JP2013544233A - 液晶媒体のための化合物および高周波コンポーネントのための前記化合物の使用 - Google Patents
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Abstract
Description
高周波技術において使用するために、特定の、現在までいくらか並外れており、非標準の特性または特性の組み合わせを有する液晶媒体が、要求されている。
したがって、対応する実用化に好適な特性を有する液晶媒体についての相当な需要がある。
A3は、
L1、L2は、各々、互いに独立して、1〜12個のC原子を有する分枝状または非分枝状アルキル、アルケニルまたはアルキニルを示し、ここでさらに、1つまたは2つ以上の「−CH2−」基は、互いに独立してO、置換または非置換シクロアルキル、シクロアルケニル、置換または非置換フェニル、置換または非置換アリールエチニル、フッ素化アルキルまたはアルケニル、フッ素化アルコキシまたはアルケニルオキシ、F、Cl、Br、CN、NCSまたはSF5によって置き換えられていてもよく、
L3、L4は、L1/2と同様に定義されるか、またはHを示し、
F、Cl、Br、CN、CF3、OCF3、NCSまたはSF5を示し、R2はまた、Hを示し、
a)1つまたは2つ以上、好ましくは1つ〜2つのCH基がNによって置き換えられていてもよい、1,4−フェニレン、
b)さらに1つまたは2つの隣接していないCH2基が−O−および/または−S−によって置き換えられていてもよく、かつHがFによって置き換えられていてもよい、トランス−1,4−シクロヘキシレンまたはシクロヘキセニレン、
あるいは
d)1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン、シクロブタン−1,3−ジイル、スピロ[3.3]ヘプタン−2,6−ジイル、チオフェン−2,5−ジイル、チオフェン−2,4−ジイル、フラン−2,5−ジイル、フラン−2,4−ジイル、
を示し、
1つまたは2つ以上のH原子は、さらに、Br、Cl、F、CN、−NCS、−SCN、SF5、C1〜C10アルキル、C1〜C10アルコキシまたはモノもしくはポリフッ素化されたC1〜C10アルキルもしくはアルコキシ基によって置き換えられていてもよく、
かつここで、
A1〜A5からの、好ましくはA2、A3およびA4からの少なくとも1つのラジカルは、a)によるラジカルを表し、
Z1、Z5は、互いに独立して単結合、−C≡C−、−CH=CH−、−CH2O−、−(CO)O−、−CF2O−、−CF2CF2−、−CH2CF2−、−CH2CH2、−(CH2)4−、−CH=CF−または−CF=CF−を示し、ここで非対称の架橋は、両側に配向していてもよく、
ここで、k=0について、Z5は単結合を示し、かつ
m、nは、互いに独立して0、1または2を示す、
で表される化合物に関する。
− 指数mは、好ましくは0または1、特に好ましくは0である。指数nは、好ましくは0または1、特に好ましくは0である。m+nは、好ましくは0または1である。
− 環状基A1およびA5は、互いに独立して好ましくは1,4−フェニレンであり、ここでさらに1個または2個以上のH原子は、Br、Cl、F、CN、アルキル(C1〜C10)、メトキシまたはモノもしくはポリフッ素化メチルもしくはメトキシ基によって置き換えられていてもよい。
− 架橋基Z1およびZ5は、互いに独立して、好ましくは単結合、−C≡C−、−CF=CF−または−CH=CH−、特に好ましくは単結合である。
L11は、R11またはX11を示し、
L12は、R12またはX12を示し、
R11およびR12は、互いに独立して、1〜17個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルもしくはフッ素化されていないアルコキシ、または2〜15個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルキニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキル、好ましくはアルキルまたはフッ素化されていないアルケニルを示し、
Z11〜Z13は、互いに独立してトランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−C≡C−または単結合を示し、
ここでR13は、Cl、C1〜5アルキル、C1〜5アルケニルまたはC3〜6シクロアルキルを示す。
本出願による液晶媒体は、好ましくは合計で5〜95%、好ましくは10〜90%および特に好ましくは15〜80%の式Iで表される化合物を含む。
本発明において、式IIで表される化合物を、好ましくは全体としての混合物の10%〜90%、より好ましくは15%〜85%、尚より好ましくは25%〜80%および極めて好ましくは30%〜75%の合計濃度において使用する。
誘電的に正の化合物のために使用したホスト混合物は混合物ZLI-4792であり、誘電的に中性の、および誘電的に負の化合物のために使用したものは混合物ZLI-3086であり、共にMerck KGaA, Germanyからである。化合物の誘電率の絶対値を、関連する化合物の添加の際のホスト混合物のそれぞれの値の変化から決定する。値を、100%の関連する化合物の濃度に外挿する。
両方の場合において他に明確に述べない限り、本出願におけるしきい値電圧の用語は、光学的しきい値を指し、10%相対的コントラスト(V10)について引用し、飽和電圧の用語は、光学的飽和を指し、90%相対的コントラスト(V90)について引用する。Freedericksしきい値(VFr)とも称される容量性しきい値電圧(V0)を、明確に述べた場合にのみ使用する。
特性の様々な範囲について示した様々な上限値および下限値は、互いと組み合わせて追加的な好ましい範囲を生じる。
Δεr≡(εr,‖−εr,⊥)として定義する。
調節可能性(modulatability)または同調可能性(tuneability)(τ)を、
τ≡(Δεr/εr,‖)として定義する。
η≡(τ/tanδε r,max.)
として定義し、
最大誘電損率tanδε r,max.は、以下の通りであり:
tanδε r,max.≡max.{tanδε r,⊥; tanδε r,‖}
それは、tanδε rについての測定値の最大値から生じる。
本発明の液晶媒体のΔεは、1kHzおよび20℃で、好ましくは1またはそれ以上、より好ましくは2またはそれ以上および極めて好ましくは3またはそれ以上である。
本出願の好ましい態様において、本発明の液晶媒体のΔnは、0.45またはそれ以上、好ましくは0.50またはそれ以上、および特に好ましくは0.55またはそれ以上である。
本出願において、化合物の用語は、他に明確に述べない限り1種の化合物および複数種の化合物の両方を意味する。
「アルキル(Alkyl)」の用語は、好ましくは1〜15個の炭素原子を有する直鎖状および分枝状アルキル基、特に直鎖状基メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびヘプチルを包含する。2〜10個の炭素原子を有する基が、一般的に好ましい。
「オキサアルキル」または「アルコキシアルキル」の用語は、好ましくは式CnH2n+1−O−(CH2)mで表され、式中nおよびmが各々互いに独立して1〜10を示す直鎖状ラジカルを包含する。好ましくは、nは1であり、mは1〜6である。
「フッ素化アルコキシラジカル」の用語は、モノまたはポリフッ素化されたラジカルを包含する。パーフルオロ化されたラジカルが好ましい。特に好ましいのは、OCF3ラジカルである。
「置換フェニル」の用語は、R1と同様に定義した基によって単置換または多置換されているフェニル、特にF、Cl、アルキルまたはアルコキシによって置換されているフェニルを包含する。
表A
しかしながら、それは、達成することができ、当該範囲においてそれらを修正することができる物理的特性から当業者に明らかになる。特に、好ましく達成することができる様々な特性の組み合わせは、したがって当業者に十分に定義される。
DMPU 1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン
DBU 1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エンまたは2,3,4,6,7,8,9,10−オクタヒドロピリミド[1,2−a]アゼピン(IUPAC)
使用したアセチレンおよびボロン酸は、商業的に入手できるか、またはスキームI〜VIIIもしくは既知の合成と同様にして調製することができる。ラジカル「C4H9」は、非分枝状n−ブチルラジカルを表す。対応する状態を、C3H7、C6H13などに適用する。
粗生成物を、分別蒸留によって精製する。
b.p.:73℃/0.1bar。無色液体。
C 45 N 180 I
Δε=+1.4
Δn=0.412
Δε=+1.7
Δn=0.402
C 118 N 222 I
Δε=+2.6
Δn=0.435
γ1=889mPa・s
C 167 N 225 I
Δε=+2.3
Δn=0.423
γ1=1361mPa・s
C 90 N 194 I
Δε=+3.0
Δn=0.435
γ1=647mPa・s
Δε 4.1
Δn 0.452
γ1=374mPa・s
C 96 N 199 I
Δε=−1.4
Δn=0.443
γ1=308mPa・s
C 92 N 205 I
Δε=+3.1
Δn=0.429
C 53 N 144 I
Δε=+2.5
Δn=0.401
γ1=1746mPa・s
Δε=+1.7
Δn=0.394
γ1=1891mPa・s
Tg −49 C 32 N 126 I
Δε=+1.6
Δn=0.373
γ1=1269mPa・s
Δε=+1.5
Δn=0.378
γ1=2194mPa・s
C 60 N 89 I
Δε=+1.3
Δn=0.348
γ1=1875mPa・s
Δε 0.9
Δn 0.359
γ1 3067mPa・s
C 80 N 192 I
Δε=−0.9
Δn=0.426
γ1=508mPa・s
C 41 N 161 I
Δε=2.4
Δn=0.437
C 48 N 159 I
Tg −37 C 52 N 78 I
Δε=0.9
Δn=0.339
γ1=2219mPa・s
Tg −34 C 72 N (49) I
Δε=0.8
Δn=0.302
γ1=785mPa・s
C 97 N 204 I
Δε=−0.9
Δn=0.421
γ1=610mPa・s
C 72 N (51) I
以下の表中に示す組成および特性を有する液晶媒体M−1を、調製する。化合物(1)(番号15)は、合成例8に由来する。
比較のために、構成成分(1)を有しない媒体C−1を、媒体M−1の化合物番号1〜14から調製し、ここで化合物番号1〜14は、同一の相対量存在する。
記載に従う本発明の態様および変形のさらなる組み合わせはまた、以下の特許請求の範囲から生じる。
Claims (16)
- 式I
A3は、
L1、L2は、各々、互いに独立して、1〜12個のC原子を有する分枝状または非分枝状アルキル、アルケニルまたはアルキニルを示し、ここでさらに、1つまたは2つ以上の「−CH2−」基は、互いに独立してO、置換または非置換シクロアルキル、シクロアルケニル、置換または非置換フェニル、置換または非置換アリールエチニル、フッ素化アルキルまたはアルケニル、フッ素化アルコキシまたはアルケニルオキシ、F、Cl、Br、CN、NCSまたはSF5によって置き換えられていてもよく、
L3、L4は、L1/2と同様に定義されるか、またはHを示し、
R1およびR2は、互いに独立して、1〜15個のC原子を有するハロゲン化されたかまたは非置換のアルキルラジカル(ここでさらに、これらのラジカル中の1つまたは2つ以上のCH2基は、各々、互いに独立して、−C≡C−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−(CO)−および−O−によって、O原子が互いに直接結合しないように置き換えられていてもよい)、
F、Cl、Br、CN、CF3、OCF3、NCSまたはSF5を示し、R2はまた、Hを示し、
A1、A2、A4、A5は、各々、互いに独立して、
a)1つまたは2つ以上のCH基がNによって置き換えられていてもよい、1,4−フェニレン、
b)さらに1つまたは2つの隣接していないCH2基が−O−および/または−S−によって置き換えられていてもよく、かつHがFによって置き換えられていてもよい、トランス−1,4−シクロヘキシレンまたはシクロヘキセニレン、
c)式
あるいは
d)1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン、シクロブタン−1,3−ジイル、スピロ[3.3]ヘプタン−2,6−ジイル、チオフェン−2,5−ジイル、チオフェン−2,4−ジイル、フラン−2,5−ジイル、フラン−2,4−ジイル、
を示し、
かつここで、基a)、b)、c)およびd)において、
1つまたは2つ以上のH原子は、さらに、Br、Cl、F、CN、−NCS、−SCN、SF5、C1〜C10アルキル、C1〜C10アルコキシまたはモノもしくはポリフッ素化されたC1〜C10アルキルもしくはアルコキシ基によって置き換えられていてもよく、
kは、0または1を示し、
Z1、Z5は、互いに独立して単結合、−C≡C−、−CH=CH−、−CH2O−、−(CO)O−、−CF2O−、−CF2CF2−、−CH2CF2−、−CH2CH2、−(CH2)4−、−CH=CF−または−CF=CF−を示し、ここで非対称の架橋は、両側に配向していてもよく、
ここで、k=0について、Z5は単結合であり、かつ
m、nは、互いに独立して0、1または2を示す、
で表される化合物。 - L3およびL4が同時にHを示すか、または両方がHを示さないことを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
- L1およびL2からの正確に1つの基がFを示すことを特徴とする、請求項1または2に記載の化合物。
- L1および/またはL2が、独立して、1〜12個のC原子を有し、ここでさらにこれらのラジカル中の1つまたは2つ以上のCH2基が各々、互いに独立して−C≡C−、−CH=CH−、−CF=CF−、−CF=CH−、−CH=CF−、−(CO)O−、−O(CO)−、−(CO)−、−O−または−S−によって、OまたはS原子が互いに直接結合しないように置き換えられていてもよい、ハロゲン化されたか、または非置換のアルキルラジカル、
3〜6個のC原子を有する任意にアルキル置換されたシクロアルキル、あるいは
任意にハロゲン、C1〜6アルキルまたはC1〜6アルコキシ置換フェニル
を示すことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の化合物。 - mおよびnが0であ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化合物。
- kが1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化合物。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の式Iで表される1種または2種以上の化合物を含むことを特徴とする、液晶媒体。
- さらに、式II:
L11は、R11またはX11を示し、
L12は、R12またはX12を示し、
R11およびR12は、互いに独立して、1〜17個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルもしくはフッ素化されていないアルコキシ、または2〜15個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルキニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキルを示し、
X11およびX12は、互いに独立してF、Cl、Br、−CN、−NCS、−SCN、−SF5、1〜7個のC原子を有するフッ素化アルキルもしくはフッ素化アルコキシまたは2〜7個のC原子を有するフッ素化アルケニル、フッ素化アルケニルオキシもしくはフッ素化アルコキシアルキルを示し、
p、qは、独立して0または1を示し、
Z11〜Z13は、互いに独立してトランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−C≡C−または単結合を示し、
ここでR13は、Cl、C1〜5アルキル、C1〜5アルケニルまたはC3〜6シクロアルキルを示す、
で表される化合物から選択された1種または2種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項7に記載の液晶媒体。 - 式Iで表される化合物の媒体中の濃度が、合計において5%〜95%の範囲内にあることを特徴とする、請求項7または8に記載の液晶媒体。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の式Iで表される化合物の、液晶媒体における使用。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の式Iで表される化合物の、高周波技術のためのコンポーネントにおける使用。
- 請求項7〜9のいずれか一項に記載の液晶媒体の調製方法であって、式Iで表される1種または2種以上の化合物を、1種または2種以上のさらなる化合物と、および任意に1種または2種以上の添加剤と混合することを特徴とする、前記方法。
- 請求項7〜9のいずれか一項に記載の液晶媒体を含むことを特徴とする、高周波技術のためのコンポーネント。
- 1つまたは2つ以上の機能的に接続された位相調整器であることを特徴とする、請求項13に記載のコンポーネント。
- 請求項7〜9のいずれか一項に記載の液晶媒体の、高周波技術のためのコンポーネントにおける使用。
- 請求項13または14に記載の1または2以上のコンポーネントを含むことを特徴とする、「位相配列」アンテナ。
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