(57)【要約】【課題】光の通過を制御するためのデバイスを提供する。【解決手段】本願は、光の通過を制御するためのデバイスで、特徴的な構造要素を含有する液晶混合物を含む層を含むことを特徴とするデバイスに関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の通過を制御するためのデバイスであって、
色素化合物を含む液晶材料を含む層を含むことを特徴とし、
液晶材料は少なくとも９５℃の透明点を有し、式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）および（Ｅ−３）の単位から選択される少なくとも１種類の単位を含有する少なくとも１種類の化合物Ｖを含むデバイス。
【化１】
2017501450.tif 000079
（式中、
Ｘは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、−ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳおよびＮ３から選択され、
Ｗは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、−ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳおよびＮ３から選択され、
Ｕは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳ、Ｎ３および１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基から選択され、ただし、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上のＣＨ２はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
破線は、分子の残余への結合を記号で表し、
式（Ｅ−３）の単位当たり少なくとも１個の基Ｕは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳおよびＮ３から選択される。）
【請求項２】
Ｘは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆおよび−ＣＮから選択されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
Ｗは、−ＣＮに等しい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】
Ｕは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｈ、Ｆおよび−ＣＮから選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項５】
化合物Ｖは、式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）および（Ｅ−３）の単位から選択される１種類のみの単位を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項６】
化合物Ｖは、以下の式の構造を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス。
【化２】
2017501450.tif 000080
（式中、
ＲＶ１、ＲＶ２は、それぞれの出現で同一または異なって、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を表し、ただし、上述の基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
【化３】
2017501450.tif 000081
は、それぞれの出現で同一または異なって、以下の基または式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）もしくは（Ｅ−３）の単位から選択され、
【化４】
2017501450.tif 000082
Ｙは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮおよび１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基から選択され、ただし、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
ｎは、１、２または３に等しく、
ただし、少なくとも１個の基
【化５】
2017501450.tif 000083
は、式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）または（Ｅ−３）の単位から選択される。）
【請求項７】
式（Ｖ）の化合物は、式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）および（Ｅ−３）の単位から選択される１種類のみの単位を含有することを特徴とする請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
式（Ｖ）中の添字ｎは、１または２に等しいことを特徴とする請求項６または７に記載のデバイス。
【請求項９】
式（Ｖ）中のＡＶ１は、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、下ならびに式（Ｅ−１−１ａ）、（Ｅ−１−２ａ）、（Ｅ−１−３ａ）、（Ｅ−２−１）および（Ｅ−３−１）の単位より選択されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
【化６】
2017501450.tif 000084
【請求項１０】
液晶材料は、少なくとも１００℃の透明点を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１１】
液晶材料は、−２〜−１０の誘電異方性Δεを有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１２】
液晶材料は、それぞれ異なる構造を有する５〜１５種類の化合物Ｖ含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１３】
液晶材料は、少なくとも４０重量％の化合物Ｖの総割合を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１４】
液晶材料は、式（Ｆ−１）に一致する１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のデバイス。
【化７】
2017501450.tif 000085
（式中、
Ｒ１１、Ｒ１２は、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、Ｒ３−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ３−ＣＯ−Ｏ−、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、ただし、上述の基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
Ｒ３は、それぞれの出現で同一または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基を表し、ただし、１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
Ｚ１１は、それぞれの出現で同一または異なって、−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、
Ａ１１は、それぞれの出現で同一または異なって、以下の基から選択され、
【化８】
2017501450.tif 000086
【化９】
2017501450.tif 000087
式中、
Ｙは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮおよび１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基から選択され、ただし、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよい。）
【請求項１５】
液晶材料は、式（Ｅ−２）の単位を少なくとも１個含有する化合物Ｖおよび式（Ｆ−１）の化合物（１種類または多種類）から選択される化合物を、少なくとも１０重量％の総割合で含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１６】
液晶媒体は、式（Ｆ−２）と一致する１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のデバイス。
【化１０】
2017501450.tif 000088
（式中、
Ｒ２１は、請求項１４中のＲ１１と同様に定義され、
Ｒ２２は、請求項１４中のＲ１２と同様に定義され、
Ｚ２１は、請求項１４中のＺ１１と同様に定義され、および
Ａ２１は、請求項１４中のＡ１１と同様に定義される。）
【請求項１７】
液晶媒体は、少なくとも３種類の異なる色素化合物を含むことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１８】
色素化合物の異方性度Ｒは、０．４より大きいことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１９】
色素化合物は、アゾ化合物類、アントラキノン類、メチン化合物類、アゾメチン化合物類、メロシアニン化合物類、ナフトキノン類、テトラジン類、ペリレン類、テリレン類、クアテリレン類、高級リレン類、ベンゾチアジアゾール類、ピロメテン類およびジケトピロロピロール類から選択されるから選択されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２０】
日光の形態での光が環境から空間へ通過するのを制御するのに適することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２１】
少なくとも０．５ｍ２の領域範囲を有することを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２２】
電気的にスイッチ可能なことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２３】
以下の層列を有し、
・基板層
・導電性透明層
・配向層
・液晶材料を含むスイッチ層
・配向層
・導電性透明層
・基板層
更なる層が追加的に存在してもよいことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２４】
偏光子を含まないことを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか１項に記載のデバイスを含有する窓。
【請求項２６】
光の通過を制御するためのデバイスにおける色素化合物を含む液晶材料の使用であって、
液晶材料は少なくとも９５℃の透明点を有し、請求項１で定義される通りの式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）および（Ｅ−３）の単位から選択される少なくとも１種類の単位を含有する少なくとも１種類の化合物Ｖを含む使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、光の通過を制御するためのデバイスで、色素化合物を含む液晶材料と、特徴的な構造要素を含有する化合物とを含む層を含むデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願発明の目的に関し、光という用語は、特にＵＶ−Ａ、ＶＩＳおよびＮＩＲ領域における電磁放射を意味するものとする。再度、特にそれは、窓（例えばガラス）に通常用いられる材料により全く吸収されないか、無視できる程度にのみ吸収される波長の光を意味するものとする。通常使用される定義に従い、ＵＶ−Ａ領域は３２０〜３８０ｎｍの波長を意味するものとし、ＶＩＳ領域は３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長を意味するものとし、ＮＩＲ領域は７８０ｎｍ〜２０００ｎｍの波長を意味するものとする。
【０００３】
本発明によるデバイスで通過が制御される光は、好ましくは、日光を意味するものとする。日光は、太陽によって発せられる光である。日光は、好ましくは、太陽より直接発せられる。しかしながら、鏡を介する、屈折または任意で所望の材料で吸収およびそれに続く発光を介して間接的に発せられてもよい。
【０００４】
本発明の目的において、液晶媒体は、一定の条件下で液晶特性を有する材料を意味するものとする。液晶特性との用語は当業者に良く知られており、物理化学の分野において通常に理解される。最も狭い意味において、材料は液体で方向に依存する特性を有することを意味するものとする。液晶特性は、典型的には、温度に依存する。従って最も狭い意味において、液晶材料は室温を含む温度範囲で液晶特性を有する材料を意味するものとする。
【０００５】
光の通過を制御するためのデバイスは、ある領域を覆い、スイッチ状態に応じてより多いか少ない程度まで、この領域を介する光の通過を阻害するスイッチ性のデバイスである。
【０００６】
このタイプのデバイスは種々の機構に基づくことができ、例えば、熱的または電気的にスイッチ可能である。光の通過を制御するためで電気的にスイッチ可能なデバイスの例が、国際特許出願公開第２００９／１４１２９５号公報（特許文献１）および未公開の国際特許出願第２０１４／０９０３６７号（特許文献２）および国際特許出願第２０１４／０９０３７３号（特許文献３）に記載されている。
【０００７】
そこに記載されるデバイスは液晶材料を含む層を含み、液晶材料は少なくとも１種類の色素化合物および少なくとも１種類のホスト材料を含む。ホスト材料は、異なる液晶化合物の混合物である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際特許出願公開第２００９／１４１２９５号公報
【特許文献２】未公開国際特許出願第２０１４／０９０３６７号
【特許文献３】未公開国際特許出願第２０１４／０９０３７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の従来技術で開示されるデバイスは高度に使用可能であり、満足できる特性を有しているが、代替のデバイスに対する需要が引き続き存在する。特に、液晶材料を含む層の高い安定性を有し、よって長い寿命を有するデバイスに対する要求がある。特に、色素を含む液晶材料が安定な溶液であるか、および／または特に低温において、液晶材料中に結晶化または新たな相の形成が生じないことが望まれる。更に、デバイスの液晶材料が吸収の高い異方性を有することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明を検討する過程で驚くべきことに、少なくとも９５℃の透明点を有し、下記の特徴的な構造的態様を有する液晶材料をデバイス中で使用すると、非常に長い寿命および低温まで高度に安定なデバイスが得られることが見出された。
【発明の効果】
【００１１】
１種類以上の色素化合物を含む本発明による液晶材料は、下で述べる特性の１つ以上、好ましくは全て：色素化合物の高い溶解性、室温および低温における溶液の高い長期安定性および高度な吸収の異方性によって区別される。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願は、従って、光の通過を制御するためのデバイスであって、色素化合物を含む液晶材料を含む層を含むことを特徴とし、液晶材料は少なくとも９５℃の透明点を有し、式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）および（Ｅ−３）の単位から選択される少なくとも１種類の単位を含有する少なくとも１種類の化合物Ｖを含むデバイスに関する。
【００１３】
【化１】
2017501450.tif 000002
式中、
Ｘは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、−ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳおよびＮ３から選択され、
Ｗは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、−ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳおよびＮ３から選択され、
Ｕは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳ、Ｎ３および１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基から選択され、ただし、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上のＣＨ２はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
破線は、分子の残余への結合を記号で表し、
式（Ｅ−３）の単位当たり少なくとも１個の基Ｕは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳおよびＮ３から選択される。
【００１４】
Ｘは、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、Ｆおよび−ＣＮから選択される。
【００１５】
Ｗは、好ましくは、−ＣＮに等しい。
【００１６】
好ましくは、式（Ｅ−３）の単位当たり最多で４個、特に好ましくは最多で２個の基Ｕが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳおよびＮ３から選択される。非常に特に好ましくは、式（Ｅ−３）の単位当たり１個のみの基Ｕが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳおよびＮ３から選択される。この好ましい実施形態と組み合わせて更に好ましくは、式（Ｅ−３）の単位中の残余の基ＵはＨに等しい。
【００１７】
Ｕは、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、Ｈ、ＦおよびＣＮから選択される。
【００１８】
更に、化合物Ｖは、好ましくは、少なくとも１個の式（Ｅ−１）の単位を含有し、特に好ましくは、１個のみの式（Ｅ−１）の単位を含有する。
【００１９】
化合物Ｖは、好ましくは、少なくとも１個の式（Ｅ−２）の単位を含有し、特に好ましくは、１個のみの式（Ｅ−２）の単位を含有する。
【００２０】
更に、化合物Ｖは、好ましくは、式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）および（Ｅ−３）の単位から選択される１個のみ単位を含有する。化合物Ｖは、特に好ましくは、式（Ｅ−１）および（Ｅ−２）の単位から選択される１個のみ単位を含有する。
【００２１】
式（Ｅ−１）の単位の好ましい実施形態は、下に示す式（Ｅ−１−１）〜（Ｅ−１−３）の単位である。
【００２２】
【化２】
2017501450.tif 000003
式中、破線は分子の残余への結合を表し、更に、
Ｘ１は、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩから選択され、
Ｘ２は、それぞれの出現で同一または異なって、−ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、−ＯＣＮ、−ＮＣ、−ＣＮＯ、−ＣＮＳおよびＮ３から選択され、
Ｘ１は、好ましくは、Ｆに等しく、
Ｘ２は、好ましくは、ＣＮに等しい。
【００２３】
式（Ｅ−１）の単位の特に好ましい実施形態は、下に示す式（Ｅ−１−１ａ）〜（Ｅ−１−３ａ）の単位である。
【００２４】
【化３】
2017501450.tif 000004
式中、破線は分子の残余への結合を表す。
【００２５】
式（Ｅ−２）の単位の特に好ましい実施形態は、式（Ｅ−２−１）の以下の単位である。
【００２６】
【化４】
2017501450.tif 000005
式中、破線は分子の残余への結合を表す。
【００２７】
式（Ｅ−３）の単位の特に好ましい実施形態は、式（Ｅ−３−１）の以下の単位である。
【００２８】
【化５】
2017501450.tif 000006
式中、破線は分子の残余への結合を表す。
【００２９】
化合物Ｖは、好ましくは、以下の式の構造を有する。
【００３０】
【化６】
2017501450.tif 000007
式中、
ＲＶ１、ＲＶ２は、それぞれの出現で同一または異なって、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を表し、ただし、上述の基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
【００３１】
【化７】
2017501450.tif 000008
は、それぞれの出現で同一または異なって、以下の基または式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）もしくは（Ｅ−３）の単位から選択され、
【００３２】
【化８】
2017501450.tif 000009
Ｙは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮおよび１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基から選択され、ただし、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
ｎは、１、２または３に等しく、
ただし、少なくとも１個の基
【００３３】
【化９】
2017501450.tif 000010
は、式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）または（Ｅ−３）の単位から選択される。
【００３４】
本明細書において好ましくは、式（Ｅ−１）または（Ｅ−２）または（Ｅ−３）の単位は、それらの好ましい実施形態において、特に式（Ｅ−１−１ａ）、（Ｅ−１−２ａ）、（Ｅ−１−３ａ）、（Ｅ−２−１）および（Ｅ−３−１）に対応する実施形態である。
【００３５】
式（Ｖ）の化合物は、好ましくは、式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）および（Ｅ−３）の単位から選択される１個のみ単位、特に好ましくは、式（Ｅ−１）および（Ｅ−２）の単位から選択される１個のみ単位を含有する。
【００３６】
式（Ｖ）中の添字ｎは、好ましくは、１または２に等しい。
【００３７】
本願においては、連続する文章を読み易くするために、
【００３８】
【化１０】
2017501450.tif 000011
を、「Ａｘ」、例えば、「ＡＶ１」と略記する。
【００３９】
ＡＶ１は、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、下ならびに式（Ｅ−１−１ａ）、（Ｅ−１−２ａ）、（Ｅ−１−３ａ）、（Ｅ−２−１）および（Ｅ−３−１）の単位より選択される。
【００４０】
【化１１】
2017501450.tif 000012
化合物Ｖの好ましい実施形態は、以下の式（Ｖ−１）〜（Ｖ−８）に一致する。
【００４１】
【化１２】
2017501450.tif 000013
【００４２】
【化１３】
2017501450.tif 000014
式中、ＲＶ１およびＲＶ２およびＸは、上で示される通り定義される。
【００４３】
式（Ｖ−８）〜（Ｖ−１）の化合物について、基ＲＶ１およびＲＶ２は、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基から選択される。
【００４４】
式（Ｖ−４）〜（Ｖ−１）の化合物について、基Ｘは、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、ＦおよびＣＮから選択される。それは、特に好ましくは、Ｆに等しい。
【００４５】
液晶材料は、好ましくは、少なくとも１００℃の透明点、特に好ましくは少なくとも１０５℃の透明点を有する。
【００４６】
更に、液晶材料は、好ましくは、少なくとも−２０℃〜１００℃の温度範囲において、特に好ましくは少なくとも−３０℃〜１００℃の温度範囲において、非常に特に好ましくは少なくとも−４０℃〜１０５℃の温度範囲において、最も好ましくは少なくとも−５０℃〜１０５℃の温度範囲においてネマチック液晶である。
【００４７】
更に、液晶材料は、好ましくは、−２〜−１０、好ましくは−３〜−８、特に好ましくは−４〜−７の誘電異方性Δεを有する。誘電異方性の測定方法は、実施例で示される。
【００４８】
更に、液晶材料は、好ましくは、０．０１〜０．３、特に好ましくは０．０３〜０．２０の光学異方性Δｎを有する。光学異方性の測定方法は、実施例で示される。
【００４９】
更に、液晶材料は、好ましくは、それ自体が、好ましくは、液晶特性を有する種々の有機化合物の混合物である。液晶材料は、特に好ましくは８〜３０種類の異なる有機化合物、非常に特に好ましくは１０〜２５種類の異なる有機化合物を含む。
【００５０】
前記有機化合物は、好ましくは、細長い形状を有し、即ち、化合物が他の２つの空間方向よりも３つの空間方向の一方に著しく長い。
【００５１】
これらの特性を有する有機化合物は、多数が当業者に既知である。本発明による液晶材料の特に好ましい構成成分は、２個以上、好ましくは２個、３個または４個の６員環であるシクロヘキセン環、ベンゼン環、ピリジン環、ピリミジン環およびテトラヒドロピラン環、特にはシクロヘキサン環のパラ結合から生じる有機化合物である。
【００５２】
化合物Ｖは、好ましくは、上記有機化合物などの化合物である。液晶材料は、好ましくは、それぞれ異なる構造を有する１〜２０種類の化合物Ｖ、特に好ましくは、それぞれ異なる構造を有する５〜１５種類の化合物Ｖを含む。
【００５３】
液晶材料は、好ましくは、以下の式（Ｆ）の１種類以上の化合物を含む。
【００５４】
【化１４】
2017501450.tif 000015
式中、
Ｒ１、Ｒ２は、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、Ｒ３−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ３−ＣＯ−Ｏ−、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、ただし、上述の基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
Ｒ３は、それぞれの出現で同一または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基を表し、ただし、１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
Ａ１は、それぞれの出現で同一または異なって、以下の基の１つから選択され、
【００５５】
【化１５】
2017501450.tif 000016
【００５６】
【化１６】
2017501450.tif 000017
式中、
Ｙは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮおよび１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基から選択され、ただし、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
Ｚ１は、それぞれの出現で同一または異なって、−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、および
ａ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の値を有する。
【００５７】
液晶材料は、好ましくは、シロキサン基を含有する化合物を含まず、特に好ましくはケイ素を含有する化合物を含まない。
【００５８】
更に、液晶材料は、好ましくは、少なくとも４０重量％、特に好ましくは少なくとも５０重量％、非常に特に好ましくは少なくとも６０重量％、最も好ましくは少なくとも７０重量％の式Ｖの化合物の総比率を有する。
【００５９】
更に、液晶材料は、好ましくは、式（Ｆ−１）に一致する１種類以上の化合物を含む。
【００６０】
【化１７】
2017501450.tif 000018
式中、
Ｒ１１、Ｒ１２は、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＣＮ、Ｒ３−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ３−ＣＯ−Ｏ−、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、ただし、上述の基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
Ｒ３は、それぞれの出現で同一または異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基を表し、ただし、１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよく、
Ｚ１１は、それぞれの出現で同一または異なって、−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、
Ａ１１は、それぞれの出現で同一または異なって、以下の基から選択され、
【００６１】
【化１８】
2017501450.tif 000019
【００６２】
【化１９】
2017501450.tif 000020
式中、
Ｙは、それぞれの出現で同一または異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮおよび１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基から選択され、ただし、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上の水素原子はＦまたはＣｌで置き換えられていてもよく、アルキル、アルコキシまたはアルキルチオ基中の１個以上のＣＨ２基はＯまたはＳで置き換えられていてもよい。
【００６３】
Ｒ１１、Ｒ１２は、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルである。
【００６４】
Ｚ１１は、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−および単結合から選択される。
【００６５】
Ａ１１は、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、
【００６６】
【化２０】
2017501450.tif 000021
から選択され、
Ｙは上で定義される通りで、好ましくは、ＦまたはＣＮに等しい。
【００６７】
式（Ｆ−１）の特に好ましい化合物は、以下の式に一致する。
【００６８】
【化２１】
2017501450.tif 000022
式中、Ｙは上で定義される通りで、好ましくは、Ｆに等しい。
【００６９】
液晶材料は、好ましくは、式（Ｆ−１）の化合物（１種類または多種類）を、０重量％〜３０重量％、特に好ましくは５重量％〜２５重量％、非常に特に好ましくは１０重量％〜２０重量％の総割合で含む。
【００７０】
液晶材料は、好ましくは、式（Ｅ−２）の単位を含有する少なくとも１種類の化合物Ｖと、少なくとも１種類の式（Ｆ−１）の化合物とを含む。液晶材料は、好ましくは、式（Ｅ−２）の単位を少なくとも１個含有する化合物Ｖおよび式（Ｆ−１）の化合物（１種類または多種類）から選択される化合物を、少なくとも１０重量％、非常に好ましくは少なくとも２０重量％、非常に特に好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも４０重量％、最も好ましくは少なくとも５０重量％の総割合で含む。
【００７１】
更に、液晶媒体は、好ましくは、式（Ｆ−２）と一致する１種類以上の化合物を含む。
【００７２】
【化２２】
2017501450.tif 000023
式中、
Ｒ２１は、上のＲ１１と同様に定義され、
Ｒ２２は、上のＲ１２と同様に定義され、
Ｚ２１は、上のＺ１１と同様に定義され、
Ａ２１は、上のＡ１１と同様に定義される。
【００７３】
Ｒ２１、Ｒ２２は、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基または１〜１０個のＣ原子を有するアルコキシ基である。
【００７４】
Ｚ２１は、好ましくは、単結合である。
【００７５】
Ａ２１は、それぞれの出現で同一または異なって好ましくは、下より選択される。
【００７６】
【化２３】
2017501450.tif 000024
式（Ｆ−２）の特に好ましい化合物は、以下の式（Ｆ−２−１）および（Ｆ−２−２）に一致する。
【００７７】
【化２４】
2017501450.tif 000025
液晶材料は、好ましくは、式（Ｆ−２）の化合物（１種類または多種類）を、０重量％〜３０重量％、特に好ましくは３重量％〜２０重量％、非常に特に好ましくは５重量％〜１５重量％の総割合で含む。
【００７８】
本発明によれば、本発明による液晶材料が１種類以上のキラルドーパントを含むことが好ましい。この場合、液晶材料の分子は、好ましくは、本発明によるデバイスの層内で互いに、特に好ましくはディスプレイのＴＮモードで既知の通りにツイストする。
【００７９】
代替で同様に好ましい実施形態によれば、本発明による液晶材料はキラルドーパントを含まない。この場合、液晶材料の分子は、好ましくは、ゲスト−ホストタイプのＬＣデバイスにおいて互いにツイストしていない。この場合、ＬＣデバイスは、特に好ましくは、逆平行モードである。
【００８０】
本発明による液晶材料中においてキラルドーパントは、０．０１重量％〜３％重量％、特に好ましくは０．０５重量％〜１重量％の総濃度で使用し、高い値のツイストを得るには、キラルドーパントの総濃度を３重量％より高く、好ましくは最高１０重量％まででも選択できる。
【００８１】
これらの化合物および少量で存在する他の成分の割合は、液晶化合物および色素化合物の割合を特定する際には無視する。
【００８２】
好ましいドーパントは、以下の表に図示する化合物である。
【００８３】
【表１】
2017501450.tif 000026
【００８４】
【表２】
2017501450.tif 000027
本発明による液晶媒体は、更に好ましくは、１種類以上の安定剤を含む。安定剤の総濃度は、好ましくは混合物の０．００００１重量％および１０重量％の間、特に好ましくは０．０００１重量％および１重量％の間である。
【００８５】
好ましい安定剤を、以下の表に示す。
【００８６】
【表３】
2017501450.tif 000028
【００８７】
【表４】
2017501450.tif 000029
【００８８】
【表５】
2017501450.tif 000030
【００８９】
【表６】
2017501450.tif 000031
【００９０】
【表７】
2017501450.tif 000032
本発明による液晶材料は、１種類以上の色素化合物を含む。色素化合物は、好ましくは、有機化合物であり、特に好ましくは、少なくとも１個の縮合アリールまたはヘテロアリール基を含有する有機化合物である。
【００９１】
本発明による液晶材料は、好ましくは少なくとも２種類、特に好ましくは少なくとも３種類、非常に特に好ましくは３種類または４種類の異なる色素化合物を含む。少なくとも２種類の色素化合物は、それぞれ好ましくは、光スペクトルの異なる領域を担う。
【００９２】
本発明による液晶材料中に２種類以上の色素化合物が存在している場合、色素化合物の吸収スペクトルは、好ましくは、本質的に光の可視スペクトル全体を吸収するように互いに補完する。これにより、人間の眼は黒色の印象を受ける。これは、好ましくは、少なくとも１種類は青色光を吸収し、少なくとも１種類は緑色〜黄色光を吸収し、少なくとも１種類は赤色光を吸収する３種類以上の色素化合物を使用することで達成される。本明細書において、光色は、Ｂ．Ｂａｈａｄｕｒ著、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ−Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｕｓｅｓ、第３巻、１９９２年刊、Ｗｏｒｌｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ社、第１１．２．１節に従う。それぞれの場合において、色素化合物の知覚される色は吸収色に対して相補的な色を表しており、即ち、青色光を吸収する色素化合物は黄色を有することを指摘しておく。
【００９３】
本発明による液晶材料中の色素化合物（１種類または多種類）の割合は、好ましくは総量で、０．０１〜１０重量％、特に好ましくは０．１〜７重量％、非常に特に好ましく０．２〜７重量％である。個々の色素化合物の割合は、好ましくは０．０１〜１０重量％、特に好ましくは０．０５〜７重量％、非常に特に好ましくは０．１〜７重量％である。
【００９４】
液晶材料中に存在する色素化合物は、好ましくは、液晶材料中に溶解している。色素化合物は、好ましくは、液晶材料の分子の配向によって、色素化合物の配向は影響を受ける。
【００９５】
更に、色素化合物は、好ましくは、二色性色素化合物、特に好ましくは、正の二色性色素化合物である。正の二色性とは、実施例で示す通り決定する異方性度Ｒが正である色素化合物を意味するものとする。異方性度Ｒは、特に好ましくは０．４より大きく、非常に特に好ましくは０．５より大きく、最も好ましくは０．６より大きい。
【００９６】
好ましくは、光の偏光方向が色素化合物の分子の最も長い長手方向に平行な場合に、色素化合物の吸収が最大に達し、光の偏光方向が色素化合物の分子の最も長い長手方向に垂直な場合に、色素化合物の吸収が最小に達する。
【００９７】
本願による色素化合物は、更に好ましくは、ＵＶ−ＶＩＳ−ＮＩＲ領域、即ち、３２０〜２０００ｎｍの波長領域の光を主に吸収する。
【００９８】
色素化合物は、更に好ましくは、蛍光性色素化合物である。本明細書において、蛍光性は、ある波長を有する光の吸収で化合物が電気励起状態に置かれ、ここで次いで、当該化合物が光の発光して基底状態へと変換されることを意味するものとする。発光された光は、好ましくは、吸収した光よりも長い波長を有する。励起状態から基底状態への遷移は、更に好ましくは、スピン認容性であり、即ち、スピンの変化なしで起こる。蛍光化合物の励起状態の寿命は、更に好ましくは１０−５秒よりも短く、特に好ましくは１０−６秒よりも短く、非常に特に好ましくは１０−９および１０−７秒の間である。
【００９９】
色素化合物は、更に好ましくは、Ｂ．Ｂａｈａｄｕｒ著、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ−Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｕｓｅｓ、第３巻、１９９２年刊、Ｗｏｒｌｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ社、第１１．２．１節に示される化合物類、特に好ましくは表で明示的に述べている化合物から選択される。
【０１００】
色素化合物は、好ましくは、アゾ化合物類、アントラキノン類、メチン化合物類、アゾメチン化合物類、メロシアン化合物類、ナフトキノン類、テトラジン類、ペリレン類、テリレン類、クアテリレン類、高級リレン類、ベンゾチアジアゾール類、ピロメテン類およびジケトピロロピロール類から選択される。これらの中でも、ペリレン類、ベンゾチアジアゾール類およびジケトピロロピロール類が特に好ましい。
【０１０１】
前記色素は、文献に何度も記載されてきた。よって、例えば、アントラキノン類色素は、欧州特許第３４８３２号、欧州特許第４４８９３号、欧州特許第４８５８３号、欧州特許第５４２１７号、欧州特許第５６４９２号、欧州特許第５９０３６号、英国特許第２０６５１５８号、英国特許第２０６５６９５号、英国特許第２０８１７３６号、英国特許第２０８２１９６号、英国特許第２０９４８２２号、英国特許第２０９４８２５、特開昭５５−１２３６７３号公報、ドイツ国特許第３０１７８７７号、ドイツ国特許第３０４０１０２号、ドイツ国特許第３１１５１４７号、ドイツ国特許第３１１５７６２号、ドイツ国特許第３１５０８０３およびドイツ国特許第３２０１１２０号に記載されおり、ナフトキノン類色素は、例えば、ドイツ国特許第３１２６１０８号およびドイツ国特許第３２０２７６１号に、アゾ色素類は、欧州特許第４３９０４号、ドイツ国特許第３１２３５１９号、国際特許出願公開第８２／２０５４号公報、英国特許第２０７９７７０号、特開昭５６−５７８５０号公報、特開昭５６−１０４９８４号公報、米国特許第４３０８１６１号、米国特許第４３０８１６２号、米国特許第４３４０９７３号、Ｔ．Ｕｃｈｉｄａ、Ｃ．Ｓｈｉｓｈｉｄｏ、Ｈ．ＳｅｋｉおよびＭ．Ｗａｄａ著：Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｇ．Ｃｒｙｓｔ．第３９巻、第３９〜５２頁（１９７７年）およびＨ．Ｓｅｋｉ、Ｃ．Ｓｈｉｓｈｉｄｏ、Ｓ．ＹａｓｕｉおよびＴ．Ｕｃｈｉｄａ著：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．第２１巻、第１９１〜１９２頁（１９８２年）に、ならびにペリレン類は、欧州特許第６０８９５号、欧州特許第６８４２７号および国際特許出願公開第８２／１１９１号公報に記載されている。
【０１０２】
例えば、ドイツ国特許第３３０７２３８号で詳細に開示されるアントラキノン色素、アゾ色素およびナフトキノン色素、例えば、欧州特許第２１６６０４０号、米国特許出願公開第２０１１／００４２６５１号公報、欧州特許第６８４２７号、欧州特許第４７０２７号、欧州特許第６０８９５号、ドイツ国特許第３１１０９６０号および欧州特許第６９８６４９で開示されるリレン色素、例えば、未公開欧州特許出願第１３００２７１１．３号で開示されるベンゾチアジアゾール色素が特に好ましい。
【０１０３】
好ましい色素化合物の例を、以下の表に図示する。
【０１０４】
【表８】
2017501450.tif 000033
【０１０５】
【表９】
2017501450.tif 000034
【０１０６】
【表１０】
2017501450.tif 000035
【０１０７】
【表１１】
2017501450.tif 000036
【０１０８】
【表１２】
2017501450.tif 000037
【０１０９】
【表１３】
2017501450.tif 000038
【０１１０】
【表１４】
2017501450.tif 000039
【０１１１】
【表１５】
2017501450.tif 000040
【０１１２】
【表１６】
2017501450.tif 000041
【０１１３】
【表１７】
2017501450.tif 000042
【０１１４】
【表１８】
2017501450.tif 000043
本発明は、更に、色素化合物を含む液晶材料（ただし、液晶材料は少なくとも９５℃の透明点を有し、式（Ｅ−１）、（Ｅ−２）および（Ｅ−３）の単位より選択される少なくとも１個の単位を含有する。）の使用と、光の通過を制御するためのデバイスとに関する。
【０１１５】
化合物Ｖの好ましい実施形態は、ここでも同様に好ましく、本発明による液晶材料について上で示した更なる好ましい実施形態も同様である。
【０１１６】
液晶材料は、デバイス中の層内に存在する。この層は、好ましくはスイッチ可能で、即ち、スイッチ層である。
【０１１７】
本発明によるデバイスは、好ましくは、日光の形態での光が環境から空間へ通過するのを制御するのに適する。本明細書において、制御される光の通過は、環境（外の空間）から空間に向かってである。本明細書において、空間は環境から実質的に密閉されている任意の所望の空間、例えば、建物、車両または容器でよい。特に、空間が環境と空気の交換が制限されているのみで、光エネルギーの形態で外からのエネルギーの進入が起こり得る光透過境界面を有する場合、一般に、デバイスは任意の所望の空間に使用できる。特に、光が透過する領域、例えば、窓の領域を介して強い日射に曝される空間にデバイスを使用することに関する。
【０１１８】
本発明によるデバイスは、好ましくは、比較的大きな二次元構造の開口部に配置され、二次元構造自体は光を僅かに通過させるのみか全く通過させず、開口部が相対的により多くの光を透過する。二次元構造は、好ましくは、壁または外からの空間の区切りである。
【０１１９】
デバイスは、好ましくは、少なくとも０．０５ｍ２、好ましくは少なくとも０．１ｍ２、特に好ましくは少なくも０．５ｍ２および非常に特に好ましくは少なくとも０．８ｍ２の領域を有することを特徴とする。
【０１２０】
デバイスは、代表的にはスイッチ性のデバイスである。本明細書において、デバイスのスイッチとはデバイスの光透過における変化を意味する。本発明によるデバイスは、好ましくは、電気的にスイッチ可能である。
【０１２１】
デバイスが電気的にスイッチ可能の場合、デバイスは、好ましくは、液晶材料を含むスイッチ層の両側に設置される２個以上の電極を含む。電極は、好ましくは、ＩＴＯ、または薄い、好ましくは透明な金属および／もしくは金属酸化物層、例えば銀もしくはＦＴＯ（フッ素をドープした酸化スズ）またはこの使用のために当業者に既知な代替の物質から成る。電極は、好ましくは電気的接続を備えている。電圧は、好ましくは、電池、充電式電池または外部の電力供給によって提供される。
【０１２２】
電気的にスイッチする場合、電圧の印加による液晶材料の分子の配向を通してスイッチの動作が起こる。
【０１２３】
好ましい実施形態において、デバイスは、高吸収の状態、即ち、電圧なしで出現する低い光透過性を有する状態から、より低吸収の状態、即ち、電圧を印加することでより高い光透過性を有する状態にスイッチする。デバイス内の層中の液晶材料は、好ましくは、両方の状態でネマチックである。電圧を印加していない状態は、好ましくは、液晶材料の分子および、よって色素化合物の分子がスイッチ層面に平行に配向することを特徴とする。これは、好ましくは、対応して選択された配向層で達成される。電圧下の状態は、好ましくは、液晶材料の分子および、よって色素化合物の分子がスイッチ層面に対して垂直であることを特徴とする。
【０１２４】
上述の実施形態に代わる実施形態において、デバイスは、低吸収の状態、即ち、電圧なしで出現する高い光透過性を有する状態から、より高吸収の状態、即ち、電圧を印加することでより低い光透過性を有する状態にスイッチする。液晶媒体は、好ましくは、両方の状態でネマチックである。電圧を印加していない状態は、好ましくは、液晶材料の分子および、よって色素化合物の分子がスイッチ層面に垂直に配向することを特徴とする。これは、好ましくは、対応して選択された配向層で達成される。電圧下の状態は、好ましくは、液晶材料の分子および、よって色素化合物の分子がスイッチ層面に対して平行であることを特徴とする。
【０１２５】
本発明の好ましい実施形態によれば、デバイスは、外部からの電力供給なしで、デバイスに接続されており、太陽電池または光および／もしくは熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための他のデバイスによって必要なエネルギーを供給して動作できる。太陽電池によるエネルギーは、直接的または間接的に、即ち電池もしくは充電池またはそれらの間に接続されるエネルギー貯蔵のための他のユニットを介して供給される。太陽電池は、好ましくは例えば国際特許出願公開第２００９／１４１２９５号公報で開示されるように、デバイスの外側に施されるか、デバイスの内部素子である。本明細書において、散光の場合に特に効率的な太陽電池および透明太陽電池の使用が好ましい。
【０１２６】
本発明によるデバイスは、好ましくは、以下の層列を有し、更なる層が追加して存在してもよい。下に示す層は、好ましくは、デバイス中で互いに直接隣接する：
・基板層、好ましくはガラスまたはポリマーを含む
・導電性透明層、好ましくはＩＴＯを含む
・配向層
・液晶材料を含むスイッチ層
・配向層
・導電性透明層、好ましくはＩＴＯを含む
・基板層、好ましくはガラスまたはポリマーを含む。
【０１２７】
個々の層の好ましい実施形態を、下に記載する。
【０１２８】
本発明によるデバイスは、好ましくは、1層以上、特に好ましくは２層の配向層を含む。配向層は、好ましくは、液晶材料を含む層の両側に直接隣接している。
【０１２９】
本発明によるデバイスで使用する配向膜は、この目的のために当業者に既知の任意の層でよい。ポリイミド層、特に好ましくはラビングされたポリイミドを含む層が好ましい。分子が配向層に対して平面（面配向）の場合、当業者に既知の特定の様式でラビングしたポリイミドによって、ラビングの方向に液晶材料の分子が配向する結果となる。本明細書においては、液晶材料の分子が配向層上で完全に平面となっているのではなく、代わりに、僅かにチルト角を有することが好ましい。配向層の表面に対して液晶材料の分子の垂直配向（ホメオトロピック配向）を達成するには、特定の様式で処理したポリイミド（非常に高いプレチルト角用のポリイミド）が配向層用の材料として、好ましく用いられる。更に、液晶材料の化合物の配向軸に沿う配向を達成するために、偏光に曝露処理して得られるポリマーを配向層として使用できる（光配向）。
【０１３０】
更に好ましくは、本発明によるデバイス中の液晶材料を含む層は、２層の基板層の間に配置されるか、基板層に囲まれる。基板層は、例えば、ガラスまたはポリマーから、好ましくは、光透過ポリマーから成り得る。
【０１３１】
デバイスは、好ましくは、ポリマー系偏光子を含まず、特に好ましくは固形材料相の偏光子を含まず、非常に特に好ましくは偏光子を一切含まないことを特徴とする。
【０１３２】
しかしながら代わりの実施形態によれば、デバイスは、１枚以上の偏光子を含んでもよい。この場合、偏光子は、好ましくは、直線偏光子である。
【０１３３】
１枚のみの偏光子が存在する場合、その吸収方向は、好ましくは、偏光子が配置されるスイッチ層側において、本発明によるデバイスの液晶材料の分子の配向軸に対して垂直である。
【０１３４】
本発明によるデバイスにおいて、吸収偏光子およびまた反射偏光子の両方を用いることができる。光学的フィルムの形態の偏光子を使用することが好ましい。本発明によるデバイスで使用できる反射偏光子の例は、ＤＲＰＦ（拡散反射偏光子フィルム（ｄｉｆｆｕｓｉｖｅ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｐｏｌａｒｉｓｅｒ  ｆｉｌｍ）３Ｍ社）、ＤＢＥＦ（二重明度増強フィルム（ｄｕａｌ  ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｆｉｌｍ）３Ｍ社）、ＤＢＲ（層化ポリマー分散ブラッグ反射板（ｌａｙｅｒｅｄ−ｐｏｌｙｍｅｒ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒｓ）米国特許第７，０３８，７４５号および米国特許第６，０９９，７５８号に記載される）およびＡＰＦフィルム（進化型偏光膜（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｐｏｌａｒｉｓｅｒ  ｆｉｌｍ）３Ｍ社、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｉｇｅｓｔ  ＳＩＤ  ２００６年４５．１頁、米国特許出願公開第２０１１／００４３７３２号公報および米国特許第７０２３６０２号を参照）である。更に、赤外光またはＶＩＳ光を反射しワイヤグリッドを基礎とする偏光子（ＷＧＰ、ワイヤグリッド偏光子（ｗｉｒｅ−ｇｒｉｄ  ｐｏｌａｒｉｓｅｒｓ））を用いることが可能である。本発明によるデバイスにおいて用いることができる吸収偏光子の例は、ＩＴＯＳ社ＸＰ３８偏光フィルムおよび日東電工社ＧＵ−１２２０ＤＵＮ偏向フィルムである。本発明により用いることができる円偏光子の例は、ＡＰＮＣＰ３７−０３５−ＳＴＤ偏光子（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ社）である。更なる例は、ＣＰ４２偏光子（ＩＴＯＳ社）である。
【０１３５】
本発明によるデバイスは、更に好ましくは、好ましくは国際特許出願公開第２００９／１４１２９５号公報に記載される通りで、太陽電池または光および／もしくは熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための他のデバイスに光を導く導光波システムを含む。導光波システムは、デバイスに衝突する光を収集し濃縮する。導光波システムは、好ましくは、色素化合物により発せられる光を収集し濃縮する。導光波システムは、収集された光が濃縮された形態で変換デバイスに衝突するように、光エネルギーを電気エネルギーに変換するデバイス、好ましくは太陽電池に接続される。本発明の好ましい実施形態において、光エネルギーを電気エネルギーに変換するためのデバイスはデバイスの端部に搭載され、デバイスに組み込まれ、本発明によるデバイスの電気的スイッチ手段に電気的に接続されている。
【０１３６】
好ましい実施形態において、本発明によるデバイスは、窓、特に好ましくはガラス表面の少なくとも一部分を含む窓、非常に特に好ましくは多重絶縁ガラスを含む窓の構成要素である。
【０１３７】
本明細書において、窓は、特に、建物において枠およびこの枠に囲まれた少なくとも１枚の窓ガラスを含む構造を意味する。窓は、好ましくは、断熱枠および２枚以上の窓ガラスを含む（多重絶縁ガラス）。
【０１３８】
好ましい実施形態によれば、本発明によるデバイスは、窓のガラス表面に直接、特に好ましくは、多重絶縁ガラスの２枚の窓ガラスの間の内部空間内に設ける。
【０１３９】
本発明は、更に、本発明によるデバイスを含有し、好ましくは上記好ましい特徴を有する窓に関する。
【実施例】
【０１４０】
Ａ）液晶混合物の調製
２種類の比較混合物Ｖ１およびＶ２を調製する。更に、本願による混合物である液晶混合物Ｅ１〜Ｅ１０を調製する。
【０１４１】
混合物Ｖ１、Ｖ２およびＥ１〜Ｅ１０の組成を下に示す。本明細書において、混合物の個々の構成成分の化学構造は略号（頭文字）で再現される。これらの略号は国際特許出願公開第２０１２／０５２１００号公報（第６３〜８９頁）で明示的に提示され説明されており、本願の略号を説明するために当該出願公開を参照する。
【０１４２】
以下の略号は前記分子に対応しておらず、そのため、対応する化学構造を明示的に示す。
【０１４３】
【表１９】
2017501450.tif 000044
【０１４４】
【表２０】
2017501450.tif 000045
混合物について、摂氏度での透明点、光学異方性Δｎおよび誘電異方性Δεを示す。物理的特性は、「Ｍｅｒｃｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ」１９９７年１１月発行、メルク社、ドイツ国に従って決定し、２０℃の温度を適用する。Δｎの値は５８９ｎｍで決定し、Δεの値は１ｋＨｚで決定する。
【０１４５】
低温安定性をボトルおよび約６ミクロン厚の試験用セル中で、それぞれの場合において室温（＋２０℃）ならびに−２０℃、−３０℃および−４０℃の温度で決定する。
【０１４６】
結晶およびスメクチック相の形成について、試料を目視で２４時間毎に検査する。任意の前記温度でボトルまたは試験用セル中に結晶またはスメクチック相が観察されない限り、試験を継続する。たとえ試料の１個のみでも結晶またはスメクチック相が観察され次第、試験を終了し、到達した日数を低温安定性として示す。
【０１４７】
【表２１】
2017501450.tif 000046
【０１４８】
【表２２】
2017501450.tif 000047
【０１４９】
【表２３】
2017501450.tif 000048
【０１５０】
【表２４】
2017501450.tif 000049
【０１５１】
【表２５】
2017501450.tif 000050
【０１５２】
【表２６】
2017501450.tif 000051
Ｂ）色素を含む液晶混合物の調製およびそれらの物理的特性の決定
Ａ）で示す全ての混合物Ｅ１〜Ｅ１０につき、１種類以上の色素を含む混合物を調製する。代表例として選択した結果を下に示す。
【０１５３】
Ｂ−１）色素Ｆ１を含む混合物の調製ならびに異方性度および溶解度の決定
液晶混合物Ｖ１、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３およびＥ７の１つ中に色素Ｆ１を含む混合物を調製する（組成は下の表参照）。
【０１５４】
【化２５】
2017501450.tif 000052
異方性度Ｒを、消衰係数Ｅ（ｐ）（分子の配向が光の偏光方向に平行な混合物の消衰係数）の値および混合物の消衰係数Ｅ（ｓ）（分子の配向が光の偏光方向に垂直な混合物の消衰係数）の値より、それぞれの場合で検討する色素の吸収帯の最大波長において決定する。色素の吸収帯が複数ある場合、最も長い波長の吸収帯を選択する。混合物の分子配向は、ＬＣデバイスの当業者に既知の配向膜で達成する。液晶媒体、他の吸収および／または反射による影響を排除するために、それぞれの場合で全く色素を含まない同一の混合物に対して測定を行い、得られた値を差し引く。
【０１５５】
振動方向が配向方向に平行（Ｅ（ｐ）の定義）または垂直（Ｅ（ｓ）の定義）のいずれかで、直線偏光を使用して測定を行う。これは直線偏光子によって、２つの異なる振動方向を達成するためにデバイスに対して偏光子を回転することで達成できる。このように入射偏光の振動方向を回転をして、Ｅ（ｐ）およびＥ（ｓ）の測定を行う。あるいは、入射偏光の空間的に固定された偏光方向に対して試料を回転することもできる。
【０１５６】
Ｅ（ｐ）およびＥ（ｓ）について得られた値より、とりわけ、「Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」、Ｄ．Ｓ．Ｋｌｉｇｅｒら著、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ社、１９９０年刊行に示される通り、下式に従って異方性度Ｒを計算する。二色性色素を液晶媒体の異方性度を決定する方法の詳細な記載は、Ｂ．Ｂａｈａｄｕｒ、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ−Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｕｓｅｓ、第３環、１９９２年、Ｗｏｒｌｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ社、第１１．４．２節に見い出すことができる。
【０１５７】
【数１】
2017501450.tif 000053
前記方法を、以下のすべての例で同一に採用する。
【０１５８】
【表２７】
2017501450.tif 000054
結果は、本発明による混合物の異方性度のほうが比較混合物より高いことを示す。
【０１５９】
更に、＋２０℃および−２０℃における種々の液晶混合物中の色素Ｆ１の溶解度を検討する。
【０１６０】
【表２８】
2017501450.tif 000055
ここで、本発明による混合物の溶解度のほうが比較混合物より高いことことが見出される。
【０１６１】
Ｂ−２）色素Ｆ２を含む混合物の調製ならびに異方性度および溶解度の決定
手順は、Ｂ−１）で示す通りである。
【０１６２】
【化２６】
2017501450.tif 000056
【０１６３】
【表２９】
2017501450.tif 000057
【０１６４】
【表３０】
2017501450.tif 000058
結果は、本発明による混合物で、相応の異方性度と同時に、溶解度の向上が達成されていることを示す。
【０１６５】
Ｂ−３）色素Ｆ３を含む混合物の調製ならびに異方性度および溶解度の決定
手順は、Ｂ−１）で示す通りである。
【０１６６】
【化２７】
2017501450.tif 000059
【０１６７】
【表３１】
2017501450.tif 000060
【０１６８】
【表３２】
2017501450.tif 000061
結果は、本発明による混合物で、相応の異方性度と同時に、溶解度の向上が達成されていることを示す。
【０１６９】
Ｂ−４）色素Ｆ４を含む混合物の調製ならびに異方性度および溶解度の決定
手順は、Ｂ−１）で示す通りである。
【０１７０】
【化２８】
2017501450.tif 000062
【０１７１】
【表３３】
2017501450.tif 000063
結果は、本発明による混合物で、比較混合物Ｖ１と相応または、より良好な異方性度が達成されていることを示す。
【０１７２】
Ｂ−５）色素Ｆ５を含む混合物の調製ならびに異方性度および溶解度の決定
手順は、Ｂ−１）で示す通りである。
【０１７３】
【化２９】
2017501450.tif 000064
【０１７４】
【表３４】
2017501450.tif 000065
本発明による混合物は、色素Ｆ５について比較混合物Ｖ１と等しく良好か、より良好な異方性度を示す。
【０１７５】
Ｂ−６）色素Ｆ６を含む混合物の調製ならびに異方性度および溶解度の決定
手順は、Ｂ−１）で示す通りである。
【０１７６】
【化３０】
2017501450.tif 000066
【０１７７】
【表３５】
2017501450.tif 000067
本発明による混合物が、色素Ｆ６について比較混合物Ｖ１と同程度の異方性を有することを例は示す。
【０１７８】
比較混合物Ｖ１と同様に、比較混合物Ｖ２と同様の値の異方性度および色素の溶解度を得る。
【０１７９】
上の例は、本発明による化合物で、広範な色素を含む液晶混合物を調製できることを示す。得られた混合物は、高い溶液安定性と同時に、高い異方性度および色素化合物の高い溶解度で区別され、よって光の通過を制御するためのデバイスにおける使用に高度に適している。
【０１８０】
Ｃ）光の通過を制御するためのデバイスにおける、本発明による混合物Ｅ７の使用
Ｃ−１）液晶混合物Ｅ７および色素Ｆ１（０．１０重量％）、Ｆ２（０．２３重量％）、Ｆ７（０．０９重量％）およびＦ８（０．３３重量％）の混合物を調製する。
【０１８１】
【化３１】
2017501450.tif 000068
【０１８２】
【化３２】
2017501450.tif 000069
上で示す方法による混合物について、異方性度を決定する。４３０ｎｍ〜６３０ｎｍの光の広い波長範囲にわたって、異方性度は０．８である。
【０１８３】
色素を含む液晶材料を、光の通過を制御するためのデバイス中に導入する。デバイスは、以下の層列を有する：
・ガラス基板層
・導電性透明ＩＴＯ層、２００オングストローム
・ポリイミド配向膜、逆平行ラビング
・液晶材料を含むスイッチ層、２４．４μｍ
・ポリイミド配向膜
・導電性透明ＩＴＯ層
・ガラス基板層。
【０１８４】
この構成では、液晶材料は逆平行プレチルト角を有する平面配向である。この配向は、互いに逆平行にラビングされたポリイミド層で達成される。液晶層の厚さは、スペーサーで制御する。液晶材料を含むスイッチ層を介して電圧を印加できるように、ＩＴＯ層を電気的に結線する。
【０１８５】
電圧を印加することで、暗（電圧なし）および明（電圧あり）の間で、デバイスの中間色スイッチの達成が可能となる。ここで、色の印象は灰色である。
【０１８６】
２つのスイッチ状態のデバイスについて、以下の値の光透過率τｖを得る。
【０１８７】
【数２】
2017501450.tif 000070
光透過率τｖ  ｂｒｉｇｈｔおよびτｖ  ｄａｒｋを、欧州規格ＥＮ４１０、式（１）（ガラスの照光および太陽光特性の決定）に従い計算する。この規格による光透過率τｖは、標準発光の相対スペクトル分布および標準観察者のスペクトル応答因子を考慮する。
【０１８８】
未公開欧州特許出願第１３００２４４５．８号の実施例で開示される通り、２層のスイッチ層を含む本発明による更なるデバイスを作製する。デバイスは、以下の層配置を有する：
・ガラス層
・ＩＴＯ層、２００オングストローム
・ポリイミド配向膜、逆平行ラビング
・液晶材料を含むスイッチ層、２４．４μｍ
・ポリイミド配向膜、逆平行ラビング
・ＩＴＯ層、２００オングストローム
・ガラス層
・７層の上述の層の層列、層に垂直な軸の周りに各層を９０°回転。
【０１８９】
２つのスイッチ状態のデバイスについて、以下の値の光透過率τｖを得る。
【０１９０】
【数３】
2017501450.tif 000071
Ｃ−２）液晶混合物Ｅ７および色素Ｆ１（０．１０３重量％）、Ｆ８（０．２８７重量％）、Ｆ９（０．１０１重量％）およびＦ１０（０．５１８重量％）の混合物を調製する。
【０１９１】
【化３３】
2017501450.tif 000072
【０１９２】
【化３４】
2017501450.tif 000073
１）に示される通り、この混合物を使用して、光の通過を制御するためで、単一のスイッチ層を有するデバイスを作製する。
【０１９３】
２つのスイッチ状態のデバイスについて、以下の値の光透過率τｖを得る。
【０１９４】
【数４】
2017501450.tif 000074
加えて、１）に示されるのと同様にして、この混合物を使用して、光の通過を制御するためで、二重のスイッチ層を有するデバイスを作製する。
【０１９５】
２つのスイッチ状態のデバイスについて、以下の値の光透過率τｖを得る。
【０１９６】
【数５】
2017501450.tif 000075
Ｃ−３）液晶混合物Ｅ７および色素Ｆ１（０．０４８重量％）、Ｆ８（０．２２３重量％）、Ｆ９（０．１１６重量％）およびＦ１１（０．６７９重量％）の混合物を調製する。
【０１９７】
【化３５】
2017501450.tif 000076
１）に示される通り、この混合物を使用して、光の通過を制御するためで、単一のスイッチ層を有するデバイスを作製する。
【０１９８】
２つのスイッチ状態のデバイスについて、以下の値の光透過率τｖを得る。
【０１９９】
【数６】
2017501450.tif 000077
加えて、１）に示されるのと同様にして、この混合物を使用して、光の通過を制御するためで、二重のスイッチ層を有するデバイスを作製する。
【０２００】
２つのスイッチ状態のデバイスについて、以下の値の光透過率τｖを得る。
【０２０１】
【数７】
2017501450.tif 000078
【国際調査報告】
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