一种液晶组合物和包含其的高频组件制造技术

本发明专利技术公开了一种液晶组合物及包含其的高频组件，液晶组合物包含1～100％化合物

A liquid crystal composition and a high frequency component comprising it

The invention discloses a liquid crystal composition and a high frequency component comprising the liquid crystal composition comprising 1 to 100% compounds.

【技术实现步骤摘要】
一种液晶组合物和包含其的高频组件
本专利技术属于液晶材料
，具体涉及一种液晶组合物及包含其的高频组件，主要适用于滤波器、可调频率选择表面、微波移相器、微波相控阵天线等领域。
技术介绍
液晶材料在光电显示器件中得到了广泛应用。近年来，液晶材料还被提出用于高频组件，如微波移相器。例如在以下文献报道了基于液晶的微波移相器：MullerS.etal.(2004).Tunablepassivephaseshifterformicrowaveapplicationsusinghighlyanisotropicliquidcrystals.MicrowaveSymposiumDigest,2004IEEEMTT-SInternational.在微波移相器中，液晶材料的介电调谐率决定微波器件的调谐能力。对液晶材料而言，其介电调谐率(τ)由液晶材料在高频下的介电各向异性(Δε)及分子平行方向的介电常数(ε∥)所决定：τ＝Δε/ε∥。液晶材料的介电损耗是影响其微波器件插入损耗的一个重要因素。为了获得高性能的液晶微波器件，必须降低液晶材料的介质损耗。对于液晶材料，损耗角正切随着液晶分子指向随电场指向的不同而不同，即液晶分子长轴与短轴方向的损耗不同，在计算液晶材料损耗时，一般采用其损耗最大值，即max(tanδ∥,tanδ⊥)作为液晶材料的损耗。为了综合评价液晶材料在微波下的性能参数，引入品质因子(η)参数：η＝τ/max(tanδ∥,tanδ⊥)用于高频组件的液晶材料要求有大介电调谐率(τ)、低损耗(tanδ∥,tanδ⊥)、高品质因子(η)。为满足实际应用，用于高频组件的液晶材料还需要具备较宽的工作温度范围，尤其是低温工作温度还需要改善。为满足高频组件快速切换工作的需要，还需要液晶材料具备较低的旋转粘度。为满足高频组件在电场驱动下工作，还需要液晶材料在低频下，例如1KHz，具备适当的介电常数。由于液晶材料在高频下介电常数与液晶的双折射率相关，如下式所示：为获得较高的介电常数，还需要液晶材料具有高双折射率。现有的商品化高双折射率液晶材料，例如在MolecularCrystalsandLiquidCrystals,2011，542(1)：196/[718]-203/[725]，题名为“CharacterisationandApplicationsofNematicLiquidCrystalsinMicrowaveDevices.”的论文中所报道，含有氰基联苯、三联苯类液晶的E7、E44等材料，在高频下存在调谐率偏低，而且损耗较大的缺点。专利CN103443245A中公开了包含双二苯乙炔类液晶材料的液晶介质，例如下式所示结构：虽然该化合物在高频下具有高的品质因子，但是其旋转粘度(γ1)高达2100mPa·s，导致响应速度慢的缺陷。而且，该化合物在低频下介电常数较小，仅为0.8。专利CN103429704A中公开了含有侧向乙基的氟苯炔类液晶化合物：该化合物熔点25℃，没有液晶相；双折射率Δn＝0.22，γ1＝200mPa·s。虽然该化合物的高频性能没有公开，但是由于高频下介电常数与双折射率相关，该化合物双折射率较低，可以预测其高频下介电常数也较低。专利CN103429704A中进一步公开了四个环结构含有侧向乙基的氟苯炔类液晶化合物：虽然该化合物双折射率较大(Δn＝0.35)，高频下性能较好，但是其旋转粘度γ1＝1300mPa·s，导致响应速度变得缓慢。而且该化合物熔点为89℃，较高的熔点导致低温相溶性较差。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中存在的缺陷或不足，本专利技术提供一种具有高频下较大的介电调谐率、低介电损耗、宽向列相温度范围、低旋转粘度、适宜的低频下介电常数的液晶组合物以及包含其的高频组件。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案：一种液晶组合物，包含至少一种结构通式(I)所示的化合物，在组合物中质量比例为1～100％(优选1～80％)：其中，其中X1、X2为H或F，R1为碳原子数为1～7的直链烷基。结构通式(I)液晶化合物在专利ZL201410347451.2中公开；相关物理性能参数和制备方法在LiquidCrystals，2015，42(3)：397-403中详细报道。结构通式(I)液晶化合物具有较大的双折射率(0.32～0.35)、1KHz下较大的介电常数(8.55～20.62)、较低的旋转粘度(63.7～113.7mPa·s)的特点。专利技术人进一步研究发现，该类结构不仅常规物理性能非常出色，在高频下例如19GHz，该类结构表现出较大的调谐率和较低的介电损耗，适合在微波下应用。不仅如此，结构通式(I)液晶化合物还具有较低的熔点和较高的清亮点，在通过在苯环适当位置上引入氟原子取代基进行结构修饰，甚至可以获得熔点低至35℃左右的液晶材料。通过该类结构化合物与其它结构化合物适当组合，发现可大幅改善液晶组合物的低温存储特性。本专利技术结构通式(I)优选的具体化合物结构如下：本专利技术所述液晶组合物，还可以包含至少一种结构通式(II)所示的化合物作为第二组分，在组合物中质量比例为0～85％：其中R2～R3分别是碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为1～7的氟代烷基或碳原子数为2～5的链烯基中的一种；X3～X7是-H或-F；m为0或1；环A、B为苯环或环己烷。本专利技术结构通式(II)优选的具体化合物结构如下：其中(II)-a进一步优选具体结构如下的化合物：其中(II)-b进一步优选具体结构如下的化合物：其中(Ⅱ)-c进一步优选具体结构如下的化合物：本专利技术提供的液晶组合物，还可以包含至少一种结构通式(III)所示的化合物作为第三组分，在组合物中质量比例为0～50％：其中R4～R5分别是碳原子数为1～7的烷基、碳原子数为1～7的烷氧基、碳原子数为1～7的氟代烷基或碳原子数为2～5的链烯基；n为0或1；环A、B为苯环或环己烷。本专利技术结构通式(III)优选的具体化合物结构如下：其中(III)-a进一步优选以下结构化合物：其中(III)-b进一步优选以下结构化合物：其中(Ⅲ)-c进一步优选以下结构化合物：其中(Ⅲ)-d进一步优选以下结构化合物：在本专利技术优选实施方案中，液晶组合物包含一种或多种结构通式(I)化合物、一种或多种结构通式(II)化合物。在本专利技术的更优选实施方案中，液晶组合物包含一种或多种结构通式(I)化合物、一种或多种结构通式(II)化合物和一种或多种式结构通式(III)化合物。本专利技术的液晶组合物优选包含以混合物总量计1～80％，优选5～70％，更优选10～60％的式(I)的化合物，和以混合物总量计0-80％，优选10-70％，特别优选15-65％的结构通式(II)的化合物，以及以混合物总量计0～50％，优选5～40％，特别优选10～30％的结构通式(III)的化合物。本专利技术的液晶组合物还可包含0.001～1％的添加剂，例如2,6-二叔丁基苯酚类抗氧化剂，光稳定剂T770等。本专利技术的液晶组合物由多种化合物构成，优选3～20种化合物，更优选5～18和更优选7-15种化合物构成。这些化合物可以由常规方式混合：将各种化合物按照预定的质量比例进行称量，再进行加热升温，同时采用磁力搅拌或超声波等搅拌方式进行均质混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶组合物，其特征在于至少包含一种结构通式如式(Ⅰ)所示的化合物，在整个组合物中质量百分比为1～100％：

【技术特征摘要】
1.一种液晶组合物，其特征在于至少包含一种结构通式如式(Ⅰ)所示的化合物，在整个组合物中质量百分比为1～100％：其中，R1为碳原子数为1～7的直链烷基，X1、X2为H或F。2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于包含一种或多种通式(Ⅱ)所示化合物，其在整个组合物中质量百分比为0～85％：其中，R2～R3分别是碳原子数为1～7的烷基、烷氧基、氟代烷基或碳原子数为2～5的链烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建，李娟利，胡明刚，万丹阳，莫玲超，安忠维，杨晓哲，车昭毅，张璐，杨诚，陈小川，朱红，赵伟利，刘明星，李锐，孙海雁，于美娜，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61