用于调节光透射的器件的制作方法

用于调节光透射的器件
1.本发明涉及用于调节光透射的器件，特别涉及可切换的窗。本发明特别涉及窗元件，其包含具有可切换层的电可切换光学盒，所述可切换层包含清亮点在窗元件的工作温度内的液晶介质。本发明还涉及用于窗元件的液晶介质。
2.用于控制或调制光的透射的器件通常用于显示应用中，但它们也可以用于例如所谓的智能窗应用中。r.baetens等人在“properties,requirements and possibilities of smart windows for dynamic daylight and solar energy control in buildings:a state-of-the-art review”,solar energy materials&solar cells,94(2010)的87-105页中综述了不同的动态智能窗。如本文所描述的，智能窗可以使用几种技术来调节光的透射，例如基于电致变色的器件、液晶器件和电泳或悬浮颗粒器件。
3.透光百叶窗(light shutter)和光强度调制器，特别是基于液晶的光调制器，可用于建筑、汽车、铁路、航空电子和航海应用的可切换窗中。
4.光调制或调节器件原则上可以依赖于光的吸收或光的散射或两者的组合。
5.在一些器件中，光的透射可以可逆地改变，其中入射光的强度可以被衰减、变暗或着色。因此这种器件可以在亮状态和暗状态下操作并在亮状态和暗状态之间切换，即在相对较高的光透射状态和相对较低的光透射状态之间。
6.原则上，可以采用多种模式或配置来提供这种可逆的透射变化。对于扭曲向列(tn)、超扭曲向列(stn)和垂直配向(va)液晶盒，通常使用偏振器来控制光透射。还可以使用基于掺杂有二色性染料分子的液晶主体的宾主液晶盒。这些宾主体系可以在没有任何偏振器的情况下使用以改变光透射。然而，在一些实施方案和应用中，宾主液晶盒也与至少一个偏振器组合使用。
7.在其他情况下，散射型器件可用于通过在透明非散射状态(即，光学透明或非模糊状态)和光散射状态(即，半透明或模糊状态)之间切换来改变光的透射率，光散射状态也可被感知或呈现为朦胧、浑浊、漫射或不透明的。在散射模式下操作的器件可以特别用于隐私窗。在这种情况下，当需要时可以通过切换器件，特别是窗元件，从具有可能的观察接触的清晰状态到给出视觉屏障的散射状态，来提供隐私模式。
8.原则上基于通过在相变温度(特别是清亮点，尤其是向列-各向同性相变温度)上改变温度而引起的相和光学状态的变化，可以热控制基于液晶的器件在不同光学状态之间的切换，如例如wo 2011/134582a1中所述。
9.在替代设计中，基于液晶的器件可以采用使用电切换的不同光学状态，其中施加电压控制切换。这种基于液晶的器件原则上通过施加导致透射率变化的电场来采用两个导电电极之间的液晶(lc)分子的取向变化，如例如wo 2015/090506 a1中所述。
10.在us2019/0162989a1中，描述了用于智能窗的多层滤光器组件，其中在动态滤光器中，向列型液晶层被热驱动或者被电驱动。
11.在本领域中仍然需要用于调节光的通过的器件，并且特别是提供有效且高效的切换性能的可切换窗。
12.因此，本发明的目的是提供用于调节光的通过的改进的器件，特别是包含光学盒
的窗元件，其提供可靠且均匀的切换，尤其是在典型的工作温度下，同时还在易于构造以及能量效率方面提供益处。
13.另一个目的是提供有利地可用于这些器件的液晶介质。从以下详细描述中，本发明的其他目的对于本领域技术人员来说是显而易见的。
14.这些目的通过独立权利要求中限定的主题来解决，而优选实施方案在相应的从属权利要求中阐述并在下面进一步描述。
15.本发明特别提供了以下项目，包括主要方面、优选实施方案和特定特征，它们分别单独和组合地有助于解决上述目的并最终提供额外的优点。
16.本发明的第一方面提供了一种窗元件，其包含可切换的光学盒，所述可切换光学盒可在至少两种光学状态之间电切换，并且所述可切换光学盒包含插入在两个相对的透明基板之间的可切换层，其中每个基板设置有电极结构，或者所述基板之一设置有两个电极结构而另一个基板不设置有电极，并且其中所述可切换层包括清亮点在所述窗元件的工作温度内的液晶介质，其中优选地，清亮点在5℃至65℃，更优选15℃至45℃的温度范围内。
17.优选地并且有利地，可切换光学盒可在亮状态和暗状态下操作并且可在亮状态和暗状态之间切换。
18.在本发明中，已经认识到，提供一种基于液晶盒的可切换窗元件可能是有利的，其中可以通过热和通过施加电压或电场来控制切换。考虑到切换是基于温度的，例如在切换能量由太阳作为外部源供应并且可以不需要进一步的能量输入的情况下，热切换可以有利地有助于能量效率。此外，对于充分低于和高于清亮点的温度，可以在不施加电场的情况下保持相应的给定光学状态。然而，当期望在低于或甚至远低于所提供的可切换层的清亮点的温度下切换到另一光学状态时，电切换可以是有用的。
19.另外，已认识到，当可通过电切换能力补充时，可增强或提高清亮点处或清亮点附近的热切换的效率和有效性。
20.在这方面，已经发现窗元件可以具有温度梯度能起作用的尺寸，其中这种温度梯度可以由例如作为散热件的窗框、来自光源的不均匀照射、部分遮蔽等引起。因此，在某些条件下，可以获得不均匀的外观，而不是期望的均匀光学状态。特别地，考虑到在热切换控制的情况下，清亮点有利地被选择为位于可切换窗的通常工作温度范围内，温度梯度可能导致在窗区域上的不均或不均匀的热切换，从而导致在窗元件的不同区域中存在不同的光学状态。不同光学状态的这种共存可能有损于预期的视觉外观或美学，例如给出舷窗或牛眼图案而不是均匀的矩形图案，并且它还导致光学状态的通常不太有效的变化，例如总较少着色或体光强度的变暗。
21.目前已经发现，尤其是在可能潜在发生外观不均匀性的这些情况下，具有至少暂时地使用电切换的能力，以提供或加速切换到具有期望的均匀外观的指定状态或期望的透射水平是有益的。因此，通过施加或去除电场的这种替代性光学切换或附加的光学切换可以有利地有助于切换到期望的无缺陷均匀光学状态的可靠性和鲁棒性。
22.与仅由于热转换的切换不同，用电切换来辅助或补充热切换可以加速从一种透射状态到另一种透射状态的转换。这种设置也可以是有益的，因为液晶材料的清亮点可以不太严格地控制，并且与单独的热切换的情况相比，转换温度范围可以稍微更宽。
23.除了在不同温度下，尤其是在最典型的工作温度下提供有益的切换性能之外，根
据本发明的窗元件的构造能够实现热和电的切换控制，同时有利地仅使用单个切换层就足够了。这可以在经济地使用材料和部件以及易于组装器件方面提供进一步的益处。
24.本发明的构造还有利地提供了使用二色性染料以使客体-主体体系具有改善的性能的可能性。
25.此外，可以获得适当有效和有利的光学性能，特别是在亮状态以及暗状态下保持合适的透射率方面，从而提供在切换状态之间提供足够高的对比度的可能性。
26.基于可切换光学盒的有利的光学、电光和热性能，本发明的器件可以有利地用于几种不同的窗口和百叶窗(shutter)应用中。
27.在另一方面，根据本发明的窗元件用于建筑物或运载工具的窗。运载工具可以包括例如道路车辆，诸如轿车、巴士和卡车，以及火车、船、舶和飞机。
28.在本发明的另一方面提供了一种液晶介质，其可以有利地用于窗元件中，特别是具有在5℃至65℃的温度范围内的清亮点并且包含一种或多种选自式cy、py和ac化合物的组的化合物的液晶介质，
[0029][0030]
其中
[0031]
a表示1或2，
[0032]
b表示0或1，
[0033]
c表示0、1或2，
[0034]
d表示0或1，
[0035]
表示表示和表示
[0036][0037]
表示
[0038][0039]
r1、r2、r
ac1
和r
ac2
各自彼此独立地表示具有1至12个c原子的烷基，其中另外地，一个或两个非相邻的ch2基团可被基团可被-o-、-ch＝ch-、-co-、-oco-或-coo-以o原子不直接彼此链接的方式替代，优选具有1-6个c原子的烷基或烷氧基，
[0040]zx
,zy和z
ac
各自彼此独立地表示-ch2ch
2-、-ch＝ch-、-cf2o-、-ocf
2-、-ch2o-、-och
2-、-co-o-、-o-co-、-c2f
4-、-cf＝cf-、-ch＝ch-ch2o-或单键，优选单键，和
[0041]
l
1-4
各自彼此独立地,表示f,cl,cn,ocf3,cf3,ch3,ch2f或chf2，优选f。
[0042]
在不由此限制本发明的情况下，在下文中，通过所述方面、实施方案和特定特征的详细描述来阐明本发明，并且更详细地描述特定实施方案。
[0043]
工作温度，特别是窗元件的工作温度，在此是指窗元件工作的周围温度或环境温度，并且通过该温度，窗元件受到影响和驱动(actuated)。因此，工作温度在自然环境(包括太阳辐射)的典型周围温度或环境温度范围内，例如在-25℃和80℃之间、更典型地在-15℃和70℃之间、特别是在-5℃和55℃之间。
[0044]
液晶介质的清亮点特别优选在内部空间如建筑物和住宅中通常普遍存在的温度范围内。优选根据本发明使用的液晶介质的清亮点在5℃至65℃，更优选15℃至45℃，特别是30℃至40℃的温度范围内。
[0045]
液晶介质的清亮点标记着发生从向列型液晶态或手性向列型液晶态到各向同性态的相变时的温度。
[0046]
在这方面，对于包含几种不同化合物的典型液晶混合物，可以观察到清亮温度范围，例如几摄氏度的范围，其中向列和各向同性的相或畴共存。在这种情况下，液晶介质的清亮点是完全均匀的向列相或手性向列相最初转变成包括一个或多个各向同性畴的混合相体系的温度点。
[0047]
清亮点，特别是向列相或手性向列相与各向同性相之间的相变温度，可以通过通常已知的方法测量和测定，例如使用mettler烘箱或偏光显微镜下的热台，并且在本文中优选使用mettler烘箱测定。
[0048]
目前已经认识到，对于液晶介质，特别是对于多组分体系，尤其是对于具有低至例如-20℃或甚至-40℃或更低的宽液晶相的多组分体系，可以观察到高达数摄氏度的清亮温度范围而不是急剧的相变。特别地，在该清亮温度范围内，可能出现具有不同畴的混合相体系，这可能导致在该温度范围内窗口元件的不期望的不均匀外观。
[0049]
已经进一步认识到，在某些情况下，温度变化可能是逐渐的或缓慢的，其中几摄氏度的变化可能仅在几分钟或甚至多达几小时的过程中发生。在这种情况下，从向列态到各向同性态或反之的热控制转变可能花费相对长的时间，使得窗元件的视觉上不均匀的外观将潜在地持续延长的时间段，这将降低器件性能。
[0050]
根据本发明，除了温度之外或作为温度的替代，窗元件的光学盒可以电切换。因此，电切换可以有利地使用，尤其是在液晶介质的清亮点处或附近的温度下使用，以便加速相转变到均匀透射状态和更快地在整个元件区域上实现均匀的器件外观。
[0051]
此外，电切换光学盒的能力是有利的，因为它提供窗元件的可切换性，并且因此也提供在完全均匀的向列相中(特别是远低于清亮点)对光学状态的控制。
[0052]
这种附加的可选切换例如在应当快速或仅短暂地调节光透射的情况下可能是有用的，例如以减少临时眩光。
[0053]
此外，在采用多个窗元件的情况下，例如在建筑物的立面中，例如当仅在建筑物的部分中期望光的减弱或衰减时，电切换也可以适当地用于仅具体地寻址单个窗元件或元件的子组件。
[0054]
根据本发明，可切换层设置在两个基板之间，以便给出可在不同光学状态下操作并且可以电和热切换或致动的光学盒。
[0055]
第一和第二基板可以包含玻璃或聚合物，优选由玻璃或聚合物组成，特别是玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚酰亚胺(pi)、cop(环烯烃聚合物)或tac(三乙酰基纤维素)。在特别优选的实施方案中，使用玻璃基板。
[0056]
根据本发明的电可切换性是通过为每个基板提供电极结构或通过为一个基板提供两个电极结构而另一个基板不提供电极来实现的。优选地，每个基板提供有电极结构。
[0057]
因此，在优选实施方案中，基板(例如玻璃基板或塑料基板)设置有第一电极和第二电极。优选地，导电层设置在基板上，其中导电层包括透明导电材料或由透明导电材料形成，例如透明导电氧化物，优选氧化铟锡(ito)、sno2:f或掺杂的氧化锌，特别是ito，或导电聚合物，例如聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(pedot)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(pedot：pss)或聚(4,4-二辛基环戊二噻吩)，或薄透明金属和/或金属氧化物层，例如银。优选透明导电材料是透明导电氧化物，更优选氧化铟锡。透明电极优选通过涂覆工艺施加到基板上。例如，可以溅射ito以通常获得在5nm至250nm范围内的层厚度或在5ω/
□
至500ω/
□
范围内的方块电阻。
[0058]
导电层优选地设置有电连接，特别是母排(busbars)。电压优选地由电池、可再充电电池、超级电容器或外部电流源提供，更优选地由外部电流源提供。在这方面，端子与母
排的连接可以通过钎焊、焊接或使用导电粘合剂或导电膜来实现。特别地，各向异性导电膜连接可以用于将扁平电缆作为端子线接合到相应的母排。端子可以用于提供到控制器或驱动器的连接，该控制器或驱动器产生用于控制位于电光元件内部的可切换介质的状态的驱动信号。端子可以例如被配置为端子线或用于附接线的连接器。
[0059]
可切换光学盒具有至少两种光学状态。例如，光学状态可以包括亮状态和暗状态，或清晰或透明状态和模糊状态，或这些状态的混合。
[0060]
窗元件优选地包含可在亮状态和暗状态之间切换的光学盒。在这方面，亮状态与暗状态相比具有更大程度的光透射。
[0061]
在一个实施方案中，特别优选的是，亮状态存在于相对较低的温度下，并且暗状态存在于相对较高的温度下。
[0062]
在亮状态下，根据本发明的窗元件优选地具有根据din en410测定的大于40％、更优选地大于50％、并且甚至更优选地大于65％的可见光透射率。
[0063]
在暗状态下，根据本发明的窗元件优选地具有根据din en410测定的小于35％，更优选地小于30％，并且甚至更优选地小于20％的可见光透射率。在一个优选的实施方案中，在暗状态下，窗元件具有根据din en410测定的在1至35％范围内，更优选在2％至30％的范围内，特别是在5％至20％的范围内的可见光透射率。
[0064]
本文的可见光谱定义为波长为380nm至780nm的光。
[0065]
根据本发明使用的液晶介质可具有正介电各向异性或负介电各向异性。
[0066]
为了实现有效的电切换，液晶介质的介电各向异性的绝对值或量级优选为2.5或更大，更优选3.0或更大，特别是4.0或更大。
[0067]
在上下文中，δε表示介电各向异性，其中δε＝ε||-ε
⊥
。介电各向异性δε优选在20℃和1khz下测定。
[0068]
在一个优选的实施方案中，液晶介质包含一种或多种二色性染料。
[0069]
在本文中，二色性染料是指吸收性质取决于化合物相对于光偏振方向的取向的光吸收化合物。根据本发明的二色性染料化合物通常具有细长形状，即化合物在一个空间方向(即沿着纵轴)上比在其它两个空间方向上显著更长。二色性染料吸收或分别优先吸收一个取向上的光，使得可以通过改变二色性染料的取向来调制光透射。
[0070]
因此，可以使用基于掺杂有二色性染料分子的液晶主体的宾主液晶盒，其中这些宾主体系可以在没有任何偏振器的情况下使用以改变光透射。
[0071]
一种或多种二色性染料各自优选以0.005重量％至12.5重量％、更优选0.01重量％至10重量％、甚至更优选0.025重量％至7.5重量％、又甚至更优选0.05重量％至5重量％、又甚至更优选0.1重量％至2.5重量％且特别优选0.25重量％至1重量％的比例存在于液晶介质中，基于整个介质的总重量计。
[0072]
优选地，所述一种或多种二色性染料总体上以0.01重量％至30重量％、更优选0.025重量％至25重量％、甚至更优选0.05重量％至15重量％、仍甚至更优选0.1重量％至10重量％且特别优选0.5重量％至5重量％的总浓度存在于液晶介质中。
[0073]
优选地选择染料的浓度，使得确保所获得的调制材料的适当性能，特别是在期望的颜色和/或减弱效果方面。
[0074]
二色性染料可以优选选自例如偶氮染料、蒽醌、噻吩并蒽醌、次甲基化合物、偶氮
次甲基化合物、部花青化合物、萘醌、四嗪、吡咯亚甲基染料、丙二腈染料、镍二硫杂环戊烯、(金属)酞菁、(金属)萘酞菁和(金属)卟啉、萘嵌苯(rylene)，特别是苝和三萘嵌苯(terylene)、噻二唑染料、噻吩并噻二唑染料、苯并噻二唑、噻二唑并喹喔啉和二酮基吡咯并吡咯。特别优选的是偶氮化合物、蒽醌、噻吩并蒽醌、苯并噻二唑，特别是如wo 2014/187529中所述的，二酮基吡咯并吡咯，特别是如wo 2015/090497中所述的，噻二唑并喹喔啉，特别是如wo 2016/177449中所述的，和萘嵌苯，特别是如wo2014/090373中所述的。
[0075]
液晶介质优选包含一种、两种、三种、四种、五种、六种、七种、八种、九种或十种不同的二色性染料，特别优选两种或三种二色性染料。
[0076]
在一个实施方案中，任选地包含在介质或可切换层中的二色性染料的吸收光谱优选以使得对眼睛产生黑色印象的方式彼此互补。优选在液晶介质中使用两种或更多种，更优选三种或更多种二色性染料，以优选覆盖大部分可见光谱。可以制备对眼睛呈现黑色或灰色的染料混合物的精确方式是本领域已知的，并且描述于例如m.richter,ein-f
ü
hrung in die farbmetrik[introduction to colorimetry],第2版,1981,isbn 3-11-008209-8,walter de gruyter&co中。
[0077]
在另一个实施方案中，执行不同颜色的设置，例如红色、绿色或蓝色。
[0078]
在色度学领域中描述了染料混合物的颜色位置的设置。为此，考虑lambert-beer定律来计算各个染料的光谱，以给出总光谱，并根据色度学规则将其转换为相关照明(例如日光的光源d65)下的相应颜色位置和亮度值。白点的位置由相应的光源(例如d65)固定，并引用在表中，例如在上述参考文献中。可以通过改变各种染料的比例来设定不同的颜色位置。
[0079]
在优选的实施方案中，液晶介质中包含三种或更多种不同的二色性染料。
[0080]
根据一个优选的实施方案，介质和可切换层包含一种或多种二色性染料，其吸收红色和nir区中的光，即波长为600nm至2000nm、优选600nm至1800nm、特别优选650nm至1300nm的光。
[0081]
在一个实施方案中，可以在介质和可切换层中提供的二色性染料优选选自b.bahadur,liquid crystals-applications and uses,vol.3,1992,world scientific publishing,section 11.2.1中所示的染料类别，并且特别优选选自其中存在的表中给出的明确化合物。
[0082]
所述染料属于二色性染料的种类，其是现有技术已知的并且描述于文献中。因此，例如，蒽醌染料描述于ep 34832、ep 44893、ep48583、ep 54217、ep 56492、ep 59036、gb 2065158、gb 2065695、gb 2081736、gb 2082196、gb 2094822、gb 2094825、jp a 55-123673、de 3017877、de 3040102、de 3115147、de 3115762、de 3150803和de 3201120中，萘醌染料描述于de 3126108和de 3202761中，偶氮染料描述于ep 43904、de 3123519、wo 82/2054、gb 2079770、jp-a 56-57850、jp-a 56-104984、us 4308161、us 4308162、us 4340973、t.uchida、c.shishido、h.seki和m.wada：mol.cryst.liq.cryst.39，39-52(1977)和h.seki、c.shishido、s.yasui和t.uchida：jpn.j.appl.phys.21，191-192(1982)中，苝类描述于ep 60895、ep68427和wo 82/1191中。萘嵌苯染料描述于例如ep 2166040、us2011/0042651、ep 68427、ep 47027、ep 60895、de 3110960和ep698649中。
[0083]
在一些实施方案中，优选在一种光学状态下，特别是在存在电场的情况下，可切换
层具有扭曲或超扭曲的构型。
[0084]
因此，液晶介质可任选地进一步包含一种或多种手性化合物，特别是一种或多种手性掺杂剂。
[0085]
可以提供手性化合物，特别是手性掺杂剂及其浓度，使得可以适当地设定或调节液晶介质的胆甾醇型节距(pitch)。本文中的节距是指胆甾醇型螺旋的节距p，其中节距p是胆甾醇型液晶的取向轴(指向矢)经历2π旋转的距离。在一个优选的实施方案中，通过用具有高螺旋扭转力(htp)的手性掺杂剂掺杂向列型液晶介质来制备胆甾醇型介质。也可以使用两种或更多种手性掺杂剂，例如以补偿各个掺杂剂的htp的温度依赖性，从而实现很小的螺旋节距的温度依赖性。
[0086]
因此，切换层中的液晶介质优选含有一种或多种手性化合物，特别是手性掺杂剂。手性掺杂剂优选具有高htp绝对值，并且通常可以以相对低的浓度加入到介晶基础混合物中，并且在非手性组分中具有良好的溶解度。如果使用两种或更多种手性化合物，则它们可以具有相同或相反的旋转方向和相同或相反的扭转温度依赖性。
[0087]
优选地，任选地包含在液晶介质中的一种或多种手性化合物具有5μm-1
或更大、更优选10μm-1
或更大且甚至更优选15μm-1
或更大的螺旋扭转力的绝对值，优选在来自merck kgaa的商业液晶混合物mlc6828中的。特别优选的是具有20μm-1
或更大、更优选40μm-1
或更大、甚至更优选60μm-1
或更大，并且最优选在80μm-1
或更大至260μm-1
或更小的范围内的螺旋扭转力的绝对值的手性化合物，优选在来自merck kgaa的商业液晶混合物mlc 6828中的。
[0088]
优选地，一种或多种手性化合物以基于介质的总含量计2重量％或更少、更优选1重量％或更少的量包含在液晶介质中。
[0089]
合适的手性掺杂剂是本领域已知的，其中一些是可商购获得的，例如胆固醇基壬酸酯、r/s-811、r/s-1011、r/s-2011、r/s-3011、r/s-4011、r/s-5011、b(oc)2c*h-c-3或cb15(均来自merck kgaa，darmstadt，germany)。
[0090]
特别合适的手性掺杂剂是含有一个或多个手性基团和一个或多个介晶基团，或一个或多个与手性基团形成介晶基团的芳族或脂环族基团的化合物。
[0091]
在一些实施方案中，相对于介质的节距p有目的地设定可切换层的层厚度d，其中比率d/p优选在0至1的范围内，并且特别优选为0.25或大约0.25。
[0092]
在另一个实施方案中，比率d/p被设定为1至50的范围内。
[0093]
在优选情况下，存在电场时的光学状态具有扭转90
°
的扭转向列(tn)几何形状。在另一优选情况下，可以设置具有例如240
°
扭转的超扭转(stn)构型。
[0094]
在一个优选的实施方案中，提供具有负介电各向异性的液晶介质并将其用于可切换的层中。优选的是介电各向异性δε在-7至-2.5、更优选-6至-3范围内的液晶混合物。
[0095]
为了使液晶分子在盒壁或基板表面上取向或排列，可以使用配向层，也称为取向层，以提供特别引起或诱导预定或所需的分子取向的界面。在许多情况下，在界面处或界面附近的液晶分子平均来说是倾斜的，甚至特别是在没有施加电压的情况下。在这方面，从盒壁平面或界面平面测量的液晶分子的平均倾斜角称为预倾斜角。
[0096]
在一个优选实施方案中，窗元件中的可切换光学盒具有层结构，所述层结构依次包含：
[0097]-第一基板,
[0098]-第一电极层,
[0099]-第一配向层,
[0100]-可切换层,
[0101]-第二配向层,
[0102]-第二电极层，和
[0103]-第二基板。
[0104]
特别优选第一配向层和/或第二配向层是垂面配向层。
[0105]
因此，优选的是，在一种光学状态下，可切换层中的液晶介质是垂面配向的，特别是在不存在电场的情况下。
[0106]
特别优选的是，可切换光学盒可在亮态和暗态之间切换，其中在清亮点以下且在没有电场的情况下，可切换层是垂面配向的。
[0107]
优选地，可切换光学盒的两个基板被布置成使得每个基板具有至少一个不与另一个基板重叠的区域。因此，这些非重叠区域可以提供到相应的透明电极的通路，并且母排可以方便地放置在这些非重叠区域中。非重叠区域优选地是在第一基板和第二基板之间偏置的(offset)，该偏置在1mm至20mm的范围内，优选地在2mm至10mm的范围内，并且例如大约4mm。
[0108]
液晶介质可以合适的方式包括在电光盒中，例如使用真空填充或一滴填充。典型地，提供边缘密封剂以封闭电池或分别容纳介质。用于密封盒的合适材料的实例包括环氧基密封剂、聚氨酯、热熔密封剂和丙烯酸酯。
[0109]
在窗元件中，特别是在可转换光学盒中，可切换层的厚度优选为至少5μm，更优选至少7μm，甚至更优选至少10μm，还更优选至少15μm，特别优选至少20μm。在一个实施方案中，包含液晶介质的可切换层的厚度为5μm至100μm，更优选10μm至50μm，特别是15μm至25μm。
[0110]
为了保持切换层的适当厚度，可以在切换层的盒间隙内包括间隔物。通常，间隔物具有直径在盒间隙范围内的球形形状。例如，可以使用由聚合物或玻璃制成的具有预定直径的球形形状的非导电间隔物。在一些实施方案中，提供粘性间隔物可能是有用的，即具有一些固有粘合特性以更好地粘附到表面的间隔物。例如，为了避免或最小化不希望的漏光，也可以有用地使用黑色间隔物。可以尤其有益的是使用黑色和粘性的间隔物。或者，可以通过其他合适的方式设置或保持盒厚度，例如通过使用柱状间隔物。柱状间隔物也可以形成为提供隔室，因此任选地允许可自由切割的结构。
[0111]
在本文中，术语膜和层包括具有或多或少显著的机械稳定性的刚性或柔性、自支撑或独立式膜或层，以及在支撑基板上或两个基板之间的涂层或层。
[0112]
也可以在基板上提供钝化层或阻挡层，例如包含氧化硅或氮化硅，优选由氧化硅或氮化硅组成的钝化层。在这种情况下，钝化层布置在基板上，使得配向层在最顶部，即接触lc介质。
[0113]
优选透明导电电极层分别嵌入两个透明介电层之间。因此，根据特别优选的实施方案，在光学器件中，在可切换层中提供液晶介质，其中可切换层夹在第一配向层和第二配向层之间并与第一配向层和第二配向层直接接触，并且其中电极分别布置在钝化层上，特别是嵌入两个透明介电层之间。
[0114]
在一个优选的实施方案中，窗元件仅包含单个可切换光学盒。还优选可切换光学盒仅包含单个可切换层。因此特别优选窗元件仅包含单个可切换光学盒，该单个可切换光学盒仅包含单个可切换层。
[0115]
已经令人惊奇地发现，在根据本发明的窗元件中仅提供单个可切换层可以足以提供有效的热和电可切换性，即提供电和热控制或驱动的切换。这可以在改进和简化的器件构造和组装方面提供益处。
[0116]
然而，在替代实施方案中，也可以提供两个或更多个可切换层，例如在所谓的双盒构造中，其中例如根据本发明的两个可切换层或两个可切换光学盒包括在窗元件中。
[0117]
窗元件可以包括另外的功能层，例如uv阻隔层、低e层和/或滤色器。
[0118]
光学盒和窗元件的优选特征在于它们不包含基于聚合物的偏振器，特别优选不包含固体材料相中的偏振器，并且非常特别优选完全不包含偏振器。因此，在特别优选的实施方案中，该器件，特别是窗元件，不包括偏振器。
[0119]
然而，根据一个替代的实施方案，该器件也可以包含一种或多种偏振器。因此，在一个实施方案中，在光学器件中提供至少一个偏振层和任选地至少一个延迟层。在这种情况下，偏振器优选是线性偏振器。可以任选地使用吸收偏振器和反射偏振器。优选使用光学薄膜形式的偏振器。
[0120]
因此，除了在液晶介质中提供一种或多种二色性染料之外或作为其替代，可以提供窗元件，其中可切换光学盒还包含一个或多个偏振器层和任选的一个或多个光学延迟层。
[0121]
在一个特别的替代方案中，优选该器件仅包括一个偏振器。如果恰好存在一个偏振器，则优选使用heilmeier型宾主布置。在另一个可选方案中，具有两个偏振器的液晶盒，优选在液晶介质中不存在任何二色性染料的情况下，用于控制光透射。
[0122]
在一个实施方案中，窗元件被构造为隔热玻璃窗单元或被包含在隔热玻璃窗单元中，优选地被构造为双层玻璃窗或三层玻璃窗。
[0123]
优选地，可切换光学盒布置在层合体中，其中优选地提供阻隔uv的层合层，并且其中优选地层合体面向光源。
[0124]
这种布置可以有助于保护或稳定可切换层中的活性材料免受光(特别是uv光)的降解。
[0125]
优选地，提供光学盒与窗元件中最外面的窗格玻璃或玻璃窗的充分热接触，其中最外层是元件的能量入射面。这对于确保外部或外部光源和/或热源可以更有效地影响和影响器件的热切换行为是有用的。
[0126]
优选地，光学盒包含第一和第二配向层。原则上，第一配向层和第二配向层可以基于常规材料和方法形成。
[0127]
优选地，第一配向层和第二配向层包含有机材料，更优选地由有机材料组成，其中特别地，有机材料被摩擦，尤其是机械摩擦，或光处理，尤其是光配向。例如，可以使用有机材料，例如卵磷脂，特别是聚酰亚胺。
[0128]
优选地，第一配向层和第二配向层是基于聚酰亚胺的层。因此，在优选的实施方案中，配向层包含聚酰亚胺，更优选地由聚酰亚胺组成。也可以使用或包括化学改性或增强的聚酰亚胺，例如含偶氮苯的聚酰亚胺。优选地包含聚酰亚胺的配向层也可以被摩擦，或者可
以通过光配向方法制备。
[0129]
优选如此布置配向层，优选聚酰亚胺层，使得它们特别是在界面处提供液晶介质分子的垂面取向。在一个特别优选的实施方案中，在两个基板上使用经摩擦的聚酰亚胺层。
[0130]
也可以使用通过光配向利用配向表面的光诱导的取向有序化而制备的聚酰亚胺层。这可以通过借助于偏振光的光分解、光二聚化或光异构化来实现。
[0131]
在一个优选的实施方案中，可切换层是垂面或垂直配向的液晶层。因此液晶介质优选具有负介电各向异性δε，即垂直于电场。因此通过施加垂直于平面的电场，介质可切换成平行于层结构平面的取向。
[0132]
具有负介电各向异性的液晶介质的实例在ep 1 378 558 a1中给出。
[0133]
液晶介质可以包括添加剂。特别地，液晶介质优选包括浓度为至少5ppm的抗氧化剂或稳定剂。
[0134]
在一个优选的实施方案中，液晶介质包含0至10重量％，更优选5ppm至5重量％，特别优选10ppm至1重量％的稳定剂。
[0135]
在上下文中，δn表示光学各向异性，其中δn＝n
e-no，并且其中优选光学各向异性δn在20℃和589.3nm波长下测定。液晶介质优选具有0.03-0.30，更优选0.04-0.27，甚至更优选0.06-0.21，特别是0.09-0.16的光学各向异性δn。
[0136]
所有物理性质和物理化学或电光参数通过通常已知的方法测定，特别是根据“merck liquid crystals，physical properties of liquid crystals”，status 1997年11月，merck kgaa，germany，并且在20℃的温度下给出，除非另有明确说明。
[0137]
在本文中，除非另有明确说明，否则所有浓度均以重量百分比给出并且涉及相应的完全混合物。
[0138]
光的透射和散射优选是指在380nm至780nm的光谱范围内的电磁辐射的透射和散射。
[0139]
此外，液晶介质优选表现出有利的低温稳定性而没有可见的结晶或分解，特别是在-40℃下在本体中测量的超过200小时的长保质期。
[0140]
优选地，根据本发明使用的液晶介质包含一种或多种选自式cy、py和ac化合物的化合物：
[0141][0142]
其中
[0143]
a表示1或2，
[0144]
b表示0或1，
[0145]
c表示0、1或2，
[0146]
d表示0或1，
[0147]
表示
[0148]
和
[0149]
表示
[0150][0151]
表示
[0152][0153]
r1、r2、r
ac1
和r
ac2
各自彼此独立地表示具有1至12个c原子的烷基，其中另外地，一个或两个非相邻的ch2基团可被基团可被-o-、-ch＝ch-、-co-、-oco-或-coo-以o原子不直接彼此链接的方式替代，优选具有1-6个c原子的烷基或烷氧基，
[0154]zx
,zy和z
ac
各自彼此独立地表示-ch2ch
2-、-ch＝ch-、-cf2o-、-ocf
2-、-ch2o-、-och
2-、-co-o-、-o-co-、-c2f
4-、-cf＝cf-、-ch＝ch-ch2o-或单键，优选单键，和
[0155]
l
1-4
各自彼此独立地,表示f,cl,cn,ocf3,cf3,ch3,ch2f或chf2，优选f。
[0156]
优选地，l1和l2两者均表示f或l1和l2之一表示f且另一个表示cl，且l3和l4两者表示f，或l3和l4中的一个表示f且另一个表示cl。
[0157]
此处
[0158][0159]
表示反式-1,4-亚环己基。
[0160]
特别优选的是，根据本发明使用的液晶介质含有一种或多种选自式cy、py和ac化合物的化合物，其量基于介质的总含量计为至少20重量％、更优选至少25重量％、甚至更优选至少30重量％、仍更优选至少35重量％、又更优选至少40重量％和特别优选至少50重量％。
[0161]
式cy的化合物优选选自下式的化合物：
[0162]
[0163]
[0164]
[0165]
[0166][0167]
其中a表示1或2，alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个c原子的直链烷基，和alkenyl表示具有2-6个c原子的直链烯基，并且(o)表示氧原子或单键。alkenyl优选表示ch2＝ch-、ch2＝chch2ch
2-、ch
3-ch＝ch-、ch
3-ch
2-ch＝ch-、ch
3-(ch2)
2-ch＝ch-、ch
3-(ch2)
3-ch＝ch-或ch
3-ch＝ch-(ch2)
2-。
[0168]
式py的化合物优选选自下式的化合物：
[0169]
[0170]
[0171]
[0172][0173]
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个c原子的直链烷基，并且alkenyl表示具有2-6个c原子的直链烯基，并且(o)表示氧原子或单键。alkenyl优选表示ch2＝ch-、ch2＝chch2ch
2-、ch
3-ch＝ch-、ch
3-ch
2-ch＝ch-、ch
3-(ch2)
2-ch＝ch-、ch
3-(ch2)
3-ch＝ch-或ch
3-ch＝ch-(ch2)
2-。
[0174]
式ac的化合物优选选自下式的化合物：
[0175][0176]
其中r3和r4具有如上所述的r
ac1
和r
ac2
的含义。
[0177]
特别优选液晶介质包含一种或多种选自下式cy-a和ac-a化合物的化合物：
[0178][0179]
其中r3、r4、r5和r6各自彼此独立地表示具有1至12个c原子的烷基，其中另外地，一个或两个非相邻ch2基团可以被基团可以被
[0180]-o-,-ch＝ch-,-co-,-oco-或-coo-以o原子不直接彼此连接的方式替代，且其中优选r3、r5和r6各自彼此独立地表示具有1至6个c原子的烷基且优选r4表示具有1
至6个c原子的烷氧基。
[0181]
在一个实施方案中，式ac-a中的基团r5和r6中的一个或两个是环烷基，特别是选自环丙基、环丁基和环戊基。
[0182]
优选地，根据本发明使用的液晶介质进一步包含一种或多种式i的化合物
[0183][0184]
其中
[0185]r41
和r
42
各自彼此独立地表示具有1至12个c原子的烷基，其中另外地，一个或两个非相邻ch2基团可以被基团可以被-o-,-ch＝ch-,-co-,-oco-或-coo-以o原子不直接彼此连接的方式替代。
[0186]
式i的化合物优选选自下式的化合物：
[0187]
[0188][0189]
其中alkyl和alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个c原子的直链烷基，且(o)表示氧原子或单键。
[0190]
上下文所述的介晶化合物是已知的，或者可以通过本身已知的方法制备，如文献中所述那样(例如在标准著作如houben-weyl,methoden der organischen chemie[methods of organic chemistry],georg-thieme-verlag,stuttgart中)，确切地说，在已知且适合于所述反应的反应条件下制备。这里也可以使用本身已知的变体，但这里没有更详细地提及。根据本发明的介质以本身常规的方式制备。通常，组分优选在升高的温度下彼此溶解。可以加入合适的添加剂或物质以改变液晶相的介电各向异性、粘度和/或配向。
[0191]
根据本发明的术语“烷基”优选包括直链和支链的烷基，优选具有1-7个碳原子，特别是直链基团甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基和庚基。通常优选具有2-5个碳原子的基团。
[0192]
烷氧基可以是直链或支链的，并且其优选是直链的并且具有1、2、3、4、5、6或7个碳原子，并且因此优选是甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基。
[0193]
根据本发明的术语“烯基”优选包含直链和支链的烯基，优选具有2-7个碳原子，特别是直链基团。特别优选的烯基是c
2-c
7-1e烯基、c
4-c
7-3e烯基、c
5-c
7-4e烯基、c
6-c
7-5e烯基和c
7-6e烯基，特别是c
2-c
7-1e烯基、c
4-c
7-3e烯基和c
5-c
7-4e烯基。优选的烯基的实例是乙烯基、1e-丙烯基、1e-丁烯基、1e-戊烯基、1e-己烯基、1e-庚烯基、3-丁烯基、3e-戊烯基、3e-己烯基、3e-庚烯基、4-戊烯基、4z-己烯基、4e-己烯基、4z-庚烯基、5-己烯基和6-庚烯基。具有至多5个碳原子的基团通常是优选的。
[0194]
氟化烷基或烷氧基优选包含cf3,ocf3,cfh2,ocfh2,cf2h,ocf2h,c2f5,oc2f5,cfhcf3,cfhcf2h,cfhcfh2,ch2cf3,ch2cf2h,ch2cfh2,cf2cf2h,cf2cfh2,ocfhcf3,ocfhcf2h,ocfhcfh2,och2cf3,och2cf2h,och2cfh2,ocf2cf2h,ocf2cfh2,c3f
7 or oc3f7,特别是cf3,ocf3,cf2h,ocf2h,c2f5,oc2f5,cfhcf3,cfhcf2h,cfhcfh2,cf2cf2h,cf2cfh2,ocfhcf3,ocfhcf2h,ocfhcfh2,ocf2cf2h,ocf2cfh2,c3f7或oc3f7,特别优选ocf3或ocf2h。在优选的实施方案中，氟代烷基包含具有末端氟的直链基团，即氟代甲基、2-氟代乙基、3-氟代丙基、4-氟代丁基、5-氟代戊
基、6-氟代己基和7-氟代庚基。然而，不排除氟的其他位置。
[0195]
氧杂烷基优选包含式c
nh2n+1-o-(ch2)m的直链基团，其中n和m各自彼此独立地为1-6。优选地，n＝1和m为1-6。
[0196]
氧杂烷基优选为直链的2-氧杂丙基(＝甲氧基甲基)、2-(＝乙氧基甲基)或3-氧杂丁基(＝2-甲氧基乙基)、2-，3-或4-氧杂戊基、2-，3-，4-或5-氧杂己基、2-，3-，4-，5-或6-氧杂庚基、2-，3-，4-，5-，6-或7-氧杂辛基、2-，3-，4-，5-，6-，7-或8-氧杂壬基或2-，3-，4-，5-，6-，7-，8-或9-氧杂癸基。
[0197]
卤素优选为f或cl，特别是f。
[0198]
如果上述基团之一是其中一个ch2基团已经被-ch＝ch-替代的烷基，则其可以是直链或支链的。其优选是直链的并且具有2至10个碳原子。因此，其特别是乙烯基，丙-1-或丙-2-烯基，丁-1-、-2-或丁-3-烯基，戊-1-、-2-、-3-或戊-4-烯基，己-1-、-2-、-3-、-4-或己-5-烯基，庚-1-、-2-、-3-、-4-、-5-或庚-6-烯基，辛-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-或辛-7-烯基，壬-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-或壬-8-烯基，癸-1-、-2-、-3-、-4-、-5-、-6-、-7-、-8-或癸-9-烯基。
[0199]
如果上述基团之一是其中一个ch2基团已经被-o-替代和一个ch2基团被-co-替代的烷基，则它们优选是相邻的。因此它们含有酰氧基-co-o-或氧羰基-o-co-。这些优选是直链的并且具有2-6个碳原子。它们因此特别是乙酰氧基，丙酰氧基，丁酰氧基，戊酰氧基，己酰氧基，乙酰氧基甲基，丙酰氧基甲基，丁酰氧基甲基，戊酰氧基甲基，2-乙酰氧基乙基，2-丙酰氧基乙基，2-丁酰氧基乙基，3-乙酰氧基丙基，3-丙酰氧基丙基，4-乙酰氧基丁基，甲氧基羰基，乙氧基羰基，丙氧基羰基，丁氧基羰基，戊氧基羰基，甲氧基羰基甲基，乙氧基羰基甲基，丙氧基羰基甲基，丁氧基羰基甲基，2-(甲氧基羰基)乙基，2-(乙氧基羰基)乙基，2-(丙氧基羰基)乙基，3-(甲氧基羰基)丙基，3-(乙氧基羰基)丙基或4-(甲氧基羰基)丁基。
[0200]
如果上述基团之一是其中一个ch2基团已被未取代或取代的-ch＝ch-替代并且相邻的ch2基团已被co、co-o或o-co替代的烷基，则其可以是直链或支链的。其优选是直链的并且具有4至13个碳原子。因此，它特别是丙烯酰氧基甲基、2-丙烯酰氧基乙基、3-丙烯酰氧基丙基、4-丙烯酰氧基丁基、5-丙烯酰氧基戊基、6-丙烯酰氧基己基、7-丙烯酰氧基庚基、8-丙烯酰氧基辛基、9-丙烯酰氧基壬基、10-丙烯酰氧基癸基、甲基丙烯酰氧基甲基、2-甲基丙烯酰氧基乙基、3-甲基丙烯酰氧基丙基、4-甲基丙烯酰氧基丁基、5-甲基丙烯酰氧基戊基、6-甲基丙烯酰氧基己基、7-甲基丙烯酰氧基庚基、8-甲基丙烯酰氧基辛基或9-甲基丙烯酰氧基壬基。
[0201]
如果上述基团之一是被cn或cf3单取代的烷基或链烯基，则该基团优选是直链的。cn或cf3的取代是在任何位置。
[0202]
如果上述基团之一是至少被卤素单取代的烷基或烯基，则该基团优选为直链，卤素优选为f或cl、更优选为f。在多取代的情况下，卤素优选为f。所得基团还包括全氟化基团。在单取代的情况下，氟或氯取代基可以在任何所需的位置，但优选在ω-位。
[0203]
含有支化基团的化合物有时可能是重要的，因为在一些常规液晶基础材料中具有更好的溶解性。然而，如果它们是光学活性的，则它们特别适合作为手性掺杂剂。
[0204]
这种类型的支化基团通常含有不超过一个支链。优选的支化基团是异丙基、2-丁基(＝1-甲基丙基)、异丁基(＝2-甲基丙基)、2-甲基丁基、异戊基(＝3-甲基丁基)、2-甲基
戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基、异丙氧基、2-甲基丙氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-乙基己氧基、1-甲基己氧基或1-甲基庚氧基。
[0205]
如果上述基团中的一个是其中两个或更多个ch2基团被-o-和/或-co-o替代的烷基，则其可以是直链或支链的。其优选是支链的并且具有3-12个碳原子。因此，特别地，其是双羧基甲基、2,2-双羧基乙基、3,3-双羧基丙基、4,4-双羧基丁基、5,5-双羧基戊基、6,6-双羧基己基、7,7-双羧基庚基、8,8-双羧基辛基、9,9-双羧基壬基、10,10-双羧基癸基、双(甲氧基羰基)甲基、2,2-双(甲氧基羰基)乙基、3,3-双(甲氧基羰基)丙基、4,4-双(甲氧基羰基)丁基、5,5-双(甲氧基羰基)戊基、6,6-双(甲氧基羰基)己基、7,7-双(甲氧基羰基)庚基、8,8-双(甲氧基羰基)-辛基、双(乙氧基羰基)甲基、2,2-双(乙氧基羰基)乙基、3,3-双(乙氧基羰基)丙基、4,4-双(乙氧基羰基)丁基或5,5-双(乙氧基羰基)戊基。
[0206]
除了适当高的光学各向异性之外，包含在可切换层中的液晶介质可以有利地表现出有利的高电压保持比(vhr)以及良好的光稳定性。
[0207]
在一个特定的实施方案中，可切换层是经聚合物稳定的。已经令人惊奇地发现，聚合物稳定可以有利地有助于获得并随时间保持具有所需配向和构型的光学状态。
[0208]
在这方面，优选在液晶介质中提供一种或多种可聚合的、可固化的或可硬化的化合物，优选一种或多种可光固化的单体，作为用于聚合物稳定化的聚合物组分的前体，并且这些反应性化合物随后原位聚合。
[0209]
因此，在一个实施方案中，在液晶介质中包含一种或多种可聚合化合物作为用于聚合物稳定化的聚合物的前体。在一个实施方案中，使用可聚合介晶或液晶化合物，也称为反应性介晶(rm)或介晶单体。
[0210]
光学盒和窗元件可以具有不同的形状，例如方形，长方形、三角形或多边形。窗元件可以例如包含或布置在双层玻璃窗单元或三层玻璃窗单元中，特别是在隔热玻璃窗单元中。窗元件可以合适且有利地用于建筑物或运载工具中。
[0211]
优选的可切换的光学盒仅含有单一切换层。在本发明的一个实施方案中，窗元件精确地包含一个可切换光学盒。
[0212]
然而，在另一种情况下，窗元件包括附加的可切换光学盒。在后一种情况下，在光学盒中分别或单独地提供两个切换层，然后将其组合并构造为所谓的双盒，特别是通过使用例如层压或粘合剂的连接。
[0213]
窗元件的面积优选为至少100cm2，更优选为至少1600cm2，甚至更优选为至少10000cm2。此外，优选可切换层是未分段的，或者在可切换层被分段成隔室的替代情况下，所述隔室各自的面积为至少1cm2，更优选为至少10cm2，甚至更优选为至少50cm2。与展现出大量微小的像素的常规液晶显示器相比，窗元件通常包含延伸的连续液晶材料区域以及同样延伸的均匀电极区域。
[0214]
以下实施例仅仅是对本发明的阐明，它们不应被认为是以任何方式限制本发明的范围。鉴于本公开内容，实施例及其修改或其它等同物对于本领域技术人员来说是显而易见的。
[0215]
然而，下面所示的物理性质和组成说明了可以获得哪些性质以及可以在哪些范围内改变它们。尤其是，可以优选获得的各种性质的组合因此被很好地限定。
实施例
[0216]
制备并研究以下液晶混合物。
[0217]
实施例1
[0218]
制备具有以下组成的混合物m-1。
[0219][0220]
混合物m-1具有36.0℃的清亮点。
[0221]
实施例2
[0222]
通过将99.70％的混合物m-1与0.30％的下式化合物混合来制备混合物m-2
[0223][0224]
实施例3
[0225]
通过混合96.914％的混合物m-1，0.544％的下式化合物
[0226][0227]
1.152％的下式化合物
[0228][0229]
1.390％的下式化合物
[0230][0231]
制备混合物m-3。
[0232]
混合物m-3的清亮点为41.6℃。
[0233]
将混合物m-3填充到具有玻璃基板的电光盒中，所述玻璃基板具有ito电极以及给出垂面配向的聚酰亚胺配向层，其中盒间隙为25μm。
[0234]
使用加热板和光谱仪以及显微镜热台系统研究热和电切换性能。
[0235]
在没有电场的情况下，电光盒中的液晶介质在室温下具有向列相，给出器件的均匀明亮状态外观。在41.6℃观察到清亮点。在该温度下，向列相开始转变成多相体系，其中各向同性介质的暗液滴嵌入明亮的向列相畴中。向列相和各向同性畴共存的该清亮温区位于41.6℃至44℃，其中观察到器件的不均匀视觉外观。
[0236]
在41.6℃至44℃的温度区域中电切换(30v)该盒，并且向列相畴快速切换到暗态，使得器件整体上给出均匀的暗外观。
[0237]
为了给出特别改进的切换性能和美学上有利的外观，在刚好低于清亮点，特别是在40.5℃和41.5℃之间的温度下进行电切换。
[0238]
此外，在室温下的电切换以优异的对比度和均匀性给出了亮态和暗态之间的快速转变。
[0239]
填充有混合物m-3的电光盒通过层压包括在窗元件中。
[0240]
实施例4
[0241]
类似于实施例3制备染料掺杂的混合物m-4，其中使用混合物m-2代替混合物m-1。
[0242]
实施例5
[0243]
制备具有以下组成的混合物m-5。
[0244][0245]
通过将99.70％的混合物m-5与0.03％的下式化合物混合来制备混合物m-5-1
[0246][0247]
通过混合99.51％的混合物m-5和0.49％的可获自merck kgaa,darmstadt,germany的手性掺杂剂s-811来制备混合物m-5-2。
[0248]
实施例6
[0249]
通过将96.914％的混合物m-5，0.544％的下式化合物
[0250][0251]
1.152％的下式化合物
[0252]
和
[0253]
1.390％的下式的化合物
[0254][0255]
混合制备混合物m-6。
[0256]
混合物m-6的清亮点为50.5℃。
[0257]
将混合物m-6填充到具有玻璃基板的电光盒中，所述玻璃基板具有ito电极以及给出垂面配向的聚酰亚胺配向层，其中盒间隙为25μm。
[0258]
使用加热板和光谱仪以及显微镜热台系统研究热和电切换性能。
[0259]
在没有电场的情况下，电光盒中的液晶介质在室温下具有向列相，给出器件的均匀明亮状态外观。在50.5℃观察到清亮点。在该温度下，向列相开始转变成多相体系，其中各向同性介质的暗液滴嵌入明亮向列相畴中。向列相和各向同性畴共存的清亮温区位于50.5℃至53℃，其中观察到器件的不均匀视觉外观。
[0260]
在50.5℃至53℃的温度区域中电切换(30v)该盒，并且向列相畴快速切换到暗状态，使得器件整体上给出均匀的暗外观。
[0261]
为了给出特别改进的切换性能和美学上有利的外观，在刚好低于清亮点，特别是在49.4℃和50.4℃之间的温度下进行电切换。
[0262]
此外，在室温下的电切换以优异的对比度和均匀性给出了亮状态和暗状态之间的快速转变。
[0263]
填充有混合物m-6的电光盒通过层压包括在窗元件中。
[0264]
实施例7和8
[0265]
类似于实施例6制备染料掺杂的混合物m-7和m-8，其中分别使用混合物m-5-1和m-5-2代替混合物m-5。

技术特征：
1.一种窗元件，包括可切换光学盒，其能够在至少两个光学状态之间电切换，并且其包含插入在两个相对的透明基板之间的可切换层，其中每个基板设置有电极结构，或者所述基板中的一个设置有两个电极结构而另一个基板不设置电极，并且其中所述可切换层包含清亮点在所述窗元件的工作温度内的液晶介质。2.根据权利要求1所述的窗元件，其中所述液晶介质的介电各向异性的绝对值为2.5或更大。3.权利要求1或2所述的窗元件，其中所述液晶介质具有5℃至65℃，优选15℃至45℃的温度范围内的清亮点。4.根据权利要求1至3中一项或多项所述的窗元件，其中所述液晶介质包含一种或多种二色性染料。5.根据权利要求1至4中一项或多项所述的窗元件，其中所述液晶介质包含手性掺杂剂。6.根据权利要求1至5中一项或多项所述的窗元件，其中所述液晶介质具有负介电各向异性。7.根据权利要求1至6中一项或多项所述的窗元件，其中所述可切换光学盒具有层结构，所述层结构依次包含：-第一基板,-第一电极层,-第一配向层,-可切换层，-第二配向层,-第二电极层，和-第二基板。8.根据权利要求7所述的窗元件，其中所述第一配向层和/或所述第二配向层是垂面配向层。9.根据权利要求1至8中一项或多项所述的窗元件，其中所述可切换光学盒可在亮状态和暗状态之间切换，并且其中在清亮点以下并且在没有电场的情况下所述可切换层是垂面配向的。10.根据权利要求1至9中一项或多项所述的窗元件，其中所述元件被构造为隔热玻璃窗单元，优选地被构造为双层玻璃窗或三层玻璃窗。11.根据权利要求1至10中一项或多项所述的窗元件，其中所述可切换光学盒布置在层合体中，其中优选地提供阻隔uv的层合层，并且其中优选地所述层合体面向光源。12.根据权利要求1至11中一项或多项的窗元件，其中所述液晶介质包含一种或多种选自式cy、py和ac化合物的化合物：
其中a表示1或2，b表示0或1，c表示0、1或2，d表示0或1，表示表示和表示表示表示
r1、r2、r
ac1
和r
ac2
各自彼此独立地表示具有1至12个c原子的烷基，其中另外地，一个或两个非相邻的ch2基团可被基团可被-o-、-ch＝ch-、-co-、-oco-或-coo-以o原子不直接彼此链接的方式替代，优选具有1-6个c原子的烷基或烷氧基，z
x
,z
y
和z
ac
各自彼此独立地表示-ch2ch
2-、-ch＝ch-、-cf2o-、-ocf
2-、-ch2o-、-och
2-、-co-o-、-o-co-、-c2f
4-、-cf＝cf-、-ch＝ch-ch2o-或单键，优选单键，和l
1-4
各自彼此独立地,表示f,cl,cn,ocf3,cf3,ch3,ch2f或chf2，优选f。13.根据权利要求1至12中一项或多项所述的窗元件，其中所述液晶介质包含一种或多种选自式cy-a和ac-a化合物的化合物其中r3,r4,r5和r6各自彼此独立地表示具有1-12个c原子的烷基，其中另外地，一个或两个非相邻的ch2基团可以被基团可以被基团可以被-o-,-ch＝ch-,-co-,-oco-或-coo-以o原子不直接彼此连接的方式替代，和其中优选地r3、r5和r6各自彼此独立地表示具有1-6个碳原子的烷基并且优选r4表示具有1-6个c原子的烷氧基。14.根据权利要求1至13中一项或多项所述的窗元件在建筑物或运载工具的窗中的用途。15.一种用于根据权利要求1至13中一项或多项所述的窗元件的液晶介质，其中所述液晶介质具有在5℃至65℃的温度范围内的清亮点，并且包含一种或多种选自如权利要求12中所述的式cy、py和ac化合物的化合物。

技术总结
本发明涉及用于调节光透射的器件，尤其涉及可切换窗。本发明特别涉及窗元件，其包含具有可切换层的电可切换光学盒，所述可切换层含有清亮点在窗元件的工作温度内的液晶介质。本发明还涉及用于窗元件的液晶介质。发明还涉及用于窗元件的液晶介质。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：默克专利股份有限公司
技术研发日：2021.12.09
技术公布日：2023/8/8