KR20140041426A

KR20140041426A - 액정 매질용 화합물, 및 고주파 부품에서의 이의 용도

Info

Publication number: KR20140041426A
Application number: KR1020137020950A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 야스퍼; 엘비라 몬테네그로; 데트레프 파울루쓰; 폴커 라이펜라트; 아츠타카 마나베
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2011-01-10
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2014-04-04
Also published as: US9175219B2; JP2014510710A; DE102011119293A1; EP2663613B1; US20130277611A1; CN103298910B; TWI567176B; KR101930568B1; TW201233786A; EP2663613A1; WO2012095139A1; JP6218607B2; CN103298910A

Abstract

본 발명은, 3개 이상의 고리계들 및 상기 고리계들 사이의 2개의 불포화 가교 기를 함유하되, 상기 고리계들 중 하나 이상은 2,6-나프틸렌 기인 화합물, 상기 화합물의 고주파 부품에서의 용도, 상기 화합물을 포함하는 액정 매질, 및 상기 매질을 포함하는 고주파 부품, 특히 기가헤르츠 범위에 대한 고주파 부품(특히 안테나)에 관한 것이다. 상기 화합물을 포함하는 액정 매질은 예를 들어, 동조가능한 '위상-어레이' 안테나에 대한 마이크로파의 위상 이동에 사용된다.

Description

액정 매질용 화합물, 및 고주파 부품에서의 이의 용도{COMPOUNDS FOR A LIQUID CRYSTALLINE MEDIUM AND USE THEREOF FOR HIGH FREQUENCY COMPONENTS}

본 발명은, 3개 이상의 고리계들 및 상기 고리계들 사이의 2개의 불포화 가교 기를 함유하되, 상기 고리계들 중 하나 이상은 2,6-나프틸렌 기인 화합물, 상기 화합물의 고주파 부품에서의 용도, 상기 화합물을 포함하는 액정 매질, 및 상기 매질을 포함하는 고주파 부품, 특히 기가헤르츠 영역에 대한 고주파 부품(특히 안테나)에 관한 것이다. 상기 액정 매질은 예를 들어, 동조가능한 '위상-어레이' 안테나에 대한 마이크로파의 위상 이동에 사용된다.

액정 매질은 정보를 보여주기 위해 때때로 전기-광학 디스플레이(액정 디스플레이 - LCDs)에서 사용되어 왔다.

1,4-다이에티닐벤젠 유도체는 EP 0968988 A1, DE 19907941 A1, DE　10120024 A1 및 JP 08012599 A의 명세서에서 액정 성분으로서 제안되었다. 2,6-나프틸렌 기를 함유하는 화합물은 상기 문헌에 개시되어 있지 않다.

중심 페닐렌 고리 상에 알킬 치환기를 갖는, 1-(페닐에티닐)톨란(이하에서 비스톨란 화합물이라고도 칭함)이 당해 분야의 숙련자에게 알려져 있다. 예를 들어 문헌[S.-T. Wu, C.-S. Hsu, K.-F. Shyu Appl. Phys. Lett.(1999), 74(3), 344-346]은 하기 식의, 측부 메틸기를 함유하는 다양한 액정 비스톨란 화합물을 개시한다.

측부 메틸기를 함유하는 이런 종류의 액정 비스톨란 화합물 이외에, 문헌[C. S. Hsu, K. F. Shyu, Y.Y. Chuang, S.-T. Wu Liq. Cryst.(2000), 27(2), 283-287]은 또한 측부 에틸기를 함유하는 상응 화합물에 관해 개시하고, 특히, "액정 광학 위상 어레이"에서의 이의 용도를 제안한다.

문헌[Liao et al. in Int. Display Manufacturing Conference, Feb. 21-24 (2005), Wed-P3-10]은 액정 물질로서 하기 화학식의 이소티오시아네이트 화합물을 개시한다:

상기 식에서,

X₂는 H 또는 F를 나타내고,

R₂는 탄소수 2 내지 5의 알킬 쇄를 나타낸다.

문헌[Gauza et al. in Jap. J. Appl. Phys. (2004), 43, 7634-7638] 등은 하기 화학식의 이소티오시아네이트 화합물 및 이 화합물을 포함하는 액정 매질을 개시한다.

이들 문헌들은 고주파 제품에서의 매질로서의 어떠한 용도도 기재하고 있지 않다.

문헌[D.J. Spells et al. (2002), Liquid Crystals, 29 (12), 1529-32]은 소위 스틸벤-톨란 화합물을 개시한다. 그러나, 상기 화합물은 2,6-나프틸렌 기를 함유하지 않는다. 문헌[Chin-Yen Chang et al. (2008), Liquid Crystals, 35 (1), 1-9] 등은 α-메틸스틸벤 기를 함유하지만 2,6-나프틸렌 기는 함유하지 않는 스틸벤-톨란 화합물을 개시한다. 문헌[F. Babudri et al. (2008), Synthesis, 10, 1580-1588]은 또한 비스다이플루오로스틸벤을 포함하는 올리고아릴렌비닐렌을 개시한다. 상기 화합물들은 아릴 고리 상에서 많은 다양한 극성 기(산, 에스터, OH)로 치환되고, 잠재적으로 유기 반도체로서 역할을 한다. 상기 문헌들에서는 액정 성질에 대해서는 보고된 것이 없다.

하기 화학식들의 화합물 및 유사 유도체는 유기 박막 트랜지스터(EP 2 073 290 A1, WO 2008/044695 A1) 및 데이터 기록 매체(JP 2004-082439 A)로서 기술되어 있다.

액정 성질 및 이의 액정 매질에서의 용도는 상기 문헌들에 기재되어 있지 않다.

2,6-나프탈렌 계를 함유하는 유사한 페닐아세틸렌이 높은 광학 이방성을 갖는 액정으로서 US 2002/0110650에 개시되어 있다.

그러나, 또한 최근에는 액정 매질은, 예컨대 DE 10 2004 029 429 A 및 JP 2005-120208 (A)에서 마이크로파 기술용 부품에서의 용도에 대해 제안되었다.

DE 10 2004 029 429 A(상기 참조)는 마이크로파 기술, 특히 이상기(phase shifter)에서의 통상적인 액정 매질의 용도를 기술하고 있다. 액정 매질은 이미 상응하는 주파수 영역에서의 이의 성질에 대해 조사되어 왔다.

고주파 기술에서의 산업적으로 가치있는 액정 매질 제품은, 이의 유전 성질이 가변 전압, 특히 기가헤르츠 영역에서 가변 전압에 의해 제어될 수 있는 이의 성질에 기초한다. 따라서, 이동부(moving part)를 함유하지 않는 동조가능한 안테나가 설계될 수 있다(문헌[A. Gaebler, A. Moessinger, F. Goelden, et al., "Liquid Crystal-Reconfigurable Antenna Concepts for Space Applications at Microwave and Millimeter Waves", International Journal of Antennas and Propagation, Vol. 2009, Article ID 876989, 7 pages, 2009. doi:10.1155/2009/876989]).

문헌[A. Penirschke, S. Muller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock and R. Jakoby: "Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35 GHz", Proc. 34th European Microwave Conf. 2 (2004), Amsterdam, 545-548]은 특히 9 GHz의 주파수에서의 공지의 액정 단일 물질 K15(독일 메르크 카게아아)의 성질을 기술하고 있다.

그러나, 현재까지 알려진 조성물 또는 개별 화합물은 일반적으로 단점을 갖고 있다. 이들 대부분은, 다른 결점들 외에도, 불리하게 높은 손실 및/또는 부적합한 위상 이동 또는 부적합한 물질 품질을 초래한다.

고주파 기술에서 사용하는 경우, 지금까지는 흔치 않은 특별한 비-표준 특성 또는 특성들의 조합을 갖는 액정 매질이 필요하다.

따라서, 개선된 특성을 갖는 액정 매질의 새로운 성분이 필요하다. 특히, 마이크로파 영역에서의 손실은 줄여야 하고 물질 품질(η)은 개선되어야 한다. 동조가능한 안테나를 위해서는, 셀의 전극들 사이의 전압의 변화에 대해 빠른 응답 시간을 갖는 액정 매질이 또한 필요하다.

또한, 성분들의 저온 거동을 개선할 필요가 있다. 작동 특성 및 또한 수명에서의 개선 모두가 필요하다.

그러므로, 상응하는 실용적 제품에 적합한 특성을 갖는 액정 매질에 대한 상당한 요구가 존재한다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 화합물은 높은 등명점(네마틱 상으로부터 이방성 상으로의 전이)을 갖는 것이 밝혀졌다. 동시에, 마이크로파 영역에서의 손실 인자가 비교적 낮고, 물질 품질(η)은 매우 높다. 또한, 본 발명에 따른 나프탈렌 화합물은 극도로 높은 광학 이방성(Δn)을 가지며, 이는 동일 유형의 벤젠 화합물보다 훨씬 높다. 이 효과를 활용하여, 이제, 종래 기술 물질의 단점을 갖지 않거나 적어도 상당히 감소한 정도로만 갖는, 적합한 네마틱 상 범위 및 높은 Δn을 갖는 액정 매질이 본 발명에 따른 화합물에 의해 달성될 수 있음이 밝혀졌다.

본 발명의 제 1 양태는, 고주파 기술용 부품, 특히 이상기, 복수의 기능적으로 연결된 이상기 또는 안테나에서의 하기 화학식 I의 화합물의 용도에 관한 것이다:

I

상기 식에서,

A¹, A², A³, A⁴, A⁵는 각각, 또한 1회 이상 나타나는 경우에도, 서로 독립적으로

a) 1,4-페닐렌(이때, 하나 이상, 바람직하게는 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있음), 또는 화학식

의 2,6-나프틸렌 기,

b) 티오펜-2,5-다이일, 푸란-2,5-다이일 또는 화학식

의 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 라디칼, 또는

c) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 사이클로헥센일렌(이때, 1 또는 2개의 비-인접 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있으며 H가 F로 대체될 수 있음), 1,4-바이사이클로[2.2.2]옥틸렌, 사이클로부탄-1,3-다이일 또는 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일

을 나타내고,

기 a), b) 및 c)에서,

하나 이상의 H 원자는 또한 L로 정의된 기로 치환될 수도 있고,

기 A², A³ 및 A⁴ 중 하나 이상은 화학식

의 기를 나타내고,

L은 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 분지형 또는 비분지형 알킬, 탄소수 2 내지 12의 알케닐 또는 알키닐을 나타내거나(이때 각 경우에서, 서로 독립적으로, 하나 이상의 수소 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있으며, 또한 하나 이상의 "-CH₂-" 기는 O로 대체될 수 있음), 또는 C₃-C₆ 사이클로알킬 또는 C₃-C₆ 사이클로알케닐, F, Cl, Br, CN, NCS, SCN 또는 SF₅를 나타내고,

Z², Z³는 독립적으로 -C≡C- 또는

를 나타내고,

Y¹, Y²는, 서로 독립적으로, H, F, Cl, C₁-C₁₀ 알킬을 나타내고,

Z¹, Z⁵는, 서로 독립적으로, 단일 결합, -C≡C-, -CH=CH-, -CH₂O-, -(CO)O-, -CF₂O-, -CF₂CF₂-, -CH₂CF₂-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -CH=CF- 또는 -CF=CF-를 나타내고, 이때 비대칭적 가교는 양쪽 측면 둘다로 배향될 수 있고,

R¹ 및 R²는, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 15의 할로겐화된 또는 비할로겐화된 알킬 라디칼(이때, 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, S 또는 O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CO)-, -S- 및 -O-로 대체될 수 있음)을 나타내거나, 또는 F, Cl, Br, CN, CF₃, OCF₃, -NCS 또는 SF₅를 나타내고,

R²는 또한 H를 나타내고,

m, n은, 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2를 나타내고,

p는 1 또는 2를 나타낸다.

상기 부품 또는 이상기는 상기 화학식 I의 화합물을 하나 이상 포함하는 액정 매질을 포함한다. 일반적으로, 상기 안테나는 '위상 어레이' 안테나 또는 마이크로파 부품이다. 상기 부품, 안테나 또는 이상기는 바람직하게는 동조가능하다.

본 발명의 제 2 양태는 하기 화학식 I^*의 화합물에 관한 것이다:

I^*

상기 식에서,

A¹, A², A³, A⁴, A⁵는 각각 서로 독립적으로, 1회 이상 나타나는 경우에도,

의 2,6-나프틸렌 기,

b) 티오펜-2,5-다이일, 푸란-2,5-다이일 또는 화학식

의 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 라디칼, 또는

을 나타내고,

기 a), b) 및 c)에서,

기 A², A³ 및 A⁴ 중 하나 이상은 화학식

의 기를 나타내며,

기 A², A³ 및 A⁴는 총 하나 이상의 기 L로 치환되고,

Z², Z³는 독립적으로 -C≡C- 또는

를 나타내고,

R¹ 및 R²는, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 15의 할로겐화된 또는 비할로겐화된 알킬 라디칼(이때, 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, S 또는 O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CO)-, -S- 및 -O-로 대체될 수 있음)을 나타내거나, 또는 F, Cl, Br, CN, CF₃, OCF₃ 또는 SF₅를 나타내고,

R²는 또한 H를 나타내고,

m, n은, 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2를 나타내고,

p는 1 또는 2를 나타낸다.

본 발명에 따라 사용되는 화학식 I의 화합물은 또한 말단 기 -NCS를 함유하는 화합물 및 측쇄 기 L(청구항 1 참조)을 함유하지 않는 화합물을 포함한다. 이들은 바람직하게는 화학식 I^*의 화합물 및 바람직한 하위-형태의 것이다. "본 발명에 따라 사용되는" 화학식 I의 화합물로 명시적으로 언급되지 않는 한, 화학식 I 및 I^*의 화합물들은 또한 이하에서 화학식 I의 화합물로 함께 지칭된다.

화학식 I의 화합물은, 하나 이상의 2,6-나프틸렌 기를 포함하는 3개 이상의 고리 계들을 함유하며, 이들은 특정 가교 기(Z² ^/3, 임의적으로 Z¹ ^/5)에 의해 연결된다.

고리 A¹ 내지 A⁵(존재하는 경우) 사이의 화학식 -CY¹=CY²-의 이중 결합 및 기 R¹ 및 R²에서의 임의적 이중 결합은 바람직하게는 트랜스-배열(E-배열)을 갖는다.

화학식 I의 화합물은 높은 등명점, 낮은 융점, 극도로 높은 광학 이방성(Δn)을 갖는다. 마이크로파 스펙트럼에서의 비교적 낮은 손실 인자, 높은 값의 동조능(tuneability) 및 그 결과의 높은 물질 품질은 유리하다. 상기 화합물은 단독으로 또는 다른 메소겐성 성분과의 혼합물 형태로 넓은 온도 범위에서 네마틱 상을 갖는다. 이들 성질은 이들을 고주파 기술용 부품, 특히 액정 이상기에서 사용하기에 적합하게 한다. 본 발명에 따른 액정 매질은 예를 들어, 넓은 상 범위 및 우수한 저온 안정성에 해당하는 특성을 또한 갖는다.

화학식 Ⅰ의 바람직한 화합물은 하기 파라미터들로부터 선택되는 것을 하나 이상 갖는 것을 특징으로 한다:

지수 m은 바람직하게는 0 또는 1, 특히 바람직하게는 0이다. 지수 n은 바람직하게는 0 또는 1, 특히 바람직하게는 0이다. m + n은 바람직하게는 0 또는 1이다. m + n + p는 바람직하게는 1 또는 2이고, 즉, 화학식 I에서의 고리계의 총 수는 바람직하게는 3 또는 4이다.

기 A², A³ 및 A⁴는 특히 바람직하게는 전부 1, 2, 3 또는 4개의 기 L로 치환된다.

바람직하게는, A², A³ 및 A⁴ 중의 2 또는 3개, 바람직하게는 3개의 기는 a) 또는 b), 바람직하게는 a)에서 정의된 기이다. 하나 이상의 H 원자는 또한 L로 정의된 기로 치환될 수도 있다.

하나 이상, 바람직하게는 하나의 기 A³는 바람직하게는 2,6-나프틸렌 기를 나타내고, p는 바람직하게는 1이다.

기 A², A³ 및 A⁴ 중 하나는 특히 바람직하게는 하나 이상의 기 L로 치환되고, 특히 바람직하게는 하기 화학식의 구조를 갖는다:

상기 식에서, L¹ 및 L²는 독립적으로 H 또는 L을 나타내고, 이때 바람직하게는 적어도 L¹ 또는 L²는 L의 의미를 갖는다(즉, H가 아니다).

높은 유전 이방성을 갖는 화합물의 경우, 기 A² 및 A⁴ 중 하나는 2개 이하의 불소 원자로 치환되고, 이는 바람직하게는 말단 치환기 R¹/R²에 대해 오르토-위치에 있다.

고리 기 A¹ 및 A⁵(존재하는 경우)는, 서로 독립적으로, 바람직하게는 1,4-페닐렌이며, 이때 하나 이상의 H 원자는 또한, 서로 독립적으로, L로 정의된 기로 대체될 수 있다.

가교 기 Z¹ 및 Z⁵(존재하는 경우)는, 서로 독립적으로, 바람직하게는 단일 결합, -C≡C-, -CF=CF- 또는 -CH=CH-, 특히 바람직하게는 단일 결합을 나타낸다. 이들 기는 특히 높은 Δn 값 및 우수한 상 특성을 지지한다.

바람직하게는, Z² 및 Z³ 중 하나는 -C≡C- 기이고, 다른 것은 -CF=CF- 기이거나, 또는 둘다 -C≡C- 기이다. 특히 바람직하게는, Z² 및 Z³ 중 하나는 -C≡C- 기이고, 다른 것은 -CF=CF- 기이며; 이 조합에서, 특히 넓은 액정 상 범위가 성취된다.

Y¹/Y²는 바람직하게는 H/F, F/H, F/F, Cl/F, CH₃/F, F/CH₃ 또는 F/Cl이고, 특히 바람직하게는 F/F이다.

라디칼 R¹ 및 R² 중 하나, 바람직하게는 R¹은 바람직하게는 탄소수 1 내지 15의 직쇄형 알킬 라디칼을 나타내며, 이때 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH₂ 기는 각각, 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)-, -S- 또는 -O-로 대체될 수 있다. 기 R¹ 및 R²는 바람직하게는 둘다 탄소수 2 내지 7의 알킬이다. 이 경우에서, R¹ 및 R²는, 예컨대, 프로필 및 헥실, 부틸 및 부틸, 프로필 및 펜틸, 프로필 및 헥실, 또는 부틸 및 펜틸을 나타낸다.

본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 기 R¹ 또는 R²는 극성 기(F, Cl, CN, 탄소수 1 내지 5의 할로겐화된 알킬 또는 할로겐화된 알콕시 라디칼, 특히 CF₃ 또는 OCF₃ 또는 SF₅)이다. 상응하는 화학식 I의 화합물은 명확하게 양의 유전 이방성(Δε)을 갖는다. Δε 값은 바람직하게는 3 이상이다.

고리 기 A^1-5 중 하나는 바람직하게는 하기 화학식들로부터 선택되는 부분-구조를 갖는다:

상기 식에서, L¹ ^/2는 L에 대해 정의된 바와 같고, 특히 바람직하게는 F, 메틸 또는 에틸을 나타낸다.

2,6-나프틸렌 기는 비치환되거나 또는 치환될 수 있다. 바람직하게는 비치환된다. 바람직하게는 하기의 의미들 중 하나를 갖는다:

이때, 이들 라디칼은 양쪽 측면 모두를 향할 수 있고, 여기서 L은 바람직하게는 F를 나타낸다.

전술된 화학식들에서 기 L¹ 및 L² 또는 L은 바람직하게는 각각의 경우 서로 독립적으로, F, Cl, CN, 1 내지 8개의 C 원자를 갖는 분지형 또는 비분지형 알킬, 알케닐 또는 알키닐(이때, 서로 독립적으로, 하나 이상의 수소 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있으며, 또한 하나 이상의 "-CH₂-" 기는 서로 독립적으로 O로 대체될 수 있음)을 나타내거나, 또는 치환된 또는 비치환된 사이클로알킬 또는 사이클로알케닐을 나타내고, 특히 바람직하게는 F, Cl, 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알케닐, 사이클로프로필 또는 사이클로부틸을 나타낸다. 바람직하게는, L¹ ^/2 중 하나의 기가 F, 메틸, 에틸, 사이클로프로필 또는 Cl이며, 특히 바람직하게는 F이고, 나머지 기가 상기에 정의된 것이거나 바람직하게는 F, Cl, 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 2 내지 5개의 C 원자를 갖는 알케닐, 사이클로프로필 또는 사이클로부틸이다.

다이플루오로에틸렌 가교 이외에, 임의적 치환기 L이 플루오로에틸렌 가교로부터 먼 쪽에 있는 방식으로 일치환되거나 비치환된 기 A^1-5가 특히 바람직하다:

p = 2인 경우, 2개의 고리 A³는 모두 함께, 바람직하게는(그러나, 전적으로 그러하지는 않음) 하기 화학식들로부터 선택되는 바이페닐 기를 나타낸다:

상기 식에서, L¹은 L에 대해 정의된 바와 같다.

그러므로, 본 발명의 바람직한 실시양태는 하기의 예시적인 구조로 나타난다:

상기 식에서,

기들은 화학식 I에서 정의된 바와 같고, 특히 R¹ 및 R²는 독립적으로 2 내지 7 개의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼, 예를 들어 프로필 라디칼을 나타내고 다른 기는 헥실 라디칼을 나타내거나, 또는 두 기 모두 동시에 프로필, 부틸, 펜틸 또는 헥실 라디칼을 나타낸다. Q는 예컨대 S를 나타낸다. L은 예컨대 F, 메틸 또는 에틸을 나타낸다.

화학식 Ⅰ의 화합물은 유리하게는 하기의 예시적 합성법(반응식 1/2)에 도시된 바와 같이 제조될 수 있다. 파라미터 R¹ ^/2, A^1-5, Z¹ ^/5, m 및 n은 상기 및 하기에 정의되어 있는 바와 같다. R은 R¹ ^/2의 의미를 갖는다.

반응식 1 및 2는 본원에 제공된 화합물에 대한 합성법을 적합하게 기재한다. 화합물에 따라서, 실시예 부분에 기재된 실험들에서 단지 하나의 다른 순서가 발생할 수 있다.

[반응식 1]

[반응식 2]

반응식 1 및 2는 특정 화합물의 합성을 도시한다. 여기서, 라디칼 "R"은 독립적으로 화학식 I에 따른 임의의 목적하는 라디칼 -A²-(Z¹-A¹)_m-R¹ 또는 -A⁴-(Z⁵-A⁵)_n-R²로 일반화될 수 있다. 마찬가지로, 중심 고리는 화학식 I에 따른 라디칼 -[A³]_p-에 의해 그의 의미가 상응하게 확장될 수 있다. 치환기 L은 상이한 위치에서 1회 이상 존재할 수 있다.

본 발명에 따른 액정 매질은 하나 이상의 화학식 I의 화합물, 및 임의적으로, 바람직하게는 하나 이상의 추가의 메조겐성 화합물을 포함한다. 따라서 액정 매질은 바람직하게는 둘 이상의 화합물(바람직하게는 액정)을 포함한다. 바람직한 매질은 바람직한 화학식 I의 화합물을 포함한다.

액정 매질의 추가의 성분은 바람직하게는 하기 화학식 II의 화합물로부터 선택된다:

II

상기 식에서,

L¹¹은 R¹¹ 또는 X¹¹를 나타내며,

L¹²은 R¹² 또는 X¹²을 나타내며,

R¹¹ 및 R¹²은 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 17, 바람직하게는 3 내지 10의 비불소화된 알킬 또는 비불소화된 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 15, 바람직하게는 3 내지 10의 비불소화된 알케닐, 비불소화된 알키닐, 비불소화된 알케닐옥시 또는 비불소화된 알콕시알킬을 나타내며, 바람직하게는 비불소화된 알킬 또는 비불소화된 알케닐이며,

X¹¹ 및 X¹²는 서로 독립적으로, F, Cl, Br, -CN, -NCS, -SCN, -SF₅, 1 내지 7 개의 C 원자를 갖는 불소화된 알킬 또는 불소화된 알콕시, 또는 2 내지 7 개의 C 원자를 갖는 불소화된 알케닐, 불소화된 알케닐옥시 또는 불소화된 알콕시알킬을 나타내며, 바람직하게는 불소화된 알콕시, 불소화된 알케닐옥시, F 또는 Cl을 나타내며,

p 및 q는 독립적으로 0 또는 1을 나타내며,

Z¹¹ 내지 Z¹³은 서로 독립적으로, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -C≡C- 또는 단일 결합이고,

는 서로 독립적으로,

를 나타내고, 상기에서 L은 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 분지형 또는 비분지형 알킬, 알케닐 또는 알키닐을 나타내거나(이때, 서로 독립적으로, 하나 이상의 "-CH₂-" 기는 또한 O로 대체될 수 있음), 또는 C₃-C₆ 사이클로알킬 또는 C₃-C₆ 사이클로알케닐, 불소화된 알킬 또는 알케닐, 불소화된 알콕시 또는 알케닐옥시, F, Cl, Br, CN, NCS, SCN 또는 SF₅를 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 액정 매질은 화학식 I의 화합물 하나 이상 및 화학식 II의 화합물 하나 이상을 포함한다.

본원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 총 5 내지 95%, 바람직하게는 10 내지 90% 및 특히 바람직하게는 15 내지 80%의 화학식 I의 화합물을 포함하다.

본 발명에 따른 액정 매질은 화학식 I 및 II의 화합물의 군으로부터 선택된 화합물을 바람직하게는 포함하고, 더 바람직하게는 이들로 주로 구성되며, 더욱더 바람직하게는 본질적으로 구성되며, 매우 바람직하게는 전적으로 구성된다.

본원에서, 조성물과 관련하여 "포함한다"는, 대상 실체(entity), 즉 매질 또는 성분이, 기재된 성분 또는 성분들, 또는 화합물 또는 화합물들을 바람직하게는 10% 이상, 매우 바람직하게는 20% 이상의 총 농도로 포함하는 것을 의미한다.

이와 관련, "주로 구성된"은, 대상 실체가 55% 이상, 바람직하게는 60% 이상 및 매우 바람직하게는 70% 이상의 기재된 성분 또는 성분들, 또는 화합물 또는 화합물들을 포함하는 것을 의미한다.

이와 관련, "본질적으로 구성된"은, 대상 실체가 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상 및 매우 바람직하게는 95% 이상의 기재된 성분 또는 성분들, 또는 화합물 또는 화합물들을 포함하는 것을 의미한다.

이와 관련, "전적으로 구성된"은, 대상 실체가 98% 이상, 바람직하게는 99% 이상 및 매우 바람직하게는 100%의 기재된 성분 또는 성분들, 또는 화합물 또는 화합물들을 포함하는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 액정 매질은 총 10 내지 100%, 바람직하게는 20 내지 95% 및 특히 바람직하게는 25 내지 90%의 화학식 I 및 II의 화합물을 포함한다.

본 발명에 따르면, 화학식 II의 화합물은 전체 혼합물의 바람직하게는 10% 내지 90%, 더 바람직하게는 15% 내지 85%, 더욱더 바람직하게는 25% 내지 80% 및 매우 바람직하게는 30% 내지 75%의 총 농도로 사용된다.

또한, 액정 매질은 첨가제, 예컨대 안정제, 키랄 도판트(chiral dopant), 나노입자를 더 포함할 수 있다. 각각의 첨가 화합물은 0.005 내지 6%, 바람직하게는 0.1 내지 3%의 농도로 사용된다. 이들 추가 성분의 총 농도는 전체 혼합물을 기준으로 0% 내지 10%, 바람직하게는 0.1% 내지 6%의 범위이다. 하지만, 액정 혼합물의 잔여 성분, 즉 액정 또는 메조겐성 화합물에 대한 농도 데이터는 이들 첨가제의 농도를 고려하지 않고 기재된다.

액정 매질은 바람직하게 0 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5 중량% 및 특히 바람직하게 0.1 내지 3 중량%의 안정제를 포함한다. 매질은 바람직하게 2,6-다이-3급-부틸페놀, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 또는 2-벤조트리아졸-2-일페놀로부터 선택된 하나 이상의 안정제를 포함한다. 이들 보조제는 당해 분야의 숙련자에게 알려져 있으며, 예컨대 광 안정제로서 상업적으로 입수가능하다.

따라서, 본 발명의 실시양태는 또한 화학식 I의 화합물 하나 이상을 하나 이상의 다른 화합물 및 임의적으로 하나 이상의 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 다른 화합물은 바람직하게는 상기에 기재된 화학식 II의 화합물 및 임의적으로 하나 이상의 또 다른 화합물로부터 선택된다.

본원에서, 유전적으로 양성(dielectrically positive)이란 표현은 Δε > 3.0인 화합물 또는 성분을 설명하며, 유전적으로 중성이란 표현은 -1.5 ≤ Δε ≤ 3.0인 것을 설명하며, 유전적으로 음성이란 Δε < -1.5인 것을 설명한다. 각각의 화합물의 유전 이방성은 네마틱 호스트(host) 혼합물 중의 각각의 개별 화합물의 10% 용액의 결과로부터 결정된다. 만약 호스트 혼합물 중의 각각의 화합물의 용해도가 10% 미만인 경우, 농도는 5%로 감소된다. 시험 혼합물의 용량(capacitance)은 수직(homeotropic) 정렬을 갖는 셀 및 수평(homogeneous) 정렬을 갖는 셀 둘 다에서 측정된다. 두 유형 셀의 셀 두께는 대략 20㎛이다. 인가된 전압은, 1kHz의 주파수 및 통상적으로 0.5V 내지 1.0V의 실효값을 갖는 방형파이나, 항상 각각의 시험 혼합물의 용량 임계치 미만이 되도록 선택된다.

Δε는 (ε_∥ - ε_⊥)로 정의되며, ε_average는 (ε_∥ + 2ε_⊥)/3이다.

유전적으로 양성인 화합물에 사용되는 호스트 혼합물은 혼합물 ZLI-4792(독일의 메르크 카게아아 제품)이고, 유전적으로 중성 및 유전적으로 음성인 화합물에 사용되는 호스트 혼합물은 혼합물 ZLI-3086(독일의 메르크 카게아아 제품)이다. 상기 화합물의 유전 상수의 절대값은 관심 화합물의 첨가시의 호스트 혼합물의 각각의 값의 변화로부터 측정된다. 상기 값은 100%의 관심 화합물의 농도에 외삽된다.

20℃의 측정 온도에서 네마틱 상을 갖는 성분은 이와 같이 측정되고, 다른 모든 성분들은 화합물처럼 처리된다.

본원에서 명백히 다른 언급이 없는 한, 임계(threshold) 전압이란 용어는 광학 임계치를 의미하며 상대 콘트라스트(V₁₀)에 대한 값이고, 포화 전압이란 용어는 광학 포화를 의미하며 90% 상대 콘트라스트(V₉₀)에 대한 값이다. 명백히 언급된다면, 용량 임계 전압(V₀, 프레데릭츠(Freedericks) 임계치(V_Fr)로도 지칭됨)만이 사용된다.

본원에 언급된 파라미터의 범위는, 다른 언급이 없는 한 모두 제한치를 포함한다.

특성의 다양한 범위를 위해 기재한 상이한 상한치 및 하한치는 서로 조합되어 추가적인 바람직한 범위를 생성한다.

본원 전반에 걸처, 다른 언급이 없는 한, 하기의 조건 및 정의가 적용된다. 모든 농도는 중량%이고 각각 전체 혼합물에 관한 것이며, 모든 온도는 ℃이고, 모든 온도차는 ℃의 차이이다. 액정에 대해 전형적인 모든 물성은, 다른 언급이 없는 한 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 측정되고 20℃의 온도에서의 값이다. 광학 이방성(Δn)은 589.3nm의 파장에서 측정된다. 유전 이방성(Δε)은 1kHz의 주파수에서 측정된다. 임계 전압뿐 아니라 모든 다른 전기-광학 특성은 독일의 메르크 카게아아제 시험 셀을 사용하여 측정한다. Δε의 측정을 위한 시험 셀은 약 20㎛의 셀 두께를 갖는다. 전극은 1.13㎠의 면적 및 보호 고리를 갖는 원형 ITO 전극이다. 배향층은, 수직 배향(ε_∥)용은 일본의 니싼 케미칼(Nissan Chemical)의 SE-1211이고, 수평 배향(ε_⊥)용은 일본의 재팬 신써틱 러버(Japan Synthetic Rubber)의 폴리이미드 AL-1054이다. 용량은 0.3V_rms의 전압으로 사인파를 사용하는 솔라트론(Solatron) 1260 주파수 응답 분석기로 측정된다. 독일의 아우트로닉-멜쳐스(Autronic-Melchers)로부터 상업적으로 입수가능한 DMS 장치를 사용한 설정이 여기에서 사용된다. 특성 전압은 수직 관측하에 측정된다. 임계 전압(V₁₀), 중간-회색 전압(V₅₀) 및 포화 전압(V₉₀)은 각각 10%, 50% 및 90% 상대 콘트라스트에 대해 측정된다.

액정 매질은, 문헌[A. Penirschke et al. "Cavity Perturbation Method for Characterisation of Liquid Crystals up to 35 GHz" 34th European Microwave Conference - Amsterdam, pp. 545-548]에 설명된 바와 같이, 마이크로파 주파수 범위에서 이들 특성에 대하여 측정된다. 이와 관련하여, 측정 방법이 유사하게 상세히 설명된 문헌[A. Gaebler et al. "Direct Simulation of Material Permittivities...", 12MTC　2009 - International Instrumentation] 및 [Measurement Technology Conference, Singapore, 2009(IEEE), pp.　463-467], 및 DE 10 2004 029 429 A를 비교한다.

액정은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 석영 모세관에 도입된다. 모세관은 180㎛의 내부 반경 및 350㎛의 외부 반경을 갖는다. 유효 길이는 2.0cm이다. 충전된 모세관은 19GHz의 공명 주파수로 실린더형 공동(cavity)의 중앙으로 도입된다. 이 공동은 11.5mm의 길이 및 6mm의 반경을 갖는다. 그 후에 입력 신호(공급원)가 적용되고, 출력 신호의 결과가 상업적인 벡터 네트워크 분석기를 사용하여 기록된다. 다른 주파수(예컨대 19GHz)의 경우, 공동의 치수가 상응하게 맞춰진다.

액정으로 채워진 모세관이 있는 경우의 측정치와 액정으로 채워진 모세관이 없는 경우의 측정치 사이의 공명 주파수 및 Q 인자의 변화를 이용하여 문헌[A. Penirschke et al., 34th European Microwave Conference - Amsterdam, pp. 545-548]에서의 방정식 10 및 11에 의해 거기에 기술된 바와 같이하여 상응하는 목적 주파수에서의 유전 상수 및 손실각을 측정한다.

액정의 방향에 대해 수직 및 평행인 특성들에 대한 상기 성분의 값은 자기장에서의 액정의 정렬에 의해 얻어진다. 이를 위해, 영구 자석의 자기장이 사용된다. 자기장의 강도는 0.35 테슬라이다. 자석의 정렬은 부합되게 설치되고, 그 후에 상응하게 90° 회전된다.

마이크로파 영역에서 유전 이방성은 Δε_r ≡ (ε_r,∥-ε_r,⊥)로 정의된다.

변조능(modulatability) 및 동조능(τ)는 τ ≡ (ε_r/ε_r,∥)로 정의된다.

물질 품질(η)는 η ≡ (τ/tanδ_εr, _max _.)로 정의되고, 최대 유전 손실 인자 tanδ_εr, _max _.는 tanδ_εr, _max _. ≡ max.{tanδ_εr,⊥; tanδ_εr,∥}이며, 이는 tanδ_εr에 대해 측정된 값의 최대값으로부터 발생한다.

바람직한 액정 물질의 물질 품질(η)은 6 이상, 바람직하게는 7 이상, 바람직하게는 10 이상, 바람직하게는 15 이상, 특히 바람직하게는 25 이상 및 매우 특히 바람직하게는 30 이상이다.

상응하는 성분에서, 바람직한 액정 물질은 15˚/dB 이상, 바람직하게는 20˚/dB 이상, 바람직하게는 30˚/dB 이상, 바람직하게는 40˚/dB 이상, 바람직하게는 50˚/dB 이상, 특히 바람직하게는 80˚/dB 이상 및 매우 특히 바람직하게는 100˚/dB 이상의 이상기 품질을 갖는다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 각각의 경우에 적어도 -20℃ 내지 80℃, 바람직하게는 -30℃ 내지 85℃ 및 매우 특히 바람직하게는 -40℃ 내지 100℃의 네마틱 상을 갖는다. 상기 상은 특히 바람직하게는 120℃ 이상, 바람직하게는 140℃ 이상 또는 매우 특히 바람직하게는 180℃ 이상까지 확장된다. 상기 표현은, 한편으로는 낮은 온도에서 스메틱 상 및 결정화가 해당 온도에서 관찰되지 않고, 다른 한편으로는 네마틱 상으로부터 가열시 등명화(clearing)가 발생하지 않음을 의미한다. 저온에서의 검사는 해당 온도에서 유동 점도계로 수행되며, 100시간 이상동안 5㎛의 셀 두께를 갖는 시험 셀에 저장함으로써 확인된다. 고온에서, 등명점은 통상적인 방법에 의해 모세관에서 측정된다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 90℃ 이상, 더 바람직하게는 100℃ 이상, 더욱더 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 150℃ 이상, 및 매우 특히 바람직하게는 170℃ 이상의 등명점을 갖는다.

본 발명에 따른 액정 매질의 Δε는, 1kHz 및 20℃에서 바람직하게는 1 이상, 더 바람직하게는 2 이상 및 매우 바람직하게는 3 이상이다.

본 발명에 따른 액정 매질의 Δn은, 589nm(Na^D) 및 20℃에서 바람직하게는 0.20 내지 0.90의 범위, 더 바람직하게는 0.25 내지 0.90의 범위, 더욱더 바람직하게는 0.30 내지 0.85의 범위 및 매우 바람직하게는 0.35 내지 0.80의 범위이다.

본원의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질의 Δn은 0.45 이상, 바람직하게는 0.50 이상 및 더욱 바람직하게는 0.55 이상이다.

또한, 본 발명에 따른 액정 매질은 마이크로파 영역에서의 높은 이방성을 특징으로 한다. 예를 들어, 복굴절은 약 8.3 GHz에서 바람직하게는 0.14 이상, 특히 바람직하게는 0.15 이상, 특히 바람직하게는 0.20 이상, 특히 바람직하게는 0.25 이상 및 매우 특히 바람직하게는 0.30 이상이다. 또한 복굴절은 바람직하게는 0.80 이하이다.

사용된 액정은 개별의 물질 또는 혼합물 중 하나이다. 이들은 바람직하게 네마틱 상을 갖는다.

본원에서, 용어 "화합물"은 명백히 다른 언급이 없는 한, 하나의 화합물 및 복수의 화합물 둘 다를 의미한다.

본 발명에 따른 액정 매질 또는 하나 이상의 화합물을 포함하는 바람직한 부품은 이상기, 버랙터(varactors), 안테나 배열(예컨대 라디오, 모바일 통신, 마이크로파/레이더 및 다른 데이터 전송용), "매칭 회로 적응 필터" 등이다. 선호되는 것은 상기에 정의된 바와 같이 고주파 기술용 부품이다. 또한 선호되는 것은 인가된 전압의 차이에 의해 조절될 수 있는 부품이다. 매우 특히 바람직한 부품은 동조가능한 이상기이다. 바람직한 실시양태에서는, 복수의 이상기가 기능적으로 연결되어, 예를 들어, 일반적으로 "위상 어레이" 안테나를 의미하는, 상-조절된 그룹 안테나를 제공한다. 그룹 안테나는 간섭을 통해 번들링(bundling)을 달성하기 위해 매트릭스에 배열된 송신 또는 수신 요소의 이상기를 사용한다. 열(row) 또는 격자(grid) 형태의 이상기의 평행 배열은, 고주파용(예컨대 기가헤르츠 영역) 동조가능한 또는 패시브(passive) 송신 또는 수신 안테나의 역할을 할 수 있는 소위 "위상 어레이"의 구성을 가능하게 한다. 본 발명에 따른 위상 어레이 안테나는 매우 넓은 사용가능한 수신 콘(cone)을 갖는다.

바람직한 용도는 자동차, 선박, 비행기, 우주 여행 및 위성 기술 영역의 유인 또는 무인 운송수단의 레이더 장치 및 데이터 전송 장치이다.

적합한 고주파 기술용 부품, 특히 적합한 이상기의 제조를 위해, 본 발명에 따른 액정 매질은 통상적으로 1mm의 두께, 수 mm의 너비 및 수 cm의 길이를 갖는 장방형 공동 내로 도입된다. 상기 공동은 두 개의 긴 측면을 따라 장착된 마주보는 전극을 갖는다. 이런 배열은 당해 분야의 숙련자에게 알려져 있다. 가변적 전압의 인가를 통해, 액정 매질의 유전적 특성은 안테나의 다른 주파수 또는 방향을 설정하기 위하여 안테나를 작동하는 동안 조율될 수 있다.

표현 "할로겐" 또는 "할로겐화"는 F, Cl, Br 및 I를 나타내며, 특히 F 및 Cl을 나타내며, 특히 F를 나타낸다.

표현 "알킬"은 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 알킬기, 특히 선형기인 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 헵틸기를 포함한다. 2 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.

표현 "알케닐"은 바람직하게는 2 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 선형 및 분지형 알케닐기, 특히 선형 기를 포함한다. 특히 바람직한 알케닐기는 C₂- 내지 C₇-1E-알케닐, C₄- 내지 C₇-3E-알케닐, C₅- 내지 C₇-4-알케닐, C₆- 내지 C₇-5-알케닐 및 C₇-6-알케닐, 특히 C₂- 내지 C₇-1E-알케닐, C₄- 내지 C₇-3E-알케닐 및 C₅- 내지 C₇-4-알케닐이다. 더 바람직한 알케닐 기의 예는 비닐, 1E-프로페닐, 1E-부테닐, 1E-펜테닐, 1E-헥세닐, 1E-헵테닐, 3-부테닐, 3E-펜테닐, 3E-헥세닐, 3E-헵테닐, 4-펜테닐, 4Z-헥세닐, 4E-헥세닐, 4Z-헵테닐, 5-헥세닐, 6-헵테닐 등이다. 5개 이하의 탄소 원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.

표현 "알콕시"는 바람직하게는 화학식 C_nH_2n ₊₁-O-의 선형 라디칼을 포함하며, 이때 n은 1 내지 10을 나타낸다. n은 바람직하게는 1 내지 6이다. 바람직한 알콕시 기는 예를 들어 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, n-부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵톡시, n-옥톡시, n-노녹시, n-데콕시이다.

표현 "옥사알킬" 또는 "알콕시알킬"은 바람직하게는 화학식 C_nH_2n ₊₁-O-(CH₂)_m의 선형 라디칼을 포함하며, 이때 n 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 10을 나타낸다. 바람직하게는 n은 1이고 m은 1 내지 6이다.

표현 "불소화된 알킬 라디칼"은 바람직하게는 단일- 또는 다중-불소화된 라디칼을 포함한다. 과불소화된 라디칼이 포함된다. 특히 바람직한 것은 CF₃, CH₂CF₃, CH₂CHF₂, CHF₂, CH₂F, CHFCF₃ 및 CF₂CHFCF₃이다.

표현 "불소화된 알콕시 라디칼"은 단일- 또는 다중-불소화된 라디칼을 포함한다. 과불소화된 라디칼이 바람직하다. 특히 바람직한 것은 OCF₃ 라디칼이다.

표현 "치환된 사이클로알킬"은 알킬(특히 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬)로 단일- 또는 다중-치환된 사이클로알킬을 포함한다.

표현 "치환된 페닐"은 R¹으로 정의된 기로 단일- 또는 다중-치환된 페닐(특히 F, Cl, 알킬 또는 알콕시로 치환된 페닐)을 포함한다.

"하나 이상의 "-CH₂-" 기가 -O-로 대체될 수 있는 알킬/알케닐/알키닐 기"라는 표현은 바람직하게는 비-말단 CH₂- 기가 대체된 이런 유형의 기에 관한 것이다. OH 기는 일반적 의미로 포함된다.

본원에서, 고주파 기술은 1 MHz 내지 10 THz, 바람직하게는 1 GHz 내지 3 THz, 더욱 바람직하게는 2　GHz 내지 1 THz, 특히 바람직하게는 5 내지 300 GHz의 범위의 주파수를 갖는 응용을 의미한다. 바람직하게는, 위상 어레이 모듈이 송신 또는 수신 안테나에 사용될 수 있는 메시지 전송에 적합한 마이크로파 스펙트럼 또는 이의 인접 영역에서 이용된다.

본 발명에 따른 액정 매질은 하나 이상, 바람직하게는 2 내지 30 종, 더 바람직하게는 3 내지 20 종 및 매우 바람직하게는 3 내지 16 종의 화합물로 구성된다. 이들 화합물은 통상적인 방법으로 혼합된다. 일반적으로 더 적은 양으로 사용되는 원하는 화합물의 양이 더 많은 양으로 사용된 화합물에 용해된다. 만약 온도가, 더 높은 농도로 사용된 화합물의 등명점보다 높다면, 특히 용해 과정의 완료를 관찰하기 쉽다. 하지만, 다른 통상적 방법으로, 예컨대 화합물의 균질 또는 공융 혼합물일 수 있는 소위 예비-혼합물을 사용하거나 또는 구성성분들 자체가 바로 사용할 수 있는 혼합물인 소위 "멀티바틀(multibottle)" 시스템을 사용하여, 상기 매질을 제조하는 것도 또한 가능하다.

모든 온도, 예컨대 액정의 녹는점 T(C,N) 또는 T(C,S), 스메틱(S) 상으로부터 네마틱(N) 상으로의 전이 온도 T(S,N) 및 등명점 T(N,I)은 ℃로 기재된다. 모든 온도차는 ℃의 차이이다.

본원 및 하기 실시예에서, 액정 화합물의 구조는 하기의 표 A 및 B에 준거하여 화학식으로 전환되는 두문자에 의해 기재되었다. 모든 라디칼 C_nH_2n ₊₁ 및 C_mH_2m ₊ ₁는 n 및 m 개의 탄소 원자를 각각 갖는 선형 알킬 라디칼이며, n, m 및 k는 정수이며, 바람직하게는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12인 정수를 나타낸다. 표 B에서 코드화는 자명하다. 표 A에는 모핵 구조에 대한 두문자만이 기재되어 있다. 각각의 경우, 모핵 구조에 대한 두문자는 "-"에 의해 나뉘어지며, 치환기 R¹ ^*, R² ^*, L¹ ^* 및 L² ^*에 대한 코드가 기재되어 있다.

적합한 혼합물 성분을 하기 표 A 및 B에 나타낸다.

[표 A]

[표 B]

하기 실시예는 어떠한 방식으로든 본 발명을 제한하지 않고 예시한다.

그러나, 물리적 성질로부터 어떤 성질이 얻어질 수 있는지 및 어떤 범위로 조절될 수 있는지 당해 분야의 숙련자에게 자명하다. 특히, 바람직하게 얻어질 수 있는 다양한 성질의 조합은 당해 분야의 숙련자에게 잘 알려져 있다.

본원에서, 달리 언급되지 않는 한, 복수 형태의 용어는 단수 형태 및 복수 형태 모두를 나타내고, 그 역도 동일하다. 본원에 따른 본 발명의 실시양태 및 변형태의 추가적 조합이 또한 첨부된 특허청구범위로부터 발생된다.

사용된 약어는 하기와 같다.

MTB: 메틸 3급-부틸 에터

SiO₂: 실리카 겔

RT: 실온(약 20℃)

실시예

사용된 아세틸렌 및 보론산은 상업적으로 입수가능하거나, 또는 당업자에기 공지된 공지의 합성법과 유사하게 제조할 수 있다. 라디칼 "C₄H₉"는 비분지형 n-부틸 라디칼을 나타낸다. 이러한 점은 C₃H₇, C₆H₁₃ 등에 대해서도 상응하게 적용된다. 1,1,2-트라이플루오로트라이에틸실릴에텐 유닛은 문헌[F. Babudri, et al., Eur . J. Org . Chem . 2008, 1977-1982]에 따라 합성한다. 트랜스-1,2-다이플루오로에틸-1-요오도-2-아릴 빌딩 블록의 제조에서 이의 사용은 문헌[Babudri et al., Synthesis 2008, 1580-1588]에 기재되어 있다.

합성 실시예 1:

1.1 1- 브로모 -3-에틸-4-(4-n- 부틸페닐에티닐 )벤젠의 합성

20 g(64.3 mmol)의 1-요오도-2-에틸-4-브로모벤젠 및 12 g(64.3 mmol)의 4-n-헥실페닐아세틸렌을 초기에 300 ml의 트라이에틸아민에 도입하고, 250 mg(1.3 mmol)의 구리(I) 요오다이드 및 900 mg(1.3 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(II) 클로라이드를 첨가하고, 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반하고, 이어서 1시간 동안 환류시켰다. 배취를 냉각시키고, 물 및 헵탄을 첨가하고, 상들을 분리하였다. 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 회전 증발기에서 증발시켰다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피(SiO₂, 헵탄)로 정제시키고, 생성물을 무색 오일로서 수득하였다.

1.2 2- 브로모 -6- 트라이플루오로메탄설폰일나프탈렌의 합성

25 g(112 mmol)의 6-브로모-2-나프톨, 21.1 ml(157 mmol)의 트라이에틸아민 및 266 mg의 4-다이메틸아미노피리딘을 초기에 300 ml의 다이클로로메탄에 도입하고, 혼합물을 빙욕에서 냉각시키고, 20 ml(123 mmol)의 트라이플루오로메탄설폰산 무수물을 적가하였다. 배취를 밤새 교반하고, 공정에서 실온으로 가온시켰다. 이어서 물을 조심스럽게 첨가하고, 상들을 분리시켰다. 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 회전 증발기에서 증발시켰다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피(SiO₂, 헵탄/다이클로로메탄 = 1:1)로 정제하고, 생성물을 무색 오일로서 수득하였다.

1.3 6-부틸-2- 트라이플루오로메탄설폰일나프탈렌의 합성

39.1 g(110 mmol)의 트라이플레이트 및 13.5 g(132 mmol)의 보론산을 875 ml의 톨루엔 중 48.8 g(223 mmol)의 칼륨 포스페이트, 633 mg(1.1 mmol)의 비스(다이벤질리덴아세톤)팔라듐(0) 및 1.65 g(2.2 mmol)의 1,2,3,4,5-펜타페닐-1-다이-3급-부틸포스피노페로센과 함께 16시간 동안 환류시켰다.

배취를 냉각시키고, 물을 첨가하고, 상들을 분리시켰다. 수성 상을 톨루엔으로 추출하고, 합친 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 회전 증발기에서 증발시켰다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피(SiO₂, 헵탄/MTB = 9:1)로 정제하고, 추가 정제를 에탄올로부터의 재결정화에 의해 수행하였다.

1.4 6-부틸-2-( 트라이메틸실릴아세틸렌일 )나프탈렌의 합성

32.5 g(약 84 mmol)의 트라이플레이트 및 35.4 ml(252 mmol)의 아세틸렌을 130 ml의 다이메틸폼아마이드 중 29.1 ml(210 mmol)의 트라이에틸아민 및 2.95 g(4.2 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(II) 클로라이드와 함께 16시간 동안 환류시켰다.

배취를 냉각시키고, 물을 첨가하고, 혼합물을 MTB로 추출하였다. 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 회전 증발기에서 증발시켰다. 잔류물을 추가 정제 없이 다음 반응에서 사용하였다.

1.5 6-부틸-2- 아세틸렌일나프탈렌의 합성

39.7 g(약 85 mmol)의 실릴-보호된 아세틸렌을 초기에 250 ml의 테트라하이드로푸란, 및 26.6 g(102 mmol)의 테트라-n-부틸암모늄 플루오라이드에 도입하였다.

실온에서 16시간 동안, 물 및 MTB를 배취에 첨가하고, 상들을 분리시켰다. 수성 상을 MTB로 추출하고, 합친 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 회전 증발기에서 증발시켰다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피(SiO₂, 헵탄)로 정제하고, 추가 정제를 에탄올로부터의 재결정화에 의해 수행하였다.

1.6 1-(6-n-부틸-2- 나프틸에티닐 )-3-에틸-4-(4-n- 헥실페닐에티닐 )벤젠의 합성

79 ml의 1,4-다이옥산 중 69 mg(264 μmol)의 비스(아세토니트릴)팔라듐(II) 클로라이드, 378 mg(792 μmol)의 2-다이사이클로헥실포스피노-2',4',6'-트라이이소프로필바이페닐 및 18.9 g의 칼슘 카보네이트(58 mmol)를 5.5 g(26.4 mmol)의 아세틸렌 및 9.75 g(26.4 mmol)의 브로마이드에 첨가하였다.

배취를 16시간 동안 100℃에서 교반하고, 냉각시키고, 물 및 MTB를 첨가하고, 상들을 분리시켰다. 수성 상을 MTB로 추출하고, 합친 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 회전 증발기에서 증발시켰다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피(SiO₂, 헵탄)로 정제하고, 추가 정제를 이소프로판올로부터의 재결정화에 의해 실시하였다.

MS ( EI ): m/e (%) = 496 (100, M⁺), 453 (11, [M - 프로필]⁺).

Δε = +1.7

Δn = 0.45

C 79 N 178 I

합성 실시예 2:

2.1 2- 요오도 -6- 브로모나프탈렌의 합성

46.8 g(164 mmol)의 2,6-다이브로모나프탈렌을 초기에 400 ml의 THF에 도입하고, 혼합물을 -70℃로 냉각시키고, 110 ml의 n-BuLi(헥산 중 1.6 M, 175 mmol)를 적가하였다. 1시간 동안, 100 ml의 THF 중 47 g의 요오드(185 mmol)를 적가하고, 혼합물을 -70℃에서 추가 2시간 동안 교반하고, -30℃로 가온시키고, 30 ml(386 mmol)의 아황산수소나트륨 수용액(w = 39%)을 첨가하여 켄칭(quenching)하였다.

상들을 분리시키고, 수성 상을 MTB로 1회 추출하였다. 합친 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 회전 증발기에서 증발시켰다. 잔류물의 추가 정제를 헵탄/톨루엔 = 2:1로부터의 재결정화에 의해 수행하였다.

2-요오도-6-브로모나프탈렌을 황색 고체로서 수득하였다.

2.2 2- 브로모 -6-(2-에틸-4-n- 부틸페닐에티닐 )나프탈렌의 합성

16 g(48 mmol)의 2-요오도-6-브로모나프탈렌 및 10 g(48 mmol)의 2-에틸-4-n-부틸페닐아세틸렌을 초기에 250 ml의 트라이에틸아민에 도입하고, 200 mg(1 mmol)의 구리(I) 요오다이드 및 720 mg(1 mmol)의 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(II) 클로라이드를 첨가하고, 혼합물을 16시간 동안 환류시켰다.

배취를 냉각시키고, 물 및 MTB를 첨가하고, 상들을 분리시켰다. 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 회전 증발기에서 증발시켰다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피(SiO₂, 헵탄)로 정제하였다.

2.3 2-(2-에틸-4-n- 부틸페닐에티닐 )나프탈렌-6- 보론산의 합성

7 g(17.8 mmol)의 브로마이드를 초기에 50 ml의 THF에 도입시키고, 혼합물을 -70℃로 냉각시키고, 12.5 ml의 n-BuLi(헥산 중 1.6 M, 19.9 mmol)을 적가하였다. 30분 후, 2.3 ml의 트라이메틸 보레이트(20.2 mmol)를 적가하고, 혼합물을 -70℃에서 추가 30분 동안 교반하고, 0℃ 로 가온시키고, 물을 첨가하여 가수분해시켰다.

묽은 염산을 사용하여 배취를 산성화시키고, MTB로 2회 추출하였다. 합친 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 회전 증발기에서 증발시켰다. 잔류물의 추가 정제를 헵탄으로부터의 재결정화에 의해 수행하였다.

2.4 2-(2-에틸-4-n- 부틸페닐에티닐 )-6-[E-1,2- 다이플루오로 -2-(4-n- 부틸페닐 )에틸렌일]나프탈렌의 합성

4.9 g(13.8 mmol)의 보론산 및 6.5 g(18.4 mmol)의 요오다이드를 초기에 35 ml의 톨루엔에 도입시키고, 780 mg(6.75 μmol)의 테트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0)을 첨가하기 전에 6.5 ml의 물 중 4.3 g(40.6 mmol)의 나트륨 카보네이트 및 22 ml의 에탄올을 첨가하였다. 배취를 16시간 동안 환류시켰다 및 냉각시키고, 및 상들을 분리시켰다.

수성 상을 MTB로 추출하고, 합친 유기 상을 포화 나트륨 클로라이드 용액으로 세척하고, 나트륨 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시키고, 회전 증발기에서 증발시켰다. 잔류물을 컬럼 크로마토그래피(SiO₂, 헵탄)로 정제하고, 추가 정제를 이소프로판올로부터의 재결정화에 의해 실시하였다.

MS ( EI ): m/e (%) = 506 (100, M⁺), 463 (15, [M - 프로필]⁺), 210 (17, [M - 2x 프로필]²⁺).

Δε = +2.4

Δn = 0.46

γ₁ = 2213 mPa·s

C 72 N 235 I

하기의 것들을 합성 실시예 1 및/또는 2와 유사하게 합성하였다.

3) 1-(6-n-부틸-2- 나프틸에티닐 )-2-에틸-4-(4-n- 헥실페닐에티닐 )벤젠

MS ( EI ): m/e (%) = 496 (100, M⁺), 425 (11, [M - 펜틸]⁺).

Δε = +2.0

Δn = 0.45

γ₁ = 8846 mPa·s

C 58 N 178 I

4) 2-(2-에틸-4-n- 부틸페닐에티닐 )-6-(4-n- 부틸페닐에티닐 )나프탈렌

MS ( EI ): m/e (%) = 468 (100, M⁺), 425 (20, [M - 프로필]⁺), 191 (16, [M - 2x 프로필]²⁺).

Δε = +3.0

Δn = 0.47

γ₁ = 3442 mPa·s

C 97 N 196 I

5) 비스 -2,6-(2-에틸-4-n- 부틸페닐에티닐 )나프탈렌

MS ( EI ): m/e (%) = 496 (100, M⁺), 453 (13, [M - 프로필]⁺), 205 (12, [M - 2x 프로필]²⁺).

Δε = +0.9

Δn = 0.425

γ₁ = 3538 mPa·s

C 138 I

6) 비스 -2,6-(4-n- 부틸페닐에티닐 )나프탈렌

MS ( EI ): m/e (%) = 440 (100, M⁺), 397 (31, [M - 프로필]⁺), 354 (19, [M - 2x 프로필]⁺), 177 (19, [M - 2x 프로필]²⁺).

Δε = +3.2

Δn = 0.52

C 165 N 263 I

7) 2-(5-n- 부틸티오펜 -1- 에티닐 )-6-(2-에틸-4-n- 부틸페닐에티닐 )나프탈렌

MS ( EI ): m/e (%) = 474 (100, M⁺), 431 (27, [M - 프로필]⁺), 194 (18, [M - 2x 프로필]²⁺).

Δε = +1.8

Δn = 0.47

γ₁ = 2489 mPa·s

C 66 N 105 I

8) 2-(2-에틸-4-n- 부틸페닐에티닐 )-6-(4-n- 부틸페닐에티닐 )-3,4,5- 트라이플루오로나프탈렌

9) 1-(6-n- 부틸티오 -2- 나프틸에티닐 )-2-에틸-4-(4-n- 헥실페닐에티닐 )벤젠

MS ( EI ): m/e (%) = 500 (100, M⁺), 485 (2), 457 (5), 443 (5), 429 (2), 400 (10), 385 (5).

Δε = +3.3

Δn = 0.51

γ₁ = 12740 mPa·s

C 120 N 175 I

10) 1-(6-n- 부틸티오 -2- 나프틸에티닐 )-2-에틸-4-(3,4,5- 트라이플루오로페닐에티닐 )벤젠

MS ( EI ): m/e (%) = 498 (100, M⁺), 483 (3), 441 (9), 427 (10), 407 (5), 393 (10), 382 (4).

Δε = +11.4

Δn = 0.46

γ₁ = 4180 mPa·s

C 83 N 107 I

혼합물 실시예

하기 표에 기재된 조성 및 성질을 갖는 액정 매질 C-1을 비교 기본 혼합물로서 제조하였다.

각 경우에서, 합성 실시예들로부터의 시험 물질 10 중량%를 이 매질에 첨가하고, 혼합물을 균질화시키고, 물리적 성질에 대해 측정하였다.

혼합물 실시예 M-1

10%의 1-(6-n-부틸-2-나프틸에티닐)-3-에틸-4-(4-n-헥실페닐에티닐)벤젠(합성예 1, 단계 1.6)

90%의 C-1

혼합물 실시예 M-2

10%의 2-(2-에틸-4-n-부틸페닐에티닐)-6-[E-1,2-다이플루오로-2-(4-n-부틸페닐)에틸렌일]나프탈렌(합성예 2, 단계 2.4)

90%의 C-1

결과 및 기본 혼합물 C-1과의 비교가 표 1에 기재되어 있다.

혼합물 M-1/2을 마이크로파 영역에서의 제품, 특히 '위상 어레이' 안테나용 이상기에서 사용된다.

[표 1]

19 GHz (20℃)에서의 혼합물의 성질

동조능 τ 및 물질 품질 η이 비교 혼합물 C-1에 비해 상당히 개선되었다. 유전 손실 인자 tanδ_ε,r은 감소되었다.

Claims

하기 화학식 I의 화합물의 고주파 기술용 부품에서의 용도:

I
상기 식에서,
A¹, A², A³, A⁴, A⁵는 각각 서로 독립적으로,
a) 1,4-페닐렌(이때, 하나 이상, 바람직하게는 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있음), 또는 화학식
의 2,6-나프틸렌 기,
b) 티오펜-2,5-다이일, 푸란-2,5-다이일 또는 화학식
의 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 라디칼, 또는
c) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 사이클로헥센일렌(이때, 1 또는 2개의 비-인접 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있으며 H가 F로 대체될 수 있음), 1,4-바이사이클로[2.2.2]옥틸렌, 사이클로부탄-1,3-다이일 또는 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일
을 나타내고,
기 a), b) 및 c)에서,
하나 이상의 H 원자는 또한 L로 정의된 기로 치환될 수도 있고,
기 A², A³ 및 A⁴ 중 하나 이상은 화학식
의 기를 나타내고,
L은 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 분지형 또는 비분지형 알킬, 탄소수 2 내지 12의 알케닐 또는 알키닐을 나타내거나(이때 각 경우에서, 서로 독립적으로, 하나 이상의 수소 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있으며, 또한 하나 이상의 "-CH₂-" 기는 O로 대체될 수 있음), 또는 C₃-C₆ 사이클로알킬 또는 C₃-C₆ 사이클로알케닐, F, Cl, Br, CN, NCS, SCN 또는 SF₅를 나타내고,
Z², Z³는 독립적으로 -C≡C- 또는
를 나타내고,
Y¹, Y²는, 서로 독립적으로, H, F, Cl, C₁-C₁₀ 알킬을 나타내고,
Z¹, Z⁵는, 서로 독립적으로, 단일 결합, -C≡C-, -CH=CH-, -CH₂O-, -(CO)O-, -CF₂O-, -CF₂CF₂-, -CH₂CF₂-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -CH=CF- 또는 -CF=CF-를 나타내고, 이때 비대칭적 가교는 양쪽 측면 둘다로 배향될 수 있고,
R¹ 및 R²는, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 15의 할로겐화된 또는 비할로겐화된 알킬 라디칼(이때, 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, S 또는 O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CO)-, -S- 및 -O-로 대체될 수 있음)을 나타내거나, 또는 F, Cl, Br, CN, CF₃, OCF₃, -NCS 또는 SF₅를 나타내고,
R²는 또한 H를 나타내고,
m, n은, 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2를 나타내고,
p는 1 또는 2를 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
기 A², A³ 및 A⁴가 총 하나 이상의 기 L로 치환되는 것을 특징으로 하는, 화합물의 용도.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
기 A³가, 임의적으로 L로 치환되는 1,4-페닐렌 고리인 것을 특징으로 하는, 화합물의 용도.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
고리 A²및 A⁴가, 임의적으로 치환되는 1,4-페닐렌 고리를 나타내는 것을 특징으로 하는, 화합물의 용도.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
m + n + p가 1 또는 2인 것을 특징으로 하는, 화합물의 용도.
하기 화학식 I^*의 화합물:

I^*
상기 식에서,
A¹, A², A³, A⁴, A⁵는 각각 서로 독립적으로,
a) 1,4-페닐렌(이때, 하나 이상, 바람직하게는 1 또는 2개의 CH 기는 N으로 대체될 수 있음), 또는 화학식
의 2,6-나프틸렌 기,
b) 티오펜-2,5-다이일, 푸란-2,5-다이일 또는 화학식
의 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 라디칼, 또는
c) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 사이클로헥센일렌(이때, 1 또는 2개의 비-인접 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있으며 H가 F로 대체될 수 있음), 1,4-바이사이클로[2.2.2]옥틸렌, 사이클로부탄-1,3-다이일 또는 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일
을 나타내고,
기 a), b) 및 c)에서,
하나 이상의 H 원자는 또한 L로 정의된 기로 치환될 수도 있고,
기 A², A³ 및 A⁴ 중 하나 이상은 화학식
의 기를 나타내며,
기 A², A³ 및 A⁴는 총 하나 이상의 기 L로 치환되고,
L은 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 분지형 또는 비분지형 알킬, 탄소수 2 내지 12의 알케닐 또는 알키닐을 나타내거나(이때 각 경우에서, 서로 독립적으로, 하나 이상의 수소 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있으며, 또한 하나 이상의 "-CH₂-" 기는 O로 대체될 수 있음), 또는 C₃-C₆ 사이클로알킬 또는 C₃-C₆ 사이클로알케닐, F, Cl, Br, CN, NCS, SCN 또는 SF₅를 나타내고,
Z², Z³는 독립적으로 -C≡C- 또는
를 나타내고,
Y¹, Y²는, 서로 독립적으로, H, F, Cl, C₁-C₁₀ 알킬을 나타내고,
Z¹, Z⁵는, 서로 독립적으로, 단일 결합, -C≡C-, -CH=CH-, -CH₂O-, -(CO)O-, -CF₂O-, -CF₂CF₂-, -CH₂CF₂-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -CH=CF- 또는 -CF=CF-를 나타내고, 이때 비대칭적 가교는 양쪽 측면 둘다로 배향될 수 있고,
R¹ 및 R²는, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 15의 할로겐화된 또는 비할로겐화된 알킬 라디칼(이때, 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, S 또는 O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CO)-, -S- 및 -O-로 대체될 수 있음)을 나타내거나, 또는 F, Cl, Br, CN, CF₃, OCF₃ 또는 SF₅를 나타내고,
R²는 또한 H를 나타내고,
m, n은, 서로 독립적으로, 0, 1 또는 2를 나타내고,
p는 1 또는 2를 나타낸다.
제 6 항에 있어서,
R¹ 및 R²이, 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 15의 할로겐화된 또는 비할로겐화된 알킬 라디칼(이때, 이들 라디칼 내의 하나 이상의 CH₂ 기는 또한, 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접적으로 결합되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -(CO)- 및 -O-로 대체될 수 있음)을 나타내는 것을 특징으로 하는, 화합물.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I 또는 I^*의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 8 항에 있어서,
하기 화학식 II의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:

II
상기 식에서,
L¹¹은 R¹¹ 또는 X¹¹를 나타내며,
L¹²은 R¹² 또는 X¹²을 나타내며,
R¹¹ 및 R¹²은 서로 독립적으로, 탄소수 1 내지 17의 비불소화된 알킬 또는 비불소화된 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 15의 비불소화된 알케닐, 비불소화된 알키닐, 비불소화된 알케닐옥시 또는 비불소화된 알콕시알킬을 나타내며,
X¹¹ 및 X¹²는 서로 독립적으로, F, Cl, Br, -CN, -NCS, -SCN, -SF₅, 1 내지 7 개의 C 원자를 갖는 불소화된 알킬 또는 불소화된 알콕시, 또는 2 내지 7 개의 C 원자를 갖는 불소화된 알케닐, 불소화된 알케닐옥시 또는 불소화된 알콕시알킬을 나타내며,
p 및 q는 독립적으로 0 또는 1을 나타내며,
Z¹¹ 내지 Z¹³은 서로 독립적으로, 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -C≡C- 또는 단일 결합이고,

는 서로 독립적으로,

를 나타내고, 이때 L은 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 분지형 또는 비분지형 알킬, 알케닐 또는 알키닐을 나타내거나(이때, 서로 독립적으로, 하나 이상의 "-CH₂-" 기는 또한 O로 대체될 수 있음), 또는 C₃-C₆ 사이클로알킬 또는 C₃-C₆ 사이클로알케닐, 불소화된 알킬 또는 알케닐, 불소화된 알콕시 또는 알케닐옥시, F, Cl, Br, CN, NCS, SCN 또는 SF₅를 나타낸다.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 매질 중에서의 화학식 I의 화합물의 농도가 총 5% 내지 95%의 범위 내인 것을 특징으로 하는, 액정 매질.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 제조 방법으로서, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 하나 이상의 추가의 화합물 및 임의적으로 하나 이상의 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질의 고주파 기술용 부품에서의 용도.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I 또는 I^*의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 기술용 부품(component).
제 13 항에 있어서,
상기 부품이 광학적으로 동조가능한, 이상기(phase shifter), 복수의 기능적으로 연결된 이상기, 또는 위상 어레이(phased array) 안테나인 것을 특징으로 하는, 부품.
제 13 항 또는 제 14 항에 따른 부품을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 위상 어레이 안테나.