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二色性染料组合物

文献发布时间：2023-06-19 11:55:48

本发明涉及包含苯并噻二唑及噻二唑并喹喔啉衍生物的组合的组合物涉及含有该组合物的液晶介质且涉及该组合物及该介质用于光学、电子及电光器件(尤其是用于用来调节能量从外部空间进入内部空间(例如在可切换窗)中的传递的器件)的用途。

液晶尤其用作显示设备中的介电质，其中此类材料的光学特性可受施加电压影响。基于液晶的电光器件为本领域中所熟知且可基于各种效应。此类型器件为例如具有动态散射的盒、DAP(配向相变形)盒、具有扭曲向列结构的TN盒、STN(“超扭曲向列”)盒、SBE(“超双折射效应”)盒、OMI(“光学模式干扰(optical mode interference)”)盒及宾主盒。

基于宾主效应的器件首先由Heilmeier及Zanoni描述(G.H.Heilmeier等人,Appl.Phys.Lett.,1968,13,91f.)且此后已发现广泛使用，主要在液晶(LC)显示元件中。在宾主系统中，除了液晶以外，LC介质还包含一种或多种二色性染料。由于由染料分子吸收的方向依赖性，因此当染料连同液晶改变其配向时，可调制染料掺杂液晶对于光的透射率。

除在LC显示器中使用以外，此类型器件还用作用于调节光或能量的传递的切换元件，如例如WO 2009/141295及WO 2010/118422中所描述。

对于调节能量从外部空间进入内部空间的传递的器件，已提议多种不同技术解决方案。

在用于器件的可能的模式中的一者中，与如上文一般描述的一种或多种二色性染料组合的液晶介质可用于切换层中。通过施加电压，可在这些切换层中实现二色性染料分子的定向配向的变化。由于方向依赖性吸收，因此可获得切换层的透射率的变化。对应器件描述于例如WO 2009/141295中。

替代地，透射行为中的此变化也可通过温度诱导的液晶介质的各向同性状态向液晶状态的转化而在无电压的情况下实现，如例如US2010/0259698中所描述。

WO 2009/141295及WO 2010/118422描述用于宾主型显示元件的液晶介质，其包含氰基联苯衍生物及一种或多种二色性染料。针对同一应用，US 6033598及US 5762824描述LC介质，除一种或多种二色性染料以外，其包含一种或多种化合物，该化合物各自由经一个或多个氟原子取代的三个环要素组成。

例如在WO 2009/141295、WO 2013/004677及WO 2014/090373中，已描述将萘嵌苯(rylene)染料用于上述器件中。

WO 2014/187529描述包含苯并噻二唑衍生物的液晶介质的用途，其用于用来调节能量从外部空间进入内部空间的传递的器件。

WO 2016/177449描述包含噻二唑并喹喔啉衍生物的液晶介质的用途，其用于用来调节能量从外部空间进入内部空间的传递的器件。

在本领域中仍需要二色性染料化合物及包含这些化合物的组合物及介质，其产生关于器件性能及可靠性的益处。

因此，本发明的目标为提供包含二色性化合物的经改良组合物，其中这些组合物尤其适用于宾主型应用。特定目标为提供可在性能、外观、稳定性及可靠性方面，以及当在诸如高温下或在直接及长期日光照射下的更苛刻的工作条件下使用时提供益处的组合物。另一目标为提供改良的液晶介质，其包含这些组合物且其展现宽广且稳定的LC相范围且尤其有利的低温稳定性且其另外可产生适合的高度有序性。另一目标为提供用于电光学应用的稳定且可靠的切换介质，其允许在用于调节能量从外部空间进入内部空间的传递的器件中，尤其在智能可切换窗中得到特定有益的性能，例如就关于直接及长期日光照射的稳定性或美感印象而言。本发明的其他目标对本领域技术人员为从以下具体实施方式立即显而易见的。

该目标由独立权利要求中所定义的主题解决，而优选实施方案阐述于各个从属权利要求中且进一步描述于下文中。

本发明尤其提供以下项目，包括主要方面、优选实施方案及特定特征，其分别单独及在组合中促进解决上文的目标且最终提供额外优势。

本发明的第一方面提供一种组合物，其包含

至少一种式I化合物

及至少一种式II化合物

其中

X在每次出现时相同或不同地表示CR

L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、OH、SCN、SF

a、b、c及d彼此独立地表示0或1，

已出乎意料地发现，包含至少一种如上文及下文所描述的式I化合物与至少一种如上文及下文所描述的式II化合物组合的根据本发明的组合物展现极佳的组合特性及特征，例如在增强的光及温度稳定性及改良的在液晶介质中的溶解性方面。

尽管式I化合物自身以及式II化合物自身可已展现有利特性，例如较高二色性比率、有利的色彩纯度及大的消光系数，尤其在光的VIS及/或NIR区域中，但一起使用两种类别的化合物可提供其他出乎意料的益处。

含有式I及式II的化合物的组合的根据本发明的组合物可在液晶介质中提供改良的耐光性及增强的溶解性。就此而言，组合物即使在高温(例如高达70℃及以上的温度)下的长期光照射下也可展现优异的稳定性。

化合物及整个组合物的改良的溶解性有利地促进改良提供特制掺杂染料的液晶介质的能力，尤其在提供特定颜色或甚至覆盖整个VIS范围以获得黑色或中性色外观方面。出乎意料地，也可至少部分地覆盖NIR光谱范围。

包含化合物组合一起的组合物可(尤其在可见光谱中)提供最小或甚至不可辨别的残余荧光，使得可避免或至少显著减少诸如红色辉光的不想要或不合期望的彩色假像(artefact)。

组合物的这些有利的组合特性及特征可转而在器件稳定性、可靠性、性能及外观方面为有益的，甚至在要求更高的环境或工作条件下为有益的，例如在温度或曝光方面，例如在用于光学、电光学及电子应用的器件中。

根据本发明的组合物尤其适用于宾主型应用(诸如在可调光(dimmable)智能型窗中)，其中掺杂染料的液晶介质可展现适当广泛且稳定的LC相范围及尤其有利的低温稳定性。

优选地，组合物包含两种或更多种式I化合物及两种或更多种式II化合物。

因此本发明的另一方面涉及一种液晶介质，其包含根据本发明的组合物及另外一种或多种介晶化合物。

因此，根据本发明的液晶介质可提供就器件性能及可靠性而言的益处，特别地在智能可切换窗中，例如就关于直接及长期日光照射的稳定性或美感印象而言。

因此，本发明的另一方面涉及一种根据本发明的液晶介质的用途，其用于建筑结构窗或汽车天窗中。

根据本发明的器件也可应用于商业车辆、船、火车或飞机。

在根据本发明的另一方面中，提供用于调节能量从外部空间进入内部空间的传递的器件，其中该器件含有包含根据本发明的液晶介质的切换层。特别地，该器件可包含于窗中，尤其是建筑物或正面的窗中。

因此，本发明的另一方面涉及一种窗，其包含如本文中所描述的用于调节能量从外部空间进入内部空间的传递的该器件。

在本发明的另一方面中，根据本发明的该组合物用于电光显示器、用来调节能量从外部空间进入内部空间的传递的器件、电半导体、有机场效应晶体管、印刷电路、射频识别元件、二极管、有机发光二极管、发光元件、光伏器件(尤其作为其中的敏化剂或半导体)、光学传感器、效应颜料、装饰元件或用作着色聚合物的染料，例如用于汽车领域中。

以下通过详细描述方面、实施方案及特定特征来说明本发明，而不借此限制本发明，且更详细地描述具体实施方案。

在本发明中，用于调节能量从外部空间进入内部空间的传递的器件优选地意指调节能量，特别地光及尤其日光穿过配置于能量透射率相对更低的结构内的区域的传递的器件。能量透射率更低的结构可例如为墙壁或车体。因此，能量可例如穿过开放区域或特别地墙壁中的玻璃区域。因此，器件优选地布置为窗，例如隔绝玻璃单元(insulated glazingunit)的元件(constituent)。

进行能量从优选地暴露于直接或间接日光辐射的环境的外部空间进入例如建筑或运载工具或实质上与环境隔绝的另一单元的内部空间中的经调节传递。

出于本发明的目的，术语能量意指在UV-A、VIS及NIR区域中的电磁辐射能量。特别地，其意指不由通常用于窗中的材料(例如，玻璃)吸收或仅以可忽略的程度吸收的辐射能量。本文中，UV-A区域意指波长范围介于320至380nm，VIS区域意指波长范围介于380nm至780nm，且NIR区域意指波长范围介于780nm至2000nm。对应地，术语光通常意指具有在320与2000nm之间，且特别是介于380nm至780nm的波长的电磁辐射。

本文中，二色性染料意指吸光化合物，其中吸收特性视化合物相对于光偏振的方向的定向而定。本发明的二向色染料化合物通常具有伸长的形状，即化合物在一个空间方向上(即沿纵向轴)比在其他两个空间方向上显著更长。

术语“有机基团”表示碳基或烃基。

术语“碳基”表示含有至少一个碳原子的单价或多价有机基团，其中该基团不含其他原子(例如，-C≡C-)或任选含有一个或多个其他原子(例如，N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)(例如羰基等)。术语“烃基”表示另外含有一个或多个H原子且任选含有一个或多个杂原子(例如，N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)的碳基团。

“卤素”表示F、Cl、Br或I，优选F或Cl。

碳基或烃基可为饱和基团或不饱和基团。不饱和基团是例如芳基、烯基或炔基。具有3个或更多个原子的碳基或烃基可为直链、支链和/或环状且也可含有螺键联或稠环。

术语“烷基”、“芳基”、“杂芳基”等也涵盖多价基团，例如亚烷基、亚芳基、亚杂芳基等。

术语“芳基”表示芳香族碳基团或衍生自其的基团。术语“杂芳基”表示含有一个或多个杂原子的上文所定义的“芳基”。

优选的碳基及烃基是具有1至40个、优选1至25个、尤其优选1至18个C原子的任选经取代的烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基及烷氧基羰基氧基；具有6至40个、优选6至25个C原子的任选经取代的芳基或芳基氧基；或具有6至40个、优选6至25个C原子的任选经取代的烷基芳基、芳基烷基、烷基芳基氧基、芳基烷基氧基、芳基羰基、芳基氧基羰基、芳基羰基氧基及芳基氧基羰基氧基。

其他优选的碳基及烃基是C

其他优选的碳基及烃基是具有1至40个、优选1至25个C原子的直链、支链或环状烷基，其未经取代或经F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代，且其中一个或多个不相邻的CH

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、三氟甲基、全氟-正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基及全氟己基。

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、辛烯基及环辛烯基。

优选的炔基是例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基及辛炔基。

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、正十一烷氧基及正十二烷氧基。

优选的氨基是例如二甲基氨基、甲基氨基、甲基苯基氨基及苯基氨基。

芳基和杂芳基基团可为单环的或多环的，即它们可以含有一个环(例如苯基)或两个或更多个环，其也可以是稠合的(例如萘基)或共价键合的(例如联苯基)，或包含稠合和连接环的组合。杂芳基含有一个或多个杂原子，优选选自O、N、S和Se。此类型的环体系也可含有独立非共轭单元，例如在芴基本结构中情况是如此。

特别优选的是具有6-25个C原子的单-、双-或三环芳基以及具有2-25个C原子的单-、双-或三环杂芳基，其任选含有稠合环并且为任选取代的。进一步优选的是5-、6-或7-元芳基和杂芳基，其中此外，一个或多个CH基团可被N、S或O以O原子和/或S原子彼此不直接相连的方式替代。

优选的芳基衍生自例如以下母结构：苯、联苯、联三苯、[1,1’:3’,1”]联三苯、萘、蒽、联萘、菲、芘、二氢芘、

优选的杂芳基基团例如为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、噁唑、异噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、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、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、异噁唑、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、吩噁嗪、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、二氢噻吩并[3,4-b]-1,4-二噁英(dioxin)、异苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑噻吩，或者这些基团的组合。杂芳基也可经烷基、烷氧基、硫烷基、氟、氟烷基或其他芳基或杂芳基取代。

(非芳族)脂环基团和杂环基既包含饱和的环，即仅含有单键的环，还包含部分不饱和的环，即也可以包含多重键的那些。杂环含有一个或多个杂原子，优选选自Si、O、N、S和Se。

(非芳族)脂环基团和杂环基团可为单环的，即仅含一个环(例如环己烷)，或者是多环的，即含有多个环(例如十氢化萘或者双环辛烷)。特别优选饱和的基团。此外优选具有3-25个C原子的单-、双-或三环状基团，其任选含有稠合环且为任选取代的。进一步优选的是5-、6-、7-或8-元碳环基团，其中此外，一个或多个C原子可被Si替代和/或一个或多个CH基团可被N替代和/或一个或多个不相邻的CH

优选的脂环基团和杂环基团例如为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、硅杂环己烷(silinane)、环己烯、四氢吡喃、四氢噻喃、1,3-二噁烷、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、双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基。

芳基、杂芳基、碳基及烃基任选具有一个或多个取代基，该取代基优选地选自包含以下各者的组：甲硅烷基、磺酸基、磺酰基、甲酰基、胺、亚胺、腈、巯基、硝基、卤素、C

优选的取代基为例如促进可溶性的基团，诸如烷基或烷氧基，吸电子基团，诸如氟基、硝基或腈，或用于增加聚合物的玻璃转变温度(T

优选的取代基为F、Cl、Br、I、-CN、-NO

更优选的取代基例如是F、Cl、CN、NO

本文中，取代基表示的L在每次出现时，相同或不同地为F、Cl、CN、SCN、SF

优选的是L在每次出现时，相同或不同地表示F或具有1至7个C原子的直链或支链、在各情况下任选经氟化的烷基或烷氧基。

“经取代的甲硅烷基或芳基”优选意指经卤素、-CN、R

在一优选实施方案中，Ar

在一尤其优选实施方案中，Ar

甚至更优选地，Ar

尤其优选的是，在式I及II的化合物中，Ar

在另一实施方案中，优选的是，在式I的一种或多种化合物中a及b为0且Ar

在另一实施方案中，优选的是，在式II的一种或多种化合物中c及d为0且Ar

在优选实施方案中，Z

优选地，Z

优选地，R

尤其优选的是，R

在一实施方案中，R

在一优选实施方案中，R

在一尤其优选实施方案中，R

在另一优选实施方案中，基团R

优选地，R

基团R

在一优选实施方案中，a、b、c及d均表示1。然而，在替代实施方案中，a及b中的至少一者表示0且/或c及d中的至少一者表示0也是可能的。因此也有可能a及b两者均为0且/或c及d两者均为0。在a及b中的一者为1且另一者为0且对于c及d同样之情况下，获得不对称化合物。

在一优选实施方案中，X中的至少一者表示CR

式I化合物优选选自式I-a、I-b及I-c的化合物，且式II化合物优选选自式II-a、II-b及II-c的化合物，

其中可变基团具有如上文关于式I及II所阐述的含义，且其中Z

在一实施方案中，提供一种组合物，其包含一种或多种选自式I-i、I-ii及I-iii的化合物的组的化合物，优选为至少一种式I-i的化合物，

及一种或多种选自式II-i、II-ii及II-iii的化合物的组的化合物，优选为至少一种式II-i的化合物，

其中

L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、OH、SCN、SF

对于式I-iii及式II-iii的化合物，优选地，Ar

式I-i的化合物优选选自式I-i-a、I-i-b、I-i-c、I-i-d、I-i-e及I-i-f的化合物，更优选选自式I-i-a及I-i-c的化合物，且式II-i的化合物优选地选自式II-i-a、II-i-b、II-i-c、II-i-d、II-i-e及II-i-f的化合物，更优选选自式II-i-a及II-i-c

其中R

根据本发明的液晶介质优选包含一种或多种选自式I-i-a及/或I-i-c的化合物的组的化合物以及一种或多种式II-i-a的化合物。

在一优选实施方案中，式I化合物选自式I-i-a-1、I-i-a-2及I-i-c-1的化合物，且式II化合物选自式II-i-a-1及II-i-a-2的化合物

其中R

在一尤其优选实施方案中，根据本发明的组合物包含选自式I-1、I-2、I-3及I-4的化合物的至少一种化合物，优选两种或更多种化合物

及选自式II-1、II-2、II-3、II-4及II-5的化合物的至少一种化合物，优选两种或更多种化合物，

优选地，组合物含有两种或更多种式I化合物，优选三种或更多种式I化合物且更优选四种或更多种式I化合物，尤其如上文及下文所描述的各个优选子式。

优选地，组合物含有两种或更多种式II化合物，优选三种或更多种式II化合物且更优选四种或更多种式II化合物，尤其如上文及下文所描述的各个优选子式。

在一尤其优选实施方案中，组合物含有两种、三种或四种，优选三种或四种且尤其三种式I-1、I-2、I-3及I-4的化合物，以及两种或更多种，优选两种、三种或四种式II-1、II-2、II-3、II-4及II-5的化合物。

由于有利的相容性，式I及式II的化合物及如上文所描述的各个优选子式可基本上按需要的任何比例混合。通常，以最低量包含于组合物中的化合物的量与以最高量包含于组合物中的化合物的量的比率在1:1至1:100、优选1:1至1:10范围内。

可有利地选择待包括于组合物中的式I及式II的化合物及各个化合物的量及如上文及下文所描述的各个优选子式，并将其混合从而可获得用于给定应用的所希望或所需的彩色效应。

在一实施方案中，组合物中含有分别具有红色、绿色及蓝色的化合物。在一优选实施方案中，组合物中的化合物在具有一起覆盖整个可见光谱的吸收。以此方式，可获得中性色或黑色外观。此类中性色外观在其中应最小化或避免彩色假像或残余彩色的应用中(例如在某些智能型窗应用中)可为有利的。

进一步发现，在组合物中包括一种或多种近红外染料可为有利的。此提供可有利地促进最小化或甚至避免可见光谱中的残余荧光，使得可避免或至少明显减少不想要的彩色假像，例如红色辉光。

在一尤其优选实施方案中，组合物包含至少一种紫色染料、至少一种蓝色染料、至少一种黄色染料、至少一种红色染料及至少一种近红外染料。

优选地，根据本发明的组合物及液晶介质包含选自以下化合物(1)至(310)的组的一种或多种、优选两种或更多种、更优选三种或更多种且甚至更优选四种或更多种的化合物

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(303)

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(306)

(307)

(308)

(309)

(310)

式I及式II的化合物可通过本身已知的方法或类似于已知方法的方法制备，如描述于文献(例如在诸如Houben-Weyl,Methoden der Organischen Chemie[Methods ofOrganic Chemistry],Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart的标准著作中)，其在已知且适用于所述反应的反应条件下制备。也可使用本身已知但未在此处更详细地提及的变型。

式I及II化合物优选为正二色性染料，亦即具有正各向异性度R的染料。

由平行及垂直配向的分子相对于光的偏振方向的消光系数的值确定包含染料的LC混合物的各向异性度R。

根据本发明，各向异性度R优选地大于0.4，更优选地大于0.6，甚至更优选地大于0.7，且特别地大于0.8。

当光的偏振方向平行于式I及式II化合物的最长分子延伸方向时，吸收率优选达到最高值，且当光的偏振方向垂直于式I及式II化合物的最长分子延伸方向时，其达到最小值。

含于根据本发明组合物中的式I及式II的化合物可有利地用作液晶主体混合物中的客体化合物，尤其用作二色性染料。

已出乎意料地发现，含有根据本发明的二色性染料化合物的组合的整个组合物可在液晶介质中展现优异溶解性。此可确保可实现LC介质中的染料的有意义且有效的浓度，其可有利地促成可切换器件中的可获得的对比率及切换性能。

因此，在本发明的一有利方面中，提供一种液晶介质，除了根据本发明的组合物之外，该液晶介质进一步包含一种或多种介晶化合物。

优选地，组合物的化合物存在于溶液中的液晶介质中。

原则上，适合的主体混合物为适用于常规VA、TN、STN、IPS或FFS显示器中的任何负介电或正介电LC混合物。

适合的LC混合物为本领域中已知的且描述于文献中。用于具有负介电各向异性的VA显示器的LC介质描述于例如EP 1 378 557 A1中。

适用于LCD且尤其适用于IPS显示器的具有正介电各向异性的适合LC混合物从例如JP 07-181 439(A)、EP 0 667 555、EP 0 673 986、DE 195 09 410、DE 195 28 106、DE195 28 107、WO 96/23 851、WO 96/28 521及WO2012/079676已知。

根据本发明的具有负介电各向异性或正介电各向异性的液晶介质的优选实施方案如下所指示。

LC主体混合物优选为向列型LC混合物且优选地不具有手性LC相。

在本发明的一优选实施方案中，LC介质含有具有负介电各向异性的LC主体混合物。因此，在优选实施方案中，根据本发明的介晶介质包含选自以下项目a)至w)的组分：

a)介晶介质，其包含一种或多种选自式CY、PY及AC的化合物的组的化合物：

其中

a表示1或2，

b表示0或1，

c是0、1或2，

d是0或1，

表示

其中各个基团具有以下含义：

各自彼此独立地表示具有1至12个C原子的烷基，此外其中一个或两个不相邻的CH

优选地，L

式CY的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中a表示1或2，alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基，且alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基，且(O)表示氧原子或单键。alkenyl优选表示CH

式PY的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基，且alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基，且(O)表示氧原子或单键。alkenyl优选表示CH

式AC的化合物优选选自以下子式的化合物的组：

b)介晶介质，其另外包含一种或多种下式的化合物：

其中各个基团具有以下含义：

式ZK的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基，且alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基。alkenyl优选表示CH

尤其优选的是式ZK1及ZK3的化合物。

式ZK的尤其优选化合物选自以下子式：

其中丙基、丁基及戊基是直链基团。

最优选的是式ZK1a及ZK3a的化合物。

c)介晶介质，其另外包含一种或多种下式的化合物：

其中各个基团在每次出现时相同或不同地具有以下含义：

e表示1或2。

式DK的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基，且alkenyl表示具有2至6个C原子的直链烯基。alkenyl优选表示CH

优选的是式DK1、DK4、DK7、DK 9、DK10及DK11的化合物。

d)介晶介质，其另外包含一种或多种下式的化合物：

其中各个基团具有以下含义：

其中至少一个环F不同于亚环己基，

f表示1或2，

优选地，两个基团L

式LY的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中R

e)介晶介质，其另外包含一种或多种选自由以下子式组成的组的化合物：

其中alkyl表示C

f)介晶介质，其另外包含一种或多种选自由以下子式组成的组的化合物：

其中R

g)介晶介质，其另外包含一种或多种选自由以下子式组成的组的联苯化合物：

其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基，且alkenyl及alkenyl*各自彼此独立地表示具有2至6个C原子的直链烯基。alkenyl及alkenyl*优选表示CH

LC混合物中式B1对B3的联苯比率优选为至少3重量％、具体而言≥5重量％。

式B2的化合物是尤其优选的。

式B1至B3的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中alkyl*表示具有1至6个C原子的烷基。本发明的介质尤其优选包含一种或多种式B1a和/或B2c的化合物。

h)介晶介质，其另外包含一种或多种下式的联三苯化合物：

其中R

各自彼此独立地表示

其中L

式T的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中R表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基，R*表示具有2-7个C原子的直链烯基，(O)表示氧原子或单键，且m表示1至6的整数。R*优选表示CH

R优选表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基。

i)介晶介质，其另外包含一种或多种下式O的化合物：

其中

o是1或2。

式O的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中R

优选的介质包含一种或多种选自式O3、O4及O5的化合物。

k)介晶介质，其另外优选以＞3重量％、具体而言≥5重量％且非常特别优选5-30重量％的量包含一种或多种下式的化合物：

其中

式FI的尤其优选化合物选自由以下子式组成的组：

其中R

l)介晶介质，其另外包含一种或多种选自由以下子式组成的组的化合物：

其中R

m)介晶介质，其另外包含一种或多种含有四氢萘基或萘基单元的化合物，例如选自由以下子式组成的组的化合物：

其中

且R

n)介晶介质，其另外包含一种或多种下式的二氟二苯并色满和/或色满：

其中

c是0、1或2，

其量优选为3至20重量％、具体而言3至15重量％的量。

式BC、CR及RC的尤其优选化合物选自由以下子式组成的组：

其中alkyl及alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基，(O)表示氧原子或单键，c是1或2，且alkenyl及alkenyl*各自彼此独立地表示具有2至6个C原子的直链烯基。alkenyl及alkenyl*优选表示CH

非常特别优选的是包含一种、两种或三种式BC-2化合物的混合物。

o)介晶介质，其另外包含一种或多种下式的氟化菲和/或二苯并呋喃：

其中R

式PH及BF的尤其优选化合物选自由以下子式组成的组：

其中R及R’各自彼此独立地表示具有1-7个C原子的直链烷基或烷氧基。

p)介晶介质，其另外包含一种或多种下式的单环化合物

其中

优选地，L

式Y的化合物优选选自由以下子式组成的组：

其中Alkyl及Alkyl*各自彼此独立地表示具有1-6个C原子的直链烷基，Alkoxy表示具有1-6个C原子的直链烷氧基，Alkenyl及Alkenyl*各自彼此独立地表示具有2至6个C原子的直链烯基，且O表示氧原子或单键。Alkenyl及Alkenyl*优选表示CH

式Y的尤其优选化合物选自由以下子式组成的组：

其中Alkoxy优选表示具有3、4或5个C原子的直链烷氧基。

q)介晶介质，其包含1至15种、优选3至12种式CY1、CY2、PY1、PY2、AC1、AC2和/或AC3的化合物。这些化合物在混合物中作为整体的比例优选为20至99％、更优选30至95％、尤其优选40至90％。这些各个化合物的含量在每一情形中优选为2至20％。

r)介晶介质，其包含1至10种、优选1至8种式ZK的化合物、具体而言式ZK1、ZK2和/或ZK6的化合物。这些化合物在混合物中作为整体的比例优选为3至25％、尤其优选5至45％。这些各个化合物的含量在每一情形中优选为2至20％。

s)介晶介质，其中式CY、PY及ZK的化合物在混合物中作为整体的比例大于70％、优选大于80％。

t)介晶介质，其含有一种或多种、优选1至5种选自式PY1-PY8、非常特别优选式PY2的化合物。这些化合物在混合物中作为整体的比例优选为1至30％、尤其优选2至20％。这些各个化合物的含量在每一情形中优选为1至20％。

u)介晶介质，其含有一种或多种、优选1、2或3种式T2的化合物。这些化合物在混合物中作为整体的含量优选为1至20％。

本发明的LC介质优选以0.5-30重量％、具体而言1-20重量％的量包含式T和优选其子式的联三苯。

尤其优选的是式T1、T2、T3及T21的化合物。在这些化合物中，R优选表示烷基、此外烷氧基，其各自具有1-5个C原子。

若欲使混合物的Δn值≥0.1，则在本发明的混合物中优选使用联三苯。优选混合物包含2-20重量％的一种或多种式T的联三苯化合物、优选选自化合物T1至T22的组。

v)介晶介质，其含有一种或多种、优选1、2或3种式BF1和/或BSF1的化合物。这些化合物在混合物中作为整体的总含量优选为1至15％、优选2至10％、尤其优选4至8％。

v)优选的介质包含一种或多种式O、优选选自式O3、O4及O5的化合物，其总浓度为2至25％、优选3至20％、尤其优选5至15％。

w)优选的介质包含一种或多种式DK、优选选自式DK1、DK4、DK7、DK9、DK10及DK11的化合物。式DK9、DK10及DK11的化合物的总浓度优选为2至25％、更优选3至20％、尤其优选5至15％。

在本发明的另一优选实施方案中，LC介质含有具有正介电各向异性的LC主体混合物。因此，在另外优选实施方案中，根据本发明的介晶介质包含选自以下项目aa)至zz)的组分：

aa)包含一种或多种选自如下文所阐述的式IIA至VIII的化合物的组的化合物，特别是式IIA及III的化合物的介晶介质

其中

式IIA化合物优选选自下式：

其中R

式III化合物优选选自下式：

其中R

bb)介晶介质可替代地、或者另外包含一种或多种选自下式的化合物：

其中

r表示0或1，且

s表示0或1；

-式IV化合物优选选自下式：

其中R

-式V化合物优选选自下式：

其中R

-式VI化合物优选选自下式：

其中R

-式VII化合物优选选自下式：

其中R

cc)介晶介质，其另外包含一种或多种选自以上所给出式ZK1至ZK10的化合物。尤其优选的是式ZK1及ZK3的化合物。尤其优选的式ZK化合物选自子式ZK1a、ZK1b、ZK1c、ZK3a、ZK3b、ZK3c及ZK3d。

dd)介晶介质另外包含一种或多种选自以上所给出式DK1至DK12的化合物。尤其优选化合物是DK1、DK4、DK7、DK9、DK10及DK11。

ee)介晶介质另外包含一种或多种选自下式的化合物：

其中X

L表示H或F，且

“alkenyl”表示C

ff)式DK-3a及IX的化合物优选选自下式：

其中“alkyl”表示C

gg)介质另外包含一种或多种选自以上所给出式B1、B2及B3、优选选自式B2的化合物。式B1至B3的化合物尤其优选选自式B1a、B2a、B2b及B2c。

hh)该介质另外包含一种或多种选自下式的化合物：

其中L

ii)该介质包含一种或多种下式的化合物：

其中R

和

式XI及XII化合物优选选自下式：

其中R

本发明的混合物尤其优选包含至少一种式XIIa和/或XIIe的化合物。

jj)介质包含一种或多种上文所给出式T、优选选自式T21至T23及T25至T27的化合物的组的化合物。

尤其优选的是式T21至T23的化合物。非常尤其优选的是下式化合物

kk)介质包含一种或多种选自上文所给出式DK9、DK10及DK11的组的化合物。

ll)该介质另外包含一种或多种选自下式的化合物：

其中R

本发明的混合物尤其优选包含一种或多种式XVIII-a的化合物，

其中R

mm)该介质另外包含一种或多种式XIX的化合物，

其中R

在式XIX中，X

-式XIX化合物优选选自下式：

其中R

-R

nn)介质包含一种或多种上文所给出式G1至G4、优选选自G1及G2的化合物，其中alkyl表示C

oo)该介质包含一种或多种下式的化合物：

其中R

pp)介质包含一种或多种以下嘧啶的化合物或下式的吡啶化合物

其中R

qq)介质包含两种或更多种式XII、具体而言式XIIa和/或XIIe的化合物。

rr)介质包含2-30重量％、优选3-20重量％、尤其优选3-15重量％的式XII化合物。

ss)除式XII的化合物外，介质包含选自式IIA-XVIII的化合物的组的其他化合物。

tt)式IIA-XVIII的化合物在混合物中作为整体的比例以重量计为40％至95％、优选50％至90％、尤其优选55％至88％。

uu)介质优选包含以重量计10-40％、更优选12-30％、尤其优选15-25％的式IIA和/或III化合物。

vv)介质包含1-10重量％、尤其优选2-7重量％的式XV和/或XVI的化合物。

ww)介质包含至少一种式XIIa的化合物和/或至少一种式XIIe的化合物及至少一种式IIIa和/或IIAa的化合物。

xx)优选的介质以2至25％、优选3至20％、尤其优选5至15％的总浓度包含一种或多种式O、优选选自式O3、O4及O5的化合物。

yy)优选的介质包含一种或多种式DK、优选选自式DK1、DK4、DK7、DK 9、DK10及DK11的化合物。式DK9、DK10及DK11的化合物的总浓度优选为2至25％、更优选3至20％、尤其优选5至15％。

zz)优选的介质以10至80重量％、优选12至75重量％、尤其优选15至70重量％的浓度包含一种或多种式IV至VI、优选选自式IVa、IVb、IVc、IVd、Va、Vc及VIb的化合物的组的化合物。

在介质具有负介电各向异性的情况下，介电各向异性值(Δε)优选地在-2.0至-8.0范围内，更优选地在-3.0至-6.0范围内，且尤其优选-3.5至-5.0。

在介质具有正介电各向异性的情况下，Δε值优选地在3.0至60.0范围内，更优选地在5.0至30.0范围内，且尤其优选8.0至15.0。

根据本发明的液晶介质的清亮点优选为70℃或更高，更优选80℃或更高，甚至更优选90℃或更高，再更优选105℃或更高，且尤其优选110℃或更高。在一实施方案中，根据本发明的液晶介质的清亮点在70℃至170℃范围内。

在使用液晶介质的器件的性能及可靠性方面，如所定义的高清亮点可为有益的。特别地，介质可在适合的广泛温度范围内及还在高温下维持其功能特性。这可尤其有利于在窗元件中用于调节日光的传递，尤其在窗元件曝露于日光的直接或长期照射时尤其如此。高清亮点也可促成液晶主体分子的有利地高度有序性，且因此促成典型工作温度下的二色性染料客体分子，其可增加切换状态之间的可获得的对比度。

清亮点，尤其向列型相与各向同性相之间的相变温度可通过通常已知的方法，例如使用Mettler烘箱、偏振显微镜下的热台或差示扫描量热法(DSC)分析测量及测定。根据本发明，优选使用Mettler烘箱测定清亮点。

根据本发明的介质的向列相优选至少自-10℃或更低延伸至70℃或更高。甚至更广的向列相范围是更优选的，特别地延伸至85℃或更高，更优选地至少自-20℃或更低延伸至100℃或更高，且尤其优选自-30℃或更低延伸至110℃或更高。

在本发明的一优选实施方案中，液晶介质的双折射率(Δn)在0.040或更大至0.080或更低范围内，更优选地在0.045或更大至0.070或更低范围内，且最优选在0.050或更大至0.060或更低范围内。在此实施方案中，介电各向异性为正或负，优选为负。

在本发明的另一优选实施方案中，液晶介质的Δn在0.075或更大至0.130或更低的范围内，更优选地在0.090或更大至0.125或更低的范围内，且最优选在0.095或更大至0.120或更低的范围内。

在本发明的又一优选实施方案中，液晶介质的Δn在0.100或更大至0.200或更低的范围内，更优选地在0.110或更大至0.180或更低的范围内，且最优选在0.120或更大至0.160或更低的范围内。

按全部介质的总重量计，如上文及下文所阐述的选自式I化合物的组的一种或多种化合物及选自式II化合物的组的一种或多种化合物中的每一者优选以0.005重量％至12.5重量％，更优选0.01重量％至10重量％，甚至更优选0.025重量％至7.5重量％，又甚至更优选0.05重量％至5重量％，再甚至更优选0.1重量％至2.5重量％且尤其优选0.25重量％至1重量％的比例存在于液晶介质中。

优选地，选自式I的化合物的组的一种或多种化合物及选自式II的化合物的组的一种或多种化合物以总浓度存在于整体液晶介质中，该总浓度在0.01重量％至30重量％、更优选0.025重量％至25重量％、甚至更优选0.05重量％至15重量％、再甚至更优选0.1重量％至10重量％且尤其优选0.5重量％至5重量％范围内。

介质优选包含两种、三种、四种、五种、六种、七种或八种式I化合物及两种、三种、四种、五种、六种、七种或八种式II化合物。

根据本发明的LC介质优选为向列液晶。

然而，在一实施方案中，也有可能向LC介质中添加手性化合物(尤其一种或多种手性掺杂剂)，以产生手性向列型或相应的胆甾醇型LC介质。在此方面，适合的手性化合物及常见程序在本领域已知，且表F列举可添加至LC介质中的尤其优选的手性化合物。

根据本发明的介质以本身常规的方式来制备。一般而言，优选在高温下使组分相互溶解。混合优选在惰性气氛下，例如在氮气或氩气下进行。随后优选在高温下，更优选在高于40℃下且尤其优选在高于50℃下添加式I及式II的染料及任选的其他二色性染料。一般而言，将以较小量使用的所需量的组分溶解于构成主要成分的组分中。也可能将组分于有机溶剂中(例如于丙酮、甲苯、氯仿或甲醇中)的溶液混合，且例如通过在混合之后蒸馏来再次移除溶剂。

此外，本发明涉及一种制备根据本发明的液晶介质的方法。

本发明进一步涉及包含根据本发明的组合物的LC介质在宾主类型的液晶器件中的用途，其中该器件尤其为窗组件或显示器。在器件中，根据本发明的组合物及介质优选提供于一个或多个切换层中。

本发明进一步涉及含有根据本发明的LC介质的宾主类型的液晶显示器。

此外本发明涉及包含根据本发明的组合物的液晶介质在用于调节能量从外部空间进入内部空间的传递的器件中的用途。

尤其优选的是，除式I及II的化合物以外，根据本发明的组合物及LC介质不含有其他染料，尤其不含有其他二色性染料。这意指在此实施方案中，组合物及LC介质仅包括符合如当前所定义的式I及式II的染料化合物。

在一优选实施方案中，组合物由如本文所定义的一种或多种式I化合物及一种或多种式II化合物组成。

然而，在一替代实施方案中，除式I及II的化合物以外，组合物及液晶介质还包含具有不同于式I及II的结构的其他二色性染料。在此情况下，组合物及LC介质优选包含具有不同于式I及II的结构的一种、两种、三种或四种其他染料、更优选两种或三种其他染料且最优选两种其他染料。

关于二色性的特性，针对式I及II化合物所述的优选特性对于任选的其他二色性染料也是优选的。

组合物、LC介质及交换层中LC介质的二色性染料的吸收光谱优选彼此互补，其方式为使得眼睛出现黑色的印象。根据本发明的液晶介质的染料优选覆盖可见光谱的大部分、更优选整个部分。可制备对眼睛呈现黑色或灰色的染料的混合物的精确方式为本领域技术人员已知的，且描述于例如M.Richter,Einführung in die Farbmetrik[Introduction to Colorimetry],第2版,1981,ISBN 3-11-008209-8,Walter deGruyter&Co中。

染料混合物的颜色位置的设定描述于比色区中。为此目的，根据朗伯-比尔定律(Lambert-Beer law)计算各个染料的光谱而得到总光谱，且在相关照射，例如日光光源D65下根据比色法规则转化成对应颜色位置及亮度值。白点的位置是通过各个光源(例如D65)固定且在表中，例如在上文参考中给出。可通过改变不同染料的比例来设定不同颜色位置。

根据一优选实施方案，组合物、LC介质及切换层中的LC介质包含一种或多种二色性染料，其吸收红色及NIR区域中的光，即波长为600nm至2000nm，优选在600nm至1800nm的范围内，尤其优选在650nm至1300nm的范围内。

在组合物及LC介质含有除选自式I及II化合物的组外的化合物之外还进一步含有至少一种二色性染料的情形下，该至少一种其他二色性染料优选选自偶氮染料、蒽醌、次甲基化合物、甲亚胺化合物、部花青素化合物、萘醌、四嗪、苝、联三萘嵌苯、联四萘嵌苯、高级萘嵌苯、吡咯亚甲基、噻二唑、镍二硫醇烯(nickel dithiolene)、(金属)酞菁、(金属)萘酞菁及(金属)卟啉。在这些中，尤其优选为偶氮染料及噻二唑。

在一实施方案中，其他二色性染料优选选自指明于B.Bahadur,Liquid Crystals-Applications and Uses,第3卷,1992,World Scientific Publishing,第11.2.1章中的染料类别，且尤其优选选自在其中呈现的表中所给出的明确化合物。

所述染料属于本领域技术人员所已知的二色性染料类别且已经描述于文献中。因此，例如，蒽醌染料描述于EP 34832、EP 44893、EP 48583、EP 54217、EP 56492、EP 59036、GB 2065158、GB 2065695、GB 2081736、GB 2082196、GB 2094822、GB 2094825、JP-A 55-123673、DE 3017877、DE 3040102、DE 3115147、DE 3115762、DE 3150803及DE 3201120中，萘醌染料描述于DE 3126108及DE 3202761中，偶氮染料描述于EP 43904、DE 3123519、WO82/2054、GB 2079770、JP-A 56-57850、JP-A 56-104984、US 4308161、US 4308162、US4340973、T.Uchida、C.Shishido、H.Seki及M.Wada:Mol.Cryst.Lig.Cryst.39,39-52(1977)、及H.Seki、C.Shishido、S.Yasui及T.Uchida:Jpn.J.Appl.Phys.21,191-192(1982)中，且苝描述于EP 60895、EP 68427及WO 82/1191中。萘嵌苯染料描述于例如EP 2166040、US 2011/0042651、EP 68427、EP 47027、EP 60895、DE 3110960及EP 698649中。

下文展示可存在于器件的组合物、LC介质及切换层中的优选的其他二色性染料的实例

根据本发明的组合物及液晶介质可另外包括适合的添加剂及辅助材料。

在一实施方案中，组合物及LC介质包含一种或多种淬灭剂化合物。若组合物及介质包含一种或多种荧光染料，则此为尤其优选的。

淬灭剂化合物是淬灭荧光的化合物。在该过程中，淬灭剂化合物可吸收材料中相邻的分子(例如荧光染料)的电子激发能，且经历跃迁进入电子激发态中。由此待淬灭的荧光染料转换成电子基态，且因此阻止发射荧光或经历后续反应。淬灭剂化合物自身经由无辐射去活化或通过发射光返回至基态，且再次可用于其他淬灭。

淬灭剂化合物可在材料中具有各种功能。首先，淬灭剂化合物可通过使电子激发能量失活而有助于延长染料系统的寿命。其次，淬灭剂化合物可消除额外彩色效应。

本发明的器件优选适于调节呈日光形式的能量从环境进入内部空间中的传递。待调节的能量传递在此处是发生在从环境(即，外部空间)至内部空间中。

内部空间在此处可以是实质上与环境隔绝的任何期望空间，例如建筑物、运载工具或容器。

因此，本发明进一步涉及器件用于调节能量从外部空间至内部空间中的传递的用途。

然而，器件也可用于美观的房间设计，例如用于光及色彩效应。举例而言，可将含有门及墙壁元件的灰色或彩色的本发明器件切换为透明的。此外，器件也可包含调节亮度的白色或有色平面背光或借助蓝色客体-主体显示器调节色彩的黄色平面背光。在器件中使用玻璃基板的情况下，本发明器件的一个或两个玻璃侧可提供有用于光的耦合输出和/或用于生成光效应的粗糙或结构化玻璃。

在其他替代用途中，该器件用于调节例如护目镜、遮阳板或太阳镜中光对眼睛的入射，其中该器件在一种切换状态下使光对眼睛的入射保持是低的，且在另一种切换状态下以较小的程度使光的入射减少。

本发明的器件优选配置于相对较大的二维结构的开口中，其中该二维结构自身仅容许能量稍微通过或根本不容许通过，且其中该开口具有相对较高能量透射率。二维结构优选是内部空间至外部的壁或另一边界。另外，二维结构优选覆盖与本发明器件布置于其中的开口至少相等大小的面积，尤其优选为其至少两倍的面积。

器件的特征优选在于其具有至少0.05m

器件优选容纳于建筑物、容器、运载工具或另一实质上封闭空间中的具有相对较高能量透射率的开口中，如上文所述。该器件通常可用于任何期望内部空间中，尤其若其与环境仅具有有限的空气交换且具有可从外部输入呈光能形式的能量的光透射边界表面。尤其优选该器件用于通过光透射区域(例如穿过窗区域)经受强日晒的内部空间的用途。

本发明器件是可切换的。切换在此处意指通过器件改变能量的通过。本发明的器件优选为电可切换的，如例如在WO 2009/141295及WO 2014/090373中所述。

然而，器件也可为可热切换的，如例如WO 2010/118422中所描述。在此情况下，切换优选地通过经由包含液晶介质中的式I及式II的切换层的温度的变化从向列状态转变为各向同性状态来进行。在向列状态下，液晶介质的分子呈有序形式，且因此例如经由配向层的作用而平行于器件的表面配向的式I及II的化合物也呈有序形式。在各向同性状态下，分子呈无序形式，且因此式I及II化合物也呈无序形式。根据二色性化合物视关于光的偏振平面的配向而定而具有更高或更低吸光系数的原理，二色性化合物的有序与无序存在之间的差异造成根据本发明的器件的切换层的透光率的差异。

在器件可电切换的情况下，其优选地包含两个或更多个电极，该电极优选地安装在切换层的两侧上。电极优选地由ITO或薄(优选透明)金属及/或金属氧化物层组成，例如银或FTO(氟掺杂的氧化锡)或本领域中已知用于此用途的替代性材料。电极优选地具有电连接。电压优选地由电池、可再充电电池或外部电源(特别是外部电源)提供。

在电切换的情况下，通过施加电压(重新)配向液晶介质的分子来进行切换操作。

在一优选实施方案中，器件从具有高吸收率(即低透光率)的状态(其在无电压下存在)转化成具有较低吸收率(即较高透光率)的状态。切换层的液晶介质在两种状态下均优选为向列的。无电压状态优选地特征在于液晶介质的分子，且因此式I及II化合物的分子平行于切换层的平面配向。这优选通过对应所选择的配向层来实现。施加电压的状态优选地特征在于液晶介质的分子，且因此式I及II的化合物的分子垂直于切换层的平面。

在一替代实施方案中，器件由具有低吸收率(即高透光率)的状态(其在无电压下存在)转化成具有较高吸收率(即较低透光率)的状态。切换层的液晶介质在两种状态下均优选为向列的。无电压状态优选地特征在于切换层的液晶介质的分子，且因此式I及II的化合物的分子垂直于切换层的平面配向。这优选通过对应所选择的配向层来实现。施加电压的状态优选地特征在于切换层的液晶介质的分子，且因此式I及II的化合物的分子平行于切换层的平面。

本发明器件优选具有以下层序列，其中可另外存在其他层。下文所指示的层在器件中优选彼此直接相邻的：

-基板层，其优选地包含玻璃或聚合物

-导电透明层，其优选地包含ITO

-配向层

-切换层，其包含根据本发明的组合物，优选为包含该组合物的LC介质，

-配向层

-导电透明层，其优选地包含ITO

-基板层，其优选地包含玻璃或聚合物。

根据本发明的器件优选地包含一个或多个，尤其优选两个配向层。配向层优选地直接地邻接包含式I及II的化合物的切换层的两侧。

用于根据本发明的器件中的配向层可为本领域技术人员已知用于此目的的任何所需层。优选的为聚酰亚胺层，尤其优选为包含经摩擦聚酰亚胺的层。在一实施方案中，提供平面配向，其中更优选地可设置略微预倾斜角。在一替代实施方案下，提供垂面配向，其中更优选地设置高预倾斜角。

另外，可使用通过对偏振光的暴露方法获得的聚合物作为配向层以实现液晶介质的化合物与配向轴一致的配向(即，光配向)。

本发明器件中的切换层进一步更优选配置于两个基板层之间或由其封闭。基板层可由例如玻璃或聚合物、优选光透射聚合物组成。

该器件的特征优选在于其不包含基于聚合物的偏振器，尤其优选不包含呈固体材料相的偏振器，且非常特别优选根本不包含偏振器。因此，在一尤其优选实施方案中，器件(尤其用于调节能量从外部空间进入内部空间的传递的器件)及窗元件不包括偏振器。

然而，根据一个替代性实施方案，器件也可包含一个或多个偏振器。在此情况下，偏振器优选为线性偏振器。在此替代性实施方案中，优选的是器件仅包括一个偏振器。若存在正好一个偏振器，则优选使用Heilmeier型宾主配置。任选可采用吸收性及反射性偏振器两者。优选使用呈薄光学膜形式的偏振器。

在一优选实施方案中，根据本发明的器件为窗的组件，更优选地包含至少一个玻璃表面的窗组件，尤其优选隔绝玻璃单元的组件。

此处窗尤其意指建筑物、汽车、市售车辆、船、火车、飞机等中的结构，其包含框架及由此框架围绕的至少一个基板或窗格，例如塑料基板或玻璃窗格。在一优选实施方案中，尤其对于建筑应用，窗优选包含隔热框架及两个或更多个玻璃窗格，即多窗格隔热玻璃。

根据一个优选实施方案，本发明的器件直接应用于窗户的玻璃表面上(例如通过层合)，尤其优选应用于在多窗格绝缘玻璃的两个玻璃窗格之间的间隙中。

此外，本发明涉及一种包含根据本发明的器件的窗，其优选具有上文所表示的优选特征。

除用作染料以外，由于根据本发明的组合物的电子特性，这些组合物还适用作有机半导体。

因此此外，本发明涉及组合物在有机电子组件中的用途，该有机电子组件诸如有机发光二极管(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)、印刷电路、射频识别元件(RFID)、照明元件、光伏器件及光学传感器。

由于根据本发明的组合物的有色本质及在有机材料中的良好溶解性，其特别适用作染料组合物。因此，本发明同样涉及组合物用于聚合物的着色的用途。

在本发明且尤其在以下实施例中，介晶化合物的结构是借助缩写(也称为首字母缩略词)来指示。在该这些首字母缩略词中，使用下表A至C将化学式缩写如下。所有基团C

表A：环要素

表B：键联基团

表C：端基

与彼此和与其他一起使用

其中n及m各自表示整数，且三点“...”为来自此表的其他缩写的占位符。

下表展示说明性结构以及其各个缩写。展示这些以便说明缩写规则的含义。此外，其表示优选使用的化合物。

表D：说明性结构

其中n、m及l优选彼此独立地表示1至9，更优选1至7。

下表(表E)展示可任选用作本发明的介晶介质中的稳定剂的说明性化合物。

表E

表E展示可添加至根据本发明的LC介质中的可能稳定剂，其中n表示1至12的整数，优选地1、2、3、4、5、6、7或8。

LC介质优选地包含0至10重量％、尤其1ppm至5重量％、尤其优选地10ppm至1重量％的稳定剂。

下表F显示可优选在根据本发明的介晶介质中用作手性掺杂剂的说明性化合物。

表F

在本发明的一实施方案中，介晶介质包含一种或多种选自来自表F的化合物的组的化合物。

根据本发明的介晶介质优选地包含两种或更多种，优选四种或更多种选自来自上文表D、E及F的化合物的组的化合物。

根据本发明的液晶介质优选地包含七种或更多种，优选八种或更多种选自来自表D的化合物的组的各个化合物，优选三种或更多种，尤其优选四种或更多种具有选自表D中展示的式的不同式。

根据本发明的LC介质也可包含其中例如H、N、O、Cl或F经对应同位素替代的化合物。

除非另外明确指示，否则本文中给出的所有百分比数据及量比率为重量％。

除非另外明确指示，所有物理性质均根据“Merck Liquid Crystals,PhysicalProperties of Liquid Crystals”,Status 1997年11月,Merck KGaA,Germany测定，且应用20℃的温度。除非另外明确指示，否则在每一情形中Δn的值是在589nm下测定，且Δε的值是在1kHz下测定。n

各向异性度R是由混合物的消光系数E(p)的值(混合物在分子平行于光的偏振方向配向的情形下的消光系数)及消光系数E(s)的值(混合物在分子垂直于光的偏振方向配向的情形下的消光系数)测定，在每一情形中均是在所讨论染料的吸收带最大值的波长下。若染料具有多个吸收带，则通常选择最强吸收带。混合物分子的配向是通过配向层实现，如本领域所知。为消除液晶介质、其他吸收或反射的影响，每一测量均针对不含染料的同一混合物进行，并减去所获得的值。

测量是使用振动方向平行于配向方向(E(p)的测定)或垂直于配向方向(E(s)的测定)的线偏振光。此可通过线性偏振器实现，其中偏振器相对于器件旋转以实现两个不同的偏振方向。由此经由入射偏振光的偏振方向的旋转进行E(p)及E(s)的测量。

各向异性度R是由E(s)及E(p)的所得值根据以下公式计算

R＝[E(p)-E(s)]/[E(p)+2*E(s)]，

如尤其在“Polarized Light in Optics and Spectroscopy”,D.S.Kliger等人，Academic Press,1990中所指示。用于测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也在B.Bahadur,Liquid Crystals-Applications and Uses,第3卷,1992,World Scientific Publishing,部分11.4.2中给出。

以下实施例仅用于说明本发明，它们不应视为以任何方式限制本发明的范围。根据本公开，实施例和变体或它们的其他等同物对于本领域技术人员而言将变得显然可见。

实施例

在实施例中，

Δn表示在20℃和589nm下的光学各向异性，

ε||表示在20℃和1kHz下平行于指向矢的介电常数，

Δε表示在20℃和1kHz下的介电各向异性，

cl.p.,T(N,I)表示清亮点[℃]，

除非另外明确指出，否则本发明的术语“阈值电压”涉及电容性阈值(V

参考实施例1

制备液晶基底混合物B-1且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例2

制备液晶基底混合物B-2且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

通过将99.97％的混合物B-2与0.03％的下式化合物混合来制备主体混合物H-2

混合物C-2是通过以下制备：将99.95％的混合物H-2与0.05％的如上文表F中所述的式S-811化合物混合。

参考实施例3

制备液晶基底混合物B-3且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例4

制备液晶基底混合物B-4且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例5

制备液晶基底混合物B-5且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例6

制备液晶主体混合物B-6且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例7

制备液晶基底混合物B-7且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

主体混合物H-7是通过以下制备：将98.41％的混合物B-7与1.59％的如上文表F中所述的式R-5011化合物混合。

参考实施例8

制备液晶基底混合物B-8且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例9

制备液晶基底混合物B-9且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

通过将99.97％的混合物B-9与0.03％的下式化合物混合来制备主体混合物H-9

参考实施例10

制备液晶基底混合物B-10且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例11

制备液晶基底混合物B-11且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例12

制备液晶基底混合物B-12且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例13

制备液晶基底混合物B-13且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例14

制备液晶基底混合物B-14且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例15

制备液晶基底混合物B-15且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例16

制备液晶基底混合物B-16且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例17

制备液晶基底混合物B-17且对其通用物理特性进行表征，其具有如下表所表示的组成及特性。

参考实施例18

测定式I-1、I-2、I-3、I-4、II-1、II-4及II-5的各个化合物的相应特性。

下表展示化合物的各向异性度测定值。

式I-1、I-2、I-3、I-4、II-1、II-4及II-5的化合物中的每一者自身在参考实施例1中所示的基础混合物B-1及参考实施例8中所示的基础混合物B-8中具有充足溶解性。

对于式I-1、I-2、I-3、I-4、II-1、II-4及II-5的化合物中的每一者，使用来自MTS-Atlas的Suntest CPS+在42℃及70℃的黑色标准温度下研究在基础混合物B-1及B-8中针对曝光的稳定性随时间的变化。所有化合物单独地展现充足稳定性，然而，式II-1、式II-4及式II-5的化合物单独地展示与式I-1、I-2、I-3及I-4的相应化合物的性能相比较略微较小的稳定性。

比较实施例1

通过将以下混合来制备混合物CM-1：99.007％的如上文参考实施例2中所描述的混合物H-2与0.195％的式I-1化合物、0.064％的下式化合物

0.100％的下式化合物

及0.634％的下式化合物

将混合物CM-1填充至具有反向平行聚酰亚胺配向层及23.7μm的盒间隙的测试盒中。强残余荧光肉眼可见。

比较实施例2

通过将以下混合来制备混合物CM-2：96.350％的如上文参考实施例1中所述的混合物B-1与0.050％的下式化合物

将混合物CM-2填充至具有反向平行聚酰亚胺配向层及11.6μm的盒间隙的测试盒中。仍观测到相对强的残余荧光。

在下文中，研究包含对于根据本发明的染料的组合物及介质的物理特性及其用于调节能量传输的器件中的适合性。

实施例1

通过将以下混合来制备混合物M-1：98.919％的如上文参考实施例1中所描述的混合物B-1与0.030％的如上文比较实施例2中所展示的化合物ST-1、0.030％的式I-1化合物、0.230％的式I-2化合物、0.137％的式I-4化合物、0.272％的式II-1化合物及0.382％的式II-4化合物。

将混合物M-1填充至具有反向平行聚酰亚胺配向层及23.7μm的盒间隙的测试盒中。仅观测到弱残余荧光。

实施例2

通过将以下混合来制备混合物M-2：94.905％的如上文参考实施例1中所描述的混合物B-1与0.050％的如上文比较实施例2中所展示的化合物ST-1、0.434％的式I-1化合物、0.997％的式I-2化合物、0.849％的式I-3化合物、1.300％的式II-1化合物及1.465％的式II-4化合物。

所组合的染料化合物在主体混合物中展示优异的溶解性及优异的针对热及光的稳定性。

将混合物M-2填充至具有反向平行聚酰亚胺配向层的可电切换的测试盒中，其中切换层的厚度为25μm。评估对于亮态及暗态的性能。根据标准EN410执行测量。

确定以下值：

透光率τ

色度坐标x(暗态)： 0.321

色度坐标y(暗态)： 0.355

色度坐标x(亮态)： 0.321

色度坐标y(亮态)： 0.355。

根据CIE 1931 2°标准观测器测定色度坐标或颜色坐标。

使用分光亮度计分别在300nm、350nm、400nm、450nm、500nm及550nm的激发波长下进行荧光测量。未观测到可见光谱范围内的可辨别的残余荧光。

将混合物M-2填充至具有Heilmeier配置、使用ITOS XP-40HT偏振器、具有反向平行聚酰亚胺配向层及12μm的切换层厚度的可电切换的测试盒中。评估对于亮态及暗态的性能。根据标准EN410执行测量。

确定以下值：

透光率τ

色度坐标x(暗态)： 0.301

色度坐标y(暗态)： 0.323

色度坐标x(亮态)： 0.324

色度坐标y(亮态)： 0.354。

混合物M-2良好地适用于调节能量从外部空间进入内部空间中的传递的器件，例如窗中。

实施例3

以下混合物M-3-1、M-3-2、M-3-3、M-3-4及M-3-5通过将基础混合物B-1分别与根据下表的额外化合物混合来制备。

将混合物M-3-1、M-3-2、M-3-3、M-3-4及M-3-5分别填充至具有Heilmeier配置、使用ITOS XP-40HT偏振器、具有反平行聚酰亚胺配向层及11.6μm的切换层厚度的可电切换的器件中。

评估对于亮态及暗态的性能。根据标准EN410执行测量。

使用分光亮度计分别在300nm、350nm、400nm、450nm、500nm及550nm的激发波长下进行荧光测量。对于混合物M-3-1、M-3-2、M-3-3、M-3-4及M-3-5，未观测到可见光谱范围内的可辨别的残余荧光。

混合物M-3-1、M-3-2、M-3-3、M-3-4及M-3-5良好地适用于调节能量从外部空间进入内部空间中的传递的器件，例如窗中。

实施例4

通过将以下混合来制备混合物M-4：94.367％的如上文参考实施例1中所描述的混合物B-1与0.369％的式I-1化合物、1.192％的式I-2化合物、0.699％的式I-4化合物、1.636％的式II-1化合物、1.187％的式II-4化合物、0.150％的如上文比较实施例2中所展示的化合物ST-1、0.150％的下式化合物

及0.250％的下式化合物

将混合物M-4填充至具有23.6μm的盒间隙的测试盒中。使用来自MTS-Atlas的Suntest CPS+在70℃的黑色标准温度下研究M-4针对曝光的稳定性随时间的变化。在超过26周的时间段内未观测到颜色变化。

实施例5

通过将以下混合来制备混合物M-5：94.667％的如上文参考实施例1中所描述的混合物B-1与0.369％的式I-1化合物、1.192％的式I-2化合物、0.699％的式I-4化合物、1.636％的式II-1化合物、1.187％的式II-4化合物、0.150％的如上文比较实施例2中所展示的化合物ST-1及0.100％的下式化合物

将混合物M-5填充至具有23.1μm的盒间隙的测试盒中。使用来自MTS-Atlas的Suntest CPS+在70℃的黑色标准温度下研究M-5针对曝光的稳定性随时间的变化。在超过39周的时间段内未观测到颜色变化。

实施例6

通过将以下混合来制备混合物M-6：94.767％的如上文参考实施例1中所描述的混合物B-1与0.369％的式I-1化合物、1.192％的式I-2化合物、0.699％的式I-3化合物、1.636％的式II-1化合物、1.187％的式II-4化合物及0.150％的下式化合物

将混合物M-6填充至具有22.5μm的盒间隙的测试盒中。使用来自MTS-Atlas的Suntest CPS+在70℃的黑色标准温度下研究M-6针对曝光的稳定性随时间的变化。在超过26周的时间段内未观测到颜色变化。

实施例7至14

类似于实施例2中所描述的混合物M-2来制备混合物M-7至M-14，其中替代基础混合物B-1，分别使用参考实施例2至7中所描述的混合物B-2、C-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7及H-7作为主体混合物。

混合物M-7至M-14类似于上文实施例2中所述的M-2进行处理并分析。混合物适用于调节能量从外部空间进入内部空间中的传递的器件，例如窗中。

实施例15

通过将以下混合来制备混合物M-15：96.364％的如上文参考实施例8中所描述的混合物B-8与0.566％的式I-1化合物、0.847％的式I-4化合物、0.730％的式II-1化合物、0.962％的式II-4化合物、0.030％的如上文比较实施例2中所展示的化合物ST-1及0.501％的下式化合物

将混合物M-15填充至具有23.0μm的盒间隙的测试盒中。使用来自MTS-Atlas的Suntest CPS+在70℃的黑色标准温度下研究M-15针对曝光的稳定性随时间的变化。在超过10周的时间段内未观测到颜色变化。

实施例16

通过将以下混合来制备混合物M-16：96.359％的如上文参考实施例8中所描述的混合物B-8与0.566％的式I-1化合物、0.847％的式I-4化合物、0.730％的式II-1化合物、0.967％的式II-4化合物、0.030％的如上文比较实施例2中所展示的化合物ST-1及0.501％的下式化合物

将混合物M-16填充至具有23.0μm的盒间隙的测试盒中。使用来自MTS-Atlas的Suntest CPS+在70℃的黑色标准温度下研究M-16针对曝光的稳定性随时间的变化。在超过10周的时间段内未观测到颜色变化。

将混合物M-16填充至具有厚度为23.0μm的切换层的可电切换的器件中。所组合的染料化合物在主体混合物中展示优异的溶解性及优异的针对热及光的稳定性且提供优异的切换对比度。

混合物M-16良好地适用于调节能量从外部空间进入内部空间中的传递的器件，例如窗中。

实施例17至25

类似于实施例16中所描述的混合物M-16来制备混合物M-17至M-25，其中替代基础混合物B-8，分别使用参考实施例9至17中所描述的混合物B-9、B-10、B-11、B-12、B-13、B-14、B-15、B-16及B-17用作主体混合物。