CN105368465B - 液晶介质和包含其的高频组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶介质，其包含‑一种或多种选自式I,II和III的化合物的化合物

Description

液晶介质和包含其的高频组件
技术领域
本发明涉及液晶介质和包含其的高频组件,特别是用于高频器件的微波组件，例如用于微波移相、特别是用于微波“相控阵”天线的器件。
背景技术
液晶介质长久以来用于光电显示器(液晶显示器-LCD)中以显示信息。
然而，最近例如在DE102004029429.1A和JP2005-120208(A)中，液晶介质还被建议用于微波技术的组件中。
作为典型的微波应用，采用由K.C.Gupta，R.Garg，I.Bahl和P.Bhartia：Microstrip Lines and Slotlines(第二版)，Artech House，Boston，1996所述的反转微带线的概念，例如在D.Dolfi，M.Labeyrie，P.Joffre和J.P.Huignard：Liquid CrystalMicrowave Phase Shifter.Electronics Letters，第29卷，No.10，第926-928页，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届欧洲微波会议，第393-396页，Milan2002中，或在Weil，C.：Passiv steuerbareMikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika[PassivelyControllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics]，
Figure BDA0000776495180000011
学位论文D17，2002、C.Weil，G.Lüssem和R.Jakoby：Tunable Invert-Mircrostrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals，IEEE MTT-SInt.Microw.Symp.，Seattle，Washington，2002年6月，第367-370页，以及来自Merck KGaA的商用液晶K15。C.Weil，G.Lüssem和R.Jakoby：Tunable Invert-Microstrip PhaseShifter Device Using Nematic Liquid Crystals IEEE MTT-S Int.Microw.Symp.，Seattle，Washington，2002年6月，第367-370页)在10GHz下达到12°/dB的移相器品质，其中的控制电压为约40V。在Weil，C.：Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber aufder Basis nichtlinearer Dielektrika[Passively Controllable Microwave PhaseShifters based on Nonlinear Dielectrics]，
Figure BDA0000776495180000021
学位论文D17，2002中给出在10GHz下LC的***损失，即仅由液晶中的极化损失引起的损失为约1至2dB。此外，已经确定移相器损失主要由介电LC损失和在波导管接头处的损失决定。T.Kuki、H.Fujikake、H.Kamoda和T.Nomoto：Microwave Variable Delay Line Using a Membrane Impregnatedwith Liquid Crystal.IEEE MTT-S Int.Microwave Symp.Dig.2002，第363-366页，2002年6月和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，No.11，第2604-2609页，2002年11月也提出了聚合LC膜和双频转化模式液晶与平面移相器配置组合的用途。
A.Penirschke、S.Müller、P.Scheele、C.Weil、M.Wittek、C.Hock和R.Jakoby：“Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to35GHz”,34届欧洲微波会议–Amsterdam，第545-548页，特别地描述已知的单液晶物质K15(Merck KGaA，德国)在9GHz频率下的性能。
A.Gaebler、F.Goelden、S.Müller、A.Penirschke和R.Jakoby“Direct Simulationof Material Permittivites using an Eigen-Susceptibility Formulation of theVector Variational Approach”，12MTC 2009–International Instrumentation andMeasurement Technology Conference，Singapore，2009(IEEE)，第463-467页描述已知液晶混合物E7(如同Merck KGaA，德国)的相应性能。
DE 10 2004 029 429.1 A描述液晶介质在微波技术，特别是在移相器中的用途。它已经研究了液晶介质在相应的频率范围内的性能。此外，它描述了包含少量的式
Figure BDA0000776495180000031
或者
Figure BDA0000776495180000032
的单一化合物以及熟知的氰基二联苯基化合物的液晶介质
并且介质除了其他化合物外还包含，
Figure BDA0000776495180000034
或者
Figure BDA0000776495180000041
然而，这些相对简单的混合物显示了针对在微波方法中操作的器件中应用的有限性能，并且甚至需要针对它们的普通物理性质显著地改进，例如尤其是清亮点、相范围、尤其是针对在低温下储存的稳定性和它们的粘度，特别是它们的旋转粘度。
针对微波应用的其他液晶介质包含一种或多种这些在DE 10 2010 025 572 A和WO 2013/034227中针对微波应用推荐的化合物以及相似的化合物。
液晶介质的聚合物稳定以及通过手性掺杂剂掺杂已被推荐用于几种显示器应用以及用于不同的原因。然而，并不存在针对本申请预期的该类应用的各个建议。
包含这些介质的针对高频技术的已知器件仍然缺乏充分稳定性和特别是快速响应。
然而，这些组合物遭受严重缺点。它们中的绝大多数除了其他缺陷之外导致不利地高的损失和/或不充分的相位移或不充分的材料品质。
针对这些应用，需要具有特别是迄今为止相当不通常和不普通的性能或性能的组合的液晶介质。
因此，具有改进的性能的新的液晶介质是必需的。特别是，在微波范围内的介电损耗必须降低并且材料品质(η,有时也称为优值系数，简称为FoM),即，高可调谐性和同时低介电损耗必须改进。除了这些要求外，更多地关注针对一些预期应用(尤其针对那些使用平面结构的器件，例如移相器和开缝天线)的改进的响应时间。
此外，存在针对组件的低温行为的改进的稳定需要。在低温下操作性能和存储寿命的改进二者在此是必需的。
因此存在对于具有针对相应实践应用的合适性能的液晶介质的相当大的需求。
本发明此外具有提供改进的方法和材料以获得聚合物稳定化的介晶相，特别是向列相的目标，其不具有上述现有技术描述的方法和材料的缺点。这些介晶相包含聚合物和低分子量介晶材料。因此，它们也称为“复合材料体系”，或简称为“体系”。
本发明的另一目的是扩展对于专业人员可得的合适的材料池。其他目的根据以下描述对于专业人员而言立刻明显的。
此外，已发现通过使用RM(反应性介晶)，可实现稳定化的液晶相，该稳定化的液晶相具有改进的、更快的切换时间，好的可调谐性和可接受的损耗。
除了介晶单体之外，还使用非介晶单体例如2-乙基己基丙烯酸酯，也可能并且在一些情况下可为有利的。然而，由于这些化合物的挥发性，因此这也可能是成问题的，导致由于气化和混合的单体/主体体系的不均匀性的损耗问题。
使用非介晶化合物也可严重降低液晶主体的清亮点，导致聚合物稳定化向列相的更小的宽度，这对于大多数实践应用是不需要的。
使用具有亚环己基核而不是包含一个或多个1,4-亚苯基核的RM具有以下优点：针对一般UV辐射的稳定性，特别是针对聚合过程中使用的UV辐射的稳定性。因此，所得聚合物稳定化相(复合材料体系)具有高的电压保持率(VHR)。
还已发现通过使用亚环己基RM以及包含氟苯基液晶化合物的液晶主体，RM确实有效地稳定化这个主体以给出高的VHR，这对于先进的最新水平的器件是必需的。
发明内容
令人惊奇地，已发现可以实现具有合适的快切换时间、合适的向列相范围和损耗的液晶介质，该液晶介质不具有现有技术材料的缺点或至少仅具有极大降低程度的缺点。
根据本发明的这些改进的液晶介质包含
-一种或多种选自式I、II和III的化合物的化合物
Figure BDA0000776495180000061
其中
R1表示H，具有1至17，优选具有3至10个C原子的未氟代烷基或未氟代烷氧基，或者具有2至15，优选3至10个C原子的未氟代烯基、未氟代烯氧基或未氟代烷氧基烷基，优选未氟代烷基或未氟代烯基，
n表示0或1,优选1,和
Figure BDA0000776495180000062
至
Figure BDA0000776495180000063
彼此独立地表示
Figure BDA0000776495180000064
Figure BDA0000776495180000071
Figure BDA0000776495180000072
供选择地表示
Figure BDA0000776495180000073
优选
优选地
Figure BDA0000776495180000075
至
Figure BDA0000776495180000076
彼此独立地表示
更优选地
Figure BDA0000776495180000078
表示
Figure BDA0000776495180000081
Figure BDA0000776495180000082
表示
Figure BDA0000776495180000083
Figure BDA0000776495180000084
表示
Figure BDA0000776495180000085
Figure BDA0000776495180000086
其中
R2表示H，具有1至17，优选具有3至10个C原子的未氟代烷基或未氟代烷氧基，或具有2至15，优选3至10个C原子的未氟代烯基，未氟代烯氧基或未氟代烷氧基烷基，优选未氟代烷基或未氟代烯基，
Z21表示反式-CH＝CH-,反式-CF＝CF-或-C≡C-,优选-C≡C-或反式-CH＝CH-,并且
Figure BDA0000776495180000087
和
Figure BDA0000776495180000088
彼此独立地表示
Figure BDA0000776495180000089
优选地
Figure BDA0000776495180000092
彼此独立地表示
Figure BDA0000776495180000093
优选表示
Figure BDA0000776495180000095
并且
Figure BDA0000776495180000097
优选表示
Figure BDA0000776495180000098
Figure BDA0000776495180000101
更优选地表示
Figure BDA0000776495180000102
Figure BDA0000776495180000103
其中
R3表示H,具有1至17，优选3至10个C原子的未氟代烷基或未氟代烷氧基，或具有2至15，优选3至10个C原子的未氟代烯基，未氟代烯氧基或未氟代烷氧基烷基，优选未氟代烷基或未氟代烯基，
Z31和Z32之一,优选Z32；表示反式-CH＝CH-,反式-CF＝CF-或-C≡C-并且另一个与其独立表示反式-CH＝CH-,反式-CF＝CF-或单键，优选它们中的一个，优选Z32表示-C≡C-或反式-CH＝CH-，而另一个表示单键，和
Figure BDA0000776495180000104
至
Figure BDA0000776495180000105
彼此独立地表示
Figure BDA0000776495180000106
Figure BDA0000776495180000111
Figure BDA0000776495180000112
供选择地独立地表示
Figure BDA0000776495180000113
优选地
Figure BDA0000776495180000114
至
Figure BDA0000776495180000115
彼此独立地表示
Figure BDA0000776495180000116
更优选地
Figure BDA0000776495180000117
表示
Figure BDA0000776495180000118
表示
Figure BDA0000776495180000122
且
更优选表示
Figure BDA0000776495180000124
Figure BDA0000776495180000125
表示
Figure BDA0000776495180000126
更优选表示
Figure BDA0000776495180000127
和
-任选地一种或多种式P的化合物
Pa-(Spa)s1-(A1-Z1)n1-A2-Q-A3-(Z4-A4)n2-(Spb)s2-Pb P
其中各个基团具有以下含义：
Pa,Pb各自彼此独立地是可聚合基团，
Spa,Spb各自彼此独立地表示间隔基团，
s1,s2各自彼此独立地表示0或1，
n1,n2各自彼此独立地表示0或1，优选0，
Q表示单键,-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-,优选-CF2O-,
Z1,Z4表示单键，-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和Q或Z4和Q不同时表示选自-CF2O-和-OCF2-的基团,
A1,A2,A3,A4各自彼此独立地表示选自以下基团的二基：
a)反式-1,4-亚环己基,1,4-亚环己烯基和1,4′-亚双环己基,此外其中一个或多个不相邻的CH2基团可以被-O-和/或-S-替代，并且此外其中一个或多个H原子可以被F替代，
b)1,4-亚苯基和1,3-亚苯基，此外其中一个或两个CH基团可以被N替代，并且此外其中一个或多个H原子可以被L替代，
c)四氢吡喃-2,5-二基,1,3-二噁烷-2,5-二基，四氢呋喃-2,5-二基，环丁烷-1,3-二基，哌啶-1,4-二基,噻吩-2,5-二基和硒吩-2,5-二基,其各自也可被L单或多取代，
d)饱和的、部分不饱和的或完全不饱和的、任选取代的具有5至20个环C原子的多环基团，此外环C原子的一个或多个可以被杂原子替代，优选选自双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基，双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基，螺[3.3]庚烷-2,6-二基,
Figure BDA0000776495180000141
此外其中这些基团中一个或多个H原子可以被L替代和/或一个或多个双键可以被单键替代，和/或一个或多个CH基团可以被N替代，并且A3供选择地可以是单键，
L每次出现时相同或不同地表示F,Cl,CN,SCN,SF5或具有最多12个C原子的直链或支链的在各个情况下任选氟代的烷基，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各自彼此独立地表示H，F或具有1至12个C原子的直链或支链烷基，此外其中一个或多个H原子可以被F替代，
M表示-O-,-S-,-CH2-,-CHY1-或-CY1Y2-,和
Y1和Y2各自彼此独立地具有以上对于R03所示含义之一，或表示Cl或CN，并且基团Y1和Y2之一供选择地表示-OCF3，优选H,F,Cl,CN或CF3。
本发明涉及可通过一种或多种式P的化合物单独聚合或者一种或多种式P的化合物与一种或多种其他来自各个混合物的可聚合化合物一起聚合可获得的聚合物稳定化体系，以及该稳定化体系在用于高频技术的组件或器件中的用途。
根据本发明优选使用的式P的可聚合化合物选自下式：
Figure BDA0000776495180000151
Figure BDA0000776495180000161
Figure BDA0000776495180000181
Figure BDA0000776495180000191
其中L每次出现时相同或不同具有以上及以下所示的含义之一，r表示0,1,2,3或4，s表示0,1,2或3,并且n表示1至24，优选1至12，非常特别优选2至8之间的整数，并且其中如果基团没有示出在单键或双键末端，则它是封端CH3或CH2基团。
在式P1-1至P12-4中,
Figure BDA0000776495180000192
优选表示选自下式的基团:
Figure BDA0000776495180000201
特别优选选自
Figure BDA0000776495180000202
基团A2-Q-A3优选表示下式的基团
Figure BDA0000776495180000203
其中环的至少一个被至少一个基团L＝F取代。在此r每种情况下独立地优选是0,1或2。
式P及其子式的化合物中的Pa和Pb优选表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，还有氟代丙烯酸酯基。
式P及其子式的化合物中的Spa和Spb优选表示选自如下的基团：-(CH2)p1-,-(CH2)p1-O-,-(CH2)p1-O-CO-和-(CH2)p1-O-CO-O-及其镜像，其中p1表示1至12，优选1至6，特别优选1，2或3的整数，其中这些基团以O原子不直接相连的方式连接至Pa或Pb。
式P的化合物中，特别优选的是以下那些：
-基团Pa和Pb选自乙烯氧基，丙烯酸酯基，甲基丙烯酸酯基，氟代丙烯酸酯基，氯代丙烯酸酯基，氧杂环丁基和环氧基，特别优选地是丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，
-基团Spa和Spb选自-(CH2)p1-,-(CH2)p1-O-,-(CH2)p1-O-CO-和-(CH2)p1-O-CO-O-及其镜像，其中p1表示1至12，优选1至6，特别优选1，2或3的整数，并且其中这些基团以O原子不直接相连的方式连接至Pa或Pb，
根据本发明的优选实施方案优选使用的式P的化合物是包含正好两个环(n1＝n2＝0)的那些，所述环优选6元环。尤其优选的是选自下式的化合物：
Figure BDA0000776495180000211
Figure BDA0000776495180000221
Figure BDA0000776495180000231
其中Pa,Pb,Spa,Spb,s1和s2如上式中针对P的定义，且优选Spa/b是亚烷基-(CH2)n-，其中n优选是3,4,5,6或7且Pa/b优选是甲基丙烯酸酯基或丙烯酸酯基。尤其优选的是使用选自式Pa,Pb,Pc,Pd,Pe,Pf,Pg,Ph和Pi的化合物，并且特别是式Pa的化合物。
用于根据本发明的聚合物稳定化器件的聚合物前体中的合适的和优选的共聚单体选自例如下式：
Figure BDA0000776495180000232
Figure BDA0000776495180000241
Figure BDA0000776495180000251
Figure BDA0000776495180000261
Figure BDA0000776495180000271
其中参数具有以下含义：
P1和P2各自彼此独立地是可聚合基团，优选具有以上及以下对于Pa给出的含义之一，特别优选的是丙烯酸酯基，甲基丙烯酸酯基，氟代丙烯酸酯基，氧杂环丁基，乙烯氧基或环氧基，
Sp1和Sp2各自彼此独立地是单键或间隔基团，优选具有以上及以下对于Spa给出的含义之一，特别优选-(CH2)p1-,-(CH2)p1-O-,-(CH2)p1-CO-O-，-(CH2)p1-O-CO-或-(CH2)p1-O-CO-O-，其中p1是1至12的整数，并且其中最后提及的基团通过O原子连接至相邻环，
并且，其中供选择地P1-Sp1-和P2-Sp2-的一个或多个还可以是Raa，前提条件是存在于化合物中的P1-Sp1-和P2-Sp2-的至少一个不是Raa，
Raa是H,F,Cl,CN或具有1至25个C原子的直链或支链烷基，其中一个或多个不相邻的-CH2-基团彼此独立地可以被-C(R0)＝C(R00)-,-C≡C-,-N(R0)-,-O-,-S-,-CO-,-CO-O-,-O-CO-,-O-CO-O-以O或S原子彼此不直接连接的方式替代，并且其中一个或多个H原子还可以被F,Cl,CN或P1-Sp1-替代,特别优选具有1至12个C原子的直链或支链任选单或多氟代的烷基，烷氧基，烯基，炔基，烷基羰基，烷氧基羰基或烷基羰基氧基，其中所述烯基和炔基具有至少两个C原子，且支链基团具有至少三个C原子，
R0,R00每次出现时各自彼此独立地是H或具有1至12个C原子的烷基，
Z1是-O-,-CO-,-C(RyRz)-或-CF2CF2-,
Z2和Z3各自彼此独立地是-CO-O-,-O-CO-,-CH2O-,-OCH2-,-CF2O-,-OCF2-,或-(CH2)n-,其中n是2，3或4，
Ry和Rz各自彼此独立地是H,F,CH3或CF3,
L每次出现时彼此独立地是F,Cl,CN,SCN,SF5或具有最多12个C原子的直链或支链的，优选单或多氟代的烷基，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，优选F，
L'和L"各自彼此独立地是H,F或Cl,
r表示0,1,2,3或4,
s表示0,1,2或3,
t表示0,1或2,和
x表示0或1。
用于根据本发明的器件中的合适的和优选的共聚单体是例如选自单反应性化合物的基团，所述单反应性化合物以1-9wt％，特别优选4-7wt％的浓度存在于聚合物稳定化体系的前体中。优选的单反应性化合物是式M1-M29的化合物，其中P1-Sp1-和P2-Sp2-的一个或多个是Raa，使得化合物仅具有单反应性基团。
特别优选的单反应性化合物是下式的化合物
Figure BDA0000776495180000281
其中P1,Sp1和Raa具有以上给出的各自含义，且P1优选是丙烯酸酯基(CH2＝CH-CO-O-)或甲基丙烯酸酯基(CH2＝C(CH3)-CO-O-)。
在这些下式的化合物中，
Figure BDA0000776495180000291
其中
n是1至16，优选2至8的整数，优选偶数,
m是1至15，优选2至7的整数，
是尤其优选的。
特别优选的是上下文所述的液晶介质，液晶器件(优选用于高频技术，特别是用于移相器或微波天线，例如开缝天线)，方法或用途，其中液晶介质或存在于其中的可聚合或经聚合组分包含一种或多种下式的化合物：
Figure BDA0000776495180000292
其中Pa,Pb,Spa,Spb,s1,s2和L具有上下文所示的含义，r表示0,1,2,3或4,且Z2和Z3各自彼此独立地表示-CF2-O-或-O-CF2-,优选Z2是-CF2-O-且Z3是-O-CF2-或反之亦然，或Z2是-CO-O-且Z3是-O-CO-或反之亦然，并且最优选Z2是-CF2-O-且Z3是-O-CF2-或Z2是-CO-O-且Z3是-O-CO-。
优选根据本发明使用的液晶介质包含一种、两种或更多种反应性介晶，优选一种或多种单反应性介晶，和同时一种或多种二反应性介晶作为聚合物前体或聚合物前体的一部分。任选地一种或多种反应性介晶可以被非介晶或各向同性反应性化合物，优选选自如下所述的HDMA,HDDMA,EHA,EA,EMA等替代。
在本申请的优选实施方案中，根据本发明使用的液晶介质包含通过聚合(优选光聚合)聚合物前体获得的或可获得的聚合物，所述聚合物前体包含一种、两种或更多种反应性介晶，优选一种或多种单反应性介晶和同时一种或多种二反应性介晶。任选地一种或多种反应性介晶可以被非介晶或各向同性反应性化合物，优选选自2-乙基己基丙烯酸酯(EHA),1,3,3-三甲基己基丙烯酸酯(TMHA),己二醇二丙烯酸酯(HDDA),己二醇二甲基丙烯酸酯(HDDMA)等,但还选自甲基丙烯酸甲酯(MMA),丙烯酸乙酯(EA),甲基丙烯酸乙酯(EMA)和6-(4'-氰基二联苯基-4-基氧基)己基丙烯酸酯(6CBA),介晶单体替代。
Figure BDA0000776495180000301
Figure BDA0000776495180000311
优选一种或多种，最优选所有单反应性介晶是甲基丙烯酸酯，和还优选一种或多种，最优选所有单反应性介晶选自双丙烯酸酯和混合的丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯，优选它们是双丙烯酸酯。
优选地，根据本发明的液晶介质包含
-一种或多种式I的化合物和
-一种或多种式II的化合物
或
-一种或多种式I的化合物和
-一种或多种式III的化合物
或
-一种或多种式II的化合物和
-一种或多种式III的化合物
或者最优选地
-一种或多种式I的化合物和
-一种或多种式II的化合物和
-一种或多种式III的化合物。
在本发明的优选实施方案中，液晶介质包含一种或多种式I的化合物和一种或多种式III的化合物。
在本发明的又一个优选实施方案中，液晶介质包含一种或多种式I的化合物和一种或多种式II的化合物。
根据本发明的液晶介质也优选包含一种或多种式II的化合物和一种或多种式III的化合物。
根据本发明特别优选的是包含一种或多种式I的化合物，一种或多种式II的化合物和一种或多种式III的化合物的液晶介质。
在某一实施方案中，根据本发明使用的液晶介质额外优选包含一种或多种式IV的化合物,
Figure BDA0000776495180000321
其中
Figure BDA0000776495180000322
表示
Figure BDA0000776495180000323
Figure BDA0000776495180000324
优选表示
特别优选
Figure BDA0000776495180000331
L4表示具有1至6个C原子的烷基，具有3至6个C原子的环烷基或具有4至6个C原子的环烯基，优选CH3,C2H5,n-C3H7(-(CH2)2CH3),i-C3H7(-CH(CH3)2),环丙基，环丁基，环己基，环戊-1-烯基或环己-1-烯基，和特别优选CH3,C2H5,环丙基或环丁基，
X4表示H，具有1至3个C原子的烷基或卤素，优选H,F或Cl,和特别优选H或F和非常特别优选F，
R41至R44,彼此独立地表示各自具有1至15个C原子的未氟代烷基或未氟代烷氧基，各自具有2至15个C原子的未氟代烯基，未氟代烯氧基或未氟代烷氧基烷基，或各自具有至多15个C原子的环烷基，烷基环烷基，环烯基，烷基环烯基，烷基环烷基烷基或烷基环烯基烷基，和供选择的R43和R44之一或二者还表示H，
优选地
R41和R42,彼此独立地表示各自具有1至7个C原子的未氟代烷基或未氟代烷氧基，或各自具有2至7个C原子的未氟代的烯基，未氟代烯氧基或未氟代烷氧基烷基，
特别优选地
R41表示具有1至7个C原子的未氟代烷基或各自具有2至7个C原子的未氟代烯基，未氟代烯氧基或未氟代烷氧基烷基，和
特别优选地
R42表示各自具有1至7个C原子的未氟代的烷基或未氟代烷氧基，和
优选地
R43和R44表示H，具有1至5个C原子的未氟代烷基，具有3至7个C原子的未氟代环烷基或环烯基，各自具有4至12个C原子的未氟代烷基环己基或未氟代环己基烷基，或具有5至15个C原子的未氟代烷基环己基烷基，特别优选环丙基，环丁基或环己基，和非常特别优选R43和R44的至少一个表示正烷基，特别优选甲基，乙基或正丙基，和另一个表示H或正烷基，特别优选H，甲基，乙基或正丙基。
根据本申请的液晶介质优选包含总共5％-70％，优选5％-60％和特别优选30％-50％的式I的化合物。
根据本申请的液晶介质优选包含总共20％-80％，优选30％-70％和特别优选35％-65％的式II的化合物。
根据本申请的液晶介质优选包含总共5％-45％，优选10％-40％和特别优选15％-35％的式III的化合物。
在本发明的优选实施方案中，其中液晶介质在每种情况下包含一种或多种式I,II和III的化合物，式I的化合物的浓度优选为45％-100％，优选50％-100％和特别优选55％-100％，
式II的化合物的浓度优选为1％-20％，优选2％-15％和特别优选3％-10％，和式III的化合物的浓度优选为1％-30％，优选5％-25％和特别优选5％-20％。
在本发明的又一优选实施方案中，其中液晶介质在每种情况下包含一种或多种式I、II和III的化合物，式I的化合物的浓度优选为15％-40％，优选20％-35％和特别优选25％-30％，式II的化合物的浓度优选为10％-35％，优选15％-30％和特别优选20％-25％和式III的化合物的浓度优选为25％-50％，优选30％-45％和特别优选35％-40％。
在本发明的优选实施方案中，其中液晶介质在每种情况下包含一种或多种式I和II的化合物，但最多5％且优选不包含式III的化合物，式I的化合物的浓度优选为10％-50％，优选20％-40％和特别优选25％-35％，式II的化合物的浓度优选为40％-70％，优选50％-65％和特别优选55％-60％，和式III的化合物的浓度优选为1％-4％，优选1％-3％和特别优选0％。
根据本申请的液晶介质特别优选包含总共50％-80％，优选55％-75％和特别优选57％-70％的(如下所示)式I-1的化合物和/或总共5％-70％，优选6％-50％和特别优选8％-20％的选自(如下所示)式I-2和I-3的化合物的化合物，最优选式I-2和式I-3的化合物二者。
根据本申请的液晶介质也优选包含总共5％-60％，优选10％-50％和特别优选7％-20％的式II的化合物。
在使用单一同系物的情况下，这些限制对应于该同系物的浓度，优选2％-20％，特别优选1％-15％。在使用两种或更多种同系物的情况下，每种情况下各个同系物的浓度还优选为1％-15％。
在每种情况下，式I至III的化合物包括具有大于3的介电各向异性的介电正性化合物，具有小于3和大于-1.5的介电各向异性的介电中性化合物和具有-1.5或更小的介电各向异性的介电负性化合物。
在本发明的优选实施方案中，液晶介质包含一种或多种式I的化合物，优选选自式I-1和I-2的化合物，优选式I-1和/或I-2的化合物，优选同时包含一种或多种式I-1的化合物和一种或多种式I-2的化合物，和任选地优选必须包含一种或多种式I-3的化合物，更优选式I的这些化合物主要由其组成，甚至更优选基本上由其组成和非常特别优选由其组成：
Figure BDA0000776495180000351
Figure BDA0000776495180000361
其中
L1是H或F，优选H
和其他参数具有上文对于式I所示的各个含义和优选
R1表示具有1至7个C原子的未氟代烷基或具有2至7个C原子的未氟代烯基。
介质优选包含一种或多种式I-1的化合物，其优选选自式I-1a至I-1c的化合物，优选式I-1c的化合物，更优选式I-1的这些化合物主要由其组成，甚至更优选基本上由其组成和非常特别优选完全由其组成：
Figure BDA0000776495180000362
其中参数具有上文对于式I-1所示的各含义且其中优选
R1表示未氟代烷基或未氟代烯基。
介质优选包含一种或多种式I-2的化合物，其优选选自式I-2a至I-2d的化合物，优选式I-2d的化合物，更优选式I-2的这些化合物主要由其组成，甚至更优选基本上其组成和非常特别优选完全由其组成：
其中参数具有上文对于式I-2所示的各含义和其中优选
R1表示未氟代烷基或未氟代烯基。
介质优选包含一种或多种式I-3的化合物，其优选选自式I-3a至I-3d的化合物，优选式I-3c的化合物，更优选式I-3的这些化合物主要由其组成，甚至更优选基本上由其组成和非常特别优选完全由其组成:
Figure BDA0000776495180000372
其中参数具有上文对于式I-3所示的各含义和其中优选
R1表示未氟代烷基或未氟代烯基。
介质优选包含一种或多种式II的化合物，其优选选自式II-1至II-3的化合物，优选选自式II-1和II-2的化合物，更优选式II的这些化合物主要由其组成，甚至更优选基本上由其组成和非常特别优选完全由其组成：
Figure BDA0000776495180000382
其中参数具有上文在式II下给出的含义和优选
R2表示H，具有1至7个C原子的未氟代烷基或烷氧基，或具有2至7个C原子的未氟代烯基，
和
之一表示
和另一个独立地表示
Figure BDA0000776495180000393
优选
最优选
Figure BDA0000776495180000396
和优选
R2表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)Z，
n表示0至15，优选1至7，和特别优选1至5的整数，和
z表示0,1,2,3或4，优选0或2。
介质优选包含一种或多种式II-1的化合物，其优选选自式II-1a至II-1e的化合物，优选选自式II-1a和II-1b的化合物，更优选式II-1b的化合物，更优选式II-1的这些化合物主要由其组成，甚至更优选基本上由其组成和非常特别优选完全由其组成：
Figure BDA0000776495180000401
其中
R2具有上文所示的含义和优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)Z，和
n彼此独立地表示0至15，优选1至7和特别优选1至5的整数，和
z表示0,1,2,3或4，优选0或2。
介质优选包含一种或多种式II-2的化合物，其优选选自式II-2a和II-2b的化合物，更优选同时包含一种或多种式II-2a的化合物和一种或多种式II-2b的化合物，更优选式II-2的这些化合物主要由其组成，甚至更优选基本上由其组成和非常特别优选完全由其组成：
Figure BDA0000776495180000411
其中
R2具有上文所示的含义和优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)Z,
n表示0至15，优选1至7和特别优选1至5的整数，和
z表示0,1,2,3或4,优选0或2。
介质优选包含一种或多种式II-3的化合物，其优选选自式II-3a至II-3c的化合物，优选选自式II-3a和II-3b的化合物，更优选同时包含一种或多种式II-3a的化合物和一种或多种式II-3b的化合物，更优选式II-3的这些化合物主要由其组成，甚至更优选基本上由其组成和非常特别优选完全由其组成：
Figure BDA0000776495180000421
其中
R2具有上文所示的含义和优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)Z,
n表示0至15，优选1至7和特别优选1至5的整数，和
z表示0,1,2,3或4，优选0或2。
介质优选包含一种或多种式III的化合物，其优选选自式III-1至III-6的化合物，更优选式III的这些化合物选自式III-1,III-2,III-3和III-4的化合物，更优选式III-1的化合物和甚至更优选式III的这些化合物主要由其组成，甚至更优选基本上由其组成和非常特别优选完全由其组成：
Figure BDA0000776495180000422
Figure BDA0000776495180000431
其中
Z31和Z32彼此独立地表示反式-CH＝CH-或反式-CF＝CF-，优选反式-CH＝CH-，和在式III-6中供选择地Z31和Z32之一可以表示-C≡C-和其他参数具有上文在式III中给出的含义，和优选
R3表示H，具有1至7个C原子的未氟代烷基或烷氧基，或具有2至7个C原子的未氟代烯基，
和
Figure BDA0000776495180000432
至
Figure BDA0000776495180000433
之一,优选
Figure BDA0000776495180000434
表示
Figure BDA0000776495180000435
优选
Figure BDA0000776495180000436
和其他彼此独立地表示
Figure BDA0000776495180000442
优选
Figure BDA0000776495180000443
更优选
Figure BDA0000776495180000445
和优选
R3表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)Z,
n表示0至15，优选1至7和特别优选1至5的整数，和
z表示0,1,2,3或4,优选0或2。
介质优选包含一种或多种式III-1的化合物，其优选选自式III-1a至III-1d的化合物，优选选自式III-1a和III-1b的化合物，更优选式III-1b的化合物，和甚至更优选式III-1的这些化合物主要由其组成，甚至更优选基本上由其组成和非常特别优选完全由其组成：
Figure BDA0000776495180000446
Figure BDA0000776495180000451
其中
R3具有上文所示的含义和优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)Z,
n表示0至15，优选1至7和特别优选1至5的整数，和
z表示0,1,2,3或4,优选0或2。
介质优选包含一种或多种式III-2的化合物，其优选式III-2a的化合物:
Figure BDA0000776495180000452
其中
R3具有上文所示的含义和优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)Z,
n表示0至15，优选1至7和特别优选1至5的整数，和
z表示0,1,2,3或4，优选0或2。
介质优选包含一种或多种式III-3的化合物和/或一种或多种式III-4的化合物。
介质优选包含一种或多种式III-5的化合物，优选式III-5a的化合物:
Figure BDA0000776495180000461
R3具有上文对于式III-5所示的含义和优选表示CnH2n+1，其中
n表示0至7，优选1至5的整数。
式III的又一优选化合物是下式的化合物：
Figure BDA0000776495180000462
其中
n表示0至7，优选1至5的整数。
合适和优选的聚合方法是例如热引发的聚合或光聚合，优选光聚合，特别是UV光聚合。一种或多种引发剂还可任选地加入其中。用于聚合的合适条件和引发剂的合适类型和量是本领域技术人员已知的且描述于文献中。适合于自由基聚合的是例如和优选可商购的光引发剂
Figure BDA0000776495180000463
184,369,
Figure BDA0000776495180000465
651,
Figure BDA0000776495180000466
784(优选),
Figure BDA0000776495180000467
819(优选),
Figure BDA0000776495180000468
907或1300(所有来自BASF)或
Figure BDA00007764951800004610
1173(来自Ciba AG)。如果使用引发剂，其比例优选为0.001重量％-5重量％,特别优选0.001重量％-1重量％。
根据本发明的可聚合化合物也适合于不带引发剂的聚合，其伴随有大量优点，例如较低的材料成本和特别是通过可能的引发剂的残余量或其降解产物对液晶介质的较少污染。因此聚合还可不添加引发剂进行。在优选的实施方案中，因此液晶介质不包含聚合引发剂。
可聚合组分或液晶介质还可包含一种或多种稳定剂以阻止不希望的RM的自发聚合，例如在储存或运输过程中。稳定剂的合适类型和量是本领域技术人员已知的且描述于文献中。特别适合的是例如来自
Figure BDA0000776495180000471
系列(来自Ciba AG)的可商购的稳定剂，例如
Figure BDA0000776495180000472
1076。如果使用稳定剂，它们的比例基于包括RM或可聚合组分的LC的混合物的总量，优选10ppm-10,000ppm，特别优选50ppm-2,000ppm，最优选0.2％或约0.2％。
聚合之前混合物如下所述进行表征。然后反应性组分通过一次辐射(180秒)聚合，且将所得介质再表征。
介质的聚合优选通过UV灯(例如Dymax,Bluewave 200,365nm干涉滤波器)辐射进行达180秒，所述UV灯具有约3.0mW/cm2的有效功率。聚合直接在测试盒/天线器件中进行。为了最小化UV引发的主体降解，有利地使用合适的长通滤波器，例如Schott GG395或GG410。
聚合在室温下进行。
在所示辐射功率下，导致最大化稳定的整个辐射时间通常为180秒。根据优化的辐射/温度程序可以进行进一步的聚合。
聚合之前介质中可聚合化合物的总浓度优选为1％-20％，更优选2％-15％和最优选2％-10％。
在本发明的优选实施方案中，介质包含一种或多种具有大于3的介电各向异性的介电正性的式I-1的化合物。
介质优选包含一种或多种具有大于-1.5至3的介电各向异性的式I-2的介电中性化合物。
在本发明的优选实施方案中，介质包含一种或多种式II的化合物。
在本发明的又一优选实施方案中，介质包含一种或多种式III的化合物。
液晶介质，优选或更好根据本发明使用的液晶介质的向列型组分优选包含10％或更少，优选5％或更少，特别优选2％或更少，非常特别优选1％或更少，和特别是绝对不包含仅具有两个或更少五元和/或六元环的化合物。
缩写(首字母缩略词)的定义也如下在表D中所示或根据表A至C是明显的。
根据本发明的液晶介质优选包含式I至III的化合物，更优选主要由式I至III的化合物组成，甚至更优选基本上由式I至III的化合物组成和非常优选完全由式I至III的化合物组成。
在本发明的优选实施方案中，液晶介质主要由异硫氰酸酯化合物组成，更优选基本上由异硫氰酸酯化合物组成和最有选完全由异硫氰酸酯化合物组成，优选选自式I至III的化合物。
在这个申请中，与组合物关联的“包含”意指谈论的实体，即介质或组分，包含所示的一种组分或多种组分或一种化合物或多种化合物，优选总浓度10％或更多和非常优选20％或更多。
在上下文中，“主要由…组成”意指谈论的实体包含55％或更多，优选60％或更多和非常优选70％或更多的所示的一种组分或多种组分或一种化合物或多种化合物。
在上下文中，“基本上由…组成”意指谈论的主体包含80％或更多，优选90％或更多和非常优选95％或更多的所示的一种组分或多种组分或一种化合物或多种化合物。
在上下文中，“完全由…组成”意指谈论的主体包含98％或更多，优选99％或更多和非常优选100.0％的所示的一种组分或多种组分或一种化合物或多种化合物。
没有在以上明确提及的其他介晶化合物还可任选地和有利地用于根据本发明的介质中。该化合物是本领域技术人员已知的。
优选地，介质中式I至III的化合物的总浓度在80％或更多至100％，更优选90％或更多至100％和最优选95％或更多至100％的范围内。
介质中式I-3，优选式I-3c的化合物的总浓度在10％至45％或更少，更优选15％或更多至35％或更少，更优选20％或更多至33％或更少和，最优选25％或更多至30％或更少的范围内。
根据本发明的液晶介质优选具有90℃或更高的清亮点，更优选100℃或更高，又更优选120℃或更高，特别优选150℃或更高和非常特别优选170℃或更高。
根据本发明的介质的向列相优选延伸至少自20℃或更低至90℃或更高，优选至多至100℃或更高，更优选至少自0℃或更低至120℃或更高，非常优选至少自-10℃或更低至140℃或更高和特别是至少自-20℃或更低至150℃或更高。
在1kHz和20℃下，根据本发明的液晶介质的Δε优选为1或更大，更优选2或更大，和非常优选3或更大。
在589nm(NaD)和20℃下，根据本发明的液晶介质的Δn优选为0.200或更大至0.90或更小，更优选0.250或更大至0.90或更小，甚至更优选0.300或更大至0.85或更小和非常特别优选0.350或更大至0.800或更小。
在本发明的第一优选实施方案中，根据本发明的液晶介质的Δn优选为0.50或更大，更优选0.55或更大。
根据本发明，式I的各个化合物优选以整体混合物的10％-70％的总浓度使用，更优选20％-60％，甚至更优选30％-50％和非常优选25％-45％。
式II的化合物优选以整体混合物的1％-20％的总浓度使用，更优选1％-15％，甚至更优选2％-15％和非常优选3％-10％。
式III的化合物优选以整体混合物的1％-60％的总浓度使用，更优选5％-50％，甚至更优选10％-45％和非常优选15％-40％。
液晶介质优选包含总共50％-100％的式I,II和III的化合物，优选主要由其组成和非常优选完全由其组成，更优选70％-100％和非常优选80％-100％和特别是90％-100％。
在本申请中，术语“介电正性”描述其中Δε>3.0的化合物或组分，“介电中性”描述其中-1.5≤Δε≤3.0的那些，和“介电负性”描述其中Δε<-1.5的那些。Δε在1kHz的频率下和在20℃下测定。各个化合物的介电各向异性由各单个化合物在向列型主体混合物中的10％的溶液来测定。如果各化合物在主体混合物中的溶解度小于10％，则浓度减少至5％。测试混合物的电容在具有垂面配向的盒中确定，而在具有平行配向的盒中测定。两种类型的盒的盒厚度约20μm。尽管施加电压是具有1kHz频率和通常0.5V至1.0V有效值的矩形波，但是它总是以低于各测试混合物的电容阈值来选择。
Δε定义为(ε||-ε⊥)，而ε平均是(ε||+2ε⊥)/3。
用于介电正性化合物的是作为主体混合物的混合物ZLI-4792，而用于介电中性和介电负性的主体混合物是混合物ZLI-3086，二者均来自Merck KGaA,德国。化合物的介电常数的绝对值从主体混合物加上相应化合物的各值中的变化测定。将该值外推至100％的相应化合物的浓度。
因此，在20℃的测量温度下测量具有向列相的组分，所有其他物质如化合物处理。
在本申请中，术语“阈值电压”指光学阈值且针对10％的相对对比率(V10)引用，且术语“饱和电压”指光学饱和且针对90％的相对对比率(V90)引用，在两种情况下，除非另有明确说明。电容阈值电压(V0)，也称为Freedericks阈值(VFr)，仅在如果明确提及时使用。
本申请中所示参数范围都包括端点值，除非另有明确说明。
针对彼此结合的性质的不同范围所示的不同上限和下限值导致额外的优选范围。
除非另有明确说明，以下条件和定义应用于整个申请。所有浓度以重量百分比引用且涉及各整个混合物。所有温度以摄氏度引用且所有的温度差以差别度数引用。所有物理性质根据"Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals",Status Nov.1997,Merck KGaA,Germany测定且对于20℃的温度引用，除非另有明确说明。光学各向异性(Δn)在589.3nm波长下测定。介电各向异性(Δε)在1kHz频率下测定。阈值电压以及所有其他电光学性质使用在Merck KGaA,Germany生产的测试盒测定。用于测定Δε的测试盒具有约20μm的盒厚度。电极是具有1.13cm2面积和护圈的圆形ITO电极。取向层是来自Nissan Chemicals,Japan的SE-1211，用于垂面取向(ε||)和来自Japan SyntheticRubber,Japan的聚酰亚胺AL-1054，用于平行取向(ε⊥)。电容使用Solatron 1260频率响应分析器测定，所述频率响应分析器使用具有0.3Vrms电压的正弦波。在电光测量中使用的光是白光。使用来自Autronic-Melchers,Germany的可商购的DMS仪器的装置在此使用。特性电压在垂直观察下测定。阈值(V10)、中值(V50)和饱和(V90)电压分别针对10％,50％和90％相对对比率测定。
如A.Penirschke,S.Müller,P.Scheele,C.Weil,M.Wittek,C.Hock andR.Jakoby:“Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystalsup to 35GHz“,34th European Microwave Conference–Amsterdam,第545-548页中描述，针对液晶介质在微波频率范围中的性质考察液晶介质。
在这点上比较A.Gaebler,F.
Figure BDA0000776495180000511
S.Müller,A.Penirschke和R.Jakoby“Direct Simulation of Material Permittivites…“,12MTC 2009–InternationalInstrumentation and Measurement Technology Conference,Singapore,2009(IEEE),第463-467页,和DE 10 2004 029 429 A，其中也细节地描述了测量方法。
液晶引入聚四氟乙烯(PTFE)毛细管。该毛细管有180μm的内部半径和350μm的外部半径。有效长度是2.0cm。经填充的毛细管引入共振频率30GHz的腔的中心。该腔具有6.6mm的长度,7.1mm的宽度和3.6mm的高度。然后施加输入信号(源)，且输出信号的结果使用商用矢量网络分析仪记录。
共振频率中的变化和用填充有液晶的毛细管测量与不用填充有液晶的毛细管测量之间的质量因子(Q factor)用于通过如A.Penirschke,S.Müller,P.Scheele,C.Weil,M.Wittek,C.Hock and R.Jakoby:“Cavity Perturbation Method for Characterizationof Liquid Crystals up to 35GHz“,34th European Microwave Conference–Amsterdam,第545-548页中描述的方程10和11测定在相应目标频率下的介电常数和损耗角。
通过在磁场中液晶的配向获得垂直和平行于液晶指向矢的组分的值。为此，使用永磁体的磁场。磁场强度是0.35特斯拉。相应设定磁体的配向和然后相应旋转90°。
优选的组件是移相器、变抗器、无线和无线电波天线阵列，匹配电路适配滤波器等。
在本申请中，术语化合物指一种化合物和多种化合物两者，除非另有明确说明。
根据本发明的液晶介质优选具有上述优选范围的向列相。在此，具有向列相的术语意指在一方面在低温下在相应温度下观察到无近晶相和无结晶，而在另一方面从向列相加热不发生清亮。在相应温度下在流量粘度计中进行在低温下的研究且通过在具有5μm层厚度的测试盒中储存至少100小时检查。在高温下，通过传统方法在毛细管中测量清亮点。
此外，根据本发明的液晶介质特征在于在可见光范围内的高光学各向异性值，尤其是在589.0nm(即，在Na”D”线)的波长处。在589nm的双折射率优选是0.20或更大，特别优选0.25或更大，特别优选0.30或更大，特别优选0.40或更大和非常特别优选0.45或更大。此外，双折射率优选为0.80或更小。
使用的液晶优选具有正性介电各向异性。这优选为2或更大，优选4或更大，特别优选6或更大和非常特别优选10或更大。
此外，根据本发明的液晶介质特征在于在微波范围内高各向异性值。在约8.3GHz的双折射率是例如优选0.14或更大，特别优选0.15或更大，特别优选0.20或更大，特别优选0.25或更大和非常特别优选0.30或更大。此外，双折射率为优选0.80或更小。
在微波范围内的介电各向异性定义为
Δεr≡(εr,||-εr,⊥)。
可调谐性(τ)定义为
τ≡(Δεr/εr,||)。
材料品质(η)定义为
η≡(τ/tanδεr,max.),其中
最大介电损耗为
tanδεr,max.≡max.{tanδεr,⊥,；tanδεr,||}。
优选液晶材料的材料品质(η)为6或更大，优选8或更大，优选10或更大，优选15或更大，优选17或更大，优选20或更大，特别优选25或更大和非常特别优选30或更大。
在相应组件中，优选液晶材料具有15°/dB或更大的移相器质量，优选20°/dB或更大，优选30°/dB或更大，优选40°/dB或更大，优选50°/dB或更大，特别优选80°/dB或更大和非常特别优选100°/dB或更大。
然而，在一些实施方案中，也可有利地使用具有负值介电各向异性的液晶。
使用的液晶或是单个物质或混合物。它们优选具有向列相。
术语“烷基”优选包括具有1至15个C原子的直链和支链烷基，特别是直链甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基和庚基。具有2至10个C原子的基团是通常优选的。
术语“烯基”优选包括具有2至15个C原子的直链和支链烯基，特别是直链基团。特别优选的烯基是C2-至C7-1E-烯基,C4-至C7-3E-烯基,C5-至C7-4-烯基,C6-至C7-5-烯基和C7-6-烯基，特别是C2-至C7-1E-烯基，C4-至C7-3E-烯基和C5-至C7-4-烯基。其他优选的烯基的例子是乙烯基，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，6-庚烯基等。具有至多5个C原子的基团是通常优选的。
术语“氟代烷基”优选包括具有封端F的直链基团，即氟甲基，2-氟乙基,3-氟丙基，4-氟丁基,5-氟戊基,6-氟己基和7-氟庚基。然而，不排除其他位置的氟。
术语“氧杂烷基”或“烷氧基烷基”优选包括式CnH2n+1-O-(CH2)m的直链基团，其中n和m各自彼此独立地表示1至10。优选，n是1且m是1至6。
含有乙烯端基的化合物和含有甲基端基的化合物具有低旋转粘度。
在本申请中，高频技术和超频技术表示具有1MHz至1THz范围内频率的应用，优选1GHz至500GHz，更优选2GHz至300GHz，特别优选约5GHz至150GHz。
根据本发明的液晶介质可以包含在通常浓度的手性掺杂剂和其他添加剂。这些其他成分的总浓度为0％至10％，优选0.1％至6％，基于整体混合物。使用的各化合物的浓度各自优选为0.1％至3％。当本申请中引用液晶介质的液晶化合物和液晶组分的值和浓度范围时，不考虑这些和相似添加剂的浓度。
优选根据本发明的介质包含一种或多种作为手性掺杂剂的手性化合物以调节它们的胆甾相间距。在根据本发明的介质中它们的总浓度优选为0.05％至15％，更优选1％至10％和最优选2％至6％。
根据本发明的介质任选地可以包含其他液晶化合物以调节物理性质。该化合物是专业人员已知的。在根据本发明的介质中它们的浓度优选0％至30％，更优选0.1％至20％和最优选1％至15％。
作为上升时间(τon)针对相对调谐的变化时间，针对电光学响应的相对比较，从0％至90％(t90–t0),即，包括延迟时间(t10–t0)，而延迟时间(τoff)针对相对调谐的变化时间，针对电光学响应的相对比较，从100％回到10％(t100–t10)给出响应时间且总响应时间(τtotal＝τon+τoff)。
根据本发明的液晶介质由多种化合物组成，优选3至30种，更有选4至20种和非常优选4至16种化合物。以传统方法混合这些化合物。通常，以较少量使用的化合物的所需量溶解于以较多量使用的化合物中。如果温度高于以较高浓度使用的化合物的清亮点，则特别容易观察到溶解过程的完成。然而，也可以以其他传统方法制备介质，例如使用所谓预混合，其可以是例如化合物的同源(homologous)或低共熔混合物或使用所谓“多瓶(multibottle)”体系，其组分自身是随时可用的混合物。
所有的温度，例如液晶的熔点T(C,N)或T(C,S),从近晶相(S)到向列相(N)的转化T(S,N)和清亮点T(N,I)以摄氏度使用。所有的温差以度差使用。
在本发明中且尤其在以下实施例中，介晶化合物的结构通过缩写表示，也称为首字母缩略词。在这些首字母缩略词中，化学式如下使用以下表A至C缩写。所有基团CnH2n+1,CmH2m+1和ClH2l+1或CnH2n-1,CmH2m-1和ClH2l-1表示直链烷基或烯基，优选1-E-烯基或在每种情况下具有n,m或l个C原子。表A列出了用于化合物的核结构的环元素的代码，而表B显示了连接基团。表C给出了用于左手或右手端基的代码的含义。表D显示了具有它们各自缩写的化合物的示意性结构。
表A:环元素
Figure BDA0000776495180000551
Figure BDA0000776495180000561
Figure BDA0000776495180000571
Figure BDA0000776495180000581
表B:连接基团
表C:封端基团
Figure BDA0000776495180000602
Figure BDA0000776495180000612
其中n和m各自表示整数且三个点“...”针对该表的其他缩写的占位符。
下表显示了示意性结构以及它们的各自缩写。显示这些以说明缩写规则的含义。它们进一步表示优选使用的化合物。
表D:示意性结构
以下示意性结构是化合物，其是特别优选使用的，具有封端–NSC基团:
Figure BDA0000776495180000621
Figure BDA0000776495180000641
以下示意性结构是化合物，其是介质中优选额外使用的：
Figure BDA0000776495180000642
Figure BDA0000776495180000651
以下示意性结构是具有三个六元环的辅助化合物，其是任选使用的：
Figure BDA0000776495180000652
Figure BDA0000776495180000661
Figure BDA0000776495180000671
以下示意性结构是具有四个六元环的辅助化合物，其是任选使用的：
Figure BDA0000776495180000672
Figure BDA0000776495180000691
可额外使用的介电中性化合物的示意性结构：
Figure BDA0000776495180000692
Figure BDA0000776495180000701
可额外使用的其他化合物的示意性结构：
Figure BDA0000776495180000711
下表，表E，显示了可在根据本发明的介晶介质中用作稳定剂的示意性化合物。介质中这些和类似化合物的总浓度优选为5％或更少。表E
Figure BDA0000776495180000721
Figure BDA0000776495180000731
Figure BDA0000776495180000741
在本发明的优选实施方案中，介晶介质包含一种或多种选自表E的化合物的化合物。
下表，表F显示了可优选在根据本发明的介晶介质中用作手性掺杂剂的示意性化合物。
表F
Figure BDA0000776495180000761
Figure BDA0000776495180000771
在本发明的优选实施方案中，介晶介质包含一种或多种选自表F的化合物。
根据本申请的介晶介质优选包含两种或更多种，优选四种或更多种，选自上表的化合物。
根据本发明的液晶介质优选包含
-七种或更多种，优选八种或更多种选自表D的化合物，优选具有三种或更多种，优选四种或更多种不同式的化合物。
具体实施方式
实施例
以下实施例说明了本发明而不以任意方式限制本发明。
然而，本领域技术人员从物理性质很清楚可以获得什么性质以及在什么范围可以改进它们。特别是，因此可优选实现的不同性质的组合对于本领域技术人员是很好地定义的。
实施例1至12和比较实施例
比较实施例
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物C-1且对于其普通物理性质和其在微波中的应用性进行表征。
该混合物适合用于微波范围中的应用，特别是微波(MW)区域中的基于液晶的天线元件或移相器，然而其响应时间仅为中等且不足以用于更多的所需的应用。
实施例1
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物M-1且对于其普通物理性质和其在19GHz下在微波组件中的应用性进行表征。
Figure BDA0000776495180000782
Figure BDA0000776495180000791
备注:t.b.d.:待测定。
该混合物适合用于微波范围中的应用，特别是微波(MW)区域中的基于液晶的天线元件或移相器。相比于比较实施例，该混合物清楚显示了更优越的响应时间。
实施例2
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物M-2且对于其普通物理性质和其在19GHz下在微波组件中的应用性进行表征。
Figure BDA0000776495180000792
备注:t.b.d.:待测定
k11＝15.8pN；k33＝15.1V；V10＝0.87V
该混合物适合用于微波范围中的应用，特别是微波(MW)区域中的基于液晶的天线元件或移相器。相比于比较实施例1，该混合物清楚显示了更优越的响应时间。
实施例3
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物M-3且对于其普通物理性质和其在19GHz下在微波组件中的应用性进行表征。
Figure BDA0000776495180000801
备注:t.b.d.:待测定
k11＝15.0pN；k33＝15.4V；V10＝0.86V
该混合物适合用于微波范围中的应用，特别是微波(MW)区域中的基于液晶的天线元件或移相器。相比于比较实施例，该混合物清楚显示了更优越的响应时间。
表5:在19GHz和20℃下性质的比较
实施例4
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物M-4。
Figure BDA0000776495180000812
备注:t.b.d.:待测定
该混合物非常适合用于微波范围中的应用，特别是MW区域中的基于液晶的天线元件或移相器。
实施例5至9
向实施例4的液晶介质M-4供选择地一次加入一定浓度的其他单一化合物且研究所得混合物(M-5至M-9)的普通物理性质和在微波区域中的性能。
Figure BDA0000776495180000822
备注:t.b.d.:待测定
Figure BDA0000776495180000823
Figure BDA0000776495180000832
Figure BDA0000776495180000833
这些混合物非常适合用于微波范围中的应用，特别是MW区域中的基于液晶的天线元件或移相器。
处理实施例4至9的混合物并且如实施例1所述研究。包含各自浓度的手性化合物的所得混合物显示了相似的改进性质。它们尤其特征在于特别是改进的响应时间。
实施例10
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物M-10且对于其普通物理性质和其在19GHz下在微波组件中的应用性进行表征。
Figure BDA0000776495180000841
备注:t.b.d.:待测定
该混合物适合用于微波范围中的应用，特别是微波(MW)区域中的基于液晶的天线元件或移相器。相比于比较实施例，该混合物清楚显示了更优越的响应时间。
实施例11
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物M-11且对于其普通物理性质和其在19GHz下在微波组件中的应用性进行表征。
Figure BDA0000776495180000851
备注:t.b.d.:待测定
该混合物适合用于微波范围中的应用，特别是微波(MW)区域中的基于液晶的天线元件或移相器。相比于比较实施例，该混合物清楚显示了更优越的响应时间。
实施例12
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物M-12且对于其普通物理性质和其在19GHz下在微波组件中的应用性进行表征。
Figure BDA0000776495180000861
备注:t.b.d.:待测定
该混合物适合用于微波范围中的应用，特别是微波(MW)区域中的基于液晶的天线元件或移相器。相比于比较实施例，该混合物清楚显示了更优越的响应时间。
实施例13
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物M-13且对于其普通物理性质和其在19GHz下在微波组件中的应用性进行表征。
Figure BDA0000776495180000871
备注:t.b.d.:待测定
该混合物适合用于微波范围中的应用，特别是微波(MW)区域中的基于液晶的天线元件或移相器。相比于比较实施例，该混合物清楚显示了更优越的响应时间。
实施例14
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物M-14且对于其普通物理性质和其在19GHz下在微波组件中的应用性进行表征。
Figure BDA0000776495180000881
备注:t.b.d.:待测定
该混合物适合用于微波范围中的应用，特别是微波(MW)区域中的基于液晶的天线元件或移相器。相比于比较实施例，该混合物清楚显示了更优越的响应时间。
实施例15
制备具有下表中所示的组成和性质的液晶混合物M-15且对于其普通物理性质和其在19GHz下在微波组件中的应用性进行表征。
Figure BDA0000776495180000891
备注:t.b.d.:待测定
该混合物适合用于微波范围中的应用，特别是微波(MW)区域中的基于液晶的天线元件或移相器。相比于比较实施例，该混合物清楚显示了更优越的响应时间。

Claims (15)

1.液晶介质，特征在于其包含
-一种或多种选自式I-3和II化合物的化合物
Figure FDA0002254032270000011
其中
R1表示H，具有1至17个C原子的未氟代烷基或未氟代烷氧基，或具有2至15个C原子的未氟代烯基、未氟代烯氧基或未氟代烷氧基烷基，
和
至
Figure FDA0002254032270000013
彼此独立地表示
Figure FDA0002254032270000014
-
Figure FDA0002254032270000015
其中
R2表示H，具有1至17个C原子的未氟代烷基或未氟代烷氧基，或具有2至15个C原子的未氟代烯基、未氟代烯氧基或未氟代烷氧基烷基，
Z21表示反式-CH＝CH-,反式-CF＝CF-或-C≡C-,和
Figure FDA0002254032270000021
彼此独立地表示
Figure FDA0002254032270000022
-一种或多种式III-1b化合物
Figure FDA0002254032270000023
其中
R3表示H，具有1至17个C原子的未氟代烷基或未氟代烷氧基，或具有2至15个C原子的未氟代烯基、未氟代烯氧基或未氟代烷氧基烷基，
所述式III-1b化合物的浓度为10％至40％，
和
-任选地一种或多种可聚合化合物，所述可聚合化合物为式P的可聚合化合物
Pa-(Spa)s1-(A1-Z1)n1-A2-Q-A3-(Z4-A4)n2-(Spb)s2-Pb P
其中各个基团具有以下含义：
Pa,Pb各自彼此独立地是可聚合基团，
Spa,Spb各自彼此独立地表示间隔基团，
s1,s2各自彼此独立地表示0或1,
n1,n2各自彼此独立地表示0或1，
Q表示单键,-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表示单键,-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和Q或Z4和Q不同时表示选自-CF2O-和-OCF2-的基团,
A1,A2,A3,A4
各自彼此独立地表示选自以下的二价基团：
a)反式-1,4-亚环己基,1,4-亚环己烯基和1,4′-亚双环己基,此外其中一个或多个不相邻的CH2基团可以被-O-和/或-S-替代，且此外其中一个或多个H原子可以被F替代，
b)1,4-亚苯基和1,3-亚苯基，此外其中一个或两个CH基团可以被N替代且此外其中一个或多个H原子可以被L替代，
c)四氢吡喃-2,5-二基,1,3-二噁烷-2,5-二基,四氢呋喃-2,5-二基,环丁烷-1,3-二基,哌啶-1,4-二基,噻吩-2,5-二基和硒吩-2,5-二基,其各自还可以被L单或多取代，
d)饱和的或不饱和的，且具有5至20个环C原子的多环基团，此外一个或多个所述环C原子可以被杂原子替代，
此外其中在这些基团中一个或多个H原子可以被L替代，和/或一个或多个双键可以被单键替代，和/或一个或多个CH基团可以被N替代，
和A3,或者还可以为单键，
L每次出现时相同或不同地表示F,Cl,CN,SCN,SF5或具有最多12个C原子的直链或支链的在每种情况下任选氟代的烷基、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各自彼此独立地表示H,F或具有1至12个C原子的直链或支链的烷基，此外其中一个或多个H原子可以被F替代，
M表示-O-,-S-,-CH2-,-CHY1-或-CY1Y2-,和
Y1和Y2各自彼此独立地具有以上对于R03所示的含义之一，或表示Cl或CN，和Y1和Y2之一或者还表示-OCF3，所述介质具有120℃或更高的清亮点。
2.根据权利要求1的液晶介质，特征在于其包含一种或多种如权利要求1中所示的式P的化合物。
3.根据权利要求1或权利要求2的液晶介质，特征在于其包含一种或多种如权利要求1中所示的式I-3的化合物。
4.根据权利要求1或权利要求2的液晶介质，特征在于其包含一种或多种如权利要求1中所示的式II的化合物。
5.根据权利要求1或权利要求2的液晶介质，特征在于其包含一种或多种如权利要求1中所示的式III-1b的化合物。
6.根据权利要求1或权利要求2的液晶介质，特征在于其包含一种或多种选自式I-3，II-1至II-3和III-1b化合物的化合物
Figure FDA0002254032270000051
其中参数具有权利要求1中给出的各含义。
7.根据权利要求1或权利要求2的液晶介质，特征在于其包含可聚合化合物和任选地还包含聚合引发剂。
8.通过聚合聚合物前体稳定根据权利要求1至7任一项的液晶介质的方法。
9.包含聚合物和液晶介质的复合材料，所述聚合物获自或可获自根据权利要求1至7任一项的可聚合化合物的聚合，和所述液晶介质包含一种或多种选自如权利要求1中所示的式I-3至III-1b化合物的化合物。
10.用于高频技术的组件，特征在于其包含根据权利要求1至7任一项的液晶介质或根据权利要求9的复合材料。
11.根据权利要求10的组件，特征在于其适合用于微波范围内操作。
12.根据权利要求10或11的组件，特征在于其是在微波区域内可操作的基于液晶的天线元件或移相器。
13.根据权利要求1至7任一项的液晶介质或根据权利要求10的复合材料在用于高频技术的组件中的用途。
14.制备液晶介质的方法，特征在于将一种或多种可聚合化合物与一种或多种如权利要求1所示式III-1b化合物、一种或多种选自如权利要求1所示的式I-3和II化合物的化合物以及任选与一种或多种其他化合物和/或与一种或多种添加剂混合。
15.微波天线阵列，特征在于其包含一个或多个根据权利要求10至12任一项的组件。
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