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図面 (1)

課題

液晶媒体およびそれを含む高周波数素子を提供する。

解決手段

本発明は、好ましくは式(P):Pa−(Spa)s1−(A1−Z1)n1−A2−Q−A3−(Z4−A4)n2−(Spb)s2−Pbの1種類以上の重合性化合物、および式(I)、(II)および(III)の化合物の群から選択される1種類以上の化合物を含む液晶媒体と、これらの媒体を含む高周波数技術用素子、特に位相シフタおよびマイクロ波アレイアンテナとに関する。 (式中、パラメータは請求項1に示す意味を有する。)

概要

背景

液晶媒体は、情報を表示するために、電気光学的ディスプレイ液晶ディスプレイ、Liquid Crystal Displays、LCD)において、長らく使用されてきた。

しかしながら、最近、例えば、ドイツ国特許出願公開第10 2004 029 429号公報(特許文献1)および特開2005−120208号公報(特許文献2)などにいおて、マイクロ波技術用の素子における使用のためにも液晶媒体が提案された。

典型的なマイクロ波用途として、K.C.Gupta、R.Garg、I.BahlおよびP.Bhartia著:Microstrip Lines and Slotlines、第2版、Artech House社、ボストン、1996年刊非特許文献1)に記載される通りの反転マイクロストリップライン考え方が、例えば、D.Dolfi、M.Labeyrie、P.JoffreおよびJ.P.Huignard著:Liquid Crystal Microwave Phase Shifter、Electronics Letters、第29巻、第10号、第926〜928頁、1993年5月刊(非特許文献2)、N.Martin、N.Tentillier、P.Laurent、B.Splingart、F.Huert、PH.Gelin、C.Legrand著:Electrically Microwave Tunable Components Using Liquid Crystals、第32回欧州マイクロ波カンファレンス、第393〜396頁、ミラノ、2002年(非特許文献3)またはWeil、C.著:Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika[Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics]、Darmstadter Dissertationen第D17巻、2002年刊(非特許文献4)、C.Weil、G.LussemおよびR.Jakoby著:Tunable Invert−Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals、IEEMTT−S Int.Microw.Symp.、シアトルワシントン州、2002年6月刊、第367〜370頁(メルク社より商業的に入手可能な液晶K15と共に、非特許文献5)、C.Weil、G.LussemおよびR.Jakoby著:Tunable Invert−Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals、IEEE MTT−S Int.Microw.Symp.、シアトル、ワシントン州、2002年6月刊、第367〜370頁(非特許文献6)で用いられ、10GHzにおいて、そこに約40Vの制御電圧で12°/dBの位相シフタとしての品質を達成している。Weil、C.著:Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika[Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics]、Darmstadter Dissertationen第D17巻、2002年刊(非特許文献7)においては、LCの挿入損失、即ち、液晶における偏光損失によってのみ引き起こされる損失が、10GHzにおいておよそ1〜2dBとして与えられる。加えて、位相シフタの損失は、誘電体LCの損失および導波路接合部での損失によって主に決定されることが決定された。また、T.Kuki、H.Fujikake、H.KamodaおよびT.Nomoto著:Microwave Variable Delay Line Using a Membrane Impregnated with Liquid Crystal、IEEE MTT−S Int.Microwave Symp.Dig.2002年刊、第363〜366頁、2002年6月刊(非特許文献8)およびT.Kuki、H.Fujikake、T.Nomoto著:Microwave Variable Delay Line Using Dual−Frequency Switching−Mode Liquid Crystal、IEEE Trans.Microwave Theory Tech.、第50巻、第11号、第2604〜2609頁、2002年11月刊(非特許文献9)においては、平面位相シフタの構造と組み合わせて重合LCフィルムおよびデュアル周波数スイッチモードの液晶を使用することが検討されている。

A.Penirschke、S.Muller、P.Scheele、C.Weil、M.Wittek、C.HockおよびR.Jakoby著:「Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35GHz」、34回欧州マイクロ波カンファレンス−アムステルダム、第545〜548頁(非特許文献10)には、とりわけ、9GHzの周波数における既知の単一の液晶物質K15(メルク社、ドイツ国)の特性が記載されている。

A.Gaebler、F.Goelden、S.Muller、A.PenirschkeおよびR.Jakoby著「Direct Simulation of Material Permittivites using an Eigen−Susceptibility Formulation of the Vector Variational Approach」、12MTC 2009−International Instrumentation and Measurement Technology Conference、シンガポール、2009年刊(IEEE)、第463〜467頁(非特許文献11)には、既知の液晶混合物E7(同様にメルク社、ドイツ国)の対応する特性が記載されている。

ドイツ国特許出願公開第10 2004 029 429号公報(特許文献1)には、マイクロ波技術において、とりわけ位相シフタにおいて液晶媒体を使用することが記載されている。対応する周波数範囲で液晶媒体の特性について液晶媒体が特許文献1において既に検討された。加えて特許文献1には、下式の化合物

を、下式の化合物

に加えるか、または下式の化合物

に加えて含む液晶媒体が記載されている。

1種類以上のこれらの化合物および同様のものを含み、マイクロ波用途向けの更なる液晶媒体が、ドイツ国特許出願公開第10 2010 025 572号公報(特許文献3)および国際特許出願公開第2013/034227号公報(特許文献4)でマイクロ波用途向けに提案されている。

液晶媒体のポリマー安定化が、幾つかのタイプのディスプレイ用途および種々の理由により既に提案されてきた。しかしながら、本出願で想定する用途のタイプについては、それぞれ示唆されていない。

しかしながら、これらの媒体を含む既知の装置は、十分な安定性、特に速い応答を依然として欠いている。

しかしながら、これらの組成物は、重大な欠点を有している。他の欠陥に加えて、それらの殆どは不都合に高い損失および/または不適切位相シフトもしくは不十分な材料品質との結果となる。

これらの用途には、特に、従来から見るとかなり異常な稀な特性または特性の組み合わせを有する液晶媒体が必要となる。

よって、改良された特性を有する新規な液晶媒体用が必要である。特に、マイクロ波領域における損失が低減されていなければならず、材料品質(η)が改良されていなければならない。

加えて、成分の低温挙動における改良に対する要求がある。この場合、動作特性および寿命の両者における改良が不可欠である。

従って、対応する実際の用途に適する特性を有する液晶媒体に対する多大な要求がある。

概要

液晶媒体およびそれを含む高周波数素子を提供する。本発明は、好ましくは式(P):Pa−(Spa)s1−(A1−Z1)n1−A2−Q−A3−(Z4−A4)n2−(Spb)s2−Pbの1種類以上の重合性化合物、および式(I)、(II)および(III)の化合物の群から選択される1種類以上の化合物を含む液晶媒体と、これらの媒体を含む高周波数技術用素子、特に位相シフタおよびマイクロ波アレイアンテナとに関する。 (式中、パラメータは請求項1に示す意味を有する。)なし

目的

本発明は、ポリマー安定化された中間相、特にネマチック相を達成し、先行技術に記載される方法および材料の上述の不具合を有しない改良された方法および材料を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

・式Pの1種類以上の重合性と、・式I、IIおよびIIIの化合物の群から選択される1種類以上の化合物と、および・任意成分として1種類以上の更なる化合物とを含むことを特徴とする液晶媒体。(式中、個々の基は以下の意味を有する:Pa、Pbは、それぞれ互いに独立に、重合性基であり、Spa、Spbは、それぞれ互いに独立に、スペーサー基を表し、s1、s2は、それぞれ互いに独立に、0または1を表し、n1、n2は、それぞれ互いに独立に、0または1を表し、Qは、単結合、−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−を表し、Z1、Z4は、互いに独立に、単結合、−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−を表し、ただし、Z1およびQまたはZ4およびQは−CF2O−および−OCF2−から選択される基を同時には表さず、A1、A2、A3、A4は、それぞれ互いに独立に、以下の群より選択されるジラジカル基を表し:a)トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレンおよび1,4’−ビシクロヘキシレンから成る群(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH2基は−O−および/または−S−で置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子はFで置き換えられていてもよい。)、b)1,4−フェニレンおよび1,3−フェニレンから成る群(ただし加えて、1個または2個のCH基はNで置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子はLで置き換えられていてもよい。)、c)テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、テトラヒドロフラン−2,5−ジイル、シクロブタン−1,3−ジイル、ピペリジン−1,4−ジイル、チオフェン−2,5−ジイルおよびセレノフェン−2,5−ジイルから成る群(また、それぞれの基はLで一置換または多置換されていてもよい。)、d)飽和、部分的に不飽和または完全に不飽和で、置換されていてもよく、5〜20個の環式C原子を有する多環式基から成る群(加えて、該基の1つ以上はヘテロ原子で置き換えられていてもよい。)、および代わりに、A3は単結合でもよく、Lは、それぞれの出現において同一または異なって、F、Cl、CN、SCN、SF5、または、直鎖状または分岐状で、それぞれの場合でフッ素化されていてもよく、1〜12個のC原子を有するアルキルアルコキシアルキルカルボニルアルコキシカルボニルアルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシを表し、R03、R04は、それぞれ互いに独立に、H、F、または、直鎖状または分岐状で1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個以上のH原子はFで置き換えられていても良く、Mは、−O−、−S−、−CH2−、−CHY1−または−CY1Y2−を表し、およびY1およびY2は、それぞれ互いに独立に、R0に対して上で示す意味の1つを有するか、またはClまたはCNを表し、および代わりに、Y1およびY2の一方は−OCF3を表す。)(式中、L11は、R11またはX11を表し、L12は、R12またはX12を表し、R11およびR12は、互いに独立に、H、1〜15個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルもしくはフッ素化されていないアルコキシ、または2〜15個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキルを表し、X11およびX12は、互いに独立に、H、F、Cl、−CN、−NCS、−SF5、1〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルキルもしくはフッ素化されたアルコキシ、または2〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルケニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキルを表し、およびを表す。)(式中、L21はR21を表し、あるいは、Z21および/またはZ22がトランス−CH=CH−またはトランス−CF=CF−を表す場合、X21を表し、L22はR22を表し、あるいは、Z21および/またはZ22がトランス−CH=CH−またはトランス−CF=CF−を表す場合、X22を表し、R21およびR22は、互いに独立に、H、1〜17個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルもしくはフッ素化されていないアルコキシ、または、2〜15個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキルを表し、X21およびX22は、互いに独立に、FもしくはCl、−CN、−NCS、−SF5、1〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルキルもしくはフッ素化されたアルコキシ、または2〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルケニル、フッ素化されたアルケニルオキシもしくはフッ素化されたアルコキシアルキルを表し、Z21およびZ22の一方はトランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−または−C≡C−を表し、他方は、それとは独立に、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−または単結合を表し、およびを表す。)(式中、L31は、R31またはX31を表し、L32は、R32またはX32を表し、R31およびR32は、互いに独立に、H、1〜17個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルもしくはフッ素化されていないアルコキシ、または2〜15個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキルを表し、X31およびX32は、互いに独立に、H、F、Cl、−CN、−NCS、−SF5、1〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルキルもしくはフッ素化されたアルコキシ、または2〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルケニル、フッ素化されていないかもしくはフッ素化されたアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないかもしくはフッ素化されたアルコキシアルキルを表し、Z31〜Z33は、互いに独立に、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−C≡C−または単結合を表し、および を表す。)

請求項2

1種類以上の一反応性重合性化合物および/または1種類以上の二反応性重合性化合物含むことを特徴とする請求項1に記載の液晶媒体。

請求項3

メタクリレート類の群から選択される1種類以上の一反応性重合性化合物および/またはビスアクリレート類または混合アクリレートメタクリレート類の群から選択される1種類以上の二反応性重合性化合物含むことを特徴とする請求項2に記載の液晶媒体。

請求項4

請求項1で示す通りの式Iの1種類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1項に記載の液晶媒体。

請求項5

請求項1で示す通りの式IIの1種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶媒体。

請求項6

請求項1で示す通りの式IIIの1種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶媒体。

請求項7

UVおよび熱開始剤の群から選択される重合開始剤を追加して含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶媒体。

請求項8

該重合性化合物を重合することで、請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶媒体を安定化する方法。

請求項9

請求項1〜6のいずれか1項に記載の重合性化合物の重合から得られるか得ることができるポリマーと、請求項1で特定する通りの式I〜IIIの化合物の群から選択される1種類以上の化合物を含む液晶媒体とを含む複合システム

請求項10

請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶媒体または請求項9に記載の複合システムを含むことを特徴とする高周波数技術用素子

請求項11

マイクロ波領域での動作に適していることを特徴とする請求項10に記載の素子。

請求項12

位相シフタまたはマイクロ波領域で動作可能なLC系アンテナ素子であることを特徴とする請求項10または11に記載の素子。

請求項13

高周波数技術用の素子における請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶媒体または請求項9に記載の複合システムの使用。

請求項14

液晶媒体を調製する方法であって、請求項1で特定する通りの式Pの1種類以上の重合性化合物を、式I、IIおよびIIIの化合物の群から選択される1種類以上のメソゲン化合物と、任意に1種類以上の更なる化合物とおよび/または1種類以上の添加剤と混合することを特徴とする方法。(式中、パラメータは請求項1に与える意味を有する。)

請求項15

請求項10〜12のいずれか1項に記載の1個以上の素子を含むことを特徴とするマイクロ波アンテナアレイ

技術分野

0001

本発明は液晶媒体と、それを含む高周波数素子、特にマイクロ波位相シフトする装置などの高周波数装置用マイクロ波素子、特にマイクロ波フェーズドアレイ(phased−array)アンテナとに関する。

背景技術

0002

液晶媒体は、情報を表示するために、電気光学的ディスプレイ液晶ディスプレイ、Liquid Crystal Displays、LCD)において、長らく使用されてきた。

0003

しかしながら、最近、例えば、ドイツ国特許出願公開第10 2004 029 429号公報(特許文献1)および特開2005−120208号公報(特許文献2)などにいおて、マイクロ波技術用の素子における使用のためにも液晶媒体が提案された。

0004

典型的なマイクロ波用途として、K.C.Gupta、R.Garg、I.BahlおよびP.Bhartia著:Microstrip Lines and Slotlines、第2版、Artech House社、ボストン、1996年刊非特許文献1)に記載される通りの反転マイクロストリップライン考え方が、例えば、D.Dolfi、M.Labeyrie、P.JoffreおよびJ.P.Huignard著:Liquid Crystal Microwave Phase Shifter、Electronics Letters、第29巻、第10号、第926〜928頁、1993年5月刊(非特許文献2)、N.Martin、N.Tentillier、P.Laurent、B.Splingart、F.Huert、PH.Gelin、C.Legrand著:Electrically Microwave Tunable Components Using Liquid Crystals、第32回欧州マイクロ波カンファレンス、第393〜396頁、ミラノ、2002年(非特許文献3)またはWeil、C.著:Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika[Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics]、Darmstadter Dissertationen第D17巻、2002年刊(非特許文献4)、C.Weil、G.LussemおよびR.Jakoby著:Tunable Invert−Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals、IEEMTT−S Int.Microw.Symp.、シアトルワシントン州、2002年6月刊、第367〜370頁(メルク社より商業的に入手可能な液晶K15と共に、非特許文献5)、C.Weil、G.LussemおよびR.Jakoby著:Tunable Invert−Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals、IEEE MTT−S Int.Microw.Symp.、シアトル、ワシントン州、2002年6月刊、第367〜370頁(非特許文献6)で用いられ、10GHzにおいて、そこに約40Vの制御電圧で12°/dBの位相シフタとしての品質を達成している。Weil、C.著:Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika[Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics]、Darmstadter Dissertationen第D17巻、2002年刊(非特許文献7)においては、LCの挿入損失、即ち、液晶における偏光損失によってのみ引き起こされる損失が、10GHzにおいておよそ1〜2dBとして与えられる。加えて、位相シフタの損失は、誘電体LCの損失および導波路接合部での損失によって主に決定されることが決定された。また、T.Kuki、H.Fujikake、H.KamodaおよびT.Nomoto著:Microwave Variable Delay Line Using a Membrane Impregnated with Liquid Crystal、IEEE MTT−S Int.Microwave Symp.Dig.2002年刊、第363〜366頁、2002年6月刊(非特許文献8)およびT.Kuki、H.Fujikake、T.Nomoto著:Microwave Variable Delay Line Using Dual−Frequency Switching−Mode Liquid Crystal、IEEE Trans.Microwave Theory Tech.、第50巻、第11号、第2604〜2609頁、2002年11月刊(非特許文献9)においては、平面位相シフタの構造と組み合わせて重合LCフィルムおよびデュアル周波数スイッチモードの液晶を使用することが検討されている。

0005

A.Penirschke、S.Muller、P.Scheele、C.Weil、M.Wittek、C.HockおよびR.Jakoby著:「Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35GHz」、34回欧州マイクロ波カンファレンス−アムステルダム、第545〜548頁(非特許文献10)には、とりわけ、9GHzの周波数における既知の単一の液晶物質K15(メルク社、ドイツ国)の特性が記載されている。

0006

A.Gaebler、F.Goelden、S.Muller、A.PenirschkeおよびR.Jakoby著「Direct Simulation of Material Permittivites using an Eigen−Susceptibility Formulation of the Vector Variational Approach」、12MTC 2009−International Instrumentation and Measurement Technology Conference、シンガポール、2009年刊(IEEE)、第463〜467頁(非特許文献11)には、既知の液晶混合物E7(同様にメルク社、ドイツ国)の対応する特性が記載されている。

0007

ドイツ国特許出願公開第10 2004 029 429号公報(特許文献1)には、マイクロ波技術において、とりわけ位相シフタにおいて液晶媒体を使用することが記載されている。対応する周波数範囲で液晶媒体の特性について液晶媒体が特許文献1において既に検討された。加えて特許文献1には、下式の化合物

0008

を、下式の化合物

0009

に加えるか、または下式の化合物

0010

に加えて含む液晶媒体が記載されている。

0011

1種類以上のこれらの化合物および同様のものを含み、マイクロ波用途向けの更なる液晶媒体が、ドイツ国特許出願公開第10 2010 025 572号公報(特許文献3)および国際特許出願公開第2013/034227号公報(特許文献4)でマイクロ波用途向けに提案されている。

0012

液晶媒体のポリマー安定化が、幾つかのタイプのディスプレイ用途および種々の理由により既に提案されてきた。しかしながら、本出願で想定する用途のタイプについては、それぞれ示唆されていない。

0013

しかしながら、これらの媒体を含む既知の装置は、十分な安定性、特に速い応答を依然として欠いている。

0014

しかしながら、これらの組成物は、重大な欠点を有している。他の欠陥に加えて、それらの殆どは不都合に高い損失および/または不適切位相シフトもしくは不十分な材料品質との結果となる。

0015

これらの用途には、特に、従来から見るとかなり異常な稀な特性または特性の組み合わせを有する液晶媒体が必要となる。

0016

よって、改良された特性を有する新規な液晶媒体用が必要である。特に、マイクロ波領域における損失が低減されていなければならず、材料品質(η)が改良されていなければならない。

0017

加えて、成分の低温挙動における改良に対する要求がある。この場合、動作特性および寿命の両者における改良が不可欠である。

0018

従って、対応する実際の用途に適する特性を有する液晶媒体に対する多大な要求がある。

0019

ドイツ国特許出願公開第10 2004 029 429号公報
特開2005−120208号公報
ドイツ国特許出願公開第10 2010 025 572号公報
国際特許出願公開第2013/034227号公報

先行技術

0020

K.C.Gupta、R.Garg、I.BahlおよびP.Bhartia著:Microstrip Lines and Slotlines、第2版、Artech House社、ボストン、1996年刊
D.Dolfi、M.Labeyrie、P.JoffreおよびJ.P.Huignard著:Liquid Crystal Microwave Phase Shifter、Electronics Letters、第29巻、第10号、第926〜928頁、1993年5月刊
N.Martin、N.Tentillier、P.Laurent、B.Splingart、F.Huert、PH.Gelin、C.Legrand著:Electrically Microwave Tunable Components Using Liquid Crystals、第32回欧州マイクロ波カンファレンス、第393〜396頁、ミラノ、2002年
Weil、C.著:Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika[Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics]、Darmstadter Dissertationen第D17巻、2002年刊
C.Weil、G.LussemおよびR.Jakoby著:Tunable Invert−Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals、IEEEMTT−S Int.Microw.Symp.、シアトル、ワシントン州、2002年6月刊、第367〜370頁(メルク社より商業的に入手可能な液晶K15と共に)
C.Weil、G.LussemおよびR.Jakoby著:Tunable Invert−Microstrip Phase Shifter Device Using Nematic Liquid Crystals、IEEE MTT−S Int.Microw.Symp.、シアトル、ワシントン州、2002年6月刊、第367〜370頁
Weil、C.著:Passiv steuerbare Mikrowellenphasenschieber auf der Basis nichtlinearer Dielektrika[Passively Controllable Microwave Phase Shifters based on Nonlinear Dielectrics]、Darmstadter Dissertationen第D17巻、2002年刊
T.Kuki、H.Fujikake、H.KamodaおよびT.Nomoto著:Microwave Variable Delay Line Using a Membrane Impregnated with Liquid Crystal、IEEE MTT−S Int.Microwave Symp.Dig.2002年刊、第363〜366頁、2002年6月刊
T.Kuki、H.Fujikake、T.Nomoto著:Microwave Variable Delay Line Using Dual−Frequency Switching−Mode Liquid Crystal、IEEE Trans.Microwave Theory Tech.、第50巻、第11号、第2604〜2609頁、2002年11月刊
A.Penirschke、S.Muller、P.Scheele、C.Weil、M.Wittek、C.HockおよびR.Jakoby著:「Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35GHz」、34回欧州マイクロ波カンファレンス−アムステルダム、第545〜548頁
A.Gaebler、F.Goelden、S.Muller、A.PenirschkeおよびR.Jakoby著「Direct Simulation of Material Permittivites using an Eigen−Susceptibility Formulation of the Vector Variational Approach」、12MTC 2009−International Instrumentation and Measurement Technology Conference、シンガポール、2009年刊(IEEE)、第463〜467頁

発明が解決しようとする課題

0021

本発明は、ポリマー安定化された中間相、特にネマチック相を達成し、先行技術に記載される方法および材料の上述の不具合を有しない改良された方法および材料を提供することを目的とした。これらの中間相は、ポリマーおよび低分子メソゲン材料を含む。その結果、これらの中間相は「複合システム」または短く「システム」とも呼ばれる。

0022

本発明の他の目的は、専門家利用可能な適切な材料の蓄積を広げることである。その他の目的は、以下の記載から当業者には直ちに明らかである。

課題を解決するための手段

0023

驚くべきことにRMを使用することで、広い温度範囲および向上され更に速いスイッチ時間、良好な同調性ならびに許容できる損失を有する安定化された液体液晶相を達成できることが見出された。

0024

またメソゲンモノマーに加えて、2−エチルヘキシルアクリレートなどの非メソゲンモノマーを使用することも可能で、特定の場合には有益なことがある。またしかしながら、そのような化合物は揮発性であるため問題となることもあり、混合されたモノマー/ホストシステム蒸発および非均一性のために材料が失われる問題につながることもある。

0025

また非メソゲン化合物を使用すると、液体の液晶ホスト透明点が著しく低下することがあり、非常に小さい幅のポリマー安定化されたネマチック相に至ることがあり、殆どの実用的用途にとって望ましくない。

0026

1個以上の1,4−フェニレンを含む核の代わりにシクロヘキシレン核を有するRMを使用することは、一般的にUV照射に対して、特に重合プロセスで使用するUV照射に対する安定性にとって有利である。従って、結果として得られるポリマー安定化相(複合システム)は高い電圧保持率(VHR:voltage holding ratio)を有する。

0027

また液体のフルオロフェニル液晶化合物を含む液体の液晶ホストと組み合わせてシクロヘキシレンRMを使用することで、このホストをRMが効果的に安定化し、高度な最新装置に必要な高いVHRを与えることも見出された。

0028

ここで驚くべきことに、適切に速いスイッチ時間、適切なネマチック相範囲および損失を有し、先行技術の材料の不具合を有していないか、有意に低減された程度にのみ有する液晶媒体を達成可能であることが見出された。

0029

これらの本発明による改良された液晶媒体は、
・式Pの1種類以上の化合物と、および
・式I、IIおよびIIIの化合物の群から選択される1種類以上の化合物と
を含み、ならびに
単独または個々の混合物からの1種類以上の更なる重合性化合物と組み合わせて式Pの1種類以上の化合物を重合して得られるポリマー安定化システムと、および
そのような安定化されたシステムを高周波数技術用の素子または装置において使用することとに関する。

0030

式中、個々の基は以下の意味を有する:
Pa、Pbは、それぞれ互いに独立に、重合性基であり、
Spa、Spbは、それぞれ互いに独立に、スペーサー基を表し、
s1、s2は、それぞれ互いに独立に、0または1を表し、
n1、n2は、それぞれ互いに独立に、0または1、好ましくは0を表し、
Qは、単結合、−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−、好ましくは−CF2O−を表し、
Z1、Z4は、単結合、−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−を表し、ただし、Z1およびQまたはZ4およびQは−CF2O−および−OCF2−から選択される基を同時には表さず、
A1、A2、A3、A4は、それぞれ互いに独立に、以下の群より選択されるジラジカル基を表し:
a)トランス−1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレンおよび1,4’−ビシクロヘキシレンから成る群(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH2基は−O−および/または−S−で置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子はFで置き換えられていてもよい。)、
b)1,4−フェニレンおよび1,3−フェニレンから成る群(ただし加えて、1個または2個のCH基はNで置き換えられていてもよく、ただし加えて、1個以上のH原子はLで置き換えられていてもよい。)、
c)テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、テトラヒドロフラン−2,5−ジイル、シクロブタン−1,3−ジイル、ピペリジン−1,4−ジイル、チオフェン−2,5−ジイルおよびセレノフェン−2,5−ジイルから成る群(また、それぞれの基はLで一置換または多置換されていてもよい。)、
d)飽和、部分的に不飽和または完全に不飽和で、置換されていてもよく、5〜20個の環式C原子を有する多環式基(加えて、該基の1つ以上はヘテロ原子で置き換えられていてもよい。)から成る群であって、好ましくは、ビシクロ[1.1.1]ペンタン−1,3−ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、スピロ[3.3]ヘプタン−2,6−ジイル、

0031

からなる群(ただし加えて、これらの基における1個以上のH原子はLで置き換えられていてもよく、および/または、1個以上の二重結合は単結合で置き換えられていてもよく、および/または、1個以上のCH基はNで置き換えられていてもよい)より選択される群、
および代わりに、A3は単結合でもよく、
Lは、それぞれの出現において同一または異なって、F、Cl、CN、SCN、SF5、または、直鎖状または分岐状で、それぞれの場合でフッ素化されていてもよく、1〜12個のC原子を有するアルキルアルコキシアルキルカルボニルアルコキシカルボニルアルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシを表し、
R03、R04は、それぞれ互いに独立に、H、F、または、直鎖状または分岐状で1〜12個のC原子を有するアルキルを表し、ただし加えて、1個以上のH原子はFで置き換えられていても良く、
Mは、−O−、−S−、−CH2−、−CHY1−または−CY1Y2−を表し、および
Y1およびY2は、それぞれ互いに独立に、R0に対して上で示される意味の1つを有するか、またはClまたはCNを表し、および代わりに、Y1およびY2の一方は−OCF3、好ましくは、H、F、Cl、CNまたはCF3を表す。

0032

式中、
L11は、R11またはX11を表し、
L12は、R12またはX12を表し、
R11およびR12は、互いに独立に、H、1〜17個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルもしくはフッ素化されていないアルコキシ、または2〜15個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキル、好ましくは、アルキルまたはフッ素化されていないアルケニルを表し、
X11およびX12は、互いに独立に、H、F、Cl、−CN、−NCS、−SF5、1〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルキルもしくはフッ素化されたアルコキシ、または2〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルケニル、フッ素化されていないかもしくはフッ素化されたアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないかもしくはフッ素化されたアルコキシアルキル、好ましくは、フッ素化されたアルコキシ、フッ素化されたアルケニルオキシ、FまたはClを表し、および

0033

好ましくは、

0034

を表す。

0035

式中、
L21はR21を表し、あるいは、Z21および/またはZ22がトランス−CH=CH−またはトランス−CF=CF−を表す場合、X21を表し、
L22はR22を表し、あるいは、Z21および/またはZ22がトランス−CH=CH−またはトランス−CF=CF−を表す場合、X22を表し、
R21およびR22は、互いに独立に、H、1〜17個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルもしくはフッ素化されていないアルコキシ、または、2〜15個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキル、好ましくは、アルキルまたはフッ素化されていないアルケニルを表し、
X21およびX22は、互いに独立に、FもしくはCl、−CN、−NCS、−SF5、1〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルキルもしくはアルコキシ、もしくは2〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルケニル、アルケニルオキシもしくはアルコキシアルキル、または−NCS、好ましくは、−NCSを表し、
Z21およびZ22の一方はトランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−または−C≡C−を表し、他方は、それとは独立に、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−または単結合を表し、好ましくは、それらの一方が−C≡C−またはトランス−CH=CH−を表し、他方が単結合を表し、および

0036

好ましくは、

0037

を表す。

0038

式中、
L31は、R31またはX31を表し、
L32は、R32またはX32を表し、
R31およびR32は、互いに独立に、H、1〜17個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルもしくはフッ素化されていないアルコキシ、または2〜15個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキル、好ましくは、アルキルまたはフッ素化されていないアルケニルを表し、
X31およびX32は、互いに独立に、H、F、Cl、−CN、−NCS、−SF5、1〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルキルもしくはフッ素化されたアルコキシ、または2〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルケニル、フッ素化されていないかもしくはフッ素化されたアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないかもしくはフッ素化されたアルコキシアルキル、好ましくは、フッ素化されたアルコキシ、フッ素化されたアルケニルオキシ、FまたはClを表し、
Z31〜Z33は、互いに独立に、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−C≡C−または単結合を表し、好ましくは、それらの1個以上が単結合を表し、特に好ましくは、全てが単結合を表し、および

0039

好ましくは、

0040

を表す。

0041

本発明により好ましく使用される式Pの重合性化合物は、以下の式から成る群より選択される。

0042

0043

0044

0045

0046

式中、Lは、それぞれの出現で同一または異なって上および下で示す意味の1つを有し、rは0、1、2、3または4を表し、sは0、1、2または3を表し、nは1および24の間、好ましくは1および12の間、非常に特に好ましくは2および8の間の整数を表し、および式中、単結合または二重結合の端に基が示されていない場合、それは末端CH3またはCH2基である。

0047

式P1〜P24において、

0048

基A2−Q−A3は、好ましくは、下式の基を表す。

0049

式中、少なくとも1個の環は、少なくとも1個の基L=Fで置換されている。ここでrは、それぞれの場合で独立に好ましくは、0、1または2である。

0050

式Pおよびそのサブ式の化合物中においてPaおよびPbは、好ましくはアクリレートまたはメタクリレート、更にはフルオロアクリレートを表す。式Pおよびそのサブ式の化合物中においてSpaおよびSpbは、好ましくは、−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−、−(CH2)p1−O−CO−および−(CH2)p1−O−CO−O−ならびにそれらの鏡像から成る群より選択される基を表し、式中、p1は1〜12、好ましくは1〜6の整数、特に好ましくは1、2または3を表し、ただし、これらの基は、O原子が直接隣接しないようにしてPaおよびPbに連結される。

0051

式Pの化合物の中でも、
・基PaおよびPbが、ビニルオキシ、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、クロロアクリレートオキセタンおよびエポキシド基から成る群より選択され、、特に好ましくはアクリレートまたはメタクリレート基であり、
・基SpaおよびSpbが、−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−、−(CH2)p1−O−CO−および−(CH2)p1−O−CO−O−ならびにそれらの鏡像から成る群より選択され、式中、p1は1〜12、好ましくは1〜6の整数、特に好ましくは1、2または3を表し、ただし、これらの基は、O原子が直接隣接しないようにしてPaおよびPbに連結されている
ものが特に好ましい。

0052

本発明の好ましい実施形態により好ましく使用される式Pの重合性化合物は、好ましくは6員環である環を2個のみ(n1=n2=0)含むものである。以下の式の化合物の群から選択される化合物が特に好ましい。

0053

0054

式中、Pa、Pb、Spa、Spb、s1およびs2は、上の式Pで定義される通りであり、好ましくは、Spa/bはアルキレン−(CH2)n−で、式中、nは、好ましくは3、4、5、6または7であり、Pa/bは、好ましくはメタクリレートまたはアクリレート部分構造である。式Pa、Pb、Pc、Pd、Pe、Pf、Pg、PhおよびPiの群から選択される化合物、特に式Paの化合物を使用することが特に好ましい。

0055

式Pにおいて、部分構造「A2−Q−A3」は、下式の部分構造である。

0056

式中好ましくは、2個のフェニレン環の少なくとも一方は、Hと異なる少なくとも1個のLで置換されており、式中、rは、それぞれの環について独立で、好ましくは、rは、それぞれの環で0、1または2である。

0057

式Pおよびそのサブ式の化合物中について、
PaおよびPbは、それぞれ互いに独立に、アクリレートまたはメタクリレートであるが、フルオロアクリレートでもあり、
SpaおよびSpbは、それぞれ互いに独立に、−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−、−O−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−CO−、−CO−O−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−CO−O−または−(CH2)p1−O−CO−O−であり、式中、p1は1〜12、好ましくは1〜6の整数、特に好ましくは1、2または3であり、ただし、これらの部分構造は、O原子が互いに直接連結しないようにしてPaおよびPbに連結される。

0058

・PaおよびPbが、ビニルオキシ、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、クロロアクリレート、オキセタンまたはエポキシ基、特に好ましくはアクリレートまたはメタクリレートであり、
・SpaおよびSpbが、−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−、−O−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−CO−、−CO−O−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−CO−O−または−(CH2)p1−O−CO−O−であり、式中、p1は1〜12、好ましくは1〜6の整数、特に好ましくは1、2または3であり、ただし、これらの基は、O原子が互いに直接連結しないようにしてPaまたはPbに連結されている
式Pの化合物の使用が特に好ましい。

0059

本発明によるポリマー安定化ディスプレイ用のポリマー前駆体における使用に適切で好ましいコモノマーは、例えば、以下の式より選択する。

0060

0061

0062

0063

式中、パラメータは以下の意味を有する:
P1およびP2は、それぞれ互いに独立に、重合性基(好ましくは、Paに対して、上および下で示される意味の1つを有する。)、特に好ましくは、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、オキセタン、ビニルオキシまたはエポキシ基であり、
Sp1およびSp2は、それぞれ互いに独立に、単結合またはスペーサー(好ましくは、Spaに対して、上および下で示される意味の1つを有する。)、特に好ましくは、−(CH2)p1−、−(CH2)p1−O−、−(CH2)p1−CO−O−または−(CH2)p1−O−CO−O−であり、式中、p1は1〜12の整数であり、ただし、最後に述べた基は隣接する環へO原子を介して連結されており、
ただし代わりにまた、化合物中に存在するP1−Sp1−およびP2−Sp2−の少なくとも一方がRaaでないことを条件として、1個以上のP1−Sp1−およびP2−Sp2−はRaaでもよく、
Raaは、H、F、Cl、CN、または、1〜25個のC原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル(ただし加えて、1個以上の隣接していないCH2基は、OまたはS原子のいずれもが互いに直接連結しないようにして、それぞれ互いに独立に、−C(R0)=C(R00)−、−C≡C−、−N(R0)−、−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−で置き換えられていてもよく、ただしまた、1個以上のH原子は、F、Cl、CNまたはP1−Sp1−で置き換えられていてもよい。)、特に好ましくは、直鎖状または分岐状で一フッ素化または多フッ素化されていてもよく1〜12個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシ(ただし、アルケニルおよびアルキニル基は少なくとも2個のC原子を有し、分岐状の基は少なくとも3個のC原子を有する。)であり、
R0およびR00は、それぞれの出現でそれぞれ互いに独立に、Hまたは1〜12個のC原子を有するアルキルであり、
RyおよびRzは、それぞれ互いに独立に、H、F、CH3またはCF3であり、
Z1は、−O−、−CO−、−C(RyRz)−または−CF2CF2−であり、
Z2およびZ3は、それぞれ互いに独立に、−CO−O−、−O−CO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−または−(CH2)n−を表し、ただし、nは、2、3または4であり、
Lは、それぞれの出現で互いに独立に、F、Cl、CN、SCN、SF5、または直鎖状または分岐状で一フッ素化または多フッ素化されていてもよく1〜12個のC原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシ、好ましくは、Fであり、
L’およびL”は、それぞれ互いに独立に、H、FまたはClであり、
rは、0、1、2、3または4であり、
sは、0、1、2または3であり、
tは、0、1または2であり、および
xは、0または1である。

0064

メソゲン媒体ブルー相である温度で動作可能および/または動作する本出願によるディスプレイにおいて使用するのに適切で好ましいコモノマーは、例えば、一反応性化合物の群から選択し、当該一反応性化合物は1〜9重量%、特に好ましくは4〜7重量%の濃度でポリマー安定化システムの前駆体中に存在する。好ましい一反応性化合物は、化合物が1個の反応性基のみを有するように1個以上のP1−Sp1−およびP2−Sp2−が基Raaである式M1〜M29の化合物である。

0065

特に好ましい一反応性化合物は、以下の式の化合物である。

0066

式中、P1、Sp1およびRaaは、それぞれ上で与えられる意味を有し、はP1は、好ましくは、アクリレート(CH2=CH−CO−O−)またはメタクリレート(CH2=C(CH3)−CO−O−)である。

0067

これらの中でも、下式の化合物が特に好ましい。

0068

式中、
nは、1〜16、好ましくは2〜8の範囲内の整数、好ましくは偶数であり、
mは、1〜15、好ましくは2〜7の範囲内の整数である。

0069

LC媒体またはLC媒体中に存在する重合性もしくは重合した成分が、以下の式の1種類以上の化合物を含む上および下に記載するLC媒体、LCディスプレイ、方法または使用が特に好ましい。

0070

式中、Pa、Pb、Spa、Spb、s1、s2およびLは上および下に示す意味を有し、rは0、1、2、3または4を表し、Z2およびZ3は、それぞれ互いに独立に、−CF2−O−または−O−CF2−を表し、好ましくはZ2が−CF2−O−であり、Z3が−O−CF2−であるかもしくは逆であるか、またはZ2が−CO−O−であり、Z3が−O−CO−であるかもしくは逆であり、最も好ましくはZ2が−CF2−O−であり、Z3が−O−CF2−であるか、またはZ2が−CO−O−であり、Z3が−O−CO−である。

0071

好ましくは、本発明により使用する液晶媒体は、ポリマー前駆体またはポリマー前駆体の一部分として、1種類または2種類以上の反応性メソゲン、好ましくは1種類以上の一反応性メソゲン、および同時に、1種類以上の二反応性メソゲンを含む。任意に、1種類以上の反応性メソゲンを、好ましくはHDMA、HDDMA、EHA、EA、EMAなどから選択される非メソゲン性でそれぞれ等方性反応性化合物で置き換えてもよい。

0072

本出願の好ましい実施形態において、本発明により使用する液晶媒体は、1種類または2種類以上の反応性メソゲン、好ましくは1種類以上の一反応性メソゲン、および同時に、1種類以上の二反応性メソゲンを含むポリマー前駆体を重合、好ましくは光重合して得られたまたは得ることができるポリマーを含む。任意に、1種類以上の反応性メソゲンを、好ましくはアクリル酸2−エチルヘキシル(EHA:2−ethylhexyl acrylate)、アクリル酸1,3,3−トリメチルヘキシル(TMHA:1,3,3−trimethylhexyl acrylate)、ジアクリル酸ヘキサンジオール(HDDA:hexanolediacrylate)、ジメタクリル酸ヘキサンジオール(HDDMA:hexanoledimethacrylate)などから、またメタクリル酸メチル(MMA:metylmethacrylate)、アクリル酸エチル(EA:ethylacrylate)、メタクリル酸エチル(EMA:ethylmethacrylate)およびアクリル酸6−(4’−シアノビフェニル−4−イルオキシヘキシル(6CBA:6−(4’−cyanobiphenyl−4−yloxy)hexyl acrylate)、メソゲン性モノマーから選択される非メソゲン性でそれぞれ等方性の反応性化合物で置き換えてもよい。

0073

好ましくは1種類以上の、最も好ましくは全ての一反応性メソゲンはメタクリレート類であり、また、好ましくは1種類以上の、最も好ましくは全ての一反応性メソゲンはビスアクリレート類および混合アクリレート類−メタクリレート類の群から選択され、それらは好ましくは、ビスアクリレート類である。

0074

好ましくは、本発明による液晶媒体は、
・式Iの1種類以上の化合物、および
・式IIの1種類以上の化合物、
または
・式Iの1種類以上の化合物、および
・式IIIの1種類以上の化合物、
または
・式IIの1種類以上の化合物、および
・式IIIの1種類以上の化合物、
または、最も好ましくは
・式Iの1種類以上の化合物、
・式IIの1種類以上の化合物、および
・式IIIの1種類以上の化合物
を含む。

0075

本発明の好ましい実施形態において、液晶媒体は、式Iの1種類以上の化合物および式IIIの1種類以上の化合物を含む。

0076

本発明の好ましい更なる実施形態において、液晶媒体は、式Iの1種類以上の化合物および式IIの1種類以上の化合物を含む。

0077

本発明による液晶媒体は同様に好ましくは、式IIの1種類以上の化合物および式IIIの1種類以上の化合物を含む。

0078

本発明によれば、式Iの1種類以上の化合物、式IIの1種類以上の化合物および式IIIの1種類以上の化合物を含む液晶媒体が特に好ましい。

0079

加えて、本発明により使用する液晶媒体は、式IVの1種類以上の化合物を含む。

0080

式中、

0081

好ましくは、

0082

特に好ましくは、

0083

を表し、
L4は、1〜6個のC原子を有するアルキル、3〜6個のC原子を有するシクロアルキルまたは4〜6個のC原子を有するシクロアルケニル、好ましくはCH3、C2H5、n−C3H7(−(CH2)2CH3)、i−C3H7(−CH(CH3)2)、シクロプロピルシクロブチルシクロヘキシルシクロペンタ−1−エニルまたはシクロヘキサ−1−エニル、特に好ましくはCH3、C2H5、シクロプロピルまたはシクロブチルを表し、
X4は、H、1〜3個のC原子を有するアルキルまたはハロゲン、好ましくはH、FまたはCl、特に好ましくはHまたはF、非常に特に好ましくはFを表し、
R41〜R44は、互いに独立に、それぞれ1〜15個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルもしくはフッ素化されていないアルコキシ、それぞれ2〜15個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキル、または15個までのC原子を有するシクロアルキル、アルキルシクロアルキル、シクロアルケニル、アルキルシクロアルケニル、アルキルシクロアルキルアルキルもしくはアルキルシクロアルケニルアルキル、および代わりにR43およびR44の一方または両方はまたHも表し、
好ましくはR41およびR42は、互いに独立に、それぞれ1〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルもしくはフッ素化されていないアルコキシ、またはそれぞれ2〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルケニルオキシまたはフッ素化されていないアルコキシアルキルを表し、
特に好ましくはR41は、1〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルまたは2〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、フッ素化されていないアルケニルオキシもしくはフッ素化されていないアルコキシアルキルを表し、および
特に好ましくはR42は、それぞれ1〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルまたはフッ素化されていないアルコキシを表し、
好ましくはR43およびR44は、H、1〜5個のC原子を有するフッ素化されていないアルキル、3〜7個のC原子を有するフッ素化されていないシクロアルキルもしくはシクロアルケニル、それぞれ4〜12個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルシクロヘキシルもしくはフッ素化されていないシクロヘキシルアルキル、または5〜15個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルシクロヘキシルアルキル、特に好ましくはシクロプロピル、シクロブチルまたはシクロヘキシルを表し、非常に特に好ましくはR43およびR44の少なくとも一方がn−アルキル、特に好ましくはメチルエチルまたはn−プロピルを表し、他方がHまたはn−アルキルを、特に好ましくはH、メチル、エチルまたはn−プロピルを表す。

0084

本出願による液晶媒体は好ましくは、合計で15〜90%、好ましくは20〜85%、特に好ましくは25〜80%の式Iの化合物を含む。

0085

本出願による液晶媒体は好ましくは、合計で1〜70%、好ましくは2〜65%、特に好ましくは3〜60%の式IIの化合物を含む。

0086

本出願による液晶媒体は好ましくは、合計で0〜60%、好ましくは5〜55%、特に好ましくは10〜50%の式IIIの化合物を含む。

0087

液晶媒体がそれぞれの場合において式I、IIおよびIIIの1種類以上の化合物を含む本発明の好ましい実施形態において、好ましくは式Iの化合物の濃度は45〜75%、好ましくは50〜70%、特に好ましくは55〜65%であり、好ましくは式IIの化合物の濃度は1〜20%、好ましくは2〜15%、特に好ましくは3〜10%であり、好ましくは式IIIの化合物の濃度は1〜30%、好ましくは5〜25%、特に好ましくは5〜20%である。

0088

液晶媒体がそれぞれの場合において式I、IIおよびIIIの1種類以上の化合物を含む本発明の更に好ましい実施形態において、好ましくは式Iの化合物の濃度は15〜40%、好ましくは20〜35%、特に好ましくは25〜30%であり、好ましくは式IIの化合物の濃度は10〜35%、好ましくは15〜30%、特に好ましくは20〜25%であり、好ましくは式IIIの化合物の濃度は25〜50%、好ましくは30〜45%、特に好ましくは35〜40%である。

0089

液晶媒体がそれぞれの場合において式IおよびIIの1種類以上の化合物を含むが、最高で5%で好ましくは式IIIの化合物を含まない本発明の好ましい実施形態において、好ましくは式Iの化合物の濃度は10〜50%、好ましくは20〜40%、特に好ましくは25〜35%であり、好ましくは式IIの化合物の濃度は40〜70%、好ましくは50〜65%、特に好ましくは35〜60%であり、好ましくは式IIIの化合物の濃度は1〜4%、好ましくは1〜3%、特に好ましくは0%である。

0090

特に好ましくは本出願による液晶媒体は、合計で50〜80%、好ましくは55〜75%、特に好ましくは57〜70%の式I−1の化合物および/または合計で5〜70%、好ましくは6〜50%、特に好ましくは8〜20%の式I−2およびI−3の化合物群から選択される化合物を含む。

0091

本出願による液晶媒体は、同様に好ましくは、全体で5〜60%、好ましくは10〜50%、特に好ましくは7〜20%の式IIの化合物を含む。

0092

単一の同族化合物を使用する場合、これらの限定はこの同族体の濃度に対応し、それは、好ましくは2〜20%、特に好ましくは1〜15%である。2種類以上の同族体を使用する場合、個々の同族体の濃度は、同様に好ましくは、それぞれの場合で1〜15%である。

0093

式I〜IIIの化合物は、それぞれの場合で、3より大きい誘電方性を有する誘電的に正の化合物、3より小さく−1.5より大きい誘電異方性を有する誘電的に中性の化合物、および、−1.5以下の誘電異方性を有する誘電的に負の化合物を包含する。

0094

本発明の好ましい実施形態において、液晶媒体は、式Iの化合物、好ましくは、式I−1〜I−3の化合物群より選択され、好ましくは、式I−1および/またはI−2および/またはI−3、好ましくは、式I−1およびI−2の1種類以上の化合物を含み、より好ましくは式Iのこれらの化合物は大部分がそれらより成り、更により好ましくは本質的に成り、非常に特に好ましくは完全に成る。

0095

式中、パラメータは式Iに対して上で示されるそれぞれの意味を有し、好ましくは、
R11は、1〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルまたは2〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニルを表し、
R12は、1〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルキル、2〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニルまたは1〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルコキシを表し、
X11およびX12は、互いに独立に、F、Cl、−OCF3、−CF3、−CN、−NCSまたは−SF5、好ましくは、F、Cl、−OCF3または−CNを表す。

0096

式I−1の化合物は、好ましくは、式I−1a〜I−1dの化合物群より選択され、より好ましくは、式I−1のこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0097

式中、パラメータは式I−1に対して上で示されるそれぞれの意味を有し、式中、
Y11およびY12は、それぞれ互いに独立に、HまたはFを表し、好ましくは、
R11は、アルキルまたはアルケニルを表し、および
X11は、F、Clまたは−OCF3を表す。

0098

式I−2の化合物は、好ましくは、式I−2a〜I−2eの化合物群および/または式I−2fおよびI−2gの化合物群より選択され、より好ましくは、式I−2のこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0099

ただし、それぞれの場合において、式I−2aの化合物は式I−2bおよびI−2cの化合物より除外され、式I−2bの化合物は式I−2cの化合物より除外され、式I−2gの化合物は式I−2fの化合物より除外され、および
式中、パラメータは式I−1に対して上で示されるそれぞれの意味を有し、式中、
Y11およびY12は、それぞれ互いに独立に、HまたはFを表し、好ましくは、
R11は、アルキルまたはアルケニルを表し、
X11は、F、Clまたは−OCF3を表し、好ましくは、
Y11およびY12の一方はHを表し、他方はHまたはFを表し、好ましくは同様に、Hを表す。

0100

式I−3の化合物は、好ましくは、式I−3aの化合物である。

0101

式中、パラメータは式I−1に対して上で示されるそれぞれの意味を有し、式中、好ましくは、
X11は、F、Cl、好ましくは、Fを表し、
X12は、F、Clまたは−OCF3、好ましくは、−OCF3を表す。

0102

本発明の更により好ましい実施形態において、式Iの化合物は、化合物I−1a〜I−1dの群より選択され、好ましくは、化合物I−1cおよびI−1dの群より選択され、より好ましくは、式Iのこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0103

式I−1aの化合物は、好ましくは、式I−1a−1およびI−1a−2の化合物群より選択され、より好ましくは、式I−1aのこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0104

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1を表し、だだし、
nは、0〜7の範囲内、好ましくは1〜5の範囲内、特に好ましくは3または7の整数を表す。

0105

式I−1bの化合物は、好ましくは、式I−1b−1の化合物である。

0106

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1を表し、だだし、
nは、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表す。

0107

式I−1cの化合物は、好ましくは、式I−1c−1およびI−1c−4の化合物群より選択され、好ましくは、式I−1c−1およびI−1c−2の化合物群より選択され、より好ましくは、式I−1cのこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0108

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1を表し、だだし、
nは、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表す。

0109

式I−1dの化合物は、好ましくは、式I−1d−1およびI−1d−2の化合物群より選択され、好ましくは、式I−1d−2の化合物であり、より好ましくは、式I−1dのこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0110

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1を表し、だだし、
nは、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表す。

0111

式I−2aの化合物は、好ましくは、式I−2a−1およびI−2a−2の化合物群より選択され、好ましくは、式I−1a−1の化合物であり、より好ましくは、式I−2aのこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0112

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R12は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0113

(R11およびR12)の好ましい組み合わせは、特に式I−2a−1の場合において、(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)および(CnH2n+1および(CH2)z−CH=CH2)である。

0114

式I−2bの好ましい化合物は、式I−2b−1の化合物である。

0115

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R12は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0116

(R11およびR12)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(CnH2n+1およびCmH2m+1)である。

0117

式I−2cの好ましい化合物は、式I−2c−1の化合物である。

0118

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R12は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0119

(R11およびR12)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(CnH2n+1およびCmH2m+1)である。

0120

式I−2dの好ましい化合物は、式I−2d−1の化合物である。

0121

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R12は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0122

(R11およびR12)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(CnH2n+1およびCmH2m+1)である。

0123

式I−2eの好ましい化合物は、式I−2e−1の化合物である。

0124

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R12は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0125

(R11およびR12)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(CnH2n+1およびO−CmH2m+1)である。

0126

式I−2fの好ましい化合物は、式I−2f−1の化合物である。

0127

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R12は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0128

(R11およびR12)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(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CmH2m+1)である。

0129

式I−2gの好ましい化合物は、式I−2g−1の化合物である。

0130

式中、
R11は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R12は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0131

(R11およびR12)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(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。

0132

式IIの化合物は、好ましくは、式II−1〜II−4の化合物群より選択され、より好ましくは、式IIのこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0133

式中、
Z21およびZ22はトランス−CH=CH−またはトランス−CF=CF−、好ましくは、トランス−CH=CH−を表し、他のパラメータは式IIIにおいて上で与えられる意味を有し、好ましくは、
R21およびR22は、互いに独立に、H、1〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルまたはアルコキシ、または、2〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニルを表し、
X22は、F、Cl、−CNまたは−NCS、好ましくは、−NCSを表し、
および

0134

を表し、
その他は、互いに独立に、

0135

好ましくは、

0136

を表し、好ましくは、
R21は、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R22は、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表し、
ただし、式II−2の化合物は式II−1の化合物より除外する。

0137

式II−1の化合物は、好ましくは、式II−1aおよびII−1bの化合物群より選択され、好ましくは、式II−1aの化合物群より選択され、より好ましくは、式II−1のこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0138

式中、
R21は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R22は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0139

(R21およびR22)の好ましい組み合わせは、ここでは特に(CnH2n+1およびCmH2m+1)および(CnH2n+1およびO−CmH2m+1)、式II−1aの場合、特に好ましくは(CnH2n+1およびCmH2m+1)、式II−1bの場合、特に好ましくは(CnH2n+1およびO−CmH2m+1)である。

0140

式II−2の化合物は、好ましくは、式II−2aの化合物である。

0141

式中、
R21は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R22は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0142

(R21およびR22)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(CnH2n+1およびCmH2m+1)および(CnH2n+1およびO−CmH2m+1)である。

0143

式II−3の化合物は、好ましくは、式II−3aの化合物である。

0144

式中、パラメータは式II−3において上で示す意味を有し、好ましくは、
R21は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1を表し、ただし、
nは、0〜7の範囲内、好ましくは1〜5の範囲内の整数を表し、および
X22は、−F、−Cl、−OCF3、−CNまたは−NCS、特に好ましくは−NCSを表す。

0145

式II−4の化合物は、好ましくは、式II−4aの化合物である。

0146

式中、パラメータは式II−4において上で示す意味を有し、好ましくは、
R21は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1を表し、ただし、
nは、0〜7の範囲内、好ましくは1〜5の範囲内の整数を表し、および
X22は、−F、−Cl、−OCF3、−CNまたは−NCS、特に好ましくは−NCSを表す。

0147

式IIの更に好ましい化合物は、以下の式の化合物である。

0148

式中、
nは、0〜7の範囲内、好ましくは1〜5の範囲内の整数を表す。

0149

式IIIの化合物は、好ましくは、式III−1〜III−7の化合物群より選択され、より好ましくは、式IIIのこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0150

ただし、式III−5の化合物は式III−6の化合物より除外され、
式中、パラメータは式IIIに対して上で示されるそれぞれの意味を有し、好ましくは、
R31は、それぞれ1〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルまたはアルコキシ、または、2〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニルを表し、
R32は、それぞれ1〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルまたはアルコキシ、または、2〜7個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニルを表し、
X32は、F、Clまたは−OCF3、好ましくは、−Fを表し、および
特に好ましくは、
R31は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R32は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0151

式III−1の化合物は、好ましくは、式III−1a〜III−1dの化合物群より選択され、より好ましくは、式III−1のこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0152

式中、X32は式III−2に対して上で与えられる意味を有し、および
R31は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1を表し、ただし、
nは、1〜7、好ましくは、2〜6、特に好ましくは、2、3または5を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表し、および
X32は、好ましくは、Fを表す。

0153

式III−2の化合物は、好ましくは、式III−2aおよびIII−2b、好ましくは、式III−2aの化合物群より選択され、より好ましくは、式III−2のこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0154

式中、
R31は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R32は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0155

(R31およびR32)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(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CmH2m+1)である。

0156

式III−3の化合物は、好ましくは、式III−3aの化合物である。

0157

式中、
R31は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R32は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0158

(R31およびR32)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(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CmH2m+1)である。

0159

式III−4の化合物は、好ましくは、式III−4aの化合物である。

0160

式中、
R31は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R32は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0161

(R31およびR32)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(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CmH2m+1)である。

0162

式III−5の化合物は、好ましくは、式III−5aおよびIII−5b、好ましくは、式IV−5aの化合物群より選択され、より好ましくは、式III−5のこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0163

式中、
R31は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R32は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0164

(R31およびR32)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(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CmH2m+1)である。

0165

式III−6の化合物は、好ましくは、式III−6aおよびIII−6bの化合物群より選択され、より好ましくは、式III−6のこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0166

式中、
R31は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R32は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0167

(R31およびR32)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(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CmH2m+1)である。

0168

本発明による媒体は、式IVの1種類以上の化合物を含んでもよい。

0169

式中、
R41およびR42は、互いに独立に、H、1〜15個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルまたはアルコキシ、または、2〜15個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、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、フッ素化されていないアルキルまたはアルケニルを表し、
Z41およびZ42の一方は、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−または−C≡C−を表し、他方は、それとは独立に、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−または単結合を表し、好ましくは、それらの一方が−C≡C−またはトランス−CH=CH−を表し、他方が単結合を表し、および

0170

を表し、

0171

を表す。

0172

本出願による液晶媒体は、好ましくは、全体で0〜40%、好ましくは0〜30%、特に好ましくは5〜25%の式IVの化合物を含む。

0173

式IVの化合物は、好ましくは、式IV−1〜IV−3の化合物群より選択され、より好ましくは、式IVのこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0174

式中、
Y41およびY42の一方はHを表し、他方はHまたはFを表し、および
R41は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R42は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0175

(R41およびR42)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(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CmH2m+1)である。

0176

式IV−1の化合物は、好ましくは、式IV−1a〜IV−1cの化合物群より選択され、より好ましくは、式IV−1のこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0177

式中、
R41は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R42は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0178

(R41およびR42)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(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CmH2m+1)である。

0179

式IV−2の化合物は、好ましくは、式IV−2aの化合物である。

0180

式中、
R41は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R42は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0181

(R41およびR42)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(CnH2n+1およびCmH2m+1)、(CnH2n+1およびO−CmH2m+1)および(CH2=CH−(CH2)zおよびCmH2m+1)、特に好ましくは、(CnH2n+1およびCmH2m+1)である。

0182

式IV−3の化合物は、好ましくは、式IV−3aの化合物である。

0183

式中、
R41は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R42は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0184

(R41およびR42)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(CnH2n+1およびCmH2m+1)および(CnH2n+1およびO−CmH2m+1)である。

0185

本発明による媒体は、式Vの1種類以上の化合物を含んでもよい。

0186

式中、
L51は、R51またはX51を表し、
L52は、R52またはX52を表し、
R51およびR52は、互いに独立に、H、1〜15個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルキルまたはアルコキシ、または、2〜15個、好ましくは3〜10個のC原子を有するフッ素化されていないアルケニル、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、フッ素化されていないアルキルまたはアルケニルを表し、
X51およびX52は、互いに独立に、H、F、Cl、−CN、−NCS、−SF5、1〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルキルまたはフッ素化されたアルコキシ、または、2〜7個のC原子を有するフッ素化されたアルケニル、フッ素化されていないかまたはフッ素化されたアルケニルオキシまたはフッ素化されていないかまたはフッ素化されたアルコキシアルキル、好ましくは、フッ素化されたアルコキシ、フッ素化されたアルケニルオキシ、FまたはClを表し、および
Z51〜Z53は、互いに独立に、トランス−CH=CH−、トランス−CF=CF−、−C≡C−または単結合を表し、好ましくは、それらの1個以上が単結合を表し、特に好ましくは、全てが単結合を表し、

0187

を表し、

0188

を表す。

0189

式Vの化合物は、好ましくは、式V−1〜V−3の化合物群より選択され、より好ましくは、式Vのこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0190

式中、パラメータは式Vにおいて上で示されるそれぞれの意味を有し、好ましくは、

0191

を表し、および
式中、
R51は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R52は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0192

(R51およびR52)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(CnH2n+1およびCmH2m+1)および(CnH2n+1およびO−CmH2m+1)である。

0193

本出願による液晶媒体は、好ましくは、全体で5〜30%、好ましくは10〜25%、特に好ましくは15〜20%の式Vの化合物を含む。

0194

式V−1の化合物は、好ましくは、式V−1a〜V−1eの化合物群より選択され、より好ましくは、式V−1のこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0195

式中、パラメータは上で与えられる意味を有し、好ましくは、
R51は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1を表し、および、
nは、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
X52は、好ましくは、FまたはClを表す。

0196

式V−2の化合物は、好ましくは、式V−2aおよびV−2bの化合物群より選択され、より好ましくは、式V−2のこれらの化合物より大部分が成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に特に好ましくは完全にこれらより成る。

0197

式中、
R51は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R52は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0198

(R51およびR52)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(CnH2n+1およびCmH2m+1)である。

0199

式V−3の化合物は、好ましくは、式V−3aおよびV−3bの化合物である。

0200

式中、
R51は上で示される意味を有し、好ましくは、CnH2n+1またはCH2=CH−(CH2)zを表し、および、
R52は上で示される意味を有し、好ましくは、CmH2m+1またはO−CmH2m+1または(CH2)z−CH=CH2を表し、ただし、
nおよびmは、互いに独立に、0〜15の範囲内、好ましくは1〜7の範囲内、特に好ましくは1〜5の整数を表し、および
zは、0、1、2、3または4、好ましくは、0または2を表す。

0201

(R51およびR52)の好ましい組み合わせは、ここでは特に、(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。

0202

適切で好ましい重合方法は、例えば熱または光重合、好ましくは光重合、特にはUV光重合である。ここで、1種類以上の開始剤もまた任意に添加することができる。重合のための適切な条件および開始剤の適切なタイプおよび量は当業者には既知であり、文献に記載されている。例えばおよび好ましくは、商業的に入手可能な光重合剤Irgacure(登録商標)184、Irgacure(登録商標)369、Irgacure(登録商標)651、Irgacure(登録商標)784(好ましい)、Irgacure(登録商標)819(好ましい)、Irgacure(登録商標)907またはIrgacure(登録商標)1300(全てBASF社製)またはDarocure(登録商標)1173(チバ社製)がフリーラジカル重合に適している。開始剤を用いる場合、その割合は、好ましくは0.001〜5重量%、特に好ましくは0.001〜1重量%である。

0203

また、本発明による重合性化合物は開始剤なしの重合にも適しており、これは例えば、より低い材料コストおよび特には開始剤またはその分解生成物の考えられる残留量によるLC媒体のより低いコンタミネーションなどの有意な有利を伴う。よってまた、重合は開始剤の添加なしで行うこともできる。よって好ましい実施形態において、LC媒体は重合開始剤を含まない。

0204

例えば貯蔵または輸送の際にRMの所望でない自発的な重合を防ぐために、重合性成分またはLC媒体はまた、1種類以上の安定剤も含んでもよい。安定剤の適切なタイプおよび量は当業者に既知であり、文献に記載されている。例えばIrganox(登録商標)1076などの例えばIrganox(登録商標)シリーズ(チバ社製)から商業的に入手可能な安定剤が特に適切である。安定剤を用いる場合、それらの割合はRMまたは重合性成分を含むLSの混合物の合計量を基礎として、好ましくは10〜10,000ppmの範囲、特に好ましくは50〜2,000ppmの範囲、最も好ましくは0.2%または約0.2%である。

0205

混合物の特性を、重合の前に下に記載する通り解析する。次いで、1回の照射(180秒)で反応性成分を重合し、得られた媒体の特性を再び解析する。

0206

媒体の重合は好ましくは、約3.0mW/cm2の実効出力を有するUVランプ(例えば、ダイマックス社、Bluewave 200、365nm干渉フィルタ)で180秒照射して行う。重合は、試験用セルアンテナ装置内において直接行う。UVが誘発するホストの分解を最小にするために、適切なロングパスフィルタ、例えばショット社GG395またはGG410を有益に適用する。

0207

重合は、室温で行う。

0208

結果として最大の安定化となる全体の照射時間は、示される照射出力において典型的には180秒である。最適化された照射/温度プログラムに従って、更に重合を行うこともできる。

0209

重合に先立ち媒体における重合性化合物の合計濃度は、好ましくは1〜20%の、より好ましくは2〜15%の、最も好ましくは2〜10%の範囲である。

0210

本発明の好ましい実施形態において、媒体は、3より大きい誘電異方性を有する式I−1の1種類以上の誘電的に正の化合物を含む。

0211

媒体は、好ましくは、−1.5より高く3までの範囲の誘電異方性を有する式I−2の1種類以上の誘電的に中性の化合物を含む。

0212

本発明の好ましい実施形態において、媒体は、式IIの1種類以上の化合物を含む。

0213

本発明の更に好ましい実施形態において、媒体は、式IIIの1種類以上の化合物を含む。

0214

本発明により使用する液晶媒体、好ましくかより良好には液晶媒体のネマチック成分は、好ましくは5員および/または6員環を2個以下のみ有する化合物を10%以下、好ましくは5%以下、特に好ましくは2%以下、非常に特に好ましくは1%以下含み、および、特には全く含まない。

0215

略称頭字語)の定義は、同様に、表Dにおいて下に示されているか、表A〜Cより明らかである。

0216

本発明による液晶媒体は、式I〜V、好ましくはI〜IV、非常に好ましくはI〜IIIおよび/またはVの化合物群より選択される化合物を好ましくは含み、より好ましくは大部分がこれらより成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に好ましくは完全にこれらより成る。

0217

本出願において、含むは、組成物との関連において、問題となっている構成要素、即ち、媒体または成分が、好ましくは10%以上、非常に好ましくは20%以上の合計濃度で、指示された成分または数種類の成分または化合物または数種類の化合物を含むことを意味する。

0218

この関連において、大部分が〜より成るは、問題となっている構成要素が、55%以上、好ましくは60%以上、非常に好ましくは70%以上の指示された成分または数種類の成分または化合物または数種類の化合物を含むことを意味する。

0219

この関連において、本質的に〜より成るは、問題となっている構成要素が、80%以上、好ましくは90%以上、非常に好ましくは95%以上の指示された成分または数種類の成分または化合物または数種類の化合物を含むことを意味する。

0220

この関連において、完全に〜より成るは、問題となっている構成要素が、98%以上、好ましくは99%以上、非常に好ましくは100%の指示された成分または数種類の成分または化合物または数種類の化合物を含むことを意味する。

0221

また、上で明らかには述べられてはいない他のメソゲン化合物も、任意成分として有利に本発明による媒体において使用できる。そのような化合物は当業者に既知である。

0222

本発明による液晶媒体は、好ましくは90℃以上の、より好ましくは100℃以上の、更により好ましくは120℃以上の、特に好ましくは150℃以上の、非常に特に好ましくは170℃以上の透明点を有する。

0223

本発明による媒体のネマチック相は、好ましくは少なくとも20℃以下〜90℃以上、好ましくは100℃以上まで、より好ましくは少なくとも0℃以下〜120℃以上、非常に好ましくは少なくとも−10℃以下〜140℃以上、特には少なくとも−20℃以下〜150℃以上に及ぶ。

0224

1kHzおよび20℃において、本発明による液晶媒体のΔεは、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、非常に好ましくは3以上である。

0225

589nm(NaD)および20℃において、本発明による液晶媒体のΔnは、好ましくは0.200以上〜0.90以下の範囲、より好ましくは0.250以上〜0.90以下の範囲、更により好ましくは0.300以上〜0.85以下の範囲、非常に特に好ましくは0.350以上〜0.800以下の範囲である。

0226

本発明の第1の好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体のΔnは、好ましくは0.50以上、より好ましくは0.55以上である。

0227

本発明によれば、式Iの個々の化合物は、混合物全体の好ましくは10〜70%、より好ましくは20%〜60%、更により好ましくは30%〜50%、非常に好ましくは25%〜45%の合計濃度において使用される。

0228

式IIの化合物は、混合物全体の好ましくは1〜20%、より好ましくは1%〜15%、更により好ましくは2%〜15%、非常に好ましくは3%〜10%の合計濃度において使用される。

0229

式IIIの化合物は、混合物全体の好ましくは1〜60%、より好ましくは5%〜50%、更により好ましくは10%〜45%、非常に好ましくは15%〜40%の合計濃度において使用される。

0230

液晶媒体は好ましくは、全体で50%〜100%、より好ましくは70%〜100%、非常に好ましくは80%〜100%、特には90%〜100%の、式I、II、III、IVおよびV、好ましくは式I、III、IVおよびV、より好ましくは式I、II、III、IVおよび/またはVIの化合物を含み、好ましくは大部分が成り、非常に特に好ましくは完全に成る。

0231

本出願において、誘電的に正との表現はΔε>3.0の化合物または成分を記載し、誘電的に中性は−1.5≦Δε≦3.0のものを記載し、誘電的に負はΔε<−1.5のものを記載する。Δεは、1kHzの周波数および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におけるそれぞれ個々の化合物の10%溶液の結果より決定される。ホスト混合物におけるそれぞれの化合物の溶解度が10%未満の場合、濃度を5%に低下する。試験混合物の容量は、ホメオトロピック配向を有するセルおよびホモジニアス配向を有するセルの両者において決定する。両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は0.5V〜1.0Vの有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も低く選択される。

0232

Δεは(ε‖−ε⊥)と定義され、一方、εave.は(ε‖+2ε⊥)/3である。

0233

誘電的に正の化合物用に使用されるホスト混合物は混合物ZLI−4792であり、誘電的に中性および誘電的に負の化合物用に使用されるのは混合物ZLI−3086で、両者ともドイツ国メルク社製である。化合物の誘電率の絶対値は、興味ある化合物を添加した際の、ホスト混合物のそれぞれの値の変化より決定される。その値を、興味ある化合物の濃度100%に外挿する。

0234

20℃の測定温度においてネマチック相を有する成分は、そのままで測定され、他の全ても化合物と同様に処理される。

0235

両方の場合において他に明言しない限り、本出願において閾電圧との表現は光学閾値について言及し、10%相対的コントラスト(V10)についてであり、飽和電圧との表現は光学的飽和について言及し、90%相対的コントラスト(V90)についてである。フレデリクス閾値(VFr)とも呼ばれる容量的閾電圧(V0)は、明示的に述べる場合にのみ使用する。

0236

本出願で示されるパラメータの範囲は、他に明示しない限り、全て限界値を含む。

0237

互いの組み合わせにおいて特性の各種の範囲に示される異なる上限および下限の値は、追加の好ましい範囲とする。

0238

本出願を通じて、他に明示しない限り、以下の条件および定義を適用する。全ての濃度は重量パーセントで示され、それぞれ混合物全体に関するものであり、全ての温度は、摂氏度であり、全ての温度差差異度である。全ての物理的特性は、「Merck Liquid Crystals、Physical Properties of Liquid Crystals」、1997年11月刊、ドイツ国メルク社に従って決定され、他に明言しない限り、20℃の温度においてである。光学異方性(Δn)は、589.3nmの波長で決定される。誘電異方性(Δε)は、1kHzの周波数で決定される。閾電圧ならびに他の全ての電気光学的特性は、ドイツ国メルク社で製造された試験セルを使用して決定される。Δεの決定のための試験セルは、およそ20μmのセル厚を有している。電極は、1.13cm2の面積および保護リングを有する円形ITO電極である。配向層は、ホメオトロピック配向(ε‖)用には日本国日産化学社製SE−1211、ホモジニアス配向(ε⊥)用には日本国日本合成ゴム社製ポリイミドAL−1054である。容量は、0.3Vrmsの電圧を有する正弦波を使用するSolatron1260周波数応答解析装置を使用して決定する。電気光学的測定において使用される光は、白色光である。ドイツ国Autronic−Melchers社製の商業的に入手可能なDMS装置を使用する装置構成を、本明細書においては用いる。特性電圧を、垂直観察の下で決定した。閾値(V10)、中間灰色(V50)および飽和(V90)電圧を、それぞれ、10%、50%および90%相対コントラストに対して決定した。

0239

液晶媒体を、A.Penirschke、S.Muller、P.Scheele、C.Weil、M.Wittek、C.HockおよびR.Jakoby:「Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35GHz」、第34回European Microwave Conference、アムステルダム、545〜548頁に記載される通り、マイクロ波周波数領域における液晶媒体の特性について検討する。

0240

これについては、A.Gaebler、F.Golden、S.Muller、A.PenirschkeおよびR.Jakoby「Direct Simulation of Material Permittivites(以下省略)」、12MTC2009、International Instrumentation and Measurement Technology Conference、シンガポール、2009年(IEEE)、463〜467頁、および、ドイツ国特許出願公開第10 2004 029 429号公報も比較されたい。これらにも測定方法が同様に詳細に記載されている。

0241

液晶をポリテトラフルオロエチレンPTFE)の毛細管内に導入する。毛細管は180μmの内径および350μmの外径を有する。有効長は2.0cmである。充填された毛細管を、共振周波数が30GHzの空洞の中心に導入する。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。次いで、入力信号ソース)を印加し、市販のベクトルネットワークアナライザを使用して出力信号の結果を記録する。

0242

液晶で充填された毛細管がある状態での測定と、液晶で充填された毛細管がない状態での測定との間における共振周波数およびQ因子の変化を、A.Penirschke、S.Muller、P.Scheele、C.Weil、M.Wittek、C.HockおよびR.Jakoby:「Cavity Perturbation Method for Characterization of Liquid Crystals up to 35GHz」、第34回European Microwave Conference、アムステルダム、545〜548頁において、そこで記載される通り、式10および11を用いて、対応する目的とする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使用する。

0243

液晶のダイレクターに垂直および平行な成分に対する特性の値は、磁界中の液晶の配向より得られる。このためには、永久磁石の磁界を使用する。磁界の強さは0.35テスラである。磁石の配置を対応して設定し、次いで、対応して90°回転する。

0244

好ましい素子は、位相シフタ、バラクタ無線および電波アンテナアレイ整合回路適応フィルタならびにその他である。

0245

本出願において明らかに他に明言しない限り、化合物との用語は1種類の化合物および複数種類の化合物の両者を意味する。

0246

本発明による液晶媒体は、好ましくは、それぞれの場合において少なくとも−20℃〜80℃、好ましくは−30℃〜85℃、非常に特に好ましくは−40℃〜100℃のネマチック相を有する。この相は、特に好ましくは、120℃以上まで、好ましくは140℃以上まで、非常に特に好ましくは180℃以上にまで及ぶ。本明細書において、ネマチック相を有するとの表現は、一方でスメクチック相および結晶化が対応する温度における低温で確認されないことを意味し、他方でネマチック相から加熱しても透明化が起きないことを意味する。低温における検討は対応する温度において流動粘度計中で行なわれ、5μmの層厚を有する試験用セルにおいて少なくとも100時間保存して確認する。高温においては、従来法により毛細管中で透明点を測定する。

0247

更に、本発明による液晶媒体は、高い光学異方性の値で特徴付けられる。589nmでの複屈折率は、好ましくは0.20以上、特に好ましくは0.25以上、特に好ましくは0.30以上、特に好ましくは0.40以上、非常に特に好ましくは0.45以上である。加えて、複屈折率は、好ましくは0.80以下である。

0248

好ましく用いる液晶は、正の誘電異方性を有している。これは、好ましくは2以上、好ましくは4以上、特に好ましくは6以上、非常に特に好ましくは10以上である。

0249

更に、本発明による液晶媒体は、マイクロ波領域での高い異方性の値で特徴付けられる。約8.3GHzでの複屈折率は、例えば、好ましくは0.14以上、特に好ましくは0.15以上、特に好ましくは0.20以上、特に好ましくは0.25以上、非常に特に好ましくは0.30以上である。加えて、複屈折率は、好ましくは0.80以下である。

0250

好ましい液晶材料の材料品質(η)(μ波)/tan(δ)は5以上、好ましくは6以上、好ましくは8以上、好ましくは10以上、好ましくは15以上、好ましくは17以上、特に好ましくは20以上、非常に特に好ましくは25以上である。

0251

好ましい液晶材料は、15°/dB以上、好ましくは20°/dB以上、好ましくは30°/dB以上、好ましくは40°/dB以上、好ましくは50°/dB以上、特に好ましくは80°/dB以上、非常に特に好ましくは100°/dB以上の位相シフタ品質を有する。

0252

しかしながら、実施形態によっては、また、負の値の誘電異方性を有する液晶も有利に使用できる。

0253

用いられる液晶は、個別の物質または混合物のいずれかである。それらは、好ましくは、ネマチック相を有する。

0254

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状および分岐状のアルキル基、特に、直鎖状の基であるメチル、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、一般に好ましい。

0255

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状および分岐状のアルケニル基、特に、直鎖状の基を包含する。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。更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、一般に好ましい。

0256

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状の基、即ち、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。しかしながら、フッ素の他の位置が除外されるものではない。

0257

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の直鎖状の基を包含し、ただし、nおよびmは、それぞれ互いに独立に、1〜10を表す。好ましくは、nが1で、mが1〜6である。

0258

ビニル末端基を含有する化合物およびメチル末端基を含有する化合物が、低い回転粘度を有する。

0259

本出願において、高周波数技術およびハイパー周波数技術の両者は、1MHz〜1THz、好ましくは1GHz〜500GHz、より好ましくは2GHz〜300GHz、特に好ましくは5GHz〜150GHzの範囲内の周波数を有する用途を表す。

0260

本発明による液晶媒体は、通常の濃度で更なる添加剤およびキラルドーパントを含むことができる。これらの更なる構成成分の合計濃度は、混合物全体に基づいて0%〜10%、好ましくは0.1%〜6%の範囲内である。使用される個々の化合物の濃度は、それぞれ好ましくは0.1%〜3%の範囲内である。これらおよび類似の添加剤の濃度は、本出願において、液晶媒体の液晶成分および液晶化合物の値および濃度範囲を言う場合は考慮されない。

0261

本発明による液晶媒体は、複数種類の化合物、好ましくは3〜30種類、より好ましくは4〜20種類、非常に好ましくは4〜16種類の化合物から成る。これらの化合物は、慣用的な方法で混合される。一般に、より少ない量で使用される化合物の所望量を、より多い量で使用される化合物に溶解する。より高い濃度で使用される化合物の透明点より温度が高い場合には、溶解過程の完了を観察するのは特に容易である。しかしながら、他の慣用の方法、例えば、化合物の同族または共融混合物であってよい、例えば、所謂プレ混合の使用や、構成成分自身が使用可能な状態の混合物である所謂「マルチボトル」システムを使用して媒体を調製することも可能である。

0262

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)などの全ての温度は、摂氏度である。全ての温度差は差異度である。

0263

本発明および特に以下の例において、メソゲン化合物の構造は、頭字語とも呼ばれる略称を用いて示される。これらの頭字語において、化学式は、下の表A〜Cを使用して以下の通り省略される。全ての基CnH2n+1、CmH2m+1およびClH2l+1またはCnH2n−1、CmH2m−1およびClH2l−1は、それぞれの場合でn、mおよびl個のC原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルケニル、好ましくは1E−アルケニルを、それぞれ表す。表Aには、化合物の核となる構造の環要素のために使用されるコードが列記されており、一方、表Bには、橋架基が示されている。表Cには、左側または右側の末端基のためのコードの意味が与えられている。表Dには、化合物の例示的構造が、それらのそれぞれの略称と共に示されている。

0264

0265

0266

0267

式中、nおよびmはそれぞれ整数を表し、3つの点「...」はこの表からの他の略称のための場所である。

0268

以下の表は、例示構造を、それらのそれぞれの略称と共に示す。これらは、略称のための規則の意味を例示するために示される。それらは、更に、好ましく使用される化合物を表す。

0269

0270

0271

0272

0273

0274

以下の表、即ち、表Eには、本発明によるメソゲン媒体において安定剤として使用できる例示化合物を示す。これらおよび同様の化合物の媒体中における合計濃度は、好ましくは、5%以下である。

0275

0276

0277

本発明の好ましい実施形態において、メソゲン媒体は、表Eからの化合物群より選択される1種類以上の化合物を含む。

0278

以下の表、即ち、表Fには、本発明によるメソゲン媒体においてキラルドーパントとして好ましく使用できる例示化合物を示す。

0279

0280

本発明の好ましい実施形態において、メソゲン媒体は、表Fからの化合物群より選択される1種類以上の化合物を含む。

0281

本出願によるメソゲン媒体は、好ましくは、上の表からの化合物から成る群より選択される2種類以上、好ましくは4種類以上の化合物を含む。

0282

本発明による液晶媒体は、好ましくは、
・好ましくは、表Dからの化合物群より選択され、3つ以上、好ましくは4つ以上の異なる式を有す7種類以上の化合物、好ましくは8種類以上の化合物
を含む。

0283

以下の例は、本発明を一切制限することなく本発明を説明する。

0284

しかしながら、物理的特性より、当業者に対しては、いかなる特性が達成可能であるか、およびどの範囲で特性を改変できるかが明らかとなる。よって、特に、好ましく達成することができる種々の特性の組み合わせが、当業者のために十分規定される。

0285

<例1.1〜1.3および比較例1>
<比較例1>
以下の表に示す組成および特性を有する液晶混合物C−1を調製し、一般的な物理的特性および19GHzでマイクロ波素子における適用性について検討する。

0286

<例1.1〜1.3>
混合物C−1を3部に分ける。これら3部のそれぞれ一つずつに、
a)0.2%の光開始剤イルガキュア819(登録商標)と、

0287

b)二者択一的に、ある濃度の下式RM−1(上)およびRM−2(下)の2種類の反応性メソゲン化合物と、および

0288

c)ある濃度の下式RM−Cの反応性メソゲンと

0289

を、それぞれ加える。

0290

これら3部のそれぞれ一つずつに、1.67%のRM−1および3.33%のRM−2、2.50 %のRM−1および5.00%のRM−2または3.33%のRM−1および6.67%のRM−2のそれぞれを、それぞれについて二者択一的に加える。

0291

3つの得られた混合物をM−1.1〜M−1.3と呼ぶ。これら3つの混合物をそれぞれ、PI Al3046で覆われ逆平行ラビングされたガラス基板を有する試験用セルに充填する。試験用セルは50μmのセルギャップを有し、UV照射(ダイマックス社、3.3mW/cm2、ロングパスフィルタ(380nm、ショット社GG380)を使用)下でポリマー前駆体を重合する。照射時間は3分である。

0292

次いで、液晶媒体および反応性モノマー重合生成物を含むシステムの物理的特性について、充填された試験用セルを検討する。

0293

0294

0295

ポリマー前駆体の重合後、液晶材料は著しく改良(即ち、短縮)された応答時間を示した。

0296

<例2>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−2を調製する。

0297

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0298

比較のために、化合物4’−フェニル−4−シアノビフェニル(5CBまたはK15とも呼ばれる。メルク社製)は20℃において、tanδεr⊥=0.026およびη=4.3を与える。

0299

<例3>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−3を調製する。

0300

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0301

<例4>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−4を調製する。

0302

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0303

<例5>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−5を調製する。

0304

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタに非常に高度に適している。

0305

<例6>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−6を調製する。

0306

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0307

<例7>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−7を調製する。

0308

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0309

<例8>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−8を調製する。

0310

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0311

<例9>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−9を調製する。

0312

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0313

<例10>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−10を調製する。

0314

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0315

<例11>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−11を調製する。

0316

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0317

<例12>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−12を調製する。

0318

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0319

<例13>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−13を調製する。

0320

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0321

<例14a>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−14aを調製する。

0322

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタまたはMW領域におけるLC系アンテナ素子に非常に高度に適している。

0323

<例14b>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−14bを調製する。

0324

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタに非常に高度に適している。

0325

<例15>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−15を調製する。

0326

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタに非常に高度に適している。

0327

<例16>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−16を調製する。

0328

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタに非常に高度に適している。

0329

<例17>
以下の表に示す通りの組成および特性を有する液晶混合物M−17を調製する。

0330

この混合物はマイクロ波領域における用途、特に位相シフタに非常に高度に適している。

実施例

0331

例2〜17の混合物を、例1で記載した通りに処理し検討する。重合されたポリマー前駆体を含む得られた複合システムは、比較し得る良好な特性を示す。それらは特に、改良された応答時間で特徴付けられる。

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