含有液晶介質的器件的制作方法
【專利說明】含有準晶介質的器件
[0001] 本發明涉及用于調節光透射的溫度反應性器件，其含有液晶介質和式I化合物， 該器件能夠在給定溫度下促進或引發相鄰液晶介質的垂面配向。本發明還涉及通過液晶介 質層來溫度依賴性控制光透射的方法。
[0002] 出于本發明的目的，術語"液晶介質"意指在特定條件下展現液晶性質的材料。特 別地，該術語意指在特定條件下形成向列液晶相的材料。液晶介質可包含一種或多種液晶 化合物和除此之外的其他物質。
[0003] 術語"液晶化合物"意指在特定條件下展現液晶性質的化合物，和特別地，在特定 條件下形成向列液晶相或在與其他液晶化合物混合后形成向列液晶相的化合物。
[0004] 出于本申請的目的，"溫度反應性器件"意指取決于溫度采取各種狀態的器件。其 的實例是取決于溫度展現不同程度的光透射的器件。
[0005] 術語"配向"或"取向"涉及材料的各向異性單元（例如小分子或大分子的片段） 朝共同方向（稱作"配向方向"）的配向（取向排序）。在配向的液晶材料層中，該液晶指 向矢與該配向方向一致，以使得該配向方向相當于該材料的各向異性軸的方向。
[0006] 術語"平面取向/配向"（例如在液晶材料層中）意指大比例的液晶分子的長分 子軸（在桿狀化合物的情況下）或短分子軸（在盤形化合物的情況下）基本上平行（約 180° )于該層來取向。
[0007] 術語"垂直取向/配向"（例如在液晶材料層中）意指較大比例的液晶分子的長分 子軸（在桿狀化合物的情況下）或短分子軸（在盤形化合物的情況下）以相對于該層平面 約80°至90°的角度0 ( "傾角"）取向。
[0008] 此外，如C.Tschierske，G.PelzlandS.Diele，Angew.Chem. 2004,116,6340-6368 中所給定的定義應適用于關于本申請中的液晶材料的未定義術語。
[0009] 出于本申請的目的，術語光透射意指可見光（VIS)、近紅外光（近-IR，NIR)和 UV-A區域中的電磁輻射穿過該器件。本申請中的術語光同樣相應地意指光譜的可見光、近 紅外光和UV-A區域中的電磁輻射。根據常用的物理定義，UV-A光、可見光和近紅外光一起 意指具有320至3000nm波長的輻射。
[0010] 隨著建筑物的能量效率越來越重要，越來越需要控制光透射和因此透過窗戶或玻 璃表面的能量流的器件。特別地，需要可針對特定時間點下盛行的條件（熱、冷、高日曬、低 日曬）而調適透過玻璃表面的能量流的器件。特別受關注的是在溫帶氣候區提供這樣的器 件，在溫帶氣候區中，季節變化由結合高日曬的室外暖溫轉變成結合低日曬的室外冷溫。
[0011] 下文將呈現由日曬所造成的對建筑物中玻璃表面的效應。相當的效應不僅可發生 在建筑物的情況中，還發生在車輛或運輸集裝箱（例如船運集裝箱）的情況中。
[0012] 在暖氣候區和在溫帶氣候區的暖季時，建筑物中的玻璃表面在受到日曬影響時導 致非期望的內部變熱。這是由于玻璃對電磁光譜的VIS或近-IR區域中的輻射是透射的。 內部物體吸收已透過的輻射并由此變暖，這導致室溫升高（溫室效應）。然而，建筑物中玻 璃表面的所述效應并非通常是不期望的：在室外低溫的情況下，特別地在冷氣候區或在溫 帶氣候區的冷季時，由日曬導致的內部變熱（因為該效應）可以是有利的，因為由此降低空 間供暖的能量需要并可因此節約成本。
[0013] 本發明的主要技術目標之一是提供調節透過窗戶或其他玻璃表面的光透射的器 件，優選地，提供針對盛行條件自動適應地調節光透射的器件，如上文所闡釋（智能窗戶）， 更優選地，提供能量有效地工作、可利用最低可能技術投入安裝、技術上可靠且符合審美需 求的器件。可提及的后一方面的實例是該器件的高度規則切換和顏色或圖案效應的避免。
[0014] 現有技術公開了可在施加電壓時自透射狀態可逆地切換至低透光狀態（例 如不透明（光散射）或暗透射狀態）的器件（例如C.M.Lampert等人，SolarEnergy Materials&SolarCelIs,2003,489-499)〇
[0015] 然而，諸如上述器件的電可切換器件的缺點在于它們無法針對環境條件立即自動 調適。此外，它們需要電連接，這關系到安裝期間的更多投入，和更多維護需求。
[0016]US2009/0015902和US2009/0167971公開了溫度反應性器件，其在兩個偏振器之 間的層中包含液晶介質。相對高光透射狀態與相對低光透射狀態之間的切換是通過該液晶 介質自向列態相變至各向同性態而實現。因為該相變，在高光透射狀態與相對低透射狀態 之間發生突然轉變。此處可發生的是，在該器件的整個表面上在一些區域被認為是存在高 光透射狀態，而同時在其他相鄰區域中存在低光透射狀態。
[0017]W02012/100901A1公開了一種用于調節光透射的溫度反應性器件，其含有液晶介 質和包含倍半硅氧烷的組分（N)，其促進或引發相對基板主平面的垂面配向。本發明還涉及 一種通過液晶介質層來溫度依賴性控制光透射的方法。然而，未公開且未暗示使用根據本 發明式I的有機化合物以促進這樣的垂面配向。
[0018]W02011/004340A1公開了一種具有負或正介電各向異性的包含自配向介晶的液晶 介質（LC介質），該介晶實現了該LC介質在液晶顯示器（LC顯示器）的表面或盒壁的垂面 配向。本發明因此還包括具有垂面配向的液晶介質（LC介質）而無常規的酰亞胺配向層的 LC顯示器。
[0019] 然而，可總結出相當需要適用于調節透過窗戶或通常透光表面的光透射的溫度反 應性器件。特別地，需要其中切換方法基于交替原理的器件。還特別地，需要其中切換方法 不突然進行而是經由中間透射值逐漸進行的器件。
[0020] 另外，現代溫度反應性器件必須滿足諸多要求，尤其是：
[0021] -在延長的使用期內的高效率，
[0022]-針對太陽照射（尤其UV輻射）的高穩定性，
[0023]-針對環境溫度條件的透過玻璃表面的能量流的有利適應性，
[0024] _在暴露于室外（尤其關于冷和熱）的環境中的高持久性，
[0025] _制造方法必須成本有效且適用于批量制造方法。
[0026] 鑒于現有技術和對這樣的材料的所有上述要求，相當需要新穎或替代性器件，其 優選不顯示現有技術的溫度反應性器件的缺點或即使顯示，優選顯示較低程度。
[0027] 令人驚訝地，發明人已發現包含液晶介質層的溫度反應性器件，其特征在于該液 晶介質包含至少一種液晶化合物和至少一種式I化合物，該器件代表現有技術的已知溫度 反應性器件的優異替代物，和優選地，改良鑒于現有技術的上述要求中的一或多者，或更優 選地，同時滿足上述要求。
[0028] 因此，本發明涉及一種適用于調節光透射的溫度反應性器件，其包含液晶介質層， 該器件的特征在于該液晶介質包含至少一種液晶化合物和至少一種式I化合物，
[0029] Rn-An-(Z12-A12)n-AGI，
[0030] 其中，
[0031] A11和A12各自彼此獨立地表示任選地被一個或多個相同或不同基團L取代的芳 基、雜芳基、雜環基或脂環族基團，
[0032] L在各情況中彼此獨立地表示鹵素、-CN、-N02、-NC0、-NCS、-0CN、-SCN、具有1至5 個C原子的直鏈或支鏈烷基或烷氧基，其中此外這些基團中一個或多個非末端CH2基團各 可彼此獨立地被-Cec_、-CF20-、-CH=CH-、-<〇>-,-</><\y> -,_0_、_CCH)-、以 〇原子不彼此直接連接的方式替代，且其中此外一個或多個H原子可被鹵素替代，
[0033] Z12 在各情況中彼此獨立地表不 _0_、_S_、_C0_、_C00_、_0C0_、_S_C0_、_C0_S_、_0_C 00-^ -C〇-NR0-^ -NR°-C〇-^ -NR°-C〇-NR00^ -NR°-C〇-〇-^ -〇-C〇-NR0-^ -〇CH2-^ -CH2〇-^ -SCH2-^ -CH2S-、-CF20-、-ocf2-、-cf2s-、-scf2-、-CH2CH2-、- (CH2) 4-、-cf2ch2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N =CH-、-N=N-、-CH=CR。-、-CY01=CY。2-、-C=C-、-CH=CH-C00-、-0C0-CH=CH-、或 單鍵，優選-coo-、-oco-、-co-o-、-o-co-、-och2-、-ch2o-、-、-ch2ch2-、- (CH2) 4_、-CF2CH2-、-CH 2CF2-、-CF2CF2-、-cEc-、-CH=CH-C00-、-0C0-CH=CH-或單鍵。
[0034] Y。1和Y°2各自彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
[0035] 妒和R°°各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子的烷基，
[0036] R11表示具有1至15個C原子的烷基或烷氧基，其中此外這些基團中一個或多 個非末端012基團各可彼此獨立地被-c=c-、-CF20_、-CH=CH-、 -0-、-C0