本申请涉及调节光透射的设备，其中所述设备具有包含液晶材料的层，所述液晶 混合物包含染料化合物和具有特征结构单元的化合物。
在本申请的范围内，术语光被特别理解为UV-A、VIS-以及NIR-范围内的电磁辐射。 还特别被理解为不被或者仅以很少量被通常用于窗户的材料(例如玻璃)吸收的波长的光。 根据通常使用的定义，UV-A范围被理解为320至380nm的波长，VIS范围被理解为380nm至 780nm的波长，NIR范围被理解为780nm至2000nm的波长。
优选地，通过根据本发明的设备调节其透射的光被理解为自然光。自然光是由太 阳发出的光。自然光优选由太阳直接发出。然而其也可以通过任意材料反射、折射或通过吸 收和之后的发射从而由太阳间接发出。
在本申请的范围内，术语液晶材料被理解为在一定条件下具有液晶性能的材料。 术语液晶性能是本领域技术人员熟知的并且通常以如物理化学领域的方式进行理解。在狭 义上被理解为液体的并且具有取决于方向的性能的材料。液晶性能通常取决于温度。因此 在狭义上液晶材料被理解为在包括室温的温度范围内具有液晶性能的材料。
用于调节光透射的设备为切换设备，所述切换设备覆盖平面并且根据其切换状态 或多或少地阻止通过该平面的光透射。
这种设备可以基于不同机制并且可以例如可热控切换或可电控切换。用于调节光 透射的可电控切换的设备的一个示例公开于WO2009/141295和尚未公开的申请WO2014/ 090367和WO2014/090373。
所述申请中描述的设备具有包含液晶材料的层，其中液晶材料包含至少一种染料 化合物和至少一种主体材料。主体材料为不同液晶化合物的混合物。
即使上述现有技术中公开的设备可良好使用并且具有令人满意的性能，仍然需要 替代性设备。特别需要的是包含液晶材料的层具有高稳定性并且因此具有较长寿命的设 备。特别希望的是，包含染料的液晶材料为稳定溶液，和/或特别在低温下在液晶材料中不 出现结晶或新相的形成。还希望的是，设备的液晶材料具有吸收性的高各向异性。
在本发明的范围内出人意料地发现，当在设备中使用具有至少95℃的清亮点并且 具有下文显示的特征性结构特征的液晶材料时，获得具有极长寿命和相对于低温的高稳定 性的设备。
根据本发明的包含一种或多种染料化合物的液晶材料的特征在于一个或多个，优 选所有下述性能：染料化合物的高溶解性、溶液在室温和低温下的高的长期稳定性，和吸收 性的高各向异性。
本申请的主题因此是调节光透射的设备，其特征在于，所述设备具有包含液晶材 料的层，所述液晶材料包含染料化合物，其中液晶材料具有至少95℃的清亮点并且包含至 少一种化合物V，所述化合物V包含至少一个选自式(E-1)、(E-2)和(E-3)单元的单元
式(E-1)
式(E-2)
式(E-3)
其中
X在每次出现时相同或不同地选自F、Cl、Br、I、-CN、-NCO、-NCS、-SCN、-OCN、-NC、- CNO、-CNS和N3；
W在每次出现时相同或不同地选自F、Cl、Br、I、-CN、-NCO、-NCS、-SCN、-OCN、-NC、- CNO、-CNS和N3；
U在每次出现时相同或不同地选自H、F、Cl、Br、I、CN、-NCO、-NCS、-SCN、-OCN、-NC、- CNO、-CNS、N3和具有1至10个C原子的烷基、烷氧基或烷硫基，其中烷基、烷氧基或烷硫基中 的一个或多个氢原子可以被F或Cl替代，并且其中烷基、烷氧基或烷硫基中的一个或多个 CH2基团可以被O或S替代；
虚线代表结合至化合物的剩余部分，
并且每个式(E-3)单元中至少一个基团U选自F、Cl、Br、I、CN、-NCO、-NCS、-SCN、- OCN、-NC、-CNO、-CNS和N3。
优选地，X在每次出现时相同或不同地选自F和-CN。
优选地，W等于-CN。
优选地，每个式(E-3)单元中最多四个，特别优选最多两个基团U选自F、Cl、Br、I、 CN、-NCO、-NCS、-SCN、-OCN、-NC、-CNO、-CNS和N3。非常特别优选地，每个式(E-3)单元中恰好 一个基团U选自F、Cl、Br、I、CN、-NCO、-NCS、-SCN、-OCN、-NC、-CNO、-CNS和N3。此外，优选结合 所述优选实施方案地，式(E-3)单元中的剩余基团U等于H。
优选地，U在每次出现时相同或不同地选自H、F和CN。
还优选的是，化合物V包含至少一个式(E-1)的单元，特别优选恰好一个式(E-1)的 单元。
优选的是，化合物V包含至少一个式(E-2)的单元，特别优选恰好一个式(E-2)的单 元。
还优选的是，化合物V包含恰好一个选自式(E-1)、(E-2)和(E-3)单元的单元。特别 优选地，化合物V包含恰好一个选自式(E-1)和(E-2)单元的单元。
式(E-1)单元的优选的实施方案为下式(E-1-1)至(E-1-3)的单元
式(E-1-1)
式(E-1-2)
式(E-1-3)，
其中虚线代表结合至化合物的剩余部分，此外还满足：
X1在每次出现时相同或不同地选自F、Cl、Br和I；并且
X2在每次出现时相同或不同地选自-CN、-NCO、-NCS、-SCN、-OCN、-NC、-CNO、-CNS和 N3。
X1优选等于F。
X2优选等于CN。
式(E-1)单元的特别优选的实施方案为下述式(E-1-1a)至(E-1-3a)的单元
式(E-1-1a)
式(E-1-2a)
式(E-1-3a)，
其中虚线代表结合至化合物的剩余部分。
式(E-2)单元的一个优选的实施方案为下式(E-2-1)的单元
式(E-2-1)，
其中虚线代表结合至化合物的剩余部分。
式(E-3)单元的一个优选的实施方案为下式(E-3-1)的单元
式(E-3-1)，
其中虚线代表结合至化合物的剩余部分。
化合物V优选具有根据下式的结构
式(V)，
其中
RV1、RV2在每次出现时相同或不同地表示具有1至10个C原子的烷基或烷氧基或者 具有2至10个C原子的烯基或烯氧基，其中上述基团中的一个或多个氢原子可以被F或Cl替 代，并且一个或多个CH2基团可以被O或S替代；
在每次出现时相同或不同地选自如下基团或式(E-1)、(E-2)或(E-3)的单元；
Y在每次出现时相同或不同地选自F、Cl、CN，和具有1至10个C原子的烷基、烷氧基 或烷硫基，其中烷基、烷氧基或烷硫基中的一个或多个氢原子可以被F或Cl替代，并且其中 烷基、烷氧基或烷硫基中的一个或多个CH2基团可以被O或S替代；
n等于1、2或3；并且
其中至少一个基团选自式(E-1)、(E-2)或(E-3)的单元。
优选地，式(E-1)或(E-2)或(E-3)的单元存在于其优选的实施方案中，特别是对应 于式(E-1-1a)、(E-1-2a)、(E-1-3a)、(E-2-1)和(E-3-1)的实施方案中。
优选地，式(V)的化合物包含恰好一种选自式(E-1)、(E-2)和(E-3)单元的单元，特 别优选包含恰好一种选自式(E-1)和(E-2)单元的单元。
式(V)中的指数n优选等于1或2。
在本申请中，为了容易阅读将环例如流畅地缩写成“Ax”，例如“AV1”。
优选地，AV1在每次出现时相同或不同地选自和式(E-1-1a)、(E-1-2a)、(E-1-3a)、(E-2-1)和(E-3-1)的单元。
化合物V的优选实施方案对应于下式(V-1)至(V-8)
式(V-1)
式(V-2)
式(V-3)
式(V-4)
式(V-5)
式(V-6)
式(V-7)
式(V-8)，
其中RV1和RV2和X的定义如上所述。
优选地，对于式(V-1)至(V-8)的化合物，基团RV1和RV2在每次出现时相同或不同地 选自具有1至10个C原子的烷基或烷氧基。
优选地，对于式(V-1)至(V-4)的化合物，基团X在每次出现时相同或不同地选自F 和CN。特别优选地，基团X等于F。
液晶材料优选具有至少100℃的清亮点，特别优选至少105℃的清亮点。
还优选的是，液晶材料至少在-20℃至100℃的温度范围内，特别优选至少在-30℃ 至100℃的温度范围内，非常特别优选至少在-40℃至105℃的温度范围内，最优选至少在- 50℃至105℃的温度范围内为向列液晶。
还优选的是，液晶材料具有-2至-10，优选-3至-8，特别优选-4至-7的介电各向异 性Δε。介电各向异性的测量方法在实施例中给出。
还优选地，液晶材料具有0.01至0.3，特别优选0.03至0.20的光学各向异性Δn。光 学各向异性的测量方法在实施例中给出。
此外，液晶材料优选为不同有机化合物的混合物，所述化合物自身优选具有液晶 性能。特别优选地，液晶材料包含8至30种不同的有机化合物，非常特别优选10至25种不同 的有机化合物。
所述有机化合物优选具有细长形状，即其在三个空间方向之一上的尺寸明显大于 在另外两个空间方向上的尺寸。
本领域技术人员已知大量具有所述性能的有机化合物。特别优选作为根据本申请 的液晶材料的成分的是源自两个或更多个，优选两个、三个或四个六元环(特别是环己烷 环、环己烯环、苯环、吡啶环、嘧啶环和四氢吡喃环)的对位连接的有机化合物。
化合物V优选为如上所述的有机化合物。优选地，液晶材料包含1至20种各自具有 不同结构的化合物V，特别优选5至15种各自具有不同结构的化合物V。
优选地，液晶材料中包含一种或多种下式(F)的化合物
式(F)
其中
R1、R2在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、-CN、-NCS、-SCN、R3-O-CO-、R3-CO-O- 或具有1至10个C原子的烷基或烷氧基或者具有2至10个C原子的烯基或烯氧基，其中上述基 团中的一个或多个氢原子可以被F或Cl替代，并且一个或多个CH2基团可以被O或S替代；并 且
R3在每次出现时相同或不同地表示具有1至10个C原子的烷基，其中一个或多个氢 原子可以被F或Cl替代，并且其中一个或多个CH2基团可以被O或S替代；并且
A1在每次出现时相同或不同地选自如下基团
其中
Y在每次出现时相同或不同地选自F、Cl、CN和具有1至10个C原子的烷基、烷氧基或 烷硫基，其中烷基、烷氧基或烷硫基中的一个或多个氢原子可以被F或Cl替代，并且其中烷 基、烷氧基或烷硫基中的一个或多个CH2基团可以被O或S替代；并且
Z1在每次出现时相同或不同地选自-CO-O-、-O-CO-、-CF2-CF2-、-CF2-O-、-O-CF2-、- CH2-CH2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CF＝CH-、-CH＝CF-、-C≡C-、-OCH2-、-CH2O-和单键；并且
a具有0、1、2、3、4、5或6，优选0、1、2或3，特别优选1、2或3的值。
优选地，液晶材料不包含具有硅氧烷基团的化合物，特别优选不包含具有硅的化 合物。
还优选的是，液晶材料具有至少40重量％、特别优选至少50重量％、非常特别优选 至少60重量％、最优选至少70重量％的化合物V的总份额。
还优选的是，液晶材料包含一种或多种对应于式(F-1)的化合物
其中
R11、R12在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、-CN、-NCS、-SCN、R3-O-CO-、R3-CO-O- 或具有1至10个C原子的烷基或烷氧基或者具有2至10个C原子的烯基或烯氧基，其中上述基 团中的一个或多个氢原子可以被F或Cl替代，并且一个或多个CH2基团可以被O或S替代；并 且
R3在每次出现时相同或不同地表示具有1至10个C原子的烷基，其中一个或多个氢 原子可以被F或Cl替代，并且其中一个或多个CH2基团可以被O或S替代；
Z11在每次出现时相同或不同地选自-CO-O-、-O-CO-、-CF2-CF2-、-CF2-O-、-O- CF2-、-CH2-CH2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CF＝CH-、-CH＝CF-、-C≡C-、-OCH2-、-CH2O-和单键； 并且
A11在每次出现时相同或不同地选自如下基团
其中
Y在每次出现时相同或不同地选自F、Cl、CN，和具有1至10个C原子的烷基、烷氧基 或烷硫基，其中烷基、烷氧基或烷硫基中的一个或多个氢原子可以被F或Cl替代，并且其中 烷基、烷氧基或烷硫基中的一个或多个CH2基团可以被O或S替代。
R11、R12优选在每次出现时相同或不同地表示具有1至10个C原子的烷基。
Z11优选在每次出现时相同或不同地选自-CO-O-、-O-CO-和单键。
A11优选在每次出现时相同或不同地选自
其中
Y如上定义并且优选等于F或CN。
特别优选的式(F-1)的化合物对应于下式
式(F-1-1)
式(F-1-2)
式(F-1-3)
式(F-1-4)
其中Y如上定义并且优选等于F。
液晶材料优选包含0重量％至30重量％、特别优选5重量％至25重量％、非常特别 优选10重量％至20重量％的总份额的式(F-1)的化合物。
优选地，液晶材料包含至少一种具有式(E-2)单元的化合物V和至少一种式(F-1) 的化合物。优选地，液晶材料包含至少10重量％、特别优选至少20重量％、非常特别优选至 少30重量％、更优选至少40重量％、最优选至少50重量％的总份额的选自具有式(E-2)单元 的化合物V和式(F-1)化合物的化合物。
还优选的是，液晶材料包含一种或多种对应于式(F-2)的化合物
其中
R21的定义如上文的R11；
R22的定义如上文的R12；
Z21的定义如上文的Z11；并且
A21的定义如上文的A11。
R21、R22优选在每次出现时相同或不同地表示具有1至10个C原子的烷基或具有1至 10个C原子的烷氧基。
Z21优选为单键。
A21优选在每次出现时相同或不同地选自
特别优选的式(F-2)的化合物对应于下式(F-2-1)和(F-2-2)
式(F-2-1)
式(F-2-2)
液晶材料优选包含0重量％至30重量％、特别优选3重量％至20重量％、非常特别 优选5重量％至15重量％的总份额的式(F-2)化合物。
根据本发明优选的是，根据本发明的液晶材料包含一种或多种手性掺杂剂。在该 情况下优选地，液晶材料的分子彼此扭转地存在于根据本发明的设备的层中，特别优选正 如通过显示器的TN模式已知的那样。
根据一个同样优选的替代实施方案，根据本发明的液晶材料不包含手性掺杂剂。 在该情况下优选地，液晶材料的分子不彼此扭转地存在于宾主型液晶设备中。在该情况下 特别优选地，液晶设备以反向平行模式存在。
在根据本发明的液晶材料中，手性掺杂剂优选以0.01至3重量％，特别优选0.05至 1重量％的总浓度使用。为了获得高的扭转值，手性掺杂剂的总浓度也可以高于3重量％、优 选最多至10重量％。
当指明所述液晶化合物和染料化合物的份额时，不考虑这些化合物和其它微量组 分的份额。
优选的掺杂剂为下表中显示的化合物：
根据本发明的液晶材料还优选包含一种或多种稳定剂。稳定剂的总浓度优选在整 个混合物的0.00001和10重量％之间，特别优选在0.0001和1重量％之间。
优选的稳定剂在下表中显示：
根据本发明的液晶材料包含一种或多种染料化合物。染料化合物优选为有机化合 物，特别优选包含至少一个稠合的芳基或杂芳基的有机化合物。
优选地，根据本发明的液晶材料包含至少两种，特别优选至少三种，非常特别优选 三种或四种不同的染料化合物。优选地，至少两种染料化合物各自覆盖不同的光谱范围。
当在根据本发明的液晶材料中存在两种或多种染料化合物时，染料化合物的吸收 光谱优选互补使得基本上吸收所有可见光谱。因此对肉眼产生黑色印象。这优选通过如下 实现：使用三种或更多种染料化合物，其中至少一种染料化合物吸收蓝光，至少一种染料化 合物吸收绿光至黄光并且至少一种染料化合物吸收红光。光色在此根据B.Bahadur，Liquid Crystals-ApplicationsandUses，第3卷，1992，世界科学出版社，第11.2.1章。应注意的 是，染料化合物的可感知颜色分别为与吸收颜色互补的颜色，即吸收蓝光的染料化合物具 有黄色。
根据本发明的液晶材料中的染料化合物的份额优选总共为0.01至10重量％，特别 优选0.1至7重量％，非常特别优选0.2至7重量％。单种染料化合物的份额优选为0.01至10 重量％，特别优选0.05至7重量％，非常特别优选0.1至7重量％。
液晶材料中包含的染料化合物优选溶解在液晶材料中。染料化合物的配向优选受 到液晶材料的分子配向的影响。
还优选地，染料化合物为二色性染料化合物，特别优选正二色性染料化合物。正二 色性理解为染料化合物具有如实施例中给定方式确定的正的各向异性度R。特别优选地，正 各向异性度R大于0.4，非常特别优选大于0.5，最优选大于0.6。
优选地，当光的偏振方向平行于染料化合物的分子的最长尺寸的方向时，染料化 合物的吸收达到最大，当光的偏振方向垂直于染料化合物的分子的最长尺寸的方向时，吸 收达到最小。
还优选地，根据本申请的染料化合物主要吸收UV-VIS-NIR范围内(即320至2000nm 的波长范围内)的光。
还优选地，染料化合物为荧光染料化合物。在此，荧光理解为化合物通过吸收一定 波长的光进入电子激发态，其中化合物随后通过放出光转化成基态。优选的，发出的光具有 比吸收的光更长的波长。还优选地，从激发态至基态的过渡允许自旋，即进行过渡而没有自 旋变化。还优选地，荧光化合物的激发态的寿命短于10-5s，特别优选短于10-6s，非常特别优 选在10-9和10-7s之间。
还优选地，染料化合物选自B.Bahadur，LiquidCrystals-Applicationsand Uses，第3卷，1992，世界科学出版社，第11.2.1章中给出的染料类别，特别优选选自表中列 出的明确化合物。
优选地，染料化合物选自偶氮化合物、蒽醌、次甲基化合物、甲亚胺化合物、部花青 化合物、萘醌、四嗪、苝、特锐烯、夸特锐烯、高级的萘嵌苯(Rylenen)、苯并噻二唑、吡咯甲川 和二酮吡咯并吡咯。其中特别优选的是苝、苯并噻二唑和二酮吡咯并吡咯。
所述染料化合物在文献中有大量描述。蒽醌染料例如描述于EP34832、EP44893、 EP48583、EP54217、EP56492、EP59036、GB2065158、GB2065695、GB2081736、GB 2082196、GB2094822、GB2094825、JP-OS55-123673、DE3017877、DE3040102、DE 3115147、DE3115762、DE3150803和DE3201120，萘醌染料描述于DE3126108和DE 3202761，偶氮染料描述于EP43904、DE3123519、WO82/2054、GB2079770、JP-OS56- 57850、JP-OS56-104984、US4308161、US4308162、US4340973、T.Uchida，C.Shishido， H.Seki和M.Wada：Mol.Cryst.Lig.Cryst.39，39-52(1977)和H.Seki，C.Shishido，S.Yasui 和T.Uchida：Jpn.J.Appl.Phys.21，191-192(1982)，苝描述于EP60895、EP68427和WO82/ 1191。
特别优选的是例如DE3307238中详细公开的蒽醌染料、偶氮染料和萘醌染料，和 例如在EP2166040、US2011/0042651、EP68427、EP47027、EP60895、DE3110960和EP 698649中公开的萘嵌苯染料，和例如尚未公开的申请EP13002711.3中公开的苯并噻二唑染 料。
优选染料的示例在下表中显示：
本发明的另一个主题是液晶材料在调节光透射的设备中的用途，所述液晶材料包 含染料化合物，其中液晶材料具有至少95℃的清亮点并且包含至少一种化合物V，所述化合 物V包含至少一个选自式(E-1)、(E-2)和(E-3)单元的单元。
化合物V的优选实施方案以及上文关于根据本发明的液晶材料给出的其它优选实 施方案在此同样是优选的。
液晶材料在设备中以层的形式存在。所述层优选可切换，即为切换层。
根据本发明的设备优选适合于调节从环境至室内的自然光形式的光透射。在此， 待调节的光从环境(室外)透射进入室内。在此，室可以是任何基本上与环境隔离的室，例如 建筑、飞机或容器。通常所述设备可以用于任意室，特别是当所述室仅与环境具有有限的空 气交换并且具有透光界面时，能量可以通过所述透光界面以光能的形式从外部输入。特别 相关的是所述设备用于室的用途，所述室暴露于由于透光表面(例如由于窗户表面)造成的 强烈的太阳辐射。
根据本发明的设备优选设置在较大平面结构的开口中，其中平面结构本身不允许 光透射或仅允许少量光透射，并且其中所述开口相对来看更透光。优选地，平面结构为室向 外的壁或其它边界。优选地，根据本发明的设备的特征在于，所述设备具有至少0.05m2，优 选至少0.1m2，特别优选至少0.5m2，非常特别优选至少0.8m2的面积尺寸。
根据本发明的设备可切换。在此，切换被理解为通过设备的光透射的变化。根据本 发明的设备优选可电控切换。
如果设备可电控切换，其优选包括两个或更多个电极，所述电极安装至包含液晶 材料的切换层的两侧。电极优选由ITO组成或者由薄的、优选透明的金属层和/或金属氧化 物层组成，例如银或FTO(氟掺杂的氧化锌)或本领域技术人员对于该用途已知的替代性材 料。电极优选设置有电连接件。优选通过电池、蓄电池或者通过外部供电提供电压。
在电切换的情况下，通过施加电压配向液晶材料的分子从而进行切换过程。
在一个优选的实施方案中，通过施加电压使所述设备从具有高吸收性(即低透光 性)的以无电压形式存在的状态转换成具有更低吸收性(即更高透光性)的状态。优选地，所 述设备的层中的液晶材料在两个状态下为向列的。无电压状态优选地特征在于，液晶材料 的分子和因此染料化合物的分子以平行于切换层的平面配向的方式存在。这优选通过相应 选择的取向层得以实现。有电压状态优选地特征在于，液晶材料的分子和因此染料化合物 的分子垂直于切换层的平面存在。
在一个替代上述实施方案的实施方案中，通过施加电压使所述设备从具有低吸收 性(即高透光性)的以无电压形式存在的状态转换成具有更高吸收性(即更低透光性)的状 态。优选地，所述设备的层中的液晶材料在两个状态下为向列的。无电压状态优选地特征在 于，液晶材料的分子和因此染料化合物的分子以垂直于切换层的平面配向的方式存在。这 优选通过相应选择的取向层得以实现。有电压状态优选地特征在于，液晶材料的分子和因 此染料化合物的分子平行于切换层的平面存在。
根据本发明的一个优选的实施方案，所述设备可以在没有外部供电的情况下操 作，其中通过与所述设备结合的太阳能电池或将光能和/或热能转化成电能的其它设备提 供所需的能量。通过太阳能电池提供能量可以直接或间接(即通过连接在之间的电池或蓄 电池或用于储存能量的其它单元)进行。优选地，太阳能电池安装在设备的外部或者为设备 的内部组件，例如WO2009/141295中所公开的。特别优选的是在漫射光下特别有效的太阳 能电池以及透明太阳能电池。
根据本发明的设备优选具有如下层顺序，其中可以额外存在其它层。优选地，下文 给出的层在设备中彼此直接邻接。
-优选玻璃或聚合物制成的基材层
-优选ITO制成的导电透明层
-取向层
-包含液晶材料的切换层
-取向层
-优选ITO制成的导电透明层
-优选玻璃或聚合物制成的基材层。
各个层的优选实施方案在下文描述。
优选地，根据本发明的设备包括一个或多个，特别优选两个取向层。取向层优选与 包含液晶材料的层的两侧直接邻接。
作为根据本发明的设备的取向层，可以使用本领域技术人员对此已知的任何层。 优选的是聚酰亚胺层，特别优选经摩擦的聚酰亚胺的层。当分子平行于取向层存在时(平面 配向)，以本领域技术人员已知的一定方式摩擦的聚酰亚胺造成液晶材料的分子在摩擦方 向上的配向。在此优选的是，液晶材料的分子不完全平面平行于取向层存在，而是具有小的 倾斜角(预倾)。为了实现液晶材料的化合物相对于取向层表面的垂直配向(垂面配向)，优 选使用以一定方式处理的聚酰亚胺作为取向层的材料(用于极高预倾角的聚酰亚胺)。还可 以使用通过暴露于偏振光获得的聚合物作为取向层从而实现液晶材料的化合物的根据取 向轴的配向(光配向)。
还优选地，在根据本发明的设备中包含液晶材料的层设置在两个基材层之间或者 被两个基材层包围。基材层可以例如由玻璃或聚合物(优选透光聚合物)组成。
所述设备优选地特征在于，所述设备不包括基于聚合物的起偏器，特别优选不包 括存在于固体材料相中的起偏器，非常特别优选完全不包括起偏器。
然而根据一个替代性实施方案，所述设备也可以包括一个或更多个起偏器。在该 情况下起偏器优选为线性起偏器。
当存在恰好一个起偏器时，其吸收方向优选垂直于本发明设备的在切换层的存在 起偏器那一侧上的液晶材料的化合物的取向轴。
在根据本发明的设备中不仅可以使用吸收性起偏器而且可以使用反射性起偏器。 优选地，使用以光学薄膜形式存在的起偏器。可以用在根据本发明的设备中的反射性起偏 器的示例为DRPF-(漫反射性起偏膜，3M)、DBEF-(双重亮度增强膜，3M)、DBR-(分层聚合物分 布的Bragg反射器，如在US7,038,745和US6,099,758中所述的)和APF-膜(改进的起偏膜， 3M，参考TechnicalDigestSID2006，45.1，US2011/0043732和US7023602)。还可以使用 基于线栅的反射红外线的起偏器(WGP，线栅起偏器)。可以用在根据本发明的设备中的吸收 性起偏器的示例为ItosXP38-起偏膜和NittoDenkoGU-1220DUN-起偏膜。根据本发明可 以使用的圆形起偏器的一个示例为起偏器APNCP37-035-STD(美国起偏器)。另一个示例为 起偏器CP42(ITOS)。
还优选地，根据本发明的设备包括光导系统，所述光导系统将光传导至太阳能电 池或用于将光能和/或热能转换成电能的其它设备，优选如WO2009/141295中所述。光导系 统收集和集聚击中设备的光。优选收集和集聚由染料化合物发射的光。光导系统与用于将 光能转化成电能的设备(优选太阳能电池)接触，从而集聚击中所述设备的所有光。在本发 明的一个优选实施方案中，用于将光能转化成电能的设备安装在所述设备的边缘上，整合 入所述设备并且与用于本发明设备的电切换的装置电连接。
在一个优选的实施方案中，根据本发明的设备为窗户，特别优选包括至少一个玻 璃面的窗户，非常特别优选包括多片绝缘玻璃的窗户的组件。
窗户在此被特别理解为建筑中的结构，所述结构包括框架和至少一个被所述框架 包围的玻璃板。优选地，所述结构包括隔热框架和两个或更多个玻璃板(多片绝缘玻璃)。
根据一个优选的实施方案，根据本发明的设备直接应用在窗户的玻璃面上，特别 优选在多片绝缘玻璃的两个玻璃板之间的中间空间中。
包含根据本发明的特别是具有上述优选特征的设备的窗户是本发明的另一个主 题。
实施例
A)液晶混合物的制备
制备两种对比混合物V1和V2。还制备根据本申请的液晶混合物E1至E10。
混合物V1、V2和E1-E10的组成在下文给出。在此通过简称(首字母缩略词)再现混 合物的各个成分的化学结构。所述简称在WO2012/052100中明确提出和解释(第63-89页)， 因此参考所述申请用于解释。
以下简称不对应于所谓命名法，因此明确显示了相应的化学结构。
给出了混合物的单位为摄氏度的清亮点、光学各向异性Δn和介电各向异性Δε。 物理性能根据“MerckLiquidCrystals，PhysicalPropertiesofLiquidCrystals”(状 态1997年11月，MerckKGaA，德国)进行确定并应用于20℃的温度。Δn的值在589nm下确定， Δε的值在1kHz下确定。
在瓶中和在约6微米厚的测试盒中分别在室温(+20℃)和-20℃、-30℃和-40℃的 温度下确定低温稳定性。
以24h的间隔视觉检查样本的晶体或近晶相的产生。只要在所述温度下在瓶或测 试盒中都没有观察到晶体或近晶相，则测试继续。
只要在一个样本中观察到结晶或近晶相，则测试结束，到达的天数被计作低温稳 定性。
B)包含染料的液晶混合物的制备及其物理性能的确定
在A)中显示的所有混合物E1-E10中，制备包含一种或多种染料的混合物。下文显 示了代表性选择的结果。
B-1)包含染料F1的混合物的制备和各向异性度和溶解度的确定
制备在液晶混合物V1、E1、E2、E3和E7之一中包含染料F1的混合物(组成参见下 表)。
染料F1
分别在相关染料的吸收带的峰值的波长下，由消光系数E(p)(在分子相对于光的 偏振方向平行配向的情况下混合物的消光系数)的值和混合物的消光系数E(s)(在分子相 对于光的偏振方向垂直配向的情况下混合物的消光系数)的值确定各向异性度R。如果染料 具有多个吸收带，选择波长最长的吸收带。通过取向层实现混合物的分子的配向，正如液晶 设备领域的技术人员已知的。为了消除由于液晶介质、其它吸收和/或反射造成的影响，分 别相对于不包含染料的相同混合物进行测量并且减去所得的值。
使用线性偏振光进行测量，所述线性偏振光的振动方向平行于取向方向(E(p)的 确定)或者垂直于取向方向(E(s)的确定)。这可以通过线性起偏器实现，其中起偏器相对于 设备扭转，从而实现两种不同的振动方向。通过射入的偏振光的振动方向的扭转进行E(p) 和E(s)的测量。或者，也可以使样品相对于入射的偏振光的空间上固定的偏振方向扭转。
通过所得的E(s)和E(p)的值根据式R＝[E(p)-E(s)]/[E(p)+2*E(s)]计算各向异 性度R，正如特别在“PolarizedLightinOpticsandSpectroscopy”(D.S.Kliger等人， 学术出版社，1990)中所述。用于确定包含二色性染料的液晶介质的各向异性度的方法的详 细描述参见B.Bahadur，LiquidCrystals-ApplicationsandUses，第3卷，1992，世界科学 出版社，第11.4.2章。
所述方法在以下所有实施例中以相同方式使用。
液晶混合物 染料 染料浓度 最大吸收波长 各向异性度 V1(对比) F1 0.25重量％ 504nm 0.73 E1 F1 0.25重量％ 507nm 0.74 E2 F1 0.25重量％ 507nm 0.75 E3 F1 0.25重量％ 506nm 0.75 E7 F1 0.25重量％ 505nm 0.77
结果表明，根据本发明的混合物的各向异性度高于对比混合物。
还研究了染料F1在+20℃和-20℃下在不同的液晶混合物中的溶解度。
液晶混合物 染料 温度 最大溶解度(1周后观察) V1(对比) F1 +20℃ 1.4重量％ V1(对比) F1 -20℃ 0.9重量％ E1 F1 +20℃ 1.4重量％ E1 F1 -20℃ 3.3重量％ E2 F1 +20℃ 4重量％ E2 F1 -20℃ 4重量％ E7 F1 +20℃ 1.3重量％ E7 F1 -20℃ 3.3重量％
在此发现，在本发明混合物中的溶解度明显高于在对比混合物中的溶解度。
B-2)包含染料F2的混合物的制备和各向异性度和溶解度的确定
程序如B-1)中所述。
染料F2
液晶混合物 染料 染料浓度 最大吸收波长 各向异性度 V1(对比) F2 0.25重量％ 615nm 0.81 E2 F2 0.25重量％ 615nm 0.80 E3 F2 0.25重量％ 617nm 0.81 E7 F2 0.25重量％ 617nm 0.81
液晶混合物 染料 温度 最大溶解度(若干周后观察) V1(对比) F2 +20℃ 2.0重量％(1) V1(对比) F2 -20℃ 1.8重量％(1) E2 F2 +20℃ 2.6重量％(1) E2 F2 -20℃ 2.0重量％(1) E3 F2 +20℃ 1.2重量％(4) E3 F2 -20℃ 1.8重量％(4) E7 F2 +20℃ 1.4重量％(12) E7 F2 -20℃ 1.8重量％(12)
结果表明，用根据本发明的液晶混合物实现了改进的溶解度和相当的各向异性 度。
B-3)包含染料F3的混合物的制备和各向异性度和溶解度的确定
程序如B-1)中所述。
染料F3
液晶混合物 染料 染料浓度 最大吸收波长 各向异性度 V1(对比) F3 0.25重量％ 613nm 0.81 E2 F3 0.25重量％ 630nm 0.78 E7 F3 0.25重量％ 617nm 0.84
结果表明，用根据本发明的液晶混合物实现了改进的溶解度和相当的各向异性 度。
B-4)包含染料F4的混合物的制备和各向异性度和溶解度的确定
程序如B-1)中所述。
染料F4
液晶混合物 染料 染料浓度 最大吸收波长 各向异性度 V1(对比) F4 0.25重量％ 630nm 0.68 E3 F4 0.25重量％ 633nm 0.68 E7 F4 0.25重量％ 631nm 0.71
结果表明，相比于对比混合物V1，用根据本发明的液晶混合物实现相当或更好的 各向异性度。
B-5)包含染料F5的混合物的制备和各向异性度和溶解度的确定
程序如B-1)中所述。
染料F5
液晶混合物 染料 染料浓度 最大吸收波长 各向异性度 V1(对比) F5 0.25重量％ 539nm 0.80 E3 F5 0.25重量％ 545nm 0.80 E7 F5 0.25重量％ 543nm 0.81
对于染料F5，根据本发明的混合物显示出与对比混合物V1同样好或更好的各向异 性度。
B-6)包含染料F6的混合物的制备和各向异性度和溶解度的确定
程序如B-1)中所述。
染料F6
液晶混合物 染料 染料浓度 最大吸收波长 各向异性度 V1(对比) F6 0.25重量％ 447nm 0.81 E3 F6 0.25重量％ 453nm 0.81 E7 F6 0.25重量％ 451nm 0.81
所述实施例表明，对于染料F6，根据本发明的混合物具有与对比混合物V1相似的 各向异性度。
通过对比混合物V2获得与对比混合物V1相似的染料的各向异性度和溶解度。
上述实施例表明，用根据本发明的化合物可以制备具有不同染料的液晶混合物。 获得的混合物的特征在于染料化合物的高各向异性度和高溶解度以及高溶液稳定性，因此 特别适合用在用于调节光透射的设备中。
C)根据本发明的混合物E7在用于调节光透射的设备中的用途
C-1)制备液晶混合物E7和染料F1(0.10重量％)、F2(0.23重量％)、F7(0.09重 量％)和F8(0.33重量％)的混合物。
染料F7
染料F8
根据上述方法确定混合物的各向异性度。在430nm至630nm的光波长的宽范围内， 各向异性度为0.8。
将包含染料的液晶材料填充至用于调节光透射的设备中。所述设备具有如下层顺 序：
-玻璃基材层
-ITO导电透明层，200埃
-反向平行摩擦的聚酰亚胺取向层
-包含液晶材料的切换层，24.4μm
-聚酰亚胺取向层
-ITO导电透明层
-玻璃基材层
在该布置中，液晶材料以反向平行的预倾角平坦取向。通过彼此经反向平行摩擦 的聚酰亚胺层实现所述取向。通过隔离物控制液晶层的厚度。ITO层电接触，从而可以在包 含液晶材料的切换层上施加电压。
通过施加电压可以实现设备在暗态(无电压)和亮态(有电压)之间的颜色中性的 切换。颜色印象在此为灰色。
对于两种切换状态下的设备，获得如下光透射度τν的值：
τν亮态＝84％
τν暗态＝49％。
根据欧洲标准EN410等式(1)(玻璃化的光学技术和辐射物理特征值的确定)计算 光透射度τν亮态和τν暗态。根据所述标准的光透射度τν考虑了标准光的相对光谱分布和标准观 察人员的光谱亮度敏感度。
制备另一个根据本发明的设备，所述设备包括两个切换层，如尚未公开的申请 EP13002445.8的实施例中所描述的那样。所述设备具有如下层布置：
-玻璃层
-ITO层，200埃
-反向平行摩擦的聚酰亚胺取向层
-包含液晶材料的切换层，24.4μm
-反向平行摩擦的聚酰亚胺取向层
-ITO层，200埃
-玻璃层
-上述7个层的层序列，相对于其围绕垂直通过层的轴线以90°扭转。
对于两种切换状态下的设备，获得如下光透射度τν的值：
τν亮态＝71％
τν暗态＝11％。
C-2)制备液晶混合物E7和染料F1(0.103重量％)、F8(0.287重量％)、F9(0.101重 量％)和F10(0.518重量％)的混合物。
染料F9
染料F10
如上文1)中所述，用所述混合物制备具有单个切换层的用于调节光透射的设备。
对于两种切换状态下的设备，获得如下光透射度τν的值：
τν亮态＝81％
τν暗态＝47％。
如上文1)中所述，还用所述混合物制备具有双重切换层的用于调节光透射的设 备。
对于两种切换状态下的设备，获得如下光透射度τν的值：
τν亮态＝66％
τν暗态＝10％。
C-3)制备液晶混合物E7和染料F1(0.048重量％)、F8(0.223重量％)、F9(0.116重 量％)和F11(0.679重量％)的混合物。
染料F11
如上文1)中所述，用所述混合物制备具有单个切换层的用于调节光透射的设备。
对于两种切换状态下的设备，获得如下光透射度τν的值：
τν亮态＝82％
τν暗态＝48％。
如上文1)中所述，还用所述混合物制备具有双重切换层的用于调节光透射的设 备。
对于两种切换状态下的设备，获得如下光透射度τν的值：
τν亮态＝68％
τν暗态＝12％。