(57)【要約】  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のためのマイクロ波コンポーネント、例えばマイクロ波の相をシフトさせるための、特にマイクロ波相アレーアンテナのためのデバイスに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ
【化１】
2014534281.tif 000036
式中
Ｒ１１は、ＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）ｚを示し、および
Ｒ１２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、１〜９の範囲の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４を示す
で表される３種または４種以上の化合物を≧９０％の総濃度で含有することを特徴とし、ならびにここで
−  式Ｉａ
【化２】
2014534281.tif 000037
で表される化合物を≧４５％の濃度で、
−  式Ｉｂ
【化３】
2014534281.tif 000038
で表される化合物、および
−  式Ｉｃ
【化４】
2014534281.tif 000039
で表される化合物を含む、液晶媒体。
【請求項２】
≧９５％の式Ｉで表される３種または４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。
【請求項３】
独占的に式Ｉで表される３種または４種以上の化合物からなることを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶媒体。
【請求項４】
加えて、式ＩＩａ〜ＩＩｄ
【化５】
2014534281.tif 000040
式中
Ｒ２１は、式ＩにおけるＲ１１およびＲ１２の意味を有する
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。
【請求項５】
加えて、式ＩＩＩ−１ａ
【化６】
2014534281.tif 000041
式中
Ｒ３１は、式ＩにおけるＲ１１およびＲ１２の意味を有し、および
Ｘ３２は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ５、１〜７個のＣ原子を有するフッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、あるいは２〜７個のＣ原子を有するフッ素化アルケニル、非フッ素化またはフッ素化アルケニルオキシあるいは非フッ素化またはフッ素化アルコキシアルキルを示す
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、２および４のいずれか一項に記載の液晶媒体。
【請求項６】
加えて、式ＩＶ
【化７】
2014534281.tif 000042
式中
Ｒ４１〜Ｒ４３は、互いに独立して、それぞれ１〜１５個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルまたは非フッ素化アルコキシ、それぞれ２〜１５個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化アルコキシアルキル、あるいはそれぞれ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またはアルキルシクロアルケニルアルキルを示す
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、２、４および５のいずれか一項に記載の液晶媒体。
【請求項７】
加えて、式Ｖ
【化８】
2014534281.tif 000043
式中
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立して、ＦまたはＣｌ、それぞれ１〜１５個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルまたはフッ素化アルキルまたは非フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルコキシ、あるいはそれぞれ２〜１５個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニルまたはフッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化アルコキシアルキルまたはフッ素化アルコキシアルキルを示し、ここにおいて、加えて、１つまたは２つ以上の「−ＣＨ２−」基は、互いに独立して、３〜６個のＣ原子を有するシクロアルキルにより置き換えられていてもよく、および代替的に、加えて、Ｒ１１およびＲ１２の１つまたは両方のＲ１１およびＲ１２がＨを示し、
Ｌ５１〜Ｌ５４は、それぞれの出現において、それぞれの場合において互いに独立して、Ｈ、１〜１５個のＣ原子を有するアルキル、ＦまたはＣｌを示し、および
ｉは、５〜１５の範囲の整数を示す
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、２および４〜６のいずれか一項に記載の液晶媒体。
【請求項８】
請求項１〜７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、高周波技術のためのコンポーネント。
【請求項９】
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８に記載のコンポーネント。
【請求項１０】
移相器であることを特徴とする、請求項９または１０に記載のコンポーネント。
【請求項１１】
高周波技術のためのコンポーネントにおける、請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶媒体の使用。
【請求項１２】
請求項８〜１０のいずれか一項に記載の１種または２種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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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のためのマイクロ波コンポーネント、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
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いる。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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の移相量を達成している。ＬＣの挿入損失、つまり液晶における分極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。
【０００６】
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、プラナー移相配置と組み合わせた重合化液晶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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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は既に、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。
【００１０】
例えば、以下の式
【化１】
2014534281.tif 000002
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もちいられ、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
【表１】
2014534281.tif 000003
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。
【００１１】
さらに、DE 10 2010 051 508.0は、マイクロ波用途における、ビストラン化合物と組み合わせたオリゴフェニレン化合物の使用を開示する。
【００１２】
しかしこれらの化合物は、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、不利に高い損失および／または不適切な移相または不適切な材料品質を生じさせる。
【００１３】
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を有する液晶媒体が必要とされる。
【００１４】
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、マイクロ波範囲における損失は低減させなければならなく、および材料品質（η）は改善されなければならない。
【００１５】
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。
【００１６】
同調性（τ）は、
τ≡（Δεｒ／εｒ，││）
で定義される。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【発明の概要】
【００１９】
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。
【００２０】
驚くべきことに、先行技術材料の不利を有さないか、または少なくともかなり低減された程度のみ有する、好適に高いΔε、好適で、広汎なネマチック相範囲≧１４０℃、および高いΔｎ≧０．３４０を有する、液晶媒体を達成できることが今、見出された。
【００２１】
本発明によるこれらの改善された液晶媒体は、式Ｉ
【化２】
2014534281.tif 000004
【００２２】
式中
Ｒ１１は、ＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）Ｚ、好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１を示し、
Ｒ１２は、ＣｍＨ２ｍ＋１またはＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１または（ＣＨ２）Ｚ−ＣＨ＝ＣＨ２、好ましくはＣｍＨ２ｍ＋１を示し、
ｎおよびｍは、互いに独立して、１〜９からの範囲の整数を示し、および
ｚは、０、１、２、３または４を示す
【００２３】
で表される３種または４種以上の化合物を≧９０％の総濃度で含み、およびここで該媒体は、式Ｉａ
【化３】
2014534281.tif 000005
で表される化合物を≧４５％の総濃度で、式Ｉｂ
【化４】
2014534281.tif 000006
【００２４】
で表される化合物および式Ｉｃ
【化５】
2014534281.tif 000007
で表される化合物を含む。
【００２５】
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、特に好ましくは５〜１５０ＧＨｚの範囲の周波数を有する適用を示す。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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ー、整合回路適応フィルターなどを含む。
【００２９】
特に、本発明の液晶媒体は、以下の有利な特性を示す。
【００３０】
これらは、
−  高い複屈折Δｎ、通常はΔｎ  ０．３４０以上、および／または
−  広汎なネマチック相範囲、通常は１４０℃以上にまで、および／または
−  高い誘電異方性Δε、通常は１．０以上、および／または
−  １５°／ｄＢ以上の移相品質、および／または
−  ５以上の、材料品質（η）に関する高い値
を呈する。
本発明の液晶媒体は、上の基準を充足するように処方される。媒体はまた、大量生産に特に好適であり、工業的標準設備を用いて加工することができる。
【００３１】
本発明による好ましい態様において、液晶媒体は、式Ｉｄ〜Ｉｎ
【化６】
2014534281.tif 000008
【００３２】
【化７】
2014534281.tif 000009
【００３３】
式中
ｍは、式Ｉで与えられる意味を有する
の群から選択される式Ｉで表される１種または２種以上の同族化合物を含むことができる。
【００３４】
もう１つの好ましい態様において、式Ｉで表される化合物の末端直鎖アルキル鎖基は、好ましくはハロゲン、−アルコキシ、−アルケニル、−アルキニル、−ＮＣＳおよびＳＦ６により、置換されており、これは上では明示的には言及されず、ならびに任意におよび有利にまた本発明による媒体において用いることができる。
【００３５】
非常に好ましいのは、式ＩＩで表される１種または２種以上の化合物を加えて含む、液晶媒体である。式ＩＩで表される化合物は、許容可能な光学異方性、高い正の誘電異方性、それゆえ良好な指向性（steerablity）および広汎なネマチック相により特徴付けられる。
【化８】
2014534281.tif 000010
【００３６】
式中
Ｌ２１は、Ｒ２１またはＸ２１を示し、
Ｌ２２は、Ｒ２２またはＸ２２を示し、
【００３７】
Ｒ２１およびＲ２２は、互いに独立して、Ｈ、Ｃ原子を１〜１７個有する、好ましくは３〜１０個有する非フッ素化アルキルまたは非フッ素化アルコキシ、あるいはＣ原子を２〜１５個、好ましくは３〜１０個有する非フッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化アルコキシアルキル、好ましくはアルキルまたは非フッ素化アルケニルを示し、
【００３８】
Ｘ２１およびＸ２２は、互いに独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ５、１〜７個のＣ原子を有するフッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシあるいは２〜７個のＣ原子を有するフッ素化アルケニル、非フッ素化またはフッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化またはフッ素化アルコキシアルキル、好ましくはフッ素化アルコキシ、フッ素化アルケニルオキシ、ＦまたはＣｌを示し、および
【００３９】
【化９】
2014534281.tif 000011
【００４０】
式ＩＩで表される化合物の好ましい態様において、好ましくは式ＩＩ−１から選択される：
【化１０】
2014534281.tif 000012
【００４１】
式中、パラメーターは、式ＩＩに対し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
Ｒ２１は、１〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルキル、または２〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニルを示し、
Ｒ２２は、１〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルまたは２〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニルまたは１〜７個の原子を有する非フッ素化アルコキシを示し、
【００４２】
Ｘ２１およびＸ２２は、互いに独立して、Ｆ、Ｃｌ、−ＯＣＦ３、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＮＣＳまたは−ＳＦ５、好ましくはＦ、Ｃｌ、−ＯＣＦ３または−ＣＮを示す。
【００４３】
式ＩＩ−１で表される化合物は、好ましくは式ＩＩ−１ａで表される化合物の群から選択され、および非常に好ましくは完全にそれらからなる：
【化１１】
2014534281.tif 000013
【００４４】
式中、パラメーターは式ＩＩ−１に対して上で示される意味を有し、および式中
Ｙ２１およびＹ２２はそれぞれ、互いに独立してＨまたはＦを示し、および好ましくは
Ｒ２１は、アルキルまたはアルケニルを示し、および
Ｘ２１は、Ｆ、Ｃｌまたは−ＯＣＦ３を示す。
【００４５】
式ＩＩ−１ａで表される化合物は、好ましくは、式ＩＩ−１ａ−１およびＩＩ−１ａ−４で表される化合物の群から選択され、好ましくは式ＩＩ−１ａ−１およびＩＩ−１ａ−２で表される化合物の群から選択され、より好ましくは式ＩＩ−１ａで表されるこれらの化合物は専ら（predominatly）それらからなり、なおより好ましくは本質的にそれらからなり、および非常に好ましくは完全にこれらからなる：
【化１２】
2014534281.tif 000014
【００４６】
式中
Ｒ２１は、上で示される意味を有し、および好ましくはＣｏＨ２ｏ＋１を示し、ここにおいて
ｏは、１〜１５の範囲の、好ましくは１〜７の、および特に好ましくは１〜５の範囲の整数を示す。
【００４７】
本発明による液晶媒体は、加えて、式ＩＩＩで表される１種または２種以上の化合物を含むことができる。式ＩＩＩで表される化合物は、許容可能な光学異方性、高い正の誘電異方性、それゆえ良好な指向性および広汎なネマチック相により特徴付けられる。
【化１３】
2014534281.tif 000015
【００４８】
式中
Ｌ３１は、Ｒ３１またはＸ３１を示し、
Ｌ３２は、Ｒ３２またはＸ３２を示し、
【００４９】
Ｒ３１およびＲ３２は、互いに独立して、Ｈ、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、
【００５０】
Ｘ３１およびＸ３２は、互いに独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ５、１〜７個のＣ原子を有するフッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、あるいは２〜７個のＣ原子を有するフッ素化アルケニル、非フッ素化またはフッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化またはフッ素化アルコキシアルキル、好ましくはフッ素化アルコキシ、フッ素化アルケニルオキシ、ＦまたはＣｌを示し、および、
【００５１】
Ｚ３１〜Ｚ３２は、互いに独立して、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合を、好ましくはそれらの１個または２個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、
【００５２】
【化１４】
2014534281.tif 000016
【００５３】
【化１５】
2014534281.tif 000017
【００５４】
式ＩＩＩで表される化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−１で表される化合物の群から選択され、好ましくは式ＩＩＩで表されるこれらの化合物は専らそれらからなり、より好ましくは本質的にそれらからなり、およびなおより好ましくは完全にそれらからなる：
【化１６】
2014534281.tif 000018
式中、パラメーターは式ＩＩＩのもとで上で示されるそれぞれの意味を有し、および好ましくは
【００５５】
【化１７】
2014534281.tif 000019
【００５６】
および
式中
Ｌ３１は、Ｒ３１またはＸ３１を示し、
Ｌ３２は、Ｒ３２またはＸ３２を示し、
【００５７】
Ｒ３１は、上で示される意味を有し、および好ましくはＣｎＨ２ｎ＋１を示し、
Ｒ３２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を示し、
【００５８】
Ｘ３１およびＸ３２は、上で示される意味を有し、および好ましくはフッ素化アルコキシ、フッ素化アルケニルオキシ、ＦまたはＣｌを示し、および
ｎおよびｍは、互いに独立して、１〜１５の範囲の、好ましくは１〜７の、および特に好ましくは１〜５の範囲の整数を示す。
【００５９】
ここでの（Ｒ３１およびＲ３２）の好ましい組み合わせは、特に、（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１）および（ＣｎＨ２ｎ＋１およびＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１）である。
【００６０】
式ＩＩＩ−１で表される化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−１ａで表される化合物の群から選択され、より好ましくは式ＩＩＩ−１で表されるこれらの化合物は専らそれらからなり、なおより好ましくは本質的にそれらからなり、および非常に特に好ましくは完全にそれらからなる：
【化１８】
2014534281.tif 000020
【００６１】
式中、パラメーターは上で示される意味を有し、および好ましくは
Ｒ３１は、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、１〜１５の範囲の、好ましくは１〜７の、および特に好ましくは１〜５の範囲の整数を示し、および
Ｘ３２は、上で示される意味を有し、好ましくはＦ、ＯＣＦ３またはＣｌを示す。
【００６２】
もう１つの好ましい態様において、本発明による液晶媒体は、加えて、式ＩＶで表される１種または２種以上の化合物を含む。式ＩＶで表される化合物は、高い光学異方性、優れたマイクロ波特性および広汎なネマチック相により特徴付けられる。
【化１９】
2014534281.tif 000021
【００６３】
式中
Ｒ４１〜Ｒ４３は、互いに独立して、それぞれ１〜１５個のＣ原子を有する、非フッ素化アルキルまたは非フッ素化アルコキシ、それぞれ２〜１５個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化アルコキシアルキル、あるいはそれぞれ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またはアルキルシクロアルケニルアルキルを示し、
【００６４】
好ましくは、Ｒ４１およびＲ４２は、互いに独立して、それぞれ１〜７個のＣ原子を有する、非フッ素化アルキルまたは非フッ素化アルコキシ、あるいはそれぞれ２〜７個のＣ原子を有する、非フッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化アルコキシアルキルを示し、
【００６５】
特に好ましくは、Ｒ４１は、１〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルあるいはそれぞれ２〜７個のＣ原子を有する、非フッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化アルコキシアルキルを示し、
【００６６】
特に好ましくは、Ｒ４２は、それぞれ１〜７個のＣ原子を有する、非フッ素化アルキルまたは非フッ素化アルコキシを示し、および
【００６７】
好ましくは、Ｒ４３は、１〜５個のＣ原子を有する非フッ素化アルキル、３〜７個のＣ原子を有する非フッ素化シクロアルキルまたはシクロアルケニル、それぞれ４〜１２個のＣ原子を有する、非フッ素化アルキルシクロヘキシルまたは非フッ素化シクロヘキシルアルキル、または５〜１５個のＣ原子を有する非フッ素化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および非常に特に好ましくはｎ−アルキル、特に好ましくはメチル、エチルまたはｎ−プロピルを示す。
【００６８】
式ＩＶで表される化合物は、特に好ましくは式ＩＶ−１〜ＩＶ−３で表される、好ましくは式ＩＶ−１および／またはＩＶ−２および／またはＩＶ−３で表される、好ましくは式ＩＶ−１およびＩＶ−２で表される化合物の群から選択され、これら化合物はより好ましくは専らそれらからなり、なおより好ましくは本質的にそれらからなり、および非常に特に好ましくは完全にこれらからなる：
【化２０】
2014534281.tif 000022
【００６９】
式中
Ａ４は、３〜６個のＣ原子を有するシクロアルキルを、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、特に好ましくはシクロプロピルまたはシクロヘキシルおよび非常に特に好ましくはシクロプロピルを示し、
【００７０】
および他のパラメーターは式Ｉに対して上で示される意味を有し、および好ましくは
Ｒ４１は、１〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルを示し、および
Ｒ４２は、１〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルまたは１〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルコキシを示す。
【００７１】
もう１つの好ましい態様において、液晶媒体は、加えて、好ましくは式Ｖで表される、５〜１５個の５員環、６員環または７員環、好ましくは１，４−結合フェニレン環を有する１種または２種以上の化合物を含み、これは任意に置換されていてもよい。式Ｖで表される化合物は、高い誘電異方性および優れたマイクロ波特性により特徴付けられる。
【化２１】
2014534281.tif 000023
【００７２】
式中
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立して、ハロゲン、好ましくはＦまたはＣｌ、それぞれ１〜１５個のＣ原子を有する、非フッ素化アルキルまたはフッ素化アルキルまたは非フッ素化アルコキシまたはフッ素化アルコキシ、あるいはそれぞれ２〜１５個のＣ原子を有する、非フッ素化アルケニルまたはフッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化アルコキシアルキルまたはフッ素化アルコキシアルキルを示し、ここにおいて、加えて、１個または２個以上の「−ＣＨ２−」基は、互いに独立して、３〜６個のＣ原子を有する、好ましくは４〜６個のＣ原子を有するシクロアルキルにより置き換えられていてもよく、および代替的に、加えて、Ｒ１１およびＲ１２の１つまたは両方のＲ１１およびＲ１２はＨを示し、
【００７３】
好ましくは、
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立して、１〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルまたは非フッ素化アルコキシ、あるいは２〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化アルコキシアルキルを示し、
【００７４】
特に好ましくは、
Ｒ５１は、１〜７個のＣ原子を有する非フッ素化アルキルあるいはそれぞれ２〜７個のＣ原子を有する、非フッ素化アルケニル、非フッ素化アルケニルオキシまたは非フッ素化アルコキシアルキルを示し、および
【００７５】
特に好ましくは、
Ｒ５２は、それぞれ１〜７個のＣ原子を有する、非フッ素化アルキルまたは非フッ素化アルコキシを示し、
Ｌ５１〜Ｌ５４はそれぞれの出現において、それぞれの場合において互いに独立して、Ｈ、１〜１５個のＣ原子を有するアルキル、ＦまたはＣｌを示し、および
ｉは、５〜１５の、好ましくは５または８〜１２のおよび特に好ましくは５または９〜１０の範囲の整数を示し、
【００７６】
および好ましくは、
存在する置換基の少なくとも２つは、
Ｌ５１〜Ｌ５４は、Ｈ以外の意味を有し、およびそれらは好ましくはアルキルを示し、および
Ｒ５１は、ＣｎＨ２ｎ＋１またはＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）ｚを示し、および
Ｒ５２は、ＣｍＨ２ｍ＋１またはＯ−ＣｍＨ２ｍ＋１または（ＣＨ２）ｚ−ＣＨ＝ＣＨ２を示し、
【００７７】
およびここで、
ｎおよびｍは、互いに独立して、１〜１５の範囲の、好ましくは１〜７のおよび特に好ましくは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。
【００７８】
本発明は同様に、式Ｖで表される化合物であって、式中Ｒ５１およびＲ５２が両方ともＨ以外の意味を有する前記化合物に関する。
【００７９】
好ましいのは、式Ｖで表される化合物であって、式中
【００８０】
ｉが６〜８に等しい場合において、
Ｌ５１〜Ｌ５４は、それぞれの出現において、それぞれの場合において互いに独立して、Ｈ、１〜８個のＣ原子を有する、特に好ましくは２〜５個のＣ原子を有するアルキル、ＦまたはＣｌを示し、および
存在する置換基Ｌ５１〜Ｌ５４の、好ましくは少なくとも２つはアルキルを示し、
【００８１】
ｉが９〜１２に等しい場合において、
Ｌ５１〜Ｌ５４は、それぞれの出現において、互いに独立して、Ｈ、３〜１０個のＣ原子を有する、特に好ましくは４〜８個のＣ原子を有するアルキル、Ｆ、またはＣｌを示し、および
存在する置換基Ｌ５１〜Ｌ５４の、好ましくは少なくとも３つ、特に好ましくは少なくとも４つはアルキルを示し、
【００８２】
ｉが１３〜１５に等しい場合において、
Ｌ５１〜Ｌ５４はそれぞれの出現において、互いに独立して、Ｈ、５〜１５個のＣ原子を有する、特に好ましくは６〜１２個のＣ原子を有するアルキル、ＦまたはＣｌを示し、および
ｉは、５〜１５の、好ましくは５または８〜１２のおよび特に好ましくは５または９〜１０の範囲の整数を示し、および
存在する置換基Ｌ５１〜Ｌ５４の、好ましくは少なくとも４つ、特に好ましくは少なくとも６つはアルキルを示す。
【００８３】
式Ｖで表される化合物は、好ましくは、式ＶＡおよびＶＢで表される化合物の群から選択される。式Ｖで表される化合物は、好ましくは専らそれらかなり、より好ましくは本質的にそれらからなりおよびなおより好ましくは完全にこれらからなる：
【化２２】
2014534281.tif 000024
【００８４】
式中、
ｎおよびｍは、互いに独立して、１〜１５、好ましくは３〜１２の整数を示し、
ｐは、１〜４の整数、好ましくは２を示し、
ｑは、１〜６の、好ましくは１〜４の整数を示し、および
（ｐ＋ｑ）は、４〜１２の整数、好ましくは４、６または８を示す。
【００８５】
特に好ましいのは、式ＶＡ−１〜ＶＡ−３で表される化合物の群から選択される式ＶＡで表される化合物である：
【化２３】
2014534281.tif 000025
【００８６】
式中、
ｋは、２を示す。
【００８７】
式ＶＢで表される好ましい化合物は、式ＶＢ−１およびＶＢ−２で表される化合物の群から選択される：
【化２４】
2014534281.tif 000026
【００８８】
上で明示的には述べられない、他のメソゲン化合物を、任意におよび有利にまた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。
【００８９】
式Ｉ〜Ｖで表される化合物は、自体公知の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より、または同様にして、合成することができる。
【００９０】
本発明による液晶媒体は、複数の化合物、好ましくは３〜１５、より好ましくは３〜１０および非常に好ましくは３〜５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の上の場合、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。
【００９１】
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３種または４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。
【００９２】
本発明のより好ましい態様において、液晶媒体は式Ｉで表される３種または４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。
【００９３】
なおより好ましい態様において、液晶媒体は式Ｉで表される３種または４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。
【００９４】
特に好ましい態様において、液晶媒体は式Ｉで表される３種または４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。
【００９５】
特に、好ましいのは、式Ｉで表される３種または４種以上の化合物および／または式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。
【００９６】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、合計で≧９０％、好ましくは≧９５％の式Ｉａ、ＩｂおよびＩｃで表される化合物を含み、およびより好ましくは液晶媒体は排他的に（exclusively）式Ｉａ、ＩｂおよびＩｃで表される化合物からなる。
【００９７】
好ましい態様において、液晶媒体は、式Ｉで表される４種、５種または６種以上の化合物を含む。
【００９８】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、合計で４５〜７３％、好ましくは４８〜６５％および特に好ましくは５０〜５５％の式Ｉａで表される化合物を含む。
【００９９】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、合計で１〜３０％、好ましくは１０〜２７％および特に好ましくは１５〜２６％の式Ｉｂで表される化合物を含む。
【０１００】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、合計で２６〜５０％、好ましくは２６〜４０％および特に好ましくは２６〜３０％の式Ｉｃで表される化合物を含む。
【０１０１】
液晶媒体が、それぞれの場合において、式ＩおよびＩＩ〜Ｖ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、式Ｉで表される化合物の濃度は好ましくは９０〜９５％、式ＩＩ〜Ｖで表される化合物の濃度は好ましくは０〜１０％、より好ましくは２〜１０％および特に好ましくは５〜１０％である。
【０１０２】
さらに好ましいのは、
−  ９０〜１００％、好ましくは９５〜１００％の式Ｉａ、ＩｂおよびＩｃで表される化
合物を、以下の濃度で：
−  全体の混合物の４５〜７３％、好ましくは４８〜６５％および特に好ましくは５
０〜５５％の式Ｉａで表される化合物、
および／または
−  全体の混合物の１〜３０％、好ましくは１０〜２７％および特に好ましくは１５
〜２６％の式Ｉｂで表される化合物、
および／または
−  全体の混合物の２６〜５０％、好ましくは２６〜４０％および特に好ましくは２
６〜３０％の式Ｉｃで表される化合物、
【０１０３】
ならびに／あるいは
−  全体の混合物の１〜１８％、好ましくは３〜１５％、より好ましくは５〜１０％の式
Ｉで表される、好ましくは式Ｉｄ〜Ｉｎから選択される１種または２種以上の同族化
合物
【０１０４】
ならびに／あるいは
−  全体の混合物の０〜１０％、好ましくは２〜１０％、より好ましくは５〜１０％の式
ＩＩ〜Ｖで表される１種または２種以上の化合物
を含むが、合計量≦１００％である、液晶媒体である。
【０１０５】
式ＩＩ〜Ｖで表される化合物の特に好ましい濃度は：
−  全体の混合物の０〜１０％、好ましくは２〜１０％、より好ましくは５〜１０％
の式ＩＩで表される、特に式ＩＩ−１ａで表される、特に式ＩＩ−１ａ−１〜Ｉ
Ｉ−１ａ−４で表される１種または２種以上の化合物、
【０１０６】
および／または
−  全体の混合物の０〜１０％、好ましくは２〜１０％、より好ましくは５〜１０％
の式ＩＩＩで表される、特に式ＩＩＩａで表される化合物、
【０１０７】
および／または
−  全体の混合物の０〜１０％、好ましくは２〜１０％、より好ましくは５〜１０％
の式ＩＶで表される、特に式ＩＶ−１〜ＩＶ−ａで表される１種または２種以上
の化合物、
【０１０８】
および／または
−  全体の混合物の０〜１０％、好ましくは１〜１０％、より好ましくは５〜１０％
の式Ｖで表される、殊に式ＶＡおよびＶＢで表される、特にＶＡ−１〜ＶＡ−３
およびＶＢ−１〜ＶＢ−２で表される化合物
であるが、全体の混合物の合計量≦１００％である。
【０１０９】
特に好ましくは、本発明による液晶媒体は、独占的に前述の化合物からなる。
【０１１０】
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、および非常に好ましくは５％以上の合計濃度で含むことを意味する。加えて、「独占的にからなる（consist exclusively）」は、問題となっている実体が好ましくは９９％以上および非常に好ましくは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。
【０１１１】
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。用いられる個々の化合物の濃度は、それぞれ、好ましくは０．１％〜３％の範囲である。
【０１１２】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、１４０℃以上、より好ましくは１５０℃以上、なおより好ましくは１６０℃以上、特に好ましくは１７０℃以上、および非常に特に好ましくは１８０℃以上の透明点を有する。
【０１１３】
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℃〜１４０℃、好ましくは−３０℃〜１５０℃および非常に特に好ましくは−４０℃〜１６０℃のネマチック相範囲を有する。相は、特に好ましくは、１７０℃以上、好ましくは１８０℃以上にまで拡張される。表現ネマチック相を有するは、本明細書において、一方で対応する温度における低温でスメクチック相および結晶化が観察されないことを、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。
【０１１４】
２０℃の測定温度においてネマチック相を有する成分は、そのように測定され、他の全てのものは化合物のように扱われる。低温における調査は対応する温度において流動粘度計において実行され、５μｍの層厚さを有するテストセルにおける少なくとも１００時間の貯蔵により確認される。高温において、透明点は、慣用の方法により、毛細管中で測定される。
【０１１５】
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以上および非常に好ましくは３以上である。
【０１１６】
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しきい値より下となるように選択される。
【０１１７】
Δεは（ε││−ε⊥）で決定され、一方でεａｖｅは（ε││＋２ε⊥）／３である。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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０．３４０以上〜０．９０以下の範囲、より好ましくは０．３５０以上〜０．９０以下、なおより好ましくは０．４００以上〜０．８５以下および非常に特に好ましくは０．４５０以上〜０．８００以下の範囲である。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
液晶は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）または溶融シリカ毛細管へと導入される。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。
【０１２３】
液晶を充填した毛細管での測定および液晶を充填した毛細管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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
好ましい液晶材料の材料品質η＝τ／ｔａｎδ⊥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以上またはよりおよび非常に特に好ましくは２５以上である。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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、またはよりおよび非常に特に好ましくは１００°／ｄＢ以上の移相品質を有する。
【０１２９】
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ーの実現を許容する。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。
【０１３０】
好ましい態様において、本発明の移相器は、アレーアンテナ中へと、好ましくは位相アレーアンテナ、反射アレーアンテナ、およびVivaldeアンテナからなるアレー中へと組み合される。
【０１３１】
本発明による同調可能なアンテナアレー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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
用いられる液晶は、個々の物質または混合物のいずれかである。これらは好ましくは、ネマチック相を有する。
【０１３６】
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、限界値を含む。
【０１３７】
特性の様々な範囲に対し示される異なる上限値および下限値は、互いに組みわせて、追加的な好ましい範囲を生じせしめる。
【０１３８】
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。
【０１３９】
しきい値電圧、ならびに全ての他の電気光学的特性は、Merck KGaA, Germanyにおいて製造されるテストセルを用いて決定される。Δεの決定のためのテストセルは、およそ２０μｍのセル厚さを有する。電極は、１．１３ｃｍ２の面積およびガード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││）に対してはNissan Chemicals, JapanからのＳＥ−１２１１であり、およびホモジニアス配向（ε⊥）に対してはJapan Synthetic Rubber, JapanからのＡＬ−１０５４である。キャパシタンスは、０．３Ｖｒｍｓの電圧を有する正弦波を用いるSolatron 1260周波数応答分析器を用いて決定される。電気光学測定において用いられる光は、白色光である。Autronic-Melchers, Germanyからの商業的に利用可能なＤＭＳ装置を用いるセットアップが、ここで用いられる。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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は、低い回転粘度を有する。
【０１４５】
本発明による液晶媒体は、さらなる添加剤およびキラルドーパントを通常の濃度で含んでもよい。これらのさらなる構成物質の総濃度は、全体としての混合物に基づいて、０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲である。用いられる個々の化合物の濃度は、それぞれ好ましくは、０．１％〜３％の範囲である。これらのおよび類似する添加剤の濃度は、本願において、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引用する際に、考慮に入れない。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
【表Ａ−１】
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【０１４９】
【表Ａ−２】
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【０１５０】
【表Ｂ】
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【０１５１】
【表Ｃ】
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【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
【表Ｄ−１】
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【０１５５】
【表Ｄ−２】
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【０１５６】
【表Ｄ−３】
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【０１５７】
【表Ｄ−４】
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【０１５８】
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。
【０１５９】
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良好に定義される。
【０１６０】
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。
【表２】
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【０１６１】
この混合物は、マイクロ波範囲における、特に移相器に対し、非常に大いに好適である。
【国際調査報告】
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