(57)【要約】  本発明は、液晶（ＬＣ）媒体と、液晶（ＬＣ）媒体を製造する方法と、通常透明モードで操作されるポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）光変調素子におけるこのようなＬＣ媒体の使用とに関する。さらに、本発明は、このような光変調素子と、例えば透明ＯＬＥＤディスプレイ用光シャッターとしてのこのような光変調素子の使用と、スマートウィンドウにおけるこのような光変調素子の使用と、本発明によるこのような光変調素子を製造する方法とに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種または複数種の非重合性ＬＣ化合物、１種または複数種の重合性ＬＣ化合物、１種または複数種のカルバゾールオキシムエステル光開始剤、および１種または複数種の二色性色素を含むＬＣ媒体。
【請求項２】
式Ｉ−１、Ｉ−２、Ｉ−３およびＩ−４：
【化１】
2019534344.tif 000083
の化合物の群から選択される１種または複数種の非重合性ＬＣ化合物を含み、
式中、
Ｒ２Ａは、Ｈ、１〜１５個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であって、これらの基における１個または複数個のＣＨ２基が、それぞれ互いに独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
【化２】
2019534344.tif 000084
−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しないようにさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子が、ハロゲンによりさらに置き換えられていてもよいアルキル基またはアルコキシ基を示し、
Ｌ１およびＬ２は、それぞれ互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３またはＣＨＦ２を示し、好ましくはそれぞれＦを示し、
Ｚ２およびＺ２’は、それぞれ互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−を示し、
ｐは、０、１または２を示し、
ｑは、０または１を示し、
（Ｏ）ＣｖＨ２ｖ＋１は、ＯＣｖＨ２ｖ＋１またはＣｖＨ２ｖ＋１を示し、かつ
ｖは、１〜６を示す
ことを特徴とする、請求項１記載のＬＣ媒体。
【請求項３】
式Ｎ：
【化３】
2019534344.tif 000085
の化合物の群から選択される１種または複数種の非重合性ＬＣ化合物を含み、
式中、
ＲＮ１およびＲＮ２は、それぞれ互いに独立して、１〜１５個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であって、これらの基における１個または複数個のＣＨ２基が、それぞれ互いに独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、
【化４】
2019534344.tif 000086
−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しないようにさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子がハロゲンによりさらに置き換えられていてもよいアルキル基またはアルコキシ基を示し、
ＡＮ１、ＡＮ２およびＡＮ３は、それぞれ互いに独立して、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、トランス−１，４−シクロヘキシレンであって、１個または２個のＣＨ２基が−Ｏ−または１，４−シクロヘキセニレンによりさらに置き換えられていてもよいものを示し、
ＺＮ１およびＺＮ２は、それぞれ互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＨ＝ＣＨ−を示し、
ｎは、０、１または２を示す
ことを特徴とする、請求項１または２記載のＬＣ媒体。
【請求項４】
１種または複数種の重合性ＬＣ化合物が、以下の式Ｍ：
【化５】
2019534344.tif 000087
の化合物の群から選択され、
式中、
Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ互いに独立して、重合性基を示し、
Ｓｐ１、Ｓｐ２は、それぞれの場合で、同一または異なって、スペーサー基または単結合を示し、
１個または複数個の基Ｐ１−Ｓｐ１−、−Ｓｐ２−Ｐ２は、基Ｒａａを示してもよいが、ただし、基Ｐ１−Ｓｐ１−、−Ｓｐ２−Ｐ２のうちの少なくとも１個は、Ｒａａを示さず、
Ａ１、Ａ２は、それぞれ互いに独立して、以下の基：
ａ）  トランス−１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレンおよび４，４’−ビシクロヘキシレンから成る基であって、１個または複数個の隣接していないＣＨ２基が−Ｏ−および／または−Ｓ−によりさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子が基Ｌまたは式：
【化６】
2019534344.tif 000088
の基によりさらに置き換えられていてもよい基、
ｂ）  １，４−フェニレンおよび１，３−フェニレンから成る基であって、１個または２個のＣＨ基がＮによりさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子が基Ｌまたは−Ｓｐ３−Ｐによりさらに置き換えられていてもよい基、
ｃ）  テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロフラン−２，５−ジイル、シクロブタン−１，３−ジイル、ピペリジン−１，４−ジイル、チオフェン−２，５−ジイルおよびセレノフェン−２，５−ジイルから成る基であって、これらの基のそれぞれが、Ｌにより一置換または多置換されていてもよい基、
ｄ）  飽和、部分不飽和または完全不飽和かつ任意に置換された５〜２０個のＣ環原子を有する多環式基から成る基であって、これらの基のうちの１個または複数個がヘテロ原子によりさらに置き換えられていてもよい基、好ましくは、ビシクロ［１．１．１］ペンタン−１，３−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル、
【化７】
2019534344.tif 000089
［式中、これらの基における１個または複数個のＨ原子は、基Ｌまたは−Ｓｐ３−Ｐによりさらに置き換えられていてもよく、かつ／または１個または複数個の二重結合は、単結合により置き換えられていてもよく、かつ／または１個または複数個のＣＨ基は、Ｎにより置き換えられていてもよい］
から成る群より選択される基
から選択される基を示し、
Ｐ３は、重合性基を示し、
Ｓｐ３は、スペーサー基を示し、
１個または複数個の基−Ｓｐ３−Ｐ３は、基Ｒａａを示してもよく、
ｎは、０、１、２または３、好ましくは１または２を示し、
Ｚ１は、いずれの場合にも、互いに独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−（ＣＨ２）ｎ−［式中、ｎは、２、３または４である］、−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ（ＲｃＲｄ）−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−または単結合を示し、
Ｌは、それぞれの場合で、同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ５、または１〜１２個のＣ原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状の、いずれの場合にも任意に一フッ化または多フッ化されたアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシを示し、
Ｒ０、Ｒ００は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、Ｆ、または１〜１２個のＣ原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキルであって、１個または複数個のＨ原子がＦによりさらに置き換えられていてもよいアルキルを示し、
Ｍは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ２−、−ＣＨＹ１−または−ＣＹ１Ｙ２−を示し、かつ
Ｙ１およびＹ２は、それぞれ互いに独立して、Ｒ０についての上記の意味のうちの１つを有するか、ＣｌまたはＣＮ、好ましくはＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＣＦ３またはＣＦ３を示し、
Ｗ１、Ｗ２は、それぞれ互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｃ（ＲｃＲｄ）−または−Ｏ−を示し、
ＲｃおよびＲｄは、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜６個のＣ原子を有するアルキル、好ましくはＨ、メチルまたはエチルを示し、
Ｒａａは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または１〜２５個のＣ原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキルであって、１個または複数個の隣接していないＣＨ２基が、それぞれ互いに独立して、Ｃ（Ｒ０）＝Ｃ（Ｒ００）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接結合しないようにさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子が、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたはＰ１−Ｓｐ１−によりさらに置き換えられていてもよいアルキル、特に好ましくは、１〜１２個のＣ原子を有する、直鎖状または分枝鎖状の、任意に一フッ化または多フッ化されたアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシ（ここで、アルケニル基およびアルキニル基は、少なくとも２個のＣ原子を含み、分枝鎖状の基は、少なくとも３個のＣ原子を含む）を示し、ここで基−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＮＨＲ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨおよび−ＣＨＯは、Ｒａａ中に存在していない
ことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のＬＣ媒体。
【請求項５】
１種または複数種のカルバゾールオキシムエステル光開始剤が、式ＣＯ−１：
【化８】
2019534344.tif 000090
の化合物の群から選択され、
式中、
Ｌ３１〜Ｌ３３は、それぞれ独立して、Ｈ、１〜５個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、チオアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシを示すか、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＯＣＮ、ＳＣＮまたは１〜４個のＣ原子を有する一フッ化、オリゴフッ化もしくは多フッ化されたアルキルもしくはアルコキシを示すか、−（Ｘ３１−Ｓｐ３１−Ａ３１）を示し、
Ｘ３１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲｘｘ−、−ＮＲｘｘ−ＣＯ−、−ＮＲｘｘ−ＣＯ−ＮＲｙｙ−または単結合を示し、
ＲｘｘおよびＲｙｙは、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを示し、
Ｓｐ３１は、スペーサー基または単結合であり、
Ａ３１は、それぞれ独立して、アリール、ヘテロアリール、（非芳香族）脂環式基および複素環式基であって、シリル、スルホ、スルホニル、ホルミル、アミン、イミン、ニトリル、メルカプト、ニトロ、ハロゲン、Ｃ１〜１２アルキル、Ｃ６〜１２アリール、Ｃ１〜１２アルコキシ、ヒドロキシルまたはこれらの基の組み合わせを含む群から選択される１個または複数個の置換基を任意に有する（非芳香族）脂環式基および複素環式基を示し、かつ
Ｒ３２〜Ｒ３４は、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを示す、請求項１から４までのいずれか１項記載のＬＣ媒体。
【請求項６】
１種または複数種の二色性色素が、式Ｄ：
【化９】
2019534344.tif 000091
の化合物の群から選択され、
式中、
【化１０】
2019534344.tif 000092
は、いずれの場合にも、同一または異なって、
【化１１】
2019534344.tif 000093
から選択され、
ｉが２以上である場合、基：
【化１２】
2019534344.tif 000094
の末端部は、
【化１３】
2019534344.tif 000095
であってもよく、
ｊが２以上である場合、基：
【化１４】
2019534344.tif 000096
の末端部は、
【化１５】
2019534344.tif 000097
であってもよく、
Ｚ１１およびＺ１２は、互いに独立して、−Ｎ＝Ｎ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−であり、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立して、アルキル、アルコキシ、フッ化アルキルまたはフッ化アルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ化アルケニル、アルキルアミニル、ジアルキルアミニル、アルキルカルボニル、アルキルオキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルオキシカルボニルオキシまたはアルキルシクロヘキシルアルキルであり、かつ
ｉおよびｊは、互いに独立して、１、２、３または４である、請求項１から５までのいずれか１項記載のＬＣ媒体。
【請求項７】
５％超３０％以下の重合性ＬＣ化合物を含む、請求項１から６までのいずれか１項記載のＬＣ媒体。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載のＬＣ媒体を製造する方法であって、１種または複数種の非重合性ＬＣ化合物、１種または複数種の重合性液晶化合物、および１種または複数種のカルバゾールオキシムエステル光開始剤と、１種または複数種の二色性色素とを混合する工程を含む方法。
【請求項９】
光変調素子における、請求項１から７までのいずれか１項記載のＬＣ媒体の使用。
【請求項１０】
２枚の基板と、電極装置と、前記基板の間に配置された請求項１から７までのいずれか１項記載のＬＣ媒体の層とを含むＬＣセルを含む光変調素子において、前記ＬＣ媒体の重合性化合物が重合されていることを特徴とする光変調素子。
【請求項１１】
通常透明モードで操作されるポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）光変調素子であることを特徴とする、請求項１０記載の光変調素子。
【請求項１２】
透明ＯＬＥＤディスプレイ用光シャッター、またはウィンドウ素子であることを特徴とする、請求項１０または１１記載の光変調素子。
【請求項１３】
請求項１０から１２までのいずれか１項記載の光変調素子を製造する方法であって、少なくとも以下の工程：
−  基板を切断および洗浄する工程、
−  前記各基板上に電極構造体を設ける工程、
−  任意に前記電極構造体上に配向膜を設ける工程、
−  接着剤（ＵＶまたは熱硬化性）を使用してセルをスペーサーと一緒に組み立てる工程、
−  前記セルにＬＣ媒体を充填する工程、および
−  前記ＬＣ媒体を化学放射線に曝し、この化学放射線により重合性化合物の光重合を誘起する工程
を含む方法。
【請求項１４】
電気光学デバイスにおける、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の光変調素子の使用。
【請求項１５】
請求項１０から１２までのいずれか１項記載の光変調素子を含むことを特徴とする、請求項１４記載の電気光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶（ＬＣ）媒体と、液晶（ＬＣ）媒体を製造する方法と、通常透明モードで操作されるポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）光変調素子におけるこのようなＬＣ媒体の使用とに関する。さらに、本発明は、このような光変調素子と、例えば透明ＯＬＥＤディスプレイ用光シャッターとしてのこのような光変調素子の使用と、スマートウィンドウにおけるこのような光変調素子の使用と、本発明によるこのような光変調素子を製造する方法とに関する。
【０００２】
従来技術
シースルーディスプレイまたは透明ディスプレイは、例えばＣ．−Ｈ．Ｌｉｎ、Ｗ．−Ｂ．Ｌｏ、Ｋ．−Ｈ．Ｌｉｕ、Ｃ．−Ｙ．Ｌｉｕ、Ｊ．−Ｋ．ＬｕおよびＮ．Ｓｕｇｉｕｒａ「Ｎｏｖｅｌ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ＬＣＤ  ｗｉｔｈ  ｔｕｎｅａｂｌｅ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ」ＳＩＤ  Ｄｉｇ．Ｔｅｃｈ．Ｐａｐ．４３、１１５９〜１１６２（２０１２）、ならびにＢ．−Ｊ．Ｍｕｎ、Ｗ．Ｓ．Ｋａｎｇ、Ｊ．Ｈ．Ｌｅｅ、Ｈ．Ｃ．Ｃｈｏｉ、Ｂ．Ｋ．Ｋｉｍ、Ｂ．Ｋａｎｇ、Ｙ．Ｊ．Ｌｉｍ、Ｓ．Ｈ．ＬｅｅおよびＧ．−Ｄ  Ｌｅｅ、「Ａ  ｈｉｇｈ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ  ｃｏｌｏｕｒ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｍｏｄｅ  ｗｉｔｈ  ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ  ｃｏｌｏｕｒ  ｇａｍｕｔ  ａｎｄ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ」Ｏｐｔ．Ｅｘｐｒｅｓｓ２２、１２５０５〜１２５１２（２０１３）に記載されているように、次世代型ディスプレイとして注目を集めている。
【０００３】
最新の研究のほとんどにおいて、例えばＣ．Ｗ．ＴａｎｇおよびＳ．Ａ．ＶａｎＳｌｙｋｅ「Ｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｉｏｄｅｓ」Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１、９１３〜９１５（１９８７）、ならびにＧ．Ｇｕ、Ｖ．Ｂｕｌｏｖｉｃ、Ｐ．Ｅ．Ｂｕｒｒｏｗｓ、Ｓ．Ｒ．ＦｏｒｒｅｓｔおよびＭ．Ｅ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ「Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ」Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６８、２６０６〜２６０８（１９９６）に記載されているように、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を使用したシースルーディスプレイに重点が置かれている。
【０００４】
シースルーＯＬＥＤディスプレイ中の画素は、透明な部分と発光する部分とに分けられる。透明な部分を通せば背景画像を見ることができる。しかしながら、シースルーＯＬＥＤディスプレイにおいて黒色を得ることはできない。なぜなら、透明な部分は、背景に対して連続的に開放されているからである。結果として、シースルーＯＬＥＤディスプレイパネルの可視性が弱くなる。この不可避の問題は、シースルーディスプレイの後ろに光シャッターを置くことで解決可能である。
【０００５】
液晶（ＬＣ）、例えばポリマー分散型ＬＣ、ＬＣゲル、コレステリックＬＣ（ＣｈＬＣ）および色素ドープ型ＬＣを使用した幾つかの種類の光シャッターが提案されており、例えば、Ｊ．Ｗ．Ｄｏａｎｅ、Ｎ．Ａ．Ｖａｚ、Ｂ．Ｇ．ＷｕおよびＳ．Ｚｕｍｅｒ「Ｆｉｅｌｄ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｌｉｇｈｔ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｆｒｏｍ  ｎｅｍａｔｉｃ  ｍｉｃｒｏ  ｄｒｏｐｌｅｔｓ」Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．４８、２６９〜２７１（１９８６）、Ｒ．Ａ．Ｍ．Ｈｉｋｍｅｔ「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｌｉｇｈｔ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｆｒｏｍ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｇｅｌｓ」Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６８、４４０６〜４４１２（１９９０）、Ｄ．−Ｋ．Ｙａｎｇ、Ｊ．Ｌ．Ｗｅｓｔ、Ｌ．−Ｃ．ＣｈｉｅｎおよびＪ．Ｗ．Ｄｏａｎｅ「Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ  ａｎｄ  ｂｉｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｉｎ  ｄｉｓｐｌａｙｓ  ｕｓｉｎｇ  ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌｓ」Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７６、１３３１〜１３３３（１９９４）、Ｈ．Ｒｅｎ、Ｙ．−Ｈ．Ｌｉｎ、Ｙ．−Ｈ．ＦａｎおよびＳ．−Ｔ．Ｗｕ「Ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｇｅｌ  ｆｏｒ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｌｉｇｈｔ  ｓｗｉｔｃｈ」Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．９６、３６０９〜３６１１（２００４）、Ｇ．Ｄ．Ｌｏｖｅ、Ａ．Ｋ．ＫｉｒｂｙおよびＲ．Ａ．Ｒａｍｓｅｙ、「Ｓｕｂ−ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ，  ｈｉｇｈ  ｓｔｒｏｋｅ  ｐｈａｓｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌｓ」Ｏｐｔ．Ｅｘｐｒｅｓｓ１８、７３８４〜７３８９（２０１０）、Ｇ．Ｈ．Ｌｅｅ、Ｋ．Ｙ．Ｈｗａｎｇ、Ｊ．Ｅ．Ｊａｎｇ、Ｙ．Ｗ．Ｊｉｎ、Ｓ．Ｙ．ＬｅｅおよびＪ．Ｅ．Ｊｕｎｇ「Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ｃｏｌｏｕｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｈｕｔｔｅｒ  ｗｉｔｈ  ｄｙｅ−ｄｏｐｅｄ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ」Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．３６、７５４〜７５６（２０１１）、Ｊ．Ｓｕｎ、Ｒ．Ａ．Ｒａｍｓｅｙ、Ｙ．ＣｈｅｎおよびＳ．−Ｔ  Ｗｕ「Ｓｕｂｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ−ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｓｈｅａｒｅｄ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌｓ  ｆｏｒ  ｄｉｓｐｌａｙ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」Ｊ．Ｄｉｓｐ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．８、８７〜９０（２０１２）、ならびにＢ．−Ｈ．Ｙｕ、Ｊ．−Ｗ．Ｈｕｈ、Ｋ．−Ｈ．ＫｉｍおよびＴ．−Ｈ．Ｙｏｏｎ「Ｌｉｇｈｔ  ｓｈｕｔｔｅｒ  ｕｓｉｎｇ  ｄｉｃｈｒｏｉｃ−ｄｙｅ−ｄｏｐｅｄ  ｌｏｎｇ−ｐｉｔｃｈ  ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌｓ」Ｏｐｔ．Ｅｘｐｒｅｓｓ２１、２９３３２−２９３３７（２０１３）がある。
【０００６】
つい最近では、Ｙｏｏｎ等が、ＡＩＰ  Ａｄｖａｎｃｅｓ５、０４７１１８（２０１５）において、パターン化電極を含むポリマーネットワークＬＣ（ＰＮＬＣ）セルを使用した、初期状態で透明な光シャッターを提案した。著者等は、正の誘電異方性Ｅ７を有するＬＣホスト混合物（Δｎ：０．２２３、Δε：１３．５、Ｍｅｒｃｋ）を５％のＵＶ硬化性モノマー（ビスフェノールＡジメタクリレート、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）と一緒に用いた。しかしながら、これらの光シャッターは、パターン化されたＩＴＯ電極構造を必要とするため、長期的な硬化プロセスおよび費用のかかる電極構造を伴って製造される。さらに、このようなＩＴＯ電極構造は、今のところプラスチック基板に適用することができない。
【０００７】
基本的に、通常透明なＰＮＬＣモードは、上記のフレキシブルディスプレイの用途または透明ディスプレイの用途に対してのみならず、スマートウィンドウの用途またはプライバシーウィンドウの用途でもかなりの可能性を秘めている。というのも、どちらの用途も、電界が印加されていない透明な「オフ状態」から暗いまたは曇った「オン状態」に電気的にスイッチングされることが有益なためである。しかしながら、通常透明なＰＮＬＣモードは、ゆっくりとしたＬＣの緩和への依存を理由とした遅い応答時間と、それらの螺旋構造または用いられるポリマー材料を理由とした高い動作電圧と、望ましくない低いダークレベルとがよく問題になる。特に、ダークレベルの上昇は、スマートウィンドウの用途にとって重要である。この点に関して、ダークレベルの上昇は例えば、用いられるＬＣ混合物に二色性色素をドープすることで達成可能である。しかしながら、有機二色性色素のほとんどにおいて、ＵＶ硬化プロセスが問題となる。このプロセスは、ＰＮＬＣセルに必須であり、用いられる色素の望ましくない脱色をしばしば生じさせる。
【０００８】
従来技術の先に言及した要件を解決する試みは、幾つかの欠点に関連しており、これには例えば、動作電圧の上昇、低いヘイズレベルもしくはダークレベルでの望ましくない半透明状態もしくは不透明状態、高い残留ヘイズもしくは望ましくない配色での望ましくない透明状態、スイッチング速度の低下、または相応するデバイスを大量生産するのに一般的に知られている方法に対して特に不適合である望ましくない処理工程がある。
【０００９】
したがって、本発明の主な目的のうちの１つは、代替的なまたは好ましくは改善された、通常透明なＰＮＬＣモードに基づく光変調素子のためのＬＣ媒体、および通常透明なＰＮＬＣモードで動作する光変調素子であって、それ自体が従来技術の欠点を有しておらず、好ましくは上記および下記で言及した１つまたは複数の利点を示すものを提供することである。
【００１０】
驚くべきことに、発明者等は、上記および下記に規定した要件のうちの１つまたは複数が、本発明により請求項１に従って達成可能であることを発見した。
【００１１】
本発明のその他の目的は、以下の記載から当業者にすぐに明白となる。
【００１２】
概要
本発明は、１種または複数種の非重合性（低分子量）ＬＣ化合物、１種または複数種の重合性ＬＣ化合物、１種または複数種のカルバゾールオキシムエステル光開始剤および１種または複数種の二色性色素を含むＬＣ媒体に関する。
【００１３】
さらに、本発明は、１種または複数種の低分子量ＬＣ化合物、１種または複数種の重合性液晶化合物および１種または複数種のカルバゾールオキシムエステル光開始剤と、１種または複数種の二色性色素とを混合する工程を含む、上記および下記のＬＣ媒体を製造する方法に関する。
【００１４】
さらに、本発明は、通常透明なＰＮＬＣモードに基づく光変調素子における上記および下記のＬＣ媒体の使用に関する。
【００１５】
さらに、本発明は、２枚の基板と、電極装置と、基板の間に配置された上記および下記のＬＣ媒体の層とを含むＬＣセルを含む光変調素子において、ＬＣ媒体の重合性化合物が重合されていることを特徴とする光変調素子に関する。
【００１６】
さらに、本発明は、電気光学デバイスにおける、例えば透明ＯＬＥＤ用光シャッターまたはスマートウィンドウ用ウィンドウ素子における上記および下記の光変調素子の使用に関する。
【００１７】
したがって、本発明は、上記および下記の光変調素子を含む電気光学デバイス自体にも関する。
【００１８】
さらに、本発明は、上記および下記の光変調素子を製造する方法であって、上記および下記のＬＣ媒体を、上記および下記の２枚の基板と電極構造体とを有するＬＣセルに導入し、かつＬＣ媒体の重合性ＬＣ化合物を重合する方法に関する。
【００１９】
特に、本発明によるＬＣ媒体を、通常透明モードで動作するＰＮＬＣ光変調素子において用いることで、とりわけ上記および下記に言及した要件を、好ましくは同時に満たすことができる。
【００２０】
特に、光変調素子は、同時に
−  好ましい速い応答時間、
−  駆動に必要な好ましい低電圧、
−  好ましい透明でかつ好ましくは色無しの「オフ状態」および
−  好ましい非常に暗いまたは曇った「オン状態」
を示すことが好ましい。
【００２１】
さらに、光変調素子を、大量生産について一般的に知られた適合した方法により製造することができる。
【００２２】
用語および定義
特に明示しない限り、上記および下記において、以下の意味を適用する：
「液晶」、「メソゲン」および「メソゲン化合物」という用語は、本明細書で使用する場合、温度、圧力および濃度の適切な条件のもとメソ相または特にＬＣ相として存在可能な化合物を意味する。
【００２３】
「メソゲン基」という用語は、当業者に公知かつ文献に記載されており、その誘引および反発相互作用の異方性を理由として低分子量または高分子の物質において液晶（ＬＣ）相の生成に実質的に寄与する基を示す。メソゲン基を含む化合物（メソゲン化合物）は、それ自体がＬＣ相を有する必要は必ずしもない。また、メソゲン化合物は、その他の化合物との混合および／または重合の後にのみ、ＬＣ相の挙動を示してもよい。一般的なメソゲン基は、例えば、剛直なロッド型またはディスク型の単位である。メソゲンまたはＬＣ化合物との関連で使用される用語および定義の概要は、Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．  Ｃｈｅｍ．、７３（５）、８８８（２００１）およびＣ．Ｔｓｃｈｉｅｒｓｋｅ、Ｇ．Ｐｅｌｚｌ、Ｓ．Ｄｉｅｌｅ、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．、２００４、１１６、６３４０〜６３６８に記載されている。
【００２４】
「ヒドロカルビル基」という用語は、少なくとも１個の炭素原子と、任意に１個もしくは複数個のＨ原子と、任意に例えばＮ、Ｏ、Ｓ、Ｐ、Ｓｉ、Ｓｅ、Ａｓ、ＴｅもしくはＧｅのような１個もしくは複数個のヘテロ原子とを含む一価または多価の有機基部分を意味する。また、３個以上のＣ原子の鎖を含むヒドロカルビル基は、直鎖状であっても、分枝鎖状であっても、かつ／または環状であってもよく、これにはスピロ環および／または縮合環が含まれる。
【００２５】
本願を通して、「アリール基およびヘテロアリール基」という用語は、単環式または多環式であり得る基を包含し、すなわち、これらは、１個の環（例えばフェニル）または２個以上の環であって、縮合していてもよいもの（例えばナフチル）または共有結合していてもよいもの（例えばビフェニル）を有することができるか、または縮合環および結合環の組み合わせを含むことができる。ヘテロアリール基は、好ましくはＯ、Ｎ、ＳおよびＳｅから選択される１個または複数個のヘテロ原子を含む。６〜２５個のＣ原子を有する単環式、二環式または三環式のアリール基、および２〜２５個のＣ原子を有する単環式、二環式または三環式のヘテロアリール基であって、任意に縮合環を含み、かつ任意に置換されたものが特に好ましい。さらに、５員、６員または７員のアリール基およびヘテロアリール基であって、１個または複数個のＣＨ基が、Ｎ、ＳまたはＯにより、Ｏ原子および／またはＳ原子が互いに直接結合しないようにさらに置き換えられていてもよいアリール基およびヘテロアリール基が特に好ましい。好ましいアリール基は、例えば、フェニル、ビフェニル、テルフェニル、［１，１’：３’，１’’］テルフェニル−２’−イル、ナフチル、アントラセン、ビナフチル、フェナントレン、ピレン、ジヒドロピレン、クリセン、ペリレン、テトラセン、ペンタセン、ベンゾピレン、フルオレン、インデン、インデノフルオレン、スピロビフルオレンであり、１，４−フェニレン、４，４’−ビフェニレン、１，４−テルフェニレンがより好ましい。
【００２６】
好ましいヘテロアリール基は、例えば５員環、例えば、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、１，２，３−トリアゾ−ル、１，２，４−トリアゾ−ル、テトラゾール、フラン、チオフェン、セレノフェン、オキサゾール、イソオキサゾール、１，２−チアゾール、１，３−チアゾール、１，２，３−オキサジアゾール、１，２，４−オキサジアゾール、１，２，５−オキサジアゾール、１，３，４−オキサジアゾール、１，２，３−チアジアゾール、１，２，４−チアジアゾール、１，２，５−チアジアゾール、１，３，４−チアジアゾール、６員環、例えば、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、１，３，５−トリアジン、１，２，４−トリアジン、１，２，３−トリアジン、１，２，４，５−テトラジン、１，２，３，４−テトラジン、１，２，３，５−テトラジン、または縮合基、例えば、インドール、イソインドール、インドリジン、インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾ−ル、プリン、ナフトイミダゾール、フェナントロイミダゾール、ピリドイミダゾール、ピラジノイミダゾール、キノキサリノイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロオキサゾール、フェナントロオキサゾール、イソオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、キノリン、イソキノリン、プテリジン、ベンゾ−５，６−キノリン、ベンゾ−６，７−キノリン、ベンゾ−７，８−キノリン、ベンゾイソキノリン、アクリジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾピリダジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、フェナジン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントリジン、フェナントロリン、チエノ［２，３ｂ］チオフェン、チエノ［３，２ｂ］チオフェン、ジチエノチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチアジアゾチオフェン、またはこれらの基の組み合わせである。また、ヘテロアリール基は、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、フッ素、フルオロアルキルまたはさらなるアリール基もしくはヘテロアリール基により置換されていてもよい。
【００２７】
本願の文脈において、「（非芳香族）脂環式基および複素環式基」という用語は、飽和環、すなわち単結合のみを含むものと、部分不飽和環、すなわち多重結合も含んでいてもよいものとの双方を包含する。複素環式環は、好ましくはＳｉ、Ｏ、Ｎ、ＳおよびＳｅから選択される１個または複数個のヘテロ原子を含む。（非芳香族）脂環式基および複素環式基は、単環式であっても、すなわち１個の環のみを含んでいても（例えばシクロヘキサン）、多環式であっても、すなわち複数の環を含んでいても（例えばデカヒドロナフタレンまたはビシクロオクタン）よい。飽和基が特に好ましい。さらに、３〜２５個のＣ原子を有する単環式、二環式または三環式基であって、任意に縮合環を含み、かつ任意に置換されているものが特に好ましい。さらに、５員、６員、７員または８員の炭素環式基であって、さらに、１個または複数個のＣ原子がＳｉにより置き換えられていてもよいか、かつ／または１個または複数個のＣＨ基がＮにより置き換えられていてもよいか、かつ／または１個または複数個の隣接していないＣＨ２基が−Ｏ−および／または−Ｓ−により置き換えられていてもよい炭素環式基が特に好ましい。好ましい脂環式および複素環式基は、例えば、５員の基、例えば、シクロペンタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフラン、ピロリジン、６員の基、例えば、シクロヘキサン、シリナン、シクロヘキセン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオピラン、１，３−ジオキサン、１，３−ジチアン、ピペリジン、７員の基、例えばシクロヘプタン、および縮合基、例えば、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、インダン、ビシクロ［１．１．１］ペンタン−１，３−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル、オクタヒドロ−４，７−メタノインダン−２，５−ジイルであり、１，４−シクロヘキシレン、４，４’−ビシクロヘキシレン、３，１７−ヘキサデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレンであって、１個または複数個の同じまたは異なる基Ｌにより任意に置換されたものがより好ましい。特に好ましいアリール基、ヘテロアリール基、脂環式基および複素環式基は、１，４−フェニレン、４，４’−ビフェニレン、１，４−テルフェニレン、１，４−シクロヘキシレン、４，４’−ビシクロヘキシレンおよび３，１７−ヘキサデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレンであって、１個または複数個の同じまたは異なる基Ｌにより任意に置換されたものである。
【００２８】
先に言及したアリール基、ヘテロアリール基、脂環式基および複素環式基の好ましい置換基（Ｌ）は、例えば、アルキルまたはアルコキシのような溶解促進基、およびフッ素、ニトロまたはニトリルのような電子求引性基である。特に好ましい置換基は、例えば、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＯＣＨ３、ＯＣ２Ｈ５、ＣＯＣＨ３、ＣＯＣ２Ｈ５、ＣＯＯＣＨ３、ＣＯＯＣ２Ｈ５、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２またはＯＣ２Ｆ５である。
【００２９】
本発明について、
【化１】
2019534344.tif 000002
は、トランス−１，４−シクロヘキシレンを示し、
【化２】
2019534344.tif 000003
は、１，４−フェニレンを示す。
【００３０】
上記および下記の「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを示す。
【００３１】
上記および下記において、「アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」などの用語は、多価基、例えば、アルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレンなども含む。
【００３２】
「アリール」という用語は、芳香族炭素基または芳香族炭素基から誘導された基を示す。
【００３３】
「ヘテロアリール」という用語は、上記の定義に準拠して、１個または複数個のヘテロ原子を含む「アリール」を示す。
【００３４】
好ましいアルキル基は、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、２−メチルブチル、ｎ−ペンチル、ｓ−ペンチル、シクロペンチル、ｎ−ヘキシル、シクロヘキシル、２−エチルヘキシル、ｎ−ヘプチル、シクロヘプチル、ｎ−オクチル、シクロオクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ドデカニル、トリフルオロメチル、ペルフルオロ−ｎ−ブチル、２，２，２−トリフルオロエチル、ペルフルオロオクチル、ペルフルオロヘキシルなどである。
【００３５】
好ましいアルコキシ基は、例えば、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、ｎ−プロポキシ、ｉ−プロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｉ−ブトキシ、ｓ−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、２−メチルブトキシ、ｎ−ペントキシ、ｎ−ヘキソキシ、ｎ−ヘプトキシ、ｎ−オクトキシ、ｎ−ノノキシ、ｎ−デコキシ、ｎ−ウンデコキシ、ｎ−ドデコキシである。
【００３６】
好ましいアルケニル基は、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、シクロペンテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル、ヘプテニル、シクロヘプテニル、オクテニル、シクロオクテニルである。
【００３７】
好ましいアルキニル基は、例えば、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、オクチニルである。
【００３８】
好ましいアミノ基は、例えば、ジメチルアミノ、メチルアミノ、メチルフェニルアミノ、フェニルアミノである。
【００３９】
上記および下記の「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを示す。
【００４０】
「反応性メソゲン」、「重合性ＬＣ化合物」または「ＲＭ」という用語は、少なくとも１個のメソゲン基と、重合に適した１個または複数個の官能基（以下に定義されるように、重合性基または基Ｐとも称する）とを含む化合物を示す。
【００４１】
「低分子量ＬＣ化合物」および「非重合性ＬＣ化合物」という用語は、少なくとも１個のメソゲン基を含む化合物、通常モノマー化合物であって、当業者に公知の通常の条件、特にＲＭの重合に使用される条件のもと重合に適した官能基を含まない化合物を示す。
【００４２】
「低分子」という用語は、化合物の相対分子量が２０００ｇ／ｍｏｌ未満であることを意味することが好ましい。
【００４３】
「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを示す。
【００４４】
「１〜１２個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ」などの定義は、カルボニル基（ＣＯ）および不飽和基を含む基、例えばアルケニルおよびアルキニルが、少なくとも２個のＣ原子を有すること、および分枝鎖状の基が、少なくとも３個のＣ原子を有することを意味する。
【００４５】
重合性基、例えば、基Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ１１などは、重合反応、例えば、フリーラジカル重合もしくはイオン連鎖重合、重付加もしくは重縮合、または重合類似反応、例えばポリマー主鎖への付加もしくは縮合に適した基である。連鎖重合のための基、特にＣ＝Ｃ二重結合または−Ｃ≡Ｃ−三重結合を含む基、および開環による重合に適した基、例えば、オキセタン基またはエポキシド基が特に好ましい。
【００４６】
好ましい重合性基は、
ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−Ｏ−、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−、
【化３】
2019534344.tif 000004
ＣＨ２＝ＣＷ２−（Ｏ）ｋ３−、ＣＷ１＝ＣＨ−ＣＯ−（Ｏ）ｋ３−、ＣＷ１＝ＣＨ−ＣＯ−ＮＨ−、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−ＮＨ−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−Ｏ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−Ｏ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２Ｎ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２Ｎ−ＣＯ−、ＨＯ−ＣＷ２Ｗ３−、ＨＳ−ＣＷ２Ｗ３−、ＨＷ２Ｎ−、ＨＯ−ＣＷ２Ｗ３−ＮＨ−、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−ＮＨ−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＯＯ）ｋ１−Ｐｈｅ−（Ｏ）ｋ２−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＯ）ｋ１−Ｐｈｅ−（Ｏ）ｋ２−、Ｐｈｅ−ＣＨ＝ＣＨ−、ＨＯＯＣ−、ＯＣＮ−およびＷ４Ｗ５Ｗ６Ｓｉ−から成る群より選択され、ここで、Ｗ１は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ３、フェニルまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特に、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＨ３を示し、Ｗ２およびＷ３は、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特に、Ｈ、メチル、エチルまたはｎ−プロピルを示し、Ｗ４、Ｗ５およびＷ６は、それぞれ互いに独立して、Ｃｌ、１〜５個のＣ原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルを示し、Ｗ７およびＷ８は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、Ｃｌまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキルを示し、Ｐｈｅは、１，４−フェニレンであって、Ｐ−Ｓｐ−以外の上記で定義した１個または複数個の基Ｌにより任意に置換されたものを示し、ｋ１、ｋ２およびｋ３は、それぞれ互いに独立して、０または１を示し、ｋ３は、好ましくは１を示し、ｋ４は、１〜１０の整数を示す。
【００４７】
特に好ましい重合性基は、
ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−Ｏ−、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−、
【化４】
2019534344.tif 000005
ＣＨ２＝ＣＷ２−Ｏ−、ＣＷ１＝ＣＨ−ＣＯ−（Ｏ）ｋ３−、ＣＷ１＝ＣＨ−ＣＯ−ＮＨ−、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−ＮＨ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−Ｏ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２Ｎ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２Ｎ−ＣＯ−、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−ＮＨ−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＯＯ）ｋ１−Ｐｈｅ−（Ｏ）ｋ２−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＯ）ｋ１−Ｐｈｅ−（Ｏ）ｋ２−、Ｐｈｅ−ＣＨ＝ＣＨ−およびＷ４Ｗ５Ｗ６Ｓｉ−の群から選択され、ここで、Ｗ１は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ３、フェニルまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特に、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＨ３を示し、Ｗ２およびＷ３は、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特に、Ｈ、メチル、エチルまたはｎ−プロピルを示し、Ｗ４、Ｗ５およびＷ６は、それぞれ互いに独立して、Ｃｌ、１〜５個のＣ原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルを示し、Ｗ７およびＷ８は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、Ｃｌまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキルを示し、Ｐｈｅは、１，４−フェニレンを示し、ｋ１、ｋ２およびｋ３は、それぞれ互いに独立して、０または１を示し、ｋ３は、好ましくは１を示し、ｋ４は、１〜１０の整数を示す。
【００４８】
非常に特に好ましい重合性基は、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−Ｏ−、特に、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯ−Ｏ−およびＣＨ２＝ＣＦ−ＣＯ−Ｏ−、さらに、ＣＨ２＝ＣＨ−Ｏ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−Ｏ−ＣＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−Ｏ−、
【化５】
2019534344.tif 000006
から成る群より選択される。
【００４９】
さらなる非常に特に好ましい重合性基は、ビニルオキシ基、アクリレート基、メタクリレート基、フルオロアクリレート基、クロロアクリレート基、オキセタン基およびエポキシド基から成る群より選択され、特に好ましくは、アクリレート基またはメタクリレート基を示す。
【００５０】
「スペーサー基」または「スペーサー」という用語は、上記および下記で「Ｓｐ」とも称され、当業者に公知であり、文献に記載されている：例えば、Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．  Ｃｈｅｍ．、７３（５）、８８８（２００１）およびＣ．Ｔｓｃｈｉｅｒｓｋｅ、Ｇ．Ｐｅｌｚｌ、Ｓ．Ｄｉｅｌｅ、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．、２００４、１１６、６３４０〜６３６８参照。特に定めのない限り、上記および下記の「スペーサー基」または「スペーサー」という用語は、重合性メソゲン化合物におけるメソゲン基および重合性基を互いに結合させるフレキシブルな基を示す。
【００５１】
好ましいスペーサー基Ｓｐａ、ｂは、基Ｐａ／ｂ−Ｓｐａ／ｂ−が式Ｐａ／ｂ−Ｓｐ’−Ｘ’−に従うように、式Ｓｐ’−Ｘ’から選択され、ここで、
Ｓｐ’は、１〜２０個、好ましくは１〜１２個のＣ原子を有するアルキレンであって、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＣＮにより任意に一置換または多置換されており、かつ１個または複数個の隣接していないＣＨ２基が、互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒ０）−、−Ｓｉ（Ｒ００Ｒ０００）−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ００）−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ００）−、−Ｎ（Ｒ００）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ００）−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−により、Ｏ原子および／またはＳ原子が互いに直接結合しないようにさらに置き換えられていてもよいアルキレン、好ましくは−（ＣＨ２）ｐ１−、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｑ１−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２ＣＨ２−または−（ＳｉＲ００Ｒ００−Ｏ）ｐ１−を示し、ここでｐ１は１〜１２の整数であり、ｑ１は１〜３の整数であり、
Ｘ’は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ００）−、−Ｎ（Ｒ００）−ＣＯ−、−Ｎ（Ｒ００）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ００）−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＲ０−、−ＣＹ２＝ＣＹ３−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合、好ましくは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲ０−、−ＮＲ０−ＣＯ−、−ＮＲ０−ＣＯ−ＮＲ０−または単結合を示し、
Ｒ０およびＲ００は、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを示し、かつ
Ｙ２およびＹ３は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＮを示す。
【００５２】
特に好ましい基Ｓｐ’は、例えば、いずれの場合にも、直鎖状のエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシエチレン、メチレンオキシブチレン、エチレンチオエチレン、エチレン−Ｎ−メチルイミノエチレン、１−メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレンおよびブテニレンである。
【００５３】
特に好ましい基−Ｓｐ’−Ｘ’−は、−（ＣＨ２）ｐ１−、−（ＣＨ２）ｐ１−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｐ１−Ｏ−ＣＯ−、−（ＣＨ２）ｐ１−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−であり、ここでｐ１およびｑ１は、上記の意味を有する。
【００５４】
「重合」という用語は、複数の重合可能な単位またはこのような重合可能な単位を含むポリマー前駆体をまとめて結合することでポリマーを形成する化学的なプロセスを意味する。
【００５５】
「ポリマー」という用語は、モノマーと呼ばれる多くの小分子をまとめて化学的に結合することで生成される、多くの繰り返し単位の鎖または網目構造体から成る長いまたは大きな分子を意味する。ポリマーは、重合により、すなわち多くのモノマー分子またはポリマー前駆体を繋げることにより生成される。
【００５６】
「ポリマーネットワーク」とは、すべてのポリマー鎖が多くの架橋により相互に接続して１つの巨視的な単位が生成されている網目構造である。ポリマーネットワークは、以下のタイプで生じ得る：
−  グラフトポリマー分子は、１つまたは複数の側鎖が構造または構成の面で主鎖とは異なる分枝鎖状のポリマー分子である。
【００５７】
−  星型ポリマー分子は、１つの分岐点から複数の直鎖状の鎖またはアームが生じている分枝鎖状のポリマー分子である。アームが同一である場合、星型ポリマー分子は規則的であると言える。隣接したアームが異なる繰り返し副単位から成る場合、星型ポリマー分子は変化に富むと言える。
【００５８】
−  櫛形ポリマー分子は、２つ以上の３方向の分岐点と直鎖状の側鎖とを有する主鎖から成る。アームが同一である場合、櫛形ポリマー分子は規則的であると言える。
【００５９】
−  ブラシ型ポリマー（ｂｒｕｓｈ  ｐｏｌｙｍｅｒ）分子は、直鎖状、非分枝鎖状の側鎖を有する主鎖であって、１つまたは複数の分岐点に４方向以上の官能基がある主鎖から成る。
【００６０】
「配列」または「配向」という用語は、「配列方向」と呼ばれる一般的な方向における小分子または大分子の断片のような材料の異方性単位の配列（配向秩序）に関する。液晶材料の配向層において、液晶配向子は配列方向と一致するため、配列方向は材料の異方性軸の方向に相応する。
【００６１】
「平面配向／配列」という用語は、例えば液晶材料層において、液晶分子の割合の長い分子軸（カラミティック化合物の場合）または短い分子軸（ディスコティック化合物の場合）が、層の平面に対してほぼ平行（約１８０°）に配向していることを意味する。
【００６２】
「ホメオトロピック配向／配列」という用語は、例えば液晶材料層において、液晶分子の割合の長い分子軸（カラミティック化合物の場合）または短い分子軸（ディスコティック化合物の場合）が、層の平面に対して約８０°〜９０°の間の角度θ（「傾斜角」）で配向していることを意味する。
【００６３】
本願で言及する光の波長は、特に明示されていない限り、通常５５０ｎｍである。
【００６４】
本明細書において、複屈折率Δｎは、以下の等式：
Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ
［式中、ｎｅは異常屈折率であり、ｎｏは通常屈折率である］
により定義され、
平均屈折率ｎａｖ．は、以下の等式：
ｎａｖ．＝［（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３］１／２
により与えられる。
【００６５】
異常屈折率ｎｅおよび通常屈折率ｎｏは、アッベ屈折計を使用して測定可能であり、その後、Δｎを計算することができる。
【００６６】
本願において、「誘電的に正」という用語は、Δε＞３．０を有する化合物または成分に使用され、「誘電的に中性」という用語は、−１．５≦Δε≦３．０を有する化合物または成分に使用され、「誘電的に負」という用語は、Δε＜−１．５を有する化合物または成分に使用される。Δεは、１ｋＨｚの周波数および２０℃で求められる。各化合物の誘電異方性は、ネマチックホスト混合物中で１０％の個別の各化合物の溶液の結果から求められる。ホスト媒体への各化合物の溶解度が１０％未満である場合、得られる媒体が十分安定になって少なくともその特性を求めることができるようになるまでに、その濃度は２分の１になる。しかしながら、これらの結果の有意性をできるだけ高く保つためには、濃度を少なくとも５％に保つことが好ましい。試験用混合物の静電容量を、ホメオトロピックな配列を有するセルおよび均質な配列を有するセルのどちらにおいても求める。どちらのタイプのセルのセルギャップも、およそ２０μｍである。印加電圧は、１ｋＨｚの周波数と総じて０．５Ｖ〜１．０Ｖの二乗平均平方根の値とを有する矩形波であるが、常に、各試験用混合物の静電容量の閾値未満になるように選択される。
【００６７】
Δεは、
【数１】
2019534344.tif 000007
と定義され、
εａｖ．は、
【数２】
2019534344.tif 000008
と定義される。
【００６８】
化合物および／または混合物の液晶相の挙動を説明するために、以下の略語を使用する：Ｋ＝結晶性；Ｎ＝ネマチック；Ｓ＝スメクチック；Ｃｈ＝コレステリック；Ｉ＝等方性；Ｔｇ＝ガラス転移。記号の間にある数字は、℃での相転移温度を示す。
【００６９】
物理特性はすべて、「Ｍｅｒｃｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ，  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ」１９９７年１１月、Ｍｅｒｃｋ  ＫＧａＡ、ドイツに準拠して求められ、かつ２０℃の温度の場合に該当し、いずれの場合にも、特に定めのない限り、Δｎは５８９ｎｍで求められ、Δεは１ｋＨｚで求められる。
【００７０】
本明細書の記載および特許請求の範囲を通して、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ，ｃｏｎｔａｉｎ）」という語句およびこの語句の変形形態、例えば「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ，ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、「を含むが、これらに限定されることはない」を意味し、その他の要素を除外することを意図してはいない（除外しない）。他方で、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という語句は、「から成る」という用語も包含するが、これに限定されることはない。
【００７１】
濃度はすべて、重量パーセント（重量％）で記載され、これは各混合物全体に対する値であり、温度はすべて、セルシウス度で記載され、温度差はすべて、示差度で記載される。
【００７２】
詳細な説明
好ましい実施形態において、本発明によるＬＣ媒体は、好ましくはネマチック液晶相を有するＬＣ媒体の液晶成分を形成する１種または複数種の非重合性ＬＣ化合物を含む。前記液晶成分は、幾つかの化合物、好ましくは２〜３０種、より好ましくは３〜２０種、最も好ましくは４〜１６種の非重合性ＬＣ化合物から成ることが好ましい。
【００７３】
液晶成分は、以下に示される化合物から選択される１種または複数種の非重合性ＬＣ化合物を含むことが好ましい：
−  液晶成分は、式Ｉ−１、Ｉ−２、Ｉ−３およびＩ−４：
【化６】
2019534344.tif 000009
の化合物の群から選択される１種または複数種の化合物を含むことが好ましく、
式中、
Ｒ２Ａは、Ｈ、１〜１５個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であって、これらの基における１個または複数個のＣＨ２基が、それぞれ互いに独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
【化７】
2019534344.tif 000010
−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しないようにさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子が、ハロゲンによりさらに置き換えられていてもよいアルキル基またはアルコキシ基を示し、
Ｌ１およびＬ２は、それぞれ互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３またはＣＨＦ２を示し、好ましくはそれぞれＦを示し、
Ｚ２およびＺ２’は、それぞれ互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ２Ｆ４−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−を示し、
ｐは、０、１または２を示し、
ｑは、０または１を示し、
（Ｏ）ＣｖＨ２ｖ＋１は、ＯＣｖＨ２ｖ＋１またはＣｖＨ２ｖ＋１を示し、かつ
ｖは、１〜６を示す。
【００７４】
以下に、式Ｉ−１〜Ｉ−４の特に好ましい化合物：
【化８−１】
2019534344.tif 000011
【化８−２】
2019534344.tif 000012
【化８−３】
2019534344.tif 000013
【化８−４】
2019534344.tif 000014
【化８−５】
2019534344.tif 000015
が示され、
式中、
アルキルおよびアルキル＊は、それぞれ互いに独立して、１〜９個のＣ原子、好ましくは２〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を示し、アルケニルおよびアルケニル＊は、それぞれ互いに独立して、２〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルケニル基を示し、かつｐは、０、１または２を示す。
【００７５】
前記化合物のうち、式Ｉ−１ａ、Ｉ−１ｃ、Ｉ−１ｅ、Ｉ−１ｇ、Ｉ−１ｊ、Ｉ−１ｒ、Ｉ−１ｔ、Ｉ−２ｂ、Ｉ−２ｈ、Ｉ−２ｊおよびＩ−３ａの化合物が特に好ましい。
【００７６】
本媒体は、式ＩＩおよび／またはＩＩＩ：
【化９】
2019534344.tif 000016
の１種または複数種の中性化合物を含み、
式中、
Ａは、１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロヘキシレンを示し、
ａは、０または１を示し、
Ｒ３は、２〜９個のＣ原子を有するアルケニルを示し、かつ
Ｒ４は、１〜１５個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であって、これらの基における１個または複数個のＣＨ２基が、それぞれ互いに独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、
【化１０】
2019534344.tif 000017
−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しないようにさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子がハロゲンによりさらに置き換えられていてもよいアルキル基またはアルコキシ基、好ましくは１〜１２個のＣ原子を有するアルキル、または２〜９個のＣ原子を有するアルケニルを示す。
【００７７】
式ＩＩの化合物は、以下の式：
【化１１】
2019534344.tif 000018
から選択されることが好ましく、
式中、
Ｒ３ａおよびＲ４ａは、それぞれ互いに独立して、Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５またはＣ３Ｈ７を示し、「アルキル」は、１〜８個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を示す。特にＲ３ａがＨまたはＣＨ３を示す式ＩＩａおよびＩＩｆの化合物、および特にＲ３ａおよびＲ４ａがＨ、ＣＨ３またはＣ２Ｈ５を示す式ＩＩｃの化合物が特に好ましい。
【００７８】
さらに、アルケニルの側鎖において非末端二重結合を有する式ＩＩの化合物：
【化１２−１】
2019534344.tif 000019
【化１２−２】
2019534344.tif 000020
が好ましい。
【００７９】
式ＩＩの非常に特に好ましい化合物は、式：
【化１３−１】
2019534344.tif 000021
【化１３−２】
2019534344.tif 000022
【化１３−３】
2019534344.tif 000023
の化合物である。
【００８０】
式ＩＩａ−１〜ＩＩａ−１９の化合物のうち、とりわけ式ＩＩａ−１、ＩＩａ−２、ＩＩａ−３およびＩＩａ−５の化合物が特に好ましい。
【００８１】
式ＩＩＩの化合物は、以下の式：
【化１４】
2019534344.tif 000024
から選択されることが好ましく、
式中、
「アルキル」およびＲ３ａは、上記の意味を有し、Ｒ３ａは、好ましくはＨまたはＣＨ３を示す。式ＩＩＩｂの化合物が特に好ましい。
【００８２】
式ＩＩＩｂ−１
【化１５】
2019534344.tif 000025
の化合物が非常に特に好ましく、
式中、
「アルキル」は、上記の意味を有し、好ましくはＣＨ３、さらにＣ２Ｈ５またはｎ−Ｃ３Ｈ７を示す。
【００８３】
好ましい混合物は、基Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３およびＳ−４：
【化１６】
2019534344.tif 000026
からの少なくとも１種の化合物を含む。というのも、これらの化合物は、とりわけ混合物のスメクチック相を抑制するのに役立つからである。
【００８４】
液晶成分は、一般式Ｎ：
【化１７】
2019534344.tif 000027
の１種または複数種の化合物を含むことが好ましく、
式中、
ＲＮ１およびＲＮ２は、それぞれ互いに独立して、１〜１５個のＣ原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であって、これらの基における１個または複数個のＣＨ２基が、それぞれ互いに独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、
【化１８】
2019534344.tif 000028
−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−により、Ｏ原子が互いに直接結合しないようにさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子がハロゲンによりさらに置き換えられていてもよいアルキル基またはアルコキシ基を示し、
環ＡＮ１、ＡＮ２およびＡＮ３は、それぞれ互いに独立して、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、トランス−１，４−シクロヘキシレンであって、１個または２個のＣＨ２基が−Ｏ−または１，４−シクロヘキセニレンによりさらに置き換えられていてもよいものを示し、
ＺＮ１およびＺＮ２は、それぞれ互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＨ＝ＣＨ−を示し、
ｎは、０、１または２を示す。
【００８５】
以下に、式Ｎの好ましい化合物：
【化１９−１】
2019534344.tif 000029
【化１９−２】
2019534344.tif 000030
【化１９−３】
2019534344.tif 000031
【化１９−４】
2019534344.tif 000032
【化１９−５】
2019534344.tif 000033
が示され、
式中、
アルキルおよびアルキル＊は、それぞれ互いに独立して、１〜９個のＣ原子、好ましくは２〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基を示し、アルケニルおよびアルケニル＊は、それぞれ互いに独立して、２〜６個のＣ原子を有する直鎖状のアルケニル基を示す。
【００８６】
式Ｎの化合物のうち、式Ｎ−１、Ｎ−２、Ｎ−３、Ｎ−４、Ｎ−８、Ｎ−９、Ｎ−１４、Ｎ−１５、Ｎ−１７、Ｎ−１８、Ｎ−１９、Ｎ−２０、Ｎ−２１、Ｎ−２２、Ｎ−２３、Ｎ−２４、Ｎ−２５、Ｎ−３０、Ｎ−３２、Ｎ−３４およびＮ−３７の化合物が特に好ましい。
【００８７】
式Ｉ〜ＩＩＩおよびＮまたはそれらの部分式の化合物は、当業者に公知の方法と同じように生成可能であり、有機化学の標準的な書籍、例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ  ｄｅｒ  ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ［Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ］、Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔに記載されている。
【００８８】
本発明による液晶媒体において用いることが可能な好ましい化合物を以下に示す：
−  媒体は、式ＣＹ−３−Ｏ２、ＣＹ−３−Ｏ４、ＣＹ−５−Ｏ２およびＣＹ−５−Ｏ４の化合物の群から選択される、式Ｉ−１、好ましくは式Ｉ−１ｃの１種または複数種の化合物を含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−１の１種または複数種の化合物、好ましくは式Ｉ−１ｅおよびＩ−１ｄの化合物の群から選択される１種または複数種の化合物、好ましくは式ＣＣＹ−ｎ−Ｏｍの１種または複数種の化合物、好ましくは式ＣＣＹ−３−Ｏ２、ＣＣＹ−２−Ｏ２、ＣＣＹ−３−Ｏ１、ＣＣＹ−３−Ｏ３、ＣＣＹ−４−Ｏ２、ＣＣＹ−３−Ｏ２およびＣＣＹ−５−Ｏ２の化合物の群から選択される１種または複数種の化合物を含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−２の１種または複数種の化合物、好ましくは式Ｉ−２ｂの１種または複数種の化合物、好ましくは式ＣＰＹ−２−Ｏ２、ＣＰＹ−３−Ｏ２、ＣＰＹ−４−Ｏ２およびＣＰＹ−５−Ｏ２の化合物の群から選択される１種または複数種の化合物を含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−２ｈの１種または複数種の化合物、好ましくは式ＰＹ−３−Ｏ２、ＰＹ−１−Ｏ４およびＰＹ−４−Ｏ２の化合物の群から選択される１種または複数種の化合物を含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−３の１種または複数種の化合物、好ましくは式ＰＹＰ−２−３およびＰＹＰ−２−４の化合物の群から選択される１種または複数種の化合物を含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−４の１種または複数種の化合物、好ましくは式ＣＬＹ−ｎ−Ｏｍの１種または複数種の化合物、好ましくは式ＣＬＹ−２−Ｏ４、ＣＬＹ−３−Ｏ２およびＣＬＹ−３−Ｏ３の化合物の群から選択される１種または複数種の化合物を任意に含むことが好ましい。
−  媒体は、式ＩＩの１種または複数種の化合物、好ましくは式ＣＣ−ｎ−ＶおよびＣＣ−ｎ−Ｖｍの化合物の群から選択される１種または複数種の化合物、好ましくはＣＣ−３−Ｖ、ＣＣ−３−Ｖ１、ＣＣ−４−ＶおよびＣＣ−５−Ｖの化合物の群から選択される１種または複数種の化合物、特に好ましくはＣＣ−３−Ｖ、ＣＣ−３−Ｖ１およびＣＣ−４−Ｖの化合物の群から選択される１種または複数種の化合物、非常に特に好ましくは化合物ＣＣ−３−Ｖ、ならびに任意にさらに化合物ＣＣ−４−Ｖおよび／またはＣＣ−３−Ｖ１を含むことが好ましい。
−  媒体は、化合物ＰＰ−１−２Ｖ１を含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−１〜Ｉ−４の化合物を、全体として２０〜９９重量％の量で混合物中に含むことが好ましい。
−  媒体は、式ＩＩおよび／またはＩＩＩの化合物を、１重量％以上６０重量％以下、好ましくは３重量％以上５０重量％以下、特に好ましくは５重量％以上４５重量％以下で含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−１〜Ｉ−４の化合物を、４５重量％以上８０重量％以下で含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−１の化合物を、１０重量％以上４０重量％以下で含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−２の化合物を、１０重量％以上４０重量％以下で含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−３の化合物を、１０重量％以上４０重量％以下で含むことが好ましい。
−  媒体は、式Ｉ−４の化合物を、０重量％以上４０重量％以下で含むことが好ましい。
【００８９】
さらなる好ましい実施形態において、重合性ＬＣ化合物は、以下の式Ｍ：
【化２０】
2019534344.tif 000034
の化合物の群から選択されることが好ましく、
式中、
Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ互いに独立して、重合性基を示し、
Ｓｐ１、Ｓｐ２は、それぞれの場合で、同一または異なって、スペーサー基または単結合を示し、
１個または複数個の基Ｐ１−Ｓｐ１−、−Ｓｐ２−Ｐ２は、基Ｒａａを示してもよいが、ただし、基Ｐ１−Ｓｐ１−、−Ｓｐ２−Ｐ２のうちの少なくとも１個は、Ｒａａを示さず、
Ａ１、Ａ２は、それぞれ互いに独立して、以下の基：
ａ）  トランス−１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレンおよび４，４’−ビシクロヘキシレンから成る基であって、１個または複数個の隣接していないＣＨ２基が−Ｏ−および／または−Ｓ−によりさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子が基Ｌまたは式：
【化２１】
2019534344.tif 000035
の基によりさらに置き換えられていてもよい基、
ｂ）  １，４−フェニレンおよび１，３−フェニレンから成る基であって、１個または２個のＣＨ基がＮによりさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子が基Ｌまたは−Ｓｐ３−Ｐによりさらに置き換えられていてもよい基、
ｃ）  テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロフラン−２，５−ジイル、シクロブタン−１，３−ジイル、ピペリジン−１，４−ジイル、チオフェン−２，５−ジイルおよびセレノフェン−２，５−ジイルから成る基であって、これらの基のそれぞれが、Ｌにより一置換または多置換されていてもよい基、
ｄ）  飽和、部分不飽和または完全不飽和かつ任意に置換された５〜２０個のＣ環原子を有する多環式基から成る基であって、これらの基のうちの１個または複数個がヘテロ原子によりさらに置き換えられていてもよい基、好ましくは、ビシクロ［１．１．１］ペンタン−１，３−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル、
【化２２−１】
2019534344.tif 000036
【化２２−２】
2019534344.tif 000037
から成る群より選択される基
［式中、これらの基における１個または複数個のＨ原子は、基Ｌまたは−Ｓｐ３−Ｐによりさらに置き換えられていてもよく、かつ／または１個または複数個の二重結合は、単結合により置き換えられていてもよく、かつ／または１個または複数個のＣＨ基は、Ｎにより置き換えられていてもよい］
から選択される基を示し、
Ｐ３は、重合性基を示し、
Ｓｐ３は、スペーサー基を示し、
１個または複数個の基−Ｓｐ３−Ｐ３は、基Ｒａａを示してもよく、
ｎは、０、１、２または３、好ましくは１または２を示し、
Ｚ１は、いずれの場合にも、互いに独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−（ＣＨ２）ｎ−［式中、ｎは、２、３または４である］、−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ（ＲｃＲｄ）−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−または単結合を示し、
Ｌは、それぞれの場合で、同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ５、または１〜１２個のＣ原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状の、いずれの場合にも任意に一フッ化または多フッ化されたアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシを示し、
Ｒ０、Ｒ００は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、Ｆ、または１〜１２個のＣ原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキルであって、１個または複数個のＨ原子がＦによりさらに置き換えられていてもよいアルキルを示し、
Ｍは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ２−、−ＣＨＹ１−または−ＣＹ１Ｙ２−を示し、かつ
Ｙ１およびＹ２は、それぞれ互いに独立して、Ｒ０についての上記の意味のうちの１つを有するか、ＣｌまたはＣＮ、好ましくはＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＣＦ３またはＣＦ３を示し、
Ｗ１、Ｗ２は、それぞれ互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｃ（ＲｃＲｄ）−または−Ｏ−を示し、
ＲｃおよびＲｄは、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜６個のＣ原子を有するアルキル、好ましくはＨ、メチルまたはエチルを示し、
Ｒａａは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または１〜２５個のＣ原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキルであって、１個または複数個の隣接していないＣＨ２基が、それぞれ互いに独立して、Ｃ（Ｒ０）＝Ｃ（Ｒ００）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接結合しないようにさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子が、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたはＰ１−Ｓｐ１−によりさらに置き換えられていてもよいアルキル、特に好ましくは、１〜１２個のＣ原子を有する、直鎖状または分枝鎖状の、任意に一フッ化または多フッ化されたアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシ（ここで、アルケニル基およびアルキニル基は、少なくとも２個のＣ原子を含み、分枝鎖状の基は、少なくとも３個のＣ原子を含む）を示し、ここで基−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＮＨＲ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨおよび−ＣＨＯは、Ｒａａ中に存在していない。
【００９０】
さらなる好ましい重合性ＬＣ化合物は、例えば以下の式：
【化２３−１】
2019534344.tif 000038
【化２３−２】
2019534344.tif 000039
【化２３−３】
2019534344.tif 000040
【化２３−４】
2019534344.tif 000041
【化２３−５】
2019534344.tif 000042
【化２３−６】
2019534344.tif 000043
【化２３−７】
2019534344.tif 000044
【化２３−８】
2019534344.tif 000045
から選択され、
式中、個別の基は、以下の意味を有する：
Ｐ１、Ｐ２およびＰ３は、それぞれ互いに独立して、重合性基、好ましくはＰについての上記および下記の意味のうちの１つを有する重合性基、好ましくは、アクリレート基、メタクリレート基、フルオロアクリレート基、オキセタン基、ビニルオキシ基またはエポキシド基を示し、
Ｓｐ１、Ｓｐ２およびＳｐ３は、それぞれ互いに独立して、単結合またはスペーサー基、好ましくはＭについての上記および下記の意味のうちの１つを有するスペーサー基、特に好ましくは−（ＣＨ２）ｐ１−、−（ＣＨ２）ｐ１−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｐ１−ＣＯ−Ｏ−または−（ＣＨ２）ｐ１−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−を示し、ここでｐ１は１〜１２の整数であり、最後に言及した基における隣接した環への結合は、Ｏ原子を介して行われ、
式中、１個または複数個の基Ｐ１−Ｓｐ１−、Ｐ２−Ｓｐ２−およびＰ３−Ｓｐ３−は、基Ｒａａをさらに示していてもよいが、ただし、存在する基Ｐ１−Ｓｐ１−、Ｐ２−Ｓｐ２−およびＰ３−Ｓｐ３−のうちの少なくとも１個は、Ｒａａを示さず、
Ｒａａは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または１〜２５個のＣ原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキルであって、１個または複数個の隣接していないＣＨ２基が、それぞれ互いに独立して、Ｃ（Ｒ０）＝Ｃ（Ｒ００）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接結合しないようにさらに置き換えられていてもよく、かつ１個または複数個のＨ原子がＦ、Ｃｌ、ＣＮまたはＰ１−Ｓｐ１−によりさらに置き換えられていてもよいアルキル、好ましくは、１〜１２個のＣ原子を有する、直鎖状または分枝鎖状の、任意に一フッ化または多フッ化されたアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシ（ここで、アルケニル基およびアルキニル基は、少なくとも２個のＣ原子を含み、分枝鎖状の基は、少なくとも３個のＣ原子を含む）を示し、ここで基−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＮＨＲ、−Ｃ（Ｏ）ＯＨおよび−ＣＨＯは、Ｒａａ中に存在しておらず、
Ｒ０、Ｒ００は、それぞれ互いに独立して、それぞれの場合で、同一または異なって、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを示し、
ＲｙおよびＲｚは、それぞれ互いに独立して、Ｈ、Ｆ、ＣＨ３またはＣＦ３を示し、
Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は、それぞれ互いに独立して、−ＣＯ−Ｏ−、Ｏ−ＣＯ−または単結合を示し、
Ｚ１は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ（ＲｙＲｚ）−または−ＣＦ２ＣＦ２−を示し、
Ｚ２およびＺ３は、それぞれ互いに独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−（ＣＨ２）ｎ−を示し、ここでｎは、２、３または４であり、
Ｌは、それぞれの場合で、同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ５、または１〜１２個のＣ原子を有する、直鎖状もしくは分枝鎖状の、任意に一フッ化または多フッ化されたアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシ、好ましくはＦを示し、
Ｌ’およびＬ’’は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、ＦまたはＣｌを示し、
ｒは、０、１、２、３または４を示し、
ｓは、０、１、２または３を示し、
ｔは、０、１または２を示し、
ｘは、０または１を示す。
【００９１】
式Ｍ１〜Ｍ４２の化合物において、環基：
【化２４】
2019534344.tif 000046
は、
【化２５】
2019534344.tif 000047
を示すことが好ましく、
式中、Ｌは、それぞれの場合で、同一または異なって、上記の意味のうちの１つを有し、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、Ｃ（ＣＨ３）３、ＣＨ（ＣＨ３）２、ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｃ２Ｈ５、ＯＣＨ３、ＯＣ２Ｈ５、ＣＯＣＨ３、ＣＯＣ２Ｈ５、ＣＯＯＣＨ３、ＣＯＯＣ２Ｈ５、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２、ＯＣ２Ｆ５またはＰ−Ｓｐ−、特に好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＯＣＨ３、ＣＯＣＨ３、ＯＣＦ３またはＰ−Ｓｐ−、非常に特に好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＨ３、ＯＣＨ３、ＣＯＣＨ３またはＯＣＦ３、特にＦまたはＣＨ３を示す。
【００９２】
反応性メソゲンの好ましい構造は、式Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４およびＭ５の構造である。
【００９３】
以下の式：
【化２６】
2019534344.tif 000048
の化合物の群から選択される式Ｍ４の二反応性化合物が特に好ましく、
式中、
Ｐ１１およびＰ１２は、どちらもメタクリル基またはアクリル基、より好ましくはどちらもアクリル基であり、かつ
ｎおよびｍは、それぞれ独立して、式Ｍ４−１においては、１〜１２の整数、好ましくは３〜６の整数であり、より好ましくは、どちらも３、４または６を示し、最も好ましくは、どちらも３または６を示し、式Ｍ４−２においては、どちらも４を示す。
【００９４】
さらなる好ましい化合物は、以下の式：
【化２７−１】
2019534344.tif 000049
【化２７−２】
2019534344.tif 000050
の化合物の群から選択される式Ｍ１、Ｍ２、Ｍ４およびＭ５の一反応性化合物であり、
式中、
Ｐ２１は、上記で式ＭにおいてＰ１について与えられた意味のうちの１つを有し、好ましくはメタクリル基またはアクリル基、より好ましくはアクリル基を示し、
Ｒ２１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または１〜５個のＣ原子を有する直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキル基もしくはアルコキシ基、より好ましくは、ＣＮ、ＣＨ３、ＯＣＨ３またはＣ３Ｈ７を示し、かつ
ｎは、１〜１２の整数、好ましくは３〜６の整数、より好ましくは３または６を示す。
【００９５】
好ましい実施形態において、ＬＣ媒体は、式Ｍまたはその部分式の１種または複数種の化合物により生成されることが好ましいポリマー成分を含む。ポリマー成分は、好ましくは反応性メソゲンと任意にその他のモノマーまたはオリゴマー（プレポリマー）とを重合することで得られるポリマーネットワークから成ることが好ましい。
【００９６】
式Ｍまたはその部分式の重合性化合物を個別に重合してもよいが、式Ｍおよびその部分式の重合性化合物を２種以上含む混合物を重合しても、１種または複数種の本発明による重合性化合物と、メソゲン性または液晶性であることが好ましい１種または複数種のさらなる重合性化合物（コモノマー）とを含む混合物を重合してもよい。このような混合物を重合する場合、コポリマーが生成される。
【００９７】
式Ｍまたはその部分式の重合性化合物を２種以上含むＬＣ混合物、または式Ｍおよびその部分式の重合性化合物を３種以上含む混合物が好ましく、この混合物により、ＬＣ媒体の重合性ＬＣ成分が生成される。
【００９８】
式Ｍまたはその部分式の化合物は、当業者に公知の方法と同じように生成可能であり、有機化学の標準的な書籍、例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ  ｄｅｒ  ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ［Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ］、Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔに記載されている。
【００９９】
下記に記載される本発明による特に好ましいＬＣ媒体は、
５％超、好ましくは７％超、より好ましくは９％超、ただし３０％以下、好ましくは２０％以下、最も好ましくは１５％以下の重合性ＬＣ化合物、および／または
１種、２種または３種の、本発明による式Ｍまたはその部分式の重合性ＬＣ化合物、および／または
式Ｍまたはその部分式の重合性化合物から成る重合性ＬＣ成分、および／または
アキラル重合性ＬＣ化合物から成る重合性ＬＣ成分、および／または
１個の重合性基を含む（一反応性）重合性化合物、好ましくは、式Ｍまたは好ましいその部分式の化合物から選択された重合性化合物を１種、２種またはそれ以上含む重合性ＬＣ成分、および／または
２個の重合性基を含む（二反応性）１種、２種またはそれ以上の重合性ＬＣ化合物、好ましくは、式Ｍまたは好ましいその部分式の化合物から選択される１種、２種またはそれ以上の重合性ＬＣ化合物、および／または
３個の重合性基を含む（三反応性）１種、２種またはそれ以上の重合性ＬＣ化合物、好ましくは、式Ｍまたは好ましいその部分式の化合物から選択される１種、２種またはそれ以上の重合性ＬＣ化合物
を含むことが好ましい。
【０１００】
さらなる好ましい実施形態において、本発明によるＬＣ媒体におけるカルバゾールオキシムエステル光開始剤は、米国特許出願公開第２００６／０２４１２５９号明細書（ＵＳ２００６／０２４１２５９Ａ１）または欧州特許出願公開第１７８０２０９号明細書（ＥＰ１７８０２０９Ａ１）に開示されているカルバゾールオキシムエステル光開始剤から選択される。
【０１０１】
さらなる好ましいカルバゾールオキシムエステル光開始剤は、式ＣＯ−１：
【化２８】
2019534344.tif 000051
の化合物の群から選択され、
式中、
Ｌ３１〜Ｌ３３は、それぞれ独立して、Ｈ、１〜５個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、チオアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシを示すか、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＯＣＮ、ＳＣＮまたは１〜４個のＣ原子を有する一フッ化、オリゴフッ化もしくは多フッ化されたアルキルもしくはアルコキシを示すか、−（Ｘ３１−Ｓｐ３１−Ａ３１）を示し、
Ｘ３１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲｘｘ−、−ＮＲｘｘ−ＣＯ−、−ＮＲｘｘ−ＣＯ−ＮＲｙｙ−または単結合を示し、
ＲｘｘおよびＲｙｙは、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを示し、
Ｓｐ３１は、スペーサー基または単結合であり、
Ａ３１は、それぞれ独立して、アリール、ヘテロアリール、（非芳香族）脂環式基および複素環式基であって、好ましくは、シリル、スルホ、スルホニル、ホルミル、アミン、イミン、ニトリル、メルカプト、ニトロ、ハロゲン、Ｃ１〜１２アルキル、Ｃ６〜１２アリール、Ｃ１〜１２アルコキシ、ヒドロキシルまたはこれらの基の組み合わせを含む群から選択される１個または複数個の置換基を任意に有する（非芳香族）脂環式基および複素環式基を示し、かつ
Ｒ３２〜Ｒ３４は、それぞれ互いに独立して、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを示す。
【０１０２】
さらなる好ましいカルバゾールオキシムエステル光開始剤は、以下の式ＣＯ−２〜ＣＯ−９：
【化２９−１】
2019534344.tif 000052
【化２９−２】
2019534344.tif 000053
【化２９−３】
2019534344.tif 000054
の化合物の群から選択され、
式中、Ｌ３２、Ｒ３２およびＲ３３は、上記で式ＣＯ−１において与えられた意味のうちの１つを有する。
【０１０３】
以下の式ＣＯ−１０〜ＣＯ−１２：
【化３０】
2019534344.tif 000055
から選択されるカルバゾールオキシムエステル光開始剤がさらに好ましく、
式中、
Ｌ３２およびＲ３２は、上記で式ＣＯ−１において与えられた意味のうちの１つを有する。
【０１０４】
以下の式ＣＯ−１３〜ＣＯ−１５：
【化３１】
2019534344.tif 000056
から選択されるカルバゾールオキシムエステル光開始剤が特に好ましく、
式中、Ｌ３２は、上記で式ＣＯ−１において与えられた意味のうちの１つを有する。
【０１０５】
以下の式ＣＯ−１６〜ＣＯ−１９：
【化３２−１】
2019534344.tif 000057
【化３２−２】
2019534344.tif 000058
から選択されるカルバゾールオキシムエステル光開始剤が特に好ましい。
【０１０６】
重合性ＬＣ材料におけるカルバゾールオキシムエステル光開始剤の最小量は、全体として、０．５重量％超、特に１重量％超、最も好ましくは１．５重量％超であることが好ましい。
【０１０７】
カルバゾールオキシムエステル光開始剤の最大量は、重合性ＬＣ材料全体のうちの好ましくは１０重量％未満、非常に好ましくは７重量％未満、特に５重量％未満であることが好ましい。
【０１０８】
式ＣＯまたはその部分式の化合物は、当業者に公知の方法と同じように生成可能であり、有機化学の標準的な書籍、例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ  ｄｅｒ  ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ［Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ］、Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔに記載されている。
【０１０９】
式ＣＯまたはその部分式の化合物は、米国特許出願公開第２００６／０２４１２５９号明細書（ＵＳ２００６／０２４１２５９Ａ１）または欧州特許出願公開第１７８０２０９号明細書（ＥＰ１７８０２０９Ａ１）に開示されている製造と同じように製造されることが好ましい。
【０１１０】
また、本発明によるＬＣ媒体は、好ましくは当業者に公知のペリレン色素、アントラキノン色素および／またはアゾ色素の群から選択される１種または複数種の二色性色素を含むことが好ましい。
【０１１１】
二色性色素は、式Ｄ：
【化３３】
2019534344.tif 000059
の化合物の群から選択されることがより好ましく、
式中、
【化３４】
2019534344.tif 000060
は、いずれの場合にも、同一または異なって、
【化３５】
2019534344.tif 000061
から選択され、
ｉが２以上である場合、基：
【化３６】
2019534344.tif 000062
の末端部は、
【化３７−１】
2019534344.tif 000063
【化３７−２】
2019534344.tif 000064
であってもよく、
ｊが２以上である場合、基：
【化３８】
2019534344.tif 000065
の末端部は、
【化３９】
2019534344.tif 000066
であってもよく、
Ｚ１１およびＺ１２は、互いに独立して、−Ｎ＝Ｎ−、−ＯＣＯ−または−ＣＯＯ−であり、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに独立して、アルキル、アルコキシ、フッ化アルキルまたはフッ化アルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ化アルケニル、アルキルアミニル、ジアルキルアミニル、アルキルカルボニル、アルキルオキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルオキシカルボニルオキシまたはアルキルシクロヘキシルアルキルであり、かつ
ｉおよびｊは、互いに独立して、１、２、３または４である。
【０１１２】
本発明の好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは式Ｄ−１〜Ｄ−７：
【化４０】
2019534344.tif 000067
の化合物の群から選択される１種または複数種の二色性色素を含み、
式中、パラメーターは、上記の式Ｄにおいて与えられた各意味を有する。
【０１１３】
本発明の好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは式Ｄ’−１〜Ｄ’−７：
【化４１−１】
2019534344.tif 000068
【化４１−２】
2019534344.tif 000069
の化合物の群から選択される１種または複数種の二色性色素を含み、
式中、パラメーターは、上記の式Ｄにおいて与えられた各意味を有する。
【０１１４】
式Ｄのさらなる好ましい化合物は、以下の式：
【化４２】
2019534344.tif 000070
により表される。
【０１１５】
媒体における二色性色素の濃度は、好ましくは０．１％〜５％、より好ましくは０．２％〜４％、さらにより好ましくは０．３％〜３％、最も好ましくは０．５％〜２％の範囲にあり、特に約１％である。
【０１１６】
式Ｄまたはその部分式の化合物は、当業者に公知の方法と同じように生成可能であり、有機化学の標準的な書籍、例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ  ｄｅｒ  ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ［Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ］、Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔに記載されている。
【０１１７】
好ましい実施形態において、媒体は、２種以上、好ましくは３種以上の二色性色素の混合物を含む。３種の二色性色素が存在していることが最も好ましい。二色性色素は、互いに相互補完的な吸収スペクトル、すなわち相補的吸収色を有することが好ましく、吸収率が組み合わされた混合物の中性色、すなわち黒色の外観が生じる比率で互いに混合されることが好ましい。これは、吸収率が可視スペクトル領域にわたりほぼ一定であることを意味する。
【０１１８】
例えば、３種の化合物Ｄ’−１ａ、Ｄ’−４ａおよびＤ’−５ａの好ましい組み合わせのスペクトル特性は、以下の表：
【表１−１】
2019534344.tif 000071
【表１−２】
2019534344.tif 000072
に記載されている。
【０１１９】
さらに、ＬＣ媒体に、例えば、０〜１５重量％の多色性色素、さらにはナノ粒子、導電性塩、好ましくは、エチルジメチルドデシルアンモニウム４−ヘキソキシベンゾエート、テトラブチルアンモニウムテトラフェニルボレートまたはクラウンエーテルの錯塩（例えば、Ｈａｌｌｅｒ等、Ｍｏｌ．  Ｃｒｙｓｔ．  Ｌｉｑ．  Ｃｒｙｓｔ．  ２４、２４９〜２５８（１９７３）参照）を伝導性の改善のために添加してもよく、また誘電異方性、粘度および／またはネマチック相の配列を変更するための物質を添加してもよい。この種の物質は、例えば、西独国特許出願公開第２２０９１２７号明細書（ＤＥ−Ａ２２０９１２７）、西独国特許出願公開第２２４０８６４号明細書（ＤＥ−Ａ２２４０８６４）、西独国特許出願公開第２３２１６３２号明細書（ＤＥ−Ａ２３２１６３２）、西独国特許出願公開第２３３８２８１号明細書（ＤＥ−Ａ２３３８２８１）、西独国特許出願公開第２４５００８８号明細書（ＤＥ−Ａ２４５００８８）、西独国特許出願公開第２６３７４３０号明細書（ＤＥ−Ａ２６３７４３０）および西独国特許出願公開第２８５３７２８号明細書（ＤＥ−Ａ２８５３７２８）に記載されている。
【０１２０】
また、本発明によるＬＣ媒体は、ＲＭが例えば貯蔵または輸送の間に不所望にも自発的に重合してしまうことを防止するために、１種または複数種の安定剤を含むことが好ましい。安定剤の適切な種類および量は当業者に公知であり、文献に記載されている。例えば、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）シリーズ（Ｃｉｂａ  ＡＧ）の市販の安定剤、例えばＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）１０７６が特に適している。安定剤を用いる場合、それらの割合は、ＲＭまたは重合性成分の合計量を基準として、好ましくは１０〜１０，０００ｐｐｍ、特に好ましくは５０〜５００ｐｐｍである。
【０１２１】
また、本発明によるＬＣ媒体は、当業者に公知のさらなる添加剤、例えば、さらなる光開始剤、さらなる安定剤、阻害剤、連鎖移動剤、等方性共反応性モノマー、界面活性化合物、平滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水化剤、接着剤、流動性向上剤、消泡剤、脱気剤、希釈剤、反応性希釈剤、助剤、着色剤、さらなる色素、顔料またはナノ粒子を通常の濃度で含んでいてもよい。
【０１２２】
よって、重合性添加剤は、重合性成分によるものである。よって、非重合性添加剤は、液晶成分によるものである。
【０１２３】
総じて、本願による媒体におけるすべての化合物の合計濃度は、１００％である。
【０１２４】
また、本発明によるＬＣ媒体が、例えばＨ、Ｎ、Ｏ、Ｃｌ、Ｆを相応する同位体により置き換えた化合物を含んでいてもよいことは、当業者にとって言うまでもない。
【０１２５】
先に言及した式の化合物の最適な混合比は、所望の特性、先に言及した式の成分の選択、および存在し得るさらなる成分の選択に実質的に応じる。好ましい物理特性を以下に示す。
【０１２６】
好ましい実施形態において、本発明による液晶成分は、光学異方性の値ができるだけ高いことを特徴とする。複屈折率の値は、好ましくは０．０６５以上０．３００以下の範囲、より好ましくは０．０９０以上０．２５０以下の範囲、特に０．０９５以上０．２００以下の範囲、特に０．１００以上０．１７５以下の範囲にある。
【０１２７】
本発明による液晶成分は、誘電異方性の係数の値：
【数３】
2019534344.tif 000073
が比較的高いこと、好ましくはできるだけ高いことを特徴とすることが好ましい。好ましい実施形態において、誘電異方性の係数の値：
【数４】
2019534344.tif 000074
は、１．０以上１０以下、好ましくは２以上８以下、特に好ましくは３以上７以下、非常に特に好ましくは４以上６以下の範囲にあることが好ましい。
【０１２８】
本発明による液晶成分は、誘電異方性の係数の負の値（−Δε）が比較的高いことを特徴とすることが好ましい。
【０１２９】
本発明による液晶成分のネマチック相は、少なくとも０℃またはそれを下回る温度から７０℃またはそれを上回る温度で、より好ましくは少なくとも−２０℃またはそれを下回る温度から７５℃またはそれを上回る温度で、非常に好ましくは少なくとも−３０℃またはそれを下回る温度から７５℃またはそれを上回る温度で、特に少なくとも−４０℃またはそれを下回る温度から８０℃またはそれを上回る温度で延伸することが好ましい。
【０１３０】
重合前の本発明による液晶成分の澄明点は、好ましくは１０℃〜１２０℃の範囲、特に好ましくは２０℃〜１１０℃の範囲、非常に特に好ましくは３０℃〜１００℃の範囲にある。
【０１３１】
本発明による液晶成分は、弾性定数Ｋ１１またはＫ１についての値が比較的高いこと、好ましくはできるだけ高いことを特徴とすることが好ましい。好ましい実施形態において、弾性定数Ｋ１１は、およそ１０ｐＮ以上、より好ましくはおよそ１２ｐＮ以上である。
【０１３２】
本発明による液晶成分は、弾性定数Ｋ３３またはＫ３が、およそ３０ｐＮ以下、より好ましくはおよそ２０ｐＮ以下であることが好ましい。
【０１３３】
液晶成分の回転粘度は、できるだけ低いことが好ましい。総じて、本発明による媒体は、およそ４００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくはおよそ３００ｍＰａ・ｓ以下の回転粘度を示す。
【０１３４】
本発明によるＬＣ媒体は、それ自体が従来の方法で、例えば、１種または複数種の先に言及した化合物と、１種または複数種の上記で定義した重合性化合物、および任意にさらなる液晶化合物および／または添加剤とを混合することで製造される。総じて、より少ない量で使用される成分の所望の量を、有利には高温で、主成分を構成する成分中に溶解させる。また、これらの成分の溶液を、有機溶媒、例えば、アセトン、クロロホルムまたはメタノールに混ぜて、入念に混合した後に、例えば蒸留により該溶媒を再び除去することができる。よって、本発明は、本発明によるＬＣ媒体を製造する方法にも関する。
【０１３５】
本発明によるＬＣ媒体は、様々なタイプの光変調素子、特にＴ−ＯＬＥＤ用途またはウィンドウ用途の光シャッターにおける使用に非常に適している。よって、本発明は、光変調素子における記載したおよび以下のＬＣ媒体の使用にも関する。
【０１３６】
総じて、このような光変調素子は、ＬＣセルであって、２枚の対置した基板と、電極構造体と、該ＬＣセルの基板の間に配置された上記および下記のＬＣ媒体の層とを有するＬＣセルを含む。よって、本発明は、記載したおよび下記のＬＣ媒体を含む光変調素子にも関する。
【０１３７】
さらに、本発明は、上記および下記の光変調素子を製造する方法であって、上記および下記のＬＣ媒体を、２枚の基板と電極装置とを有するＬＣセルに導入し、かつＬＣ媒体の重合性化合物を、好ましくは電極に電圧を印加することで重合する方法に関する。
【０１３８】
総じて、本発明による光変調素子の構造は、当業者に公知の従来のディスプレイ構造に相応する。
【０１３９】
基板としては、例えば、ガラスまたは石英シートまたはプラスチックフィルムを使用することができる。化学放射線による硬化で２枚の基板を使用する場合、少なくとも１枚の基板は、重合に使用される化学放射線に対して透過性を示す必要がある。
【０１４０】
適切かつ好ましいプラスチック基板は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴもしくはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）のようなポリエステルのフィルム、非常に好ましくはＰＥＴまたはＴＡＣのフィルムである。複屈折基板としては、例えば一軸延伸プラスチックフィルムを使用することができる。ＰＥＴフィルムは、例えばＤｕＰｏｎｔ  Ｔｅｉｊｉｎ  ＦｉｌｍｓからＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）という商品名で市販されている。
【０１４１】
好ましい実施形態において、基板は、互いにおよそ１μｍ〜およそ５０μｍの範囲、好ましくは互いにおよそ２μｍ〜およそ２０μｍの範囲、より好ましくは互いにおよそ３μｍ〜およそ１０μｍの範囲の間隔を空けて配置される。これにより、液晶媒体の層は、中間に配置されている。
【０１４２】
基板層を、例えばスペーサーにより、または層内の突出した構造体により、互いに所定の間隔に保つことができる。通常、一般的なスペーサー材料は、例えば、プラスチック、シリカ、エポキシ樹脂などから製造されたスペーサーとして、専門家に知られている。
【０１４３】
本発明のさらなる好ましい実施形態において、液晶媒体の層は、２つのフレキシブル層、例えばフレキシブルポリマーフィルムの間に配置される。その結果、本発明によるデバイスは、フレキシブルでかつ折り曲げ可能であり、例えば巻取り可能である。フレキシブル層は、基板層、配向膜および／または偏光子を表し得る。また、好ましくはフレキシブルなさらなる層が存在していてもよい。液晶媒体の層がフレキシブル層の間に配置されている好ましい実施形態のより詳細な開示については、米国特許出願公開第２０１０／００４５９２４号明細書（ＵＳ２０１０／００４５９２４）の出願を参照する。
【０１４４】
さらに、本発明によるデバイスの電気スイッチングを容易にしてＬＣディスプレイのスイッチングと同等にするために、本発明によるデバイス内には、電極装置、ならびに任意にさらなる電気部品および接続部が存在している。好ましくは、用いられる電極構造体は、電界を誘起することができ、基板の主平面に対して垂直である。
【０１４５】
好ましくは、光変調素子は、電界を印加することができる電極装置を含み、この電極装置は、基板の主平面またはコレステリック液晶媒体層に対してほぼ垂直である。この要件を満たす適切な電極装置は、通常専門家に知られている。
【０１４６】
光変調素子は、対置した側の基板に設けられた少なくとも２つの電極構造体を含む電極装置を含むことが好ましい。好ましい電極構造体は、各基板および／または画素領域の対置した表面全体において電極層として設けられる。
【０１４７】
通常、適切な電極材料は、例えば、本発明によると好ましい金属または金属酸化物、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から製造された電極構造体として、専門家に知られている。
【０１４８】
ＩＴＯ薄膜は、例えば、物理蒸着、電子ビーム蒸着またはスパッタリング成膜技術により基板に堆積されることが好ましい。
【０１４９】
光変調素子の電極は、スイッチング素子、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）または薄膜ダイオード（ＴＦＤ）に関連することが好ましい。
【０１５０】
好ましい実施形態において、光変調素子は、電極構造体上にあることが好ましい少なくとも１つの誘電体層を含む。
【０１５１】
一般的な誘電体層の材料は、通常専門家に公知であり、例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、サイトップ、テフロンおよびＰＭＭＡである。
【０１５２】
誘電体層の材料は、従来のコーティング技術、例えば、スピンコーティング、ロールコーティング、ブレードコーティングまたはＰＶＤもしくはＣＶＤのような真空蒸着により、基板または電極層に施与可能である。誘電体層の材料は、専門家に公知の従来の印刷技術、例えばスクリーン印刷、オフセット印刷、リール・トゥ・リール印刷、活版印刷、グラビア印刷、ロートグラビア印刷、フレキソ印刷、凹版印刷、パッド印刷、ヒートシール印刷、インクジェット印刷またはスタンプもしくは印刷版による印刷によっても、基板または電極層に施与可能である。
【０１５３】
さらなる好ましい実施形態において、光変調素子は、電極層上に設けられていることが好ましい少なくとも１つの配向膜を含む。
【０１５４】
光変調素子は、液晶媒体の層と直接接触したさらなる配向膜を有していてもよい。
【０１５５】
配向膜は、ホメオトロピック配列を、好ましくは液晶媒体全体にわたり誘起することが好ましい。
【０１５６】
配向膜は基板層としても機能し得るため、光変調素子において、基板層は必要とされない。基板層がさらに存在する場合、配向膜は、いずれの場合にも、基板層と液晶媒体の層との間に配置されている。一般的な配向膜の材料は、通常専門家に公知である。ホメオトロピック配列を達成するのに適切な方法は、例えばＪ．Ｃｏｇｎａｒｄ、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．７８、Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  １、１〜７７（１９８１）に記載されている。
【０１５７】
配向膜の材料は、従来のコーティング技術、例えば、スピンコーティング、ロールコーティング、ディップコーティングまたはブレードコーティングにより、基板アレイまたは電極構造体に施与可能である。配向膜の材料は、専門家に公知の蒸着または従来の印刷技術、例えば、スクリーン印刷、オフセット印刷、リール・トゥ・リール印刷、活版印刷、グラビア印刷、ロートグラビア印刷、フレキソ印刷、凹版印刷、パッド印刷、ヒートシール印刷、インクジェット印刷またはスタンプもしくは印刷板による印刷によっても施与可能である。
【０１５８】
同様に、光変調素子は、特定の条件のもとで液晶媒体の層に隣接した配向膜を含まないことが、本発明によれば可能であり、また有利である。
【０１５９】
専門家に通常公知であるように、相応する表面エネルギーを有する基板を選択することで、同様に、特別な配向膜を用いることなく、液晶媒体に対して、ホメオトロピック配列を誘起することが可能である。
【０１６０】
同様に、１種または複数種のいわゆる「自己配向剤」を液晶媒体に添加することが達成可能であり得る。適切な自己配向剤は、例えばＳｈｉｅ−Ｃｈａｎｇ  Ｊｅｎｇ等、Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ（２００９）、３４、４５５〜４５７またはＳｈｕｇ−Ｊｕｎｅ  Ｈｗａｎｇ等、Ｊ．  Ｐｈｙｓ  Ｄ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ  ２００９、４２、０２５１０２により記載されているか、または米国特許出願公開第２００８／０１９８３０１号明細書（ＵＳ２００８／０１９８３０１）、特開２０１０−１７００９０号公報（ＪＰ２０１０−１７００９０Ａ）、欧州特許出願公開第２５９３５２９号明細書（ＥＰ２５９３５２９Ａ１）または欧州特許出願公開第２６０６１０１号明細書（ＥＰ２６０６１０１Ａ１）に開示された自己配向剤である。
【０１６１】
本発明のさらなる好ましい実施形態において、光変調素子は、２つ以上の偏光子を任意に含み、そのうちの少なくとも１つは、片側の液晶媒体の層に配置されており、そのうちの少なくとも１つは、反対側の液晶媒体の層に配置されている。ここで液晶媒体の層および偏光子は、互いに平行に配置されていることが好ましい。
【０１６２】
偏光子は、直線偏光子であり得る。ちょうど２つの偏光子が光変調素子内に存在していることが好ましい。この場合、偏光子がどちらも直線偏光子であることがさらに好ましい。２つの直線偏光子が光変調素子内に存在している場合、２つの偏光子の偏光方向が、本発明によれば交差していることが好ましい。
【０１６３】
２つの円偏光子が光変調素子内に存在する場合、これらの円偏光子が同一の偏光方向を有すること、すなわち、どちらも右円偏光であるか、どちらも左円偏光であることがさらに好ましい。
【０１６４】
偏光子は、反射型偏光子または吸収型偏光子であり得る。本願の意味合いにおける反射型偏光子は、１つの偏光方向を有する光または１種類の円偏光を反射する一方で、その他の偏光方向を有する光またはその他の種類の円偏光を透過させる。同様に、吸収型偏光子は、１つの偏光方向を有する光または１種類の円偏光を吸収する一方で、その他の偏光方向を有する光またはその他の種類の円偏光を透過させる。反射または吸収は、通常定量的ではない。それはすなわち、偏光子を通過する光の完全な偏光が生じていないことを意味する。
【０１６５】
本発明の目的のためには、吸収型偏光子および反射型偏光子のどちらも用いることができる。薄い光学フィルムの形態にある偏光子を使用することが好ましい。本発明による光変調素子において使用可能な反射型偏光子の例は、ＤＲＰＦ（拡散反射型偏光子フィルム、３Ｍ）、ＤＢＥＦ（デュアル輝度向上フィルム、３Ｍ）、ＤＢＲ（層状ポリマー分布ブラッグ反射器、米国特許第７，０３８，７４５号明細書（ＵＳ７，０３８，７４５）および米国特許第６，０９９，７５８号明細書（ＵＳ６，０９９，７５８）に記載）およびＡＰＦ（高度偏光フィルム、３Ｍ）である。
【０１６６】
本発明による光変調素子において使用可能な吸収型偏光子の例は、Ｉｔｏｓ  ＸＰ３８偏光フィルムおよびＮｉｔｔｏ  Ｄｅｎｋｏ  ＧＵ−１２２０ＤＵＮ偏光フィルムである。本発明により使用可能な円偏光子の例は、ＡＰＮＣＰ３７−０３５−ＳＴＤ偏光子（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ）である。さらなる例は、ＣＰ４２偏光子（ＩＴＯＳ）である。本デバイスは、特定の波長の光を遮断するフィルタ、例えばＵＶフィルタをさらに含んでいてもよい。本発明によれば、さらなる機能層、例えば、保護フィルム、断熱フィルムまたは金属酸化物層が存在していてもよい。
【０１６７】
本発明による光変調素子の機能原理については、以下で詳細に説明する。特許請求される本発明において請求項に存在していない範囲に対する制限は、想定される機能化の手法について論じた内容からは導き出されないことに言及したい。
【０１６８】
本発明による光変調素子の光透過率は、印加される電界に応じる。好ましい実施形態において、デバイスの光透過率は、電界が印加されていない場合、初期状態では高く、好ましくは、電界を印加すると徐々に低下する。
【０１６９】
好ましい実施形態において、本発明によるデバイスは、境界状態Ａおよび境界状態Ｂを有する。
【０１７０】
光変調素子は、電界が印加されていない場合、透過率ＴＡで境界状態Ａ、いわゆる「オフ状態」または透明な状態を有することが好ましい。
【０１７１】
光変調素子は、電界が印加されている場合、別の境界状態Ｂ、いわゆる「オン状態」または不透明な状態を有することが好ましく、この状態において、液晶媒体は、次第に垂直から歪み、それにより、
ＴＡ＞ＴＢ
となる。
【０１７２】
好ましい実施形態において、多くの割合の液晶化合物が、基板表面に対して垂直に配列している（ホメオトロピック配列）。電界を高めると、ＬＣ媒体の配向子が変化する。
【０１７３】
必要とされる印加電界強度は、電極ギャップおよびＬＣ混合物のΔεの係数に主に応じる。印加電界強度は、総じて、およそ５０Ｖ／μｍ−１より低く、好ましくはおよそ３０Ｖ／μｍ−１より低く、より好ましくはおよそ２５Ｖ／μｍ−１より低い。特に、印加電界強度は、４Ｖ／μｍ−１〜２０Ｖ／μｍ−１の範囲にある。
【０１７４】
光変調素子をスイッチングするために印加される駆動電圧は、できるだけ低いものとすることが好ましい。総じて、印加される駆動電圧は、２Ｖ〜およそ２００Ｖの範囲、より好ましくはおよそ３Ｖ〜およそ１００Ｖの範囲、さらにより好ましくはおよそ５Ｖ〜およそ５０Ｖの範囲にある。
【０１７５】
本発明による上記の光変調素子を製造するための一般的な方法は、少なくとも以下の工程を含む：
−  基板を切断および洗浄する工程、
−  各基板上に電極構造体を設ける工程、
−  任意に電極構造体上に配向膜を設ける工程、
−  接着剤（ＵＶまたは熱硬化性）を使用してセルをスペーサーと一緒に組み立てる工程、
−  セルにＬＣ媒体を充填する工程、および
−  ＬＣ媒体を化学放射線に曝し、この化学放射線により、ＬＣ媒体中の重合性ＬＣ化合物の光重合を誘起する工程。
【０１７６】
総じて、液晶媒体はセルに充填される。当業者に公知の従来の充填方法、例えばいわゆる「ワン・ドロップ・フィリング」（ＯＤＦ）を使用することができる。同様に、その他の総じて公知の方法、例えば、真空注入法またはインクジェット印刷法（ＩＪＰ）も用いることができる。
【０１７７】
照射工程において、光変調素子を化学放射線に曝し、この化学放射線により、コレステリック液晶媒体に含有される重合性化合物の重合性官能基の光重合をもたらす。重合は、例えば重合性材料を熱または化学放射線に曝すことで達成される。化学放射線は、ＵＶ光、ＩＲ光もしくは可視光のような光による照射、Ｘ線もしくはガンマ線による照射、またはイオンもしくは電子のような高エネルギー粒子による照射を意味する。重合は、ＵＶ照射により実施されることが好ましい。化学放射線の供給源としては、例えば単一のＵＶ灯またはＵＶ灯セットを使用することができる。別の可能な化学放射線の供給源は、レーザー、例えば、ＵＶ、ＩＲまたは可視レーザーである。
【０１７８】
この照射を理由として、重合性化合物は、光変調素子を成す基板の間の液晶媒体においてその場で、実質的に重合または架橋（２つ以上の重合性基を有する化合物の場合）する。
【０１７９】
化学放射線の波長は、媒体のＬＣ分子の損傷を回避するためには、低過ぎないものとし、ＬＣホスト混合物のＵＶ吸収率の最大値とは異なるものとすることが好ましく、これよりも高いものとすることが非常に好ましい。他方で、光放射の波長は、ＲＭの迅速かつ完全なＵＶ光重合を可能にするためには、高過ぎるべきではなく、重合性成分のＵＶ吸収率の最大値よりも高くないものとし、これと同じであるか、これよりも低いものとすることが好ましい。
【０１８０】
適切な波長は、３００〜４００ｎｍ、例えば３４０ｎｍ以上、好ましくは３５０ｎｍ以上、より好ましくは３６０ｎｍ以上から選択されることが好ましい。
【０１８１】
照射時間または暴露時間は、重合ができるだけ完全に可能であるように選択されるものとするが、スムーズな製造プロセスが可能にならないほどに長くないものとする。また、放射強度は、できるだけ迅速かつ完全な重合が可能になるほど十分に高いものとするが、コレステリック液晶媒体に対する損傷が回避できないほどに高過ぎないものとする。
【０１８２】
硬化時間は、とりわけ、重合性材料の反応性、被覆される層の厚さ、重合開始剤の種類およびＵＶ灯の出力に応じる。硬化時間は、好ましくは１０分以下、非常に好ましくは５分以下、最も好ましくは３分以下である。総じて、大量生産のためには、より短い硬化時間が好ましく、例えばおよそ２００秒〜１０秒である。
【０１８３】
適切なＵＶ放射出力は、好ましくは５〜２５０ｍＷｃｍ−２の範囲、より好ましくは６〜２００ｍＷｃｍ−２の範囲、特に７〜２００ｍＷｃｍ−２の範囲、特に１０〜２００ｍＷｃｍ−２の範囲にある。
【０１８４】
用いられるＵＶ放射線との関連で、かつ時間に応じて、適切なＵＶ線量は、好ましくは５００〜７２００ｍＪｃｍ−２の範囲、より好ましくは１０００〜５０００ｍＪｃｍ−２の範囲、最も好ましくは１２５０〜２５００ｍＪｃｍ−２の範囲にある。
【０１８５】
本発明の光変調素子は、様々な種類の光学的および電気光学的なデバイスにおいて使用することが可能である。
【０１８６】
前記光学的および電気光学的なデバイスは、電気光学的ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、非線形光学（ＮＬＯ）デバイス、光学的な情報記憶デバイス、光シャッターおよびスマートウィンドウ、好ましくはシースルーＯＬＥＤディスプレイ用光シャッターを含むが、これらに制限されることはない。
【０１８７】
上記の特徴、特に好ましい実施形態の多くは、それら自体の権利においても進歩性があり、単に本発明の実施形態の一部ではないと理解される。
【０１８８】
これらの特徴のために、特許請求した本発明に加えて、またはこれの代わりに、独立した保護を求めてもよい。
【０１８９】
前述の本発明の実施形態に対して変更を加えることができる一方で、これがなおも本発明の範囲に該当すると理解される。特に記載のない限り、同じ、同等または類似した目的としての役割を果たす代替的な特徴により、本明細書に開示されている各特徴を置き換えてもよい。したがって、特に記載のない限り、開示されている各特徴は単に、一般的な一連の同等または類似した特徴の一例である。
【０１９０】
本明細書において開示されているすべての特徴は、このような特徴および／または工程の少なくとも幾つかが相互に排他的である組み合わせを除くあらゆる組み合わせでまとめてもよい。特に、本発明の好ましい特徴は、本発明のすべての態様に適用可能であり、あらゆる組み合わせで使用可能である。同様に、非必須の組み合わせで記載されている特徴は、個別に（組み合わせではなく）使用可能である。
【０１９１】
当業者であれば、さらなる手間をかけることなく、前述の説明を用いることで本発明を十分に利用することができると考えられる。よって、以下の例は、単に説明的なものと解釈されるべきであって、いかなる形であれ本開示の残りの部分を限定することはない。
【０１９２】
本願に示されるパラメーターの範囲はすべて、専門家により知られている最大許容可能エラーを含む限界値を含む。互いに組み合わせた特性の様々な範囲について示される上限および下限の限界値が異なることで、さらなる好ましい範囲が生じる。
【０１９３】
本願において、特に以下の例において、液晶化合物の構造は、「頭字語」とも呼ばれる略語により表される。相応する構造への略語の変換は、単純に表Ａ〜Ｃに従う。表Ａは、環の要素のために使用される記号を一覧にしており、表Ｂは、結合基のための記号を一覧にしており、表Ｃは、分子の左手および右手の末端基のための記号を一覧にしている。
【０１９４】
基ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｍＨ２ｍ＋１およびＣｌＨ２ｌ＋１はすべて、それぞれｎ個、ｍ個およびｌ個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基であることが好ましく、基ＣｎＨ２ｎ、ＣｍＨ２ｍおよびＣｌＨ２ｌはすべて、それぞれ（ＣＨ２）ｎ、（ＣＨ２）ｍおよび（ＣＨ２）ｌであることが好ましく、−ＣＨ＝ＣＨ−は、それぞれトランス−Ｅビニレンであることが好ましい。
【表２−１】
2019534344.tif 000075
【表２−２】
2019534344.tif 000076
【表３】
2019534344.tif 000077
【表４】
2019534344.tif 000078
ここで、ｎおよびｍはそれぞれ整数であり、３つの点「．．．」は、この表のその他の記号のためのスペースを示す。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
【図１】試料および白色反射標準なしの透過を示す。
【図２】試料および白色反射標準ありの透過を示す。
【図３】試料なし、開放された測定ポートありの透過を示す。
【図４】試料あり、開放された測定ポートありの透過を示す。
【図５】各試料のヘイズレベルを示す。
【図６】平行光線透過率値を示す。
【図７】各試料の全光線透過率を示す。
【０１９６】
実施例
ＬＣ化合物
以下の混合物Ｍ−１を製造する：
【表５】
2019534344.tif 000079
【０１９７】
重合性ＬＣ化合物：
【化４３】
2019534344.tif 000080
【０１９８】
二色性色素：
【化４４】
2019534344.tif 000081
【０１９９】
光開始剤
【化４５】
2019534344.tif 000082
【０２００】
試験用セル
ＩＴＯ被覆したガラス基板上に、５０ｎｍのＶＡポリイミド（ＡＬ６０７０２、ＪＳＲ）層をスピンコーティングする。乾燥後に、上記の２枚の基板を１０μｍのセルギャップで互いに平行に配置して試験用セルを組み立てる。この試験用セルに、以下の例に記載の相応する混合物を充填する。その後、この試験用セルにおいて、以下の例に記載の相応する硬化パラメーターで重合性成分を硬化させる。この試験用セルに以下の例に記載の相応する電界を印加して、「オフ状態」から不透明な「オン状態」へとスイッチングさせる。
【０２０１】
方法
当業者に一般に公知の４種の異なる透過測定（Ｔ１〜Ｔ４）を実施する：
Ｔ１（図１に示す）：試料および白色反射標準なしの透過
Ｔ２（図２に示す）：試料および白色反射標準ありの透過
Ｔ３（図３に示す）：試料なし、開放された測定ポートありの透過
Ｔ４（図４に示す）：試料あり、開放された測定ポートありの透過。
【０２０２】
これに関して、一般的に当業者に知られているように、全光線透過率（Ｔ２）は、平行光線透過率と拡散透過率との合計（Ｔ４）と定義される。
【０２０３】
これに関して、ヘイズは、以下のように定義される：
ヘイズ＝［（Ｔ４／Ｔ２）−（Ｔ３／Ｔ１）］×１００％。
【０２０４】
例１
８９．４％の混合物Ｍ１、５％のＲＭ−１、３％のＲＭ−２、２％のＲＭ−３、０．３％の二色性色素混合物（５３％のＤ’−１ａ、１９％のＤ’−４ａおよび２８％のＤ’−５ａ）および０．３％のＰＩ−１（ＣＩＢＡのＯｘｅ  ０２）を混合し、上記の試験用セルに充填する。その後、このセルを、３６５のバンドパスフィルタを備えたＭｉｒｈｏ  ＵＶ  ＣＵＲＥ８５０（水銀ＵＶ灯）で２００ｍＷで１０秒にわたりＵＶ光に曝す。
【０２０５】
硬化後、この試験用セルは、いかなる変色効果もなく、透明に見える。
【０２０６】
例２
８９．２％の混合物Ｍ１、５％のＲＭ−１、３％のＲＭ−２、２％のＲＭ−３、０．５％の二色性色素混合物（５３％のＤ’−１ａ、１９％のＤ’−４ａおよび２８％のＤ’−５ａ）および０．３％のＰＩ−１（ＣＩＢＡのＯｘｅ  ０２）を混合し、上記の試験用セルに充填する。その後、このセルを、３６５のバンドパスフィルタを備えたＭｉｒｈｏ  ＵＶ  ＣＵＲＥ８５０（水銀ＵＶ灯）で２００ｍＷで１０秒にわたりＵＶ光に曝す。
【０２０７】
硬化後、この試験用セルは、いかなる変色効果もなく、透明に見える。
【０２０８】
比較例１
８９．４％の混合物Ｍ１、５％のＲＭ−１、３％のＲＭ−２、２％のＲＭ−３、０．３％の二色性色素混合物（５３％のＤ’−１ａ、１９％のＤ’−４ａおよび２８％のＤ’−５ａ）および０．３％のＰＩ−２（ＣＩＢＡのＩｒｇａｃｕｒｅ６５１）を混合し、上記の試験用セルに充填する。その後、このセルを、３６５のバンドパスフィルタを備えたＭｉｒｈｏ  ＵＶ  ＣＵＲＥ８５０（水銀ＵＶ灯）で２００ｍＷで１０秒にわたりＵＶ光に曝す。
【０２０９】
硬化後、この試験用セルは、この硬化プロセスから生じた変色効果を明らかに示し、やや黄色がかって見える。
【０２１０】
比較例２
８９．２％の混合物Ｍ１、５％のＲＭ−１、３％のＲＭ−２、２％のＲＭ−３、０．５％の二色性色素混合物（５３％のＤ’−１ａ、１９％のＤ’−４ａおよび２８％のＤ’−５ａ）および０．３％のＰＩ−２（ＣＩＢＡのＩｒｇａｃｕｒｅ６５１）を混合し、上記の試験用セルに充填する。その後、このセルを、３６５のバンドパスフィルタを備えたＭｉｒｈｏ  ＵＶ  ＣＵＲＥ８５０（水銀ＵＶ灯）で２００ｍＷで１０秒にわたりＵＶ光に曝す。
【０２１１】
硬化後、この試験用セルは、この硬化プロセスから生じた変色効果を明らかに示し、やや黄色がかって見える。
【０２１２】
比較例３
８９．４％の混合物Ｍ１、５％のＲＭ−１、３％のＲＭ−２、２％のＲＭ−３、０．３％の二色性色素混合物（５３％のＤ’−１ａ、１９％のＤ’−４ａおよび２８％のＤ’−５ａ）および０．３％のＰＩ−３（ＣＩＢＡのＩｒｇａｃｕｒｅ３６９）を混合し、上記の試験用セルに充填する。その後、このセルを、３６５のバンドパスフィルタを備えたＭｉｒｈｏ  ＵＶ  ＣＵＲＥ８５０（水銀ＵＶ灯）で２００ｍＷで１０秒にわたりＵＶ光に曝す。
【０２１３】
硬化後、この試験用セルは、この硬化プロセスから生じた変色効果を明らかに示し、やや赤みがかって見える。
【０２１４】
総括
試験したすべての光開始剤において、各試料のヘイズレベル（図５参照）および平行光線透過率値（図６参照）において著しい差はない。しかしながら、各試料の全光線透過率（図７参照）においては著しい差がある。結論として、比較例１および比較例３に示される変色により、拡散透過率について著しくより低い値が生じる。それとは対照的に、例１は、拡散透過率についてより高い値を示し、背景の遮蔽においてより良好な性能が達成可能である。
【図１】
2019534344.tif 000098
【図２】
2019534344.tif 000099
【図３】
2019534344.tif 000100
【図４】
2019534344.tif 000101
【図５】
2019534344.tif 000102
【図６】
2019534344.tif 000103
【図７】
2019534344.tif 000104
【国際調査報告】
2019534344.tif 000105
2019534344.tif 000106
2019534344.tif 000107