TWI702279B

TWI702279B - 液晶介質及含彼之高頻構件

Info

Publication number: TWI702279B
Application number: TW105116015A
Authority: TW
Inventors: 麥可威提克; 道格馬克拉斯
Original assignee: 德商馬克專利公司
Priority date: 2015-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2020-08-21
Also published as: EP3303519A1; WO2016188622A1; JP2018523006A; TW201708522A; CN107636116A; US11254874B2; US20180155625A1; KR102665910B1; JP7034904B2; KR20180011150A; CN107636116B; EP3303519B1

Abstract

本發明係關於液晶介質，其包括- 一或多種對掌性化合物及- 一或多種選自式I、II及III之化合物之群之化合物，

其中各參數具有如申請專利範圍第1項中所指示之含義，且係關於用於高頻技術、尤其移相器及微波陣列天線之包括該等介質之構件。

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，尤其係用於高頻裝置(例如用於使微波相位移位之裝置)之微波構件，特定而言係用於微波相控陣列天線之微波構件。

一段時間以來，液晶介質已用於電光顯示器(液晶顯示器：LCD)中以顯示資訊。

然而，最近在(例如)DE 10 2004 029 429.1 A及JP 2005-120208(A)中亦提出用於微波技術用構件中之液晶介質。

就典型微波應用而言，將如K.C.Gupta,R.Garg,I.Bahl and P.Bhartia：Microstrip Lines and Slotlines，第2版，Artech House,Boston,1996中所闡述之倒置微帶線之概念與來自Merck KGaA.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頁之商業液晶K15一起用於(例如)以下文獻中：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.第32屆歐洲微波大會(32^nd 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：Tuneable 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，在10GHz與約40V之控制電壓下達成12°/dB之移相器品質。Weil,C.：Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika[Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics],Darmstädter Dissertationen D17,2002中給出LC之插入損失(亦即僅由液晶中之極化損失引起之損失)為在10GHz下約1dB至2dB。另外，已確定，移相器損失主要係由介電LC損失及波導接頭處之損失決定。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月亦介紹聚合LC膜及雙頻轉換模式液晶與平面移相器配置之組合使用。

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屆歐洲微波會議-Amsterdam，第545-548頁尤其闡述已知單液晶物質K15(Merck KGaA,Germany)在 9GHz頻率下之性質。

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-國際儀器與量測技術會議(International Instrumentation and Measurement Technology Conference),Singapore,2009(IEEE)，第463至467頁闡述了已知液晶混合物E7(同樣，Merck KGaA,Germany)之相應性質。

DE 10 2004 029 429.1 A闡述液晶介質在微波技術、尤其移相器中之應用。已針對在相應頻率範圍中之性質來探究液晶介質。另外，其闡述包括以下化合物之液晶介質：少量下列各式之單一化合物：

或

與以下熟知氰基聯苯化合物之組合：

且亦闡述尤其包括以下化合物之介質：

或

然而，該等相對較簡單混合物對於在微波範圍中操作之裝置應用展示受限性能且甚至需要針對其一般物理性質(例如尤其澄清點、相範圍、尤其其針對低溫儲存之穩定性及其黏度、尤其其旋轉黏度)進行顯著改良。

在DE 10 2010 025 572 A及WO 2013/034227中提出用於微波應用之包括一或多種該等化合物以及類似物之其他液晶介質以用於微波應用。

出於各種原因，已提出將液晶介質之聚合物穩定化以及藉由對掌性摻雜劑達成之摻雜用於若干類型之顯示器應用。然而，由本申請案設想之應用類型尚無各別提議。

用於高頻技術之包括該等介質之已知裝置仍缺乏足夠穩定性且尤其缺乏快速反應。

然而，該等組合物具有嚴重缺點。大部分缺陷(除其他缺陷外)源於不利之高損耗及/或不適當相移或不適當之材料品質。

對於該等應用而言，需要具有特定、迄今為止相當獨特且傑出之性質或性質組合之液晶介質。

因此，業內需要具有經改良性質之新穎液晶介質。特定而言，必須減小微波區域中之介電損失且必須改良材料品質(η，有時亦稱為品質因數(簡稱為FoM)，亦即高可調諧性及同時之低介電損失)。除該等需求外，愈加關注用於若干設想應用、尤其用於彼等使用平面結構之裝置(例如移相器及洩漏天線)之改良之反應時間。

但對於若干應用而言，亦表現改良反應時間。此可自下文明瞭。在操作於微波範圍中之各別構件(例如孔腔及平面結構，例如微帶天線)中，通常使用具有相對較大厚度之液晶材料。此厚度之尺寸為約50μm至約250μm，其係用於LCD之極大單元間隙。通常，液晶(例如)在電光裝置中之切換時間與單元間隙之平方(d²)成正比。對於環境溫度下之典型液晶而言，此產生1分鐘至2分鐘之相對較長切換時間。

在液晶領域中眾所周知，將對掌性摻雜劑(例如)添加至向列型液晶主體混合物中。在低濃度對掌性摻雜劑下，獲得對掌性-向列相，其亦稱為膽固醇相。使用增加之濃度以達成在(例如)超扭轉LCD中所需之向列相之較高對掌性程度。在極高濃度，獲得甚至可展現所謂的藍相之高度對掌性介質，其具有立方體定向結構且在光學上為各向同性。

在電光裝置中，預計關斷反應時間(τ_off)通常往往隨對掌性摻雜劑之濃度之增加而降低，如(例如)在US 4,141,947中所揭示。

然而，在向列型主體中使用較高濃度之對掌性摻雜劑通常在光譜中產生光學效應，此端視設想應用可為期望或不期望的。最典型者係在各別區域中具有膽固醇螺距之膽固醇液晶之選擇性反射。此效應在用於電光裝置之大部分液晶應用中高度不期望且在嚴重情形下甚至限制其在該等應用中之使用。

儘管該等效應在大部分情形下不利地影響電光裝置之操作，但其對於基於液晶之在微波區域中操作之RF構件之性能並未受到過多關注。

本發明之另一目的係擴展專業人員可用之適宜材料庫。專業人員自下列闡述可立即明瞭其他目的。

令人驚訝的是，現已發現，藉由使用對掌性添加劑(亦通常稱為對掌性摻雜劑，分別使用一種、兩種或更多種對掌性添加劑)，介質在裝置中之反應時間及尤其「關斷時間」(縮寫為τ_off)可顯著小於最新技術。

較佳地，存在於本申請案之介質中之對掌性摻雜劑係液晶原化合物且最佳地其自身展現液晶相。

尤佳地，本發明介質包括一或多種對掌性摻雜劑。較佳地，該等對掌性摻雜劑具有在1μm^-1或更高至150μm^-1或更低範圍內、較佳地在10μm^-1或更高至100μm^-1或更低範圍內之螺旋扭曲率(簡稱為HTP)之絕對值。若介質包括至少兩種(亦即兩種或更多種)對掌性摻雜劑，則該等對掌性摻雜劑可具有相互相反符號之HTP值。此條件較佳用於一些特定實施例中，此乃因其使得在一定程度上補償各別化合物之對掌性且由此可用於補償所得介質在裝置中之各種溫度依賴性性質。然而，通常，較佳地大部分或甚至更佳地所有存在於本發明介質中之對掌性化合物具有相同符號之HTP值。

此處必須注意，作為第一近似法，對掌性化合物(亦即習用對掌性摻雜劑)以及對掌性反應性液晶原之混合物之HTP可藉由加和由介質中之其各別濃度加權的其個別HTP值來近似表示。

在此實施例中，膽固醇相(亦稱為對掌性向列相)中之調節介質之膽固醇螺距可藉由方程式(1)再現為第一近似法。

P=(HTP．c)^-1 (1)

其中P 表示膽固醇螺距，c 表示對掌性組份(A)之濃度，且HTP (螺旋扭轉率)係描述對掌性物質之扭轉率之常數且取決於對掌性物質(組份(A))及對掌性組份(B)。

若欲更精確地測定螺距，則可相應地修改方程式(1)。為此，通常使用呈多項式(2)形式之膽固醇螺距之推導。

P=(HTP．c)^-1+(α₁．c)^-2+(α₂．c)^-3+... (2)

其中各參數係如上文針對方程式(1)所定義，且α₁及α₂ 表示取決於對掌性組份(A)及對掌性組份(B)之常數。

多項式可持續至使得能夠獲得期望準確度之程度。

通常，多項式之參數(HTP(有時亦稱為α₁、α₂、α₃等)在較大程度上取決於對掌性摻雜劑之類型且在一定程度上亦取決於所使用之具體液晶混合物。

顯而易見，其亦取決於各別對掌性摻雜劑之對映異構體過量。其針對純對映異構體具有各別最大絕對值且針對外消旋物為零。在本申請案中，除非另外明確陳述，否則所給出值係針對對映異構體過量98%或更高之純對映異構體之彼等。

若對掌性組份(A)係由兩種或更多種化合物組成，則修改方程式(1)以得到方程式(3)。

P=[Σ_i(HTP(i)．c_i)]^-1 (3)

其中P 表示膽固醇螺距，c_i 表示對掌性組份(A)之第i化合物之濃度，且HTP(i) 表示非對掌性組份(B)中之對掌性組份(A)之第i化合物之HTP。

HTP之溫度依賴性通常表示於多項式推導(4)中，然而，出於實踐目的，其通常可止於恰在線性要素(β₁)之後。

HTP(T)=HTP(T₀)+β₁．(T-T₀)+β₂．(T-T₀)²+... (4)

其中各參數係如上文針對方程式(1)所定義，且T 表示溫度，T₀ 表示參考溫度，HTP(T) 表示溫度T下之HTP，HTP(T₀) 表示溫度T₀下之HTP，且β₁及β₂ 表示取決於對掌性組份(A)及對掌性組份(B)之常數。

另外，業內持續需要改良構件之低溫行為。在此，需要改良低溫作業性質亦及儲存壽命。

因此，業內迫切需要具有適用於相應實際應用之性質之液晶介質。

本發明另外旨在提供改良之方法及材料以達成聚合物穩定化液晶相、尤其向列相，其並不具有先前技術中所闡述方法及材料之上述缺點。該等液晶相包括聚合物及低分子量液晶原材料。因此，其亦稱為「複合系統」或簡稱為「系統」。

另外，已發現，藉由使用RM，可達成具有改良之較快速切換時間、良好可調諧性及可接受損失之穩定化液晶相。

除液晶原單體外，亦可使用非液晶原單體(例如丙烯酸2-乙基己基酯)且在某些情形下可較為有益。然而，其亦可成問題，此乃因該等化合物具有揮發性性質，從而因混合單體/主體系統之蒸發及非均質性而產生損失問題。

同樣，使用非液晶原化合物可嚴重降低液晶主體之澄清點，從而使得聚合物穩定化向列相之寬度極小，此為大部分實踐應用所不期望。

使用具有環己烯核心代替包括一或多個1,4-伸苯基之核心之RM通常有利於針對UV輻照之穩定性且尤其有利於針對聚合過程中所使用之UV輻照之穩定性。所得聚合物穩定化相(複合系統)由此具有高電壓保持率(VHR)。

同樣，已發現，藉由使用環己烯RM與包括氟苯基液晶化合物之液晶主體之組合，RM有效穩定化此主體以得到高VHR，此係高級最新技術裝置所需。

令人驚訝的是，現已發現，可達成具有適宜快速切換時間、適宜向列相範圍及並不具有先前技術材料缺點或至少僅具有極小程度缺點之損失之液晶介質。

本發明之該等改良液晶介質包括：

-一或多種對掌性化合物

-一或多種選自式I、II及III之化合物之群之化合物

其中R¹ 表示H、具有1至17個、較佳地具有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、較佳地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，較佳係烷基或未經氟化之烯基，n 表示0或1、較佳地1，且

彼此獨立地表示

或者表示

較佳係

較佳地，

彼此獨立地表示

更佳地，

表示

表示

表示

其中R² 表示H、具有1至17個、較佳地具有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、較佳地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，較佳係烷基或未經氟化之烯基，Z²¹ 表示反式-CH=CH-、反式-CF=CF-或-C≡C-，較佳係-C≡C-或反式-CH=CH-，且

彼此獨立地表示

較佳地

彼此獨立地表示

較佳表示

較佳表示

更佳係

其中R³ 表示H、具有1至17個、較佳地具有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、較佳地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，較佳係烷基或未經氟化之烯基，Z³¹及Z³²中之一者、較佳地Z³²表示反式-CH=CH-、反式-CF=CF-或-C≡C-且另一者獨立地表示反式-CH=CH-、反式-CF=CF-或單鍵，較佳地，其中之一者、較佳地Z³²表示-C≡C-或反式-CH=CH-且另一者表示單鍵，且

彼此獨立地表示

或者獨立地表示

較佳地，

彼此獨立地表示

更佳地，

表示

表示

更佳係

表示

更佳係

及-亦視情況一或多種式P化合物：P^a-(Sp^a)_s1-(A¹-Z¹)_n1-A²-Q-A³-(Z⁴-A⁴)_n2-(Sp^b)_s2-P^b P

其中個別基團具有下列含義：P^a、P^b 各自彼此獨立地係可聚合基團，Sp^a、Sp^b各自彼此獨立地表示間隔基團，s1、s2 各自彼此獨立地表示0或1，n1、n2 各自彼此獨立地表示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-，較佳係-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並不同時表示選自-CF₂O-及-OCF₂-之基團，A¹、A²、A³、A⁴

各自彼此獨立地表示選自下列群之雙自由基：a)由反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及1,4’-伸聯環己基組成之群，其中另外一或多個不毗鄰CH₂基團可由-O-及/或-S-代替，且其中另外一或多個H原子可由F代替，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基團可由N代替，且其中另外一或多個H原子可由L代替，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、六氫吡啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基組成之群，其中之每一者亦可經L單取代或多取代，d)由具有5至20個環C原子之飽和、部分不飽和或完全不飽和且視情況經取代之多環基團組成之群，其中之一或多者另外可由雜原子代替，該等多環基團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，該等基團中之一或多個H原子可由L代替，及/或一或多個雙鍵可由單鍵代替，及/或一或多個CH基團可由N代替，且或者，A³可為單鍵，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原子之直鏈或具支鏈且在每一情形下視情況經氟化之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，R⁰³、R⁰⁴各自彼此獨立地表示H、F或具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基，其中另外一或多個H原子可由F代替，M表示-O-、-S-、-CH₂-、-CHY¹-或-CY¹Y²-，且Y¹及Y² 各自彼此獨立地具有上文針對R⁰所指示含義中之一者，或表示Cl或CN，且或者基團Y¹及Y²中之一者表示-OCF₃，較佳表示H、F、Cl、CN或CF₃，且係關於可藉由一或多種式P化合物單獨聚合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獲得之聚合物穩定化系統，且係關於此一穩定化系統在高頻技術用構件或裝置中之用途。

對掌性組份(A)之對掌性化合物較佳地具有HTP之高絕對值。其亦稱為對掌性摻雜劑，此乃因其通常以相對較低濃度添加至液晶原基質混合物中。其較佳地在非對掌性組份(B)中具有良好溶解性。其並不賦予液晶原介質液晶原或液晶性質，或僅在較小程度上賦予該等性質，只要膽固醇螺距具有遠小於光波長之較小值。然而，若膽固醇螺距約為光波長且溫度在界定範圍內，則其誘導具有完全不同於膽固醇相之結構之藍相。若採用兩種或更多種對掌性化合物，則其可具有相同或相反旋轉方向及相同或相反扭轉溫度依賴性。

尤佳者係來自Merck KGaA之商業液晶混合物MLC-6828中之HTP為20μm^-1或更高、尤其40μm^-1或更高、尤佳地70μm^-1或更高之對掌性化合物。

在本發明之一較佳實施例中，對掌性組份(A)係由兩種或更多種皆具有相同HTP符號之對掌性化合物組成。

個別化合物之HTP之溫度依賴性可較高或較低。可藉由以相應比率混合具有不同HTP溫度依賴性之化合物來補償介質螺距之溫度依賴性。

對於光學活性組份而言，熟習此項技術者可獲得多種對掌性摻雜劑(其中之一些市面有售)，例如壬酸膽固醇基酯、R/S-811、R/S-1011、R/S-2011、R/S-3011、R/S-4011、B(OC)2C*H-C-3或CB15(皆來自Merck KGaA,Darmstadt)。

尤其適宜之摻雜劑係含有一或多個對掌性基團及一或多個液晶原基團或一或多個與對掌性基團形成液晶原基團之芳族或脂環族基團之化合物。

適宜對掌性基團係(例如)對掌性具支鏈烴基團、對掌性乙二醇、聯萘酚或二氧雜環戊烷，另外其係選自由以下組成之群之單價或多價對掌性基團：糖衍生物、糖醇、糖酸、乳酸、對掌性經取代二醇、類固醇衍生物、萜衍生物、胺基酸或一些(較佳地1-5個)胺基酸之序列。

較佳對掌性基團係糖衍生物，例如葡萄糖、甘露糖、半乳糖、果糖、阿拉伯糖及右旋糖；糖醇，例如山梨糖醇、甘露醇、艾杜糖醇、半乳糖醇或其去水衍生物，尤其係二去水己糖醇，例如二去水山梨糖醇酐(1,4：3,6-二去水-D-山梨糖醇酐，異山梨糖醇酐)、二去水甘露醇(異山梨糖醇)或二去水艾杜糖醇(異艾杜糖醇)；糖酸，例如葡萄糖酸、古洛糖酸及酮古洛糖酸；對掌性經取代二醇基團，例如單-或寡乙二醇或丙二醇，其中一或多個CH₂基團經烷基或烷氧基取代；胺基酸，例如丙胺酸、纈胺酸、苯基甘胺酸或苯丙胺酸或1至5個該等胺基酸之序列；類固醇衍生物，例如膽固醇基或膽酸基團；萜衍生物，例如薄荷基、新薄荷基、莰烯基、蒎烯基、萜品烯基、異長葉烯基、葑基、甲叉二氯基(carreyl)、桃金娘烯基(myrthenyl)、諾蔔醇基(nopyl)、香葉基(geraniyl)、芳樟醇基(linaloyl)、橙花基、香茅基或二氫香茅基。

適宜對掌性基團及液晶原對掌性化合物闡述於(例如)DE 34 25 503、DE 35 34 777、DE 35 34 778、DE 35 34 779及DE 35 34 780、DE 43 42 280、EP 01 038 941及DE 195 41 820中。

較佳用於本發明之對掌性化合物係選自由下文所展示式組成之群。

尤佳者係選自由下列各式A-I至A-III之化合物組成之群之摻雜劑：

其中R^a11及R^a12彼此獨立地係具有2至9個、較佳地最高7個碳原子之烷基、氧雜烷基或烯基，且或者，R^a11係甲基或具有1至9個碳原子之烷氧基，較佳地，二者皆係烷基、較佳地正烷基，R^a21及R^a22彼此獨立地係具有1至9個、較佳地最高7個碳原子之烷基或烷氧基、具有2至9個、較佳地最高7個碳原子之氧雜烷基、烯基或烯氧基，較佳地，二者皆係烷基、較佳地正烷基，R^a31及R^a32彼此獨立地係具有2至9個、較佳地最高7個碳原子之烷基、氧雜烷基或烯基，且或者，R^a11係甲基或具有1至9個碳原子之烷氧基，較佳地，二者皆係烷基、較佳地正烷基。

尤佳者係選自由下列各式之化合物組成之群之摻雜劑：

其他較佳摻雜劑係下式A-IV之異山梨糖醇酐、異甘露醇或異艾杜糖醇之衍生物：

其中基團

係

(二去水山梨醇)，

(二去水甘露醇)，或

(二去水艾杜糖醇)，較佳係二去水山梨醇，及對掌性乙二醇，例如二苯基乙二醇(氫化苯偶姻)、尤其下式A-V之液晶原氫化苯偶姻衍生物：

包含(R,S)、(S,R)、(R,R)及(S,S)對映異構體，其並未展示，其中

及

各自彼此獨立地係1,4-伸苯基(其亦可經L單-、二-或三取代)或1,4-伸環己基， L 係H、F、Cl、CN或具有1-7個碳原子之視情況經鹵化之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基，c 為0或1，Z⁰ 係-COO-、-OCO-、-CH₂CH₂-或單鍵，且R⁰ 係具有1-12個碳原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基。

式A-IV化合物闡述於WO 98/00428中。式A-V化合物闡述於GB-A-2,328,207中。

極尤佳摻雜劑係對掌性聯萘基衍生物(如WO 02/94805中所闡述)、對掌性聯萘酚縮醛衍生物(如WO 02/34739中所闡述)、對掌性TADDOL衍生物(如WO 02/06265中所闡述)及具有至少一個氟化橋接基團及末端或中央對掌性基團之對掌性摻雜劑(如WO 02/06196及WO 02/06195中所闡述)。

尤佳者係式A-VI之對掌性化合物：

其中X¹、X²、Y¹及Y² 各自彼此獨立地係F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF₅、具有1至25個碳原子之直鏈或具支鏈烷基(其可經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代且其中另外一或多個非毗鄰CH₂基團可各自彼此獨立地由-O-、-S-、-NH-、NR⁰-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-或-C≡C-以O及/或S原子並不彼此直接鍵結之方式代替)、可聚合基團或具有最高20個碳原子之環烷基或芳基(其可視情況經鹵素、較佳地F或可聚合基團單取代或多取代)，x¹及x² 各自彼此獨立地係0、1或2，y¹及y² 各自彼此獨立地係0、1、2、3或4，B¹及B² 各自彼此獨立地係芳族或部分地或完全飽和脂肪族6員環，其中一或多個CH基團可由N原子代替且一或多個非毗鄰CH₂基團可由O及/或S代替，W¹及W² 各自彼此獨立地係-Z¹-A¹-(Z²-A²)_m-R，且或者，二者中之一者係R¹或A³，但二者並不同時為H，或

係

或

U¹及U² 各自彼此獨立地係CH₂、O、S、CO或CS，V¹及V² 各自彼此獨立地係(CH₂)_n，其中1至4個非毗鄰CH₂基團可由O及/或S代替，且V¹及V²中之一者係單鍵，且若

係

，則二者皆係單鍵， Z¹及Z² 各自彼此獨立地係-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR⁰-、-NR⁰-CO-、-O-CH₂-、-CH₂-O-、-S-CH₂-、-CH₂-S-、-CF₂-O-、-O-CF₂-、-CF₂-S-、-S-CF₂-、-CH₂-CH₂-、-CF₂-CH₂-、-CH₂-CF₂-、-CF₂-CF₂-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、該等基團中之兩者之組合，其中任兩個O及/或S及/或N原子並不彼此直接鍵結，較佳係-CH=CH-COO-或-COO-CH=CH-或單鍵，A¹、A²及A³ 各自彼此獨立地係1,4-伸苯基(其中一或兩個非毗鄰CH基團可由N代替)、1,4-伸環己基(其中一或兩個非毗鄰CH₂基團可由O及/或S代替)、1,3-二氧雜環戊烷-4,5-二基、1,4-伸環己烯基、1,4-二環[2.2.2]伸辛基、六氫吡啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基，其中該等基團中之每一者可經L單取代或多取代，且另外A¹係單鍵，L 係鹵素原子、較佳地F、CN、NO₂、具有1-7個碳原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基，其中一或多個H原子可由F或Cl代替，m在每一情形下獨立地係0、1、2或3，且R及R¹ 各自彼此獨立地係H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、 SF₅、分別具有1或3至25個碳原子之直鏈或具支鏈烷基(其可視情況經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且其中一或多個非毗鄰CH₂基團可由-O-、-S-、-NH-、-NR⁰-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-或-C≡C-代替，其中任兩個O及/或S原子並不彼此直接鍵結)或可聚合基團。

尤佳者係式A-VI-1之對掌性聯萘基衍生物：

尤其係選自下列各式A-VI-1a至A-VI-1c之彼等：

其中環B及Z⁰係如針對式A-IV所定義，且R⁰ 係如針對式A-IV所定義或係H或具有1至4個碳原子之烷基，且b為0、1或2，且Z⁰尤其係-OCO-或單鍵。

另外，尤佳者係式A-VI-2之對掌性聯萘基衍生物：

尤其係選自下列各式A-VI-2a至A-VI-2f之彼等：

其中R⁰係如針對式A-VI所定義，且X係H、F、Cl、CN或R⁰，較佳係F。

較佳用於本發明之式P之可聚合化合物係選自由下列各式組成之群：

其中L在每次出現時相同或不同地具有一種上下文所指示含義中之一者，r表示0、1、2、3或4，s表示0、1、2或3，且n表示介於1與24之間、較佳介於1與12之間、極佳介於2與8之間之整數，且其中若在單鍵或雙鍵之末端處未指示基團，則其係末端CH₃或CH₂基團。

在式P1至P24中，

較佳表示選自由下列各式組成之群之基團：

尤佳地選自

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。在此處在每一情形下，r獨立地較佳係0、1或2。

式P及其子式化合物中之P^a及P^b較佳表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，另外亦表示氟丙烯酸酯。

式P及其子式化合物中之Sp^a及Sp^b較佳表示選自由-(CH₂)_p1-、-(CH₂)_p1-O-、-(CH₂)_p1-O-CO-及-(CH₂)_p1-O-CO-O-及其鏡像組成之群之基團，其中p1表示1至12、較佳1至6、尤佳1、2或3之整數，其中該等基團係以使O原子並不直接毗鄰之方式連接至P^a或P^b。

在式P化合物中，尤佳者係如下之彼等，其中-基團P^a及P^b係選自由乙烯氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯代丙烯酸酯、環氧丙烷及環氧化物基團組成之群，尤佳者係丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團，-基團Sp^a及Sp^b係選自由-(CH₂)_p1-、-(CH₂)_p1-O-、-(CH₂)_p1-O-CO-及-(CH₂)_p1-O-CO-O-及其鏡像組成之群，其中p1表示1至12、較佳1至6、尤佳1、2或3之整數，且其中該等基團係以使O原子不直接毗鄰之方式連接至P^a或P^b，較佳用於本發明之較佳實施例之式P化合物係恰好包括兩個較佳係6員環之環(n1=n2=0)之彼等。尤佳者係選自下列各式之化合物之群的化合物：

其中P^a、P^b、Sp^a、Sp^b、s1及s2係如上文針對式P所定義，且Sp^a/b較佳係伸烷基-(CH₂)_n-，其中n較佳係3、4、5、6或7，且P^a/b係甲基丙烯酸酯-或丙烯酸酯部分。尤佳者係選自式Pa、Pb、Pc、Pd、Pe、Pf、Pg、Ph及Pi之群之化合物、且尤其式Pa化合物之用途。

在式P中，部分「A²-Q-A³」較佳係下式之部分：

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獨立地用於每一環，且對於每一環其較佳為0、1或2。

對於式P化合物及其各別子式，較佳地，P^a及P^b彼此獨立地係丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，但亦係氟丙烯酸酯，Sp^a及Sp^b彼此獨立地係-(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、較佳地1至6、尤佳地1、2或3之整數，且其中該等部分係以使任何O原子皆不彼此直接連接之方式與P^a或P^b連接。

尤佳者係式P化合物之用途，其中- P^a及P^b係乙烯基氧基-、丙烯酸酯-、甲基丙烯酸酯-、氟丙烯酸酯-、氯丙烯酸酯-、環氧丙烷-或環氧基，尤佳為丙烯酸酯-或甲基丙烯酸酯，- Sp^a及Sp^b係-(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係1至12、較佳地1至6、尤佳地1、2或3之整數，且其中該等部分係以使任何O原子皆不彼此直接連接之方式與P^a或P^b連接。

在用於本發明聚合物穩定化裝置之聚合物前體中使用之適宜且較佳共單體係選自(例如)下列各式：

其中各參數具有下列含義：P¹及P² 各自彼此獨立地係可聚合基團，其較佳具有上文或下文針對P^a給出之含義中之一者，尤佳為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、環氧丙烷、乙烯氧基-或環氧基，Sp¹及Sp²各自彼此獨立地係單鍵或間隔基團，其較佳具有上文或下文針對Sp^a給出之含義中之一者，尤佳為-(CH₂)_p1-、-(CH₂)_p1-O-、-(CH₂)_p1-CO-O-或-(CH₂)_p1-O-CO-O-，其中p1係1至12之整數，且其中最後提及之基團係經由O原子連接至毗鄰環，且其中或者，P¹-Sp¹-及P²-Sp²-中之一或多者亦可為R^aa，限制條件係該化合物中所存在之P¹-Sp¹-及P²-Sp²-中之至少一者不為R^aa，R^aa 係H、F、Cl、CN或具有1至25個C原子之直鏈或具支鏈烷基，其中一或多個非毗鄰-CH₂-基團可以O或S原子皆不彼此直接連接之方式彼此獨立地經-C(R⁰)=C(R⁰⁰)-、-C≡C-、-N(R⁰)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-代替，且其中一或多個H原子亦可經F、Cl、CN或P¹-Sp¹-代替；尤佳為具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈、視情況經單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基，其中烯基及炔基具有至少兩個C原子且具支鏈基團具有至少三個C原子，R⁰、R⁰⁰ 在每次出現時各自彼此獨立地係H或具有1至12個C原子之烷基，R^y及R^z 各自彼此獨立地係H、F、CH₃或CF₃，Z¹ -O-、-CO-、-C(R^yR^z)-或-CF₂CF₂-，Z²及Z³ 各自彼此獨立地係-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係F、Cl、CN、SCN、SF₅或具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈且視情況經單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，較佳係F，L’及L” 各自彼此獨立地係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。

用於在液晶原介質呈藍相之溫度下可操作及/或操作之本發明裝置之適宜且較佳共單體係(例如)選自單反應性化合物之群，該等化合物係以1wt.-%至9wt.-%、尤佳4wt.-%至7wt.-%範圍內之濃度存在於聚合物穩定化系統的前體中。較佳單反應性化合物係式M1至M29之化合物，其中P¹-Sp¹-及P²-Sp²-中之一或多者係Rest R^aa，從而化合物僅具有單一反應性基團。

尤佳單反應性化合物係下列各式之化合物：

其中P¹、Sp¹及R^aa具有上文所給出之各別含義且P¹較佳係丙烯酸酯(CH₂=CH-CO-O-)或甲基丙烯酸酯(CH₂=C(CH₃)-CO-O-)。

在該等化合物中，下式化合物：

其中n 係1至16、較佳2至8範圍內之整數，較佳係偶數，m 係1至15、較佳2至7範圍內之整數，尤佳。

尤佳者係較佳地用於高頻率技術、尤其用於移相器或微波天線(例如洩漏天線)之LC介質、LC裝置、製程或如上文及下文所闡述之用途，其中LC介質或存在於其中之可聚合或聚合化組份包括一或多種下式之化合物：

其中P^a、P^b、Sp^a、Sp^b、s1、s2及L具有上文及下文所指示之含義，r表示0、1、2、3或4，且Z²及Z³各自彼此獨立地表示CF₂-O-或-O-CF₂-，較佳地Z²係-CF₂-O-且Z³係-O-CF₂-或反之亦然，或Z²係-CO-O-且Z³係-O-CO-或反之亦然，且最佳地，Z²係-CF₂-O-且Z³係-O-CF₂-或Z²係-CO-O-且Z³係-O-CO-。

較佳地，本發明所使用之液晶介質包括一種、兩種或更多種反應性液晶原、較佳地一或多種單反應性液晶原及同時一或多種二反應性液晶原作為聚合物前體或聚合物前體之一部分。視情況，一或多種反應性液晶原可由較佳地選自HDMA、HDDMA、EHA、EA、EMA及諸如此類之非液晶原或各向同性反應性化合物代替。

在本申請案之一較佳實施例中，本發明所使用之液晶介質包括藉由或可藉由使包括一種、兩種或更多種反應性液晶原、較佳地一或多種單反應性液晶原及同時一或多種二反應性液晶原之聚合物前體聚合、較佳地光聚合獲得之聚合物。視情況，一或多種反應性液晶原可由較佳地選自以下之非液晶原或各向同性、反應性化合物代替：丙烯酸2-乙基己基酯(EHA)、丙烯酸1,3,3-三甲基己基酯(TMHA)、己醇二丙烯酸酯(HDDA)、己醇二甲基丙烯酸酯(HDDMA)及諸如此類亦及甲基丙烯酸甲酯(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)己基酯(6CBA)、液晶原單體。

較佳地一或多種、最佳地所有單反應性液晶原係甲基丙烯酸酯且亦較佳地一或多種、最佳地所有單反應性液晶原係選自雙丙烯酸酯及混合丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯之群，較佳地其係雙丙烯酸酯。

較佳地，本發明液晶介質包括：-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。

在本發明之較佳實施例中，液晶介質包括一或多種式I化合物及一或多種式III化合物。

在本發明之另一較佳實施例中，液晶介質包括一或多種式I化合物及一或多種式II化合物。

同樣，本發明之液晶介質較佳地包括一或多種式II化合物及一或多種式III化合物。

本發明之尤佳者係包括一或多種式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，在某一實施例中，本發明所使用之液晶介質包括一或多種式IV化合物：

其中

表示

、

、

較佳係

尤佳係

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，較佳係CH₃、C₂H₅、n-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，且尤佳係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，較佳係H、F或Cl，且尤佳係H或F且極尤佳係F， R⁴¹至R⁴⁴彼此獨立地表示各自具有1至15個C原子之未經氟化之烷基或未經氟化之烷氧基、各自具有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自具有最多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彼此獨立地表示各自具有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自具有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自具有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 表示各自具有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、各自具有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基環己基烷基，尤佳係環丙基、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、尤佳地甲基、乙基或正丙基，且另一者表示H或正烷基、尤佳地H、甲基、乙基或正丙基。

較佳地，液晶介質含有一或多種較佳地螺旋扭轉率(HTP)絕對值為20μm^-1或更高、較佳地40μm^-1或更高、更佳在60μm^-1或更高範圍內、最佳地在80μm^-1或更高至260μm^-1或更低範圍內之對掌性摻雜劑。

本申請案之液晶介質較佳包括總共5%至70%、較佳5%至60%且尤佳30%至50%之式I化合物。

本申請案之液晶介質較佳包括總共20%至80%、較佳30%至70%且尤佳35%至65%之式II化合物。

本申請案之液晶介質較佳包括總共5%至45%、較佳10%至40%且尤佳15%至35%之式III化合物。

在液晶介質在每一情形下包括一或多種式I、II及III之化合物之本發明之一較佳實施例中，式I化合物之濃度較佳為45%至100%、較佳地50%至100%及尤佳地55%至100%。

式II化合物之濃度較佳為1%至20%、較佳地2%至15%及尤佳地3%至10%，且式III化合物之濃度較佳為1%至30%、較佳地5%至25%及尤佳地5%至20%。

在液晶介質在每一情形下包括一或多種式I、II及III之化合物之本發明之另一較佳實施例中，式I化合物之濃度較佳為15%至40%、較佳地20%至35%及尤佳地25%至30%，式II化合物之濃度較佳為10%至35%、較佳地15%至30%及尤佳地20%至25%，且式III化合物之濃度較佳為25%至50%、較佳地30%至45%及尤佳地35%至40%。

在液晶介質在每一情形下包括一或多種式I及II之化合物及至多5%且較佳地無式III化合物之本發明之一較佳實施例中，式I化合物之濃度較佳為10%至50%、較佳地20%至40%及尤佳地25%至35%，式II化合物之濃度較佳為40%至70%、較佳地50%至65%及尤佳地55%至60%，且式III化合物之濃度較佳為1%至4%、較佳地1%至3%及尤佳地0%。

本申請案之液晶介質尤佳地包括總共50%至80%、較佳地55%至 75%及尤佳地57%至70%式I-1化合物及/或總共5%至70%、較佳地6%至50%及尤佳地8%至20%選自式I-2及I-3之化合物之群的化合物、最佳地式I-2及I-3二者之化合物。

同樣，本申請案之液晶介質較佳包括總共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之情形下，該等限值對應於此同系物之濃度，其較佳為2%至20%、尤佳地1%至15%。在使用兩種或更多種同系物之情形下，個別同系物之濃度同樣較佳地在每一情形下為1%至15%

在每一情形下，式I至III之化合物包括介電各向異性大於3之介電正性化合物、介電各向異性小於3且大於-1.5之中性介電性化合物及介電各向異性為-1.5或更小之介電負性化合物。

在本發明之一較佳實施例中，液晶介質包括一或多種式I化合物，其較佳地選自式I-1及I-2、較佳地式I-1及/或I-2之化合物之群，較佳地同時包括一或多種式I-1化合物及一或多種式I-2化合物及視情況、較佳地必須地一或多種式I-3化合物，更佳地，該等式I化合物主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成及極尤佳地完全由其組成：

其中L1 係H或F，較佳係H 且其他參數具有上文針對式I所述之相應含義，且較佳地，R¹ 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。

該等介質較佳地包括一或多種式I-1化合物，其較佳地選自式I-1a至I-1c、較佳地式I-1c之化合物之群，更佳該等式I-1化合物主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成及極尤佳地完全由其組成：

其中各參數具有上文針對式I-1所指示之各別含義且其中較佳地，R¹¹ 表示烷基或烯基。

該等介質較佳地包括一或多種式I-2化合物，其較佳地選自式I-2a至I-2d、較佳地式I-2d之化合物之群，更佳該等式I-2化合物主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成及極尤佳地完全由其組成：

其中各參數具有上文針對式I-2所指示之各別含義且其中較佳地，R¹ 表示烷基或烯基。

該等介質較佳地包括一或多種式I-3化合物，其較佳地選自式I-3a至I-3d、較佳地式I-3c之化合物之群，更佳地該等式I-3化合物主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成及極尤佳地完全由其組成：

在本發明一甚至更佳之實施例中，式I化合物係選自I-1a及I-1b之化合物之群、較佳選自I-1c及I-1d之化合物之群，更佳地該等式I化合物主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成且極佳地完全由其組成：該等介質較佳地包括一或多種式II化合物，其較佳地選自式II-1至II-3之化合物之群，較佳地選自式II-1及II-2之化合物之群，更佳地該等式II化合物主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成且極佳地完全由其組成：

其中各參數具有上文在式II下所給出之含義，且較佳地，R² 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，

及

中之一者表示

且另一者獨立地表示

或

，較佳係

最佳係

，且較佳地， R² 表示C_nH_2n+1或CH₂=CH-(CH₂)_Z，且z 表示0、1、2、3或4，較佳為0或2。

該等介質較佳地包括一或多種式II-1化合物，其較佳地選自式II-1a至II-1e之化合物之群，較佳地選自式II-1a及II-1b、更佳地式II-1b之化合物之群，更佳地該等式II-1化合物主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成且極佳地完全由其組成：

其中R² 具有上述含義且較佳表示C_nH_2n+1或CH₂=CH-(CH₂)_Z，且n及m彼此獨立地表示在0至15範圍內之整數，較佳在1至7範圍內，且尤佳為1至5，且z 表示0、1、2、3或4，較佳為0或2。

該等介質較佳地包括一或多種式II-2化合物，其較佳地選自式II-2a至II-2e之化合物之群，較佳地選自式II-2a及II-2b之化合物之群，更佳地同時包括一或多種式II-2a化合物及一或多種式II-2b化合物，更佳地該等式II-2化合物主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成且極佳地完全由其組成：

其中R² 具有上文所指示之含義且較佳表示C_nH_2n+1或CH₂=CH-(CH₂)_Z，n及m彼此獨立地表示在0至15範圍內之整數，較佳在1至7範圍內，且尤佳為1至5，且z 表示0、1、2、3或4，較佳為0或2。

該等介質較佳地包括一或多種式II-3化合物，其較佳地選自式II-3a至II-3e之化合物之群，較佳地選自式II-3a及II-3b之化合物之群，更佳地同時包括一或多種式II-3a化合物及一或多種式II-3b化合物，更佳地該等式II-3化合物主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成且極佳地完全由其組成：

該等介質較佳地包括一或多種式III化合物，其較佳地選自式III-1至III-6之化合物之群，更佳地該等式化合物選自式III-1、III-1、III-2及III-4、更佳地式III-1之化合物之群，且及甚至更佳地該等式III化合物主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成且極佳地完全由其組成：

其中Z³¹及Z³²彼此獨立地表示反式-CH=CH-或反式-CF=CF-，較佳係反式-CH=CH-，且在式II-6中，或者，Z³¹及Z³²中之一者可表示-C≡C-且其他參數具有上文在式III下所給出之含義，且較佳地，R³ 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，

至

中之一者、較佳地

表示

或

，較佳係

且其他者彼此獨立地表示

，較佳係

或

，更佳係

或

，且較佳地， R³ 表示C_nH_2n+1或CH₂=CH-(CH₂)_Z，n及m彼此獨立地表示在0至15範圍內之整數，較佳在1至7範圍內，且尤佳為1至5，且z 表示0、1、2、3或4，較佳為0或2。

該等介質較佳地包括一或多種式II-1化合物，其較佳地選自式III-1a至III-1d之化合物之群，較佳地選自式III-1a及III-1b、更佳地式III- 1b之化合物之群，且甚至更佳地該等式III化合物-1主要由其組成、甚至更佳地基本上由其組成且極佳地完全由其組成：

其中R³ 具有上文所指示之含義且較佳表示C_nH_2n+1或CH₂=CH-(CH₂)_Z，n及m彼此獨立地表示在0至15範圍內之整數，較佳在1至7範圍內，且尤佳為1至5，且z 表示0、1、2、3或4，較佳為0或2。

該等介質較佳地包括一或多種式III-2化合物，其較佳係式III-2a化合物：

該等介質較佳地包括一或多種式III-3化合物及/或一或多種式III-4化合物。

該等介質較佳地包括一或多種式III-5化合物，其較佳係式III-5a化合物：

R³ 具有上文針對式III-5所指示之含義且較佳表示C_nH_2n+1，其中n 表示在0至7範圍內之整數，較佳在1至5範圍內，且X²² 表示-F、-Cl、-OCF₃、-CN或-NCS，尤佳為-NCS。

其他較佳式III化合物係下列各式之化合物：

其中n 表示在0至7範圍內之整數，較佳在1至5範圍內。

適宜且較佳聚合方法係(例如)熱誘導聚合或光聚合，較佳係光聚合，尤其UV光聚合。在此處亦可視情況添加一或多種起始劑。聚合之適宜條件及起始劑之適宜類型及量為熟習此項技術者已知且闡述於文獻中。適用於自由基聚合者係例如(且較佳地)市售光起始劑Irgacure®184、Irgacure®369、Irgacure®651、Irgacure®784(較佳地)、Irgacure®819(較佳地)、Irgacure®907或Irgacure®1300(皆來自 BASF)或Darocure®1173(來自Ciba AG)。若採用起始劑，則其比例較佳係0.001重量%至5重量%、尤佳0.001重量%至1重量%。

本發明之可聚合化合物亦適於在無起始劑之情況下聚合，其伴隨有大量優點，例如較低材料成本及尤其較少的由可能殘餘量之起始劑或其降解產物造成之LC介質污染。因此，亦可在不添加起始劑下實施聚合。因此，在較佳實施例中，LC介質不包括聚合起始劑。

可聚合組份或LC介質亦可包括一或多種穩定劑以防止RM在(例如)儲存或運輸期間發生不期望的自發聚合。穩定劑之適宜類型及量為熟習此項技術者已知且闡述於文獻中。尤其適宜者係(例如)來自Irganox®系列(Ciba AG)之市售穩定劑，例如Irganox® 1076。若採用穩定劑，則其比例以包含RM或可聚合組份之LS混合物之總量計較佳在10ppm至10,000ppm範圍內，尤佳在50ppm至2,000ppm範圍內，最佳為0.2%或約0.2%。

在聚合之前如下文所述表徵混合物。然後藉由輻照一次(180s)使反應性組份聚合，並重新表徵所得介質。

較佳地，藉由利用有效功率約為3.0mW/cm²之UV燈(例如Dymax，Bluewave 200，365nm干涉濾波器)輻照180秒來實施介質聚合。直接在測試單元/天線裝置中實施聚合。為最小化UV誘導之主體降解，可有益地應用適宜長通濾波器(例如Schott GG395或GG410)。

該結合係在室溫下實施。

在所指示輻照功率下達成最大穩定化之整個輻照時間通常為180s。可依照最佳化輻照/溫度程式進一步實施聚合。

在聚合之前介質中可聚合化合物之總濃度較佳地在1%至20%、更佳2%至15%及最佳2%至10%之範圍內。

在本發明之一較佳實施例中，介質包括一或多種介電各向異性大於3之式I-1之介電正性化合物。

介質較佳地包括一或多種介電各向異性在大於-1.5至3範圍內之介電中性式I-2化合物。

在本發明之一較佳實施例中，介質包括一或多種式II化合物。

在本發明之另一較佳實施例中，介質包括一或多種式III化合物。

液晶介質、較佳地或更佳地本發明所使用液晶介質之向列型組份較佳地包括10%或更少、較佳地5%或更少、尤佳地2%或更少、極尤佳地1%或更少及尤其完全沒有僅具有兩個或更少5-及/或6員環之化合物。

該等縮寫(首字母縮略詞)之定義同樣闡述於下表D中或可參見表A至C。

本發明之液晶介質較佳地包括選自式I至V、較佳地I至IV及極佳地I至III及/或V之化合物之群之化合物，更佳地主要由其組成，甚至更佳地基本上由其組成且極佳地完全由其組成。

在本發明之一較佳實施例中，液晶介質主要由較佳地選自式I至III之化合物之群之異硫氰酸酯化合物組成、更佳地基本上由其組成及最佳地完全由其組成。

在本申請案中，在提及組合物「包括」時意指相關實體(亦即介質或組份)較佳以10%或更高且極佳20%或更高之總濃度包括一或多種所指示組份或化合物。

就此而言，「主要由其組成」意指相關實體包括55%或更高、較佳60%或更高且極佳70%或更高之一或多種所指示組份或化合物。

就此而言，「基本上由其組成」意指相關實體包括80%或更高、較佳90%或更高且極佳95%或更高之一或多種所指示組份或化合物。

就此而言，「完全由其組成」意指相關實體包括98%或更高、較佳99%或更高且極佳100.0%之一或多種所指示組份或化合物。

亦可視情況且有利地將上文未明確提及之其他液晶原化合物用於本發明介質中。該等化合物已為熟習此項技術者所熟知。

較佳地，介質中式I至III之化合物之總濃度在80%或更高至100%範圍內，更佳地在90%或更高至100%範圍內且最佳地在95%或更高至100%範圍內。

介質中式I-3、較佳地式I-3c之化合物之總濃度在10%至45%或更低、更佳地15%或更高至35%或更低、更佳地20%或更高至33%或更低、最佳地25%或更高至30%或更低之範圍內。

本發明之液晶介質的澄清點為較佳90℃或更高、更佳100℃或更高、甚至更佳120℃或更高、尤佳150℃或更高且極佳170℃或更高。

本發明介質之向列相較佳地至少自20℃或更低延伸至90℃或更高、較佳地最高100℃或更高，更佳至少自0℃或更低延伸至120℃或更高，極佳地至少自-10℃或更低延伸至140℃或更高，且尤其至少自-20℃或更低延伸至150℃或更高。

在1kHz及20℃下，本發明之液晶介質之△ε較佳係1或更大，更佳為2或更大且極佳為3或更大。

在589nm(Na^D)及20℃下，本發明之液晶介質之△n較佳在0.200或更高至0.90或更低範圍內、更佳地在0.250或更高至0.90或更低範圍內、甚至更佳在0.300或更高至0.85或更低範圍內且極佳地在0.350或更高至0.800或更低範圍內。

在本申請案之第一較佳實施例中，本發明之液晶介質之△n較佳係0.50或更大，更佳為為0.55或更大。

根據本發明，個別式I化合物之總使用濃度以總混合物計較佳係10%至70%，更佳為20%至60%，甚至更佳為30%至50%且極佳為25%至45%。

以總混合物計，式II化合物之總使用濃度為較佳1%至20%、更佳 1%至15%、甚至更佳2%至15%且極佳3%至10%。

以總混合物計，式III化合物之總使用濃度為較佳1%至60%、更佳5%至50%、甚至更佳10%至45%且極佳15%至40%。

液晶介質較佳地包括總共50%至100%、更佳地70%至100%及極佳地80%至100%及尤其90%至100%式I、II、III、IV及V、較佳地式I、III、IV及V、更佳地式I、II、III、IV及/或VI之化合物，較佳地主要由其組成且極佳地完全由其組成。

在本申請案中，表達介電正性闡述△ε>3.0之化合物或組份，介電中性闡述-1.5

△ε

3.0之彼等化合物或組份，且介電負性闡述△ε<-1.5之彼等化合物或組份。在1kHz頻率及20℃下測定△ε。自向列型主體混合物中之各別化合物之10%溶液之結果測定各別化合物的介電各向異性。若主體混合物中相應化合物之溶解度低於10%，則濃度降至5%。測試混合物之電容係在具有垂直配向之單元及具有平行配向之單元二者中測得。該兩種類型單元之單元厚度均為約20μm。施加電壓係頻率為1kHz之矩形波且均方根值通常為0.5V至1.0V，但其始終經選擇以低於相應測試混合物之電容臨限值。

△ε定義為(ε_∥-ε_⊥)，而ε_ave.為(ε_∥+2 ε_⊥)/3。

用於介電正性化合物之主體混合物係混合物ZLI-4792，且用於介電中性及介電負性化合物之主體混合物係混合物ZLI-3086，二者皆來自Merck KGaA,Germany。化合物之介電常數的絕對值係自添加目標化合物後主體混合物之應值之變化來測得。將該等值外推至100%之所關注化合物之濃度。

如此量測在20℃之量測溫度下具有向列相之組份，所有其他組份皆如化合物一樣進行處理。

在本申請案中表達「臨限值電壓」係指光臨限值且係針對10%之相對反差(V₁₀)，且表達「飽和電壓」係指光飽和且係針對90%之相對反差(V₉₀)，在該兩種情形中，另外明確陳述之情形除外。電容臨限值電壓(V₀)(亦稱為Freedericks臨限值(V_Fr))僅在明確提及時使用。

除非另外明確陳述，否則在本申請案中所指示之參數範圍皆包含限值。

所指示用於各性質範圍之不同上限及下限值彼此組合而產生其他較佳範圍。

除非另外明確陳述，否則在整篇本申請案中，皆使用下列條件及定義。所有濃度皆表示為重量百分比且係關於相應混合物整體，所有溫度皆以攝氏度表示且所有溫度差皆以度數差表示。所有物理性質皆係根據揗「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」，Status，1997年11月，Merck KGaA,Germany測得，且除非另外明確陳述，否則係在20℃之溫度下引用。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。臨限值電壓以及其他電光性質係使用Merck KgaA，Germany生產之測試單元來測定。用於測定△ε之測試單元具有約20μm之單元厚度。電極係具有1.13cm²面積及保護環之圓形ITO電極。定向層係來自Nissan Chemicals,Japan之SE-1211(用於垂直定向(ε_∥))及來自Japan Synthetic Rubber,Japan之聚醯亞胺AL-1054(用於均勻定向(ε_⊥))。電容係使用頻率響應分析器Solatron 1260且使用具有0.3V_rms電壓之正弦波來測定。電光量測中所用之光係白光。此處使用利用來自Autronic-Melchers,Germany之市售DSM儀器之設定。已在垂直觀察下測定特性電壓。已分別在10%、50%及90%相對反差下測定臨限值(V₁₀)、中間灰度(V₅₀)及飽和(V₉₀)電壓。

探究液晶介質在微波頻率範圍中之性質，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屆歐洲微波會議-Amsterdam，第545至548頁中所闡述。

亦在此方面進行比較(A.Gaebler,F.Gölden,S.Müller,A.Penirschke及R.Jakoby「Direct Simulation of Material Permittivites...」,12MTC 2009-國際儀器與量測技術會議，Singapore,2009(IEEE)，第463至467頁及DE 10 2004 029 429 A)，其中同樣詳細闡述量測方法。

將液晶引入聚四氟乙烯(PTFE)毛細管中。毛細管具有180μm之內徑及350μm之外徑。有效長度為2.0cm。將經填充毛細管引入共振頻率為30GHz之空腔之中心。此空腔長6.6mm、寬7.1mm且高3.6mm。然後施加輸入信號(源)，並使用市售向量網絡分析器來記錄輸出信號之結果。

在使用填充有液晶之毛細管量測及不使用填充有液晶之毛細管量測之間，使用共振頻率及Q因子之變化藉助以下文獻中之方程式10及11來測定相應目標頻率下之介電常數及損耗角：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屆歐洲微波會議-Amsterdam，第545至548頁，如其中所闡述。

藉由在磁場中對準液晶來獲得垂直及平行於液晶指向矢之性質的分量值。為此，使用永磁體之磁場。磁場之強度為0.35特斯拉(tesla)。相應地對準磁體且然後相應地旋轉90°。

較佳構件係移相器、變容器、無線及無線電波天線陣列、匹配電路自適應濾波器及其他裝置。

在本申請案中，除非另外明確陳述，否則術語「化合物」意指一種化合物及複數種化合物二者。

本發明之液晶介質較佳地在每一情形下具有至少自-20℃至80℃、較佳地-30℃至85℃及極尤佳地自-40℃至100℃之向列相。該相尤佳地延伸至120℃或更高、較佳地140℃或更高及極尤佳地180℃或更高。此處，表達「具有向列相」意指，一方面在相應溫度之低溫下觀察不到層列相及結晶，且另一方面在加熱時向列相不出現透明。在相應溫度下使用流量式黏度計實施低溫研究，且藉由在層厚度為5μm之測試單元中儲存達至少100小時來進行檢查。在高溫下，所有澄清點皆係在毛細管中藉由習用方法量測。

此外，本發明之液晶介質之特徵在於具有可變範圍之高光學各向異性值，尤其在589.0nm之波長下(亦即在Na「D」線下)。589nm下之雙折射率較佳係0.20或更高、尤佳0.25或更高、尤佳0.30或更高、尤佳0.40或更高且極佳0.45或更高。另外，雙折射率較佳係0.80或更低。

所採用液晶較佳地具有正介電各向異性。此較佳為2或更高、較佳地4或更高、尤佳地6或更高及極尤佳地10或更高。

另外，本發明之液晶介質之特徵在於在微波範圍內具有高各向異性值。在約8.3GHz下之雙折射率(例如)較佳係0.14或更大，尤佳為0.15或更大，尤佳為0.20或更大，尤佳為0.25或更大且極佳為0.30或更大。另外，雙折射率較佳係0.80或更低。

微波範圍內之介電各向異性定義為△ε_r≡(ε_r,∥-ε_r,⊥)。

可調諧性(τ)定義為τ≡(△ε_r/ε_r,∥)。

材料品質(η)定義為η≡(τ/tan δ_{ε r,max.})，其中最大介電損失係 tan δ_{ε r,max.}≡max.{tan δ_{ε r,⊥},；tan δ_{ε r,∥}}。

較佳液晶材料之材料品質(η)為6或更高、較佳8或更高、較佳10或更高、較佳15或更高、較佳17或更高、較佳20或更高、尤佳25或更高且極佳30或更高。

在相應構件中，較佳液晶材料之移相器品質為15°/dB或更高、較佳20°/dB或更高、較佳30°/dB或更高、較佳40°/dB或更高、較佳50°/dB或更高、尤佳80°/dB或更高且極佳100°/dB或更高。

然而，在一些實施例中，亦可有利地使用介電各向異性為負值之液晶。

對掌性摻雜劑之濃度、LC介質中對掌性摻雜劑之總濃度分別較佳地在0.001%或更高至20%或更低、更佳地0.05%或更高至5%或更低、更佳地0.1%或更高至1%或更低及最佳地0.2%或更高至0.8%或更低之範圍內。該等較佳濃度範圍尤其適用於對掌性摻雜劑S-2011(分別適用於其對映異構體形式R-2011)(皆來自Merck KGaA)及具有相同或類似HTP之對掌性摻雜劑。對於HTP絕對值高於或低於S-2011之對掌性摻雜劑而言，該等較佳濃度必須分別根據其HTP值相對於S-2011之比率相應地降低或增加。

所用液晶係單一物質或混合物。其較佳具有向列相。

對掌性摻雜劑之濃度、LC介質中對掌性摻雜劑之總濃度分別較佳地在0.05%或更高至5%或更低、更佳地0.1%或更高至1%或更低及最佳地0.2%或更高至0.8%或更低之範圍內。該等較佳濃度範圍尤其適用於對掌性摻雜劑S-2011(分別適用於其對映異構體形式R-2011)(皆來自Merck KGaA)及具有相同或類似HTP之對掌性摻雜劑。對於HTP絕對值高於或低於S-2011之對掌性摻雜劑而言，該等較佳濃度必須分別根據其HTP值相對於S-2011之比率相應地降低或增加。

術語「烷基」較佳涵蓋具有1至15個碳原子之直鏈及具支鏈烷基，尤其直鏈基團甲基、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個碳原子之直鏈及具支鏈烯基，尤其係直鏈基團。尤佳之烯基係C₂-至C₇-1E-烯基、C₄-至C₇-3E-烯基、C₅-至C₇-4-烯基、C₆-至C₇-5-烯基及C₇-6-烯基，尤其係C₂-至C₇-1E-烯基、C₄-至C₇-3E-烯基及C₅-至C₇-4-烯基。其他較佳烯基之實例係乙烯基、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-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基及6-庚烯基及諸如此類。具有至多5個碳原子之基團通常較佳。

術語「氟烷基」較佳涵蓋具有末端氟之直鏈基團，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。

術語「氧雜烷基」或「烷氧基烷基」較佳涵蓋式C_nH_2n+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。

含有乙烯基末端基團之化合物及含有甲基末端基團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應用中之頻率在1MHz至1THz、較佳1GHz至500GHz、更佳2GHz至300GHz、尤佳約5GHz至150GHz之範圍內。

本發明液晶介質可以常規濃度包括其他添加劑及對掌性摻雜劑。以總混合物計，該等其他成份之總濃度在0%至10%、較佳0.1%至6%之範圍內。所用個別化合物各自之濃度較佳在0.1%至3%範圍內。在本申請案中，該等及類似添加劑之濃度並不計入液晶介質之液晶組份及液晶化合物之濃度值及範圍內。

較佳地，本發明介質包括一或多種對掌性化合物作為對掌性摻雜劑以調節其膽固醇螺距。其在本發明介質中之總濃度較佳地在0.1%至15%、更佳地1%至10%及最佳地2%至6%之範圍內。

本發明介質視情況可包括其他液晶化合物以調節物理性質。該等化合物為專業人士已知。該等化合物在本發明介質中之濃度較佳係0%至30%、更佳地0.1%至20%及最佳地1%至15%。

分別以以下形式給出反應時間：上升時間(τ_on)，其係相對調諧與關於光電反應之相對反差分別自0%變化至90%之時間(t₉₀-t₀)，亦即包含延遲時間(t₁₀-t₀)；衰減時間(τ_off)，其係相對調諧與關於光電反應之相對反差分別自100%變化回10%之時間(t₁₀₀-t₁₀)；及總反應時間(τ_總)=τ_on+τ_off。

本發明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。該等化合物係以習用方式加以混合。一般而言，將以較少量使用之期望量化合物溶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之透明點，則尤其易於觀察到溶解過程之完成。然而，亦可以其他習用方式來製備介質，例如使用可為(例如)化合物之同系或低共熔混合物之所謂的預混合物，或使用所謂「多瓶」系統(其成份自身係即用之混合物)。

所有溫度(例如液晶之熔點T(C,N)或T(C,S)、自層列(S)相至向列(N)相之轉變溫度T(S,N)及澄清點T(N,I))皆係以攝氏度表示。所有溫度差皆係以度數差表示。

在本發明中且尤其在下列實例中，液晶原化合物之結構係由縮寫(亦稱為首字母縮略詞)來表示。在該等首字母縮略詞中，使用下表A至C將化學式縮寫如下。所有基團C_nH_2n+1、C_mH_2m+1及C_lH_2l+1或C_nH_2n-1、C_mH_2m-1及C_lH_2l-1皆表示直鏈烷基或烯基，較佳為1E-烯基，其在每一情形下分別具有n、m及l個C原子。表A列示用於化合物核心結構之環要素的代碼，而表B展示連接基團。表C給出左手側或右手側末端基團之代碼之含義。表D結合化合物各自之縮寫展示其闡釋性結構。

其中n及m各自表示整數，且三個點「...」係來自此表之其他縮寫之佔位符。

下表結合各自之縮寫來展示闡釋性結構。展示該等結構以闡釋縮寫規則之含義。另外，其代表較佳使用之化合物。

表D：闡釋性結構下列闡釋性結構係，尤佳採用之具有末端-NSC基團之化合物：

下表(表E)展示可用作本發明液晶原介質中之穩定劑之闡釋性化合物。該等化合物及類似化合物在介質中之總濃度較佳係5%或更小。

在本發明之較佳實施例中，液晶原介質包括一或多種選自表E化合物之群之化合物。

下表(表F)展示較佳可用作本發明液晶原介質中之對掌性摻雜劑之闡釋性化合物。

在本發明之較佳實施例中，液晶原介質包括一或多種選自表F化合物之群之化合物。

本申請案之液晶原介質較佳包括兩種或更多種(較佳4種或更多種)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括：- 7種或更多種、較佳8種或更多種選自表D化合物之群之化合物，較佳係具有3個或更大、較佳4個或更多個不同式的化合物。

實例

下列實例可闡釋本發明而不以任何方式限制本發明。

然而，顯示熟習此項技術者根據物理性質明瞭可達成之性質及其可改良之範圍。特定而言，由此可對熟習此項技術者充分限定較佳可達成之各種性質之組合。

實例1至17及對比實例 對比實例

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物C-1且針對其一般物理性質及其在微波中之適應性進行表徵。

此混合物適用於微波範圍中之應用，尤其適用於微波(MW)區域中之移相器或基於LC之天線元件，然而，其反應時間僅為中等且並不足以用於需求更多之應用中。

實例1

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物C-1且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測

此混合物適用於微波範圍中之應用，尤其適用於微波(MW)區域中之移相器或基於LC之天線元件。與對比實例相比，此混合物明確展現優良反應時間。

實例1.1及1.2

將混合物C-1分成二個部分。向該兩個部分中之每一者中添加某一濃度之具有負HTP值之對掌性摻雜劑S-1011(如上表F中所展示)。

或向該兩個部分中之每一者中替代地分別添加0.20% S-1011及0.40% S-1011。

兩種所得混合物稱為M-1.1及M-1.2。將該兩種混合物各自填充至具有由PI Al3046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。

備註：t.b.d.：待測，91μm測試單元中之V₀，如上所述。

備註：t.b.d.：待測。

該兩種混合物極適用於微波範圍中之應用，尤其適用於微波(MW)區域中之移相器或基於LC之天線元件。另外，與實例1.1及1.2相比，該等混合物明確展現優良(亦即顯著較小)反應時間。混合物M-1.2(其與M-1.1相比包括較高濃度之對掌性化合物)具有甚至更明顯改良之反應行為。

自在玻璃基板上之ITO電極頂部具有反向平行摩擦聚醯亞胺(PI)定向層之測試單元中之電光反應來測定切換時間。該等單元具有91μm之單元間隙。其係以如下光學設置進行探究。將測試單元安裝於溫度受控性卡盤(20℃)，其中在測試單元與卡盤之間具有抗反射層。藉由白色LED光源自45°角向測試單元照明。在測試單元上並不使用偏振器。

將1kHz頻率及100V幅值之矩形雙極偏電壓施加至測試單元中之LC層中。隨後開啟及關斷此偏電壓。將測試單元置於顯微鏡(5×物鏡)之光路徑中且可由此目測觀察及檢查。在切換操作期間，透過顯微鏡所觀察之單元亮度隨偏電壓之變化而變化。使用安裝於顯微鏡之光路徑內之光電二極體經由外部光電二極體放大器(Thorlabs PDA200C)來記錄在測試單元中所探究LC層之亮度變化。

將開啟及關斷之反應時間分別測定為變將相對反射強度自10%變至90%且反之亦然所需之時間。

τ_on≡t(10%)-t(90%)

τ_off≡t(90%)-t(10%)

實例2

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-2且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

k₁₁=15.8pN；k₃₃=15.1V；V₁₀=0.87V

此混合物適用於微波範圍中之應用，尤其適用於微波(MW)區域中之移相器或基於LC之天線元件。與對比實例1相比，此混合物明確展現優良反應時間。

實例3

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-3且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

k₁₁=15.0pN；k₃₃=15.4V；V₁₀=0.86V

實例4

製備具有下表中所指示組成及性質之液晶混合物M-4。

備註：t.b.d.：待測。

此混合物極適用於微波範圍中之應用，尤其適用於MW區域中之移相器或基於LC之天線元件。

實例5

製備具有下表中所指示組成及性質之液晶混合物M-5。

備註：t.b.d.：待測。

實例6

製備具有下表中所指示組成及性質之液晶混合物M-6。

備註：t.b.d.：待測。

實例7

製備具有下表中所指示組成及性質之液晶混合物M-7。

備註：t.b.d.：待測。

實例8至12

向實例7之每一液晶介質M-7中替代地添加某一濃度之另一單一化合物且在微波範圍中探究所得混合物(M-8至M-12)之其一般物理性質及其性能。

備註：t.b.d.：待測。

該等混合物極良好地適用於微波範圍中之應用，尤其適用於MW區域中之移相器或基於LC之天線元件。

如在實例1下所闡述來處理實例7至12之混合物且加以探究。以各別濃度包括對掌性化合物之所得混合物展示類似之改良性質。其特性尤其在於改良之反應時間。

實例13

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-13且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例14

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-14且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例15

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-15且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例16

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-16且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例17

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-17且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例18

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-18且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例19

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-19且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例20

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-20且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例21

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-21且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例22

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-22且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例23

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-23且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例24

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-24且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例25

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-25且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

實例26

製備具有如下表中所指示之組成及性質之液晶混合物M-26且針對其一般物理性質及其在19GHz下於微波構件中之適應性進行表徵。

備註：t.b.d.：待測。

將混合物M-2至M-26各自分成兩部分。向各別對之該兩種混合物中之每一者中替代地分別添加0.20% S-1011及0.40% S-1011(如在實例1中)，所得混合物稱為M-1.1及M-1.2，如在實例1下所闡述進行探究。

所得混合物尤其在可調諧性及品質因數方面與實例1.1及1.2展示類似改良性質。

或者，可使用對掌性化合物S-1011(亦及其對映異構體)且具有相同改良效應。同樣，可有益地使用其他對掌性化合物(例如用於液晶混合物之典型對掌性摻雜劑)以達成基本上相同之效應。

Claims

一種液晶介質，其特徵在於其包括總濃度在0.2%至0.8%之範圍內之一或多種對掌性化合物一或多種式III-1化合物
其中R³ 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，且
至
彼此獨立地表示
或者獨立地表示
且視情況一或多種式P之可聚合化合物P^a-(Sp^a)_s1-(A¹-Z¹)_n1-A²-Q-A³-(Z⁴-A⁴)_n2-(Sp^b)_s2-P^b P其中個別基團具有下列含義：P^a、P^b各自彼此獨立地係可聚合基團，Sp^a、Sp^b 各自彼此獨立地表示間隔基團，s1、s2各自彼此獨立地表示0或1，n1、n2 各自彼此獨立地表示0或1，Q 表示單鍵、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH₂)₄-、-CH₂-CH₂-、-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 表示單鍵、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH₂)₄-、-CH₂-CH₂-、-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並不同時表示選自-CF₂O-及-OCF₂-之基團，A¹、A²、A³、A⁴各自彼此獨立地選自下列群：a)由反式-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基及1,4’-伸聯環己基組成之群，其中另外一或多個不毗鄰CH₂基團可由-O-及/或-S-代替，且其中另外一或多個H原子可由F代替，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基團可由N代替，且其中另外一或多個H原子可由L代替，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、六氫吡啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基組成之群，其中之每一者亦可經L單取代或多取代，d)由具有5至20個環C原子之飽和、部分不飽和或完全不飽和且視情況經取代之多環基團組成之群，其中之一或多者另外可由雜原子代替，該等多環基團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，該等基團中之一或多個H原子可由L代替，及/或一或多個雙鍵可由單鍵代替，及/或一或多個CH基團可由N代替，且或者，A³可為單鍵，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原子之直鏈或具支鏈且在每一情形下視情況經氟化之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，R⁰³、R⁰⁴ 各自彼此獨立地表示H、F或具有1至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基，其中另外一或多個H原子可由F代替，M 表示-O-、-S-、-CH₂-、-CHY¹-或-CY¹Y²-，且Y¹及Y² 各自彼此獨立地具有上文針對R⁰³、R⁰⁴指示含義中之一者，或表示Cl或CN，且或者基團Y¹及Y²中之一者表示-OCF₃。
如請求項1之液晶介質，其中其包括一或多種HTP絕對值為10μm或更高之對掌性化合物。
如請求項2之液晶介質，其中其包括一或多種選自式A-I至A-VI之化合物之群之對掌性化合物：

包含未展示之(R,S)、(S,R)、(R,R)及(S,S)對映異構體，
其中R^a11及R^a12彼此獨立地係具有2至9個碳原子之烷基、氧雜烷基或烯基，且或者，R^a11係甲基或具有1至9個碳原子之烷氧基，R^a21及R^a22彼此獨立地係具有1至9個碳原子之烷基或烷氧基、具有2至9個碳原子之氧雜烷基、烯基或烯氧基，R^a31及R^a32彼此獨立地係具有2至9個碳原子之烷基、氧雜烷基或烯基，且或者，R^a31係甲基或具有1至9個碳原子之烷氧基，
係
、

及
各自彼此獨立地係亦可經L單-、二-或三取代之1,4-伸苯基或1,4-伸環己基，L 係H、F、Cl、CN或具有1至7個碳原子之視情況經鹵化之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基，c 為0或1，Z⁰ 係-COO-、-OCO-、-CH₂CH₂-或單鍵，且R⁰ 係具有1至12個碳原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰基氧基，X¹、X²、Y¹及Y²各自彼此獨立地係F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF₅；具有1至25個碳原子之直鏈或具支鏈烷基，其可經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且其中另外一或多個非毗鄰CH₂基團可各自彼此獨立地由-O-、-S-、-NH-、NR⁰-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-或-C≡C-以O及/或S原子並不彼此直接鍵結之方式代替；可聚合基團或具有最高20個碳原子之環烷基或芳基，其可視情況經鹵素或可聚合基團單取代或多取代，x¹及x²各自彼此獨立地係0、1或2，y¹及y²各自彼此獨立地係0、1、2、3或4，B¹及B² 各自彼此獨立地係芳族或部分或完全飽和的脂肪族6員環，其中一或多個CH基團可由N原子代替且一或多個非毗鄰CH₂基團可由O及/或S代替，W¹及W² 各自彼此獨立地係-Z¹-A¹-(Z²-A²)_m-R，且或者，該二者中之一者係R¹或A³，但二者並不同時為H，或
或
U¹及U² 各自彼此獨立地係CH₂、O、S、CO或CS，V¹及V² 各自彼此獨立地係(CH₂)_n，其中1至4個非毗鄰CH₂基團可由O及/或S代替，且V¹及V²中之一者係單鍵，且若
係
，則二者皆係單鍵， Z¹及Z² 各自彼此獨立地係-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR⁰-、-NR⁰-CO-、-O-CH₂-、-CH₂-O-、-S-CH₂-、-CH₂-S-、-CF₂-O-、-O-CF₂-、-CF₂-S-、-S-CF₂-、-CH₂-CH₂-、-CF₂-CH₂-、-CH₂-CF₂-、-CF₂-CF₂-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、該等基團中之兩者之組合，其中任兩個O及/或S及/或N原子並不彼此直接鍵結，或係單鍵，A¹、A²及A³ 各自彼此獨立地係1,4-伸苯基，其中一或兩個非毗鄰CH基團可由N代替；1,4-伸環己基，其中一或兩個非毗鄰CH₂基團可由O及/或S代替；1,3-二氧雜環戊烷-4,5-二基、1,4-伸環己烯基、1,4-二環[2.2.2]伸辛基、六氫吡啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基，其中該等基團中之每一者可經L單取代或多取代，且或者，A¹可為單鍵，L 係鹵素原子、CN、NO₂、具有1至7個碳原子之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷氧基羰基氧基，其中一或多個H 原子可由F或Cl代替，m 在每一情形下獨立地係0、1、2或3，且R及R¹ 各自彼此獨立地係H、F、Cl、Br、I、CN、SCN、SF₅；分別具有1或3至25個碳原子之直鏈或具支鏈烷基，其可視情況經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且其中一或多個非毗鄰CH₂基團可由-O-、-S-、-NH-、-NR⁰-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-或-C≡C-代替，其中任兩個O及/或S原子並不彼此直接鍵結；或可聚合基團。
如請求項1至3中任一項之液晶介質，其進一步包括一或多種式I化合物
其中R¹ 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，n 表示0或1，且
至
彼此獨立地表示

或者表示
如請求項1至3中任一項之液晶介質，其進一步包括一或多種式II化合物
其中R² 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，Z²¹ 表示反式-CH=CH-、反式-CF=CF-或-C≡C-，且
彼此獨立地表示
如請求項1至3中任一項之液晶介質，其進一步包括一或多種不同於如請求項1所定義之式III-1化合物之式III化合物
其中R³ 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，Z³¹及Z³²中之一者表示反式-CH=CH-、反式-CF=CF-或-C≡C-且另一者獨立地表示反式-CH=CH-、反式-CF=CF-或單鍵，且
至
彼此獨立地表示
或者獨立地表示
如請求項1至3中任一項之液晶介質，其進一步包括一或多種選自式I-1、I-2、II-1至II-3及III-2至III-6之化合物之群之化合物：

III-3

其中各參數具有請求項4、5或6中所給出之各別含義。
如請求項1至3中任一項之液晶介質，其中其包括可聚合化合物且視情況另外包括聚合起始劑。
一種改良如請求項1至8中任一項之液晶介質之反應時間之方法，其係藉由使用一或多種對掌性化合物來達成。
一種複合系統，其包括自或可自如請求項8之可聚合化合物之聚合獲得之聚合物；及如請求項1中所指定之液晶介質。
一種用於高頻技術之構件，其特徵在於其包括如請求項1至8中任一項之液晶介質或如請求項10之複合系統。
如請求項11之構件，其中其適用於在微波範圍中之操作。
如請求項11或12之構件，其中其係可在微波區域中操作之移相器或基於LC之天線元件。
一種如請求項1至8中任一項之液晶介質或如請求項10之複合系統之用途，其係用於高頻技術之構件中。
一種製備液晶介質之方法，其特徵在於將一或多種對掌性化合物與一或多種選自如請求項1中所指定之式III-1化合物及視情況與一或多種其他化合物及/或與一或多種添加劑混合。
一種微波天線陣列，其特徵在於其包括一或多個如請求項11至13中任一項之構件。