JP6140160B2 - 液晶媒体およびそれを含む高周波コンポーネント - Google Patents

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Description

本発明は、液晶媒体に、およびそれを含む高周波コンポーネント、特に高周波デバイス、例えば、特にマイクロ波相アンテナのための、マイクロ波の相をシフトさせるためのデバイスなどのためのマイクロ波コンポーネントに関する。
液晶媒体は、しばらくの間は、情報を表示させるための電気光学ディスプレイ（液晶ディスプレイ（liquid crystal displays）−ＬＣＤｓ）において用いられてきた。
しかし近年、液晶媒体はまた、例えばWO 2011/009524 A8、DE 10 2004 029 429 AにおいておよびJP 2005-120208 (A)において、マイクロ波技術のためのコンポーネントにおける使用に関し提唱されてきた。
典型的なマイクロ波用途として、K.C. Gupta, R. Garg, I. Bahl and P. Bhartia: Microstrip Lines and Slotlines, 2nd ed., Artech House, Boston, 1996により記載される逆マイクロストリップラインの概念が、例えばD. Dolfi, M. Labeyrie, P. Joffre and J.P. Huignard: Liquid Crystal Microwave Phase Shifter. Electronics Letters, Vol. 29, No. 10, pp. 926-928, May 1993, N. Martin, N. Tentillier, P. Laurent, B. Splingart, F. Huert, PH. Gelin, C. Legrand: Electrically Microwave Tuneable Components Using Liquid Crystals. 32nd European Microwave Conference, pp. 393-396, Milan 2002において、あるいはWeil, C.: Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika［非線形誘電体に基づく受動的制御可能なマイクロ波移相器］, Darmstaedter Dissertationen D17, 2002, C. Weil, G. Luessem, and R. Jakoby: Tuneable Invert-Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals, IEEE MTT-S Int. Microw. Symp., Seattle, Washington, June 2002, pp. 367-370においてMerck KGaAからの市販の液晶Ｋ１５とともに用いられている。
C. Weil, G. Luessem, and R. Jakoby: Tuneable Invert-Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals, IEEE MTT-S Int. Microw. Symp., Seattle, Washington, June 2002, pp. 367-370は、それを以って、約４０Ｖの制御電圧で１０ＧＨｚにおいて１２°／ｄＢの移相器品質を達成している。ＬＣの挿入損失、つまり液晶における偏光損失のみにより引き起こされる損失は、Weil, C.: Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika ［非線形誘電体に基づく受動的制御可能なマイクロ波移相器］, Darmstaedter Dissertationen D17, 2002においては、１０ＧＨｚにおいてはおよそ１〜２ｄＢとなっている。加えて、移相損失が主として誘電ＬＣ損失および導波ジャンクションにおける損失により決定されると決定された。
T. Kuki, H. Fujikake, H. Kamoda and T. Nomoto: Microwave Variable Delay Line Using a Membrane Impregnated with Liquid Crystal. IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig. 2002, pp. 363-366, June 2002およびT. Kuki, H. Fujikake, T. Nomoto: Microwave Variable Delay Line Using Dual-Frequency Switching-Mode Liquid Crystal. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 50, No. 11, pp. 2604-2609, November 2002はまた、プラナー移相器配置と組み合わせた重合ＬＣ膜および二重周波数スイッチ方式液晶の使用を述べている。
A. Penirschke, S. Mueller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock and R. Jakoby: "Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35GHz", 34th European Microwave Conference - Amsterdam, pp. 545-548は、とりわけ、９ＧＨｚの周波数における公知の単一の液晶物質Ｋ１５（Merck KGaA, Germany）の特性を記載する。
A. Gaebler, F. Goelden, S. Mueller, A. Penirschke and 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), pp. 463-467は、公知の液晶混合物Ｅ７（同様にMerck KGaA, Germany）の対応する特性を記載する。
DE 10 2004 029 429 Aは、マイクロ波技術における、とりわけ移相器における、液晶媒体の使用を記載する。DE 10 2004 029 429 Aはすでに、液晶媒体を対応する周波数範囲におけるそれらの性質に関し調査している。
例えば、以下の式
で表される例示化合物を含む液晶媒体が、化合物の調査のためのホスト混合物として用いられ、これはマイクロ波用途のためのコンポーネントにおける使用に対し提唱され、そして
において、ならびに公開文献DE 10 2010 045 370.6およびDE 10 2010 051 508.0において記載されている。
しかし、これらの組成物は重大な不利に苛まれる。これらのほとんどは、他の欠陥に加え、緩慢な切り替え性能をもたらす。
迅速な切り替え性能が、モバイル用途のために、例えば船舶、航空機、列車および車などの乗り物への通信、テレビまたはビデオを受信および送信するために、特に必要とされる。他の好ましい用途は、ラップトップＰＣ、タブレットコンピューターおよびモバイルデバイスへの無線ルーターの短距離アンテナである。
これらの用途のために、特に、今まではむしろ通常ではない、非凡な特性、または特性の組合せが必要とされる。
それゆえ、改善された特性を有する新規の液晶媒体が必要である。特に、回転粘度（γ１）に対して低い値を有し、また許容可能な同調性（tunability）（τ）を呈する、迅速な切り替え液晶媒体が必要とされる。
本文脈において、マイクロ波範囲における誘電異方性は、
Δεｒ ≡ （εｒ，││−εｒ，⊥）
で定義される。
同調性（τ）は、
τ ≡ （Δεｒ／εｒ，││）
で定義される。
材料品質（η）は、
η ≡ （τ／ｔａｎδε ｒ，ｍａｘ．）
で定義され、式中
最大誘電損失は、
ｔａｎδε ｒ，ｍａｘ． ≡ ｍａｘ．｛ｔａｎδε ｒ，⊥；ｔａｎδε ｒ，││｝
である。
加えて、コンポーネントの低温挙動における改善に対する要求が存在する。操作特性におけるおよび貯蔵寿命における両方の改善がここに必要である。
それゆえ、相応する実用的な用途のための好適な特性を有する液晶媒体に対するかなりの要求が存在する。
驚くべきことに、先行技術の材料の不利を有さないか、またはかなり低減された程度のみで有する、好適に高いΔε、広汎なネマチック相範囲、好適に高いΔｎおよび特に、許容可能な同調性に関連する低い回転粘度を有する液晶媒体を達成できることが今、見出された。
本発明によるこれらの改善された液晶媒体は、式Ｉ
式中
Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮ、−ＮＣＳまたは、非置換、ハロゲンまたは−ＣＮにより単置換または多置換されていてもよい１〜１５個のＣ原子を有する直鎖または分枝のアルキル基であり、これはまた１つまたは２つ以上の非隣接の−ＣＨ２−基が、それぞれの出現において互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−により酸素原子が互いへと直接的に結合しないように置き換えられていることができ、
Ｚ１は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ２Ｆ４−、−Ｃ４Ｈ９−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−を示す
で表される１種または２種以上の化合物を含む。
本発明はさらに、本明細書中に記載される液晶媒体を含む高周波技術のためのコンポーネントに関する。本文脈において、高周波技術およびハイパー周波技術の両方は、マイクロ波範囲における操作に好適な、本明細書中に記載される液晶媒体を含む、高周波技術のためのコンポーネントを含む、１ＭＨｚ〜１ＴＨｚ、好ましくは１ＧＨｚ〜５００ＧＨｚ、より好ましくは２ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲の周波数を有する適用を意味する。
本発明はさらに、高周波技術のためのコンポーネントにおける、本明細書中に記載の液晶媒体の使用に関する。
本発明はさらに、本明細書中に記載されるコンポーネントを含む、マイクロ波デバイスに関する。
かかるデバイスおよびコンポーネントは、限定されずに、移相器、バラクター、無線および電波アンテナアレイ、位相アレイアンテナ、反射アレイアンテナ、調節性適合回路、同調フィルターなどを含む。
特に、本発明の液晶媒体は、以下の有利な特性を示す：
− それらは、高い複屈折Δｎ、通常はΔｎ ０．２３０以上を呈する、および／または
− それらは、通常は８０℃以上までもの許容可能なネマチック相範囲を呈する、および／または
− それらは、マイクロ波領域（１９ＧＨｚ）において高い誘電異方性値、通常は０．５０以上を呈する、および／または
− それらは、７以上の、材料品質（η）に対する高い値を呈する、および／または
− それらは、０．１５以上の、同調性に対する許容可能な値とともに、通常は６００ｍＰａ・ｓ以下の下の回転粘度に対する低い値を呈する。
本媒体は大規模生産に特に好適であり、工業標準設備を用いて加工することができる。
さらに、本発明による液晶媒体は、良好な貯蔵安定性および良好な低温安定性を呈する。
好ましい態様において、式Ｉで表される化合物は、式ＩＡ〜ＩＣ
式中
Ｒ１１およびＲ１２は、式Ｉにおいて上で示される意味を有し、
は、式Ｉにおいて上で示される意味を有する、
で表される化合物の群から選択される。
式ＩＡで表される化合物は、好ましくは、式ＩＡ−１〜ＩＡ−６
式中
Ｒ１１は、式Ｉにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１またはＯ−ＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）Ｚを示し、およびここで
ｎは、１〜７、および好ましくは１〜５の範囲における整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４を、好ましくは０または２を示し、および
Ｒ１２は、式Ｉにおいて上で示される意味を有し、および好ましくは−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮまたは−ＮＣＳ、より好ましくは−ＣＮを示す、
で表される化合物の群から選択される。
式ＩＡ−１〜ＩＡ−６で表されるより好ましい化合物は式ＩＡ−１および／またはＩＡ−２および／またはＩＡ−３で表される化合物から選択され、なおより好ましいのは式ＩＡ−２で表される化合物である。
式ＩＢで表される化合物は、好ましくは、式ＩＢ−１〜ＩＢ−３
式中
Ｒ１１は、式Ｉにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１またはＯ−ＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）ｚまたは（ＣＨ２）ｚ−Ｃ≡Ｃ−ＣｎＨ２ｎ＋１を、より好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１を示し、
Ｒ１２は、式Ｉにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｍＨ２ｍ＋１またはＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１または（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ２または（ＣＨ２）Ｚ−Ｃ≡Ｃ−ＣｍＨ２ｍ＋１、より好ましくはＣｍＨ２ｍ＋１またはＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１、最も好ましくはＣｍＨ２ｍ＋１を示し、およびここで
ｍおよびｎは、互いに独立して、１〜７の、および好ましくは１〜５の範囲の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４、好ましくは０または２を示す
で表される化合物から選択される。
式ＩＢで表される最も好ましい化合物は、式ＩＢ−１で表される化合物である。
式ＩＢ−１で表される特に好ましい化合物を、以下に示す：
式中
Ｒ１１＊は、式ＩにおいてＲ１１に対して上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１を示し、
Ｒ１２＊は、式ＩにおいてＲ１２に対して上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１を示し、
ｎは、１〜７の、および好ましくは１〜５の範囲の整数を示し、
Ｌは、それぞれの出現においてそれぞれおよび互いに独立して、Ｈとは異なるＲ１１＊の意味の１つを有し、
ｒは、それぞれの出現において互いにそれぞれおよび独立して、０、１、２、３または４を示し、および
ｙおよびｚは、互いに独立して、０、１、２、３または４、好ましくは０または２を示す。
式ＩＢ−１ａ〜ＩＢ−１ｅで表されるより好ましい化合物は、式ＩＢ−１ａおよびＩＢ−１ｃで表される化合物である。
式ＩＣで表される化合物は、好ましくは、式ＩＣ−１〜ＩＣ−３
式中
Ｒ１１は、式Ｉにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１またはＯ−ＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）Ｚまたは（ＣＨ２）Ｚ−Ｃ≡Ｃ−ＣｎＨ２ｎ＋１を示し、および
Ｒ１２は、式Ｉにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｍＨ２ｍ＋１またはＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１または（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ２、（ＣＨ２）Ｚ−Ｃ≡Ｃ−ＣｍＨ２ｍ＋１を示し、およびここで
ｎおよびｍは、互いに独立して、１〜７の、および好ましくは１〜５の範囲の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４、好ましくは０または２を示す
で表される、最も好ましくは式ＩＣ−１で表される化合物の群から選択される。
（Ｒ１１およびＲ１２）の好ましい組み合わせは、特に式ＩＣ−１およびＩＣ−３において、（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１）、（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１）、（ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）ＺおよびＣｍＨ２ｍ＋１）、（ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）ＺおよびＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１）、（ＣｎＨ２ｎ＋１および（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ２）、（（ＣｎＨｎ＋１）−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）ＺおよびＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１）ならびに（ＣｎＨ２ｎ＋１および（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣｍＨ２ｍ＋１））である。
もう１つの好ましい態様において、式ＩＣで表される化合物は、式ＩＣ−４〜ＩＣ−１２で表される化合物の群から選択される：
式中
Ｒ１１は、式Ｉにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１またはＯ−ＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）Ｚまたは（ＣＨ２）Ｚ−Ｃ≡Ｃ−ＣｎＨ２ｎ＋１を示し、および
ｎは、１〜７の、および好ましくは１〜５の範囲の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４、好ましくは０または２を示し、および
Ｒ１３は、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＮまたは−ＮＣＳ、好ましくは−ＣＮまたは−ＮＣＳを示す。
式ＩＣ−４〜ＩＣ−１３で表される特に好ましい化合物は、ＩＣ−４、ＩＣ−５、ＩＣ−６、ＩＣ−７、ＩＣ−９、ＩＣ−１０およびＩＣ−１１である。
好ましい態様において、液晶媒体は式ＩＩ
式中
Ｒ２１は、式ＩにおいてＲ１１に対して上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１またはＯ−ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）Ｚを、より好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１を示し、および
Ｒ２２は、式ＩにおいてＲ１１に対して上で示される意味を有し、および好ましくはＣｍＨ２ｍ＋１またはＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１または（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ２を、より好ましくはＣｍＨ２ｍ＋１を示し、およびここで
ｎおよびｍは、互いに独立して、１〜７の、および好ましくは１〜５の範囲の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３、または４、好ましくは０または２を示す
で表される１種または２種以上の化合物を含む。
式ＩＩで表される化合物は、好ましくは、式ＩＩＡ〜ＩＩＥ
ｍは、１〜７の、および好ましくは１〜５の範囲の整数を示す
で表される化合物の群から選択される。
式ＩＩＡ〜ＩＩＥで表される特に好ましい化合物は、式ＩＩＣおよびＩＩＤで表される化合物であり、およびここで、ｍは２および４を示す。
好ましい態様において、本発明による液晶媒体は、任意に式ＩＩＩ
式中
Ｒ３１は、式ＩにおいてＲ１１に対して上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１またはＯ−ＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）Ｚまたは（ＣＨ２）Ｚ−Ｃ≡Ｃ−ＣｎＨ２ｎ＋１を示し、および
ｎは、１〜７のおよび好ましくは１〜５の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４、好ましくは０または２を示し、および

Ｌ３１およびＬ３２は、互いに独立してＨまたはＦを示し、
Ｘ３１は、ハロゲン、１〜５個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、あるいは２〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシ、あるいは−ＣＮまたは−ＮＣＳ、好ましくは−Ｆ、−Ｃｌ、−ＯＣＦ３、−ＣＮまたは−ＮＣＳ、より好ましくは−Ｆ、−Ｃｌ、−ＯＣＦ３または−ＣＮを示し、
Ｚ３１〜Ｚ３３は、互いに独立して、およびＺ３１および／またはＺ３２が２回存在する場合は、また、これらは互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＯＯ−、ｔｒａｎｓ−−ＣＨ＝ＣＨ−、ｔｒａｎｓ−−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合、好ましくは−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合、より好ましくは−ＣＦ２Ｏ−または単結合を示し、および
ｐおよびｑは、互いに独立して、０、１、２および３、好ましくは０、１および２であり、およびここでｐ＋ｑ≧１である
で表される１種または２種以上の化合物を含む。
式ＩＩＩで表される化合物は好ましくは、式ＩＩＩＡ〜ＩＩＩＤ
式中Ｒ３１、Ａ３１〜Ａ３３、Ｚ３１〜Ｚ３３、Ｌ３１およびＬ３２およびＸ３１は、式ＩＩＩにおいて上で示される意味を有する
で表される化合物の群から選択される。
式ＩＩＩＡで表される好ましい化合物は、下に示される式ＩＩＩＡ−１〜ＩＩＩＡ−３１で表される化合物から選択される：
式中、Ｒ３１およびＸ３１は、式ＩＩＩにおいて上で示される意味を有する。
式ＩＩＩＡ−１〜ＩＩＩＡ−３１で表される特に好ましい化合物は、式ＩＩＩＡ−４、ＩＩＩＡ−６、ＩＩＩＡ−８およびＩＩＩＡ−２２で表される化合物である。
式ＩＩＩＢで表される化合物は、好ましくは、以下に示される式ＩＩＩＢ−１〜ＩＩＩＢ−１１で表される化合物の群から選択される：
式中、Ｒ３１およびＸ３１は、式ＩＩＩにおいて上で示される意味を有する。
式ＩＩＩＢ−１〜ＩＩＩＢ−１１で表される特に好ましい化合物は、式ＩＩＩＢ−１、ＩＩＩＢ−４およびＩＩＩＢ−１０、より好ましくはＩＩＩＢ−１０で表される化合物である。
式ＩＩＩＣで表される好ましい化合物は、下に示される式ＩＩＩＣ−１〜ＩＩＩＣ−９から選択される：
式中Ｒ３１およびＸ３１は、式ＩＩＩにおいて上で示される意味を有する。
特に好ましいのは、式ＩＩＩＣ−１、ＩＩＩＣ−４およびＩＩＩＣ−７で表される化合物である。
式ＩＩＩＤで表される好ましい化合物は、式ＩＩＩＤ−１およびＩＩＩＤ−２で表される化合物から選択される：
式中、Ｒ３１およびＸ３１は、式ＩＩＩにおいて上で示される意味を有する。
本発明による媒体は、任意に、３つの六員環を有する式ＩＶ
式中
Ｒ４１およびＲ４２は、互いに独立して、１〜１５個の、好ましくは３〜１０個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルまたはアルコキシ、あるいは２〜１５個、好ましくは３〜１０個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニル、アルケニルオキシまたはアルコキシアルキル、好ましくは非フッ素化アルキルまたはアルケニルを示し、
Ｚ４１およびＺ４２は、互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、ｔｒａｎｓ−ＣＨ＝ＣＨまたは単結合を示し、好ましくはそれらの１つまたは２つ以上は単結合を示し、および特に好ましくは全てが単結合を示し、および
で表される１種または２種以上の化合物を含む。
式ＩＶＡで表される化合物は、好ましくは、式ＩＶＡ−１〜ＩＶＡ−７
ここで、それぞれの場合において、式ＩＶＡ−１で表される化合物は式ＩＶＡ−２およびＩＶＡ−３で表される化合物から除外され、式ＩＶＡ−２で表わされる化合物は式ＩＶＡ−３で表される化合物から除外され、および式ＩＶＡ−６で表される化合物は式ＩＶＡ−７で表される化合物から除外され、および
式中、パラメーターＲ４１およびＲ４２は、式ＩＶに対し上で示されるそれぞれの意味を有し、および
Ｌ４１およびＬ４２はそれぞれ、互いに独立して、ＨまたはＦを示す
で表される化合物の群から選択される。
ここで、好ましい組み合わせの（Ｒ４１およびＲ４２）は、（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１）、（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１）、（ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）ＺおよびＣｍＨ２ｍ＋１）、（ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）ＺおよびＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１）、（ＣｎＨ２ｎ＋１および（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ２）、（（ＣｎＨｎ＋１）−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）ＺおよびＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１）および（ＣｎＨ２ｎ＋１および（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣｍＨ２ｍ＋１））であり、ここで、
ｎおよびｍは、１〜７の、および好ましくは１〜５の範囲の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４、好ましくは０または２を示す。
式ＩＶＡ−１〜ＩＶＡ−７で表される特に好ましい化合物は、式ＩＶＡ−１で表される化合物である。
本発明による媒体は、任意に、４つの六員環を有する式Ｖ
式中
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立して、１〜１５個、好ましくは３〜１０個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルまたはアルコキシ、あるいは２〜１５個、好ましくは３〜１０個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニル、アルケニルオキシまたはアルコキシアルキル、好ましくは非フッ素化アルキルまたはアルケニルを示し、
Ｚ５１〜Ｚ５３は、互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、ｔｒａｎｓ−−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し、好ましくはそれらの１つまたは２つ以上は単結合を示し、および特に好ましくは全てが単結合を示し、

で表される１種または２種以上の化合物を含む。
式Ｖで表される化合物は、好ましくは、式ＶＡ〜ＶＣ
式中、パラメーターは式Ｖにおいて上で示されるそれぞれの意味を有し、および好ましくは
および
Ｒ５１は、式Ｖにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）Ｚを示し、および
Ｒ５２は、式Ｖにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｍＨ２ｍ＋１またはＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１または（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ２を示し、およびここで
ｎおよびｍは、互いに独立して、１〜７の、および好ましくは１〜５の範囲の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４、好ましくは０または２を示す
で表される化合物の群から選択される。
好ましい組み合わせの（Ｒ５１およびＲ５２）は、特に、（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１）および（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１）である。
式ＶＡで表される化合物は、好ましくは、式ＶＡ−１〜ＶＡ−６
式中
Ｒ５１は、式Ｖにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）Ｚを示し、
Ｒ５２は、式Ｖにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｍＨ２ｍ＋１またはＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１または（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ２を示し、
ｎおよびｍは、互いに独立して、１〜７の、および好ましくは１〜５の範囲の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４、好ましくは０または２を示す
で表される化合物の群から選択される。
好ましい組み合わせの（Ｒ５１およびＲ５２）は、特に、（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１）である。
式ＶＢで表される化合物は、好ましくは、式ＶＢ−１およびＶＢ−２
式中、パラメーターは式Ｖにおいて上で与えられる意味を有し、および好ましくは
Ｒ５１は、式Ｖにおいて上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１を示し、および
ｎは、１〜７の、および好ましくは１〜５の範囲の整数を示す
で表される化合物の群から選択される。
式ＶＣで表される化合物は好ましくは、式ＶＣ−１
式中
Ｒ５１は、上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）Ｚを示し、
Ｒ５２は、上で示される意味を有し、および好ましくはＣｍＨ２ｍ＋１またはＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１または（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ２を示し、
ｎおよびｍは、互いに独立して、１〜７の、および好ましくは１〜５の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４、好ましくは０または２を示す
で表される化合物から選択される。
ここで、好ましい組み合わせの（Ｒ５１およびＲ５２）は、特に、（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１）および（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１）、特に好ましくは（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１）である。
上に明示的に述べられない、他のメソゲン化合物をまた、任意におよび有利に、本発明による媒体において用いることができる。かかる化合物は、当業者に公知である。
式Ｉ〜Ｖで表される化合物は、当業者に自体公知であり、および有機化学の標準的な著作物、例えばHouben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgartに記載される方法に従って、または類似して合成することができる。
式ＩＢ−１ｃで表される化合物の好ましい製造方法を、以下の合成スキームに示す。
ここで
Ｒ１１＊は、式ＩにおいてＲ１１に対して上で示される意味を有し、および好ましくはＣ２Ｈ２ｎ＋１を示し、
Ｒ１２＊は、式ＩにおいてＲ１２に対して上で示される意味を有し、および好ましくはＣ２Ｈ２ｎ＋１を示し、
ｎは、１〜７の、および好ましくは１〜５の整数を示し、
Ｌは、それぞれの出現においてそれぞれおよび互いに独立して、Ｈとは異なるＲ１１＊の意味の１つを有し、
ｒは、それぞれの出現においてそれぞれおよび互いに独立して、０、１、２、３または４を示す。
式ＩＢ−１ｅで表される化合物の好ましい製造方法を、以下の合成スキームに示す。
ここで
Ｒ１１＊は、式ＩにおいてＲ１１に対して上で示される意味を有し、および好ましくはＣ２Ｈ２ｎ＋１を示し、
Ｒ１２＊は、式ＩにおいてＲ１２に対して上で示される意味を有し、および好ましくはＣ２Ｈ２ｎ＋１を示し、
ｎは、１〜７の、および好ましくは１〜５の整数を示し、
Ｌは、それぞれの出現においてそれぞれおよび互いに独立して、Ｈとは異なるＲ１１＊の意味の１つを有し、
ｒは、それぞれの出現においてそれぞれおよび互いに独立して、０、１、２、３または４を示す。
本発明による液晶媒体は、複数の化合物、好ましくは３〜２０、より好ましくは３〜１５およびより好ましくは３〜１０化合物からなる。これらの化合物は、慣用の様式で混合される。一般的に、所望量のより少量で用いられる化合物を、より多量で用いられる化合物に溶解させる。温度がより高濃度で用いられる化合物の透明点よりも上の場合、溶解プロセスの完了を観察することは特に容易である。しかし、また、他の慣用の方法で、例えば、化合物の同族または共融混合物であることができる、いわゆる予混合を用いて、またはその成分自体がそのまま使える混合物である、いわゆる「マルチボトル」系を用いて、媒体を調製することもできる。
本発明の好ましい態様において、液晶媒体は式Ｉで表される１種または２種以上の化合物および式ＩＩで表される１種または２種以上の化合物を含む。
本発明の好ましい態様において、液晶媒体は式Ｉで表される１種または２種以上の化合物、式ＩＩで表される１種または２種以上の化合物および式ＩＩＩで表される１種または２種以上の化合物を含む。
さらにより好ましい態様において、液晶媒体は、式Ｉで表される１種または２種以上の化合物、式ＩＩで表される１種または２種以上の化合物、式ＩＩＩで表される１種または２種以上の化合物および式ＩＶで表される１種または２種以上の化合物を含む。
特に好ましい態様において、液晶媒体は、式Ｉで表される１種または２種以上の化合物、式ＩＩで表される１種または２種以上の化合物、式ＩＩＩで表わされる１種または２種以上の化合物、式ＩＶで表される１種または２種以上の化合物および式Ｖで表される１種または２種以上の化合物を含む。
特に、好ましいのは、式Ｉで表される１種または２種以上の化合物および式ＩＩで表される１種または２種以上の化合物、および／または式ＩＩＩで表される１種または２種以上の化合物、および／または式ＩＶで表される１種または２種以上の化合物および／または式Ｖで表される１種または２種以上の化合物を含む、液晶媒体である。
本願による液晶媒体は、好ましくは、全体の混合物の合計において、５〜８０％、好ましくは１０〜７５％、より好ましくは１５〜６５％の式Ｉで表される化合物を含む。
好ましい態様において、液晶媒体は、１種、２種、３種または４種以上の式Ｉで表される化合物を含む。
本発明による液晶媒体は、好ましくは
− 合計で１〜２０％、好ましくは３〜１５％および特に好ましくは５〜１０％の式ＩＡで表される化合物、および／または
− 合計で５〜６０％、好ましくは７〜５０％および特に好ましくは１０〜４０％の式ＩＢで表される化合物、および／または
− 合計で３〜５０％、好ましくは４〜４５％および特に好ましくは５〜３５％の式ＩＣで表される化合物、および／または
− 合計で１０〜８０％、好ましくは１２〜７０％、特に好ましくは１５〜６０％の式ＩＩで表される化合物、および／または
− 合計で０〜３０％、好ましくは１〜２５％および特に好ましくは５〜２０％の式ＩＩＩで表される化合物、および／または
− 合計で０〜５０％、好ましくは３〜４５％および特に好ましくは５〜４０％の式ＩＶおよび／またはＶで表される化合物
を含むが、全て合わせて合計量≦１００％である。
さらに好ましいのは
− 合計で全体の混合物の５〜８０％、より好ましくは１０〜７５％、さらにより好ましくは１５〜６５％の、好ましくは式ＩＡ、ＩＢおよびＩＣで表される化合物から選択される、より好ましくは式ＩＡ−２、ＩＢ−１ａ、ＩＢ−１ｃおよびＩＣ−１〜ＩＣ−３で表される化合物から選択される、１種または２種以上の式Ｉで表される化合物、および
− 合計で全体の混合物の１０〜８０％、好ましくは１２〜７０％、特に好ましくは１５〜６０％の、好ましくは式ＩＩＡ〜ＩＩＥで表される化合物から選択される、より好ましくは式ＩＩＣおよび／またはＩＩＤで表される化合物から選択される、１種または２種以上の式ＩＩで表される化合物、
および／または
− 任意に、合計で全体の化合物の０〜５０％、より好ましくは０〜４５％、なおより好ましくは０〜４０％の、式ＩＩＩ〜Ｖで表される化合物
を含むが、全体の混合物の合計量≦１００％である、液晶媒体である。
特に好ましい濃度の式ＩＩＩ〜Ｖで表される化合物は：
− 合計で全体の混合物の１〜３０％、好ましくは３〜２５％および特に好ましくは５〜２０％の、好ましくは式ＩＩＩＡ〜ＩＩＩＤで表される化合物から選択される、より好ましくは式ＩＩＩＡ−４および／またはＩＩＩＡ−６および／またはＩＩＩＢ−４および／またはＩＩＩＢ−１０および／またはＩＩＩＣ−４および／またはＩＩＩＣ−７で表される化合物から選択される、式ＩＩＩで表される１種または２種以上の化合物、
および／または
− 合計で全体の混合物の１〜４０％、好ましくは３〜３５％および特に好ましくは５〜３０％の、好ましくは式ＩＶＡ−１〜ＩＶＡ−７で表される化合物から選択される、より好ましくは式ＩＶＡ−１から選択される、式ＩＶで表される１種または２種以上の化合物、
および／または
− 合計で全体の混合物の１〜４０％、好ましくは３〜３５％および特に好ましくは５〜３０％の、好ましくは式ＶＡ〜ＶＣで表される化合物から選択される、より好ましくは式ＶＡ−３および／またはＶＢ−１から選択される、式Ｖで表される１種または２種以上の化合物
であるが、全体の混合物の合計量≦１００％である。
特に、本発明による液晶媒体は、専ら上述の混合物からなる。
本願において、組成物に関連する「含む（comprise）」は、問題となっている実体、つまり媒体が、示される化合物（単数）または化合物（複数）を、好ましくは３％以上、およびより好ましくは５％以上の合計濃度で含むことを意味する。加えて、「専らからなる（consist exclusively）」は、問題となっている実体が好ましくは９９％以上およびより好ましくは１００．０％の示される化合物（単数）または化合物（複数）を含むことを意味する。
本発明による液晶媒体は、さらなる添加剤、例えば色素、抗酸化剤、キラルドーパント、ＵＶ安定剤を、通常の濃度で含有してもよい。これらのさらなる成分の合計濃度は、全体の混合物に基づいて、５０ｐｐｍ〜１０％、好ましくは１００ｐｐｍ〜６％の範囲である。それぞれの用いられる個々の化合物の濃度は、好ましくは０．１％〜３％の範囲である。
本発明による液晶媒体は、好ましくは、８０℃以上、より好ましくは９０℃以上、なおより好ましくは１００℃以上、最も好ましくは１２０℃以上の透明点を有するが、−２０℃以下、より好ましくは−３０℃以下、なおより好ましくは−４０℃以下の結晶点を有する。最も好ましくは、全ての境界が独立して互いに組み合される。
最も好ましくは、本発明による液晶媒体は、それぞれの場合において、少なくとも−２０℃〜８０℃、好ましくは−３０℃〜１００℃および最も特に好ましくは−４０℃〜１２０℃のネマチック相を有する。最も好ましくは、全ての境界は独立して互いに組み合される。ネマチック相を有するという表現は、本明細書では、一方では対応する温度における低温においてスメクチック相および結晶化が観察されずおよび他方でネマチック相からの加熱の際に透明化が起こらないことを意味する。
本発明による液晶媒体のΔεは、１ｋＨｚおよび２０℃において、好ましくは１以上、より好ましくは２以上およびより好ましくは３以上である。
本発明において、表現誘電的に正は、Δε＞３．０である化合物またはコンポーネントを記載し、誘電的にニュートラルは、−１．５≦Δε≦３．０であるものを記載し、および誘電的に負は、Δε＜−１．５であるものを記載する。Δεは、１ｋＨｚの周波数においておよび２０℃において決定される。それぞれの化合物の誘電異方性は、ネマチックホスト混合物中における１０％それぞれの個々の化合物の溶液の結果から決定される。ホスト混合物中の夫々の化合物の溶解度が１０％未満の場合、濃度は５％へと低減される。試験混合物のキャパシタンスは、ホメオトロピック配向を有するセルにおいておよびホモジニアス配向を有するセルにおいての両方で決定される。両方のタイプのセルのセル厚は、およそ２０μｍである。印加される電圧は１ｋＨｚの周波数および典型的に０．５Ｖ〜１．０Ｖの実効値を有する矩形波であるが、常にそれぞれの試験混合物の容量閾値より下となるように選択される。
Δεは（ε││−ε⊥）で決定され、一方でεａｖｅは（ε││＋２ε⊥）／３である。
誘電的に正の化合物に対し用いられるホスト混合物は混合物ＺＬＩ−４７９２であり、誘電的にニュートラルおよび誘電的に負の化合物に対し用いられるものは混合物ＺＬＩ−３０８６であり、ともにMerck KGaA, Germanyからである。化合物の誘電率の絶対値は、興味の混合物の添加の際のホスト混合物のそれぞれの値の変化から決定される。値は、興味の化合物の１００％の濃度へと外挿される。
５８９ｎｍ（ＮａＤ）および２０℃における、本発明による液晶媒体のΔｎは、好ましくは０．２３０以上〜０．９０以下の範囲、より好ましくは０．２４０以上〜０．９０以下、なおより好ましくは０．２５０以上〜０．８５以下の範囲である。最も好ましくは、全ての境界は独立して、互いに組み合わされる。
さらに、本発明による液晶媒体は、１９ＧＨｚにおけるマイクロ波範囲において、例えば、０．５０以上、好ましくは０．６０以上、より好ましくは０．７０以上の高い誘電異方性値により特徴づけられる。最も好ましくは、全ての境界は独立して、互いに組み合される。
液晶媒体は、マイクロ波周波数範囲において、A. Penirschke, S. Mueller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock and R. Jakoby: "Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35 GHz", 34th European Microwave Conference - Amsterdam, pp. 545-548に記載されるように調査される。
この点においてまた、測定方法が同様に詳細に記載される、A. Gaebler, F. Goelden, S. Mueller, A. Penirschke and R. Jakoby "Direct Simulation of Material Permittivites ...", 12MTC 2009 - International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Singapore, 2009 (IEEE), pp. 463-467、およびDE 10 2004 029 429 Aを比較されたい。
液晶は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または溶融シリカキャピラリーへと導入される。キャピラリーは１８０μｍの内径および３５０μｍの外径を有する。有効長は２．０ｃｍである。充填されたキャピラリーは、３０ＧＨｚの共振周波数を有する空洞の中心へと導入される。この空洞は６．６ｍｍの長さ、７．１ｍｍの幅および３．６ｍｍの高さを有する。それから入力信号を適用し、出力信号の結果を市販のベクトルネットワーク分析器を利用して記録する。他の周波数（例えば、１９ＧＨｚ）に対し、それに応じて、空洞の大きさを調整できる。
液晶を充填したキャピラリーでの測定および液晶を充填したキャピラリーなしでの測定の間の共振周波数およびＱファクタの間の変化を、A. Penirschke, S. Mueller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock and R. Jakoby: "Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35GHz", 34th European Microwave Conference - Amsterdam, pp. 545-548に記載される方程式１０および１１により、そこに記載されるように、対応する目標周波数における誘電定数および損失角を決定するために用いる。
液晶のディレクタに垂直なおよび平行な特性のコンポーネントに対する値を、磁界における液晶の配向により得る。この目的のために、永久磁石の磁界を用いる。磁界強さは、０．３５テスラである。磁石の配向は対応して設定し、そして対応して９０度にまで回転させる。
好ましい液晶媒体の、回転粘度（γ１）は、好ましくはネマチック相に対する上に示される範囲での組合せで、≦６００ｍＰａ・ｓ、好ましくは≦４００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは≦３００ｍＰａ・ｓ、しかし≧５０ｍＰａ・ｓ、好ましくは≧１００ｍＰａ・ｓ、およびより好ましくは≧１５０ｍＰａ・ｓである。最も好ましくは、全ての境界は、互いに独立して組み合される。
液晶媒体の同調性（τ）は、好ましくは、回転粘度に対する上に示される範囲と組み合わせて、≧０．１５、好ましくは≧０．１７、より好ましくは≧０．１８、しかし≦０．３５、好ましくは≦０．３０およびより好ましくは≦０．２５である。最も好ましくは、全ての境界は、互いに独立して組み合される。
好ましい液晶材料の、材料品質（η）は、≧８、好ましくは≧９、より好ましくは≧１０、しかし≦３５、好ましくは≦３０、およびより好ましくは≦２５である。最も好ましくは、全ての境界は、互いに独立して組み合される。
好ましくは、Ｔ（Ｎ，Ｉ）、γ１、τおよびηに対する好ましい範囲は、互いに組み合される。
本発明による液晶媒体は、マイクロ波コンポーネント、例えば同調可能な移相器などの製造に非常に良好に好適である。これらは、磁界および／または電界の適用により同調されうる。電界による同調が、一般的に好ましい。これらの移相器は、ＵＨＦ帯（０．３〜１ＧＨｚ）、Ｌ帯（１〜２ＧＨｚ）、Ｓ帯（２〜４ＧＨｚ）、Ｃ帯（４〜８ＧＨｚ）、Ｘ帯（８〜１２ＧＨｚ）、Ｋｕ帯（１２〜１８ＧＨｚ）、Ｖ帯（５０〜７５ＧＨｚ）、Ｗ帯（７５〜１１０ＧＨｚ）および１ＴＨｚまでにおいて作動可能である。
作動のための好ましい周波数は、Ｃ帯、Ｘ帯、Ｋｕ帯、Ｋ帯、Ｋａ帯、Ｖ帯、Ｗ帯、および〜１ＴＨｚである。作動のための特に好ましい周波数は、Ｋｕ帯、Ｋ帯、Ｋａ帯、Ｖ帯、Ｗ帯、および〜１ＴＨｚである。
本発明による移相器の構築は、専門家に公知である。典型的には、ローデッドライン移相器、「逆マイクロストリップライン（inverted microstrip lines）」（短縮してＩＭＳＬ）、Finline移相器、好ましくはAntipodal Finline移相器、スロットライン移相器、マイクロストリップライン移相器または共平面導波路（ＣＰＷ（coplanar waveguides））移相器が用いられる。これらのコンポーネントは、完全に電気的に再構築可能であり、かつアンテナンの主要なビーム方向を導くことを許容し、干渉を遮る、および／または高度な指向性を達成する、再構築可能なアンテナアレイの実現を許容する。もう１つの好ましい態様は、ここで参照による本明細書中に包含される、WO 2011/036243 A1において記載される、本発明による液晶で部分的に充填された導波器である。
好ましい態様において、本発明の移相器は、アレイアンテナ中へと、好ましくは位相アレイアンテナ、反射アレイアンテナ、およびVivaldiアンテナからなるアレイ中へと組み合される。
本発明による同調可能なアンテナアレイに対する特に好ましい態様は、例えば衛星間、衛星から地上ステーションへの、移動地上ステーションから衛星を介した固定地上ステーションへのまたは他の移動地上ステーションへの、例えば通信、テレビまたはビデオを、乗り物、例えば船舶、航空機、列車および車などへ受信および送信するための、作動のための、衛星通信システムである。
液晶およびメソゲンに関連する用語および定義の概説は、Pure Appl. Chem. 73(5), 888 (2001)およびC. Tschierske, G. Pelzl and S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368を参照されたい。
本願において、用語「化合物」は、他に明示的に言及されない限り、１つの化合物および複数の化合物の両方を意味するものとする。
用語「メソゲン基」は、液晶（ＬＣ）相挙動を誘発する能力を有する基を意味する。メソゲン基を含む化合物は必ずしも、自体はＬＣ相を呈する必要はない。他の化合物（例えば、液晶ホスト混合物）とともに、あるいはメソゲン化合物またはその混合物が重合化されるときにのみ、ＬＣ相挙動を示すこともまた可能である。単純化のために、用語「液晶」は、本明細書中において、メソゲン性およびＬＣ材料の両方に対して用いられる。
本願において示されるパラメーター範囲は全て、他に明示的に言及されない限り、境界を含む。
本願全体にわたって、他に明示的に言及されない限り、以下の条件および定義が適用される。全ての濃度は重量パーセントで引用されかつ全体としての夫々の混合物に相関し、全ての温度はセルシウス度で引用されおよび全ての温度差は差分度で引用される。全ての物性は、他に明示的に言及されない限り、"Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", status Nov. 1997, Merck KGaA, Germanyに従って決定され、２０℃の温度に対して引用される。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長において決定される。誘電異方性（Δε）は、１ｋＨｚの周波数において、または明示的に言及される場合は１９ＧＨｚの周波数において決定される。
用語「アルキル」は、好ましくは、１〜１５個の炭素原子を有する直鎖および分枝アルキル基、特に直鎖アルキル基、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルおよびヘプチルを包含する。２〜１０個の炭素原子を有する基が、一般的に好ましい。
用語「アルケニル」は、好ましくは、２〜１５個の炭素原子を有する直鎖および分枝アルケニル基、特に直鎖基を包含する。特に好ましいアルケニル基は、Ｃ２−〜Ｃ７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ４−〜Ｃ７−３Ｅ−アルケニル、Ｃ５−〜Ｃ７−４−アルケニル、Ｃ６−〜Ｃ７−５−アルケニルおよびＣ７−６−アルケニル、特にＣ２−〜Ｃ７−１Ｅ−アルケニル、Ｃ４−〜Ｃ７−３Ｅ−アルケニルおよびＣ５−〜Ｃ７−４−アルケニルである。さらに好ましいアルケニル基の例は、ビニル、１Ｅ−プロペニル、１Ｅ−ブテニル、１Ｅ−ペンテニル、１Ｅ−ヘキセニル、１Ｅ−ヘプテニル、３−ブテニル、３Ｅ−ペンテニル、３Ｅ−ヘキセニル、３Ｅ−ヘプテニル、４−ペンテニル、４Ｚ−ヘキセニル、４Ｅ−ヘキセニル、４Ｚ−ヘプテニル、５−ヘキセニル、６−ヘプテニルなどである。５個までの炭素原子を有する基が、一般的に好ましい。
用語「フルオロアルキル」は、好ましくは、末端フッ素を有する直鎖の基、つまりフルオロメチル、２−フルオロエチル、３−フルオロプロピル、４−フルオロブチル、５−フルオロペンチル、６−フルオロヘキシルおよび７−フルオロヘプチルを包含する。しかし、他の位置のフッ素は除外されない。
用語「オキサアルキル」または「アルコキシアルキル」は、好ましくは、式ＣｎＨ２ｎ＋１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ、式中ｎおよびｍはそれぞれ、互いに独立して、１〜１０を示す、で表される直鎖ラジカルを包含する。好ましくは、ｎは１でありおよびｍは１〜６である。
全ての温度、例えば、液晶の融点Ｔ（Ｃ，Ｎ）またはＴ（Ｃ，Ｓ）、スメクチック（Ｓ）からネマチック（Ｎ）相への転移Ｔ（Ｓ，Ｎ）および透明点Ｔ（Ｎ，Ｉ）などは、セルシウス度で引用される。全ての温度差は、差分度で引用される。
本発明において、および特に以下の例において、メソゲン化合物の構造は、頭文字とも称される略号により示される。これらの頭文字において、化学式は、以下の表Ａ〜Ｃを用いて以下のように略される。全ての基ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｍＨ２ｍ＋１およびＣｌＨ２ｌ＋１あるいはＣｎＨ２ｎ−１、ＣｍＨ２ｍ−１およびＣｌＨ２ｌ−１は、それぞれ、それぞれの場合においてｎ、ｍまたはｌ個のＣ原子を有する、直鎖のアルキルまたはアルケニル、好ましくは１−Ｅ−アルケニルを示す。表Ａは、化合物の核構造の環要素に対して用いられるコードを一覧し、一方で表Ｂは結合基を示す。表Ｃは、左手側または右手側末端基に対するコードの意味を与える。表Ｄは、それぞれの略号での化合物の実例の構造を示す。
ここで、ｎおよびｍは互いに整数を示し、および３点ドット「．．．」はこの表からの他の略号に対するプレースホルダーである。
以下の表は、これらのそれぞれの略号をともに有する、実例の構造を示す。これらは、略号に対する規則の意味を説明するために示される。これらはさらに、好ましく用いられる、化合物を表す。
例
以下の例は、本発明をいかようにも限定することなく説明する。
しかし、これらの特性から、いかなる特性を達成することができるか、およびいかなる範囲でそれらを修正することができるかということが、当業者には明確である。特に、好ましくは達成されることができるさまざまな特性の組合せが、当業者にこのように明確に定義される。
例１
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１を調製する。
例２
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−２を調製する。
例３
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−３を調製する。
例４
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−４を調製する。
例５
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−５を調製する。
例６
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−６を調製する。
例７
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−７を調製する。
例８
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−８を調製する。
例９
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−９を調製する。
例１０
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１０を調製する。
例１１
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１１を調製する。
例１２
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１２を調製する。
例１３
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１３を調製する。
例１４
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１４を調製する。
例１５
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１５を調製する。
例１６
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１６を調製する。
例１７
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１７を調製する。
例１８
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１８を調製する。
例１９
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−１９を調製する。
例２０
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−２０を調製する。
例２１
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−２１を調製する。
例２２
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−２２を調製する。
例２３
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−２３を調製する。
例２４
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−２４を調製する。
例２５
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−２５を調製する。
比較例１
以下の表に示される組成および特性を有する液晶混合物Ｍ−２５を調製する。
例１〜２３と比較して、この混合物は明らかに、τに関するより高い値を呈する。

Claims (17)

  1. 高周波技術のためのコンポーネントのための液晶媒体であって、式Ｉ
    式中
    Ｒ１１およびＲ１２はそれぞれ独立して、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳまたは１〜１５個のＣ原子を有する直鎖のまたは分枝のアルキル基であり、これは非置換であるか、ハロゲンまたはＣＮにより単置換または多置換されていてもよく、また１つまたは２つ以上の非隣接のＣＨ２基は、それぞれの出現において互いに独立して、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−により、酸素原子が互いに直接的に結合しないように置き換えられていてもよく、
    Ｚ１は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ２Ｆ４−、−Ｃ４Ｈ９−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−を示す
    で表される少なくとも１種の化合物、および
    式ＩＩＩＢおよびＩＩＩＣ
    式中
    Ｒ３１は、Ｒ１１に対して示される意味を有し、
    ここで
    Ｌ３１およびＬ３２は、互いに独立して、ＨまたはＦを示し、
    Ｘ３１は、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、あるいは２または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシ、あるいはＣＮまたはＮＣＳを示し、
    Ｚ３１〜Ｚ３２は、互いに独立して、およびＺ３１および／またはＺ３２が２回存在する場合は、またこれらは互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＯＯ−、ｔｒａｎｓ−−ＣＨ＝ＣＨ−、ｔｒａｎｓ−−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合を示し、および
    Ｚ３３は、−ＣＦ２Ｏ−を示す
    で表される１種または２種以上の化合物を含み、
    同調性（τ）が、０．１５以上０．３５以下であることを特徴とする、前記液晶媒体。
  2. 式ＩＩ
    式中
    Ｒ２１は、請求項１においてＲ１１に対して示される意味を有し、および
    Ｒ２２は、請求項１においてＲ１２に対して示される意味を有する
    で表される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶媒体。
  3. 式ＩＶおよびＶ
    式中
    Ｒ４１〜Ｒ５２は、それぞれ互いに独立して、１〜１５のＣ原子を有する非フッ素化アルキルまたはアルコキシ、あるいは２〜１５のＣ原子を有する非フッ素化アルケニル、アルケニルオキシまたはアルコキシアルキルを示し、
    Ｚ４１〜Ｚ５３は、互いに独立して、−ＣＨ２ＣＨ２−、ｔｒａｎｓ−−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し、
    から選択される１種または２種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶媒体。
  4. 従属式ＩＡ〜ＩＣ
    式中
    Ｒ１１およびＲ１２は、請求項１で示される意味を有し、および
    は請求項１で示される意味を有する
    で表される１種、２種または３種以上の化合物を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶媒体。
  5. 全体としての混合物における式Ｉで表される化合物の割合が５〜８０重量％の範囲にあることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶媒体。
  6. 全体としての混合物における式ＩＡで表される化合物の割合が１〜２０重量％の範囲にあることを特徴とする、請求項４に記載の液晶媒体。
  7. 全体としての混合物における式ＩＢで表される化合物の割合が５〜６０重量％の範囲にあることを特徴とする、請求項４に記載の液晶媒体。
  8. 全体としての混合物における式ＩＣで表される化合物の割合が３〜５０重量％の範囲にあることを特徴とする、請求項４に記載の液晶媒体。
  9. 全体としての混合物における式ＩＩで表される化合物の割合が１０〜８０重量％の範囲にあることを特徴とする、請求項２に記載の液晶媒体。
  10. 全体としての混合物における式ＩＩＩＢおよびＩＩＩＣで表される化合物の割合が１〜３０重量％の範囲にあることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶媒体。
  11. 全体としての混合物における式ＩＶおよびＶで表される化合物の割合が１〜４０重量％の範囲にあることを特徴とする、請求項３に記載の液晶媒体。
  12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液晶媒体の製造方法であって、式Ｉで表される少なくとも１種の化合物を、少なくとも１種のさらなる液晶化合物とともに混合すること、および添加剤を任意に添加することを特徴とする、前記方法。
  13. 高周波技術のためのコンポーネントであって、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液晶媒体を含むことを特徴とする、前記コンポーネント。
  14. マイクロ波範囲における作動に好適なことを特徴とする、請求項１３に記載のコンポーネント。
  15. 移相器であることを特徴とする、請求項１３または１４に記載のコンポーネント。
  16. 高周波技術のためのコンポーネントにおける、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液晶媒体の使用。
  17. 請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の１つまたは２つ以上のコンポーネントを含むことを特徴とする、マイクロ波デバイス。
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