KR101770004B1

KR101770004B1 - 액정 매질용 화합물, 및 이를 포함하는 고주파 부품

Info

Publication number: KR101770004B1
Application number: KR1020127010512A
Authority: KR
Inventors: 엘비라 몬테네그로; 크리스티안 야스퍼; 데틀레프 파울루트; 폴커 라이펜라트; 아츠타카 마나베
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2017-08-21
Anticipated expiration: 2030-09-01
Also published as: EP2480628A1; JP2011074074A; US20120205583A1; DE102010035987A1; TWI538898B; CN102575165A; US8557142B2; EP2480628B1; WO2011035849A1; KR20120100943A; CN102575165B; TW201127784A; JP5859189B2

Abstract

본 발명은 화학식 I의 비스톨란에 관한 것이다:
[화학식 I]

상기 식에서 라디칼 L¹ 내지 L³ 중 하나 이상은 R^x를 나타내고, R^x는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실을 나타내고, 다른 파라미터들은 제 1 항에 정의된 바와 같다. 또한, 본 발명은 표제 화합물을 포함하는 액정 매질, 이 매질을 포함하는 고주파 기술용 부품, 특히 위상 천이기 및 마이크로파 어레이 안테나를 포괄한다.

Description

액정 매질용 화합물, 및 이를 포함하는 고주파 부품{COMPOUNDS FOR A LIQUID CRYSTAL MEDIUM AND HIGH-FREQUENCY COMPONENTS CONTAINING SAID LIQUID CRYSTAL MEDIUM}

본 발명은 신규한 화합물, 그것으로 구성된 액정 매질 및 이 매질을 포함하는 고주파 부품(component), 특히 기가헤르츠 영역용 안테나에 관한 것이다. 상기 액정 매질은 예를 들어 가변형(tuneable) "위상배열(phased-array)" 안테나 또는 "반사판배열(reflectarray)"에 기반한 마이크로파 안테나의 가변형 셀에서 작용한다.

액정 매질은 정보를 표시하기 위해 전자광학 디스플레이(액정 디스플레이-LDC)에서 종종 사용되어 왔다.

그러나, 최근에, 액정 매질을 마이크로파 기술용 부품에 사용하는 것도, 예를 들어 특허문헌 DE 10 2004 029 429 A호 및 특허문헌 JP 2005-120208(A)호 등에서 제안되어 왔다.

고주파 기술에서의 액정 매질의 산업상 가치 있는 적용은 그들의 유전 특성이, 특히 기가헤르츠 영역에서, 가변(variable) 전압에 의해 제어될 수 있다는 특성에 근거한다. 이로써 어떠한 이동부(moving part)도 포함하지 않는 가변형 안테나를 구성할 수 있게 된다(A. Gaebler, A. Moessinger, F. Goelden, et al., "Liquid Crystal-Reconfigurable Antenna Concepts for Space Applications at Microwave and Millimeter Waves", International Journal of Antennas and Propagation, Vol. 2009(2009), article ID 876989, 7 pages, doi:10. 1155/2009/876989).

문헌[A. Penirscheke, 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", 34^th European Microwave Conference-Amsterdam, pp. 545-548]에는, 특히, 공지된 단액정 물질 K15(독일의 메르카 카게아아(Merck KGaA))의 9GHz 주파수에서의 특성이 기재되어 있다.

이하에서 비스톨란 화합물이라고도 불리는, 중심 페닐렌 고리 상에 알킬 치환기를 갖는 1-(페닐에틴일)톨란은 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들어, 문헌[Wu, S.-T., Hsu, C.-S., Shyu, K.-F., Appl. Phys. Lett., 74(3), (1999), 344-346]에는 하기 화학식의 측쇄 메틸기를 함유하는 다양한 액정질 비스톨란 화합물이 개시되어 있다.

문헌[Hsu, C. S., Shyu, K. F., Chuang, Y. Y. and Wu, S.-T., Liq. Cryst., 27(2), (2000), 283-287]에는 측쇄 메틸기를 함유하는 이들 액정질 비스톨란 화합물 외에도, 측쇄 에틸기를 함유하는 상응하는 화합물이 개시되어 있고, 특히, 액정 광학 위상 배열에서의 그의 사용이 제안되어 있다.

문헌[Dabrowski, R., Kula, P., Gauza, S., Dziadiszek, J., Urban, S. and Wu, S.-T., IDRC 08, (2008), 35-38]에는 중심 고리 상에 측쇄 메틸기를 갖거나 갖지 않는 유전적 중성 비스톨란 화합물뿐만 아니라 하기 화학식의 강하게 유전적으로 양인 아이소티오사이아나토비스톨란 화합물이 언급되어 있다.

DE 10 2004 029 429 A호에는 마이크로파 기술에서의 통상적인 액정 매질의 용도, 특히 위상 변환기에서의 용도가 기재되어 있다. 이 문헌에서는 상응하는 주파수 영역에서의 액정 매질의 특성에 관하여 이미 연구되었다.

그러나, 이제까지 공지된 조성물 또는 개별 화합물은 일반적으로 불편함에 시달리고 있다. 이러한 불편함의 대부분은 다른 결함들뿐만 아니라 불리하게 높은 손실 및/또는 부적절한 위상 천이 또는 부적절한 재료 품질을 초래한다.

DE 10 2004 029 429 A JP 2005-120208(A)

A. Gaebler, A. Moessinger, F. Goelden, et al., "Liquid Crystal-Reconfigurable Antenna Concepts for Space Applications at Microwave and Millimeter Waves", International Journal of Antennas and Propagation, Vol. 2009(2009), article ID 876989, 7 pages, doi:10. 1155/2009/876989 A. Penirscheke, 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 Wu, S.-T., Hsu, C.-S., Shyu, K.-F., Appl. Phys. Lett., 74(3), (1999), 344-346 Hsu, C. S., Shyu, K. F., Chuang, Y. Y. and Wu, S.-T., Liq. Cryst., 27(2), (2000), 283-287 Dabrowski, R., Kula, P., Gauza, S., Dziadiszek, J., Urban, S. and Wu, S.-T., IDRC 08, (2008), 35-38

고주파 기술에 사용하기 위해, 특별한, 지금까지에 비해 독특한, 두드러진 특성들, 또는 특성들의 조합을 갖는 액정 매질이 요구된다.

그러므로 개선된 특성을 갖는 액정 매질용의 신규한 성분이 필요하다. 특히, 마이크로파 영역에서의 손실은 감소되어야 하고 재료 품질(material quality; η)은 개선되어야 한다.

게다가, 성분의 저온 거동에서의 개선에 대한 요구가 있다. 여기서는 조작 특성 및 저장 수명 둘 모두에 있어서의 개선도 필요하다.

따라서, 상응하는 실용적 용도를 위한 적합한 특성을 갖는 액정 매질에 대한 상당한 요구가 있다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 화합물을 사용하여, 종래 기술 재료의 불리점들을 갖지 않거나 적어도 상당히 감소된 정도로 갖는, 적합한 네마틱 위상 범위 및 높은 Δn을 갖는 액정 매질을 달성할 수 있다는 것이 이제 밝혀졌다.

본 발명은 일명 비스톨란이라고도 불리는 하기 화학식 I의 화합물에 관한 것이다:

[화학식 I]

상기 식에서,

L¹ 내지 L³은 F, Cl, C₁- 내지 C₁₀-알킬, 또는 R^x에 따른 의미를 나타내고, 라디칼 L¹ 내지 L³ 중 하나 이상은 R^x를 나타내고,

n, o, p는 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고, 바람직하게는 0 또는 1을 나타내고,

R^x는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실을 나타내고,

R¹ 및 R²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 할로젠화 또는 비치환 알킬 라디칼(여기서, 추가로, 상기 라디칼 중의 하나 이상의 CH₂기는 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)- 또는 -O-로 대체될 수 있다), F, Cl, Br, CN, CF₃, OCF₃, SCN, NCS 또는 SF₅를 나타내고,

A¹은 a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 사이클로헥센일렌(여기서, 추가로, 1개 또는 2개의 인접하지 않는 CH₂기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, H는 F로 대체될 수 있다),

b) 1,4-페닐렌(여기서 하나 또는 2개의 CH기는 N으로 대체될 수 있고, 추가로, 하나 이상의 H 원자는 Br, Cl, F, CN, R^x, C₁-C₁₀ 알킬, C₁-C₁₀ 알콕시, 또는 모노- 또는 폴리불소화 C₁-C₁₀ 알킬 또는 알콕시기로 대체될 수 있다), 또는

c) 1,4-바이사이클로[2.2.2]옥틸렌, 사이클로부트-1,3-다이일, 스파이로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 티오펜-2,5-다이일,

또는

기로부터의 라디칼(여기서, 하나 이상의 CH기는 N으로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 Br, Cl, F, CN, R^x, C₁-C₁₀ 알킬, C₁-C₁₀ 알콕시, 또는 모노- 또는 폴리불소화 C₁-C₁₀ 알킬 또는 알콕시기로 대체될 수 있고, 하나 이상의 2중 결합은 단일 결합으로 대체될 수 있다)을 나타내고,

Z¹은 단일 결합, -C≡C-, -CH=CH-, -CH₂O-, -(CO)O-, -CF₂O-, -CF₂CF₂-, -CH₂CF₂-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -CH=CF- 또는 -CF=CF-(여기서 비대칭 가교는 양측으로 배향될 수 있다), 바람직하게는 단일 결합, -C≡C-, -CH=CH- 또는 -CF=CF-를 나타내고,

m은 0, 1 또는 2를 나타낸다.

본 발명에 따른 화합물은 높은 투명점, 극히 높은 광학 비등방성(Δn) 및 유리하게 높은 회전 점도를 갖는다. 상기 특성은 상기 화합물을 고주파 기술용 부품에 사용하는 데에, 특히 낮은 손실을 갖는 액정 위상 천이기에 특히 적합하게 한다.

라디칼 L^1-3은 바람직하게는 H, F, 알킬(C₁-C₁₀) 또는 R^x를 나타낸다. 바람직하게는, 라디칼 L¹ 내지 L³ 중 1, 2, 3 또는 4개는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실(R^x)로부터 선택된 라디칼을 나타낸다. 특히 바람직하게는, 라디칼 L¹ 내지 L³ 중 1 또는 2개, 특히 1개는 R^x로부터 선택된 라디칼을 나타낸다.

지환식 고리 R^x 중에서, 사이클로프로필, 사이클로부틸 또는 사이클로펜틸이 바람직하고, 특히 바람직하게는 사이클로프로필 또는 사이클로부틸이고, 매우 특히 바람직하게는 사이클로프로필이다.

존재하는 1개의 라디칼 R^x 또는 라디칼 R^x 중 1개 이상은 바람직하게는 비스톨란의 중심 고리 상에, 즉 하나 이상의 라디칼 L²의 위치에 배치된다. 이는 o가 바람직하게는 0보다 크며 하나 이상의 L²=R^x라는 것을 의미한다. 특히 바람직하게는 n 또는 p=0이고, 매우 특히 바람직하게는 n 및 p=0이다. 특히 바람직하게는 정확히 하나의 라디칼 L²가 라디칼 R^x이다. 존재하는 2 또는 3개의 라디칼 R^x가 비스톨란의 3개의 고리에 걸쳐, 즉 L¹-L³에 걸쳐 분포되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

화학식 I의 바람직한 화합물은 화학식 IA의 화합물이다.

[화학식 IA]

상기 식에서,

L¹¹ 내지 L³²는 화학식 I에서의 L^1-3과 같이 정의되고, 추가로 수소를 나타내며, 바람직하게는 H, R^x, CH₃, C₂H₅ 또는 F를 나타낸다.

화학식 IA에서, L¹² 및 L²¹기 중 하나 이상은 바람직하게는 수소를 나타낸다. 특히 바람직하게는, 적어도 L¹¹, L²¹ 및 L³¹은 수소이다.

또한, L¹² 및 L³² 중 하나가 수소인 것이 특히 바람직하다.

지수 m은 바람직하게는 0 또는 1이고, 특히 바람직하게는 0이다. A¹ 또는 Z¹이 1회 이상 나타날 경우(m=2), 상기 라디칼들은 서로 독립적으로 상이한 의미를 채택할 수 있다.

고리 기 A¹은 바람직하게는 1,4-페닐렌이고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 Br, Cl, F, CN, C₁-C₁₀ 알킬, R^x, 메톡시 또는 모노- 또는 폴리불소화 메틸 또는 메톡시기로 대체될 수 있다.

가교기 Z¹은 바람직하게는 단일 결합 또는 -C≡C-이다.

라디칼 R¹ 또는 R² 중 하나는 바람직하게는 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타내고, 여기서 추가로 상기 라디칼 중의 하나 이상의 CH₂기는 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -CH=CH-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)- 또는 -O-로 각각 대체될 수 있다.

따라서 본 발명의 바람직한 실시양태는 하기 구조로부터 선택된다:

상기 식에서 R¹ 및 R²는 상기 정의된 바와 같다.

더욱 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 화합물은 명백히 양의 유전 비등방성(Δε)을 갖는다. 상응하는 화합물은 바람직하게는 화학식 IB-1 또는 IB-2의 구조를 갖는다.

[화학식 IB-1]

상기 식에서 R¹은 바람직하게는 F, Cl, Br, CN, CF₃, OCF₃, SCN, NCS 또는 SF₅를 나타낸다.

[화학식 IB-2]

상기 식에서 R²는 바람직하게는 F, Cl, Br, CN, CF₃, OCF₃, SCN, NCS 또는 SF₅를 나타낸다.

화학식 I의 화합물은 하기 예시적 합성법(반응식 1 내지 4)으로부터 명백한 바와 같이 유리하게 제조될 수 있다.

반응식 1. 화학식 I의 화합물의 예시적 합성법(대칭적); L은 L¹과 같이 정의되고, 특히 H 또는 F이다.

반응식 2. 화학식 I의 화합물의 예시적 합성법(대칭적); L은 L¹과 같이 정의되고, 특히 H 또는 F이다.

반응식 3. 화학식 I의 화합물의 예시적 합성법(비대칭적); L은 L¹과 같이 정의되고, 특히 H 또는 F이다.

반응식 4. 화학식 I의 화합물의 예시적 합성법(비대칭적); L, L'은 L¹과 같이 정의되고, 특히 H 또는 F이다.

본 발명에 따른 액정 매질은 화학식 I의 1종 이상의 화합물 및 임의적으로 추가의, 바람직하게는 메소젠성(mesogenic) 성분을 포함한다.

추가의 성분은 바람직하게는 화학식 II, III 및 IV의 화합물로부터 선택된다:

[화학식 II]

상기 식에서,

L¹¹은 R¹¹ 또는 X¹¹을 나타내고,

L¹²는 R¹² 또는 X¹²를 나타내고,

R¹¹ 및 R¹²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 17개, 바람직하게는 3 내지 10개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 미불소화 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일, 미불소화 알켄일옥시 또는 미불소화 알콕시알킬을 나타내고, 바람직하게는 알킬 또는 미불소화 알켄일을 나타내며,

X¹¹ 및 X¹²는 서로 독립적으로 H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF₅, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알킬, 특히 -CF₃, 또는 불소화 알콕시, 특히 -OCF₃, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알켄일, 불소화 알켄일옥시 또는 불소화 알콕시알킬, 바람직하게는 불소화 알콕시, 불소화 알켄일옥시, F 또는 Cl을 나타내고,

내지

은 서로 독립적으로

,

,

,

,

,

또는

를 나타내고, 바람직하게는

,

,

,

를 나타낸다.

[화학식 III]

상기 식에서,

L²¹은 R²¹을 나타내고, Z²¹ 및/또는 Z²²가 트랜스-CH=CH- 또는 트랜스-CF=CF-를 나타내는 경우, 대안적으로 X²¹을 나타내고,

L²²는 R²²를 나타내고, Z²¹ 및/또는 Z²²가 트랜스-CH=CH- 또는 트랜스-CF=CF-를 나타내는 경우, 대안적으로 X²²를 나타내고,

R²¹ 및 R²²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 17개, 바람직하게는 3 내지 10개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 미불소화 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일, 미불소화 알켄일옥시 또는 미불소화 알콕시알킬, 바람직하게는 알킬 또는 미불소화 알켄일을 나타내고,

X²¹ 및 X²²는 서로 독립적으로 F 또는 Cl, -CN, -NCS, -SF₅, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알켄일, 알켄일옥시 또는 알콕시알킬, 바람직하게는 -NCS를 나타내고,

Z²¹ 및 Z²² 중 하나는 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고, 다른 하나는 독립적으로 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 단일 결합을 나타내며, 바람직하게는 이들 중 하나는 -C≡C- 또는 트랜스-CH=CH-를 나타내고 다른 하나는 단일 결합을 나타내며,

내지

는 서로 독립적으로

,

,

,

,

,

또는

, 바람직하게는

,

,

,

,

또는

를 나타낸다.

[화학식 IV]

상기 식에서,

L³¹은 R³¹ 또는 X³¹을 나타내고,

L³²는 R³² 또는 X³²를 나타내고,

R³¹ 및 R³²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 17개, 바람직하게는 3 내지 10개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 미불소화 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일, 미불소화 알켄일옥시 또는 미불소화 알콕시알킬, 바람직하게는 알킬 또는 미불소화 알켄일을 나타내고,

X³¹ 및 X³²는 서로 독립적으로 H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF₅, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알킬 또는 불소화 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알켄일, 불소화 알켄일옥시 또는 불소화 알콕시알킬, 바람직하게는 불소화 알콕시, 불소화 알켄일옥시, F 또는 Cl을 나타내고,

Z³¹ 내지 Z³³은 서로 독립적으로 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내고, 바람직하게는 이들 중 하나 이상은 단일 결합을 나타내고, 특히 바람직하게는 모두가 단일 결합을 나타내고,

내지

은 서로 독립적으로

,

,

,

,

,

또는

, 바람직하게는

,

, 또는

를 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 액정 매질은 화학식 I의 1종 이상의 화합물 및 화학식 II의 1종 이상의 화합물을 포함한다.

본 발명의 더욱 바람직한 실시양태에서, 액정 매질은 화학식 I의 1종 이상의 화합물 및 화학식 III의 1종 이상의 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 액정 매질은 마찬가지로 화학식 I의 1종 이상의 화합물 및 화학식 IV의 1종 이상의 화합물을 바람직하게 포함한다.

본 발명에 따르면, 화학식 I의 1종 이상의 화합물, 화학식 II의 1종 이상의 화합물 및 화학식 III 또는 IV, 바람직하게는 III의 1종 이상의 화합물을 포함하는 액정 매질이 특히 바람직하다.

본 출원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 화학식 I의 화합물을 총 5 내지 90%, 바람직하게는 10 내지 85%, 특히 바람직하게는 15 내지 80%로 포함한다.

본 출원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 화학식 I 또는 II의 화합물을 총 15 내지 90%, 바람직하게는 20 내지 85%, 특히 바람직하게는 25 내지 80%로 포함한다.

본 출원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 화학식 III의 화합물을 총 1 내지 70%, 바람직하게는 2 내지 65%, 특히 바람직하게는 3 내지 60%로 포함한다.

본 출원에 따른 액정 매질은 바람직하게는 화학식 IV의 화합물을 총 0 내지 60%, 바람직하게는 5 내지 55%, 특히 바람직하게는 10 내지 50%로 포함한다.

본 출원에 따른 액정 매질은 마찬가지로 바람직하게는 화학식 III의 화합물을 총 5 내지 60%, 바람직하게는 10 내지 50%, 특히 바람직하게는 7 내지 20%로 포함한다.

단일한 동종 화합물을 사용하는 경우, 이들 한계는 상기 동종물의 농도에 대응하며, 이는 바람직하게는 2 내지 20%, 특히 바람직하게는 1 내지 15%이다. 둘 이상의 동종물을 사용하는 경우, 개별 동종물의 농도는 마찬가지로 바람직하게는 각 경우에 1 내지 15%이다.

화학식 I 내지 III의 화합물은 각 경우에 3보다 큰 유전 비등방성을 갖는 유전적 양의 화합물, 3 미만 -1.5 초과의 유전 비등방성을 갖는 유전적 중성 화합물 및 -1.5 이하의 유전 비등방성을 갖는 유전적 음의 화합물을 포괄한다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 액정 매질은 화학식 II의 1종 이상의 화합물, 바람직하게는 화학식 II-1 내지 II-3, 바람직하게는 화학식 II-1 및/또는 II-2, 바람직하게는 화학식 II-1 및 II-2의 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하고, 더 바람직하게는 이들 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 II-1]

[화학식 II-2]

[화학식 II-3]

상기 식에서, 파라미터들은 화학식 II에 대하여 상기 기재된 각각의 의미를 가지고, 바람직하게는

R¹¹은 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일을 나타내고,

R¹²는 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬, 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일 또는 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알콕시를 나타내고,

X¹¹ 및 X¹²는 서로 독립적으로 F, Cl, -OCF₃, -CF₃, -CN, -NCS 또는 -SF₅, 바람직하게는 F, Cl, -OCF₃ 또는 -CN을 나타낸다.

화학식 II-1의 화합물은 바람직하게는 화학식 II-1a 내지 II-1d의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 II의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 바람직하게는 필수적으로 구성되고, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다.

[화학식 II-1a]

[화학식 II-1b]

[화학식 II-1c]

[화학식 II-1d]

상기 식에서 파라미터들은 화학식 II-1에 대하여 상기 기재된 각각의 의미를 가지고, 바람직하게는

Y¹¹ 및 Y¹²는 각 경우에 서로 독립적으로 H 또는 F를 나타내고, 바람직하게는

R¹¹은 알킬 또는 알켄일을 나타내고,

X¹¹은 F, Cl 또는 -OCF₃을 나타낸다.

화학식 II-2의 화합물은 바람직하게는 화학식 II-2a 내지 II-2e의 화합물의 군 및/또는 화학식 II-2f 내지 II-2g의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 이들 화학식 II의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되고 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다.

[화학식 II-2a]

[화학식 II-2b]

[화학식 II-2c]

[화학식 II-2d]

[화학식 II-2e]

[화학식 II-2f]

[화학식 II-2g]

여기서 각 경우에 화학식 II-2a의 화합물은 화학식 II-2b 및 II-2c의 화합물로부터 배제되고, 화학식 II-2b의 화합물은 화학식 II-2c의 화합물로부터 배제되며, 화학식 II-2e의 화합물은 화학식 II-2f의 화합물로부터 배제되고,

상기 식에서 파라미터들은 화학식 II-1에 대하여 상기 기재된 각각의 의미를 가지고, 여기서

R¹¹은 알킬 또는 알켄일을 나타내고,

X¹¹은 F, Cl 또는 -OCF₃을 나타내고, 바람직하게는

Y¹¹ 및 Y¹² 중 하나는 H를 나타내고 다른 하나는 H 또는 F를 나타내며, 바람직하게는 마찬가지로 H를 나타낸다.

화학식 II-3의 화합물은 바람직하게는 화학식 II-3a의 화합물이다:

[화학식 II-3a]

상기 식에서 파라미터들은 화학식 II-1에 대하여 상기 기재된 각각의 의미를 가지고, 여기서 바람직하게는

X¹¹은 F, Cl, 바람직하게는 F를 나타내고,

X¹²는 F, Cl 또는 -OCF₃, 바람직하게는 -OCF₃을 나타낸다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 실시양태에서, 화학식 II의 화합물은 화합물 II-1a 내지 II-1d의 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 화합물 II-1c 및 II-1d의 군으로부터 선택되며, 더 바람직하게는 이들 화학식 II의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다.

화학식 II-1a의 화합물은 바람직하게는 화학식 II-1a-1 및 II-1a-2의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 II의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 II-1a-1]

[화학식 II-1a-2]

상기 식에서,

R¹¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1을 나타내며, 여기서

n은 0 내지 7의 범위, 바람직하게는 1 내지 5의 범위, 특히 바람직하게는 3 또는 7의 정수를 나타낸다.

화학식 II-1b의 화합물은 바람직하게는 화학식 II-1b-1의 화합물이다:

[화학식 II-1b-1]

상기 식에서,

R¹¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1을 나타내고, 여기서

n은 0 내지 15의 범위, 바람직하게는 1 내지 7의 범위, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 범위의 정수를 나타낸다.

화학식 II-1c의 화합물은 바람직하게는 화학식 II-1c-1 내지 II-1c-4의 화합물의 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 화학식 II-1c-1 및 II-1c-2의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 II의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 II-1c-1]

[화학식 II-1c-2]

[화학식 II-1c-3]

[화학식 II-1c-4]

상기 식에서,

화학식 II-1d의 화합물은 바람직하게는 화학식 II-1d-1 및 II-1d-2의 화합물, 바람직하게는 화학식 II-1d-2의 화합물의 군으로부터 선택되며, 더 바람직하게는 이들 화학식 II의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 II-1d-1]

[화학식 II-1d-2]

상기 식에서,

화학식 II-2a의 화합물은 바람직하게는 화학식 II-2a-1 및 II-2a-2의 화합물, 바람직하게는 화학식 II-2a-1의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 II의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 II-2a-1]

[화학식 II-2a-2]

상기 식에서,

R¹¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1 또는 CH₂=CH-(CH₂)_z를 나타내며,

R¹²는 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_mH_2m+1 또는 O-C_mH_2m+1 또는 (CH₂)_z-CH=CH₂를 나타내며, 여기서

n 및 m은 서로 독립적으로 0 내지 15의 범위, 바람직하게는 1 내지 7의 범위, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 범위의 정수를 나타내고,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

(R¹¹ 및 R¹²)의 바람직한 조합은, 특히 화학식 II-2a-1의 경우에, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1), (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1), (CH₂=CH-(CH₂)_z 및 C_mH_2m+1), (CH₂=CH-(CH₂)_z 및 O-C_mH_2m+1) 및 (C_nH_2n+1 및 (CH₂)_z-CH=CH₂)이다.

화학식 II-2b의 바람직한 화합물은 화학식 II-2b-1의 화합물이다:

[화학식 II-2b-1]

상기 식에서,

R¹¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1 또는 CH₂=CH-(CH₂)_z를 나타내고,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R¹¹ 및 R¹²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1)이다.

화학식 II-2c의 바람직한 화합물은 화학식 II-2c-1의 화합물이다:

[화학식 II-2c-1]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

화학식 II-2d의 바람직한 화합물은 화학식 II-2d-1의 화합물이다:

[화학식 II-2d-1]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

화학식 II-2e의 바람직한 화합물은 화학식 II-2e-1의 화합물이다:

[화학식 II-2e-1]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R¹¹ 및 R¹²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1)이다.

화학식 II-2f의 바람직한 화합물은 화학식 II-2f-1의 화합물이다:

[화학식 II-2f-1]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R¹¹ 및 R¹²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1) 및 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1), 특히 바람직하게는 (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1)이다.

화학식 II-2g의 바람직한 화합물은 화학식 II-2g-1의 화합물이다:

[화학식 II-2g-1]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R¹¹ 및 R¹²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1) 및 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1), 특히 바람직하게는 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1)이다.

화학식 III의 화합물은 바람직하게는 화학식 III-1 내지 III-4의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 III의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 III-1]

[화학식 III-2]

[화학식 III-3]

[화학식 III-4]

상기 식에서,

Z²¹ 및 Z²²는 트랜스-CH=CH- 또는 트랜스-CF=CF-, 바람직하게는 트랜스-CH=CH-를 나타내며, 다른 파라미터들은 화학식 III 하에서 상기 주어진 의미를 갖고, 바람직하게는

R²¹ 및 R²²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일을 나타내고,

X²²는 F, Cl, -CN 또는 -NCS, 바람직하게는 -NCS를 나타내고,

내지

는

,

또는

를 나타내고, 다른 것들은 서로 독립적으로,

,

,

,

,

,

또는

, 바람직하게는

,

,

또는

를 나타내며, 바람직하게는

R²¹은 C_nH_2n+1 또는 CH₂=CH-(CH₂)_z를 나타내고,

R²²는 C_mH_2m+1 또는 O-C_mH_2m+1 또는 (CH₂)_z-CH=CH₂를 나타내며, 여기서

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

화학식 III-1의 화합물은 바람직하게는 화학식 III-1a 및 III-1b의 화합물의 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 화학식 III-1a의 화합물로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 III의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 III-1a]

[화학식 III-1b]

상기 식에서,

R²¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1 또는 CH₂=CH-(CH₂)_z를 나타내고,

R²²는 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_mH_2m+1 또는 O-C_mH_2m+1 또는 (CH₂)_z-CH=CH₂를 나타내며, 여기서

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R²¹ 및 R²²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1) 및 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1)이고, 화학식 III-1a의 경우에는 특히 바람직하게는 (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1)이고, 화학식 III-1b의 경우에는 특히 바람직하게는 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1)이다.

화학식 III-2의 화합물은 바람직하게는 화학식 III-2a의 화합물이다:

[화학식 III-2a]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R²¹ 및 R²²)의 바람직한 조합은, 특히 (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1) 및 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1)이다.

화학식 III-3의 화합물은 바람직하게는 화학식 III-3a 또는 III-3b의 화합물이다:

[화학식 III-3a]

[화학식 III-3b]

상기 식에서 파라미터들은 화학식 III-3 하에 상기 주어진 의미를 갖고, 바람직하게는

R²¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1을 나타내고,

n은 0 내지 7의 범위, 바람직하게는 1 내지 5의 범위의 정수를 나타내고,

X²²는 -F, -Cl, -OCF₃, -CN 또는 -NCS, 특히 바람직하게는 -NCS를 나타낸다.

화학식 III-4의 화합물은 바람직하게는 화학식 III-4a의 화합물이다:

[화학식 III-4a]

상기 식에서 파라미터들은 화학식 III-4 하에 상기 주어진 의미를 갖고, 바람직하게는

R²¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1을 나타내고, 여기서

화학식 III의 더욱 바람직한 화합물은 하기 화학식의 화합물이다:

상기 식에서,

n은 0 내지 7의 범위, 바람직하게는 1 내지 5의 범위의 정수를 나타낸다.

화학식 IV의 화합물은 바람직하게는 화학식 IV-1 내지 IV-6의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 IV의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 IV-1]

[화학식 IV-2]

[화학식 IV-3]

[화학식 IV-4]

[화학식 IV-5]

[화학식 IV-6]

여기서 화학식 IV-5의 화합물은 화학식 IV-6의 화합물로부터 배제되고,

상기 식에서 파라미터들은 화학식 IV에 대하여 상기 기재된 각각의 의미를 갖고, 바람직하게는

R³¹은 각각이 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일을 나타내고,

R³²는 각각이 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일을 나타내고,

X³²는 -F, -Cl 또는 -OCF₃, 바람직하게는 -F를 나타내고,

특히 바람직하게는

R³¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1 또는 CH₂=CH-(CH₂)_z를 나타내고,

R³²는 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_mH_2m+1 또는 O-C_mH_2m+1 또는 (CH₂)_z-CH=CH₂를 나타내며, 여기서

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

화학식 IV-1의 화합물은 바람직하게는 화학식 IV-1a 내지 IV-1d의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 IV-1의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 IV-1a]

[화학식 IV-1b]

[화학식 IV-1c]

[화학식 IV-1d]

상기 식에서 X³²는 화학식 IV-1에 대하여 상기 주어진 의미를 갖고,

R³¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1을 나타내고, 여기서

n은 1 내지 7, 바람직하게는 2 내지 6, 특히 바람직하게는 2, 3 또는 5를 나타내고,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타내고,

X³²는 바람직하게는 F를 나타낸다.

화학식 IV-2의 화합물은 바람직하게는 화학식 IV-2a 및 IV-2b, 바람직하게는 화학식 IV-2a의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 IV-2의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 IV-2a]

[화학식 IV-2b]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R³¹ 및 R³²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1) 및 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1)이고, 특히 바람직하게는 (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1)이다.

화학식 IV-3의 화합물은 바람직하게는 화학식 IV-3a의 화합물이다:

[화학식 IV-3a]

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

화학식 IV-4의 화합물은 바람직하게는 화학식 IV-4a의 화합물이다:

[화학식 IV-4a]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

화학식 IV-5의 화합물은 바람직하게는 화학식 IV-5a 및 IV-5b, 바람직하게는 화학식 IV-5a의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 IV-5의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 IV-5a]

[화학식 IV-5b]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

화학식 IV-6의 화합물은 바람직하게는 화학식 IV-6a 및 IV-6b의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 IV-5의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 IV-6a]

[화학식 IV-6b]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

본 발명에 따른 매질은 임의적으로 화학식 V의 1종 이상의 화합물을 포함한다.

[화학식 V]

상기 식에서,

R⁴¹ 및 R⁴²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일, 알켄일옥시 또는 알콕시알킬, 바람직하게는 미불소화 알킬 또는 알켄일을 나타내고,

Z⁴¹ 및 Z⁴² 중 하나는 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고, 다른 하나는 독립적으로 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 단일 결합을 나타내며, 바람직하게는 이들 중 하나는 -C≡C- 또는 트랜스-CH=CH-를 나타내고 다른 하나는 단일 결합을 나타내며,

은

를 나타내고,

및

는 서로 독립적으로

,

,

,

,

,

또는

를 나타낸다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 화학식 V의 화합물을 총 0 내지 40%, 바람직하게는 0 내지 30%, 특히 바람직하게는 5 내지 25%로 포함한다.

화학식 V의 화합물은 바람직하게는 화학식 V-1 내지 V-3의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 V의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 V-1]

[화학식 V-2]

[화학식 V-3]

상기 식에서,

Y⁴¹ 및 Y⁴² 중 하나는 H를 나타내고 다른 하나는 H 또는 F를 나타내고,

R⁴¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1 또는 CH₂=CH-(CH₂)_z를 나타내고,

R⁴²는 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_mH_2m+1 또는 O-C_mH_2m+1 또는 (CH₂)_z-CH=CH₂를 나타내며, 여기서

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R⁴¹ 및 R⁴²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1) 및 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1)이고, 특히 바람직하게는 (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1)이다.

화학식 V-1의 화합물은 바람직하게는 화학식 V-1a 내지 V-1c의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 V-1의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 V-1a]

[화학식 V-1b]

[화학식 V-1c]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

화학식 V-2의 화합물은 바람직하게는 화학식 V-2a의 화합물이다:

[화학식 V-2a]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R⁴¹ 및 R⁴²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1), (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1) 및 (CH₂=CH-(CH₂)_z 및 C_mH_2m+1)이고, 특히 바람직하게는 (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1)이다.

화학식 V-3의 화합물은 바람직하게는 화학식 V-3a의 화합물이다:

[화학식 V-3a]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R⁴¹ 및 R⁴²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1) 및 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1)이다.

본 발명에 따른 매질은 임의적으로 화학식 VI의 1종 이상의 화합물을 포함한다.

[화학식 VI]

상기 식에서,

L⁵¹은 R⁵¹ 또는 X⁵¹을 나타내고,

L⁵²는 R⁵² 또는 X⁵²를 나타내고,

R⁵¹ 및 R⁵²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 15개, 바람직하게는 3 내지 10개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일, 알켄일옥시 또는 알콕시알킬, 바람직하게는 미불소화 알킬 또는 알켄일을 나타내고,

X⁵¹ 및 X⁵²는 서로 독립적으로 H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF₅, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알킬 또는 불소화 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알켄일, 미불소화 또는 불소화 알켄일옥시 또는 미불소화 또는 불소화 알콕시알킬, 바람직하게는 불소화 알콕시, 불소화 알켄일옥시, F 또는 Cl을 나타내고,

Z⁵¹ 내지 Z⁵³은 서로 독립적으로 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내고, 바람직하게는 이들 중 하나 이상은 단일 결합을 나타내고, 특히 바람직하게는 모두가 단일 결합을 나타내며,

는

,

또는

를 나타내고,

내지

는 서로 독립적으로

,

,

,

,

,

또는

를 나타낸다.

화학식 VI의 화합물은 바람직하게는 화학식 VI-1 내지 VI-3의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 VI의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며, 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 VI-1]

[화학식 VI-2]

[화학식 VI-3]

상기 식에서 파라미터들은 화학식 VI 하에 상기 기재된 각각의 의미를 갖고, 바람직하게는

내지

중 하나는

,

,

를 나타내고,

R⁵¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1 또는 CH₂=CH-(CH₂)_z를 나타내고,

R⁵²는 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_mH_2m+1 또는 O-C_mH_2m+1 또는 (CH₂)_z-CH=CH₂를 나타내며, 여기서

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R⁵¹ 및 R⁵²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1) 및 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1)이다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 화학식 VI의 화합물을 총 5 내지 30%, 바람직하게는 10 내지 25%, 특히 바람직하게는 15 내지 20% 포함한다.

화학식 VI-1의 화합물은 바람직하게는 화학식 VI-1a 내지 VI-1e의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 VI-1의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 VI-1a]

[화학식 VI-1b]

[화학식 VI-1c]

[화학식 VI-1d]

[화학식 VI-1e]

상기 식에서 파라미터들은 상기 주어진 의미를 갖고, 바람직하게는

R⁵¹은 상기 기재된 의미를 갖고 바람직하게는 C_nH_2n+1을 나타내고,

n은 0 내지 15의 범위, 바람직하게는 1 내지 7의 범위, 특히 바람직하게는 1 내지 5의 범위의 정수를 나타내고,

X⁵²는 바람직하게는 F 또는 Cl을 나타낸다.

화학식 VI-2의 화합물은 바람직하게는 화학식 VI-2a 및 VI-2b의 화합물의 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 이들 화학식 VI-2의 화합물로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 필수적으로 구성되며 매우 특히 바람직하게는 전적으로 구성된다:

[화학식 VI-2a]

[화학식 VI-2b]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R⁵¹ 및 R⁵²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1)이다.

화학식 VI-3의 화합물은 바람직하게는 화학식 VI-3a 또는 VI-3b의 화합물이다:

[화학식 VI-3a]

[화학식 VI-3b]

상기 식에서,

z는 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 0 또는 2를 나타낸다.

여기서 (R⁵¹ 및 R⁵²)의 바람직한 조합은, 특히, (C_nH_2n+1 및 C_mH_2m+1) 및 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1), 특히 바람직하게는 (C_nH_2n+1 및 O-C_mH_2m+1)이다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은 3보다 큰 유전 비등방성을 갖는 화학식 II-1의 1종 이상의 유전적 양의 화합물을 포함한다.

상기 매질은 바람직하게는 -1.5 초과 내지 3의 범위의 유전 비등방성을 갖는 화학식 II-2의 1종 이상의 유전적 중성 화합물을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은 화학식 III의 1종 이상의 화합물을 포함한다.

본 발명의 더욱 바람직한 실시양태에서, 상기 매질은 화학식 IV의 1종 이상의 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 5원 및/또는 6원 고리를 2개 이하로만 갖는 화합물을 10% 이하로, 바람직하게는 5% 이하로, 특히 바람직하게는 2% 이하로, 매우 특히 바람직하게는 1% 이하로 포함하거나, 특히 전혀 포함하지 않는다.

약어(두문자어)의 정의는 하기 표 D에 기재된 바와 같거나 표 A 내지 C로부터 명백하다.

본 발명에 따른 액정 매질은 화학식 I 내지 VI, 바람직하게는 I 내지 V의 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물들을 바람직하게는 포함하고, 더 바람직하게는 그들로 주로 구성되고, 더욱 더 바람직하게는 그들로 필수적으로 구성되고 매우 특히 바람직하게는 그들로 전적으로 구성된다.

본 출원에서, 조성물과 관련하여 포함한다는 것은 문제의 독립체, 즉 매질 또는 성분이, 지시된 성분 또는 성분들 또는 화합물 또는 화합물들을, 바람직하게는 총 농도 10% 이상으로, 매우 바람직하게는 20% 이상으로 포함하는 것을 의미한다.

이와 관련하여, 주로 구성된다는 것은 문제의 독립체가 지시된 성분 또는 성분들 또는 화합물 또는 화합물들을 55% 이상, 바람직하게는 60% 이상, 매우 바람직하게는 70% 이상으로 포함하는 것을 의미한다.

이와 관련하여, 필수적으로 구성된다는 것은 문제의 독립체가 지시된 성분 또는 성분들 또는 화합물 또는 화합물들을 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 매우 바람직하게는 95% 이상으로 포함하는 것을 의미한다.

이와 관련하여, 전적으로 구성된다는 것은 문제의 독립체가 지시된 성분 또는 성분들 또는 화합물 또는 화합물들을 98% 이상, 바람직하게는 99% 이상, 매우 바람직하게는 100.0%로 포함하는 것을 의미한다.

상기에서 명확히 언급하지 않는 다른 메소젠성 화합물도 본 발명에 따른 매질에 임의적으로 또한 유리하게 사용될 수 있다. 이러한 화합물은 당업자에게 공지되어 있다.

본 발명에 따르면, 화학식 I의 화합물은 바람직하게는 전체 혼합물 중에 총 농도 10% 내지 90%로, 더 바람직하게는 15% 내지 60%로, 더욱 더 바람직하게는 30% 내지 50%로, 매우 바람직하게는 25% 내지 45%로 사용된다.

본 발명에 따르면, 화학식 II의 화합물은 바람직하게는 전체 혼합물 중에 총 농도 10% 내지 70%로, 더 바람직하게는 15% 내지 60%로, 더욱 더 바람직하게는 30% 내지 50%로, 매우 바람직하게는 25% 내지 45%로 사용된다.

화학식 III의 화합물은 바람직하게는 전체 혼합물 중에 총 농도 1% 내지 20%로, 더 바람직하게는 1% 내지 15%로, 더욱 더 바람직하게는 2% 내지 15%로, 매우 바람직하게는 3% 내지 10%로 사용된다.

화학식 IV의 화합물은 바람직하게는 전체 혼합물 중에 총 농도 1% 내지 60%로, 더 바람직하게는 5% 내지 50%로, 더욱 더 바람직하게는 10% 내지 45%로, 매우 바람직하게는 15% 내지 40%로 사용된다.

액정 매질은 화학식 I, III, IV, V 및 VI, 바람직하게는 I, III 및 VI의 화합물을 총 50% 내지 100%, 더 바람직하게는 70% 내지 100% 및 매우 바람직하게는 80% 내지 100%, 특히 90% 내지 100%로 바람직하게는 포함하고, 더 바람직하게는 그것들로 주로 구성되고, 매우 바람직하게는 전적으로 구성된다.

본 출원에서, 유전적 양이라는 표현은 Δε>3.0인 화합물 또는 성분을 나타내고, 유전적 중성이라는 표현은 -1.5≤Δε≤3.0인 화합물 또는 성분을 나타내고, 유전적 음이라는 표현은 Δε<-1.5인 화합물 또는 성분을 나타낸다. Δε는 1kHz의 주파수 및 20℃에서 결정된다. 각각의 화합물의 유전 비등방성은 네마틱 호스트 혼합물 중의 각각의 개별 화합물의 10% 용액의 결과로부터 결정된다. 호스트 혼합물 중의 각각의 화합물의 용해도가 10% 미만이면, 농도를 5%로 감소시킨다. 시험 혼합물의 정전용량은 수직(homeotropic) 배향을 갖는 셀 및 수평(homogeneous) 배향을 갖는 셀 둘 모두에서 결정된다. 두 유형의 셀에서 셀 두께는 약 20㎛이다. 인가되는 전압은 1kHz의 주파수 및 전형적으로 0.5V 내지 1.0V의 실효값을 갖지만 각각의 시험 혼합물의 정전용량 역치 미만이 되도록 선택되는 구형파(rectangular wave)이다.

Δε는 (ε_∥ - ε_⊥)로서 정의되고, 여기서 ε_average는 (ε_∥+2ε_⊥)/3이다.

유전적 양의 화합물에 사용되는 호스트 혼합물은 혼합물 ZLI-4792이고 유전적 중성 및 유전적 음의 화합물에 사용되는 호스트 혼합물은 혼합물 ZLI-3086이며, 이들 둘 모두 독일의 메르크 카게아아(Merck KGaA)에서 제조된다. 화합물의 유전 상수의 절대값은 관심 화합물의 첨가시의 호스트 혼합물의 각각의 값에서의 변화로부터 결정한다. 그 값들을 관심 화합물 농도 100%로 외삽한다.

20℃의 측정 온도에서 네마틱 상을 갖는 성분은 이와 같이 측정하고, 다른 모든 것은 화합물과 마찬가지로 처리한다.

본 출원에서, 두 경우에 명시적으로 달리 언급하지 않는 한, 역치 전압이란 표현은 광학적 역치를 지칭하고 10% 상대 콘트라스트(V₁₀)로 표기되며, 포화 전압이란 표현은 광학적 포화를 지칭하고 90% 상대 콘트라스트(V₉₀)로 표기된다. 프레데릭스(Freedericks) 역치(V_Fr)라고도 불리는 정전용량 역치 전압(V₀)은, 명시적으로 언급될 경우에만 사용된다.

본 출원에서 지시되는 파라미터 범위는 달리 명시적으로 지시되지 않는 한 모두 한계값을 포함한다.

특성들의 다양한 범위에 대해 기재된 상이한 상한 및 하한값은 서로 조합되어 추가적인 바람직한 범위를 제시한다.

본 출원 전반에서, 달리 명시적으로 언급하지 않는 한 하기 조건 및 정의가 적용된다. 모든 농도는 중량%로 표기되며 각각의 전체 혼합물에 대한 것이고, 모든 온도는 섭씨로 표기되며 모든 온도차는 도차(differential degree)로 표기된다. 모든 물성은 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KgaA, Germany]에 따라 결정되며, 달리 명시적으로 언급하지 않는 한 20℃의 온도에 대하여 표기된다. 광학 비등방성(Δn)은 589.3nm의 파장에서 결정된다. 유전 비등방성(Δε)은 1kHz의 주파수에서 측정된다. 역치 전압뿐만 아니라 모든 다른 전기광학적 특성은 독일 소재의 메르크 카게아아에서 제조된 시험 셀을 사용하여 측정된다. Δε 측정용 시험 셀은 약 20㎛의 셀 두께를 갖는다. 전극은 1.13cm²의 면적 및 가드 링을 갖는 원형 ITO 전극이다. 배향층은 수직 배향(ε_∥)에 대해서는 일본의 닛산 케미컬(Nissan Chemicals)에서 제조된 SE-1211, 및 수평 배향(ε_⊥)에 대해서는 일본의 재팬 신쎄틱 러버(Japan Synthetic Rubber)에서 제조된 폴리이미드 AL-1054이다. 정전용량은 0.3V_rms의 전압을 갖는 사인파를 사용하는 솔라트론(Solatron) 1260 주파수 반응 분석기를 사용하여 측정한다. 전자광학적 측정에 사용되는 광은 백색광이다. 상업적으로 입수가능한 독일의 아우트로닉-멜처스(Autronic-Melchers)제 DMS 기기를 사용하는 셋업이 여기서 사용된다. 역치 전압(V₁₀), 중간-회색(mid-grey) 전압(V₅₀) 및 포화 전압(V₉₀)은 각각 10%, 50% 및 90% 상대 콘트라스트에 대하여 측정된다.

액정 매질을, 문헌[A. Penirschke, S. Mueller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock and R. Jakoby: "Cavity Pertubation Method for Characterisation of Liquid Crystals up to 35GHz", 34^th European Microwave Conference-Amsterdam, pp. 545-548]에 기재된 바와 같이 마이크로파 주파수 영역에서의 그들의 특성에 관하여 조사한다.

또한, 이와 관련하여, 측정 방법이 마찬가지로 상세하게 기재되어 있는 문헌[A. Gaebler, F. Goelden, S. Mueller, A. Penirschke and R. Jakoby "Direct Simulation of Material Permittivies ...", 12MTC 2009 - International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Singapore, 2009 (IEEE), pp. 463-467] 및 DE 10 2004 029 429 A와 비교한다.

액정을 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 모세관 내로 도입시킨다. 모세관은 180㎛의 내부 반경 및 350㎛의 외부 반경을 가진다. 실효 길이는 2.0cm이다. 채워진 모세관을 30GHz의 공명 주파수를 갖는 공동(cavity)의 중심으로 도입시킨다. 이 공동은 길이 6.6mm, 폭 7.1mm 및 높이 3.6mm를 갖는다. 이후 입력 신호(소스)를 인가하고, 출력 신호의 결과를 시판되는 벡터 네트워크 애널라이저를 사용하여 기록한다.

액정으로 채워진 모세관을 사용한 측정과 액정으로 채워진 모세관을 사용하지 않은 측정 사이의 공명 주파수 및 Q 인자의 변화를 사용하여 문헌[A. Penirschke, S. Mueller, P. Scheele, C. Weil, M. Wittek, C. Hock and R. Jakoby: "Cavity Perturbation Method for Characterisation of Liquid Crystals up to 35GHz", 34^th European Microwave Conference - Amsterdam, pp. 545-548]에 기재된 바와 같이 수식 10 및 11을 사용하여 상응하는 목표 주파수에서의 유전 상수 및 손실 각도를 측정한다.

특성들의, 액정의 방향자에 수직 및 평행한 성분에 대한 값들은 액정을 자기장 속에서 정렬시킴으로써 얻어진다. 이 목적을 위해, 영구 자석의 자기장을 사용한다. 자기장의 강도는 0.35테슬라이다. 자석의 배향은 상응하게 설정된 후 90°를 통해 상응하게 회전된다.

마이크로파 영역에서의 유전 비등방성은 다음과 같이 정의된다.

Δε_r≡(ε_{r, ∥}-ε_r,⊥)

조절가능성(modulatability) 또는 가변성(tuneability)(τ)은 다음과 같이 정의된다.

τ≡(Δε_r/ε_r,∥)

재료 품질(η)은 다음과 같이 정의되고,

η≡(τ/tanδ_εr,max),

여기서 tanδ_εr,max는 최대 유전 손실 인자이며,

tanδ_εr,max≡max.{tanδ_εr,⊥;tanδ_εr,∥}

이는 tanδ_εr의 측정된 값의 최대값으로부터 나온다.

바람직한 액정 재료의 재료 품질(η)은 5 이상, 바람직하게는 6 이상, 바람직하게는 8 이상, 바람직하게는 10 이상, 바람직하게는 15 이상, 바람직하게는 17 이상, 특히 바람직하게는 20 이상, 매우 특히 바람직하게는 25 이상이다.

해당 부품에서, 바람직한 액정 재료는 15°/dB 이상, 바람직하게는 20°/dB 이상, 바람직하게는 30°/dB 이상, 바람직하게는 40°/dB 이상, 바람직하게는 50°/dB 이상, 특히 바람직하게는 80°/dB 이상, 매우 특히 바람직하게는 100°/dB 이상의 위상 천이기 품질을 갖는다.

본 출원에서, 화합물이란 용어는 달리 언급하지 않는 한 하나의 화합물 및 복수의 화합물 모두를 의미하기 위해 사용된다.

본 발명에 따른 액정 매질은 각 경우에 적어도 -20℃ 내지 80℃, 바람직하게는 -30℃ 내지 85℃, 매우 특히 바람직하게는 -40℃ 내지 100℃의 네마틱 상을 갖는다. 상기 상은 특히 바람직하게는 120℃ 이상으로 연장되며, 바람직하게는 140℃ 이상으로 연장되며 매우 특히 바람직하게는 180℃ 이상으로 연장된다. 본원에서 네마틱 상을 갖는다는 표현은 한편으로는 스멕틱 상이 없고 해당 온도에서 저온에서 결정화가 관찰되지 않는다는 것을 의미하고 다른 한편으로는 가열시에 네마틱 상으로부터 투명화(clearing)가 일어나지 않는다는 것을 의미한다. 저온에서의 연구는 해당 온도에서의 유동 점도계로 수행되며 5㎛의 셀 두께를 갖는 시험 셀 중에 100시간 이상 동안 저장함으로써 체크한다. 고온에서는, 모세관 중에서의 투명점을 통상적인 방법에 의해 측정한다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 90℃ 이상, 더 바람직하게는 100℃ 이상, 더욱 더 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 150℃ 이상, 매우 특히 바람직하게는 170℃ 이상의 투명점을 갖는다.

본 발명에 따른 액정 매질의 1kHz 및 20℃에서의 Δε는 바람직하게는 1 이상이고, 더 바람직하게는 2 이상이고 매우 바람직하게는 3 이상이다.

본 발명에 따른 액정 매질의 589nm(Na^D) 및 20℃에서의 Δn은 바람직하게는 0.200 이상 0.90 이하의 범위, 더 바람직하게는 0.250 이상 0.90 이하의 범위, 더욱 더 바람직하게는 0.300 이상 0.85 이하의 범위, 매우 특히 바람직하게는 0.350 이상 0.800 이하의 범위이다.

본 출원의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질의 Δn은 바람직하게는 0.50 이상이고, 더 바람직하게는 0.55 이상이다.

또한, 본 발명에 따른 액정 매질은 마이크로파 영역에서 높은 비등방성을 특징으로 한다. 예를 들어 복굴절률은 약 8.3GHz에서 바람직하게는 0.14 이상, 특히 바람직하게는 0.15 이상, 특히 바람직하게는 0.20 이상, 특히 바람직하게는 0.25 이상, 매우 특히 바람직하게는 0.30 이상이다. 게다가, 복굴절률은 바람직하게는 0.80 이하이다.

그러나, 일부 실시양태에서, 음의 값의 유전 비등방성을 갖는 액정도 유리하게 사용할 수 있다.

채용되는 액정은 개별 물질이거나 혼합물이다. 이들은 바람직하게는 네마틱 상을 갖는다.

본 발명에 따른 액정 매질 또는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 바람직한 부품은 위상 천이기, 버랙터, 안테나 어레이(예를 들어 라디오, 이동 통신, 마이크로파/레이다 및 다른 데이터 전송), '매칭 회로 적응 필터(matching circuit adaptive filter)' 등이다. 상기 정의된 바와 같은 고주파 기술용 부품이 바람직하다. 매우 특히 바람직한 부품은 위상 천이기이다. 바람직한 실시양태에서, 복수의 위상 천이기를 기능적으로 연결하여, 예를 들어 위상-제어된 그룹 안테나를 만들 수 있다. 그룹 안테나는 간섭을 통한 번들링을 달성하기 위해 매트릭스로 배열된 송신 또는 수신 요소의 위상 천이를 이용한다. 일렬 또는 격자 형태의 위상 천이기의 평행 배열은, 고주파(예를 들어 기가헤르츠 영역)용 가변형 송신 또는 수신 안테나로서 작용하는 소위 '위상 배열(phased array)'의 구성을 가능하게 한다. 본 발명에 따른 위상 배열 안테나는 매우 넓은 사용가능한 수신 원추(reception cone)를 갖는다.

바람직한 용도는 자동차, 선박, 비행기, 우주 여행 및 인공위성 기술 분야에서의 유인 또는 무인 운송수단 상의 레이다 설치 및 데이터 전송 장치이다.

적합한 부품, 특히 위상 천이기의 제조를 위해, 본 발명에 따른 액정 매질을 전형적으로 1mm 미만의 단면 및 수 센티미터의 길이를 갖는 직사각형 공동으로 도입한다. 공동은 2개의 장변을 따라 장착된 대향하는 전극을 갖는다. 이러한 배열은 당업자에게 친숙한 것이다. 다양한 전압을 인가함으로써, 안테나의 상이한 주파수 또는 방위를 설정하기 위해 액정 매질의 유전 특성을 이후의 조작에서 조절할 수 있다.

"알킬"이란 용어는 바람직하게는 1 내지 15개 탄소 원자를 갖는 직쇄 및 분지 알킬기, 특히 직쇄기인 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 헵틸을 포괄한다. 2 내지 10개 탄소 원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.

"알켄일"이란 용어는 바람직하게는 2 내지 15개 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지 알켄일기, 특히 직쇄기를 포괄한다. 특히 바람직한 알켄일기는 C₂- 내지 C₇-1E-알켄일, C₄- 내지 C₇-3E-알켄일, C₅- 내지 C₇-4-알켄일, C₆- 내지 C₇-5-알켄일 및 C₇-6-알켄일, 특히 C₂- 내지 C₇-1E-알켄일, C₄- 내지 C₇-3E-알켄일 및 C₅- 내지 C₇-4-알켄일이다. 더 바람직한 알켄일기의 예는 바이닐, 1E-프로펜일, 1E-부텐일, 1E-펜텐일, 1E-헥센일, 1E-헵텐일, 3-부텐일, 3E-펜텐일, 3E-헥센일, 3E-헵텐일, 4-펜텐일, 4Z-헥센일, 4E-헥센일, 4Z-헵텐일, 5-헥센일, 6-헵텐일 등이다. 5개 이하의 탄소 원자를 갖는 기가 일반적으로 바람직하다.

"플루오로알킬"이란 용어는 바람직하게는 말단 불소를 갖는 직쇄기, 즉, 플루오로메틸, 2-플루오로에틸, 3-플루오로프로필, 4-플루오로부틸, 5-플루오로펜틸, 6-플루오로헥실 및 7-플루오로헵틸을 포괄한다. 그러나, 불소의 다른 위치가 배제되지는 않는다.

"옥사알킬" 또는 "알콕시알킬"이란 용어는 바람직하게는 화학식 C_nH_2n+1-O-(CH₂)_m의 직쇄 라디칼을 포괄하고, 여기서 n 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 10을 나타낸다. 바람직하게는 n은 1이고 m은 1 내지 6이다.

바이닐 말단기를 함유하는 화합물 및 메틸 말단기를 함유하는 화합물은 낮은 회전 점도를 갖는다.

본 출원에서, 고주파 기술이란 1MHz 내지 1THz, 바람직하게는 1GHz 내지 500GHz, 더 바람직하게는 2GHz 내지 300GHz, 특히 바람직하게는 약 5 내지 150GHz 범위의 주파수를 갖는 용도를 가리킨다.

본 발명에 따른 액정 매질은 추가적인 첨가제 및 키랄 도펀트를 통상의 농도로 포함할 수 있다. 상기 추가적인 성분의 총 농도는 전체 혼합물 기준으로 0% 내지 10%, 바람직하게는 0.1% 내지 6%의 범위이다. 사용되는 개별 화합물의 농도는 각각 바람직하게는 0.1% 내지 3%의 범위이다. 이들 및 유사한 첨가제의 농도는 본 출원에서 액정 성분 및 액정 화합물의 값 및 농도 범위를 표기할 때는 고려하지 않는다.

본 발명에 따른 액정 매질은 복수의 화합물, 바람직하게는 3 내지 30종, 더 바람직하게는 4 내지 20종, 매우 바람직하게는 4 내지 16종의 화합물로 구성된다. 상기 화합물들은 통상적인 방법으로 혼합된다. 일반적으로, 소량으로 사용되는 화합물의 목적하는 양을 다량으로 사용되는 화합물에 용해시킨다. 고농도로 사용되는 화합물의 투명점보다 온도가 높을 경우, 용해 과정의 완료를 관찰하는 것이 특히 용이하다. 그러나, 상기 매질을 다른 통상적인 방식, 예를 들어, 예컨대 화합물의 동족 또는 공정(eutectic) 혼합물일 수 있는 소위 프리-믹스(pre-mix)를 사용하거나, 또는 그 부품 자체가 바로 사용할 수 있는 혼합물인 소위 "멀티보틀(multibottle)" 시스템을 사용하여 제조하는 것도 가능하다.

예를 들어 액정의 용융점 T(C, N) 또는 T(C, S), 스멕틱(S) 상으로부터 네마틱(N) 상으로의 전이 온도 T(S, N) 및 투명점 T(N, I)와 같은 모든 온도는 섭씨 온도로 표기된다. 모든 온도 차이는 도차(differential degree)로 표기된다.

본 출원에서, 고주파 기술이란 1MHz 내지 1THz, 바람직하게는 1GHz 내지 500GHz, 더 바람직하게는 2GHz 내지 300GHz, 특히 바람직하게는 약 5 내지 150GHz 범위의 주파수를 갖는 용도를 가리킨다. 상기 용도는 바람직하게는 '위상 배열' 모듈이 송수신 안테나에 사용될 수 있는 통신 전송에 적합한 마이크로파 스펙트럼 또는 인접하는 영역에 있다.

본 발명 및 특히 하기 실시예에서, 메소젠성 화합물의 구조는 두문자어라고도 지칭되는 약어를 사용하여 지시된다. 이들 두문자어에서, 화학식은 하기 표 A 내지 C를 사용하여 다음과 같이 약칭된다. 모든 C_nH_2n+1, C_mH_2m+1 및 C_lH_2l+1 또는 C_nH_2n-1, C_mH_2m-1 및 C_lH_2l-1기는 각각 n, m 및 l개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알켄일, 바람직하게는 1E-알켄일을 나타내고, 여기서 n, m 및 l은 1 내지 15를 나타낸다. 표 A는 화합물의 중심 구조의 고리 요소에 사용되는 코드를 열거하고 있고, 표 B는 연결기를 보여준다. 표 C는 좌측 또는 우측 말단기에 대한 코드의 의미를 제공한다. 표 D는 화합물의 대표적인 구조를 그들 각각의 약어와 함께 보여준다.

표 A: 고리 요소

표 B: 연결기

표 C: 말단기

여기서 n 및 m은 각각 정수를 나타내고, 세개의 도트 "..." 은 이 표에서의 다른 약어를 위한 플레이스홀더(placeholder)이다.

하기 표는 예시적인 구조를 그들 각각의 약어와 함께 보여준다. 이들은 약어 규칙의 의미를 설명하기 위해 제시된다. 이들은 또한 바람직하게 사용되는 화합물을 표현한다.

표 D: 예시적 구조

예시적 구조들은 특히 바람직하게 채용되는 화합물들이다.

3개의 6원 고리를 갖는 것

4개의 6원 고리를 갖는 것

바람직하게 채용되는 중성 화합물의 예시적인 구조:

채용되는 추가적인 화합물의 예시적인 구조:

하기 표 E는 본 발명에 따른 메소젠성 매질 중에 안정화제로서 사용될 수 있는 예시적인 화합물을 보여준다. 이들 및 유사한 화합물의 매질 중의 총 농도는 바람직하게는 5% 이하이다.

표 E

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 메소젠성 매질은 표 E로부터의 화합물의 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물을 포함한다.

하기 표 F는 본 발명에 따른 메소젠성 매질 중에 키랄 도펀트로서 바람직하게 사용될 수 있는 예시적인 화합물을 보여준다.

표 F

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 메소젠성 매질은 표 F로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함한다.

본 출원에 따른 메소젠성 매질은 바람직하게는 상기 표들로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 이상, 바람직하게는 4종 이상의 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 표 D로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 화합물, 바람직하게는 3 이상, 바람직하게는 4 이상의 상이한 화학식을 갖는 7종 이상, 바람직하게는 8종 이상의 화합물을 포함한다.

하기 실시예는 본 발명을 어떠한 방식으로도 제한함이 없이 예시하는 것이다.

그러나, 당업자에게는 물성으로부터 어떤 특성이 달성될 수 있고 어떠한 범위로 이들이 조정될 수 있는 지가 명백해진다. 특히, 바람직하게 달성될 수 있는 다양한 특성의 조합이 당업자에게는 이와 같이 잘 정의된다.

실시예

합성예 1: 1,4-비스(2-(4-부틸페닐)에틴일)-2-사이클로프로필벤젠

1.1) 1,4-다이클로로-2-사이클로프로필벤젠(2)

1,4-다이클로로-2-아이오도벤젠 20g(73mmol), 사이클로프로필보론산 9.4g(110mmol), 인산칼륨 32g(148mmol), 비스(다이벤질리덴아세톤)팔라듐(0)(Pd(dba)2) 421mg(0.7mmol) 및 1,2,3,4,5-펜타페닐-1-(다이-t-부틸포스핀)페로센(CTC-Q-PHOS) 1096mg(1.5mmol)을 톨루엔 600ml에 용해시키고 100℃로 밤새 가열한다. 물 100ml를 냉각된 용액에 첨가하고, 혼합물을 톨루엔(100ml)으로 2회 추출한다. 합쳐진 유기 상을 물로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조시키고 진공 중에서 증발시킨다. 잔사를 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 표제 화합물을 무색 고체로서 수득한다.

1.2) 1,4-비스(2-(4-부틸페닐)에틴일)-2-사이클로프로필벤젠(1)

1,4-다이클로로-2-사이클로프로필벤젠 5g(26mmol), 1-n-부틸-4-에틴일벤젠 9.4g(58mmol), 탄산세슘 19g(58mmol), 비스(아세토나이트릴)팔라듐(II) 클로라이드 69mg(0.3mmol) 및 2-다이사이클로헥실포스피노-2',4',6'-트라이아이소프로필바이페닐 382mg(0.8mmol)을 질소 하에 다이옥세인 80ml에 용해시키고 밤새 100℃로 가열한다. 물 100ml를 냉각된 용액에 첨가하고, 혼합물을 메틸 t-부틸 에터(100ml)로 2회 추출한다. 합쳐진 유기 상을 물로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조시키고 진공 중에서 증발시킨다. 잔사를 컬럼 크로마토그래피로 정제하고 에탄올로부터 재결정화하여 표제 화합물 1을 고체로서 수득한다.

C 72 N 84.5 I.

Δε 1.5

Δn 0.378

γ₁ 2194mPa·s

¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃): 7.4-7.08 (11H, m); 2.5 (4H, m); 1.6-1.3 (9H, m); 0.96 (6H, m); 0.6-0.4 (4H, m).

합성예 2: 1,4-비스(2-(4-부틸페닐)에틴일)-2-사이클로부틸벤젠(3)

2.1) 1-(2,5-다이브로모벤젠)사이클로부탄올(4)

1,2,4-트라이브로모벤젠 21.09g(67mmol)을 초기에 질소 하에 THF 100ml에 도입시키고, -45℃로 냉각하고, THF 중의 아이소프로필마그네슘 클로라이드/리튬 클로라이드 착물의 용액(1.3M) 51.54ml(67mmol)를 적가한다. 1시간 후, 배치(batch)를 -10℃로 데우고, 사이클로부탄온 5ml(66.34ml)를 이 온도에서 적가한다. 배치를 녹이고, 포화 NH₄Cl 용액을 첨가하고, 혼합물을 메틸 t-부틸 에터로 추출하고, 유기 상을 황산나트륨 상에서 건조시키고 여과하고, 용매를 진공 중에서 제거하고, 잔사를 다이클로로메탄과 함께 실리카 겔을 통해 여과하여 4를 수득하고, 이를 추가의 정제 없이 다음 단계에 사용한다.

2.2) 1,4-다이브로모-2-사이클로부틸벤젠(5)

1-(2,5-다이브로모벤젠)사이클로부탄올(4) 14.5g(47.39mmol)을 질소 하에 THF 50ml에 용해시키고, 삼불화붕소/다이에틸 에터 착물 35.72ml(284.4mmol)를 실온에서 적가하고, 나트륨 사이아노보로하이드라이드 12.54g(189.6mmol)을 나누어 첨가한다. 배치를 환류 하에 밤새 가열한다. 배치를 실온까지 냉각되게 하고, 포화 NaHCO₃ 용액을 첨가하고, 혼합물을 메틸 t-부틸 에터로 추출하고, 유기 상을 황산나트륨 상에서 건조시키고, 용매를 진공 중에서 제거하고, 잔사를 1-클로로부탄과 함께 실리카 겔을 통해 여과하여 5를 황색 액체로서 수득한다.

2.3) 1,4-비스(2-(4-부틸페닐)에틴일)-2-사이클로부틸벤젠(3)

1-부틸-4-에틴일벤젠 7.8g(47.0mmol)을 초기에 질소 하에 THF 100ml에 도입시키고, -78℃로 냉각하고, 헥산 중의 리튬 비스(트라이메틸실릴)아마이드의 1M 용액 63.32ml(63.20mmol)를 적가한다. 1시간 후, 헥산 중의 9-메톡시-9-BBN의 1M 용액 63.22ml(63.20mmol)를 첨가하고, 혼합물을 -78℃에서 2시간 동안 교반한다. 두번째 장비에서, 1,4-다이브로모-2-사이클로부틸벤젠(5) 6.8g(23.45mmol), 트리스(다이벤질리덴아세톤)다이팔라듐(0) 0.916g(1.0mmol) 및 2-다이사이클로헥실포스피노-2',6'-다이메톡시바이페닐 1.64g(4.0mmol)을 초기에 THF 100ml에 도입시킨다. 첫번째 용액을 서서히 적가하고, 배치를 100℃로 밤새 가열한다. 물 100ml를 냉각된 용액에 첨가하고, 혼합물을 메틸 t-부틸 에터(100ml)로 2회 추출한다. 합쳐진 유기 상을 물로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조시키고 진공 중에서 증발시킨다. 잔사를 컬럼 크로마토그래피로 정제하고 아이소프로판올로부터 재결정화하여 표제 화합물 3을 고체로서 수득한다.

Tg -39 C 69 N 70 I.

Δε 0.9

Δn 0.359

γ₁ 3067mPa·s

합성예 3: 2-사이클로헥실-4-(4-헥실벤젠에틴일)-1-(4-프로필벤젠에틴일)벤젠(6)

3.1) 4-클로로-2-사이클로헥실벤젠 트라이플루오로메탄설포네이트(7)

4-클로로-2-사이클로헥실페놀 19g(90.2mmol), 트라이에틸아민 4.64ml(33.18mmol) 및 4-(다이메틸아미노)피리딘 223mg(1.8mmol)을 다이클로로메탄 264ml에 용해시키고, 혼합물을 -5℃로 냉각하고, 트라이플루오로메탄설폰산 무수물 29.6ml(180mmol)를 적가한다. 배치를 실온에서 밤새 교반하고 다이클로로메탄과 함께 실리카 겔을 통해 여과하여 생성물 7을 수득하고, 이를 추가의 정제 없이 다음 단계에 사용한다.

3.2) (4-클로로-2-사이클로헥실벤젠에틴일)트라이메틸실레인(8)

4-클로로-2-사이클로헥실벤젠 트라이플루오로메탄설포네이트(7) 21g(61.3mmol), 트라이메틸실릴아세틸렌 25.8ml(183.8mmol), 비스(트라이페닐포스핀)팔라듐(II) 클로라이드 2.15g(3mmol) 및 트라이에틸아민 21.2ml(153.2mmol)를 질소 하에 N,N-다이메틸폼아마이드 60ml에 용해시키고 100℃로 밤새 가열한다. 물 100ml를 냉각된 용액에 첨가하고, 혼합물을 메틸 t-부틸 에터(100ml)로 2회 추출한다. 합쳐진 유기 상을 물로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조시키고 진공 중에서 증발시킨다. 잔사를 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 생성물 8을 수득하고, 이를 추가의 정제 없이 다음 단계에 사용한다.

3.3) 4-클로로-2-사이클로헥실-1-에틴일벤젠(9)

(4-클로로-2-사이클로헥실벤젠에틴일)트라이메틸실레인(8) 16.6g(57.1mmol)을 테트라하이드로퓨란 154ml에 용해시키고 0℃로 냉각하고, 테트라-n-부틸암모늄 플루오라이드의 1M 용액(68.48mmol)을 적가한다. 배치를 밤새 실온에서 교반하고, 물을 첨가하고, 혼합물을 메틸 t-부틸 에터로 추출하고, 유기 상을 황산 나트륨 상에서 건조시키고 여과하고, 용매를 진공 중에서 제거하고, 잔사를 헵탄/톨루엔과 함께 실리카 겔을 통해 여과하여, 생성물 9를 수득하고, 이를 추가의 정제 없이 다음 단계에 사용한다.

3.4) 4-클로로-2-사이클로헥실-1-p-톨릴에틴일벤젠(10)

4-클로로-2-사이클로헥실-1-에틴일벤젠(9) 6.6g(30.17mmol), 1-브로모-4-헥실벤젠 7.28g(30.17mmol), 탄산세슘 21.63g(66.39mmol), 비스(아세토나이트릴)팔라듐(II) 클로라이드 78mg(0.3mmol) 및 2-다이사이클로헥실포스피노-2',4',6'-트라이아이소프로필바이페닐 431mg(0.9mmol)을 질소 하에 다이옥세인 90ml에 용해시키고 100℃로 밤새 가열한다. 물 100ml를 냉각된 용액에 첨가하고, 혼합물을 메틸 t-부틸 에터(100ml)로 2회 추출한다. 합쳐진 유기 상을 물로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조시키고 진공 중에서 증발시킨다. 잔사를 컬럼 크로마토그래피로 정제한다.

3.5) 2-사이클로헥실-4-(4-헥실페닐에틴일)-1-(4-프로필페닐에틴일)-벤젠(6)

4-클로로-2-사이클로헥실-1-p-톨릴에틴일벤젠(10) 4.5g(11.87mmol), 1-n-프로필-4-에틴일벤젠 1.7g(11.87mmol), 탄산세슘 8.5g(26.12mmol), 비스(아세토나이트릴)팔라듐(II) 클로라이드 30mg(0.1mmol) 및 2-다이사이클로헥실포스피노-2',4',6'-트라이아이소프로필바이페닐 170mg(0.35mmol)을 질소 하에 다이옥세인 35ml에 용해시키고 100℃로 밤새 가열한다. 물 100ml를 냉각된 용액에 첨가하고, 혼합물을 메틸 t-부틸 에터(100ml)로 2회 추출한다. 합쳐진 유기 상을 물로 세척하고, 황산나트륨 상에서 건조시키고 진공 중에서 증발시킨다. 잔사를 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 표제 화합물 6을 고체로서 수득한다.

Δε -0.6

Δn 0.294

γ₁ 5884mPa·s

합성예 4: 2-사이클로헥실-4-(4-헥실-2-플루오로벤젠에틴일)-1-(4-프로필벤젠에틴일)벤젠(7)

합성예 3과 유사하게 표제 화합물을 제조한다.

합성예 5: 2-사이클로프로필-4-(4-부틸벤젠에틴일)-1-(3,4,5-트라이플루오로벤젠에틴일)벤젠(8)

4-클로로-2-사이클로프로필벤젠 트라이플루오로메탄설포네이트로부터 출발하여 3,4,5-트라이플루오로브로모벤젠을 사용하여 합성예 3과 유사하게 표제 화합물을 제조한다.

C 84 I

Δε 13

Δn 0.316

γ₁ 687mPa·s

합성예 6: 2-사이클로프로필-4-(4-헥실벤젠에틴일)-1-(4-프로필벤젠에틴일)벤젠(9)

합성예 3과 유사하게 표제 화합물을 제조한다.

Tg -43 C 46 N 86 I

Δε 1.1

Δn 0.379

γ₁ 3188mPa·s

합성예 7: 2-사이클로프로필-4-(4-헥실벤젠에틴일)-1-(4-프로필벤젠에틴일)벤젠(10)

합성예 2와 유사하게 표제 화합물을 제조한다.

Tg -36 C 57 N (7.0) I

Δε -0.1

Δn 0.334

γ₁ 4045mPa·s

혼합예 1

하기 표에 기재된 바와 같은 조성 및 특성을 갖는 액정 혼합물 M-1을 제조한다.

이 혼합물은 마이크로파 영역에서의 용도, 특히 위상 천이기에 매우 적합하다. 재료 품질(η)은 통상적인 혼합물에 비해 증가되어 있다.

본 설명에 따른 본 발명의 실시양태의 추가적인 조합 및 변형태도 또한 이하의 특허청구범위로부터 발생한다.

Claims

화학식 I의 화합물:
[화학식 I]

상기 식에서,
L¹ 내지 L³은 서로 독립적으로 F, Cl, C₁- 내지 C₁₀-알킬, 또는 R^x에 따른 의미를 나타내고, 라디칼 L¹ 내지 L³ 중 하나 이상은 R^x를 나타내고,
n, o, p는 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고, 이때 n, o, p는 동시에 0이 아니고,
R^x는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실을 나타내고,
R¹ 및 R²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 할로젠화 또는 비치환 알킬 라디칼(여기서, 추가로, 상기 라디칼 중의 하나 이상의 CH₂기는 각각 서로 독립적으로, O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)- 또는 -O-로 대체될 수 있다), F, Cl, Br, CN, CF₃, OCF₃, SCN, NCS 또는 SF₅를 나타내고,
A¹은
a) 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 사이클로헥센일렌(여기서, 추가로, 1개 또는 2개의 인접하지 않는 CH₂기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있고, H는 F로 대체될 수 있다),
b) 1,4-페닐렌(여기서 1 또는 2개의 CH기는 N으로 대체될 수 있고, 추가로, 하나 이상의 H 원자는 Br, Cl, F, CN, R^x, C₁-C₁₀ 알킬, C₁-C₁₀ 알콕시, 또는 모노- 또는 폴리불소화 C₁-C₁₀ 알킬 또는 알콕시기로 대체될 수 있다), 또는
c) 1,4-바이사이클로[2.2.2]옥틸렌, 사이클로부트-1,3-다이일, 스파이로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 티오펜-2,5-다이일,
또는
군으로부터 선택된 라디칼(여기서, 하나 이상의 CH기는 N으로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자는 Br, Cl, F, CN, R^x, C₁-C₁₀ 알킬, C₁-C₁₀ 알콕시, 또는 모노- 또는 폴리불소화 C₁-C₁₀ 알킬 또는 알콕시기로 대체될 수 있고, 하나 이상의 2중 결합은 단일 결합으로 대체될 수 있다)
을 나타내고,
Z¹은 단일 결합, -C≡C-, -CH=CH-, -CH₂O-, -(CO)O-, -CF₂O-, -CF₂CF₂-, -CH₂CF₂-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -CH=CF- 또는 -CF=CF-(여기서 비대칭 가교는 양측으로 배향될 수 있다)를 나타내고,
m은 0, 1 또는 2를 나타낸다.
제 1 항에 있어서,
라디칼 L¹ 내지 L³ 중 1, 2 또는 3개가 라디칼 R^x를 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
제 1 항에 있어서,
m이 0인 것을 특징으로 하는 화합물.
제 1 항에 있어서,
정확히 하나의 라디칼 L²가 라디칼 R^x를 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물.
삭제
제 1 항에 따른 화학식 I의 화합물 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 6 항에 있어서,
화학식 II, III 및/또는 IV의 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:
[화학식 II]

[상기 식에서,
L¹¹은 R¹¹ 또는 X¹¹을 나타내고,
L¹²는 R¹² 또는 X¹²를 나타내고,
R¹¹ 및 R¹²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 미불소화 알콕시, 또는 2 내지 15개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일, 미불소화 알켄일옥시 또는 미불소화 알콕시알킬을 나타내고,
X¹¹ 및 X¹²는 서로 독립적으로 H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF₅, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알킬 또는 불소화 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알켄일, 불소화 알켄일옥시 또는 불소화 알콕시알킬을 나타내고,

내지
은 서로 독립적으로
,
,
,
,
,
또는
를 나타낸다]
[화학식 III]

[상기 식에서,
L²¹은 R²¹을 나타내고, Z²¹ 및/또는 Z²²가 트랜스-CH=CH- 또는 트랜스-CF=CF-를 나타내는 경우, 대안적으로 X²¹을 나타내고,
L²²는 R²²를 나타내고, Z²¹ 및/또는 Z²²가 트랜스-CH=CH- 또는 트랜스-CF=CF-를 나타내는 경우, 대안적으로 X²²를 나타내고,
R²¹ 및 R²²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 17개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 미불소화 알콕시, 또는 2 내지 15개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일, 미불소화 알켄일옥시 또는 미불소화 알콕시알킬을 나타내고,
X²¹ 및 X²²는 서로 독립적으로 F 또는 Cl, -CN, -NCS, -SF₅, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알킬 또는 불소화 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알켄일, 불소화 알켄일옥시 또는 불소화 알콕시알킬을 나타내고,
Z²¹ 및 Z²² 중 하나는 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 -C≡C-를 나타내고, 다른 하나는 독립적으로 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF- 또는 단일 결합을 나타내며,

내지
는 서로 독립적으로
,
,
,
,
,
또는
를 나타낸다]
[화학식 IV]

[상기 식에서,
L³¹은 R³¹ 또는 X³¹을 나타내고,
L³²는 R³² 또는 X³²를 나타내고,
R³¹ 및 R³²는 서로 독립적으로 H, 1 내지 17개의 C 원자를 갖는 미불소화 알킬 또는 미불소화 알콕시, 또는 2 내지 15개의 C 원자를 갖는 미불소화 알켄일, 미불소화 알켄일옥시 또는 미불소화 알콕시알킬을 나타내고,
X³¹ 및 X³²는 서로 독립적으로 H, F, Cl, -CN, -NCS, -SF₅, 1 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알킬 또는 불소화 알콕시, 또는 2 내지 7개의 C 원자를 갖는 불소화 알켄일, 불소화 알켄일옥시 또는 불소화 알콕시알킬을 나타내고,
Z³¹ 내지 Z³³은 서로 독립적으로 트랜스-CH=CH-, 트랜스-CF=CF-, -C≡C- 또는 단일 결합을 나타내고,

내지
은 서로 독립적으로
,
,
,
,
,
또는
를 나타낸다].
제 7 항에 있어서,
화학식 II의 화합물 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 7 항에 있어서,
화학식 III의 화합물 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 7 항에 있어서,
화학식 IV의 화합물 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 6 항에 있어서,
상기 매질 중의 화학식 I의 화합물의 농도가 총 5중량% 내지 90중량%의 범위인 것을 특징으로 하는 액정 매질.
제 7 항에 있어서,
화학식 II-1 내지 II-3의 화합물의 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 매질:
[화학식 II-1]

[화학식 II-2]

[화학식 II-3]

상기 식에서, R¹¹, R¹², X¹¹, X¹² 및
내지
은 제 7 항에서 주어진 각각의 의미를 갖는다.
제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 제조하는 방법으로서, 제 1 항에 기재된 바와 같은 화학식 I의 화합물 1종 이상을, 제 7 항에 기재된 바와 같은 화학식 II, III 및 IV의 화합물의 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물, 및 임의적으로 1종 이상의 추가적인 화합물 및 임의적으로 1종 이상의 첨가제와 혼합하는 것을 특징으로 하는 액정 매질의 제조방법.
제 6 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 액정 매질을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 기술용 부품.
제 14 항에 있어서,
하나 이상의 기능적으로 연결된 위상 천이기(phase shifter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 기술용 부품.
삭제
제 14 항에 따른 부품을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 위상-제어된 그룹 안테나(phase-controlled group antenna).