(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶媒体の層を含む、光透過の調整に好適な温度反応性デバイスであって、液晶媒体が少なくとも１種の液晶化合物および式Ｉ
Ｒ１１−Ａ１１−（Ｚ１２−Ａ１２）ｍ−ＡＧ    （Ｉ）
式中、
Ａ１１およびＡ１２は、各々、互いに独立して、任意に１つまたは２つ以上の同一であるかまたは異なる基Ｌによって置換されているアリール、ヘテロアリール、複素環式または脂環式基を示し、
Ｌは、各場合において互いに独立して、ハロゲン、−ＣＮ、−ＮＯ２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、１〜５個のＣ原子を有する直鎖状または分枝状アルキルまたはアルコキシを示し、ここでさらに、これらのラジカル中の末端でない１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、各々、互いに独立して、
【化１】
0006313427.tif 000035
によって、Ｏ原子が互いに直接結合しないように置き換えられていてもよく、かつここでさらに、１個または２個以上のＨ原子は、ハロゲンによって置き換えられていてもよく、
Ｚ１２は、各場合において互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲ０−、−ＮＲ０−ＣＯ−、−ＮＲ０−ＣＯ−ＮＲ００、−ＮＲ０−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ０−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＲ０−、−ＣＹ０１＝ＣＹ０２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し、
Ｙ０１およびＹ０２は、各々、互いに独立して、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＮを示し、
Ｒ０およびＲ００は、各々、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、
Ｒ１１は、各々、互いに独立して、１〜１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシラジカルを示し、ここでさらに、これらのラジカル中の末端でない１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、各々、互いに独立して、
【化２】
0006313427.tif 000036
によって、Ｏ原子が互いに直接結合しないように置き換えられていてもよく、かつここでさらに、１個または２個以上のＨ原子は、ハロゲンによって置き換えられていてもよく、
ＡＧは、−Ｓｐ−Ｘ１１を示し、
Ｓｐは、−（ＣＨ２）ｐ−を示し、
ｐは、０、１または２を示し、
Ｘ１１は、基−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＯＨ、−（ＣＯ）ＯＨまたは式
【化３】
0006313427.tif 000037
で表される基を示し、ならびに
ｍは、０、１または２を示す、
で表される少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする、前記デバイス。
【請求項２】
式Ｉ中のアンカー基ＡＧが、−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＯＨまたは−（ＣＯ）ＯＨを示すことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
式Ｉ中のｍが、０を示すことを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
液晶媒体の層が、２つの基板層の間に配置されてい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デバイス。
【請求項５】
式Ｉで表される化合物の合計濃度が、混合物を全部と見なして０．０１〜１０重量％の範囲内であ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デバイス。
【請求項６】
２つまたは３つ以上の偏光子を有し、その少なくとも１つが液晶媒体の層の一方の側上に配置され、その少なくとも１つが液晶媒体の層の反対側上に配置されてい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デバイス。
【請求項７】
デバイスが、液晶媒体の層に隣接している整列層を含まないことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
液晶媒体が、両方の基板層に直接隣接して配置されてい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デバイス。
【請求項９】
境界温度θＡより低い温度での透過ＴＡを有する境界状態Ａおよび境界温度θＢより高い温度での透過ＴＢを有する境界状態Ｂを有し、それによって：
θＡ＜θＢおよび
ＴＡ＞ＴＢである
ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
上昇する温度に伴う２つの境界状態ＡとＢとの間の転移および低下する温度に伴う２つの境界状態ＢとＡとの間の転移が、透過Ｔの中間値を介して徐々に進行することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
境界状態Ａにおける液晶媒体の層中の液晶化合物が、ホメオトロピック的に整列してい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デバイス。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のデバイスの、内部への光進入および／またはエネルギー流入の調整のための使用。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法であって、少なくとも１種の液晶化合物および式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含む液晶媒体の層を基板上に提供するステップを少なくとも含む、前記方法。
【請求項１４】
少なくとも１種の液晶化合物および式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含む液晶媒体の層を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のデバイスを通して光透過の温度依存性制御をするための方法であって、少なくとも液晶媒体の液晶化合物が、温度の関数として、ホメオトロピック整列から平面状整列に変化することを特徴とする、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶媒体および式Ｉで表される化合物を含み、隣接した液晶媒体に対しホメオトロピック整列を所与の温度で促進するかまたは誘発することが可能である、光透過の調整のための温度反応性デバイスに関する。本発明はさらに、液晶媒体の層を通しての光透過の温度依存性制御のためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の目的のために、用語「液晶媒体」は、ある条件の下で液晶特性を示す材料を意味するものと解釈される。特に、当該用語は、ある条件の下でネマチック液晶相を形成する材料を意味するものと解釈される。液晶媒体は、１種または２種以上の液晶化合物、および加えて、さらなる物質を含んでもよい。
【０００３】
用語「液晶化合物」は、ある条件の下で液晶特性を示す化合物、および特にある条件の下でネマチック液晶相を形成する、または他の液晶化合物と混合することでネマチック液晶相を形成する化合物を意味するものと解釈される。
本出願の目的のために、「温度反応性デバイス」は、温度に依存して様々な状態を採るデバイスを意味するものと解釈される。その例は、温度に依存して様々な程度の光透過を示すデバイスである。
【０００４】
用語「整列」または「配向」は、小分子または大分子の断片などの材料の異方性単位の、「整列方向」と称せられる共通の方向における整列（配向の秩序化）に関する。液晶材料の整列した層において、液晶ダイレクターは、整列方向が材料の異方性軸の方向に相当するように、整列方向と一致する。
【０００５】
用語「平面状配向／整列」は、例えば液晶材料の層において、液晶分子の大部分の長い分子軸（カラミチック(calamitic)化合物の場合における）または短い分子軸（ディスコチック化合物の場合における）が層の平面に対して実質的に平行に（約１８０°）配向していることを意味する。
【０００６】
用語「ホメオトロピック配向／整列」は、例えば、液晶材料の層において、液晶分子の大部分の長い分子軸（カラミチック化合物の場合における）または短い分子軸（ディスコチック化合物の場合における）が層の平面に対して約８０°〜９０°の角度θ（「ティルト角」）で配向していることを意味する。
【０００７】
さらに、C. Tschierske、G. Pelzl and S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368に示されている定義は、本出願における液晶材料に関して定義されていない用語に該当するものとする。
【０００８】
本出願の目的のために、用語「光透過」は、可視（ＶＩＳ）、近赤外（近ＩＲ、ＮＩＲ）およびＵＶ−Ａ領域における電磁放射のデバイスを通しての通過を意味するものと解釈される。本出願における用語「光」は、相応して同様に、スペクトルの可視、近赤外およびＵＶ−Ａ領域における電磁放射を意味するものと解釈される。通常使用される物理的定義に従って、ＵＶ−Ａ光、可視光および近赤外光は一緒に、３２０〜３０００ｎｍの波長を有する放射線を意味するものと解釈される。
【０００９】
建物のエネルギー効率の重要性が増すとともに、窓またはガラス表面を通しての光の透過、ひいては、エネルギー流れを制御するデバイスについての需要が高まっている。特に、ガラス表面を通してのエネルギー流れを特定の時点で優勢な条件（熱、低温、高い日射、低い日射）に適合させることができるデバイスの需要がある。特に興味深いのは、温和な気候帯におけるかかるデバイスの提供であり、ここで高い日射と組み合わせられた温暖な外側温度から、低い日射と組み合わせられた低い外側温度への季節的変動が起こる。
【００１０】
建物におけるガラス表面上での絶縁によって生じた効果を、以下に提示する。同等な効果が、建物の場合においてのみならず、乗り物または輸送コンテナ、例えば船舶輸送コンテナの場合においてもまた生じ得る。
【００１１】
温暖な気候帯において、および温暖な季節における温度気候帯において、建物におけるガラス表面は、それらが日射によって影響される場合に内部の所望されない加熱がもたらされる。これは、ガラスが電磁スペクトルのＶＩＳまたは近ＩＲ領域における放射線に対して透明であるからである。内部における物体は、通過した放射線を吸収し、それによって暖められ、その結果室温の上昇がもたらされる（温室効果）。しかしながら、建物におけるガラス表面の前記影響は、一般に所望されないわけではない：低い外側温度の場合において、特に寒冷な気候帯において、または温和な気候帯における寒冷な季節において、この効果の結果としての日射による内部の加熱は、空間暖房のためのエネルギー需要がそれによって低減され、したがってコストを節約することができるので、有利であり得る。
【００１２】
本発明の主な技術的目的の１つは、窓または他のガラス表面を通過する光透過を調整するデバイスを提供すること、好ましくは、上に説明したように、光透過の調整を自動的に優勢な条件に適合させるデバイス（スマートウィンドウ(smart window)）を提供すること、より好ましくは、エネルギー効率的に作動し、可能な限り低い技術的な努力で設置することができ、技術的に信頼可能であり、審美的な要求を満たすデバイスを提供することである。言及され得る後者の観点の例は、デバイスの高度に規則的な切換および色またはパターン効果の回避である。
【００１３】
従来技術には、電圧の印加の際に、透明な状態から、光に対してより透明でない状態、例えば不透明（光散乱）または暗く透明な状態へ、可逆的に切り換えることができるデバイスが開示されている（例えばC. M. Lampert et al., Solar Energy Materials & Solar Cells, 2003, 489-499）。
【００１４】
しかしながら、上に述べたデバイスのような電気的に切換可能なデバイスは、それらを周囲の条件に直ちにかつ自動的に適合させることができないという欠点を有する。さらに、それらは電気的接続を必要とし、それは、設置の間のさらなる努力およびメンテナンスのさらなる必要性と関連する。
【００１５】
US 2009/0015902およびUS 2009/0167971には、２つの偏光子の間の層中に液晶媒体を含む温度反応性デバイスが開示されている。相対的に高い光透過の状態と相対的に低い光透過の状態との間の切換は、液晶媒体のネマチック状態からアイソトロピック状態への相転移によって達成される。相転移により、急な転移が、ここで高い光透過の状態と相対的に低い光透過の状態との間で生じる。ここで、高い光透過の状態がデバイスの全表面にわたって存在し（少数の領域におけるものと考えられるが）その一方で、低い光透過の状態が同時に他の隣接する領域において存在する、ということが、起こり得る。
【００１６】
WO 2012/100901 A1には、基板主平面に関して垂直の整列を促進するかまたは誘発する、液晶媒体とシルセスキオキサンを含む構成要素（Ｎ）とを含む、光透過の調整のための温度反応性デバイスが開示されている。当該発明はまた、液晶媒体の層を通過する光透過の温度依存性制御のためのプロセスに関する。しかしながら、かかるホメオトロピック整列を促進するための本発明の式Ｉで表される有機化合物の使用は、開示も示唆もされていない。
【００１７】
WO 2011/004340 A1には、液晶ディスプレイ（ＬＣディスプレイ）の表面またはセル壁でのＬＣ媒体のホメオトロピック（垂直）整列を達成する、自己整列メソゲンを含む負または正の誘電異方性を有する液晶媒体（ＬＣ媒体）が開示されている。したがって、当該発明はまた、液晶媒体（ＬＣ媒体）のホメオトロピック配向を有し、慣用のイミド整列層を有しないＬＣディスプレイをも包含する。
【００１８】
しかしながら、窓または一般に光に対して透明な表面を通しての光透過の調整に好適な温度反応性デバイスに対して相当な需要があることを、要約することができる。特に、切換プロセスが代替的な原理に基づくデバイスに対する需要がある。特に、また一方で、切換プロセスが急にではなく、代わりに、透過の中間値を介して徐々に進行するデバイスに対する需要がある。
【００１９】
加えて、最新の温度反応性デバイスは、多くの要件を満たさなければならず、それらは、数ある中でも、
−  長い使用の期間にわたる高い効率、
−  太陽の照射、特にＵＶ放射線に対する高い安定性、
−  周囲の温度条件に対する、ガラス表面を通したエネルギー流れの好ましい適合、
−  それが特に低温および熱に関して外部から曝露される環境における高い耐久性、
−  生産の方法が、費用効率的であり、大量生産プロセスに好適でなければならないこと、
である。
【００２０】
かかる材料に関する従来技術およびすべての前述した要件の観点において、新たな、または代替のデバイスに対する相当な需要があるが、好ましくは従来技術の温度反応性デバイスの欠点を示さないか、または示す場合であっても、好ましくはより低い程度に示すものである。
【発明の概要】
【００２１】
驚くべきことに、本発明者らは、液晶媒体の層を含む温度反応性デバイスであって、液晶媒体が少なくとも１種の液晶化合物および少なくとも１種の式Ｉで表される化合物を含むことを特徴とする前記温度反応性デバイスが、従来技術の既に知られている温度反応性デバイスに対する優れた代替を表し、好ましくは、従来技術の観点における前述の要件の１つもしくは２つ以上を改善し、またはより好ましくはすべての前述の要件を同時に満たすことを見出した。
【００２２】
したがって、本発明は、液晶媒体の層を含む、光透過の調整に好適な温度反応性デバイスに関し、液晶媒体が少なくとも１種の液晶化合物および式Ｉ
Ｒ１１−Ａ１１−（Ｚ１２−Ａ１２）ｍ−ＡＧ    Ｉ
【００２３】
式中、
Ａ１１およびＡ１２は、各々、互いに独立して、任意に１つまたは２つ以上の同一であるかまたは異なる基Ｌによって置換されているアリール、ヘテロアリール、複素環式または脂環式基を示し、
【００２４】
Ｌは、各場合において互いに独立して、ハロゲン、−ＣＮ、−ＮＯ２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、１〜５個のＣ原子を有する直鎖状または分枝状アルキルまたはアルコキシを示し、ここでさらに、これらのラジカル中の１つまたは２つ以上の末端でないＣＨ２基は、各々、互いに独立して、
【化１】
0006313427.tif 000002
によって、Ｏ原子が互いに直接結合しないように置き換えられていてもよく、かつここでさらに、１個または２個以上のＨ原子は、ハロゲンによって置き換えられていてもよく、
【００２５】
Ｚ１２は、各場合において互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲ０−、−ＮＲ０−ＣＯ−、−ＮＲ０−ＣＯ−ＮＲ００、−ＮＲ０−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ０−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＲ０−、−ＣＹ０１＝ＣＹ０２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合、好ましくは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し、
【００２６】
Ｙ０１およびＹ０２は、各々、互いに独立して、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＮを示し、
Ｒ０およびＲ００は、各々、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、
Ｒ１１は、１〜１５個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシラジカルを示し、ここでさらに、これらのラジカル中の末端でない１つまたは２つ以上のＣＨ２基は、各々、互いに独立して、
【化２】
0006313427.tif 000003
によって、Ｏ原子が互いに直接結合しないように置き換えられていてもよく、かつここでさらに、１個または２個以上のＨ原子は、ハロゲンによって置き換えられていてもよく、
【００２７】
ＡＧは、−Ｓｐ−Ｘ１１を示し、
Ｓｐは、−（ＣＨ２）ｐ−を示し、
ｐは、０、１または２を示し、
Ｘ１１は、基−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＯＨ、−（ＣＯ）ＯＨまたは式
【化３】
0006313427.tif 000004
で表される基を示し、ならびに
ｍは、０、１または２を示す、
で表される少なくとも１種の化合物を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、例によって、項目２による媒体および基板材料の組み合わせガラス／ガラスを含むデバイスの切換プロセスを示す。
【図２】図２は、項目３による媒体を含むセルの切換プロセスおよびＩＴＯ／ＩＴＯの基板材料の組み合わせを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
アリールおよびヘテロアリール基は、単環式または多環式であり得、つまりそれらは、１つの環（例えばフェニル）または２つもしくは３つ以上の環を有することができ、それはまた融合しているか（例えばナフチル）、または共有結合的に結合しているか（例えばビフェニル）、または融合した、および結合した環の組み合わせを含んでもよい。ヘテロアリール基は、好ましくはＯ、Ｎ、ＳおよびＳｅから選択された１個または２個以上のヘテロ原子を含む。
特に好ましいのは、６〜２５個のＣ原子を有する単環式、二環式または三環式アリール基および２〜２５個のＣ原子を有し、任意に融合環を含み、任意に置換されている単環式、二環式または三環式ヘテロアリール基である。好ましいのは、さらに５、６または７員環のアリールおよびヘテロアリール基であり、ここでさらに１つまたは２つ以上のＣＨ基は、Ｎ、ＳまたはＯによって、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置き換えられていてもよい。
【００３０】
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、より好ましくは１，４−フェニレン、４，４’−ビフェニレン、１，４−テルフェニレンである。
【００３１】
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−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール、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、または縮合した基、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、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、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、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、ベンゾキサゾール、ナフトキサゾール、アントロキサゾール、フェナントロキサゾール、イソキサゾール、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。ヘテロアリール基はまた、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にアリールもしくはヘテロアリール基によって置換されていてもよい。
【００３２】
（非芳香族）脂環式および複素環式基は、飽和環、つまり専ら単結合を含むもの、および部分的に不飽和の環、つまりまた多重結合を含んでもよいものの両方を包含する。複素環は、好ましくはＳｉ、Ｏ、Ｎ、ＳおよびＳｅから選択された１個または２個以上のヘテロ原子を含む。
【００３３】
（非芳香族）脂環式および複素環式基は、単環式である、つまり１つのみの環（例えばシクロヘキサン）を含むか、または多環式である、つまり複数の環（例えばデカヒドロナフタレンもしくはビシクロオクタン）を含むことができる。特に好ましいのは、飽和基である。好ましいのは、さらに３〜２５個のＣ原子を有し、任意に融合環を含み、任意に置換されている単環式、二環式または三環式基である。好ましいのは、さらに５、６、７または８員環の炭素環式基であり、ここでさらに１個もしくは２個以上のＣ原子は、Ｓｉによって置き換えられていてもよく、かつ／または１つもしくは２つ以上のＣＨ基は、Ｎによって置き換えられていてもよく、かつ／または１つもしくは２つ以上の隣接していないＣＨ２基は、−Ｏ−および／もしくは−Ｓ−によって置き換えられていてもよい。
【００３４】
好ましい脂環式および複素環式基は、例えば５員環の基、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員環の基、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員環の基、例えばシクロヘプタン、および融合した基、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、より好ましくは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り、任意に１つまたは２つ以上の同一であるかまたは異なる基Ｌによって置換されている。
【００３５】
特に好ましいアリール、ヘテロアリール、脂環式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り、任意に１つまたは２つ以上の同一であるかまたは異なる基Ｌによって置換されている。
【００３６】
前述のアリール、ヘテロアリール、脂環式および複素環式基の好ましい置換基は、例えば可溶性促進基、例えばアルキルまたはアルコキシおよび電子求引基、例えばフッ素、ニトロまたはニトリルである。
【００３７】
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。
本明細書中で、「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを示す。
【００３８】
本明細書中で、用語「アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」などはまた、多価の基、例えばアルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレンなどを包含する。用語「アリール」は、芳香族炭素基またはそれから誘導された基を示す。用語「ヘテロアリール」は、上記の定義に従って１個または２個以上のヘテロ原子を含む「アリール」を示す。
【００３９】
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、パーフルオロ−ｎ−ブチル、２，２，２−トリフルオロエチル、パーフルオロオクチル、パーフルオロヘキシルなどである。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
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。
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。
【００４２】
本発明の別の好ましい態様において、式Ｉで表される化合物は、式Ｉ中のアンカー基ＡＧが−ＮＨ２、−ＳＨ、−ＯＨまたは−（ＣＯ）ＯＨを示す化合物の群から選択される。
【００４３】
より好ましくは、式Ｉで表される化合物は、以下の式
【化４】
0006313427.tif 000005
式中、基Ｒ１１、Ａ１１、Ａ１２、Ｚ１２、Ｓｐおよびパラメーターｍは、式Ｉの下で示した意味の１つを有する、
で表される化合物の群から選択される。
【００４４】
尚より好ましいのは、ｍが０を示す化合物の群から選択された式Ｉで表される化合物である。
【００４５】
したがって、好ましい化合物は、式ＩａおよびＩｃから選択された式Ｉで表される化合物、例えば以下のものである。
【化５】
0006313427.tif 000006
【００４６】
【化６】
0006313427.tif 000007
【００４７】
式中、Ｒ１１は、１〜２５個のＣ原子を有する直鎖状または分枝状アルキルである。
【００４８】
特に好ましいのは、基Ｓｐが存在しない化合物、例えば式Ｉａ−１〜Ｉａ−５、Ｉａ−１０、Ｉｃ−１〜Ｉｃ−５およびＩｃ−１０で表される化合物、ならびに特に式Ｉｃ−４およびＩｃ−５で表される化合物である。
典型的に、式Ｉで表される化合物の合計濃度は、約０．０１〜約１０重量％、好ましくは約０．０１〜約５重量％およびより好ましくは約０．０１〜約３重量％の範囲内である。
【００４９】
本発明の好ましい態様において、液晶媒体の層は、２つの基板層の間に配置されている。
本発明において、２つの基板層は、とりわけ、各々、互いに独立して、ポリマー材料、金属酸化物、例えばＩＴＯ、ガラスおよび／または金属、好ましくは、各々、互いに独立してガラスおよび／またはＩＴＯ、特にガラス／ガラス、ガラス／ＩＴＯまたはＩＴＯ／ＩＴＯからなってもよい。
【００５０】
好ましい態様において、基板を、互いから少なくとも１μｍ、好ましくは互いから少なくとも２μｍ、およびより好ましくは互いから少なくとも３μｍの距離で配置し、ここで液晶媒体の層は、空間中に位置する。基板層を、例えばスペーサーによって互いから定義された距離で保持することができるか、または層中の突出する構造であり得る。典型的なスペーサー材料は、例えばプラスチック、シリカ、エポキシ樹脂など製のスペーサーとして専門家に一般に知られている。
【００５１】
本発明において、デバイスは、液晶媒体の層に隣接する整列層を含まない。
本発明の好ましい態様において、デバイスは、２つまたは３つ以上の偏光子を有し、その少なくとも１つは、液晶媒体の層の一方の側上に配置されており、その少なくとも１つは、液晶媒体の層の反対側上に配置されている。ここでの液晶媒体および偏光子の層は、好ましくは互いに対して平行に配置されている。
【００５２】
偏光子は、直線偏光子または円偏光子であり得る。好ましくは、正確に２つの偏光子が、デバイス中に存在する。この場合において、偏光子が、両方直線偏光子であるかまたは両方円偏光子であるのが、さらに好ましい。しかしながら、本発明の可能な態様に従って、直線偏光子をまた、円偏光子と一緒に使用することができる。
【００５３】
２つの直線偏光子がデバイス中に存在する場合には、本発明において、２つの偏光子の偏光方向が同一であるか、または単に互いに対して小さな角度によって回転しているのが、好ましい。
２つの円偏光子がデバイス中に存在する場合において、これらが同一の偏光方向を有する、つまり両方が右回りに円偏光している、または両方が左回りに円偏光しているのが、さらに好ましい。
【００５４】
偏光子は、反射性の、または吸収性の偏光子であり得る。本出願の意味における反射性の偏光子は、一方の偏光方向を有する光または一方のタイプの円偏光した光を反射し、一方他方の偏光方向を有する光または他方のタイプの円偏光した光に対して透明である。相応して、吸収性の偏光子は、一方の偏光方向を有する光または一方のタイプの円偏光した光を吸収し、一方他方の偏光方向を有する光または他方のタイプの円偏光した光に対して透明である。反射または吸収は通常定量的でなく、偏光子を通過する光の完全な偏光が起こらないことを意味する。
【００５５】
本発明の目的のために、吸収性の、および反射性の偏光子の両方を、使用することができる。好ましいのは、薄い光学的フィルムの形態にある偏光子の使用である。本発明のデバイスにおいて使用することができる反射性の偏光子の例は、ＤＲＰＦ（拡散性の反射性の偏光子フィルム、3M）、ＤＢＥＦ（二重の明るさ増強フィルム、3M）、ＤＢＲ（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Bragg反射体）ならびにＡＰＦ（進化した偏光子フィルム、3M）である。
【００５６】
さらに、赤外線光を反射するワイヤグリッドに基づいた偏光子（ＷＧＰ、ワイヤグリッド偏光子）を使用することが、可能である。本発明のデバイスにおいて使用することができる吸収性の偏光子の例は、Itos XP38偏光子フィルムおよび日東電工GU-1220DUN偏光子フィルムである。本発明において使用することができる円偏光子の例は、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。
【００５７】
本発明の別の態様において、偏光子は、間に液晶媒体が配置される基板層を表し、つまり追加の基板層は、デバイス中に存在しない。
【００５８】
本発明のさらなる好ましい態様において、液晶媒体の層は、２つのフレキシブルな層、例えばフレキシブルなポリマーフィルムの間に位置する。本発明のデバイスは、したがって、例えばフレキシブルであり、曲げることができ、巻き上げることができる。フレキシブルな層は、基板層、整列層および／または偏光子を表すことができる。好ましくはフレキシブルであるさらなる層はまた、存在してもよい。液晶媒体の層がフレキシブルな層の間に位置する好ましい態様のより詳細な開示については、出願US 2010/0045924を参照する。
【００５９】
本明細書中で使用する用語「ポリマー」は、一般に知られている用語「オリゴマー」、「コポリマー」、「ホモポリマー」などを含む分子であって、１つまたは２つ以上の別個のタイプの繰り返し単位（該分子の最小の構成単位）の骨格を包含する分子を意味するものと理解されるだろう。さらに、用語「ポリマー」が、ポリマー自体に加えて、開始剤、触媒およびかかるポリマーの合成に付随する他の要素に由来する残留物を含むことが理解され、ここでかかる残留物は、それに共有結合的に組込まれないものと理解される。さらに、かかる残留物および他の要素は、通常、重合後精製プロセスの間に除去されるが、ポリマーが容器間または溶媒もしくは分散媒体間で移送されるときにそれらが一般にポリマーとともに残留するように、典型的にはポリマーと混合されているか、または混ざり合わされている。
【００６０】
本発明のさらなる好ましい態様において、液晶媒体は、固体またはゼラチン質の稠度を有する。用語「ゼラチン質の」は、ゼリーの性質を有するかまたはゼリーに似ている稠度を指す。本発明のデバイスは、したがってより損傷の影響を受けやすくない。さらに、専らフレキシブルであり、曲げることができ、切断可能な層が液晶媒体の層に加えて存在する場合には、デバイスを巻き上げることができるのみならず、各場合において要求される面積の片をまた切り取ることができる。
【００６１】
デバイスはさらに、ある波長の光を遮断するフィルター、例えばＵＶフィルターを含んでもよい。本発明において、さらなる機能的層、例えば保護膜、断熱フィルムまたは金属酸化物層がまた、存在してもよい。
【００６２】
さらに、電極ならびにさらなる電気部品および接続が、ＬＣディスプレイの切換に相当するデバイスの電気的な切換を促進するために本発明のデバイス中に存在してもよい。本発明の好ましい態様において、しかしながら、電極およびさらなる電気部品および接続は、存在しない。
【００６３】
さらに、デバイスの使用の際に、切換が、温度変化によって（かつ電場の適用によってではない）行われるのが、一般に好ましい。切換操作の好ましい温度範囲を、以下の章に示す。
【００６４】
本発明の液晶媒体は、１種または２種以上、好ましくは少なくとも３種、特に好ましくは少なくとも４種および非常に特に好ましくは少なくとも５種の異なる液晶化合物を含む。１種のみの液晶化合物を使用する場合には、典型的な濃度は、全混合物の約８０〜９９重量％の範囲内である。
【００６５】
本発明の液晶媒体は、任意にさらなる化合物、例えば安定剤および／またはキラルドーパントを含む。このタイプの化合物は、当業者に知られている。それらを、好ましくは０％〜３０％、特に好ましくは０．１％〜２０％および非常に特に好ましくは０．１％〜１０％の濃度において使用する。
【００６６】
本発明において、液晶媒体は、正の誘電異方性Δεを有することができる。この場合において、Δεは、好ましくは≧１．５の値を有する。
本発明において、液晶媒体は、負の誘電異方性Δεを有することができる。この場合において、Δεは、好ましくは≦−１．５の値を有する。
【００６７】
本発明において、液晶媒体は、さらに、低い正の、または負の誘電異方性Δεを有することができる。この場合において、以下を、好ましくはΔεに適用する：−１．５＜Δε＜１．５。本発明は、同様にこのタイプの液晶媒体に関する。この場合において、以下を、特に好ましくは適用する：−１．０＜Δε＜１．０。
【００６８】
Δεを、１ｋＨｚの周波数で、および２０℃で決定する。それぞれの化合物の誘電異方性を、それぞれの個々の化合物をネマチックホスト混合物に溶解した１０％の溶液の結果から決定する。それぞれの化合物のホスト混合物への溶解度が１０％未満である場合には、濃度を５％に低下させる。試験混合物のキャパシタンスを、ホメオトロピック配向を有するセルにおいて、およびホモジニアス配向を有するセルにおいて決定する。両方のタイプのセルのセル厚さは、約２０μｍである。印加した電圧は、１ｋＨｚの周波数および典型的に０．５Ｖ〜１．０Ｖの実効値を有する矩形波であるが、それを、常にそれぞれの試験混合物の容量性しきい値(capacitive threshold)より低くなるように選択する。
【００６９】
Δεは（ε｜｜−ε⊥）として定義され、一方εａｖｅ．は（ε｜｜＋２ε⊥）／３である。
誘電的に正の化合物のために使用したホスト混合物は混合物ZLI-4792であり、誘電的に中性の、および誘電的に負の化合物のために使用したものは混合物ZLI-3086であり、ともにMerck KGaA, Germanyからである。化合物の誘電定数の絶対値を、関連する化合物の添加の際のホスト混合物のそれぞれの値の変化から決定する。当該値を、１００％の関連する化合物の濃度に外挿する。
【００７０】
液晶媒体は、好ましくは０℃〜５０℃の温度範囲においてネマチック相を有する。液晶媒体は、特に好ましくは、−２０℃〜８０℃の範囲において、尚より好ましくは−４０℃〜１００℃の範囲においてネマチック相を有する。
本発明において、液晶媒体は、あらゆる所望の液晶化合物を含むことができ、ただし式Ｉで表される化合物は除外される。
【００７１】
液晶媒体は、好ましくは式ＩＩで表される少なくとも１種または２種以上の化合物を含み、それは、式Ｉで表される化合物とは強制的に異なる。
【化７】
0006313427.tif 000008
【００７２】
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、−ＳＣＮ、Ｒ２３−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ２３−ＣＯ−Ｏ−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もしくはアルケニルオキシ基を表し、ここで前述の基中の１個または２個以上の水素原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、および１つまたは２つ以上の末端でない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
【００７３】
Ｒ２３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を表し、ここで１個または２個以上の水素原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられており、かつここで末端でない１つまたは２つ以上の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
【００７４】
【化８】
0006313427.tif 000009
は、各出現において同一にまたは異なって、
【化９】
0006313427.tif 000010
【００７５】
【化１０】
0006313427.tif 000011
から選択され、
【００７６】
式中、
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アルキルチオ基から選択され、ここで前述の基中の１個または２個以上の水素原子は、ＦまたはＣｌによって置き換えられていてもよく、かつここで前述の基中の１つまたは２つ以上の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
【００７７】
Ｚ２１は、各出現において同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２−ＣＦ２−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−および単結合から選択され；ならびに
ｄは、０、１、２、３、４、５または６、好ましくは０、１、２または３、特に好ましくは１、２または３の値を採る。
【００７８】
明瞭にするために、基
【化１１】
0006313427.tif 000012
は、各出現において同一であっても異なっていてもよいことを注記するべきである。
本発明のデバイスにおいて使用するための液晶化合物の特に好ましい態様は、以下の表ＡおよびＢにおいて開示した式に適合する。
【００７９】
さらなる好ましい態様において、デバイスは、以下のものを含む液晶媒体を含む。
・  式ＩＩで表される化合物の混合物であって、好ましくは表ＡおよびＢにおいて開示した化合物から選択され、以下
−  １〜４０％、好ましくは５〜２０％の式ＣＹ−ｎ−（Ｏ）ｍで表される化合物、および／または、
−  １〜４０％、好ましくは１０〜３０％の式ＣＣＹ−ｎ−（Ｏ）ｍで表される化合物、および／または、
−  １〜４０％、好ましくは１０〜３０％の式ＣＰＹ−ｎ−（Ｏ）ｍで表される化合物、および／または、
−  １〜５０％、好ましくは２０〜４０％の式ＣＣＨ−ｎ−ｍで表される化合物、および／または
−  １〜３０％、好ましくは５〜２０％の式ＰＣＨ−ｎ−ｍで表される化合物、
−  より好ましくは、同時に、すべての上述の化合物
を含み、ならびに
・  ０．０１〜１０％の、好ましくは式Ｉｃ−４またはＩｃ−５で表される化合物の群から選択された式Ｉで表される少なくとも１種の化合物、
しかしながら合計量において≦１００％。
【００８０】
別の好ましい態様において、デバイスは、以下のものを含む液晶媒体を含む。
・  式ＩＩで表される化合物の混合物であって、好ましくは表ＡおよびＢにおいて開示した化合物から選択され、以下
−  １〜４０％、好ましくは５〜３０％の式ＣＣ−ｎ（Ｖ）−（Ｏ）ｍで表される化合物、および／または
−  １〜２０％、好ましくは５〜１５％の式ＰＧＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
−  １〜４０％、好ましくは１０〜３０％の式ＡＣＱＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
−  １〜３０％、好ましくは５〜２０％の式ＰＵＱＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
−  １〜３０％、好ましくは５〜２０％の式ＣＣＰ−ｎ−ｍで表される化合物、および／または
−  １〜２５％、好ましくは５〜１５％の式ＡＰＵＱＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
−  １〜２５％、好ましくは５〜２０％の式ＡＰＵＱＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
−  １〜２５％、好ましくは３〜１５％の式ＰＧＵＱＵ−ｎ−Ｆで表される化合物、および／または
−  １〜２５％、好ましくは５〜２０％の式ＣＰＧＵ−ｎ−ＯＴで表される化合物、
−  より好ましくは、同時に、すべての上述の化合物
を含み、ならびに
・  ０．０１〜１０％の、好ましくは式Ｉｃ−４またはＩｃ−５で表される化合物の群から選択された式Ｉで表される少なくとも１種の化合物、
しかしながら合計量において≦１００％。
【００８１】
本発明のデバイスを生産する方法は、液晶媒体を含むデバイスの領域において当業者に知られている。
【００８２】
本発明のデバイスの生産のための好適なプロセスは、式ＩＩで表される少なくとも１種の液晶化合物および式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含む液晶媒体の層を基板上に提供するステップを少なくとも含む。層における適用を、好ましくは２つの基板層間で行う。専門家に一般に知られている代替の方法、例えば流動充填(flow-filling)、印刷などはまた、本発明による。
【００８３】
本発明において、液晶化合物の初期のホメオトロピック配向を得るために加熱および／または冷却ステップを行うことが、必要であり得る。
液晶媒体の製造のために、式Ｉで表される１種または２種以上の化合物を、液晶化合物または液晶化合物を含む混合物に溶解するかまたは分散させる。
【００８４】
本発明のデバイスの機能的な原理を以下に詳細に説明する。クレーム中に存在しない、クレームされた発明の範囲の制限は、機能の推測方法に関するコメントから誘導されるべきではないことを、注記する。
本発明のデバイスの光透過は温度に依存する。好ましい態様において、デバイスの光透過は、低温で高く、高温で低い。
【００８５】
好ましい態様において、本発明のデバイスは、境界状態Ａおよび境界状態Ｂを有する。本出願の目的のために、用語「境界状態」は、透過が最大値または最小値に達し、温度のさらなる低下または上昇の際にそれ以上、または事実上それ以上変化しない状態を意味するものと解釈される。しかしながら、これは、境界状態の温度を超えた温度の相当な低下または上昇の場合において起こる透過のさらなる変化を除外しない。
【００８６】
デバイスは、好ましくは、境界温度θＡより低い温度での透過ＴＡを有する境界状態Ａ、および境界温度θＢより高い温度での透過ＴＢを有する境界状態Ｂを有し、ここで：
θＡ＜θＢおよび
ＴＡ＞ＴＢである。
【００８７】
θＡは、好ましくは−１５〜＋２５℃、特に好ましくは−５〜＋１０℃である。
θＢは、好ましくは＋６０〜＋１００℃、特に好ましくは＋７０〜＋９０℃である。
【００８８】
２つの境界温度θＡとθＢとの間の温度範囲は、デバイスが透過の変化に伴って温度変化に対して反応する範囲（デバイスの動作範囲または切換範囲）を表す。デバイスを、好ましくはこの範囲内の温度で使用する。しかしながら、それをまた、この範囲の外側の温度で、好ましくはθＡより低い温度で使用することができる。
【００８９】
本発明において、デバイスの動作範囲を、式Ｉで表される化合物の濃度および／または液晶混合物の組成を変化させることにより設定し、変更することができる。本発明において、デバイスの動作範囲を、基板材料を変化させることによりさらに設定し、変更することができる。
【００９０】
デバイスの切換範囲は、好ましくは室温およびそれより高い。境界温度θＡとθＢとの間のスパンについての、ひいては、デバイスの切換範囲についての特に好ましい値は、以下のとおりである：
０℃〜１００℃；
より好ましくは５℃〜８０℃；
尚より好ましくは２０℃〜６０℃。
【００９１】
本発明において、上昇する温度に伴う２つの境界状態ＡとＢとの間の転移および低下する温度に伴う２つの境界状態ＢとＡとの間の転移は、透過Ｔの中間値を介して徐々に進行する。好ましくは、Ｔの中間値は、必ずしも冷却および加熱の際に等しいとは限らない。
【００９２】
本発明において、大きい割合の液晶化合物は、低温で基板表面に対して垂直に整列する（ホメオトロピック配向）。上昇する温度に伴って、垂直に整列した化合物の割合は低下する。ある温度（その値が、使用する式Ｉで表される化合物および液晶媒体の組成および基板材料のタイプに依存する）から、化合物は、基板表面に対して平面に整列する。切換素子の状態Ａにおける液晶化合物は、好ましくは主にホメオトロピック的に整列し、切換素子の状態Ｂにおいて、好ましくは主に平面の配置において整列する。
【００９３】
ホメオトロピックから平面状整列への液晶化合物の変化を、デバイスの透過の温度依存性変化を達成するために使用することができる。
【００９４】
したがって、本発明はまた、少なくとも１種の液晶化合物および式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含む液晶媒体の層を含むデバイスを通しての光透過の温度依存性制御のための方法に関し、温度の関数として、少なくとも液晶媒体の液晶化合物がホメオトロピック整列から平面状整列に変化することを特徴とする。
【００９５】
この方法において、偏光子は、好ましくは、液晶媒体層の片側の層上および液晶媒体の反対側上に存在する。偏光子の好ましい態様を、前の章において記載した。
【００９６】
例を使用して、いかにしてこのタイプのプロセスを行うことができるかを例証する。同時に、当該例はまた、本発明のデバイスの好ましい態様を示す。この例において、直線偏光子は、液晶媒体の層の片側上に存在する。偏光の平面が第１の直線偏光子の偏光の平面と同一の方法において整列するさらなる直線偏光子は、液晶媒体の層の反対側上に存在する。したがって、液晶化合物の液晶媒体の層中のホメオトロピック整列の場合において、第１の偏光子を通り抜ける光はまた、第２の偏光子も通り抜ける。これは、上に定義したように高い透過ＴＡを有する境界状態Ａに相当する。
【００９７】
しかしながら、液晶化合物の液晶媒体の層中の平面状の整列の場合において、第１の偏光子を通り抜ける光の偏光特性が、液晶媒体の層を通り抜ける際に変化する。この結果、光が、第２の偏光子によって部分的に、または完全に遮断される、つまり吸収されるかまたは反射される。この状態は、上に定義したように低い透過ＴＢを有する境界状態Ｂに相当する。境界状態ＡおよびＢの温度間の温度の中間値で、透過値が達成され、それは境界状態ＡおよびＢにおける透過値間にある。
【００９８】
本発明のデバイスを、窓、ファサード、ドアまたは屋根の上に設置することができる。
したがって、本発明はまた、本発明のデバイスの、内部中への光進入および／またはエネルギー流入の調整のための使用に関する。
【００９９】
本発明はさらに、少なくとも１種の液晶化合物および式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を含む液晶媒体の層を含む本明細書中に記載したデバイスの、環境から密閉空間中への光透過の温度依存性調整のための使用に関する。
【０１００】
上に述べたように、本発明は建物に限定されず、また輸送コンテナ、例えば船舶輸送コンテナまたは乗り物において使用することができる。デバイスを窓のガラス枠上に設置するか、またはそれを多重枠(multipane)絶縁ガラスの素子として使用するのが、特に好ましい。本発明のデバイスを、外側、内側上に、または、多重枠ガラスの場合において、２つのガラス枠の間の空洞中に設置することができ、ここで内側は、内部に面するガラス表面の側を意味するものと解釈される。好ましいのは、内側上での、または多重枠絶縁ガラスの場合においては２つのガラス枠間の空洞においての使用である。
【０１０１】
本発明のデバイスは、それが設置されるそれぞれのガラス表面を完全に被覆するか、または部分的にのみそれを被覆してもよい。完全な被覆の場合において、ガラス表面を通しての光透過に対する影響は、最大である。対照的に、部分的な被覆の場合において、ある量の光が、低い透過を有するデバイスの状態においてさえも被覆していない部分を通してガラス表面によって透過される。部分的な被覆は、例えばデバイスをガラス表面上に細長い一片またはあるパターンの形態において設置することにより達成することができる。
【０１０２】
本発明の好ましい態様において、デバイスは、単にその温度反応性のために、ガラス表面を通しての内部への光透過を自動的に調整する。手動での調整は、ここで必要ではない。
この好ましい態様において、デバイスは、デバイスの電気的な切換が起こり得るいかなる電極または他の電子部品をも含まない。
【０１０３】
本発明の代替の態様において、デバイスはまた、その温度切換可能性に加えて電気的な切換可能性を有する。特に、電極は、この場合においてデバイス中に存在し、液晶媒体は、正の、または負の誘電異方性Δεを有する。Δεが≧１．５であるかまたはΔεが≦−１．５であるのが、ここで好ましい。本発明のこの態様において、デバイスの、高い透過から低い透過への、および逆の手動の電気的に促進された切換が、可能である。液晶媒体のホメオトロピック状態から別の状態へのかかる電気的な切換を達成することができる方法は、液晶媒体を含むデバイスの領域における当業者に知られている。
【０１０４】
本出願において示すパラメーター範囲はすべて、専門家に知られているように最大の許容誤差を含む限界値を含む。互いに組み合わせられた特性の様々な範囲について示された種々の上限値および下限値によって、追加的に好ましい範囲が生じる。
【０１０５】
本出願を通じて、他に明確に述べない限り、以下の条件および定義が適用される。すべての濃度を重量パーセントにおいて引用し、全体としてのそれぞれの混合物に関し、すべての温度を摂氏度において引用し、すべての温度差を差異の度において引用する。すべての物理的特性を、“Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals”, Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germanyに従って決定し、他に明確に述べない限り２０℃の温度について引用する。光学異方性（Δｎ）を、５８９．３ｎｍの波長で決定する。誘電異方性（Δε）を、１ｋＨｚの周波数で、または明示的に述べた場合には１９ＧＨｚの周波数で決定する。しきい値電圧およびすべての他の電気光学的特性を、Merck KGaA, Germanyで生産された試験セルを使用して決定する。
【０１０６】
Δεの決定のための試験セルは、約２０μｍのセル厚さを有する。電極は、１．１３ｃｍ２の面積を有する環状のＩＴＯ電極およびガードリングである。配向層は、ホメオトロピック配向（ε｜｜）についてNissan Chemicals, JapanからのSE-1211およびホモジニアス配向（ε⊥）についてJapan Synthetic Rubber, JapanからのポリイミドAL-1054である。キャパシタンスを、０．３Ｖｒｍｓの電圧を有する正弦波を使用してSolatron 1260周波数応答分析器を使用して決定する。電気光学的測定において使用する光は、白色光である。Autronic-Melchers, Germanyからの商業的に入手できるＤＭＳ機器を使用する組立を、ここで使用する。
【０１０７】
この明細書の記載および特許請求の範囲の全体にわたって、語「含む(comprise)」および「含む(contain)」ならびに当該語の変化形、例えば「含む(comprising)」および「含む(comprises)」は、「含むがそれらには限定されない」を意味し、他の成分を除外することを意図しない（かつ除外しない）。他方、「含む(comprise)」の語はまた、語「〜からなる」を包含するが、それには限定されない。
【０１０８】
本発明の前記の態様に対する変化を、尚本発明の範囲内にある一方作ることができることが、認識されるだろう。同一の、等価の、または同様の目的を果たす代替の特徴を、他に述べない限りこの明細書中に開示した各々の特徴で置き換えてもよい。したがって、他に述べない限り、開示した各々の特徴は、総括的な一連の等価の、または同様の特徴の１つの例であるに過ぎない。
【０１０９】
この明細書中に開示したすべての特徴を、かかる特徴および／またはステップの少なくともいくつかが相互に排他的である組み合わせを除いてあらゆる組み合わせにおいて組み合わせてもよい。特に、本発明の好ましい特徴は、本発明のすべての観点に適用可能であり、あらゆる組み合わせにおいて使用され得る。同様に、必須でない組み合わせにおいて記載した特徴を、別個に（組み合わせにおいてではなく）使用してもよい。
【０１１０】
上に記載した特徴の、特に好ましい態様の多くが、それら自体で新規性を有し、本発明の態様の一部のみではないことが、認識されるだろう。独立した保護は、これらの特徴について、目下クレームされているあらゆる発明に加えて、またはそれに対して代替的に求められ得る。
本発明の好ましい液晶化合物を、以下の表ＡおよびＢに示す。
【０１１１】
液晶化合物の構造を、以下の表ＡおよびＢに従って起こる化学式への変換とともに、頭字語によって以下に示す。すべてのラジカルＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１は、それぞれｎ個およびｍ個のＣ原子を有する直鎖状アルキルラジカルである；ｎ、ｍ、ｚおよびｋは整数であり、好ましくは１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２を示す。
【０１１２】
表Ａは、単に基本構造についての頭字語を示す。個々の場合において、基本構造についての頭字語に、ダッシュによって分離して、置換基Ｒ１＊、Ｒ２＊、Ｌ１＊およびＬ２＊についてのコードが続く：
【０１１３】
【表１】
0006313427.tif 000013
【０１１４】
【化１２】
0006313427.tif 000014
【０１１５】
【化１３】
0006313427.tif 000015
【０１１６】
【化１４】
0006313427.tif 000016
【０１１７】
【化１５】
0006313427.tif 000017
【０１１８】
【化１６】
0006313427.tif 000018
【０１１９】
【化１７】
0006313427.tif 000019
【０１２０】
【化１８】
0006313427.tif 000020
【０１２１】
【化１９】
0006313427.tif 000021
【０１２２】
【化２０】
0006313427.tif 000022
【０１２３】
【化２１】
0006313427.tif 000023
【０１２４】
【化２２】
0006313427.tif 000024
【０１２５】
【化２３】
0006313427.tif 000025
【０１２６】
以下の表Ｃは安定剤を示し、それを、好ましくは本発明の液晶媒体において使用する。
【化２４】
0006313427.tif 000026
【０１２７】
【化２５】
0006313427.tif 000027
【０１２８】
【化２６】
0006313427.tif 000028
【０１２９】
【化２７】
0006313427.tif 000029
【０１３０】
【化２８】
0006313427.tif 000030
【０１３１】
他に示さない限り、本出願中のすべての濃度を重量パーセントで示し、すべての固体または液晶の成分を含み、溶媒を含まない、全体としての対応する混合物に基づく。
【０１３２】
以下の略語および記号を使用する：
Δｎ  ２０℃および５８９ｎｍにおける光学異方性、
Δε  ２０℃および１ｋＨｚにおける誘電異方性、
ｃｌ．ｐ．、Ｔ（Ｎ，Ｉ）  透明点［℃］。
【０１３３】
以下の例は、それらから派生するものに本発明の主題が制限されることを意図せずに、本発明を説明する。
【０１３４】
例
１）  本発明のデバイスの製造のための基本的手順
液晶媒体（組成は以下の例に従って変化する）を、約４μｍの厚さを有する電気光学的セル中に導入する。セルの基板材料は、以下の例に従って変化する（ＩＴＯ、ガラスまたはその組み合わせ）。セルに、セルの前面および背面上に偏光の平面の平行な整列を有する２つの直線偏光子を設ける。最後に、セルの光透過の温度依存性測定を行う。
【０１３５】
２）  使用する液晶媒体の例
【表２】
0006313427.tif 000031
【０１３６】
使用した式Ｉで表される化合物：
【化２９】
0006313427.tif 000032
【０１３７】
使用した液晶混合物：
【表３】
0006313427.tif 000033
【０１３８】
３）  本発明のデバイスの例およびそれらの切換範囲
以下の表は、媒体１〜１３と、本発明のデバイスにおける種々の基板材料ＩＴＯおよびガラスとの組み合わせの結果を示す。各デバイスについて、切換窓、つまり境界状態ＡとＢとの間の範囲を、摂氏度において示す。
【表４】
0006313427.tif 000034
【０１３９】
４）  本発明のデバイスの切換プロセス
本発明のデバイスは、それらの切換範囲（「切換窓」）の全体にわたる温度とともに、透過において規則的に、徐々に変化することを示す。
【０１４０】
図１は、例によって、項目２による媒体および基板材料の組み合わせガラス／ガラスを含むデバイスの切換プロセスを示す。
上昇する温度に伴い高い透過から低い透過へ徐々に転移することが、本発明のデバイスについて約４８°〜約６０℃の動作範囲内で起こることが、見られる。
【０１４１】
さらに、図２は、項目３による媒体を含むセルの切換プロセスおよびＩＴＯ／ＩＴＯの基板材料の組み合わせを示す。
上昇する温度に伴い高い透過から低い透過へ徐々に転移することが、本発明のデバイスについて約−１０°〜約８℃の動作範囲内で起こることが、見られる。
【図１】
0006313427.tif 000038
【図２】
0006313427.tif 000039