液晶介质和光调制元件的制作方法

本发明涉及液晶(lc)介质，其制备方法以及这样的lc介质在以反向模式操作的聚合物网络液晶(pnlc)光调制元件中的用途。此外，本发明涉及这样的光调制元件，以及这样的光调制元件用作用于透明oled显示器的光闸的用途，和根据本发明的这样的光调制元件的制备方法。

背景技术：

作为下一代显示器，透视显示器或透明显示器已经受到越来越多的关注，如例如c.-h.lin，w.-b.lo，k.-h.liu，c.-y.liu，j.-k.lu，和n.sugiura，“noveltransparentlcdwithtuneabletransparency”，siddig.tech.pap.43，1159-1162(2012)，和b.-j.mun，w.s.kang，j.h.lee，h.c.choi，b.k.kim，b.kang，y.j.lim，s.h.lee，和g.-dlee，“ahightransmittancecolourliquidcrystaldisplaymodewithcontrollablecolourgamutandtransparency”，opt.express22，12505-12512(2013)所描述的。

绝大多数当前的研究集中于使用有机发光二极管(oled)的透视显示器，如例如c.w.tang和s.a.vanslyke，“organicelectroluminescentdiodes”，appl.phys.lett.51，913–915(1987)和g.gu,v.p.e.burrows，s.r.forrest，和m.e.thompson，“transparentorganiclightemittingdevices”，appl.phys.lett.68，2606-2608(1996)所描述的。

在透视oled显示器中像素分为透明和发光部分。可以通过透明部分看见背景图像。然而，在透视oled显示器中不可能得到黑色，因为透明部分对背景持续开放。结果是，透视oled显示器面板显示差的可见度。该不可避免的问题可以通过在透视显示器的背面放置光闸解决。

例如j.w.doane，n.a.vaz，b.g.wu，和s.“fieldcontrolledlightscatteringfromnematicmicrodroplets,”app.phys.lett.48，269-271(1986)，r.a.m.hikmet，“electricallyinducedlightscatteringfromanisotropicgels,”j.appl.phys.68，4406-4412(1990)，d.-k.yang，j.l.west，l.-c.chien，和j.w.doane，“controlofreflectivityandbistabilityindisplaysusingcholestericliquidcrystals,”j.appl.phys.76，1331-1333(1994)，h.ren，y.-h.lin，y.-h.fan，和s.-t.wu，“in-planeswitchingliquidcrystalgelforpolarization-independentlightswitch,”j.appl.phys.96，3609-3611(2004)，g.d.love，a.k.kirby，和r.a.ramsey，“sub-millisecond，highstrokephasemodulationusingpolymernetworkliquidcrystals,”opt.express18，7384-7389(2010)，g.h.lee，k.y.hwang，j.e.jang，y.w.jin，s.y.lee，和j.e.jung，“characteristicsofcolouropticalshutterwithdye-dopedpolymernetworkliquidcrystal,”opt.lett.36，754-756(2011)，j.sun，r.a.ramsey，y.chen，和s.-twu，“submillisecond-responseshearedpolymernetworkliquidcrystalsfordisplayapplications,”j.disp.technol.8，87-90(2012)，以及b.-h.yu，j.-w.huh，k.-h.kim，和t.-h.yoon，“lightshutterusingdichroic-dye-dopedlong-pitchcholestericliquidcrystals,”opt.express21，29332-29337(2013)已经提出了几种类型的使用液晶(lc)(例如聚合物分散的lc、lc凝胶、胆甾醇lc(chlc)和染料掺杂lc)的光闸。

这些光闸是可以通过散射(或吸收)入射光在其透明和半透明(或不透明)状态之间切换的。半透明或不透明状态可以用以提高透视显示器的可见度，而透明状态可以用以观看背景与显示的图像。然而，由于这些光闸对lc的慢的弛豫的依赖，因此它们遭受慢的响应时间。此外，由于光闸的螺旋结构或所利用的聚合物材料，因此它们需要高的操作电压。此外，能量消耗是与显示器器件相关的关键问题之一。因为绝大多数光闸最初处于半透明或不透明状态，因此当不使用显示器面板时，必须持续向显示器面板供电以保持透明状态。

最近，yoon等人在aipadvances5，047118(2015)中建议了使用包含图案化电极的聚合物网络化lc(pnlc)盒的初始透明光闸。该作者利用具有正介电各向异性e7和(δn：0.223，δε:13.5，merck)的lc主体混合物与5重量％的可uv固化单体(双酚a二甲基丙烯酸酯，sigma-aldrich)。这些光闸用长持久的固化过程和昂贵的电极结构制备，因为它们需要图案化ito电极结构。此外，这样的ito电极结构目前不适用于塑料基板。

总而言之，试图解决上文提及的现有技术的要求的尝试伴随着若干缺点，如例如，升高的操作电压，不利的具有低雾度水平的半透明或不透明状态，不利的具有高残余雾度的透明状态，切换速度的降低，或与相应的lc器件的量产的公知方法尤其不兼容的不利的加工步骤。

技术实现要素：

因此，本发明的一个目的是提供替代的或优选改进的光调制元件和制备以反向模式操作的这样的液晶光调制元件的方法，其不具有现有技术的缺点，并优选具有一个或多个上下文提及的优势。本发明的其他目的由以下详细的描述对于本领域技术人员是显而易见的。

令人惊奇地，发明人已经发现通过根据权利要求1的本发明可以实现上下文限定的要求中的一个或多个。

概述

因此，本发明涉及具有负介电各向异性的液晶(lc)介质，其包含一种或多种式i的化合物，或者涉及具有负介电各向异性的介质，其包含可由一种或多种式i的化合物聚合得到的聚合物，以及涉及这样的介质在以反向模式操作的光调制元件中的用途，

p^a-(sp^a)s1-(a¹-z¹)n1-a²-q¹-a³-(z⁴-a⁴)n2-(sp^b)s2-p^bi

其中各个基团具有以下含义：

p^a表示可聚合基团，

p^b表示可聚合基团、h或f，优选可聚合基团，

sp^a、sp^b各自彼此独立地表示间隔基团，

s1、s2各自彼此独立地表示0或1，

n1、n2各自彼此独立地表示0或1，优选0，

q¹表示-cf2o-、-ocf2-、-ch2o、-och2、-(co)o-、-o(co)-、-(ch2)4-、-ch2ch2-、-cf2-cf2-、-cf2-ch2-、-ch2-cf2-、-ch＝ch-、-cf＝cf-、-cf＝ch-、-(ch2)3o-、-o(ch2)3-、-ch＝cf-、-c≡c-、-o-、-ch2-、-(ch2)3-、-cf2-，优选-cf2o-，

z¹、z⁴彼此独立地表示单键、-cf2o-、-ocf2-、-ch2o-、-och2-、-(co)o-、-o(co)-、-(ch2)4-、-ch2ch2-、-cf2-cf2-、-cf2-ch2-、-ch2-cf2-、-ch＝ch-、-cf＝cf-、-cf＝ch-、-(ch2)3o-、-o(ch2)3-、-ch＝cf-、-c≡c-、-o-、-ch2-、-(ch2)3-、-cf2-，其中z¹和q¹或z⁴和q¹不同时表示选自-cf2o-和-ocf2-的基团，

a¹、a²、a³、a⁴各自彼此独立地表示选自以下的基团：

a)1,4-亚苯基和1,3-亚苯基，此外其中，一个或两个ch基团可以被n替代，和此外其中，一个或多个h原子可以被l替代，

b)反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基和1,4’-亚二环己基，此外其中，一个或多个不相邻的ch2基团可以被-o-和/或-s-替代，和此外其中，一个或多个h原子可以被f或cl替代，

c)四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二氧六环-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基和硒吩-2,5二基，此外，其中每个可以被l单取代或多取代，

d)饱和、部分不饱和或完全不饱和，和任选取代的多环基团，其具有5至20个环c原子，其中一个或多个可以被杂原子替代，优选选自二环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、

此外其中，在这些基团中一个或多个h原子可以被l替代，和/或一个或多个双键可以被单键替代，和/或一个或多个ch基团可以被n替代，

l在每次出现时相同或不同地表示f、cl、cn、scn、sf5或具有1至12个c原子的直链或支链的，在每种情况下任选氟化的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，

r⁰、r⁰⁰各自彼此独立地表示h、f或具有1至12个c原子的直链或支链烷基，此外其中，一个或多个h原子可以被f替代，

m表示-o-、-s-、-ch2-、-chy¹-或-cy¹y²-，和

y¹和y²各自彼此独立地具有以上针对r⁰指出的含义之一，或表示cl或cn，基团y¹和y²中之一还供选择地表示-ocf3，优选表示h、f、cl、cn或cf3。

本发明还涉及具有负各向异性的lc介质，其包含一种或多种式i的化合物和一种或多种额外的化合物，所述一种或多种额外的化合物也可以是介晶、液晶和/或可聚合的。

本发明还涉及具有负各向异性的lc介质，其包含可通过一种或多种式i的化合物聚合得到的聚合物，和任选包含一种或多种额外的化合物，所述一种或多种额外的化合物也可以是介晶、液晶和/或可聚合的。

本发明还涉及具有负各向异性的lc介质，其包含

-包含一种或多种式i的可聚合化合物的可聚合组分，或该可聚合组分的聚合形式，和

-液晶组分，下文也被称为“lc主体混合物”，其包含一种或多种，优选两种或更多种如上下文所描述的低分子量(即单体和不可聚合)化合物，所述低分子量化合物优选是介晶或液晶的。

本发明还涉及制备如上下文所描述的lc介质的方法，其中将一种或多种低分子量液晶化合物，或如上下文所描述的lc主体混合物(液晶混合物)与一种或多种式i的化合物和任选一种或多种添加剂(例如稳定剂、光引发剂、抗氧剂)混合。

本发明还涉及如上下文所描述的lc介质在光调制元件中的用途。

本发明还涉及包含lc盒的光调制元件，所述lc盒具有两个基板和两个电极和位于基板之间的lc介质层，其中至少一个基板是对光透明的和至少一个基板具有一个或两个电极，所述lc介质包含经聚合组分和低分子量组分，其中所述经聚合组分可通过在lc介质中在lc盒的基板之间的一种或多种可聚合化合物的聚合得到，优选在对电极施加电压的情况下，所述光调制元件的特征在于可聚合化合物中至少一种选自式i。

本发明还涉及在透明oled中的如上下文所描述的光调制元件。

本发明还涉及制造如上下文所描述的光调制元件的方法，其中将lc介质引入到具有如上下文所描述的两个基板和两个电极的lc盒中，并使可聚合化合物聚合，所述lc介质包含一种或多种如上下文所描述的低分子量液晶化合物或lc主体混合物和一种或多种可聚合化合物，可聚合化合物中至少一种选自式i。

特别地，通过在反向模式操作的pnlc光调制元件中使用根据本发明的lc介质可以满足优选同时满足上下文提及的要求等。

特别地，光调制元件显示，优选同时显示

-有利的快的响应时间，

-有利的低的所需的寻址电压，和

-有利的真的暗的或雾状“接通状态”。

此外，可以通过兼容的公知的量产方法制造光调制元件。

术语和定义

除非另外明确说明，以下含义适用于上下文：

如本文所用的术语“液晶”、“介晶”和“介晶化合物”是指在合适的温度、压力和浓度条件下可以作为介晶相或特别是作为lc相存在的化合物。

术语“介晶基团”是本领域技术人员已知的并描述于文献中，并表示这样的基团，由于其吸引和排斥相互作用的各向异性，其基本上贡献于在低分子量或聚合物物质中引起液晶(lc)相。含有介晶基团的化合物(介晶化合物)本身不必须具有lc相。对于介晶化合物而言还可以仅在与其他化合物混合之后和/或在聚合之后显示lc相行为。通常的介晶基团是例如刚性棒状或盘状单元。在pureappl.chem.73(5)，888(2001)和c.tschierske，g.pelzl,s.diele,angew.chem.2004，116，6340-6368中给出了与介晶或lc化合物关联使用的术语和定义的概述。

术语“烃基”是指任何单价或多价有机基团部分，其包含至少一个碳原子和任选一个或多个h原子，以及任选一个或多个杂原子，如例如n、o、s、p、si、se、as、te或ge。包含3个或更多个c原子的链的烃基还可以是直链、支链和/或环状的，包括螺环和/或稠环。

在整个申请中，术语“芳基或杂芳基”包括这样的基团，其可以是单环或多环的，即它们可以具有一个环(如例如苯基)或两个或更多个环，其还可以是稠合的(如例如萘基)或共价连接的(如例如联二苯基)，或包含稠环和连接环的组合。杂芳基包含一个或多个杂原子，所述杂原子优选选自o,n,s和se。特别优选具有6至25个c原子的单环、二环或三环芳基和具有2至25个c原子的单环、二环或三环杂芳基，其任选包含稠环，和其任选被取代。此外优选5、6或7元芳基和杂芳基，此外其中，一个或多个ch基团可以被n、s或o以o原子和/或s原子不直接彼此连接的方式替代。优选的芳基是例如苯基、联二苯基、三联苯基、[1,1’:3’,1”]三联苯基-2’-基、萘基、蒽、联萘基、菲、芘、二氢芘、苝，并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、茚并芴、螺二芴，更优选1,4-亚苯基、4,4’-亚联二苯基、1,4-亚三联苯基。

优选的杂芳基是例如5元环，例如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、唑、异唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-二唑、1,2,4-二唑、1,2,5-二唑、1,3,4-二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑，6元环，例如吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪，或稠合基团，例如吲哚、异吲哚、吲嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹喔啉并咪唑、苯并唑、萘并唑、蒽并唑、菲并唑、异唑、苯并噻唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、异喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并异喹啉、吖啶、吩噻嗪、吩嗪、苯并哒嗪、苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮杂咔唑、苯并咔啉、菲啶、菲咯啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]-噻吩、二噻吩并噻吩、异苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑并噻吩，或这些基团的组合。杂芳基还可以被烷基、烷氧基、硫烷基、氟、氟烷基或其他芳基或杂芳基取代。

在本申请的上下文中，术语“(非芳族)脂环基和杂环基”包括饱和环(即仅含有单键的那些)和部分不饱和环(即还可以含有多重键的那些)二者。杂环的环包含一个或多个杂原子，所述杂原子优选选自si、o、n、s和se。(非芳族)脂环基和杂环基可以是单环(即仅含有一个环(如例如环己烷))或多环的(即含有多个环(如例如十氢化萘或二环辛烷))。特别优选饱和的基团。此外优选具有3至25个c原子的单环、二环或三环基团，其任选包含稠环并且其任选被取代。此外优选5-、6-、7-或8-元碳环基团，此外其中，一个或多个c原子可以被si替代和/或一个或多个ch基团可以被n替代和/或一个或多个不相邻的ch2基团可以被-o-和/或-s-替代。优选的脂环基和杂环基是例如，5元基团，例如环戊烷、四氢呋喃、四氢噻吩、吡咯烷，6元基团，例如环己烷、硅烷(silinane)、环己烯、四氢吡喃、四氢噻喃、1,3-二氧六环、1,3-二噻烷、哌啶，7元基团，例如环庚烷，和稠合基团，例如四氢化萘、十氢化萘、茚满、二环[1.1.1]-戊烷-1,3-二基、二环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氢-4,7-亚甲基桥茚满-2,5-二基、更优选1,4-亚环己基、4,4’-亚二环己基、3,17-十六氢-环戊二烯并[a]菲(3,17-hexadecahydro-cyclopenta[a]phenanthrene)，任选被一个或多个相同或不同的基团l取代。特别优选的芳基、杂芳基、脂环基和杂环基是1,4-亚苯基、4,4’-亚联二苯基、1,4-亚三联苯基、1,4-亚环己基、4,4’-亚二环己基和3,17-十六氢-环戊二烯并[a]菲，任选被一个或多个相同或不同的基团l取代。

上述芳基、杂芳基、脂环基和杂环基的优选的取代基(l)是例如促进溶解的基团(例如烷基或烷氧基)和吸电子基团(例如氟、硝基或腈基)。特别优选的取代基是例如f、cl、cn、no2、ch3、c2h5、och3、oc2h5、coch3、coc2h5、cooch3、cooc2h5、cf3、ocf3、ochf2或oc2f5。

对于本发明而言，

表示反式-1,4-亚环己基，和

表示1,4-亚苯基。

上下文中“卤素”表示f、cl、br或i。

上下文中，术语“烷基”、“芳基”、“杂芳基”等还包括多价基团，例如亚烷基、亚芳基、杂亚芳基等。术语“芳基”表示芳族碳基团或由其衍生的基团。术语“杂芳基”表示包含一个或多个杂原子的根据以上定义的“芳基”。

优选的烷基是例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、正己基、环己基、2-乙基己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基、三氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基等。

优选的烷氧基是例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基-乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基。

优选的烯基是例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环戊烯基、己烯基、环己烯基、庚烯基、环庚烯基、辛烯基、环辛烯基。

优选的炔基是例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基。

优选的氨基是二甲基氨基、甲基氨基、甲基苯基氨基、苯基氨基。

上下文中“卤素”表示f、cl、br或i。

术语“反应性介晶”或“rm”表示包含一种介晶基团和一种或多种适用于聚合的官能团(也被称为可聚合基团或基团p)的化合物。

术语“低分子量化合物”和“不可聚合化合物”表示这样的化合物，通常是单体，其不含有适用于在本领域技术人员已知的常规条件下(特别是在用于rm聚合的条件下)聚合的官能团。

术语“低分子”优选是指化合物的相对分子量是小于2000g/mol。

“卤素”表示f、cl、br或i。

定义例如“具有1至12个c原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基”等是指，包含羰基(co)的基团和不饱和基团(例如烯基和炔基)具有至少两个c原子，和支链基团具有至少三个c原子。

可聚合基团，如例如p^a,b，是这样的基团，其适用于聚合反应，如例如自由基或离子链式聚合、加聚或缩聚，或适用于类似聚合物的反应，例如在主聚合物链上加成或缩合。特别优选用于链式聚合的基团，特别是包含c＝c双键或-c≡c-三键的那些，和适用于开环聚合的基团，如例如氧杂环丁烷基或环氧基。

优选的可聚合基团如例如p^a,b选自ch2＝cw¹-co-o-、ch2＝cw¹-co-、ch2＝cw²-(o)k3-、cw¹＝ch-co-(o)k3-、cw¹＝ch-co-nh-、ch2＝cw¹-co-nh-、ch3-ch＝ch-o-、(ch2＝ch)2ch-oco-、(ch2＝ch-ch2)2ch-oco-、(ch2＝ch)2ch-o-、(ch2＝ch-ch2)2n-、(ch2＝ch-ch2)2n-co-、ho-cw²w³-、hs-cw²w³-、hw²n-、ho-cw²w³-nh-、ch2＝cw¹-co-nh-、ch2＝ch-(coo)k1-phe-(o)k2-、ch2＝ch-(co)k1-phe-(o)k2-、phe-ch＝ch-、hooc-、ocn-和w⁴w⁵w⁶si-，其中w¹表示h、f、cl、cn、cf3、苯基或具有1至5个c原子的烷基，特别是h、f、cl或ch3，w²和w³各自彼此独立地表示h或具有1至5个c原子的烷基，特别是h、甲基、乙基或正丙基，w⁴、w⁵和w⁶各自彼此独立地表示cl、具有1至5个c原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基，w⁷和w⁸各自彼此独立地表示h、cl或具有1至5个c原子的烷基，phe表示1,4-亚苯基，其任选被一个或多个除了p-sp-之外的如上限定的基团l取代，k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1，k3优选表示1，和k4表示1至10的整数。

特别优选的可聚合基团如例如p^a,b选自ch2＝cw¹-co-o-、ch2＝cw²-o-、cw¹＝ch-co-(o)k3-、cw¹＝ch-co-nh-、ch2＝cw¹-co-nh-、(ch2＝ch)2ch-oco-、(ch2＝ch-ch2)2ch-oco-、(ch2＝ch)2ch-o-、(ch2＝ch-ch2)2n-、(ch2＝ch-ch2)2n-co-、ch2＝cw¹-co-nh-、ch2＝ch-(coo)k1-phe-(o)k2-、ch2＝ch-(co)k1-phe-(o)k2-、phe-ch＝ch-和w⁴w⁵w⁶si-，其中w¹表示h、f、cl、cn、cf3、苯基或具有1至5个c原子的烷基，特别是h、f、cl或ch3，w²和w³各自彼此独立地表示h或具有1至5个c原子的烷基，特别是h、甲基、乙基和正丙基，w⁴、w⁵和w⁶各自彼此独立地表示cl、具有1至5个c原子的氧杂烷基或氧杂羰基烷基，w⁷和w⁸各自彼此独立地表示h、cl或具有1至5个c原子的烷基，phe表示1,4-亚苯基、k1、k2和k3各自彼此独立地表示0或1，k3优选表示1，和k4表示1至10的整数。

非常特别优选的可聚合基团如例如p^a,b选自ch2＝cw¹-co-o-，特别是ch2＝ch-co-o-、ch2＝c(ch3)-co-o-和ch2＝cf-co-o-，此外ch2＝ch-o-、(ch2＝ch)2ch-o-co-、(ch2＝ch)2ch-o-、和

进一步非常特别优选的可聚合基团如p^a,b例如选自乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基和环氧基，和特别优选表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。

术语“间隔基团”或“间隔基”，上下文中也被称为“sp”，是本领域技术人员已知的并描述于文献中，参见例如pureappl.chem.73(5)，888(2001)和c.tschierske，g.pelzl，s.diele，angew.chem.2004，116，6340-6368。除非另外说明，上下文中术语“间隔基团”或“间隔基”表示柔性基团，其在可聚合介晶化合物中使介晶基团和一个或多个可聚合基团彼此连接。

优选的间隔基团sp^a,b选自式sp’-x’，使得基团p^a/b-sp^a/b-符合式p^a/b-sp’-x’-，其中

sp’表示具有1至20个c原子，优选1至12个c原子的亚烷基，其被f、cl、br、i或cn任选单取代或多取代，和此外其中，一个或多个不相邻的ch2基团可以各自彼此独立地被-o-、-s-、-nh-、-n(r⁰)-、-si(r⁰⁰r⁰⁰⁰)-、-co-、-co-o-、-o-co-、-o-co-o-、-s-co-、-co-s-、-n(r⁰⁰)-co-o-、-o-co-n(r⁰⁰)-、-n(r⁰⁰)-co-n(r⁰⁰)-、-ch＝ch-或-c≡c-以o和/或s原子不直接彼此连接的方式替代，优选-(ch2)p1-、-(ch2ch2o)q1-ch2ch2-、-ch2ch2-s-ch2ch2-、-ch2ch2-nh-ch2ch2-或-(sir⁰⁰r⁰⁰-o)p1-，其中p1是1至12的整数，q1是1至3的整数，

x’表示-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-、-o-co-o-、-co-n(r⁰⁰)-、-n(r⁰⁰)-co-、-n(r⁰⁰)-co-n(r⁰⁰)-、-och2-、-ch2o-、-sch2-、-ch2s-、-cf2o-、-ocf2-、-cf2s-、-scf2-、-cf2ch2-、-ch2cf2-、-cf2cf2-、-ch＝n-、-n＝ch-、-n＝n-、-ch＝cr⁰-、-cy²＝cy³-、-c≡c-、-ch＝ch-co-o-、-o-co-ch＝ch-或单键，优选-o-、-s-、-co-、-coo-、-oco-、-o-coo-、-co-nr⁰-、-nr⁰-co-、-nr⁰-co-nr⁰-或单键。

r⁰和r⁰⁰各自彼此独立地表示h或具有1至12个c原子的烷基，和

y²和y³各自彼此独立地表示h、f、cl或cn。

特别优选的基团sp’在每种情况下是例如直链亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基、亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基亚丁基、亚乙基硫基亚乙基、亚乙基-n-甲基亚氨基亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基和亚丁烯基。

特别优选的基团-sp’-x’-是-(ch2)p1-、-(ch2)p1-o-、-(ch2)p1-o-co-、-(ch2)p1-o-co-o-，其中p1和q1具有上文指出的含义。

术语“聚合”是指通过使多个可聚合单元或包含这样的可聚合单元的聚合物前体键合在一起以形成聚合物的化学方法。

术语“聚合物”是指通过使许多称为单体的小分子化学键合在一起形成的，由许多重复单元的链或网组成的长的或更大的分子。通过聚合，使许多单体分子或聚合物前体连接形成聚合物。

“聚合物网络”是这样的网络，其中所有聚合物链通过许多交联点互相连接以形成单独的宏观实体。聚合物网络可以以以下类型出现：

-接枝聚合物分子是其中一个或多个侧链与主链结构上或构型上不同的支化聚合物分子。

-星形聚合物分子是其中单一支化点产生多个线性链或臂的支化聚合物分子。如果臂相同，则星形聚合物分子被称为规整的。如果相邻的臂由不同的重复子单元构成，则星形聚合物分子被称为多样化的。

-梳形聚合物分子由具有两个或更多个三向支化点和线性侧链的主链组成。如果臂是相同的，则梳形聚合物分子被称为规整的。

-刷形聚合物分子由具有线性非支化侧链的主链组成，并且其中支化点中的一个或多个具有四向官能度或更大。

术语“配向”或“取向”涉及材料的各向异性单元(例如小分子或大分子的链段)沿一致方向(被称为“配向方向”)的配向(取向有序化)。在液晶材料的配向层中，液晶指向矢与配向方向一致使得配向方向对应于材料的各向异性轴的方向。

术语“沿面取向/配向”，例如在液晶材料层中，是指部分液晶分子的长分子轴(在棒状化合物的情况下)或短分子轴(在碟形化合物的情况下)基本上平行(约180°)于层的平面取向。

术语“垂面取向/配向”，例如在液晶材料层中，是指部分液晶分子的长分子轴(在棒状化合物的情况下)或短分子轴(在碟形化合物的情况下)以相对于层的平面约80°至90°之间的角度θ(“倾斜角”)取向。

在本申请中除非另外明确说明，光的波长通常是指550nm。

本文中双折射率δn以下式定义

δn＝ne-no

其中ne是非寻常折射率和no是寻常折射率，以及平均折射率nav.由下式给出

nav.＝[(2no²+ne²)/3]^1/2

可以使用阿贝折射率计测量非寻常折射率ne和寻常折射率no，然后可以计算δn。

在本申请中术语“介电正性”用于具有δε>3.0的化合物或组分，“介电中性”用于具有-1.5≤δε≤3.0的化合物或组分，和“介电负性”用于具有δε<-1.5的化合物或组分。δε在1khz的频率和20℃下测定。各个化合物的介电各向异性由各个单独化合物在向列主体混合物中的10％的溶液的结果测定。在各个化合物在主体介质中的溶解度小于10％的情况下，其浓度降低到1/2直到所得介质足够稳定，至少允许测定其性能。优选地，浓度保持在至少5％，然而，为了保持结果的显著性，浓度尽可能高。测试混合物的电容在具有垂面配向和沿面配向的盒二者中测定。两种类型的盒的盒厚是大约20μm。施加的电压是具有1khz的频率和通常0.5v至1.0v的根均方值的矩形波，然而，其总是被选择为低于各个测试混合物的电容阈值。

δε被定义为(ε‖-ε⊥)，而εav.是(ε‖+2ε⊥)/3。

使用以下缩写以阐明化合物和或混合物的液晶相行为：k＝结晶的；n＝向列的；s＝近晶的；ch＝胆甾醇的；i＝各向同性的；tg＝玻璃化转变。符号之间的数值表示以℃为单位的相转变温度。

所有的物理性能是并已经根据“merckliquidcrystals,physicalpropertiesofliquidcrystals”，statusnov.1997，merckkgaa(德国)测定，并适用于20℃的温度，以及δn在589nm下测定和δε在1khz下测定，除非在每种情况下另外明确说明。

在本说明书中的整个描述和权利要求中，措辞“包含(comprise)”和“包括(contain)”以及这些措辞的变体，例如“包含(comprising)”和“包含(comprises)”是指“包括但不限于”，并且不意在(并不)排除其他的组分。另一方面，措辞“包含”还包括术语“由……组成”但不限于其。

所有浓度以重量百分数为单位给出并相对于各个混合物整体，所有温度以摄氏度为单位给出以及所有温度差以差异度给出。

详述

在本发明的优选的实施方案中，式i中p^a和/或p^b表示包含两个或更多个可聚合基团的基团(多官能可聚合基团)。该类型的合适的基团和包含它们的可聚合化合物及其制备描述于例如us7,060,200b1或us2006/0172090a1中。特别优选选自下式的多官能可聚合基团：

-x-alkyl-chp¹-ch2-ch2p²i*a

-x-alkyl-c(ch2p¹)(ch2p²)-ch2p³i*b

-x-alkyl-chp¹chp²-ch2p³i*c

-x-alkyl-c(ch2p¹)(ch2p²)-caah2aa+1i*d

-x-alkyl-chp¹-ch2p²i*e

-x-alkyl-chp¹p²i*f

-x-alkyl-cp¹p²-caah2aa+1i*g

-x-alkyl-c(ch2p¹)(ch2p²)-ch2och2-c(ch2p³)(ch2p⁴)ch2p⁵i*h

-x-alkyl-ch((ch2)aap¹)((ch2)bbp²)i*i

-x-alkyl-chp¹chp²-caah2aa+1i*k

-x'-alkyl-c(ch3)(ch2p¹)(ch2p²)i*m

其中

alkyl表示单键或具有1至12个c原子的直链或支链亚烷基，其中一个或多个不相邻的ch2基团可以各自彼此独立地被-c(r⁰)＝c(r⁰⁰)-、-c≡c-、-n(r⁰⁰)-、-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-、-o-co-o-以o和/或s原子不直接彼此连接的方式替代，和此外其中，一个或多个h原子可以被f、cl或cn替代，其中r⁰和r⁰⁰具有上文指出的含义，

aa和bb各自彼此独立地表示0、1、2、3、4、5或6，

x具有针对x’指出的含义之一，和

p^1-5各自彼此独立地具有针对p^a指出的含义之一。

式i中a¹、a²、a³和a⁴优选各自彼此独立地表示限定a)的基团，特别优选选自下式的基团：

其中各个环还可以额外地被如上下文所描述的l单取代或多取代。

式i中a¹、a²、a³和a⁴特别优选各自彼此独立地表示选自下式的基团：

式i中a¹、a²、a³和a⁴此外优选各自彼此独立地表示选自下式的基团：

进一步特别优选的上下文指出的式i及其子式的化合物是那些，其中

-q¹表示基团-cf2o-，

-q¹表示基团-ocf2，

-s1和s2各自表示1，

-n1和n2各自表示0，

-n1表示1和n2表示0或n1表示0和n2表示1，

-a³表示下式的基团

-a²表示下式的基团

，特别优选

-a²和q¹共同表示下式的基团

其中l¹和l²独立地表示h、cl或f，优选l¹＝f和l²表示h或f，和特别优选l¹和l²表示f。

因此,式i的化合物特别优选是下式的化合物

其中p^a、p^b、sp^a、sp^b、s1、s2如针对式i所限定的，

和l³和l⁴彼此独立地表示h或f。

在环a²和a³中高的氟化程度使得可聚合化合物可以非常容易地与包含多氟化芳族环的化合物的混合物结合。

特别优选的式i的化合物选自下式：

其中l在每次出现时相同或不同地具有上下文指出的含义之一，r表示0、1、2、3或4，s表示0、1、2或3，和n表示1和24之间的整数，优选1和12之间的整数，非常特别优选2和8之间的整数，和其中，如果在单键或双键末端的基团没有指定，则其是端ch3或ch2基团。r优选是0、1或2，和特别优选是1或2。这些中，非常特别优选式i1、i2、i3和i4的化合物和非常特别地式i1和i2的化合物，尤其是式i2的化合物。

在式i1-i24中，优选表示选自下式的基团：

特别优选

式i的化合物中，优选包含两个环体系(n1、n2＝0)的那些，特别是选自式ia至ir的化合物：

其中p^a,p^b,sp^a,sp^b,s1和s2如针对式i所限定的。在此sp^a/b优选表示亚烷基-(ch2)n-，其中n＝3、4、5、6或7，和p^a/b表示甲基丙烯酸酯基或丙烯酸酯基或h，特别是甲基丙烯酸酯基或丙烯酸酯基。这些中，特别优选式ia、ib、ic、id、ie、if、ig和ih的化合物和非常特别地是式ia的化合物。

式i的化合物中，特别优选那些，其中

-基团p^a和p^b选自乙烯氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基和环氧基，特别优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，

-基团sp^a和sp^b选自-(ch2)p1-、-(ch2)p1-o-、-(ch2)p1-o-co-和-(ch2)p1-o-co-o-及其镜像，其中p1表示1至12的整数，优选1至6的整数，特别优选1、2或3，其中这些基团以o原子不直接相邻的方式连接至p^a或p^b。

式i及其子式的化合物可以与本领域技术人员已知的并描述于有机化学标准著作中(如例如houben-weyl，methodenderorganischenchemie[methodsoforganicchemistry]，thieme-verlag，stuttgart中)的方法类似地制备。

用于制备式i及其子式的化合物的特别合适和优选的方法描述于例如ep2714844a1中。

可以使式i的可聚合化合物单独聚合，但也可以使包含两种或更多种根据本发明的可聚合化合物的混合物,或包含一种或多种根据本发明的可聚合化合物和一种或多种另外的可聚合化合物(共聚单体)的混合物聚合，所述一种或多种另外的可聚合化合物(共聚单体)优选是介晶或液晶的。在这样的混合物聚合的情况下，形成共聚物。优选使用包含两种或更多种根据本发明化合物的混合物或包含一种或多种根据本发明的化合物和一种或多种另外的可聚合化合物的混合物。本发明还涉及上下文提及的可聚合混合物。可聚合化合物和共聚单体是介晶或非介晶的，优选是介晶或液晶的。

用于根据本发明的显示器中的合适和优选的共聚单体选自例如下式：

其中各个基团具有以下含义：

p¹和p²各自彼此独立地表示可聚合基团，优选具有上下文针对p^a指出的含义之一，特别优选丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟代丙烯酸酯基、氧杂环丁烷基、乙烯氧基或环氧基，

sp¹和sp²各自彼此独立地表示单键或间隔基团，优选具有上下文针对sp^a指出的含义之一，特别优选-(ch2)p1-、-(ch2)p1-o-、-(ch2)p1-co-o-或-(ch2)p1-o-co-o-，其中p1是1至12的整数，其中在最后提及的基团中与相邻环的连接通过o原子发生，

此外其中，基团p¹-sp¹-和p²-sp²-中的一个或多个可以表示基团r^aa，条件是存在的基团p¹-sp¹-和p²-sp²-中的至少一个不表示r^aa，

r^aa表示h、f、cl、cn或具有1至25个c原子的直链或支链烷基，此外其中，一个或多个不相邻的ch2基团可以各自彼此独立地被c(r⁰)＝c(r⁰⁰)-、-c≡c-、-n(r⁰)-、-o-、-s-、-co-、-co-o-、-o-co-、-o-co-o-以o和/或s原子不直接彼此连接的方式替代，和此外其中，一个或多个h原子可以被f、cl、cn或p¹-sp¹-替代，特别优选具有1至12个c原子的直链或支链的，任选单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基(其中烯基和炔基具有至少2个c原子和支链基团具有至少3个c原子)，

r⁰、r⁰⁰各自彼此独立地并在每次出现时相同或不同地表示h或具有1至12个c原子的烷基，

r^y和r^z各自彼此独立地表示h、f、ch3或cf3，

z¹表示-o-、-co-、-c(r^yr^z)-或-cf2cf2-，

z²和z³各自彼此独立地表示-co-o-、-o-co-、-ch2o-、-och2-、-cf2o-、-ocf2-或-(ch2)n-，其中n是2、3或4，

l在每次出现时相同或不同地表示f、cl、cn、scn、sf5或具有1至12个c原子的直链或支链的，任选单氟化或多氟化的烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，优选f，

l’和l”各自彼此独立地表示h、f或cl，

r表示0、1、2、3或4，

s表示0、1、2或3，

t表示0、1或2，

x表示0或1。

特别优选如上下文所描述的lc介质、光调制元件、方法或用途，其中存在于其中的lc介质或可聚合或聚合的组分不包含任何下式的化合物：

其中p^a、p^b、sp^a、sp^b、s1、s2和l具有上下文指出的含义，r表示0、1、2、3或4，和z²和z³各自彼此独立地表示-(co)o-或-o(co)-。

用于根据本发明的lc介质的合适和优选的共聚单体选自例如单反应性化合物，所述单反应性化合物的量优选为1至9％，特别优选4至7％。优选的单反应性化合物是式m1至m29的那些，其中基团p¹-sp¹-和p²-sp²-中的一个或多个表示基团r^aa，表示仅存在一个反应性基团。

式m1至m29及其子式的化合物可以与本领域已知并描述于有机化学标准著作中(如例如houben-weyl，methodenderorganischenchemie[methodsoforganicchemistry]，thieme-verlag，stuttgart中)的方法类似地制备。

为了制造根据本发明的光调制元件，在施加电压的情况下在lc光调制元件的基板之间的lc介质中通过原位聚合使可聚合化合物聚合或交联(如果一种化合物包含两个或更多个可聚合基团)。聚合可以在一步中进行。还可以首先在第一步中在施加电压的情况下进行聚合以产生预倾斜角，和随后在第二聚合步骤中在不施加电压的情况下使在第一步中尚未反应的化合物聚合或交联(“最终固化”)。

合适和优选的聚合方法是例如热或光聚合，优选光聚合，特别是uv光聚合。在此还可以任选加入一种或多种引发剂。用于聚合的合适的条件和引发剂的合适的类型和量是本领域技术人员已知的并描述于文献中。适用于自由基聚合的是例如可商购的来自系列(cibaag)的光引发剂，例如(cibaag)。如果采用引发剂，则其比例优选是0.001至5重量％，特别优选是0.001至1重量％。

式i的可聚合化合物还适用于在没有引发剂的情况下聚合，其伴随有相当大的优势，如例如更低的材料成本和特别是更少的由可能的残余量的引发剂或其降解产物对lc介质的污染。因此，聚合可以在不加入引发剂的情况下进行。因此，在优选的实施方案中，lc介质不包含聚合引发剂。

用于根据本发明的光调制元件中的特别优选的lc介质描述于下文中并优选包含：

->5％，优选>7％，更优选>9％，特别是15％，但不大于30％的可聚合化合物，

->5％，优选>7％，更优选>9％，特别是15％，但不大于30％的上文提及的式i或其子式的可聚合化合物，

-一种、两种或三种根据本发明的式i或其子式的可聚合化合物，

-仅包含根据本发明的式i或其子式的可聚合化合物的可聚合组分，

-仅包含非手性化合物的可聚合和/或液晶组分，

-可聚合组分，其包含一种或多种包含一个可聚合基团的(单反应性)可聚合化合物和一种或多种包含两个或更多个，优选两个可聚合基团的(二反应性或多反应性)根据本发明的可聚合化合物，优选选自式i或其子式的化合物，和任选来自上文提及的选自包括式m1-m29的列表的共聚单体，

-可聚合组分，其仅包含含有两个可聚合基团的(二反应性)根据本发明的可聚合化合物，优选选自式i或其子式的化合物，和任选额外地来自上文提及的来自包括式m1-m29的列表的共聚单体，

-1至5种，优选1、2或3种可聚合化合物，优选选自根据本发明的可聚合化合物，特别是式i或其子式的可聚合化合物。

在优选的实施方案中，根据本发明的lc介质除了可聚合组分之外还额外地包含一种或多种不可聚合lc化合物，其形成优选具有向列液晶相的lc介质的液晶组分。

根据本发明的液晶组分由若干种化合物组成，优选由2至30种化合物组成，更优选由3至20种化合物组成和最优选由4至16种化合物组成。这些化合物以常规的方式混合。

优选地，液晶组分包含一种或多种选自下文指出的化合物的不可聚合lc化合物：

-包含一种或多种式ii和/或iii的中性化合物的介质，

其中

a表示1,4-亚苯基或反式-1,4-亚环己基，

a是0或1，

r³表示具有2至9个c原子的烯基，和

r⁴表示具有1至15个c原子的烷基或烷氧基，此外其中，在这些基团中一个或多个ch2基团可以各自彼此独立地被-c≡c-、-cf2o-、-ch＝ch-、-o-、-co-o-、-o-co-以o原子不直接彼此连接的方式替代，和此外其中，一个或多个h原子可以被卤素替代，优选具有1至12个c原子的烷基或具有2至9个c原子的烯基。

-式ii的化合物优选选自下式：

其中r^3a和r^4a各自彼此独立地表示h、ch3、c2h5或c3h7，和“alkyl”表示具有1至8个c原子的直链烷基。优选式iia和iif的化合物，特别是其中r^3a表示h或ch3，和式iic的化合物，特别是其中r^3a和r^4a表示h、ch3或c2h5。

此外优选式ii的化合物，其在烯基侧链中具有非末端双键：

非常特别优选的式ii的化合物是下式的化合物

式iia-1至iia-19的化合物中，特别优选特别是式iia-1、iia-2、iia-3和iia-5的化合物。

除了一种或多种式i的化合物之外，根据本发明的液晶组分特别优选还包含5-70重量％，特别是10-50重量％和非常特别优选15-40重量％的下式的化合物

-式iii的化合物优选选自下式：

其中“alkyl”和r^3a具有上文指出的含义，和r^3a优选表示h或ch3。特别优选式iiib的化合物。

非常特别优选式iiib-1的化合物，

其中“alkyl”具有上文指出的含义并优选表示ch3，此外c2h5或n-c3h7。

优选的混合物包含至少一种来自s-1、s-2、s-3和s-4的化合物，

因为这些化合物尤其有助于抑制混合物的近晶相。

液晶组分优选包含一种或多种通式n的中性化合物，

其中

rⁿ¹和rⁿ²各自彼此独立地表示具有1至15个c原子的烷基或烷氧基，此外其中，在这些基团中一个或多个ch2基团可以各自彼此独立地被-c≡c-、-cf2o-、-o-、-co-o-、-o-co-以o原子不直接彼此连接的方式替代，和此外其中，一个或多个h原子可以被卤素替代，

环aⁿ¹、aⁿ²和aⁿ³各自彼此独立地表示1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、反式-1,4-亚环己基，此外其中，一个或两个ch2基团可以被-o-替代，或1,4-亚环己烯基，

zⁿ¹和zⁿ²各自彼此独立地表示单键、-ch2ch2-、-coo-、-oco-、-c≡c-、-ch2o-、-och2-、-cf2o-、-ocf2-或-ch＝ch-，

n表示0、1或2。

优选的式n的化合物如下所示：

其中

alkyl和alkyl^*各自彼此独立地表示具有1至9个c原子，优选2至6个c原子的直链烷基，和alkenyl和alkenyl^*各自彼此独立地表示具有2-6个c原子的直链烯基。

式n的化合物中，特别优选式n-1、n-2、n-3、n-4、n-8、n-9、n-14、n-15、n-17、n-18、n-19、n-20、n-21、n-22、n-23、n-24、n-25、n-31、n-33和n-36的化合物。

-液晶组分优选包含一种或多种选自式y-1、y-2、y-3和y-4的化合物的化合物，

其中

r^2a表示h、具有1至15个c原子的烷基或烷氧基，此外其中，在这些基团中一个或多个ch2基团可以各自彼此独立地被-c≡c-、-cf2o-、-ch＝ch-、-o-、-co-o-或-o-co-以o原子不直接彼此连接的方式替代，和此外其中，一个或多个h原子可以被卤素替代，

l¹和l²各自彼此独立地表示f、cl、cf3或chf2，优选各自表示f，

z²和z^2’各自彼此独立地表示单键、-ch2ch2-、-ch＝ch-、-cf2o-、-ocf2-、-ch2o-、-och2-、-coo-、-oco-、-c2f4-、-cf＝cf-或-ch＝chch2o-，

p表示0、1或2，

q表示0或1，

(o)cvh2v+1表示ocvh2v+1或cvh2v+1，和

v表示1至6。

特别优选的式y-1至y-4的化合物如下所示：

所述化合物中，特别优选式y-1a、y-1c、y-1e、y-1g、y-1j、y-1r、y-1t、y-2b、y-2h、y-2j和y-3a的化合物。

式ii、iii、n和y及其子式的化合物可以与本领域技术人员已知并描述于有机化学标准著作中(如例如houben-weyl，methodenderorganischenchemie[methodsoforganicchemistry]，thieme-verlag，stuttgart中)的方法类似地制备。

上文没有明确提及的其他介晶化合物也可以任选和有利地用于根据本发明的lc介质中。这样的化合物是本领域技术人员已知的。

在优选的实施方案中，具有负介电各向异性的根据本发明的液晶组分的特征在于尽可能高的光学各向异性值。双折射率值优选在0.065或更大至0.300或更小的范围内，更优选在0.090或更大至0.250或更小的范围内，尤其是在0.095或更大至0.200或更小的范围内，特别是在0.100或更大至0.175或更小的范围内。

优选地，具有负介电各向异性的根据本发明的液晶组分的特征在于相对高的介电各向异性的绝对值(|△ε|)，优选尽可能高的值。在优选的实施方案中，介电各向异性的绝对值(|△ε|)的值优选在1.0或更大至10或更小的范围内，优选在2或更大至8或更小的范围内，特别优选在3或更大至7或更小的范围内和非常特别优选在4或更大至6或更小的范围内。

根据本发明的液晶组分的向列相优选至少从0℃或更低延伸至70℃或更高，更优选至少从-20℃或更低延伸至75℃或更高，非常优选至少从-30℃或更低延伸至75℃或更高和特别是至少从-40℃或更低延伸至80℃或更高。

在聚合之前具有蓝相的根据本发明的液晶组分的清亮点优选在10℃至100℃的范围内，特别优选在10℃至60℃的范围内和非常特别优选在20℃至40℃的范围内。

优选地，根据本发明的液晶组分的特征在于相对高的弹性常数k11值，优选尽可能高的值。在优选的实施方案中，弹性常数k11是大约10pn或更大，更优选大约12pn或更大。

根据本发明的液晶组分优选具有大约30pn或更小的弹性常数k33，更优选20pn或更小的弹性常数k33。

液晶组分的旋转粘度优选尽可能低。通常，根据本发明的介质显示大约400mpas或更小的旋转粘度，优选300mpas或更小的旋转粘度。

上述式的化合物的最佳混合比基本上取决于期望的性能，上述式的组分的选择以及可以存在的任何其他组分的选择。

在根据本发明的液晶组分中上述式的化合物的总量并不关键。因此，液晶组分可以包含一种或多种用于优化各种性能目的的其他组分。

在具有负介电各向异性的根据本发明的液晶介质中除了一种、两种或更多种式i的化合物之外还可以采用的优选的化合物如下所示：

-介质优选包含一种或多种式ii的化合物，优选选自式cc-n-v和cc-n-vm的化合物，优选式cc-3-v、cc-3-v1、cc-4-v和cc-5-v的化合物，特别优选选自化合物cc-3-v、cc-3-v1和cc-4-v，非常特别优选化合物cc-3-v，和任选额外地化合物cc-4-v和/或cc-3-v1，

-介质优选包含化合物pp-1-2v1，

-介质优选包含一种或多种式y-1的化合物，优选式y-1c的化合物，选自式cy-3-o2、cy-3-o4、cy-5-o2和cy-5-o4的化合物，

-介质优选包含一种或多种式y-1的化合物，优选选自式y-1e和y1-d的化合物，优选式ccy-n-om的化合物，优选选自式ccy-3-o2、ccy-2-o2、ccy-3-o1、ccy-3-o3、ccy-4-o2、ccy-3-o2和ccy-5-o2的化合物，

-介质优选包含一种或多种式y-2，优选式y-2b的化合物，优选选自式cpy-2-o2、cpy-3-o2、cpy-4-o2和cpy-5-o2的化合物，

-介质优选包含一种或多种式y-2h的化合物，优选选自式py-3-o2、py-1-o4和py-4-o2的化合物，

-介质优选包含一种或多种式y-3的化合物，优选选自式pyp-2-3和pyp-2-4的化合物。

-介质优选任选包含一种或多种式y-4的化合物，优选式cly-n-om的化合物，优选选自式cly-2-o4、cly-3-o2和cly-3-o3的化合物，

-介质优选以在整个混合物中20至99重量％的量包含式y-1至y-4的化合物，

-介质优选包含1重量％或更大至60重量％或更小，优选3重量％或更大至50重量％或更小，特别优选5重量％或更大至45重量％或更小的式ii和/或iii的化合物，

-介质优选包含45重量％或更大至80重量％或更小的式y-1至y-4的化合物，

-介质优选包含10重量％或更大至40重量％或更小的式y-1的化合物，

-介质优选包含10重量％或更大至40重量％或更小的式y-2的化合物，

-介质优选包含10重量％或更大至40重量％或更小的式y-3的化合物，

-介质优选包含0重量％或更大至40重量％或更小的式y-4的化合物。

此外，可以向lc介质中加入例如0至15重量％的多色性染料，此外纳米颗粒、导电盐，优选乙基二甲基十二烷基4-己氧基苯甲酸铵，四丁基四苯基硼酸铵或冠醚的配合物盐(参见例如haller等人，mol.cryst.liq.cryst.24，249-258(1973))，用于改进导电性，或者用于改变介电各向异性、粘度和/或向列相配向的物质。该类型的物质描述于例如de-a2209127、2240864、2321632、2338281、2450088、2637430和2853728中。

根据本发明的lc介质优选还包含一种或多种稳定剂以防止例如在储存或运输过程中rm的不期望的自发聚合。稳定剂的合适的类型和量是本领域技术人员已知的并描述于文献中。特别合适的是例如可商购的来自系列(cibaag)的稳定剂，如例如如果采用稳定剂，则它们的基于rm或可聚合组分的总量的比例，优选是10-10,000ppm，特别优选50-500ppm。

根据本发明的lc介质优选还包含一种或多种染料，优选一种或多种二色性染料。

优选地，二色性染料选自苝染料、蒽醌染料和/或偶氮染料。

更优选地，二色性染料选自式d的化合物，

其中

在每次出现时相同或不同地选自

和，在i是2或更大的情况下，基团

中末端的一个还可以是

和，在j是2或更大的情况下，基团

中末端的一个还可以是

z¹¹和z¹²各自彼此独立地是-n＝n-、-oco-或-coo-，

r¹¹和r¹²各自彼此独立地是烷基、烷氧基、氟代烷基或氟代烷氧基、烯基、烯氧基、烷氧基烷基或氟代烯基、烷基胺基、二烷基胺基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基、烷氧基羰基氧基或烷基环己基烷基，和

i和j彼此独立地是1、2、3或4。

在本申请的优选的实施方案中，液晶介质包含一种或多种二色性染料，所述二色性染料优选选自式d-1至d-7的化合物，

其中参数具有上文式i下给出的相应的含义。

在本发明的优选的实施方案中，液晶介质包含一种或多种二色性染料，所述二色性染料优选选自式d’-1至d’-7的化合物

其中参数具有上文式i下给出的相应的含义。

进一步优选的式i的化合物由下式表示

优选地，在介质中二色性染料的浓度在0.1％至5％的范围内，更优选在0.2％至4％的范围内，甚至更优选在0.3％至3％的范围内，最优选在0.5％至2％的范围内和特别是约1％。

在优选的实施方案中，介质包含两种或更多种，优选三种或更多种二色性染料的混合物。最优选存在三种二色性染料。优选地，二色性染料具有彼此互补的吸收光谱(即互补的吸收颜色)并且以导致混合物的组合吸收的中性颜色(即黑色外观)的相对于彼此的比例混合。这意味着吸收在整个可见光谱范围内几乎是恒定的。

例如，在下表中给出了三种化合物d’-1a、d’-4a和d’-5a的优选的组合的光谱特征：

^*)：光密度：od≡log10(ii/it),

ii＝入射光强度。

it＝透射光强度，

^§)：可得自merckkgaa(德国)的zli-混合物，

^**)：在主体lc中染料的二色性比，和

^***)：在主体lc中染料的有序参数。

根据本发明的lc介质还可以以常规的浓度包含本领域技术人员已知的另外的添加剂如例如另外的稳定剂、抑制剂、链转移剂、各向同性共反应单体、表面活性化合物、润滑剂、润湿剂、分散剂、疏水剂、粘合剂、流动促进剂、消泡剂、除气剂、稀释剂、反应性稀释剂、助剂、着色剂、另外的染料、颜料或纳米颗粒。可聚合的添加剂相应地归于可聚合组分。不可聚合的添加剂相应地归于液晶组分。

通常，在根据本申请的介质中所有化合物的总浓度是100％。

对本领域技术人员不言而喻的是根据本发明的lc介质还可以包含这样的化合物，其中例如h、n、o、cl、f已经被相应的同位素替代。

根据本发明的lc介质以本身常规的方式制备，例如通过将上述化合物中的一种或多种与一种或多种如上限定的可聚合化合物，以及任选与另外的液晶化合物和/或添加剂混合。通常，有利地在高温下将期望量的以较少量使用的组分溶解于构成主要成分的组分中。还可以将组分在有机溶剂(例如丙酮、氯仿或甲醇)中的溶液混合，并在完全混合之后例如通过蒸馏再次将溶剂移除。本发明还涉及制备根据本发明的lc介质的方法。

在优选的实施方案中，具有负介电各向异性的根据本发明的液晶介质的特征在于在中等至低区域的光学各向异性值。双折射率值优选在0.065或更大至0.250或更小的范围内，特别优选在0.090或更大至0.200或更小的范围内和非常特别优选在0.095或更大至0.175或更小的范围内。

优选地，根据(本发明)的液晶介质，其优选由可聚合组分和液晶组分组成，具有相对高的介电各向异性的绝对值(|△ε|)，其优选在1.0或更大至10或更小的范围内，优选在2或更大至8或更小的范围内，特别优选在3或更大至7或更小的范围内和非常特别优选在4或更大至6或更小的范围内。

根据本发明的介质的向列相优选至少从0℃或更低延伸至70℃或更高，更优选至少从-20℃或更低延伸至75℃或更高，非常优选至少从-30℃或更低延伸至75℃或更高和特别是至少从-40℃或更低延伸至80℃或更高。

在聚合之前具有蓝相的根据本发明的lc介质的清亮点优选在10℃至100℃的范围内，特别优选在10℃至60℃的范围内和非常特别优选在20℃至40℃的范围内。

本发明还涉及包含lc盒的光调制元件，所述lc盒具有两个基板和两个电极和位于基板之间的lc介质层，其中至少一个基板是对光透明的和至少一个基板具有一个或两个电极，所述lc介质包含经聚合组分和低分子量组分，其中所述经聚合组分可通过在lc介质中在lc盒的基板之间的一种或多种可聚合化合物的聚合得到，优选在向电极施加电压的情况下，所述光调制元件的特征在于可聚合化合物中的至少一种选自式i。

本发明还涉及制造如上下文所描述的光调制元件的方法，其中将lc介质引入到如上下文所描述的具有两个基板和两个电极的lc盒中，并使可聚合化合物聚合，优选在向电极施加电压的情况下，所述lc介质包含一种或多种如上下文所描述的低分子量液晶化合物或lc主体化合物以及一种或多种可聚合化合物，所述一种或多种可聚合化合物中的至少一种选自式i。

根据本发明的光调制元件具有两个电极，所述电极优选为透明层的形式，将所述电极施加到形成lc盒的基板之一或二者。在每种情况下将一个电极施加到两个基板中的每个，或将两个电极施加到两个基板中的仅一个，而另一个基板没有电极。

具有电极基板和表面处理的电极层的根据本发明的光调制元件的结构符合本领域技术人员已知的显示器的常规结构。

可以使用例如玻璃或石英片或塑料膜作为基板。当在通过光化辐射固化的情况下使用两个基板时，至少一个基板必须对用于聚合的光化辐射是透射的。

合适和优选的塑料基板是例如聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚乙烯醇(pva)、聚碳酸酯(pc)或三乙酰纤维素(tac)的膜，非常优选pet或tac膜。可以使用例如单轴拉伸塑料膜作为双折射基板。pet膜是例如由dupontteijinfilms以商品名可商购的。

在优选的实施方案中，将基板以距离彼此大约1μm至大约50μm的间距布置，优选以距离彼此大约2μm至大约20μm的间距布置，和更优选以距离彼此大约3μm至大约10μm的间距布置。液晶介质层由此位于间隙中。

可以例如通过间隔物或层中的突出结构使基板层保持在限定的距离彼此的间距。通常的间隔物材料是专业人员公知的，如例如由塑料、二氧化硅、环氧树脂等制得的间隔物。

在本发明的再优选的实施方案中，液晶介质层位于两个柔性层(例如柔性聚合物膜)之间。因此，例如根据本发明的器件是柔性和可弯曲的并且可以卷起。柔性层可以代表基板层、配向层和/或偏振器。还可以存在另外的层，其优选是柔性的。对于优选的实施方案(其中液晶介质层位于柔性层之间)的更详细的公开内容，参考申请us2010/0045924。

此外，在根据本发明的器件中可以存在电极和另外的电气组件与连接件以有利于与lc显示器的切换相当的器件的电切换。优选地，所利用的电极结构能够诱导电场，所述电场垂直于基板的主平面。

通常通过物理气相沉积、电子束蒸发或溅射沉积技术将ito的膜沉积到基板上。

取决于所利用的电极结构，优选两个基板在其相对表面上带有相反电极的图案或层，以及在其之间带有插入的液晶介质。其他合适的电极结构是专业人员公知的。

合适的电极材料是专业人员公知的，如例如由金属或金属氧化物制得的电极，如例如透明的铟锡氧化物(ito)，其根据本发明是优选的。

优选地，通常通过物理气相沉积、电子束蒸发或溅射沉积技术将ito的薄膜沉积到基板上。

优选地，光调制元件的电极与切换元件(例如薄膜晶体管(tft)或薄膜二极管(tfd))相关联。

在优选的实施方案中，光调制元件包括至少一个电介质层，所述电介质层优选在电极结构上。

通常的电介质层材料是专业人员公知的，如例如siox、sinx、cytop、teflon和pmma。

可以通过常规的涂覆技术(如旋涂、辊涂、刮涂)或真空沉积(如pvd或cvd)将电介质层材料施加到基板或电极层上。还可以通过专业人员已知的常规的印刷技术(如例如丝网印刷，胶版印刷，卷对卷印刷，凸版印刷，凹版印刷，轮转凹版印刷，柔版印刷，凹雕印刷，移印，热封印刷，喷墨印刷或通过印模或印刷板印刷)将电介质层材料施加到基板或电极层上。

在再优选的实施方案中，光调制元件包括至少一个配向层，所述配向层优选设置在电极层上。

光调制元件可以具有另外的配向层，所述另外的配向层与液晶介质层直接接触。

优选地，一个或多个配向层诱导垂面配向，优选在整个液晶介质中。

然而，如专业人员所公知的，通过选择具有相应的表面能的基板，同样可以诱导液晶介质的垂面配向而不使用特定的配向层。

配向层还可以用作基板层，使得在光调制元件中基板层不是必需的。如果额外地存在基板层，则在每种情况下配向层被布置在基板层和液晶介质层之间。通常的配向层材料是专业人员公知的。实现垂面配向的合适的方法描述于例如j.cognard，mol.cryst.liq.cryst.78，supplement1，1-77(1981)中。

同样可以的是可以通过向液晶介质中加入一种或多种所谓的“自配向剂”实现垂面配向。合适的自配向剂是例如由shie-changjeng等人，opticsletters(2009)，34，455-457或shug-junehwang等人，j.physd.appl.phys2009，42，025102描述的或在us2008/0198301、jp2010-170090a、ep2593529a1或ep2606101a1中公开的自配向剂。

可以通过常规的涂覆技术(如旋涂、辊涂、浸涂或刮涂)将配向层材料施加到基板阵列或电极结构上。还可以通过专业人员已知的气相沉积或常规的印刷技术(如例如丝网印刷、胶版印刷、卷对卷印刷、凸版印刷、凹版印刷、轮转凹版印刷、柔版印刷、凹雕印刷、移印、热封印刷、喷墨印刷或通过印模或印刷板印刷)施加配向层材料。

根据本发明同样可以并且在用于光调制元件的某些条件下有利的是不包括与液晶介质层相邻的配向层。

器件还可以包括阻挡某些波长的光的滤波器，例如uv滤波器。根据本发明还可以存在另外的功能层，如例如保护层、热绝缘膜或金属氧化物层。

下文将详细解释根据本发明的光调制元件的功能原理。应当注意，由对功能的假设方式的评论不产生对权利要求书中不存在的要求保护的发明的范围的限制。

根据本发明的器件的光透射率取决于施加的电场。在优选的实施方案中，当没有施加电场时器件的光透射率在初始状态是高的，并且优选当施加电场时逐渐降低。

在优选的实施方案中，根据本发明的器件具有边界状态a和边界状态b。

当没有施加电场时，光调制元件优选具有拥有透射率ta的边界状态a，所谓的“关断状态”或透明状态。

当施加电场时，光调制元件优选具有另一个边界状态b，所谓的“接通状态”或不透明状态，其中液晶介质越来越偏离垂直方向，由此

ta>tb。

在优选的实施方案中，液晶化合物中大部分垂直于基板表面配向(垂面配向)。随着电场增加，lc介质的指向矢改变。

需要的施加的电场强度主要取决于电极间距和lc混合物的δε的模量。施加的电场强度通常低于约50v/μm^-1，优选低于约30v/μm^-1和更优选低于约25v/μm^-1。特别是，施加的电场强度在4v/μm^-1至20v/μm^-1的范围内。

优选地，用以切换光调制元件的施加的驱动电压应当尽可能低。通常，施加的驱动电压在2v至约200v的范围内，更优选在约3v至约100v的范围内，和甚至更优选在约5v至约50v的范围内。

制造根据本发明的液晶光调制元件的通常的方法包括至少以下步骤

-切割和清洁基板，

-在每个基板上提供电极结构，

-任选在电极结构上涂覆电介质层，

-任选在电极结构上提供配向层，

-使用粘合剂(可uv或热固化的)用间隔物组装盒，

-用lc介质填充盒，和

-使lc介质暴露于光化辐射，所述光化辐射诱导可聚合化合物的光聚合。

在第一步中，提供lc如上下文所描述的lc介质作为形成盒的两个基板之间的层。通常，将液晶介质填充到盒中。可以使用技术人员已知的常规的填充方法，如例如所谓的“单滴填充”(odf)。同样还可以使用其他公知的方法，如例如真空注射方法或喷墨印刷方法(ijp)。

在辐照步骤中，使光调制元件暴露于光化辐射，所述光化辐射引起包含在胆甾醇液晶介质中的可聚合化合物的可聚合官能团光聚合。例如通过使可聚合材料暴露于热或光化辐射实现聚合。光化辐射是指用光(如uv光、ir光或可见光)辐照，用x-射线或伽马射线辐照或用高能粒子(如离子或电子)辐照。优选地，通过uv辐照进行聚合。可以使用例如单独的uv灯或一组uv灯作为光化辐射源。另一种可以的光化辐射源是激光，如例如uv、ir或可见激光。

由于辐照，在形成光调制元件的基板之间的液晶介质中可聚合化合物基本上原位聚合或交联(在具有两个或更多个可聚合基团的化合物的情况下)。

为了避免损坏介质的lc分子，光化辐射的波长不应当过低，并且优选应当不同于，非常优选高于lc主体混合物的uv吸收最大值。另一方面，为了允许rm的快速和完全的uv光聚合，光辐照的波长不应当过高，并且应当不高于，优选等于或低于可聚合组分的uv吸收最大值。

合适的波长优选选自300至400nm，例如340nm或更大，优选350nm或更大，更优选360nm或更大。

应当选择辐照或暴露时间使得聚合尽可能完全，但为了允许平稳的生产工艺，辐照或暴露时间仍不能过高。此外，辐照强度应当尽可能足够高以允许快速和完全的聚合，但为了避免损坏胆甾醇液晶介质，辐照强度不应过高。

固化时间尤其取决于可聚合材料的反应性、涂覆层的厚度、聚合引发剂的类型和uv灯的功率。固化时间优选是≤10分钟，非常优选≤5分钟，最优选≤3分钟。通常，对于量产而言较短的固化时间是优选的，例如约200秒至10秒。

合适的uv辐照功率优选在5至250mwcm^-2的范围内，更优选在6至200mwcm^-2的范围内，尤其是在7至200mwcm^-2的范围内，和特别是在10至200mwcm^-2的范围内。

与施加的uv辐射有关并作为时间的函数，合适的uv剂量优选在500至7200mjcm^-2的范围内，更优选在1000至5000mjcm^-2的范围内和最优选在1250至2500mjcm^-2的范围内。

本发明的光调制元件可以用于各种类型的光学和电光器件中。

所述光学和电光器件包括但不限于电光显示器、液晶显示器(lcd)、非线性光学(nlo)器件、光学信息存储器件、光闸和智能窗户，优选作为用于透视oled显示器的光闸。

应当理解，上文描述的许多特征，特别是优选实施方案的特征，在其自身方面是创新的，而并不仅仅作为本发明实施方案的一部分。除了当前要求保护的任何发明之外，或者替代当前要求保护的任何发明，还可以寻求对这些特征的独立保护。

应当理解，可以对本发明的前述实施方案进行改变而仍落入本发明的范围内。除非另外说明，可以用作相同、等同或相似的目的的替代的特征可以替换在本说明书中公开的每个特征。因此，除非另外说明，公开的每个特征仅是上位的等同或相似特征中的一个实例。

在本说明书中公开的所有特征可以以任何组合方式组合，除了其中这样的特征和/或步骤中的至少部分互相排斥的组合。特别是，本发明的优选的特征适用于本发明的所有方面并且可以以任何组合方式使用。同样地，以非必要的组合方式描述的特征可以单独地(不以组合方式)使用。

无需进一步详述，相信本领域技术人员使用前述描述可以以其最完整的程度利用本发明。因此，以下实施例被解释为仅仅是说明性的而不以任何方式限制本公开内容的其余部分。

在本申请中指出的参数范围全部包括界限值，包括专业人员已知的最大允许的误差。针对性能的各个范围指出的不同的上限和下限值彼此组合产生额外优选的范围。

在本申请中和特别是在以下实施例中，液晶化合物的结构通过缩写(其也被称为“首字母缩略词”)表示。根据以下三个表a至c将缩写转变成对应的结构是明确的。表a列举了用于环要素的符号，表b列举了用于连接基团的符号以及表c列举了用于分子的左手和右手端基的符号。

所有基团cnh2n+1、cmh2m+1和cih2i+1优选分别是具有n、m和i个c原子的直链烷基，所有基团cnh2n、cmh2m和cih2i优选分别是(ch2)n、(ch2)m和(ch2)i，以及-ch＝ch-优选反式或e-亚乙烯基。

表a：环要素

表b：连接基团

表c：端基

其中n和m各自是整数，和三个点“…”是指该表中其他符号的空间。

具体实施方式

实施例

lc组分

制备了以下混合物m-1。

可聚合化合物

测试盒

在ito涂覆的玻璃基板上旋涂50nm的va-聚酰亚胺(al60702,jsr)层。在干燥之后，组装测试盒，同时使两个上述基板彼此平行取向，盒厚为10μm。用以下实施例中描述的相应的混合物填充测试盒。然后在测试盒中用以下实施例中给出的相应的固化参数使可聚合组分固化。对测试盒施加以下实施例中给出的相应的电场以从“关断状态”切换到不透明的“接通状态”。

方法

雾度性能取决于施加的电压(雾度对电压)采用相应的常用雾度计测量。由此vop是实现最大雾度水平的操作电压。

实施例1

将89.7％的混合物m1、10.0％的rm-3和0.3％的(来自ciba)混合并填充到上文给出的测试盒中。然后用具有365带通滤波器的mirhouvcure850(mercuriuv灯)使盒暴露于uv光，功率为200mw，持续10秒。

向测试盒施加电场(35v至100v，60hz)以从“关断状态”切换到不透明的“接通状态”。

vop是约35v(10μm盒厚)和雾度水平是78％。

实施例2

将89.7％的混合物m1、10.0％的rm-3和0.3％的(来自ciba)混合并填充到上文给出的测试盒中。然后用具有365带通滤波器的mirhouvcure850(mercuriuv灯)使盒暴露于uv光，功率为7.5mw，持续180秒。

向测试盒施加25v和60hz的电场以从“关断状态”切换到不透明的“接通状态”。

vop是约25v(10μm盒厚)和雾度水平是83％。

对比实施例1

将90.0％的混合物m1、10.0％的rm-1混合并填充到上文给出的测试盒中。然后使盒暴露于uv光(具有365带通滤波器的mirhouvcure850(mercuriuv灯)，200mw，持续10秒)。

向测试盒施加电场(35v至100v，60hz)以从“关断状态”切换到不透明的“接通状态”。

vop是约50v(10μm盒厚)和雾度水平是84％。

对比实施例2

将89.55％的混合物m1、4.975％的rm-1、4.975％的rm-2和(来自ciba)混合并填充到上文给出的测试盒中。然后使盒暴露于uv光(具有365带通滤波器的mirhouvcure850(mercuriuv灯)，200mw，持续10秒)。

向测试盒施加电场(35v至100v，60hz)以从“关断状态”切换到不透明的“接通状态”。

vop是约80v(10μm盒厚)和雾度水平是85％。