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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022067948
(43)【公開日】2022-05-09
(54)【発明の名称】電磁波信号の位相制御に使用される液晶組成物および素子
(51)【国際特許分類】
C09K 19/12 20060101AFI20220426BHJP
C09K 19/02 20060101ALI20220426BHJP
C09K 19/34 20060101ALI20220426BHJP
C09K 19/30 20060101ALI20220426BHJP
C09K 19/16 20060101ALI20220426BHJP
C09K 19/18 20060101ALI20220426BHJP
C09K 19/54 20060101ALI20220426BHJP
G02F 1/13 20060101ALI20220426BHJP
【ＦＩ】
C09K19/12
C09K19/02
C09K19/34
C09K19/30
C09K19/16
C09K19/18
C09K19/54 B
G02F1/13 500
G02F1/13 505
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020176832
(22)【出願日】2020-10-21
(71)【出願人】
【識別番号】311002067
【氏名又は名称】ＪＮＣ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】596032100
【氏名又は名称】ＪＮＣ石油化学株式会社
(72)【発明者】
【氏名】岡部 英二
(72)【発明者】
【氏名】森 崇徳
(72)【発明者】
【氏名】片野 裕子
【テーマコード（参考）】
2H088
4H027
【Ｆターム（参考）】
2H088EA47
2H088GA02
2H088KA26
2H088MA20
4H027BA01
4H027BA02
4H027BD02
4H027BD03
4H027BD05
4H027BD07
4H027BD10
4H027BD24
4H027BE02
4H027BE04
4H027CB01
4H027CB04
4H027CB05
4H027CE05
4H027CH04
(57)【要約】 （修正有）
【課題】１ＧＨｚ～１０ＴＨｚの周波数領域での大きな屈折率異方性および小さなｔａｎδを有し、特性バランスに優れた液晶組成物の提供。
【解決手段】式（１－８）等で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する液晶組成物。
（Ｒ１は、Ｃ１～Ｃ１２のアルキル又はＣ２～Ｃ１２のアルケニル；該アルキル又は該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよい；Ｚ１１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、又は－Ｃ≡Ｃ－；Ｌ１ １、Ｌ１ ２、Ｌ１ ３、Ｌ１ ４、Ｌ１５、及びＬ１ ６は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、メチル、エチル、又はシクロプロピル；Ｙ１１及びＹ１２は、Ｈ、Ｆ、又はＣｌ）
【選択図】なし
【解決手段】式（１－８）等で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する液晶組成物。
（Ｒ１は、Ｃ１～Ｃ１２のアルキル又はＣ２～Ｃ１２のアルケニル；該アルキル又は該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよい；Ｚ１１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、又は－Ｃ≡Ｃ－；Ｌ１ １、Ｌ１ ２、Ｌ１ ３、Ｌ１ ４、Ｌ１５、及びＬ１ ６は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、メチル、エチル、又はシクロプロピル；Ｙ１１及びＹ１２は、Ｈ、Ｆ、又はＣｌ）
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、１ＧＨｚから１０ＴＨｚのいずれかの周波数の電磁波信号の位相制御に使用される液晶組成物。
式（１）～（３）において、
Ｒ１、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１およびＲ３２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
環Ａ１は、
、
、または
であり；
Ｚ１１、Ｚ２１、Ｚ２３、およびＺ３１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、または－Ｃ≡Ｃ－であり；Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ３２およびＺ３３は、単結合、－Ｃ≡Ｃ－、または－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－であるが、Ｚ１２およびＺ１３のうちの少なくとも１つは単結合ではなく；Ｚ２２は－Ｃ≡Ｃ－または-Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－であり、；
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、およびＬ１６は、水素、フッ素、塩素、メチル、エチルまたはシクロプロピルであり；Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、およびＬ３６は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルであり；
Ｙ１１およびＹ１２は、水素、フッ素、または塩素であり；
ｎ１は、０、１、または２である。
式（１）～（３）において、
Ｒ１、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１およびＲ３２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
環Ａ１は、
Ｚ１１、Ｚ２１、Ｚ２３、およびＺ３１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、または－Ｃ≡Ｃ－であり；Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ３２およびＺ３３は、単結合、－Ｃ≡Ｃ－、または－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－であるが、Ｚ１２およびＺ１３のうちの少なくとも１つは単結合ではなく；Ｚ２２は－Ｃ≡Ｃ－または-Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－であり、；
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、およびＬ１６は、水素、フッ素、塩素、メチル、エチルまたはシクロプロピルであり；Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、およびＬ３６は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルであり；
Ｙ１１およびＹ１２は、水素、フッ素、または塩素であり；
ｎ１は、０、１、または２である。
【請求項2】
式（１－１）から式（１－８）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１に記載の液晶組成物。
式(１－１）から式（１－８）において、
Ｒ１は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｚ１１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、または－Ｃ≡Ｃ－であり；
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、およびＬ１６は、水素、フッ素、塩素、メチル、エチル、またはシクロプロピルであり；
Ｙ１１およびＹ１２は、水素、フッ素、または塩素である。
式(１－１）から式（１－８）において、
Ｒ１は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｚ１１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、または－Ｃ≡Ｃ－であり；
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、およびＬ１６は、水素、フッ素、塩素、メチル、エチル、またはシクロプロピルであり；
Ｙ１１およびＹ１２は、水素、フッ素、または塩素である。
【請求項3】
液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される化合物の割合が１０重量％から５０重量％の範囲である、請求項１または２に記載の液晶組成物。
【請求項4】
式（２－１）から式（２－５）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
式（２－１）から式（２－５）において、
Ｒ２１およびＲ２２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｌ２１、Ｌ２２、およびＬ２３は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルである。
式（２－１）から式（２－５）において、
Ｒ２１およびＲ２２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｌ２１、Ｌ２２、およびＬ２３は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルである。
【請求項5】
液晶組成物の重量に基づいて、式（２）で表される化合物の割合が２５重量％から７０重量％の範囲である、請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項6】
式（３－１）から式（３－４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
式（３－１）から式(３－４）において、
Ｒ３１およびＲ３２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、およびＬ３６は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルである。
式（３－１）から式(３－４）において、
Ｒ３１およびＲ３２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、およびＬ３６は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルである。
【請求項7】
液晶組成物の重量に基づいて、式（３）で表される化合物の割合が１０重量％から５０重量％の範囲である、請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項8】
波長５８９ｎｍにおける２５℃の屈折率異方性が０．２０～０．８０の範囲である、請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項9】
１ＧＨｚから１０ＴＨｚのいずれかの周波数における２５℃の誘電率異方性が０．４０～２．０の範囲である、請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項10】
光学活性化合物を含む請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項11】
重合性化合物を含む請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する、１ＧＨｚから１０ＴＨｚのいずれかの周波数の電磁波信号の位相制御に使用される素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、周波数１ＧＨｚ～１０ＴＨｚの電磁波信号の位相制御に使用される素子およびこの素子に使用される液晶組成物に関する。この液晶組成物はネマチック相、および正の誘電率異方性を有する。
【背景技術】
【0002】
周波数１ＧＨｚ～１０ＴＨｚの電磁波信号の位相制御に使用される素子としては、ミリ波帯またはマイクロ波帯アンテナ、および赤外線レーザー素子等が挙げられる。これらの素子は種々の方式が検討されているが、機械的な可動部が無いため故障が少ないと考えられる液晶組成物を用いた方式が注目されている。
【0003】
誘電率異方性を有する液晶組成物は、配向分極の緩和が行われる周波数（緩和周波数）より低い周波数（数１００ｋＨｚから数１００ＭＨｚ程度以下）では、液晶組成物の配向方向に対し垂直方向および水平方向の誘電率が異なる。
緩和周波数より高い周波数においても、値は小さくなるが、液晶組成物の配向方向に対し垂直方向および水平方向の誘電率の差が見られ、マイクロ波～テラヘルツ波（～約１０ＴＨｚ）の範囲で、ほぼ一定である（非特許文献１）。
緩和周波数より高い周波数においても、値は小さくなるが、液晶組成物の配向方向に対し垂直方向および水平方向の誘電率の差が見られ、マイクロ波～テラヘルツ波（～約１０ＴＨｚ）の範囲で、ほぼ一定である（非特許文献１）。
【0004】
液晶組成物は、外部からのバイアス電界に応じて分子の配向が変化し、誘電率が変化する。この性質を利用すれば、例えば、高周波伝送線路の伝送特性を外部から電気的に制御できるマイクロ波デバイスの実現が可能になる。このようなデバイスは、導波管にネマチック液晶組成物を充填した電圧制御ミリ波帯可変移相器や、マイクロストリップ線路の誘電体基板としてネマチック液晶組成物を用いたマイクロ波・ミリ波帯の広帯域可変移相器などが報告されている（特許文献１および２）。
【0005】
このような電磁波信号の位相制御に使用される素子は、使用できる温度範囲が広い、高利得かつ低損失であるなどの特性を有する事が望ましい。したがって、液晶組成物の特性は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、低い粘度、位相制御に使用される周波数領域での大きな誘電率異方性、位相制御に使用される周波数領域での小さなｔａｎδなどが求められる。
【0006】
従来の当該素子に使用される液晶組成物は、下記の特許文献３から５に開示されている。
【0007】
なお、液晶組成物は誘電体であるため分極を生じる。分極が生じるメカニズムは大きく３つに分けられる。電子分極、イオン分極、および配向分極である。配向分極は液晶分子の配向に伴う分極であるため、誘電緩和の損失の影響が無視できないが、高周波になるにつれて（例えば１ＭＨｚ以上）目立った損失がなくなる。その結果、高周波領域では損失による誘電率の変化がない、電子分極及びイオン分極のみが関与することになる。なお、損失のない誘電体においては誘電率が屈折率に比例する（ε＝ｎ２）ため、上記の高周波領域で測定された誘電率および屈折率はほぼ変化がないといえる（非特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】国際公開２０１７／２０１５１５号
【特許文献2】米国公開２０１８／０２３９２１３号明細書
【特許文献3】特開２００４－２８５０８５号公報
【特許文献4】特開２０１１－７４０７４号公報
【特許文献5】特開２０１６－３７６０７号公報
【非特許文献】
【0009】
【非特許文献1】ＥＫＩＳＨＯ、２３巻（１号）、（２０１９年）、５１～５５項
【非特許文献2】固体物性－格子振動・誘電体（裳華房 社 作道恒太郎 著）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の目的は、周波数１ＧＨｚ～１０ＴＨｚの電磁波信号の位相制御用の素子に使用される材料として、上記に示した要求特性が良好で、かつ特性バランスに優れた液晶組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
発明者らは鋭意検討した結果、特定の構造を有する液晶化合物を含む液晶組成物が、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。
【0012】
本発明は、以下などの構成を有する。
項１． 式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、１ＧＨｚから１０ＴＨｚのいずれかの周波数の電磁波信号の位相制御に使用される液晶組成物。
式（１）～（３）において、
Ｒ１、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１およびＲ３２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
環Ａ１は、
、
、または
であり；
Ｚ１１、Ｚ２１、Ｚ２３、およびＺ３１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、または－Ｃ≡Ｃ－であり；Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ３２およびＺ３３は、単結合、－Ｃ≡Ｃ－、または－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－であるが、Ｚ１２およびＺ１３のうちの少なくとも１つは単結合ではなく；Ｚ２２は－Ｃ≡Ｃ－または-Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－であり、；
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、およびＬ１６は、水素、フッ素、塩素、メチル、エチルまたはシクロプロピルであり；Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、およびＬ３６は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルであり；
Ｙ１１およびＹ１２は、水素、フッ素、または塩素であり；
ｎ１は、０、１、または２である。
項１． 式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、１ＧＨｚから１０ＴＨｚのいずれかの周波数の電磁波信号の位相制御に使用される液晶組成物。
式（１）～（３）において、
Ｒ１、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１およびＲ３２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
環Ａ１は、
Ｚ１１、Ｚ２１、Ｚ２３、およびＺ３１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、または－Ｃ≡Ｃ－であり；Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ３２およびＺ３３は、単結合、－Ｃ≡Ｃ－、または－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－であるが、Ｚ１２およびＺ１３のうちの少なくとも１つは単結合ではなく；Ｚ２２は－Ｃ≡Ｃ－または-Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－であり、；
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、およびＬ１６は、水素、フッ素、塩素、メチル、エチルまたはシクロプロピルであり；Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、およびＬ３６は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルであり；
Ｙ１１およびＹ１２は、水素、フッ素、または塩素であり；
ｎ１は、０、１、または２である。
【0013】
項２． 式（１－１）から式（１－８）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１に記載の液晶組成物。
式(１－１）から式（１－８）において、
Ｒ１は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｚ１１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、または－Ｃ≡Ｃ－であり；
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、およびＬ１６は、水素、フッ素、塩素、メチル、エチル、またはシクロプロピルであり；
Ｙ１１およびＹ１２は、水素、フッ素、または塩素である。
式(１－１）から式（１－８）において、
Ｒ１は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｚ１１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－、または－Ｃ≡Ｃ－であり；
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、およびＬ１６は、水素、フッ素、塩素、メチル、エチル、またはシクロプロピルであり；
Ｙ１１およびＹ１２は、水素、フッ素、または塩素である。
【0014】
項３． 液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される化合物の割合が１０重量％から５０重量％の範囲である、項１または２に記載の液晶組成物。
【0015】
項４． 式（２－１）から式（２－５）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
式（２－１）から式（２－５）において、
Ｒ２１およびＲ２２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｌ２１、Ｌ２２、およびＬ２３は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルである。
式（２－１）から式（２－５）において、
Ｒ２１およびＲ２２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｌ２１、Ｌ２２、およびＬ２３は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルである。
【0016】
項５． 液晶組成物の重量に基づいて、式（２）で表される化合物の割合が２５重量％から７０重量％の範囲である、項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【0017】
項６． 式（３－１）から式（３－４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
式（３－１）から式(３－４）において、
Ｒ３１およびＲ３２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、およびＬ３６は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルである。
式（３－１）から式(３－４）において、
Ｒ３１およびＲ３２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；
Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、およびＬ３６は、水素、フッ素、塩素、メチル、またはエチルである。
【0018】
項７． 液晶組成物の重量に基づいて、式（３）で表される化合物の割合が１０重量％から５０重量％の範囲である、項１から６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【0019】
項８． 波長５８９ｎｍにおける２５℃の屈折率異方性が０．２０～０．８０の範囲である、項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【0020】
項９． １ＧＨｚから１０ＴＨｚのいずれかの周波数における２５℃の誘電率異方性が０．４０～２．０の範囲である、項１から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【0021】
項１０． 光学活性化合物を含む項１から９のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【0022】
項１１． 重合性化合物を含む項１から１０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【0023】
項１２． 項１から１１のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する、１ＧＨｚから１０ＴＨｚのいずれかの周波数の電磁波信号の位相制御に使用される素子。
【発明の効果】
【0024】
本発明の組成物は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、低い粘度、位相制御に使用される周波数領域での大きな誘電率異方性、位相制御に使用される周波数領域での小さなｔａｎδを有する。
つまり、本発明の液晶組成物は、広い温度範囲でネマチック相を保持しながら位相制御に使用される周波数領域で大きな誘電率異方性および小さなｔａｎδを持ち、安定性を有する。
本発明の液晶組成物を使用した素子は、広い温度範囲で電磁波信号を位相制御することができる優れた特性を有する。
つまり、本発明の液晶組成物は、広い温度範囲でネマチック相を保持しながら位相制御に使用される周波数領域で大きな誘電率異方性および小さなｔａｎδを持ち、安定性を有する。
本発明の液晶組成物を使用した素子は、広い温度範囲で電磁波信号を位相制御することができる優れた特性を有する。
【発明を実施するための形態】
【0025】
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶組成物」および「液晶素子」の用語をそれぞれ「組成物」および「素子」と略すことがある。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相のような液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが、ネマチック相の温度範囲、粘度、誘電率異方性のような特性を調節する目的で組成物に混合される化合物の総称である。この化合物は、例えば１，４－シクロヘキシレンや１，４－フェニレンのような六員環を有し、その分子（液晶分子）は棒状（ｒｏｄ ｌｉｋｅ）である。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。アルケニルを有する液晶性化合物は、その意味では重合性化合物に分類されない。
【0026】
液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。液晶性化合物の割合（含有量）は、この液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）で表される。この液晶組成物に、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線および熱に対する安定剤、消光剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、磁性化合物のような添加物が必要に応じて添加される。添加物の割合（添加量）は、液晶性化合物の割合と同様に、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）で表される。重量百万分率（ｐｐｍ）が用いられることもある。重合開始剤および重合禁止剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。
【0027】
「ネマチック相の上限温度」を「上限温度」と略すことがある。「ネマチック相の下限温度」を「下限温度」と略すことがある。「誘電率異方性を上げる」の表現は、誘電率異方性が正である組成物のときは、その値が正に増加することを意味し、誘電率異方性が負である組成物のときは、その値が負に増加することを意味する。
【0028】
式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を「化合物（１）」と略すことがある。「化合物（１）」は、式（１）で表される１つの化合物または２つ以上の化合物を意味する。他の式で表される化合物についても同様である。「置き換えられてもよい」に関する「少なくとも１つの」は、位置だけでなく、その個数についても制限なく選択してよいことを意味する。
【0029】
上記の化合物（１ｚ）を例にして説明する。式（１ｚ）において、六角形で囲んだαおよびβの記号はそれぞれ環αおよび環βに対応し、六員環、縮合環のような環を表す。添え字‘ｘ’が２のとき、２つの環αが存在する。２つの環αが表す２つの基は、同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、添え字‘ｘ’が２より大きいとき、任意の２つの環αに適用される。このルールは、結合基Ｚのような、他の記号にも適用される。環βの一辺を横切る斜線は、環β上の任意の水素が置換基（－Ｓｐ－Ｐ）で置き換えられてもよいことを表す。添え字‘ｙ’は置き換えられた置換基の数を示す。添え字‘ｙ’が０のとき、そのような置き換えはない。添え字‘ｙ’が２以上のとき、環β上には複数の置換基（－Ｓｐ－Ｐ）が存在する。この場合にも、「同一であってもよく、または異なってもよい」のルールが適用される。なお、このルールは、Ｒａの記号を複数の化合物に用いた場合にも適用される。
【0030】
式（１ｚ）において、例えば、「ＲａおよびＲｂは、アルキル、アルコキシ、またはアルケニルである」のような表現は、ＲａおよびＲｂが独立して、アルキル、アルコキシ、およびアルケニルの群から選択されることを意味する。ここで、Ｒａによって表される基とＲｂによって表される基が同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、Ｒａの記号を複数の化合物に用いた場合にも適用される。このルールは、複数のＲａを１つの化合物に用いた場合にも適用される。
【0031】
式（１ｚ）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を「化合物（１ｚ）」と略すことがある。「化合物（１ｚ）」は、式（１ｚ）で表される１つの化合物、２つの化合物の混合物、または３つ以上の化合物の混合物を意味する。他の式で表される化合物についても同様である。「式（１ｚ）および式（２ｚ）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物」の表現は、化合物（１ｚ）および化合物（２ｚ）の群から選択された少なくとも１つの化合物を意味する。
【0032】
「少なくとも１つの‘Ａ’」の表現は、‘Ａ’の数は任意であることを意味する。「少なくとも１つの‘Ａ’は、‘Ｂ’で置き換えられてもよい」の表現は、‘Ａ’の数が１つのとき、‘Ａ’の位置は任意であり、‘Ａ’の数が２つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できる。「少なくとも１つの－ＣＨ２－は－Ｏ－で置き換えられてもよい」の表現が使われることがある。この場合、－ＣＨ２－ＣＨ２－ＣＨ２－は、隣接しない－ＣＨ２－が－Ｏ－で置き換えられることによって－Ｏ－ＣＨ２－Ｏ－に変換されてもよい。しかしながら、隣接した－ＣＨ２－が－Ｏ－で置き換えられることはない。この置き換えでは－Ｏ－Ｏ－ＣＨ２－（ペルオキシド）が生成するからである。
【0033】
液晶性化合物のアルキルは、直鎖状または分岐状であり、特にことわりがない限り環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルのような末端基についても同様である。１，４－シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。２－フルオロ－１，４－フェニレンは、下記の２つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き（Ｌ）であってもよいし、右向き（Ｒ）であってもよい。このルールは、２，５－ジフルオロ－１，４－フェニレン、２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレン、ピリジン－２，５－ジイル、ピリミジン－２，５－ジイル、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、テトラヒドロピラン－２，５－ジイルのような、非対称な環の二価基にも適用される。なお、好ましいテトラヒドロピラン－２，５－ジイルは、上限温度を上げるために右向き（Ｒ）である。
カルボニルオキシのような結合基も同様に、－ＣＯＯ－であってもよいし、－ＯＣＯ－であってもよい。
カルボニルオキシのような結合基も同様に、－ＣＯＯ－であってもよいし、－ＯＣＯ－であってもよい。
【0034】
成分化合物の化学式において、末端基Ｒ１の記号を複数の化合物に用いた。これらの化合物において、任意の２つのＲ１が表わす２つの基は同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、化合物（１－１）のＲ１がメチルであり、化合物（１－２）のＲ１がエチルであるケースがある。化合物（１－１）のＲ１がエチルであり、化合物（１－２）のＲ１がプロピルであるケースもある。このルールは、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１、Ｒ３２などの記号にも適用される。
【0035】
本発明は、次の項も含む。（ａ）光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線および熱に対する安定剤、消光剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、磁性化合物のような添加物から選択された少なくとも１つをさらに含有する上記の組成物。（ｂ）上記の組成物を含有する素子。（ｃ）上記の組成物を含有し、１ＧＨｚから１０ＴＨｚのいずれかの周波数の電磁波信号の位相制御に使用される素子。（ｄ）重合性化合物をさらに含有する上記の組成物、およびこの組成物を含有する素子。（ｅ）ネマチック相を有する組成物として、上記の組成物の使用。（ｆ）上記の組成物に光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用。
【0036】
本発明の組成物を次の順で説明する。第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物に及ぼす主要な効果を説明する。第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分の好ましい割合およびその根拠を説明する。第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。第五に、好ましい成分化合物を示す。第六に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。第七に、成分化合物の合成法を説明する。最後に、組成物の用途を説明する。
【0037】
第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。本発明の組成物は、組成物Ａと組成物Ｂに分類される。組成物Ａは、化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）から選択された液晶性化合物の他に、その他の液晶性化合物、添加物などをさらに含有してもよい。「その他の液晶性化合物」は、化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）とは異なる液晶性化合物である。このような化合物は、特性をさらに調整する目的で組成物に混合される。添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線および熱に対する安定剤、消光剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。
【0038】
組成物Ｂは、実質的に、化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）から選択された液晶性化合物のみからなる。「実質的に」は、組成物が添加物を含有してもよいが、その他の液晶性化合物を含有しないことを意味する。組成物Ｂは組成物Ａに比較して成分の数が少ない。コストを下げるという観点から、組成物Ｂは組成物Ａよりも好ましい。その他の液晶性化合物を混合することによって特性をさらに調整できるという観点から、組成物Ａは組成物Ｂよりも好ましい。
【0039】
第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果を説明する。成分化合物の主要な特性を本発明の効果に基づいて表１にまとめる。表１の記号において、Ｌは大きいまたは高い、Ｍは中程度の、Ｓは小さいまたは低い、を意味する。記号Ｌ、Ｍ、Ｓは、成分化合物のあいだの定性的な比較に基づいた分類であり、０（ゼロ）は、値がほぼゼロであるか、またはゼロに近いことを意味する。
【0040】
表１ 化合物の特性
【0041】
成分化合物を組成物に混合したとき、成分化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果は次のとおりである。
化合物（１）は、主に液晶組成物の屈折率異方性を上げる、誘電率異方性を上げる効果がある。上限温度および粘度は、化合物（１）に含まれる環数、式（１）におけるｎ１の数により調整が可能である。すなわち、ｎ１が０の時、上限温度は下がるが粘度は下がり、ｎ２が２の時、粘度は上がるが、上限温度は上がる。
化合物（２）は、主に液晶組成物の屈折率異方性を上げ、ネマチック相の温度範囲を拡げる効果がある。化合物（２）は、液晶組成物の下限温度および粘度を下げる能力が高い。
化合物（３）は、主に液晶組成物の屈折率異方性を上げ、ネマチック相の温度範囲を拡げる効果がある。化合物（３）は、液晶組成物の上限温度を上げる能力が高い。
化合物（１）は、主に液晶組成物の屈折率異方性を上げる、誘電率異方性を上げる効果がある。上限温度および粘度は、化合物（１）に含まれる環数、式（１）におけるｎ１の数により調整が可能である。すなわち、ｎ１が０の時、上限温度は下がるが粘度は下がり、ｎ２が２の時、粘度は上がるが、上限温度は上がる。
化合物（２）は、主に液晶組成物の屈折率異方性を上げ、ネマチック相の温度範囲を拡げる効果がある。化合物（２）は、液晶組成物の下限温度および粘度を下げる能力が高い。
化合物（３）は、主に液晶組成物の屈折率異方性を上げ、ネマチック相の温度範囲を拡げる効果がある。化合物（３）は、液晶組成物の上限温度を上げる能力が高い。
【0042】
第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分化合物の好ましい割合およびその根拠を説明する。組成物における成分の組み合わせは、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）である。
【0043】
液晶組成物の重量に基づいて、化合物（１）の好ましい割合は、誘電率異方性を上げため、そして屈折率異方性を上げるために約１０重量％以上であり、ネマチック相の温度範囲を拡げるため、また粘度を下げるために約５０重量％以下である。さらに好ましい割合は約１０重量％から約４５重量％の範囲である。特に好ましい割合は約１０重量％から約４０重量％の範囲である。
【0044】
液晶組成物の重量に基づいて、化合物（２）の好ましい割合は、屈折率異方性を上げながら、ネマチック相の温度範囲を拡げるために約２５重量％以上であり、誘電率異方性を上げるために約７０重量％以下である。さらに好ましい割合は約３０重量％から約６５重量％の範囲である。特に好ましい割合は約３５重量％から約６０重量％の範囲である。
【0045】
液晶組成物の重量に基づいて、化合物（３）の好ましい割合は、屈折率異方性を上げながら、ネマチック相の温度範囲を拡げるために約１０重量％以上であり、誘電率異方性を上げるために約５０重量％以下である。さらに好ましい割合は約１５重量％から約４０重量％の範囲である。特に好ましい割合は約１５重量％から約３５重量％の範囲である。
【0046】
第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。Ｒ１、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１、およびＲ３２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく、好ましいＲ１、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１、またはＲ３２は、紫外線または熱に対する安定性を上げるために、炭素数１から６のアルキルである。
【0047】
好ましいアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルである。さらに好ましいアルキルは、粘度を下げるためにエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルである。
【0048】
好ましいアルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルコキシは、メトキシまたはエトキシである。
【0049】
好ましいアルケニルは、ビニル、１－プロペニル、２－プロペニル、１－ブテニル、２－ブテニル、３－ブテニル、１－ペンテニル、２－ペンテニル、３－ペンテニル、４－ペンテニル、１－ヘキセニル、２－ヘキセニル、３－ヘキセニル、４－ヘキセニル、または５－ヘキセニルである。さらに好ましいアルケニルは、粘度を下げるために、ビニル、１－プロペニル、３－ブテニル、または３－ペンテニルである。これらのアルケニルにおける－ＣＨ＝ＣＨ－の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。粘度を下げるためなどから１－プロペニル、１－ブテニル、１－ペンテニル、１－ヘキセニル、３－ペンテニル、３－ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。２－ブテニル、２－ペンテニル、２－ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。これらのアルケニルにおいては、分岐よりも直鎖のアルケニルが好ましい。
【0050】
好ましいアルコキシアルキルは、－ＣＨ２ＯＣＨ３、－ＣＨ２ＯＣ２Ｈ５、－ＣＨ２ＯＣ３Ｈ７、－（ＣＨ２）２－ＯＣＨ３、－（ＣＨ２）２－ＯＣ２Ｈ５、－（ＣＨ２）２－ＯＣ３Ｈ７、－（ＣＨ２）３－ＯＣＨ３、－（ＣＨ２）４－ＯＣＨ３、または－（ＣＨ２）５－ＯＣＨ３である。
【0051】
ｎ１は、０、１、または２である。好ましいｎ１は、粘度を下げるために０であり、上限温度を上げるため、誘電率異方性を上げるため、および屈折率異方性を上げるために１または２である。
【0052】
Ｚ１１、Ｚ２１、Ｚ２３、およびＺ３１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－または－Ｃ≡Ｃ－である。好ましいＺ１１、Ｚ２１、Ｚ２３、またはＺ３１は、粘度を下げるために単結合であり、屈折率異方性を上げるために-Ｃ≡Ｃ－である。Ｚ１２、Ｚ１３、Ｚ３２、およびＺ３３は、単結合、－Ｃ≡Ｃ－または－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－であるが、屈折率異方性を上げるためにＺ１２およびＺ１３のうちの少なくとも１つは単結合ではない。好ましいＺ１２、Ｚ１３、Ｚ３２、またはＺ３３は、粘度を下げるために単結合であり、屈折率異方性を上げるために-Ｃ≡Ｃ－または－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－である。Ｚ２２は、－Ｃ≡Ｃ－または－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－である。好ましいＺ２２は、屈折率異方性を上げるために－Ｃ≡Ｃ－Ｃ≡Ｃ－である。
【0053】
環Ａ１は、
、
、または
である。好ましい環Ａ１は、屈折率異方性を上げるために、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレンである。
【0054】
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、およびＬ１６は、水素、フッ素、塩素、メチル、エチルまたはシクロプロピルである。好ましいＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、またはＬ１６は、相溶性を上げるために、フッ素、エチルまたはシクロプロピルである。Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５およびＬ３６は、水素、フッ素、塩素、メチルまたはエチルである。好ましいＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５またはＬ３６は、相溶性を上げるために、フッ素またはエチルである。Ｌ１３およびＬ１５、Ｌ１４およびＬ１６、Ｌ２１およびＬ２２、またはＬ３３およびＬ３５は、誘電率異方性が負となり、液晶組成物全体の誘電率異方性を小さくしてしまうため、同時にフッ素等でない方が好ましい。
【0055】
Ｙ１１およびＹ１２は、水素、フッ素、または塩素である。好ましいＹ１１またはＹ１２は、誘電率異方性を上げるためにフッ素である。
【0056】
第五に、好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物（１）は、化合物（１－１）から化合物（１－８）である。
【0057】
【0058】
これらの式において、Ｒ１は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；Ｚ１１は、単結合、－ＣＨ＝ＣＨ－または－Ｃ≡Ｃ－であり；Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５、およびＬ１６は、水素、フッ素、塩素、メチル、エチルまたはシクロプロピルであり；Ｙ１１およびＹ１２は、水素、フッ素または塩素である。化合物（１）の少なくとも１つが、化合物（１－２）、化合物（１－３）、化合物（１－５）または化合物（１－７）であることが好ましい。
【0059】
好ましい化合物（２）は、化合物（２－１）から化合物（２－５）である。
【0060】
【0061】
これらの式において、Ｒ２１およびＲ２２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；Ｌ２１、Ｌ２２、およびＬ２３は、水素、フッ素、塩素、メチルまたはエチルである。化合物（２）の少なくとも１つが、化合物（２－１）、化合物（２－２）または化合物（２－４）であることが好ましい。化合物（２）の少なくとも２つが、化合物（２－１）または化合物（２－２）のうちの１つと、化合物（２－４）の組み合わせであることが好ましい。
【0062】
好ましい化合物（３）は、化合物（３－１）から化合物（３－４）である。
【0063】
【0064】
これらの式において、Ｒ３１およびＲ３２は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルであり、該アルキルまたは該アルケニル中の少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられていてもよく；Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、およびＬ３６は、水素、フッ素、塩素、メチルまたはエチルである。化合物（３）の少なくとも１つが、化合物（３－１）、化合物（３－２）、または化合物（３－３）であることが好ましい。
【0065】
第六に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。このような添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線および熱に対する安定剤、消光剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。以下において、これらの添加物の混合割合は、特に断らない場合は、液晶組成物の重量に基づく割合（重量）である。
【0066】
液晶のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物（５－１）から化合物（５－６）である。光学活性化合物の好ましい割合は約５重量％以下である。さらに好ましい割合は約０．０１重量％から約２重量％の範囲である。
【0067】
【0068】
大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、酸化防止剤が組成物に添加される。酸化防止剤の好ましい例は、ｔが１から９の整数である化合物（６）などである。
【0069】
化合物（６）において、好ましいｔは、１、３、５、７、または９である。さらに好ましいｔは７である。ｔが７である化合物（６）は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように約６００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１００ｐｐｍから約３００ｐｐｍの範囲である。
【0070】
紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないために約１００００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は約１００ｐｐｍから約１００００ｐｐｍの範囲である。
【0071】
紫外線および熱に対する安定剤の好ましい例は、化合物（７）で示すアミノ-トラン化合物などである（米国登録特許第６４９５０６６号）。
式（７）において、ＲｍおよびＲｎは、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニルまたは炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；Ｘａは、－ＮＯ２、－Ｃ≡Ｎ、－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、フッ素、または－ＯＣＦ３であり；ＹａおよびＹｂは、水素またはフッ素である。これらの安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために１～２０重量％の範囲であり、好ましくは５～１０重量％の範囲である。
式（７）において、ＲｍおよびＲｎは、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニルまたは炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；Ｘａは、－ＮＯ２、－Ｃ≡Ｎ、－Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、フッ素、または－ＯＣＦ３であり；ＹａおよびＹｂは、水素またはフッ素である。これらの安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために１～２０重量％の範囲であり、好ましくは５～１０重量％の範囲である。
【0072】
消光剤は、液晶性化合物が吸収した光エネルギーを受容し、熱エネルギーに変換することにより、液晶性化合物の分解を防止する化合物である。これらの消光剤における好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、下限温度を下げるために約２００００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は約１００ｐｐｍから約１００００ｐｐｍの範囲である。
【0073】
ＧＨ（guest host）モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素（dichroic dye）が組成物に添加される。色素の好ましい割合は、約０．０１重量％から約１０重量％の範囲である。泡立ちを防ぐために、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどの消泡剤が組成物に添加される。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために約１ｐｐｍ以上であり、表示不良を防ぐために約１０００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１ｐｐｍから約５００ｐｐｍの範囲である。
【0074】
高分子安定化された素子に適合させるために重合性化合物が組成物に添加される。重合性化合物の好ましい例は、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物（オキシラン、オキセタン）、ビニルケトンなどの重合可能な基を有する化合物である。さらに好ましい例は、アクリレートまたはメタクリレートの誘導体である。重合性化合物の好ましい割合は、その効果を得るために、約０．０５重量％以上であり、駆動温度の上昇を防ぐために約２０重量％以下である。さらに好ましい割合は、約０．１重量％から約１０重量％の範囲である。重合性化合物は紫外線照射により重合する。光重合開始剤などの開始剤の存在下で重合させてもよい。重合のための適切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適切な量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。例えば光重合開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ６５１（登録商標；ＢＡＳＦ）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（登録商標；ＢＡＳＦ）、またはＤａｒｏｃｕｒｅ１１７３（登録商標；ＢＡＳＦ）がラジカル重合に対して適切である。光重合開始剤の好ましい割合は、重合性化合物の重量１００重量部に基づいて約０．１重量部から約５重量部の範囲である。さらに好ましい割合は、約１重量部から約３重量部の範囲である。
【0075】
重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、４-tert-ブチルカテコール、４-メトキシフェノ－ル、フェノチアジンなどである。
【0076】
極性化合物は、極性をもつ有機化合物である。ここでは、イオン結合を有する化合物は含まれない。酸素、硫黄、および窒素のような原子は、より電気的に陰性であり、部分的な負電荷をもつ傾向にある。炭素および水素は中性であるか、または部分的な正電荷をもつ傾向がある。極性は、化合物中の別種の原子間で部分電荷が均等に分布しないことから生じる。例えば、極性化合物は、－ＯＨ、－ＣＯＯＨ、－ＳＨ、－ＮＨ２、＞ＮＨ、＞Ｎ－のような部分構造の少なくとも１つを有する。
【0077】
第七に、成分化合物の合成法を説明する。これらの化合物はオーガニック・シンセシス（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｉｎｃ）、オーガニック・リアクションズ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｉｎｃ）、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ）、新実験化学講座（丸善）などの成書に記載された方法によって合成できる。組成物は、このようにして得た化合物から公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。
【0078】
最後に、組成物の用途を説明する。本発明の組成物は主として、約－１０℃以下の下限温度、約７０℃以上の上限温度、そして約０．２０から約０．８０の範囲の屈折率異方性を有する。成分化合物の割合を制御することによって、またはその他の液晶性化合物を混合することによって、約０．３０から約０．６０の範囲の屈折率異方性を有する組成物、さらには約０．４０から約０．５５の範囲の屈折率異方性を有する組成物を調製してもよい。この組成物は、ネマチック相を有する組成物としての使用、光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用が可能である。
【0079】
この組成物は、周波数１ＧＨｚ～１０ＴＨｚの電磁波信号の位相制御に使用される素子への使用が可能である。応用例として例えば、ミリ波帯可変移相器、ライダー（ＬｉＤＡＲ；Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）素子等が挙げられる。
【0080】
組成物の誘電率異方性は、素子の駆動電圧を低減するために大きい方が望ましい。誘電率異方性は好ましくは１～５０の範囲であり、さらに好ましくは１～３０の範囲である。
【実施例0081】
実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。本発明は、実施例の組成物の少なくとも２つを混合した混合物をも含む。組成物の特性は、下記に記載した方法により測定した。
【0082】
測定方法：特性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会（Japan Electronics and Information Technology Industries Association；以下ＪＥＩＴＡという）で審議制定されるＪＥＩＴＡ規格（ＪＥＩＴＡ・ＥＤ－２５２１Ｂ）に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたＴＮ素子には、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を取り付けなかった。
【0083】
ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）：
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。
【0084】
ネマチック相の下限温度（ＴＣ；℃）：
ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、０℃、－１０℃、－２０℃、－３０℃、および－４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が－２０℃ではネマチック相のままであり、－３０℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、ＴＣを＜－２０℃と記載した。
ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、０℃、－１０℃、－２０℃、－３０℃、および－４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が－２０℃ではネマチック相のままであり、－３０℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、ＴＣを＜－２０℃と記載した。
【0085】
粘度（バルク粘度；η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：
測定には東京計器株式会社製のＥ型回転粘度計を用いた。
測定には東京計器株式会社製のＥ型回転粘度計を用いた。
【0086】
粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：測定は、M. Imai ｅt al., Molｅｃular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995)に記載された方法に従った。ツイスト角が０°であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。この素子に１６Ｖから１９．５Ｖの範囲で０．５Ｖ毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transiｅnt ｃurrｅnt）のピーク電流（pｅak ｃurrｅnt）とピーク時間（pｅak timｅ）を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文中の４０頁記載の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。
【0087】
屈折率異方性（Δｎ；２５℃で測定）：
測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率ｎ∥は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率ｎ⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。屈折率異方性の値は、Δｎ＝ｎ∥－ｎ⊥、の式から計算した。
測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率ｎ∥は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率ｎ⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。屈折率異方性の値は、Δｎ＝ｎ∥－ｎ⊥、の式から計算した。
【0088】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：
２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、そしてツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（１０Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε∥）を測定した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε∥－ε⊥、の式から計算した。
２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、そしてツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（１０Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε∥）を測定した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε∥－ε⊥、の式から計算した。
【0089】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：
測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が０．４５／Δｎ（μｍ）であり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧（３２Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから１０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧－透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が９０％になったときの電圧で表した。
測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が０．４５／Δｎ（μｍ）であり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧（３２Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから１０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧－透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が９０％になったときの電圧で表した。
【0090】
比抵抗（ρ；２５℃で測定；Ωｃｍ）：
電極を備えた容器に試料１．０ｍＬを注入した。この容器に直流電圧（１０Ｖ）を印加し、１０秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。（比抵抗）＝｛（電圧）×（容器の電気容量）｝／｛（直流電流）×（真空の誘電率）｝。
電極を備えた容器に試料１．０ｍＬを注入した。この容器に直流電圧（１０Ｖ）を印加し、１０秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。（比抵抗）＝｛（電圧）×（容器の電気容量）｝／｛（直流電流）×（真空の誘電率）｝。
【0091】
２８ＧＨｚでの誘電率異方性（室温で測定）：
２８ＧＨｚでの誘電率異方性（Δε＠２８ＧＨｚ）は、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ.７，ｐ１１５０（２００５）に開示された方法により、窓材を取り付けたＶバンドの可変短絡導波管に液晶を充填し、０．３Ｔの静磁場内に３分保持した。導波管に２８ＧＨｚのマイクロ波を入力し、入射波に対する反射波の振幅比を測定した。静磁場の向きと短絡器の管長を変えて測定し、屈折率（ｎｅ，ｎｏ）および損失パラメーター（αe，αo）を決定した。
複素誘電率の算出には、前項で算出した屈折率、損失パラメータと以下の関係式を用いた。
ε’＝ｎ２-κ２
ε”＝２ｎκ
α＝２ωｃ／κ
ここでｃは真空の光速度である。ｎｅからε’∥を、ｎｏからε’⊥を算出し、誘電率異方性（Δε＠２８ＧＨｚ）は、ε’∥－ε’⊥から計算した。
２８ＧＨｚでの誘電率異方性（Δε＠２８ＧＨｚ）は、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ.７，ｐ１１５０（２００５）に開示された方法により、窓材を取り付けたＶバンドの可変短絡導波管に液晶を充填し、０．３Ｔの静磁場内に３分保持した。導波管に２８ＧＨｚのマイクロ波を入力し、入射波に対する反射波の振幅比を測定した。静磁場の向きと短絡器の管長を変えて測定し、屈折率（ｎｅ，ｎｏ）および損失パラメーター（αe，αo）を決定した。
複素誘電率の算出には、前項で算出した屈折率、損失パラメータと以下の関係式を用いた。
ε’＝ｎ２-κ２
ε”＝２ｎκ
α＝２ωｃ／κ
ここでｃは真空の光速度である。ｎｅからε’∥を、ｎｏからε’⊥を算出し、誘電率異方性（Δε＠２８ＧＨｚ）は、ε’∥－ε’⊥から計算した。
【0092】
２８ＧＨｚでのｔａｎδ（室温で測定）：
２８ＧＨｚでのｔａｎδは、複素誘電率（ε’,ε”）を用い、ｔａｎδ＝ε”／ε’として計算した。ｔａｎδにも異方性が発現するため、値の大きい方を記載した。
２８ＧＨｚでのｔａｎδは、複素誘電率（ε’,ε”）を用い、ｔａｎδ＝ε”／ε’として計算した。ｔａｎδにも異方性が発現するため、値の大きい方を記載した。
【0093】
実施例における化合物は、表２の定義に基づいて記号により表した。記号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番号に対応する。（－）の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合（百分率）は、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）である。最後に、組成物の特性値をまとめた。
【0094】
【0095】
［比較例１］ 液晶組成物Ｃ１
２－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ６．８％
３－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ６．８％
４－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ６．８％
４－ＢＴＢ－Ｏ２ （２－１） ６．８％
５－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ６．８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－５ （３－１） ６％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－５ （３－１） ２％
３－ＢＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （３－２） ２４％
３－Ｈ２ＢＴＢ－４ （－） ６％
３－ＨＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （－） ９％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （－） ９％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （－） １０％
ＮＩ＝１０４．０℃；Ｔｃ＜－３０℃；Δｎ＝０．２８０；Δε＝４．２．
液晶組成物Ｃ１の２８ＧＨｚでの誘電率異方性およびｔａｎδは以下の通りであった。
Δε＠２８ＧＨｚ ＝０．６５
ｔａｎδ＠２８ＧＨｚ ＝０．０１４
２－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ６．８％
３－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ６．８％
４－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ６．８％
４－ＢＴＢ－Ｏ２ （２－１） ６．８％
５－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ６．８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－５ （３－１） ６％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－５ （３－１） ２％
３－ＢＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （３－２） ２４％
３－Ｈ２ＢＴＢ－４ （－） ６％
３－ＨＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （－） ９％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （－） ９％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （－） １０％
ＮＩ＝１０４．０℃；Ｔｃ＜－３０℃；Δｎ＝０．２８０；Δε＝４．２．
液晶組成物Ｃ１の２８ＧＨｚでの誘電率異方性およびｔａｎδは以下の通りであった。
Δε＠２８ＧＨｚ ＝０．６５
ｔａｎδ＠２８ＧＨｚ ＝０．０１４
【0096】
［実施例１］ 液晶組成物１
４－ＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １０％
５－ＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １０％
２－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ２．４％
３－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ２．４％
４－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ２．４％
４－ＢＴＢ－Ｏ２ （２－１） ２．４％
５－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ２．４％
３－ＢＴＴＢ－４ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－５ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
５－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
３－ＢＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （３－２） ２０％
２－ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ－５ （３－３） ８％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （－） １０％
ＮＩ＝１２５．３℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．３７９；Δε＝５．０.
液晶組成物１の２８ＧＨｚでの誘電率異方性およびｔａｎδは以下の通りであった。
Δε＠２８ＧＨｚ ＝０．８７
ｔａｎδ＠２８ＧＨｚ ＝０．０１５
４－ＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １０％
５－ＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １０％
２－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ２．４％
３－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ２．４％
４－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ２．４％
４－ＢＴＢ－Ｏ２ （２－１） ２．４％
５－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ２．４％
３－ＢＴＴＢ－４ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－５ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
５－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
３－ＢＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （３－２） ２０％
２－ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ－５ （３－３） ８％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （－） １０％
ＮＩ＝１２５．３℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．３７９；Δε＝５．０.
液晶組成物１の２８ＧＨｚでの誘電率異方性およびｔａｎδは以下の通りであった。
Δε＠２８ＧＨｚ ＝０．８７
ｔａｎδ＠２８ＧＨｚ ＝０．０１５
【0097】
［実施例２］ 液晶組成物２
５－Ｂ（Ｅｔ）ＴＢ（Ｆ，Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １３％
２－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．８％
３－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．８％
４－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．８％
４－ＢＴＢ－Ｏ２ （２－１） ３．８％
５－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．８％
３－ＢＴＴＢ－４ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－５ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
５－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
３－ＢＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （３－２） １６％
２－ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ－５ （３－３） ８％
５－ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ－２ （３－３） ４％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （－） １０％
ＮＩ＝１２２．０℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．３８３；Δε＝５．０.
液晶組成物２の２８ＧＨｚでの誘電率異方性およびｔａｎδは以下の通りであった。
Δε＠２８ＧＨｚ ＝０．８９
ｔａｎδ＠２８ＧＨｚ ＝０．０１４
５－Ｂ（Ｅｔ）ＴＢ（Ｆ，Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １３％
２－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．８％
３－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．８％
４－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．８％
４－ＢＴＢ－Ｏ２ （２－１） ３．８％
５－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．８％
３－ＢＴＴＢ－４ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－５ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
５－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
３－ＢＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （３－２） １６％
２－ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ－５ （３－３） ８％
５－ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ－２ （３－３） ４％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （－） １０％
ＮＩ＝１２２．０℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．３８３；Δε＝５．０.
液晶組成物２の２８ＧＨｚでの誘電率異方性およびｔａｎδは以下の通りであった。
Δε＠２８ＧＨｚ ＝０．８９
ｔａｎδ＠２８ＧＨｚ ＝０．０１４
【0098】
［実施例３］ 液晶組成物３
４－ＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １０％
５－ＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １０％
５－ＢＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－５） １０％
２－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．２％
３－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．２％
４－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．２％
４－ＢＴＢ－Ｏ２ （２－１） ３．２％
５－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．２％
３－ＢＴＴＢ－４ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－５ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
５－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
３－ＢＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （３－２） １６％
２－ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ－５ （３－３） ８％
ＮＩ＝１２７．５℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．４１６；Δε＝４．２.
液晶組成物３の２８ＧＨｚでの誘電率異方性およびｔａｎδは以下の通りであった。
Δε＠２８ＧＨｚ ＝０．９６
ｔａｎδ＠２８ＧＨｚ ＝０．０１６
４－ＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １０％
５－ＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １０％
５－ＢＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－５） １０％
２－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．２％
３－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．２％
４－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．２％
４－ＢＴＢ－Ｏ２ （２－１） ３．２％
５－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ３．２％
３－ＢＴＴＢ－４ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－５ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
５－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
３－ＢＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （３－２） １６％
２－ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ－５ （３－３） ８％
ＮＩ＝１２７．５℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．４１６；Δε＝４．２.
液晶組成物３の２８ＧＨｚでの誘電率異方性およびｔａｎδは以下の通りであった。
Δε＠２８ＧＨｚ ＝０．９６
ｔａｎδ＠２８ＧＨｚ ＝０．０１６
【0099】
［実施例４］ 液晶組成物４
５－ＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １０％
５－ＢＴＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－３） １０％
２－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ４．６％
３－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ４．６％
４－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ４．６％
４－ＢＴＢ－Ｏ２ （２－１） ４．６％
５－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ４．６％
３－ＢＴＴＢ－４ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－５ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
５－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
３－ＢＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （３－２） １４％
２－ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ－５ （３－３） ８％
５－ＢＴＴＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｃ （－） ５％
ＮＩ＝１１９．５℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．４０３；Δε＝４．３.
液晶組成物４の２８ＧＨｚでの誘電率異方性およびｔａｎδは以下の通りであった。
Δε＠２８ＧＨｚ ＝０．９３
ｔａｎδ＠２８ＧＨｚ ＝０．０１６
５－ＢＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－２） １０％
５－ＢＴＴＢ（Ｆ）－ＮＣＳ （１－３） １０％
２－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ４．６％
３－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ４．６％
４－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ４．６％
４－ＢＴＢ－Ｏ２ （２－１） ４．６％
５－ＢＴＢ－Ｏ１ （２－１） ４．６％
３－ＢＴＴＢ－４ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－５ （２－４） ５％
３－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
５－ＢＴＴＢ－Ｏ１ （２－４） １０％
３－ＢＢ（Ｆ）ＴＢ－４ （３－２） １４％
２－ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ－５ （３－３） ８％
５－ＢＴＴＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｃ （－） ５％
ＮＩ＝１１９．５℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．４０３；Δε＝４．３.
液晶組成物４の２８ＧＨｚでの誘電率異方性およびｔａｎδは以下の通りであった。
Δε＠２８ＧＨｚ ＝０．９３
ｔａｎδ＠２８ＧＨｚ ＝０．０１６
【0100】
比較例と比べると、２８ＧＨｚでのｔａｎδは同程度に小さく、Δεが非常に大きい液晶組成物を調製することができた。
【産業上の利用可能性】
【0101】
本発明の液晶組成物は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、低い粘度、位相制御に使用される周波数領域での大きな誘電率異方性、位相制御に使用される周波数領域での小さなｔａｎδを有する。この組成物を含有する素子は、広い温度範囲で、周波数１ＧＨｚ～１０ＴＨｚの電磁波信号の位相制御に使用することができる。