TW201602318A - 液晶介質及含彼之高頻構件 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於液晶介質,其包含- 一或多種可聚合化合物,較佳式P化合物Pa-(Spa)s1-(A1-Z1)n1-A2-Q-A3-(Z4-A4)n2-(Spb)s2-Pb P及- 一或多種選自式I、II及III之化合物之群的化合物 □□□其中該等參數具有如技術方案1中所示之含義,及關於用於高頻技術之包含此等介質之構件,特定言之移相器及微波陣列天線。

Description

液晶介質及含彼之高頻構件
本發明係關於液晶介質及含彼之高頻構件,尤其為用於高頻裝置,諸如用於使微波移相之裝置,特定言之用於微波相控陣列天線之微波構件。
液晶介質已用於電光顯示器(液晶顯示器-LCD)中一段時間以呈現資訊。
然而,最近,亦已提出液晶介質用於供微波技術用之構件中,諸如在DE 10 2004 029 429 A及JP 2005-120208(A)中。
作為典型微波應用,如K.C.Gupta,R.Garg,I.Bahl及P.Bhartia:Microstrip Lines and Slotlines,第2版,Artech House,Boston,1996描述之倒置微帶線之概念例如用於D.Dolfi,M.Labeyrie,P.Joffre及J.P.Huignard:Liquid Crystal Microwave Phase Shifter.Electronics Letters,第29卷,第10期,第926-928頁,1993年5月、N.Martin,N.Tentillier,P.Laurent,B.Splingart,F.Huert,PH.Gelin,C.Legrand:Electrically Microwave Tunable Components Using Liquid Crystals.32nd European Microwave Conference,第393-396頁,Milan 2002或Weil,C.:Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika[Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics],Darmstädter Dissertationen D17,2002、C.Weil,G.Lüssem及R.Jakoby:Tunable Invert-Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals,IEEE MTT-S Int.Microw.Symp.,Seattle,Washington,2002年6月,第367-370頁,連同來自Merck KGaA之商業液晶K15,C.Weil,G.Lüssem及R.Jakoby:Tunable Invert-Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals,IEEE MTT-S Int.Microw.Symp.,Seattle,Washington,2002年6月,第367-370頁中,在10GHz下在隨其的約40V之控制電壓之情況下達成12°/dB之移相器品質。LC之插入損耗,亦即僅藉由液晶中之偏振損耗引起之損耗在Weil,C.:Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika[Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics],Darmstädter Dissertationen D17,2002中提供為10GHz下的大致1至2dB。另外,已確定移相器損耗主要由介電LC損耗及波導接頭處之損耗決定。T.Kuki,H.Fujikake,H.Kamoda及T.Nomoto:Microwave Variable Delay Line Using a Membrane Impregnated with Liquid Crystal.IEEE MTT-S Int.Microwave Symp.Dig.2002,第363-366頁,2002年6月及T.Kuki,H.Fujikake,T.Nomoto:Microwave Variable Delay Line Using Dual-Frequency Switching-Mode Liquid Crystal.IEEE Trans.Microwave Theory Tech.,第50卷,第11期,第2604-2609頁,2002年11月亦提出與平面移相器配置組合使用聚合LC膜及雙頻開關型液晶。
A.Penirschke,S.Müller,P.Scheele,C.Weil,M.Wittek,C.Hock及R.Jakoby:「Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35GHz」,34th European Microwave Conference-Amsterdam,第545-548頁尤其描述9GHz之頻率下之已知單液晶物質K15(Merck KGaA,Germany)之特性。
A.Gaebler,F.Goelden,S.Müller,A.Penirschke及R.Jakoby「Direct Simulation of Material Permittivites using an Eigen-Susceptibility Formulation of the Vector Variational Approach」,12MTC 2009-International Instrumentation and Measurement Technology Conference,Singapore,2009(IEEE),第463-467頁描述已知液晶混合物E7(同樣為Merck KGaA,Germany)之對應特性。
DE 10 2004 029 429 A描述液晶介質在微波技術,尤其在移相器中之用途。已關於液晶介質在對應頻率範圍內之特性對其進行研究。另外,其描述液晶介質,該等液晶介質包含下式之化合物:
此外包含下式之化合物
或此外包含下式之化合物
包含一或多種此等化合物,以及類似者之用於微波應用之其他液晶介質藉由DE 10 2010 025 572 A及WO 2013/034227中之微波應用提出。
已對於若干類型之顯示器應用及出於各種原因提出液晶介質之聚合物穩定化。然而,尚未有關於由本申請案設想之應用類型之對應建議。
然而,包含此等介質之已知裝置仍缺乏足夠穩定性,且特定言之,快速回應。
然而,此等組合物受嚴重缺點困擾。除其他缺陷之外,其中大多數會不利地導致高損失及/或不當相移或不當材料品質。
對於此等應用,需要具有特定、迄今相當不尋常、不常見的特性或特性組合之液晶介質。
因此,具有改良特性之新穎液晶介質係必需的。詳言之,必須降低微波區中之損失且必須改良材料品質(η)。
另外,需要改良構件之低溫特性。此處亦需要操作特性以及儲存壽命之改良。
因此極其需要對於相應實際應用具有適合特性之液晶介質。
本發明具有提供改良方法及材料以獲得不具有先前技術中所述之方法及材料之上文所提及之缺點的聚合物穩定化液晶原基相,特定言之向列相之目標。此等液晶原基相包含聚合物及低分子量液晶原基材料。因此,其亦稱作「複合系統」或短「系統」。
本發明之另一目標為擴展專家可獲得之適合之材料庫。其他目標直接自以下描述為專家所顯而易見。
出人意料地,已發現藉由使用RM,可以獲得具有寬溫度範圍及經改良、較快開關時間、良好可調諧性及可接受損失之穩定化液晶相。
除液晶原基單體外,使用非液晶原基單體,諸如2-丙烯酸乙基己酯亦為可能的且在某些情況下有益的。然而,由於該等化合物之揮發性質,其亦可為有問題的,導致由混合單體/主體系統之蒸發及不均 勻性所致之損失的問題。
另外,使用非液晶原基化合物可能嚴重降低液晶宿主之清澈點,導致聚合物穩定化向列相之小得多的寬度,其對於大多數實際應用為非所需的。
使用具有伸環己基核心而非包含一或多種1,4-伸苯基之核心的RM具有關於針對一般而言UV照射且特定言之針對用於聚合方法中之UV照射之穩定性的優勢。所得聚合物穩定相(複合系統)因此具有高電壓保持率(VHR)。
另外,已發現藉由使用與包含氟苯基液晶化合物之液晶主體組合之伸環己基RM,RM有效地穩定此主體以給出高VHR,其對於目前先進技術裝置為所需的。
出人意料地,現已發現有可能獲得具有適當快速切換時間、適合之向列相範圍及損失的液晶介質,其不具有先前技術材料之缺點,或至少僅在顯著減小之程度上如此。
根據本發明之此等改良之液晶介質包含
- 一或多種式P化合物
Pa-(Spa)s1-(A1-Z1)n1-A2-Q-A3-(Z4-A4)n2-(Spb)s2-Pb P
其中該等個別基團具有以下含義:Pa、Pb 彼此獨立地各為可聚合基團,Spa、Spb 彼此獨立地各表示間隔基團,s1、s2 彼此獨立地各表示0或1,n1、n2 彼此獨立地各表示0或1,較佳為0,Q 表示單鍵、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH2)4-、-CH2CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-CH2-、-CH2-CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、- CH=CF-、-C≡C-、-O-、-CH2-、-(CH2)3-、-CF2-,較佳-CF2O-,Z1、Z4 表示單鍵、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH2)4-、-CH2CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-CH2-、-CH2-CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CF-、-C≡C-、-O-、-CH2-、-(CH2)3-、-CF2-,其中Z1及Q或Z4及Q不同時表示選自-CF2O-及-OCF2-之基團,A1、A2、A3、A4彼此獨立地各表示選自以下群組之雙基:a)由反-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及1,4′-二伸環己基組成之群,其中另外,一或多個非鄰接CH2基可經-O-及/或-S-置換,且其中另外,一或多個H原子可經F置換,b)由1,4-伸苯基及1,3-伸苯基組成之群,其中另外,一或兩個CH基團可經N置換,且其中另外,一或多個H原子可經L置換,c)由四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基組成之群,其各自亦可經L單取代或多取代,d)由飽和、部分不飽和或完全不飽和且視情況經取代之具有5至20個環C原子之多環基團組成之群,其中之一或多者可另外經雜原子置換,較佳選自由以下組成之群:雙環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、
其中另外,此等基團中之一或多個H原子可經L置換,及/或一或多個雙鍵可經單鍵置換,及/或一或多個CH基團可經N置換,且A3可或者為單鍵,L 在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈(在每一情形下視情況經氟化之)烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,R03、R04彼此獨立地各表示H、F或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基,其中另外,一或多個H原子可經F置換,M 表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-,且Y1及Y2 彼此獨立地各具有對於R0上文所指出之含義中之一 者,或表示Cl或CN,且基團Y1及Y2中之一者替代地表示-OCF3,較佳為H、F、Cl、CN或CF3
及- 一或多種選自式I、II及III之化合物之群的化合物
其中:L11 表示R11或X11,L12 表示R12或X12,R11及R12 彼此獨立地表示H、具有1至17個、較佳具有3至10個C原子之未經氟化之烷基或未經氟化之烷氧基或具有2至15個、較佳3至10個C原子之未經氟化之烯基、未經氟化之烯氧基或未經氟化之烷氧基烷基,較佳烷基或未經氟化之烯基,X11及X12 彼此獨立地表示H、F、Cl、-CN、-NCS、-SF5、具有1至7個C原子之氟化烷基或氟化烷氧基或具有2至7個C原子之氟化烯基、未經氟化或氟化烯氧基或未經氟化或氟化烷氧基烷基,較佳氟化烷氧基、氟化烯氧基、F或Cl,且 彼此獨立地表示 ,較佳
其中:L21 表示R21,且在Z21及/或Z22表示反-CH=CH-或反-CF=CF-的狀況下,替代地表示X21,L22 表示R22,且在Z21及/或Z22表示反-CH=CH-或反-CF=CF-的狀況下,替代地表示X22,R21及R22 彼此獨立地表示H、具有1至17個、較佳具有3至10個C原子之未經氟化之烷基或未經氟化之烷氧基或具有2至15個、較佳3至10個C原子之未經氟化之烯基、未經氟化之烯氧基或未經氟化之烷氧基烷基,較佳烷基或未經氟化之烯基,X21及X22 彼此獨立地表示F或Cl、-CN、-NCS、-SF5、具有1至7個C原子之氟化烷基或烷氧基或具有2至7個C原子之氟化烯基、烯氧基或烷氧基烷基,或-NCS,較佳-NCS,Z21及Z22中之一者表示反-CH=CH-、反-CF=CF-或-C≡C-且另一者與其獨立地表示反-CH=CH-、反-CF=CF-或單鍵,較佳地,其中之一者表示-C≡C-或反-CH=CH-且另一者表示單鍵,且 彼此獨立地表示
,較佳
其中:L31 表示R31或X31,L32 表示R32或X32,R31及R32 彼此獨立地表示H、具有1至17個、較佳具有3至10個C原子之未經氟化之烷基或未經氟化之烷氧基或具有2至15個、較佳3至10個C原子之未經氟化之烯基、未經氟化之烯氧基或未經氟化之烷氧基烷基,較佳烷基或未經氟化之烯基,X31及X32 彼此獨立地表示H、F、Cl、-CN、-NCS、-SF5、具有1至7個C原子之氟化烷基或氟化烷氧基或具有2至7個C原子之氟 化烯基、未經氟化或氟化烯氧基或未經氟化或氟化烷氧基烷基,較佳氟化烷氧基、氟化烯氧基、F或Cl,且Z31至Z33 彼此獨立地表示反-CH=CH-、反-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,較佳地,其中之一或多者表示單鍵,尤佳全部表示單鍵,且 彼此獨立地表示 ,較佳
以及可藉由單獨或與一或多種來自各別混合物之其他可聚合化合物組合聚合一或多種式P化合物獲得之聚合物穩定系統,及該穩定系統在用於高頻技術之構件或裝置中之用途。
根據本發明較佳使用之式P之可聚合化合物係選自由下式組成之群:
其中L在每次出現時相同或不同地具有上文及下文所指出之含義中之一者,r表示0、1、2、3或4,s表示0、1、2或3,且n表示在1與24之間,較佳在1與12之間,極尤佳在2與8之間的整數,且其中若基團並非在單鍵或雙鍵之末端指示,則其為末端CH3或CH2基。
在式P1至P24中,較佳表示選自由下式組成之群的基 團: 尤佳
基團A2-Q-A3較佳表示下式之基團:
其中環中之至少一者經至少一個基團L=F取代。此處之r在各情況下獨立地較佳為0、1或2。
式P化合物及其子式中之Pa及Pb較佳表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,另外表示氟丙烯酸酯。
式I化合物及其子式中之Spa及Spb較佳表示選自由以下組成之群的基團:-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-及-(CH2)p1-O-CO-O-及其鏡像,其中p1表示1至12,較佳為1至6,尤佳為1、2或3之整數,其中此等基團鍵聯至Pa或Pb,以該種方式使得O原子不直接鄰接。
在式P化合物中,尤佳為以下彼等者: - 在其中基團Pa及Pb係選自由以下組成之群:乙烯氧基、丙烯酸根、甲基丙烯酸根、氟丙烯酸根、氯丙烯酸根、氧雜環丁烷及環氧基,尤佳為丙烯酸根或甲基丙烯酸根基, - 在其中基團Spa及Spb係選自由以下組成之群:-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-O-CO-及-(CH2)p1-O-CO-O-及其鏡像,其中p1表示1至12,較佳為1至6,尤佳為1、2或3之整數,且其中此等基團鍵聯至Pa或Pb,以該種方式使得O原子不直接鄰接。
根據本發明之較佳實施例較佳使用之式P化合物為恰好包含兩個環(n1=n2=0)(其較佳為6員環)之彼等化合物。尤佳為選自以下式之化合物之群的化合物:
其中Pa、Pb、Spa、Spb、s1及s2為如在上文式P下所定義,且較佳地,Spa/b為伸烷基-(CH2)n-,其中n較佳為3、4、5、6或7且Pa/b較佳為甲基丙烯酸根或丙烯酸根部分。尤佳為使用選自式Pa、Pb、Pc、Pd、Pe、Pf、Pg、Ph及Pi之群的化合物,且特定言之式Pa化合物。
在式P中,部分「A2-Q-A3」較佳為下式之部分:
其中較佳地,兩個伸苯基環中之至少一者經至少一個不同於H之L取代,其中r對於各環為獨立的,且較佳地,其對於各環為0、1或2。
對於式P化合物,以及其各別子式,較佳地 Pa及Pb彼此獨立地為丙烯酸根或甲基丙烯酸根,以及氟丙烯酸根, Spa及Spb彼此獨立地為-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-、-CO-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1為1至12、較佳1至6、尤佳1、2或3之整數,且其中此等部分與Pa或Pb鍵聯,以該種方式使得無O原子彼此直接鍵聯。
尤佳為使用式P化合物,其中- Pa及Pb為乙烯氧基、丙烯酸根、甲基丙烯酸根、氟丙烯酸根、氯丙烯酸根、氧雜環丁烷或環氧基,尤佳為丙烯酸根或甲基丙烯酸根,- Spa及Spb為-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-、-CO-O-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1為1至12、較佳1至6、尤佳1、2或3之整數,且其中此等部分與Pa或Pb鍵聯,以該種方式使得無O原子彼此直接鍵聯。
用於根據本發明之聚合物穩定化顯示器的聚合物前驅體之適合且較佳之共聚單體係選自例如下式:
其中參數具有以下含義:P1及P2 彼此獨立地各為可聚合基團,較佳具有對於Pa在上文或下文給定之含義中之一者,尤佳為丙烯酸根、甲基丙烯酸根、氟丙烯酸根、氧雜環丁烷、乙烯氧基或環氧基,Sp1及Sp2 彼此獨立地各為單鍵或間隔基團,較佳具有對於Spa在上文或下文給定之含義中之一者,尤佳為-(CH2)p1-、-(CH2)p1-O-、-(CH2)p1-CO-O-或-(CH2)p1-O-CO-O-,其中p1為1至12之整數,且其中最後提及之基團藉助於O原子鍵聯至鄰接環,且其中或者此外,P1-Sp1-及P2-Sp2-中之一或多者可為Raa,其限制條件為存在於化合物中之P1-Sp1-及P2-Sp2-中之至少一者不為Raa,Raa H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或分支鏈烷基,其中一或多個非鄰接CH2基彼此獨立地可經-C(R0)=C(R00)-、-C≡C-、-N(R0)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,以該種方式使得O或S原子不彼此直接鍵聯,且其中此外一或多個H原子可經F、Cl、CN或P1-Sp1-置換,尤佳為直鏈或分支鏈、視情況單或多氟化之具有1至12個C原子之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基,其中烯基及炔基具有至少兩個C原子且分支鏈基具有至少三個C原子,R0、R00 在每次出現時彼此獨立地各為H或具有1至12個C原子之烷基,Ry及Rz 彼此獨立地各為H、F、CH3或CF3,Z1 -O-、-CO-、-C(RyRz)-或-CF2CF2-,Z2及Z3 彼此獨立地各為-CO-O-、-O-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-或-(CH2)n-,其中n為2、3或4,L 在每次出現時彼此獨立地為F、Cl、CN、SCN、SF5或直鏈或分支鏈、視情況單或多氟化之具有1至12個C原子之烷基、 烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基、或烷氧基羰氧基,較佳為F,L'及L" 彼此獨立地各為H、F或Cl,r 0、1、2、3或4,s 0、1、2或3,t 0、1或2,且x 0或1。
用於在液晶原基介質處於藍光下之溫度下可操作及/或操作之根據本申請案之顯示器中之適合且較佳之共聚單體例如選自單反應性化合物之群,其以介於1至9重量%,尤佳4至7重量%範圍內之濃度存在於聚合物穩定化系統之前驅體中。較佳單反應性化合物為式M1雙M29之化合物,其中P1-Sp1-及P2-Sp2-中之一或多者為休止Raa,使得化合物僅具有單一反應性基團。
尤佳單反應性化合物為下式之化合物:
其中P1、Sp1及Raa具有上文給定之各別含義且P1較佳為丙烯酸根(CH2=CH-CO-O-)或甲基丙烯酸根(CH2=C(CH3)-CO-O-)。
在此等化合物中,下式之化合物:
其中n 為在1至16,較佳2至8範圍內之整數,較佳為偶整數, m 為在1至15,較佳2至7範圍內之整數,為尤佳的。
尤佳為如上文及下文所述之LC介質、LC顯示器、方法或用途,其中LC介質或其中存在之可聚合或聚合組分包含一或多種下式之化合物:
其中Pa、Pb、Spa、Spb、s1、s2及L具有上文及下文所指出之含義,r表示0、1、2、3或4,且Z2及Z3彼此獨立地各表示-CF2-O-或-O-CF2-,較佳Z2為-CF2-O-且Z3為-O-CF2-或反之亦然或Z2為-CO-O-且Z3為-O-CO-或反之亦然,且最佳地,Z2為-CF2-O-且Z3為-O-CF2-或Z2為-CO-O-且Z3為-O-CO-。
較佳地,根據本發明使用之液晶介質包含一種、兩種或兩種以上反應性液晶原基,較佳一或多種單反應性液晶原基且同時包含一或多種二反應性液晶原基作為聚合物前驅體或聚合物前驅體的一部分。視需要,反應性液晶原基中之一或多者可經非液晶原基,各別地各向同性反應性化合物置換,該化合物較佳選自HDMA、HDDMA、EHA、EA、EMA及其類似物。
在本申請案之一較佳實施例中,根據本發明使用之液晶介質包含藉由包含一種、兩種或兩種以上反應性液晶原基,較佳一或多種單反應性液晶原基且同時包含一或多種二反應性液晶原基之聚合物前驅體之聚合,較佳光聚合獲得或可獲得之聚合物。視需要,反應性液晶原基中之一或多者可經非液晶原基,各別地各向同性、反應性化合物置換,較佳選自丙烯酸2-乙基己酯(EHA)、丙烯酸1,3,3-三甲基己酯(TMHA)、己醇二丙烯酸酯(HDDA)、己醇二甲基丙烯酸酯(HDDMA)及其類似者,但亦選自甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)及丙烯酸6-(4'-氰基聯苯-4-基氧基)己酯(6CBA), 一種液晶原基單體。
較佳一或多種,最佳所有單反應性液晶原基為甲基丙烯酸酯,且另外較佳一或多種,最佳所有單反應性液晶原基係選自雙丙烯酸酯及混合丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯之群,其較佳為雙丙烯酸酯。
較佳地,根據本發明之液晶介質包含- 一或多種式I化合物,及一或多種式II化合物 或- 一或多種式I化合物,及- 一或多種式III化合物或- 一或多種式II化合物,及- 一或多種式III化合物或,最佳地,- 一或多種式I化合物,及- 一或多種式II化合物,及- 一或多種式III化合物。
在本發明之一個較佳實施例中,液晶介質包含一或多種式I化合物及一或多種式II化合物。
在本發明之一個較佳實施例中,液晶介質包含一或多種式I化合物及一或多種式II化合物。
根據本發明之液晶介質同樣較佳包含一或多種式II化合物及一或多種式III化合物。
根據本發明,尤佳為包含一或多種式I化合物、一或多種式II化合物及一或多種式III化合物之液晶介質。
另外,根據本發明使用之液晶介質包含一或多種式IV化合物,
其中: 表示 較佳 尤佳 L4 表示具有1至6個C原子之烷基、具有3至6個C原子之環烷基或具有4至6個C原子之環烯基,較佳CH3、C2H5n-C3H7(-(CH2)2CH3)、i-C3H7(-CH(CH3)2)、環丙基、環丁基、環己基、環戊-1-烯基或環己-1-烯基,且尤佳CH3、C2H5、環丙基或環丁基, X4 表示H、具有1至3個C原子之烷基或鹵素,較佳H、F或Cl,且尤佳為H或F且極尤佳為F, R41至R44 彼此獨立地表示各具有1至15個C原子之未經氟化之烷基或未經氟化之烷氧基、各具有2至15個C原子之未經氟化之烯基、未經氟化之烯氧基或未經氟化之烷氧基烷基,或各具有至多 15個C原子之環烷基、烷基環烷基、環烯基、烷基環烯基、烷基環烷基烷基或烷基環烯基烷基,且或者,R43及R44中之一者或二者亦表示H,較佳地,R41及R42彼此獨立地表示各具有1至7個C原子之未經氟化之烷基或未經氟化之烷氧基,或各具有2至7個C原子之未經氟化之烯基、未經氟化之烯氧基或未經氟化之烷氧基烷基,尤佳地,R41表示具有1至7個C原子之未經氟化之烷基或各具有2至7個C原子之未經氟化之烯基、未經氟化之烯氧基或未經氟化之烷氧基烷基,且尤佳地,R42表示各具有1至7個C原子之未經氟化之烷基或未經氟化之烷氧基,且較佳地,R43及R44表示H、具有1至5個C原子之未經氟化之烷基、具有3至7個C原子之未經氟化之環烷基或環烯基、各具有4至12個C原子之未經氟化之烷基環己基或未經氟化之環己基烷基,或具有5至15個C原子之未經氟化之烷胺基環己基烷基,尤佳為環丙基、環丁基或環己基,且極尤佳地,R43及R44中之至少一者表示正烷基,尤佳甲基、乙基或正丙基,且另一者表示H或正烷基,尤佳H、甲基、乙基或正丙基。
根據本申請案之液晶介質較佳包含總計15%至90%、較佳20%至85%且尤佳25%至80%之式I化合物。
根據本申請案之液晶介質較佳包含總計1%至70%、較佳2%至65%且尤佳3%至60%之式II化合物。
根據本申請案之液晶介質較佳包含總計0至60%、較佳5%至55%且尤佳10%至50%之式III化合物。
在本發明之一較佳實施例中,其中液晶介質在各情況下包含一或多種式I、II及III之化合物,式I化合物之濃度較佳為45%至75%、較 佳50%至70%且尤佳55%至65%,式II化合物之濃度較佳為1至20%、較佳2%至15%且尤佳3%至10%,且式III化合物之濃度較佳為1%至30%、較佳5%至25%且尤佳5%至20%。
在本發明之另一較佳實施例中,其中液晶介質在各情況下包含一或多種式I、II及III之化合物,式I化合物之濃度較佳為15%至40%、較佳20%至35%且尤佳25%至30%,式II化合物之濃度較佳為10%至35%、較佳15%至30%且尤佳20%至25%,且式III化合物之濃度較佳為25%至50%、較佳30%至45%且尤佳35%至40%。
在本發明之一較佳實施例中,其中液晶介質在各情況下包含一或多種式I及II之化合物,但至多5%且較佳不包含式III化合物,式I化合物之濃度較佳為10%至50%、較佳20%至40%且尤佳25%至35%,式II化合物之濃度較佳為40%至70%、較佳50%至65%且尤佳55%至60%,且式III化合物之濃度較佳為1%至4%、較佳1%至3%且尤佳0%。
根據本申請案之液晶介質尤佳包含總計50%至80%、較佳55%至75%且尤佳57%至70%之式I-1化合物及/或總計5%至70%、較佳6%至50%且尤佳8%至20%之選自式I-2及I-3化合物之群的化合物。
根據本申請案之液晶介質同樣較佳包含總計5%至60%、較佳10%至50%且尤佳7%至20%之式II化合物。
在使用單一同源化合物的情況下,此等限制對應於此同源物之濃度,其較佳為2%至20%,尤佳1%至15%。在使用兩種或兩種以上同源物的情況下,個別同源物之濃度在各情況下同樣較佳為1至15%。
式I至III之化合物在各情況下包括具有大於3之介電各向異性的介電正性化合物、具有小於3且大於-1.5之介電各向異性的介電中性化合物及具有-1.5或-1.5以下之介電各向異性的介電負性化合物。
在本發明之一較佳實施例中,液晶介質包含一或多種式I化合物,較佳選自式I-1至I-3化合物之群,較佳為式I-1及/或I-2及/或I-3,較佳為式I-1及I-2,更佳地,此等式I化合物主要由其組成、更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中參數具有對於式I在上文中所指出之各別含義,且較佳地,R11 表示具有1至7個C原子之未經氟化之烷基或具有2至7個C原子之未經氟化之烯基,R12 表示具有1至7個C原子之未經氟化之烷基或具有2至7個C原子之未經氟化之烯基或具有1至7個C原子之未經氟化之烷氧基,X11及X12 彼此獨立地表示F、Cl、-OCF3、-CF3、-CN、-NCS或-SF5,較佳F、Cl、-OCF3或-CN。
式I-1化合物較佳選自式I-1a至I-1d之化合物之群,更佳地,此等式I-1化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中參數具有對於式I-1在上文中所指出之各別含義,且其中Y11及Y12 彼此獨立地各表示H或F,且較佳地R11 表示烷基或烯基,且X11 表示F、Cl或-OCF3
式I-2化合物較佳選自式I-2a至I-2e之化合物之群及/或選自式I-2f及I-2g之化合物之群,更佳地,此等式I-2化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成,且極尤佳完全由其組成:
其中在各情況下,式I-2a化合物排除在式I-2b及I-2c之化合物之外,式I-2b化合物排除在式I-2c化合物之外且式I-2g化合物排除在式I-2f化合物之外,且其中參數具有對於式I-1在上文中所指出之各別含義,且其中Y11及Y12 彼此獨立地各表示H或F,且較佳地R11 表示烷基或烯基,X11 表示F、Cl或-OCF3,且較佳地,Y11及Y12中之一者表示H且另一者表示H或F,較佳同樣表示H。
式I-3化合物較佳為式I-3a化合物:
其中參數具有對於式I-1在上文中所指出之各別含義,且其中較佳地,X11 表示F、Cl,較佳F,X12 表示F、Cl或-OCF3,較佳-OCF3
在本發明之更佳實施例中,式I化合物係選自I-1a至I-1d化合物之群,較佳選自I-1c及I-1d化合物之群,更佳地,式I化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成,且極尤佳完全由其組成:式I-1a化合物較佳選自式I-1a-1及I-1a-2之化合物之群,更佳地,此等式I-1a化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中:R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1,其中n 表示介於0至7範圍內,較佳介於1至5範圍內之整數且尤佳為3或7。
式I-1b化合物較佳為式I-1b-1化合物:
其中:R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1,其中n 表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內且尤佳1至5之整數。
式I-1c化合物較佳選自式I-1c-1及I-1c-4之化合物之群,較佳選自式I-1c-1及I-1c-2之化合物之群,更佳地,此等式I-1c化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成,且極尤佳完全由其組成:
其中:R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1,其中n 表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內且尤佳1至5之整數。
式I-1d化合物較佳選自式I-1d-1及I-1d-2之化合物之群,較佳為式I-1d-2化合物,更佳地,此等式I-1d化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中:R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1,其中n 表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內且尤佳1至5之整數。
式I-2a化合物較佳選自式I-2a-1及I-2a-2之化合物之群,較佳為式I-1a-1化合物,更佳地,此等式I-2a化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中: R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R12 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
尤其在式I-2a-1中的(R11及R12)之較佳組合為(CnH2n+1及CmH2m+1)、(CnH2n+1及O-CmH2m+1)、(CH2=CH-(CH2)Z及CmH2m+1)、(CH2=CH-(CH2)Z及O-CmH2m+1)及(CnH2n+1及(CH2)Z-CH=CH2)。
較佳式I-2b化合物為式I-2b-1化合物:
其中:R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R12 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R11及R12)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
較佳式I-2c化合物為式I-2c-1化合物:
其中: R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R12 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R11及R12)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
較佳式I-2d化合物為式I-2d-1化合物:
其中:R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R12 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R11及R12)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
較佳式I-2e化合物為式I-2e-1化合物:
其中:R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且 R12 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R11及R12)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及O-CmH2m+1)。
較佳式I-2f化合物為式I-2f-1化合物:
其中:R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R12 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R11及R12)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
較佳式I-2g化合物為式I-2g-1化合物:
其中:R11 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R12 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O- CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R11及R12)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及O-CmH2m+1)。
式II化合物較佳選自式II-1至II-4之化合物之群,更佳地,此等式II化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中:Z21及Z22 表示反-CH=CH-或反-CF=CF-,較佳反-CH=CH-,且其他參數具有上文式II下給定之含義,且較佳地R21及R22 彼此獨立地表示H、具有1至7個C原子之未經氟化之烷基或烷氧基或具有2至7個C原子之未經氟化之烯基,X22 表示F、Cl、-CN或-NCS,較佳-NCS,且 中之一者表示 且其他者彼此獨立地表示 ,較佳 ,且較佳地 R21 表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R22 表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2,且其中式II-2化合物排除在式II-1化合物之外。
式II-1化合物較佳選自式II-1a及II-1b之化合物之群,較佳選自式II-1a化合物之群,更佳地,此等式II-1化合物主要由其組成,更佳基 本上由其組成,且極尤佳完全由其組成:
其中:R21 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R22 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R21及R22)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1),在式II-1a的情況下尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)且在式II-1b的情況下尤佳為(CnH2n+1及O-CmH2m+1)。
式II-2化合物較佳為式II-2a化合物:
其中:R21 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R22 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且 z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R21及R22)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1)。
式II-3化合物較佳為式II-3a化合物:
其中參數具有對於式II-3在上文中所指出之各別含義,且較佳地,R21 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1,其中n 表示介於0至7範圍內,較佳介於1至5範圍內之整數,且X22 表示-F、-Cl、-OCF3、-CN或-NCS,尤佳-NCS。
式II-4化合物較佳為式II-4a化合物:
其中參數具有對於式II-4在上文中所指出之各別含義,且較佳地,R21 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1,其中n 表示介於0至7範圍內,較佳介於1至5範圍內之整數,且X22 表示-F、-Cl、-OCF3、-CN或-NCS,尤佳-NCS。
更佳式II化合物為下式之化合物:
其中:n 表示介於0至7範圍內,較佳介於1至5範圍內之整數。
式III化合物較佳選自式III-1至III-7之化合物之群,更佳地,此等式III化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中式III-5化合物排除在式III-6化合物之外,且其中參數具有對於式I在上文中所指出之各別含義,且較佳地,R31 表示各具有1至7個C原子之未經氟化之烷基或烷氧基,或具有2至7個C原子之未經氟化之烯基,R32 表示各具有1至7個C原子之未經氟化之烷基或烷氧基,或具有2至7個C原子之未經氟化之烯基,且X32 表示F、Cl或-OCF3,較佳F,且尤佳地R31 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R32 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
式III-1化合物較佳選自式III-1a至III-1d之化合物之群,更佳地,此等式III-1化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中X32具有對於式III-2在上文中給定之含義,且R31 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1,其中n 表示1至7,較佳2至6,尤佳2、3或5,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2,且X32 較佳表示F。
式III-2化合物較佳選自式III-2a及III-2b之化合物之群,較佳式III-2a,更佳地,此等式III-2化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中:R31 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R32 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中 n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R31及R32)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
式III-3化合物較佳為式III-3a化合物:
其中:R31 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R32 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R31及R32)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
式III-4化合物較佳為式III-4a化合物:
其中:R31 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R32 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中 n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R31及R32)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
式III-5化合物較佳選自式III-5a及III-5b之化合物之群,較佳式III-5a,更佳地,此等式III-5化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中:R31 具有上.文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R32 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R31及R32)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
式III-6化合物較佳選自式III-6a及III-6b之化合物之群,更佳地,此等式III-6化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中:R31 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R32 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R31及R32)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
根據本發明之介質視情況包含一或多種式IV化合物:
其中:R41及R42 彼此獨立地表示H、具有1至15個、較佳3至10個C原子之未經氟化之烷基或烷氧基或具有2至15個、較佳3至10個C原子之未經氟化之烯基、烯氧基或烷氧基烷基,較佳未經氟化之烷基或烯基,Z41及Z42中之一者表示反-CH=CH-、反-CF=CF-或-C≡C-且另一者與其獨立地表示反-CH=CH-、反-CF=CF-或單鍵,較佳地,其中之一者表示-C≡C-或反-CH=CH-且另一者表示單鍵,且 表示 彼此獨立地表示
本申請案之液晶介質較佳包含總計0至40%,較佳0至30%且尤佳5至25%之式IV化合物。
式IV化合物較佳選自式IV-1至IV-3之化合物之群,更佳地,此等式IV化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中:Y41及Y42中之一者表示H且另一者表示H或F,且R41 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或 CH2=CH-(CH2)Z,且R42 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R41及R42)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
式IV-1化合物較佳選自式IV-1a至IV-1c之化合物之群,更佳地,此等式IV-1化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中:R41 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R42 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R41及R42)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及 (CnH2n+1及O-CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
式IV-2化合物較佳為式IV-2a化合物:
其中:R41 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R42 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R41及R42)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)、(CnH2n+1及O-CmH2m+1)及(CH2=CH-(CH2)Z及CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
式IV-3化合物較佳為式IV-3a化合物:
其中:R41 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R42 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R41及R42)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1)。
根據本發明之介質視情況包含一或多種式V化合物:
其中:L51 表示R51或X51,L52 表示R52或X52,R51及R52 彼此獨立地表示H、具有1至15個、較佳3至10個C原子之未經氟化之烷基或烷氧基或具有2至15個、較佳3至10個C原子之未經氟化之烯基、烯氧基或烷氧基烷基,較佳未經氟化之烷基或烯基,X51及X52 彼此獨立地表示H、F、Cl、-CN、-NCS、-SF5、具有1至7個C原子之氟化烷基或氟化烷氧基或具有2至7個C原子之氟化烯基、未經氟化或氟化烯氧基或未經氟化或氟化烷氧基烷基,較佳氟化烷氧基、氟化烯氧基、F或Cl,且Z51至Z53 彼此獨立地表示反-CH=CH-、反-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,較佳地,其中之一或多者表示單鍵,尤佳全部表示單鍵, 表示 彼此獨立地表示
式V化合物較佳選自式V-1至V-3之化合物之群,更佳地,此等式V化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中參數具有上文中在式V下所指出之各別含義,且較佳地,中之一者表示 且其中:R51 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R52 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中 n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R51及R52)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1)。
本申請案之液晶介質較佳包含總計5至30%,較佳10至25%且尤佳15至20%之式V化合物。
式V-1化合物較佳選自式V-1a至V-1e之化合物之群,更佳地,此等式V-1化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中參數具有上文給出之含義,且較佳地,R51 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1,且n 表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內且 尤佳1至5之整數,且X52 較佳表示F或Cl。
式V-2化合物較佳選自式V-2a及V-2b之化合物之群,更佳地,此等式V-2化合物主要由其組成,更佳基本上由其組成且極尤佳完全由其組成:
其中:R51 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且R52 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R51及R52)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
式V-3化合物較佳為式V-3a及V-3b化合物:
其中:R51 具有上文所示之含義且較佳表示CnH2n+1或CH2=CH-(CH2)Z,且 R52 具有上文所示之含義且較佳表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)Z-CH=CH2,且其中n及m 彼此獨立地表示介於0至15範圍內,較佳介於1至7範圍內,且尤佳1至5之整數,且z 表示0、1、2、3或4,較佳0或2。
此處之(R51及R52)之較佳組合尤其為(CnH2n+1及CmH2m+1)及(CnH2n+1及O-CmH2m+1),尤佳為(CnH2n+1及CmH2m+1)。
適合且較佳之聚合方法為(例如)熱或光聚合,較佳為光聚合,尤其為UV光聚合。此處亦可視情況添加一或多種引發劑。聚合反應之適合條件及引發劑之適合類型及量已為熟習此項技術者所知且描述於文獻中。適合於自由基聚合的例如且較佳為市售光引發劑Irgacure®184、Irgacure®369、Irgacure®651、Irgacure®784(較佳)、Irgacure®819(較佳)、Irgacure®907或Irgacure®1300(全部購自BASF)或Darocure®1173(購自Ciba AG)。若使用引發劑,則其比例較佳地為按重量計0.001%至5%,尤佳為按重量計0.001%至1%。
根據本發明之可聚合化合物亦適合於在無引發劑之情況下的聚合,其伴有相當大優勢,諸如因引發劑或其降解產物之可能殘餘量所致之較低材料成本及特定言之LC介質之較少污染。因此,聚合亦可在不添加引發劑之情況下進行。在一較佳實施例中,LC介質因此不包含聚合引發劑。
可聚合組分或LC介質亦可包含一或多種穩定劑以防止RM例如在儲存或運輸期間發生非所要之自發聚合。穩定劑之適合類型及量為熟習此項技術者所知且描述於文獻中。尤其適合的例如為來自Irganox®系列(購自Ciba AG)的市售穩定劑,諸如Irganox® 1076。若採用穩定劑,則其按包括RM或可聚合組分之LS之混合物之總量計的比例較佳介於10至10,000ppm範圍內,尤佳介於50至2,000ppm範圍內,最佳為 0、2%或約0.2%。
在聚合之前,混合物如下所述地進行表徵。反應性組分隨後藉由照射一次(180秒)聚合,且對所得介質再表徵。
較佳藉由用具有約3.0mW/cm2之有效功率的UV燈(例如Dymax,Bluewave 200,365nm干涉濾光片)照射180秒進行介質之聚合。在測試單元/天線裝置中直接進行聚合。為使UV誘發之主體降解最小化,有益地應用適合之長通濾波器,例如Schott GG395或GG410。
在室溫下進行聚合。
在所指示之輻射功率下,產生最大穩定化作用之整個輻射時間通常為180秒。可根據最佳化輻射/溫度程序進行其他聚合。
聚合之前的介質中之可聚合化合物之總濃度較佳在1%至20%、更佳2%至15%且最佳2%至10%範圍內。
在本發明之一較佳實施例中,介質包含一或多種具有大於3之介電各向異性之介電正性式I-1化合物。
介質較佳包含一或多種具有介於大於-1.5至3範圍內之介電各向異性的介電中性式I-2化合物。
在本發明之一較佳實施例中,介質包含一或多種式II化合物。
在本發明之另一較佳實施例中,介質包含一或多種式III化合物。
液晶介質,較佳或較好根據本發明使用之液晶介質之向列構件較佳包含10%或10%以下,較佳5%或5%以下,尤佳2%或2%以下,極尤佳1%或1%以下,且尤其決定不含僅具有兩個或兩個以下五員及/或六員環之化合物。
該等縮寫(縮寫字)之定義同樣指示於下文表D中或自表A至表C顯而易見。
根據本發明之液晶介質較佳包含選自式I至V、較佳I至IV且極佳I 至III及/或V之化合物之群的化合物,更佳主要由其組成,更佳基本上由其組成且極佳完全由其組成。
在本申請案中,關於組合物之包含意謂所討論之實體(亦即介質或組分)包含一或多種所示組分或化合物,較佳總濃度為10%或10%以上且極佳20%或20%以上。
就此而言,主要由……組成意謂所討論之實體包含55%或55%以上,較佳60%或60%以上且極佳70%或70%以上一或多種所示組分或化合物。
就此而言,基本上由……組成意謂所討論之實體包含80%或80%以上,較佳90%或90%以上且極佳95%或95%以上一或多種所示組分或化合物。
就此而言,完全由……組成意謂所討論之實體包含98%或98%以上,較佳99%或99%以上且極佳100.0%一或多種所示組分或化合物。
上文未明確提及之其他液晶原基化合物可視情況且亦宜用於本發明之介質中。此等化合物為熟習此項技術者所已知。
本發明之液晶介質之澄清點較佳為90℃或90℃以上,更佳為100℃或100℃以上,更佳為120℃或120℃以上,尤佳為150℃或150℃以上且極尤佳為170℃或170℃以上。
根據本發明之介質之向列相較佳至少自20℃或20℃以下擴展至90℃或90℃以上,較佳達至100℃或100℃以上,更佳至少自0℃或0℃以下至120℃或120℃以上,極佳至少自-10℃或-10℃以下至140℃或140℃以上,且尤其至少自-20℃或-20℃以下至150℃或150℃以上。
在1kHz及20℃下的根據本發明之液晶介質之△ε較佳為1或1以上,更佳2或2以上且極佳3或3以上。
在589nm(NaD)及20℃下之根據本發明之液晶介質的△n較佳在0.200或0.200以上至0.90或0.90以下之範圍內,更佳在0.250或0.250以 上至0.90或0.90以下之範圍內,更佳在0.300或0.300以上至0.85或0.85以下之範圍內,且極尤佳在0.350或0.350以上至0.800或0.800以下之範圍內。
在本申請案之第一較佳實施例中,根據本發明之液晶介質的△n較佳為0.50或0.50以上,更佳為0.55或0.55以上。
根據本發明,個別式I化合物較佳以整體形式之混合物之10%至70%、更佳20%至60%、甚至更佳30%至50%且極佳25%至45%之總濃度使用。
式II化合物較佳以整體形式之混合物之1%至20%、更佳1%至15%、甚至更佳2%至15%且極佳3%至10%之總濃度使用。
式III化合物較佳以整體形式之混合物之1%至60%、更佳5%至50%、甚至更佳10%至45%且極佳15%至40%之總濃度使用。
液晶介質較佳包含總計50%至100%、更佳70%至100%且極佳80%至100%且尤其90%至100%之式I、II、III、IV及V,較佳式I、III、IV及V,更佳式I、II、III、IV及/或VI之化合物,較佳主要由其組成且極佳完全由其組成。
在本申請案中,表述介電正性描述其中△ε>3.0之化合物或組分,介電中性描述其中-1.5△ε3.0之彼等化合物或組分且介電負性描述其中△ε<-1.5之彼等化合物或組分。△ε係在1kHz之頻率及20℃下測定。各別化合物之介電各向異性由各別單一化合物於向列主體混合物中之10%溶液之結果測定。若各別化合物於主體混合物中之溶解度小於10%,則將濃度降至5%。測試混合物之電容在具有垂直配向之單元中及在具有平行配向之單元中均加以測定。兩種類型單元之單元厚度為約20μm。所施加之電壓為頻率為1kHz且有效值通常為0.5V至1.0V之矩形波,但其總是選為低於各別測試混合物之電容臨限值。
△ε係定義為(ε),而εave.為(ε+2 ε)/3。
用於介電正性化合物之主體混合物為混合物ZLI-4792而用於介電中性及介電負性化合物之主體混合物為混合物ZLI-3086,兩者均來自Merck KGaA,Germany。化合物之介電常數絕對值係根據添加相關化合物時主體混合物之各別值的變化測定。將該等值外推至濃度為100%的相關化合物。
如此在20℃之量測溫度下量測具有向列相之組分,所有其他組分類似化合物處理。
在兩種情況下,除非另外明確規定,否則表述臨限電壓在本申請案中係指光學臨限值,且針對10%相對對比度(V10)給出,且表述飽和電壓係指光學飽和度,且係針對90%相對對比度(V90)給出。亦稱為佛萊德里克斯臨限值(Freedericks threshold)(VFr)之電容臨限電壓(V0)僅在明確提及時才使用。
除非另外明確規定,否則本申請案中所指示之參數範圍均包括極限值。
對於各種特性範圍指示之不同上限值及下限值彼此組合產生其他較佳範圍。
在整篇本申請案中,除非另外明確規定,否則適用以下條件及定義。所有濃度均以重量百分比給出且係關於各別總混合物,所有溫度均以攝氏度給出,且所有溫差均以差度給出。除非另外明確規定,否則所有物理特性均根據「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」,Status 1997年11月,Merck KGaA,Germany測定,且針對20℃之溫度給出。光學各向異性(△n)係在589.3nm之波長下測定。介電各向異性(△ε)係在1kHz之頻率下測定。臨限電壓以及所有其他電光特性均使用Merck KGaA,Germany製造之測試單元來測定。用於測定△ε之測試單元具有約20μm之單元厚度。電極為具有1.13cm2之面積及護環的圓形ITO電極。定向層為用於垂直定向之來自 Nissan Chemicals,Japan之SE-1211(ε)及用於平行定向之來自Japan Synthetic Rubber,Japan之聚醯亞胺AL-1054(ε)。電容係使用Solatron 1260頻率反應分析器,使用電壓為0.3Vrms之正弦波來測定。電光量測中所用之光為白光。在本文中使用利用來自Autronic-Melchers,Germany之市售DMS儀器的裝備。已在垂直觀測下確定特徵電壓。已分別對於10%、50%及90%相對對比度測定臨限(V10)、中灰(V50)及飽和(V90)電壓。
如A.Penirschke,S.Müller,P.Scheele,C.Weil,M.Wittek,C.Hock及R.Jakoby:「Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35GHz」,第34次歐洲微波會議-阿姆斯特丹(European Microwave Conference-Amsterdam),第545-548頁中所述關於液晶介質在微波頻率範圍內之特性對其進行研究。
關於此方面亦參比A.Gaebler,F.Gölden,S.Müller,A.Penirschke及R.Jakoby「Direct Simulation of Material Permittivites…」,12MTC 2009-International Instrumentation and Measurement Technology Conference,Singapore,2009(IEEE),第463-467頁及DE 10 2004 029 429 A,其中同樣詳細地描述了一種量測方法。
將液晶引入聚四氟乙烯(PTFE)毛細管中。毛細管具有180μm之內半徑及350μm之外半徑。有效長度為2.0cm。將經填充之毛細管引入至具有30GHz之共振頻率之空腔中心中。此空腔具有6.6mm之長度、7.1mm之寬度及3.6mm之高度。隨後施加輸入信號(源),且使用商業矢量網路分析器記錄輸出信號之結果。
使用在填充有液晶之毛細管之情況下之量測與在無填充有液晶之毛細管之情況下之量測之間的共振頻率及Q因數之變化以藉助於A.Penirschke,S.Müller,P.Scheele,C.Weil,M.Wittek,C.Hock及R.Jakoby:「Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35GHz」,第34次歐洲微波會議-阿姆斯特丹,第545-548頁中之方程式10及11如其中所述測定對應目標頻率下之介電常數及損失角。
藉由在磁場中使液晶配向獲得垂直及平行於液晶指向矢之特性分量的值。為此,使用永久磁體磁場。磁場強度為0.35特斯拉(tesla)。相應地設定磁體配向,且接著相應地旋轉90°。
較佳構件為移相器、可變電抗器、無線及無線電波天線陣列、匹配電路自適應濾波器及其他類似構件。
在本申請案中,除非另外明確說明,否則術語化合物意謂一種化合物及複數種化合物兩者。
本發明之液晶介質較佳具有在各情況下至少-20℃至80℃,較佳-30℃至85℃且極尤其較佳-40℃至100℃之向列相。相位尤佳延伸至120℃或120℃以上,較佳至140℃或140℃以上且極尤其較佳至180℃或180℃以上。表述具有向列相在本文中意謂在一方面在對應溫度之低溫下觀察不到近晶相及結晶,且另一方面在經加熱時向列相不發生澄清化。低溫研究以流量黏度計在對應溫度下進行,且藉由儲存於層厚度為5μm之測試單元中至少100小時進行檢查。在高溫下,清澈點係藉由習知方法於毛細管中加以量測。
此外,根據本發明之液晶媒體之特徵在於低光學各向異性值。在589nm下雙折射率較佳為0.20或0.20以上,尤佳為0.25或0.25以上,尤佳為0.30或0.30以上,尤佳為0.40或0.40以上且極尤佳為0.45或0.45以上。另外,雙折射率較佳為0.80或0.80以下。
採用之液晶較佳具有正性介電各向異性。此較佳為2或2以上,較佳4或4以上,尤佳6或6以上且極尤佳10或10以上。
此外,根據本發明之液晶介質藉由微波範圍內之高各向異性值表徵。在約8.3GHz下之雙折射率例如較佳為0.14或0.14以上,尤佳 0.15或0.15以上,尤佳0.20或0.20以上,尤佳0.25或0.25以上且極尤佳0.30或0.30以上。另外,雙折射率較佳為0.80或0.80以下。
較佳液晶材料之材料品質η(μ-波)/tan(δ)為5或5以上,較佳6或6以上,較佳8或8以上,較佳10或10以上,較佳15或15以上,較佳17或17以上,尤佳20或20以上且極尤佳25或25以上。
較佳液晶材料具有15°/dB或15°/dB以上,較佳20°/dB或20°/dB以上,較佳30°/dB或30°/dB以上,較佳40°/dB或40°/dB以上,較佳50°/dB或50°/dB以上,尤佳80°/dB或80°/dB以上且極尤佳100°/dB或100°/dB以上之移相器品質。
然而,在一些實施例中,亦可有利地使用具有介電各向異性之負值之液晶。
所用液晶為個別物質或混合物。其較佳具有向列相。
術語「烷基」較佳涵蓋具有1至15個碳原子之直鏈及分支鏈烷基,尤其為直鏈基團甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及庚基。具有2至10個碳原子之基團通常較佳。
術語「烯基」較佳涵蓋具有2至15個碳原子之直鏈及分支鏈烯基,尤其為直鏈基團。尤佳之烯基為C2-1E-烯基至C7-1E-烯基、C4-3E-烯基至C7-3E-烯基、C5-4-烯基至C7-4-烯基、C6-5-烯基至C7-5-烯基及C7-6-烯基,尤其為C2-1E-烯基至C7-1E-烯基、C4-3E-烯基至C7-3E-烯基及C5-4-烯基至C7-4-烯基。其他較佳烯基之實例為乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-庚烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基、6-庚烯基及其類似基團。具有至多5個碳原子之基團通常較佳。
術語「氟烷基」較佳包括具有末端氟的直鏈基團,亦即氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基及7-氟庚 基。然而,不排除氟之其他位置。
表述「氧雜烷基」或「烷氧基烷基」較佳涵蓋式CnH2n+1-O-(CH2)m之直鏈基團,其中n及m各自彼此獨立地表示1至10。較佳地,n為1且m為1至6。
含有一乙烯基端基之化合物及含有一甲基端基之化合物具有低旋轉黏度。
在本申請案中,高頻技術及超高頻技術二者均表示具有介於1MHz至1THz、較佳1GHz至500GHz、更佳2GHz至300GHz、尤佳約5至150GHz範圍內之頻率的應用。
本發明之液晶介質可包含常見濃度之其他添加劑及對掌性摻雜劑。此等其他組分之總濃度以總混合物計在0%至10%,較佳0.1%至6%之範圍內。所用個別化合物之濃度各自較佳在0.1%至3%之範圍內。在給出本申請案中之液晶介質之液晶組分及液晶化合物的值及濃度範圍時,未考慮此等及類似添加劑之濃度。
本發明之液晶介質由複數種化合物、較佳3至30種、更佳4至20種且極佳4至16種化合物組成。此等化合物係以習知方式混合。一般而言,將所需量以較小量使用之化合物溶解於以較大量使用之化合物中。若溫度高於以較高濃度使用之化合物的澄清點,則尤其易於觀察到溶解過程之完成。然而,亦可能以其他習知方式製備介質,例如使用所謂預混合物,其可為例如化合物之同系或共熔混合物,或使用所謂「多瓶(multibottle)」系統,其成分本身為即用混合物。
液晶之所有溫度,諸如熔點T(C,N)或T(C,S),自近晶(S)轉變為向列(N)相T(S,N)及澄清點T(N,I)均以攝氏度引用。所有溫差均以差度引用。
在本發明中且尤其在以下實例中,液晶原化合物之結構藉助於縮寫(亦稱為縮寫字)來指示。在此等縮寫字中,如下使用下表A至C來 縮寫化學式。所有基團CnH2n+1、CmH2m+1及ClH2l+1或CnH2n-1、CmH2m-1及ClH2l-1分別表示在各情況下具有n、m或1個C原子之直鏈烷基或烯基,較佳1-E-烯基。表A列舉用於化合物之核心結構之環元素的代碼,而表B顯示鍵聯基團。表C給出左側或右側端基之編碼的含義。表D顯示化合物之說明性結構及其各別縮寫。
其中n及m各表示整數,且三個點「...」為此表之其他縮寫之占位。
下表展示說明性結構以及其各別縮寫。展示此等結構及縮寫以說明縮寫規則之含義。其此外表示較佳使用之化合物。
下表,表E展示可在本發明之液晶原基介質中用作穩定劑之說明性化合物。介質中此等及類似化合物之總濃度較佳為5%或5%以下。
在本發明之一較佳實施例中,液晶原基介質包含一或多種選自來自表E之化合物之群的化合物。
下表,表F展示可較佳在本發明之液晶原基介質中用作對掌性摻雜劑之說明性化合物。
在本發明之一較佳實施例中,液晶原基介質包含一或多種選自來自表F之化合物之群的化合物。
本申請案之液晶原基介質較佳包含兩種或兩種以上,較佳四種或四種以上選自由來自上表之化合物組成之群的化合物。
本發明之液晶介質較佳包含
- 7種或7種以上,較佳8種或8種以上化合物,較佳選自表D之化合物之群的具有3種或3種以上,較佳4種或4種以上不同式之化合物。
實例
以下實例說明本發明而不以任何方式進行限制。
然而,熟習此項技術者由物理特性明確可達成之特性及其可修改之範圍。詳言之,因此對熟習此項技術者而言,良好地定義了可較佳地達成之各種特性之組合。
實例1.1至1.3及比較實例1 比較實例1
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物C-1且就其一般物理特性及其在19GHz下的微波構件中之適用性而言進行表徵。
實例1.1至1.3
將混合物C-1分成三部分。向此等三部分中之每一者中分別添加a)0.2%光引發劑IrgaCure 819® b)某一濃度的以下兩種反應性液晶原化合物中之一者:式RM-1 及RM-2 及c)某一濃度的式RM-C之反應性液晶原基
向此等三部分中之每一者中分別添加1.67% RM-1及3.33% RM-2、2.50% RM-1及5.00% RM-2、3.33% RM-1及6.67% RM-2。
三種所得混合物稱作M-1.1至M-1.3。將此等三種混合物各自填充至具有藉由PI A13046覆蓋之反向平行摩擦玻璃基板之測試單元中。測試單元具有50μm之單元間隙且聚合物前驅體可使用長通濾波器(380nm,Schott GG380)在UV照射(Dymax 3.3mW/cm2)下聚合。照射時間為3分鐘。
隨後就包含液晶介質及反應性單體之聚合產物之系統之物理特性而言對填充測試單元進行研究。
V0在50μm測試單元中,上文所述。
附註:t.b.d.:待測定
n.a.:不適用
液晶材料在聚合物前驅體之聚合之後顯示顯著改良(亦即較短)之回應時間。
實例2
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-2。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
註解:在20℃下,大致藉由內插法獲得以下者:△εr⊥=0.56,tan δε r.⊥=0.013及η=14.5。
為進行比較,化合物4'-戊基-4-氰基聯苯(亦稱作5CB或K15,Merck KGaA)在20℃下給出tan δε r,⊥=0.026及η=4.3。
實例3
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-3。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
註解:在20℃下,大致藉由內插法獲得以下者:△εr⊥=0.56,tan δε r.⊥=0.014及η=15。
實例4
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-4。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
實例5
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-5。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於移相器。
實例6
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-6。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
實例7
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-7。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
實例8
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-8。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
實例9
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-9。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
實例10
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-10。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
實例11
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-11。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
實例12
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-12。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
實例13
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-13。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
實例14a
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-14a。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於MW區中之移相器或基於LC之天線元件。
註解:在20℃下,大致藉由內插法獲得以下者:△εr⊥=2.51,tan δε r,⊥=0.0115,τε r=0.140及η=14.5。
實例14b
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-14b。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於移相器。
實例15
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-15。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於移相器。
實例16
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-16。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於移相器。
實例17
製備具有如下表中所示之組成及特性之液晶混合物M-17。
此混合物極高度地適合於微波範圍內之應用,尤其適合於移相器。
實例2至17之混合物如在實例1下所描述進行處理及研究。包含經聚合聚合物前驅體之所得複合系統顯示可比的良好特性。其尤其藉由改良之回應時間表徵。

Claims (15)

  1. 一種液晶介質,其特徵在於其包含:一或多種式P可聚合化合物Pa-(Spa)s1-(A1-Z1)n1-A2-Q-A3-(Z4-A4)n2-(Spb)s2-Pb P其中該等個別基團具有以下含義:Pa、Pb 彼此獨立地各為可聚合基團,Spa、Spb彼此獨立地各表示間隔基團,s1、s2 彼此獨立地各表示0或1,n1、n2 彼此獨立地各表示0或1,Q 表示單鍵、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH2)4-、-CH2CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-CH2-、-CH2-CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CF-、-C≡C-、-O-、-CH2-、-(CH2)3-、-CF2-,Z1、Z4 彼此獨立地表示單鍵、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH2)4-、-CH2CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-CH2-、-CH2-CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-CH=CF-、-C≡C-、-O-、-CH2-、-(CH2)3-、-CF2-,其中Z1及Q或Z4及Q不同時表示選自-CF2O-及-OCF2-之基團,A1、A2、A3、A4彼此獨立地各表示選自以下群組之雙基:a)由反-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及1,4′-二伸環己基組成之群,其中另外,一或多個非鄰接CH2基可經-O-及/或-S-置換,且其中另外,一或多個H原子可經F置換, b)由1,4-伸苯基及1,3-伸苯基組成之群,其中另外,一或兩個CH基團可經N置換,且其中另外,一或多個H原子可經L置換,c)由四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基組成之群,其各自亦可經L單取代或多取代,d)由飽和、部分不飽和或完全不飽和且視情況經取代之具有5至20個環C原子之多環基團組成之群,其中之一或多者可另外經雜原子置換,且A3可或者為單鍵,L 在每次出現時相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈(在每一情形下視情況經氟化之)烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,R03、R04彼此獨立地各表示H、F或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基,其中另外,一或多個H原子可經F置換,M 表示-O-、-S-、-CH2-、-CHY1-或-CY1Y2-,且Y1及Y2 彼此獨立地各具有對於R0在上文中所示之含義中之一者,或表示Cl或CN,且基團Y1及Y2中之一者替代地表示-OCF3,及一或多種選自式I、II及III之化合物之群的化合物 其中:L11 表示R11或X11,L12 表示R12或X12, R11及R12 彼此獨立地表示H、具有1至15個C原子之未經氟化之烷基或未經氟化之烷氧基或具有2至15個C原子之未經氟化之烯基、未經氟化之烯氧基或未經氟化之烷氧基烷基,X11及X12 彼此獨立地表示H、F、Cl、-CN、-NCS、-SF5、具有1至7個C原子之氟化烷基或氟化烷氧基或具有2至7個C原子之氟化烯基、未經氟化之烯氧基或未經氟化或氟化烷氧基烷基,且 彼此獨立地表示 其中:L21 表示R21,且在Z21及/或Z22表示反-CH=CH-或反-CF=CF-的狀況下,替代地表示X21,L22 表示R22,且在Z21及/或Z22表示反-CH=CH-或反- CF=CF-的狀況下,替代地表示X22,R21及R22 彼此獨立地表示H、具有1至17個C原子之未經氟化之烷基或未經氟化之烷氧基,或具有2至15個C原子之未經氟化之烯基、未經氟化之烯氧基或未經氟化之烷氧基烷基,X21及X22 彼此獨立地表示F或Cl、-CN、-NCS、-SF5、具有1至7個C原子之氟化烷基或氟化烷氧基或具有2至7個C原子之氟化烯基、氟化烯氧基或氟化烷氧基烷基,Z21及Z22中之一者表示反-CH=CH-、反-CF=CF-或-C≡C-,且另一者與其獨立地表示反-CH=CH-、反-CF=CF-或單鍵,且 彼此獨立地表示 其中:L31 表示R31或X31,L32 表示R32或X32,R31及R32 彼此獨立地表示H、具有1至17個C原子之未經氟 化之烷基或未經氟化之烷氧基,或具有2至15個C原子之未經氟化之烯基、未經氟化之烯氧基或未經氟化之烷氧基烷基,X31及X32 彼此獨立地表示H、F、Cl、-CN、-NCS、-SF5、具有1至7個C原子之氟化烷基或氟化烷氧基,或具有2至7個C原子之氟化烯基、未經氟化或氟化烯氧基或未經氟化或氟化烷氧基烷基,Z31至Z33 彼此獨立地表示反-CH=CH-、反-CF=CF-、-C≡C-或單鍵,且 彼此獨立地表示 及視情況存在之一或多種其他化合物。
  2. 如請求項1之液晶介質,其中其包含一或多種單反應性可聚合化合物及/或一或多種二反應性可聚合化合物。
  3. 如請求項2之液晶介質,其中其包含一或多種選自甲基丙烯酸酯之群的單反應性可聚合化合物及/或一或多種選自雙丙烯酸酯或混合丙烯酸酯甲基丙烯酸酯之群的二反應性可聚合化合物。
  4. 如請求項1至3中任一項之液晶介質,其中其包含一或多種如請求項1所示之式I化合物。
  5. 如請求項1至4中任一項之液晶介質,其中其包含一或多種如請求項1所示之式II化合物。
  6. 如請求項1至5中任一項之液晶介質,其中其包含一或多種如請求項1所示之式III化合物。
  7. 如請求項1至6中任一項之液晶介質,其中其另外包含一種選自UV及熱引發劑之群的聚合引發劑。
  8. 一種穩定如請求項1至7中任一項之液晶介質之方法,其藉由聚合該等可聚合化合物來達成。
  9. 一種複合系統,其包含獲自或可獲自如請求項1至6中任一項之可聚合化合物之聚合的聚合物,及如請求項1所示的包含一或多種選自式I至III之化合物之群的化合物之液晶介質。
  10. 一種用於高頻技術之構件,其特徵在於其包含如請求項1至7中任一項之液晶介質或如請求項9之複合系統。
  11. 如請求項10之構件,其中其適合於在微波範圍內操作。
  12. 如請求項10或11之構件,其中其為可在微波區中操作之移相器或基於LC之天線元件。
  13. 一種如請求項1至7中任一項之液晶介質或如請求項9之複合系統之用途,其用於供高頻技術用之構件中。
  14. 一種製備液晶介質之方法,其特徵在於將一或多種如請求項1所示之式P之可聚合化合物與一或多種選自式I、II及III之化合物之群的液晶原基化合物混合, 其中該等參數具有如請求項1中給出之含義,且視情況連同一或多種其他化合物及/或連同一或多種添加劑一起混合。
  15. 一種微波天線陣列,其特徵在於其包含一或多種如請求項10至12中任一項之構件。
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