▶ メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-08-23
(54)【発明の名称】液晶系光バルブ
(51)【国際特許分類】
G02F 1/137 20060101AFI20220816BHJP
C09K 19/54 20060101ALI20220816BHJP
C09K 19/60 20060101ALI20220816BHJP
C09K 19/38 20060101ALI20220816BHJP
C09K 19/56 20060101ALI20220816BHJP
C09K 19/12 20060101ALI20220816BHJP
C09K 19/30 20060101ALI20220816BHJP
C09K 19/34 20060101ALI20220816BHJP
C09K 19/20 20060101ALI20220816BHJP
G02F 1/13 20060101ALI20220816BHJP
【ＦＩ】
G02F1/137 500
C09K19/54 B
C09K19/60 A
C09K19/38
C09K19/54 Z
C09K19/56
C09K19/12
C09K19/30
C09K19/34
C09K19/20
G02F1/13 505
G02F1/13 500
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021574971
(86)(22)【出願日】2020-06-15
(85)【翻訳文提出日】2022-02-15
(86)【国際出願番号】 EP2020066420
(87)【国際公開番号】W WO2020254219
(87)【国際公開日】2020-12-24
(31)【優先権主張番号】19180639.7
(32)【優先日】2019-06-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591032596
【氏名又は名称】メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】Ｍｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ
【住所又は居所原語表記】Ｆｒａｎｋｆｕｒｔｅｒ Ｓｔｒ． ２５０，Ｄ－６４２９３ Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｆｅｄｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100106297
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 克博
(72)【発明者】
【氏名】シェーネフェルト、 クリスチャン
(72)【発明者】
【氏名】ユンゲ、 ミハエル
(72)【発明者】
【氏名】ゲーベル、 マルク
(72)【発明者】
【氏名】リシキ、 ラファエル
(72)【発明者】
【氏名】カイザー、 ケヴィン
【テーマコード（参考）】
2H088
4H027
【Ｆターム（参考）】
2H088EA33
2H088FA10
2H088GA02
2H088GA03
2H088GA10
2H088GA13
2H088GA17
2H088HA01
2H088JA06
2H088KA02
2H088KA26
2H088KA30
2H088MA20
4H027BD02
4H027BD07
4H027BD09
4H027BD12
4H027BE04
4H027BE05
4H027CD05
4H027CG04
4H027CG05
4H027CH04
4H027CH05
4H027CM05
4H027CQ01
4H027CQ04
4H027CQ05
4H027CU04
4H027CU05
4H027CW02
4H027DP03
(57)【要約】
【課題】液晶系光バルブを提供する。
【解決手段】本発明は光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能な光バルブの調製方法であって、１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物、１種類以上の二色性色素および１種類以上の重合性メソゲン化合物を含む液晶性媒体を含む層中に提供された１種類以上の重合性メソゲン化合物が光重合に供される方法に関する。本発明は更に当該方法で使用される液晶媒体と、当該方法を行うことによって得られるか、またはそれぞれ得られ得る光バルブと、モバイルデバイスにおける当該光バルブの使用とに関する。
【選択図】なし
【解決手段】本発明は光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能な光バルブの調製方法であって、１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物、１種類以上の二色性色素および１種類以上の重合性メソゲン化合物を含む液晶性媒体を含む層中に提供された１種類以上の重合性メソゲン化合物が光重合に供される方法に関する。本発明は更に当該方法で使用される液晶媒体と、当該方法を行うことによって得られるか、またはそれぞれ得られ得る光バルブと、モバイルデバイスにおける当該光バルブの使用とに関する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能な光バルブの調製方法であって、（ｉ）それぞれ電極が設けられた対向する２枚の透明基板の間に介在する層として、１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物、１種類以上の二色性色素および１種類以上の重合性メソゲン化合物を含む液晶性媒体を提供すること、
ただし液晶媒体は、７０℃以上の透明点を有し、
ただし１種類以上の重合性メソゲン化合物は、媒体の全内容物を基準に４重量％以下の量で媒体中に含まれており、および
（ｉｉ）光重合を使用して、層中の１種類以上の重合性メソゲン化合物を重合させること
を含む方法。
【請求項2】
１種類以上の重合性メソゲン化合物の光重合は層中の電界、好ましくは交流電界の存在下で行われ、ただし層は好ましくは２μｍ～５０μｍ、より好ましくは５μｍ～２５μｍの範囲内の厚さを有し、ただし好ましくは印加電場は液晶性媒体を含む層中にホメオトロピック配向を誘発する請求項１に記載の方法。
【請求項3】
１種類以上の重合性メソゲン化合物は、１個または２個以上のアクリレート基および／またはメタクリレート基を含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
光重合は、０．１ｍＷ／ｃｍ２～１００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の強度を有する光、好ましくはＵＶ光を使用して、１分～２４０分の範囲内の時間で行われる請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能な光バルブであって、光バルブは請求項１～４のいずれか１項に記載の方法を行うことによって得られるか、またはそれぞれ得られ得る光バルブ。
【請求項6】
光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能な光バルブであって、・１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物および１種類以上の二色性色素を含む液晶媒体と、ただし液晶媒体は７０℃以上の透明点を有し、および
・１種類以上の重合性メソゲン化合物の重合によって得られるか、またはそれぞれ得られ得る１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分と、ただしポリマー成分は、材料の全内容物を基準に４重量％以下の量で材料中に含まれており、
を含む材料を含むスイッチ層を含み、
ただし光学的な透明状態の光バルブは、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される１５％未満のヘイズと、好ましくはＤＩＮ ＥＮ４１０に従って決定される４５％を超える光透過度とを有し、不透明状態では、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される６５％を超えるヘイズと、ＤＩＮ ＥＮ４１０に従って決定される３５％未満の光透過度とを有する光バルブ。
【請求項7】
液晶媒体は、不透明状態において０．５５μｍ以上のピッチを示す請求項５または６に記載の光バルブ。
【請求項8】
請求項１～４のいずれか１項に記載の方法において使用するための液晶媒体であって、・媒体の全内容物を基準に４重量％以下の量で、１種類以上の重合性メソゲン化合物と、
・１種類以上のメソゲン化合物と、
・１種類以上のキラル化合物と、および
・１種類以上の二色性化合物と
を含む液晶媒体。
【請求項9】
請求項８に記載の液晶媒体であって、液晶媒体は正の誘電率異方性Δεと、２０℃および５８９ｎｍで決定される０．１３以上の光学異方性Δｎとを有し、ただし液晶性媒体に含有される１種類以上のキラル化合物は、５μｍ－１以上のらせんツイスト力の絶対値を有する液晶媒体。
【請求項10】
液晶媒体は、式ＩおよびＩＩの化合物から選択される１種類以上のメソゲン化合物を含む請求項８または９に記載の液晶媒体。【化1】
Ｒ１およびＲ２は互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、および１～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニルから選択される基を表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、
Ａ１１は、
【化2】
ｎは、０または１を表し、および
Ａ２１、Ａ３１およびＡ４１は互いに独立に、
【化3】
ただしＬは、それぞれの出現で同一または異なってＦ、ＣｌおよびＢｒから選択されるハロゲンであり、および
Ｒ３およびＲ４は互いに独立に、Ｆ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＣＮおよび１～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニルから選択される基を表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、および
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、互いに独立にＨまたはＦを表す。）
【請求項11】
液晶媒体は、式ＩＩＩ、ＩＶおよびＶの化合物から選択される１種類以上のメソゲン化合物を含む請求項８～１０のいずれか１項に記載の液晶媒体。【化4】
Ｒ５およびＲ６は互いに独立に、Ｆ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＣＮおよび１～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニルから選択される基を表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、および
Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６およびＬ７は、互いに独立にＨまたはＦを表し、
Ｒ７およびＲ８は互いに独立に、１～１５個の炭素原子、好ましくは１～７個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシ、または２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニル表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、
ｉは、０、１または２であり、および
Ｘ１およびＸ２は互いに独立に、Ｆ、ＣＦ３、ＯＣＦ３またはＣＮを表す。）
【請求項12】
液晶媒体は少なくとも３種類の異なる二色性色素を、好ましくは媒体の全内容物を基準に３重量％以下の量で含む請求項８～１１のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項13】
液晶媒体は、少なくとも１種類の二反応性重合性または多反応性重合性メソゲン化合物を含む請求項８～１２のいずれか１項に記載の液晶媒体。
【請求項14】
請求項５～７のいずれか１項に記載の光バルブにおいて使用するための変調材料であって、・１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物および１種類以上の二色性色素を含む液晶媒体と、ただし液晶媒体は７０℃以上の透明点を有し、および
・１種類以上の重合性メソゲン化合物の重合によって得られるか、またはそれぞれ得られ得る１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分と、ただしポリマー成分は、材料の全内容物を基準に４重量％以下の量で材料中に含まれており、
を含む変調材料。
【請求項15】
モバイルデバイスまたはそれぞれポータブルデバイスにおける請求項５～７のいずれか１項に記載の光バルブの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能な光バルブの調製方法であって、１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物、１種類以上の二色性色素および１種類以上の重合性メソゲン化合物を含む液晶性媒体を含む層中に提供された１種類以上の重合性メソゲン化合物が光重合に供される方法に関する。本発明は更に当該方法で使用される液晶媒体と、当該方法を行うことによって得られるか、またはそれぞれ得られ得る光バルブと、モバイルデバイスにおける当該光バルブの使用とに関する。
【背景技術】
【0002】
光の透過を制御または変調するデバイスはディスプレイ用途で一般的に使用されており、アイウェア、メガネ、ゴーグルおよびバイザーなどの各種モバイルデバイスにも使用してよく、拡張および仮想現実環境のコンテキストで応用してよい。光バルブまたは光シャッターなどの光強度変調器は、液晶（ＬＣ：ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）をベースにできる。原理的には、このような光バルブまたは光シャッターは、光の吸収または光の散乱に依存できる。
【0003】
デバイスによっては光の透過率を可逆的に変更することができ、通常は電気的なスイッチによって入射光の強度を減衰、減光または着色できるが、異なる動作状態において散乱またはヘイズをほとんど示さないようにできる。よって、そのようなデバイスは、明状態および暗状態、即ち相対的に高い光透過率の状態と相対的に低い光透過率の状態で作動し、その間をスイッチでき、両方の状態は実質的に非ヘイズ性である。
【0004】
そのような可逆的な透過率変化を提供するために、幾つかのモードおよび構成を採用できる。ツイストネマチック（ＴＮ：ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ：ｓｕｐｅｒ－ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）および垂直配向（ＶＡ：ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）液晶セルでは、光の透過率を制御するために偏光子が使用される。また二色性色素分子でドープされた液晶ホストに基づくゲスト－ホスト液晶セルを使用することも可能である。これらのゲスト－ホスト系は、光透過率を変化させるための偏光子が一切なく使用できる。しかしながら実施形態および用途によっては、ゲスト－ホスト液晶セルは少なくとも１つの偏光子と組み合わせて使用される。
【0005】
光散乱を使用する液晶系光変調器としては、所謂ポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ：ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）またはカプセル化もしくはネマティック曲面配向相液晶（ＮＣＡＰ：ｎｅｍａｔｉｃ ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ ａｌｉｇｎｅｄ ｐｈａｓｅ）、ポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ：ｐｏｌｙｍｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）、コレステリック液晶（ＣＬＣ：ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）、ポリマー安定化コレステリックテキスト液晶（ＰＳＣＴ：ｐｏｌｙｍｅｒ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｔｅｘｔｕｒｅ）および動的散乱液晶デバイスが挙げられる。これらの散乱型デバイスは、透明状態、即ち光学的に透明または非ヘイズ状態と、光散乱状態、即ち半透明またはヘイズ状態との間でスイッチできる。
【0006】
そのような散乱型デバイスを非散乱状態、即ち光学的に透明な状態から散乱状態にスイッチすると、半透明の外観が生じるように光の透過率が変化し、これは曇り、濁り、拡散またはヘイズとしても知覚される。散乱モードに基づくデバイスは特に、希望に応じてデバイスを光学的に透明な状態から散乱状態にスイッチ、典型的には電気的にスイッチした時に、一時的にプライバシーを提供したり、特徴または情報を隠したりするために使用できる。
【0007】
Ｄ．－Ｋ．Ｙａｎｇら著、「Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ／ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆｏｒ ｈａｚｅ－ｆｒｅｅ ｌｉｇｈｔ ｓｈｕｔｔｅｒｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、第６０巻（１９９２年）、第３１０２～３１０４頁（非特許文献１）には、コレステリック液晶を用いた低濃度のポリマーの分散と、この材料を不透明な光散乱状態および透明状態の間でスイッチできる光変調器において使用することとが記載されている。
【0008】
またデバイスにおいて、吸収および散乱による光変調を組み合わせることも可能である。このようにしてヘイズを与えることに加えて、全体的な光強度の減少を示す不透明状態を得ることができる。特定の実施において光の減衰のために二色性色素を使用でき、幾つかの例においては、これらの色素は更に着色を提供できる。
【0009】
国際公開第００／６０４０７号（特許文献１）には、不透明および透明な動作モードを持つ電気光学的グレイジング構造が記載されている。
【0010】
Ｂ．－Ｈ．Ｙｕら著、「Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｈａｚｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｕｓｉｎｇ ａ ｄｙｅ－ｄｏｐｅｄ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃｅｌｌ」、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、第４２巻（２０１５年）、第１４６０～１４６４頁（非特許文献２）には、シースルーディスプレイにおいて使用するための色素ドープコレステリック液晶を使用する光シャッターデバイスが提案されている。
【0011】
Ｊ．Ｈｅｏら著、「Ｆａｓｔ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎｉｔｉａｌｌｙ－ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｌｉｇｈｔ ｓｈｕｔｔｅｒ ｗｉｔｈ ｃｒｏｓｓｅｄ ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ」、ＡＩＰ Ａｄｖａｎｃｅｓ、第５巻、第０４７１１８頁（２０１５年）（非特許文献３）には、ポリマーネットワーク液晶および二色性色素を使用し、交差パターン電極を備え、透明状態および不透明状態の間をスイッチ可能な光シャッターが記載されている。不透明状態においてデバイスは背景画像を遮断し、黒色を提供できる。提案される光シャッターは、シースルーディスプレイおよびスマートウィンドウにおける潜在的な用途を有し得る。
【0012】
Ｂ．－Ｈ．Ｙｕら著、「Ｌｉｇｈｔ ｓｈｕｔｔｅｒ ｕｓｉｎｇ ｄｙｅ－ｄｏｐｅｄ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｉｔｈ ｐｏｌｙｍｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、第１８巻（２０１７年）、第１３～１７頁（非特許文献４）には、シースルーディスプレイにおいて使用するためで、ポリマーネットワーク構造を備え、色素ドープコレステリック液晶を使用する光シャッターが提案されている。
【0013】
当該分野においては、改良された光学的および電気光学的性能を備える更なる光変調器、特に光シャッターなどの光バルブに対するニーズがある。また当該分野においては、そのようなスイッチ可能なデバイスを製造する適切な方法に対するニーズも存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】国際公開第００／６０４０７号
【非特許文献】
【0015】
【非特許文献1】Ｄ．－Ｋ．Ｙａｎｇら著、「Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ／ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆｏｒ ｈａｚｅ－ｆｒｅｅ ｌｉｇｈｔ ｓｈｕｔｔｅｒｓ」、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、第６０巻（１９９２年）、第３１０２～３１０４頁
【非特許文献2】Ｂ．－Ｈ．Ｙｕら著、「Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｈａｚｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｕｓｉｎｇ ａ ｄｙｅ－ｄｏｐｅｄ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃｅｌｌ」、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、第４２巻（２０１５年）、第１４６０～１４６４頁
【非特許文献3】Ｊ．Ｈｅｏら著、「Ｆａｓｔ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎｉｔｉａｌｌｙ－ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｌｉｇｈｔ ｓｈｕｔｔｅｒ ｗｉｔｈ ｃｒｏｓｓｅｄ ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ」、ＡＩＰ Ａｄｖａｎｃｅｓ、第５巻、第０４７１１８頁（２０１５年）
【非特許文献4】Ｂ．－Ｈ．Ｙｕら著、「Ｌｉｇｈｔ ｓｈｕｔｔｅｒ ｕｓｉｎｇ ｄｙｅ－ｄｏｐｅｄ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｉｔｈ ｐｏｌｙｍｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、第１８巻（２０１７年）、第１３～１７頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
従って本発明の目的は、光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能であり、改善された光学的および電気光学的性能を有する光バルブを調製するための簡便、効率的および堅牢な方法を提供することである。本発明の更なる目的は、好ましい性能を有し、モバイルおよびポータブルデバイスならびに拡張現実またはそれぞれの仮想現実のコンテキストにおける使用に特に適している光バルブを提供することである。別の目的は、本発明による方法での使用に特に適しており、光バルブにおいて結果として好ましい変調材料となり、有利な化学的、物理的および電気光学的特性を有する液晶媒体を提供することである。本発明の更なる目的は、以下の詳細な説明から当業者には直ちに明らかである。
【0017】
目的は独立請求項で定義される主題により解決される一方で、好ましい実施形態は、それぞれの従属請求項で規定され、下で更に記載する。
【0018】
本発明は特に、主な態様、好ましい実施形態および特定の特徴を含む以下の項目を提供し、それらはそれぞれ単独で、および組み合わせて上の目的の解決に貢献し、最終的に追加の利点を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明の第１態様は、光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能な光バルブの調製方法であって、
（ｉ）それぞれ電極が設けられた対向する２枚の透明基板の間に介在する層として、１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物、１種類以上の二色性色素および１種類以上の重合性メソゲン化合物を含む液晶性媒体を提供すること、
ただし液晶媒体は、７０℃以上の透明点を有し、
ただし１種類以上の重合性メソゲン化合物は、媒体の全内容物を基準に４重量％以下の量で媒体中に含まれており、および
（ｉｉ）光重合を使用して、層中の１種類以上の重合性メソゲン化合物を重合させること
を含む方法を提供する。
（ｉ）それぞれ電極が設けられた対向する２枚の透明基板の間に介在する層として、１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物、１種類以上の二色性色素および１種類以上の重合性メソゲン化合物を含む液晶性媒体を提供すること、
ただし液晶媒体は、７０℃以上の透明点を有し、
ただし１種類以上の重合性メソゲン化合物は、媒体の全内容物を基準に４重量％以下の量で媒体中に含まれており、および
（ｉｉ）光重合を使用して、層中の１種類以上の重合性メソゲン化合物を重合させること
を含む方法を提供する。
【0020】
本明細書において光バルブとは、間隔をあけて配置され電極が提供された２枚の壁、特に２枚の透明基板で形成されたセルとして構成され、ただしセルは光変調材料を含む、光の変調のための素子を意味する。
【0021】
光学的な透明状態とは、低いヘイズの高透過率の状態を指す。好ましくは光学的な透明状態において調製された光バルブは、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される１５％未満のヘイズと、好ましくはＤＩＮ ＥＮ４１０に従って決定される４５％を超える光透過度とを有する。不透明状態とは、高いヘイズの低透過率の状態を指す。好ましくは不透明状態において調製された光バルブは、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される６５％を超えるヘイズと、ＤＩＮ ＥＮ４１０に従って決定される３５％未満の光透過度とを有する。
【0022】
本発明では、特定の状況や用途のために、モバイルまたはポータブルデバイスでの使用に特に有利な光バルブを提供することが望ましいと認識された。この場合、軽量な構造の他に、高いスイッチならびに低動作電圧および低電力消費を得ることが望まれている。本発明による方法および材料の組み合わせを使用することにより、驚くべきことに、高スイッチを示し、適切な低電圧および低エネルギー消費で動作可能な光バルブが得られることが見出された。加えて本方法は、特にスイッチ速度に関して、低温でも有利な性能を有する光バルブを提供する。これらの特性の組み合わせは、モバイル用途での使用を考慮した場合、大きなメリットをもたらす。加えて、この方法では媒体を光重合にさらすにもかかわらず、驚くべきことに、例えば電気的破壊および光安定性などに関して良好な信頼性、耐久性、安定性を示す光バルブを調製することができることが見出された。
【0023】
驚くべきことに本発明による方法は、本明細書に記載されるような有利な特性を示す光バルブを調製するための簡便および効率的な方法を提供する。
【0024】
本発明の別の態様は、光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能な光バルブであって、光バルブは本明細書の上および下に記載される本発明による方法を行うことによって得られるか、またはそれぞれ得られ得る光バルブに関する。
【0025】
本発明では、好ましい性能および外観は不透明な状態だけでなく光学的に透明な状態でも望ましいことが認識され、後者の状態では不要なヘイズを回避または最小化し、透過率を比較的高くすることが望ましいとされた。本発明に従って提供されるような光バルブは、有利にそのような低ヘイズ透明状態を与えることができ、さらに、不透明状態における全体の光透過率を調整し特に最小にする可能性とともに、十分に効率的および十分に均一な散乱を与えることができる。加えてデバイスは、有利に低いスイッチ電圧および低エネルギー消費、状態間の高いスイッチならびに良好な信頼性、耐久性および安定性、例えば電気的破壊および光安定性など更なる利点を提供できる。
【0026】
更に本発明で使用する材料および方法は、スイッチ可能なセルにアクティブマトリックスアドレスを使用する可能性も与える。よって光バルブを多数のピクセルに分割することにより、情報の表示や、拡張または仮想現実のコンテキストでの使用が実現される。
【0027】
本発明の別の態様において、光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能な光バルブであって、
・１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物および１種類以上の二色性色素を含む液晶媒体と、ただし液晶媒体は７０℃以上の透明点を有し、および
・１種類以上の重合性メソゲン化合物の重合によって得られるか、またはそれぞれ得られ得る１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分と、ただしポリマー成分は、材料の全内容物を基準に４重量％以下の量で材料中に含まれており、
を含む材料を含むスイッチ層を含み、
ただし光学的な透明状態の光バルブは、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される１５％未満のヘイズと、好ましくはＤＩＮ ＥＮ４１０に従って決定される４５％を超える光透過度とを有し、不透明状態では、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される６５％を超えるヘイズと、ＤＩＮ ＥＮ４１０に従って決定される３５％未満の光透過度とを有する光バルブが提供される。
・１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物および１種類以上の二色性色素を含む液晶媒体と、ただし液晶媒体は７０℃以上の透明点を有し、および
・１種類以上の重合性メソゲン化合物の重合によって得られるか、またはそれぞれ得られ得る１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分と、ただしポリマー成分は、材料の全内容物を基準に４重量％以下の量で材料中に含まれており、
を含む材料を含むスイッチ層を含み、
ただし光学的な透明状態の光バルブは、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される１５％未満のヘイズと、好ましくはＤＩＮ ＥＮ４１０に従って決定される４５％を超える光透過度とを有し、不透明状態では、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される６５％を超えるヘイズと、ＤＩＮ ＥＮ４１０に従って決定される３５％未満の光透過度とを有する光バルブが提供される。
【0028】
本発明によれば光の吸収および散乱の両方を行うことができ、光を統御するためのデバイスが提供される。よってデバイスは、２つの異なる光学状態、即ち低ヘイズ高透過率状態および高ヘイズ低透過率状態の間で遷移することができる。光バルブは、光の通過、特に太陽光の通過を調節するのに有用であるが、ランプ、発光ダイオード、特に有機発光ダイオード、照明器具などの人工光源からの光の通過も調節するのに有用である。不透明な状態において光バルブは、視覚的な障壁を作り出すことができる。
【0029】
好ましい実施形態において光バルブのスイッチ層に含まれる材料に含まれる液晶媒体は、不透明な状態で０．５５μｍ以上のピッチを示す。
【0030】
驚くべきことに上および下に記載する液晶媒体およびポリマー成分を含む材料を含むスイッチ層を設けることによって、改良された光バルブが得られることが見い出された。特に現在定義されているような高い透明点および好ましくは長いピッチを有するコレステリックまたはキラルネマチック媒体を、少なくとも１種類の重合性メソゲン化合物の重合から得られるポリマー構造を含む比較的少量のポリマー成分と組み合わせて提供すると、驚くべきことに好ましい透明状態、即ち有利に均質な低ヘイズおよび光学的透明状態ならびに高められた散乱効率を有する散乱状態を有するデバイスを与えることができ、このデバイスは電圧を印加することによって状態の間で便利にスイッチすることが可能である。
【0031】
特に本明細書に記載されているように長いピッチのコレステリック媒体をポリマー成分の存在と好ましく組み合わせることで、適切に広い角度散乱分布を有する予想外の強い散乱を与えることができる。これは既に素子内の単一のスイッチ層のみを提供することが、好適なヘイズをもたらすことができるという点で有益である。加えてスイッチ層の厚さは比較的低く、特に実質的に５０μｍ未満でよく、よって動作電圧および電力消費だけでなく、材料の使用も低減される。
【0032】
更に１種類以上の二色性色素を液晶媒体中、好ましくは溶液中で好適に提供することにより、特に不透明状態での光透過率を有利に調整し、所望により最小化することができ、同時に着色した不透明状態を提供する可能性も付与することができる。
【0033】
ここで定義する通りに材料の組み合わせを設定および調整することで、良好な性能を持つ光バルブを得ることができる。
【0034】
従って本発明の別の態様は特に本発明による方法において使用するための液晶媒体に関し、該媒体は媒体の全内容物を基準に４重量％以下の量の１種類以上の重合性メソゲン化合物、種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物および１種類以上の二色性化合物を含む。
【0035】
本発明による液晶媒体を提供することによって、改善された特性、特に好適に高い透明点および好適に長いピッチを有する媒体が得られることが驚くべきことに本発明によるスイッチ層および光バルブ用の変調材料の調製に特に有用であることが見いだされた。加えて媒体は広い液晶相、好適に高い光学異方性、好適に高い電圧保持率（ＶＨＲ：ｖｏｌｔａｇｅ ｈｏｌｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ）、良好な低温安定性および良好な光安定性などの更なる利点を提供できる。
【0036】
本発明の更なる態様において、特に本発明による光バルブにおいて使用するための変調材料であって、
・１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物および１種類以上の二色性色素を含む液晶媒体と、ただし液晶媒体は７０℃以上の透明点を有し、および
・１種類以上の重合性メソゲン化合物の重合によって得られるか、またはそれぞれ得られ得る１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分と、ただしポリマー成分は、材料の全内容物を基準に４重量％以下の量で材料中に含まれており、
を含む変調材料が提供される。
・１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物および１種類以上の二色性色素を含む液晶媒体と、ただし液晶媒体は７０℃以上の透明点を有し、および
・１種類以上の重合性メソゲン化合物の重合によって得られるか、またはそれぞれ得られ得る１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分と、ただしポリマー成分は、材料の全内容物を基準に４重量％以下の量で材料中に含まれており、
を含む変調材料が提供される。
【0037】
本発明による変調材料は、スイッチ素子、好ましくは光を調整する光可変デバイス、特に光の散乱および調光に基づく光バルブにおいて有益に使用することができる。本発明による変調材料は、電磁放射、好ましくは光、特に太陽光だけでなく人工光源からの光の通過を調節するためのデバイスにおいて有益である。
【0038】
本発明による変調材料は、ＣＬＣ散乱型デバイスに使用されることが特に好ましい。材料が、有利に高い透明点および好ましくは比較的長いピッチを有するキラルネマチックまたはコレステリック液晶媒体を、現在定義されているようなポリマー成分と組み合わせて含む場合、特に所謂ポリマー安定化コレステリックテクスチャー（ＰＳＣＴ： ｐｏｌｙｍｅｒ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｔｅｘｔｕｒｅ）を提供する場合、特定の利点、例えば散乱効果または均一性および外観の点で得ることができることが現在認識されている。
【0039】
驚くべきことに本明細書に記載のプロセスを実施して得られた変調材料は、良好な信頼性および安定性、特に光安定性を示すことができる。提供された材料の組み合わせと本明細書に記載されたプロセス条件とを有利に調整し合わせることによって、１種類以上の二色性色素を含む安定で効率的な変調材料が初期媒体を光重合に供しているにもかかわらず、得ることが可能である。
【0040】
本発明によれば本明細書に記載の液晶媒体および変調材料は、スイッチ層において有益に配置および使用することができる。よって更なる態様において本発明による媒体またはそれぞれ材料を含み、好ましくは成るスイッチ層が提供される。
【0041】
電気的にスイッチ可能で、光学的な透明状態および不透明状態で動作可能なスイッチ素子を提供するなどのために、スイッチ層を２枚の基板の間に配置できる。
【0042】
重合安定化により散乱状態での散乱性能および効率が向上する一方で、依然として透明状態での好ましい透明度を達成できる。
【0043】
本発明の別の態様は、モバイルデバイスまたはそれぞれポータブルデバイスにおける光バルブの使用に関する。
【0044】
光バルブは低電圧および低消費電力に加え、高いスイッチ時間、温度依存性の低減、０℃以下の低温での信頼性の高いスイッチを好ましくは与え得る。組合された特性は、特にモバイル用途において有有用である。光バルブは、例えば透明または通常シースルーディスプレイにおいて、および異なる照明条件、特に異なる環境光条件下において、モバイル用途において望まれる情報の強調されたコントラストまたは読みやすさの達成に一時的に、即ち所定の期間だけ寄与し、他の期間は寄与しないことが可能である。
【0045】
それによって本発明を制限することなく以下では、側面、実施形態および特定の特徴により本発明を例示し、ならびに特定の実施形態を、より詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【0046】
本明細書において好ましくは用語「液晶」（ＬＣ、ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）は、幾つかの温度範囲（サーモトロピックＬＣ）において液晶メソ相を有する材料または媒体に関する。
【0047】
用語「メソゲン化合物」および「液晶化合物」は、１個以上のカラミチック（棒状または板状／ラス状）またはディスコティック（円盤状）メソゲン基、即ち液晶相またはメソ相の挙動を誘起する能力を有する基を含む化合物を意味する。
【0048】
ＬＣ化合物または材料およびメソゲン基を含むメソゲン化合物または材料は、必ずしもそれら自体が液晶相を示す必要はない。また、それらが他の化合物との混合物においてのみ液晶相挙動を示すことも可能である。これとしては、低分子量非反応性液晶化合物、反応性または重合性液晶化合物および液晶ポリマーが挙げられる。
【0049】
カラミチックメソゲン化合物は、通常、互いに直接または連結基を介して連結された１個以上の芳香族または非芳香族環状基から成るメソゲンコアを含み、任意にメソゲンコアの末端に連結された末端基からなり、任意にメソゲンコアの長辺に連結された１個以上の横方向の基からなり、これらの末端および横方向の基は通常カルビルまたはヒドロカルビル基、ハロゲン、ニトロ、ヒドロキシなどの極性基または重合性基から例えば選択できる。
【0050】
簡単にするために用語「液晶（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）」または「液晶（ｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）」材料または媒体は、液晶材料または媒体およびメソゲン材料または媒体の両方に使用され、その逆もまた同様であり、用語「メソゲン」は、材料のメソゲン基に使用される。
【0051】
用語「非メソゲン化合物または材料」は、上で定義した通りのメソゲン基を含まない化合物または材料を意味する。
【0052】
本明細書で使用されるとき用語「ポリマー」は、１個以上の異なる種類の繰り返し単位（分子の最小構成単位）の骨格を包含する分子を意味すると理解され、そして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。更にポリマーという用語はポリマー自体に加えて、開始剤、触媒およびそのようなポリマーの合成に付随する他の要素からの残留物を含み、そのような残留物はそれに共有結合していないと理解される。そのような残留物およびその他の要素は更に通常、重合後の精製工程で除去される一方で、それらは一般に容器間、溶媒または分散媒体間を移す時にポリマーと共に残留するように典型的にはポリマーと混合または共混合される。
【0053】
用語「重合」は、複数の重合性基またはそのような重合性基を含有するポリマー前駆体（重合性化合物）を一緒に結合することによってポリマーを形成する化学プロセスを意味する。
【0054】
また１個の重合性基を有する重合性化合物は「一反応性」化合物と、２個の重合性基を有する化合物は「二反応性」化合物と、および２個を超える重合性基を有する化合物は「多反応性」化合物とも呼ばれる。また重合性基を持たない化合物は、「非反応性」または「非重合性」化合物とも呼ばれる。
【0055】
用語「膜」および「層」は、多少なりとも顕著な機械的安定性を有する剛性または可撓性の自己支持型または自立型の膜または層ならびに支持基板上または２枚の基板間のコーティングまたは層を含む。
【0056】
用語「キラル」は一般に、その鏡像に重ね合わせることができない物体を説明するために使用される。対照的に「アキラル」（非キラル）な物体は、それらの鏡像と同一の物体である。本発明による媒体はキラリティーを示す。これはキラルネマチック液晶としても既知のコレステリック液晶を提供することで達成できる。キラルネマチックおよびコレステリックという用語は他に明言されない限り、本明細書において同義的に使用される。
【0057】
本明細書において
は、トランス－１，４－シクロヘキシレンを表す。
【化1】
【0058】
本明細書では他に明示しなければ全ての濃度は質量パーセントで与えられ、それぞれの完全な混合物に関するものである。
【0059】
全ての温度は摂氏度（摂氏、℃）で与えられ、温度の差は全ての摂氏度で表される。全ての物理的性質および物理化学的または電気光学的パラメータは他に明示しなければ、２０℃の温度について決定され与えられる。
【0060】
光の透過および散乱は好ましくは、３８０ｎｍ～７８０ｎｍのスペクトル範囲における電磁放射の透過および散乱を意味する。
【0061】
スイッチとは好ましくは２つの状態間の切り替えを意味し、好ましくは一方の状態は非散乱性で人間の目には実質的に透明または透明に見え、他方の状態は散乱性または拡散透過性で人間の目には半透明または不透明に見える。不透明な状態は同時に、黒色または代替的に可視スペクトル全体をカバーしない別の色を与えることができる。
【0062】
しかしながら、また本発明によるスイッチ層は更なるスイッチ状態、特に中間状態を有することも可能である。
【0063】
従って本発明によれば好ましくおよび有利には、完全に不透明な状態と、装置を通して可視性を有する状態との間のスイッチが得られる。
【0064】
本発明による光学的な透明状態において光バルブは好ましくは、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される１５％未満、より好ましくは１０％未満、より更に好ましくは５％未満、特に２．５％未満のヘイズと、好ましくはＤＩＮ ＥＮ４１０に従って決定される４５％を超える、より好ましくは５０％を超える、より更に好ましくは５５％を超える、特に６５％を超える光透過度とを有する。
【0065】
本発明による光学的な不透明状態において光バルブは好ましくは、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される６５％を超える、より好ましくは８０％を超える、より更に好ましくは９０％を超えるヘイズと、好ましくはＤＩＮ ＥＮ４１０に従って決定される３５％未満、より好ましくは２５％未満、より更に好ましくは１０％未満、特に５％未満の光透過度とを有する。不透明状態において本発明による光バルブは、好ましくはＡＳＴＭ Ｄ １００３に従って決定される７５％以上のヘイズを有する。
【0066】
ヘイズの測定には、ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ社製のヘイズメーターを使用できる。また、分光光度計、特に分光光度計およびＵｌｂｒｉｃｈｔ球を使用することも可能である。
【0067】
本発明によるスイッチは好ましくは、電気的なスイッチを意味する。電気的なスイッチは典型的には、基板、例えばガラス基板またはプラスチック基板に電極を設けることによって達成できる。ある実施形態において導電層が基板上に設けられ、導電層は透明導電性材料、例えば透明導電性酸化物、好ましくはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＳｎＯ２：Ｆ、特にＩＴＯ、または導電性ポリマー、または薄い透明金属および／または金属酸化物層、例えば銀からなる、またはそれらから形成される。導電性層は好ましくは、電気的接続を備える。電圧は、好ましくは電池、充電式電池、スーパーキャパシタまたは外部電流源によって供給され、より好ましくは外部電流源によって供給される。
【0068】
ある実施形態において基板上に、例えばポリイミド（ＰＩ：ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）製の配向層が設けられている。特に、導電層および配向層が基板上に一緒に設けられていることが好ましい。この場合、配向層（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）または配向層（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｌａｙｅｒ）は配向層がＬＣ媒体に接触するように、導電層の上に設けられる。配向層、好ましくはポリイミド層は、特に界面において、液晶媒体の分子の均一配向または平面配向、あるいは代替的にホメオトロピック配向を与えるように配置されてよい。特定の実施形態において所謂ツイストネマティック（ＴＮ：ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）ジオメトリで用いられるように、９０°の方向差を有する両基板上にラビングされたポリイミドが使用される。
【0069】
特定の実施形態においてプレチルト角を有する配向層が使用され、例えば、ＴＮジオメトリに対して０°～２０°または垂直配向（ＶＡ：ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）ジオメトリに対して８０°から９０°の範囲のプレチルト角を有する。
【0070】
他の実施形態の代替またはそれによる配向膜のない基板も使用される。配向層、例えばポリイミド層を追加層として設けることは、有益に回避され得る一方で、効果的および効率的なスイッチ挙動は依然として実現され得ることが驚くべきことに見い出された。
【0071】
また配向層の代わりに、しかし配向層に加えても、基板上にパッシベーション層またはバリア層、例えば酸化シリコンまたは窒化シリコンを含む、好ましくは酸化シリコンまたは窒化シリコンから成るパッシベーション層を設けることも可能である。パッシベーション層および配向層の両方が基板上に設けられる場合、それらは配向層が最上位となるように、即ちＬＣ媒体に接触するように配置される。
【0072】
本発明による方法は、光学的な透明状態および不透明状態において作動可能であり、それらの間を電気的にスイッチ可能であり、スイッチ層を含むスイッチ素子、特に光バルブを提供する。本方法を実施することによって得られるスイッチ層は、１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上の二色性色素および１種類以上のキラル化合物を含む液晶媒体と、１種類以上の重合性メソゲン化合物の重合によって得られるか、またはそれぞれ得られ得る１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分とを含む材料を含む。
【0073】
本発明によればポリマー成分は、材料の全内容物を基準に４重量％以下、好ましくは３重量％以下、より好ましくは２重量％以下、特に１重量％以下の量で材料中に含まれる。好ましい実施形態においてポリマー成分は、材料の全内容物を基準に０．５重量％～１．５重量％の範囲内の量で材料中に含まれる。
【0074】
ポリマー成分は、１種類以上の重合性メソゲン化合物の重合によって得られるか、またはそれぞれ得られ得る１種類以上のポリマー構造を含む。ポリマー成分が、１種類以上の重合性メソゲン化合物のみを重合して得られること、即ちポリマー成分が、前駆体として１種類以上の重合性メソゲン化合物のみに基づくか、それぞれからのみ誘導される１種類以上のポリマー構造から成ることが好ましい。
【0075】
本方法によってポリマー成分は、１種類、２種類または３種類の重合性メソゲン化合物、より更に好ましくは１種類または２種類の重合性メソゲン化合物を重合することによって、その場で、特にスイッチング層中において好ましくは調製される。
【0076】
本発明による重合性メソゲン化合物はメソゲン基と、１個以上の重合性基、即ち重合に適した官能基とを含む。また、これらの化合物は反応性メソゲン（ＲＭ：ｒｅａｃｔｉｖｅ ｍｅｓｏｇｅｎ）またはメソゲンモノマーとしても知られている。ＲＭは、一反応性および／または二反応性もしくは多反応性であることができる。
【0077】
本方法で使用する液晶媒体は、少なくとも１種類の二反応性または多反応性重合性メソゲン化合物を含むことが好ましい。
【0078】
本発明により使用される重合性化合物（１種類または多種類）が反応性メソゲン（１種類または多種類）のみを含む、即ち全ての反応性モノマーがメソゲンであることが好ましい一方で、代替実施形態において１種類以上のＲＭを１種類以上の非メソゲン重合性化合物と組み合わせて使用することも可能である。
【0079】
重合性化合物およびメソゲン化合物は、得られるポリマー成分および変調材料中のＬＣ媒体の屈折率を一致させる観点から選択することができ、透明状態の向上に有利に寄与し得る。
【0080】
本発明により特に本方法で使用され光バルブ中に提供される液晶媒体は、７０℃以上、より好ましくは８０℃以上、より更に好ましくは９０℃以上、なお更に好ましくは９８℃以上、引き続き更に好ましくは１０２℃以上、特に１１５℃以上の透明点を有する。媒体は９０℃～１６０℃、より好ましくは１００℃～１５０℃の範囲内の透明点を有することが好ましい。
【0081】
全て物理的特性および物理化学的または電気光学的パラメータは一般に知られている方法、特に「Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、１９９７年１１月刊、メルク社、ドイツ国に従って決定される。
【0082】
透明点点、特にキラルネマチック相またはコレステリック相と等方相との間の相転移温度は、一般に知られている方法、例えばメトラーオーブン、偏光顕微鏡下のホットステージ、または示差走査熱量（ＤＳＣ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）分析を用いて測定および決定できる。本発明によれば透明点は、好ましくはメトラーオーブンを使用して決定される。
【0083】
更に本発明により好ましくは光バルブのスイッチ層に用いられる液晶媒体は、散乱状態において０．５５μｍ以上のピッチを示す。
【0084】
ここで提供される通りのコレステリックまたはキラルネマチック媒体は好ましくは、比較的長いピッチ、特に好ましくは７８０ｎｍを超えるブラッグ型反射を与えるピッチを有する。この場合にも平面的なテクスチャは、可視光スペクトルにわたって好ましい透過を与えることができる。
【0085】
本明細書においてピッチとはコレステリックらせんのピッチｐを意味し、ピッチｐはＣＬＣの配向軸（ディレクター）が２π回転を起こすための距離である。好ましい実施形態において媒体は、０．７５μｍ以上、より更に好ましくは１．００μｍ以上、特に１．５０μｍ以上のピッチを示す。
【0086】
好ましくは１種類以上のキラルドーパントの濃度は、結果として生じるキラルピッチが０．５５μｍ～１０μｍの範囲内になるように設定される。
【0087】
本発明によれば、ピッチは、特に２０℃における選択反射極大の波長λｍａｘのＮＩＲ分光測定から決定される。ピッチｐは、λｍａｘ＝ｎ（λｍａｘ）×ｐの式を用いてλｍａｘの測定値から決定され、ここでｎ（λｍａｘ）はλｍａｘにおける屈折率である。
【0088】
また当該分野で既知のウェッジセル法を使用し、特に２０℃において、らせんツイスト力ＨＴＰ（ｈｅｌｉｃａｌ ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ）を測定し、決定したピッチを確認することも可能である。
【0089】
驚くべきことに本発明による光バルブは、効率的で十分に強い散乱、特に拡散透過率を目視で、特に広い面積でも均質な外観を与える不透明状態にスイッチし、動作できる。この均一な外観は有利には色が中性の外観を含み、これは、虹のような外観のような不要な色アーティファクトを最小化し、または回避することさえできることを意味する。
【0090】
本発明によるスイッチ層に提供されるような材料は、例えば材料ドメイン、特に境界、欠陥またはランダム構造からの散乱によって所望のヘイズを有する十分な散乱を与えることができると考えられており、一方で周期的構造によって生じる入射光の回折は、関連の長さスケールにおいて周期性を十分に乱すまたは破壊することによって、特にポリマー成分の導入によって実質的に抑制または回避することができるが驚くべきことに、この点については僅かな量で含まれている場合でも有効であり得る。
【0091】
加えて本発明による方法を使用することにより、有利には殆どまたは全く識別可能な残留ヘイズを有する光学的に透明な状態および比較的大きな光透過率を有する光バルブを得ることが可能である。
【0092】
光バルブ自体は好ましくは、光源を一切含まない。光バルブは好適には、例えばラミネート、接着または実装によってディスプレイ、スクリーンまたは眼鏡などの電気光学的デバイスに組み込まれ得る。
【0093】
好ましくは、光バルブは偏光子を含まない。
【0094】
光バルブは、例えば１ｍｍ２程度の小さなサイズから１ｍ２以上のサイズまで様々なサイズの範囲内で実現されてもよく、それは異なる形状、例えば正方形、長方形、円形、楕円形、三角形、多角形を有してよい。
【0095】
本発明によればスイッチ層および光バルブの状態は、電極によって印加される電界を使用して制御される。電極は好ましくは、コーティングの形態で基板上に配置される透明電極である。コーティングは一般に、スイッチ層に面している基板側または表面に施される。
【0096】
ある実施形態において電極は、それらが連続するようにパターン化および／または構造化されていない。よってスイッチ可能な領域全体は、電界を印加することによってアドレスされ、同時にスイッチされる。代替の実施形態において電極は、電界を印加することによって他の領域から独立してスイッチされ得る個別にアドレス可能な領域または画素を形成するようにパターン化され得る。この場合、分割された領域を能動的および独立にアドレス指定するために、一般的に使用されているＴＦＴ技術を使用してよい。
【0097】
本明細書で説明する通り液晶媒体は、本方法で使用され、得られるスイッチ層および光バルブに提供される。
【0098】
好ましい実施形態において本発明により使用される通りのＬＣ媒体は、正の誘電率異方性を有する。この場合、３～４５の範囲内、より好ましくは５～３０の範囲内の誘電異方性Δεを有する液晶性混合物が好ましい。
【0099】
Δεは誘電異方性を表し、Δε＝ε∥－ε⊥である。誘電異方性Δεは２０℃および１ｋＨｚにおいて決定される。
【0100】
しかしながら代替の実施形態において、負の誘電率異方性を有するＬＣ媒体を提供することも可能である。この場合、－６～－３の範囲内の誘電異方性Δεを有する液晶性混合物が好ましい。
【0101】
好ましくは本発明による媒体は、複屈折としても知られる好適に高い光学異方性Δｎを有し得る。本明細書に記載され、本発明によるスイッチ層および光バルブにおいて使用される媒体は、好ましくは２０℃および５８９ｎｍにおいて決定される０．１３以上、より好ましくは０．１６以上、より更に好ましくは０．２０以上の光学異方性Δｎを示す。
【0102】
上および下でΔｎは光学異方性を示し、Δｎ＝ｎｅ－ｎｏであり、光学異方性Δｎは２０℃および波長５８９．３ｎｍにおいて決定される。
【0103】
本発明により使用される媒体は、式ＩおよびＩＩの化合物から選択される１種類以上のメソゲン化合物を含むことが好ましい。
【0104】
【化2】
【0105】
式中、
Ｒ１およびＲ２は互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、および１～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニルから選択される基を表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、
Ａ１１は、
を表し、
ｎは、０または１を表し、および
Ａ２１、Ａ３１およびＡ４１は互いに独立に、
を表し、
ただしＬは、それぞれの出現で同一または異なってＦ、ＣｌおよびＢｒから選択されるハロゲンであり、および
Ｒ３およびＲ４は互いに独立に、Ｆ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＣＮおよび１～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニルから選択される基を表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、および
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、互いに独立にＨまたはＦを表す。
Ｒ１およびＲ２は互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、および１～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニルから選択される基を表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、
Ａ１１は、
【化3】
ｎは、０または１を表し、および
Ａ２１、Ａ３１およびＡ４１は互いに独立に、
【化4】
ただしＬは、それぞれの出現で同一または異なってＦ、ＣｌおよびＢｒから選択されるハロゲンであり、および
Ｒ３およびＲ４は互いに独立に、Ｆ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＣＮおよび１～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニルから選択される基を表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、および
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、互いに独立にＨまたはＦを表す。
【0106】
本発明により使用される媒体は媒体の全内容物を基準にして、式ＩおよびＩＩの化合物から選択される１種類以上のメソゲン化合物を少なくとも５重量％、より好ましくは少なくとも１０重量％、より更に好ましくは１５重量％含むことが特に好ましい。
【0107】
好適に高い光学異方性に加えて本発明による媒体は有利には、良好な光安定性および好適に高い透明点と組み合わせて好適に高い電圧保持率（ＶＨＲ：ｖｏｌｔａｇｅ ｈｏｌｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ）を示し得る。
【0108】
反応性メソゲンを特に規定されたような低い量で使用し、好ましくは低濃度で使用できる高いＨＴＰを有するキラルドーパントを使用することで、有利に高い透明点を維持することに寄与し得る。
【0109】
媒体はコレステリックまたはカイラルネマチック媒体である。コレステリック液晶（ＣＬＣ：ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）は通常、初期状態では例えばある波長の光を反射する平面構造を持ち、交流電圧パルスの印加によってフォーカルコニックな光散乱構造に、またはその逆にスイッチできる媒体を含んでいる。より強い電圧、特により強い電圧パルスを印加すると、ＣＬＣ媒体はホメオトロピックな透明状態にスイッチし、そこから電圧の急速なオフ後に平面状態に、またはゆっくりとオフ後にフォーカルコニック状態に緩和できる。
【0110】
平面状のテクスチャにおいてブラッグ反射が起こり、反射光はコレステリックヘリックスと同じ掌性を持つ。
【0111】
フォーカルコニック状態では、らせん軸がランダムに配置され、ドメイン境界での屈折率の不連続な空間変化のため、テクスチャに光散乱が見られる。
【0112】
平面およびフォーカルコニックコンフィギュレーションの両者は外部電界がない状態において、通常、安定である。ＣＬＣのテクスチャが平面からフォーカルコニックにスイッチと、ブラッグ反射がなくなり、らせん軸がランダムに分布するため、入射光が散乱される。
【0113】
しかしながら状態間のスイッチは、通常、正の誘電異方性（Δε＞０）を持つ液晶分子および垂直電界の間の誘電カップルによってコレステリックヘリックスが完全にほどけるホメオトロピック状態によってのみ達成される。
【0114】
本発明による実施形態においてスイッチ層のヘイズ不透明状態は、上記フォーカルコニック状態であり得る。
【0115】
あるいは好ましい実施形態によれば本発明において、高いヘイズ状態はポリドメイン構造によって形成される。好ましくは、このポリドメイン構造は十分に強い散乱を生じる一方で、ブラッグ型反射挙動が、少なくともある程度は依然として観察可能なままである。ポリドメインを含むか好ましくはポリドメインから成るこの相では、らせん軸の方向は通常ドメインごとに異なり、ドメイン境界が通常発生する。しかしながらマクロ的には、この相は均質に見え、特に人間の目には均質に不透明またはヘイズに見え、層領域全体にわたって目に見える欠陥がないことがある。
【0116】
ポリドメイン構造は、例えば、平面的またはホメオトロピックに配向した従来の配向膜を使用して得ることができ、有利には比較的低い電圧でポリドメイン状態へのスイッチ可能である場合がある。しかしながらポリドメイン構造は、また配向層が存在しない場合にも得ることができる。
【0117】
加えてポリマー成分が変調材料およびスイッチ層に存在することで、散乱性能に好影響を与え、安定化させることができる。
【0118】
好ましい実施形態において非散乱状態または透明状態は、上記ホメオトロピック状態によって形成できる。この点において現在得られる有利に高いＶＨＲは、自己放電挙動に対してこの状態の素子を安定化させるのに有用であり、よって著しく低いリフレッシュ速度および／または低い電力消費であっても状態を維持できる。
【0119】
あるいは非散乱状態または透明状態は、上記平面テクスチャによって形成できる。
【0120】
キラルネマチックまたはコレステリック媒体を使用すると、比較的安定した状態、さらには双安定性を提供できるため、この媒体からなるデバイスの消費エネルギーが少なくなるという利点がある。特に電界をオフにした後、少なくともかなりの時間、それぞれの状態を保持することができ、電圧のアドレスまたはリフレッシュをより頻繁に行うことが可能になり得る。
【0121】
好ましい実施形態において光バルブは交流電圧Ｖ１の印加により光学的に透明な状態にスイッチ可能であり、交流電圧Ｖ２の印加により不透明な状態にスイッチ可能であり、Ｖ１＞Ｖ２である。
【0122】
ある実施形態においてスイッチされた透明状態、特にホメオトロピック配向を有する状態は１５Ｖ～１００Ｖ、より好ましくは２０Ｖ～８０Ｖ、特に２５Ｖ～５０Ｖの範囲内の電圧を加えることによって維持される一方で、スイッチされた不透明状態は、０Ｖであっても、少なくともある時間安定であり得る。
【0123】
好ましくは本発明による光バルブは二重周波数アドレスを使用しないので、必要な電子機器を簡素化することができる。
【0124】
上記の通り媒体は好ましくは、７８０ｎｍを超える波長で選択的な反射を示す。従って媒体は好ましくは、近赤外線（ＮＩＲ）スペクトル領域で反射する。
【0125】
キラルドーパントおよびそれらの濃度は、媒体のコレステリックピッチが適切に設定または調整されるように提供できる。ＣＬＣ媒体は例えば、ネマチックＬＣ媒体に高いツイスト力を有するキラルドーパントをドープすることで調製できる。そして誘発されたコレステリックらせんのピッチｐは式（１）に従って、キラルドーパントの濃度ｃおよびらせんツイスト力ＨＴＰによって与えられる。
【0126】
【数1】
【0127】
また個々のドーパントのＨＴＰの温度依存性を補償し、らっせんピッチおよびＣＬＣ媒体の反射波長の温度依存性を小さくするために、例えば２種類以上のドーパントを使用することも可能である。そして合計ＨＴＰ（ＨＴＰｔｏｔａｌ）については、近似的に（２）式が成立する。
【0128】
【数2】
【0129】
式中ｃｉは、それぞれ個々のドーパントの濃度であり、ＨＴＰｉは、それぞれ個々のドーパントのらせんツイスト力である。
【0130】
液晶媒体は１種類以上のキラル化合物、特に１種類以上のキラルドーパントを含む。キラルドーパントは好ましくは高い絶対値のＨＴＰを有し、一般にメソゲン基礎混合物に比較的低濃度で添加することができ、アキラル成分中で良好な溶解性を有する。２種類以上のキラル化合物が用いられる場合、それらは同じまたは反対の回転方向およびツイストの同じまたは反対の温度依存性を有してよい。
【0131】
本発明による１種類以上のキラル化合物は、好ましくはメルク社より市販の液晶混合物ＭＬＣ－６８２８中において好ましくは５μｍ－１以上、より好ましくは１０μｍ－１以上、より更に好ましくは１５μｍ－１以上の絶対値のヘリカルツイスト力を有する。好ましくはメルク社より市販の液晶混合物ＭＬＣ－６８２８中において２０μｍ－１以上、より好ましくは４０μｍ－１以上、より更に好ましくは６０μｍ－１以上、最も好ましく波８０μｍ－１以上～２６０μｍ－１以下の範囲内の絶対値のヘリカルツイスト力（ＨＴＰ：ｈｅｌｉｃａｌ ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ）を有するキラル化合物が特に好ましい。
【0132】
１種類以上のキラル化合物は媒体の全体内容物を基準にして、好ましくは２重量％以下、より好ましくは１重量％以下、より更に好ましくは０．５重量％以下の量で液晶媒体中に含まれる。
【0133】
本発明の好ましい実施形態においてキラル成分は、全てが同一の符号のＨＴＰを有する２種類以上のキラル化合物から成る。個々の化合物のＨＴＰの温度依存性は、高くても低くてもよい。媒体のピッチの温度依存性は、ＨＴＰの異なる温度依存性を有する化合物を対応する比率で混合することで補償できる。
【0134】
適切なキラルドーパントは当該分野において既知であり例えば、コレステリルノナノアート、Ｒ／Ｓ－８１１、Ｒ／Ｓ－１０１１、Ｒ／Ｓ－２０１１、Ｒ／Ｓ－３０１１、Ｒ／Ｓ－４０１１、Ｒ／Ｓ－５０１１、特にＲ／Ｓ－５０１１、Ｂ（ＯＣ）２Ｃ＊Ｈ－Ｃ－３またはＣＢ１５（全てメルク社、ダルムシュタット市、ドイツ国）などの幾つかは商業的に入手可能である。
【0135】
特に適切なドーパントは、１個以上のキラル基および１個以上のメソゲン基、またはキラル基と共にメソゲン基を形成する１個以上の芳香族または脂環族基を含む化合物である。
【0136】
適切なキラル基は例えば、キラル分枝炭化水素基、キラルエタンジオール類、ビナフトール類またはジオキソラン類、更に、糖誘導体、糖アルコール、糖酸、乳酸、キラル置換グリコール、ステロイド誘導体、テルペン誘導体、アミノ酸または少数で好ましくは１～５個のアミノ酸配列から成る群より選択される一価または多価キラル基である。
【0137】
好ましいキラル基は、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、アラビノースおよびデキストロースなどの糖誘導体；例えば、ソルビトール、マンニトール、イジトール、ガラクチトールまたはそれらの無水誘導体などの糖アルコール、特に、ジアンヒドロソルビド（１，４：３，６－ジアンヒドロ－Ｄ－ソルビド、イソソルビド）、ジアンヒドロマンニトール（イソソルビトール）またはジアンヒドロイジトール（イソイジトール）などのジアンヒドロヘキシトール類；例えば、グルコン酸、グロン酸およびケトグロン酸などの糖酸；例えば、１個以上のＣＨ２基がアルキルもしくはアルコキシで置換されたモノもしくはオリゴエチレンまたはプロピレングリコールなどのキラル置換グリコール基；例えば、アラニン、バリン、フェニルグリシンもしくはフェニルアラニンなどのアミノ酸またはこれらのアミノ酸の１～５個の配列；例えば、コレステリルまたはコール酸基などのステロイド誘導体；例えば、メンチル、ネオメンチル、カンフェイル、ピネイル、ターピンイル、イソロンギホリル、フェンチル、カレイル、ミルテニル、ノピル、ゲラニル、リナロイル、ネリル、シトロネリルまたはジヒドロシトロネリルなどのテルペン誘導体である。
【0138】
好適なキラル基およびメソゲン性キラル化合物は例えば、ドイツ国特許第３４ ２５ ５０３号明細書、ドイツ国特許第３５ ３４ ７７７号明細書、ドイツ国特許第３５ ３４ ７７８号明細書、ドイツ国特許第３５ ３４ ７７９号明細書およびドイツ国特許第３５ ３４ ７８０号明細書、ドイツ国特許第４３ ４２ ２８０号明細書、欧州特許第０１ ０３８ ９４１号明細書ならびにドイツ国特許第１９５ ４１ ８２０号明細書に記載されている。
【0139】
本発明によって使用される好ましいキラル化合物は、以下の化合物の群から選択される。
【0140】
ある実施形態において以下の式Ａ－１～Ａ－ＩＩＩの化合物から成る群より選択されるドーパントが好ましい。
【0141】
【化5】
【0142】
式中、
Ｒａ１１およびＲａ１２は、それぞれ互いに独立に、２～９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキルまたはアルケニルであり、あるいはＲａ１１は、メチルまたは１～９個の炭素原子を有するアルコキシであり、好ましくは両者が、アルキル、好ましくはｎ－アルキルであり、
Ｒａ２１およびＲａ２２は、それぞれ互いに独立に、１～９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ、２～９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するオキサアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、好ましくは両者が、アルキル、好ましくはｎ－アルキルであり、
Ｒａ３１およびＲａ３２は、それぞれ互いに独立に、２～９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキルまたはアルケニルであり、あるいはＲａ１１は、メチルまたは１～９個の炭素原子を有するアルコキシであり、好ましくは両者が、アルキル、好ましくはｎ－アルキルである。
Ｒａ１１およびＲａ１２は、それぞれ互いに独立に、２～９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキルまたはアルケニルであり、あるいはＲａ１１は、メチルまたは１～９個の炭素原子を有するアルコキシであり、好ましくは両者が、アルキル、好ましくはｎ－アルキルであり、
Ｒａ２１およびＲａ２２は、それぞれ互いに独立に、１～９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ、２～９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するオキサアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、好ましくは両者が、アルキル、好ましくはｎ－アルキルであり、
Ｒａ３１およびＲａ３２は、それぞれ互いに独立に、２～９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキルまたはアルケニルであり、あるいはＲａ１１は、メチルまたは１～９個の炭素原子を有するアルコキシであり、好ましくは両者が、アルキル、好ましくはｎ－アルキルである。
【0143】
以下の式の化合物から成る群より選択されるキラルドーパントが特に好ましい。
【0144】
【化6】
【0145】
更に好ましいドーパントは、以下の式Ａ－ＩＶのイソソルビド、イソマンニトールまたはイソイジトールの誘導体である。
【0146】
【化7】
【0147】
式中、
【化8】
【0148】
好ましくは、ジアンヒドロソルビトールである。
【0149】
および例えば、ジフェニルエタンジオール（ヒドロベンゾイン）、特に以下の式Ａ－Ｖのメソゲン性ヒドロベンゾイン誘導体（示していないが、（Ｒ、Ｓ）、（Ｓ、Ｒ）、（Ｒ、Ｒ）および（Ｓ、Ｓ）エナンチオマーを含む。）などのキラルエタンジオール類である。
【0150】
【化9】
【0151】
式中、
それぞれ互いに独立に、Ｌで一置換、二置換もしくは三置換されてもよい１，４－フェニレン、または１，４－シクロヘキシレンであり、
Ｌは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１～７個の炭素原子を有しハロゲン化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルもしくはアルコキシカルボニルオキシであり、
ｃは、０または１であり、
Ｚ０は、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＨ２ＣＨ２－または単結合であり、および
Ｒ０は、１～１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシである。
【化10】
Ｌは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１～７個の炭素原子を有しハロゲン化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルもしくはアルコキシカルボニルオキシであり、
ｃは、０または１であり、
Ｚ０は、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＨ２ＣＨ２－または単結合であり、および
Ｒ０は、１～１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシである。
【0152】
式Ａ－ＩＶの化合物は、国際公開第９８／００４２８号に記載されている。式Ａ－Ｖの化合物は、英国特許出願公開第２，３２８，２０７号明細書に記載されている。
【0153】
他の実施形態において非常に特に好ましいドーパントは、国際公開第０２／９４８０５号に記載される通りのキラルビナフチル誘導体、国際公開第０２／３４７３９号に記載される通りのキラルビナフトールアセタール誘導体、国際公開第０２／０６２６５号に記載される通りのキラルなＴＡＤＤＯＬ誘導体、ならびに国際公開第０２／０６１９６号および国際公開第０２／０６１９５号に記載される通りの少なくとも１個のフッ素化された架橋基および末端または中央キラル基を有するキラルドーパントである。
【0154】
式Ａ－ＶＩのキラル化合物が特に好ましい。
【0155】
【化11】
【0156】
式中、
Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１およびＹ２は、それぞれ互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ５、１～２５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキル（該基は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＣＮで一置換または多置換されてもよく、ただし加えて、１個以上の隣接していないＣＨ２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接結合しないようにして、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＮＨ－、ＮＲ０－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－、－Ｓ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｓ－、－ＣＨ＝ＣＨ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられていてもよい。）、重合性基または２０個までの炭素原子を有するシクロアルキルもしくはアリール（該基は、ハロゲン、好ましくはＦで一置換もしくは多置換されているか、重合性基で一置換もしくは多置換されていてよい。）であり、
ｘ１およびｘ２は、それぞれ互いに独立に、０、１または２であり、
ｙ１およびｙ２は、それぞれ互いに独立に、０、１、２、３または４であり、
Ｂ１およびＢ２は、それぞれ互いに独立に、芳香族または完全もしくは部分飽和脂肪族６員環（ただし、１個以上のＣＨ基はＮ原子で置き換えられていてもよく、１個以上の隣接していないＣＨ２基はＯおよび／またはＳで置き換えられていてもい。）であり、
Ｗ１およびＷ２は、それぞれ互いに独立に、－Ｚ１－Ａ１－（Ｚ２－Ａ２）ｍ－Ｒであり、もしくは２個のうちの一方はＲ１またはＡ３であり、ただし、両者は同時にＨではなく、または
Ｕ１およびＵ２は、それぞれ互いに独立に、ＣＨ２、Ｏ、Ｓ、ＣＯまたはＣＳであり、
Ｖ１およびＶ２は、それぞれ互いに独立に、（ＣＨ２）ｎ（ただし、１～４個の隣接していないＣＨ２基はＯおよび／またはＳで置き換えられていてもよい。）であり、ならびにＶ１およびＶ２の一方は単結合であり、
両者が単結合であり、
Ｚ１およびＺ２は、それぞれ互いに独立に、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－Ｏ－ＣＯＯ－、－ＣＯ－ＮＲ０－、－ＮＲ０－ＣＯ－、－Ｏ－ＣＨ２－、－ＣＨ２－Ｏ－、－Ｓ－ＣＨ２－、－ＣＨ２－Ｓ－、－ＣＦ２－Ｏ－、－Ｏ－ＣＦ２－、－ＣＦ２－Ｓ－、－Ｓ－ＣＦ２－、－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＦ２－ＣＨ２－、－ＣＨ２－ＣＦ２－、－ＣＦ２－ＣＦ２－、－ＣＨ＝Ｎ－、－Ｎ＝ＣＨ－、－Ｎ＝Ｎ－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＦ＝ＣＨ－、－ＣＨ＝ＣＦ－、－ＣＦ＝ＣＦ－、－Ｃ≡Ｃ－、これらの基の２個の組合せ（ただし、２個のＯおよび／またはＳおよび／またはＮ原子は互いに直接結合しておらず、好ましくは、－ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯ－または－ＣＯＯ－ＣＨ＝ＣＨ－である。）または単結合であり、
Ａ１、Ａ２およびＡ３は、それぞれ互いに独立に、１，４－フェニレン（ただし、１個または２個の隣接していないＣＨ基はＮで置き換えられていてもよい。）、１，４－シクロヘキシレン（ただし、１個または２個の隣接していないＣＨ２基はＯおよび／またはＳで置き換えられていてもよい。）、１，３－ジオキソラン－４，５－ジイル、１，４－シクロヘキセニレン、１，４－ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ピペリジン－１，４－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、デカヒドロナフタレン－２，６－ジイルまたは１，２，３，４－テトラヒドロナフタレン－２，６－ジイル（ただし、これらの基のそれぞれはＬで一置換または多置換されていてもよい。）であり、加えてＡ１は単結合であり、
Ｌはハロゲン原子、好ましくは、Ｆ、ＣＮ、ＮＯ２、１～７個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルコキシカルボニルオキシ（ただし１個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌで置き換えられていてもよい。）であり、
ｍは、それぞれの場合で独立に、０、１、２または３であり、および
ＲおよびＲ１は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ５、それぞれ１個もしくは３個～２５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分岐状アルキル（該基は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＣＮで一置換または多置換されていてもよく、ただし１個以上の隣接していないＣＨ２基は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＮＨ－、－ＮＲ０－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－Ｏ－ＣＯＯ－、－Ｓ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｓ－、－ＣＨ＝ＣＨ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられていてもよく、ただし、２個のＯおよび／またはＳ原子は互いに直接結合されていない。）または重合性基である。
Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１およびＹ２は、それぞれ互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ５、１～２５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキル（該基は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＣＮで一置換または多置換されてもよく、ただし加えて、１個以上の隣接していないＣＨ２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接結合しないようにして、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＮＨ－、ＮＲ０－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－、－Ｓ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｓ－、－ＣＨ＝ＣＨ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられていてもよい。）、重合性基または２０個までの炭素原子を有するシクロアルキルもしくはアリール（該基は、ハロゲン、好ましくはＦで一置換もしくは多置換されているか、重合性基で一置換もしくは多置換されていてよい。）であり、
ｘ１およびｘ２は、それぞれ互いに独立に、０、１または２であり、
ｙ１およびｙ２は、それぞれ互いに独立に、０、１、２、３または４であり、
Ｂ１およびＢ２は、それぞれ互いに独立に、芳香族または完全もしくは部分飽和脂肪族６員環（ただし、１個以上のＣＨ基はＮ原子で置き換えられていてもよく、１個以上の隣接していないＣＨ２基はＯおよび／またはＳで置き換えられていてもい。）であり、
Ｗ１およびＷ２は、それぞれ互いに独立に、－Ｚ１－Ａ１－（Ｚ２－Ａ２）ｍ－Ｒであり、もしくは２個のうちの一方はＲ１またはＡ３であり、ただし、両者は同時にＨではなく、または
【化12】
Ｖ１およびＶ２は、それぞれ互いに独立に、（ＣＨ２）ｎ（ただし、１～４個の隣接していないＣＨ２基はＯおよび／またはＳで置き換えられていてもよい。）であり、ならびにＶ１およびＶ２の一方は単結合であり、
【化13】
Ｚ１およびＺ２は、それぞれ互いに独立に、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－Ｏ－ＣＯＯ－、－ＣＯ－ＮＲ０－、－ＮＲ０－ＣＯ－、－Ｏ－ＣＨ２－、－ＣＨ２－Ｏ－、－Ｓ－ＣＨ２－、－ＣＨ２－Ｓ－、－ＣＦ２－Ｏ－、－Ｏ－ＣＦ２－、－ＣＦ２－Ｓ－、－Ｓ－ＣＦ２－、－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＦ２－ＣＨ２－、－ＣＨ２－ＣＦ２－、－ＣＦ２－ＣＦ２－、－ＣＨ＝Ｎ－、－Ｎ＝ＣＨ－、－Ｎ＝Ｎ－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＦ＝ＣＨ－、－ＣＨ＝ＣＦ－、－ＣＦ＝ＣＦ－、－Ｃ≡Ｃ－、これらの基の２個の組合せ（ただし、２個のＯおよび／またはＳおよび／またはＮ原子は互いに直接結合しておらず、好ましくは、－ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯ－または－ＣＯＯ－ＣＨ＝ＣＨ－である。）または単結合であり、
Ａ１、Ａ２およびＡ３は、それぞれ互いに独立に、１，４－フェニレン（ただし、１個または２個の隣接していないＣＨ基はＮで置き換えられていてもよい。）、１，４－シクロヘキシレン（ただし、１個または２個の隣接していないＣＨ２基はＯおよび／またはＳで置き換えられていてもよい。）、１，３－ジオキソラン－４，５－ジイル、１，４－シクロヘキセニレン、１，４－ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ピペリジン－１，４－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、デカヒドロナフタレン－２，６－ジイルまたは１，２，３，４－テトラヒドロナフタレン－２，６－ジイル（ただし、これらの基のそれぞれはＬで一置換または多置換されていてもよい。）であり、加えてＡ１は単結合であり、
Ｌはハロゲン原子、好ましくは、Ｆ、ＣＮ、ＮＯ２、１～７個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルコキシカルボニルオキシ（ただし１個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌで置き換えられていてもよい。）であり、
ｍは、それぞれの場合で独立に、０、１、２または３であり、および
ＲおよびＲ１は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ５、それぞれ１個もしくは３個～２５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分岐状アルキル（該基は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＣＮで一置換または多置換されていてもよく、ただし１個以上の隣接していないＣＨ２基は、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＮＨ－、－ＮＲ０－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－Ｏ－ＣＯＯ－、－Ｓ－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｓ－、－ＣＨ＝ＣＨ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられていてもよく、ただし、２個のＯおよび／またはＳ原子は互いに直接結合されていない。）または重合性基である。
【0157】
式Ａ－ＶＩ－１のキラルナフチル誘導体が特に好ましい。
【0158】
【化14】
【0159】
特に、以下の式Ａ－ＶＩ－１ａ～Ａ－ＶＩ－１ｃから選択されるものである。
【0160】
【化15】
【0161】
式中、環ＢおよびＺ０は、式Ａ－ＩＶで定義される通りであり、より好ましくはＺ０は－ＯＣＯ－または単結合であり、
Ｒ０は式Ａ－ＩＶで定義される通りか、Ｈか、１～４個の炭素原子を有するアルキルであり、および
ｂは、０、１または２である。
Ｒ０は式Ａ－ＩＶで定義される通りか、Ｈか、１～４個の炭素原子を有するアルキルであり、および
ｂは、０、１または２である。
【0162】
更に、式Ａ－ＶＩ－２のキラルビナフチル誘導体が特に好ましい。
【0163】
【化16】
【0164】
特に、以下の式Ａ－ＶＩ－２ａ～Ａ－ＶＩ－２ｆから選択されるものである。
【0165】
【化17】
【0166】
【化18】
【0167】
式中、Ｒ０は式Ａ－ＶＩで定義される通りであり、ＸはＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたはＲ０、好ましくはＦである。
【0168】
特に好ましい実施形態において本発明によるキラル媒体は、式Ｒ－５０１１およびＳ－５０１１の１種類以上の化合物を含む。ある実施形態において媒体は、Ｒ－５０１１を含む。他の実施形態において媒体は、Ｓ－５０１１を含む。
【0169】
本発明によるＬＣ媒体は好ましくおよび有利に、高い信頼性および高い電気抵抗率を示す。また本発明によるＬＣ媒体は好ましくはおよび有利に、高い電圧保持率（ＶＨＲ：ｖｏｌｔａｇｅ ｈｏｌｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ）を示す。Ｓ．Ｍａｔｓら著、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ第５巻、第１３２０頁（１９８９年）；Ｋ．Ｎｉｗａら著、Ｐｒｏｃ．ＳＩＤ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、サンフランシスコ、１９８４年６月、第３０４頁（１９８４年）；Ｔ．ＪａｃｏｂおよびＵ．Ｆｉｎｋｅｎｚｅｌｌｅｒ著、「Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ－Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、１９９７年を参照。本発明によるＬＣ媒体のＶＨＲは、好ましくは７５％以上、より好ましくは８５％以上、より更に好ましくは９５％以上、特に好ましくは９８％以上である。他に記載しない限りＶＨＲの測定は、Ｔ．Ｊａｃｏｂ、Ｕ．Ｆｉｎｋｅｎｚｅｌｌｅｒ著、「Ｍｅｒｃｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ－Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、１９９７年に記載される通りに行われる。
【0170】
本発明によれば方法において、媒体の全内容物を基準に４重量％以下の量の１種類以上の重合性メソゲン化合物を含む液晶媒体が提供される。
【0171】
１種類以上の重合性メソゲン化合物は、媒体の全内容物を基準に好ましくは３重量％以下の量、より更に好ましくは２重量％以下の量、特に好ましくは１．２５重量％以下の量で媒体中に含有される。
【0172】
好ましくは１種類以上の重合性メソゲン化合物は、１個または２個以上のアクリレートおよび／またはメタクリレート基を含む。
【0173】
本発明による媒体において好ましくは１種類以上の重合性、硬化性または硬化可能な化合物、好ましくは１種類以上の光硬化性モノマーが提供され、変調材料およびスイッチ層におけるポリマー成分に対し前駆体として有利に機能できる。
【0174】
使用される反応性メソゲン（ＲＭ：ｒｅａｃｔｉｖｅ ｍｅｓｏｇｅｎ）またはメソゲンモノマーは、メソゲン基と１個以上の重合性基、即ち重合に適する官能基とを含む。
【0175】
特に好ましい実施形態において使用される重合性化合物（１種類または多種類）は反応性メソゲン（１種類または多種類）のみを含み、即ち全ての反応性モノマーはメソゲンである。あるいはＲＭは、１種類以上の非メソゲン重合性化合物と組み合わせて提供され得る。
【0176】
ＲＭは、一反応性および／または二反応性もしくは多反応性でよい。好ましくは使用されるＲＭは二反応性または多反応性、特に二反応性である。ある実施形態において１種類以上の二反応性ＲＭが、少なくとも１種類の一反応性ＲＭと組み合わせて使用される。
【0177】
本発明の好ましい実施形態において、１種類以上の重合性メソゲン化合物は式Ｍの化合物から選択される。
【0178】
【化19】
【0179】
式中、個々の基は次の通り定義される：
ＲＭａおよびＲＭｂは、それぞれ互いに独立に、Ｐ、Ｐ－Ｓｐ－、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＣＮ、－ＮＯ２、－ＮＣＯ、－ＮＣＳ、－ＯＣＮ、－ＳＣＮ、ＳＦ５または１～２５個の炭素原子を有し直鎖状もしくは分岐状のアルキルであって、ただし、また隣接しないＣＨ２基は、それぞれ互いに独立に酸素および／または硫黄原子が互いに直接連結されないようにして、－Ｃ（Ｒ０）＝Ｃ（Ｒ００）－、－Ｃ≡Ｃ－、－Ｎ（Ｒ００）－、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－、－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－で置き換えられてもよく、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、ＰまたはＰ－Ｓｐ－で置き換えられてもよく、ただし好ましくはＲＭａおよびＲＭｂ基の少なくとも１個は、ＰまたはＰ－Ｓｐ－基であるか含んでおり、
好ましくは
ＲＭａおよびＲＭｂは、それぞれ互いに独立に、Ｐ、Ｐ－Ｓｐ－、Ｈ、ハロゲン、ＳＦ５、ＮＯ２、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基であり、ただし好ましくはＲＭａおよびＲＭｂ基の少なくとも１個は、ＰまたはＰ－Ｓｐ－基であるか含んでおり、
Ｐは、重合性基であり、
Ｓｐは、スペーサー基または単結合であり、
ＡＭ１およびＡＭ２は、それぞれ互いに独立に、芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式またはヘテロ環式基であり、好ましくは、４～２５個の環原子、好ましくは炭素原子を有し、該基は、また、縮合環を包含するか含有してもよく、該基はＬで単置換または多置換されていてもよく、
Ｌは、Ｐ、Ｐ－Ｓｐ－、ＯＨ、ＣＨ２ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＣＮ、－ＮＯ２、－ＮＣＯ、－ＮＣＳ、－ＯＣＮ、－ＳＣＮ、－Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｘ）２、－Ｃ（＝Ｏ）Ｙ１、－Ｃ（＝Ｏ）Ｒｘ、－Ｎ（Ｒｘ）２、置換されていてもよいシリル、６～２０個の炭素原子を有する置換されていてもよいアリール、または１～２５個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ、または２～２５個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基であって、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＰまたはＰ－Ｓｐ－で置き換えられていてもよく、好ましくは、Ｐ、Ｐ－Ｓｐ－、Ｈ、ＯＨ、ＣＨ２ＯＨ、ハロゲン、ＳＦ５、ＮＯ２、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基であって、
Ｙ１はハロゲン、好ましくはＦであり、
ＺＭ１は、－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または単結合であり、
Ｒ０およびＲ００は、それぞれ互いに独立に、Ｈまたは１～１２個の炭素原子を有するアルキルであり、
Ｒｘは、Ｐ、Ｐ－Ｓｐ－、Ｈ、ハロゲン、１～２５個の炭素原子を有する直鎖状、分岐状または環状のアルキルであって、ただし、また１個以上の隣接していないＣＨ２基は、酸素および／または硫黄原子が互いに直接連結しないようにして、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－、－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－で置き換えられていてもよく、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＰまたはＰ－Ｓｐ－で置き換えられていてもよく、６～４０個の炭素原子を有する置換されていてもよいアリールまたはアリールオキシ基、または、２～４０個の炭素原子を有する置換されていてもよいヘテロアリールまたはヘテロアリールオキシ基であり、
ｍ１は、０、１、２、３または４であり、および
ｎ１は、１、２、３または４であり、
ただし、ＲＭａ、ＲＭｂおよび存在する置換基Ｌの群からの少なくとも１個の置換基、好ましくは１個、２個または３個の置換基、より好ましくは１個または２個の置換基は、ＰまたはＰ－Ｓｐ－基であるか、少なくとも１個のＰまたはＰ－Ｓｐ－基を含む。
ＲＭａおよびＲＭｂは、それぞれ互いに独立に、Ｐ、Ｐ－Ｓｐ－、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＣＮ、－ＮＯ２、－ＮＣＯ、－ＮＣＳ、－ＯＣＮ、－ＳＣＮ、ＳＦ５または１～２５個の炭素原子を有し直鎖状もしくは分岐状のアルキルであって、ただし、また隣接しないＣＨ２基は、それぞれ互いに独立に酸素および／または硫黄原子が互いに直接連結されないようにして、－Ｃ（Ｒ０）＝Ｃ（Ｒ００）－、－Ｃ≡Ｃ－、－Ｎ（Ｒ００）－、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－、－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－で置き換えられてもよく、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、ＰまたはＰ－Ｓｐ－で置き換えられてもよく、ただし好ましくはＲＭａおよびＲＭｂ基の少なくとも１個は、ＰまたはＰ－Ｓｐ－基であるか含んでおり、
好ましくは
ＲＭａおよびＲＭｂは、それぞれ互いに独立に、Ｐ、Ｐ－Ｓｐ－、Ｈ、ハロゲン、ＳＦ５、ＮＯ２、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基であり、ただし好ましくはＲＭａおよびＲＭｂ基の少なくとも１個は、ＰまたはＰ－Ｓｐ－基であるか含んでおり、
Ｐは、重合性基であり、
Ｓｐは、スペーサー基または単結合であり、
ＡＭ１およびＡＭ２は、それぞれ互いに独立に、芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式またはヘテロ環式基であり、好ましくは、４～２５個の環原子、好ましくは炭素原子を有し、該基は、また、縮合環を包含するか含有してもよく、該基はＬで単置換または多置換されていてもよく、
Ｌは、Ｐ、Ｐ－Ｓｐ－、ＯＨ、ＣＨ２ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＣＮ、－ＮＯ２、－ＮＣＯ、－ＮＣＳ、－ＯＣＮ、－ＳＣＮ、－Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒｘ）２、－Ｃ（＝Ｏ）Ｙ１、－Ｃ（＝Ｏ）Ｒｘ、－Ｎ（Ｒｘ）２、置換されていてもよいシリル、６～２０個の炭素原子を有する置換されていてもよいアリール、または１～２５個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ、または２～２５個の炭素原子を有するアルケニルまたはアルキニル基であって、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＰまたはＰ－Ｓｐ－で置き換えられていてもよく、好ましくは、Ｐ、Ｐ－Ｓｐ－、Ｈ、ＯＨ、ＣＨ２ＯＨ、ハロゲン、ＳＦ５、ＮＯ２、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基であって、
Ｙ１はハロゲン、好ましくはＦであり、
ＺＭ１は、－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または単結合であり、
Ｒ０およびＲ００は、それぞれ互いに独立に、Ｈまたは１～１２個の炭素原子を有するアルキルであり、
Ｒｘは、Ｐ、Ｐ－Ｓｐ－、Ｈ、ハロゲン、１～２５個の炭素原子を有する直鎖状、分岐状または環状のアルキルであって、ただし、また１個以上の隣接していないＣＨ２基は、酸素および／または硫黄原子が互いに直接連結しないようにして、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－、－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－で置き換えられていてもよく、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＰまたはＰ－Ｓｐ－で置き換えられていてもよく、６～４０個の炭素原子を有する置換されていてもよいアリールまたはアリールオキシ基、または、２～４０個の炭素原子を有する置換されていてもよいヘテロアリールまたはヘテロアリールオキシ基であり、
ｍ１は、０、１、２、３または４であり、および
ｎ１は、１、２、３または４であり、
ただし、ＲＭａ、ＲＭｂおよび存在する置換基Ｌの群からの少なくとも１個の置換基、好ましくは１個、２個または３個の置換基、より好ましくは１個または２個の置換基は、ＰまたはＰ－Ｓｐ－基であるか、少なくとも１個のＰまたはＰ－Ｓｐ－基を含む。
【0180】
ＲｍａおよびＲｍｂの一方または両方がＰまたはＰ－Ｓｐ－である式Ｍの化合物が特に好ましい。
【0181】
本発明による液晶媒体における使用に適しており好ましいＲＭは例えば、以下の式から選択される。
【0182】
【化20】
【0183】
【化21】
【0184】
【化22】
【0185】
【化23】
【0186】
【化24】
【0187】
【化25】
【0188】
式中、個々の基は以下の通り定義される：
Ｐ１～Ｐ３は、それぞれ互いに独立に重合性基（好ましくはＰに対して、上および下で特定される定義を有する。）、より好ましくはアクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、オキセタン、ビニル、ビニルオキシまたはエポキシ基であり、
Ｓｐ１～Ｓｐ３は、それぞれ互いに独立に単結合またはスペーサー基（好ましくは上および下で与えられるＳｐの定義の１つを有する。）、より好ましくは－（ＣＨ２）ｐ１－、－（ＣＨ２）ｐ１－Ｏ－、－（ＣＨ２）ｐ１－ＣＯ－Ｏ－または－（ＣＨ２）ｐ１－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－であり、ただしｐ１は１～１２の整数であり、ただし最後に述べた基において隣接する環への結合は酸素原子を介しており、ただしＰ１－Ｓｐ１－、Ｐ２－Ｓｐ２－およびＰ３－Ｓｐ３－基の１個は、Ｒａａでもよく、
Ｒａａは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または、１～２５個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル（ただし、また１個以上の隣接していないＣＨ２基は、それぞれ互いに独立に酸素および／または硫黄原子が互いに直接連結しないようにして、－Ｃ（Ｒ０）＝Ｃ（Ｒ００）－、－Ｃ≡Ｃ－、－Ｎ（Ｒ０）－、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－、－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－で置き換えられていてもよく、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたはＰ１－Ｓｐ１－で置き換えられていてもよい。）、より好ましくは１～１２個の炭素原子を有し直鎖状または分岐状で一フッ素化または多フッ素化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシ（ただし、アルケニルおよびアルキニル基は少なくとも２個の炭素原子を有し、分岐状の基は少なくとも３個の炭素原子を有する。）であり、
Ｒ０およびＲ００は、それぞれの場合で同一または異なって、それぞれ互いに独立にＨまたは１～１２個の炭素原子を有するアルキルであり、
ＲｙおよびＲｚは、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｆ、ＣＨ３またはＣＦ３であり、
Ｚ１は、－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｃ（ＲｙＲｚ）－または－ＣＦ２ＣＦ２－であり、
Ｚ２およびＺ３は、それぞれ互いに独立に、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＯＣＨ２－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－または－（ＣＨ２）ｎ－を表し、ただしｎは、２、３または４であり、
Ｌは、それぞれの場合で同一または異なって、上式Ｍで与えられる意味を有し、好ましくはＦ、Ｃｌ、ＣＮまたは１～１２個の炭素原子を有し直鎖状または分岐状で一フッ素化または多フッ素化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシ、好ましくはＦであり、
Ｌ’およびＬ”は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、ＦまたはＣｌであり、
Ｘ１～Ｘ３は互いに独立に、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－または単結合であり、
ｒは、０、１、２、３または４であり、
ｓは、０、１、２または３であり、
ｔは、０、１または２であり、および
ｘは、０または１である。
Ｐ１～Ｐ３は、それぞれ互いに独立に重合性基（好ましくはＰに対して、上および下で特定される定義を有する。）、より好ましくはアクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、オキセタン、ビニル、ビニルオキシまたはエポキシ基であり、
Ｓｐ１～Ｓｐ３は、それぞれ互いに独立に単結合またはスペーサー基（好ましくは上および下で与えられるＳｐの定義の１つを有する。）、より好ましくは－（ＣＨ２）ｐ１－、－（ＣＨ２）ｐ１－Ｏ－、－（ＣＨ２）ｐ１－ＣＯ－Ｏ－または－（ＣＨ２）ｐ１－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－であり、ただしｐ１は１～１２の整数であり、ただし最後に述べた基において隣接する環への結合は酸素原子を介しており、ただしＰ１－Ｓｐ１－、Ｐ２－Ｓｐ２－およびＰ３－Ｓｐ３－基の１個は、Ｒａａでもよく、
Ｒａａは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または、１～２５個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル（ただし、また１個以上の隣接していないＣＨ２基は、それぞれ互いに独立に酸素および／または硫黄原子が互いに直接連結しないようにして、－Ｃ（Ｒ０）＝Ｃ（Ｒ００）－、－Ｃ≡Ｃ－、－Ｎ（Ｒ０）－、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－、－Ｏ－ＣＯ－Ｏ－で置き換えられていてもよく、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたはＰ１－Ｓｐ１－で置き換えられていてもよい。）、より好ましくは１～１２個の炭素原子を有し直鎖状または分岐状で一フッ素化または多フッ素化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシ（ただし、アルケニルおよびアルキニル基は少なくとも２個の炭素原子を有し、分岐状の基は少なくとも３個の炭素原子を有する。）であり、
Ｒ０およびＲ００は、それぞれの場合で同一または異なって、それぞれ互いに独立にＨまたは１～１２個の炭素原子を有するアルキルであり、
ＲｙおよびＲｚは、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｆ、ＣＨ３またはＣＦ３であり、
Ｚ１は、－Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｃ（ＲｙＲｚ）－または－ＣＦ２ＣＦ２－であり、
Ｚ２およびＺ３は、それぞれ互いに独立に、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＯＣＨ２－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－または－（ＣＨ２）ｎ－を表し、ただしｎは、２、３または４であり、
Ｌは、それぞれの場合で同一または異なって、上式Ｍで与えられる意味を有し、好ましくはＦ、Ｃｌ、ＣＮまたは１～１２個の炭素原子を有し直鎖状または分岐状で一フッ素化または多フッ素化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシ、好ましくはＦであり、
Ｌ’およびＬ”は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、ＦまたはＣｌであり、
Ｘ１～Ｘ３は互いに独立に、－ＣＯ－Ｏ－、－Ｏ－ＣＯ－または単結合であり、
ｒは、０、１、２、３または４であり、
ｓは、０、１、２または３であり、
ｔは、０、１または２であり、および
ｘは、０または１である。
【0189】
適切な重合性化合物は例えば、表Ｇに列記されている。特に好ましい反応性メソゲンは、それぞれ例１および３に示される通りの式ＲＭ－Ａ、ＲＭ－ＢおよびＲＭ－Ｃの化合物である。
【0190】
重合性化合物は、少なくとも１個の重合性基を有する。重合性基は好ましくは、ＣＨ２＝ＣＷ１－ＣＯＯ－、
ＣＨ２＝ＣＷ２－（Ｏ）ｋ１－、ＣＨ３－ＣＨ＝ＣＨ－Ｏ－、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ－ＯＣＯ－、（ＣＨ２＝ＣＨ－ＣＨ２）２ＣＨ－ＯＣＯ－、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ－Ｏ－、（ＣＨ２＝ＣＨ－ＣＨ２）２Ｎ－、ＨＯ－ＣＷ２Ｗ３－、ＨＳ－ＣＷ２Ｗ３－、ＨＷ２Ｎ－、ＨＯ－ＣＷ２Ｗ３－ＮＨ－、ＣＨ２＝ＣＷ１－ＣＯ－ＮＨ－、ＣＨ２＝ＣＨ－（ＣＯＯ）ｋ１－Ｐｈｅ－（Ｏ）ｋ２－、Ｐｈｅ－ＣＨ＝ＣＨ－、ＨＯＯＣ－、ＯＣＮ－から選択され、ここでＷ１は、Ｈ、Ｃｌ、ＣＮ、フェニルまたは１～５個のＣ原子を有するアルキル、特にＨ、ＣｌまたはＣＨ３であり、Ｗ２およびＷ３は、それぞれ互いに独立にＨまたは１～５個のＣ原子を有するアルキル、特にＨ、メチル、エチルまたはｎ－プロピルであり、Ｐｈｅは１，４－フェニレンであり、ｋ１およびｋ２は、それぞれ互いに独立に０または１である。重合性または反応性基は好ましくは、ビニル基、アクリレート基、メタクリレート基、フルオロアクリレート基、オキセタン基またはエポキシ基、特に好ましくはアクリレート基またはメタクリレート基から選択される。
【化26】
【0191】
ある実施形態において１種類以上のＲＭに加えて、非メソゲン性モノマーが媒体に含まれる。好ましくは、１種類以上の重合性化合物、非メソゲン性モノマーまたはＲＭのいずれか、または両者はアクリレート類、メタクリレート類、フルオロアクリレート類および酢酸ビニル類から選択され、ただし、より好ましくは組成物は更に、ジアクリレート類、ジメタクリレート類、トリアクリレート類およびトリメタクリレート類から好ましくは選択される１種類以上の二反応性および／または三反応性重合性化合物を含む。
【0192】
好ましい実施形態において本発明による媒体は、１種類以上の非メソゲン性モノアクリレート類、特に好ましくはメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ｔ－ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート、２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシ－ブチルアクリレートおよびイソボルニルアクリレートから選択される１種類以上の化合物を含む。
【0193】
追加的または代替的に本発明による媒体は好ましくは、１種類以上の非メソゲン性モノメタクリレート類、特に好ましくはメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ｔ－ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、２－エチル－ヘキシルメタクリレート、２－ヒドロキシ－エチルメタクリレート、２－ヒドロキシ－ブチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレートおよび１－アダマンチルメタクリレートから選択される１種類以上の化合物を含む。
【0194】
少なくとも１種類の架橋剤、即ち２個以上の重合性基を含む重合性化合物を媒体に添加することが特に好ましく、ただし好ましくは二反応性または多反応性ＲＭが使用される。
【0195】
これに関して二反応性および多反応性化合物は、それら自体のポリマーネットワークを形成するためにおよび／または実質的に一反応性化合物の重合から形成されるポリマー鎖を架橋するために役立ち得る。
【0196】
代替的または追加的に、当該分野で既知の従来の架橋剤を使用できる。二反応性または多反応性アクリレート類および／またはメタクリレート類を追加して提供することが特に好ましい。特に好ましい化合物は、エチレンジアクリレート、プロピレンジアクリレート、ブチレンジアクリレート、ペンチレンジアクリレート、ヘキシレンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エチレンジメタクリレート、プロピレンジメタクリレート、ブチレンジメタクリレート、ペンチレンジメタクリレート、ヘキシレンジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリテート、トリメチルプロパントリメタクリレートおよびペンタエリスリトールトリアクリレートから選択される。
【0197】
一反応性モノマーと二反応性または多反応性モノマーとの比率は、形成される重合体成分の特性に影響を与えるように有利に設定および調整できる。
【0198】
反応を促進するために適切で従来から使用されている開始剤、特に光開始剤、例えばアゾ化合物またはＬｕｐｅｒｏｘ型開始剤などの有機過酸化物を媒体に添加できる。更に重合のための適切な条件ならびに開始剤の適切な種類および量は当技術分野で既知であり、文献に記載されている。重合開始剤が媒体に含まれる場合、光開始剤の使用が好ましい。
【0199】
例えばＵＶ光によって重合する場合、ＵＶ照射下で分解して重合反応を開始させるフリーラジカルまたはイオンを生成する光開始剤を使用できる。アクリレートまたはメタクリレート基を重合するためには、好ましくはラジカル光開始剤が使用される。ビニル、エポキシドまたはオキセタン基を重合するためには、好ましくはカチオン光開始剤が使用される。また加熱すると分解して重合を開始するフリーラジカルまたはイオンを生成する熱重合開始剤を使用することも可能である。典型的なラジカル光開始剤は例えば、商業的に入手可能なＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）、例えばＩｒｇａｃｕｒｅ ６５１（ＢＡＳＦ社より入手可能、２，２－ジメトキシ－１，２－ジフェニルエタン－１－オンを含む。）またはＤａｒｏｃｕｒｅ（登録商標）（チバガイギー社、バーゼル市、スイス国）である。典型的なカチオン性光開始剤は例えば、ＵＶＩ ６９７４（ユニオンカーバイド社）である。更なる有用な光開始剤としてはα－アミノケトン類、例えばＩｒｇａｃｕｒｅ ９０７、クマリン類、ホスフィンオキシド類、例えばＩｒｇａｃｕｒｅ ２１００、アシルホスフィン類、例えばＩｒｇａｃｕｒｅ ８１９が挙げられる。
【0200】
特定の実施形態において添加される重合開始剤、好ましくは光開始剤は、１種類以上のメソゲン重合開始剤、好ましくは１種類以上のメソゲン光開始剤、即ち重合を開始でき、それ自体は異方性およびメソゲン特性を有する１種類以上の反応性化合物を含み、好ましくは成る。
【0201】
しかしながら特に好ましい実施形態によれば、重合開始剤、特に光重合開始剤は使用されない。ある場合、これはＶＨＲを改善でき、スイッチ層においてイオンを生成する傾向を低減できる。これは、良好な信頼性および安定性を有する変調材料および光バルブを得ることおよび維持することに寄与し得る。従って本発明による方法で使用するための液晶媒体において好ましい実施形態によれば、重合開始剤は添加されない。
【0202】
良好なＶＨＲを維持および達成するために好ましくは、重合の反応生成物中の不純物を最小限に保つか、実質的に回避する。特に残留する反応性種および帯電した汚染物質は、適切および好ましくは最小限に保たれる。例えばＵＶ重合が行われる場合、好ましい実施形態において可視スペクトルに近づく比較的長い波長を有する光が用いられ、好ましくは３４０ｎｍ～３８０ｎｍ、より更に好ましくは３６０ｎｍ～３８０ｎｍの範囲内のＵＶ光が有利に使用される。このようにしてＬＣ媒体の成分、特に１種類以上の二色性色素の好ましくない光劣化または分解を回避できるか、少なくとも最小化できる。光重合開始剤を使用する場合、照射波長および光重合開始剤を適切に適合させるか調整できる。
【0203】
光重合開始剤を使用しない好ましい場合、少なくとも数種類の重合性化合物が光反応を起こし得て、それ自体で重合反応を開始できるように光の波長範囲を設定でき、一方で更にＬＣ媒体の非反応成分、特に１種類以上の二色性色素の劣化または分解を回避できるか少なくとも最小化できる。所望の波長範囲を得て設定することは、当該技術分野において既知の従来法、例えば光学フィルター、特にエッジフィルターを使用することで達成できる。
【0204】
本発明による媒体は、上および下に規定する１種類以上の重合性メソゲン化合物を媒体に供給することで重合体構造をその場で製造するために有利に使用できることが驚くべきことに見出された。更に１種類以上の重合性メソゲン化合物を１種類以上の二色性色素と共に適切に選択し、二色性色素の吸収特性に関して光重合で使用する光の波長を設定し調整することで、更に二色性色素およびその性能を維持しながら、材料中に所望の重合および重合生成物を与える効率的で堅牢な方法を提供できる。ある実施形態において照射光の波長またはそれぞれの波長スペクトルは、二色性色素の吸収帯との重なりが最小となるように選択される。
【0205】
媒体中の重合性化合物は重合後に安定な系が得られるように選択でき、例えば熱加熱工程などの更なる処理工程においても安定であり、良好なＶＨＲを維持できる。
【0206】
更に本発明によれば、比較的少量の重合性メソゲン化合物（１種類または多種類）のみが使用され、安定性に有利な影響を与え、好ましくない劣化を最小できる。
【0207】
本発明によれば媒体は、ポリマー成分、特にポリマーネットワークを含む変調材料を調製するために使用され、ポリマー成分は、上および下に記載する通りの重合性化合物（１種類または多種類）を重合することによって得られるか、それぞれから得ることが可能である。
【0208】
ポリマー成分の提供は、ＬＣ媒体の１つ以上の状態または相を安定化させるのに有益であり得る。
【0209】
ポリマー成分は媒体の全内容物を基準に、好ましくは０．１重量％～４重量％の範囲、より好ましくは０．５重量％～１．５重量％の範囲の量で媒体中に含有される。
【0210】
ポリマー成分は、得られる材料の有利な性質に寄与し得る。例えばポリマー成分は、リフレッシュまたは電圧の再印加なしに、このヘイズ状態をより長期間、特に数日間まで維持することができるような、著しく安定したヘイズ状態、特にポリドメイン状態に寄与することができる。また速いスイッチ時間、特に観察されるような優れたτｏｆｆスイッチ時間の達成にも寄与できる。
【0211】
更に本発明によるＣＬＣ媒体を含む材料中に提供されるようなポリマー成分は、散乱効率および外観、例えば均一性および視野角依存性の点で有利に影響することができる。それによって、斜めの視野角の下で生じることがある色アーティファクトが著しく低減され得る。
【0212】
好ましい実施形態において変調材料は液晶媒体およびポリマー成分を含み、ポリマー成分は反応性メソゲンの重合によって得られるポリマーネットワークを含み、反応性メソゲンは好ましくはアクリレート基、特に好ましくはモノアクリレート基、ジアクリレート基またはトリアクリレート基、ビニルエーテル基およびエポキシド基から選ばれる少なくとも１個の基を含む。本明細書で使用されるアクリレート基（１個または複数個）を含む化合物は、アクリルモノマー、メタクリルモノマー、およびそのようなモノマーの混合物を含む。
【0213】
重合は、常法により行うことができる。重合は、１段以上の工程で行うことができる。本発明による方法において重合性化合物（１種類または多種類）の重合は化学線放射への曝露によって達成され、化学線放射への曝露とは、ＵＶ光、可視光またはＩＲ光などの光照射、Ｘ線またはガンマ線による照射、またはイオンまたは電子のような高エネルギー粒子による照射を意味する。好ましい実施形態において、フリーラジカル重合が行われる。
【0214】
光重合には、ＵＶ線を使用することが好ましい。また可視光、特に紫色光または青色光と共にＵＶ光を併用することも可能である。例えば３４０ｎｍ～４２０ｎｍ、好ましくは３６０ｎｍ～４０５ｎｍのスペクトル範囲の光を使用できる。また代替の実施形態において可視光のみ、特に３８０ｎｍ～４１５ｎｍの範囲の光、例えばレーザー光源からの可視光を使用することも可能である。
【0215】
重合は、適当な温度で行うことができる。ある実施形態において重合は、メソゲン混合物の透明点より低い温度で行われる。しかしながら代替の実施形態において、重合を透明点以上において実施することも可能である。
【0216】
当該方法において重合は光照射によって、即ち光、好ましくはＵＶ光によって行われる。化学線放射のための光源として、例えば単一のＵＶランプまたは一組のＵＶランプを使用できる。高いランプパワーを使用する場合、硬化時間を短縮できる。光放射のための別の可能な光源は、例えばＵＶレーザー、可視レーザーまたはＩＲレーザーなどのレーザーである。
【0217】
ある実施形態において重合は、色素ドープキラル液晶ホスト混合物に、好ましくは二反応性化合物および任意に適切な光開始剤を含む1種類以上の重合性化合物を添加し、ＵＶ照射への曝露により重合性化合物を重合することで行われる。
【0218】
好ましくは重合は、キラル液晶ホスト混合物の予め定められた状態に維持された電気光学的セル内で行われる。好ましい実施形態において重合、好ましくはＵＶ光を用いた重合は、媒体がホメオトロピック状態にあるときに行われ、典型的に好ましくは電界が印加される。
【0219】
層中における材料の光重合のために好ましくは３０秒～３００分、より好ましくは１分～２４０分の露光時間が用いられ、好ましくは０．０１ｍＷ／ｃｍ２～１００ｍＷ／ｃｍ２、より好ましくは０．１ｍＷ／ｃｍ２～１００ｍＷ／ｃｍ２、より更に好ましくは０．５ｍＷ／ｃｍ２～７５ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の照射強度が使用される。特定の実施形態において、光重合のための好ましい時間帯および特に好ましいＵＶ曝露時間は、１分～１２０分、より好ましくは５分～６０分、特に１０分～３０分の範囲内であり、ＵＶ光強度は、好ましくは１ｍＷ／ｃｍ２～５０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内である。
【0220】
光重合は室温で行われてもよいが、代替実施形態において光重合を高温で行うことが好ましい。
【0221】
従って、ある実施形態において熱的な予熱工程が光重合の前に実施され、周囲室温よりも温度を上昇させる。この場合、透明点より低い温度を設定し、維持することが好ましい。このようにして、しかしながら媒体がネマチック相またはそれぞれキラルネマチック相を有する状態で、より高い温度で重合を行うことができる。
【0222】
本発明によれば媒体は、１種類以上の多色性色素、特に１種類以上の二色性色素を、好ましくは０．０５重量％～５重量％、より好ましくは０．１重量％～２．５重量％の量で含む。
【0223】
色素（１種類または多種類）の濃度は好ましくは、更に得られる変調材料の適切な性能、特に所望の色および調光効果を保証しながら方法および特に光重合を効果的および効率的に実施できるように選択する。
【0224】
二色性色素は好ましくは例えば、アゾ色素、アントラキノン、チオフェノラントラキノン、メチン化合物、アゾメチン化合物、メロシアニン化合物、ナフトキノン、テトラジン、ピロメテン色素、マロノニトリル色素、リレン、特にペリレンおよびテリレン、チアジアゾール色素、チエノチアジアゾール色素、ベンゾチアジアゾール、チアジアゾロキノキサリン、Ｉｒｇａｐｈｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｘ１１ ＤＣおよびジケトピロロピロールから選択できる。特に国際公開第２０１４／１８７５２９号に記載される通りのアゾ化合物、アントラキノン、チオフェノラントラキノン、ベンゾチアジアゾール、特に国際公開第２０１５／０９０４９７号に記載される通りのジケトピロロピロール、特に国際公開第２０１４／０９０３７３に記載される通りのリレンが特に好ましい。
【0225】
本方法で使用するための液晶媒体は、好ましくは１種類、２種類、３種類、４種類、５種類、６種類、７種類、８種類、９種類または１０種類の異なる二色性色素、特に好ましくは２種類または３種類の二色性色素を含む。
【0226】
ある実施形態において液晶媒体は、少なくとも３種類の異なる二色性色素を含み、好ましくは媒体の全体内容物を基準にして、３重量％以下、より好ましくは１．５重量％以下の量である。
【0227】
ある実施形態においてスイッチ層の二色性色素の吸収スペクトルは好ましくは、目に黒色の印象が生じるように互いに補完し合う。本発明による液晶媒体の２種類以上の二色性色素は好ましくは、可視スペクトルの大部分をカバーする。目に黒または灰色に見える色素の混合物を調製することができる正確な方法は当業者に知られており、例えばＭ．Ｒｉｃｈｔｅｒ、Ｅｉｎｆｕｈｒｕｎｇ ｉｎ ｄｉｅ Ｆａｒｂｍｅｔｒｉｋ［Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｙ］、第２版、１９８１年、ＩＳＢＮ ３－１１－００８２０９－８、Ｖｅｒｌａｇ Ｗａｌｔｅｒ ｄｅ Ｇｒｕｙｔｅｒ ＆ Ｃｏに記載されてる。
【0228】
別の実施形態では、異なる色、例えば、赤、緑、青の設定が行われる。
【0229】
色素混合物の色位設定は、比色分析の分野で説明されている。この目的のために個々の色素のスペクトルはランベルト－ベール則を考慮して計算され、全体的なスペクトルが得られ、複合照明、例えば昼光用の照明Ｄ６５の下で比色分析の規則に従って対応する色位および輝度値に変換される。それぞれの光源、例えばＤ６５によって白色点の位置が固定され、表で引用される（例えば、上の文献）。さまざまな色素の比率を変えることで、異なる色位を設定し得る。
【0230】
好ましい実施形態によれば媒体およびスイッチ層は、赤色およびＮＩＲ領域において、即ち６００～２０００ｎｍの波長において、好ましくは６５０～１８００ｎｍの範囲内、特に好ましくは６５０～１３００ｎｍの範囲内で光を吸収する１種類以上の二色性色素を含む。
【0231】
好ましい二色性色素は、アゾ色素、アントラキノン類、チオフェノールアントラキノン類、メチン化合物、アゾメチン化合物、メロシアニン化合物、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、ピロメテン類、チアジアゾール類、ベンゾチアジアゾール類、ニッケルジチオレン類、（メタル）フタロシアニン類、（メタル）ナフタロシアニン類および（メタル）ポルフィリン類から選択される。これらのうち、アゾ色素、チオフェノールアントラキノン類、チアジアゾール類およびベンゾチアジアゾール類が特に好ましい。
【0232】
ある実施形態において媒体またはスイッチ層中に提供される二色性色素は、好ましくはＢ．Ｂａｈａｄｕｒ著、Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ－Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｕｓｅｓ、第３巻、１９９２年、Ｗｏｒｌｄ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ社、第１１．２．１章に示される色素類から、特に好ましくは本明細書に存在する表に与えられる明示的な化合物から選択される。
【0233】
前記色素は、当業者に既知で文献に幾度も記載されている二色性色素類に属する。よって例えば、アントラキノン色素は、欧州特許第３４８３２号明細書、欧州特許第４４８９３号明細書、欧州特許第４８５８３号明細書、欧州特許第５４２１７号明細書、欧州特許第５６４９２号明細書、欧州特許第５９０３６号明細書、英国特許第２０６５１５８号明細書、英国特許第２０６５６９５号明細書、英国特許第２０８１７３６号明細書、英国特許第２０８２１９６号明細書、英国特許第２０９４８２２号明細書、英国特許第２０９４８２５号明細書、特開昭５５－１２３６７３号公報、独国特許第３０１７８７７号明細書、独国特許第３０４０１０２号明細書、独国特許第３１１５１４７号明細書、独国特許第３１１５７６２号明細書、独国特許第３１５０８０３号明細書および独国特許第３２０１１２０号明細書に記載され、ナフトキノン色素は、独国特許第３１２６１０８号明細書および独国特許第３２０２７６１号明細書に記載され、アゾ色素は、欧州特許第４３９０４号明細書、独国特許第３１２３５１９号明細書、国際公開第８２／２０５４号、英国特許第２０７９７７０号明細書、特開昭５６－５７８５０号公報、特開昭５６－１０４９８４号公報、米国特許第４３０８１６１号明細書、米国特許第４３０８１６２号明細書、米国特許第４３４０９７３、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）に記載され、およびペリレン類は、欧州特許第６０８９５号明細書、欧州特許第６８４２７号明細書および国際公開第８２／１１９１号に記載されている。リレン色素は例えば、欧州特許第２１６６０４０号明細書、米国特許出願公開第２０１１／００４２６５１号明細書、欧州特許第６８４２７号明細書、欧州特許第４７０２７号明細書、欧州特許第６０８９５号明細書、独国特許第３１１０９６０号明細書および欧州特許第６９８６４９号明細書に記載されている。
【0234】
媒体および光バルブのスイッチ層に存在してよい好ましい二色性色素の例を下に示す。
【0235】
【表1】
【0236】
【表2】
【0237】
【表3】
【0238】
【表4】
【0239】
【表5】
【0240】
【表6】
【0241】
【表7】
【0242】
【表8】
【0243】
スイッチ層中の色素は全体の透過率の変動を提供し得て、不透明な状態では色付きまたはそれぞれ黒色の外観を与えることができる。
【0244】
好ましい実施形態において本発明によるデバイスのスイッチ層は、１種類以上のクエンチャー化合物を含む。これは本発明によるデバイスが、スイッチ層において１種類以上の蛍光色素を含んでいる場合に特に好ましい。効果的なクエンチングを達成するためにクエンチャー化合物は、それぞれの色素系、特に色素の組み合わせにおいて最も長い波長で吸収する色素に適合させる必要がある。本発明によるスイッチ層の好ましい実施形態において任意に添加されるクエンチャー化合物は、スペクトルの可視部分の蛍光が抑制されるように選択される。
【0245】
本発明による光バルブは、１層のみのスイッチ層を含むことが好ましい。
【0246】
また、しかしながら別の実施形態では１層より多いスイッチ層、特に２層のスイッチ層を提供することも可能である。
【0247】
好ましくは本発明により使用される媒体は媒体の全内容物を基準にして、式ＩおよびＩＩの化合物から選択される１種類以上のメソゲン化合物を少なくとも５重量％、より好ましくは少なくとも１０重量％、より更に好ましくは１５重量％含有する。ある実施形態において媒体は、式Ｉの１種類以上の化合物を媒体の全内容物を基準にして、好ましくは５重量％～３０重量％の範囲内の量で含む。場合によっては、２種類または３種類以上の式Ｉの化合物が媒体に含まれることが有益で好ましいことがある。
【0248】
好ましくは式Ｉにおいて定義される基Ａ１１は、
を表す。
【化27】
【0249】
ある実施形態において、式Ｉで定義されるｎは０を表す。
【0250】
好ましい実施形態において式Ｉの１種類以上の化合物は、式Ｉａ、ＩｂおよびＩｃの化合物から、より好ましくは式ＩａおよびＩｂの化合物から選択される。
【0251】
【化28】
【0252】
式中、
Ｒ１およびＲ２は互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、および１～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニル（該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよい。）から、好ましくはＦ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、１～９個の炭素原子を有する直鎖状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～９個の炭素原子を有するアルケニルから選択される基を表し、
Ｌは、それぞれの出現で同一または異なってＨまたはＦ、ＣｌおよびＢｒから、好ましくはＦおよびＣｌから選択されるハロゲンであり、より好ましくは、それぞれの出現で同一または異なってＨまたはＦである。
Ｒ１およびＲ２は互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、および１～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニル（該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよい。）から、好ましくはＦ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、１～９個の炭素原子を有する直鎖状のアルキルもしくはアルコキシまたは２～９個の炭素原子を有するアルケニルから選択される基を表し、
Ｌは、それぞれの出現で同一または異なってＨまたはＦ、ＣｌおよびＢｒから、好ましくはＦおよびＣｌから選択されるハロゲンであり、より好ましくは、それぞれの出現で同一または異なってＨまたはＦである。
【0253】
式Ｉの化合物のフェニレン環が置換されている場合、置換基（１種類または多種類）はＦであり、更に末端基Ｒ１およびＲ２がＣｌを含まないことが特に好ましい。
【0254】
特に好ましい実施形態において式Ｉの１種類以上の化合物は、Ｃｌを含まない化合物から選択される。
【0255】
特に好ましい実施形態において液晶性媒体は、Ｃｌ含有化合物を含まない。
【0256】
式Ｉによる環Ａ２１、Ａ３１およびＡ４１の少なくとも１個は、少なくとも１個のＦ置換基を有することが更に特に好ましい。式Ｉによる環Ａ２１、Ａ３１およびＡ４１が一緒になって少なくとも２個のＦ置換基を有することが更に特に好ましい。
【0257】
本発明による媒体においてＣＮを含む化合物の使用は、好ましくは７５重量％以下、より好ましくは５０重量％以下、より更に好ましくは２５重量％以下、特に１５重量％以下に好ましくは有利に制限される。特に好ましい実施形態において、ＣＮを含む化合物の使用は完全に回避される。
【0258】
液晶媒体は好ましくは、媒体の好ましい特性、例えば良好なＶＨＲおよび好ましい安定性に寄与するか維持する観点から添加されるメソゲン化合物を含む。
【0259】
ある実施形態において本発明による液晶媒体は式ＩＩの１種類以上の化合物を、媒体の全内容物を基準に好ましくは１重量％～４５重量％、より好ましくは５重量％～２５重量％の範囲内の量で含む。場合によっては、式Ｉの２種類または３種類以上の化合物が媒体に含まれることが有益で好ましいことがある。
【0260】
更なる実施形態において本発明による液晶媒体は、式ＩＩＩの１種類以上の化合物を含む。
【0261】
【化29】
【0262】
式中、Ｒ５およびＲ６はＲ３の通り定義され、Ｌ４およびＬ５は式ＩＩのＬ１の通り定義される。
【0263】
式ＩＩＩの化合物は、好ましくは１重量％～４５重量％、より好ましくは５重量％～２５重量％の合計濃度で媒体中で使用される。
【0264】
媒体は、式Ｉの１種類以上のメソゲン化合物、任意に１種類以上の光開始剤、および式ＩＩおよびＩＩＩの化合物の群から選択される１種類以上のメソゲン化合物を含むことが好ましい。
【0265】
媒体が、上記の通りの式Ｉの１種類以上の化合物、式ＩＩの１種類以上の化合物、および式ＩＩＩの１種類以上の化合物を含むことが特に好ましい。
【0266】
好ましくは本発明による液晶媒体は、式ＩＶの１種類以上の化合物を代替、好ましくは加えて含む。
【0267】
【化30】
【0268】
式中、
Ｒ７は、１～１５個の炭素原子、好ましくは１～７個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシ、または２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニル表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、
ｉは、０、１または２であり、
Ｌ６およびＬ７は、互いに独立にＨまたはＦであり、および
Ｘ１は、Ｆ、ＣＦ３、ＯＣＦ３またはＣＮを表す。
Ｒ７は、１～１５個の炭素原子、好ましくは１～７個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシ、または２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニル表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、
ｉは、０、１または２であり、
Ｌ６およびＬ７は、互いに独立にＨまたはＦであり、および
Ｘ１は、Ｆ、ＣＦ３、ＯＣＦ３またはＣＮを表す。
【0269】
式ＩＶの化合物は、好ましくは１重量％～４５重量％、より好ましくは５重量％～２５重量％の合計濃度で媒体中で使用される。
【0270】
媒体は、上および下に記載する通りの１種類以上の式Ｉの化合物、１種類以上の式ＩＩの化合物、１種類以上の式ＩＩＩの化合物および１種類以上の式ＩＶの化合物を含むことが特に好ましい。
【0271】
更なる実施形態において本発明による液晶媒体は式Ｖの１種類以上の化合物を、媒体の全内容物を基準に好ましくは１重量％～１５重量％、より好ましくは５重量％～１０重量％の範囲内の量で含む。
【0272】
【化31】
【0273】
式中、
Ｒ８は、１～１５個の炭素原子、好ましくは１～７個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシ、または２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニル表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、および
Ｘ２は、Ｆ、ＣＦ３、ＯＣＦ３またはＣＮ、好ましくはＣＦ３を表す。
Ｒ８は、１～１５個の炭素原子、好ましくは１～７個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキルもしくはアルコキシ、または２～１５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルケニル表し、該基は無置換、ＣＮもしくはＣＦ３で一置換またはハロゲンで一置換もしくは多置換されており、ただし１個以上のＣＨ２基は酸素原子が互いに直接連結しないようにして、それぞれの場合で互いに独立に－Ｏ－、－Ｓ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＯＯ－または－Ｃ≡Ｃ－で置き換えられてよく、および
Ｘ２は、Ｆ、ＣＦ３、ＯＣＦ３またはＣＮ、好ましくはＣＦ３を表す。
【0274】
特に好ましい実施形態において式Ｉの１種類以上の１種類以上の化合物は、式Ｉ－１およびＩ－２の化合物から選択される。
【0275】
【化32】
【0276】
式中、
Ｒ１およびＲ２は、上式Ｉａで定義される通りであり、
Ｌは、それぞれの出現で同一または異なってＨまたはＦである。
Ｒ１およびＲ２は、上式Ｉａで定義される通りであり、
Ｌは、それぞれの出現で同一または異なってＨまたはＦである。
【0277】
任意に媒体は、表Ｄに示され説明される通りのＣＣ－ｎ－ＶおよびＣＣ－ｎ－Ｖｍとして指定される化合物から選択される１種類以上の化合物を更に含み、ただし好ましくはｎおよびｍは互いに独立に１～７の整数であり、特に１重量％～２５重量％の濃度範囲内である。
【0278】
任意に本発明による媒体は物理的特性を調整するために、更なる液晶化合物を含んでよい。そのような化合物は、当該分野で知られている。本発明による媒体中のこれらの任意に更に含まれる液晶化合物の濃度は、好ましくは０重量％～３０重量％、より好ましくは０．１重量％～２０重量％、最も好ましくは１重量％～１５重量％である。
【0279】
好ましくは本発明による媒体は、下表Ｆに示す通りの式Ｒ－５０１１の化合物を含む。
【0280】
本発明による液晶性媒体は、通常の濃度で更なる添加剤を含んでよい。これらの更なる成分の合計濃度は全混合物を基準に０％～５％、好ましくは０．１％～４％の範囲内である。それぞれ使用される個々の化合物の濃度は、好ましくは０．０１％～３％の範囲である。本明細書において液晶媒体の液晶成分および化合物の濃度の値および範囲については、これらおよび同様の添加物の濃度は考慮しない。特に媒体は、安定剤、酸化防止剤、フリーラジカルスカベンジャー、連鎖移動剤、例えばチオエーテル、および／または可塑剤などの慣用的で適切な添加剤を、好ましくは０．０１重量％～５重量％の量で更に含んでよい。安定剤は、例えば熱ストレスまたは光ストレスによる劣化または酸化に対して、媒体および変調材料を更に安定化させるのに有用であり得る。
【0281】
本明細書において他に明記しない限り、全ての濃度は重量パーセントで与えられる。
【0282】
本発明による液晶媒体は複数の化合物、好ましくは３～３０種類、より好ましくは４～２０種類、最も好ましくは４～１６種類の化合物から成る。これらの化合物は、従来の方法で混合される。原則として使用量の少ない方の化合物の必要量を、使用量の多い方の化合物に溶解させる。温度がより高い濃度で使用される化合物の透明点よりも上の場合、溶解過程の完了を観察することは特に容易である。しかしながら、また例えば、化合物の同族または共晶混合物である所謂プレミックスを使用するか、構成要素自体が直ちに使用できる混合物である所謂マルチボトル系を使用して、他の従来法で媒体を調製することも可能である。
【0283】
上および下に記載するメソゲン化合物またはその混合物の多くは、商業的に入手可能である。これらの化合物は公知であるか、文献（例えば、Ｈｏｕｂｅｎ－Ｗｅｙｌ、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ ｄｅｒ Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ［Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ］、Ｇｅｏｒｇ－Ｔｈｉｅｍｅ－Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔなどの標準的な著作）に記載のそれ自体公知の方法によって、正確には公知で前記反応に適した反応条件下で調製できる。また本明細書において、それ自体既知であるが、より詳細には本明細書で言及されない改変をすることもできる。本発明による媒体は、それ自体従来の方法で調製される。一般に成分は好ましくは高温で、互いに溶解される。誘電異方性、粘度および／または液晶相の配向を改変するために、適切な添加物または物質を添加できる。
【0284】
本発明による用語「アルキル」は好ましくは、１～７個の炭素原子を有する直鎖状および分岐状のアルキル基、特に直鎖状の基であるメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびヘプチルを包含する。２～５個の炭素原子を有する基が一般に好ましい。
【0285】
アルコキシは直鎖状または分岐状でよく、それは好ましくは直鎖状で、１個、２個、３個、４個、５個、６個または７個の炭素原子を有し、従って好ましくはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシまたはヘプトキシである。
【0286】
本発明による用語「アルケニル」は好ましくは、２～７個の炭素原子を有する直鎖状および分岐状のアルケニル基、特に、直鎖状の基を包含する。特に好ましいアルケニル基は、Ｃ２～Ｃ７－１Ｅ－アルケニル、Ｃ４～Ｃ７－３Ｅ－アルケニル、Ｃ５～Ｃ７－４－アルケニル、Ｃ６～Ｃ７－５Ｅ－アルケニルおよびＣ７－６Ｅ－アルケニル、特に、Ｃ２～Ｃ７－１Ｅ－アルケニル、Ｃ４～Ｃ７－３Ｅ－アルケニルおよびＣ５～Ｃ７－４Ｅ－アルケニルである。好ましいアルケニル基の例は、ビニル、１Ｅ－プロペニル、１Ｅ－ブテニル、１Ｅ－ペンテニル、１Ｅ－ヘキセニル、１Ｅ－ヘプテニル、３－ブテニル、３Ｅ－ペンテニル、３Ｅ－ヘキセニル、３Ｅ－ヘプテニル、４－ペンテニル、４Ｚ－ヘキセニル、４Ｅ－ヘキセニル、４Ｚ－ヘプテニル、５－ヘキセニル、６－ヘプテニルなどである。５個までの炭素原子を有する基が一般に好ましい。
【0287】
フッ素化アルキルまたはアルコキシ基は好ましくは、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＣＦＨ２、ＯＣＦＨ２、ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２Ｈ、Ｃ２Ｆ５、ＯＣ２Ｆ５、ＣＦＨＣＦ３、ＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＣＦＨＣＦＨ２、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＣＨ２ＣＦＨ２、ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ３、ＯＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＨ２ＣＦ３、ＯＣＨ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＨ２ＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦＨ２、Ｃ３Ｆ７またはＯＣ３Ｆ７、特にＣＦ３、ＯＣＦ３、ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２Ｈ、Ｃ２Ｆ５、ＯＣ２Ｆ５、ＣＦＨＣＦ３、ＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＣＦＨＣＦＨ２、ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ２ＣＦＨ２、ＯＣＦＨＣＦ３、ＯＣＦＨＣＦ２Ｈ、ＯＣＦＨＣＦＨ２、ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ２ＣＦＨ２、Ｃ３Ｆ７またはＯＣ３Ｆ７、特に好ましくはＯＣＦ３またはＯＣＦ２Ｈを含む。好ましい実施形態においてフルオロアルキルは末端フッ素を有する直鎖状の基、即ちフルオロメチル、２－フルオロエチル、３－フルオロプロピル、４－フルオロブチル、５－フルオロペンチル、６－フルオロヘキシルおよび７－フルオロヘプチルを包含する。しかしながら、フッ素の他の位置は排除されない
【0288】
オキサアルキルは好ましくは、式ＣｎＨ２ｎ＋１－Ｏ－（ＣＨ２）ｍの直鎖状の基を包含し、ただしｎおよびｍは、それぞれ互いに独立に１～６である。好ましくは、ｎは１で、ｍは１～６である。
【0289】
オキサアルキルは好ましくは、直鎖状の２－オキサプロピル（＝メトキシメチル）、２－（＝エトキシメチル）または３－オキサブチル（＝２－メトキシエチル）、２－、３－または４－オキサペンチル、２－、３－、４－または５－オキサヘキシル、２－、３－、４－、５－または６－オキサヘプチル、２－、３－、４－、５－、６－または７－オキサオクチル、２－、３－、４－、５－、６－、７－または８－オキサノニル、２－、３－、４－、５－、６－、７－、８－または９－オキサデシルを表す。
【0290】
ハロゲンは好ましくはＦまたはＣｌ、特にＦである。
【0291】
上述の基の１個が、１個のＣＨ２基が－ＣＨ＝ＣＨ－で置き換えられたアルキル基の場合、これは直鎖状または分岐状でよい。それは好ましくは直鎖状で、２～１０個のＣ原子を有する。従って、それは特に、ビニル、プロパ－１－または－２－エニル、ブタ－１－、－２－または－３－エニル、ペンタ－１－、－２－、－３－または－４－エニル、ヘキサ－１－、－２－、－３－、－４－または－５－エニル、ヘプタ－１－、－２－、－３－、－４－、－５－または－６－エニル、オクタ－１－、－２－、－３－、－４－、－５－、－６－または－７－エニル、ノナ－１－、－２－、－３－、－４－、－５－、－６－、－７－または－８－エニル、デカ－１－、－２－、－３－、－４－、－５－、－６－、－７－、－８－または－９－エニルを表す。
【0292】
上述の基の１個が、１個のＣＨ２基が－Ｏ－で置き換えられており、１個が－ＣＯ－で置き換えられているアルキル基の場合、これらは好ましくは隣接している。よって、これらはカルボニルオキシ基－ＣＯ－Ｏ－またはオキシカルボニル基－Ｏ－ＣＯ－を含む。これらは好ましくは直鎖状であり、２～６個の炭素原子を有する。
【0293】
それらは従って特に、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイルオキシ、アセチルオキシメチル、プロピオニルオキシメチル、ブチリルオキシメチル、ペンタノイルオキシメチル、２－アセチルオキシエチル、２－プロピオニルオキシエチル、２－ブチリルオキシエチル、３－アセチルオキシプロピル、３－プロピオニルオキシプロピル、４－アセチルオキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、メトキシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プロポキシカルボニルメチル、ブトキシカルボニルメチル、２－（メトキシカルボニル）エチル、２－（エトキシカルボニル）エチル、２－（プロポキシカルボニル）エチル、３－（メトキシカルボニル）プロピル、３－（エトキシカルボニル）プロピルまたは４－（メトキシカルボニル）ブチルである。
【0294】
上述の基の１個が、１個のＣＨ２基が無置換または置換された－ＣＨ＝ＣＨ－で置き換えられ、隣接するＣＨ２基がＣＯ、ＣＯ－ＯまたはＯ－ＣＯで置き換えられたアルキル基の場合、これは直鎖状または分岐状でよい。それは好ましくは直鎖状で、４～１３個の炭素原子を有する。それは従って特に、アクリロイルオキシメチル、２－アクリロイルオキシエチル、３－アクリロイルオキシプロピル、４－アクリロイルオキシブチル、５－アクリロイルオキシペンチル、６－アクリロイルオキシヘキシル、７－アクリロイルオキシヘプチル、８－アクリロイルオキシオクチル、９－アクリロイルオキシノニル、１０－アクリロイルオキシデシル、メタクリロイルオキシメチル、２－メタクリロイルオキシエチル、３－メタクリロイルオキシプロピル、４－メタクリロイルオキシブチル、５－メタクリロイルオキシペンチル、６－メタクリロイルオキシヘキシル、７－メタクリロイルオキシヘプチル、８－メタクリロイルオキシオクチルまたは９－メタクリロイルオキシノニルである。
【0295】
上述の基の１個が、ＣＮまたはＣＦ３で一置換されたアルキルまたはアルケニル基の場合、この基は好ましくは直鎖状である。ＣＮまたはＣＦ３による置換は任意の位置である。
【0296】
上述の基の１個が、ハロゲンで少なくとも一置換されたアルキルまたはアルケニル基の場合、この基は好ましくは直鎖状であり、ハロゲンは好ましくはＦまたはＣｌ、より好ましくはＦである。多置換の場合、ハロゲンは好ましくはＦである。また結果として得られる基としてパーフルオロ基も挙げられる。一置換の場合、フッ素または塩素置換基は任意所望の位置であるが、好ましくはω－位である。
【0297】
分岐基を有する化合物は、従来の液晶基材への溶解性が良いため、重要視されることがある。しかしながら、それらが光学活性の場合、それらはキラルドーパントとして特に適している。
【0298】
この種の分岐基は、一般に１個より多い鎖分岐を含まない。好ましい分岐基は、イソプロピル、２－ブチル（＝１－メチルプロピル）、イソブチル（＝２－メチルプロピル）、２－メチルブチル、イソペンチル（＝３－メチルブチル）、２－メチルペンチル、３－メチルペンチル、２－エチルヘキシル、２－プロピルペンチル、イソプロポキシ、２－メチルプロポキシ、２－メチルブトキシ、３－メチルブトキシ、２－メチルペントキシ、３－メチルペントキシ、２－エチルヘキシ、１－メチルヘキシまたは１－メチルヘプトキである。
【0299】
上述の基の１個が、２個以上のＣＨ２基が－Ｏ－および／または－ＣＯ－Ｏ－で置き換えられたアルキル基の場合、これは直鎖状または分岐状でよい。それは好ましくは分岐状であり、３～１２個の炭素原子を有する。それは従って特にビスカルボキシメチル、２，２－ビスカルボキシエチル、３，３－ビスカルボキシプロピル、４，４－ビスカルボキシブチル、５，５－ビスカルボキシペンチル、６，６－ビスカルボキシヘキシル、７，７－ビスカルボキシヘプチル、８，８－ビスカルボキシオクチル、９，９－ビスカルボキシノニル、１０，１０－ビスカルボキシデシル、ビス（メトキシカルボニル）メチル、２，２－ビス（メトキシカルボニル）エチル、３，３－ビス（メトキシカルボニル）プロピル、４，４－ビス（メトキシカルボニル）ブチル、５，５－ビス（メトキシカルボニル）ペンチル、６，６－ビス（メトキシカルボニル）ヘキシル、７，７－ビス（メトキシカルボニル）ヘプチル、８，８－ビス（メトキシカルボニル）オクチル、ビス（エトキシカルボニル）メチル、２，２－ビス（エトキシカルボニル）エチル、３，３－ビス（エトキシカルボニル）プロピル、４，４－ビス（エトキシカルボニル）ブチルまたは５，５－ビス（エトキシカルボニル）ペンチルである。
【0300】
本発明の別の態様において、本発明による媒体または変調材料を含むスイッチ層が提供される。
【0301】
本発明によるスイッチ層は、好ましくは２μｍ～５０μｍ、より更に好ましくは４μｍ～４０μｍ、特に１０μｍ～２５μｍの範囲内の厚さを有する。
【0302】
光バルブにおいてスイッチ層は、２枚の基板、特に２枚の透明基板の間に配置される。
【0303】
基板はガラスまたはポリマー、特にガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ＣＯＰ（環状オレフィンポリマー）またはＴＡＣ（トリアセチルセルロース）を含んでよく、好ましくは成ってよい。
【0304】
特に好ましい実施形態において、ガラス基板が使用される。
【0305】
最終的に組み立てられた光バルブは、ＵＶ光を遮断する１層以上の層を更に含むことができる。
【0306】
有利には光バルブは、本明細書に記載の簡便で効率的なプロセスによって製造できる。
【0307】
調製方法において１種類以上の重合性メソゲン化合物を含む液晶媒体は、それぞれ電極を備える２枚の対向する透明基板の間に層として提供される。好ましくは電極は各基板の内面上に導電層として配置され、より好ましくは導電層はそれぞれパッシベーション層上に配置され、より更に好ましくはパッシベーション層間に配置され、任意に液晶媒体に直接接触する配向層が更に提供される。
【0308】
続いて１種類以上の重合性メソゲン化合物を、特に光重合を用いて重合させる。好ましくは１種類以上の重合性メソゲン化合物の光重合は、層中の電界、好ましくは交流電界の存在下で行われ、好ましくは層は２μｍ～５０μｍ、より好ましくは５μｍ～２５μｍの範囲内の厚さを有し、好ましくは印加される電界は液晶媒を含む層中のホメオトロピック配向を誘発する。
【0309】
本明細書に記載の方法において重合は、光重合によって、好ましくはＵＶ光を用いて行われる。特に好ましい実施形態において重合の間、少なくとも一時的に媒体の配向、好ましくはホメオトロピック配向を誘発するために電界が印加される。重合中に所定の配向を設定するための電圧の印加は、スイッチ層および光バルブの製品特性に有利な影響を与えることができる。例えば重合中にホメオトロピック配向を誘発することは、均質な低ヘイズの透明状態の達成に寄与し、さらに不透明状態において均質で適切に強いヘイズを得ることができる。
【0310】
光重合時の温度は、例えば２０℃～１００℃の範囲、好ましくは透明点以下で制御することが可能である。
【0311】
好ましい実施形態において反応性メソゲンは自己開始型であり、別の実施形態において重合を誘発するために光開始剤が使用される。
【0312】
スイッチング層における材料の光重合には、好ましくは３０秒～２４０分、より好ましくは１分～１２０分の曝露時間が使用され、好ましくは０．０１ｍＷ／ｃｍ２～１００ｍＷ／ｃｍ２、より好ましくは０．１ｍＷ／ｃｍ２～５０ｍＷ／ｃｍ２、より更に好ましくは１ｍＷ／ｃｍ２～５０ｍＷ／ｃｍ２、特に２ｍＷ／ｃｍ２～２０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内の照射強度が使用される。
【0313】
重合には幾つかのパラメータ、例えば照射量、任意に印加される電圧の大きさまたはそれぞれの周波数、電界強度、および媒体中のキラルドーパントおよび二色性色素の量を適切に設定または変化させることができる。
【0314】
光重合に続いて更に処理を行うことができる。好ましくは重合工程の後に熱処理が行われる。熱処理、即ち前の重合工程と比較して上昇した温度への曝露は、更なる硬化または更なる転化率または重合の完了をもたらし得る。これは製品の性能および安定性の点で有益であり、特に製品において残留する未反応モノマーの量が最小化される点で有益である。
【0315】
重合に続く任意の熱処理工程は、好ましくは５分～２４０分、より好ましくは１０分～１２０分、特に２０分～６０分の範囲の時間行われる。熱処理は、好ましくは８５℃～２００℃、より好ましくは１１０℃～１９０℃、特に１４０℃～１８０℃の範囲内の温度を使用する。
【0316】
また使用する基板に前処理工程、例えばＵＶ－オゾン処理またはプラズマ処理などの表面処理方法を行うことも可能であり、これにより、より大きな面積での配向および濡れ挙動を改善し、均質性の向上、ならびに透明状態での不要なヘイズの好ましい減少に寄与することができる。
【0317】
本明細書に記載の方法はデバイスに単一のスイッチ層のみが使用される場合であっても、好ましい耐久性、低ヘイズの透明状態、および良好な不透明度を与える散乱状態を有する光バルブを製造するために有利に有用である。
【0318】
本発明および特に以下の例においてメソゲン化合物の構造は、頭字語とも呼ばれる略称を用いて示される。これらの頭字語において化学式は、下表Ａ～Ｃを用いて以下のように略される。全ての基ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｍＨ２ｍ＋１およびＣｌＨ２ｌ＋１、またはＣｎＨ２ｎ－１、ＣｍＨ２ｍ－１およびＣｌＨ２ｌ－１は、それぞれｎ個、ｍ個およびｌ個のＣ原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルケニル、好ましくは１Ｅ－アルケニルを表す。表Ａには化合物のコア構造の環要素に用いるコードを列記す一方で、表Ｂには連結基を示す。表Ｃには左端または右端基のコードの意味を与える。頭字語は任意の連結基を持つ環要素のコードに続いて、第１のハイフンと左側の末端基のコード、第２のハイフンと右側の末端基のコードで構成される。表Ｄには、それぞれの略称と共に化合物の例示構造と示す。
【0319】
＜表Ａ：環要素＞
【0320】
【表9】
【0321】
【表10】
【0322】
【表11】
【0323】
＜表Ｂ：連結基＞
【0324】
【表12】
【0325】
＜表Ｃ：末端基＞
【0326】
【表13】
【0327】
【表14】
【0328】
式中、ｎおよびｍはそれぞれ整数を表し、３つの点「．．．」は、この表からの他の略称のための場所である。
【0329】
以下の表には、それぞれの略称と共に例示的な構造を示す。これらは、略称の規則の意味を説明するために示される。それらは更に、好ましく使用される化合物を示す。
【0330】
＜表Ｄ：例示的構造＞
【0331】
【表15】
【0332】
【表16】
【0333】
【表17】
【0334】
【表18】
【0335】
【表19】
【0336】
【表20】
【0337】
【表21】
【0338】
【表22】
【0339】
【表23】
【0340】
【表24】
【0341】
【表25】
【0342】
【表26】
【0343】
【表27】
【0344】
【表28】
【0345】
【表29】
【0346】
【表30】
【0347】
【表31】
【0348】
【表32】
【0349】
【表33】
【0350】
【表34】
【0351】
【表35】
【0352】
【表36】
【0353】
【表37】
【0354】
式中、ｎ、ｍおよびｌは好ましくは互いに独立に、１～７を表す。
【0355】
以下の表は、本発明による媒体において安定剤として使用することができる例示的な化合物を示す。
【0356】
＜表Ｅ＞
表Ｅは、本発明によるＬＣ媒体に添加することができる可能な安定剤を示し、ｎは１～１２の整数、好ましくは１、２、３、４、５、６、７または８を表し、末端メチル基は示されていない。
表Ｅは、本発明によるＬＣ媒体に添加することができる可能な安定剤を示し、ｎは１～１２の整数、好ましくは１、２、３、４、５、６、７または８を表し、末端メチル基は示されていない。
【0357】
【表38】
【0358】
【表39】
【0359】
【表40】
【0360】
【表41】
【0361】
【表42】
【0362】
【表43】
【0363】
【表44】
【0364】
【表45】
【0365】
ＬＣ媒体は、好ましくは０～１０重量％、特に１ｐｐｍ～５重量％、特に好ましくは１ｐｐｍ～１重量％の安定化剤を含む。
【0366】
下表Ｆは、本発明によるメソゲン媒体においてキラルドーパントとして好ましく使用できる例示的な化合物を示す。
【0367】
＜表Ｆ＞
【0368】
【表46】
【0369】
【表47】
【0370】
【表48】
【0371】
【表49】
【0372】
本発明の好ましい実施形態においてメソゲン媒体は、表Ｆに示される化合物から選択される１種類以上の化合物を含む。
【0373】
本発明によるメソゲン媒体は好ましくは、上表Ｄ～Ｆに示される化合物から選択される２種類以上、好ましくは４種類以上の化合物を含む。
【0374】
ある実施形態において本発明によるＬＣ媒体は好ましくは、表Ｄに示される３種類以上、より好ましくは５種類以上の化合物を含む。
【0375】
＜表Ｇ＞
【0376】
表Ｇは本発明によるＬＣ媒体において、好ましくは反応性メソゲン化合物として使用できる例示化合物を照合したものである。好ましくは、重合のために開始剤または２種類以上の開始剤の混合物を添加する。開始剤または開始剤混合物は好ましくは、混合物を基準にして０．００１～２重量％の量で添加される。適切な開始剤は例えば、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）６５１（ＢＡＳＦ社製）である。
【0377】
【表50】
【0378】
【表51】
【0379】
【表52】
【0380】
【表53】
【0381】
【表54】
【0382】
【表55】
【0383】
【表56】
【0384】
【表57】
【0385】
【表58】
【0386】
【表59】
【0387】
【表60】
【0388】
【表61】
【0389】
【表62】
【0390】
【表63】
【0391】
【表64】
【0392】
【表65】
【0393】
【表66】
【0394】
【表67】
【0395】
【表68】
【0396】
【表69】
【0397】
本発明の好ましい実施形態においてメソゲン媒体は、表Ｇの化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。
【0398】
本発明による液晶性媒体は表Ｄの化合物、好ましくは表Ｄの式の群から選択される３種類以上の異なる式の化合物の群から選択される好ましくは４種類以上、より好ましくは６種類以上、より更に好ましくは７種類以上、特に好ましくは８種類以上の化合物を含む。媒体は追加して表Ｅの式の群から選択される１種類または２種類以上の化合物を含むことが特に好ましい。より更に好ましくは媒体は更に、表Ｇの式の群から選択される１種類または２種類以上の化合物を含む。
【0399】
以下の実施例は、単に本発明を説明するためのものであり、いかなる意味においても本発明の範囲を限定するものと見なしてはならない。実施例およびその改変または他の等価物は、本開示に照らして当業者には明らかになるであろう。
【0400】
しかしながら以下の例示に示す物性および組成は、どのような特性が達成され、どのような範囲でそれらが改変され得るかを示している。特に好ましく達成することができる様々な特性の組み合わせは、よって十分に定義されている。
【実施例】
【0401】
例において、
Ｖ０は２０℃における容量閾電圧［Ｖ］を表し、
ｎｅは２０℃および５８９ｎｍにおける異常屈折率を表し、
ｎ０は２０℃および５８９ｎｍにおける通常屈折率を表し、
Δｎは２０℃および５８９ｎｍにおける光学的異方性を表し、
ε∥は２０℃および１ｋＨｚにおけるダイレクターに平行な誘電率を表し、
ε⊥は２０℃および１ｋＨｚにおけるダイレクターに垂直な誘電率を表し、
Δεは２０℃および１ｋＨｚにおける誘電異方性を表し、
ｃｌ．ｐ．、Ｔ（Ｎ，Ｉ）は透明点［℃］を表し、
γ１は２０℃で測定される回転粘度［ｍＰａ・ｓ］を表し、磁界中での回転法で決定され、
Ｋ１は２０℃における「スプレイ（ｓｐｌａｙ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］を表し、
Ｋ２は２０℃における「ツイスト（ｔｗｉｓｔ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］を表し、
Ｋ３は２０℃における「ベンド（ｂｅｎｄ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］を表す。
Ｖ０は２０℃における容量閾電圧［Ｖ］を表し、
ｎｅは２０℃および５８９ｎｍにおける異常屈折率を表し、
ｎ０は２０℃および５８９ｎｍにおける通常屈折率を表し、
Δｎは２０℃および５８９ｎｍにおける光学的異方性を表し、
ε∥は２０℃および１ｋＨｚにおけるダイレクターに平行な誘電率を表し、
ε⊥は２０℃および１ｋＨｚにおけるダイレクターに垂直な誘電率を表し、
Δεは２０℃および１ｋＨｚにおける誘電異方性を表し、
ｃｌ．ｐ．、Ｔ（Ｎ，Ｉ）は透明点［℃］を表し、
γ１は２０℃で測定される回転粘度［ｍＰａ・ｓ］を表し、磁界中での回転法で決定され、
Ｋ１は２０℃における「スプレイ（ｓｐｌａｙ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］を表し、
Ｋ２は２０℃における「ツイスト（ｔｗｉｓｔ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］を表し、
Ｋ３は２０℃における「ベンド（ｂｅｎｄ）」変形に対する弾性定数［ｐＮ］を表す。
【0402】
本発明については用語「閾電圧」は他に明示しない限り、容量閾値（Ｖ０）に関する。また例において一般的に通常であるが、１０％相対コントラスト（Ｖ１０）に対する光学的閾値も示す場合がある。
【0403】
液晶混合物および複合系は，以下に与える通りの組成および物性で実現される。それらの特性および光学的性能を検討する。
【0404】
＜参照例１＞
以下の表に示される組成および特性を有する液晶基礎混合物Ｂ－１を調製し、その一般的な物理的特性に関して特性解析する。
以下の表に示される組成および特性を有する液晶基礎混合物Ｂ－１を調製し、その一般的な物理的特性に関して特性解析する。
【0405】
【表70】
【0406】
＜参照例２＞
以下の表に示される組成および特性を有する液晶基礎混合物Ｂ－２を調製し、その一般的な物理的特性に関して特性解析する。
以下の表に示される組成および特性を有する液晶基礎混合物Ｂ－２を調製し、その一般的な物理的特性に関して特性解析する。
【0407】
【表71】
【0408】
コレステリック混合物Ｃ－２は、９９．００％の混合物Ｂ－２を、Ｍｅｒｃｋ社、ダルムスタット、独国から入手可能な１．００％のキラルドーパントＲ－５０１１と混合することで調製される。
【0409】
＜参照例３＞
以下の表に示される組成および特性を有する液晶基礎混合物Ｂ－３を調製し、その一般的な物理的特性に関して特性解析する。
以下の表に示される組成および特性を有する液晶基礎混合物Ｂ－３を調製し、その一般的な物理的特性に関して特性解析する。
【0410】
【表72】
【0411】
コレステリック混合物Ｃ－３は、９９．５４％の混合物Ｂ－３を、Ｍｅｒｃｋ社、ダルムスタット、独国から入手可能な０．４６％のキラルドーパントＲ－５０１１と混合することで調製される。
【0412】
＜比較例１＞
上参照例１に記載される通りの９１．１２５％の混合物Ｂ－１を、Ｍｅｒｃｋ社、ダルムスタット、独国から入手可能な６．４９３％のキラルドーパントＣＢ１５と、２．３７０％のエチレングリコールジメタクリレートと、０．０１０％のポリジメチルシロキサンと、０．００２％の２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノールｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｏｌと混合することでコレステリック混合物ＣＣ－１を調製する。
上参照例１に記載される通りの９１．１２５％の混合物Ｂ－１を、Ｍｅｒｃｋ社、ダルムスタット、独国から入手可能な６．４９３％のキラルドーパントＣＢ１５と、２．３７０％のエチレングリコールジメタクリレートと、０．０１０％のポリジメチルシロキサンと、０．００２％の２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノールｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｏｌと混合することでコレステリック混合物ＣＣ－１を調製する。
【0413】
混合物ＣＣ－１を、ＩＴＯ電極を備えるガラス基板（０．７ｍｍ無アルカリガラス）およびポリイミド配向膜（日本合成ゴム製ＡＬ－１０５４、平面、ＴＮラビング）を有し、セルギャップは２５μｍの電気光学的セル中に充填する。
【0414】
セルを４０℃に予熱する。引き続き電圧（１００Ｖｒｍｓ）を印加しながら、ＵＶ光（３４０ｎｍ未満の強度をカットオフするフェイシャルトナー、光強度３ｍＷ／ｃｍ２）を６０分間照射することにより、４０℃で重合を行う。
【0415】
得られるセルは白色の外観およびヘイズが９６％の不透明状態を有し、ただしヘイズは、分光光度計（Ｌａｍｂｄａ１０５０、パーキンエルマー社）および１５０ｍｍのＵｌｂｒｉｃｈｔ球を使用してＡＳＴＭ１００３－９２に従い決定される。得られるセルは５０Ｖで５．２％のヘイズで光学的透明状態を有し、２０℃において９９ｍｓのτｏｎおよび３２ｍｓのτｏｆｆを有する。０℃においてセルは７５０ｍｓのτｏｎおよび１３４ｍｓのτｏｆｆを有する。
【0416】
＜例１＞
上参照例２に記載の９９．５０％のコレステリック混合物Ｃ－２を０．５０％のＩｒｇａｐｈｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｘ１１ＤＣ（ＢＡＳＦ社製）と混合して、色素ドープ混合物Ｍ－１を調製する。９９．２２５％の混合物Ｍ－１を０．７５％の式ＲＭ－Ａの化合物と、
０．０２５％の光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）６５１（以下、ＩＲＧ－６５１と略称する。）とを混合して、混合物Ｍ－１－１を調製する。
上参照例２に記載の９９．５０％のコレステリック混合物Ｃ－２を０．５０％のＩｒｇａｐｈｏｒ Ｂｌａｃｋ Ｘ１１ＤＣ（ＢＡＳＦ社製）と混合して、色素ドープ混合物Ｍ－１を調製する。９９．２２５％の混合物Ｍ－１を０．７５％の式ＲＭ－Ａの化合物と、
【化33】
【化34】
【0417】
混合物Ｍ－１－１を、ＩＴＯ電極を備えるガラス基板（０．７ｍｍ無アルカリガラス）およびポリイミド配向膜（日本合成ゴム製ＡＬ－１０５４、平面、ＴＮラビング）を有し、セルギャップは２５μｍの電気光学的セル中に充填する。
【0418】
セルを４０℃に予熱する。引き続き電圧（１００Ｖｒｍｓ）を印加しながら、ＵＶ光（３４０ｎｍ未満の強度をカットオフするフェイシャルトナー、光強度３ｍＷ／ｃｍ２）を６０分間照射することにより、４０℃で重合を行う。
【0419】
得られるセルは不透明状態で６７％のヘイズを有する。得られるセルは１００Ｖで２．０％のヘイズで光学的透明状態を有し、２０℃において６５ｍｓのτｏｎおよび２．８ｍｓのτｏｆｆを有する。０℃においてセルは２３６ｍｓのτｏｎおよび１０．０ｍｓのτｏｆｆを有する。
【0420】
＜例２＞
上参照例２に記載のコレステリック混合物Ｃ－２に０．１１８％の式ＤＤ－１の化合物と、
０．１４２％の式ＤＤ－２の化合物と、
０．２４２％の式ＤＤ－３の化合物とを添加して、色素ドープ混合物Ｍ－２を調製する。
上参照例２に記載のコレステリック混合物Ｃ－２に０．１１８％の式ＤＤ－１の化合物と、
【化35】
【化36】
【化37】
【0421】
９９．２２５％の混合物Ｍ－２を上例１に記載の０．７５０％の式ＲＭ－Ａの化合物と、上例１に記載の０．０２５％のＩＲＧ－６５１と混合して、混合物Ｍ－２－１を調製する。
【0422】
混合物Ｍ－２－１を、ＩＴＯ電極を備えるガラス基板（０．７ｍｍ無アルカリガラス）およびポリイミド配向膜（日本合成ゴム製ＡＬ－１０５４、平面、ＴＮラビング）を有し、セルギャップは２５μｍの電気光学的セル中に充填する。
【0423】
セルを４０℃に予熱する。引き続き電圧（１００Ｖｒｍｓ）を印加しながら、ＵＶ光（３４０ｎｍ未満の強度をカットオフするフェイシャルトナー、光強度３ｍＷ／ｃｍ２）を６０分間照射することにより、４０℃で重合を行う。
【0424】
得られるセルは黒色の外観の不透明状態および８４％のヘイズがを有する。得られるセルは１００Ｖで２．５％のヘイズで光学的透明状態を有し、２０℃において１０１ｍｓのτｏｎおよび２．８ｍｓのτｏｆｆを有する。０℃においてセルは３６８ｍｓのτｏｎおよび９．８ｍｓのτｏｆｆを有する。
【0425】
＜例３＞
上参照例２で調製された９８．７１３％の混合物Ｍ－２を０．０３７％のＩＲＧ－６５１と、０．６２５％の式ＲＭ－Ｂの化合物と、
０．６２５％の式ＲＭ－Ｃの化合物と混合して、混合物Ｍ－３を調製する。
上参照例２で調製された９８．７１３％の混合物Ｍ－２を０．０３７％のＩＲＧ－６５１と、０．６２５％の式ＲＭ－Ｂの化合物と、
【化38】
【化39】
【0426】
上例２における混合物Ｍ－２に記載した通り、混合物Ｍ－３を処理し測定する。得られるセルは不透明状態および光学的に透明な状態において、好ましい電気光学的性能を示す。
【0427】
＜例４＞
上参照例３に記載されるコレステリック混合物Ｃ－３に、上例１に記載される０．７５０％の式ＲＭ－Ａの化合物と、０．０２５％のＩＲＧ－６５１と、上例２に記載される０．１０９％の式ＤＤ－１の化合物と、上例２に記載される０．１３２％の式ＤＤ－２の化合物と、上例２に記載される０．２５４％の式ＤＤ－３の化合物とを添加して混合物Ｍ－４を調製する。
上参照例３に記載されるコレステリック混合物Ｃ－３に、上例１に記載される０．７５０％の式ＲＭ－Ａの化合物と、０．０２５％のＩＲＧ－６５１と、上例２に記載される０．１０９％の式ＤＤ－１の化合物と、上例２に記載される０．１３２％の式ＤＤ－２の化合物と、上例２に記載される０．２５４％の式ＤＤ－３の化合物とを添加して混合物Ｍ－４を調製する。
【0428】
混合物Ｍ－４を、ＩＴＯ電極を備えるガラス基板（０．７ｍｍ無アルカリガラス）およびポリイミド配向膜（日本合成ゴム製ＡＬ－１０５４、平面、ＴＮラビング）を有し、セルギャップは２５μｍの電気光学的セル中に充填する。
【0429】
セルを４０℃に予熱する。引き続き電圧（１００Ｖｒｍｓ）を印加しながら、ＵＶ光（３４０ｎｍ未満の強度をカットオフするフェイシャルトナー、光強度３ｍＷ／ｃｍ２）を６０分間照射することにより、４０℃で重合を行う。
【0430】
得られるセルは黒色の外観の不透明状態および９３％のヘイズがを有する。得られるセルは５０Ｖで５．０％のヘイズで光学的透明状態を有し、２０℃において６８ｍｓのτｏｎおよび２．８ｍｓのτｏｆｆを有する。０℃においてセルは１２６ｍｓのτｏｎおよび９．０ｍｓのτｏｆｆを有する。
【0431】
＜例５＞
上参照例３に記載される９８．２９８％の混合物Ｂ－３を、０．４５８％のキラルドーパントＲ－５０１１と、上例１に記載される０．７５０％の式ＲＭ－Ａの化合物と、上例２に記載される０．１０９％の式ＤＤ－１の化合物と、上例２に記載される０．１３２％の式ＤＤ－２の化合物と、上例２に記載される０．２５３％の式ＤＤ－３の化合物と混合して混合物Ｍ－５を調製する。
上参照例３に記載される９８．２９８％の混合物Ｂ－３を、０．４５８％のキラルドーパントＲ－５０１１と、上例１に記載される０．７５０％の式ＲＭ－Ａの化合物と、上例２に記載される０．１０９％の式ＤＤ－１の化合物と、上例２に記載される０．１３２％の式ＤＤ－２の化合物と、上例２に記載される０．２５３％の式ＤＤ－３の化合物と混合して混合物Ｍ－５を調製する。
【0432】
混合物Ｍ－５を、ＩＴＯ電極を備えるガラス基板（０．７ｍｍ無アルカリガラス）およびポリイミド配向膜（日本合成ゴム製ＡＬ－１０５４、平面、ＴＮラビング）を有し、セルギャップは２５μｍの電気光学的セル中に充填する。
【0433】
セルを４０℃に予熱する。引き続き電圧（１００Ｖｒｍｓ）を印加しながら、ＵＶ光（３４０ｎｍ未満の強度をカットオフするフェイシャルトナー、光強度３ｍＷ／ｃｍ２）を６０分間照射することにより、４０℃で重合を行う。
【0434】
得られるセルは黒色の外観の不透明状態および８３％のヘイズがを有する。得られるセルは５０Ｖで１．５％のヘイズで光学的透明状態を有し、２０℃において５６ｍｓのτｏｎおよび７．７ｍｓのτｏｆｆを有する。０℃においてセルは１１６ｍｓのτｏｎおよび２５ｍｓのτｏｆｆを有する。
【0435】
＜例６＞
上参照例３に記載される混合物Ｂ－３に、０．４５８％のキラルドーパントＲ－５０１１と、上例１に記載される０．７５０％の式ＲＭ－Ａの化合物と、０．０２５％のＩＲＧ－６５１と、０．１２３％の式ＤＤ－４の化合物と、
０．３３７％の式ＤＤ－５およびＤＤ－６の化合物の混合物と、
０．１１７％の式ＤＤ－７の化合物と、
０．１７３％の式ＤＤ－８の化合物とを添加して混合物Ｍ－６を調製する。
上参照例３に記載される混合物Ｂ－３に、０．４５８％のキラルドーパントＲ－５０１１と、上例１に記載される０．７５０％の式ＲＭ－Ａの化合物と、０．０２５％のＩＲＧ－６５１と、０．１２３％の式ＤＤ－４の化合物と、
【化40】
【化41】
【化42】
【化43】
【0436】
混合物Ｍ－６を、ＩＴＯ電極を備えるガラス基板（０．７ｍｍ無アルカリガラス）およびポリイミド配向膜（日本合成ゴム製ＡＬ－１０５４、平面、ＴＮラビング）を有し、セルギャップは２５μｍの電気光学的セル中に充填する。
【0437】
セルを４０℃に予熱する。引き続き電圧（１００Ｖｒｍｓ）を印加しながら、ＵＶ光（３４０ｎｍ未満の強度をカットオフするフェイシャルトナー、光強度３ｍＷ／ｃｍ２）を６０分間照射することにより、４０℃で重合を行う。
【0438】
得られるセルは黒色の外観の不透明状態および９４％のヘイズがを有する。得られるセルは１００Ｖで７．６％のヘイズで光学的透明状態を有し、２０℃において１５ｍｓのτｏｎおよび３．３ｍｓのτｏｆｆを有する。０℃においてセルは４２ｍｓのτｏｎおよび９．８ｍｓのτｏｆｆを有する。
【0439】
＜例７＞
上参照例３に記載される混合物Ｃ－３に、０．０３７％のＩＲＧ－６５１と、上例３に記載される０．６２５％の式ＲＭ－Ｂの化合物と、上例３に記載される０．６２５％の式ＲＭ－Ｃの化合物と、上例２に記載される０．１０９％の式ＤＤ－１の化合物と、上例２に記載される０．１３２％の式ＤＤ－２の化合物と、上例２に記載される０．２５４％の式ＤＤ－３の化合物とを添加して混合物Ｍ－７を調製する。
上参照例３に記載される混合物Ｃ－３に、０．０３７％のＩＲＧ－６５１と、上例３に記載される０．６２５％の式ＲＭ－Ｂの化合物と、上例３に記載される０．６２５％の式ＲＭ－Ｃの化合物と、上例２に記載される０．１０９％の式ＤＤ－１の化合物と、上例２に記載される０．１３２％の式ＤＤ－２の化合物と、上例２に記載される０．２５４％の式ＤＤ－３の化合物とを添加して混合物Ｍ－７を調製する。
【0440】
上例２における混合物Ｍ－２－１に記載した通り、混合物Ｍ－７を処理し測定する。得られるセルは不透明状態および光学的に透明な状態において、好ましい電気光学的性能を示す。
【国際調査報告】