JP6527465B2 - 液晶媒体 - Google Patents

Description

本願は、赤色またはより長い波の光を吸収するリレン構造を有する二色性色素を少なくとも１つ含む液晶媒体に関する。本願による液晶媒体は、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスにおいて、好ましくは光透過領域を通じたエネルギーの通過の調節のためのデバイスにおいて用いることができる。

本願の目的のために、二色性色素は、吸収特性が光の偏光方向に対する化合物の配向に依存する、光吸収性の化合物を意味すると解される。

リレン構造を有する色素は、構造的要素
ここでｎは整数であり、少なくとも１であり、ここで構造的要素は、示された結合および自由な位置で、あらゆる所望のラジカルによって置換されてもよい、
の１または２以上の単位を含有する、あらゆる所望の色素を意味すると解される。

本願の目的のために、用語、液晶媒体は、所定の条件下で液晶特性を有する材料を意味すると解される。材料は、室温でならびに室温より高いおよび低い所定の温度範囲において好ましくは液晶特性を有する。

ＬＣデバイスは、一般に、液晶媒体を含む少なくとも１つの層を有するデバイスを意味すると解される。層は、好ましくは切換可能な層、特に好ましくは電気的に切換可能な層である。

本願の目的のために、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスは、液晶媒体を含む切換可能な層を含む切換可能なデバイス、ここで液晶媒体は１または２以上の二色性色素を含む、を意味すると解される。二色性色素は、好ましくは液晶媒体に溶解し、さらに好ましくは液晶媒体の化合物の配向によるその配向において影響される。デバイスは、好ましくは電気的に切換可能である。デバイスは、さらに好ましくは電圧の印加またはオフによるデバイスを通じた、低光透過の状態から高光透過の状態への変化を生成する。ゲスト−ホスト型のデバイスは、HeilmeierおよびZanoniによって初めて開発され（G. H. Heilmeier et al., Appl. Phys. Lett.,1968, 13, 91）、以降、特にディスプレイデバイスにおいて幾度も使用されてきた。

ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスについて、ディスプレイデバイスにおける使用に加えて、切換デバイスにおけるエネルギーの通過の調節のための使用もまた、例えば、WO2009/141295およびWO2010/118422から知られている。

青色光を吸収するリレン色素を含む液晶媒体は、ゲスト−ホスト型のディスプレイデバイスの分野から知られている（EP0060895およびEP0047027）。さらに、赤色光を吸収する１または２以上の二色性色素を含む液晶媒体は、ゲスト−ホスト型のディスプレイデバイスの分野から知られている（DE3307238）。そこに開示された色素はアントラキノン、ナフトキノンおよびアゾ色素である。リレンは二色性色素として開示されていない。DE3307238において開示された二色性色素は、蛍光の強度および液晶媒体における溶解度に関して改善の可能性を有する。さらに、前記二色性色素を含む液晶媒体は、光に対する安定性、極端な温度および電界に関して改善の可能性を有する。

エネルギーの通過の調節のための切換デバイスの分野から、WO2009/141295およびWO2010/118422は、かかる切換デバイスにおけるゲスト−ホスト型の液晶媒体の使用を一般に記載する。これらの出願は、二色性色素に関する一般的なものにとどまるか、または赤色光を吸収する二色性色素を全く開示していないかのいずれかである。

赤色光またはＮＩＲ光を吸収する二色性色素を含まないデバイスは、大半の放射エネルギーを制御できない、つまり該デバイスは、赤色ＶＩＳおよびＮＩＲ光の領域において欠点を表す。

したがって、本発明の技術的目的は、ゲスト−ホスト型のデバイスにおける赤色ＶＩＳおよびＮＩＲ光の領域における放射エネルギーを制御、すなわち遮断または透過いずれか、することが可能である液晶媒体を提供することである。この特性は、好ましくは、エネルギーの通過の調節のための切換デバイスにおいて効率的に利用することができる。

したがって、液晶媒体が、太陽光、特にＵＶ光に対して、および長時間の電界に対して安定であることは、さらなる技術的目的である。二色性色素が、液晶媒体において容易に可溶であり、溶解度が長時間をかけて保持されることはさらなる技術的目的である。

赤色光を吸収するリレン型の色素は、先行技術においてかかるものとして知られる。例えば、電子写真デバイスにおける色素としてのそれらの使用はDE3110960において開示されている。

驚くべきことに、赤色またはより長い波の光を吸収するリレン構造を有する少なくとも１つの二色性色素を含む液晶媒体が、上記の技術的目的を達成することが今や見出された。

特に、色素が液晶媒体に高溶解性であり、低温度または高温度であってもそこに長時間安定して溶解されたまま保持されることが見出された。さらに液晶媒体がＵＶ光、熱および電界に対して安定であることが見出された。

本願は、したがって、最長波吸収極大が６００ｎｍより大きい波長であるリレン構造を有する、少なくとも１つの二色性色素Ｆを含む液晶媒体に関する。

吸収極大は、本明細書では、ＵＶ−ＶＩＳ−ＮＩＲ領域における光の全吸収にかけての積分の少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％、特に好ましくは少なくとも３０％、極めて特に好ましくは少なくとも４０％を構成する吸収バンドの極大を意味すると解される。

ＵＶ−ＶＩＳ−ＮＩＲ光は、本明細書では、３２０〜２０００ｎｍの波長を有する光、好ましくは３２０〜１５００ｎｍの波長を有する光を意味すると解される。

二色性色素Ｆは、好ましくは液晶媒体に溶解する。それは好ましくは液晶媒体の化合物の配向によるその配向において影響される。

二色性色素Ｆは、好ましくは正に二色性色素、すなわち、正の異方度Ｒを有する色素であり、実施例において示されるとおり決定される。異方度Ｒは、特に好ましくは０．４より大きく、極めて特に好ましくは０．５より大きく、最も好ましくは０．６より大きく、ここでＲは実施例において示されるとおり決定される。

吸収は、好ましくは、光の偏光方向が分子の最長の伸長方向に対して平行である場合に極大に達し、光の偏光方向が分子の最長の伸長方向に対して垂直である場合に極小に達する。

二色性色素Ｆは、本願のとおり、さらに好ましくは、主として深い赤色〜スペクトルのＮＩＲ領域において、すなわち、５８０〜２０００ｎｍ、好ましくは５９０〜１５００ｎｍ、特に好ましくは６００〜１３００ｎｍの波長範囲において光を吸収する。色素の吸収極大は、さらに好ましくは、６０５〜２０００ｎｍ、特に好ましくは６１０〜１３００ｎｍ、極めて特に好ましくは６２０〜１２００ｎｍである。

本願の目的のために、色素が光スペクトルの所定の領域において主として吸収する配合（formulation）は、色素がこの領域におけるＵＶ−ＶＩＳ−ＮＩＲ領域におけるその全吸収にかけての積分の７０％以上、特に８０％以上、また特に９０％以上を有する光を吸収すると意味すると解される。

二色性色素Ｆは、好ましくは、０．１重量％〜１０重量％、特に好ましくは０．１５重量％〜７重量％、極めて特に好ましくは０．２重量％〜７重量％の濃度において、本発明による液晶媒体において存在する。

二色性色素Ｆは、さらに好ましくは蛍光色素である。

蛍光は、本明細書では、化合物が所定の波長を有する光の吸収によって電子励起状態に置かれ、ここで化合物が次いで光の発光で基底状態へ変換されることを意味すると解される。発光された光は、好ましくは吸収された光よりも長い波長を有する。励起状態から基底状態への遷移は、さらに好ましくはスピン許容であり（spin-allowed）、すなわち、スピンにおける変化なしで生じる。蛍光化合物の励起状態の寿命は、さらに好ましくは１０^-５ｓよりも短く、特に好ましくは１０^-６ｓよりも短く、極めて特に好ましくは１０^-９〜１０^-７ｓである。

本発明のとおり、二色性色素Ｆが単一のリレン発色団のみを含有することが好ましい。それは特に好ましくは単一の発色団のみを含有し、すなわちモノ発色団色素である。

本発明のとおり、二色性色素Ｆは、以下の式：
該式は任意に置換してもよく、ここでｎは少なくとも１であり、ここでｎは好ましくは値１、２、３、４、５、６、７または８を有し、特に好ましくは値１、２、３、４または５を有する
で表される少なくとも１つの基を含有する。

二色性色素Ｆは、好ましくは、以下に定義される式（Ｆ−Ｉ）〜（Ｆ−Ｖ）で表される化合物から選択される。

以下の条件は式（Ｆ−Ｉ）に適用される：
ｎは、１、２、３、４、５、６、７および８から選択され；
Ｚ^Ｆ１は、各出現において、同一にまたは異なって、単結合、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｓ−、−ＳＣ（＝Ｏ）−、−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−および−Ｏ−から選択され；

Ｒ^Ｆ１は、各出現において、同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、あるいは２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基、あるいは３〜１０個のＣ原子を有するシクロアルキル基、ここで前記基は１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基から選択され；

Ｒ^Ｆ２、Ｒ^Ｆ３は、各出現において、同一にまたは異なって、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＯＲ^ＦＡ、ＯＣＨ_２Ｒ^ＦＡ、ＳＲ^ＦＡ、ＳＣＨ_２Ｒ^ＦＡ、Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ^ＦＡ、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、あるいは２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基、あるいは３〜１０個のＣ原子を有するシクロアルキル基、ここで前記基は１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアラルキルもしくはヘテロアラルキル基、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基から選択され；

Ｒ^ＦＡは、各出現において、同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、−ＯＣＦ_２Ｒ^ＦＢ、−ＣＦ_２Ｏ−Ｒ^ＦＢ、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、あるいは２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基、あるいは３〜１０個のＣ原子を有するシクロアルキル基、ここで前記基は１または２以上のラジカルＲ^ＦＢによって置換されてもよい、または１または２以上のラジカルＲ^ＦＢによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基から選択され；

Ｒ^ＦＢは、各出現において、同一にまたは異なって、Ｆまたは１〜２０個のＣ原子を有する脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族有機ラジカルから選択される。

式（Ｆ−Ｉ）で表される化合物について、ｎが２、３、４、５または６から選択されることが好ましい。ｎは特に好ましくは２、３、４または５から選択される。

Ｚ^Ｆ１はさらに好ましくは各出現において、同一にまたは異なって、単結合、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−および−Ｏ−から選択され、特に好ましくは−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−および−ＯＣ（＝Ｏ）−から選択される。

Ｒ^Ｆ１は、各出現において、同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、あるいはシクロヘキシル基、ここで前記基は１または２以上のラジカルＲ^ＦＡで置換されてもよい、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡで置換されてもよい６個の芳香環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基から選択されることが好ましい。

Ｒ^Ｆ１は、特に好ましくは、各出現において、同一にまたは異なって、１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい１〜１０個のＣ原子を有するアルキルまたはアルコキシ基から、あるいは以下の式（Ｒ^Ｆ１−１）〜（Ｒ^Ｆ１−６）の１つから選択される：

ここで式（Ｒ^Ｆ１−１）〜（Ｒ^Ｆ１−６）で表される基は、すべての自由な位置で１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよく、ここで破線は式の残りに対する結合を示し、ここで

Ｒ^ＦＣは各出現において、同一にまたは異なって、Ｈ、Ｆ、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基または１〜１０個のＣ原子を有するアルコキシ基から選択され、ここで上記の基における１または２以上のＨ原子はＦで置き換えられてもよく；および

Ｚ^ＲＦ１は、各出現において、同一にまたは異なって、単結合、−ＯＣＦ_２−および−ＣＦ_２Ｏ−から選択される。

Ｒ^Ｆ２およびＲ^Ｆ３は、特に好ましくは、各出現において、同一にまたは異なって、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ^ＦＡ、ＯＣＦ_３、ＳＣＦ_３または１または２以上のラジカルによって置換されてもよい１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい６〜３０個の芳香族Ｃ原子を有するアラルキル基、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアリールオキシ基から選択される。

Ｚ^Ｆ１が−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または−ＯＣ（＝Ｏ）−基である場合、Ｒ^Ｆ１が好ましくは選択され、そのためＺ^Ｆ１に対して直接的に結合した基は非置換のフェニル基ではない。

以下の条件が式（Ｆ−ＩＩ）に適用される：
ここでｎは１、２、３、４、５、６、７または８に等しく；

Ｒ^Ｆ４は上記のＲ^Ｆ２のように定義され；
その他のラジカルは上記のとおり定義される。

式（Ｆ−ＩＩ）で表される化合物について、ｎが１、２、３、４、５または６から選択されることが好ましい。ｎが２、３、４または５から選択されることが特に好ましい。

Ｒ^Ｆ１およびＲ^Ｆ２およびＲ^Ｆ３について、式（Ｆ−Ｉ）についての上記の好ましい態様が同様に好ましい。

以下の条件を式（Ｆ−ＩＩＩ）に適用する：
ここでｎは０、１、２、３、４、５、６、７または８に等しく；

Ｒ^Ｆ５は、上記のＲ^Ｆ２のように定義され；
その他のラジカルは上記のとおり定義される。

式（Ｆ−ＩＩＩ）で表される化合物について、ｎが０、１、２、３、４、５または６から選択されることが好ましい。ｎが１、２、３、４または５から選択されることが特に好ましい。

Ｒ^Ｆ１およびＲ^Ｆ２およびＲ^Ｆ３について、式（Ｆ−Ｉ）についての上記の好ましい態様が同様に好ましい。

ｎがゼロに等しい場合、式（Ｆ−ＩＩＩ）におけるＲ^Ｆ３がアリールオキシ基を表さないことがさらに好ましい。

以下の条件が式（Ｆ−ＩＶ）に適用される：
ここでｎは０、１、２、３、４、５、６、７または８に等しく；

Ｒ^Ｆ６は上記のＲ^Ｆ２のように定義され；
その他のラジカルは上記のとおり定義される。

式（Ｆ−ＩＶ）で表される化合物について、ｎが０、１、２、３、４、５または６から選択されることが好ましい。ｎが１、２、３、４または５から選択されることが特に好ましい。

Ｒ^Ｆ１およびＲ^Ｆ２およびＲ^Ｆ３について、式（Ｆ−Ｉ）についての上記の好ましい態様が同様に好ましい。

以下の条件が式（Ｆ−Ｖ）に適用される：
ここでｎは０、１、２、３、４、５、６、７または８に等しく；
その他のラジカルは上記のとおり定義される。

式（Ｆ−Ｖ）で表される化合物について、ｎが０、１、２、３、４、５または６から選択されることが好ましい。ｎが１、２、３、４または５から選択されることが特に好ましい。

Ｒ^Ｆ１およびＲ^Ｆ２およびＲ^Ｆ３について、式（Ｆ−Ｉ）についての上記の好ましい態様が同様に好ましい。

ｎがゼロに等しい場合、式（Ｆ−Ｖ）におけるＲ^Ｆ３がアリールオキシ基を表さないことがさらに好ましい。

化学基の以下の定義が適用される：

本願の意味におけるアリール基は６〜６０個の芳香環原子を含有し；本発明の意味におけるヘテロアリール基は５〜６０個の芳香環原子を含有し、その少なくとも１つはヘテロ原子を表す。ヘテロ原子は、好ましくはＮ、ＯおよびＳから選択される。これは基本的な定義を表す。他の選好が本発明の記載において示される場合、例えば存在する芳香環原子またはヘテロ原子の数に関して、これらが適用される。

本明細書のアリール基またはヘテロアリール基は、単純な芳香環、すなわちベンゼン、または単純な芳香族複素環、例えばピリジン、ピリミジンまたはチオフェン、または縮合した（縮環）芳香族もしくはヘテロ芳香族多環、例えばナフタレン、フェナントレン、キノリンまたはカルバゾール、のいずれかを意味すると解される。本願の意味における縮合した（縮環）芳香族またはヘテロ芳香族多環は、互いに縮合した２または３以上の単純な芳香環または芳香族複素環からなる。

本発明の意味におけるアラルキル基は、アリール基によって置換されたアルキル基、ここで用語アリール基は上記で定義されたとおりに意味すると解釈されることとし、アルキル基は１〜２０個のＣ原子を有し、ここでアルキル基における個々のＨ原子および／またはＣＨ_２基は、アルキル基の定義において言及された基によっても置き換えてもよく、ここでアルキル基は該化合物の残りに結合した基を表す。対応する状況はヘテロアラルキル基、ここでアリールはヘテロアリールによって置き換えられることとなる、に適用される。

本発明の定義のとおり、アリールオキシ基は、上記で定義されたとおり、酸素原子を介して結合したアリール基を意味すると解される。類似の定義はヘテロアリールオキシ基に適用される。

本発明は、さらに、最長波吸収極大がゲスト−ホスト型のＬＣデバイスにおいて６００ｎｍより大きい波長である、リレン構造を有する二色性色素Ｆの使用に関する。

ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスについては、他の箇所で示された好ましい態様もまた本明細書では好ましい。

二色性色素Ｆについては、他の箇所で示された好ましい態様もまた本明細書では好ましい。

液晶媒体についての本発明のとおり、二色性色素Ｆの他にさらなる二色性色素を含むこともまた好ましい。それは特に好ましくはさらなる１、２、３または４の色素、極めて特に好ましくはさらなる２または３の色素、最も好ましくはさらなる３の色素を含む。

二色性の特性に関して、二色性色素Ｆについて記載された好ましい特性もまた任意に存在してもよいさらなる二色性色素について好ましい。

液晶媒体における二色性色素の吸収スペクトルは、眼について黒色の印象が生じるように好ましくは互いに相補的である。本発明による２または３以上の液晶媒体の二色性色素は、好ましくは可視スペクトルの大部分をカバーする。これは、好ましくは、二色性色素Ｆに加えて使用されるさらなる２または３の二色性色素を通じて達成され、ここでさらなる二色性色素の少なくとも１つは緑〜黄色の光を吸収し、少なくとも１つは青色光を吸収する。

本明細書の光色は、B. Bahadur, Liquid Crystals - Applications and Uses, Vol. 3, 1992, World Scientific Publishing, Section 11.2.1のとおり決定される。各場合における色素の知覚色は、吸収された色に対して相補的な色を表す、すなわち青色光を吸収する色素が黄色を有することが指摘されている。

さらなる二色性色素は、さらに好ましくは主としてＵＶ−ＶＩＳ−ＮＩＲ領域、すなわち３２０〜２０００ｎｍの波長範囲における光を吸収する。本明細書のＵＶ光は３２０〜３８０ｎｍの波長を有する光を示し、ＶＩＳ光は３８０〜７８０ｎｍの波長を有する光を示し、ＮＩＲ光は７８０〜２０００ｎｍの波長を有する光を示す。それらは特に好ましくは４００〜１３００ｎｍの範囲における吸収極大を有する。

１または２以上の色素が難溶性である場合、同様な吸収極大を有するさらなる色素を加えること、例えば青色光を吸収する色素の溶解度が低い場合において、青色光を吸収するさらなる色素を加えることは有利であり得る。

眼に黒または灰色に見える色素の混合物を製造することができる正確な方法は、当業者に知られており、例えば Manfred Richter, Einfuhrung in die Farbmetrik [Introduction to Colorimetry], 2nd Edition, 1981, ISBN 311-008209-8, Verlag Walter de Gruyter & Coにおいて記載されている。

色素の混合物の色位置の調整は測色の分野において記載されている。この目的のために、個々の色素のスペクトルをランベルト・ベールの法則を考慮して計算し、全体のスペクトルを取得し、測色の法則のとおり、対応する色位置および関連する照明下、例えば昼光についての発光体Ｄ６５、の輝度値に変換する。白色点の位置はそれぞれの発光体、例えばＤ６５によって固定化され、表（例えば上記の引用文献）において引用されている。異なる色位置は、様々な色素の割合を変化させることによって設定することができる。

好ましい態様によると、本発明による液晶媒体は、赤色およびＮＩＲ領域、すなわち６００〜２０００ｎｍの波長、好ましくは６５０〜１８００ｎｍの範囲において、特に好ましくは６５０〜１３００ｎｍの範囲において光を吸収する１または２以上の二色性色素を含む。これらの二色性色素は、さらに好ましくはリレン構造を有する化合物である。

本発明による液晶媒体における二色性色素（単数）または二色性色素（複数）の割合は、好ましくは合計で０．０１〜１０重量％、特に好ましくは０．１〜７重量％、極めて特に好ましくは０．２〜７重量％である。個々の二色性色素の割合は好ましくは０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜７重量％、極めて特に好ましくは０．１〜７重量％である。

さらなる二色性色素は、さらに好ましくはB. Bahadur, Liquid Crystals - Applications and Uses, Vol. 3, 1992, World Scientific Publishing, Section 11.2.1に示される色素クラス、特に好ましくはそこに存在する表において示される明示的な化合物から選択される。

さらなる二色性色素は、好ましくはアゾ化合物、アントラキノン、メチン化合物、アゾメチン化合物、メロシアニン化合物、ナフトキノン、 テトラジン、 ペリレン、テリレン、クアテリレン、より高いリレンおよびピロメテンから選択される。これらのうち、ペリレン、テリレン、クアテリレン、 ペンタリレンおよびヘキサリレンが特に好ましい。

該色素は、当業者に知られている二色性色素のクラスに属し、文献に幾度も記載されている。

したがって、例えば、アントラキノン色素は、EP34832、EP44893、EP48583、EP54217、EP56492、EP59036、GB2065158、GB2065695、GB2081736、GB2082196、GB2094822、GB2094825、JPA55-123673、DE3017877、DE3040102、DE3115147、DE3115762、DE3150803およびDE3201120に記載され、ナフトキノン色素は、DE3126108およびDE3202761に記載され、アゾ色素は、EP43904、DE3123519、WO82/2054、GB2079770、JP-A56-57850、JP-OS56-104984、US4308161、US4308162、US4340973、T. Uchida, C. Shishido, H. Seki and M. Wada: Mol. Cryst. Lig. Cryst. 39, 39-52 (1977)、およびH. Seki, C. Shishido, S. Yasui and T. Uchida: Jpn. J. Appl. Phys. 21, 191-192 (1982)に記載され、ペリレンはEP60895、EP68427およびWO82/1191に記載されている。

さらに、例えば、EP2166040、US2011/0042651、EP68427、EP47027、EP60895、DE3110960およびEP698649に開示されるリレン色素が、極めて特に好ましい。

好ましい態様によると、本発明による液晶媒体は、リレン色素のクラスから選択された二色性色素を専ら含む。

本発明による液晶媒体において、存在してもよい好ましい二色性色素の例は、以下の表において描写される：

３つの以下の色素：
が本発明による液晶媒体において互いに組み合わせて用いられることが特に好ましい。

３つの以下の色素：
が本発明による液晶媒体において互いに組み合わせて用いられることが代替的に好ましい。

以下の３つの色素：
が本発明による液晶媒体において互いに組み合わせて用いられることが代替的に好ましい。

上記の場合、さらなる色素は液晶において存在してもよく、または上記の色素は本発明による液晶媒体における唯一の色素であってもよい。

本発明による液晶媒体は、二色性色素を加えることなく、第一に液晶媒体のさらなる構成成分を混合することによって好ましくは製造される。二色性色素を次いで液晶媒体に加え、好ましくは室温と比較して高い、特に好ましくは４０℃より大きい、極めて特に好ましくは５０℃より大きい温度においてそこに溶解させる。

本発明は同様に、本発明による液晶媒体の製造についての前記方法に関する。

本発明による液晶媒体は好ましくは、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスの操作温度におけるネマチック液晶である。それは、特に好ましくは、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスの操作温度の上下＋−２０℃の範囲、極めて特に好ましくは＋−３０℃の範囲におけるネマチック液晶である。

代替的に、本発明による液晶媒体は、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスの操作温度においてコレステリック液晶であってもよい。

本発明による液晶媒体は、さらに好ましくは、７０℃〜１７０℃、好ましくは９０℃〜１６０℃、特に好ましくは９５℃〜１５０℃、極めて特に好ましくは１０５℃〜１４０℃の温度範囲において、透明点、好ましくはネマチック液晶状態から等方性状態への相転移を有する。

さらに、本発明による液晶媒体の誘電異方性は好ましくは３より大きく、特に好ましくは７より大きい。

代替的には、本発明による液晶媒体の誘電異方性が−２未満、好ましくは−３未満であることが好ましいであろう。

本発明による液晶媒体はさらに、好ましくは３〜２０の異なる液晶化合物、好ましくは８〜１８、特に好ましくは１２〜１６の異なる液晶化合物を含む。

本発明による液晶媒体がニトリル基を含有する１または２以上の化合物を含むことがさらに好ましい。

それは、特に好ましくは、式（Ｉ）

ここで：
Ｒ^１１は、各出現において、同一にまたは異なって、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ^１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ^１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシもしくはチオアルケニルオキシ基であり、ここで上記の基において１または２以上のＨ原子がＦ、ＣｌまたはＣＮによって置き換えられてもよく、ここで上記の基において１または２以上のＣＨ_２基がＯ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられてもよく、

Ｒ^１は、各出現において、同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基、式中１または２以上の水素原子がＦまたはＣｌによって置き換えられてもよく、式中１または２以上のＣＨ_２基がＯまたはＳによって置き換えられてもよく、

Ｚ^１１は、各出現において、同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−および単結合から選択され、および

Ｘは、各出現において、同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはアルキルチオ基、ここで上記の基において１または２以上の水素原子がＦまたはＣｌによって置き換えられてもよく、ここで上記の基において１または２以上のＣＨ_２基がＯまたはＳによって置き換えられてもよい、から選択される、
で表される１または２以上の化合物を含む。

は、視認性を改善するするために本願において連続テキストにおいて、「Ａ^ｘｘ」、例えば「Ａ^１１」と略される。

液晶媒体は、式（ＩＩ）
ここで：

Ｒ^２１、Ｒ^２２は各出現において、同一にまたは異なって、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ^１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ^１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシもしくはチオアルケニルオキシ基であり、ここで上記の基において１または２以上のＨ原子はＦ、ＣｌまたはＣＮによって置き換えられてもよく、ここで上記の基において１または２以上のＣＨ_２基はＯ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えてもよく、

Ｒ^１は上記のとおり定義され、
Ｚ^２１、Ｚ^２２は、各出現において、同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−および単結合から選択され、および

Ａ^２１、Ａ^２２、Ａ^２３は、各出現において、同一にまたは異なって、
から選択され、

Ｘは、上記のとおり定義され、および
ここで式（ＩＩ）で表される化合物は、少なくとも２つのフッ素置換基を有する、
で表される１または２以上の化合物を好ましくはさらに含む。

液晶媒体は、式（ＩＩＩ）

ここで：
Ｒ^３１、Ｒ^３２は各出現において、同一にまたは異なって、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ^１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ^１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシもしくはチオアルケニルオキシ基、ここで上記の基において１または２以上のＨ原子はＦ、ＣｌまたはＣＮによって置き換えられてもよく、ここで上記の基において１または２以上のＣＨ_２基はＯ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられてもよく、

Ｒ^１は、上記のとおり定義され、
Ｚ^３１は、各出現において、同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−および単結合から選択され、および

Ａ^３１、Ａ^３２は、各出現において、同一にまたは異なって、

Ｘは、上記のとおり定義され、および
ｋは、３、４または５である、
で表される１または２以上の化合物を好ましくはさらに含む。

単位
は本明細書では各出現において同一または異なっていてもよい。

本発明による液晶媒体は、上記で定義されたとおり式（Ｉ）で表される化合物、さらに上記で定義されたとおり式（ＩＩ）で表される１または２以上の化合物、さらに上記で定義されたとおり式（ＩＩＩ）で表される１または２以上の化合物から選択された１または２以上の化合物を好ましくは含む。

本発明による液晶媒体は、好ましくは式（Ｉ）で表される化合物の１０〜６０重量％、特に好ましくは２０〜５０重量％、極めて特に好ましくは２５〜４０重量％を含む。

本発明による液晶媒体は、さらに好ましくは、好ましくは式（Ｉ）で表される化合物の上記の好ましい割合と組み合わせて、式（ＩＩ）で表される化合物の２０〜６０重量％、好ましくは３０〜５０重量％を含む。

本発明による液晶媒体はさらに好ましくは、好ましくは式（Ｉ）および／または式（ＩＩ）で表される化合物の上記の好ましい割合と組み合わせて、式（ＩＩＩ）で表される化合物の１５〜４５重量％、好ましくは２５〜３５重量％を含む。

式（ＩＩＩ）で表される化合物は、少なくとも６重量％、好ましくは少なくとも９重量％、特に好ましくは少なくとも１２重量％の割合において好ましくは液晶媒体中に存在する。

液晶媒体について、式（Ｉ）で表される化合物の、式（ＩＩ）で表される化合物に対する割合の比率が１：０．９〜１：５、特に好ましくは１：１〜１：２、極めて特に好ましくは１：１．０５〜１：１．６であることがさらに好ましく、ここで割合は重量％で示される。

液晶媒体において使用することができる式（Ｉ）、（ＩＩ）または（ＩＩＩ）で表される化合物の例は、以下の表において示される：

以下の化合物は、式（Ｉ）で表される化合物の例である：

以下の化合物は、式（ＩＩ）で表される化合物の例である：

以下の化合物は式（ＩＩＩ）で表される化合物の例である：

本発明のとおり、本発明による液晶媒体が１または２以上のキラルドーパントを含むことが好ましい。この場合において、液晶媒体の分子は、好ましくはゲスト−ホスト型のＬＣデバイスにおいて、特に好ましくはディスプレイのＴＮモードから知られるとおり、互いに関してねじれている。

キラルドーパントは、０．０１％〜３％、特に好ましくは０．０５％〜１％の総濃度において本発明による液晶媒体において好ましくは使用される。ねじれについて高い値を得るために、キラルドーパントの総濃度は３％より高く、好ましくは最大１０％まで選択されてもよい。

代替によると、好ましい態様と同様に、本発明による液晶媒体は、キラルドーパントを含まない。この場合において、液晶媒体の分子は、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスにおいて好ましくは互いに関してねじれていない。この場合において、ＬＣデバイスは特に好ましくは逆平行モードである。

液晶化合物および二色性色素の割合を特定するとき、少量で存在するこれらの化合物および他の構成成分の割合は無視される。
好ましいドーパントは以下の表において描写された化合物である：

本発明による液晶媒体は、さらに好ましくは１または２以上の安定剤を含む。安定剤の総濃度は、好ましくは０．００００１％〜１０％であり、特に好ましくは混合物全体の０．０００１％〜１％である。液晶化合物および二色性色素の割合を特定するとき、少量で存在するこれらの化合物および他の構成成分の割合は無視される。

好ましい安定剤化合物は以下の表に示される：

本発明はさらにゲスト−ホスト型のＬＣデバイスにおける本発明による液晶媒体の使用に関する。

二色性化合物Ｆの好ましい態様は、本発明による液晶媒体と関連して上記に示した他の好ましい態様と同様に本明細書で好ましい。

本発明は、さらに、最長波吸収極大が６００ｎｍより大きい波長であるリレン構造を有する少なくとも１つの二色性色素Ｆを含む液晶媒体を含有する、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスに関する。

ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスは、以下により詳細に説明される。

それは、本発明による液晶媒体を含む切換可能層を含有する切換可能デバイスを表す。本明細書のデバイスの切り換えは、デバイスの光透過における変化を意味すると解される。これは、情報（ディスプレイデバイス、ディスプレイ）の表示またはデバイスを通じたエネルギーの通過、好ましくは光の通過（切換可能窓、省エネルギー窓）の調節のために利用することができる。

ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスは、好ましくは電気的に切換可能である。しかしながら、それは、例えばWO2010/118422に記載されるとおり、熱的にも切換可能であってもよい。この場合において、切換は、本発明による液晶媒体を含む切換可能層の温度における変化を通じた、ネマチック状態から等方性状態への遷移を通じて好ましくは生じる。ネマチック状態において、液晶媒体の分子は秩序のある形態であり、したがって例えば配向層の作用のためにデバイスの表面に対して平行に配向した二色性化合物も同様である。等方性状態において分子は無秩序な形態であり、したがって二色性色素も同様である。二色性色素の秩序のある存在と無秩序な存在との違いは、二色性色素分子は光の振動面に関する配向に依存してより高いまたはより低い吸収係数を有するという、上記に説明された原理のとおり、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスの光透過における違いを引き起こす。

デバイスが電気的に切換可能である場合、それは液晶媒体を含む層の両側に取り付けられた２または３以上の電極を好ましくは含む。電極は好ましくは電気的接続とともに提供される。電圧は好ましくは電池、蓄電池(accumulator)または外部電源によって提供される。

電気切換の場合における切換操作は、電圧の印加による液晶媒体の分子の配向を通じて生じる。

好ましい態様において、デバイスは電圧なしで存在する高吸収、すなわち低光透過の状態からより低吸収、すなわちより高い光透過の状態へ変換される。液晶媒体は、好ましくは両方の状態におけるネマチックである。無電圧状態は、好ましくは液晶媒体の分子、およびしたがって二色性色素がデバイスの表面に対して平行に配向されることを特徴とする。これは好ましくは対応して選択された配向層によって達成される。電圧下の状態は好ましくは液晶媒体の分子、およびしたがって二色性色素がデバイスの表面に対して垂直であることを特徴とする。

上記の態様に対する代替的な態様において、デバイスは、低吸収、すなわち電圧なしで存在する高い光透過の状態から、より高い吸収、すなわちより低い光透過の状態へと変換される。液晶媒体は好ましくは両方の状態においてネマチックである。無電圧状態は、液晶媒体の分子、およびしたがって二色性色素がデバイスの表面に対して垂直に配向されることを好ましくは特徴とする。これは好ましくは対応して選択された配向層によって達成される。電圧下の状態は、好ましくは液晶媒体の分子、およびしたがって二色性色素がデバイスの表面に対して平行であることを特徴とする。

本発明の好ましい態様によると、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスは、太陽電池または光および／または熱エネルギーを電気エネルギーに変換するための別のデバイスによって必要なエネルギーを供給することによって、外部電源なしで操作可能である。太陽電池によるエネルギーの供給は、直接的に、または間接的に、すなわち中間体電池または蓄電池またはエネルギーの貯蔵のための他の単位を介して、行うことができる。太陽電池は好ましくはデバイス外部に取り付けられているか、または例えばWO2009/141295に開示されているとおりゲスト−ホスト型のＬＣデバイスの内部成分である。拡散光の場合において特に効率的である太陽電池、および透明な太陽電池が本明細書で特に好ましい。有機太陽電池は本発明によるデバイスにおいて使用することができる。

デバイスはさらに好ましくは１または２以上の、特に好ましくは２の配向層を含む。配向層および電極の機能は、１つの層、例えばポリイミド層に一致してもよい。配向層は好ましくはポリイミド層、特に好ましくはラビングされた(rubbed)ポリイミドを含む層である。ラビングされたポリイミドは、化合物が配向層に対して平面である場合、ラビング方向において液晶化合物の優先的な配向をもたらす。

切換可能層は、さらに好ましくは、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスにおいて、２つの基板層の間に配置されるか、またはそれによって囲まれる。基板層は例えば、ガラスまたはポリマー、好ましくは光透過性ポリマーからなってもよい。

好ましい一態様によると、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスは偏光子を含有しない。

代替的な好ましい態様によると、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスは１または２以上の偏光子を含有する。これらは好ましくは線状偏光子である。好ましくは、正確に１つの偏光子または正確に２つの偏光子が存在する。１または２以上の偏光子が存在する場合、これらは好ましくはデバイスの表面に対して平行に配置される。

正確に１つの偏光子が存在する場合、その吸収方向は、偏光子側のＬＣデバイスの液晶媒体の液晶化合物の優先的な配向に対して好ましくは垂直である。

正確に２つの偏光子が存在する場合において、いわゆる色素ドープＴＮモードが存在することが好ましい。この場合において、媒体を含む層の両側のＬＣデバイスにおける液晶媒体の液晶化合物の優先的な配向は互いに関してねじれ、好ましくは約９０°の角度でねじれている。この場合において、偏光子の吸収方向は、さらに好ましくは各場合において、それぞれの偏光子側のＬＣデバイスにおいて液晶化合物の優先的な配向に対して平行である。

ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスにおいて、吸収性および反射偏光子の両方を用いることができる。薄い光学フィルムの形態である偏光子の使用が好ましい。線状偏光子の使用がさらに好ましい。本発明によるデバイスにおいて使用することができる反射偏光子の例は、ＤＲＰＦ（拡散反射偏光子フィルム、３Ｍ）、ＤＢＥＦ（デュアル輝度増強フィルム、３Ｍ）、ＤＢＲ（US7,038,745およびUS6,099,758に記載のとおりの層状ポリマーが分配されたブラッグ反射器）およびＡＰＦフィルム（高度な偏光子フィルム、３Ｍ、Technical Digest SID 2006, 45.1、US2011/0043732およびUS7023602を参照）。赤外光を反射するワイヤーグリッド（ＷＧＰ、ワイヤーグリッド偏光子）に基づいて偏光子を用いることもさらに可能である。本発明によるデバイスにおいて用いることができる吸収性偏光子の例は、Ｉｔｏｓ ＸＰ３８偏光子フィルムおよびＮｉｔｔｏ Ｄｅｎｋｏ ＧＵ−１２２０ＤＵＮ偏光子フィルムである。本発明のとおり使用することができる円形偏光子の例は、ＡＰＮＣＰ３７−０３５−ＳＴＤ偏光子（American Polarizers）である。さらなる例はＣＰ４２偏光子（ＩＴＯＳ）である。

さらに好ましくは、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスは、好ましくはWO2009/141295に記載のとおりの光ガイドシステムを含有する。光ガイドシステムはデバイスに当たる光を集め、集中させる。それは好ましくは液晶媒体を含む切換可能層における蛍光二色性色素によって発せられる光を集め、集中させる。光ガイドシステムは、光エネルギーを電気エネルギーへ変換するためのデバイス、好ましくは太陽電池と接触しており、そのため集めた光は集中された形態でこれに当たる。本発明の好ましい態様において、光エネルギーから電気エネルギーへ変換するためのデバイスはデバイスの端に取り付けられ、そこに統合され、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスの電気切換のためのデバイスに電気的に接続される。

ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスは、好ましくはディスプレイとして使用することができる。かかるデバイスの特定の態様は、先行技術、B. Bahadur, Liquid Crystals - Applications and Uses, Vol. 3, 1992, World Scientific Publishing, Section 11を参照、において幾度も記載されている。

しかしながら、それは同様に好ましくは光透過領域を通じたエネルギーの通過の調節のためのデバイスとして使用することができる。この場合において、デバイスは好ましくはWO2009/141295およびWO2010/118422に記載のとおりのその外側構造において設計される。さらに、それはこの場合において内部空間、好ましくは構造物の内部空間の温度の調節のために主に使用される。

さらに、デバイスは、美的な部屋の設計のため、例えば光および色彩効果のために用いることもできる。例えば、本発明による灰色またはカラーゲスト−ホスト型のＬＣデバイスを含むドアおよび壁要素は、透明に切り換えることができる。さらに、デバイスは、輝度が調節された白またはカラー全領域の背景光、または青色のゲスト−ホスト表示によって色が調節された黄色の全領域の背景光を含有してもよい。さらなる美的効果は、本発明によるデバイスと組み合わされた白またはカラーＬＥＤまたはＬＥＤチェーン(chain)など、側面から光を差し込む光源の補助によって生成することもできる。この場合において、本発明によるデバイスの一方または両方のガラス側面は、光のカップリングアウト(coupling-out)のためおよび／または光効果の生成のために、粗面または構造化されたガラスとともに提供することができる。

本発明の好ましい態様によると、ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスは、窓または同様な光透過開口部の構成要素である。窓または開口部は好ましくは構造物の中に位置する。しかしながら、それは、あらゆる所望の他の閉鎖空間の壁において、例えばコンテナまたは車両において位置することもできる。本発明によるデバイスの代替的な使用は、例えば、ドア、例えば会議室などの空間の内壁の成分、部屋のパーティションおよび／または装飾要素におけるものである。

実施例
以下の例は本発明を説明し、限定として解釈されるべきではない。

本願において、液晶化合物の構造は略称（頭字語）によって再掲される。これらの略称はWO2012/052100（６３〜８９頁）において明示的に存在し、説明され、そのため本願における略称の説明のために前記公開公報を参照する。

以下の液晶媒体（Ｍ−１〜Ｍ−１３）は、示された構成成分において混合することによって製造される。パラメーターである透明点、デルタ−ｎ、ｎ_ｅ、ｎ_ｏ、様々な色素の溶解度、溶液の安定性、および当該液晶媒体中の色素の二色性比は、混合物について決定され、以下に示される。

すべての物理的特性は"Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germanyのとおり決定され、２０℃の温度について適用される。Δｎの値は５８９ｎｍにおいて決定され、Δεの値は特に明記しない限り、各場合において１ｋＨｚにおいて決定される。ｎ_ｅおよびｎ_ｏは各場合において上記の条件下において異常光線および常光線の屈折率である。

二色性比Ｒは、減滅係数Ｅ（ｐ）（光の偏光方向に対する分子の平行配向の場合における混合物の減滅係数）についての値および混合物Ｅ（ｓ）の減滅係数（光の偏光方向に対する分子の垂直配向の場合における混合物の減滅係数）についての値から、各場合において当該色素の吸収バンドの極大の波長において、決定される。色素が複数の吸収バンドを有する場合、最も強い吸収バンドが選択される。混合物の分子の配向は、ＬＣディスプレイ技術の領域における当業者に知られているとおり、配向層によって達成される。液晶媒体、他の吸収および／または反射による影響を取り除くために、色素を含まない同一の混合物に対して各測定が行われ、得られた値が差し引かれる。

測定は、振動方向が配向方向に対して並行であるか（Ｅ（ｐ）の決定）または配向方向に対して垂直であるか（Ｅ（ｓ）の決定）のいずれかである線状偏光を使用して行われる。これは、線状偏光子によって達成することができ、ここで偏光子は２つの異なる振動方向を達成するためにデバイスに関して回転される。Ｅ（ｐ）およびＥ（ｓ）の測定は、したがって入射偏光の振動方向の回転を介して行われる。

二色性比Ｒは、とりわけ"Polarized Light in Optics and Spectroscopy", D.S. Kliger et al., Academic Press, 1990に示されるとおり、式
Ｒ＝［Ｅ（ｐ）−Ｅ（ｓ）］／［Ｅ（ｐ）＋２＊Ｅ（ｓ）］、
のとおり、Ｅ（ｓ）およびＥ（ｐ）について得られた値から計算される。二色性色素を含む液晶媒体の二色性比の決定のための方法の詳細な記載は、B. Bahadur, Liquid Crystals - Applications and Uses, Vol. 3, 1992, World Scientific Publishing, Section 11.4.2においても示されている。

Ａ）使用した混合物
以下に示される液晶媒体Ｍ−１〜Ｍ−１３は、本発明によるリレン色素とともに混合される。混合物の良好な溶解度および高い安定性は本明細書で明らかである。

Ｂ）使用した二色性色素
以下の色素は、既知の方法によって製造されるか、または商業的に購入される：

色素について、吸収極大、二色性比Ｒおよび液晶媒体Ｍ−１における溶解度が決定される。

色素の構造：

Ｃ）複数の二色性色素を含む混合物の製造およびゲスト−ホスト型のＬＣデバイスにおける使用

本発明による混合物の製造について、すべての場合において、それぞれの場合において示された２、３または４の異なる二色性色素の混合物が、液晶媒体Ｍ−１（上記の表を参照）に加えられる。

液晶混合物がディスプレイに導入される。この配置において液晶層は逆平行プレチルト角を有する平面配向を有する。この配向は、横たわっているディスプレイにおいて考慮すると、液晶層の上下に位置する、互いに逆並行にラビングされた２つのポリイミド層によって達成される。ポリイミド配向層に対して、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）の導電性の透明層が外側の視野方向に続く。液晶層の厚さはスペーサーによって制御される。使用されるディスプレイは、スペーサーの選択に依存して２０、２５または５０ミクロンの領域において層の厚さを有する。他の層厚さは、対応するスペーサーの選択を通じて可能である。

測定は、測定光線におけるゲスト−ホスト細胞および参照光線におけるホストを含有する同一の設計の細胞で行われる。これは、細胞の反射および吸収損失を取り除く。

光透過度τ_ｖおよび放射透過の直接度τ_ｅの値は、デバイスの明暗両方の切換状態について決定され、以下に示される。さらに、明暗状態におけるデバイスの色位置が決定され、値はＣＩＥ座標で示される。

値τ_ｅおよびτ_ｖおよびＣＩＥ座標は以下のとおり定義される：

τ_ｖ＝ＤＩＮ ＥＮ４１０のとおりの光透過度
τ_ｅ＝ＤＩＮ ＥＮ４１０のとおりの放射透過の直接度（太陽直接透過率）

本明細書で基礎を形成する標準的な発光体Ｄ６５の色位置（白色、灰色黒について）は、ｘ＝０．３１２７およびｙ＝０．３２９０である（Manfred Richter, Einfuhrung in die Farbmetrik [Introduction to Colorimetry], second edition 1991, ISBN 311-008209-8）。（ｘ，ｙ）を示した色位置はすべて標準的な発光体Ｄ６５およびＣＩＥ１９３１のとおり２°標準観測者に関する。

すべての例は、本発明による液晶媒体の良好な安定性および液晶媒体における色素の十分な溶解度を示す。本発明によるデバイスは、著しく低減された光透過を有する暗状態から著しく増加した光透過を有する明状態へ切り換えることができる。

１）例 デバイスＢ−１：
色素：Ｄ−２の０．２６％、Ｄ−３の０．４３％、Ｄ−１１の０．６３％
暗切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３０８、ｙ＝０．３２７；
τ_ｖ＝３４％、τ_ｅ＝７０％
明切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３１６、ｙ＝０．３３６；
τ_ｖ＝６０％、τ_ｅ＝８０％

２）例 デバイスＢ−２：
色素：Ｄ−２の０．４４％、Ｄ−３の０．３３％、Ｄ−１１の０．２２％、Ｄ−２０の０．１７％
暗切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３１１、ｙ＝０．３２５；
τ_ｖ＝３４％、τ_ｅ＝６９％
明切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３１７、ｙ＝０．３３５；
τ_ｖ＝６３％、τ_ｅ＝８２％

３）例 デバイスＢ−３：
色素：Ｄ−１３の０．３４％、Ｄ−３の０．４３％、Ｄ−１１の０．４４％
暗切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３１３、ｙ＝０．３２８；
τ_ｖ＝３５％、τ_ｅ＝７１％
明切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３１６、ｙ＝０．３４０；
τ_ｖ＝６１％、τ_ｅ＝８１％

４）例 デバイスＢ−４：
色素：Ｄ−１３の０．３４％、Ｄ−３の０．４３％、Ｄ−１１の０．４４％
暗切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３１３、ｙ＝０．３２８；
τ_ｖ＝３５％、τ_ｅ＝７１％
明切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３１６、ｙ＝０．３４０；
τ_ｖ＝６１％、τ_ｅ＝８１％

５）例 デバイスＢ−５：
色素：Ｄ−１４の０．４０％、Ｄ−３の０．４２％、Ｄ−１１の０．６０％
暗切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３１、ｙ＝０．３２９；
τ_ｖ＝３４％、τ_ｅ＝６８％
明切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３１８、ｙ＝０．３４１；
τ_ｖ＝６１％、τ_ｅ＝７９％

６）例 デバイスＢ−６：
色素：Ｄ−１４の０．４０％、Ｄ−３の０．４２％、Ｄ−１１の０．６０％
暗切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３１３、ｙ＝０．３２６；
τ_ｖ＝３５％、τ_ｅ＝６７％
明切換状態：色 灰色。層の厚さ ２５ミクロン
色位置 ｘ＝０．３２０、ｙ＝０．３３６；
τ_ｖ＝６３％、τ_ｅ＝７８％

７）例 デバイスＢ−７：
色素：Ｄ−２の０．４０％、Ｄ−１１の０．１５％
暗切換状態：色 青色。層の厚さ ５０ミクロン
色位置 ｘ＝０．２４７、ｙ＝０．２４６；
τ_ｖ＝３８％、τ_ｅ＝７４％
明切換状態：色 青色。層の厚さ ５０ミクロン
色位置 ｘ＝０．２８６、ｙ＝０．３０５；
τ_ｖ＝６４％、τ_ｅ＝８４％

この例（Ｂ−７）において、２つの異なる二色性色素のみが混合物において存在する。混合物はしたがって灰色または黒色ではなく代わりに青色である。ＣＩＥ座標は切換に際して著しく変化するが、しかしながら、色型は色型１７において一定に保持される。

８）例 デバイスＢ−８：
色素：Ｄ−３の０．４５％、Ｄ−１１の０．５％、Ｄ−２の０．２５％、Ｄ−１５の０．０８％、Ｄ−１６の０．２０％、Ｄ−１７の０．２０％
暗切換状態：色 灰色。層の厚さ ２０ミクロン、逆平行またはＴＮ配置
色位置 ｘ＝０．３０４、ｙ＝０．３２７；
τ_ｖ＝３３％、τ_ｅ＝５４％
明切換状態：色 灰色。層の厚さ ２０ミクロン、逆平行またはＴＮ配置
色位置 ｘ＝０．３１２、ｙ＝０．３２９；
τ_ｖ＝５３％、τ_ｅ＝６９％

この例（Ｂ−８）は、クアテリレン、ペンタリレンおよびヘキサリレンなどのより高いリレンの使用が、本例における放射透過の直接度をτ_ｅ＝５４％まで著しく低減することができることを示す。

Claims (15)

1. 液晶媒体であって、
   リレン構造を有し、６００ｎｍより大きい波長に吸収極大を有する少なくとも１つの二色性色素Ｆ、
   式（Ｉ）
   式中：
   Ｒ^１１は、各出現において、同一にまたは異なって、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ^１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ^１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシもしくはチオアルケニルオキシ基であり、ここで上記の基において１または２以上のＨ原子がＦ、ＣｌまたはＣＮによって置き換えられてもよく、およびここで上記の基において１または２以上のＣＨ_２基がＯ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられてもよく、
   Ｒ^１は、各出現において、同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、式中１または２以上の水素原子がＦまたはＣｌによって置き換えられてもよく、および式中１または２以上のＣＨ_２基がＯまたはＳによって置き換えられてもよく、
   Ｚ^１１は、各出現において、同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−および単結合から選択され、および
   Ａ^１１は、
   から選択され、および
   Ｘは、各出現において、同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはアルキルチオ基から選択され、ここで上記の基において１または２以上の水素原子がＦまたはＣｌによって置き換えられてもよく、およびここで上記の基において１または２以上のＣＨ_２基がＯまたはＳによって置き換えられてもよい、
   で表される１または２以上の化合物、および
   式（ＩＩ）
   式中：
   Ｒ^２１、Ｒ^２２は各出現において、同一にまたは異なって、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、Ｒ^１−Ｏ−ＣＯ−、Ｒ^１−ＣＯ−Ｏ−、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、または２〜１０個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシもしくはチオアルケニルオキシ基であり、ここで上記の基において１または２以上のＨ原子はＦ、ＣｌまたはＣＮによって置き換えられてもよく、ここで上記の基において１または２以上のＣＨ_２基はＯ、Ｓ、−Ｏ−ＣＯ−または−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えてもよく、
   Ｒ^１は各出現において、同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキル基であり、式中１または２以上の水素原子がＦまたはＣｌによって置き換えられてもよく、および式中１または２以上のＣＨ_２基がＯまたはＳによって置き換えられてもよく、
   Ｚ^２１、Ｚ^２２は、各出現において、同一にまたは異なって、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−および単結合から選択され、および
   Ａ^２１、Ａ^２２、Ａ^２３は、各出現において、同一にまたは異なって、
   から選択され、
   Ｘは、各出現において、同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１０個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシもしくはアルキルチオ基から選択され、ここで上記の基において１または２以上の水素原子がＦまたはＣｌによって置き換えられてもよく、およびここで上記の基において１または２以上のＣＨ_２基がＯまたはＳによって置き換えられてもよい、ここで式（ＩＩ）で表される化合物は、少なくとも２つのフッ素置換基を有する、で表される１または２以上の化合物を含み、
   前記二色性色素Ｆが、式（Ｆ−Ｉ）、（Ｆ−ＩＩ）、式（Ｆ−ＩＩＩ）、式（Ｆ−ＩＶ）および式（Ｆ−Ｖ）、
   
   
   
   
   
   式中：
   ｎは、式（Ｆ−Ｉ）および式（Ｆ−ＩＩＩ）〜（Ｆ−Ｖ）の場合、１、２、３、４、５、６、７または８から、式（Ｆ−ＩＩ）の場合、４、５、６、７または８から選択され；、
   Ｚ^Ｆ１は、各出現において、同一にまたは異なって、単結合、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｓ−、−ＳＣ（＝Ｏ）−、−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−および−Ｏ−から選択され；
   Ｒ^Ｆ１は、各出現において、同一にまたは異なって、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、あるいは２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基、あるいは３〜１０個のＣ原子を有するシクロアルキル基、ここで前記基は１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基から選択され；
   Ｒ^Ｆ２、Ｒ^Ｆ３、Ｒ^Ｆ４、Ｒ^Ｆ５およびＲ^Ｆ６は、各出現において、同一にまたは異なって、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＯＲ^ＦＡ、ＯＣＨ_２Ｒ^ＦＡ、ＳＲ^ＦＡ、ＳＣＨ_２Ｒ^ＦＡ、Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ^ＦＡ、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、あるいは２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基、あるいは３〜１０個のＣ原子を有するシクロアルキル基、ここで前記基は１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアラルキルもしくはヘテロアラルキル基、あるいは１または２以上のラジカルＲ^ＦＡによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基から選択され；
   Ｒ^ＦＡは、各出現において、同一にまたは異なって、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、−ＯＣＦ_２Ｒ^ＦＢ、−ＣＦ_２Ｏ−Ｒ^ＦＢ、１〜１０個のＣ原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、あるいは２〜１０個のＣ原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基、あるいは３〜１０個のＣ原子を有するシクロアルキル基、ここで前記基は１または２以上のラジカルＲ^ＦＢによって置換されてもよい、または１または２以上のラジカルＲ^ＦＢによって置換されてもよい６〜３０個の芳香環原子を有するアリールもしくはヘテロアリール基から選択され；
   Ｒ^ＦＢは、各出現において、同一にまたは異なって、Ｆまたは１〜２０個のＣ原子を有する脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族有機ラジカルから選択される、
   で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物である、
   前記液晶媒体。
2. 二色性色素Ｆが、
   式（Ｆ−ＩＩＩ）、（Ｆ−ＩＶ）および（Ｆ−Ｖ）
   で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物である、
   請求項１に記載の液晶媒体。
3. 二色性色素Ｆの二色性比Ｒが、０．４より大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶媒体。
4. 二色性色素Ｆが、５８０〜２０００ｎｍの波長範囲における光を吸収することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶媒体。
5. 二色性色素Ｆが、０．１重量％〜１０重量％の濃度で存在することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶媒体。
6. 二色性色素Ｆが、蛍光色素であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶媒体。
7. 二色性色素Ｆが、単一のリレン発色団のみを含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶媒体。
8. 二色性色素Ｆが、単一の発色団のみを含有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶媒体。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶媒体であって、二色性色素Ｆの他に、２または３のさらなる二色性色素を含み、ここで２または３のさらなる二色性色素の少なくとも１つが緑色〜黄色の光を吸収し、および２または３のさらなる二色性色素の他の少なくとも１つが青色光を吸収することを特徴とする、前記液晶媒体。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶媒体であって、二色性色素Ｆに加えて、アゾ化合物、アントラキノン、メチン化合物、アゾメチン化合物、メロシアニン化合物、ナフトキノン、テトラジン、ペリレン、テリレン、クアテリレン、より高いリレンおよびピロメテンから選択される１または２以上のさらなる二色性色素を含むことを特徴とする、前記液晶媒体。
11. リレン色素のクラスから選択された二色性色素を専ら含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶媒体。
12. ３より大きい誘電異方性を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液晶媒体。
13. ゲスト−ホスト型のＬＣデバイスにおける、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液晶媒体の使用。
14. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液晶媒体を製造するための方法であって、第一に液晶媒体のさらなる構成成分が二色性色素なしで混合され、および二色性色素が次いで液晶媒体に加えられ、そこで溶解されることを特徴とする、前記方法。
15. 切換層において請求項１〜１２のいずれか一項に記載の少なくとも１つの液晶媒体を含有する、ゲスト−ホスト型の電気的に切換可能なＬＣデバイス。