JP6106084B2 - 液晶媒体を含むスイッチ素子 - Google Patents
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従来技術にはさらに、電圧の印加の際に、光透過状態から、光散乱状態またはより少ない光が透過される状態のいずれかであり得るより低い程度の光透過状態に可逆的に切り替えることができるが、透過性を維持するデバイスが開示されている。第1の状態をまた、以下において明状態と称し、一方第2の状態を、暗状態と称する。
周囲条件に自動的に適合し、手動で、または検出された温度偏差によってシグナルを付与することができるいかなる追加の結合したデバイスによっても制御する必要のないスイッチ素子を入手可能にすることが、望ましい。
R11、R12は、各出現において同一に、または異なって、F、Cl、CN、NCS、R1−O−CO−、R1−CO−O−、1〜10個のC原子を有するアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基および2〜10個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはチオアルケニルオキシ基から選択され、ここで、上記で述べた基中の1つまたは2つ以上のH原子は、FまたはClによって置き換えられていてもよく、またここで、上記で述べた基中の1つまたは2つ以上のCH2基は、O、S、−O−CO−または−CO−O−によって置き換えられていてもよく;ここで、
R1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またはアルケニル基であり、ここで1つまたは2つ以上のH原子は、FまたはClによって置き換えられていてもよく;
Z11は、−CO−O−および−O−CO−から選択される、
で表される1つまたは2つ以上の化合物を含む液晶媒体を含むことを特徴とする、前記スイッチ素子を提供する。
R21、R22は、上記のR11およびR12について示した意味を有し;
Yは、各出現において同一に、または異なってHおよびXから選択され;
Z21は、−CO−O−、−O−CO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−OCH2−、−CH2O−および単結合から選択され;
Z21は、−CO−O−または−O−CO−であってはならない、
で表される1つまたは2つ以上の化合物を含む。
R31、R32、R41およびR42は、上記のR11およびR12について示した意味を有し;
ここでXおよびYは、上記のように定義され;
ここでXおよびYは、上記のように定義され;
Z41、Z42およびZ43は、各出現において同一に、または異なって−CO−O−、−O−CO−および単結合から選択される、
で表される化合物から選択された1つまたは2つ以上の化合物を含む。
R1は、1〜10個のC原子を有するアルキル基である。
R1は、1〜10個のC原子を有するアルキル基である。
R1は、1〜10個のC原子を有するアルキル基である。
R1は、1〜10個のC原子を有するアルキル基である。
式中、Xは、上記のように定義される。
さらなる好ましい態様において、R21およびR22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原子を有し、ここで1個もしくは2個以上のH原子がFもしくはClによって置き換えられていてもよい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基である。
で表される化合物である。
Xは上記のように定義され、ただし
ここでXは、上記のように定義される。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
Xは、上記のように定義される。
Z31およびZ32は、各出現において同一に、または異なって、−CO−O−、−O−CO−、−CH2−CH2−または単結合である。
式(III)の化合物におけるさらなる好ましい態様において、R21およびR22は、各出現において同一に、または異なって、F、ClもしくはCNまたは1個もしくは2個以上のH原子がFもしくはClによって置き換えられていてもよい1〜10個のC原子を有するアルキル基である。
で表される化合物である。
Xは、上記のように定義される。
Xは、上記のように定義される。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
Xは、上記のように定義され、R31およびR32は、上記のように定義される、
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
Xは、上記のように定義される。
Z41〜Z43は、各出現において同一に、または異なって−CO−O−または単結合である。
式(IV)の化合物におけるさらなる好ましい態様において、
R41およびR42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である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
で表される化合物である。
式(II)で表される化合物の合計濃度が1〜90%であるのが、さらに好ましい。より好ましくは、式(II)の化合物の濃度は、20〜90%、最も好ましくは40〜85%である。
式(III)および(IV)で表される化合物の合計濃度が0〜45%であるのが、さらに好ましい。
・5〜60%の合計濃度における式(I−1a)〜(I−1c)、(I−2a)〜(I−2c)、(I−3a)〜(I−3c)および(I−4a)〜(I−4c)の1つまたは2つ以上の化合物、
・1〜40%の合計濃度における式(II−3f)の1つまたは2つ以上の化合物、
・0〜45%の合計濃度における式(III−1a)〜(III−1e)、(III−2a)〜(III−2b)、(III−3a)〜(III−3c)、(IV−1a)、(IV−1b)および(IV−2a)の1つまたは2つ以上の化合物、
ここで式(I)および(II)で表される化合物の合計濃度は、40〜100%である。
・5〜60%の合計濃度における式(I−1a)〜(I−1c)の1つまたは2つ以上の化合物、
・1〜40%の合計濃度における式(II−3f−1)の1つまたは2つ以上の化合物、
・0〜45%の合計濃度における式(III−1a)〜(III−1e)、(III−2a)〜(III−2b)、(III−3a−1)〜(III−3a−6)、(III−3b−1)、(III−3c−1)〜(III−3c−3)、(IV−1a)、(IV−1b)および(IV−2a)の1つまたは2つ以上の化合物、
ここで式(I)および(II)で表される化合物の合計濃度は、40〜100%である。
・5〜60%の合計濃度における式(I−1a)〜(I−1c)、(I−2a)〜(I−2c)、(I−3a)〜(I−3c)および(I−4a)〜(I−4c)の1つまたは2つ以上の化合物、
・0〜80%の合計濃度における式(II−2a)、(II−3b)、(II−3e)および(II−3h)の1つまたは2つ以上の化合物、
・0〜45%の合計濃度における式(III−1a)〜(III−1e)、(III−2a)〜(III−2b)、(III−3a)〜(III−3c)、(IV−1a)、(IV−1b)および(IV−2a)の1つまたは2つ以上の化合物、
ここで式(I)および(II)で表される化合物の合計濃度は、40〜100%である。
・5〜60%の合計濃度における式(I−1a)〜(I−1c)の1つまたは2つ以上の化合物、
・0〜80%の合計濃度における式(II−2a−1)、(II−3b−1)〜(II−3b−3)、(II−3e−1)および(II−3h−1)の1つまたは2つ以上の化合物、
・0〜45%の合計濃度における式(III−1a)〜(III−1e)、(III−2a)〜(III−2b)、(III−3a−1)〜(III−3a−6)、(III−3b−1)、(III−3c−1)〜(III−3c−3)、(IV−1a)、(IV−1b)および(IV−2a)の1つまたは2つ以上の化合物、
ここで式(I)および(II)で表される化合物の合計濃度は、40〜100%である。
・5〜60%の合計濃度における式(I−1a)〜(I−1c)、(I−2a)〜(I−2c)、(I−3a)〜(I−3c)および(I−4a)〜(I−4c)の1つまたは2つ以上の化合物、
・5〜80%の合計濃度における式(II−1e)、(II−2a)、(II−3a)、(II−3b)、(II−3e)および(II−3h)の1つまたは2つ以上の化合物、
ここで式(I)および(II)で表される化合物の合計濃度は、40〜100%である。
・5〜60%の合計濃度における式(I−1a)〜(I−1c)の1つまたは2つ以上の化合物、
・5〜80%の合計濃度における式(II−1e−1)、(II−2a−1)、(II−3a−1)〜(II−3a−2)、(II−3b−1)〜(II−3b−3)、(II−3e−1)および(II−3h−1)の1つまたは2つ以上の化合物、
ここで式(I)および(II)で表される化合物の合計濃度は、40〜100%である。
・5〜60%の合計濃度における式(I−1a)〜(I−1c)、(I−2a)〜(I−2c)、(I−3a)〜(I−3c)および(I−4a)〜(I−4c)の1つまたは2つ以上の化合物、
・5〜80%の合計濃度における式(II−2a)、(II−3b)、(II−3e)および(II−3h)の1つまたは2つ以上の化合物、
ここで式(I)および(II)で表される化合物の合計濃度は、40〜100%である。
・5〜60%の合計濃度における式(I−1a)〜(I−1c)の1つまたは2つ以上の化合物、
・5〜80%の合計濃度における式(II−2a−1)、(II−3b−1)〜(II−3b−3)、(II−3e−1)および(II−3h−1)の1つまたは2つ以上の化合物、
ここで式(I)および(II)で表される化合物の合計濃度は、40〜100%である。
・薄層の形態である液晶媒体、および
・好ましくは薄層の形態であり、一方が液晶媒体の一方の片側に配置され、他方が液晶媒体の反対側に配置されている、少なくとも2つの偏光子。
直線偏光子については、2つの偏光子の偏光の方向が定義された角度によって互いに関して回転しているのが、好ましい。
デバイスの切り替えが液晶媒体の物理的状態の温度依存性変化によるので、液晶媒体は、光学的スイッチの熱応答性素子を表す。しかしながら、さらなる熱応答性素子が、存在してもよい。
明状態または開状態において、入射光は、第1の偏光子によって直線的に偏光する。直線偏光は、次にその液晶状態にある液晶媒体を通過し、それによって、その偏光の方向が、定義された角度によって回転するに至る。
さらに、スイッチ素子は、液晶媒体と直接接触している2つまたは3つ以上の整列層を含む。例えば、整列層を、前述のコンテナーの内側表面に付けることができる。他の好ましい態様において、内側のコンテナー表面は、整列層自体としての作用を奏することができる。
本発明の液晶媒体は、前述のPDLC、NCAPおよびPNシステムにおいて使用するのに特に適している。
液晶混合物の透明点を、毛管中で決定する。好適な機器は、Mettler Toledo FP90である。典型的には、液晶混合物は、透明範囲を示す。本発明者らの定義によれば、透明点は、材料全体が尚ネマチック性である当該範囲の最低の温度である。
表E
表Fは、本発明の液晶媒体において好ましく使用する安定剤を列挙する。
注:この表において、「n」は、1〜12の範囲内の整数を意味する。
以下の例示的な液晶混合物を、本発明を例示する目的のために列挙し、いかなる意味においてもそれを限定するものと理解するべきではない。
比較的高い透明点(>70℃、特に>80℃)を有する例示的な混合物を、好ましくはいわゆる2本ビン系(two-bottle system)として、より低い透明点を有する混合物と組み合わせて使用する。
本発明の混合物1〜8を、US 2009/0015902の手順に従って、スイッチ素子における液晶媒体として使用する。
これは、制御可能な透明点と共に高いデバイス安定性を、本発明の混合物で得ることができることを示す。
Claims (16)
- 光学的スイッチ素子であって、それが熱応答性であり、それが、高温において放射エネルギーに対して透過性の小さい状態と低温において放射エネルギーに対して透過性の大きい状態との間で温度によって切り替わること、式(I)
R11、R12は、各出現において同一に、または異なって、F、Cl、CN、NCS、R1−O−CO−、R1−CO−O−、1〜10個のC原子を有するアルキル、アルコキシまたはチオアルコキシ基および2〜10個のC原子を有するアルケニル、アルケニルオキシまたはチオアルケニルオキシ基から選択され、ここで、上記で述べた基中の1つまたは2つ以上のH原子は、FまたはClによって置き換えられていてもよく、またここで、上記で述べた基中の1つまたは2つ以上のCH2基は、O、S、−O−CO−または−CO−O−によって置き換えられていてもよく;ここで、
R1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またはアルケニル基であり、ここで1つまたは2つ以上のH原子は、FまたはClによって置き換えられていてもよく;
Z11は、−CO−O−および−O−CO−から選択される、
で表される1つまたは2つ以上の化合物、および式(II)
R21、R22は、R11およびR12について上に示した意味を有し;
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チオアルコキシ基であり、ここで、上記で述べた基中の1つまたは2つ以上のH原子は、FまたはClによって置き換えられていてもよく、またここで、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;
Yは、各出現において同一に、または異なってHおよびXから選択され;
Z21は、−CO−O−、−O−CO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−OCH2−、−CH2O−および単結合から選択され;
ただし、
で表される1つまたは2つ以上の化合物を含む液晶媒体を含むこと、ならびに電気配線、電気回路および/または切り替えネットワークが存在しないことを特徴とする、前記スイッチ素子。 - 液晶媒体がさらに、式(III)および(IV)
R31、R32、R41およびR42は、請求項1におけるR11およびR12について示した意味を有し;
ここでXおよびYは、請求項1におけるように定義され;
ここでXおよびYは、請求項1におけるように定義され;
Z31およびZ32は、各出現において同一に、または異なって−CO−O−、−O−CO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−OCH2−、−CH2O−および単結合から選択され;
Z41、Z42およびZ43は、各出現において同一に、または異なって−CO−O−、−O−CO−および単結合から選択される、
で表される化合物から選択された1つまたは2つ以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項1に記載の光学的スイッチ素子。 - 式(I)の化合物が、以下の式(I−1)〜(I−4)
の化合物であることを特徴とする、請求項1または2に記載の光学的スイッチ素子。 - 式(II)の化合物が、以下の式(II−1)〜(II−3)
で表される化合物であ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光学的スイッチ素子。 - 式(III)の化合物が、以下の式(III−1)〜(III−3)
で表される化合物であることを特徴とする、請求項2〜4のいずれか一項に記載の光学的スイッチ素子。 - 式(IV)の化合物が、以下の式(IV−1)および(IV−2)
で表される化合物であることを特徴とする、請求項2〜5のいずれか一項に記載の光学的スイッチ素子。 - Xが、各出現において同一に、または異なってFおよびClから選択されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学的スイッチ素子。
- 式(I)で表される化合物の合計濃度が5〜60%であ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スイッチ素子。
- 式(I)および(II)で表される化合物の合計濃度が40〜100%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スイッチ素子。
- 熱応答性光学的スイッチ素子のための、液晶媒体であって、請求項1に記載の式(I)で表される1種または2種以上の化合物を5〜60%の合計濃度で、および式(II−3b)
で表される少なくとも1種の化合物を、式(I)で表される該化合物と式(II−3b)で表される該化合物との合計濃度が40〜100%であるように含む、前記液晶媒体。 - 式(I)で表される化合物であって、式中
- 熱応答性であり、高温において放射エネルギーに対して透過性の小さい状態と低温において放射エネルギーに対して透過性の大きい状態との間で温度によって切り替わり、そして、電気配線、電気回路及び切替ネットワークが存在しない光学的スイッチ素子に用いる液晶媒体であって、式(I)および(II)で表される化合物の合計濃度が40〜100%であるように、請求項1に記載の式(I)で表される1つまたは2つ以上の化合物を5〜60%の合計濃度において、および請求項2に記載の式(II)で表される少なくとも1つのさらなる化合物を含む、前記液晶媒体。
- 請求項10〜12のいずれか一項に記載の液晶媒体の、熱応答性の光学的スイッチ素子における使用。
- 請求項10〜12のいずれか一項に記載の液晶媒体およびポリマーを含む、組成物。
- 請求項10〜12のいずれか一項に記載の液晶媒体および微孔性ポリマーを含む、組成物。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載のスイッチ素子の、内部空間と環境との間の放射エネルギーの流れの調節のための使用。
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