°より大きい値もまた、本発明に従って存在し得る。
【０１７８】
建物の内部の温度を調節する目的のために、上記で記載した組立が、一般的に好ましい。低温で、スイッチ素子が開状態にあるので、放射エネルギーの流れが可能になる。これによって、建物の熱吸収の増大がもたらされ、暖房コストが低減される。スイッチ素子は、高温で閉状態にあり、放射エネルギーの建物中への流れが制限される。これによって、高温における望まれない熱吸収が減少し、空調のためのコストが低下する。
【０１７９】
２つの偏光子が互いに対して相殺される角度に依存して、およびまた偏光子が入射光の全部を偏光させるか、その一部のみを偏光させるかに依存して、多かれ少なかれ、光が、閉状態にあるスイッチ素子を通過して透過される。「交差した」位置（互いに対して９０°で回転した偏光の方向）にある完全な偏光子では、光は、閉状態では透過されない。偏光子の偏光の方向が９０°とは異なる角度で回転する場合には、いくらかの光が、閉状態においても透過される。本発明によれば、そのような配置が望ましい。
【０１８０】
同様に、開状態にあるスイッチ素子を通過して透過される光の量は、他の要因の中でも、偏光子の効率および、液晶媒体が直線偏光した光の偏光の方向を回転させる角度と、２つの偏光子の偏光の方向が互いに対して回転する角度の間の差異に依存する。完全な偏光子および回転の角度の正確な一致と共に、５０％までの光が、開状態にあるデバイスを通過して透過され、理想的には、０％の光が閉状態で透過される。
【０１８１】
光の５０％の排除は、完全な直線偏光子が入射する偏光していない光の５０％を（吸収または反射によって）排除するという事実による。したがって、デバイスを通過する光の透過を、完全でない偏光子を使用する場合に著しく高めることができ、それは望ましい場合がある。
【０１８２】
ここで、偏光子配向および液晶媒体による偏光の方向の回転の多数の他の組み合わせを、本発明の範囲内で使用することができることが言及されなければならない。
【０１８３】
本発明の他の態様は、第１の温度範囲内にある場合には光を散乱し、第２の温度範囲内では透過的であり、一方この第２の温度範囲が、第１の温度範囲より高いかまたは低い場合がある液晶媒体を含む。本発明の他の態様によれば、液晶媒体は、円偏光した光の偏光状態に影響し得る。
【０１８４】
本発明のさらなる態様によれば、液晶媒体は、１つまたは２つ以上の液晶化合物に加えて染料分子または吸収特性もしくは反射特性を示す他の物質を含む、ゲスト−ホスト系を表す。この態様によれば、液晶媒体は、液晶状態（低温）にある場合には染料分子に配向を供給するが、アイソトロピック状態（高温）にある場合にはそのような配向を供給しない。
【０１８５】
染料分子がそれらの配向の程度に依存して異なる様式で光と相互作用するので、ゲスト−ホスト系は、温度依存性の透過特性を示す。本発明に従い、液晶媒体がゲスト−ホスト系を表す場合には、本発明のデバイスにおいて、１つのみの偏光子を使用するか、または偏光子を全く使用しないのが好ましい場合がある。さらに、本発明によれば、液晶媒体がゲスト−ホスト系を表す場合には、液晶媒体のねじれネマチック配向または液晶媒体の垂直に整列した配向を、好ましくは使用する。
【０１８６】
本発明の好ましい態様によれば、液晶状態にある液晶媒体による偏光した光の回転は、液晶媒体の分子の整列によって引き起こされる。本発明において、この整列は、典型的には液晶媒体と直接接触している整列層によってもたらされる。優先的に、整列層は、液晶媒体層の２つの外部の境界を表す。例えば、互いに面している２つの整列層を、液晶媒体を包囲する区画の内部に取り付けてもよい。他の好ましい態様において、整列層は、液晶媒体を包囲する区画を構成する。整列層を、ポリマーまたはポリマーフィルムをラビング布、紙やすりまたはある種の他の好適な材料でラビングすることにより製造してもよい。ポリイミドフィルムは、このために特に適しているが、配向(orientation)は、他の種類のポリマー上でも達成され得る。
【０１８７】
さらなる好ましい態様によれば、整列層および偏光子層は、別個ではなく、１つの単一層を形成する。それらを、例えば一緒に接着するかまたは積層させてもよい。液晶分子の整列を誘起する特性を、例えば偏光子層をラビングし、引っ掻き、かつ／またはマイクロパターン化することにより、偏光子に付与することができる。詳細については、特許出願US 2010/0045924に言及されており、その開示は、参照によって本明細書中に組込まれる。
【０１８８】
本発明のスイッチ素子の好ましい態様は、液晶媒体を透過的な材料のコンテナー、好ましくは透過的なポリマーまたはガラス内に含む。
さらに、スイッチ素子は、液晶媒体と直接接触している２つまたは３つ以上の整列層を含む。例えば、整列層を、前述のコンテナーの内側表面に付けることができる。他の好ましい態様において、内側のコンテナー表面は、整列層自体としての作用を奏することができる。
【０１８９】
さらに、スイッチ素子は、上記で開示したように、偏光箔の形態において存在し得る２つまたは３つ以上の偏光子を含む。さらなる剛性であるかまたは柔軟な層、例えば追加のガラスシート、バンドブロックフィルター、例えばＵＶ遮断フィルムおよび／または断熱層、例えば低放射率フィルムが存在してもよい。本発明のこの態様において、スイッチ素子は剛性であり、剛性材料の層の存在により保存および／または輸送のために曲げるかまたは丸めることができない。
【０１９０】
本発明の他の好ましい態様において、液晶媒体を、柔軟なポリマーシートによって包囲する。この柔軟なポリマーシートは、偏光子および／または整列層を表し得る。例えば上記で記載したさらなる層が、さらに存在してもよい。詳細について、特許出願US 2010/0045924に言及し、その開示は、参照によって本明細書中に組込まれる。この態様によれば、スイッチ素子は柔軟であり、曲げ、かつ／または丸めることができる。
【０１９１】
本発明の他の好ましい態様によれば、液晶媒体は、固体またはゲル様のコンシステンシー(consistency)を有する。この態様によれば、液晶媒体のための剛性のコンテナーは必要ではなく、ガラスおよび／または剛性のポリマーシートがスイッチ素子中に存在する必要性が解消される。本発明のこの態様の利点は、スイッチ素子が損傷をより受けやすくなく、丸めることができる薄い柔軟なシートの形態で製造することができることである。スイッチ素子を、次にこのロールからあらゆる形状または大きさにおいて切断することができ、それによってデバイスの保存、輸送および製造が単純化される。
【０１９２】
液晶媒体の前述の固体またはゲル様のコンシステンシーを得るために、以下の手順を、本発明に従って使用することができる。
【０１９３】
液晶媒体を、例えば別個の区画、例えば液晶媒体の微液滴の形態において光学的に透過的な媒体内に包埋してもよい。光学的に透過的な媒体は、好ましくはポリマー材料、特に好ましくはアイソトロピックな熱可塑性、デュロプラスチック(duroplastic)またはエラストマーポリマーである。特に好ましくは、ポリマー材料は、熱可塑性またはエラストマーポリマーである。
【０１９４】
これについての例は、ＮＣＡＰフィルム（ＮＣＡＰ＝ネマチック曲線整列相）およびＰＤＬＣフィルム（ＰＤＬＣ＝ポリマー分散液晶）である。ＮＣＡＰフィルムを、カプセル封入ポリマー材料、例えばポリビニルアルコール、液晶媒体および担体材料、例えば水をコロイドミル中で十分に混合するプロセスによって得ることができる。その後、担体材料を、例えば蒸発によって除去する。ＮＣＡＰフィルムの生成のための詳細な手順は、US 4，435，047に記載されている。
【０１９５】
例えばUS 4，688，900；WO 89/06264；ＥＰ 0272585およびMol. Cryst. Liq. Cryst. Nonlin. Optic, 157, (1988), 427 - 441に記載されているＰＤＬＣフィルムを、液晶媒体をモノマーおよび／またはオリゴマーと均質に混合し、それを後にポリマーマトリックスと反応させることにより得ることができる。重合の後に、相分離が誘起され、ここで液晶媒体の区画または微液滴が形成し、それをポリマーマトリックス内に分散させる。
【０１９６】
本発明の他の態様によれば、液晶媒体は、高分子ネットワーク（ＰＮ系）内に連続相として存在する。そのような系は、例えばEP 452460、EP 313053およびEP 359146に詳細に記載されている。高分子ネットワークは、典型的には多孔質構造を有し、ここで液晶媒体は、自由に浮遊することができる。好ましい態様において、それを、モノまたはポリアクリレートモノマーの重合によって形成する。
【０１９７】
好ましくは、液晶媒体は、ＰＮ系中に、６０％より高いパーセンテージにおいて、特に好ましくは７０〜９５％のパーセンテージにおいて存在する。高分子ネットワーク系を、液晶媒体ならびに三次元高分子ネットワークを形成するそれぞれのモノマーおよび／またはオリゴマーを含む混合物中での重合反応を誘起することにより製造することができる。好ましい態様によれば、重合を、光開始によって開始する。
【０１９８】
本発明の他の態様において、ポリマーは、ネットワークを形成せず、小粒子の形態において液晶媒体内に分散しており、それは、ＰＮネットワーク系におけるように連続相として存在する。
本発明の液晶媒体は、前述のＰＤＬＣ、ＮＣＡＰおよびＰＮシステムにおいて使用するのに特に適している。
【０１９９】
したがって、本発明のさらなる主題は、上記で定義した液晶媒体およびポリマー、好ましくは微孔性ポリマーを含む複合系である。
【０２００】
本発明において、スイッチ素子を、私有の、公共の、および商業ビル中に、輸送、保存および居住のためのコンテナー中に、ならびにあらゆる車両中に存在するものを含む、あらゆる種類の透明な窓、ファサード、ドアまたは屋根に取り付けることができる。特に好ましいのは、断熱ガラスユニット（ＩＧＵ）もしくは多重枠窓への取り付けおよび／または断熱ガラスユニットもしくは多重枠窓の集積素子としての使用である。本発明の好ましい態様において、スイッチ素子を、窓、ファサード、ドアまたは屋根の外部に面する側に取り付ける。他の好ましい態様において、スイッチ素子を、ＩＧＵの内側に配置し、ここでそれを、悪影響、例えば極端な天候条件から、およびＵＶ露光による劣化から保護する。代替の態様において、スイッチ素子を、窓、ファサード、ドアまたは屋根の内部に面する側に取り付ける。
【０２０１】
本発明の１つの態様において、スイッチ素子は、窓の完全な表面を覆う。この場合において、放射エネルギーの流れに対するデバイスの切り替えによる制御は、最大化される。
【０２０２】
本発明の他の態様において、スイッチ素子は、窓の表面の一部のみを覆い、よって、スイッチ素子によって覆われない残留したすき間がある。これらのすき間は、縞、小領域および／またはより大きい領域の形態を採り得る。これによって、窓のいくつかの部分を明状態と暗状態との間で切り替え、一方他の部分を常に明るく維持することが可能になり得る。これによって、特に閉状態における窓の透明性が増大するに至る。
【０２０３】
スイッチ素子を、本発明において、内部空間と環境との間の放射エネルギーの流れを調節するために使用してもよい。特に好ましくは、それを、ＶＩＳ光およびＮＩＲ光、またはＶＩＳ光のみ、または調節されたＶＩＳ光と永久に遮断されたＮＩＲ光との組み合わせの形態でのエネルギーの流れを調節するために使用する。スイッチ素子が、手動での制御を必要とせずに、開状態と閉状態との間の温度依存性の切り替えのその能力によって、放射エネルギーの流れを自動的に調節するのが、さらに好ましい。本発明の特に好ましい態様によれば、スイッチ素子を使用して、建物および／または車両の内部温度を調節する。
【０２０４】
本発明の目的のために、すべての濃度は、他に明確に注記しない限り質量パーセントにおいて示され、他に明確に注記しない限り対応する混合物または混合物成分に関する。
液晶混合物の透明点を、毛管中で決定する。好適な機器は、Mettler Toledo FP90である。典型的には、液晶混合物は、透明範囲を示す。本発明者らの定義によれば、透明点は、材料全体が尚ネマチック性である当該範囲の最低の温度である。
【０２０５】
あるいはまた、ディスプレイ中の混合物の透明点を、顕微鏡ホットステージ中で通常は白色モードのＴＮセルにおいて決定することができる。ネマチック状態からアイソトロピック状態への転移の開始によって、ＴＮセル中の黒色小領域がもたらされる。加熱の際に、そのような小領域が最初に生じる温度を、透明点であると決定する。
【０２０６】
本発明の適用について、ディスプレイにおける液晶媒体の長期間保存挙動が関連する。ディスプレイにおける長期間保存挙動の決定のために、液晶混合物を、５〜６μｍの厚さを有するいくつかのＴＮセル中に満たす。ＴＮセルは、末端シール(end-seal)を受け、偏光子を通常は白色モード組立のために取り付け、冷蔵庫中で所与の温度で１０００時間まで保存する。定義した時間間隔において、ＴＮセルを、結晶化またはスメクチック−ネマチック転移を示す暗小領域について視覚的に検査する。ＴＮセルが試験期間の終了時に小領域を示さない場合には、試験をパスする。他の場合には、最初の小領域が検出されるまでに経過した時間を、長期間保存安定性の評価基準として記録する。
【０２０７】
本出願において、および特に以下の例において、液晶化合物の構造を、略語によって表し、それをまた、「頭字語」と称する。表Ａ〜Ｃは、化合物の構造的要素をそれらの対応する略語と一緒に示す。
【０２０８】
すべての基ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｍＨ２ｍ＋１、ＣｐＨ２ｐ＋１およびＣｑＨ２ｑ＋１は、好ましくは、それぞれｎ、ｍ、ｐおよびｑ個のＣ原子を有する直鎖状アルキル基である。すべての基ＣｎＨ２ｎ、ＣｍＨ２ｍ、ＣｐＨ２ｐおよびＣｋＨ２ｑは、好ましくは、それぞれ（ＣＨ２）ｎ、（ＣＨ２）ｍ、（ＣＨ２）ｐおよび（ＣＨ２）ｑであり、−ＣＨ＝ＣＨ−は、好ましくは、それぞれトランス−Ｅビニレンである。指数ｎ、ｍ、ｐおよびｑは、好ましくは１〜１０の値を有する。
【０２０９】
注：化学構造中で左側から右側まで、１つのみの指数が出現する場合には、使用する指数はｎであり；２つの指数が出現する場合には、ｎおよびｍであり；３つの指数が出現する場合には、ｎ、ｍおよびｐであり；４つの指数が出現する場合には、ｎ、ｍ、ｐおよびｑである。この命名法を、所要に応じて拡張してもよい。
【０２１０】
したがって、頭字語命名法（以下の表を参照）による−ｎに対応する右側アルキル基−ＣｎＨ２ｎ＋１はまた、選択した指数に依存して、−ｍに対応する基−ＣｍＨ２ｍ＋１、または−ｐに対応する基−ＣｐＨ２ｐ＋１、または−ｑに対応する基−ＣｑＨ２ｑ＋１であってもよい。同様のことが、文字ｎを使用して、ｎ個の炭素原子および２ｎ＋１個の水素原子を有するアルキル基またはｎ個の炭素原子および２ｎ個の水素原子を有するアルキレン基を示す表Ｃのすべての他の基に該当する。
【０２１１】
表Ａは、環要素に使用した記号を列挙し、表Ｂは、結合基についてのものを列挙し、表Ｃは、分子の左側および右側末端基についての記号についてのものを列挙する。
【０２１２】
表Ａ：環要素
【表１】
0005981917.tif 000102
【０２１３】
【表２】
0005981917.tif 000103
【０２１４】
【表３】
0005981917.tif 000104
【０２１５】
表Ｂ：結合基
【表４】
0005981917.tif 000105
【０２１６】
表Ｃ：末端基
【表５】
0005981917.tif 000106
【０２１７】
【表６】
0005981917.tif 000107
ここで、ｎおよびｍは、各々整数であり、３つの点「...」は、この表の他の記号が当該位置において存在し得ることを示す。
【０２１８】
以下の表Ｄ１およびＤ２中の構造は、本発明のデバイスにおいて使用するための好ましい化合物である。
表Ｄ１に列挙した構造を、上に表した系によるそれらの頭字語名称と一緒に示す。
【０２１９】
表Ｄ１：例示的な構造 
【化９２】
0005981917.tif 000108
【０２２０】
【化９３】
0005981917.tif 000109
【０２２１】
【化９４】
0005981917.tif 000110
【０２２２】
【化９５】
0005981917.tif 000111
【０２２３】
【化９６】
0005981917.tif 000112
【０２２４】
【化９７】
0005981917.tif 000113
【０２２５】
【化９８】
0005981917.tif 000114
【０２２６】
【化９９】
0005981917.tif 000115
【０２２７】
【化１００】
0005981917.tif 000116
【０２２８】
【化１０１】
0005981917.tif 000117
【０２２９】
表Ｄ２：さらなる例示的な構造
【化１０２】
0005981917.tif 000118
【０２３０】
【化１０３】
0005981917.tif 000119
【０２３１】
【化１０４】
0005981917.tif 000120
【０２３２】
【化１０５】
0005981917.tif 000121
【０２３３】
【化１０６】
0005981917.tif 000122
【０２３４】
【化１０７】
0005981917.tif 000123
【０２３５】
【化１０８】
0005981917.tif 000124
【０２３６】
【化１０９】
0005981917.tif 000125
【０２３７】
【化１１０】
0005981917.tif 000126
【０２３８】
【化１１１】
0005981917.tif 000127
【０２３９】
【化１１２】
0005981917.tif 000128
【０２４０】
表Ｅは、キラルなドーパントを列挙し、好ましくは、これを本発明の液晶媒体において使用する。
表Ｅ
【化１１３】
0005981917.tif 000129
【０２４１】
【化１１４】
0005981917.tif 000130
【０２４２】
【化１１５】
0005981917.tif 000131
【０２４３】
本発明の好ましい態様において、本発明の媒体は、表Ｅの化合物の群から選択された１つまたは２つ以上の化合物を含む。
表Ｆは、本発明の液晶媒体において好ましく使用する安定剤を列挙する。
【０２４４】
表Ｆ 
注：この表において、「ｎ」は、１〜１２の範囲内の整数を意味する。
【化１１６】
0005981917.tif 000132
【０２４５】
【化１１７】
0005981917.tif 000133
【０２４６】
【化１１８】
0005981917.tif 000134
【０２４７】
【化１１９】
0005981917.tif 000135
【０２４８】
【化１２０】
0005981917.tif 000136
【０２４９】
【化１２１】
0005981917.tif 000137
【０２５０】
本発明の好ましい態様において、本発明の媒体は、表Ｆの化合物の群から選択された１種または２種以上の化合物を含む。
【０２５１】
例 
以下の例示的な液晶混合物を、本発明を例示する目的のために列挙し、いかなる意味においてもそれを限定するものと理解するべきではない。
【０２５２】
液晶混合物の組成を、それらの透明点およびそれらの長期間保存挙動と一緒に以下に列挙する。当業者は、以下に示したデータから、いずれの特性を本発明の混合物で得ることができるかを学ぶ。当該当業者はさらに、いかにして混合物の組成を修正して、所望の特性、特に透明点の定義された温度および高い長期間安定性を得ることができるかを学ぶ。
【０２５３】
以下の表中に列挙した組成を有する液晶混合物を製造し、それらの透明点および長期間保存挙動を決定する。
【０２５４】
本出願の説明部分において述べたように、本発明の液晶媒体の透明点は、好ましくは−２０〜８０℃、より好ましくは１０〜６０℃および最も好ましくは２０〜５０℃である。尚より好ましくは、透明点は、２０〜４０℃である。
比較的高い透明点（＞７０℃、特に＞８０℃）を有する例示的な混合物を、好ましくはいわゆる２本ビン系(two-bottle system)として、より低い透明点を有する混合物と組み合わせて使用する。
【０２５５】
１）液晶媒体Ｉについての例
【表７】
0005981917.tif 000138
【０２５６】
【表８−１】
0005981917.tif 000139
【表８−２】
0005981917.tif 000140
【０２５７】
２）液晶媒体ＩＩについての例
【表９−１】
0005981917.tif 000141
【表９−２】
0005981917.tif 000142
【０２５８】
【表１０】
0005981917.tif 000143
【０２５９】
３）液晶媒体ＩＩＩについての例
【表１１−１】
0005981917.tif 000144
【表１１−２】
0005981917.tif 000145
【０２６０】
【表１２】
0005981917.tif 000146
【０２６１】
４）液晶媒体ＩＶについての例
【表１３】
0005981917.tif 000147
【０２６２】
【表１４】
0005981917.tif 000148
【０２６３】
５）液晶媒体Ｖについての例
【表１５】
0005981917.tif 000149
【０２６４】
【表１６】
0005981917.tif 000150
【０２６５】
６）液晶媒体ＶＩについての例
【表１７】
0005981917.tif 000151
【０２６６】
７）スイッチ素子における液晶媒体の使用
本発明の混合物１〜２１を、US 2009/0015902の手順に従って、スイッチ素子における液晶媒体として使用する。
【０２６７】
スイッチ素子を組み立てるために、上述の特許出願に開示されている混合物（５部の６ＣＢ（４’−ヘキシル−４−シアノビフェニル）、１．２５部の混合物Ｅ７および０．００８部のＳ−８１１）の代わりに本発明の例示的な混合物の１つを使用した（例１〜例２１）以外は、当該出願の段落［００５０］〜［００５５］に記載されている手順に従う。
【０２６８】
本発明の混合物（例１〜例２１）で、高い稼働寿命を有するスイッチ素子を得ることができる。スイッチ素子は、混合物の透明点（１０℃〜８０℃、それは当該素子の好ましい動作範囲内にある）に近い切り替え温度を有する。
これは、制御可能な透明点と共に高いデバイス安定性を、本発明の混合物で得ることができることを示す。
【０２６９】
これらの発見は、スイッチ素子において使用するための液晶混合物についての本発明の概念を支持する。