用于电磁波信号的相位控制的液晶元件制造技术

本发明专利技术提供一种在高频区域中具有高介电常数各向异性及低介电损耗且可靠性高的用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的液晶元件。一种元件：液晶组合物包含以下式(1)所表示的化合物，589nm的波长下的折射率各向异性为0.30以上，相对于重复单元整体，聚酰亚胺取向膜包含10％以上的以下式(2)所表示的重复单元。

【技术实现步骤摘要】
用于电磁波信号的相位控制的液晶元件
本专利技术涉及一种用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的液晶元件。
技术介绍
作为用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的元件，可列举毫米波带天线、微波带天线以及红外线激光元件等。关于这些元件，研究了各种方式，但因无机械可动部而认为故障少的使用液晶的方式受到关注。根据来自外部的偏压电场，液晶的分子的取向发生变化，介电常数发生变化。只要利用所述性质，则例如能够实现可自外部电性控制高频传输线路的传输特性的微波器件。关于此种器件，报告有在导波管中填充有向列液晶的电压控制毫米波带可变移相器或使用向列液晶作为微带线路的电介质基板的微波/毫米波带的宽频可变移相器等(专利文献1及专利文献2)。此种用于电磁波信号的相位控制的元件理想的是具有可使用的温度范围广、高频区域中的高介电常数各向异性及低介电损耗的特性。例如，在专利文献3中公开有一种具有可见区域中的高折射率各向异性及高频区域中的低介电损耗的液晶组合物。另外，在专利文献4中公开有一种对于微波的介电常数各向异性与对于可见光的折射率各向异性具有正的相关关系。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]国际公开2017/201515[专利文献2]美国公开2018/0239213[专利文献3]日本专利特开2011-74074[专利文献4]国际公开2018/079427
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]本专利技术的目的在于提供一种在高频区域中具有高介电常数各向异性及低介电损耗且电压保持率高的用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的元件。[解决问题的技术手段]专利技术人等人发现，包含特定材料的组合的元件解决所述问题，从而完成了本专利技术。本专利技术具有以下的构成。[1]一种元件，其为用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的元件，且相位差控制是通过存在于两片基板间的液晶组合物来进行的，在包括用以进行所述液晶组合物的取向控制的聚酰亚胺取向膜的元件中，所述液晶组合物包含以下式(1)所表示的化合物，589nm的波长下的折射率各向异性为0.30以上，相对于重复单元整体，所述聚酰亚胺取向膜包含10％以上的以下式(2)所表示的重复单元。式(1)中，R1为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的炔基，R1中的不相邻的-CH2-可经-O-或-S-取代，氢可经氟取代，环A1、环A2及环A3独立地为选自以下式(I)至式(XXXVI)所表示的基中的一个，Z1及Z2独立地为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CF-、-CH2O-、-COO-、-CF2CF2-、-C≡C-、-C≡C-C≡C-或-CF2O-，m为0至5的整数，当m表示2至5时，存在多个的环A2及Z2分别可相同，也可不同；R2为所述R1、-CN、-F、-Cl、-CF3、-OCF3、-CF2H、-OCF2H、-NCS或-SF5。在式(I)至式(XXXVI)所表示的基中，一个以上的氢可经氟或碳数1至5的烷基、或者碳数3至6的环烷基取代，X为-NH-或-S-。式(2)中，R3为脂环结构，R4为碳数2至50的二价有机基。[2]根据[1]所述的元件，其中式(2)中的R3为以下式(2-1)至式(2-3)所表示的基。式(2-1)中，R10分别独立地为氢、-CH3、-CH2CH3或苯基。[3]根据[1]或[2]所述的元件，其中式(1)所表示的化合物包含如下化合物：Z1为-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CF-、-C≡C-或-C≡C-C≡C-，环A1及环A2为式(I)至式(XXXIII)所表示的基，环A3为式(I)至式(XXXVI)所表示的基，m为0至2的整数。[4]根据[1]至[3]中任一项所述的元件，其中式(1)所表示的化合物中，选自Z1及Z2中的一个或两个为-CF2O-，m为0至2的整数，R2为-CN、-F、-CF3、-OCF3、-CF2H、-OCF2H、-NCS或-SF5。[5]根据[1]至[4]中任一项所述的元件，其中式(1)所表示的化合物包含如下化合物：Z1及Z2为单键，m为0至2的整数，R2为-CN、-F、-CF3、-OCF3、-CF2H、-OCF2H、-NCS或-SF5。[6]根据[1]所述的元件，其中式(1)所表示的化合物为以下式(1-1)所表示的化合物。式(1-1)中，Z1为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CF-、-CH2O-、-COO-、-CF2CF2-、-C≡C-、-C≡C-C≡C-或-CF2O-，Z20为-C≡C-或-C≡C-C≡C-，环A10为式(I)、式(II)、式(V)、式(VI)、式(IX)、式(X)、式(XI)、式(XXV)、式(XXVI)、式(XXXIV)、式(XXXV)或式(XXXVI)所表示的基，环A20为式(I)、式(II)、式(V)、式(VI)、式(IX)、式(X)、式(XI)、式(XXV)或式(XXVI)所表示的基，所述(I)上的一个以上的氢可经氟或碳数1至5的烷基取代，R1为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的炔基，R1中的不相邻的-CH2-可经-O-或-S-取代，氢可经氟取代；X1独立地为氢或氟，m1为0至2的整数，当m1为2时，存在多个的环A10及Z1分别可相同，也可不同；R2为所述R1、-CN、-F、-Cl、-CF3、-OCF3、-CF2H、-OCF2H、-NCS或-SF5。[7]根据[1]所述的元件，其中式(1)所表示的化合物为以下式(1-2)所表示的化合物。在式(1-2)中，环A10为式(I)、式(II)、式(V)、式(VI)、式(IX)、式(X)、式(XI)、式(XXV)、式(XXVI)、式(XXXIV)、式(XXXV)或式(XXXVI)所表示的基，环A20及环A31独立地为式(I)、式(II)、式(V)、式(VI)、式(IX)、式(X)、式(XI)、式(XXV)或式(XXVI)所表示的基，所述(I)上的一个以上的氢可经氟或碳数1至5的烷基取代，Z11为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CF-、-CH2O-、-COO-、-CF2CF2-或-C≡C-，Z20为-CF2O-，当具有两个以上的Z20时，其中一者为-CF2O-，另一者为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-COO-、-CF2CF2-或-C≡C-，X1独立地为氢或氟，m2为0或1，R1为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的炔基，R1中的不相邻的-CH2-可经-O-或-S-取代，氢可经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种元件，其为用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的元件，所述元件包括用以进行液晶组合物的取向控制的聚酰亚胺取向膜，/n所述液晶组合物包含以下式(1)所表示的化合物，且在589nm的波长下的折射率各向异性为0.30以上，/n相对于重复单元整体，所述聚酰亚胺取向膜包含10％以上的以下式(2)所表示的重复单元；/n

【技术特征摘要】
20190418 JP 2019-0790221.一种元件，其为用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的元件，所述元件包括用以进行液晶组合物的取向控制的聚酰亚胺取向膜，
所述液晶组合物包含以下式(1)所表示的化合物，且在589nm的波长下的折射率各向异性为0.30以上，
相对于重复单元整体，所述聚酰亚胺取向膜包含10％以上的以下式(2)所表示的重复单元；



式(1)中，R1为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的炔基，R1中的不相邻的-CH2-可经-O-或-S-取代，氢可经氟取代，
环A1、环A2及环A3独立地为选自以下式(I)至式(XXXVI)所表示的基中的一个，






在式(I)至式(XXXVI)所表示的基中，一个以上的氢可经氟或碳数1至5的烷基、或者碳数3至6的环烷基取代，
X为-NH-或-S-；
Z1及Z2独立地为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CF-、-CH2O-、-COO-、-CF2CF2-、-C≡C-、-C≡C-C≡C-或-CF2O-，
m为0至5的整数，当m为2至5时，存在多个的环A2及Z2分别可相同，也可不同；
R2表示所述R1、-CN、-F、-Cl、-CF3、-OCF3、-CF2H、-OCF2H、-NCS或-SF5；



式(2)中，R3为具有脂环结构的四价基，R4为碳数2至50的二价有机基。


2.根据权利要求1所述的元件，其中式(2)中的R3为选自以下式(2-1)至式(2-3)所表示的基中的一个；



式(2-1)中，R10分别独立地为氢、-CH3、-CH2CH3或苯基。


3.根据权利要求1或2所述的元件，其中式(1)所表示的化合物为如下化合物：Z1为-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CF-、-C≡C-或-C≡C-C≡C-，环A1及环A2为选自式(I)至式(XXXIII)所表示的基中的一个，环A3为选自式(I)至式(XXXVI)所表示的基中的一个，m为0至2的整数。


4.根据权利要求1或2所述的元件，其中式(1)所表示的化合物为如下化合物：选自Z1及Z2中的一个或两个为-CF2O-，m为0至2的整数，R2为-CN、-F、-CF3、-OCF3、-CF2H、-OCF2H、-N＝C＝S或-SF5。


5.根据权利要求1或2所述的元件，其中式(1)所表示的化合物为如下化合物：Z1及Z2为单键，m为0至2的整数，R2为-CN、-F、-CF3、-OCF3、-CF2H、-OCF2H、-N＝C＝S或-SF5。


6.根据权利要求1所述的元件，其中式(1)所表示的化合物为以下式(1-1)所表示的化合物；



式(1-1)中，Z1为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CF-、-CH2O-、-COO-、-CF2CF2-、-C≡C-、-C≡C-C≡C-或-CF2O-，Z20为-C≡C-或-C≡C-C≡C-，环A10为式(I)、式(II)、式(V)、式(VI)、式(IX)、式(X)、式(XI)、式(XXV)、式(XXVI)、式(XXXIV)、式(XXXV)或式(XXXVI)所表示的基，环A20为式(I)、式(II)、式(V)、式(VI)、式(IX)、式(X)、式(XI)、式(XXV)或式(XXVI)所表示的基，所述(I)上的一个以上的氢可经氟或碳数1至5的烷基取代，
R1为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、碳数2至12的烯基或碳数2至12的炔基，R1中的不相邻的-CH2-可经-O-或-S-取代，氢可经氟取代；
X1独立地为氢或氟，
m1为0至2的整数，当m1为2时，存在多个的环A10及Z1分别可相同，也可不同；
R2为所述R1、-CN、-F、-Cl、-CF3、-OCF3、-CF2H、-OCF2H、-N＝C＝S或-SF5。


7.根据权利要求1所述的元件，其中式(1)所表示的化合物为以下式(1-2)所表示的化合物；



在式(1-2)中，环A10为式(I)、式(II)、式(V)、式(VI)、式(IX)、式(X)、式(XI)、式(XXV)、式(XXVI)、式(XXXIV)、式(XXXV)或式(XXXVI)所表示的基，环A20及环A31独立地为式(I)、式(II)、式(V)、式(VI)、式(IX)、式(X)、式(XI)、式(XXV)或式(XXVI)所表示的基，所述(I)上的一个以上的氢可经氟或碳数1至5的烷基取代，
Z11为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CF-、-CH2O-、-COO-、-CF2CF2-或-C≡C-，Z20为-CF2O-，当具有两个以上的Z20时，其中一者为-CF2O-，另一者为单键、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-CH2O-、-C...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村典央，瓜生阳一，
申请(专利权)人：捷恩智株式会社，捷恩智石油化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP