[发明专利]一种液晶组合物及包含其的高频组件

说明书

本发明公开了一种液晶组合物及包含其的高频组件。液晶组合物包括1％～100％化合物0～65％化合物0～90％化合物其中，R₁～R₃分别是烷基、烷氧基、氟代烷基或链烯基；X₁、X₂是‑H、‑CH₃、‑CH₂CH₃或‑Cl中的一种且至少有一个是‑CH₃、‑CH₂CH₃或‑Cl中的一种；X₃～X₉是‑H或者‑F；Z₁、Z₂是单键、双键、三键、‑CH₂CH₂‑、‑COO‑中的一种；环A为苯环或环己烷，当A为环己烷时为反式结构；m、n、P为0或者1且m和n不能同时为1。本发明不仅具有低的介电损耗和高的品质因子，还具有宽的向列相温度区间的优点，适用于滤波器、移相器、相控阵雷达以及5G通信网路等领域。

技术领域

本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种液晶组合物以及包含其的高频组件，主要适用于滤波器、可调频率选择表面、移相器、相控阵雷达、卫星导航以及5G通信网路等领域。

背景技术

近年来，具有低介电损耗和高介电调谐率的液晶材料在滤波器、可调频率选择表面、移相器、相控阵雷达、5G通信网路等液晶微波器件技术中的应用备受关注。而作为微波器件核心的调谐材料，液晶材料的介电调谐率决定微波器件的调谐能力。对液晶材料而言，其介电调谐率由液晶材料在微波下的介电各向异性(Δε)及分子平行方向的介电常数(ε_∥)所决定：

τ＝Δε/ε_∥

液晶材料的介电损耗是影响其微波器件插入损耗的一个重要因素。为了获得高品质的液晶微波器件，必须降低液晶材料的介质损耗。对于液晶材料，损耗角正切随着液晶分子指向随电场指向的不同而不同，即液晶分子长轴与短轴方向的损耗不同，在计算液晶材料损耗时，一般采用其损耗最大值max(tanδ_∥,tanδ_⊥)作为液晶材料的损耗。

为了综合评价液晶材料在微波下的性能参数，引入品质因子(η)参数：

η＝τ/max(tanδ_∥,tanδ_⊥)

即液晶材料的介电调谐率越大、损耗越小，品质因子就越大，说明液晶材料的性能越好。

液晶材料的向列相温度范围决定着液晶微波器件的工作温度范围，液晶材料的向列相温度区间越宽意味着微波器件的工作温度范围越宽。

由于液晶材料在高频下介电常数与液晶的双折射率相关，如下式所示：

为获得较高的介电常数，还需要液晶材料具有高双折射率。

为满足高频组件快速切换工作的需要，还需要液晶材料具备较低的旋转粘度。为满足高频组件在电场驱动下工作，还需要液晶材料在低频下，例如1KHz，具备适当的介电常数。

异硫氰基类液晶化合物相较于常规含氟液晶具有更高的双折射率和更大的介电各向异性，相较于氰基类液晶则具有更高的双折射率和更低的旋转粘度，尤其还具有更低的介电损耗。