[发明专利]一种侧乙基含氟三苯二炔类液晶化合物及制备方法、液晶组合物及应用

说明书

本发明公开一种侧乙基含氟三苯二炔类液晶化合物及制备方法、液晶组合物及应用，所述液晶化合物具有如结构式(Ⅰ)所示的结构。本发明提供的新型侧乙基含氟三苯二炔类液晶化合物，具有较低熔点、宽温向列相态、高光学各向异性(Δn值较大)等优点，将其应用到高介电各向异性液晶材料中时，与其他高光学各向异性向列相液晶态化合物混合，可以得到介电性能优异、介电损耗较低、适用于微波通讯器件的宽温向列相液晶材料，以满足微波器件的研究、生产和发展的要求。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，特别涉及一种侧乙基含氟三苯二炔类液 晶化合物及制备方法、液晶组合物及应用。

背景技术

微波移相器是微波K波段(毫米波，0.3～40GHz)通讯技术领域中的关键 器件，在雷达系统、卫星天线、通讯系统、电子对抗系统等多个航空、军用 和民事领域具有广泛的应用。但随着现代通信技术的快速发展，通讯频率拥 堵现象日益突出，要求通信器件具有更高的可调频性、更宽的频带和多功能 性；传统的铁氧体或者二极管移相器辐射单元天线及其微波器件因体积大、 容量小和调谐速度慢、制作工艺复杂、成本高等问题已经很难满足相现代通 讯发展需要。因此，近二十年来人们开始寻找新材料，研究性能更优异的低 电压、快速调谐、宽调谐带、小型化和可移动的微波通信器件以弥补上述缺 陷，以促进微波通讯技术的升级发展。

向列相液晶是一种既具有液体的流动性，又具有晶体的有序性和各向异 性有机物，在光、电、磁等外场作用下，其分子会发生连续形变和流动，诱 导介电常数和折射率发生周期性连续变化，形成强烈的光学非线性效应。这 种非线性光学效应已在信息显示领域得到了广泛应用，并在微波通讯、雷达 天线及相位调制、精确制导和无线宽带通信等光信息方面开始崭露头角，成 为军事、车载、船载、机载、航空载等通信终端平台的共同追求，发展势头 强劲。

液晶用于微波器件研究始于20世纪末，高速发展于本世纪初；尤其是近 几年得到了全世界的广泛关注。德国Darmstadt大学在这一领域的研究处于世 界领先，其研究工作涵盖可调滤波器、可重构天线、可调频率选择器及可调 移相器等重要领域。1993年LimK.C.等人采用商用液晶K15，根据电控双折 射效应，施加16V偏电压，在10.5GHz频率上获得20°的相移，实现了微波 相位可调。2002年德国报道了一种平面集成液晶可调移相器，得到18GHz频 率附近53°的相移，受到世界同行普遍重视。2004年法国采用液晶BL037研 制出矩形贴片天线，通过施加偏电压得到4.74～4.6GHz之间140MHz的频移， 可调频量达到5.5％。2013年西班牙研制出工作频率96GHz～104GHz的53*54 三个偶极子单元反射阵列式贴片天线，实现165°的相位改变。德国在2015年 研制出可调二维波束偏转液晶相控阵列刷贴天线，实现17.5GHz频段300°移 相量，可调偏压15V，回波损耗低于15dB。

2017年9月20日《航天新闻》报道了美国Kymeta公司研制出液晶相控 阵天线原型的消息，准备装载民航飞机和汽车上收发卫星通信系统路况信息 和接入互联网等。2019年1月28日美国OneWeb公司宣布液晶微波天线模块 研制取得突破，其造价只有15美元的低成本，整部天线不到1/8英寸(约3.2 毫米)厚，是一种极轻、极薄且功耗很低的天线，利用现有液晶显示器生产 线就能大批量生产，为生产价位在200～300美元的终端(网络调制调解器) 户平铺用了道路。可见，液晶微波天线及其移相器研究发展迅速。