液晶介质和包含其的高频组件制造技术

本发明专利技术涉及液晶介质，其包含一种或多种选自式I,II和III化合物的化合物其中参数具有权利要求1中所示的含义，和涉及包含这些介质的用于高频技术的组件，特别是移相器和微波阵列天线。

【技术实现步骤摘要】
液晶介质和包含其的高频组件
本专利技术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。
技术介绍
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：MicrostripLinesandSlotlines(第二版)，ArtechHouse，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：LiquidCrystalMicrowavePhaseShifter.ElectronicsLetters，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：ElectricallyMicrowaveTunableComponentsUsingLiquidCrystals。第32届欧洲微波会议，第393-396页，Milan2002中，或在Weil，C.：PassivsteuerbareMikrowellenphasenschieberaufderBasisnichtlinearerDielektrika[PassivelyControllableMicrowavePhaseShiftersbasedonNonlinearDielectrics]，学位论文D17，2002、C.Weil，G.Lüssem和R.Jakoby：TunableInvert-MircrostripPhaseShifterDeviceUsingNematicLiquidCrystals，IEEEMTT-SInt.Microw.Symp.，Seattle，Washington，2002年6月，第367-370页，以及来自MerckKGaA的商用液晶K15。C.Weil，G.Lüssem和R.Jakoby：TunableInvert-MicrostripPhaseShifterDeviceUsingNematicLiquidCrystalsIEEEMTT-SInt.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.：PassivsteuerbareMikrowellenphasenschieberaufderBasisnichtlinearerDielektrika[PassivelyControllableMicrowavePhaseShiftersbasedonNonlinearDielectrics]，学位论文D17，2002中给出在10GHz下LC的插入损失，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：MicrowaveVariableDelayLineUsingaMembraneImpregnatedwithLiquidCrystal.IEEEMTT-SInt.MicrowaveSymp.Dig.2002，第363-366页，2002年6月和T.Kuki、H.Fujikake、T.Nomoto：MicrowaveVariableDelayLineUsingDual-FrequencySwitching-ModeLiquidCrystal.IEEETrans.MicrowaveTheoryTech.，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：“CavityPerturbationMethodforCharacterizationofLiquidCrystalsupto35GHz”,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(MerckKGaA，德国)在9GHz频率下的性能。A.Gaebler、F.Goelden、S.Müller、A.Penirschke和R.Jakoby“DirectSimulationofMaterialPermittivitesusinganEigen-SusceptibilityFormulationoftheVectorVariationalApproach”，12MTC2009–InternationalInstrumentationandMeasurementTechnologyConference，Singapore，2009(IEEE)，第463-467页描述已知液晶混合物E7(如同MerckKGaA，德国)的相应性能。DE102004029429.1A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或者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，或者然而，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DE102010025572A和WO2013/034227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，存在针对组本文档来自技高网...

【技术保护点】
液晶介质，特征在于其包含‑一种或多种选自式I,II和III的化合物的化合物其中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，n表示0或1,和至彼此独立地表示或者还表示其中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‑,和彼此独立地表示其中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，Z31和Z32之一表示反式‑CH＝CH‑,反式‑CF＝CF‑或‑C≡C‑而另一个与其独立地表示反式‑CH＝CH‑,反式‑CF＝CF‑或单键，和至彼此独立地表示或者还独立地表示和‑任选地一种或多种可聚合化合物，优选式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，优选0，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‑,优选‑CF2O‑,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，部分不饱和的或完全不饱和的，且任选取代的，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，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,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,优选H,F,Cl,CN或CF3。...

【技术特征摘要】
2014.08.08 EP 14002781.41.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



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
彼此独立地表示



-
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



彼此独立地表示



-一种或多种式III-1b化合物



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-PbP
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，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·维泰克，D·克拉斯，真边笃孝，C·亚斯珀，V·雷芬拉斯，C·布洛克，D·鲍鲁斯，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE