液晶介质和液晶器件的制作方法_5

文档序号:9475749阅读:来源:国知局
特定波长的光的滤光片,例如UV滤光片。根据本发明,还 可存在其他功能层,例如保护性膜、热绝缘膜或金属氧化物层。
[0266] 此外,根据本发明的器件中可存在电极和其他电气组件和连接件,W促进该器件 的电切换(与LC显示器的切换相当)。然而,在本发明的一个优选实施方式中,不存在电极 和其他电气组件和连接件。
[0267] 此外,通常优选在使用该器件时,通过溫度改变(并非通过施加电场)而实现切 换。该切换操作的优选溫度范围指示于W下段落中。
[026引包含液晶介质的器件领域的技术人员知晓制造根据本发明的器件的方法。
[0269] 生产根据本发明的器件的适宜方法包括至少提供液晶介质层至基板上的步骤,该 液晶介质包含一种或多种液晶化合物、一或多种二向色性染料、和一种或多种具有=维结 构、大于450Da的分子量、和一种或多种错定基团的化合物(A)、或一种或多种具有一个或 多个环基、和一个或多个错定基团的有机化合物度)。优选在两个基板层之间进行层的施 加。熟练者熟知的诸如流动充填、印刷等替代方法也根据本发明。
[0270] 根据本发明,可能必需进行加热和/或冷却步骤W获得液晶化合物的初始垂面配 向。
[0271] 为了制备液晶介质,将一种或多种二向色性染料,和一种或多种具有=维结构、大 于450Da的分子量、和一个或多个错定基团的化合物(A),或一种或多种具有一个或多个环 基、和一个或多个错定基团的有机化合物度)溶解或分散于液晶化合物或包含液晶化合物 的混合物中。
[0272] 将在下文详细地说明根据本发明的器件的功能原理。应注意不呈现在权利要求中 的本发明范围的限制并不衍生自关于假定的功能方式的评论。
[0273] 根据本发明的器件的光透射率依赖于溫度。在一个优选实施方式中,该器件的光 透射率在低溫下高和在高溫下低。
[0274] 在一个优选实施方式中,根据本发明的器件具有边界状态A和边界状态B。出于本 申请的目的,术语边界状态意指其中该透射率达到最大或最小值并在溫度进一步减小或增 加时不再或实质上不再变化的状态。然而,运并不排除在溫度显著减小或增加超出边界状 态溫度的情况下发生的透射率的进一步变化。
[0275] 该器件优选具有在低于边界溫度0A的溫度下具有透射率TA的边界状态A,和具 有在高于边界溫度0e的溫度下具有透射率Te的边界状态B,其中:
[0276] 0 A< 目 B且
[0277] VTb。
[027引 目A优选为-20至+30°C,特别优选为-5至巧5°C。
[0279] 0e优选为+30至+l〇〇°C,特别优选为+35至+80°C。
[0280]两个边界溫度0A和0B之间的溫度跨度表示其中该器件对溫度变化反应(产生 透射率变化)的范围(该器件的工作范围或切换范围)。该器件优选在此范围内的溫度下 使用。然而,其还可在此范围之外的溫度下(优选在低于eA的溫度下)使用。
[0281] 根据本发明,该器件的工作范围可通过改变该液晶混合物的组成来设定和改变。 根据本发明,该器件的工作范围可另外通过改变基板材料来设定和改变。
[0282]该器件的切换范围优选在大于等于室溫下。用于边界溫度0A和0B之间的跨度 和因此用于该器件的切换范围的特别优选值是:
[0283](TC至 100°C;
[0284]更优选 5°C至 80°C;
[0285] 甚至更优选20°C至60°C。
[0286] 根据本发明,随溫度的增加的两个边界状态A与B之间的转变和随溫度的减小的 两个边界状态B与A之间的转变经由透射率T的中间值逐渐进行。优选地,T的中间值在 冷却和加热时不一定相等。
[0287] 根据本发明,大比例的液晶化合物和尤其是二向色性染料在低溫下与基板表面垂 直配向(垂面配向)。随着溫度的增加,垂直配向的化合物和二向色性染料分子的比例减 小。从特定溫度,该特定溫度的值主要取决于所使用的化合物A或B、液晶介质的组成和基 板材料的类型,大比例的化合物(和特别地是二向色性染料)与基板表面平行配向。相应 地,液晶化合物和二向色性分子在切换元件的状态A中优选主要是垂面配向,和在切换元 件的状态B中优选主要W平面布置来配向。
[028引因此,可使用液晶化合物和二向色性染料的从垂面配向至平面配向的改变W实现 器件透射率的溫度依赖性改变。
[0289] 本发明因此还设及用于溫度依赖性控制光透射穿过包含液晶介质层的器件的方 法,该液晶介质包含一种或多种液晶化合物、一或多种二向色性染料,和一种或多种具有= 维结构、大于450Da的分子量、和一个或多个错定基团的化合物(A),或一种或多种具有一 个或多个环基、和一个或多个错定基团的有机化合物度),其特征在于至少液晶介质的二向 色性染料作为溫度的函数从垂面配向变至平面配向。
[0290] 在本发明的另一个实施方式中,大比例的包括二向色性染料的液晶介质在低溫下 与基板表面垂直配向(垂面配向)。随着溫度的增加,在液晶介质中的垂直配向的化合物的 比例减小。在液晶介质或液晶化合物的澄清点W上(该澄清点的值主要取决于所使用的液 晶介质),垂面配向组分的量由于从向列型向各向同性的相转变而减少。因此,大比例的液 晶介质在切换元件的状态A中优选主要是向列型-垂面配向,和液晶介质在切换元件的状 态B中呈其各向同性相形式。
[0291] 因此,可使用液晶介质从向列型-垂面配向相至各向同性相的相转变W实现器件 的透射率的溫度依赖性改变。
[0292] 本发明因此还设及用于溫度依赖性控制光透射穿过包含液晶介质层的器件的方 法,该液晶介质包含一种或多种液晶化合物、一种或多种二向色性染料,和一种或多种具有 =维结构、大于450Da的分子量、和一个或多个错定基团的化合物(A),和一种或多种具有 一个或多个环基、和一个或多个错定基团的有机化合物度),其特征在于至少液晶介质的二 向色性染料作为溫度的函数使其取向从垂面配向变至漫射状态。
[0293] 然而,还优选的是,至少液晶介质的二向色性染料作为溫度的函数使其取向从垂 面配向变至平面配向并且进一步变至漫射状态。
[0294] 使用一个实例,来说明可如何进行此类方法。同时,该实例还显示了根据本发明的 器件的一个优选实施方式。在液晶化合物和二向色性染料分别在液晶介质层中垂面配向的 情况下,从一侧进入该介质的大比例的入射光也通过该介质而不被二向色性染料吸收。运 对应于如上定义具有高透射率Ta的边界状态A。在液晶化合物和二向色性染料平面配向的 情况下,或在液晶介质呈其具有二向色性染料的漫射取向的各向同性相的情况下,通过该 介质的光部分或完全地被液晶介质层吸收。该状态对应于如上定义具有低透射率Te的边 界状态B。在边界状态A与B的溫度之间的溫度的中间值下,实现的透射率值在边界状态A 与B的透射率值之间。
[0295] 根据本发明的器件可安装在窗户、建筑物正面、n或屋顶上。
[0296] 本发明因此还设及根据本发明的器件用于调节光进人和/或能量输入至内部的 用途。
[0297] 本发明进一步设及如上及下文所述的包含如上文及下文所述的液晶介质层的器 件用于溫度依赖性调节光从环境透射进入封闭空间中的用途。
[029引如上文所述,本发明不限于建筑物,而是还可用于运输集装箱,例如船运集装箱或 车辆。特别优选地,将该器件安装于窗户的玻璃窗格上或用作多窗格中空玻璃的组件。根 据本发明的器件可安装在外部、内部,或在多窗格玻璃的情况下,安装在两个玻璃窗格之间 的空腔中,其中内部意指玻璃表面的面向内部的一侧。优选的是用在内部,或在多窗格中空 玻璃的情况下,用在两个玻璃窗格之间的空腔中。
[0299] 根据本发明的器件可完全覆盖其上安装该器件的各玻璃表面或仅部分覆盖各玻 璃表面。在完全覆盖的情况下,对光透射穿过玻璃表面的影响在其最大值。相比之下,在部 分覆盖的情况下,一定量的光通过未覆盖部分透过玻璃表面,甚至在器件具有低透射率的 状态下。例如,可通过将该器件W条状或特定图案的形式安装在玻璃表面上来实现部分覆 主rmO
[0300] 在本发明的一个优选实施方式中,该器件自动调节光透射穿过玻璃表面进入内 部,运仅仅归因于其溫度反应性。此处无需人工调节。
[0301] 根据此优选实施方式,该器件不包含任何运样的电极或其他电子组件,通过其可 发生该器件的电切换。
[0302] 在本发明的一替代性实施方式中,该器件除其溫度可切换性W外,还具有电可切 换性。特别地,在此情况下的器件中存在电极,和该液晶介质具有正性或负性介电各向异性 Ae。此处优选使Ae> 1.5或Ae《-1. 5。在本发明的此实施方式中,可将该器件自 高透射率人工、电促进切换至低透射率并且反之亦然。其中可实现如此将液晶介质从垂面 状态电切换成另一状态的方式是包含液晶介质的器件领域技术人员已知的。
[0303] 本申请中指示的参数范围都包括极限值,包括最大可允许误差,如熟练者所知。针 对各种性质范围指定的不同上限和下限值在彼此组合时产生另外的优选范围。
[0304] 在整篇本申请中,除非另外明确说明,否则W下条件和定义是适用的。所有浓度是 W重量百分比表示并且设及各个整体混合物,所有溫度是W摄氏度表示且所有溫差是W度 数差(differentialdegree)表示。除非另外明确说明,否则所有物理性质是根据"Merck LiquidCrystals,PhysicalPropertiesofLiquidCrystals",StatusNov. 1997,Merck KGaA,Germany测定并且是基于20 °C的溫度表示。光学各向异性(An)是在589. 3皿波长 下测定。介电各向异性(AO是在1曲Z频率或若明确指出是在19GHz频率下测定。阔 值电压W及所有其他电光性质是使用MerckKGaA,Germany生产的测试盒测定。用于测定 Ae的测试盒具有大约20ym的盒厚度。该电极是具有1. 13cm2的面积和护环的圆形口0 电极。取向层是来自日本Nissan化emicals的沈-1211(用于垂面取向(£Ii))和来自日 本JapanSyntheticRiAber的聚酷亚胺AL-1054(用于延面取向(e^ ))。电容是通过使 用Solatron1260频率响应分析仪,利用具有电压为0.3Vfms的正弦波测得。电光测量中所 使用的光是白光。在本发明中,利用使用商购自德国Autronic-Melchers的DMS仪器的装 置。
[0305] 在本发明整个说明书和权利要求中,措辞"包含"及"含有"和该措辞的变体(例 如"包括")意指"包括但不限于",并且不旨在(并不)排除其他组分。另一方面,措辞"包 含"还包括术语"由……组成"但不限于其。
[0306] 将理解,可在仍落在本发明的范围内的同时对本发明的前述实施方式作出改变。 除非另有说明,否则用于相同、等效或类似目的之替代性特征可替代本说明书中公开的各 特征。因此,除非另有说明,否则公开的各特征仅为通用系列的等效或类似特征中的一个实 例。
[0307] 本说明书中所公开的全部特征可W任何组合形式组合,其中运样的特征和/或步 骤中的至少一些相互排斥的组合除外。特别地,本发明的优选特征适用于本发明的所有方 面并且可W任何组合形式使用。同样地,非必要组合中所述的特征可单独使用(不呈组合 形式)。
[030引将理解,许多上述特征(特别是优选实施方式中所述的)本身是创造性的并且不 只是作为本发明的实施方式的一部分。可为除当前所要求保护的任何发明W外或替代当前 所要求保护的任何发明的运些特征寻求独立保护。
[0309] 优选的根据本发明的液晶化合物显示于下表A和B中。
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