[发明专利]用于电磁波信号的相位控制的高介电常数液晶组合物及元件

说明书

本发明提供一种作为在用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的元件中使用的材料，特性良好且特性平衡优异的液晶组合物及元件。一种液晶组合物，含有选自式(1)所表示的群组中的化合物，且用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制。式(1)中，环A⁰～环A⁴独立地为1,4‑亚苯基等；Z⁰～Z³独立地为单键或‑CF₂O‑，此时‑CF₂O‑在Z⁰～Z³中为一个以下；p为0或1；R¹为碳数1至12的烷基等，R¹¹为‑CN等。

技术领域

本发明涉及一种用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的元件及所述元件中使用的液晶组合物。所述组合物具有向列相及正的介电常数各向异性。

背景技术

作为用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的元件，可列举毫米波段、微波段天线以及红外线激光元件等。关于这些元件，研究了各种方式，但因无机械可动部而认为故障少的使用液晶的方式受到关注。

根据来自外部的偏压电场，液晶的分子的取向发生变化，介电常数发生变化。只要利用所述性质，则例如能够实现可自外部电性控制高频传输线路的传输特性的微波器件。关于此种器件，报告有在波导管中填充向列液晶的电压控制毫米波段可变移相器、使用向列液晶作为微带线路的电介质基板的微波-毫米波段的宽频可变移相器等(专利文献1及专利文献2)。

此种用于电磁波信号的相位控制的元件理想的是具有可使用的温度范围广、高增益且低损耗等特性。因此，液晶组合物的特性要求向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度低、用于相位控制的频率区域中的折射率各向异性大、介电常数各向异性大、介电损耗小、驱动频率区域中的比电阻大、对热的稳定性等。

现有的组合物在下述专利文献3至专利文献4中有公开。

此外，由于液晶材料为电介质，因此产生极化。产生极化的机制大致可分为三种。电子极化、离子极化以及取向极化。取向极化是伴随液晶分子的取向的极化，因此介电弛豫的损耗的影响不能忽视，但随着成为高频(例如1MHz以上)，明显的损耗消失。结果，在高频区域只与不存在损耗引起的介电常数的变化的电子极化及离子极化有关。此外，在不存在损耗的电介质中，介电常数与折射率成比例(ε＝n²)，因此可以说在所述高频区域所测定的介电常数及折射率几乎没有变化(参考文献1：固体物性-晶格振动/电介质(裳华房公司，作道恒太郎著))。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开2017/201515

[专利文献2]美国公开2018/0239213

[专利文献3]日本专利特开2004-285085

[专利文献4]日本专利特开2011-74074

发明内容

[发明所要解决的问题]

本发明的目的在于提供一种可对用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制的元件赋予高增益特性、且具有非常大的介电常数各向异性的液晶组合物。

[解决问题的技术手段]

发明人等发现，包含具有特定结构的液晶化合物的液晶组合物解决所述问题，从而完成了本发明。

本发明具有以下的构成。

[1]一种液晶组合物，含有选自式(1)所表示的化合物的群组中的化合物作为液晶性化合物，且用于频率1MHz～400THz的电磁波信号的相位控制。