[发明专利]包含液晶介质的切换元件

说明书

本发明涉及用于调节光透射的温控切换元件。此外,本发明涉及包含至少一种液晶化合物、至少一种表示单官能化合物的单体化合物和至少一种表示多官能化合物的单体化合物的混合物。再此外，本发明涉及所述混合物用于制备根据本发明的切换元件的用途。

建筑物的能量效率随着能量成本的提高而越发重要。窗户和玻璃幕墙在这方面已经被确认为建筑物的要素，在低外部温度下通过其损失大部分建筑物的热能或在强烈日照的情况下通过其发生向建筑物的大部分的能量输入。

因此，对于控制通过窗户或玻璃区域的光透射和由此的能量流的装置存在需求。特别地对于能够将通过玻璃区域的能量流与对各个时间点有优势的条件（热、冷、高日照、低日照）匹配的装置存在需求。

特别关注的是提供温带气候区的这种装置，在温带气候区中在一年内发生由结合高日照的温暖外部温度（夏天）向结合低日照的寒冷外部温度（冬天）变化。

例如，希望在寒冷季节中最大的光和由此传输的热能通过玻璃区域进入建筑物。这使得热量和光成本能够节省。

另一方面，希望在温暖季节中发生尽可能低的能量通过玻璃区域输入到建筑物中。这使得能够获得更舒适的室内气候或空调成本得以降低。此外，入射光强度的降低在这些情况下可能是希望的，例如为了降低由于直接日照的炫目。

因此，对调节通过窗户或其它玻璃区域的光透射的切换元件存在需求。特别地，对自动将光透射的调节与如上所述有优势的条件相匹配的切换元件存在需求（智能窗户）。此外，对能量有效地操作、可以以尽可能低的技术复杂性安装、技术上可靠并且符合审美要求的切换元件存在需求。另外的方面是切换元件的容易可加工性，稳健运行和对现有建筑物的玻璃区域的备件工作。

现有技术公开了在施加电压下可以可逆地由透光态向更少透光态（例如模糊（光散射）或暗透光态）切换的装置（例如，C.M.Lampert等,Solar Energy Materials&Solar Cells,2003,489-499）。

然而，电可切换的装置（例如以上提及的那些装置）具有缺点：它们不能立即并且自动地匹配环境条件。此外，它们需要电连接，这伴随着在安装期间高的复杂性和对于维护高的需求。

US2009/0015902和US2009/0167971公开了在两个偏振器之间的层中包含液晶介质的温度反应性装置。在此，具有较高光透射的状态和具有较低光透射的状态之间的切换通过液晶介质由向列态向各向同性态相变来实现，而无需施加电压。

然而，在所述申请中公开的装置具有缺点：包含液晶介质的层是液体。因此装置更加容易损坏。

此外，希望拥有供使用的灵活的切换元件，它可以像膜一样卷起来并且切割。然而，在包含液体层的装置中这不太容易实现，因为在这些情况下可能发生液体的挤出和在液体层中形成气泡。

此外，仍然希望能够在关闭状态下及其切换性能下变化装置的残余透射。

包含聚合物化合物的液晶介质是现有技术已知的。例如，Appl.Phys.Lett.,84,1233公开了用于电寻址光调节器的包含液体化合物和聚合物（聚合物网络液晶，PDLC）的混合物。然而，在许多情况下这样的混合物具有模糊或光散射的缺点。

本发明涉及用于调节光透射的温控切换元件，其包括：

-第一偏振器

-影响偏振的切换层，其包含至少一种液晶化合物和至少一种聚合物，其中所述聚合物包含至少一种含有一种或多种介晶基团的重复单元，和

-第二偏振器,

其中将切换层设置在两个偏振器之间。

在本发明的范围内，术语光是指在UV-A、VIS和NIR区域的电磁辐射。特别地，这样的辐射是指一点儿都不或仅以可忽略的程度被通常在窗户（例如玻璃）中使用的材料所吸收的辐射。

根据通常在辐射物理学领域中使用的定义，紫外光是指具有320-380nm波长的辐射，VIS光是指具有380-780nm波长的辐射，和NIR光是指具有780-3000nm波长的辐射。因此，在本发明的范围内，术语光是指具有320-3000nm波长的辐射。

在本发明的范围内，术语用于调节光透射的切换元件是指覆盖所定义的区域并且使光的透射通过该区域（取决于其中装置存在的切换状态）以不同程度显著下降的装置。

术语液晶化合物是指在某种条件下展现出液晶性质的化合物，和特别是在某种条件下形成向列液晶相的化合物。