用于光学切换元件的切换层

用于光学切换元件的切换层

本发明涉及用于光学切换元件的基于液晶混合物的切换层。本发明还涵盖包含切换层的切换元件及含有切换元件的窗元件。液晶混合物包含低分子量液晶组分、聚合物组分及用于垂直配向的自配向添加剂。

具有容许不同日光吸收度的可变暗切换层的窗元件为本领域技术人员已知。这些窗元件通常是基于通过应用电极来寻址的包含液晶(LC)介质的切换层(US 2016033807A)。含有具有上文所述切换层中的一者的切换元件的窗元件可在“亮”与“暗”状态之间切换，以使得在“暗”切换状态中实现房间的遮光，该房间在其外墙中含有窗元件作为窗(一个或多个)的光透射组件，其中遮光的程度可通过施加至切换元件的电压来调节。

然而，许多人认为即使在“暗”切换状态中穿过窗元件进入房间的日光仍是令人不悦的，这是因为即使“暗”的日光仍使其感到目眩。尽管为避免目眩，其可将切换元件切换为“较暗”切换状态，直至最终实现认为不再使人目眩的“暗”切换状态为止，但必须另外考虑到人们对由日光所致目眩的敏感程度不同。若后来最终实现满足每个人的“暗”切换状态，则以这样的方式遮光的房间通常会太暗，使得若非绝对不可能，至少更难以进行工作。因此，被迫借助人工照明恢复工作所需的亮度，然而从能量角度来看这是不期望的。

因此，本发明的目标是提供含有切换元件的窗元件，该窗元件使得可独立于房间中所需的亮度来调节房间中由日光所致的目炫，从而避免人工照明的需要。

聚合物分散液晶(PDLC)膜具有用于挠性显示器、透明显示器及智能窗的相当大的潜力，这是因为其可以电方式切换。从混浊切换至透明的通常混浊的PDLC模式由于其易于制造而是流行的。

然而，在无电压情形下具有通常混浊外观的窗可以是缺点。本发明者已揭示，对于窗应用而言，通常为透明模式的PDLC可为更优选的。在此提出的一个解决方案是通常透明的聚合物网络LC器件。

使用基于含有光聚合液晶(LC)分子的网络的液晶的各向异性凝胶，通过施加电场将LC显示盒从无散射可逆切换至散射模式(R.M.A.Hikmet,J.Appl.Phys.68(9),1990,4406-4412)。

因此，本发明的另一目标是提供用于切换元件的切换层，其使得能够将切换元件从透明状态切换为不透明、即非透明状态。不透明状态在此是其中穿过切换元件的光经散射的状态。不透明切换状态会引起一种或多种选自以下各项的效应：如上文所提及的目眩减少及隐私的建立。

申请人已申请欧洲专利申请案第15001239.1号(后期公开为WO 2016/173693)，其关于基于LC混合物的通常透明的可切换散射层的构筑。所述切换层使用聚酰亚胺配向层以实现LC相指向矢的均匀配向。

本发明的另一目标是易于制造大面积光学器件，例如窗玻璃及其他透明建筑元件。薄功能层在大玻璃基板上的沉积通常与相当大的技术努力相结合。

通过本公开，提出用于垂直定向、通常透明的切换层的新设计及制备，该切换层是基于不可聚合的低分子量液晶、聚合物(例如，由可聚合组分制得的聚合物网络)或其可聚合前体单体及垂直配向添加剂的混合物。

本发明提供用于切换元件的切换层S，其中该切换层S具有透明切换状态及散射切换状态，并在上切换层平面USLP与下切换层平面LSLP之间包含液晶介质，其特征在于液晶介质至少包含：

-低分子量液晶组分，

-可聚合或经聚合组分及

-用于垂直配向的自配向添加剂。

切换层S经处理的液晶介质在切换层的至少一种状态中、优选在电压驱动状态中前向散射。

本发明的另一目标是以下各项的混合物：

-不可聚合的低分子量液晶组分，

--聚合物(例如，自可聚合组分制得的聚合物网络)或其可聚合前体单体(在此亦称为可聚合化合物)及

--垂直配向添加剂。

基于在“暗”状态中散射且在亮状态中非散射的原理，切换层类似于聚合物分散LC器件(PDLC器件)起作用。切换层优选是以使得在一种切换状态中，在入射线方向D(＝)上击中上切换层平面USLP的平行光射线在穿过切换层S时从D(＝)偏转的方式经配置，以使得离开下切换层平面LSLP后，最初平行的光射线在前向散射方向D(＜)上散射，从而产生前向散射，其经测量为漫射性透射率Td，其中Td＞0.2且其中Td是根据式(1)来定义Td＝(I≥2.5°/It)(1)，

其中

I≥2.5°表示在≥2.5°的散射角下大角度散射的强度，且

It表示全透射的强度。

Td值在此指示在380nm至780nm的光谱区中进行平均化。所指示强度是如在工作实施例中所指示来测定，且Td值是如工作实施例中所指示来测定。

漫射性雾度H(也称为雾度)在本文中是根据式(2)定义

H＝Td·100[％] (2)，

其中Td如上文根据式(1)来定义。

构建至切换元件中的本发明切换层S，任选除借助亮/暗状态调节外，容许在无需借助人工房间照明实现必要房间亮度的情形下调节由日光所致目眩的能力。这借助本发明切换层S优选在一种切换状态中大于0.2的漫射性透射率变为可能，从而导致至少由从外界穿过切换层进入房间的光射线所致的目眩显著减少且同时导致足够亮度遍布(prevail)房间，以使得日间在无人工照明的情形下工作变为可能。许多人认为这是非常令人愉悦的，且另外减少具有含切换元件的窗元件的建筑物的能量需求，该切换元件具有本发明的切换层S。

原则上，节能、透明或挠性显示器件也可利用本发明的切换层来实现。该元件的生产有利地关联极少努力，这是因为尤其“配向层”并非必须施加至基板。

出于本发明的目的，术语“切换状态”主要意指其中本发明的切换层S可存在的二元状态，即

-在一种切换状态中，其中本发明的切换层S具有Td＞0.2的漫射性透射率且对人眼呈现均匀不透明，且

-在另一种切换状态中，其中本发明的切换层S具有Td≤0.2的漫射性透射率且对人眼呈现透明并澄清。

然而，本发明的切换层也可具有其他切换状态，特定而言中间状态。

另外，本发明的切换层S若与切换元件中的其他切换层组合，则容许在完全隐私的状态及与外界具有视觉接触的状态之间切换。具体而言，与外界的视觉接触是遮篷(awning)及百叶窗不提供的性质。

出于本发明的目的，术语“光射线”意指(具体而言)UV-A、VIS及NIR区中的电磁射线。具体而言，其意指具有不经窗中通常所用的材料(例如，玻璃)吸收或仅吸收可忽略程度的波长的光射线。根据通常所用的定义，UV-A区意指波长为320nm至380nm，VIS区意指波长为380nm至780nm且NIR区意指波长为780nm至2000nm。

出于本发明的目的，术语“液晶介质”意指在某些条件下具有液晶性质的材料。本发明的液晶介质通常包含至少一种化合物，其分子具有细长形式，即在一个空间方向(纵向轴线)上显著长于其他两个空间方向。液晶介质优选具有向列相。

出于本发明的目的，术语“低分子量液晶”在此意指由一种或多种各自无可聚合基团的所定义化合物构成的非聚合物分子液晶。

出于本发明的目的，术语“反应性介晶”在此意指包含一种或多种化合物的可聚合组分，该化合物具有一个或多个任选通过间隔基团附接至介晶基团的可聚合(反应性)基团。术语介晶基团在此意指广泛定义，即包含1、2、3、4个或更多个优选以线性方式(例如对于分子液晶是典型的一种)配置的环的要素。其优选含有至少一个芳基、杂芳基或环己基。

附图简述

图1：本发明器件的切换操作是通过获得绘示雾度对电压的曲线图来分析。图1绘示含有介电负性混合物M5(10％聚合物，3％添加剂I-1，参见实验细节)的器件(器件实施例5)的切换曲线。

液晶介质通常是在例如玻璃或塑料(聚合物)的平行基板之间引入。在此配置中，配向添加剂将实现LC分子的纵向轴线相对于基板平面的垂直配向。

在优选实施方式中，LC的介电各向异性为负，通常具有Δε＜1.5的介电各向异性。此设计容许通过基板之间的电场进行从透明至散射的切换操作。为此，在面对LC介质的相对基板侧上提供电极，向其供应适宜切换电压。在本文中，使用矩形AC电压用于切换。

用于切换层的液晶低分子量组分可在广泛范围内变化，其中具有如本文所公开优选特征的介质是优选的。优选的是具有负介电各向异性的介质，这是因为其与相对基板侧上的电极良好地协作。表A中包括众多适宜且优选的此类型物质。通常选自下式CY、PY、T、FI和/或B的化合物是优选的。其大部分将促进负Δε。

因此，LC介质的低分子量组分的优选实施方式是包含一种或多种选自式CY、PY、T、FI及B的化合物的LC介质的低分子量组分：

其中

a表示0、1或2，

b表示0或1，

q表示1或2，

表示

和各自彼此独立地表示

或o

其中L5表示F或Cl、优选F，且L6表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F或CHF2、优选F，

其中式T包含至少一个、优选两个基团L5或L6，

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9及R10各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基，其中另外一个或两个不相邻的CH2基团可以O原子彼此不直接连接的方式经-O-、-CH＝CH-、-CO-、-OCO-或-COO-替代；优选具有1至6个C原子的烷基或烷氧基，

Zx及Zy各自彼此独立地表示-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-CO-O-、-O-CO-、-C2F4-、-CF＝CF-、-CH＝CH-CH2O-或单键，优选单键，

L1、L2各自彼此独立地表示F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2，且

L3、L4各自彼此独立地表示H、F、Cl、OCF3、CF3、CH3、CH2F、CHF2。

取代基(F)代表F或H。

优选地，L1及L2二者均表示F或L1及L2中的一者表示F且另一者表示Cl。

式CY的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中a表示1或2，alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基，且alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基，且(O)表示氧原子或单键。alkenyl优选表示CH2＝CH-、CH2＝CHCH2CH2-、CH3-CH＝CH-、CH3-CH2-CH＝CH-、CH3-(CH2)2-CH＝CH-、CH3-(CH2)3-CH＝CH-或CH3-CH＝CH-(CH2)2-。

式PY化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1至6个C原子的直链烷基，且alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基，且(O)表示氧原子或单键。alkenyl优选表示CH2＝CH-、CH2＝CHCH2CH2-、CH3-CH＝CH-、CH3-CH2-CH＝CH-、CH3-(CH2)2-CH＝CH-、CH3-(CH2)3-CH＝CH-或CH3-CH＝CH-(CH2)2-。

式T的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中R表示具有1至7个C原子的直链烷基或烷氧基，R*表示具有2至7个C原子的直链烯基，(O)表示氧原子或单键，且m表示1至6的整数。R*优选表示CH2＝CH-、CH2＝CHCH2CH2-、CH3-CH＝CH-、CH3-CH2-CH＝CH-、CH3-(CH2)2-CH＝CH-、CH3-(CH2)3-CH＝CH-或CH3-CH＝CH-(CH2)2-。R优选表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基。尤其优选的是式T2化合物，其中(O)是单键。

尤其优选的式FI化合物选自由以下子式组成的组：

其中R7优选表示直链烷基，且R8表示CH3、C2H5或正C3H7。尤其优选的是式FI1、FI2及FI3的化合物。

尤其优选的式B化合物是式B-1化合物：

其中alkyl及alkyl*独立地表示具有1至7个、优选2至5个C原子的直链烷基。本发明的介质优选含有一种或多种式B或B-1的化合物。

LC介质进一步包含一种或多种用于垂直配向的自配向添加剂。一些如本文中所使用的用于垂直配向的自配向添加剂是从先前公开案得知。举例而言，公开案WO 2012/038026、EP 2619284 A、WO 2013/004372、WO 2014/094959、WO 2016/015803及EP 2883934A公开了适宜的添加剂及其合成。如这些公开案中所述，配向添加剂优选包含有机化合物，其具有至少一个环结构、优选具有2、3或4个环结构及一个或多个极性锚定基团。极性锚定基团优选包含非环状结构(例如，任选经取代的直链或支链烷基、烷氧基)，其具有1、2或更多个选自-OH、伯胺或仲胺、C(O)OH及-CHO之极性基团，最优选-OH基团(一个或多个)。锚定基团的更优选实施方式是由如下文所定义的锚定基团Ra提供。

总之，用于垂直配向的自配向添加剂优选具有式I的结构：

R1-[A3-Z3]m-[A2]k-[Z2]n-A1-Ra I

其中k表示0或1，

m表示0、1、2、3、4、5或6，优选0、1、2或3，

n表示0或1，

Ra表示下式的锚定基团：

或

p表示1或2，

q表示2或3，

B表示经取代或未经取代的环体系或稠环体系，优选选自苯、吡啶、环己烷、二噁烷或四氢吡喃的环体系，

Y彼此独立地表示-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)-、-NR11-或单键，

o表示0或1，

X1，彼此独立地表示H、烷基、氟烷基、OH、NH2、NHR11、NR112、OR11、C(O)OH、-CHO，其中至少一个基团X1表示选自-OH、-NH2、NHR11、C(O)OH及-CHO的基团，

R11表示具有1至12个C原子的烷基，

Spa、Spc、Spd各自彼此独立地表示间隔基团或单键，

Spb表示三价或四价基团，优选CH、N或C，

A1、A2、A3各自彼此独立地表示芳香族、杂芳香族、脂环族或杂环基团，其也可含有稠合环且其也可经基团L单取代或多取代，

Z2表示-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n1-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-、-(CR0R00)n1-，

Z3在每一情形中彼此独立地表示单键、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-(CH2)n1-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-(CF2)n1-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-、-(CR0R00)n1-，

n1表示1、2、3或4，

L在每一情形中彼此独立地表示H、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(＝O)N(R0)2、-C(＝O)R0、任选经取代的甲硅烷基、具有3至20个C原子的任选经取代的芳基或环烷基、或具有1至25个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，其中另外一个或多个H原子可经F或Cl替代，或-Sp-P

Sp表示间隔基团或单键，

P是可聚合基团，

R0在每一情形中彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基，

R00在每一情形中彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基，

且

R1彼此独立地表示H、卤素、具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基，其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可以使得O和/或S原子彼此不直接连接的方式经-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH＝CH-或-C≡C-替代，且其中另外一个或多个H原子可经F或Cl替代。

环基团A1、A2、A3各自独立地优选表示1,4-亚苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基，其中另外这些基团中的一个或多个CH基团可经N替代，环己烷-1,4-二基，其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可经O和/或S替代，3,3’-二亚环丁基、1,4-亚环己烯基、二环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、-1,4-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基或八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基(尤其是甾烷-3,17-二基)，其中所有这些基团均可未经取代或经基团L单取代或多取代。这些中的更优选基团是1,4-亚苯基、萘-1,4-二基或萘-2,6-二基及环己烷-1,4-二基，其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可经O替代。

式I化合物(自配向添加剂)优选涵盖式IA、IB、IC、ID、IE、IF、IG或IH的化合物：

其中R1、Ra、Z2、Z3、L及n独立地如针对上式I所定义，且

r1、r2、r3独立地表示0、1、2、3或4，优选0、1或2。

Z2及Z3独立地优选是单键。

如上文及下文所定义的下式的锚定基团

优选代表选自以下各式的锚定基团：

或

-Spa-X1，

其中各基团在每一情形中独立地如上文及下文所定义，

尤其优选为下式的基团

-Spa-X1

或

或

其中各基团在每一情形中独立地如上文及下文所定义。

尤其优选的式Ra锚定基团选自以下部分式，其中基团Ra经由虚键键结至式I或I’的基团A1：

在本文中通常由“Sp”(或Spa/c/d/1/2)表示的术语“间隔基团”或“间隔基”为本领域技术人员已知且阐述于文献例如Pure Appl.Chem.73(5),888(2001)及C.Tschierske,G.Pelzl,S.Diele,Angew.Chem.(2004),116,6340-6368中。在本公开中，术语“间隔基团”或“间隔基”表示连接基团、例如亚烷基，其使介晶基团连接至可聚合基团。间隔基团通常无环体系，即呈链形式，其中链也可支链，而介晶基团通常含有环。术语链适用于例如亚烷基。通常包括链上及链中的取代基，例如-O-或-COO-。在功能方面，间隔基(间隔基团)是连接的功能结构部分之间的桥，其促进彼此一定的空间挠性。

本发明的切换层S是由包含聚合物组分的液晶介质构成，其中聚合物组分优选由聚合网络组成，该聚合网络是通过使反应性介晶与任选其他单体或低聚物(预聚物)聚合而获得。反应性介晶及单体优选选自下式M的化合物：

P1-Sp1-A2-(Z1-A1)n-Sp2-P2 M

其中各个基团具有以下含义：

P1、P2各自彼此独立地表示可聚合基团，

Sp1、Sp2在每次出现时相同或不同地表示间隔基团或单键，

其中基团P1-Sp1-、-Sp2-P2中的一或多者可表示基团Raa，限制条件是基团P1-Sp1-、-Sp2-P2中的至少一者不表示Raa，

A1、A2各自彼此独立地表示选自以下的组的基团：

a)由反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基及4,4′-二亚环己基组成的组，其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可经-O-和/或-S-替代，且其中另外一个或多个H原子可经基团L或下式的基团替代，

b)由1,4-亚苯基及1,3-亚苯基组成的组，其中另外一个或两个CH基团可经N替代，且其中另外一个或多个H原子可经基团L或-Sp3-P替代，

c)由四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基组成的组，其中的每一者也可经L单取代或多取代，

d)由具有5至20个环C原子的饱和、部分不饱和或完全不饱和且任选经取代的多环基团组成的组，其中的一或多者另外可经杂原子替代，其优选选自由以下各项组成的组：二环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基，

其中另外这些基团中的一个或多个H原子可经基团L或-Sp3-P替代，和/或一个或多个双键可经单键替代，和/或一个或多个CH基团可经N替代，

P3表示可聚合基团，

Sp3表示间隔基团，

其中基团-Sp3-P3中的一或多者可表示基团Raa，

n表示0、1、2或3，优选为1或2，

Z1在每一情形中彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-(其中n是2、3或4)、-O-、-CO-、-C(RcRd)-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或单键，

L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12个C原子的直链或支链、在每一情形中任选经单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，

R0、R00各自彼此独立地表示H、F或具有1至12个C原子的直链或支链烷基，其中另外一个或多个H原子可经F替代，

M表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-，且

Y1及Y2各自彼此独立地具有上文针对R0所指示含义中的一者或表示Cl或CN，且优选H、F、Cl、CN、OCF3或CF3，

W1、W2各自彼此独立地表示-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2-O-、-O-CH2-、-C(RcRd)-或-O-，

Rc及Rd各自彼此独立地表示H或具有1至6个C原子的烷基，优选H、甲基或乙基。

Raa表示H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可以使得O和/或S原子彼此不直接连接的方式各自彼此独立地经C(R0)＝C(R00)-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代，且其中另外一个或多个H原子可经F、Cl、CN或P1-Sp1-替代；尤其优选具有1至12个C原子的直链或支链、任选经单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基(其中烯基及炔基含有至少两个C原子且支链基团含有至少三个C原子)，其中基团-OH、-NH2、-SH、-NHR、-C(O)OH及-CHO在Raa中不存在。

上文及下文的式中的可聚合基团P、P1、P2或P3适于聚合反应(例如，自由基或离子链聚合、加成聚合或缩聚)或适于聚合物类似反应(例如，加成或缩合至聚合物主链上)的基团。尤其优选的是用于链聚合的基团(特定而言含有C＝C双键或-C≡C-三键的那些)及适于开环聚合的基团(例如，氧杂环丁烷或环氧基)。

优选的基团P/P1/P2/P3选自由以下各项组成的组：CH2＝CW1-CO-O-、CH2＝CW1-CO-、CH2＝CW2-(O)k3-、CW1＝CH-CO-(O)k3-、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-、CH2＝CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2＝CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH＝CH-、HOOC-及W4W5W6Si-，其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基，尤其H、F、Cl或CH3；W2及W3各自彼此独立地表示H或具有1至5个C原子的烷基，尤其H、甲基、乙基或正丙基；W4、W5及W6各自彼此独立地表示Cl、具有1至5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基；W7及W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基；Phe表示1,4-亚苯基，其任选经一个或多个除P-Sp-外的如上文所定义的基团L取代；k1、k2及k3各自彼此独立地表示0或1，k3优选表示1且k4表示1至10的整数。

尤其优选的基团P/P1/P2/P3选自由以下各项组成的组：CH2＝CW1-CO-O-、CH2＝CW1-CO-、CH2＝CW2-O-、CW1＝CH-CO-(O)k3-、(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-及W4W5W6Si-，其中W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基，尤其H、F、Cl或CH3；W2及W3各自彼此独立地表示H或具有1至5个C原子的烷基，尤其H、甲基、乙基或正丙基；W4、W5及W6各自彼此独立地表示Cl、具有1至5个C原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基；W7及W8各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基；Phe表示1,4-亚苯基；k1、k2及k3各自彼此独立地表示0或1，k3优选表示1且k4表示1至10的整数。

非常尤其优选的基团P/P1/P2/P3选自由以下各项组成的组：CH2＝CW1-CO-O-，尤其CH2＝CH-CO-O-、CH2＝C(CH3)-CO-O-及CH2＝CF-CO-O-，此外CH2＝CH-O-、(CH2＝CH)2CH-O-CO-、(CH2＝CH)2CH-O-、和

因此，非常尤其优选的基团P/P1/P2/P3选自由以下各项组成的组：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯，此外乙烯基氧基、氯丙烯酸酯、氧杂环丁烷及环氧基，且其中进而优选是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基。

优选的间隔基团Sp、Sp1、Sp2或Sp3是单键或选自式Sp"-X"，使得基团P1/2-Sp1/2-符合式P1/2-Sp"-X"-，其中

Sp"表示具有1至20个、优选1至12个C原子的亚烷基，其任选经F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代且其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可以使得O和/或S原子彼此不直接连接的方式各自彼此独立地经-O-、-S-、-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-或-C≡C-替代，

X"表示-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-或单键，

R00在每一情形中独立地表示具有1至12个C原子的烷基，

R000在每一情形中独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基，且

Y2及Y3各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN。

X"优选是-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-或单键。

典型间隔基团Sp"是例如单键、-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-或-(SiR00R000-O)p1-，其中p1是1至12的整数，q1是1至3的整数且R00及R000具有上文所指示的含义。

尤其优选的基团-Sp"-X"-是-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-、-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1及q1具有上文所指示的含义。

尤其优选的基团Sp"在每一情形中是例如直链亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基、亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基亚丁基、亚乙基硫代亚乙基、亚乙基-N-甲基亚氨基亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基及亚丁烯基。

式M的物质不含锚定基团，即不含基团-OH、-NH2、-SH、-NHR11、-C(O)OH或-CHO。

用于本发明显示器中的适宜且优选的(共聚)单体选自例如以下各式：

其中各个基团具有以下含义：

P1、P2及P3各自彼此独立地表示可聚合基团，其优选具有上文及下文针对P所指示含义中的一者，优选是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氧杂环丁烷、乙烯基氧基或环氧基，

Sp1、Sp2及Sp3各自彼此独立地表示单键或间隔基团，其优选具有上文及下文针对M所指示含义中的一者，且尤其优选为-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1是1至12的整数，且其中与最后提及基团中的相邻环的键结经由O原子发生，

其中另外基团P1-Sp1-、P2-Sp2-及P3-Sp3-中的一或多者可表示基团Raa，限制条件是所存在基团P1-Sp1-、P2-Sp2-及P3-Sp3-中的至少一者不表示Raa，

Raa表示H、F、Cl、CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可以使得O和/或S原子彼此不直接连接的方式各自彼此独立地经C(R0)＝C(R00)-、-C≡C-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代，且其中另外一个或多个H原子可经F、Cl、CN或P1-Sp1-替代；优选具有1至12个C原子的直链或支链、任选经单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基(其中烯基及炔基具有至少两个C原子且支链基团具有至少三个C原子)，其中-OH、-NH2、-SH、-NHR、-C(O)OH及-CHO在基团Raa中不存在，

R0、R00各自彼此独立地且在每次出现时相同或不同地表示H或具有1至12个C原子的烷基，

Ry及Rz各自彼此独立地表示H、F、CH3或CF3，

X1、X2及X3各自彼此独立地表示-CO-O-、O-CO-或单键，

Z1表示-O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-，

Z2及Z3各自彼此独立地表示-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-，其中n是2、3或4，

L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12个C原子的直链或支链、任选经单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，优选F，

L’及L"各自彼此独立地表示H、F或Cl，

r表示0、1、2、3或4，

s表示0、1、2或3，

t表示0、1或2，

x表示0或1。

在式M1至M42的化合物中，环基团

优选表示，

或

其中L在每次出现时相同或不同地具有上述含义中的一者且优选表示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或P-Sp-，尤其优选地F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-，非常尤其优选地F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3，尤其F或CH3。

反应性介晶的优选结构具有式M1、M2、M3、M4及M5。

反应性介晶最优选选自以下结构式RM-1至RM-5中的一或多者：

向列型配置的分子及聚合网络优选互相均匀分布。这意指，至少在视觉上或在宏观上，未观察到向列型配置的分子的微滴形成。不受限于理论，据信聚合物网络在微观上形成域(domain)，其可归因于雾度的生成。

向列型配置的分子优选是以液晶向列型分子的混合物形式采用，其中混合物具有折射率各向异性Δn及介电各向异性Δε。液晶向列型分子的混合物优选具有在0.03至0.40范围内、尤其优选在0.06至0.30范围内的折射率各向异性Δn，和/或在-50至+100范围内、尤其优选在-15至+70范围内的介电各向异性Δε。优选的是具有强负介电各向异性Δε的液晶混合物，该负介电各向异性Δε尤其优选具有介于-9与-2之间、更优选介于-7.5至-2.5之间的值。或者，优选的是具有正介电各向异性Δε的液晶混合物，该正介电各向异性Δε尤其优选具有介于3与50之间的值、非常尤其优选的介于5与20之间的值。对于这样的切换器件，应使用具有水平部分(平行于基板)的电场用于切换。

在本发明切换层S的优选实施方式中，包含基于混合物整体(包括低分子量液晶组分、可聚合组分及添加剂)＜50重量％范围内、更优选＜30重量％范围内且非常尤其优选的＜25重量％范围内的重量比的可聚合或聚合物组分。可聚合或聚合物组分的重量比的下限是6重量％或更大、优选＞8重量％、更优选10重量％或更大，且最优选12重量％或更大。低分子量液晶组分优选具有上限为50重量％或更大、更优选80％或更大、且优选95重量％或更小范围内的重量比。总之，在每一情形中基于前体混合物整体的重量，聚合组分(聚合物网络)优选具有50重量％至6重量％范围内的重量比。

如已提及，聚合网络是通过使反应性介晶聚合而获得。优选使用光引发剂。用于各类单体的许多适宜(光)引发剂为本领域已知。在此使用的引发剂优选为二苯甲酮衍生物类型，尤其优选为具有以下结构式的光引发剂：

其目前可以名称651自BASF购得。其适用于(甲基)丙烯酸酯混合物。已知许多其他市售光引发剂。本领域技术人员可选择适用于除(甲基)丙烯酸酯外的所给单体的光引发剂。用于聚合及随后用于本发明切换层S中的混合物基于其重量优选包含0.01重量％至4重量％的光引发剂。

反应性介晶可由一种化合物或多种化合物组成，例如单官能及多官能反应性介晶。多官能反应性介晶组分通常确保交联。

在另一优选实施方式中，省略光引发剂。所用反应性介晶的组分包含能够借助＞340nm的光自身引发聚合的反应性介晶。

一般而言，液晶介质优选具有＞90℃、更优选＞100℃或＞105℃且非常尤其优选地＞110℃的清亮点。

此外，本发明切换层S的液晶介质通常优选具有＞1.0·109ohm·cm、尤其优选＞1.0·1011ohm·cm的比电阻。

本发明的切换层S可优选包含至少一种二性染料，染料浓度基于液晶介质的重量在0.01重量％至25重量％的范围内、尤其优选在0.1重量％至15重量％的范围内。

然而，其中切换层S不包含染料的实施方式也是优选的。这具有较简单的切换元件结构或在亮状态中较高透射率的优点或二者皆有。此外，在此情形中切换元件的光学外观为白，即无，这对于某些应用是令人期望的，且切换元件的寿命在大量热及光辐照存在下可更长。

出于本申请的目的，术语“二性染料”意指光吸收化合物，其吸收性质依赖于分子相对于光的偏光方向的定向。通常，本申请的二性染料具有细长形状，即染料分子在一个空间方向(纵向轴线)上显著长于其他两个空间方向。

本发明的切换层任选优选包含三种二性染料，其中二性染料的吸收谱优选以使得人眼出现黑或灰印象的方式彼此互补。

染料化合物优选选自偶氮化合物、蒽醌、次甲基化合物、偶氮甲碱化合物、部花青素化合物、萘醌、四嗪、萘嵌苯、苯并噻二唑、吡咯亚甲基(pyrromethene)、二酮吡咯并吡咯、噻吩并噻二唑及丙二腈。在这些中，尤其优选的是偶氮化合物、蒽醌、萘嵌苯(特定而言如WO2014/090373中所公开)、苯并噻二唑(特定而言如WO2014/187529中所公开)、二酮吡咯并吡咯(特定而言如尚未公开的申请EP 13005918.1中所公开)、噻吩并噻二唑(特定而言如尚未公开的申请EP 14002950.5中所公开)及丙二腈(特定而言如尚未公开的申请EP14004145.0中所公开)。

尤其优选采用以下染料，其结构绘示于下文中：

本发明的切换层S优选具有1μm至300μm的范围内、尤其优选3μm至100μm的范围内、非常尤其优选20μm至100μm范围内的厚度。这应用于其中本发明的切换元件精确地具有一个切换层S的情形中。若切换元件具有多个接连配置的切换层S，则这些层厚度的总和优选5-200μm、尤其优选10-100μm。

在另一优选实施方式中，在不透明切换状态中在550nm的光射线波长下，本发明的切换层S具有3μm至200μm范围内的厚度、优选3μm至75μm范围内的厚度，且全透射率T全在0.3至1的范围内且漫射性透射率Td在0.25至1的范围内。

在优选实施方式中，本发明切换层S在一种切换状态中、优选在电压存在下的漫射性透射率Td＞0.25、尤其优选地Td＞0.30、非常尤其优选地Td＞0.35且最优选地Td＞0.40。

在另一优选实施方式中，本发明的切换层S在另一切换状态、优选无电压状态中的漫射性雾度H＜5％，其中漫射性雾度H＜3％尤其优选。

在优选实施方式中，非散射状态优选出现在无施加电压的情形下，且散射状态优选出现在电压在5V至200V的范围内、尤其优选介于20V与100V之间时。

在另一优选实施方式中，本发明的切换层S提供不透明散射切换状态，其中雾度H的值为25％至100％、优选60％至100％、更优选70％至100％且最优选80％至100％。

在另一优选实施方式中，本发明的切换层S在一种切换状态中优选在后向散射方向D(＞)上从上切换层平面USLP散射小于45％、尤其优选小于20％、更优选小于10％且非常尤其优选的小于5％的平行光射线。此低的后向散射尤其优选存在于切换层的所有切换状态中，尤其也存在于切换层的散射切换状态中。

在另一优选实施方式中，本发明的切换层S具有在全透射范围内0％至80％的全透射的控制范围，其中控制范围至少是15％。

本发明的切换层S可与包含液晶介质的其他切换层一起存在于多切换层器件中。额外切换层在此可以是其他切换层S，和/或其可以是不具有散射切换状态的从亮切换至暗的切换层。尤其优选的是包含2、3或4个切换层的多切换层器件，尤其优选是包含2或3个切换层的那些。优选地，这些切换层中的至少一者是无散射切换状态的切换层。

本发明另外涵盖包含上文所述类型的切换层S的切换元件，其中切换层S是以第一层序列配置且其中第一层序列从外向内包含

-外部基板层，

-外部导电层，

-切换层S，

-内部导电层及

-内部基板层。

外部及内部基板层可由玻璃或由聚合物组成，尤其由以下各项组成：玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(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)。

外部及内部导电层可由导电透明氧化物(TCO)、优选ITO或SnO2:F组成或由薄透明金属和/或金属氧化物层、例如由银组成。外部及内部导电层优选提供有电连接。电压供应优选是由电池、可再充电电池、超级电容器或外部电流源提供。

在本发明切换元件的另一优选实施方式中，切换元件在第一层序列的外部基板层上和/或第一层序列的内部基板层上具有第二层序列，其中第二层序列从外向内包含

-基板层，

-导电层，

-包含第二液晶介质的切换层，

-导电层及

-基板层。

对于第二层序列的基板层、导电层及配向层的优选实施方式，与如已在第一层序列的相应层说明中所解释的相同者相应地适用。第二层序列的切换层的液晶介质优选并非前向散射，但含有一种或多种二性染料。或者且同样优选地，第二层序列的切换层可以是另一切换层S，即具有散射状态的切换层。

此外，本发明涵盖含有上文所述类型的切换元件的窗元件。出于本发明的目的，术语“窗元件”意指窗的光透射组件，即单层玻璃窗或多层玻璃窗的玻璃板，其意欲用于或等同于建筑墙体的一部分。玻璃板具有面向入射平行光射线之侧(外侧)及背向入射平行光射线之侧(内侧)。可将上文所述类型的切换元件配置在本发明窗元件的外侧或内侧上。

然而，本发明的切换元件不仅可用于窗中，且也可用于房间内，例如用于房间之间的隔墙中及用于分离房间的各个隔室的组件中。在此情形中，可由隐私在房间部分之间生成视觉障碍，该隐私是通过将切换元件从散射切换至澄清而实现。

此外，可将上文所述类型的切换元件构建为悬挂在前的包覆组件，其中悬挂在前的包覆(cladding)元件配置在窗外侧之前。由此入射平行光射线在距位于毗连窗内侧的房间中的观察者较远处散射。较远距离增加以小散射角散射的光经过观察者的机率且因此不使其目眩。

测量方法

本发明中所用测量量的测量是在具有150mm积分球(乌布里希球(Ulbrichtsphere))的Perkin Elmer Lambda 1050 UV/VIS/NIR光谱仪中进行。透射强度的值在每一情形中是在380nm至780nm的光谱区中经平均化来确定。“平均化”在此意指在数字上进行平均化。

为测量大角度散射的强度I≥2.5°，将样品直接安装在积分球的样品架上。将积分球打开。在光阱、即非反射性黑介质(例如，黑非反射性布)中收集离去的光，以使得孔径角小于2.5°的光离开球且不再进入测量。

为测量全透射的强度It，将样品直接安装在积分球入口处的样品架上。将积分球(乌布里希球)关闭并将穿过样品的所有光(即，未散射以及散射的光二者)引导至检测器。

在具有或不具有驱动电压的情形下在切换介质上进行测量，以获得不同切换状态中的特征强度。为完全表征，测量强度对电压曲线。

为测量后向散射强度，将样品直接安装在积分球的打开的出口孔上。光阱位于在样品后的另一光程中。由样品反射的光经由积分球到达检测器并经测量。未反射的光离开积分球而不到达检测器。

下文的免于散射意欲意指Td的值小于0.03，优选小于0.01。在实践实施方式中，等于0的Td值将永远无法完全实现。

在本专利申请通篇中，1,4-亚环己基环及1,4-亚苯基环分别绘示如下：

或

或

在本专利申请通篇及工作实施例中，液晶化合物的结构是借助首字母缩略词指示。除非另有指示，否则根据表1-3进行转变成化学式。所有基团CnH2n+1、CmH2m+1及Cm’H2m’+1或CnH2n及CmH2m均为在每一情形中分别具有n个、m个、m‘个或z个C原子的直链烷基或亚烷基。n、m、m‘、z各自彼此独立地表示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12，优选1、2、3、4、5或6。在表1中编码相应化合物的环要素，在表2中列示桥接成员，且在表3中指示化合物的左手或右手侧链的符号的含义。

表1：环要素

表2：桥接成员

表3：侧链

在优选实施方式中，本发明的切换层或LC介质含有至少两种选自列示于表A中化合物的化合物。化合物是(不可聚合)液晶低分子量组分的一部分。

表A

使用以下缩写：

(n、m、m’、z：各自彼此独立地1、2、3、4、5或6；(O)CmH2m+1表示OCmH2m+1或CmH2m+1)

AIK-n-F

AIY-n-Om

AY-n-Om

B-nO-Om

B-n-Om

B(S)-nO-Om

B(S)-n-Om

CB(S)-n-(O)m

CB-n-m

CB-n-Om

PB-n-m

PB-n-Om

BCH-nm

BCH-nmF

BCN-nm

C-1V-V1

CY-n-Om

CY(F,Cl)-n-Om

CY(Cl,F)-n-Om

CCY-n-Om

CCY(F,Cl)-n-Om

CCY(Cl,F)-n-Om

CCY-n-m

CCY-V-m

CCY-Vn-m

CCY-n-OmV

CBC-nmF

CBC-nm

CCP-V-m

CCP-Vn-m

CCP-nV-m

CCP-n-m

CPYP-n-(O)m

CYYC-n-m

CCYY-n-(O)m

CCY-n-O2V

CCH-nOm

CY-n-m

CCH-nm

CC-n-V

CC-n-V1

CC-n-Vm

CC-2V-V2

CVC-n-m

CC-n-mV

CCOC-n-m

CP-nOmFF

CH-nm

CEY-V-n

CEY-n-m

CEY-n-Om

CVY-V-n

CY-V-On

CY-n-O1V

CY-n-OC(CH3)＝CH2

CCN-nm

CY-n-OV

CCPC-nm

CCY-n-zOm

CPY-n-(O)m

CPY-V-Om

CQY-n-(O)m

CQIY-n-(O)m

CCQY-n-(O)m

CCQIY-n-(O)m

CPQY-n-(O)m

CPQIY-n-(O)m

CPYG-n-(O)m

CCY-V-Om

CCY-V2-(O)m

CCY-1V2-(O)m

CCY-3V-(O)m

CCVC-n-V

CPYG-n-(O)m

CPGP-n-m

CY-nV-(O)m

CENaph-n-Om

COChrom-n-Om

COChrom-n-m

CCOChrom-n-Om

CCOChrom-n-m

CONaph-n-Om

CCONaph-n-Om

CCNaph-n-Om

CNaph-n-Om

CETNaph-n-Om

CTNaph-n-Om

CK-n-F

CLY-n-Om

CLY-n-m

LYLI-n-m

CYLI-n-m

LY-n-(O)m

COYOICC-n-m

COYOIC-n-V

CCOY-V-O2V

COY-n-Om

COY-n-m

CCOY-V-O3V

CCOY-V-Om

CCOY-1V-Om

CCOY-n-Om

D-nOmFF

PCH-nm

PCH-nOm

PGIGI-n-F

PGP-n-m

PPGU-n-F

PYP-n-mV

PYP-n-m

PYP-n-Om

PPYY-n-m

YPY-n-m

YPY-n-mV

PY-n-(O)m

PP-n-Om

PP-n-m

CB-n-(O)m

B-nO-(O)m

DFDBC-n(O)-(O)m

Y-nO-Om

Y-nO-OmV

Y-nO-OmVm'

CC-n-O

CC-n-1O

PPGU-n-F

Y-nO-OmVm'

YPY-n-mV

PY-n-m

PY-n-Om

PTP-nOmFF

CPTP-nOmFF

PPTUI-n-m

CPTP-nOm

CPTP-nm

PTP-nOm

PTP-nm

C-DFDBC-n-(O)m

DFDBC-n(O)-(O)m

Y-nO-Om

Y-nO-OmV

Y-nO-OmVm'

可根据本发明使用的液晶混合物是以本身常规的方式制备。一般而言，将期望量的以较少量使用的组分有利地在升高的温度下溶解于构成主要成分的组分中。也可在有机溶剂中、例如在丙酮、氯仿或甲醇中混合该组分的溶液，且在彻底混合后再通过例如蒸馏去除溶剂。

该电介质也可包含本领域技术人员已知并阐述于文献中的其他添加剂，例如UV吸收剂、抗氧化剂、纳米粒子及自由基清除剂。举例而言，可添加0-15％的多染料、稳定剂或手性掺杂剂。适用于本发明混合物的稳定剂尤其是列示于表C中的那些。

举例而言，可添加0-15％的多染料，此外可添加导电盐，优选乙基二甲基十二烷基4-己氧基苯甲酸铵、四丁基四苯基硼酸铵或冠醚的复盐(例如，参见Haller等人，Mol.Cryst.Liq.Cryst.，第24卷，第249-258页(1973))以改良电导性，或可添加物质以改变介电各向异性、粘度和/或向列相的配向。此类物质阐述于例如DE-A 22 09 127、22 40864、23 21 632、23 38 281、24 50 088、26 37 430及28 53 728中。

表B显示可添加至本发明混合物中的可能掺杂剂。若混合物包含掺杂剂，则其系以0.01重量％至4重量％、优选以0.1重量％至1.0重量％的量使用。

表B

可以例如基于混合物的总量至多10重量％、优选0.01重量％至6重量％、尤其0.1重量％至3重量％的量添加至本发明混合物的稳定剂显示于下表C中。优选的稳定剂尤其是BHT衍生物，例如2,6-二-叔丁基-4-烷基苯酚及Tinuvin 770以及Tunivin P及Tempol。

表C

(n＝1-12)

n＝1、2、3、4、5、6或7

n＝1、2、3、4、5、6或

7

n＝1、2、3、4、5、6或

7

用于本发明混合物中的优选反应性介晶(可聚合化合物)显示于下表D中：

表D

工作实施例

在以下实施例中

Δn表示在20℃及589 nm下测量的光学各向异性

Δε表示在20℃及1kHz下的介电各向异性

cl.p.表示清亮点[℃]

LTS表示在测试盒中测定的低温稳定性(向列相)。

除非另外明确指示，否则本申请中的所有浓度涉及相应混合物或混合物组分。除非另外明确指示，否则所有物理性质均如“Merck Liquid Crystals,Physical Propertiesof Liquid Crystals”，status 1997年11月，Merck KGaA，Germany中所述来测定且适用于20℃的温度。

除非另有指示，否则份数或百分比数据表示重量份数或重量百分比。

在以下实施例中更详细地解释本发明。

混合物实施例

为产生本发明实施例的切换层，使用以下主体混合物H1至H3，其具有下文所列示的其组分、即液晶分子重量比：

H1：向列型主体混合物(Δε＜0)

H2：向列型主体混合物(Δε＜0)

H3：向列型主体混合物(Δε＜0)

H4：向列型主体混合物(Δε＜0)

H5：向列型主体混合物(Δε＜0)

H6：向列型主体混合物(Δε＜0)

使用以下反应性介晶或单体：

使用以下配向添加剂：

混合物实施例M1

将式I-1化合物(配向添加剂，3.0％)添加至向列型主体混合物H1。此外，将可聚合衍生物RM-1(10.0％)及0.30重量％的光引发剂651添加至混合物。将所得混合物均质化并填充至“无配向”测试盒中(盒厚度d是约4.0μm，ITO涂布在两侧上，无配向层且无钝化层)。

LC混合物显示相对于基板表面的自发垂面(垂直)定向。

可添加诸如Irganox 1076(BASF)的添加剂(例如，0.001％)用于防止自发聚合。

混合物实施例M2至M6

以与混合物实施例M1类似的方式制备并测试以下混合物：

表1.

混合物在UV聚合之前及之后在测试盒中提供介质的垂直配向。

器件实施例1-6

本发明的切换元件以在下文以图表方式绘示的层序列包含本发明的切换层S：

玻璃基板层 导电ITO层 切换层S 导电ITO层 玻璃基板层

对于切换层，使用混合物实施例M1的混合物。在玻璃基板与ITO层之间引入混合物。用UV光处理所得切换层(15min，100mW/cm2)。可聚合衍生物聚合并形成聚合物网络。在聚合期间使用UV截止滤波器来防止混合物的破坏(例如，340nm截止滤波器)。

可将所得切换元件甚至在高温下可逆地从澄清切换至混浊状态。

切换元件1展现以下特征

表2.

解释：Hini：初始雾度，Hmax：最大操作雾度；Hres：驱动(5-100V)后的残余雾度；T0V：0V操作电压下的透射率；T100V：100V操作电压下的透射率；ΔT：0V与100V之间的全透射率差。

通过使用诸如式I-1化合物的添加剂与RM-1的组合，切换层不再需要配向层及基于垂面定向的其他类似切换层技术。

以类似方式制得并测量以下器件实施例：

表3.

解释：Hini：初始雾度，Hmax：最大操作雾度；Hres：驱动(5-100V)后的残余雾度；T0V：0V操作电压下的全透射率；T100V：100V操作电压下的全透射率；ΔT：0V与100V之间的全透射率差。

切换曲线的测量

通过获得雾度对电压的曲线图来分析器件的切换操作。图1绘示含有混合物M5(3％添加剂I-1)的器件实施例5的切换曲线。该图指示低的初始雾度、在约20V至50V之间的切换操作及在较高电压下高程度的最大雾度。切换操作是高度可逆的。