[发明专利]液晶介质

说明书

本申请涉及液晶介质，其包含至少一种具有吸收红光或更长波光的萘嵌苯(rylene)结构的二色性染料。根据本申请的液晶介质可以用于宾-主型LC器件中，优选在用于调节通过透光区域的能量通路的器件中。

对于本申请的目的，二色性染料是指光吸收化合物，其中的吸收性质取决于该化合物对光的偏振方向的配向。

具有萘嵌苯结构的染料是指含有一个或多个以下结构元件的任何所需的染料

其中n是整数且至少为1，并且其中所述结构元件可以在示出的键处和在自由位置被任何所需基团取代。

对于本申请的目的，术语液晶介质是指在特定条件下具有液晶性质的材料。该材料优选在室温下以及在高于和低于室温的一定温度范围内具有液晶性质。

通常，LC器件是指具有至少一个包含液晶介质的层的器件。所述层优选是可切换层，特别优选电可切换层。

对于本申请的目的，宾-主型LC器件是指包含可切换层的可切换器件，所述可切换层包含液晶介质，其中所述液晶介质包含一种或多种二色性染料。二色性染料优选溶于液晶介质中，并且此外优选在其配向受液晶介质的化合物的配向影响。该器件优选是电可切换的。该器件还优选通过施加或切断电压的方式，产生从低透光状态向高透光状态的转变。宾-主型器件首次由Heilmeier和Zanoni(G.H.Heilmeier等，Appl.Phys.Lett.，1968,13,91)开发，并从那时起在显示器中使用许多次，特别是在显示器件中。

对于宾-主型LC器件，除了在显示器件中使用之外，在用于能量通路的调节的切换器件中的用途也是已知的，例如从WO 2009/141295和WO 2010/118422。

包含吸收蓝光的萘嵌苯染料的液晶介质从宾-主型的显示器件领域是已知的(EP 0060895和EP 0047027)。此外，包含一种或多种吸收红光的二色性染料的液晶介质从宾-主型显示器件领域是已知的(DE 33072 38)。其中公开的染料是蒽醌、萘醌和偶氮染料。萘嵌苯尚未公开为二色性染料。在DE 3307238中所公开的二色性染料在所述荧光的强度和在液晶介质中的溶解性方面具有改进的潜力。此外，包含所述二色性染料的液晶介质在对光、极端温度和电场的稳定性方面具有改进的潜力。

从用于能量通路的调节的切换器件领域，WO 2009/141295和WO 2010/118422大体上描述了宾-主型液晶介质在这种切换器件中的用途。这些应用或者保持大体上涉及二色性染料或者绝对没有公开吸收红光的二色性染料。

不包含吸收红光或NIR光的二色性染料的器件不能控制大部分辐射能量，即在红色VIS和NIR光区域中的辐射能量，这代表缺点。

因此，本发明的技术目的是提供一种液晶介质，其能够控制(即阻止或传输)宾-主型器件中的红色VIS和NIR光区域中的辐射能量。该性质可以优选在用于能量通路的调节的切换器件中有效利用。

因此，另一技术目的是液晶介质对阳光(特别是UV光)和对电场的长期稳定。还一个技术目的是二色性染料易于溶解在液晶介质中并长时间保持溶解性。

吸收红光的萘嵌苯型染料因而在现有技术中是已知的。例如，它们在电子照相器件中作为染料的用途公开在DE 3110960中。

令人惊讶地，现已发现，包含至少一种二色性染料的液晶介质实现了上述技术目的，所述二色性染料具有吸收红色或更长波光的萘嵌苯结构。

特别是，已经发现，染料在液晶介质中高度可溶并在较长时间以稳定的方式保持溶于其中，即使在低或高的温度下。此外，已发现，该液晶介质对UV光、热和电场是稳定的。

因而，本申请涉及包含至少一种二色性染料F的液晶介质，所述二色性染料F具有最长波最大吸收在大于600nm波长的萘嵌苯结构。

这里最大吸收是指在光的UV-VIS-NIR区域中，占整个吸收的积分的至少10％、优选至少20％、特别优选至少30％和非常特别优选至少40％的最大吸收带。

这里UV-VIS-NIR光是指具有320至2000nm波长的光，优选具有320至1500nm波长的光。

二色性染料F优选溶解在液晶介质中。其优选在其配向受液晶介质的化合物的配向影响。

二色性染料F优选正二色性染料，即具有正各向异性度R，如在工作实施例中所示测定。各向异性度R特别优选大于0.4，非常特别优选大于0.5，和最优选大于0.6，其中R如在工作实施例中所示测定。